Nel settore degli imballaggi flessibili, il coefficiente di attrito dei materiali di imballaggio in rotoli è sempre stato un obiettivo chiave sia per i produttori che per gli utilizzatori. Che si tratti di aziende a monte che richiedono coefficienti di attrito bassi quando acquistano substrati termosaldabili-o di fabbriche farmaceutiche e alimentari a valle che testano le prestazioni di levigatezza quando ricevono materiali di imballaggio, entrambi riflettono la ricerca comune del settore di un funzionamento regolare negli imballaggi automatizzati.
Tuttavia, per molto tempo, si sono verificati alcuni malintesi e deviazioni nella comprensione e nei metodi di prova del settore riguardo ai coefficienti di attrito. Sulla base di anni di esperienza pratica e ricerca tecnica, Haide Packaging esamina e chiarisce sistematicamente questo argomento qui.
I. L'essenza del coefficiente di attrito e le attuali pratiche di prova
In fisica, il coefficiente di attrito (μ) è definito come il rapporto tra la forza di attrito (f) e la pressione verticale (N), ovvero μ=f / N. Nell'applicazione pratica dei materiali da imballaggio, coinvolge il sistema di "coppia di attrito" formato dalla superficie del materiale e dal suo oggetto in contatto.
Nel settore sono prevalenti le seguenti abitudini di test:
Quando si acquistano substrati termosaldabili-, viene testato il coefficiente di attrito tra le relative superfici-sigillanti (denominata "coppia di attrito a freddo interno/interno-substrato").
Quando si consegnano i materiali in rotolo finiti, viene testato il coefficiente di attrito tra le superfici di termosaldatura-del film composito (denominato "coppia di attrito a freddo interno/interno del film composito-").
Entrambi i test sono condotti a temperatura ambiente, ma i risultati non riflettono realmente le prestazioni effettive del materiale sulle macchine confezionatrici automatizzate. La ricerca di Haide Packaging mostra che ciò di cui i clienti a valle hanno veramente bisogno sono le prestazioni di levigatezza del materiale di imballaggio nelle condizioni operative effettive, non i dati di auto-attrito della superficie del materiale a temperatura ambiente.
II. Scenari di attrito reale nelle macchine confezionatrici automatizzate
L'ambiente operativo delle macchine confezionatrici automatizzate è complesso, con diverse tipologie di coppie di attrito:
Coppia di attrito interno/metallo: superficie termosaldata-del materiale di imballaggio e superficie di formatura in acciaio inossidabile.
Coppia di attrito esterno/metallo: superficie esterna del materiale di imballaggio e superficie di formatura in acciaio inossidabile.
Coppia attrito esterno/gomma: Superficie esterna del materiale di imballaggio e cinghia sincrona in gomma.
Alcune apparecchiature potrebbero non avere nemmeno parti di attrito scorrevole.
Ancora più importante, il funzionamento continuo dell'apparecchiatura porta ad un aumento della temperatura nei punti di attrito (spesso superiore a 40 gradi), formando una "coppia di attrito caldo". Pertanto, quando si valuta la levigatezza dei materiali da imballaggio, è necessario prestare attenzione al coefficiente di attrito tra il materiale e una superficie metallica a una determinata temperatura, piuttosto che ai dati di auto-attrito del materiale a temperatura ambiente.
III. L'impatto chiave della temperatura sulle prestazioni di attrito
Secondo lo standard del gruppo T/CAB 0122-2021 "Requisiti tecnici per la levigatezza della superficie delle stampe di imballaggi di carta", la levigatezza dovrebbe considerare in modo esaustivo i coefficienti di attrito dinamico e statico, con particolare attenzione all'impatto della temperatura.
I dati sperimentali mostrano:
Coefficiente di attrito a freddo interno/interno-substrato termosaldabile (CPP, CPE): 0,1–1,0.
Stesso materiale interno/metallo-coefficiente di attrito a freddo: 0,17–0,25.
A 40 gradi, il coefficiente di attrito caldo interno/metallo-varia nell'intervallo: 0,13–0,3.
I comuni agenti di scorrimento (oleamide ed erucamide) hanno punti di fusione rispettivamente di 72–77 gradi e 78–81 gradi. Quando la temperatura della superficie dell'apparecchiatura aumenta a causa dell'attrito continuo o dei dispositivi di riscaldamento, l'agente di scorrimento si ammorbidisce e migra, determinando un aumento del coefficiente di attrito, che alla fine si manifesta con una scarsa scorrevolezza operativa.
IV. Le raccomandazioni pratiche di Haide Packaging
Sulla base dell'analisi di cui sopra, Haide Packaging propone le seguenti raccomandazioni per il settore:
1. Stabilire un corretto sistema di valutazione
Basta con la ricerca semplicistica di "materiali a basso coefficiente di attrito".
Specificare chiaramente il tipo di coppia di attrito e le condizioni di temperatura durante la valutazione.
I dati relativi all'attrito a freddo interno/interno- non possono rappresentare le prestazioni effettive in uso.
2. Ottimizzare gli standard di approvvigionamento e test
Quando acquisti substrati-saldabili a caldo, concentrati sulla valutazione del coefficiente di attrito a caldo interno/metallico-(consigliato inferiore o uguale a 0,3).
Prima di consegnare i prodotti finiti, testare le effettive prestazioni di attrito del materiale di imballaggio a temperature operative simulate.
Per attrezzature speciali (senza attrito radente o solo con attrito esterno/metallico), è possibile omettere clausole non necessarie relative al test del coefficiente di attrito.
3. Promuovere gli aggiornamenti agli standard di settore
Raccomandare alle associazioni e alle aziende interessate di considerare le condizioni operative effettive durante la revisione degli standard.
Stabilire un metodo di valutazione classificato in base al tipo di apparecchiatura e alle condizioni operative.
V. Conclusione
La gestione dei coefficienti di attrito per i materiali di imballaggio in rotoli non dovrebbe rimanere al livello dei test tradizionali ma dovrebbe approfondire la comprensione dell’effettivo ambiente operativo dell’imballaggio automatizzato. Attraverso la continua ricerca tecnica e l'esperienza pratica, Haide Packaging ha creato un sistema completo di valutazione e applicazione delle prestazioni di attrito, fornendo ai clienti soluzioni di processo complete-dalla selezione dei materiali e dall'ottimizzazione del processo fino alla guida all'utilizzo.
Siamo ansiosi di collaborare con i partner del settore per promuovere lo sviluppo scientifico di sistemi di valutazione dei materiali di imballaggio, garantendo che ogni rotolo di materiale funzioni senza intoppi su linee di imballaggio automatizzate ad alta-velocità.