Ikke alle film er skabt lige. Dette skaber problemer for både oprulleren og operatøren. Her er, hvordan du håndterer dem. #behandlingstip #bedste praksis
På centrale overfladeviklere styres banespændingen af overfladedrev forbundet med stabler eller klemruller for at optimere baneskæring og banefordeling. Viklespændingen styres uafhængigt for at optimere spolens stivhed.
Når filmen vikles på en rent central vikler, skabes banespændingen af det centrale drevs viklingsmoment. Banespændingen indstilles først til den ønskede rullestivhed og reduceres derefter gradvist, efterhånden som filmen vikler sig op.
Når filmen vikles på en rent central vikler, skabes banespændingen af det centrale drevs viklingsmoment. Banespændingen indstilles først til den ønskede rullestivhed og reduceres derefter gradvist, efterhånden som filmen vikler sig op.
Ved vikling af filmprodukter på center-/overfladevikleren aktiveres klemrullen for at kontrollere banespændingen. Opviklingsmomentet afhænger ikke af banespændingen.
Hvis alle filmbaner var perfekte, ville det ikke være et stort problem at producere perfekte ruller. Desværre eksisterer perfekte film ikke på grund af naturlige variationer i harpiks og inhomogeniteter i filmdannelse, belægning og trykte overflader.
Med dette i tankerne er opgaven med viklingsoperationerne at sikre, at disse defekter ikke er synlige visuelt og ikke øges under viklingsprocessen. Oprulningsoperatøren skal så sikre sig, at opviklingsprocessen ikke påvirker produktkvaliteten yderligere. Den ultimative udfordring er at vikle den fleksible emballagefilm, så den kan fungere problemfrit i kundens produktionsproces og producere et produkt af høj kvalitet til deres kunder.
Betydningen af filmstivhed Filmtæthed eller viklingsspænding er den vigtigste faktor til at bestemme, om en film er god eller dårlig. En rulle, der er viklet for blødt, vil være "ude af rund", når den vikles, håndteres eller opbevares. Rundheden af rullerne er meget vigtig for kunden for at kunne bearbejde disse ruller med maksimal produktionshastighed og samtidig opretholde minimale spændingsændringer.
Tætviklede ruller kan give deres egne problemer. De kan skabe defektblokerende problemer, når lagene smelter sammen eller klæber. Når en strækfilm vikles på en tyndvægget kerne, kan opvikling af en stiv rulle få kernen til at knække. Dette kan forårsage problemer, når akslen fjernes eller akslen eller patronen indsættes under efterfølgende afrulningsoperationer.
En rulle, der er viklet for stramt, kan også forværre vævsfejl. Film har typisk lidt høje og lave områder i maskinens tværsnit, hvor banen er tykkere eller tyndere. Ved vikling af dura mater overlapper områder med stor tykkelse hinanden. Når hundreder eller endda tusindvis af lag er viklet, danner de høje sektioner kamme eller fremspring på rullen. Når filmen strækkes hen over disse projektioner, deformeres den. Disse områder skaber så defekter kaldet "lommer" i filmen, når rullen vikles af. En hård skår med en tyk skår ved siden af en tyndere skår kan føre til skårdefekter kaldet bølger eller rebmærker på skåret.
Små ændringer i tykkelsen af den opviklede rulle vil ikke kunne mærkes, hvis der er viklet nok luft ind i rullen i de lave sektioner, og banen ikke strækkes i de høje sektioner. Dog skal rullerne vikles så stramt, at de er runde og forbliver det under håndtering og opbevaring.
Randomisering af maskine-til-maskine variationer Nogle fleksible emballagefilm, uanset om de er under deres ekstruderingsproces eller under coating og laminering, har maskine-til-maskine tykkelsesvariationer, der er for store til at være nøjagtige uden at overdrive disse defekter. For at strømline variationer af maskine-til-maskine oprulningsrulle, bevæger bane- eller skæreoprulleren og vikleren sig frem og tilbage i forhold til banen, når banen skæres og vikles. Denne laterale bevægelse af maskinen kaldes oscillation.
For at oscillere med succes skal hastigheden være høj nok til at variere tykkelsen tilfældigt og lav nok til ikke at vride eller rynke filmen. Tommelfingerreglen for maksimal rystehastighed er 25 mm (1 tomme) pr. minut for hver 150 m/min (500 ft/min) viklingshastighed. Ideelt set ændres oscillationshastigheden i forhold til viklingshastigheden.
Analyse af vævsstivhed Når en rulle fleksibelt emballagefilmmateriale vikles op inde i rullen, er der spænding i rullen eller resterende spænding. Hvis denne spænding bliver stor under vikling, vil den indre vikling mod kernen blive udsat for høje trykbelastninger. Dette er, hvad der forårsager "bule" defekter i lokaliserede områder af spolen. Ved oprulning af ikke-elastiske og meget glatte film kan det indre lag løsne sig, hvilket kan få rullen til at krølle, når den vikles op, eller strække sig, når den vikles af. For at forhindre dette skal spolen vikles tæt rundt om kernen og derefter mindre stramt, når spolens diameter øges.
Dette omtales almindeligvis som den rullende hårdhed tilspidsning. Jo større diameter den færdige opviklede balle har, jo vigtigere er ballens koniske profil. Hemmeligheden bag at lave en god stivhedskonstruktion i stål er at starte med en god stærk base og derefter vinde den op med gradvist mindre spænding på spolerne.
Jo større diameter den færdige opviklede balle har, jo vigtigere er ballens koniske profil.
Et godt solidt fundament kræver, at viklingen starter med en højkvalitets, godt opbevaret kerne. De fleste filmmaterialer er viklet på en papirkerne. Kernen skal være stærk nok til at modstå den trykviklingsspænding, der skabes af filmen, der er viklet tæt rundt om kernen. Typisk tørres papirkernen i en ovn til et fugtindhold på 6-8%. Hvis disse kerner opbevares i et miljø med høj luftfugtighed, vil de absorbere den fugt og udvide sig til en større diameter. Derefter kan disse kerner efter viklingen tørres til et lavere fugtindhold og reduceres i størrelse. Når dette sker, vil grundlaget for et solidt skadeskast være væk! Dette kan føre til defekter såsom vridning, udbuling og/eller fremspring af rullerne, når de håndteres eller rulles ud.
Næste skridt i at få den nødvendige gode spolebase er at begynde at vikle med den højest mulige stivhed af coilen. Efterhånden som rullen af filmmateriale vikles, bør rullens stivhed falde jævnt. Den anbefalede reduktion i valsehårdhed ved den endelige diameter er typisk 25% til 50% af den oprindelige hårdhed målt ved kernen.
Værdien af stivheden af den indledende rulle og værdien af tilspidsningen af viklingsspændingen afhænger sædvanligvis af opbygningsforholdet af den viklede rulle. Stigningsfaktoren er forholdet mellem den ydre diameter (OD) af kernen og den endelige diameter af den viklede rulle. Jo større ballens endelige viklingsdiameter (jo højere struktur), jo vigtigere bliver det at starte med en god stærk base og gradvist vinde blødere baller. Tabel 1 giver en tommelfingerregel for den anbefalede grad af hårdhedsreduktion baseret på en kumulativ faktor.
Opviklingsværktøjerne, der bruges til at afstive banen, er banekraft, nedtryk (presse- eller stableruller eller oprullerruller) og viklingsmoment fra centerdrevet ved vikling af filmbaner på midten/overfladen. Disse såkaldte TNT-viklingsprincipper er diskuteret i en artikel i januar 2013-udgaven af Plastics Technology. Det følgende beskriver, hvordan man bruger hvert af disse værktøjer til at designe hårdhedstestere og giver en tommelfingerregel for startværdier for at opnå de nødvendige rullehårdhedstestere til forskellige fleksible emballagematerialer.
Princippet om webviklingskraft. Ved vikling af elastiske film er banespændingen det vigtigste viklingsprincip, der bruges til at kontrollere rullens stivhed. Jo strammere filmen strækkes før vikling, jo stivere vil den oprullede rulle være. Udfordringen er at sikre, at mængden af banespænding ikke forårsager væsentlige permanente spændinger i filmen.
Som vist i fig. 1, ved vikling af film på en ren centervikler skabes banespændingen af centerdrevets viklingsmoment. Banespændingen indstilles først til den ønskede rullestivhed og reduceres derefter gradvist, efterhånden som filmen vikler sig op. Banekraften genereret af centerdrevet styres normalt i en lukket sløjfe med feedback fra en spændingssensor.
Værdien af den indledende og endelige bladkraft for et bestemt materiale bestemmes sædvanligvis empirisk. En god tommelfingerregel for et vævsstyrkeområde er 10% til 25% af filmens trækstyrke. Mange publicerede artikler anbefaler en vis mængde webstyrke for bestemt webmateriale. Tabel 2 viser foreslåede spændinger for mange webmaterialer, der anvendes i fleksibel emballage.
Til oprulning på en ren centervikler skal startspændingen være tæt på den øvre ende af det anbefalede spændingsområde. Reducer derefter gradvist viklingsspændingen til det lavere anbefalede område angivet i denne tabel.
Værdien af den indledende og endelige bladkraft for et bestemt materiale bestemmes sædvanligvis empirisk.
Når du vikler en lamineret bane bestående af flere forskellige materialer, for at opnå den anbefalede maksimale banespænding for den laminerede struktur, skal du blot tilføje den maksimale banespænding for hvert materiale, der er blevet lamineret sammen (normalt uanset belægningen eller klæbelaget) og påføre næste sum af disse spændinger. som den maksimale spænding af laminatbanen.
En vigtig spændingsfaktor ved laminering af fleksible filmkompositter er, at de enkelte baner skal spændes forud for laminering, således at deformationen (forlængelsen af banen på grund af banespændingen) er nogenlunde den samme for hver bane. Hvis en bane trækkes væsentligt mere end de andre baner, kan der opstå krølnings- eller delamineringsproblemer, kendt som "tunneling", i laminerede baner. Mængden af spænding bør være forholdet mellem modul og banetykkelse for at forhindre krølning og/eller tunneldannelse efter lamineringsprocessen.
Princippet om spiralbid. Ved vikling af ikke-elastiske film er fastspænding og drejningsmoment de vigtigste viklingsprincipper, der bruges til at kontrollere rullestivheden. Klemmen justerer rullens stivhed ved at fjerne grænselaget af luft, der følger banen ind i optagerullen. Klemmen skaber også spænding på rullen. Jo stivere klemmen, jo stivere er opviklingsrullen. Problemet med at vikle fleksibel emballagefilm er at give tilstrækkeligt nedtryk til at fjerne luft og vikle en stiv, lige rulle op uden at skabe overdreven vindspænding under vikling for at forhindre rullen i at binde eller vikle sig i tykke områder, der deformerer banen.
Klemmebelastning er mindre afhængig af materiale end banespænding og kan variere meget afhængigt af materiale og påkrævet rullestivhed. For at forhindre rynkning af sårfilmen forårsaget af valsen, er belastningen i valsen det nødvendige minimum for at forhindre luft i at blive fanget i valsen. Denne nip-belastning holdes normalt konstant på centerviklere, fordi naturen giver en konstant nip-belastningskraft for trykkeglen i nippet. Efterhånden som valsediameteren bliver større, bliver kontaktarealet (arealet) af spalten mellem opviklingsvalsen og trykvalsen større. Hvis bredden af dette spor ændres fra 6 mm (0,25 tommer) ved kernen til 12 mm (0,5 tommer) ved fuld rulle, reduceres vindtrykket automatisk med 50 %. Derudover, når diameteren af viklingsvalsen øges, øges mængden af luft, der følger rullens overflade. Dette grænselag af luft øger det hydrauliske tryk i et forsøg på at åbne mellemrummet. Dette øgede tryk øger tilspidsningen af spændebelastningen, når diameteren øges.
På brede og hurtige oprullere, der bruges til at vikle ruller med stor diameter, kan det være nødvendigt at øge belastningen på opviklingsklemmen for at forhindre luft i at trænge ind i rullen. På fig. 2 viser en central filmopruller med en luftbelastet trykrulle, der anvender spændings- og spændeværktøjer til at styre opviklingsvalsens stivhed.
Nogle gange er luften vores ven. Nogle film, især "klæbende" højfriktionsfilm, der har problemer med ensartethed, kræver spaltevikling. Mellemrumsvikling gør det muligt at trække en lille mængde luft ind i ballen for at forhindre problemer med væv, der sidder fast i ballen, og hjælper med at forhindre banebøjning, når der bruges tykkere strimler. For at vikle disse spaltefilm med succes skal vikleoperationen opretholde et lille konstant mellemrum mellem trykvalsen og indpakningsmaterialet. Denne lille, kontrollerede spalte hjælper med at måle luften, der er viklet på rullen, og leder banen lige ind i oprulleren for at forhindre rynker.
Momentviklingsprincip. Momentværktøjet til opnåelse af rullestivhed er den kraft, der udvikles gennem midten af viklingsvalsen. Denne kraft overføres gennem maskelaget, hvor den trækker eller trækker i filmens inderside. Som nævnt tidligere bruges dette drejningsmoment til at skabe vævskraft på midterviklingen. For disse typer oprullere har banespænding og drejningsmoment det samme viklingsprincip.
Ved vikling af filmprodukter på center-/overfladevikleren aktiveres klemrullerne for at kontrollere banespændingen som vist i figur 3. Den banespænding, der kommer ind i vikleren, er uafhængig af viklingsspændingen, der genereres af dette drejningsmoment. Med en konstant spænding af banen, der kommer ind i vikleren, holdes spændingen af den indkommende bane sædvanligvis konstant.
Ved skæring og tilbagespoling af film eller andre materialer med et højt Poisson's forhold bør der anvendes center/overflade opvikling, bredden vil variere afhængig af banens styrke.
Ved vikling af filmprodukter på en central/overfladeviklemaskine styres viklingsspændingen i en åben sløjfe. Typisk er den indledende viklingsspænding 25-50% større end spændingen af den indkommende bane. Efterhånden som banediameteren øges, reduceres viklingsspændingen gradvist og når eller endda mindre end spændingen af den indkommende bane. Når viklingsspændingen er større end den indgående banespænding, regenererer trykrulleoverfladedrevet eller genererer et negativt (bremse)moment. Efterhånden som diameteren af viklingsvalsen øges, vil køredrevet give mindre og mindre bremsning, indtil nul drejningsmoment er nået; så vil viklingsspændingen være lig med banespændingen. Hvis vindspændingen er programmeret under banekraften, vil jorddrevet trække positivt drejningsmoment for at kompensere for forskellen mellem den lavere vindspænding og den højere banekraft.
Ved skæring og oprulning af film eller andre materialer med et højt Poisson-forhold bør der anvendes center/overflade-vikling, og bredden vil ændre sig med banestyrken. Midterfladeviklere opretholder en konstant opslidset rullebredde, fordi der påføres en konstant banespænding på opvikleren. Hårdheden af rullen vil blive analyseret ud fra drejningsmomentet i midten uden problemer med konusbredden.
Effekt af filmfriktionsfaktor på vikling Filmens interlaminære friktionskoefficient (COF) egenskaber har stor betydning for muligheden for at anvende TNT princippet for at opnå den ønskede rullestivhed uden rullefejl. Generelt ruller film med en interlaminær friktionskoefficient på 0,2-0,7 godt. Imidlertid frembyder vikling af fejlfri filmruller med høj eller lav slip (lav eller høj friktionskoefficient) ofte betydelige viklingsproblemer.
Film med høj slip har en lav interlaminær friktionskoefficient (typisk under 0,2). Disse film lider ofte af intern baneglidning eller viklingsproblemer under vikling og/eller efterfølgende afviklingsoperationer eller banehåndteringsproblemer mellem disse operationer. Denne indvendige glidning af klingen kan forårsage defekter som f.eks. klingens ridser, buler, teleskopiske og/eller stjernevalsdefekter. Lavfriktionsfilm skal vikles så tæt som muligt på en kerne med højt drejningsmoment. Derefter reduceres viklingsspændingen, der genereres af dette drejningsmoment, gradvist til en minimumsværdi på tre til fire gange kernens ydre diameter, og den nødvendige rullestivhed opnås ved hjælp af klemviklingsprincippet. Air vil aldrig være vores ven, når det kommer til opvikling af høj slip film. Disse film skal altid vikles med tilstrækkelig klemkraft for at forhindre luft i at trænge ind i rullen under oprulningen.
En film med lav slip har en højere interlaminær friktionskoefficient (typisk over 0,7). Disse film lider ofte af blokerings- og/eller rynkeproblemer. Ved vikling af film med en høj friktionskoefficient kan der opstå rulleovalitet ved lave viklingshastigheder og hoppeproblemer ved høj viklingshastighed. Disse ruller kan have hævede eller bølgede defekter, almindeligvis kendt som glideknuder eller slip-rynker. Højfriktionsfilm vikles bedst med et mellemrum, der minimerer afstanden mellem følge- og opsamlingsrullerne. Spredning skal sikres så tæt som muligt på indpakningspunktet. FlexSpreader dækker godt opviklede tomgangsruller før vikling og hjælper med at minimere slip-foldedefekter ved vikling med høj friktion.
Få mere at vide Denne artikel beskriver nogle af de rullefejl, der kan være forårsaget af forkert rullehårdhed. Den nye The Ultimate Roll and Web Defect Troubleshooting Guide gør det endnu nemmere at identificere og rette disse og andre rulle- og webdefekter. Denne bog er en opdateret og udvidet version af bestselleren Roll and Web Defect Glossary af TAPPI Press.
Den forbedrede udgave er skrevet og redigeret af 22 brancheeksperter med over 500 års erfaring med hjul og oprulning. Den er tilgængelig via TAPPI, klik her.
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.
Materialeomkostninger er den største omkostningsfaktor for de fleste ekstruderede varer, så processorer bør tilskyndes til at reducere disse omkostninger.
En ny undersøgelse viser, hvordan typen og mængden af LDPE blandet med LLDPE påvirker forarbejdnings- og styrke-/sejhedsegenskaberne af blæst film. De viste data er for blandinger beriget med LDPE og LLDPE.
Gendannelse af produktionen efter vedligeholdelse eller fejlfinding kræver en koordineret indsats. Sådan justerer du regneark og får dem op at køre så hurtigt som muligt.
Indlægstid: Mar-24-2023
