装飾紙の製造に適切な含浸方法を選択する方法

装飾紙の含浸ラインを数か月稼働させた後、同じ問題が発生します。樹脂のピックアップがロール間でドリフトし、紙がオーブン内でカールし、完成したラミネートに色あせた斑点が見られます。ほとんどのオペレーターは樹脂供給業者を非難しています。 1,000 を超えるエンジニアリング ケースに基づくと、本当の原因は通常、含浸方法とそれを実行する装置にあります。適切に選択されたプロセスにより、樹脂が均一に処理され、膨れを起こさずに揮発分が除去され、プレスに耐える安定したネットワークが構築されます。結論は簡単です。印刷機から予測可能なラミネートを作りたい場合は、まず含浸方法を原紙、樹脂システム、製品の組み合わせに合わせることから始めます。

含浸方法が実際に制御するもの

含浸法は単に紙を濡らすだけではありません。これらは 3 つの変数を制御します。つまり、紙内にどれだけの樹脂固形物が残るか、その樹脂がウェブ全体にどの程度均一に分散されるか、そして乾燥前にどれだけの水分または溶剤が残るかです。これら 3 つの変数によって、寸法安定性、表面品質、および全体的な製造コストが決まります。

基本的なルートは 2 つあります。 1 つ目は完全浸漬です。この場合、原紙は樹脂槽を通過し、その後、余分な液体を絞り出す計量ロールを通過します。 2 つ目は計量塗布で、コーティング ヘッドまたはキスロール アセンブリを通じて制御された量の樹脂が塗布されます。完全に浸漬すると、樹脂のピックアップが向上し、紙の繊維構造への浸透が向上します。一方、計量方式では、コーティング重量をより厳密に制御できます。選択はどちらか一方だけではなく、多くの最新のラインでは 2 段階プロセスと同様に両方が組み合わされています。

樹脂の粘度は、最初に理解すべきパラメータです。以下のグラフは、標準的なメラミン - ホルムアルデヒド樹脂の粘度が 2 つの固体レベルで温度とともにどのように変化するかを示しています。

青とオレンジの曲線は、それぞれ固形分 40% と 50% の樹脂を表します。作業現場の温度が 20°C の場合、固形分 50% の樹脂は固形分 40% の樹脂よりも粘度がほぼ 4 倍高くなります。粘度が高いと紙への浸透が妨げられ、表面層が厚く内部が薄い層が生成されるため、この違いは重要です。樹脂の温度を 40°C に上げると、粘度が約半分に低下し、樹脂が繊維ネットワークに流れ込み、より均一な分布が得られます。実際には、これは、適切に制御された加熱樹脂ステーションを使用すると、周囲条件だけに依存する場合よりも再現性の高い含浸結果が得られることを意味します。深く浸透した高品質のラミネートを製造するメーカーにとって、この 1 つの曲線は、生産シフト間の品質の違いの多くを説明します。

1 段階含浸と 2 段階含浸: トレードオフ

1 段階法では、紙を 1 つの浸漬および計量ステーションに通してから、直接乾燥セクションに送ります。これは最も単純なアプローチであり、樹脂固形分が適度な場合に良好な樹脂ピックアップが得られます。 2 段階の方法では、最初の含浸ステーション、プレドライヤー、および計量された最上層を追加する 2 番目のコーターを使用します。これにより、生産ラインでの総樹脂含有量と表面品質のバランスをとることができます。トレードオフとして、追加の乾燥ゾーンとより多くの設備が必要ですが、その代償として、より優れた耐傷性を備えたラミネート表面と完全に浸透したペーパーコアが得られます。

樹脂のピックアップ ターゲットは、他のどのパラメータよりもこの決定に影響を与えます。下のバーは、3 つの一般的なルートの一般的な乗車範囲を示しています。

バーは、3 つの一般的なアプローチについて、乾燥紙重量のパーセンテージとして表される典型的な樹脂の付着量を示しています。 1 段階ラインは通常 100% ～ 125% の間で到達し、ほとんどの内装ラミネートにはこれで十分です。 2 段階ラインでは、2 番目のコーターがコアに浸水することなく制御された上層を追加するため、120 ～ 150% に達する可能性があります。計量供給のみの塗布は、90 ～ 110% 程度と低く抑えられ、紙にあらかじめ含浸された樹脂が含まれている場合に最適です。この違いは単なる数値ではなく、最終的なボードの耐傷性、衝撃強度、ホルムアルデヒド性能が変化します。適切なピックアップ目標は最高値ではなく、販売する予定のラミネートグレードに一致する値です。製品構成の大半が摩耗しやすい床材と家具パネルである場合、2 段階のルートがそのパフォーマンスへのより信頼性の高い方法を提供します。

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乾燥と硬化: 方法が品質になる場所

含浸後、乾燥および硬化すると、液体樹脂が安定した熱硬化性ネットワークに変わります。乾燥セクションの温度プロファイルがメインレバーです。紙がホットゾーンにあまりにも早く入ると、表面の溶剤が蒸発し、閉じ込められた水分が残り、印刷機内で膨れが発生します。温度が低すぎると樹脂のベタつきが残り、ライン速度が低下します。理想的な曲線は徐々に上昇し、揮発性物質を逃がし、紙を過度に加熱することなく樹脂を部分硬化に向けて推進します。

このグラフは、典型的な 1 段ラインと 2 段ラインの 5 つのセグメントにわたるオーブン温度を追跡します。紙は 1 回の樹脂塗布で溶剤を排出するだけで済むため、1 段階曲線のピークは 130°C 付近で早くなり低くなります。 2 段階の曲線は約 140°C の高いピークに達し、その温度をより長く保持して追加の表面コートを硬化します。 2 段階プロファイルのランプが遅いため、2 回目のコートで膨れが発生するリスクが軽減されます。そのため、厚い装飾紙には 2 段階ラインがよく使用されます。同時に、最終ゾーンの温度が高くなると硬化がより完全になるため、後で紙がホットプレスに入るときに揮発性物質が放出されません。これらの曲線を理解すると、オペレーターが推測に頼ることなく、さまざまな紙重量、樹脂固形物、ライン速度に合わせてラインを微調整するのに役立ちます。

乾燥機の選択は、このプロファイルに大きく影響します。当社の含浸化粧紙用乾燥機は、この種のマルチゾーン制御用に設計されています。

適切な方法の選択: 調達に関する考慮事項

含浸ラインを購入する場合、方法の選択によって資本コスト、運用コスト、提供できるラミネート グレードが決まります。 1 段階ラインの設置は安価で迅速ですが、製品範囲が狭くなります。 2 段ラインでは、より多くの床面積、より多くの乾燥能力、およびより複雑な制御システムが必要になります。決定する前に、対象市場を検討してください。家具用の標準メラミン紙を主に販売している場合は、優れた乾燥機を備えた 1 段ラインが役に立ちます。傷つきにくいフローリングや高級家具の表面をターゲットとする場合は、2 段階のルート、またはオプションの二次コーターを備えた 1 段階のラインがより安全な投資です。

レーダー チャートは 6 つの主要な次元にわたって 1 段階含浸と 2 段階含浸を比較しており、外側のリングが最高の性能を表しています。ワンステージはステーションが少なく、制御が単純であるため、プロセス速度と装置コストの点でより高いスコアを示します。 2 段階のプルアップにより、表面品質、耐薬品性、寸法安定性が向上します。これらは、購入者が最終ラミネートで注目する特性です。最大のギャップはプロセスの安定性に現れます。2 段階の方法により、ウェブ幅全体にわたってコーティング重量がよりしっかりと保持されます。コスト効率は、床面積、エネルギー、規制の複雑さが少なくて済むため、ワンステージが明確に勝てる唯一の軸です。新しいラインを計画している原紙サプライヤーにとって、この表を読むことは、製品要件を具体的な機器仕様に変換するのに役立ちます。

工場のレイアウトと生産規模は、当社の表に示されているラインの長さと床面積に照らして評価する必要があります。 工場概要 、そして 技術リソース ページには自動化と制御の詳細が記載されています。

樹脂の取り扱いと混合: 隠れたレバー

樹脂の取り扱いはラインの選択において無視されることがよくありますが、効率性が大きく左右されるのはここです。接着剤製造または自動混合システムは、紙が浴に入る前に樹脂の固形分、粘度、温度を安定させます。一貫した樹脂の準備により、不良品が減り、規格外の紙が減り、完成したラミネート 1 トンあたりの樹脂消費量が減ります。

縦棒は、含浸前に樹脂を準備する 3 つの方法の典型的な樹脂利用率を示しています。オペレーターが成分を容量ごとに追加する手動混合では、投入ミスやバッチ変更がよくあるため、平均使用率は約 78% になります。ロードセルとインライン温度制御を備えた半自動システムにより、この数値が約 86% に上昇し、不合格紙に無駄になる樹脂が少なくなります。リアルタイムの粘度フィードバックを備えたインテリジェントな接着剤混合システムにより、使用率を 94% 以上に高めることができます。この改善は一度限りの節約ではありません。月に 100 トンの樹脂を消費するラインでは、使用率が 78% から 94% に移行すると、毎月約 17 トンの樹脂が節約されます。正確な数値は樹脂の価格によって異なりますが、各シフトで消費される樹脂の数百キロにわたって傾向は一貫しています。

インテリジェント Glue Mixing System インテリジェントな接着剤混合システムの紹介 製品を見る→

含浸方法の選択は長期的な決断ですが、過度に複雑にする必要はありません。まず、販売したいラミネートのグレードを定義し、次に樹脂のピックアップ、乾燥ゾーン、混合精度、それらを提供できる機器にまで遡って作業します。 1 段階の含浸ラインはスピードとシンプルさを提供し、2 段階のラインは最高の表面品質を実現します。インテリジェントな接着剤混合システムを追加すると、優れたプロセスを一貫したプロセスに変える再現性が得られます。設備リストではなく、明確な製品目標から始めることが、品質とコストの目標を達成する生産ラインへの最短距離です。