สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้น: ระบบการอัดรีดร่วมขั้นสูงสำหรับแผ่นพลาสติกประสิทธิภาพสูง

ก สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้น เป็นระบบการผลิตหลักที่อยู่เบื้องหลังถาดอาหารที่มีอุปสรรคสูง บรรจุภัณฑ์พลาสติกสำหรับยา และภาชนะที่ขึ้นรูปด้วยความร้อนในตลาดปัจจุบัน ที่ JWELL เราใช้เวลาสองทศวรรษในการปรับปรุงระบบการอัดรีดร่วมเหล่านี้สำหรับโปรเซสเซอร์ที่ไม่สามารถให้ออกซิเจนเข้า การแยกชั้น หรือการเบี่ยงเบนความหนาที่ความเร็วสายการผลิตสูงกว่า 25 เมตรต่อนาที คู่มือนี้จะแจกแจงรายละเอียดทางวิศวกรรมตั้งแต่การจัดเรียงเครื่องอัดรีดไปจนถึงการออกแบบแม่พิมพ์ วัสดุศาสตร์ และการจัดซื้อ

สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้นคืออะไร?

สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้นรวมเครื่องอัดรีดตั้งแต่สองตัวขึ้นไปเข้าด้วยกันเพื่อสร้างแผ่นเดียวที่มีชั้นแยกกัน โดยแต่ละชั้นทำหน้าที่ทางกล แสง หรืออุปสรรคเฉพาะ การอัดขึ้นรูปร่วมทำให้คุณสามารถวางแผงกั้นออกซิเจนราคาแพงไว้ตรงกลาง ในขณะเดียวกันก็ปกป้องด้วยผิวหนังที่มีโครงสร้างทั้งสองด้าน กลุ่มผลิตภัณฑ์ประกอบด้วยเครื่องอัดรีด บล็อกป้อน แม่พิมพ์อัดรีดร่วม กองคาเลนเดอร์ การวัดความหนา การตัดขอบ และการพัน ตัวทำดัชนีการหลอมไม่ตรงกันระหว่างชั้นผูกและเรซินกั้น และแผ่นงานของคุณจะแยกออกจากกันในเทอร์โมฟอร์มเมอร์ JWELL สร้างสายการผลิตเหล่านี้ด้วยกำลังตั้งแต่ 300 กก./ชม. จนถึง 1,200 กก./ชม. ปัจจัยในการตัดสินใจคือการควบคุมอัตราส่วนเลเยอร์

สถาปัตยกรรม Co-Extrusion ทำงานอย่างไร

สถาปัตยกรรมของสายการอัดรีดแผ่นหลายชั้นหมุนไปตามการบรรจบกันของกระแสหลอมและการจับคู่ความหนืด เครื่องอัดรีดแต่ละเครื่องจะละลายและสูบจ่ายเรซินที่ได้รับมอบหมาย ของหลอมเหล่านี้จะเดินทางผ่านท่อที่ให้ความร้อนไปยังบล็อกป้อนส่วนกลาง โดยจะเรียงซ้อนกันในแนวตั้งก่อนจะเข้าสู่แม่พิมพ์

ความท้าทายที่แท้จริงคือความเสถียรของอินเทอร์เฟซ เมื่อโพลีเมอร์สองตัวหลอมรวมกัน วัสดุที่มีความหนืดต่ำต้องการห่อหุ้มวัสดุที่มีความหนืดสูงไว้ ในโครงสร้าง A/B/A สามชั้น หากชั้นผิว PP ของคุณมีความหนืดต่ำเกินไปเมื่อเทียบกับแกนกลางของคุณ ผิวหนังจะพันรอบขอบ ทำให้เกิด 'กระดูกสุนัข' ในหน้าตัดขวาง

ระบบควบคุมสายการผลิตใช้ปั๊มหลอมเหลวบนเครื่องอัดรีดแต่ละเครื่องเพื่อกำจัดการพลุ่งพล่าน ที่ JWELL เรารวมปั๊มเกียร์เข้ากับการตอบสนองแรงดันแบบวงปิด เพราะแม้แต่การเพิ่มขึ้น 2% ในชั้น EVOH ของคุณก็สามารถสร้างช่องว่างกั้นที่ทำให้รอกทั้งหมดเสียหายได้ ระดับการควบคุมนั้นจะแยกเครื่องอัดรีดร่วมออกจากเครื่องอัดรีดแบบสแตนด์อโลนสามเครื่องที่ใช้พื้นเดียวกัน

วิศวกรรมชั้นกั้นและชั้นผูก

ชั้นกั้นคือสาเหตุที่ผู้ซื้อส่วนใหญ่ลงทุนในสายการผลิตการอัดรีดแผ่นหลายชั้น ในบรรจุภัณฑ์อาหาร อัตราการส่งผ่านออกซิเจน (OTR) เป็นตัวขับเคลื่อนอายุการเก็บรักษา แผ่น PP ชั้นเดียวอาจส่งผ่านได้ 1,500 ซีซี/ตรม./วัน เพิ่มแกน EVOH ขนาด 20 ไมโครเมตร และปริมาณของคุณลดลงต่ำกว่า 1 ซีซี/ตรม./วัน นั่นคือความแตกต่างระหว่างถ้วยโยเกิร์ตเจ็ดวันกับถ้วยโยเกิร์ตสี่สิบห้าวัน

แต่ EVOH ไม่ยึดติดกับโพลีโอเลฟินส์ มีคุณสมบัติดูดความชื้น เปราะ และไวต่อความร้อน ประกบไว้ระหว่างสกิน PP สองแผ่นโดยไม่มีชั้นผูก และแผ่นงานจะล้มเหลวในเทอร์โมฟอร์มเมอร์

นั่นคือที่มาของชั้นผูก ไทเรซินเป็นกาวที่กราฟต์มาลิกแอนไฮไดรด์ ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อเชื่อมวัสดุกั้นขั้วกับชั้นโครงสร้างที่ไม่มีขั้ว ในแผ่น A/B/C/B/A ห้าชั้นทั่วไป คุณมีผิว PP, กาวผูก, สิ่งกีดขวาง EVOH, กาวผูก, ผิว PP โดยปกติชั้นมัดจะมีความหนาเพียง 5% ถึง 10% ของความหนาทั้งหมด แต่ถ้าไม่มีชั้นนี้ แผ่นงานของคุณจะแยกส่วนที่หลุดออกจากเทอร์โมฟอร์มเมอร์แบบปลั๊กช่วย เราพบว่าอัตราส่วนการผูก 8% ถึง 12% ต่อด้านใช้ได้กับการผสม PP/EVOH ส่วนใหญ่

การออกแบบแม่พิมพ์ Feedblock และ Co-Extrusion Die

Feedblock คือตัวควบคุมการรับส่งข้อมูล ช่องการไหลภายในจะต้องกระจายกระแสหลอมแต่ละอันออกเป็นชั้นที่สม่ำเสมอโดยมีอินเทอร์เฟซแบบขนานที่สะอาดตา JWELL ใช้ฟีดบล็อกแบบโมดูลาร์พร้อมส่วนแทรกที่เปลี่ยนได้ ช่วยให้โปรเซสเซอร์สลับจากการกำหนดค่าแบบสามชั้นเป็นห้าเลเยอร์โดยไม่ต้องเปลี่ยนบล็อกทั้งหมด

ภายในฟีดบล็อก ใบพัดจะแยกกระแสน้ำที่หลอมละลายออกไปจนถึงจุดรวมสุดท้าย ยิ่งใกล้กับทางเข้าแม่พิมพ์ที่เกิดการผสานมากเท่าไหร่ การหลอมละลายก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้นที่ต้องกระจายตัว สำหรับการใช้งานที่เป็นอุปสรรค เราออกแบบให้มีระยะเวลาการคงตัวสั้นหลังจากการผสานเพื่อลดการย่อยสลายเนื่องจากความร้อนของเรซินที่ละเอียดอ่อน เช่น EVOH

ตัวดายรีดร่วมนั้นเป็นท่อร่วมไม้แขวนเสื้อที่กระจายชั้นโลหะหลอมให้ทั่วความกว้างของแผ่นทั้งหมด การปรับช่องว่างของปากแม่พิมพ์เป็นสิ่งสำคัญ แม้แต่ความแปรผัน 0.05 มม. ในแม่พิมพ์ขนาด 1,200 มม. ก็แปลเป็นค่าเบี่ยงเบนความหนาที่การวัดปลายน้ำไม่สามารถแก้ไขได้ทั้งหมด แม่พิมพ์ของ JWELL มีระบบเทอร์มอลโบลต์อัตโนมัติที่เชื่อมโยงกับเครื่องสแกนโปรไฟล์

ความยาวของพื้นที่แม่พิมพ์ยังส่งผลต่อความสมบูรณ์ของชั้นอีกด้วย สั้นเกินไปและการละลายไม่ผ่อนคลายก่อนออก นานเกินไป และการให้ความร้อนด้วยแรงเฉือนดัน EVOH เกินเกณฑ์การย่อยสลาย มาตรฐานของเราคืออัตราส่วนพื้นที่ต่อช่องว่าง 50:1 สำหรับโครงสร้างหลายชั้นที่ใช้ PP ซึ่งปรับด้านล่างสำหรับแผงกั้นที่ไวต่ออุณหภูมิ

การกำหนดค่าเครื่องอัดรีดแผ่นห้าชั้น

เมื่อโปรเซสเซอร์เคลื่อนที่เกินสามชั้น พวกเขากำลังกำหนดเป้าหมายข้อกำหนดอุปสรรคเชิงรุกหรือการรีไซเคิลเนื้อหา ก เครื่องอัดรีดแผ่นห้าชั้น เพิ่มความซับซ้อนแต่เปิดความสามารถ ระบบสามชั้นไม่สามารถสัมผัสได้

โครงสร้างห้าชั้นแบบคลาสสิกสำหรับบรรจุภัณฑ์ผลิตภัณฑ์นมและบรรยากาศดัดแปลงคือ PP/tie/EVOH/tie/PP นอกจากนี้เรายังเห็นรุ่นหกชั้นสำหรับถาดใส่เนื้อแบบดึงลึก โดยที่ไนลอนเพิ่มความต้านทานการเจาะ โปรเซสเซอร์บางตัวใช้ A/B/C/B/A โดยมีชั้นลับในแกนกลาง ขนาบข้างด้วยผิวหนังบริสุทธิ์และชั้นผูก บวกกับแผงกั้น EVOH บางๆ ซึ่งช่วยให้พวกเขาใช้ขอบตกแต่งโดยไม่ต้องให้วัสดุรีไซเคิลสัมผัสกับพื้นผิวสัมผัสของผลิตภัณฑ์

จากมุมมองของเครื่องจักร สายการผลิตห้าชั้นต้องใช้เครื่องอัดรีดห้าเครื่อง หรือสี่เครื่องหากเครื่องหนึ่งทำหน้าที่ทั้งสองชั้นที่ผูกผ่านช่องทางแยก เราขอแนะนำเครื่องอัดรีดเฉพาะสำหรับเรซินแต่ละชนิด เนื่องจากการล้างข้อมูลทำได้เร็วกว่า และคุณหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนข้ามได้ ปั๊มเกียร์บนเครื่องอัดรีดทุกเครื่องไม่สามารถต่อรองได้เมื่อนับชั้นนี้ การแบ่งเขตอุณหภูมิม้วนปฏิทินก็มีความสำคัญเช่นกัน แผ่นห้าชั้นที่มีแกนกั้นบาง ๆ จะเย็นตัวไม่สม่ำเสมอ ทำให้เกิดความเครียดภายในและการม้วนงอ เราระบุอุณหภูมิลูกกลิ้งที่แตกต่างกันและบางครั้งการระบายความร้อนล่วงหน้าด้วยอินฟราเรดเพื่อปรับสมดุลโปรไฟล์ความร้อน

การใช้งานเครื่องอัดรีดแผ่น Barrier

เครื่องอัดรีดแผ่น Barrier ให้บริการในตลาดที่อายุการเก็บรักษาและการคุ้มครองผลิตภัณฑ์กำหนดราคาระดับพรีเมียม บรรจุภัณฑ์อาหารมีส่วนสำคัญ: ถ้วยสำหรับใส่นม ถาดใส่เนื้อสัตว์ โถใส่เนยเทียม และฐานอาหารพร้อมรับประทาน แผ่นจะต้องปิดกั้นออกซิเจน เก็บความชื้น ต้านทานจาระบี และทนต่อการเทอร์โมฟอร์มที่รุนแรงโดยไม่มีรอยสีขาวหรือการละเมิดสิ่งกีดขวาง

บรรจุภัณฑ์พุพองสำหรับเภสัชกรรมเป็นอีกหนึ่งการใช้งานที่มีเดิมพันสูง สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้นที่ผลิตโครงสร้าง APET/EVOH หรือ PVC/PVDC จะต้องทำงานในสภาวะที่อยู่ติดกับห้องปลอดเชื้อด้วยพารามิเตอร์กระบวนการที่ได้รับการตรวจสอบ รูเข็มใดๆ ใน EVOH ถือเป็นความเสี่ยงแบบแบตช์

การใช้งานด้านอุตสาหกรรมและเครื่องสำอางมีการเติบโต ถังเชื้อเพลิงใช้แผ่นอัดรีดร่วมหลายชั้นเป็นทางเลือกที่เบากว่าชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปด้วยแม่พิมพ์เป่า ชั้นกั้นป้องกันการซึมผ่านของไฮโดรคาร์บอน ในขณะที่ผิวหนังที่มีโครงสร้างรับแรงกระแทก กระปุกครีมและถาดเซรั่มจำเป็นต้องมีตัวกั้นออกซิเจนเพื่อรักษาส่วนผสมออกฤทธิ์ บวกกับความสวยงามมันเงาซึ่ง PP แบบชั้นเดียวไม่สามารถทำได้ แผ่นรีดร่วมที่มีผิว PETG และแกน EVOH มอบทั้งสองอย่าง

การเลือกวัสดุ: จาก PP/PS ถึง EVOH

การเลือกเรซินสำหรับสายการผลิตการอัดรีดแผ่นหลายชั้นเป็นการเจรจาระหว่างประสิทธิภาพของอุปสรรค ความสามารถในการแปรรูป และต้นทุน โพรพิลีนยังคงเป็นปัจจัยหลักสำหรับชั้นโครงสร้าง มีราคาถูก ทนทาน และเทอร์โมฟอร์มได้ดี แต่ PP มีสิ่งกีดขวางออกซิเจนต่ำ ดังนั้นจึงต้องใช้ EVOH หรือ PVDC ในแกนกลางสำหรับผลิตภัณฑ์ที่ละเอียดอ่อน

โพลีสไตรีน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเกรดที่รับแรงกระแทกสูง ยังคงปรากฏในภาชนะบรรจุนมและอาหารสำเร็จรูป เนื่องจากความแข็งและความสามารถในการพิมพ์ HIPS/EVOH/HIPS เป็นโครงสร้างสามชั้นทั่วไปสำหรับฝาโยเกิร์ต PS ดำเนินการได้ง่ายกว่า PP ที่อุณหภูมิต่ำกว่า ซึ่งจะช่วยได้หากชั้นกั้นของคุณมีความละเอียดอ่อนทางความร้อน

EVOH คือมาตรฐานทองคำสำหรับแผงกั้นออกซิเจน Kuraray EVAL และ Nippon Gohsei Soarnol เป็นซัพพลายเออร์หลัก สิ่งที่จับได้คือความไวต่อความชื้น EVOH แบบแห้งที่ความชื้นสัมพัทธ์ 0% มี OTR ต่ำกว่า 0.5 cc·มม./ตร.ม.·วัน·atm ที่ความชื้น 85% จะกระโดดตามลำดับความสำคัญ นั่นคือเหตุผลที่ว่าทำไม EVOH จึงถูกฝังอยู่ในผิวหนังที่ทนต่อความชื้นอยู่เสมอ ในตลาดที่มีความชื้นสูง บางครั้งเราระบุผิวด้านนอกของ PA6 ที่มีแกนใน EVOH หรือแนะนำให้ผู้ประมวลผลเก็บแผ่นไว้ในสภาพแวดล้อมที่มีเงื่อนไขก่อนการเทอร์โมฟอร์ม

ไทเรซินจะต้องตรงกับขั้วของชั้นที่อยู่ติดกัน สำหรับ PP/EVOH PP ที่กราฟต์มาลิกแอนไฮไดรด์จะทำงานได้ สำหรับ PET/EVOH คุณต้องใช้เคมีที่แตกต่างออกไป ซึ่งมักจะเป็นเอทิลีนซึ่งมีฟังก์ชันการทำงานของอีพอกซี การใช้ไทเรซินที่ไม่ถูกต้องก็เหมือนกับการใช้ลวดเชื่อมที่ไม่ถูกต้อง ข้อต่อจะดูดีจนกว่าจะเกิดความเค้น

เจ้าของแบรนด์ระบุเนื้อหารีไซเคิลมากขึ้น การลับคมหลังอุตสาหกรรมจากการตัดขอบนั้นทำได้ตรงไปตรงมาเพื่อนำกลับมาใช้ใหม่ในชั้นแบบไม่สัมผัส เรซินรีไซเคิลหลังการบริโภคจะยากขึ้นเนื่องจากการปนเปื้อนและการย่อยสลายทางหลอดเลือดดำส่งผลต่อการยึดเกาะของชั้นผูก เราทำงานร่วมกับโปรเซสเซอร์เพื่อคัดเลือกสตรีม PCR และวางไว้ในเลเยอร์หลักที่ความสวยงามมีความสำคัญน้อยกว่า

สิ่งที่ควรประเมินเมื่อซื้อเครื่องรีดแผ่นร่วม

การซื้อเครื่องรีดแผ่นร่วมจะทำให้โรงงานของคุณเข้าสู่หน้าต่างกระบวนการเป็นเวลาสิบห้าปีหรือมากกว่านั้น ราคาต่อเมตรเป็นการวัดที่ผิด ดูต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของ ความแม่นยำในการควบคุมเลเยอร์ และประสบการณ์ของซัพพลายเออร์ในการใช้เรซินผสมของคุณ

เริ่มต้นด้วยความแม่นยำของอัตราส่วนเลเยอร์ ขอเอกสารข้อมูลความเบี่ยงเบนตลอดการดำเนินการผลิต ระบบที่ดีจะยึดแต่ละชั้นไว้ภายใน ±3% ของความหนาของเป้าหมาย ตรวจสอบฟีดบล็อก: เป็นแบบโมดูลาร์หรือไม่ คุณสามารถเข้าถึงใบพัดเพื่อทำความสะอาดโดยไม่ต้องถอดบล็อกทั้งหมดได้หรือไม่ EVOH และเรซินไทจะเสื่อมสภาพในมุมที่นิ่ง บล็อกฟีดที่มีจุดตายถือเป็นฝันร้ายในการบำรุงรักษา

การออกแบบแม่พิมพ์ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน สอบถามวิธีการปรับขอบปาก เวลาตอบสนองของเทอร์มอลโบลต์ และความกว้างในการทำงานสูงสุดที่สัมพันธ์กับความต้องการของคุณ หากคุณซื้อแม่พิมพ์ขนาด 1,000 มม. และวางแผนที่จะขยายเป็น 1,400 มม. ในภายหลัง คุณอาจต้องใช้แม่พิมพ์และปึกปฏิทินใหม่ทั้งหมด

อย่ามองข้ามปล่องปฏิทิน เส้นผ่านศูนย์กลางของลูกกลิ้ง วัสดุ และการควบคุมอุณหภูมิจะกำหนดความเงาของพื้นผิวและความหนาสม่ำเสมอ สำหรับแผ่นกั้น เราแนะนำให้ใช้ม้วนชุบโครเมียมพร้อมการควบคุมโซนเฉพาะที่ ±1°C ช่องว่างระหว่างสองม้วนบนสุดจะต้องปรับได้ด้วยความแม่นยำของไมโครมิเตอร์ เนื่องจากช่องว่างระหว่างหยิกนั้นจะกำหนดเกจแผ่นสุดท้าย

ท้ายที่สุด ยืนยันในการฝึกอบรมและเอกสารประกอบ สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้นจะทำงานได้ดีพอๆ กับผู้ปฏิบัติงานเท่านั้น JWELL รวมถึงการกำกับดูแลการเริ่มต้น การพัฒนาสูตรอาหาร และการรับรองผู้ปฏิบัติงาน เนื่องจากเราพบว่าสายการผลิตจำนวนมากเกินไปมีประสิทธิภาพต่ำกว่าปกติ เพียงเพราะว่าทีมงานไม่เคยเรียนรู้ที่จะสร้างสมดุลของเอาท์พุตของเครื่องอัดรีดกับจุดกำหนดของปั๊มหลอมเหลว

คำถามที่พบบ่อย

ความหนาของชั้นขั้นต่ำสำหรับ EVOH ในแผ่นหลายชั้นคือเท่าใด

ในบรรจุภัณฑ์อาหารส่วนใหญ่ ขนาด 15 ถึง 25 ไมโครเมตรจะเป็นตัวกั้นออกซิเจนที่เพียงพอ ทินเนอร์เสี่ยงต่อรูเข็มระหว่างการเทอร์โมฟอร์ม ความหนามากกว่า 40 ไมโครเมตรไม่ค่อยช่วยปรับปรุงสิ่งกีดขวางตามสัดส่วน เนื่องจาก EVOH ไวต่อความชื้น

ฉันสามารถเดินสายการผลิตหลายชั้นด้วยวัสดุรีไซเคิลได้หรือไม่

ใช่ แต่ตำแหน่งมีความสำคัญ การลับคมหลังอุตสาหกรรมสามารถอยู่ในชั้นโครงสร้างส่วนกลาง ซึ่งแยกออกจากการสัมผัสผลิตภัณฑ์ด้วยผิวหนังบริสุทธิ์และชั้นกั้นของคุณ เรซินหลังการบริโภคต้องมีคุณสมบัติที่ระมัดระวัง

Feedblock แตกต่างจาก Multi-Manifold Die อย่างไร

Feedblock จะผสานกระแสที่หลอมละลายเข้าเป็นชั้นซ้อนก่อนที่จะเข้าสู่แม่พิมพ์ท่อร่วมเดี่ยว แม่พิมพ์หลายท่อร่วมมีช่องแยกที่ผสานเฉพาะที่ขอบแม่พิมพ์เท่านั้น Feedblock นั้นง่ายกว่าและราคาถูกกว่า สำหรับแผ่น PP/EVOH ส่วนใหญ่ feedblock คือตัวเลือกที่เหมาะสม

อะไรทำให้เกิดการหลุดล่อนของแผ่นร่วมอัดรีด?

ไทเรซินที่เข้ากันไม่ได้ ความหนาของชั้นไทด์ไม่เพียงพอ หรือแรงเฉือนที่มากเกินไปในระหว่างการเทอร์โมฟอร์ม หากชั้นผูกของคุณถูกต้องแต่ยังคงล้มเหลว ให้ตรวจสอบอุณหภูมิแผ่นก่อนขึ้นรูป

สายการอัดรีดแผ่นหลายชั้นทั่วไปมีอายุการใช้งานนานแค่ไหน?

ด้วยการบำรุงรักษาที่เหมาะสม โครงสร้างทางกลจะมีอายุการใช้งานยี่สิบถึงยี่สิบห้าปี บาร์เรลและสกรูของเครื่องอัดรีดสึกหรอเร็วกว่า โดยทั่วไปประมาณสิบถึงสิบห้าปี JWELL ใช้สถาปัตยกรรม PLC ที่อัปเกรดได้ วางแผนการปรับปรุงสกรูทุกๆ แปดถึงสิบปีหากใช้ PP ที่เติมแร่ธาตุ