Powlekanie przez wytłaczanie

Procesy powlekania przez wytłaczanie stale zwiększają swoją innowacyjność. Stąd propozycja bliższego zapoznania się z tą tematyką.

Obecnie w różnych branżach powlekania istnieje duży nacisk jeśli chodzi o ceny konwerterów. Sytuacja na rynkach, rosnące ceny surowców, rosnąca konkurencja z tanich krajów i często zmieniające się partie produkcyjne zmuszają do optymalizacji i dostosowania do potrzeb urządzeń przeznaczonych do konkretnych zastosowań. Stopień automatyzacji, dostępność, oszczędne stosowanie surowców i krótki czas przezbrojenia decydują ostatecznie o rentowności linii do powlekania przez wytłaczanie.

Oprócz efektywnej i optymalnie stosowanej technologii zawijania, prowadzenia taśmy materiału, przygotowania i obróbki powierzchni szczególne znaczenie ma zagadnienie wytłaczania i technologii bloku ładującego oraz oprzyrządowania.

Jeśli mowa właśnie o powlekaniu przez wytłaczanie w przemyśle produkcji opakowań, to głównie ma się na myśli opakowania produktów ciekłych i opakowania elastyczne.

W przypadku opakowań produktów ciekłych obserwuje się tendencję do stosowania alternatywnych polimerów, najczęściej LDPE oraz alternatywnych warstw oddzielających od aluminium. Wielowarstwowe struktury nowoczesnych opakowań produktów ciekłych wymagają obróbki polipropylenu. Dotyczy to w szczególności produkcji aseptycznych opakowań oraz napełniania substancjami w formie półciekłej. W przypadku powierzchni zewnętrznych stosuje się coraz częściej HDPE zamiast LDPE, a w celu ochrony napełnianej substancji wykorzystywane są polimery mPE/LDPE. Wielowarstwowe opakowania typy EVOH w zależności od zastosowania stanowią barierę chroniącą przed dyfuzją zapachów i części składowych napełnianych materiałów bądź tez przenikaniem tlenu lub światła z zewnątrz.

Wielostronne produkty i substraty warstw, folie BOPP, PET, PE, OSX, oraz papier i folia aluminiowa stosowane są w produkcji opakowań elastycznych. Główną cechą nowoczesnych maszyn jest możliwość produkowania wielu różnych rodzajów folii za pomocą tego samego urządzenia bez konieczności żmudnego przezbrajania. Ciągłe prowadzenie taśmy oraz łączenie podobnych lub różnych tworzyw to podstawowe wymagania stawiane instalacjom do powlekania. Wytrzymała konstrukcja maszyny w połączeniu z zaawansowanym, dostosowanym do określonych zastosowań sterownikiem maszyny zapewnia optymalną obsługę i krótkie czasy przezbrajania. Jest to warunek efektywnego wykorzystania wydajności maszyny i ograniczenia odpadów podczas przezbrajania i rozruchu wytłaczarko-powlekarki.

Coraz większy stopień złożoności oraz zaawansowana technologia napędowa i technologia procesów obróbki powodują stały wzrost wymagań w stosunku do zespołów projektowych podczas planowania linii produkcyjnej, a także w stosunku do operatorów maszyn. Obserwuje się następująca tendencję: dostawca maszyny, który opanował technologię w całym łancuchu tworzenia wartości jest idealnym partnerem w dziedzinie konwerterów. Kompetencja w zakresie techniki procesów obróbki tworzyw sztucznych przy wykorzystaniu różnych polimerów i kopolimerów ostatecznie decyduje o najbardziej ekonomicznym zastosowaniu środka produkcji.

Najnowsze technologie powlekania przez wytłaczanie

Podstawowe wymagania techniczne wydajnego powlekania przez wytłaczanie lub laminowania można przedstawić następująco:

• chłodzone powietrzem wytłaczarki jednoślimakowe: wygląd ślimaka powinien być dostosowany do przetwarzanych polimerów,
• adaptery zapewniają łatwą i szybką zmianę ślimaka bez konieczności demontowania przewodów rurowych i dyszy,
• automatyczne i precyzyjne ustalenie pozycji dyszy w laminatorze odbywa się za pomocą trójdrożnego wózka wytłaczarki i systemów pomiaru odległości,
• niezbędne są optymalna technika napędowa wytłaczarki ślimakowej oraz zoptymalizowany profil temperatury i ciśnienia. W przypadku technologii wielowarstwowej decydująca rolę odgrywa ponadto blok ładujący i łączenie poszczególnych warstw.

Dysza, właściwe narzędzie wytłaczarko-powlekarki, decyduje w dużym stopniu o ekonomicznych parametrach produkcyjnych całego urządzenia. Istnieje wiele różnych zasad konstrukcyjnych m.in. wewnętrznie ograniczone dysze powlekające z kanałem profilowanym T. Umożliwiają one uniknięcie pogrubień krawędzi i nadmiernego powlekania. System deklowania jest regulowany za pomocą serwomotorów. Powlekanie jest możliwe przez wszystkie kanały przepływu.

Równomierny rozkład ciśnienia na całej szerokości dyszy umożliwia optymalny rozkład położenia tej dyszy. Dlatego może być ona stosowana przede wszystkim w przypadku skomplikowanych rozkładów położenia i obróbki wysokowiskozowych polimerów.

Natomiast w celu jeszcze lepszego poprawienia przekroju poprzecznego powleczenia oraz zużycia polimerów możliwa jest regulacja termicznych sworzni rozciągających się bezpośrednio przy dyszy. Przy uwzględnieniu obcięcia krawędzi optymalizowana jest także obrzeża.

Jeśli chodzi o zalety technologii bloku ładującego, to jest on wyposażony w elastyczne wkładki umożliwiające optymalny rozkład położenia przy łączeniu podobnych lub różnych warstw. Ogrzewane niezależnie bloki ładujące można szybko wymienić i wyczyścić.

Wysoka precyzja dozowania i doprowadzenia materiału wytłaczarek ślimakowych ma istotny wpływ na grubość warstw oraz w połączeniu z blokiem ładującym na rozkład warstw. Za pomocą systemu grawimetrycznego, dostosowanego do określonego zastosowania, można pozytywnie wpłynąć na różne parametry produkcji oraz długotrwale zwiększyć ekonomiczność linii. Grawimetria umożliwia efektywniejszą eksploatację wytłaczarki ślimakowej ponieważ:

• powtarzalna prędkość linii i liczba odpadów umożliwiają maksymalizację dostępności (czasu produktywnego) całego urządzenia,
• osiąga się stały ciężar metrów bieżących, ciężar powlekania lub grubość całkowitą,
• zapewniane są wysoce precyzyjne, powtarzalne stosunki mieszania we wszystkich warstwach podczas całego cyklu produkcji,
• pracuje się bez zbędnych naddatków, czyli nadmiernego dozowania poszczególnych komponentów,
• skutecznie zapobiega się produkcji odpadów z powodu brakujących warstw,
• można odczytać bardzo dokładne dane dotyczące dostępności surowców, co umożliwia dokumentację całego procesu produkcji,
• przed zakończeniem produkcji zapewnione jest w pełni automatyczne, kontrolowane napełnianie i dokładne opróżnianie wszystkich lejów zasobników bez resztek,
• znacznie redukowane jest zapotrzebowanie na nowy towar wskutek wstecznego obiegu pasm skrajnych lub recyklatu.

Inteligentne doprowadzenie surowca dzięki bardzo dokładnemu ważeniu grawimetrycznemu umożliwia znaczne polepszenie jakości produktu, tzn. warstw wytworzonych w wyniku łączenia podobnych lub różnych tworzyw oraz składu ich surowców, a także automatyzację wszystkich stacjonarnych procesów produkcyjnych. Pozwala to na skrócenie okresów amortyzacji oraz stabilną i wydajną produkcję.

W celu zapewnienia stałego i wydajnego procesu wytłaczania niezbędne jest prowadzenie pasma materiału z każdorazowym dostosowaniem do różnych substratów wyposażone w automatyczne moduły do rozwijania ia nawijania. Zastosowanie bezosiowych systemów nawijania znacznie ułatwia obsługę urządzenia.

Z uwagi na coraz większą prędkość urządzenia rośnie znaczenie obsługi rolki oraz pozostałych czynności logistycznych. Dużą rolę odgrywają tutaj urządzenia do podnoszenia rolek przy nawijarkach oraz systemy transportu pomiędzy urządzeniami do dalszej obróbki dużej rolki.

Warunkiem optymalnego czasu przezbrajania jest sterowanie urządzeniem. Jeśli dane są dostępne, to poszczególne zespoły maszyny, takie jak systemy nawijania, urządzenia do obróbki wstępnej czy urządzenia do prowadzenia taśmy teflonowej w laminatorze umożliwiają automatyczne przestawianie na nowy produkt.

Czujniki w połączeniu z konwencjonalnymi silnikami przekładniowymi lub serwomotorami z czujnikami wartości absolutnych stanowią wyposażenie nowych urządzeń. Istniejące urządzenia mogą być natomiast odpowiednio doposażone. Mimo że wybrano tutaj tylko określone parametry wydajnościowe wniosek jest następujący: tylko precyzyjne dopasowanie wszystkich komponentów maszyn i linii umożliwia ekonomiczną i wydajną eksploatację nowoczesnych urządzeń do powlekania przez wytłaczanie.

Wykorzystano m.in. materiały firmy Euro-PAN.