Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των μηχανών κατασκευής τσαντών HDPE και LDPE;

Το πολυαιθυλένιο είναι το πιο κοινό υλικό σε μαλακές συσκευασίες. Αλλά δεν είναι όλα τα πολυαιθυλένια ίδια. Και τα μηχανήματα που το επεξεργάζονται είναι διαφορετικά. Το πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας (HDPE) και το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας (LDPE) σχετίζονται χημικά. Αλλά όσον αφορά την επεξεργασία, συμπεριφέρονται διαφορετικά. Οι μηχανές που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σακουλών αντικατοπτρίζουν αυτές τις διαφορετικές απαιτήσεις θερμότητας, τη δομή της μεμβράνης και τις απαιτήσεις του τελικού προϊόντος. και γιατί, προκειμένου να γίνουν οι σωστές επενδύσεις.

Η διαφορά υλικού: Γιατί οδηγεί το σχεδιασμό της μηχανής

Πριν κοιτάξετε το μηχάνημα, πρέπει να είναι σαφείς οι διαφορές στα υλικά. Κάθε μηχανική διαφορά μεταξύ των τύπων μηχανών προέρχεται από τις φυσικές ιδιότητες του πολυμερούς.

Το HDPE (πολυαιθυλένιο υψηλής πυκνότητας με πυκνότητα 0,941–0,965 g/cm3) είναι ένα γραμμικό πολυμερές με λίγους πλευρικούς κλάδους. Αυτή η σφιχτή μοριακή δομή του δίνει τις ακόλουθες ιδιότητες:

• Υψηλή αντοχή σε εφελκυσμό σε σχέση με το πάχος του
• Υψηλότερο σημείο τήξης (~130–135 βαθμοί)
• Πιο σκληρή μεμβράνη ισοδύναμου πάχους
• Στενότερο παράθυρο θερμοστεγανοποίησης-
• Ημιδιαφανής έως αδιαφανής εμφάνιση
• Εξαιρετική αντοχή στην υγρασία και τα χημικά

Το πολυαιθυλένιο χαμηλής-πυκνότητας (LDPE με πυκνότητα 0,910 – 0,940 g/cm3) παράγεται με μεθόδους υψηλής-πίεσης. Αυτό οδήγησε σε μεγάλο αριθμό διακλαδώσεων αλυσίδας.

Αυτή η δομή δίνει τα εξής αποτελέσματα:

• Χαμηλότερη αντοχή σε εφελκυσμό για το ίδιο πάχος (άρα χρειάζεστε παχύτερο φιλμ για το ίδιο φορτίο)
• Χαμηλότερο σημείο τήξης (~105–115 βαθμοί)
• Πιο απαλό, πιο ευέλικτο φιλμ
• Μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασιών για θερμοκόλληση
• Πιο καθαρή, πιο γυαλιστερή εμφάνιση
• Μεγαλύτερο τέντωμα πριν το σπάσιμο

Αυτές οι διαφορές είναι σημαντικές. Καθορίζουν τη θερμοκρασία σφράγισης, τις απαιτήσεις ψύξης, το χειρισμό της μεμβράνης, τη δύναμη κοπής και το σχεδιασμό ολόκληρης της γραμμής παραγωγής σακούλας μηχανής.

Βασικές διαφορές μηχανών: Μια τεχνική σύγκριση

1. Σύστημα στεγανοποίησης: Θερμοκρασία και χρόνος παραμονής

Αυτή είναι η θεμελιώδης διαφορά μεταξύ των δύο μηχανών.

Μια σακούλα HDPE πρέπει να διατηρεί τη θερμοκρασία σφράγισης μεταξύ 140 βαθμών και 200 ​​βαθμών C. Αυτό εξαρτάται από το πάχος της μεμβράνης και την ταχύτητα της γραμμής. Το HDPE έχει ένα στενό παράθυρο στεγανοποίησης, συνήθως μεταξύ μιας ασθενούς σφράγισης και μιας απανθρακωμένης μεμβράνης ± 5 βαθμούς C. Αυτό απαιτεί πολύ ομοιόμορφη θερμότητα στο πλάτος της σφράγισης. Η ανομοιόμορφη θερμοκρασία μπορεί να αποδυναμώσει τις φώκιες σε πιο δροσερά σημεία και να τις κάψει σε θερμότερα σημεία. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι ράβδοι στεγανοποίησης HDPE έχουν συνήθως:

• Θερμαντήρες φυσιγγίων υψηλής-πυκνότητας με πολλές ξεχωριστά ελεγχόμενες ζώνες θέρμανσης
• Αντικαταστήστε τα θερμοστοιχεία με αισθητήρες θερμοκρασίας αντίστασης πλατίνας (Pt100 ή Pt1000) για βελτίωση της ακρίβειας
• Συντομότερος χρόνος παραμονής (επειδή το HDPE κρυσταλλώνεται πιο γρήγορα) για την αποφυγή υπερθέρμανσης
• Το εύρος θερμοκρασίας στεγανοποίησης μιας μηχανής LDPE είναι 100-150 μοίρες. Το εύρος του είναι μεγάλο (+ -10 -15 μοίρες ). Αυτό κάνει τα συστήματα θέρμανσης μια περιοχή απλούστερη, μένει περισσότερο και έχει λιγότερη θερμική καταπόνηση στη τσιμούχα.

2. Σύστημα ψύξης

Το HDPE σκληραίνει πιο γρήγορα όταν ψύχεται από το LDPE. Μετά τη σφράγιση, ωστόσο, απαιτείται ελεγχόμενη ψύξη για να διατηρηθεί το σχήμα σφράγισης και να αποτραπεί η κάμψη της μεμβράνης. Οι μηχανές συσκευασίας HDPE έχουν γενικά τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• Τοποθετήστε υποχρεωτικές ράβδους ψύξης αέρα αμέσως μετά τους σταθμούς σφράγισης
• Σε-μηχανές υψηλής ταχύτητας, οι ράβδοι πίεσης που ψύχονται με νερό-μπορούν ταυτόχρονα να ψύξουν και να ισοπεδώσουν τις σφραγισμένες περιοχές
• Ο μεταφορικός ιμάντας κινείται πιο γρήγορα, παίρνοντας θερμότητα από την περιοχή στεγανοποίησης.

Οι μηχανές LDPE μπορούν να χρησιμοποιηθούν για απλή ψύξη αέρα ή για ελαφριά συστήματα εξαναγκασμένου αέρα. Η μαλακή μεμβράνη μπορεί να χειριστεί τη θερμότητα μετά τη σφράγιση χωρίς να αλλάξει σχήμα.

3. Τροφοδοσία φιλμ και έλεγχος τάσης

Πολυαιθυλένιο υψηλής-πυκνότητας (το φιλμ HDPE είναι πιο σκληρό και λεπτό (οι σακούλες λιανικής είναι συνήθως 10 -25 μικρά). Είναι πιο ευαίσθητο στην τάση του τροφοδότη από το πολυαιθυλένιο χαμηλής πυκνότητας. Η υπερβολική τάση μπορεί να τεντώσει ή να σχίσει το φιλμ. Η πολύ μικρή τάση οδηγεί σε προβλήματα παρακολούθησης και σφάλματα ευθυγράμμισης. Η αντιμετώπιση των σακουλών HDPE είναι όπως ακολουθεί

• Συστήματα χορευτικού ρολού με ελατήριο ή{0}}κλιματιζόμενους βραχίονες τάνυσης. Αυτά μπορούν να προσαρμόσουν τη διάμετρο του ρολού φιλμ σε πραγματικό χρόνο.
• Ακριβή συστήματα πέδησης εκτύλιξης του συστήματος πέδησης (σερβομηχανισμός ή έλεγχος πέδησης υστέρησης). Αυτά είναι καλύτερα από τα απλά φρένα τριβής που λειτουργούν συνήθως στο LDPE.
• Συστήματα EPC (Edge Position Control). Χρησιμοποιούν οπτικούς ή υπερηχητικούς αισθητήρες για να διατηρούν το φιλμ εντός ±0,5 mm σε υψηλή ταχύτητα.

Τα φιλμ LDPE είναι πιο μαλακά και συνήθως παχύτερα (20 -100 μικρά). Είναι πιο ανεκτικό στη νευρική αλλαγή. Τα τυπικά φρένα ελατηρίου roll και τριβής λειτουργούν καλά με τις περισσότερες εφαρμογές LDPE.

4. Μηχανισμός Κοπής

Η μηχανή κοπής λειτουργεί διαφορετικά για κάθε υλικό.

Τα φιλμ HDPE κόβονται καθαρά με ζεστό σύρμα ή συστήματα ζεστών μαχαιριών. Τα καλώδια λιώνουν γρήγορα στο φιλμ. Αφήστε επίσης μια σφραγισμένη άκρη στο κάτω μέρος και στο μπροστινό μέρος της επόμενης τσάντας. Η δράση σφράγισης του συνδυασμού είναι κοινή στην παραγωγή τσαντών T-shirt. Χρησιμοποιείται κυρίως για HDPE.

Τα φιλμ LDPE συνήθως κόβονται χρησιμοποιώντας ένα ψυχρό-σύστημα λεπίδων (διάτμηση ή σύνθλιψη). Αυτό ισχύει ιδιαίτερα για επίπεδες και κάτω τσάντες. Μπορείτε να κόψετε το LDPE με ζεστό σύρμα, αλλά συχνά αφήνει σύρμα-σαν θραύσματα στην κόψη. Αυτό συμβαίνει επειδή το πολυαιθυλένιο χαμηλής-πυκνότητας ρέει περισσότερο σε υψηλές θερμοκρασίες και είναι κολλώδες.

Η διαφορά δεν είναι απόλυτη. Και οι δύο μέθοδοι έχουν μηχανές. Αλλά η μέθοδος κοπής είναι μια από τις πιο γρήγορες για να προσδιοριστεί εάν η μηχανή είναι κατασκευασμένη κυρίως από HDPE ή από πολυαιθυλένιο χαμηλής-πυκνότητας.

5. Handle Punching and Die-Cutting (Παραγωγή T-Shirt Bag)

Οι τσάντες με μπλουζάκια είναι κατασκευασμένες σχεδόν εξ ολοκλήρου από HDPE. Αυτό συμβαίνει επειδή η ακαμψία του HDPE επιτρέπει στα ανοίγματα της λαβής ημισελήνου να διατηρούν το σχήμα τους όταν μεταφέρετε την τσάντα. LDPE χειρίζεται αναδίπλωση και άβολο κράτημα.

Το μοντέλο χρησιμότητας σχετίζεται με μια μηχανή κατασκευής σακουλών από HDPE τσάντα μπλουζάκι, η οποία παρέχεται με μονάδα διάτρησης μήτρας-μετά τη σφράγιση. Η διάτρηση κόβει το άνοιγμα της λαβής καθώς κάθε σακούλα φεύγει από την περιοχή σφράγισης. Τα κύρια μηχανικά χαρακτηριστικά είναι τα εξής:

Μηχανισμοί διάτρησης υψηλής-ταχύτητας, με ονομαστική 100-200 χτυπήματα ανά λεπτό

Σχεδιασμός διάτρησης και μήτρας από σκληρυμένο χάλυβα με σφιχτό διάκενο (0,05–0,15 mm). Αυτά μπορούν να δημιουργήσουν καθαρές άκρες σε HDPE χωρίς σχίσιμο.

Πνευματική ή σερβο{0}}δράση διάτρησης σε τέλειο συγχρονισμό με την κίνηση της ταινίας.

Οι μηχανές σακουλών LDPE γενικά δεν παράγουν επίπεδες-συσκευασίες ή κάτω-σφραγισμένες σακούλες. Εάν το LDPE χρησιμοποιείται για μαλακές-τσάντες χεριού (διαφορετικοί τύποι τσαντών με κολλητά ή συγκολλημένα δαχτυλίδια), χρησιμοποιούνται διαφορετικά χειροποίητα συστήματα. Δεν είναι-καθαρό.

6. Ταχύτητα μηχανής και ρυθμός εξόδου

Τα οικονομικά στοιχεία παραγωγής των δύο τύπων μηχανών διαφέρουν σημαντικά:

Οι σύγχρονες μηχανές αποθήκευσης HDPE λειτουργούν με υψηλή ταχύτητα και χρησιμοποιούν πλέον συστήματα πλήρους σερβοκίνησης. Διαθέτουν ξεχωριστούς σερβοκινητήρες για πρόωση μεμβράνης, κίνηση ράβδου στεγανοποίησης, κίνηση διάτρησης και κίνηση μεταφορέα. Το κεντρικό PLC συντονίζει όλα αυτά. Αυτό το αυστηρό πρόγραμμα είναι απαραίτητο γιατί με περισσότερους από 150 κύκλους ανά λεπτό, οποιαδήποτε καθυστέρηση μεταξύ της προώθησης του φιλμ, της σφράγισης, της σφράγισης και της κοπής είναι μόνο χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Οι μηχανές για επίπεδη σακούλα LDPE εισόδου-επιπέδου μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα απλό σύστημα κίνησης έκκεντρου για τον κύριο κινητήρα. Αυτό ισχύει για αργούς, λιγότερο απαιτητικούς χρόνους.

Τα πλήρη σερβο συστήματα είναι πιο ακριβά. Αλλά εδώ είναι τα οφέλη:

7. Ενσωμάτωση συστήματος κίνησης και σερβομηχανισμού

Οι σύγχρονες μηχανές αποθήκευσης HDPE λειτουργούν με υψηλή ταχύτητα και χρησιμοποιούν πλέον συστήματα πλήρους σερβοκίνησης. Διαθέτουν ξεχωριστούς σερβοκινητήρες για πρόωση μεμβράνης, κίνηση ράβδου στεγανοποίησης, κίνηση διάτρησης και κίνηση μεταφορέα. Το κεντρικό PLC συντονίζει όλα αυτά. Αυτό το αυστηρό πρόγραμμα είναι απαραίτητο γιατί με περισσότερους από 150 κύκλους ανά λεπτό, οποιαδήποτε καθυστέρηση μεταξύ της προώθησης του φιλμ, της σφράγισης, της σφράγισης και της κοπής είναι μόνο χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Οι μηχανές για επίπεδη σακούλα LDPE εισόδου-επιπέδου μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα απλό σύστημα κίνησης έκκεντρου για τον κύριο κινητήρα. Αυτό ισχύει για αργούς, λιγότερο απαιτητικούς χρόνους.

Τα πλήρη σερβο συστήματα αυξάνουν το κόστος, αλλά προσφέρουν:

• Ηλεκτρονική διαχείριση συνταγών (αποθήκευση και φόρτωση ρυθμίσεων για κάθε προϊόν)
• Εύκολη εναλλαγή χωρίς μηχανική ρύθμιση
• Ενσωματωμένη-εύρεση προβλημάτων και καταγραφή σφαλμάτων

Συνεργαστείτε με τα συστήματα επιτήρησης Industry 4.0

Μπορεί ένα μηχάνημα να τρέξει και HDPE και LDPE;

Αυτή είναι μια συνηθισμένη-επακόλουθη ερώτηση. Η απάντηση είναι: ναι, αλλά μόνο υπό ορισμένες προϋποθέσεις.

Ορισμένα μετατρέψιμα έχουν εναλλάξιμες ράβδους στεγανοποίησης. Μπορείτε να αντικαταστήσετε μια ίσια ράβδο με μια επίπεδη τσάντα LDPE και μια ράβδο U- με μια τσάντα T-HDPE. Έχουν επίσης ρυθμιζόμενους ελέγχους θερμοκρασίας για να καλύπτουν και τα δύο υλικά. Υπάρχουν όμως προβλήματα:

Ένα μηχάνημα 180 μοιρών με αυστηρό έλεγχο θερμοκρασίας για HDPE θα έχει περισσότερη θερμαντική ισχύ από αυτή που απαιτεί το LDPE. Αυτό προσθέτει στο κόστος.

Τα μηχανήματα που κατασκευάζονται για το ευρύτερο φάσμα σφράγισης LDPE του LDPE ενδέχεται να μην έχουν την ακρίβεια θερμοκρασίας ή τη διάτρηση που απαιτείται για τις τσάντες μπλουζών από HDPE.

Η λειτουργία πολυαιθυλενίου υψηλής πυκνότητας (HDPE) σε εξοπλισμό πολυαιθυλενίου χαμηλής πυκνότητας (LDPE) οδηγεί συχνά σε κακή ποιότητα στεγανοποίησης, περισσότερα απόβλητα και ταχύτερη φθορά του εργαλείου.

Πρακτικές συμβουλές: Επιλέξτε πρώτα τα κύρια συστατικά. Στη συνέχεια, δείτε εάν μπορείτε επίσης να εκτελέσετε άλλα υλικά με αποδεκτές απώλειες απόδοσης. Η μετατρεψιμότητα δεν θα πρέπει να είναι η κύρια απαίτηση χωρίς τον έλεγχο των πραγματικών δεδομένων παραγωγής και για τα δύο μοντέλα.

Επιλογή μεταξύ τύπων μηχανών: Πλαίσιο απόφασης

Ρυθμιστικό πλαίσιο και πρότυπα

• Και τα δύο μηχανήματα πρέπει να παράγουν σακούλες που πληρούν τα πρότυπα της αγοράς τους:
• ISO 4591 -Μέτρηση του μέσου πάχους πλαστικής μεμβράνης και φύλλου
• ASTM D882 -Αντοχή εφελκυσμού λεπτού πλαστικού φύλλου και των σακουλών HDPE και LDPE)
• EL 13432 -Κανόνες συσκευασίας που μπορούν να κομποστοποιηθούν και να αποσυντεθούν (όταν διεκδικείτε δυνατότητα ανακύκλωσης)

Περίληψη

Η διαφορά μεταξύ μιας μηχανής κατασκευής σακουλών HDPE και μιας μηχανής LDPE δεν αφορά μόνο τις ρυθμίσεις θερμοκρασίας. Δείχνει μια εντελώς διαφορετική προσέγγιση για την τροφοδοσία μεμβράνης, την ακρίβεια σφράγισης, τις μεθόδους κοπής, την ολοκλήρωση της μήτρας-και το σχεδιασμό του συστήματος κίνησης. Οι μηχανές HDPE είναι εργαλεία ακριβείας. Είναι κατασκευασμένα για να επεξεργάζονται ένα σκληρό υλικό μέσα σε ένα στενό εύρος λειτουργίας σε υψηλές ταχύτητες. Οι μηχανές LDPE είναι πιο επιεικές. Λειτουργούν για μια ευρύτερη ποικιλία τύπων τσαντών και μεγεθών παραγωγής.
Για οποιαδήποτε λειτουργία συσκευασίας που εξετάζει τον εξοπλισμό, πρέπει να ξεκινήσετε με μια σαφή ιδέα για τον τύπο της σακούλας, το κύριο υλικό φιλμ, την ποσότητα παραγωγής και τις ανάγκες ποιότητας - προτού συγκρίνετε οποιαδήποτε μηχανή. Η αντιστοίχιση του σχεδιασμού του μηχανήματος με τη συμπεριφορά του υλικού είναι ο μόνος πιο σημαντικός παράγοντας για τη σταθερή ποιότητα της τσάντας και το καλό κόστος παραγωγής.

Παραπομπές:

• Brydson, JA – Plastics Materials, 7th Edition, Butterworth-Heinemann (Elsevier), 1999
• Harper, CA – Handbook of Plastics Technologies, McGraw-Hill, 2006
• Rosato, DV & Rosato, MG – Plastics Technology Handbook, 4th Edition, CRC Press, 2006
• Glanvill, AB – Plastics Engineer's Data Book, Mechanical Engineering Publications, 1993
• ASTM D882-18 – Τυπική μέθοδος δοκιμής για ιδιότητες εφελκυσμού λεπτών πλαστικών φύλλων, ASTM International
• ISO 4591:1992 – Plastics - Film and Sheeting - Determination of Average Thickness, International Organization for Standardization