Nawijanie elastycznych folii opakowaniowych

Przezwyciężenie istniejących problemów w procesie nawijania elastycznych folii opakowaniowych jest dla użytkowników działaniem niezwykle trudnym. Dlatego warto się zapoznać z tego typu zagadnieniem.

Z powodu naturalnych różnorodności żywic i dodatków oraz niejednokrotności procesu formowania folii perfekcyjna folia w ogóle nie istnieje. Wyzwaniem w procesie nawijania elastycznych folii opakowaniowych jest nawijanie z jak najmniejszymi niedoskonałościami i posiadanie pewności, że powstałe niedoskonałości nie są widoczne, a stopień ich występowania nie wzrasta w trakcie czynności nawijania. Wyzwaniem dla operatora nawijarki jest zatem zapewnienie, że proces nawijania nie powoduje dodatkowych zmian w jakości finalnego produktu.

Definiując jakość, odbiorcy oczekują rolek, które mają prawidłowy kształt - najlepiej okrągły i o właściwej szerokości, prawidłowy rozmiar - odpowiednią długość i średnicę, prawidłową konsystencję - właściwą gęstość rolki, a także mają prawidłowy wygląd bez skaz lub widocznych defektów.

Gęstość rolki lub naprężenie nawinięcia są najważniejszymi czynnikami determinującymi różnice pomiędzy dobrą i złą jakością rolki folii. Rolki nawijane zbyt słabo ulegają odkształceniom od właściwego okrągłego kształtu już w trakcie procesu nawijania lub w trakcie ich przenoszenia czy składowania. Jednakże rolki zwinięte zbyt ciasno mogą powodować blokowanie i wzrost występowania defektów folii.

Gęstość rolki uzyskiwana jest na różne sposoby w zależności od różnych typów nawijarek. Niemniej jednak podstawowe zasady tworzenia twardości rolki są te same. W celu zapamiętania tych zasad należy wiedzieć, że do prawidłowego zwinięcia rolek potrzebny jest właściwy parametr TNT. Oznacza on występowanie trzech czynników: naprężania nawijanej warstwy folii, chwytu folii dociskowej lub bębna oraz momentu obrotowego z napędu centralnego lub bębna reakcyjnego.

Podczas nawijania folii elastycznych naprężenie warstwy web jest dominującym czynnikiem nawijania w regulacji twardości rolki. Im większe jest przyłożone naprężenie, tym większe będzie rozciągnięcie folii przed nawinięciem i tym twardsza będzie otrzymana rolka. W przypadku nawijania folii nieelastycznych, dominującym czynnikiem przy regulacji twardości rolki jest chwyt.

Przez zmianę chwytu reguluje się twardość rolki. Odbywa się to poprzez usunięcie warstwy granicznej powietrza podążającego wraz z warstwą folii do nawijanej rolki. Chwyt rolowania ma również wpływ na naprężenie nienawiniętej rolki. Im silniejszy jest chwyt, tym twardsza jest nawinięta rolka. Wyzwaniem przy nawijaniu giętkich folii opakowaniowych jest zapewnienie wystarczającego chwytu dla usunięcia powietrza i nawinięcia twardych, prostych rolek bez wytwarzania zbyt dużego naprężenia folii nienawiniętej. Takie naprężenie mogłoby powodować blokowanie rolki lub deformację warstwy w zewnętrznych warstwach folii.

Nawijanie szczelinowe jest idealne dla folii względnie wąskich, które mogą być nawijane przy wysokich naprężeniach i prędkościach zwykle mniejszych niż 250 metrów na minutę. Metoda ta pozwala uzyskać małą ilość powietrza nawiniętego na rolkę wraz z folią, dzięki czemu unika się deformacji warstwy web w zewnętrznych warstwach rolki. W celu pomyślnej regulacji twardości rolki podczas nawijania szczelinowego, rolka doprowadzająca musi podążać za nawijaną warstwą rolki z małą i kontrolowaną szczeliną.

Gęstość rolki regulowana jest poprzez moment obrotowy, który jest naprężeniem warstwy web przyłożonym przez napęd wrzecionowy. Moment obrotowy wytwarza siłę, która przekazywana jest na warstwy web i dociska wewnętrzne warstwy folii. Moment obrotowy wykorzystywany jest do wytworzenia naprężenia warstwy web w centralnych nawijarkach. W nawijarkach tego typu naprężenie i moment obrotowy są tymi samymi podstawami nawijania, jednakże gdy bęben dociskowy napędzany jest w celu regulacji naprężenia warstwy web, moment obrotowy indukowany w centrum rolki może być niezależnie regulowany. Wszystko po to aby dokonywać kontroli profilu twardości nawijanej rolki.

Kolejnym tematem do rozważenia jest wartość współczynnika tarcia pomiędzy warstwami (COF). Ma on znaczący wpływ na zdolność zastosowania zasad TNT do wytworzenia żądanej twardości rolki bez jej uszkodzenia.

Na ogół folie o wartości współczynnika tarcia międzywarstwowego w zakresie 0,2 – 0,7 dobrze się nawijają. Jednakże prawidłowe nawijanie wolnych od defektów rolek folii wysoko lub niskopoślizgowych stanowi znaczące wyzwanie.

Folie niskopoślizgowe charakteryzują się wysokim współczynnikiem COF tarcia międzywarstwowego. Folie te często dotyka problem blokowania lub fałdowania. W przypadku niektórych produktów niewielkie zniekształcenia lub zmarszczenia mogą zostać zignorowane, lecz w innych produktach takich jak folie czyste optycznie, kolejna warstwa nie zostanie już gładko nawinięta na powstałe ówcześnie zniekształcenia lub zmarszczenia. Zamiast gładkiej powierzchni powstanie nieznacznie większe zniekształcenie. Nawinięcie każdej kolejnej warstwy skutkować będzie tzw. efektem kuli śnieżnej. Jest to zniekształcenie, które wraz z nawinięciem kolejnej warstwy stawać się będzie coraz większe.

Uszkodzenia tego typu nazywane są zwykle węzłami poślizgowymi lub fałdami poślizgowymi. W celu uniknięcia takiego zjawiska folie o wysokim współczynniku COF powinny być nawijane szczelinowo z jak najmniejszą wielkością szczeliny pomiędzy nawijaną rolkę i następną rolkę. Ważne jest również, aby powlekanie miało miejsce jak najbliżej punktu nawijania.

Podsumowując, nawijanie prawidłowych rolek giętkich folii opakowaniowych stanowi wyzwanie. Prawidłowe nawinięcie rolek uzależnione jest od konsystencji folii przekazanych do operacji nawijania. Zadaniem operatora nawijarki nie jest maskowanie słabej jakościowo giętkiej folii opakowaniowej w rolkach przeznaczonych do wysyłki, lecz produkcja rolek folii jak najmniejszymi niedoskonałościami i o jak najwyższej jakości, które użyte mogą być później w procesie produkcyjnym i pozwolą na uzyskanie produktów o wysokiej jakości.