Mitä eroa on HDPE- ja LDPE-pussien valmistuskoneilla?

Polyeteeni on yleisin materiaali pehmeissä pakkauksissa. Mutta kaikki polyeteeni ei ole samanlaista. Ja sitä käsittelevät koneet ovat erilaisia. Korkean (-suuritiheyksisen polyeteeni (HDPE)) ja matalatiheyksinen polyeteeni (LDPE) ovat kemiallisesti samankaltaisia. Mutta käsittelyssä ne käyttäytyvät eri tavalla. Pussien valmistukseen käytetyt koneet heijastavat erilaisia lämpövaatimuksia, kalvon rakennetta ja lopputuotteen vaatimuksia. Pakkausinsinööreille, tehdaspäälliköille ja hankintatiimeille on tärkeää ymmärtää, miksi HDPE:stä ja tilauksesta on tärkeää ymmärtää, miksi LDPE ja hankintatiimit tehdä oikeita investointeja.

Materiaaliero: miksi se ohjaa konesuunnittelua

Ennen kuin katsot konetta, materiaalierojen tulee olla selvät. Jokainen mekaaninen ero konetyyppien välillä johtuu polymeerin fysikaalisista ominaisuuksista.

HDPE (suuritiheyksinen polyeteeni, jonka tiheys on 0,941–0,965 g/cm3) on lineaarinen polymeeri, jolla on vähän sivuhaaroja. Tämä tiukka molekyylirakenne antaa sille seuraavat ominaisuudet:

• Korkea vetolujuus sen paksuuteen nähden
• Korkeampi sulamispiste (~130-135 astetta)
• Jäykempi kalvo vastaavalla paksuudella
• Kapeampi lämpötiiviste{0}}ikkuna
• Ulkonäkö läpikuultava tai läpinäkymätön
• Erinomainen kosteuden ja kemikaalien kestävyys

Matalatiheyspolyeteeniä (LDPE, jonka tiheys on 0,910 – 0,940 g/cm3) valmistetaan korkean -paineen menetelmillä. Tämä on johtanut suureen määrään ketjun haaroittumista.

Tämä rakenne antaa seuraavat tulokset:

• Pienempi vetolujuus samalle paksuudelle (joten tarvitset paksumman kalvon samalle kuormitukselle)
• Alempi sulamispiste (~105-115 astetta)
• Pehmeämpi, joustavampi kalvo
• Laajempi lämpötila-alue kuumasaumaukseen
• Selkeämpi, kiiltävämpi ilme
• Suurempi venytys ennen murtumista

Nämä erot ovat merkittäviä. He asettavat saumauslämpötilan, jäähdytysvaatimukset, kalvon käsittelyn, leikkausvoiman ja koko konepussien tuotantolinjan suunnittelun.

Tärkeimmät koneerot: tekninen vertailu

1. Tiivistysjärjestelmä: lämpötila ja viipymäaika

Se on perustavanlaatuinen ero näiden kahden koneen välillä.

HDPE-pussin tulee pitää saumauslämpötila välillä 140-200 astetta. Tämä riippuu kalvon paksuudesta ja linjan nopeudesta. HDPE:ssä on kapea tiivistysikkuna, yleensä heikon tiivisteen ja hiiltyneen kalvon välissä ± 5 °C. Tämä vaatii erittäin tasaista lämpöä tiivisteen leveydeltä. Epätasainen lämpötila voi heikentää tiivisteitä kylmissä paikoissa ja polttaa niitä lämpimämmissä paikoissa. Tästä syystä HDPE-tiivistepalkeissa on yleensä:

• Suuritiheyksiset patruunalämmittimet, joissa on useita erikseen ohjattuja lämmitysvyöhykkeitä
• Korvaa termoparit platinavastuslämpötila-antureilla (Pt100 tai Pt1000) tarkkuuden parantamiseksi
• Lyhyempi viipymäaika (koska HDPE kiteytyy nopeammin) ylikuumenemisen estämiseksi
• LDPE-koneen tiivistyslämpötila-alue on 100-150 astetta. Sen vaihteluväli on laaja (+ -10 -15 astetta). Tämä tekee lämmitysjärjestelmistä yksinkertaisempia, pysyy pidempään ja tiivisteeseen kohdistuu vähemmän lämpörasitusta.

2. Jäähdytysjärjestelmä

HDPE kovettuu nopeammin jäähdytettynä kuin LDPE. Tiivistyksen jälkeen tarvitaan kuitenkin hallittua jäähdytystä tiivisteen muodon säilyttämiseksi ja kalvon taipumisen estämiseksi. HDPE-pussikoneilla on yleensä seuraavat ominaisuudet:

• Asenna pakolliset ilmanjäähdytyssauvat välittömästi tiivistysasemien jälkeen
• Nopeissa{0}}koneissa vesi-jäähdytetyt painetangot voivat jäähdyttää ja tasoittaa suljettuja alueita samanaikaisesti
• Kuljetinhihna liikkuu nopeammin ottamalla lämpöä tiivistealueelta.

LDPE-koneita voidaan käyttää yksinkertaisiin ilmajäähdytysjärjestelmiin tai kevyisiin paineilmajärjestelmiin. Pehmeä kalvo kestää lämpöä sulkemisen jälkeen muuttamatta muotoa.

3. Kalvon syöttö ja jännityksen hallinta

Tiheyksinen polyeteeni (HDPE-kalvot ovat kovempia ja ohuempia (vähittäismyyntipussit ovat yleensä 10 -25 mikronia). Se on herkempi syöttöjännitykselle kuin matalatiheyksinen polyeteeni. Liian suuri jännitys voi venyttää tai repeytyä kalvoa. Liian pieni jännitys johtaa seurantaongelmiin ja kohdistusvirheisiin. HDPE-pussien käsittely tapahtuu seuraavasti:

• Tanssirullajärjestelmät jousilla tai{0}}ilmastoiduilla kiristysvarsilla. Nämä voivat säätää kalvorullan halkaisijaa reaaliajassa.
• Tarkat jarrujärjestelmän aukirullausjärjestelmät (servokäyttö tai hystereesijarrun ohjaus). Nämä ovat parempia kuin LDPE:ssä tavallisesti toimivat yksinkertaiset kitkajarrut.
• EPC (Edge Position Control) -järjestelmät. Ne käyttävät optisia tai ultraääniantureita pitämään kalvon ±0,5 mm:n sisällä suurella nopeudella.

LDPE-kalvot ovat pehmeämpiä ja yleensä paksumpia (20 -100 mikronia). Se sietää hermostuneempia muutoksia. Vakiojousitanssijat rulla- ja kitkajarrut toimivat hyvin useimpien LDPE-sovellusten kanssa.

4. Leikkausmekanismi

Leikkuukone toimii eri tavalla jokaiselle materiaalille.

HDPE-kalvo leikataan siististi kuumalangalla tai kuumaveitsijärjestelmillä. Johdot sulavat nopeasti kalvossa. Jätä myös sinetöity reuna seuraavan pussin ala- ja etuosaan. Yhdistelmän tiivistystoiminto on yleinen T-paitapussien tuotannossa. Sitä käytetään pääasiassa HDPE: hen.

LDPE-kalvo leikataan yleensä kylmällä{0}}teräjärjestelmällä (leikkaus tai murskaus). Tämä koskee erityisesti litteitä ja pohjapusseja. Voit leikata LDPE:tä kuumalla langalla, mutta se jättää usein lankaa{3}}sirpaleina leikkuureunaan. Tämä tapahtuu, koska matalatiheyksinen{5}}polyeteeni virtaa enemmän korkeissa lämpötiloissa ja on tahmeaa.

Ero ei ole ehdoton. Molemmilla tavoilla on koneet. Leikkausmenetelmä on kuitenkin yksi nopeimmista määrittämään, onko kone ensisijaisesti valmistettu HDPE:stä vai matalatiheyksisesta polyeteenistä.

5. Kahvojen lävistys ja stanssaus-leikkaus (T-paitapussien valmistus)

T-paitapussit on valmistettu lähes kokonaan HDPE:stä. Tämä johtuu siitä, että HDPE:n jäykkyys sallii puolikuun muotoisten kahvan aukkojen säilyttää muotonsa, kun kannat pussia. LDPE käsittelee taittumista ja epämukavaa pitoa.

Hyödyllisyysmalli liittyy T-paitapussien HDPE-pussien valmistuskoneeseen, joka on varustettu stanssaus-leikkausyksiköllä sulkemisen jälkeen. Rei'itys leikkaa pois kahvan aukon jokaisen pussin poistuessa sulkualueelta. Tärkeimmät mekaaniset ominaisuudet ovat seuraavat:

Nopeat{0}}lävistysmekanismit, mitoitettu 100-200 iskua minuutissa

Karkaistu teräslävistys ja meisti, jossa on tiukka välys (0,05–0,15 mm). Nämä voivat luoda HDPE:hen puhtaat reunat repeytymättä.

Pneumaattinen tai servo--lyöntitoiminto täydellisessä tahdissa elokuvan liikkeen kanssa.

LDPE-pussikoneet eivät yleensä tuota litteitä{0}}pakkaus- tai pohjasaumattuja{1}}pusseja. Jos LDPE:tä käytetään pehmeissä -rengaskäsilaukuissa (eri käsilaukkutyypit, joissa on liimattu tai hitsattu renkaat), käytetään erilaisia ​​käsintehtyjä järjestelmiä. Se ei ole stanssattu-.

6. Koneen nopeus ja lähtönopeus

Kahden konetyypin tuotantotaloudet eroavat huomattavasti:

Nykyaikaiset HDPE-pussikoneet toimivat suurella nopeudella ja käyttävät nyt täydellisiä servokäyttöjärjestelmiä. Niissä on erilliset servomoottorit kalvon työntövoimaa, tiivistetangon liikettä, lävistysliikettä ja kuljetinkäyttöä varten. keskus-PLC koordinoi kaikkea tätä. Tämä tiukka aikataulu on välttämätön, koska yli 150 sykliä minuutissa viive kalvon työntämisen, sulkemisen, leimaamisen ja leikkaamisen välillä on vain millisekunteja.

Aloitustason-LDPE-tasopussikoneet voivat käyttää yksinkertaista nokkakäyttöjärjestelmää päämoottorina. Tämä koskee hitaita, vähemmän vaativia aikoja.

Täydelliset servojärjestelmät ovat kalliimpia. Mutta tässä on edut:

7. Käyttöjärjestelmän ja servon integrointi

Nykyaikaiset HDPE-pussikoneet toimivat suurella nopeudella ja käyttävät nyt täydellisiä servokäyttöjärjestelmiä. Niissä on erilliset servomoottorit kalvon työntövoimaa, tiivistetangon liikettä, lävistysliikettä ja kuljetinkäyttöä varten. keskus-PLC koordinoi kaikkea tätä. Tämä tiukka aikataulu on välttämätön, koska yli 150 sykliä minuutissa viive kalvon työntämisen, sulkemisen, leimaamisen ja leikkaamisen välillä on vain millisekunteja.

Aloitustason-LDPE-tasopussikoneet voivat käyttää yksinkertaista nokkakäyttöjärjestelmää päämoottorina. Tämä koskee hitaita, vähemmän vaativia aikoja.

Täydelliset servojärjestelmät lisäävät kustannuksia, mutta tarjoavat:

• Elektroninen reseptien hallinta (tallenna ja lataa kunkin tuotteen asetukset)
• Helppo vaihtaa ilman mekaanista säätöä
• Sisäänrakennettu{0}}ongelmien etsintä ja virheloki

Tee yhteistyötä Industry 4.0 Surveillance Systemsin kanssa

Voiko yksi kone käyttää sekä HDPE:tä että LDPE:tä?

Tämä on yleinen jatkokysymys-. Vastaus on: kyllä, mutta vain tietyin edellytyksin.

Joissakin avoautoissa on vaihdettavat tiivistetangot. Voit vaihtaa suoran tangon LDPE-taskupussiin ja U-tangon HDPE T--paitapussiin. Niissä on myös säädettävät lämpötilansäätimet molempien materiaalien kattamiseksi. Mutta ongelmia on:

180 asteen koneessa, jossa on tiukka lämpötilan säätö HDPE:lle, on enemmän lämmitystehoa kuin LDPE vaatii. Se lisää kustannuksia.

LDPE:n laajemmalle LDPE-tiivistysalueelle rakennetuilla koneilla ei välttämättä ole HDPE-T{0}}-paitapussien lämpötilatarkkuutta tai lävistystä.

Korkeatiheyksisen polyeteenin (HDPE) käyttäminen matalatiheyspolyeteenilaitteissa (LDPE) johtaa usein huonoon tiivisteen laatuun, enemmän jätettä ja nopeampaan työkalujen kulumiseen.

Käytännön neuvoja: Valitse ensin tärkeimmät ainesosat. Katso sitten, voitko käyttää myös muita materiaaleja hyväksyttävillä suorituskykyhäviöillä. Muunnettavuuden ei pitäisi olla päävaatimus ilman molempien mallien todellisten tuotantotietojen tarkistamista.

Konetyyppien välillä valinta: Päätöskehys

Sääntely- ja standardikonteksti

• Molempien koneiden on tuotettava pusseja, jotka täyttävät markkinastandardinsa:
• ISO 4591 -Muovikalvon ja -levyn keskimääräisen paksuuden mittaus
• ASTM D{0}}Sekä HDPE- että LDPE-pussien ohuiden muovikalvojen vetolujuus)
• FI 13432 -Pakkaussäännöt, jotka voidaan kompostoida ja hajottaa (kun väität kierrätettävyyttä)

Yhteenveto

Ero HDPE-pussien valmistuskoneen ja LDPE-koneen välillä ei ole vain lämpötila-asetuksissa. Se näyttää täysin erilaisen lähestymistavan kalvon syöttöön, tiivistystarkkuuteen, leikkausmenetelmiin, stanssaus-leikkauksen integrointiin ja käyttöjärjestelmän suunnitteluun. HDPE-koneet ovat tarkkuustyökaluja. Ne on valmistettu käsittelemään kovaa materiaalia kapealla toiminta-alueella suurilla nopeuksilla. LDPE-koneet ovat anteeksiantavaisempia. Ne sopivat useammille laukkutyypeille ja tuotantokokoille.
Kaikessa laitteita tarkastelevassa pakkaustoiminnassa sinun on aloitettava selkeä käsitys pussin tyypistä, pääkalvomateriaalista, tuotantomäärästä ja laatutarpeista -, ennen kuin vertaat koneita. Koneen suunnittelun sovittaminen materiaalin käyttäytymiseen on tärkein yksittäinen tekijä tasaisen pussin laadun ja hyvien tuotantokustannusten saavuttamiseksi.

Viitteet:

• Brydson, JA – Plastics Materials, 7. painos, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 1999
• Harper, CA – Handbook of Plastics Technologies, McGraw-Hill, 2006
• Rosato, DV & Rosato, MG – Plastics Technology Handbook, 4. painos, CRC Press, 2006
• Glanvill, AB – Plastics Engineer's Data Book, Mechanical Engineering Publications, 1993
• ASTM D882-18 – Standarditestimenetelmä ohuen muovilevyn vetoominaisuuksille, ASTM International
• ISO 4591:1992 – Muovit - Kalvot ja levyt - Keskimääräisen paksuuden määritys, Kansainvälinen standardointijärjestö