Как предотвратить прилипание золотой фольги из-за статического электричества при использовании станка для горячей штамповки и нарезки фольги.

В процессе производства и резки фольги для горячего тиснения статическое электричество является распространенной и сложной проблемой. Сама фольга для горячего тиснения состоит из многослойной структуры, включающей подложку (обычно ПЭТ-полиэфирную пленку), разделительный слой, цветной слой и клеевой слой, а ее материальные характеристики определяют, что при высокоскоростной резке очень легко накапливается статический заряд. Когда статическое электричество накапливается до определенного уровня, это приводит к слипанию листов золотой фольги, их адсорбции на оборудовании и даже к проблемам с качеством, таким как неравномерная резка и обрыв ленты. Итак, как машина для резки фольги для горячего тиснения может эффективно предотвратить слипание золотой фольги, вызванное статическим электричеством? В данной статье рассматриваются четыре аспекта: принцип работы, настройка оборудования, контроль окружающей среды и оптимизация расходных материалов.

1. Взаимосвязь между механизмом генерации статического электричества и адгезией золотой фольги.

В процессе резки фольги для горячей штамповки золотая фольга с высокой скоростью трется о направляющие ролики, лезвия, прижимные ролики и другие компоненты, при этом слои золотой фольги быстро разделяются, что приводит к контактному и отслаивающему возбуждению. ПЭТ-пленка является отличным изолятором, ей трудно разрядиться естественным образом, и на поверхности фольги легко образуется высокопотенциальный электростатический заряд.

Когда два кусочка сусального золота сближаются, электростатическая сила тяжести заставляет их плотно прилегать друг к другу, образуя «псевдоадгезию» — не истинное соединение, образованное горячим расплавом или прессованием, а соединение, вызванное электростатической адсорбцией. Кроме того, статическое электричество может также притягивать примеси, такие как волокна и пыль из воздуха, еще больше усиливая адгезию и влияя на эффект тиснения фольгой. Поэтому предотвращение статического электричества является ключевым фактором для обеспечения качества резки и эффективности производства.

2. Схема заземления оборудования и электростатического нейтрализатора.

1. Общее заземление оборудования.

Все металлические части продольно-резательной машины (включая разматывающие валы, направляющие ролики, намоточные валы, держатели инструмента и т. д.) должны быть надежно заземлены, а сопротивление заземления должно быть менее 10 Ом. Хорошее заземление может обеспечить канал разряда заряда и уменьшить локальное накопление статического электричества.

2. Установите электростатический нейтрализатор.

В зонах с сильным накоплением статического электричества, таких как размотка, резка и намотка, следует устанавливать активные антистатические устройства. К распространенным типам относятся:

• Стержень для устранения статического электричества коронного разряда переменного/постоянного токаУстановленный перед и за комплектом ножей для резки, он посредством коронного разряда генерирует положительные и отрицательные ионы, нейтрализуя их и заряжая поверхность фольги.

• Щетка для устранения статического электричества (пассивного типа)Для локального контроля статического электричества используйте ультратонкие щетки из углеродного или металлического волокна, которые прикладываются к краю поверхности фольги для получения заряда, но следует соблюдать осторожность, чтобы не поцарапать поверхность фольги.

• Ионно-воздушная форсункаДля обработки зоны намотки или других узких мест используйте поток сжатого ионного воздуха для очистки поверхности фольги, одновременно удаляя пыль и статическое электричество.

В практических приложениях наиболее стабильный эффект обеспечивает стержень для устранения коронного разряда, поэтому рекомендуется выбирать модель с регулируемой интенсивностью ионного излучения, чтобы адаптироваться к производственным потребностям при различных скоростях движения транспортных средств (например, 50-300 м/мин).

3. Оптимизация параметров процесса продольной резки

1. Контролируйте скорость резки.

Чем выше скорость, тем интенсивнее энергия трения. Снижение скорости резки (например, с 200 м/мин до 120 м/мин) может значительно уменьшить статическое электричество, сохраняя при этом производительность. Для фольги, используемой для горячей штамповки металла, или для материалов с высоким усилием высвобождения, склонных к образованию статического электричества, скорость производства следует снизить.

2. Снизьте натяжение намотки.

При слишком высоком натяжении намотки увеличивается давление между слоями фольги, и даже небольшое статическое электричество может привести к плотному прилеганию слоев и затруднить их разделение. Необходимо поддерживать постоянное натяжение и устанавливать более низкое начальное натяжение намотки (обычно на 15-25% ниже обычного значения). При этом следует избегать чрезмерного натяжения, а твердость торцевой поверхности рекомендуется поддерживать в пределах 60-75 по Шору (для проверки твердости торцевой поверхности рулона бумаги можно использовать твердомер).

3. Оптимизировать инструмент для продольной резки и метод контакта.

• Для уменьшения дополнительного трения, возникающего из-за сопротивления при резке, используйте сверх острый дисковый нож или лезвие бритвы.

• Минимизировать угол контакта и длину контакта между фольгированной лентой и направляющим роликом и прижимной плитой. В качестве фиксированного направляющего ролика можно использовать гладкий алюминиевый ролик большого диаметра без привода (алюминий обладает лучшей статической проводимостью, чем резиновый ролик), или же антистатический резиновый ролик (поверхностное сопротивление 10⁵-10⁸ Ом).

4. Контроль влажности окружающей среды

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на накопление статического электричества. Когда относительная влажность ниже 40%, поверхностное сопротивление ПЭТ резко возрастает, и статическое электричество трудно рассеивается. Когда влажность находится в диапазоне от 55% до 65%, на поверхности пленки образуется очень тонкий слой молекул воды, что способствует утечке заряда.

Рекомендуется установить в цехе продольной резки увлажнитель (например, ультразвуковой или пленочный) для поддержания влажности на уровне 55% ±5%. Однако следует отметить, что чрезмерная влажность (>70%) может привести к деформации фольги при горячей штамповке из-за поглощения влаги или к разрушению разделительного слоя из-за влаги. В беспыльных цехах можно установить отдельную систему локального распылительного увлажнения в зоне продольной резки. Особую бдительность следует проявлять в зимний период, так как отопление может привести к слишком низкому уровню влажности в цехе.

5. Выберите антистатическую фольгу для горячей штамповки и вспомогательные материалы.

1. Антистатическая фольга для горячей штамповки

Некоторые высококачественные фольги для горячего тиснения изготавливаются с добавлением антистатических агентов (таких как четвертичные аммониевые соли или проводящие полимеры) в заднее покрытие (клеевую основу или антистатический слой с задним покрытием). При резке такие материалы могут быть предпочтительны, а амплитуда мощности от источника может быть уменьшена.

2. Нанесите антистатическое средство.

Для обычной фольги для горячего тиснения перед разрезанием можно слегка нанести на поверхность или края фольги неионогенное антистатическое средство, разбавленное этанолом (например, антистатический раствор SN), с помощью спрея или фланели. Необходимо убедиться, что это не влияет на адгезию и блеск при горячем тиснении.

3. Поддержка антистатического сердечника трубки для намотки

При намотке проводящего пластикового сердечника или бумажной трубки с проводящей бумагой сопротивлением < 10^5 Ом следует использовать поверхностные резисторы, поскольку заряд на сердечнике может быть получен из-за накопления статического электричества на торцевой поверхности.

6. Технические характеристики эксплуатации и технического обслуживания

• Регулярно очищайте антистатический фильтр.Если кончик корончатой ​​иглы впитывает пыль, эффективность удаления значительно снижается, поэтому рекомендуется еженедельно очищать его спиртом и безворсовой тканью.

• Проверьте целостность заземления.: Раз в месяц проверяйте, разомкнута ли контур заземления между направляющим роликом и главным двигателем, чтобы предотвратить «сползание» направляющего ролика на землю из-за загрязнения подшипниковым маслом.

• Использование сотрудниками средств защиты от статического электричестваОператорам следует носить антистатические браслеты или антистатическую обувь, чтобы избежать мгновенного прилипания нескольких слоев фольги из-за электростатического разряда, возникающего при прикосновении рук к поверхности фольги.

• Сразу после наматывания обматывайте.Нарезанный рулон фольги для горячего тиснения следует немедленно обернуть антистатической пленкой, чтобы избежать вторичных электростатических полей, вызванных изменениями окружающей среды или трением при транспортировке во время хранения.

7. Анализ дела

На заводе по нарезке фольги методом горячей штамповки уже давно существует проблема «прилипания внутреннего кольца после намотки золотой фольги», из-за чего процент простоев достигает 15%. В ходе расследования было установлено, что влажность в цехе зимой составляла всего 28-32%, а используемый в станке для нарезки статического электричества стержень износился, что привело к значительному снижению ионной активности. Меры по улучшению ситуации включают:

• Установите промышленный увлажнитель воздуха, чтобы повысить влажность до 55-60%;

• Заменен на полностью герметичный импульсный стержень постоянного тока для устранения статического электричества;

• Снижено натяжение при перемотке с 8 кг до 5,8 кг.

После двух недель внедрения процент дефектов адгезии снизился с 12% до 1,8%, а скорость резки уменьшилась со 180 м/мин до 150 м/мин, но общая эффективность увеличилась на 20% за счет сокращения времени простоя.

8. Резюме

Для предотвращения прилипания золотой фольги, вызванного статическим электричеством в процессе горячей штамповки и нарезки фольги, необходимо принимать систематические комплексные меры по обработке:

1. Основа:надежное заземление оборудования + разумная установка антистатического устройства;

2. Процесс: снижение скорости, снижение натяжения, оптимизация контактного материала;

3. Окружающая среда:поддерживать относительную влажность на уровне 55–65%;

4. Материал:выберите антистатическую пленку или дополнительную антистатическую обработку;

5. УправлениеСтандартизировать методы уборки и эксплуатации.

Полностью исключить статическое электричество невозможно, но благодаря описанной выше многокомпонентной стратегии можно контролировать статическое электричество в допустимых пределах, обеспечивая ровность нарезки фольги для горячего тиснения, аккуратность намотки и бесперебойный процесс последующей обработки. Для высококачественной фольги для горячего тиснения (например, голографической фольги и фольги для тонких линий) рекомендуется дополнительно установить на станке для нарезки фольги онлайн-монитор электростатического заряда для обеспечения динамической обратной связи и предотвращения проблем до их возникновения.