هر خط تولید رول به رول که از یک اجاق، لمینت یا ایستگاه ذوب داغ عبور میکند، تقاضای پنهانی را برای فیلمی که از آن عبور میکند ایجاد میکند: بدون از دست دادن شکل، استحکام یا یکپارچگی سطح، در برابر گرما زنده بمانید. الف فیلم حیوان خانگی که در دمای اتاق عملکرد خوبی دارد، همچنان میتواند در لحظهای که وارد یک تونل ترموفرمینگ یا یک محفظه متالیزاسیون با سرعت بالا میشود، از کار بیفتد، زیرا مقاومت در برابر حرارت یک ویژگی واحد نیست. این ترکیبی از پایداری ابعادی، حفظ مکانیکی و شیمی سطح است که تنها زمانی که ماده تحت تنش حرارتی قرار میگیرد قابل رویت میشود.
مهندسانی که فیلم را برای بستهبندی قابل فر، پشت نوار ماسک، لایهبندی مدار انعطافپذیر یا آسترهای رهاسازی در دمای بالا انتخاب میکنند، واقعاً یک سوال میپرسند: این بستر قبل از انقباض، پیچخوردن یا لایهبرداری چقدر گرما را میتواند جذب کند. این مقاله این سوال را به بخشهای قابل اندازهگیری تقسیم میکند و از دادههای نماینده صنعت به جای مقایسه برند استفاده میکند، بنابراین خریداران و مهندسان فرآیند میتوانند مشخصات فیلم را براساس شایستگیهای خود ارزیابی کنند.
A فیلم پلی استر که به طور خاص برای قرار گرفتن در معرض گرما تثبیت شده است، از چندین روش قابل اندازه گیری با یک اکستروژن استاندارد متفاوت است. تولیدکنندگان معمولاً جهت گیری و مرحله تنظیم حرارت تولید را به گونه ای تنظیم می کنند که کریستالینی بودن آن قفل شود، که باعث کاهش انقباض و حفظ خواص کششی در دماهای بالا می شود.
نمودار زیر شش ویژگی عملکرد را بین یک فیلم استاندارد و یک فیلم مقاوم در برابر حرارت مهندسی شده مقایسه میکند که بر اساس دادههای آزمایش صنعتی معمولی در مقیاس ده نقطهای نسبی امتیازدهی شدهاند.
این شکاف در پایداری ابعادی و استحکام باند فلزی شدن گستردهتر است، به همین دلیل است که گریدهای مهندسی شده انتخاب پیشفرض برای کاربردهایی هستند که شامل چرخه حرارتی مکرر هستند، مانند مدارهای چاپی انعطافپذیر و فیلمهای بستهبندی رسوبشده در خلاء.
بسترهای پلی استر مقاوم در برابر حرارت در طیف وسیعی از فرآیندهای صنعتی و بسته بندی ظاهر می شوند. جدول زیر کاربردهای متداول را بر اساس شرایط حرارتی که بر روی فیلم تحمیل می کنند گروه بندی می کند.
| حوزه کاربردی | قرار گرفتن در معرض حرارتی معمولی | الزامات فیلم اولیه |
|---|---|---|
| بسته بندی مواد غذایی قابل پخت | گرمای زیاد کوتاه مدت | انقباض کم، پایداری در تماس با غذا |
| پشت نوار ماسک | گرمای متوسط پایدار | ثبات ابعادی، انتشار تمیز |
| لمینیت مدار انعطاف پذیر | چرخه حرارتی مکرر | حفظ مکانیکی، صافی |
| فیلم پایه متالیزاسیون خلاء | حرارت بالا در حین رسوب | یکنواختی سطح، استحکام باند |
| لاینر رهاسازی ترموفرمینگ | گرمای افزایش یافته مداوم | مقاومت در برابر حرارت، انقباض کم |
یک رول زخمی از فیلم پلی استر مهندسی شده که برای پردازش در دمای بالا آماده شده است.
در میان این کاربردها، موضوع مشترک این است که شکست به ندرت از طریق ذوب مستقیم اتفاق می افتد. این از طریق رانش تدریجی ابعادی اتفاق میافتد، جایی که فیلم کسری از درصد در هر چرخه کوچک میشود تا زمانی که ثبت از بین برود یا پیوند ورقهای ضعیف شود.
شیمی های مختلف فیلم و فرآیندهای تنظیم حرارت سقف های بسیار متفاوتی را برای دمای استفاده مداوم ایجاد می کنند. نمودار زیر مقادیر معمولی گزارش شده برای پنج دسته فیلم رایج مورد استفاده در محیطهای حرارتی را خلاصه میکند، از جمله درجههای دمای بالای PET فیلم که در پوشش و لمینیت صنعتی استفاده میشوند.
فیلم CPET در بالای این مقایسه قرار دارد زیرا ساختار متبلور آن به طور خاص برای قرار گرفتن در معرض مکرر اجاق گاز در سینی و ظروف طراحی شده است. نمرات تثبیت شده حرارتی و نوع ملینکس در رده میانی قرار دارند و تعادلی از انعطاف پذیری و سقف حرارتی مناسب برای کارهای لمینیت و پوشش را ارائه می دهند.
تولید الف فیلم متالیزه با پیوند بالا نیاز به کنترل فرآیند بیشتری نسبت به اکستروژن فیلم استاندارد دارد، زیرا لایه متالیز شده باید هم از طریق گرمای رسوب و هم از هر گرمای لایهبرداری پاییندستی بچسبد. توالی زیر مراحل معمول درگیر را تشریح می کند.
فیلم پلی استر متالیز شده پس از رسوب در خلاء، آماده برای عملیات سطحی.
مرحله عملیات سطحی جایی است که عملکرد اتصال تا حد زیادی تعیین می شود. درمان کرونا یا پلاسما انرژی سطحی را افزایش میدهد به طوری که لایه فلزی رسوبشده و هر چسبی که پس از آن اعمال شود، یک لنگر مکانیکی و شیمیایی قویتر را تشکیل میدهد. پرش یا کم دویدن این مرحله یکی از شایع ترین علل لایه برداری زیر گرما است.
Shrinkage تنها حالت خرابی است که در فرآیندهای حساس به ثبت مانند چاپ و لمینیت ذکر شده است. نمودار خطی زیر درصد انقباض یک فیلم استاندارد را در برابر یک فیلم تثبیت شده با حرارت در یک محدوده دمایی در حال افزایش دنبال می کند.
در دمای زیر 140 درجه سانتیگراد، هر دو نوع فیلم حداقل تفاوت انقباض را نشان می دهند، به همین دلیل است که درجه های استاندارد برای کارهای لمینیت سبک مناسب باقی می مانند. در دمای بالای 160 درجه سانتیگراد، منحنی ها به شدت از هم جدا می شوند و تا 200 درجه سانتیگراد، فیلم استاندارد تقریباً سه برابر انقباض درجه حرارت تثبیت شده را نشان می دهد، این تفاوت به اندازه ای بزرگ است که ثبت چاپ را تغییر دهد یا یک لایه متالایز را ترک کند.
ضخامت همچنین نقش قابل اندازهگیری در چگونگی حفظ خواص مکانیکی یک فیلم پس از قرار گرفتن در معرض حرارت دارد. نمودار میله ای زیر حفظ استحکام کششی را نشان می دهد که به صورت درصدی از مقدار اولیه دمای اتاق، پس از قرار گرفتن در معرض حرارت پایدار در چهار درجه ضخامت رایج بیان می شود.
گیجهای ضخیمتر خواص کششی اصلی خود را پس از چرخه حرارتی حفظ میکنند، زیرا گرادیان حرارتی در سطح مقطع فیلم تأثیر نسبتاً کمتری بر لایه ساختاری هسته دارد. این دلیلی کلیدی است که فیلم پلی استر گیج سنگینتر برای کاربردهایی که زیرلایه بار ساختاری را حمل میکند، مانند نوار پشتی یا آسترهای رهاسازی صنعتی مشخص میشود.
مشخصات فیلمی که در دمای اتاق کافی به نظر می رسد همچنان می تواند ضعیف ترین حلقه در یک فرآیند حرارتی باشد. انتخاب همیشه باید بر اساس دمای اوج فیلم باشد، نه میانگین.
هنگامی که مشخصات فیلم را برای یک فرآیند گرما فشرده محدود می کنید، به جای تکیه بر یک درجه بندی درجه حرارت سرفصل، به انجام مجموعه ای کوتاه از بررسی های عملی کمک می کند.
پیروی از این سکانس عموماً میدان را به یک یا دو دسته فیلم مناسب محدود میکند قبل از اینکه هزینه یا در دسترس بودن حتی وارد گفتگو شود، که باعث میشود فرآیند انتخاب به جای قیمت صرف، مبتنی بر عملکرد باشد.
فیلم استاندارد PET معمولاً برای استفاده مداوم تا حدود 105 درجه سانتیگراد درجه بندی می شود، در حالی که گریدهای تثبیت شده با حرارت و متبلور شده می توانند بسته به فرمولاسیون و پردازش این محدوده را تا 150 تا 200 درجه سانتیگراد افزایش دهند.
لایه متالایز شده از طریق فرآیند رسوب در خلاء اعمال می شود که خود شامل گرما است و فیلم تمام شده اغلب در طول لایه بندی با گرمای اضافی روبرو می شود. اگر لایه پایه در طی هر دو مرحله منقبض شود یا ثبات سطح را از دست بدهد، لایه فلزی می تواند ترک بخورد یا لایه لایه شود.
گیجهای ضخیمتر معمولاً پس از قرار گرفتن در معرض حرارت، استحکام مکانیکی بیشتری را حفظ میکنند، اما مقاومت حرارتی به نحوه تنظیم حرارتی فیلم در طول تولید نیز بستگی دارد، بنابراین ضخامت به تنهایی درجه حرارت بالاتر را تضمین نمیکند.
انقباض معمولاً با قرار دادن یک نمونه در دمای تعیین شده برای مدت زمان مشخص و مقایسه تغییرات ابعادی در هر دو جهت دستگاه و متقاطع قبل و بعد از قرار گرفتن در معرض اندازه گیری می شود.
گریدهای فیلم پلی استر متبلور به طور گسترده ای در بسته بندی مواد غذایی قابل فر استفاده می شود زیرا آنها انقباض کم را با ثبات ابعادی مورد نیاز برای حفظ شکل در طی چرخه های پخت و پز یا گرم کردن مجدد ترکیب می کنند.
مقاومت حرارتی توضیح میدهد که یک فیلم تا چه حد دمای بالا را به طور کلی تحمل میکند، در حالی که ثبات ابعادی بهطور خاص اندازهگیری میکند که فیلم در اثر گرما چقدر کم انقباض یا اعوجاج پیدا میکند و آن را به یکی از اجزای مقاومت کلی گرما تبدیل میکند تا یک ویژگی جداگانه.