Avec de plus en plus d'entreprises utilisant des machines d'emballage automatiques à grande vitesse, des problèmes de qualité tels que la rupture des sacs, la fissuration, le délaminage, le faible thermoscellage et la contamination du scellage se produisent souvent dans le processus d'emballage automatique à grande vitesse des produits flexibles.film d'emballagesont progressivement devenus des problèmes de processus clés que les entreprises doivent contrôler.
Lors de la production de films en rouleau pour machines d'emballage automatiques à grande vitesse, les entreprises d'emballage flexible doivent prêter attention aux points suivants :
Sélection rigoureuse des matériaux
1. Exigences matérielles pour chaque couche de film laminé
En raison de la structure différente de l'équipement de la machine d'emballage automatique à grande vitesse par rapport aux autres machines de fabrication de sacs, la pression obtenue par thermoscellage repose uniquement sur la force de deux rouleaux ou bandes de pressage à chaud, sans dispositif de refroidissement. Le film d'impression est en contact direct avec le dispositif de thermoscellage, sans protection par un tissu isolant. Par conséquent, le choix des matériaux pour chaque couche du tambour d'impression à grande vitesse est particulièrement important.
2. Les autres propriétés du matériau doivent être conformes à :
1) Équilibre de l'épaisseur du film
L'épaisseur, l'épaisseur moyenne et la tolérance d'épaisseur moyenne d'un film plastique dépendent en fin de compte de l'équilibre d'épaisseur de l'ensemble du film. Lors de la production, l'uniformité de l'épaisseur du film doit être rigoureusement contrôlée, faute de quoi le produit fini ne sera pas de bonne qualité. Un bon produit doit présenter une épaisseur équilibrée dans les directions longitudinale et transversale. Les différents types de films ayant des effets différents, leur épaisseur moyenne et leur tolérance d'épaisseur moyenne varient également. La différence d'épaisseur entre les côtés gauche et droit d'un film d'emballage automatique à grande vitesse ne dépasse généralement pas 15 µm.
2) Propriétés optiques des films minces
Désigne le voile, la transparence et la transmission de la lumière d'un film mince.
Par conséquent, des exigences et des contrôles spécifiques sont requis concernant le choix et la quantité d'additifs du mélange-maître lors de l'enroulement du film, ainsi qu'une bonne transparence. L'ouverture et la fluidité du film doivent également être prises en compte. L'ouverture doit être définie pour faciliter l'enroulement et le déroulement du film et empêcher l'adhérence entre les films. Une quantité excessive peut augmenter le voile du film. La transparence doit généralement atteindre 92 % ou plus.
3) Coefficient de frottement
Le coefficient de frottement est divisé en systèmes de frottement statique et de frottement dynamique. Pour les produits d'emballage automatique en rouleaux, outre le test du coefficient de frottement en conditions normales, il convient également de tester le coefficient de frottement entre le film et la plaque d'acier inoxydable. La couche de thermoscellage du film d'emballage automatique étant en contact direct avec la machine de moulage automatique, son coefficient de frottement dynamique doit être inférieur à 0,4 u.
4) Ajouter le dosage
En règle générale, la concentration doit être maintenue entre 300 et 500 ppm. Une concentration trop faible affectera la fonctionnalité du film, notamment son ouverture, et une concentration trop importante dégradera la résistance du composite. Il est également nécessaire d'éviter une migration ou une pénétration excessive des additifs pendant l'utilisation. Une concentration comprise entre 500 et 800 ppm doit être utilisée avec prudence. Au-delà de 800 ppm, elle est généralement déconseillée.
5) Rétrécissement synchrone et asynchrone du film composite
Le retrait asynchrone se traduit par des variations de gondolage et de gauchissement du matériau. Ce retrait asynchrone se manifeste par un « gondage vers l'intérieur » ou un « gondage vers l'extérieur » de l'ouverture du sac. Cet état indique qu'un retrait asynchrone persiste à l'intérieur du film composite, en plus du retrait synchrone (avec des contraintes thermiques ou des taux de retrait différents, selon l'ampleur et la direction). Par conséquent, lors de l'achat de films minces, il est nécessaire de réaliser des essais de retrait thermique (chaleur humide) longitudinaux et transversaux sur différents matériaux composites dans les mêmes conditions. La différence entre les deux ne doit pas être trop importante, idéalement de l'ordre de 0,5 %.
Raisons des dommages et techniques de contrôle
1. L'effet de la température de thermoscellage sur la résistance du thermoscellage est le plus direct
La température de fusion de divers matériaux détermine directement la température minimale de thermoscellage des sacs composites.
Au cours du processus de production, en raison de divers facteurs tels que la pression de thermoscellage, la vitesse de fabrication du sac et l'épaisseur du substrat composite, la température de thermoscellage réelle utilisée est souvent supérieure à la température de fusion dumatériau de thermoscellage. La machine d'emballage automatique à grande vitesse, avec une pression de thermoscellage plus faible, nécessite une température de thermoscellage plus élevée ; plus la vitesse de la machine est rapide, plus le matériau de surface du film composite est épais et plus la température de thermoscellage requise est élevée.
2. Courbe d'adhérence thermique de la force de liaison
Lors d'un emballage automatique, le contenu subit un fort impact sur le fond du sac. Si le fond du sac ne résiste pas à l'impact, il se fissure.
La résistance générale du thermoscellage désigne la résistance de l'adhésif après thermoscellage et refroidissement complet de deux films minces. Cependant, sur la ligne de production d'emballages automatique, le matériau d'emballage bicouche n'a pas bénéficié d'un temps de refroidissement suffisant ; sa résistance ne permet donc pas d'évaluer la performance du thermoscellage. L'adhérence thermique, qui désigne la force de décollement de la partie thermoscellée du matériau avant refroidissement, doit être prise en compte pour le choix du matériau de thermoscellage, afin de répondre aux exigences de résistance du matériau lors du remplissage.
Il existe une température optimale pour obtenir une adhérence thermique optimale des films minces. Lorsque la température de thermoscellage dépasse cette température, l'adhérence thermique diminue. Sur la ligne de production d'emballages automatique, la production de sacs d'emballage souples est quasiment synchronisée avec le remplissage. Par conséquent, lors du remplissage, la partie thermoscellée située au fond du sac n'est pas complètement refroidie, ce qui réduit considérablement la force d'impact qu'elle peut supporter.
Lors du remplissage du contenu, pour la force d'impact au fond du sac d'emballage flexible, un testeur d'adhérence thermique peut être utilisé pour tracer la courbe d'adhérence thermique en ajustant la température de thermoscellage, la pression de thermoscellage et le temps de thermoscellage, et sélectionner la combinaison optimale de paramètres de thermoscellage pour la ligne de production.
Lors de l'emballage de produits lourds ou en poudre, tels que le sel, la lessive, etc., après le remplissage et avant le thermoscellage, l'air contenu dans le sac doit être évacué afin de réduire la contrainte sur les parois du sac, ce qui permet de solliciter directement le matériau solide et de limiter les dommages. Lors du post-traitement, une attention particulière doit être portée au respect des exigences en matière de résistance à la perforation, à la pression, à la rupture par chute, à la température, aux températures ambiantes, ainsi qu'aux performances en matière de sécurité alimentaire et d'hygiène.
Raisons et points de contrôle de la stratification
Un problème majeur des machines d'emballage automatiques pour l'emballage et l'ensachage sous film réside dans la tendance au délaminage de la surface, du film imprimé et de la couche intermédiaire en aluminium au niveau de la zone thermoscellée. Généralement, après l'apparition de ce phénomène, le fabricant se plaint auprès de l'entreprise d'emballages souples de la résistance composite insuffisante des matériaux d'emballage fournis. L'entreprise se plaint également auprès du fabricant d'encres ou d'adhésifs de la mauvaise adhérence, ainsi que du fabricant de films de la faible valeur du traitement corona, des additifs flottants et de la forte absorption d'humidité des matériaux, qui altèrent l'adhérence de l'encre et de l'adhésif et provoquent un délaminage.
Ici, nous devons prendre en compte un autre facteur important :le rouleau de thermoscellage.
La température du rouleau de thermoscellage de la machine d'emballage automatique atteint parfois 210 ℃ ou plus, et le modèle de couteau de thermoscellage du rouleau de scellage peut être divisé en deux types : forme de pyramide carrée et forme de tronc carré.
À la loupe, on peut observer que certains échantillons, stratifiés ou non, présentent des parois de mailles intactes et des fonds de trous transparents, tandis que d'autres présentent des parois de mailles incomplètes et des fonds de trous flous. Certains trous présentent des lignes noires irrégulières (fissures) au fond, traces de fracture de la feuille d'aluminium. Le fond de certains trous est irrégulier, ce qui indique que la couche d'encre au fond du sac a fondu.
Par exemple, le film BOPA et l'aluminium sont des matériaux présentant une certaine ductilité, mais ils se rompent lors de la transformation en sachets, indiquant que l'allongement du matériau d'emballage appliqué par le couteau de thermoscellage a dépassé le seuil acceptable, entraînant la rupture. L'empreinte de thermoscellage montre que la couleur de la couche d'aluminium au centre de la « fissure » est nettement plus claire que sur les côtés, signe d'un délaminage.
Dans la production derouleau de film d'aluminiumCertains pensent qu'approfondir le motif de thermoscellage est plus esthétique. En réalité, l'objectif principal de l'utilisation d'un couteau de thermoscellage à motifs est d'assurer la performance du thermoscellage, l'esthétique étant secondaire. Qu'il s'agisse d'une entreprise de production d'emballages souples ou de matières premières, il est difficile de modifier la formule de production en cours de production, sauf à ajuster le processus de production ou à apporter des modifications importantes aux matières premières.
Si la feuille d'aluminium est écrasée et que l'emballage perd son étanchéité, à quoi bon avoir une belle apparence ? D'un point de vue technique, le modèle du couteau de thermoscellage ne doit pas être pyramidal, mais tronconique.
Le fond du motif pyramidal présente des angles vifs, ce qui peut facilement rayer le film et compromettre sa fonction de thermoscellage. De plus, la résistance à la température de l'encre utilisée doit être supérieure à celle de la lame de thermoscellage afin d'éviter tout problème de fusion de l'encre après thermoscellage. La température de thermoscellage doit généralement être maintenue entre 170 et 210 °C. Une température trop élevée peut entraîner le froissement, la fissuration et la décoloration de la feuille d'aluminium.
Précautions pour l'enroulement du tambour de refendage composite sans solvant
Lors du laminage d'un film composite sans solvant, l'enroulement doit être net, sinon des phénomènes de tunnelisation sont susceptibles de se produire sur les bords libres de l'enroulement. Si la tension d'enroulement est trop faible, la couche externe exerce une force de compression importante sur la couche interne. Si la force de frottement entre les couches interne et externe du film composite est faible après l'enroulement (si le film est trop lisse, la force de frottement sera faible), un phénomène d'extrusion de l'enroulement se produit. En augmentant la tension d'enroulement, l'enroulement peut à nouveau être net.
Par conséquent, l'uniformité de l'enroulement des films composites sans solvant est liée au réglage des paramètres de tension et à la force de frottement entre les couches. Le coefficient de frottement du film PE utilisé pour les films composites sans solvant est généralement inférieur à 0,1 afin de contrôler le coefficient de frottement du film composite final.
Le film composite plastique traité sans solvant présente des défauts d'aspect, tels que des points d'adhésif en surface. Testé sur un seul sac d'emballage, il s'agit d'un produit certifié. Cependant, après l'emballage de l'adhésif foncé, ces défauts d'aspect apparaissent sous forme de points blancs.
Conclusion
Les problèmes les plus courants lors de l'emballage automatique à grande vitesse sont la rupture et le délaminage des sacs. Bien que le taux de rupture ne dépasse généralement pas 0,2 % selon les normes internationales, les pertes dues à la contamination d'autres articles par la rupture des sacs sont très importantes. Par conséquent, en testant les performances de thermoscellage des matériaux et en ajustant les paramètres de thermoscellage en production, il est possible de réduire le risque d'endommagement des sacs d'emballage souples pendant le remplissage, le stockage, le post-traitement et le transport. Cependant, une attention particulière doit être portée aux points suivants :
1) Une attention particulière doit être portée à la contamination du joint par le matériau de remplissage pendant le processus de remplissage. Les contaminants peuvent réduire considérablement l'adhérence thermique ou la résistance du joint, entraînant la rupture du sachet d'emballage souple en raison de son incapacité à résister à la pression. Une attention particulière doit être portée aux matériaux de remplissage en poudre, qui nécessitent des tests de simulation appropriés.
2) L'adhérence thermique du matériau et la résistance au thermoscellage par dilatation obtenues grâce aux paramètres de thermoscellage de la ligne de production sélectionnés doivent laisser une certaine marge sur la base des exigences de conception (une analyse spécifique doit être effectuée en fonction de la situation de l'équipement et du matériau), car qu'il s'agisse de composants de thermoscellage ou de matériaux de film d'emballage souple, l'uniformité n'est pas très bonne et les erreurs accumulées entraîneront un effet de thermoscellage inégal au point de thermoscellage de l'emballage.
3) En testant l'adhérence thermique et la résistance à la dilatation des matériaux, il est possible d'obtenir un ensemble de paramètres de thermoscellage adaptés à des produits et des lignes de production spécifiques. À ce stade, une réflexion approfondie et un choix optimal doivent être effectués en fonction de la courbe de thermoscellage du matériau obtenue lors des essais.
4) La rupture et le délaminage des sacs d'emballage souples en plastique sont le reflet complet des matériaux, des procédés de fabrication, des paramètres et des opérations de production. Seule une analyse détaillée permet d'identifier les véritables causes de rupture et de délaminage. Des normes doivent être établies lors de l'achat de matières premières et auxiliaires et du développement des procédés de production. La tenue de registres d'origine précis et l'amélioration continue de la production permettent de maîtriser le taux de détérioration des sacs d'emballage souples automatiques en plastique à un niveau optimal, dans une certaine limite.
Date de publication : 02/12/2024