W związku ze wzrostem liczby przedsiębiorstw korzystających z szybkich automatycznych maszyn pakujących, często występują problemy z jakością, takie jak pękanie torebek, rozwarstwianie, słabe zgrzewanie i zanieczyszczenie zgrzewów, które często występują w szybkim automatycznym procesie pakowania elastycznych produktów.folia opakowaniowastopniowo stały się kluczowymi kwestiami procesowymi, które przedsiębiorstwa muszą kontrolować.
Podczas produkcji folii rolkowej przeznaczonej do automatycznych maszyn pakujących o dużej prędkości przedsiębiorstwa zajmujące się pakowaniem elastycznym powinny zwrócić uwagę na następujące kwestie:
Ścisła selekcja materiałów
1. Wymagania materiałowe dla każdej warstwy folii w rolce
Ze względu na odmienną konstrukcję urządzenia pakującego szybkobieżnego w porównaniu z innymi maszynami do produkcji torebek, nacisk maszyny opiera się jedynie na sile dwóch rolek lub gorących pasków dociskowych, które ściskają się wzajemnie w celu uzyskania zgrzewu, bez konieczności stosowania układu chłodzącego. Folia z warstwą drukującą styka się bezpośrednio z urządzeniem zgrzewającym, bez ochrony w postaci tkaniny izolacyjnej. Dlatego dobór materiałów dla każdej warstwy bębna drukującego szybkobieżnego jest szczególnie ważny.
2. Pozostałe właściwości materiału muszą spełniać:
1) Równowaga grubości filmu
Grubość, średnia grubość i średnia tolerancja grubości folii z tworzyw sztucznych zależą ostatecznie od równowagi grubości całej folii. W procesie produkcyjnym należy starannie kontrolować jednorodność grubości folii, w przeciwnym razie otrzymany produkt nie będzie dobrej jakości. Dobry produkt powinien mieć zrównoważoną grubość zarówno w kierunku wzdłużnym, jak i poprzecznym. Ponieważ różne rodzaje folii mają różne właściwości, ich średnia grubość i średnia tolerancja grubości również są różne. Różnica grubości między lewą a prawą stroną folii do automatycznego pakowania z dużą prędkością zazwyczaj nie przekracza 15 μm.
2) Właściwości optyczne cienkich warstw
Odnosi się do zamglenia, przejrzystości i przepuszczalności światła cienkiej warstwy.
W związku z tym istnieją specjalne wymagania i kontrole dotyczące doboru i ilości dodatków masterbatchowych w procesie nawijania folii, a także zapewnienia odpowiedniej transparentności. Jednocześnie należy również uwzględnić otwieranie i gładkość folii. Wielkość otwarcia powinna być oparta na zasadzie ułatwienia nawijania i rozwijania folii oraz zapobiegania przyleganiu folii. Zbyt duża ilość dodanych dodatków wpłynie na wzrost zmętnienia folii. Transparentność powinna zazwyczaj wynosić 92% lub więcej.
3) Współczynnik tarcia
Współczynnik tarcia dzieli się na systemy tarcia statycznego i dynamicznego. W przypadku automatycznych opakowań rolkowych, oprócz badania współczynnika tarcia w warunkach normalnych, należy również zbadać współczynnik tarcia między folią a blachą ze stali nierdzewnej. Ponieważ warstwa zgrzewalna folii do automatycznego pakowania ma bezpośredni kontakt z automatyczną maszyną do formowania opakowań, jej współczynnik tarcia dynamicznego powinien być mniejszy niż 0,4u.
4) Dodaj dawkę
Zasadniczo należy kontrolować stężenie w zakresie 300–500 ppm. Zbyt niskie stężenie wpłynie na funkcjonalność folii, np. na jej otwieranie, a zbyt duże – na wytrzymałość kompozytu. Należy również zapobiegać nadmiernej migracji lub przenikaniu dodatków podczas użytkowania. Należy zachować ostrożność przy dawkowaniu w zakresie 500–800 ppm. Jeśli stężenie przekracza 800 ppm, zazwyczaj nie jest ono stosowane.
5) Synchroniczne i asynchroniczne kurczenie się folii kompozytowej
Skurcz niesynchroniczny odzwierciedla się w zmianach zwijania i odkształcania materiału. Skurcz niesynchroniczny można wyrazić na dwa sposoby: „zwijanie do wewnątrz” lub „zwijanie na zewnątrz” otworu worka. Stan ten wskazuje, że oprócz skurczu synchronicznego wewnątrz folii kompozytowej nadal występuje skurcz asynchroniczny (przy różnych wielkościach i kierunkach naprężeń termicznych lub szybkości skurczu). Dlatego przy zakupie cienkich folii konieczne jest przeprowadzenie badań skurczu termicznego (na mokro) wzdłużnego i poprzecznego różnych materiałów kompozytowych w tych samych warunkach, a różnica między nimi nie powinna być zbyt duża, najlepiej około 0,5%.
Przyczyny uszkodzeń i techniki kontroli
1. Wpływ temperatury zgrzewania na wytrzymałość zgrzewania jest najbardziej bezpośredni
Temperatura topnienia różnych materiałów bezpośrednio determinuje minimalną temperaturę zgrzewania toreb kompozytowych.
W procesie produkcji, ze względu na różne czynniki, takie jak ciśnienie zgrzewania, szybkość produkcji worka i grubość podłoża kompozytowego, rzeczywista temperatura zgrzewania jest często wyższa niż temperatura topnieniamateriał do zgrzewania termicznegoSzybka automatyczna maszyna pakująca o niższym ciśnieniu zgrzewania wymaga wyższej temperatury zgrzewania. Im większa prędkość maszyny, tym grubszy jest materiał powierzchniowy folii kompozytowej i tym wyższa jest wymagana temperatura zgrzewania.
2. Krzywa przyczepności termicznej siły wiązania
W przypadku pakowania automatycznego, zawartość będzie silnie uderzać w dno worka. Jeśli dno worka nie wytrzyma siły uderzenia, pęknie.
Ogólna wytrzymałość zgrzewu odnosi się do wytrzymałości połączenia po połączeniu dwóch cienkich folii metodą zgrzewania i całkowitym schłodzeniu. Jednak na automatycznej linii produkcyjnej pakującej dwuwarstwowy materiał opakowaniowy nie został wystarczająco schłodzony, dlatego wytrzymałość zgrzewu nie jest odpowiednia do oceny skuteczności zgrzewania. Zamiast tego, jako podstawę doboru materiału do zgrzewania należy przyjąć adhezję termiczną, która odnosi się do siły odrywania zgrzanej części materiału przed schłodzeniem, aby spełnić wymagania dotyczące wytrzymałości zgrzewania podczas napełniania.
Istnieje optymalny punkt temperaturowy dla uzyskania najlepszej przyczepności termicznej materiałów cienkowarstwowych, a gdy temperatura zgrzewania przekroczy ten punkt, przyczepność termiczna będzie spadać. Na automatycznej linii produkcyjnej opakowań produkcja elastycznych torebek opakowaniowych jest niemal zsynchronizowana z napełnianiem zawartością. Dlatego podczas napełniania, zgrzana część na dole torebki nie jest całkowicie chłodzona, a jej wytrzymałość na uderzenie jest znacznie zmniejszona.
Podczas napełniania zawartością, aby zmierzyć siłę uderzenia na dnie elastycznego worka opakowaniowego, można użyć testera przyczepności termicznej, aby narysować krzywą przyczepności termicznej, regulując temperaturę zgrzewania, ciśnienie zgrzewania i czas zgrzewania, i wybrać optymalną kombinację parametrów zgrzewania dla danej linii produkcyjnej.
Podczas pakowania ciężkich lub sproszkowanych artykułów, takich jak sól, detergent do prania itp., po napełnieniu opakowania i przed zgrzewaniem, powietrze z wnętrza worka powinno zostać usunięte, aby zmniejszyć naprężenie ścianek worka, umożliwiając bezpośrednie naprężenie materiału stałego i ograniczenie uszkodzeń worka. W procesie obróbki końcowej należy zwrócić szczególną uwagę na to, czy odporność na przebicie, ciśnienie, upadek, temperaturę, temperaturę i inne czynniki zewnętrzne oraz bezpieczeństwo i higienę żywności spełniają wymagania.
Powody i punkty kontrolne stratyfikacji
Głównym problemem automatycznych maszyn pakujących do owijania folią i pakowania w worki jest podatność warstwy wierzchniej, zadrukowanej folii i środkowej folii aluminiowej na rozwarstwienie w miejscu zgrzewania. Zazwyczaj po wystąpieniu tego zjawiska producent składa reklamację do firmy produkującej opakowania miękkie, zwracając uwagę na niewystarczającą wytrzymałość kompozytów dostarczanych przez nią materiałów opakowaniowych. Firma produkująca opakowania miękkie również składa reklamację do producenta tuszu lub kleju, zwracając uwagę na słabą przyczepność, a producent folii na niską wartość koronowania, dodatki unoszące się na powierzchni oraz wysoką absorpcję wilgoci przez materiały, co wpływa na przyczepność tuszu i kleju, powodując rozwarstwienie.
Tutaj musimy wziąć pod uwagę jeszcze jeden ważny czynnik:wałek zgrzewający.
Temperatura wałka zgrzewającego automatycznej maszyny pakującej czasami osiąga 210°C lub więcej, a wzór noża zgrzewającego wałka zgrzewającego można podzielić na dwa typy: kształt kwadratowej piramidy i kształt kwadratowego ściętego stożka.
Pod lupą widzimy, że niektóre próbki warstwowe i niewarstwowe mają nienaruszone ścianki siatki rolkowej i przezroczyste dna otworów, podczas gdy inne mają niekompletne ścianki siatki rolkowej i nieczytelne dna otworów. Niektóre otwory mają nieregularne czarne linie (pęknięcia) na dnie, które są w rzeczywistości śladami pęknięcia warstwy folii aluminiowej. Niektóre otwory mają również „nierówne” dno, co wskazuje na to, że warstwa tuszu na dnie torby uległa „stopieniu”.
Na przykład, zarówno folia BOPA, jak i AL to materiały o pewnej ciągliwości, ale pękają w momencie przetwarzania na worki, co wskazuje, że wydłużenie materiału opakowaniowego przez nóż zgrzewający przekroczyło dopuszczalny poziom, powodując pęknięcie. Na odcisku zgrzewu widać, że kolor warstwy folii aluminiowej w środku „pęknięcia” jest zauważalnie jaśniejszy niż na boku, co wskazuje na rozwarstwienie.
W produkcjifolia aluminiowa w rolceW przypadku opakowań niektórzy uważają, że pogłębienie wzoru zgrzewania termicznego wygląda lepiej. W rzeczywistości głównym celem stosowania noża zgrzewającego jest zapewnienie skuteczności zgrzewania, a estetyka ma drugorzędne znaczenie. Niezależnie od tego, czy chodzi o przedsiębiorstwo produkujące opakowania elastyczne, czy surowiec, trudno będzie zmienić formułę produkcji w trakcie procesu, chyba że dostosują proces produkcyjny lub wprowadzą istotne zmiany w surowcach.
Jeśli warstwa folii aluminiowej zostanie zgnieciona, a opakowanie straci szczelność, jaki sens ma dobry wygląd? Z technicznego punktu widzenia, wzór noża zgrzewającego nie powinien mieć kształtu piramidy, lecz ściętego stożka.
Dno wzoru w kształcie piramidy ma ostre rogi, które mogą łatwo zarysować folię i spowodować utratę jej właściwości zgrzewania. Jednocześnie, odporność termiczna użytego tuszu musi być wyższa niż temperatura ostrza zgrzewarki, aby uniknąć problemu topienia się tuszu po zgrzewaniu. Ogólna temperatura zgrzewania powinna wynosić 170–210°C. Zbyt wysoka temperatura może powodować marszczenie się, pękanie i przebarwienia powierzchni folii aluminiowej.
Środki ostrożności dotyczące nawijania bębna tnącego kompozytowego bez rozpuszczalnika
Podczas zwijania folii kompozytowej bezrozpuszczalnikowej, nawijanie musi być równe, w przeciwnym razie istnieje ryzyko wystąpienia tunelowania na luźnych krawędziach nawijania. Zbyt małe ustawienie naprężenia nawijania spowoduje, że warstwa zewnętrzna będzie wywierać dużą siłę ściskającą na warstwę wewnętrzną. Jeśli siła tarcia między warstwą wewnętrzną a zewnętrzną folii kompozytowej jest niewielka po nawinięciu (jeśli folia jest zbyt gładka, siła tarcia będzie niewielka), wystąpi zjawisko wytłaczania nawijania. Ustawienie większego naprężenia nawijania pozwala na ponowne uzyskanie równego nawijania.
Dlatego równomierność nawijania folii kompozytowych bezrozpuszczalnikowych jest związana z ustawieniem parametrów naciągu i siłą tarcia między warstwami folii kompozytowej. Współczynnik tarcia folii PE stosowanej do folii kompozytowych bezrozpuszczalnikowych jest zazwyczaj mniejszy niż 0,1, co pozwala kontrolować współczynnik tarcia gotowej folii kompozytowej.
Folia kompozytowa z tworzywa sztucznego, przetworzona metodą bezrozpuszczalnikową, może mieć pewne wady wyglądu, takie jak plamy kleju na powierzchni. Po przetestowaniu na pojedynczym opakowaniu, produkt jest kwalifikowany. Jednak po zapakowaniu ciemnego kleju, te wady wyglądu pojawią się w postaci białych plam.
Wniosek
Najczęstszymi problemami podczas automatycznego pakowania z dużą prędkością są pęknięcia i rozwarstwienie worków. Chociaż wskaźnik pęknięć zazwyczaj nie przekracza 0,2% zgodnie z normami międzynarodowymi, straty spowodowane zanieczyszczeniem innych produktów w wyniku pęknięcia worka są bardzo poważne. Dlatego, poprzez testowanie właściwości zgrzewania materiałów i dostosowanie parametrów zgrzewania w procesie produkcyjnym, można zmniejszyć prawdopodobieństwo uszkodzenia miękkich worków opakowaniowych podczas napełniania, przechowywania, przetwarzania i transportu. Należy jednak zwrócić szczególną uwagę na następujące kwestie:
1) Należy zwrócić szczególną uwagę na to, czy materiał wypełniający nie zanieczyści uszczelnienia podczas procesu napełniania. Zanieczyszczenia mogą znacząco zmniejszyć przyczepność termiczną lub wytrzymałość zgrzewu materiału, co może prowadzić do pęknięcia elastycznego worka opakowaniowego z powodu jego niemożności wytrzymania ciśnienia. Szczególną uwagę należy zwrócić na materiały wypełniające w postaci proszku, które wymagają odpowiednich testów symulacyjnych.
2) Wytrzymałość na rozciąganie i rozszerzalność cieplną materiału uzyskana dzięki wybranym parametrom zgrzewania na linii produkcyjnej powinna uwzględniać pewien margines bezpieczeństwa wynikający z wymagań projektowych (należy przeprowadzić szczegółową analizę uwzględniającą stan sprzętu i materiału), ponieważ niezależnie od tego, czy chodzi o elementy zgrzewane na gorąco, czy o miękkie materiały foliowe do pakowania, jednorodność nie jest zbyt dobra, a nagromadzenie błędów doprowadzi do nierównomiernego efektu zgrzewania w miejscu zgrzewania opakowania.
3) Badając wytrzymałość materiałów na zgrzewanie termiczne i rozszerzalność cieplną, można uzyskać zestaw parametrów zgrzewania odpowiednich dla konkretnych produktów i linii produkcyjnych. W tym momencie należy dokonać kompleksowych analiz i optymalnego wyboru w oparciu o krzywą zgrzewania materiału uzyskaną w testach.
4) Pęknięcia i rozwarstwienie plastikowych torebek elastycznych są kompleksowym odzwierciedleniem materiałów, procesów produkcyjnych, parametrów produkcji i operacji produkcyjnych. Prawdziwą przyczynę pęknięć i rozwarstwienia można zidentyfikować dopiero po szczegółowej analizie. Należy ustalić standardy przy zakupie surowców i materiałów pomocniczych oraz opracowaniu procesów produkcyjnych. Dzięki prowadzeniu rzetelnej dokumentacji oryginalnej i ciągłemu doskonaleniu w trakcie produkcji, wskaźnik uszkodzeń plastikowych torebek automatycznych może być kontrolowany do optymalnego poziomu w określonym zakresie.
Czas publikacji: 02.12.2024