در فرآیند لمینیت بسته بندی انعطاف پذیر، رطوبت هوا یک عامل محیطی حیاتی است که مستقیماً بر عملکرد مواد، پخت چسب و کیفیت محصول نهایی تأثیر می گذارد. رطوبت نسبی (RH) و رطوبت مطلق (AH) دو شاخص اصلی برای اندازه گیری میزان بخار آب اتمسفر هستند. این دو پارامتر با همبستگی نزدیک و در عین حال از نظر مفهومی متمایز، اساساً ثبات تولید و نرخ بازده لمینیت بسته بندی انعطاف پذیر را تعیین می کنند. این مقاله در مورد رابطه داخلی بین دو شاخص رطوبت توضیح می دهد، تأثیرات خاص آنها را بر کیفیت لایه لایه تجزیه و تحلیل می کند، و راه حل های کنترل فرآیند هدفمند را ارائه می دهد.
1. تعاریف و همبستگی رطوبت مطلق و رطوبت نسبی
1.1 رطوبت مطلق (AH)
رطوبت مطلق یکشاخص کمی مطلقکه منعکس کننده جرم واقعی بخار آب در واحد حجم هوا، مستقل از دمای محیط است. معمولاً در صنعت بسته بندی انعطاف پذیر بر حسب گرم در متر مکعب اندازه گیری می شود. به عنوان بازتاب مستقیم محتوای واقعی بخار آب در هوا، AH به عنوان یک مرجع اصلی برای تنظیم دقیق فرآیند عمل می کند.
فرمول: AH=جرم بخار آب / حجم هوا
1.2 رطوبت نسبی (RH)
رطوبت نسبی الف استشاخص نسبت نسبینشان دهنده درجه رطوبت هوا است. به نسبت درصد فشار بخار آب واقعی به فشار بخار آب اشباع در همان دما، با واحد %RH اشاره دارد. RH یک مقدار دینامیکی است که با تغییرات دما در نوسان است و به طور گسترده برای نظارت بر رطوبت روزانه کارگاه استفاده می شود.
فرمول: RH=(e/es) × 100% جایی که: e=فشار بخار آب واقعی. es=فشار بخار آب اشباع شده در دمای فعلی
1.3 همبستگی هسته ای بین AH و RH
فشار بخار آب اشباع هوا با افزایش دما افزایش می یابد و تعادل دینامیکی بین دو پارامتر رطوبت ایجاد می کند. در شرایط رطوبت مطلق ثابت، افزایش دما ظرفیت نگهداری آب هوا را- افزایش می‌دهد که رطوبت نسبی را کاهش می‌دهد. برعکس، کاهش دما باعث کاهش فشار بخار آب اشباع و افزایش رطوبت نسبی می شود.
به طور خلاصه، رطوبت مطلق منعکس کننده مقدار ثابت و عینی بخار آب در واحد حجم هوا است، در حالی که رطوبت نسبی مستعد تداخل دما است. بنابراین، کنترل تولید نمی تواند تنها بر داده های RH تکیه کند. ترکیب مقادیر AH برای تایید رطوبت واقعی اتمسفر برای بهینه سازی دقیق فرآیند ضروری است.
2. اثرات رطوبت بر کیفیت لمینیت بسته بندی انعطاف پذیر
2.1 عملکرد چسب و عمل آوری چسب
در محیط‌های با رطوبت بالا (RH ~ 70%)، بخار آب آزاد موجود در هوا در واکنش شیمیایی چسب‌های پلی‌اورتان شرکت می‌کند و دی اکسید کربن آزاد می‌کند. این امر باعث ایجاد حباب های داخلی و پخت ناقص در فیلم های لمینت می شود. در همین حال، باقیمانده رطوبت بیش از حد در چسب‌های مبتنی بر حلال{4}} استحکام لایه‌برداری بین لایه‌ای را کاهش می‌دهد که منجر به خطرات لایه‌برداری می‌شود.
محیط‌های با رطوبت کم (RH ~ 40%) باعث خشک شدن زودرس سطح چسب‌ها می‌شود و در نتیجه عملکرد تسطیح ضعیف، پوشش ناهموار و نقص سوراخ سوزنی ایجاد می‌شود. برای لایه‌برداری بدون حلال، واکنش ناکافی چسب جزء A اغلب در شرایط خشک رخ می‌دهد.
تشخیص AH و RH در کارگاه های{0}در دمای پایین بسیار مهم است. RH بالا در دمای پایین لزوماً به معنای رطوبت مطلق بالا نیست. دوز عامل پخت باید بر اساس مقادیر AH به جای قرائت RH تنظیم شود. برای سازه‌های آلومینیومی{4}روکش شده PET/VMPET، برای جلوگیری از انتقال لایه آلومینیوم و استحکام ضعیف پوسته‌شدگی، دوز کاهش‌یافته عامل پخت برای چسب روکش آلومینیومی{5} ویژه تحت AH پایین مورد نیاز است. برای سازه‌های حاوی نایلون و فویل آلومینیومی که برای بسته‌بندی‌های جوشان و روتور قابل استفاده هستند، افزایش دوز عامل پخت تحت AH بالا لازم است تا از پخت کامل اطمینان حاصل شود و شرایط مقاومت در برابر دمای بالا و مقاومت را برآورده کند.
2.2 جذب رطوبت بستر، تغییر شکل و لایه لایه شدن
نایلون (NY) و دیگر بسترهای بسته بندی انعطاف پذیر رایج از جذب رطوبت قوی برخوردار هستند. در شرایط RH بالا، لایه های نایلونی رطوبت را جذب کرده و منبسط می شوند. پس از لمینیت، تغییرات رطوبت بعدی باعث انقباض بستر و در نتیجه پیچش لایه، دررفتگی بین لایه ها و لایه لایه شدن می شود. علاوه بر این، رطوبت مطلق بالا باعث افزایش رطوبت بستر می شود. تبخیر آب در طول فرآیند لمینیت حباب های سطحی را تشکیل می دهد که پایداری ساختاری فیلم های چند لایه را از بین می برد.
2.3 فرار حلال و خطر حلال باقیمانده
در طول فرآیندهای چاپ و پوشش، رطوبت بالای محیط، تبخیر حلال آلی را کند می کند و منجر به باقیمانده حلال بیش از حد می شود که استانداردهای ایمنی برای بسته بندی مواد غذایی و دارویی را رعایت نمی کند. علاوه بر این، بخار آب بیش از حد در هوای AH بالا ممکن است با مایع چسب مخلوط شود و باعث کدورت و پیش ژل شدن شود و یکنواختی پوشش و عملکرد نهایی فیلم را به خطر بیندازد.
2.4 انباشت استاتیک و خطرات تولید
در شرایط خشک و سرد زمستان، رطوبت مطلق کم در کارگاه ها از اتلاف ساکن جلوگیری می کند. اصطکاک فیلم‌های پلاستیکی با سرعت بالا، الکتریسیته ساکن انباشته‌ای ایجاد می‌کند که باعث جذب گرد و غبار و رعد و برق نامنظم- روی سطوح فیلم می‌شود و به کیفیت بصری آسیب می‌رساند. در موارد شدید، الکتریسیته ساکن بیش از حد ممکن است حلال های آلی را مشتعل کند و خطرات ایمنی عمده ای را به همراه داشته باشد.
3. توصیه های بهینه کنترل فرآیند
3.1 کنترل دقیق دما و رطوبت کارگاهی
کارگاه های لمینیت باید مدیریت دما و رطوبت ثابت را اجرا کنند. شرایط استاندارد کاری توصیه شده 2±23 درجه با RH 5±50٪ است. دستگاه های رطوبت گیر و سیستم های تهویه مطبوع مرکزی برای تثبیت رطوبت مطلق و جلوگیری از نوسانات شدید محیطی استفاده می شوند.
3.2 قبل{1}}تصفیه و محافظت در برابر رطوبت زیرلایه ها و چسب ها
بسترهای با رطوبت بالا مانند نایلون باید از قبل در فر 50 درجه خشک شوند تا رطوبت زیر 0.1٪ کنترل شود. برای جلوگیری از جذب رطوبت، خراب شدن و خرابی، چسب ها و عوامل پخت باید در طول نگهداری محکم بسته شوند.
3.3 تنظیم فرآیند پویا بر اساس پارامترهای رطوبت
یک سیستم تنظیم فرآیند مرتبط{0}رطوبت ایجاد کنید. برای اطمینان از پخت کامل چسب، نسبت عامل پخت را در رطوبت مطلق بالا افزایش دهید. در شرایط AH پایین، حذف استاتیکی را تقویت کنید و پارامترهای تراز و پخت چسب را برای انطباق با محیط‌های تولید خشک بهینه کنید.
4. نتیجه گیری
رطوبت مطلق کل محتوای واقعی بخار آب موجود در هوا را تعیین می کند، در حالی که رطوبت نسبی سطح رطوبت واقعی محیط کار را منعکس می کند. به طور مشترک، این دو پارامتر بر کیفیت لمینیت، پایداری بستر و راندمان تبخیر حلال محصولات بسته بندی انعطاف پذیر غالب هستند. رطوبت غیرعادی باعث ایجاد عیوب متداول از جمله حباب، لایه لایه شدن، استحکام پیوند ناکافی، باقیمانده حلال بیش از حد و عیوب مربوط به استاتیک{3}}می شود. نظارت دقیق و کنترل دوگانه دما و رطوبت، همراه با بهینه‌سازی پویای فرآیند، می‌تواند به طور موثری عیوب لایه‌کاری را از بین ببرد، کیفیت محصول را تثبیت کند و بازده تولید و ایمنی عملیاتی را بهبود بخشد.