Руководство по эксплуатации оборудования для производства пузырчатой пленки: как спланировать полноценную производственную линию.

Введение

Выбор машины для производства пузырчатой пленки не должен основываться только на максимальной скорости, рабочей ширине или количестве слоев. Необходимая конфигурация зависит от материала пленки, геометрии пузырьков, структуры изделия, формата рулона и последующего процесса переработки. Опираясь на обширный опыт в области экструзии и переработки пузырчатой пленки, компания ZTECH разрабатывает производственные решения для стандартной амортизирующей пленки, ламинированных композитов и специализированных соэкструзионных структур. В этом руководстве объясняется, как, исходя из типа пузырчатой пленки, которую вы собираетесь продавать, преобразовать спецификацию продукта в необходимое оборудование для экструзии, формования, охлаждения, намотки и переработки.

Быстрый ответ

Правильная машина для производства пузырчатой пленки — это та, которая сконфигурирована под конкретный тип пленки, а не модель с самой высокой скоростью, самой широкой лентой или наибольшим количеством слоев. Сначала определите область применения, тип смолы, структуру слоев, геометрию пузырьков, рабочую ширину, формат рулона и требуемый объем товарной продукции. Эти требования определяют экструзионные узлы, формовочные ролики, мощность охлаждения, систему намотки и дополнительное оборудование для переработки. Сравните поставщиков, использующих одинаковые технические характеристики продукции, и перед приемкой убедитесь в стабильном качестве продукции, соответствующей заявленным параметрам.

Начните с готовой пленки для мыльных пузырей.

Предложение по производственной линии приобретает смысл только после того, как четко определена требуемая пузырчатая пленка. Две машины, описанные с одинаковой шириной или количеством слоев, могут быть спроектированы для разных материалов, форматов рулонов и требований к производительности.

Определите приложение

Начните с того, какой продукт будет защищать пузырчатая пленка и с условий, в которых он будет находиться во время хранения, транспортировки и использования.

К распространенным областям применения относятся:

• Электронная коммерция и общая защитная упаковка
• Защита мебели и стекла
• Промышленные компоненты
• Электронные товары
• Изолированные композитные материалы
• Пузырчатые пакеты и почтовые конверты
• Рулоны для амортизации в розничной и промышленной торговле

Приложение не определяет автоматически конкретную конфигурацию оборудования. Вместо этого оно формулирует вопросы, на которые должен ответить готовый фильм.

Для рулонной упаковочной пленки общего назначения приоритет может отдаваться экономичному использованию материалов и гибким размерам рулона. Пленка для чувствительных компонентов может потребовать более тщательного контроля состояния поверхности, чистоты или антистатических свойств. Для изоляционных материалов может потребоваться алюминиевая фольга, крафт-бумага, пенополиэтилен или другой облицовочный материал. Производство пузырчатой пленки также включает в себя печать, ламинирование, складывание, запечатывание и резку.

Определите формат готового документа

Укажите, в каком виде пузырчатая пленка будет отправлена с завода:

• Мастер-роллы
• Нарезанные рулоны
• Вальцы без сердечника
• Перфорированные рулоны
• Листы для резки
• Пузырчатые пакеты
• Ламинированная пузырчатая пленка
• Материал для пузырчатой пленки

Основная экструзионная линия обычно производит непрерывную пузырчатую пленку или мастер-рулоны. Резка, перфорация, перемотка, нарезка листов и изготовление пакетов являются отдельными процессами переработки, если только они не интегрированы в проект целенаправленно.

Подготовьте техническое задание на изделие.

Перед запросом ценовых предложений необходимо предоставить следующие документы:

• Предполагаемое применение
• Требования к смоле и добавкам
• Последовательность слоев
• Диаметр, высота и шаг пузырька
• Готовая полезная ширина
• Целевой показатель плотности или толщины слоя
• Ширина, диаметр, длина и вес валка
• Обмотка с сердечником или без сердечника
• Требования к поверхности и внешнему виду
• Требования к воздухонепроницаемости
• Требования к последующей обработке

Данная спецификация должна описывать продукт, который вы намереваетесь производить, а не повторять опубликованную спецификацию уже существующего оборудования.

Что входит в состав линии по производству мыльных пузырей?

Линия по производству пузырчатой пленки преобразует смолу в формованную, ламинированную, охлажденную и намотанную пузырчатую пленку. Точная схема может варьироваться, но большинство линий построены на основе одной и той же производственной последовательности.

Основные производственные модули

Типичная строка включает в себя:

1. Подача и дозирование материала
2. Экструзия и пластификация
3. Плоские пленочные кристаллы
4. Вакуумное образование пузырьков
5. Ламинирование базовой пленки
6. Охлаждение и сцепление
7. Обрезка кромок
8. Намотка
9. Электрические и технологические системы управления

Нагретое полотно пленки соприкасается с вакуумным формовочным валиком. Пленка втягивается в полости валика, создавая пузырьковый рисунок. Затем она соединяется с плоским основанием, удерживая воздух внутри отдельных пузырьков. Охлаждение стабилизирует структуру перед обрезкой и намоткой.

Дополнительные модули

В зависимости от продукта и целевого объекта автоматизации, проект может также включать в себя:

• Гравиметрическое или объемное дозирование
• Автоматическая подача материала
• Гидравлическая замена сита
• мониторинг давления расплава
• Восстановление кромочной отделки
• Перфорация
• Автоматическая резка
• Автоматическая смена рулонов
• Дополнительные станции размотки
• Ламинирование в потоке
• Обработка рулонов и маркировка

Дополнительное оборудование должно решать конкретные производственные задачи. Внедрение автоматизации без учета размера рулона, частоты переналадки и спроса со стороны конечного потребителя может увеличить затраты без повышения товарной продукции.

Оборудование для магистральных линий и перерабатывающих предприятий

Экструзионная линия производит пленочное полотно или мастер-рулон с пузырьками воздуха. Затем отдельное оборудование может выполнять следующие операции:

• Перемотка назад
• Узкоширинная резка
• Вальцовочная распиловка
• Перфорация фиксированной длины
• Раскрой листового материала
• Запечатывание и разрезание пакетов
• производство почтовых рассылок
• Переработка лома

Разделение этих функций упрощает сравнение цен и предотвращает ошибочное принятие оборудования, используемого в последующих этапах производства, за стандартные модули экструзионной линии.

Подберите материалы в соответствии с изделием и оборудованием.

Выбор материала влияет на стабильность расплава, образование пузырьков, сцепление, механические характеристики, воздухоудержание и последующую обработку. Поэтому конфигурацию оборудования следует выбирать, исходя из определенного диапазона материалов, а не на основе общего утверждения о том, что оно «подходит для полиэтилена».

Пузырьковая пленка на основе полиэтилена

В большинстве традиционных пленок для создания пузырьков используются материалы на основе полиэтилена. Однако состав пленок для образования пузырьков и для создания плоского основания не всегда одинаков.

Пузырьковый слой должен равномерно формироваться на вакуумном валике и сохранять свою геометрию после охлаждения. Базовый слой должен надежно прилегать к пузырьковому слою и обеспечивать требуемые поверхностные и тактильные свойства.

При планировании материалов следует учитывать:

• Стабильность при обработке расплава
• Поведение, приводящее к образованию пузырьков
• Межслойная связь
• Гибкость
• Характеристики на проколы и разрывы
• Удержание воздуха
• Требования к печати и запечатыванию
• Стабильность партии

Формулу состава материала, продемонстрированную при одной ширине, плотности или размере пузырьков, не следует автоматически предполагать, что она будет работать в других производственных условиях.

Добавки и переработанные материалы

Для улучшения внешнего вида, идентификации или обеспечения антистатических свойств могут использоваться цветные мастербатчи и функциональные добавки. В проекте следует определить, какой слой содержит добавку и влияет ли она на формование, ламинирование, печать или герметизацию.

В отдельных изделиях также может использоваться переработанный материал, но практическое соотношение зависит от его источника, уровня загрязнения и консистенции расплава. В ходе испытаний следует определить:

• Какой слой может содержать переработанный материал?
• Необходимость использования первичной смолы в поверхностном или герметизирующем слое
• Как материал влияет на однородность пузырьков
• Остается ли допустимым удержание воздуха.
• Можно ли по-прежнему надежно разрезать, запаять или заламинировать пленку?

Процент пригодности материала следует определять, исходя из предполагаемого источника материала, а не рассматривая это как фиксированную производительность оборудования.

Функциональные соэкструзионные материалы

Для некоторых изделий из пузырчатой пленки требуются более специализированные материалы.

В схеме ABA для внешней и внутренней частей соэкструдированного полотна могут использоваться разные материалы. Нейлон может быть добавлен, когда требуется улучшенная газобарьерная способность и более длительное сохранение пузырьков, при этом между нейлоном и полиэтиленом используются совместимые связующие слои.

Эти структуры влияют на:

• Количество экструзионных узлов
• Подготовка материалов
• Конструкция подающего блока
• Температуры обработки
• Контроль соотношения слоев
• Процедуры запуска и переналадки
• утилизация металлолома

Поэтому перед окончательным определением конфигурации экструзионной машины и матрицы необходимо подтвердить требуемые функциональные свойства материала.

Преобразуйте продукт в конфигурацию машины.

После определения характеристик продукта его требования могут быть преобразованы в необходимые модули экструзии, формовки, охлаждения и намотки.

Экструзия и контроль расплава

Смола должна подаваться, плавиться и доставляться к фильере при стабильной температуре и давлении. Неравномерная подача или смешивание материалов могут привести к колебаниям выходного продукта, неравномерной плотности пленки и нестабильному формованию.

Количество экструдеров должно определяться исходя из независимых функций материала, необходимых для получения готовой пленки. Для отдельных пленок с пузырьками и основанием могут потребоваться разные рецептуры, в то время как для соэкструдированных изделий необходимы дополнительные шнеки или подающие блоки для смешивания материалов до того, как расплав достигнет фильеры.

Количество экструдеров не следует определять исключительно на основании заявленного количества слоев готового продукта.

Образование пузырьков

Формовочный валик определяет номинальный диаметр, высоту, шаг и расположение пузырьков. Фактическое качество пузырьков также зависит от:

• Температура плавления
• прочность расплава смолы
• Стабильность вакуума
• Температура ролика
• Контакты через веб-сайт
• Скорость линии
• Условия охлаждения

Для получения пузырьков другой спецификации, как правило, потребуется соответствующий формовочный валок и новые настройки процесса.

Ламинирование и герметизация

Сформированное полотно соединяется с плоской пленкой, при этом обе поверхности пригодны для склеивания. Совместимость материалов, температура контакта, выравнивание полотна и давление влияют на герметичность вокруг каждого пузырька.

Слабое сцепление может привести к локальному расслоению или постепенной утечке воздуха. Чрезмерное давление или неподходящая температура могут деформировать структуру пузырьков. Поэтому предлагаемое оборудование следует оценивать с учетом предполагаемых материалов и веса продукта.

Охлаждение и намотка

После ламинирования пленка должна достаточно остыть, прежде чем подвергаться воздействию давления при растяжении и намотке. Недостаточное охлаждение может снизить стабильную скорость и способствовать деформации в виде пузырьков, образованию складок, залипанию или неравномерной твердости рулона.

Намоточная машина должна соответствовать максимально допустимой ширине, диаметру, весу и формату намотки рулона. Машина, способная производить широкое полотно, не обязательно способна наматывать каждый необходимый для производства рулон.

Выберите структуру слоев по функциям.

Количество слоев должно быть результатом планирования производства, а не отправной точкой при выборе оборудования.

Большее количество слоев не означает автоматически лучшую амортизацию, меньший расход материала или более высокую стоимость продукта. Эффективность зависит от материала, конструкции пузырьков, плотности, распределения слоев и стабильности производства.

Ассортимент оборудования ZTECH включает в себя традиционные, ламинированные, ABA и нейлоновые конструкции, но правильным выбором остается наименее сложная конструкция, выполняющая все необходимые функции.

Для целей составления коммерческого предложения и приемки используйте чертеж слоя, в котором указаны следующие элементы:

• Порядок слоев
• Материал в каждой позиции
• Функция каждого слоя
• Экструдированные слои
• Размотанные материалы
• Точки ламинирования

Это более надежный способ, чем запрашивать оборудование, используя только такой термин, как «пятислойная линия для производства пузырчатой пленки».

Определите критически важные технические характеристики продукта.

Для выбора оборудования требуется нечто большее, чем просто номинальная ширина или общее описание, например, «толстая пузырчатая пленка».

Следующие технические характеристики должны быть определены отдельно:

Различайте номинальную ширину матрицы от максимальной рабочей ширины, обрезанной полезной ширины и окончательной ширины прорези. При расчете производительности следует использовать полезную, пригодную для продажи ширину, а не самый широкий теоретический размер экструзии.

Аналогично, следует избегать использования одного значения общей толщины для описания всей структуры пузырька. Измерение по вершине пузырька не эквивалентно толщине плоских пленочных слоев. Плотность материала часто более практична для планирования производства, в то время как измерения отдельных пленок помогают подтвердить распределение материала.

Рассчитайте товарную продукцию

Максимальная скорость конвейера не соответствует фактическому объему промышленного производства.

Следует различать различные термины, обозначающие пропускную способность:

• Механическая скорость: максимальная скорость, которую может достичь линия.
• Стабильная скорость: скорость поддерживается без повторной регулировки.
• Скорость, при которой качество пленки остается в пределах допустимых значений: скорость, при которой пленка сохраняет свои характеристики.
• Выпуск продукции за смену: производство после плановых остановок.
• Товарная продукция: качественная пленка после вычета отходов и брака.

Практическая формула планирования выглядит следующим образом:

Товарная продукция = полезная ширина × стабильная скорость × фактический вес × коэффициент бесперебойной работы × коэффициент выхода годной продукции

В конечном результате необходимо учесть:

• Изменения в броске кубика
• Пополнение материалов
• Уборка и смена персонала
• Отделка кромки
• Стартовый материал
• Отклонённый фильм
• Поврежденные рулоны

«Узкое место» может также различаться в зависимости от продукта. Для стандартной легкой пленки ограничением может быть процесс намотки, в то время как для более тяжелого многослойного изделия ограничением могут быть экструзия, формовка, охлаждение или ламинирование в потоке.

Поэтому производительность следует проверять на типичных образцах продукции, а не в идеальных условиях эксплуатации.

Определите основные узкие места в производстве.

Производство пузырчатой пленки зависит от нескольких взаимосвязанных процессов. Дефект, видимый на намотчике, может возникнуть на более ранних этапах подачи, экструзии, формования или охлаждения.

Основные узкие места обычно располагаются в четырех областях:

Стабильность экструзии

Неравномерность состава материала, загрязнение, изменение скорости подачи или нестабильное давление расплава могут привести к неравномерной плотности пленки и неправильному формованию.

Вакуумное формование

Консистенция пузырьков зависит от температуры полотна, распределения вакуума, состояния формовочного ролика, контакта полотна с конвейерной лентой и синхронизации линии.

Холодопроизводительность

Перед применением значительного натяжения и давления при намотке пленку необходимо стабилизировать. Потребность в охлаждении возрастает с увеличением ширины, плотности, количества слоев и скорости.

Стабильность намотки

Натяжение, выравнивание, твердость валков и метод разгрузки должны соответствовать структуре пленки и окончательным техническим характеристикам валков.

При поиске неисправностей изменяйте по одному параметру за раз и записывайте исходное состояние. Одновременная регулировка температуры, вакуума, скорости и натяжения намотки может скрыть истинную причину проблемы.

Соедините основную магистраль с последующим преобразователем.

Полный проект по производству пузырчатой пленки может выходить за рамки экструзии, но каждое последующее оборудование следует выбирать в соответствии с предполагаемым конечным форматом готового изделия.

Верхний валок и нижняя машина должны быть совместимы по следующим параметрам:

• Ширина ввода
• Диаметр и вес валка
• Направление намотки
• Натяжение паутины
• Ориентация поверхности
• Поведение при герметизации
• Требования к ламинированию или печати
• Баланс скорости производства

Например, машина для продольной резки и перемотки отделяет и перематывает полотно, а вальцовочная пила разрезает уже намотанный рулон. Эти методы создают разные кромки и производственные процессы.

Для оборудования, используемого для производства пузырчатых пакетов и почтовых отправлений, также необходимы правильная структура материала, ориентация рулона и герметичность запайки.

Компания ZTECH поставляет оборудование для перемотки, перфорации, продольной резки, раскроя листового металла, производства пузырчатых пакетов и почтовых упаковок, что позволяет планировать производственный процесс как единую систему. Однако каждая последующая функция должна быть указана отдельно в коммерческом предложении.

Проверьте заводские требования.

Одних только габаритов оборудования недостаточно для определения того, подходит ли линия для данного завода.

Перед установкой получите окончательный вариант конфигурации и список утилит. Подтвердите:

• Габаритные размеры машины
• Эксплуатация и техническое обслуживание
• Пространство для доступа к матрице и ролику.
• Максимальный маршрут удаления рулона
• Установленная и расчетная рабочая мощность
• Напряжение, частота и фаза
• Температура и расход охлаждающей воды
• Требования к чиллеру
• Требования к сжатому воздуху
• Обработка материалов и готовых рулонов
• пространство для оборудования на последующих этапах производства
• Будущее пространство для расширения

Планировка должна соответствовать производственному процессу:

Сырье → Подача → Экструзия → Формование → Ламинирование → Охлаждение → Намотка → Контроль качества → Переработка

Избегайте размещения сырья, готовых рулонов, отходов и перемещения погрузчиков по конфликтным маршрутам. В служебном пространстве также следует предусмотреть возможность открытия шкафов, замены роликов и демонтажа основных компонентов при необходимости.

Детальное планирование фундамента, проходов и инженерных коммуникаций следует проводить, используя окончательный чертеж общего расположения, а не размеры, скопированные с другой модели.

Перед покупкой проверьте предлагаемый вариант.

В ходе производственных испытаний следует проверять именно тот продукт, который покупатель намерен производить, а не просто демонстрировать работоспособность двигателей, нагревателей и систем управления.

Перед тестированием определите:

• Смола и формула
• Слоистая структура
• Геометрия пузырьков
• Полезная ширина
• Базовый вес
• формат готового рулона
• Целевая стабильная скорость
• Требуемый качественный результат
• Продолжительность теста
• Пределы качества

В ходе испытаний необходимо зафиксировать используемые сырьевые материалы, настройки оборудования, условия эксплуатации, количество качественной продукции и отходов.

Возможные проверки готового фильма включают в себя:

• Правильная структура слоев
• Полезная ширина
• Базовый вес
• Появление пузырьков
• Целостность ламинирования
• Состояние поверхности
• выравнивание крена
• Удержание воздуха
• пригодность для использования в нижнем течении реки

Методы измерения должны быть согласованы заранее, включая место отбора проб, количество проб, используемые приборы и допустимые отклонения.

Образец, полученный медленно при небольшой ширине, не следует рассматривать как доказательство полной коммерческой мощности.

Сравнивайте предложения машин на одной и той же основе.

Предложения поставщиков следует сравнивать с аналогичными техническими характеристиками готовой продукции.

Используйте следующую последовательность:

1. Готовый продукт
2. Требуемый объем оборудования
3. Продемонстрирована стабильная производительность.
4. Совместимость обмотки и последующих потоков
5. Требования к заводу и коммунальным услугам
6. Условия приемки
7. Документация и обслуживание

Запросите подтверждающие документы, относящиеся к предлагаемой конфигурации, например:

• Сравнимые образцы пленок
• Протоколы судебного разбирательства
• Технические характеристики
• Чертежи компоновки
• Графики коммунальных услуг
• Производственные видеоролики
• Списки основных компонентов
• Предложения о принятии

Видеозапись работы другой машины, использующей другую ширину, материал или конструкцию, не должна рассматриваться как доказательство производительности рекламируемой линии.

При сравнении цен следует учитывать не только первоначальную стоимость оборудования, но и потери материалов, энергопотребление, трудозатраты, время переналадки, техническое обслуживание, запасные части и последующее оборудование.

Краткое описание запроса предложений на производственную линию по выпуску пузырчатой пленки

Полный запрос на коммерческое предложение должен включать пять групп информации.

Готовый продукт

• Приложение
• Материалы и добавки
• Слоистая структура
• Спецификация пузырьков
• Полезная ширина
• Базовый вес
• Формат рулона

Целевой показатель производства

• Требуемая товарная продукция
• Основной ассортимент продукции
• Рабочее время
• Частота переключения
• Приемлемые отходы

Осциллограф

• Экструзионные установки
• Формовочный ролик
• Система охлаждения
• Виндер
• Ламинирование в потоке
• Автоматизация
• Оборудование, расположенное ниже по потоку

Заводские условия

• Свободное пространство
• Напряжение и частота
• Условия охлаждающей воды
• Сжатый воздух
• метод обработки рулонов

Приём и обслуживание

• Пробные материалы
• Стабильная работающая цель
• Пределы качества
• Методы измерения
• Документация
• Обучение
• Установка
• Запчасти
• Гарантия

Предоставление всем поставщикам одинаковой информации в запросе предложений (RFQ) делает технические и коммерческие сравнения более надежными.

Заключение

Выбор машины для производства пузырчатой пленки следует начинать с определения характеристик готового продукта. Перед принятием решения о способах экструзии, формовки, охлаждения, намотки или автоматизации необходимо определить область применения, материал, структуру слоев, геометрию пузырьков, рабочую ширину, формат рулона и требуемый объем продаж.

В рамках всего проекта необходимо также учитывать последующую переработку, производственные мощности, движение материалов и измеримые условия приемки. Сравнивая поставщиков с одинаковыми техническими характеристиками продукции и проверяя предлагаемую конфигурацию с использованием предполагаемых материалов, покупатели могут выбрать производственную линию, разработанную с учетом повторяемости коммерческих показателей, а не на основе изолированного списка максимальных технических характеристик оборудования.

Часто задаваемые вопросы

Требуется ли для изменения размера пузырьков другой формовочный валик?

Обычно да. Диаметр, высота, шаг и расположение пузырьков в основном определяются формой полости формовочного ролика. Также могут потребоваться новые настройки температуры, вакуума, скорости и плотности пленки.

Может ли одна машина создавать многослойные структуры?

Некоторые машины могут поддерживать несколько режимов производства, но это зависит от количества экструдеров, линий подачи полотна, размоточных станций и модулей ламинирования. Каждая необходимая конструкция должна быть указана и подтверждена в коммерческом предложении.

Должен ли покупатель предоставлять смолу для заводских испытаний?

Использование смолы, предназначенной для конкретного производства, предпочтительно в тех случаях, когда свойства материала влияют на формование, склеивание или выход продукции. Марка смолы, добавки и их количество должны быть согласованы до проведения испытаний.

Может ли экструзионная линия производить готовые рулоны для розничной торговли?

Основная линия обычно производит мастер-рулоны. Для небольших рулонов без сердечника, перфорированных или предназначенных для розничной продажи может потребоваться автоматическая намотка или отдельное оборудование для перемотки.

Какую производственную информацию следует зафиксировать после установки?

Зафиксируйте партию материала, распределение слоев, тип вальцового ролика, полезную ширину, удельный вес, скорость, температуру, вакуум, условия охлаждения, формат вальцов, время простоя, отходы обрезки, бракованный материал и товарную продукцию.