Kakšna je razlika med stroji za izdelavo vrečk HDPE in LDPE?

Polietilen je najpogostejši material v mehki embalaži. Vendar ni vsak polietilen enak. In stroji, ki ga obdelujejo, so različni. Polietilen visoke (-) gostote (HDPE) in polietilen nizke gostote (LDPE) sta kemično sorodna. Toda ko gre za predelavo, se obnašata različno. Stroji, ki se uporabljajo za izdelavo vrečk, odražajo te različne toplotne zahteve, strukturo filma in zahteve končnega izdelka. Za inženirje pakiranja, vodje obratov in nabavne skupine, ki iščejo opremo, je pomembno natančno razumeti, kaj razlikuje HDPE od LDPE in zakaj, da bi naredili prave naložbe.

Razlika v materialu: zakaj poganja oblikovanje strojev

Preden si ogledate stroj, morajo biti jasne materialne razlike. Vsaka mehanska razlika med vrstami strojev izhaja iz fizikalnih lastnosti polimera.

HDPE (polietilen visoke gostote z gostoto 0,941–0,965 g/cm3) je linearen polimer z malo stranskimi vejami. Ta tesna molekularna struktura mu daje naslednje lastnosti:

• Visoka natezna trdnost glede na njegovo debelino
• Višje tališče (~130–135 stopinj)
• Trši film pri enaki debelini
• Ožje toplotno{0}}tesnilno okno
• Od prosojnega do neprozornega videza
• Odlična odpornost na vlago in kemikalije

Polietilen nizke-gostote (LDPE z gostoto 0,910 – 0,940 g/cm3) se proizvaja z visoko{4}}tlačnimi metodami. To je vodilo do velikega števila razvejanih verig.

Ta struktura daje naslednje rezultate:

• Nižja natezna trdnost za enako debelino (zato potrebujete debelejšo folijo za enako obremenitev)
• Nižje tališče (~105–115 stopinj)
• Mehkejši, prožnejši film
• Širši temperaturni razpon za toplotno tesnjenje
• Jasnejši, sijajnejši videz
• Večji razteg pred zlomom

Te razlike so pomembne. Določijo temperaturo zapiranja, zahteve glede hlajenja, rokovanje z membrano, rezalno silo in zasnovo celotne proizvodne linije strojnih vrečk.

Ključne razlike med stroji: tehnična primerjava

1. Tesnilni sistem: temperatura in čas zadrževanja

To je temeljna razlika med obema strojema.

Vrečka iz HDPE mora vzdrževati temperaturo zapiranja med 140 stopinj in 200 stopinj C. To je odvisno od debeline filma in hitrosti linije. HDPE ima ozko tesnilno okno, običajno med šibkim tesnilom in zoglenelim filmom ± 5 stopinj C. To zahteva zelo enakomerno toploto po širini tesnila. Neenakomerna temperatura lahko oslabi tesnila na hladnejših mestih in jih opeče na toplejših mestih. Zato imajo tesnilne palice HDPE običajno:

• Kartušni grelniki visoke{0}}gostote z več ločeno nadzorovanimi ogrevalnimi conami
• Za izboljšanje natančnosti zamenjajte termoelemente s platinastimi temperaturnimi senzorji (Pt100 ali Pt1000).
• Krajši čas zadrževanja (ker HDPE kristalizira hitreje), da se prepreči pregrevanje
• Temperaturno območje tesnjenja stroja LDPE je 100-150 stopinj. Njegov razpon je širok (+ -10 -15 stopinj). Zaradi tega so ogrevalni sistemi enostavnejši, ostanejo daljši in imajo manjšo toplotno obremenitev tesnila.

2. Hladilni sistem

HDPE se ohlaja hitreje kot LDPE. Po tesnjenju pa je potrebno nadzorovano hlajenje, da ohranimo obliko tesnila in preprečimo upogibanje filma. Stroji za pakiranje HDPE v vreče imajo na splošno naslednje značilnosti:

• Namestite obvezne palice za hlajenje zraka takoj po tesnilnih postajah
• Pri visokohitrostnih-strojih lahko vodno{1}}hlajene tlačne palice hkrati ohladijo in izravnajo zaprta območja
• Tekoči trak se premika hitreje in odvzema toploto iz območja tesnila.

Stroji LDPE se lahko uporabljajo za preprosto hlajenje z zrakom ali lahke sisteme s prisilnim zrakom. Mehka folija prenese vročino po tesnjenju, ne da bi spremenila obliko.

3. Podajanje filma in nadzor napetosti

Polietilen visoke-gostote (folija HDPE je trša in tanjša (maloprodajne vrečke so običajno 10 -25 mikronov). Je bolj občutljiv na napetost podajalnika kot polietilen nizke gostote. Preveč napetosti lahko raztegne ali raztrga folijo. Premajhna napetost vodi do težav pri sledenju in napak pri poravnavi. Obravnava vrečk HDPE je naslednja:

• Plešoči sistemi z vzmetmi ali-klimatiziranimi napenjalnimi rokami. Ti lahko prilagodijo premer zvitka filma v realnem času.
• Natančni odvijalni zavorni sistemi zavornega sistema (servo pogon ali histerezni nadzor zavor). Te so boljše od preprostih tornih zavor, ki običajno delujejo v LDPE.
• Sistemi EPC (Edge Position Control). Uporabljajo optične ali ultrazvočne senzorje, ki ohranjajo film znotraj ±0,5 mm pri visoki hitrosti.

Film LDPE je mehkejši in običajno debelejši (20 -100 mikronov). Je bolj toleranten do živčnih sprememb. Standardne vzmetne plesalke kotalne in torne zavore dobro delujejo z večino aplikacij LDPE.

4. Rezalni mehanizem

Rezalni stroj deluje drugače za vsak material.

HDPE folije se čisto razrežejo s sistemi vroče žice ali vročih nožev. Žice se v filmu hitro stopijo. Prav tako pustite zapečaten rob na dnu in sprednji strani naslednje vrečke. Tesnilni učinek kombinacije je pogost pri proizvodnji torb za majice. Uporablja se predvsem za HDPE.

Film LDPE se običajno reže s-sistemom hladnih rezil (striženje ali drobljenje). To še posebej velja za vrečke z ravnim in spodnjim delom. LDPE lahko režete z vročo žico, vendar na rezalnem robu pogosto ostane žica-kot drobci. To se zgodi, ker polietilen nizke-gostote pri visokih temperaturah bolj teče in je lepljiv.

Razlika ni absolutna. Obe metodi imata stroje. Toda metoda rezanja je ena od najhitrejših za določitev, ali je stroj izdelan predvsem iz HDPE ali polietilena nizke-gostote.

5. Izsekavanje ročaja in -izrezovanje (proizvodnja -vreč za majice)

-Torbe za majice so skoraj v celoti izdelane iz HDPE. To je zato, ker togost HDPE omogoča, da odprtine v obliki polmeseca obdržijo svojo obliko, ko nosite torbo. LDPE prenese zlaganje in neudobno držanje.

Uporabni model se nanaša na stroj za izdelavo vrečk HDPE za majice, ki je po tesnjenju opremljen z-enoto za izrezovanje. Luknjač odreže odprtino ročaja, ko vsaka vrečka zapusti območje zapiranja. Glavne mehanske lastnosti so naslednje:

Visoko{0}}hitrostni udarni mehanizmi, ocenjeni na 100–200 gibov na minuto

Izvedba udarca in matrice iz kaljenega jekla s tesnim odmikom (0,05–0,15 mm). Ti lahko ustvarijo čiste robove v HDPE brez trganja.

Pnevmatsko ali servo{0}}gnano udarno delovanje v popolni usklajenosti z gibanjem filma.

Stroji za vrečke iz LDPE na splošno ne proizvajajo vrečk z ravnim-pakiranjem ali-dnom zaprtih vrečk. Če se LDPE uporablja za ročne torbice z mehkimi -obročki (različne vrste torbic z lepljenimi ali varjenimi obroči), se uporabljajo različni ročno izdelani sistemi. To ni izrez-.

6. Hitrost stroja in izhodna hitrost

Ekonomika proizvodnje obeh vrst strojev se bistveno razlikuje:

Sodobni stroji za pakiranje v vreče iz HDPE delujejo z visoko hitrostjo in zdaj uporabljajo sisteme polnega servo pogona. Imajo ločene servo motorje za pogon membrane, premikanje tesnilne palice, premikanje udarca in pogon tekočega traku. centralni PLC koordinira vse to. Ta tesen urnik je potreben, ker je pri več kot 150 ciklih na minuto kakršna koli zamuda med pogonom filma, tesnjenjem, žigosanjem in rezanjem le milisekunde.

Začetni-stroji za ploščate vrečke iz LDPE lahko za glavni motor uporabljajo preprost sistem odmičnega pogona. To velja za počasne, manj zahtevne čase.

Popolni servo sistemi so dražji. Toda tukaj so prednosti:

7. Integracija pogonskega sistema in servo

Sodobni stroji za pakiranje v vreče iz HDPE delujejo z visoko hitrostjo in zdaj uporabljajo sisteme polnega servo pogona. Imajo ločene servo motorje za pogon membrane, premikanje tesnilne palice, premikanje udarca in pogon tekočega traku. centralni PLC koordinira vse to. Ta tesen urnik je potreben, ker je pri več kot 150 ciklih na minuto kakršna koli zamuda med pogonom filma, tesnjenjem, žigosanjem in rezanjem le milisekunde.

Začetni-stroji za ploščate vrečke iz LDPE lahko za glavni motor uporabljajo preprost sistem odmičnega pogona. To velja za počasne, manj zahtevne čase.

Popolni servo sistemi povečajo stroške, vendar zagotavljajo:

• Elektronsko upravljanje receptov (shranjevanje in nalaganje nastavitev za vsak izdelek)
• Preprosto preklapljanje brez mehanske nastavitve
• Vgrajen-odkrivanje težav in beleženje napak

Sodelujte z nadzornimi sistemi industrije 4.0

Ali lahko en stroj poganja HDPE in LDPE?

To je običajno-nadaljnje vprašanje. Odgovor je: da, vendar le pod določenimi pogoji.

Nekateri kabrioleti imajo zamenljive tesnilne palice. Ravno palico lahko zamenjate za ravno vrečko iz LDPE in U-bar za vrečke s kratkimi rokavi iz HDPE. Imajo tudi nastavljiv nadzor temperature za pokrivanje obeh materialov. Vendar obstajajo težave:

180-stopinjski stroj s strogim nadzorom temperature za HDPE bo imel več ogrevalne moči kot zahteva LDPE. To poveča stroške.

Stroji, narejeni za širši obseg tesnjenja LDPE iz LDPE, morda nimajo temperaturne natančnosti ali luknjanja, potrebnega za vrečke s kratkimi rokavi iz HDPE.

Uporaba polietilena visoke gostote (HDPE) na opremi iz polietilena nizke gostote (LDPE) pogosto povzroči slabo kakovost tesnjenja, več odpadkov in hitrejšo obrabo orodja.

Praktični nasvet: Najprej izberite glavne sestavine. Nato preverite, ali lahko uporabljate tudi druge materiale s sprejemljivimi izgubami zmogljivosti. Konvertibilnost ne bi smela biti glavna zahteva brez preverjanja dejanskih proizvodnih podatkov za oba modela.

Izbira med vrstami strojev: okvir za odločanje

Kontekst predpisov in standardov

• Oba stroja morata proizvajati vrečke, ki ustrezajo njihovim tržnim standardom:
• ISO 4591 -Meritev povprečne debeline plastične folije in plošče
• ASTM D882 -Natezna trdnost tanke plastične folije iz HDPE in LDPE vrečk)
• EN 13432 -Pravila o embalaži, ki jo je mogoče kompostirati in razgraditi (če trdite, da jo je mogoče reciklirati)

Povzetek

Razlika med strojem za izdelavo vrečk HDPE in strojem LDPE ni le v nastavitvah temperature. Prikazuje popolnoma drugačen pristop k podajanju filma, natančnosti tesnjenja, metodam rezanja, integraciji -izrezovanja in oblikovanju pogonskega sistema. HDPE stroji so natančna orodja. Narejeni so za obdelavo trdega materiala v ozkem delovnem območju pri visokih hitrostih. LDPE stroji so bolj prizanesljivi. Delujejo za več vrst vreč in proizvodnih velikosti.
Pri kateri koli operaciji pakiranja, ki gleda na opremo, morate začeti z jasno predstavo o vrsti vrečke, glavnem materialu filma, količini proizvodnje in zahtevah glede kakovosti -, preden primerjate kateri koli stroj. Usklajevanje zasnove stroja z obnašanjem materiala je najpomembnejši dejavnik za doseganje dosledne kakovosti vrečk in dobrih proizvodnih stroškov.

Reference:

• Brydson, JA – Plastični materiali, 7. izdaja, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 1999
• Harper, CA – Priročnik o plastičnih tehnologijah, McGraw-Hill, 2006
• Rosato, DV & Rosato, MG – Plastics Technology Handbook, 4. izdaja, CRC Press, 2006
• Glanvill, AB – Plastics Engineer's Data Book, Publikacije o strojništvu, 1993
• ASTM D882-18 – Standardna preskusna metoda za natezne lastnosti tanke plastične folije, ASTM International
• ISO 4591:1992 – Plastika - Film in folija - Določitev povprečne debeline, Mednarodna organizacija za standardizacijo