Как прокатное масло влияет на поверхность алюминиевой фольги?

Два рулона выходят с одного стана внешне одинаковыми. Один печатается чисто, у другого краска отходит участками, и разница — плёнка, которую никто не видит.

Прокатное масло охлаждает очаг деформации, и тонкая плёнка остаётся на полосе. Эта плёнка вместе с присадками и мелкой стружкой меняет то, как краска, лак и клей смачивают металл.

Восемь вопросов ниже прослеживают эту плёнку от очага деформации до первого тиража у переработчика и заканчиваются тем, что должно быть в запросе.

Что делает прокатное масло внутри стана?

Масло — не покрытие, нанесённое специально. Это среда, в которой происходит обжатие, и каждая его функция что-то оставляет после себя.

Масло разделяет валки и полосу, уносит тепло из очага, смывает мелкую стружку и задаёт трение. Без него обжатие бы схватилось; с ним плёнка остаётся на обеих сторонах.

Dive deeper

Стан не наносит масло на полосу печатью — масло является условием, при котором обжатие вообще возможно. Два рабочих валка сжаты так, что зазор тоньше волоса, и в этом зазоре металл не течёт как жидкость. Он выдавливается, и поверхности валков должны скользить по нему, не разрывая его. Плёнка масла в очаге выполняет именно эту работу: не даёт алюминию привариться к стали, распределяет нагрузку и уносит тепло, которое создаёт деформация. Без такой плёнки обжатие налипнет на валки, оставит отпечатки и в конце концов порвётся.

Поэтому масло выбирают по тому, что происходит в очаге, а не по тому, что будет потом на печатной машине. Присадки адсорбируются на свежем металле и снижают трение, причём лучше всего они работают до того, как поверхность нарастила оксид. Справочная статья о алюминиевой фольге описывает последовательность обжатий от полосы до тонкого сортамента.

Следствие неизбежно. Та же присадка, что помогает в очаге, остаётся на поверхности на выходе. Сколько останется, зависит от масла, скорости, обжатия и практики самого стана, и определяет это методика стана, а не опубликованная цифра. Чем выше скорость, тем меньше времени у масла на то, чтобы уйти из зазора, и тем больше тепла нужно унести. Толщина плёнки задаётся зазором и вязкостью, а разница между партиями одного и того же стана редко видна на глаз, хотя на первой же печати она проявляется.

Что масло оставляет на полосе?

Стан не передаёт сухой металл. Он передаёт металл, на котором ещё лежит обжатие, и то, что выживает на выходе, — не одно вещество.

Остаётся два слоя: свободное масло, которое снимает растворитель, и связанный слой присадки на оксиде, который сухая ткань не тронет. Стружка идёт с обоими.

Dive deeper

На выходе полотно тёплое, быстрое и мокрое. Что произойдёт в следующие мгновения, решает, сколько останется: часть масла стекает обратно в стан, часть сдувается, лёгкие фракции носителя уходят, а часть вдавливается в рулон, пока полотно наматывается под натяжением. Рулон, сухой на ощупь снаружи, просто потерял то, что могло уйти.

Связанный слой — трудный. Его полярный конец соединился с оксидом на металле, поэтому он ведёт себя как часть поверхности, а не как что-то лежащее на ней. Протирка снимает рыхлое и полирует связанное. Поэтому два рулона могут пройти одну и ту же пробу с тканью и повести себя по-разному на одной и той же машине.

Оба слоя несут загрязнение: металлическую мелочь от обжатия, частицы оксида и продукты масла, которое много раз нагревали и прокатывали. Всё это сидит в плёнке и едет вместе с ней в рулон, так что поверхность, приходящая на первую установку, — не та поверхность, которую осматривал стан. Разделение на свободный и связанный слой имеет практический смысл: растворитель снимает первое и почти не трогает второе, поэтому обещание протереть перед нанесением закрывает лишь часть вопроса, а оба слоя могут быть невидимы на торце и держаться на металле неделями.

Отраслевое объединение alufoil рассматривает состояние поверхности тонкого сортамента как часть описания продукта, а не как добавку к нему, и это удобный способ читать любой документ поставщика.

Почему невидимый остаток всё равно важен?

Плёнка, достаточно тонкая, чтобы быть невидимой, всё равно решает, что сделает жидкость, попав на металл.

Краска, лак и клей — жидкости, которые должны смачивать металл и держаться за него. Плёнка низкой энергии их разворачивает, и отказ проявляется в процессе переработчика, а не на рулоне.

Dive deeper

Оксидная поверхность — удобное место для жидкости. Оксид алюминия несёт полярный характер, и большинство печатных красок, лаков и ламинирующих клеёв составлены так, чтобы растекаться по нему. Масляная плёнка разрушает это отношение. Там, где на оксиде лежит слой жирной присадки, жидкость сверху встречает поверхность низкой энергии вместо восприимчивой, и её выбор — собраться в капли, а не растечься.

Практический итог — не пятно. Это решение, которое жидкость принимает в первую долю секунды в каждой точке полотна. Где плёнка сплошная, жидкость отступает и оставляет голый металл; где плёнка разорвана, жидкость цепляется. Переработчик видит рисунок, который повторяет масло, а не краску, и никакая правка краски его не убирает.

Обратного хода ожиданием нет. Намотанный рулон переносит свободное масло с одного витка на следующий, поэтому чистый наружный виток мало что говорит о витках под ним. Рулон, кажущийся сухим на ощупь, может быть полностью закрыт связанным слоем: сухость — свойство пальца, а не поверхности. Вода показывает это быстро: там, где водяная плёнка отступает, поверхность закрыта, а там, где держится сплошным листом, она восприимчива, и на этом стоят простые цеховые пробы.

Какие фольги сталкиваются с этим вопросом, зависит от того, для чего их делают. Ассортимент промышленной и технической фольги охватывает толщины, которые дальше идут на печать, лакирование и ламинирование, а это и есть процессы, где плёнку на поверхности измеряют её последствиями.

Как остаток проявляется при печати, лакировании и ламинировании?

Три процесса отказывают по-разному, и у каждого отказа есть подпись, указывающая на поверхность, с которой он начался.

Печать даёт отталкивание краски и мутную пятнистую плашку; лакирование — кратеры и потёки; ламинирование — пузыри, полосы и слабый отрыв. Все три начинаются там, где жидкость встретила металл.

Dive deeper

Печать чувствительнее двух других, потому что слой краски тонок, а результат оценивают глазом. Поверхность, отталкивающая краску на малых площадях, показывает пятнистость, туман на плашке или крап, похожий на грязный анилокс. На полутоне то же состояние выглядит как потеря деталей в светах. Чем тоньше слой краски, тем яснее след поверхности, поэтому сначала это видно на светлых работах и больших плашках. Стоит различать отказ поверхности и отказ процесса: след поверхности повторяется в одном и том же месте по ширине от рулона к рулону, а ошибка процесса гуляет по полотну без привязки к геометрии.

Лакирование оставляет другую подпись. Прозрачный лак над загрязнённой полосой рвётся кратерами, и у кратеров есть валик, потому что лак ушёл от точки и собрался вокруг неё. Адгезия может пройти пробу ногтем и отказать в службе, потому что лак стоит на плёнке, а не на оксиде. Статья о том, что даёт лакирование и когда оно нужно, отделяет задачу покрытия от состояния поверхности.

Ламинирование отказывает по линии склейки. Клей поверх загрязнённой полосы ложится неравномерно, поэтому соединение крепко в одних полосах и отсутствует в других, а ламинат показывает пузыри или серебристую полосу, которая раскрывается при сгибе упаковки. Отрыв, измеренный на одной полосе, не описывает всю ширину, и это тоже след поверхности, а не клея. Во всех трёх процессах рисунок идёт вдоль направления машины, потому что так была уложена плёнка.

Почему остаток распределён по ширине неравномерно?

Рулон намотан из полотна, которое никогда не было однородным, поэтому его плёнка — карта, а не слой.

Профиль валков, подача охлаждающей жидкости, сток у кромок и натяжение при намотке различаются по ширине. Плёнка толще в одних полосах, чем в других, и риск вместе с ней.

Dive deeper

Рабочие валки шлифуют с выпуклостью, поэтому зазор в середине не такой, как у кромки. Полоса приходит с профилем плоскостности, и натяжение распределяется по ширине по этому профилю. Масло подаётся через форсунки, рисунок которых никогда не бывает идеально ровным, и уходит через зазор, который сужается у кромок. Всё это превращает остаточную плёнку в нечто имеющее строение.

Сток важен не меньше подачи. На выходе полотно идёт вверх или в сторону, и масло покидает его под действием силы тяжести и воздуха. Путь короче у кромок, поэтому свободное масло уходит там раньше; середина дольше держит плёнку и наматывает её в рулон. Где полотно прижато к валку, плёнка сжимается, а где идёт свободно, выживает более толстый слой.

Резка добавляет второй рисунок. Ножи смазаны, и резаная кромка несёт масло, которого у материнского рулона не было. Переработчик, испытывающий полоску с кромки, испытывает не середину, а тот, кто испытывает середину, не испытывает кромку. Поэтому пробы берут в нескольких местах по ширине и в начале, середине и конце рулона. Сама намотка сдавливает слои друг о друга, и при высоком натяжении остаток переходит с одной стороны на другую, так что торец рулона тоже не показателен.

European Aluminium описывает прокатку как цепочку связанных обжатий, и именно поэтому состояние поверхности может быть задано за несколько шагов до того, как его обнаружат.

Что снимает обезжиривание и где оно стоит в процессе?

Обезжиривание — шаг с границами: оно снимает то, до чего достаёт, и оставляет то, до чего нет, а место в процессе решает, что важнее.

Обезжиривание снимает свободное масло и рыхлое загрязнение растворителем, водным раствором или теплом. Оно стоит после последней операции, добавляющей масло, и до первой, которой нужна чистая поверхность.

Dive deeper

Растворитель или ванна растворяют свободное масло и поднимают рыхлое загрязнение. Это быстро, обычно делается у переработчика, и связанный слой в значительной мере остаётся на месте. Водная линия со щелочным составом, промывкой и сушкой снимает больше, и её можно встроить в линию покрытия, чтобы поверхность очищалась непосредственно перед первым нанесением. Тепло работает иначе: отжиг выжигает органический остаток и одновременно наращивает оксид, поэтому поверхность на выходе — не та, что была на входе.

Промывка и сушка решают результат. Вода, несущая растворённые вещества, или сушка, оставляющая последнее на поверхности, могут вернуть остаток на только что очищенный металл, поэтому состояние ванны и состояние промывки относятся к процессу, а не только к химии.

Место в процессе — то, что чаще всего путают. Обезжиривание должно стоять после последней операции, добавляющей масло, и до первой, которой нужна чистая поверхность. Если рулон режут после обезжиривания, смазка для резки возвращает проблему на обе стороны, и очистка пропала. Обращение после очистки тоже возвращает её: перчатки, стеллажи и воздух в цехе оставляют след на свежей поверхности.

Общие указания Aluminum Association рассматривают очистку как шаг процесса с собственными параметрами, а не как протирку перед пуском линии. Практический вопрос не в том, обезжиривали ли поверхность, а в том, что на ней осталось после обезжиривания и как это оценили; формулировка здесь важнее слова чистая.

Как переработчику проверить чистоту при приёмке без лаборатории?

Переработчику нужен ответ за час, а не отчёт через неделю, поэтому полезные методы — сравнения, а не измерения.

Залейте отрезок чистой водой, протрите размеченную полосу белой тканью, посмотрите вдоль поверхности под малым углом, затем сделайте небольшую пробу печати.

Dive deeper

Самый старый метод — проба смачивания. Отрезок заливают чистой водой и смотрят на плёнку. На восприимчивой поверхности вода держится сплошным листом; там, где поверхность масляная, лист отступает и рвётся на острова, и форма отступления показывает, где лежит плёнка. Чтение идёт глазом, поэтому один и тот же оператор должен смотреть контроль и пробу рядом.

Вторая — проба протиркой. Ткань без ворса, слегка смоченная чистым растворителем, проводят по размеченному месту и рассматривают её на белой бумаге. Серый след — загрязнение, более тёмный — масло, а чистая ткань на одной полосе рядом с испачканной на другой доказывает, что ширина неоднородна.

Третья — осмотр в косом свете. Если держать рулон так, чтобы свет скользил по поверхности, видны туман, полосы и следы обращения, невидимые прямо. Связанный слой он не покажет и никогда не должен быть единственной проверкой.

Четвёртая использует материалы самого переработчика: оттиск, вытяжку лака или клеевое соединение, разорванное после обычного отверждения. Сделайте это более чем в одном месте по ширине, подпишите каждый образец и храните запись вместе с рулоном. Уровень приёмки задаёт сам переработчик, и в этом смысл такого порядка. Результат, прочитанный один раз и не повторённый, остаётся наблюдением, поэтому пробу повторяют на втором отрезке и записывают сторону полотна: две стороны могут вести себя по-разному, а основание для решения даёт только повтор.

Почему чистый рулон может провалить пробу на адгезию и что писать в запросе?

Блестящая поверхность описывает отражение света, а не то, что лежит на металле, поэтому вид и адгезия могут расходиться, и ни один не ошибается.

Связанный слой или масло от резки оставляют поверхность блестящей и всё равно снижают смачивание. В запросе нужны процесс, сторона, сплав, толщина и метод оценки.

Dive deeper

Рулон может выглядеть блестящим и нести связанный слой присадки, гидратированный оксид или масло, подхваченное при резке и обращении. Ничего этого не видно на торце. Верно и обратное: проба может провалиться по причинам, не связанным с рулоном, — от состояния краски до нанесения клея и отверждения. Провал — свидетельство, а не доказательство. Требование, записанное в запросе, полезнее прилагательного в переписке: его можно проверить на приёмке и повторить на второй партии, и метод оценки лучше назвать до отгрузки, а не обсуждать после.

Разрыв закрывает требование, которое обе стороны могут проверить. В запросе указывают сплав и состояние, потому что алюминиевая фольга 1100 толщиной 0,06 мм и рулон 3003 ведут себя на линии покрытия по-разному; толщину в любом месте диапазона 0,005-0,20 мм; ширину от 100-1500 мм; внутренний диаметр 76 или 152 мм; и сторону, которая будет покрываться. Нужно сказать, ожидается ли рулон обезжиренным и по какой методике это оценивают.

Стоит описать процесс переработчика и материал, который будет нанесён, и будет ли приёмка по пробе на его собственной линии. Когда нужна большая толщина, алюминиевая фольга 3003 толщиной 0,1 мм заказывается так же, с требованием к поверхности рядом с механическим. Количество обычно от 3 MT на размер, отгрузка через Qingdao, Tianjin или Shanghai.

Повышение поверхностной энергии после факта — отдельная тема, она разобрана в статье про коронный разряд или праймер. Обработка меняет поверхность, но не снимает с неё плёнку.

Прокатное масло принадлежит процессу, а не списку дефектов. Переработчик управляет требованием: назвать процесс, сторону и метод, а затем судить по пробе.