Da immer mehr Unternehmen Hochgeschwindigkeits-Verpackungsmaschinen verwenden, treten Qualitätsprobleme wie Beutelbruch, Rissbildung, Delaminierung, schwache Heißsiegelung und Versiegelungsverunreinigungen häufig im Hochgeschwindigkeits-Verpackungsprozess von flexiblenVerpackungsfoliesind nach und nach zu zentralen Prozessproblemen geworden, die Unternehmen kontrollieren müssen.
Bei der Herstellung von Rollfolien für Hochgeschwindigkeits-Verpackungsautomaten sollten Unternehmen für flexible Verpackungen auf folgende Punkte achten:
Strenge Materialauswahl
1. Materialbedarf für jede Lage Rollenfolie
Aufgrund des unterschiedlichen Aufbaus der Hochgeschwindigkeits-Verpackungsmaschine im Vergleich zu anderen Beutelherstellungsmaschinen beruht der Druck ausschließlich auf der Kraft zweier Walzen oder Heißpressstreifen, die sich gegenseitig zusammendrücken, um eine Heißversiegelung zu erreichen. Eine Kühlvorrichtung ist nicht vorhanden. Die Druckfolie liegt direkt und ohne Schutz durch Isoliergewebe mit der Heißversiegelungsvorrichtung in Kontakt. Daher ist die Materialauswahl für jede Schicht der Hochgeschwindigkeits-Drucktrommel besonders wichtig.
2. Die sonstigen Eigenschaften des Materials müssen folgenden Anforderungen entsprechen:
1) Gleichgewicht der Filmdicke
Die Dicke, die durchschnittliche Dicke und die durchschnittliche Dickentoleranz von Kunststofffolien hängen letztendlich von der Dickenbalance der gesamten Folie ab. Im Produktionsprozess muss die Dickengleichmäßigkeit der Folie sorgfältig kontrolliert werden, da sonst das hergestellte Produkt nicht einwandfrei ist. Ein gutes Produkt sollte sowohl in Längs- als auch in Querrichtung eine ausgewogene Dicke aufweisen. Da unterschiedliche Folientypen unterschiedliche Wirkungen haben, unterscheiden sich auch ihre durchschnittliche Dicke und durchschnittliche Dickentoleranz. Der Dickenunterschied zwischen der linken und rechten Seite von Hochgeschwindigkeits-Automatikverpackungsfolien beträgt in der Regel nicht mehr als 15 µm.
2) Optische Eigenschaften dünner Filme
Bezieht sich auf die Trübung, Transparenz und Lichtdurchlässigkeit eines dünnen Films.
Daher gelten besondere Anforderungen und Kontrollen für die Auswahl und Menge der Masterbatch-Additive beim Folienwalzen sowie für eine gute Transparenz. Gleichzeitig sollten auch die Öffnung und Glätte der Folie berücksichtigt werden. Die Öffnungsmenge sollte darauf basieren, das Auf- und Abwickeln der Folie zu erleichtern und ein Anhaften zwischen den Folien zu verhindern. Eine zu hohe Menge führt zu einer erhöhten Trübung der Folie. Die Transparenz sollte in der Regel 92 % oder mehr erreichen.
3) Reibungskoeffizient
Der Reibungskoeffizient wird in statische und dynamische Reibung unterteilt. Bei automatischen Verpackungsrollenprodukten sollte neben dem Reibungskoeffizienten unter Normalbedingungen auch der Reibungskoeffizient zwischen Folie und Edelstahlplatte geprüft werden. Da die Heißsiegelschicht der automatischen Verpackungsfolie in direktem Kontakt mit der automatischen Verpackungsformmaschine steht, sollte ihr dynamischer Reibungskoeffizient unter 0,4u liegen.
4) Dosierung hinzufügen
Im Allgemeinen sollte die Dosierung zwischen 300 und 500 ppm liegen. Ist sie zu gering, beeinträchtigt sie die Funktionalität der Folie, beispielsweise das Öffnen, und ist sie zu groß, beeinträchtigt sie die Verbundfestigkeit. Außerdem muss eine starke Migration oder das Eindringen von Additiven während der Anwendung verhindert werden. Bei Dosierungen zwischen 500 und 800 ppm ist Vorsicht geboten. Über 800 ppm sollte grundsätzlich nicht mehr verwendet werden.
5) Synchrones und asynchrones Schrumpfen der Verbundfolie
Nichtsynchrones Schrumpfen äußert sich in Veränderungen der Materialkräuselung und -verformung. Nichtsynchrones Schrumpfen äußert sich in zwei Formen: „Einrollen nach innen“ oder „Ausrollen“ der Beutelöffnung. Dies deutet darauf hin, dass neben dem synchronen Schrumpfen (mit unterschiedlicher Größe und Richtung der thermischen Spannung bzw. Schrumpfrate) auch innerhalb der Verbundfolie ein asynchrones Schrumpfen stattfindet. Daher ist es beim Kauf dünner Folien notwendig, thermische (Nasshitze-)Schrumpfungstests in Längs- und Querrichtung an verschiedenen Verbundmaterialien unter gleichen Bedingungen durchzuführen. Die Unterschiede sollten nicht zu groß sein, vorzugsweise etwa 0,5 %.
Ursachen für Schäden und Bekämpfungstechniken
1. Der Einfluss der Heißsiegeltemperatur auf die Heißsiegelfestigkeit ist am direktesten
Die Schmelztemperatur verschiedener Materialien bestimmt direkt die Mindesttemperatur zum Heißsiegeln von Verbundbeuteln.
Während des Produktionsprozesses ist die tatsächlich verwendete Heißsiegeltemperatur aufgrund verschiedener Faktoren wie Heißsiegeldruck, Beutelherstellungsgeschwindigkeit und Dicke des Verbundsubstrats oft höher als die Schmelztemperatur desHeißsiegelmaterial. Eine automatische Hochgeschwindigkeitsverpackungsmaschine mit geringerem Heißsiegeldruck erfordert eine höhere Heißsiegeltemperatur. Je höher die Maschinengeschwindigkeit, desto dicker das Oberflächenmaterial der Verbundfolie und desto höher die erforderliche Heißsiegeltemperatur.
2. Thermische Adhäsionskurve der Bindungsstärke
Bei der automatischen Verpackung wirkt der Füllinhalt stark auf den Beutelboden. Hält der Beutelboden der Aufprallkraft nicht stand, reißt er.
Die allgemeine Heißsiegelfestigkeit bezeichnet die Bindungsfestigkeit nach dem Verkleben zweier dünner Folien durch Heißsiegeln und vollständiges Abkühlen. Da das zweilagige Verpackungsmaterial in der automatischen Verpackungsproduktionslinie jedoch nicht ausreichend abkühlte, ist die Heißsiegelfestigkeit des Verpackungsmaterials nicht zur Beurteilung der Heißsiegelleistung geeignet. Stattdessen sollte die thermische Haftung, die die Abziehkraft des heißversiegelten Teils des Materials vor dem Abkühlen bezeichnet, als Grundlage für die Auswahl des Heißsiegelmaterials dienen, um die Anforderungen an die Heißsiegelfestigkeit des Materials beim Befüllen zu erfüllen.
Für die optimale thermische Haftung dünner Folienmaterialien gibt es einen optimalen Temperaturpunkt. Überschreitet die Heißsiegeltemperatur diesen Temperaturpunkt, nimmt die thermische Haftung ab. In der automatischen Verpackungsproduktionslinie läuft die Produktion flexibler Verpackungsbeutel nahezu synchron mit der Befüllung ab. Daher kühlt der heißversiegelte Teil am Beutelboden beim Befüllen nicht vollständig ab, wodurch die Stoßbelastung, der er standhält, stark reduziert wird.
Beim Befüllen des Inhalts kann für die Aufprallkraft am Boden des flexiblen Verpackungsbeutels ein Thermohaftungstester verwendet werden, um die Thermohaftungskurve zu zeichnen, indem die Heißsiegeltemperatur, der Heißsiegeldruck und die Heißsiegelzeit angepasst werden und die optimale Kombination von Heißsiegelparametern für die Produktionslinie ausgewählt wird.
Beim Verpacken schwerer oder pulverförmiger Gegenstände wie Salz, Waschmittel usw. sollte nach dem Befüllen und vor dem Heißsiegeln die Luft im Beutel abgelassen werden, um die Belastung der Beutelwand zu verringern. Dadurch kann das feste Material direkt beansprucht werden, um Beutelschäden zu vermeiden. Bei der Nachbearbeitung ist besonders darauf zu achten, ob Durchstoßfestigkeit, Druckfestigkeit, Fallbruchfestigkeit, Temperaturbeständigkeit, Temperaturbeständigkeit sowie Lebensmittelsicherheit und Hygiene den Anforderungen entsprechen.
Gründe und Kontrollpunkte für die Schichtung
Ein großes Problem bei automatischen Verpackungsmaschinen für Folienverpackungen und -beutel ist die Neigung zur Delamination der Oberfläche, der bedruckten Folie und der mittleren Aluminiumfolie im heißversiegelten Bereich. Tritt dieses Phänomen auf, beschwert sich der Hersteller in der Regel beim Hersteller der Weichverpackung über die unzureichende Verbundfestigkeit der von ihm gelieferten Verpackungsmaterialien. Der Hersteller der Weichverpackung beschwert sich zudem beim Tinten- oder Klebstoffhersteller über die schlechte Haftung sowie beim Folienhersteller über die geringe Koronabehandlung, schwimmende Additive und die starke Feuchtigkeitsaufnahme der Materialien, die die Haftung von Tinte und Klebstoff beeinträchtigen und Delamination verursachen.
Hier müssen wir einen weiteren wichtigen Faktor berücksichtigen:die Heißsiegelwalze.
Die Temperatur der Heißsiegelwalze der automatischen Verpackungsmaschine erreicht manchmal 210 °C oder mehr, und das Heißsiegelmessermuster der Walzenversiegelung kann in zwei Typen unterteilt werden: quadratische Pyramidenform und quadratische Kegelstumpfform.
Unter der Lupe ist zu erkennen, dass einige der geschichteten und ungeschichteten Proben intakte Walzengitterwände und klare Lochböden aufweisen, während andere unvollständige Walzengitterwände und unklare Lochböden aufweisen. Einige Löcher weisen am Boden unregelmäßige schwarze Linien (Risse) auf, die auf einen Bruch der Aluminiumfolienschicht hinweisen. Einige Maschenlöcher weisen einen unebenen Boden auf, was darauf hindeutet, dass die Tintenschicht am Beutelboden geschmolzen ist.
Beispielsweise sind BOPA-Folie und AL beides Materialien mit einer gewissen Duktilität, reißen jedoch beim Verarbeiten zu Beuteln. Dies deutet darauf hin, dass die Dehnung des Verpackungsmaterials durch das Heißsiegelmesser das zulässige Maß überschritten hat, was zum Bruch führt. Auf dem Heißsiegelabdruck ist zu erkennen, dass die Farbe der Aluminiumfolienschicht in der Mitte des „Risses“ deutlich heller ist als an den Seiten, was auf eine Delaminierung hindeutet.
Bei der Herstellung vonAluminiumfolien-RollenfilmManche glauben, dass ein tieferes Heißsiegelmuster bei Verpackungen optisch ansprechender wirkt. Tatsächlich dient die Verwendung eines gemusterten Heißsiegelmessers beim Heißsiegeln in erster Linie der Sicherstellung der Siegelleistung, die Ästhetik ist zweitrangig. Unabhängig davon, ob es sich um einen Hersteller flexibler Verpackungen oder einen Rohstoffhersteller handelt, wird die Produktionsformel während des Produktionsprozesses nicht ohne weiteres geändert, es sei denn, der Produktionsprozess wird angepasst oder wichtige Änderungen an den Rohstoffen vorgenommen.
Wenn die Aluminiumfolie zerdrückt wird und die Verpackung ihre Versiegelung verliert, nützt das gute Aussehen nichts. Aus technischer Sicht darf das Muster des Heißsiegelmessers nicht pyramidenförmig sein, sondern sollte kegelstumpfförmig sein.
Die Unterseite des pyramidenförmigen Musters weist scharfe Ecken auf, die die Folie leicht zerkratzen und ihre Heißsiegelfunktion verlieren können. Gleichzeitig muss die Temperaturbeständigkeit der verwendeten Tinte die Temperatur der Heißsiegelklinge übersteigen, um ein Schmelzen der Tinte nach dem Heißsiegeln zu vermeiden. Die Heißsiegeltemperatur sollte im Allgemeinen zwischen 170 und 210 °C liegen. Bei zu hoher Temperatur neigt die Aluminiumfolie zu Faltenbildung, Rissbildung und Oberflächenverfärbungen.
Vorsichtsmaßnahmen beim Aufwickeln einer lösungsmittelfreien Verbund-Schneidtrommel
Beim Walzen lösungsmittelfreier Verbundfolien muss die Wicklung sauber erfolgen, da sonst an den losen Kanten der Wicklung Tunnelbildung auftreten kann. Ist die Wickelspannung zu gering eingestellt, übt die äußere Schicht eine große Quetschkraft auf die innere Schicht aus. Ist die Reibungskraft zwischen der inneren und äußeren Schicht der Verbundfolie nach dem Wickeln gering (bei zu glatter Folie ist die Reibungskraft gering), kommt es zu Wicklungsextrusion. Wird die Wickelspannung zu stark eingestellt, kann die Wicklung wieder sauber erfolgen.
Daher hängt die Wickelgleichmäßigkeit lösungsmittelfreier Verbundfolien von der Einstellung des Spannungsparameters und der Reibungskraft zwischen den Verbundfolienschichten ab. Der Reibungskoeffizient der für lösungsmittelfreie Verbundfolien verwendeten PE-Folie liegt im Allgemeinen unter 0,1, um den Reibungskoeffizienten der endgültigen Verbundfolie zu kontrollieren.
Die im lösungsmittelfreien Verbundverfahren hergestellte Kunststoffverbundfolie weist optische Mängel wie Klebeflecken auf der Oberfläche auf. Bei Tests an einem einzelnen Verpackungsbeutel handelt es sich um ein qualifiziertes Produkt. Nach dem Verpacken des dunkel gefärbten Klebstoffs treten diese optischen Mängel jedoch als weiße Flecken auf.
Abschluss
Die häufigsten Probleme beim automatischen Hochgeschwindigkeitsverpacken sind Beutelbruch und Delaminierung. Obwohl die Bruchrate nach internationalen Standards in der Regel 0,2 % nicht überschreitet, sind die Verluste durch die Verunreinigung anderer Gegenstände durch Beutelbruch sehr gravierend. Durch die Prüfung der Heißsiegelleistung von Materialien und die Anpassung der Heißsiegelparameter im Produktionsprozess kann die Wahrscheinlichkeit einer Beschädigung von Weichverpackungsbeuteln während der Befüllung, Lagerung, Nachbearbeitung und des Transports verringert werden. Besonderes Augenmerk sollte jedoch auf folgende Punkte gelegt werden:
1) Besonderes Augenmerk sollte darauf gelegt werden, ob das Füllmaterial die Versiegelung während des Füllvorgangs verunreinigt. Verunreinigungen können die thermische Haftung oder Siegelfestigkeit des Materials erheblich verringern und zum Reißen des flexiblen Verpackungsbeutels führen, da dieser dem Druck nicht standhält. Besonderes Augenmerk sollte auf pulverförmige Füllmaterialien gelegt werden, die entsprechende Simulationstests erfordern.
2) Die durch die ausgewählten Heißsiegelparameter der Produktionslinie erzielte Wärmehaftung und Ausdehnungs-Heißsiegelfestigkeit des Materials sollte auf der Grundlage der Konstruktionsanforderungen einen gewissen Spielraum lassen (eine spezifische Analyse sollte entsprechend der Geräte- und Materialsituation durchgeführt werden), da, egal ob es sich um Heißsiegelkomponenten oder weiche Verpackungsfolienmaterialien handelt, die Gleichmäßigkeit nicht sehr gut ist und akkumulierte Fehler zu einem ungleichmäßigen Heißsiegeleffekt an der Heißsiegelstelle der Verpackung führen.
3) Durch die Prüfung der thermischen Haftung und der Expansionsfestigkeit von Materialien können geeignete Heißsiegelparameter für bestimmte Produkte und Produktionslinien ermittelt werden. Zu diesem Zeitpunkt sollte eine umfassende Betrachtung und optimale Auswahl basierend auf der durch die Prüfung ermittelten Heißsiegelkurve des Materials erfolgen.
4) Das Reißen und die Delamination von flexiblen Kunststoffverpackungsbeuteln spiegeln die Gesamtheit der Materialien, Produktionsprozesse, Produktionsparameter und Produktionsabläufe wider. Erst nach einer detaillierten Analyse können die wahren Ursachen für Reißen und Delamination identifiziert werden. Beim Einkauf von Roh- und Hilfsstoffen sowie bei der Entwicklung von Produktionsprozessen sollten Standards festgelegt werden. Durch eine gute Dokumentation und kontinuierliche Verbesserungen während der Produktion kann die Schadensrate von automatischen flexiblen Kunststoffverpackungsbeuteln innerhalb eines bestimmten Bereichs optimal kontrolliert werden.
Veröffentlichungszeit: 02.12.2024