No totes les pel·lícules són iguals. Això crea problemes tant per a la bobinadora com per a l'operador. A continuació s'explica com tractar-los. #consells de processament #pràctiques bones
A les bobinadores de superfície central, la tensió de la banda es controla mitjançant accionaments de superfície connectats a un apilador o rodets de pessiga per optimitzar el tall de la banda i la distribució de la banda. La tensió del bobinat es controla de manera independent per optimitzar la rigidesa de la bobina.
Quan enrotlleu la pel·lícula en un bobinador purament central, la tensió de la banda es crea pel parell de bobinat de l'accionament central. La tensió de la banda s'estableix primer a la rigidesa del rotllo desitjada i després es redueix gradualment a mesura que la pel·lícula s'acaba.
Quan enrotlleu la pel·lícula en un bobinador purament central, la tensió de la banda es crea pel parell de bobinat de l'accionament central. La tensió de la banda s'estableix primer a la rigidesa del rotllo desitjada i després es redueix gradualment a mesura que la pel·lícula s'acaba.
Quan enrotlleu productes de pel·lícula al bobinador central/superfície, s'acciona el rodet de pinça per controlar la tensió de la banda. El moment de bobinatge no depèn de la tensió de la banda.
Si totes les xarxes de pel·lícules fossin perfectes, produir rotlles perfectes no seria un gran problema. Malauradament, les pel·lícules perfectes no existeixen a causa de les variacions naturals de les resines i les inhomogeneïtats en la formació de pel·lícules, el recobriment i les superfícies impreses.
Tenint en compte això, la tasca de les operacions de bobinat és garantir que aquests defectes no siguin visibles visualment i no augmentin durant el procés de bobinat. L'operador de la bobinadora s'ha d'assegurar que el procés de bobinat no afecti encara més la qualitat del producte. El repte final és bobinar la pel·lícula d'embalatge flexible perquè pugui funcionar perfectament en el procés de producció del client i produir un producte d'alta qualitat per als seus clients.
La importància de la rigidesa de la pel·lícula La densitat de la pel·lícula, o tensió de bobinatge, és el factor més important per determinar si una pel·lícula és bona o dolenta. Un rodet enrotllat massa suau estarà "fuera de rodó" quan s'enrotlli, es manipuli o s'emmagatzemi. La rodonesa dels rotlles és molt important per al client per tal de poder processar aquests rotlles a la màxima velocitat de producció mantenint els canvis de tensió mínims.
Els rotlles ben enrotllats poden causar problemes per si mateixos. Poden crear problemes de bloqueig de defectes quan les capes es fusionen o s'enganxen. Quan enrotlleu una pel·lícula estirada en un nucli de parets primes, enrotllar un rotlle rígid pot provocar que el nucli es trenqui. Això pot causar problemes en treure l'eix o inserir l'eix o el mandril durant les operacions de desenrotllament posteriors.
Un rotllo que està enrotllat massa fort també pot agreujar els defectes de la banda. Les pel·lícules solen tenir zones lleugerament altes i baixes a la secció transversal de la màquina on la banda és més gruixuda o més fina. En bobinar la duramàter, les zones de gran gruix se superposen entre si. Quan s'enrotllen centenars o fins i tot milers de capes, les seccions altes formen crestes o projeccions al rotlle. Quan la pel·lícula s'estira sobre aquestes projeccions, es deforma. Aquestes àrees creen defectes anomenats "butxaques" a la pel·lícula a mesura que el rotllo es desenrotlla. Una filera dura amb una estella gruixuda al costat d'una cinta més prima pot provocar defectes de la hilera anomenats ondulacions o marques de corda a la hilera.
No es notaran petits canvis en el gruix del rotlle enrotllat si s'enrotlla prou aire al rotlle a les seccions baixes i la banda no s'estira a les seccions altes. No obstant això, els rotlles s'han d'enrotllar prou fort perquè siguin rodons i romanguin així durant la manipulació i l'emmagatzematge.
Aleatorització de les variacions de màquina a màquina Algunes pel·lícules d'envasos flexibles, ja sigui durant el seu procés d'extrusió o durant el recobriment i la laminació, presenten variacions de gruix de màquina a màquina que són massa grans per ser precises sense exagerar aquests defectes. Per racionalitzar les variacions de rotlles de bobinador de màquina a màquina, el rebobinador i el bobinador de la banda o talladora es mouen cap endavant i cap enrere en relació a la banda a mesura que es talla i s'enrotlla. Aquest moviment lateral de la màquina s'anomena oscil·lació.
Per poder oscil·lar amb èxit, la velocitat ha de ser prou alta com per variar aleatòriament el gruix i prou baixa per no deformar o arrugar la pel·lícula. La regla general per a la velocitat màxima de sacsejada és de 25 mm (1 polzada) per minut per cada 150 m/min (500 peus/min) de velocitat de bobinatge. Idealment, la velocitat d'oscil·lació canvia en proporció a la velocitat de bobinatge.
Anàlisi de la rigidesa de la banda Quan un rotlle de material de pel·lícula d'embalatge flexible s'enrotlla dins del rotlle, hi ha tensió al rotlle o tensió residual. Si aquesta tensió es fa gran durant l'enrotllament, l'enrotllament interior cap al nucli estarà sotmès a càrregues de compressió elevades. Això és el que provoca defectes de "bult" a les zones localitzades de la bobina. Quan enrotlleu pel·lícules no elàstiques i molt relliscoses, la capa interior es pot afluixar, cosa que pot provocar que el rotlle s'enrotlli quan s'enrotlli o s'estiri quan es desbobina. Per evitar-ho, la bobina s'ha d'enrotllar fortament al voltant del nucli, i després menys ajustada a mesura que augmenta el diàmetre de la bobina.
Això es coneix comunament com a cònic de duresa de laminació. Com més gran sigui el diàmetre de la bala enrotllada acabada, més important serà el perfil cònic de la bala. El secret per fer una bona construcció de rigidesa d'acer trenat és començar amb una bona base forta i després acabar-la amb una tensió progressivament menor a les bobines.
Com més gran sigui el diàmetre de la bala enrotllada acabada, més important serà el perfil cònic de la bala.
Una bona base sòlida requereix que el bobinatge comenci amb un nucli d'alta qualitat i ben emmagatzemat. La majoria dels materials de pel·lícula s'enrotllen sobre un nucli de paper. El nucli ha de ser prou fort com per suportar l'estrès de bobinat de compressió creada per la pel·lícula ben enrotllada al voltant del nucli. Normalment, el nucli de paper s'asseca en un forn fins a un contingut d'humitat del 6-8%. Si aquests nuclis s'emmagatzemen en un ambient d'alta humitat, absorbiran aquesta humitat i s'expandeixen a un diàmetre més gran. Després, després de l'operació de bobinat, aquests nuclis es poden assecar a un contingut d'humitat més baix i reduir-ne la mida. Quan això passi, la base d'un llançament de lesió sòlid desapareixerà! Això pot provocar defectes com ara deformacions, abombaments i/o protuberància dels rotlles quan es manipulen o desenrotllen.
El següent pas per obtenir la bona base de la bobina necessària és començar a bobinar amb la major rigidesa possible de la bobina. Aleshores, a mesura que el rotlle de material de pel·lícula s'enrotlla, la rigidesa del rotlle hauria de disminuir uniformement. La reducció recomanada de la duresa del rotllo al diàmetre final sol ser del 25% al 50% de la duresa original mesurada al nucli.
El valor de la rigidesa del rotlle inicial i el valor de la conicitat de la tensió de l'enrotllament solen dependre de la relació d'acumulació del rotlle bobinat. El factor de pujada és la relació entre el diàmetre exterior (OD) del nucli i el diàmetre final del rotllo ferit. Com més gran sigui el diàmetre final d'enrotllament de la bala (com més alta sigui l'estructura), més important serà començar amb una bona base forta i enrotllar gradualment bales més suaus. La taula 1 ofereix una regla general per al grau de reducció de duresa recomanat basat en un factor acumulat.
Les eines de bobinat que s'utilitzen per endurir la web són la força de la web, la pressió descendent (corrons de premsa o apilador o bobines de bobina) i el parell de bobinat de l'accionament central quan enrotllen les webs de pel·lícula al centre/superfície. Aquests anomenats principis de bobinat TNT es discuteixen en un article del número de gener de 2013 de Plastics Technology. A continuació es descriu com utilitzar cadascuna d'aquestes eines per dissenyar provadors de duresa i proporciona una regla general per als valors inicials per obtenir els provadors de duresa de rotlle necessaris per a diversos materials d'embalatge flexible.
El principi de la força de bobinatge web. Quan enrotllen pel·lícules elàstiques, la tensió de la banda és el principi de bobinat principal utilitzat per controlar la rigidesa del rotlle. Com més ajustada s'estiri la pel·lícula abans d'enrotllar, més rígid serà el rotllo de la ferida. El repte és assegurar-se que la quantitat de tensió de la web no provoqui tensions permanents significatives a la pel·lícula.
Com es mostra a la fig. 1, quan enrotlleu la pel·lícula en un bobinador central pur, la tensió de la web es crea pel parell de bobinat de la unitat central. La tensió de la banda s'estableix primer a la rigidesa del rotllo desitjada i després es redueix gradualment a mesura que la pel·lícula s'acaba. La força de la xarxa generada per l'accionament central es controla normalment en un bucle tancat amb retroalimentació d'un sensor de tensió.
El valor de la força inicial i final de la fulla per a un material concret es determina normalment empíricament. Una bona regla general per a un rang de resistència de la web és del 10% al 25% de la resistència a la tracció de la pel·lícula. Molts articles publicats recomanen una certa força web per a determinats materials web. La taula 2 enumera les tensions suggerides per a molts materials web utilitzats en envasos flexibles.
Per a l'enrotllament en un bobinador central net, la tensió inicial ha d'estar prop de l'extrem superior del rang de tensió recomanat. A continuació, reduïu gradualment la tensió del bobinat fins al rang inferior recomanat indicat en aquesta taula.
El valor de la força inicial i final de la fulla per a un material concret es determina normalment empíricament.
Quan enrotlleu una banda laminada composta per diversos materials diferents, per obtenir la tensió de banda màxima recomanada per a l'estructura laminat, simplement afegiu la tensió de banda màxima per a cada material que s'ha laminat junts (normalment independentment del recobriment o la capa adhesiva) i apliqueu el següent suma d'aquestes tensions. com la tensió màxima de la tela laminat.
Un factor important de tensió a l'hora de laminar composites de pel·lícula flexible és que les bandes individuals s'han de tensar abans de la laminació, de manera que la deformació (allargament de la banda a causa de la tensió de la banda) sigui aproximadament la mateixa per a cada banda. Si una banda s'estira significativament més que les altres, es poden produir problemes d'enrotllament o delaminació, coneguts com a "túnel", a les xarxes laminates. La quantitat de tensió ha de ser la relació entre el mòdul i el gruix de la banda per evitar l'enrotllament i/o el túnel després del procés de laminació.
El principi de la mossegada en espiral. Quan enrotllen pel·lícules no elàstiques, la subjecció i el parell són els principals principis de bobinat utilitzats per controlar la rigidesa del rotllo. La pinça ajusta la rigidesa del rotlle eliminant la capa límit d'aire que segueix la banda cap al corró de presa. La pinça també crea tensió al rotlle. Com més rígida és la pinça, més rígid és el corró de bobina. El problema de l'enrotllament de la pel·lícula d'embalatge flexible és proporcionar prou pressió per eliminar l'aire i enrotllar un rotlle recte i rígid sense crear una tensió excessiva del vent durant l'enrotllament per evitar que el rotlle s'uneixi o s'enrotlli a les zones gruixudes que deformen la web.
La càrrega de la pinça depèn menys del material que la tensió de la banda i pot variar molt segons el material i la rigidesa requerida del rodet. Per evitar l'arrugada de la pel·lícula de la ferida causada per l'enganxament, la càrrega a la pinça és la mínima necessària per evitar que l'aire quedi atrapat al rotlle. Aquesta càrrega de contacte es manté generalment constant a les bobines centrals perquè la naturalesa proporciona una força de càrrega constant per al con de pressió a l'enrotllament. A mesura que el diàmetre del rotlle es fa més gran, l'àrea de contacte (àrea) de l'espai entre el corró de bobina i el corró de pressió es fa més gran. Si l'amplada d'aquesta pista canvia de 6 mm (0,25 polzades) al nucli a 12 mm (0,5 polzades) al rotllo complet, la pressió del vent es redueix automàticament en un 50%. A més, a mesura que augmenta el diàmetre del corró de bobina, també augmenta la quantitat d'aire que segueix la superfície del corró. Aquesta capa límit d'aire augmenta la pressió hidràulica en un intent d'obrir el buit. Aquest augment de la pressió augmenta la conicitat de la càrrega de subjecció a mesura que augmenta el diàmetre.
En bobinadors amples i ràpids utilitzats per enrotllar rotlles de gran diàmetre, pot ser necessari augmentar la càrrega de la pinça de bobina per evitar que l'aire entri al rotlle. A la fig. La figura 2 mostra un bobinador de pel·lícula central amb un rodet de pressió carregat d'aire que utilitza eines de tensió i subjecció per controlar la rigidesa del rodet de bobina.
De vegades l'aire és el nostre amic. Algunes pel·lícules, especialment les pel·lícules "enganxoses" d'alta fricció que tenen problemes d'uniformitat, requereixen un enrotllament de buit. L'enrotllament de l'espai permet que una petita quantitat d'aire s'introdueixi a la bala per evitar problemes de banda enganxada a la bala i ajuda a prevenir la deformació de la banda quan s'utilitzen tires més gruixudes. Per enrotllar amb èxit aquestes pel·lícules de buit, l'operació de bobinat ha de mantenir una bretxa petita i constant entre el corró de pressió i el material d'embolcall. Aquest petit espai controlat ajuda a mesurar l'aire enrotllat al rotlle i guia la web directament cap a l'enrotllador per evitar que s'arruga.
Principi de bobinatge de parell. L'eina de parell per obtenir la rigidesa del rodet és la força desenvolupada pel centre del rodet de bobina. Aquesta força es transmet a través de la capa de malla on estira o estira l'embolcall interior de la pel·lícula. Com s'ha esmentat anteriorment, aquest parell s'utilitza per crear força web al bobinatge central. Per a aquests tipus d'enrotlladors, la tensió de la banda i el parell tenen el mateix principi de bobinatge.
Quan s'enrotllen productes de pel·lícula a l'enrotllador central/superfície, els rodets de pinça s'accionen per controlar la tensió de la banda, tal com es mostra a la figura 3. La tensió de la banda que entra a la bobinadora és independent de la tensió de la bobina generada per aquest parell. Amb una tensió constant de la banda que entra a la bobinadora, la tensió de la banda d'entrada es manté habitualment constant.
En tallar i rebobinar pel·lícules o altres materials amb una relació de Poisson alta, s'ha d'utilitzar bobinatge central/superfície, l'amplada variarà en funció de la força de la xarxa.
Quan enrotlleu productes de pel·lícula en una màquina de bobinat central/superfície, la tensió del bobinat es controla en un bucle obert. Normalment, la tensió inicial de la bobina és un 25-50% més gran que la tensió de la xarxa entrant. Aleshores, a mesura que augmenta el diàmetre de la banda, la tensió de l'enrotllament es redueix gradualment, assolint o fins i tot menys que la tensió de la banda entrant. Quan la tensió del bobinat és més gran que la tensió de la banda d'entrada, l'accionament de la superfície del rodet de pressió es regenera o genera un parell negatiu (de frenada). A mesura que augmenta el diàmetre del corró de bobinatge, l'accionament de viatge proporcionarà cada cop menys frenada fins que s'assoleixi el parell zero; aleshores la tensió del bobinat serà igual a la tensió de la banda. Si la tensió del vent es programa per sota de la força de la xarxa, la unitat de terra tirarà un parell positiu per compensar la diferència entre la tensió del vent més baixa i la força de la xarxa més alta.
Quan es tallen i enrotllen pel·lícules o altres materials amb una relació de Poisson alta, s'ha d'utilitzar el bobinat central/superfície i l'amplada canviarà amb la força de la web. Els bobinadors de superfície central mantenen una amplada de rotlle ranurada constant perquè s'aplica una tensió de banda constant a la bobinadora. La duresa del rotlle s'analitzarà en funció del parell al centre sense problemes amb l'amplada del cònic.
Efecte del factor de fricció de la pel·lícula en l'enrotllament Les propietats del coeficient de fricció interlaminar (COF) de la pel·lícula tenen un gran impacte en la capacitat d'aplicar el principi TNT per obtenir la rigidesa desitjada del rotllo sense defectes de rotllo. En termes generals, les pel·lícules amb un coeficient de fricció interlaminar de 0,2-0,7 roden bé. Tanmateix, els rotlles de pel·lícula sense defectes d'enrotllament amb un lliscament alt o baix (coeficient de fricció baix o alt) sovint presenten problemes significatius de bobinat.
Les pel·lícules d'alt lliscament tenen un baix coeficient de fricció interlaminar (normalment per sota de 0,2). Aquestes pel·lícules sovint pateixen problemes de lliscament intern de la banda o bobinatge durant les operacions de bobinat i/o desenrotllament posteriors, o problemes de manipulació de la banda entre aquestes operacions. Aquest lliscament intern de la fulla pot causar defectes com ara rascades, abollaments, defectes telescòpics i/o de rodets estrella. Les pel·lícules de baixa fricció s'han d'enrotllar tan fort com sigui possible en un nucli de parell elevat. Aleshores, la tensió del bobinat generada per aquest parell es redueix gradualment a un valor mínim de tres a quatre vegades el diàmetre exterior del nucli i s'aconsegueix la rigidesa requerida del rotllo mitjançant el principi de bobinatge de pinça. L'aire mai serà el nostre amic quan es tracti d'enrotllar pel·lícules d'alt lliscament. Aquestes pel·lícules s'han d'enrotllar sempre amb força de subjecció suficient per evitar que l'aire entri al rotlle durant el bobinat.
Una pel·lícula de baix lliscament té un coeficient de fricció interlaminar més alt (normalment per sobre de 0,7). Aquestes pel·lícules sovint pateixen problemes de bloqueig i/o arrugues. En bobinar pel·lícules amb un coeficient de fricció elevat, es poden produir ovalitats de rodatge a velocitats de bobinat baixes i problemes de rebot a velocitats de bobinat elevades. Aquests rotllos poden tenir defectes aixecats o ondulats comunament coneguts com a nusos lliscants o arrugues lliscants. Les pel·lícules d'alta fricció s'enrotllen millor amb un buit que minimitzi l'espai entre els rotlles de seguiment i de presa. L'escampament s'ha de garantir el més a prop possible del punt d'embolcall. FlexSpreader recobreix els rotlles de rodatge ben enrotllats abans de l'enrotllament i ajuda a minimitzar els defectes de lliscament arrugat quan s'enrotllen amb una gran fricció.
Més informació En aquest article es descriuen alguns dels defectes del rotlle que poden ser causats per una duresa incorrecta del rotllo. La nova Guia de resolució de problemes de rotlles i defectes web definitiva fa que sigui encara més fàcil identificar i solucionar aquests i altres defectes de rotlles i web. Aquest llibre és una versió actualitzada i ampliada del bestseller Roll and Web Defect Glossary de TAPPI Press.
L'edició millorada va ser escrita i editada per 22 experts del sector amb més de 500 anys d'experiència en bobina i bobina. Està disponible a través de TAPPI, clica aquí.
R. Duane Smith is the Specialty Winding Manager for Davis-Standard, LLC in Fulton, New York. With over 43 years of experience in the industry, he is known for his expertise in coil handling and winding. He received two winding patents. Smith has given over 85 technical presentations and published over 30 articles in major international trade journals. Contacts: (315) 593-0312; dsmith@davis-standard.com; davis-standard.com.
Els costos dels materials són el factor de cost més important per a la majoria de productes extrusats, per la qual cosa s'hauria d'animar els processadors a reduir aquests costos.
Un nou estudi mostra com el tipus i la quantitat de LDPE barrejat amb LLDPE afecta el processament i les propietats de resistència/duresa de la pel·lícula bufada. Les dades mostrades corresponen a barreges enriquides amb LDPE i LLDPE.
Restaurar la producció després del manteniment o la resolució de problemes requereix un esforç coordinat. A continuació s'explica com alinear els fulls de treball i posar-los en funcionament el més ràpidament possible.
Hora de publicació: 24-mar-2023
