Algengar áskoranir við notkun leysilausrar lagskipunarvélar

Leysilaus lagskipt tækni, með kostum umhverfisverndar, mikillar skilvirkni og litlum tilkostnaði, hefur orðið meginstraumur nútíma umbúðaiðnaðar. Hins vegar, samanborið við hefðbundið lagskipunarferli með leysiefnum, krefst þessi tækni meiri nákvæmni búnaðar, vinnslustýringar og rekstrartækni. Við rekstur leysiefnalausra lagskipavéla standa fyrirtæki oft frammi fyrir sex kjarnaáskorunum: efnissamhæfi, einsleitni húðunar, spennustjórnun, galla í kúla og hvítum bletti, viðhald búnaðar og stöðugleiki vinnslunnar. Þessi grein mun sameina starfshætti í iðnaði og dæmigerð tilvik til að greina myndunaraðferðir þessara áskorana og lausnir þeirra.
1.Efnissamhæfisáskoranir: frá undirlagsvali til yfirborðsmeðferðar
1.1 Samsettir gallar af völdum mismunandi eiginleika undirlags
leysilaus lagskipt vél hefur það meginhlutverk að binda mismunandi gerðir af filmum saman við lím. Hins vegar leiða eðliseiginleikar hvarfefna oft til gæðavandamála samsettra efna. Til dæmis, þegar stíf efni (eins og PET) eru lagskipt með sveigjanlegum efnum (eins og PE), getur ósamræmd spenna leitt til langsum hrukkum eða þversum rýrnun. Eitt fyrirtæki mistókst að stilla spennuhlutfallið á milli PET og PE meðan á vindi stóð, sem leiddi til alvarlegra hliðarhrukkja við afvindingu. Þetta vandamál var leyst með því að minnka PET losunarspennuna úr 12N í 8N og auka PE spennuna úr 4N í 5N.
Að auki þarf að huga sérstaklega að viðloðun állags þegar lagskipt er málmfilmur með álpappír. Ef yfirborð undirlagsins er mengað af olíu eða lítilli yfirborðsorku íblöndunarefnum getur límið ekki bleyta yfirborðið alveg, sem leiðir til staðbundinnar blöðrumyndunar eða ófullnægjandi afhýðingarstyrks. Lyfjapökkunarfyrirtæki upplifði einu sinni stórfelld-állosun vegna leifa myglulosunarefna á yfirborði málmhúðaðra himna við gufufrjósemisaðgerðir. Gallanum var útrýmt með því að bæta við kórónumeðferðarferli (hækkaði yfirborðsspennuna í 52 mN/m).
1.2 Mikilvægt hlutverk yfirborðsmeðferðarferla
Yfirborðsspenna undirlagsins hefur bein áhrif á bleytingaráhrif límsins. Leysilaus lagskipting krefst yfirborðsspennu sem er að minnsta kosti 38 mN/m. Hins vegar nota sum fyrirtæki undirlag sem hefur ekki verið nægilega kórónumeðhöndlað til að draga úr kostnaði, sem leiðir til rýrnunar á bindingu og myndunar "fiskaauga" galla. Eitt matvælaumbúðafyrirtæki upplifði einu sinni þétta hvíta bletti á lagskiptum BOPP filmum vegna ófullnægjandi kórónumeðferðar (aðeins 34 mN/m). Vandamálið var leyst með kórónumeðferð á filmunni, sem jók húðunarmagnið úr 1,5 g/m2/m2 í 1,8 g/m2.
2. Coating Uniformity Challenges: allt frá nákvæmni tækis til vinnslustýringar
2.1 Gæðavandamál af völdum ófullnægjandi nákvæmni húðunarkerfisins
Leysilaus lagskipting notar fimm-rúlluflutningshúðunartækni, kjarni hennar er að stjórna magni húðunar með því að mæla bilið milli rúllunnar og flutningsrúllunnar. Nákvæmni búnaðar er ekki nóg, það er auðvelt að leiða til sveiflna í húðunarmagni. Til dæmis, eitt fyrirtæki upplifði allt að 0,3 g/m2 frávik að hluta til vegna slits á mælirúllum, sem leiddi til þess að lagskiptu filman var lagskipt filman frá kantlími. Með því að skipta um mælirúllu og stilla bilið í 0,15 mm (villa ± 0,01 mm), er þetta vandamál leyst og einsleitni húðunar er verulega bætt.
Að auki mun óviðeigandi hitastýring á húðunarrúllu einnig hafa áhrif á vökva límsins. Eitt fyrirtæki hafði sögu um yfirhúðun (raunverulegt 2,1 g/m2, í stað 1,8 g/m2) og rákagalla af völdum ofhitnunar á húðunarrúllu (mæld við 48 gráður á Celsíus, í stað setts hitastigs 40 gráður á Celsíus). Þetta vandamál var leyst með því að hagræða hitastýringarkerfi og auka kælivatnsflæði.
2.2 Niðurbrot á límvirkni vegna bilunar í blöndunarkerfi
Ráðhúsáhrifin hafa bein áhrif á hlutfall tveggja þátta líms. Ef mælidælur í límhrærivélinni eru ekki (td ±1% skekkju) verður hlutfall aðalefnisins og ráðhúsefnisins úr jafnvægi, sem leiðir til ófullkominnar herslu eða bindingar. Eitt fyrirtæki var með lágt hlutfall Component AA (ísósýanat) vegna stíflu í blöndunarrörinu, þar sem lagskipt filman hafði ekki afhýðingarstyrk (aðeins 1,2 N / 15 mm) eftir 72 klst. Þetta vandamál var leyst með því að skipta um blönduð rör og bæta við hlutfallslegu eftirlitskerfi á netinu, sem kom í veg fyrir svipuð vandamál í síðari framleiðslu.
3. Spennustjórnunaráskoranir:: Listin að kraftmiklu jafnvægi
3.1 Erfiðleikar við að samræma spennu milli margra klasa
Leysilaus lagskipting krefst sjálfstæðrar stjórnunar á spennu í fjórum hlutum: þenslu, húðun, lagskiptingu og krulla. Óviðeigandi stillingar á færibreytum geta auðveldlega valdið því að filman afmyndast eða losnar við lagskiptingu. Til dæmis, eitt fyrirtæki upplifði "daisy core" galla vegna of mikillar keilustillingar spóluspennunnar (upphaflega 20N, síðan 5N), sem leiddi til ójafnrar innra álags í filmurúllunni. Þetta vandamál var leyst með því að fínstilla taper curve (frá 15N til 8N), sem bætir mjög snyrtileika spólanna.
Að auki mun frávik samhliða stýrirúllanna einnig trufla spennujafnvægið. Eitt fyrirtæki setti leiðarrúlluna upp með reglubundnum hrukkum í lagskiptu filmunni vegna 0,5 gráðu halla, sem olli því að filman færðist til hliðar meðan á notkun stendur. Þessu vandamáli var útrýmt með því að endurstilla stýrirúlluna og bæta við spennuskynjurum til að fylgjast með-rauntíma.
3.2 Spennustöðugleiki í-háhraðaframleiðslu
Þegar hraði búnaðar eykst í meira en 500m/mín., hafa spennusveiflur meiri og meiri áhrif á samsettan massa. Eitt fyrirtæki upplifði einu sinni skyndilega spennufall (frá 10N í 6N) við hröðun vegna ófullnægjandi tregðujöfnunar losunarbúnaðarins, sem olli því að himnan slakaði á og hliðarhrukkum. Þetta vandamál var leyst með því að uppfæra servóstýrikerfið og auka spennubuffið þannig að spennan sé stöðug í ± 0,5 N við háhraðaaðgerð.
4. Bubble and White Spot Defects: flókið vandamál sem stafar af mörgum þáttum
4.1 Orsakir og lausnir kúla
Bólur eru einn algengasti gallinn við leysilausa lagskiptingu vegna:
Efnisþættir: yfirborð undirlags ójafnt (svo sem PE filmu á mjúkum hrukkum), grófar blekagnir;
Ferlisþættir: ófullnægjandi húðunarmagn (<1.2 g/m2), low lamination pressure (<0.3 MPa), excessive curing temperature (>50 gráður);
Environmental factors: excessive humidity in workshops (>70%), rakamengun í límum.
Eitt fyrirtæki hafði upplifað háþéttni loftbólur á lagskiptum filmum vegna ófullkominnar þurrkunar á prentfilmubleki (afgangsleysi 50 mg/m2), sem leiddi til myndunar lofttegunda þegar leysirinn gufar upp eftir lagskiptingu. Þetta vandamál minnkaði til muna með því að auka spólunarferlið (blása klukkutíma af lofti í gegnum viftu) og minnka lagfæringarhraðann (úr 400m/mín. í 300m/mín.).
4.2 Myndun Aðferðir við myndun hvítfrumna og forvarnir.
Framleiðsla á hvítum blettum er venjulega vegna þess að límið getur ekki fyllt yfirborð undirlagsins eða blekhlífarinnar alveg. Eitt fyrirtæki fann einu sinni fyrir gagnsæjum hvítum blettum á lagskiptri málmfilmu vegna notkunar á hvítu bleki með litlum -leyni, sem inniheldur aðeins 15% títantvíoxíð. Þetta vandamál var útrýmt með því að skipta yfir í mikið-magn blek (hækkað títantvíoxíðinnihald í 25%) og aukið magn húðunar (úr 1,5 g/m2 í 1,8 g/m2).
V. Áskorunin um viðhald búnaðar: mikilvægi fyrirbyggjandi viðhalds
5.1 Slit og endurnýjun lykilhluta
Nauðsynlegt er að viðhalda lykilhlutum leysiefnalausra lagskiptavéla, svo sem mælidælur, blöndunarrör, húðunarrúllur osfrv. Til dæmis, í einu fyrirtæki, var límblöndunni blandað ójafnt, sem olli því að límblöndunarrörið slitnaði (meira en 2.000 klukkustunda notkun) og olli sveiflum í afhýðingarstyrk lagskiptu filmunnar. Bilunartíðni búnaðar var lækkaður um 60% með því að koma á líftímastjórnunarkerfi fyrir íhluti, með mikilvægum endurnýjunartíma íhluta upp á 1500 klukkustundir.
5.2 Stöðlun á þrifum og viðhaldi
Límleifar geta tært búnað og mengað síðari framleiðslu. Eitt fyrirtæki var með rispur á síðari himnum af völdum harðnunar á límleifunum á húðunarrúllunni. Rekstrarstöðugleiki búnaðarins er mjög bættur með því að koma á staðlaðri hreinsunarferli (hreinsunarrúllu með sérstöku hreinsiefni eftir hverja vakt, fjarlægja og þrífa límblöndunarkerfið einu sinni í viku).
6. Stöðugleikaáskoranir í ferlinu: frá reynslu-drifnu til gagna-drifnu
6.1 Kvik leiðrétting á ferlisbreytum
Leysilaus lagskipting krefst rauntímaaðlögunar á breytum byggt á breytingum á umhverfishita og rakastigi sem og breytingum á undirlagslotum. Til dæmis, þegar rakastig er hátt á sumrin, ætti að auka húðunarmagnið (úr 1,5 g/m2 í 1,7 g/m2) til að vega upp á móti rakaáhrifum á límið og á veturna, þegar hitastig límsins er lágt (frá 45 gráður til 50 gráður) til að draga úr seigju.
6.2 Notkun stafrænna stjórnunarkerfa
Eitt fyrirtæki bætti vinnslustöðugleika um 40% með því að innleiða MES-kerfi til að safna rauntímagögnum um magn húðunar, spennu, hitastigs og aðrar breytur, auk gallaspárlíkans. Þegar kerfið greinir meira en ±0,1 g/m2 sveiflu í húðun kveikir það sjálfkrafa á viðvörun og stillir hraða mælidælunnar.
Niðurstaða:
leysilausar lagskipt vélar sem vinna áskoranir eru í meginatriðum þverfagleg málefni sem fela í sér efnisfræði, vélaverkfræði og ferlistýringu. Fyrirtæki þurfa að koma á kerfisbundnum lausnum frá þremur þáttum: nákvæmni búnaðar, vinnslustjórnun og rekstrarhæfileika. ferlisjónun er náð með mikilli nákvæmni búnaði og skynjurum, ferlibreytur eru fínstilltar með stafrænum tækjum og samsettir hæfileikar með þekkingu á efnisfræði og vélaverkfræði eru ræktaðir. Með byltingum í ofur-háum-hraða lagskiptum (yfir 800 m/mín.) og hröðum-herðnandi límum (allt að slitstyrk á 30 mínútum), mun vinnslustöðugleiki og framleiðni leysiefnalausrar lagskiptingar aukast enn frekar, sem gefur sterkari hvata fyrir græna umbreytingu umbúðaiðnaðarins.