لمینیت فویل بسیار نازک

با کوشش دکتر جیانکارلو کایمی Giancarlo Caimmi، مدیربازرگانی گروه نوردمکانیکا Nordmeccanica

مقدمه

لمینیت فویل در سال‌های اخیر در مسیری مثبت قرار گرفته است. مطالعات صنعتی یک رشد ثابت سالیانه مصرف فویل به اندازه حدود 5‌ درصد را در 5 تا 7 سال آینده پیش‌بینی می‌کند. بخشی از آن، در بازار همیشه در ‌حال ‌رشد بسته‌بندی قالبی‌‌شکل و محصولات دارویی وجود ‌دارد، با این وجود در بخش flexible packaging نیز در‌ حال‌ رشد است.
استفاده از فویل در ترکیبات لمینیت‌شده از لحاظ قدمت در حوزه ساختارهای 3لایه‌ای تاثیر‌ می‌گذارد. نفوذ ناپذیری فوق‌العاده توسط فویل در برابر گاز و نور، در هر نوع با دارا بودن ویژگی مقاومت، ترکیبات لایه‌ای PET/ foil/sealant را می‌سازند.
این ساختارها تعداد زیادی از کاربردها در flexible packaging را پوشش ‌می‌دهد. این فقط در مورد قهوه نیست، بلکه در مورد بسیاری از محصولات پر کاربرد دیگر هم هست: بسته‌بندی retort، تنها یکی از نام‌هایی است که رشد ثابت جهانی را تجربه کرده‌اند. فویل بسیار گسترده است و با رشد بازار، روند دیگری نیز ظاهر می‌شود و آن: کاهش دایمی ضخامت فویل‌ تجاری است. البته هدف از این توسعه، کاهش قیمت ترکیب نهایی است.
از زمانی که من یک مهندس پروژه تازه‌کار در اولین کارم روی ماشین‌آلات converting بودم، از فویل به‌عنوان “کار سخت” کنترل‌پذیری سخت، coat پذیری سخت نام می‌بردند: چین‌خوردگی، سوراخ‌شدگی، شکستگی بافت، و هر نوع حادثه احتمالی در هنگام تولید به چشم می‌خورد.
در آن دوره یک فویل 9 میکرونی برای کاربردهای بسته‌بندی انعطاف‌پذیر، واقعاً تصور می‌شد.
با گذشت زمان؛ من شاهد پروژه‌های بسیار و باتجربه در مورد فویل بودم و این واقعیت با ارزش آشکار شد: که همه‌ چیز در درک آن نهفته ‌است. بطوری که برای هر فرآیند converting دیگر ، علم به متغیرها: نقطه ‌شروعی برای حل مشکلات است. این امر به ویژه هنگامی درست‌ است که فرآیند با کاهش مداوم ضخامت تجاری درآمیخته شود.
در عین‌ حال، در واقع، فویل 9 میکرونی در بیشتر کاربردها جایگزین شده توسط فویل 7 میکرونی، سپس 6 میکرونی ‌است و امروزه ارائه دهندگان واجد شرایط پیشنهاد جایگزین شدن با فویل5 میکرونی را داده‌اند.

کارگاه در مورد لمینیت خیلی‌سریع فویل نازک برگزار‌شده در شرکت نوردمکانیکا در ایتالیا.

فویل

تولید فویل آلومینیومی نازک یک فرآیند تکنیکی جذاب است که با قالب‌های ساخته‌ شده از آلیاژ مناسب آلومینیوم آغاز‌شده و از طریق چندین غلتک‌های گرم nip، گام به گام از ضخامت‌ها کاسته می‌شود.
این فرآیند تا زمانی که ضخامت مورد ‌نیاز نهایی ایجاد ‌شود ادامه ‌می‌یابد و محصول ‌نهایی سپس در رول‌هایی با عرض‌ تجاری پیچیده ‌می‌شوند. با توجه به ماهیت خود مواد و ضخامت بسیار ‌کم که از طریق این فرآیند حاصل‌ می‌شود، تولید فویل از نظر درجه کیفیتی، مناسب برای converting، کار هر کسی نیست. چند شرکت در سرتاسر جهان برای ارائه فویل لمینیت‌شده با‌کیفیت فعال‌ هستند. ویژگی‌های چنین فویلی به‌خوبی تعریف ‌شده‌ است.
این تعریف نه‌تنها در مورد صافی سطح محصول، بلکه در مورد نوع فویل و تعداد حفره‌ها نیز هست. برنامه نهایی و فرآیند تبدیل بر انتخاب فویل مناسب تاثیر‌ می‌گذارد. در این جا همکاری مناسب بین بخش converting و تامین‌کننده فویل تفاوت را ایجاد‌ می‌کند.
بسیاری از زمان‌ها در دوره کاری‌ام، من شاهد نمونه‌هایی از شرکت‌های converting بودم که ضخامت فویل و قیمت را به‌عنوان تنها متغیر، هدف ‌قرار دادند.
هزینه فویل باید به‌عنوان هزینه نهایی “فرآیند” قرار گیرد، نه فقط بر اساس قیمت مواد اولیه.
یک فویل با‌کیفیت مناسب ممکن ‌است با یک برچسب بالاتر قیمت بیاید اما میزان ضایعات کمتر، راه‌اندازی آسانتر، بهره‌وری بالاتر و روی ‌هم رفته کیفیت محصول convert نهایی بهتر‌ خواهد‌بود.
درمجموع همه چیز در مورد رضایت صاحبان نام‌ تجاری و با در‌ نظر‌گرفتن این واقعیت است که فویل با محصولات در سطح بالا و خواسته مشتریان مرتبط ‌است، این عامل بسیار مهم است.

مهمانان حضور‌یافته در یکی از کارگاه‌های برگزار‌شده در ایتالیا.

تبدیل فویل نازک آلومینیومی

اجازه ‌دهید تمرکز خود را روی موضوع مان بگذاریم: تبدیل فویل، و به‌ویژه تبدیل فویل نازک. طیف وسیعی از فویل‌های نازک با ضخامت کمتر از 7 میکرونی را توصیف‌ کنیم.
کاهش آن ضخامت به 6 یا 5 به معنای کاهش وزن به‌ترتیب 15درصد و 30 درصد نسبت به 7 میکرون معمولی است. که مزیت قابل‌توجهی در کاهش هزینه وجود ‌دارد اما مشکل در کنترل وب در ماشین‌آلات افزایش ‌می‌یابد.
بنابر این، توجه converting به انتخاب بهترین درجه فویل وابسته به کاربردی‌ خاص حائز اهمیت است، طراحی تجهیزات نیازمند توسعه مطابق با مقررات خاص است.
بیایید با بررسی این که فویل یک فلز است و با توجه به شکل نمودار تنش- کرنش عمل مکانیکی به‌ع نوان یک فلز دارد را شروع‌ کنیم.
در‌حال‌حاضر، به‌علت ماهیت فلزی آلومینیوم، این منحنی روی مقادیر بسیار بالاتری از تنش بعد از یک فیلم پلاستیکی حرکت ‌می‌کند.
نتیجه منطقی ممکن ‌است این گونه‌ به ‌نظر ‌برسد که دستگاه کنترل‌کننده فویل باید بر روی محدوده‌ای با تنش بالا حرکت‌ کند، در هر‌ حال نسبت به یک دستگاه معمولی برای فیلم بالاتر است. در این جا به برخی از نکات اساسی در مورد سطح‌ مقطع لایه فویل (بخش مقاوم) می‌پردازیم. در ضخامت 7 میکرونی، سطح‌ مقطع یک وب تنها یک قطعه از سطح‌ مقطع سایر شبکه‌هاست که درگیر با لمینیت است و بسیار نازک‌تر از اکثر فیلم‌های پلاستیکی است.
در پایین این مقادیر، شدتی که برای نگه‌ داشتن شبکه در محل برای بررسی ثابت مورد ‌نیاز است در محدوده یکسانی از مقادیر مانند فیلم ضخیمتر قرار‌ دارد. “نگه ‌داشتن شبکه در محل” این هدف است.
چندبار این جمله را شنیده‌ام:” فویل نیاز به یک مسیر حرکتی خاص خود را دارد”. من ممکن است با ماشین‌آلات ساخت فویل موافق باشم، اما اجازه‌ دهید معقول باشم، تبدیل فویل و مخصوصاً لمینیت فویل اساساً توضیحی غیرمعقول است.
هدف در این جا ” تنظیم ناقص وب نیست”، هدف کنترل یک وب، فویل است، که در نهایت یک‌دوم و حتی یک‌سوم آن با هدف هماهنگ‌ کردن توزیع تنش در سرتاسر ساختار لمینیت به‌ هم می‌چسبند. هدف نهایی داشتن یک بستر کاملاً لمینیت‌شده بدون هیچ‌گونه پیچش یا سایر نقص‌های مربوط به تنش است.
بنابر این، کافی است که بگوییم تنش وب به‌ طور‌ کلی در تبدیل فویل و به‌ویژه در لمینیت در مورد اصلاح نقص بستر نیست؛ در ‌عوض بررسی مناسب بستری است که در حال ‌حرکت از دستگاه و از مراحل مختلف است.
مسیر وب همچنین اهمیت زیادی دارد. همه شما روایت در مورد این که unwinds تا جای ممکن نزدیک به کوتینگ‌ است و rewinds در محل مناسب خود قرار بگیرند را شنیده‌اید بنابراین به فویل این اجازه را می‌دهد که در مسیر کوتاه شبکه به کار ‌رود. بگذارید با شما صادق باشم، سال‌ها پیش من عضو یکی از آن بخش‌های مهندسی شده ‌بودم که پیشنهاد ‌شده‌ب ود unwinds و rewinds را چنان که بدانند چگونه بر اساس دوره در دسترس‌‌ هستند را به‌صورت سفارشی قرار ‌دهند. این اتفاق سال‌ها پیش رخ‌ داد، همان گونه که من گفتم. در‌ حال‌ حاضر همه آنها می‌دانند که چگونه می‌توانند از طریق درک صحیح نیازهای فنی، فقط کمی پیچیده‌تر آن را جایگزین آن چه که به‌سادگی باقی می‌ماند کنند.
برای مدیریت ایمن وب”کوچکتر بهتر است” و کاهش ضایعات قطعاً یک واقعیت است. اما امروزه کوچکتر (و کوتاهتر) به‌معنی ” کوچکتر معقول” و ” کوتاهتر معقول” است، هیچ چیز برای فویلی که از مسیر شبکه برای هر نوع لایه دیگر که در حال‌ حاضر در دستگاه converting مانند لمینیتر به ‌کار می‌رود متفاوت نیست. چند عامل مهم، نیاز به توجه خاصی دارد. من پیشنهاد می‌کنم که از بین آنها سطوح اصلی را فهرست ‌کنیم: تعداد، اندازه و شکل غلتک‌های هرزگرد، تعادل دینامیک هر غلتک هرزگرد، موتوردار‌کردن غلتک‌های پشتیبان در مسیرهای طولانی؛ هماهنگی آن غلتک‌ها؛ تعداد و موقعیت سنسورهای تنش، تعداد و موقعیت ‌nipهای موتوردار شده، بررسی منطقی شبکه دیجیتال، فناوری موتورها و درایوها.
اگر پیچیده به نظر می‌رسد لطفاً به من اعتماد‌ کنید که این گونه نیست. این بخشی از درک کامل از چگونگی کیفیت خوب ماشین‌آلات تامین‌کننده است. در حالی که تمام این جزئیات برای فویل باید انجام‌ شود، همه آنها تاثیر مثبت خاصی بر روی بررسی سایر بسترها دارند. در مورد کنترل منطقی وب دیجیتال نگران هستید؟ سپس، به تمام چاپ‌ها و لمینیترها و برش‌دهنده‌های اخیر خود فکر‌ کنید، اگر از یک تامین‌کننده اصلی خریداری ‌شوند، دیجیتالی هستند. مدت زمان طولانی نیست که دسترسی به ماهیت plug and play لوازم ‌الکتریکی تجاری و تفکر در مورد مسئله به‌کارگیری الگوریتم‌ها در کامپیوترها مطرح ‌شده‌ است. این چیزی پیچیده‌تر از بازی‌ کردن با کامپیوتر ‌لمسی شما نیست: یک دستگاه با تکنولوژی بالا، در داخل یک دستگاه بسیار کاربر‌پسند برای استفاده روزمره.

دروپا، تعداد‌زیادی از شرکت‌کنندگان در یکی از 30 دموی لمینیت فویل که در طول نمایش در دوسلدورف انجام‌ شده ‌است.

لمینیت فویل نازک آلومینیومی

امروزه وضعیت لمینیتر صنعتی برای کنترل یک لیست طولانی از شبکه‌ها توسعه‌ یافته‌ است و قطعاً، همان طور که قبلاً ذکر‌شد، فویل ایفاگر نقش اصلی در لمینیت است. دشوار ‌است که تصور‌ نمود لمینیتر برای فهرستی از بستر توسعه‌ یافته که شامل فویل نیست و یا فویل را به‌صورت اختیاری دربردارد، حتی اگرفویل در فهرست فعلی شبکه‌های اخیر شما نباشد. از چنین تأمین‌کنندگانی آگاه باشید، احتمالاً آنها هیچ ایده‌ای از آن چه انجام می‌دهند ندارند. فویل مانعی دارای چنین ویژگی‌هایی است که، یک مبدل هرگز نظمی برای فویل لمینیت‌شده در‌ حال ‌حاضر، زودتر یا دیرتر لمینیت شده ندیده ‌است، و قطعاً بهتر است که ابزارهایی که می‌توان بر روی آنها حساب ‌شود، به‌درستی توسعه‌ یابند. بنابر اين بررسی‌ کنید که چطور ملزومات ‌فنی برای بررسی فویل باید به لمینیتر مدرن اضافه ‌شود.
محدوده تنش همان طور که برای تبدیل به‌طور ‌کلی گفته ‌شده دامنه تنش برای بررسی فویل مورد ‌نیاز ‌است، برای آن دسته از تنش‌های شبکه که نیاز به فیلم‌های ضخیم‌ دارند دارای اهمیت است.
غلتک‌های‌حمایتی: قطر چنین غلتک‌هایی به‌طور ‌کلی توسط محدوده بررسی ‌شده تنش عمومی و عرض و سرعت دستگاه تعیین‌ می‌شود. هنگامی که این کار انجام ‌شد برخی از توجهات در طراحی صرف شکل آن شد و در نهایت به شکل غلتک شیاردار درآمد، سپس تعداد هرزگردها درون مسیر شبکه تعیین‌ خواهد ‌شد بنابر این اینرسی فعال نباید بیش از حد داده ‌شده رشد‌ کند.
چاره کار: موتوردار کردن غلتک‌های پشتیبان در مسیرهای طولانی.
تنظیم دستگاه و قطعات‌ماشین. هماهنگی درونی با تحمل‌های خاص به‌طورکلی نیاز اصلی برای ماشین‌آلات است. در بررسی فویل این نیازمندی‌ها قطعاً به‌وضوح بیشتر اهمیت پیدا‌می‌کند. این ماهیت سخت ساختار فلزی فویل است که هیچ منفعت و جذابیت خاصی برای توجه ایجاد‌ نمی‌کند. بنابر این، تحمل در شکل غلتک، فناوری بلبرینگ، تعادل پویا و طراحی محفظه بلبرینگ بر همین اساس توسعه‌ می‌یابد. با‌ این ‌وجود شما با اطمینان نمی‌دانید که کدام مسیر شبکه در لمینیتر فویل را کنترل ‌می‌کند بنابر این موضوع اصلی ساخت لمینیترهایی برای درجات فویل در هر مسیر شبکه است. این یک مزیت قطعی برای هر شبکه خواهد ‌بود.
در تجهیزات متراکم، تنظیم ماشین به‌طور عمده از طریق طراحی ماشین صورت‌ می‌پذیرد. در تجهیزات بزرگتر، در زمان نصب باید از یک تکنولوژی تنظیم مناسب استفاده‌ شود، اساس یک تنظیم عادی باید به‌صورت یک برنامه اصلاح ‌شده حفظ ‌شود.
سنسورهای tension و ‌ nipهای موتوردار‌ شده. سنسورهای tension باید در هر نقطه از tension وب که می‌توانند تحت‌تاثیر عوامل خارجی باشند، قطعاً بین هر ‌nip موتوردار‌ شده قرار‌بگیرند. خود‌nip های موتوردار‌ شده نیازمند کاهش کنترل tension در بخش‌های مختلف در طول مسیرهای طولانی‌تر هستند. Unwinds و rewinds بخش‌های موتوردار‌ شده فعال ماشین هستند و نیازمند بیشترین توجه در انتخاب موتور و فناوری درایو خواهند‌ بود.
موتوردار کردن: این روزها ما دسترسی قابل ‌توجهی به فناوری‌های اجرایی داریم. در تبدیل لمینیت، استفاده از مسیر دیجیتالی راه‌اندازی ‌شده برای موتورها و درایوها قطعاً ضروری است. سرعت و دقت واکنش، دقت کنترل چرخش، کنترل کامل tension در سرعت صفر، همه مزایایی هستند که در بخش تولیدی یکپارچه خود در شبکه‌های چندمنظوره به‌ کار‌ می‌روند. قابل ‌درک ‌است که تبدیل فویل نازک هیچ‌ سازگاری با استفاده از چنین فناوری‌هایی ندارد.

تکنولوژی coating برای فویل لمینیت‌شده:

بهترین لمینیت فویل در بخش عظیم با ترکیب پیوندی در صنعت کنترل‌ می‌شوند. ویسکوزیته پایین این چسب‌ها به هر دو سر پوشش، و بسترهای خیس‌شده کمک‌ می‌کند. مرطوب ‌شدن و سپس بر روی هر دو قسمت تاثیر می‌گذارد. توجه خاص باید به انتخاب پوشش وب شود. پوشش فویل برای وب اولیه قطعاً مزیت دارد و این دلیلی است برای این که چرا تعداد زیادی از converting‌ها این گزینه را به‌عنوان گزینه‌ای بهتر انتخاب‌کرده‌اند. پوشش غیر قابل پشتیبانی روی فویل ممکن است در‌ هر ‌صورت سبب توسعه ماشین و پردازش نقایص شود. بنابر این اگر این انتخاب converting باشد همه مراحل مهم در این جا ذکر‌شده که ممکن است حتی بسیار حیاتی باشد.
اگر تمام موارد فوق به ارائه لمینیت فویل کمک ‌کنند بررسی فویل کاری دشوارتر از آن چه هست که انتظار‌ می‌رود، پس فقط آن را آزمایش‌ کنید و سوابق را بررسی ‌کنید. تعداد زیادی از converter‌های موجود در ‌سراسر‌ جهان روزانه فویل را به پاس: لایه‌های مناسبی که بر اساس تجهیزات مناسب ، هنر تجهیزات و تجربه به کار رفته در آن استفاده می‌شود.
Nordmeccanica نقش قوی را در پیشرفت تبدیل فویل طی سال‌های متمادی داشته ‌است. بهترین راه برای نشان‌ دادن در کار، نیروی ‌انسانی و کارگاه. این اتفاق به‌عنوان ‌مثال در Drupa در آلمان، برای یک فویل 7 میکرونی، 30 معرفی اضافه در طی یک نمایش 15 روزه اتفاق ‌افتاد. معرفی‌ها شامل لمینیت فویل پوشش ‌داده ‌شده پشتیبانی ‌نشده برای چاپ PET است. این امر قابل ‌توجه ‌است زیرا توسط منابع مستقل به‌عنوان اولین نمایش‌دهنده فویل لمینیت‌شده در نمایشگاه تجاری گزارش ‌شده‌ است. مجدداً در یک جشن عمومی که در شرکت Nordmeccanica در ایتالیا برگزار‌ شد ازسری کاملی از لمینیت‌ها برای فویل با ضخامت کمتر از 5 میکرون که با استفاده از ساختار حلال و غیرحلالی چسب‌ها عمل ‌می‌کند رونمایی ‌شد. مجموعه‌ مقالات این رویداد، کارگاه، از طریق ارتباط با نماینده Nordmeccanica در‌ دسترس ‌می‌باشد. در نمایشگاه Drupa از یک ماشین استاندارد با سرعت تولید تا 600 متر ‌در‌ دقیقه استفاده ‌شده ‌است، فویل با سرعت بالای 400 متر ‌در‌ دقیقه لمینیت غیرحلالی ‌می‌شود.
در کارگاه Nordmeccanica از Super Combi 3000 تجهیزات کاملاً استاندارد خط‌ تولید با سرعت تولید بالای 450 متر ‌در ‌دقیقه استفاده ‌شده ‌است، و لمینیت فویل در سرعت بالاتر از 400 متر ‌در ‌دقیقه انجام ‌شده ‌است.

حالا یک موضوع شگفتی‌ساز:

در هر دو رویداد، لمینیت شامل چسب‌های غیرحلال بودند. که ظاهراً حرکتی غیرمعقول است، اکثر فناوری استفاده‌شده در لمینیت فویل دارای خاصیت حلال ‌بودن هستند ‌و قطعاً یکی برای لمینیت خیلی ‌نازک استفاده‌ می‌شود، مسئله این است که از لحاظ عملی چگونه فویل لمینیت می‌شود،
با داشتن دانش مناسب چگونگی عمل‌ کردن، این امر ساده‌تر از آن چه هست که انتظار می‌رود. چسب‌های غیرحلال درواقع ویسکوزیته بالاتری نسبت به ساختار حلالیت معمولی دارد. مشکل نه‌تنها در مرطوب‌ شدن است، بلکه مهمترین مشکل در بررسی شبکه است. به‌کاربردن چسب با ویسکوزیته بالا بر روی بستر شکننده ممکن است بر روی عدم دقت در بررسی شبکه که منجر به ایجاد چین‌خوردگی و حتی شکستن وب می‌شود تاکید‌ کند. از طریق نمایش‌دادن این واقعیت که شما می‌توانید با موفقیت و به‌طور ‌مداوم از چسب‌های غیرحلال در لمینیت فویل استفاده‌ می‌شود که ما طراحی مناسب ماشین و دانش مناسب در مورد چگونگی قرارگرفتن آن را نشان‌ دادیم و سپس لمینیت فویل نازک در دستان شماست. برای راحتی بیشتر اگر شما از چسب‌های معمولی خشک استفاده‌ می‌کنید اما همچنان زمینه شروع لمینیت فویل به تعداد بیشتری از مبدل‌های مجهز‌ شده به لمینیترهای غیرحلال نیازدارد.

Giancarlo Caimmi مدیر ‌بازرگانی گروه نوردمکانیکا در پیاچنزای ایتالیا دارای مدرک Ph.D. در مهندسی‌ مکانیک از دانشگاه “Federico Secondo” (ناپل، ایتالیا) است. او دارای بیش از 28 سال تجربه در زمینه ساخت ماشین‌آلات converting است، و بر روی طراحی ماشین‌آلات برای دستگاه‌های چاپ و coater/ لمینیترها کار‌ می‌کند، و دارای ثبت اختراعات بین‌المللی است. Giancarlo از طریق کار با AIMCAL و FPA، موقعیت‌های مدیریتی در مهندسی، تولید و فروش داشته‌ است.