Silikonisiirtymä laminointiprosessissa
Bister, Tommi (2018)
2018
Konetekniikka
Teknisten tieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2018-11-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201810242436
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201810242436
Tiivistelmä
Tässä työssä tutkitaan tarralaminaatin valmistusprosessissa tapahtuvaa silikonisiirtymää, kun käytetään on-line-silikonointia. Pyrkimyksenä on löytää silikonisiirtymän syntymekanismi ja miten sen määrää voitaisiin hallita ja vähentää. Silikonisiirtymä on ilmiö, missä tarranirrokemateriaalin silikonoinnin yhteydessä silikonia siirtyy irrokepaperin taustaan, josta se tarralaminaattia kiinnirullatessa siirtyy laminaatin pintakalvoon. Pintakalvoa painettaessa silikoni aiheuttaa reikäisen painojäljen. Silikonisiirtymän määrää arvioidaan visuaalisesti painopinnan reikäisyyden perusteella.
Työn painopiste on kokeellisessa osiossa, missä on tutkittu prosessiolosuhteiden vaikutusta silikonisiirtymään. Työ on tehty Tampereen UPM Raflatac Oy:n CM4:lle. Työssä on aluksi selvitetty silikonisiirtymän perustaso CM4:llä normaalin ajon aikana ja havaittu, että se vaihtelee merkittävästi. Syitä vaihteluun on prosessiolosuhteiden muutokset ja mittausmenetelmän tuottama virhe. Työssä on selvitetty taustamateriaalin ja liiman vaikutusta silikonisiirtymän määrään keräämällä näytteitä eri tilanteista. Prosessiolosuhteiden kuten kuivatuslämpötilan, silikonisivelyn määrän ja nippipaineen vaikutusta siirtymään on testattu koeajoin CM4:llä Työssä tehtiin myös koeajo niitä varten rakennetulla pilot-linjalla. Todettiin, ettei se soveltunut silikonisiirtymän tutkimiseen. Prosessi ja olosuhteet eivät olleet tarpeeksi samanlaiset ja siirtymäilmiötä ei saatu halutulla tavalla esille. Työssä on arvioitu silikonisiirtymän mittausmenetelmän luotettavuutta ja todettu, että riittävillä näytemäärillä sen avulla voidaan mitata silikonisiirtymän määrää. Mittausmenetelmään liittyy tosin epävarmuustekijöitä kuten näytteiden käsin painaminen, testikalvoerä ja visuaalinen arviointi.
Tutkimuksissa havaittiin, että silikoni siirtyy online-silikonoinnin yhteydessä irrokkeen taustaan läpitunkeutumalla paperin läpi. Prosessi olosuhteita tutkittaessa tärkein muuttuja oli kuivatuslämpötila, jonka noustessa silikonisiirtymän määrä väheni. Kun silikoni kuivatetaan hyvin, niin siitä ei ole mahdollista irrota komponentteja, jotka siirtyisivät. Paras tapa vähentää silikonisiirtymän määrää on käyttää riittävää kuivatuslämpötilaa ja varmistaa, että silikoni kuivuu mahdollisimman täydellisesti. Toinen tapa on käyttää riittävän tiivistä taustamateriaalia kuten muovia, jonka läpi silikoni ei pääse.
Työn painopiste on kokeellisessa osiossa, missä on tutkittu prosessiolosuhteiden vaikutusta silikonisiirtymään. Työ on tehty Tampereen UPM Raflatac Oy:n CM4:lle. Työssä on aluksi selvitetty silikonisiirtymän perustaso CM4:llä normaalin ajon aikana ja havaittu, että se vaihtelee merkittävästi. Syitä vaihteluun on prosessiolosuhteiden muutokset ja mittausmenetelmän tuottama virhe. Työssä on selvitetty taustamateriaalin ja liiman vaikutusta silikonisiirtymän määrään keräämällä näytteitä eri tilanteista. Prosessiolosuhteiden kuten kuivatuslämpötilan, silikonisivelyn määrän ja nippipaineen vaikutusta siirtymään on testattu koeajoin CM4:llä Työssä tehtiin myös koeajo niitä varten rakennetulla pilot-linjalla. Todettiin, ettei se soveltunut silikonisiirtymän tutkimiseen. Prosessi ja olosuhteet eivät olleet tarpeeksi samanlaiset ja siirtymäilmiötä ei saatu halutulla tavalla esille. Työssä on arvioitu silikonisiirtymän mittausmenetelmän luotettavuutta ja todettu, että riittävillä näytemäärillä sen avulla voidaan mitata silikonisiirtymän määrää. Mittausmenetelmään liittyy tosin epävarmuustekijöitä kuten näytteiden käsin painaminen, testikalvoerä ja visuaalinen arviointi.
Tutkimuksissa havaittiin, että silikoni siirtyy online-silikonoinnin yhteydessä irrokkeen taustaan läpitunkeutumalla paperin läpi. Prosessi olosuhteita tutkittaessa tärkein muuttuja oli kuivatuslämpötila, jonka noustessa silikonisiirtymän määrä väheni. Kun silikoni kuivatetaan hyvin, niin siitä ei ole mahdollista irrota komponentteja, jotka siirtyisivät. Paras tapa vähentää silikonisiirtymän määrää on käyttää riittävää kuivatuslämpötilaa ja varmistaa, että silikoni kuivuu mahdollisimman täydellisesti. Toinen tapa on käyttää riittävän tiivistä taustamateriaalia kuten muovia, jonka läpi silikoni ei pääse.