Waarom krul koëxtrudeerde films tydens sakmaak? — Die termiese krimpbalanseringstegniek vir asimmetriese strukture
Op hoëspoed-geoutomatiseerde sakmaaklyne is filmkrul 'n algemene en frustrerende probleem. Van afwikkeling tot hitteverseëling en sny, sodra die filmrande lig of die hele web na een kant krul, kan dit lei tot swak voeding, hitteverseëling-wanbelyning, onakkurate snydimensies, en selfs masjienblokkades en stilstand, wat lei tot 'n skerp toename in afvalkoerse. Vir vervaardigers wat gebruik maak van ko-geëxtrudeerde films In sakproduksie lê die oorsaak van krul dikwels nie in die toerusting self nie, maar in die filmstruktuur – veral die wanverhouding in termiese krimpingskoerse tussen die binneste en buitenste lae in asimmetriese ontwerpe.
Mede-geëxtrudeerde films bestaan uit verskeie lae van verskillende materiale wat saam geëxtrudeer is (waar "Tie" verwys na die kleefharslaag). Tydens die sakmaakproses gaan die film deur hitteverseëlingsmesse of verhitte plate, wat gelokaliseerde temperatuurstygings veroorsaak. Verskillende materiale toon verskillende termiese krimpingsnelhede - die persentasie verandering in afmetings langs 'n gegewe rigting wanneer dit verhit word.
Wanneer die film aan hitte blootgestel word, as die krimpkoers van die binneste laag (die seëlaarlaag) groter is as dié van die buitenste laag, krimp die binneste laag meer beduidend saam, wat veroorsaak dat die film na die binnekant buig en 'n "inwaartse krul" vorm. Omgekeerd, as die buitenste laag 'n hoër krimpkoers het, buig die film na buite, wat lei tot 'n "uitwaartse krul".
In simmetriese ko-geëxtrudeerde film strukture (soos strukture met identiese of simmetries verspreide materiale aan beide kante), is die termiese krimping van die binneste en buitenste lae geneig om mekaar te verreken, wat die filmoppervlak relatief plat laat bly. In asimmetriese ko-geëxtrudeerde films (byvoorbeeld met PA of PET as die buitenste laag en PE as die binneste laag) verskil die krimpingsnelhede egter dikwels aansienlik.
As ons 'n algemene struktuur as voorbeeld neem, is die tipiese termiese krimpkoers van PA in die masjienrigting teen 120°C ongeveer 1% tot 2%, terwyl lae-digtheid poliëtileen (LDPE) onder dieselfde toestande 3% tot 5% kan bereik. Wanneer die hitteverseëlmes vinnige hitte toepas, krimp die binneste laag van PE dramaties terwyl die buitenste laag van PA baie minder verander, wat veroorsaak dat die film vinnig na die PE-kant krul. Alhoewel 'n mate van herstel tydens afkoeling na verseëling kan plaasvind, het posisionele afwyking en seëlvervorming dikwels reeds plaasgevind.
Eerstens kan opgeligte filmrande skommelinge in afwikkelspanning veroorsaak, wat daartoe lei dat sensors randposisies verkeerd lees en veroorsaak dat webgeleidingstelsels faal.
Tweedens, by die hitteverseëlstasie kan gekrulde film nie volle kontak met die seëlkake maak nie, wat lei tot ongelyke seëlsterkte, wanbelyning van die seëlrand of kreukelvorming, wat alles die afvalsyfers aansienlik verhoog.
Meer ernstig, erg gekrulde film kan om die gidsrollers draai en die masjien dwing om te stop. Volgens bedryfsnavorsing kan sommige asimmetriese ko-geëxtrudeerde film ervaar skrootkoerse so hoog as 5% tot 8% as gevolg van krulprobleme alleen, wat winsgewendheid direk erodeer.
Die sleutel tot die oplossing van krulprobleme lê daarin om die termiese krimpgedrag van die binneste en buitenste lae so noukeurig moontlik te pas, of om die struktuur so te rangskik dat krimpspanning mekaar teenwerk.
Byvoorbeeld, hoëdigtheid-poliëtileen (HDPE) kan in plaas van laedigtheid-poliëtileen (LDPE) as die seëllaag gebruik word, omdat die krimpkoers van HDPE nader aan dié van PA is. Daar moet egter op gelet word dat HDPE laer seëlbaarheid en buigsaamheid bied as LDPE, wat dit meer geskik maak vir verpakkingstoepassings met minder streng buigsaamheidsvereistes.
Nog 'n benadering is om 'n lae-krimp gemodifiseerde PE-oorgangslaag binne die PA-buitenste laag by te voeg om die krimpverskil te buffer.
In asimmetriese strukture kan 'n bykomende dun laag, gemaak van dieselfde materiaal as die binneste laag – of van 'n materiaal met 'n soortgelyke krimpkoers – aan die buitekant van die buitenste laag bygevoeg word om 'n "pseudo-simmetriese" struktuur te skep.
Byvoorbeeld, deur 'n PE-balanslaag aan die buitekant van 'n oorspronklike PA/Tie/PE-struktuur by te voeg, word die ontwerp PE/Tie/PA/Tie/PE. Alhoewel die PE-dikte aan beide kante dalk nie identies is nie, genereer die bykomende PE-laag krimpspanning in die teenoorgestelde rigting van die binneste laag, wat die neiging tot krul teenwerk.
Gebaseer op die termiese krimptempo's en moduli van die materiale, kan die optimale dikteverhouding tussen die binneste en buitenste lae deur berekening of eksperimentering bepaal word sodat die krimpmomente aan beide kante mekaar teenwerk.
Deur die hitteverseëlingstemperatuur behoorlik te verlaag, die verseëlingstyd te verkort en die koue-druk-verkoeling na verseëling te verhoog, kan die totale hoeveelheid krimping wat deur hitteblootstelling veroorsaak word, verminder word.
Daarbenewens kan die gebruik van dubbelsydige verhitting tydens hitteverseëling – sodat beide die binneste en buitenste lae gelyktydig verhit word – help om krimping wat deur temperatuurverskille veroorsaak word, te verlig.
Benewens strukturele ontwerp en prosesoptimalisering, hou krulwerk ook verband met filmberging en voorbehandelingstoestande. Tydens berging, mede-geëxtrudeerde meerlaagfilm kan vog uit die omgewing absorbeer, veral in PA-lae. Na vogabsorpsie kan die krimpgedrag van die materiaal verander.
Pro Wenk: Dit word aanbeveel dat sakvervaardigers films in droë, temperatuurbeheerde omgewings bêre en toepaslike uitgloeiingsbehandeling voor gebruik toepas (byvoorbeeld, die filmrol vir 24 uur by 40°C tot 50°C kondisioneer) om interne spanning vry te stel.
’n Eenvoudige warmlugtoets kan gebruik word: Sny ’n A4-grootte monster en plaas dit plat. Gebruik ’n haardroër (80°C tot 100°C) om die monster egalig vir 10 sekondes te verhit.
As dit na die binneste laag buig, het die binneste laag hoër krimping.
As dit na die buitenste laag buig, het die buitenste laag hoër krimping.
As dit plat bly, is termiese krimpwanverhouding waarskynlik nie die primêre oorsaak nie.
Balanslae is tipies baie dun (3% tot 8% van die totale dikte) en gemaak van laekoste PE of PP. Die byvoeging van 'n 5-mikron PE-balanslaag sal die grondstofkoste met ongeveer 2% tot 3% verhoog. Dit word gewoonlik vinnig verhaal deur verminderde afvalkoerse.
Tydelike korrektiewe maatreëls sluit in: die installering van infrarooi verhittingsrollers om die film voor te verhit, die aanpassing van die drukverspreiding van die hitteverseëlingskaak, of die gebruik van "verspreiderrollers" om die film fisies plat te maak. Die mees fundamentele oplossing bly egter die optimalisering van die filmstruktuur self deur die ontwerp van gebalanseerde ... ko-geëxtrudeerde films.
Die krul van ko-geëxtrudeerde films tydens sakmaak is fundamenteel die gevolg van interne spanningswanbalans wat veroorsaak word deur wanpassende termiese krimpingsnelhede in asimmetriese strukture. Deur middel van wetenskaplik ontwerpte balanslae, geoptimaliseerde laagdikteverhoudings en behoorlik beheerde verwerkingsparameters, is dit heeltemal moontlik om 'n sakmaakresultaat te behaal wat "plat soos 'n spieël" is.
