すべての映画が同じように作られているわけではありません。これはワインダーとオペレーターの両方にとって問題を引き起こします。ここではそれらに対処する方法を説明します。#処理のヒント #ベスト プラクティス
中央の表面ワインダーでは、スタッカーまたはピンチ ローラーに接続された表面ドライブによってウェブの張力が制御され、ウェブのスリッティングとウェブの分配が最適化されます。巻線張力は独立して制御され、コイル剛性が最適化されます。
純粋に中央のワインダーでフィルムを巻き取る場合、ウェブの張力は中央ドライブの巻き取りトルクによって生成されます。ウェブの張力は最初に希望のロール剛性に設定され、その後フィルムが巻き取られるにつれて徐々に減少します。
純粋に中央のワインダーでフィルムを巻き取る場合、ウェブの張力は中央ドライブの巻き取りトルクによって生成されます。ウェブの張力は最初に希望のロール剛性に設定され、その後フィルムが巻き取られるにつれて徐々に減少します。
フィルム製品をセンター/サーフェスワインダーに巻き取るとき、ピンチローラーが作動してウェブの張力を制御します。巻き取りモーメントはウェブ張力に依存しません。
すべてのフィルムのウェブが完璧であれば、完璧なロールを製造することは大きな問題にはならないでしょう。残念ながら、樹脂の自然なばらつきや、フィルム形成、コーティング、印刷面の不均一性により、完全なフィルムは存在しません。
これを念頭に置いて、巻き取り作業の課題は、これらの欠陥が視覚的に見えないようにし、巻き取りプロセス中に増加しないようにすることです。ワインダーのオペレーターは、巻き取りプロセスが製品の品質にさらに影響を与えないようにする必要があります。究極の課題は、顧客の生産プロセスでシームレスに機能し、顧客に高品質の製品を提供できるように軟包装フィルムを巻き取ることです。
フィルム剛性の重要性 フィルムの密度、つまり巻き取り張力は、フィルムの良し悪しを決める最も重要な要素です。ロール巻きが柔らかすぎると、巻いたり、扱ったり、保管したりするときに「丸くならない」ことがあります。張力の変化を最小限に抑えながら最大の生産速度でロールを加工できるようにするために、ロールの真円度はお客様にとって非常に重要です。
きつく巻かれたロールはそれ自体で問題を引き起こす可能性があります。層が融合したり固着したりすると、欠陥がブロックされる問題が発生する可能性があります。ストレッチフィルムを薄肉の芯に巻き付ける場合、硬いロールを巻くと芯が破損する可能性があります。これにより、その後の巻き戻し操作中にシャフトを取り外したり、シャフトやチャックを挿入したりするときに問題が発生する可能性があります。
ロールをきつく巻きすぎると、ウェブの欠陥が悪化する可能性があります。通常、フィルムには機械の断面にわずかに高い領域と低い領域があり、そこではウェブが厚くなったり薄くなったりします。硬膜を巻き付ける際、厚い部分が重なり合います。何百、あるいは何千もの層が巻かれると、高い部分がロール上に隆起または突起を形成します。フィルムがこれらの突起にまたがって伸びると、フィルムは変形します。これらの領域は、ロールがほどけるときにフィルムに「ポケット」と呼ばれる欠陥を作成します。薄いスライバーの隣に太いスライバーがある硬いウィンドローは、ウィンドロウに波打ちやロープ跡と呼ばれるウィンドローの欠陥を引き起こす可能性があります。
ロールの低い部分で十分な空気が巻き取られ、ウェブが高い部分で伸ばされていなければ、巻かれたロールの厚さの小さな変化は目立ちません。ただし、ロールは、取り扱い中や保管中に丸い状態を維持できるように、十分にしっかりと巻き付ける必要があります。
機械間のばらつきのランダム化 一部の軟包装用フィルムは、押出プロセス中であっても、コーティングおよびラミネート中にも、これらの欠陥を誇張せずに正確にするには大きすぎる、機械間の厚さのばらつきがあります。機械間のワインダー ロールの変動を合理化するために、ウェブまたはスリッターの巻き取りとワインダーは、ウェブの切断と巻き取りの際にウェブに対して前後に移動します。この機械の横方向の動きは振動と呼ばれます。
首尾よく振動させるには、厚さをランダムに変化させるのに十分な速度と、フィルムに歪みやしわが生じない程度の速度が必要です。最大振盪速度の経験則は、150 m/min (500 ft/min) の巻き取り速度ごとに 25 mm (1 インチ)/分です。理想的には、振動速度は巻取り速度に比例して変化します。
ウェブの剛性分析 軟包装フィルム材料のロールがロール内に巻き取られるとき、ロールには張力または残留応力が発生します。巻線中にこの応力が大きくなると、コアに向かう内側の巻線に高い圧縮荷重がかかります。これが、コイルの局所的な領域に「膨らみ」欠陥を引き起こす原因となります。非伸縮性で滑り性の高いフィルムを巻き取る場合、内層が緩み、巻き取り時のカールや巻き出し時の伸びが発生する場合があります。これを防ぐには、ボビンをコアの周りにしっかりと巻く必要がありますが、ボビンの直径が大きくなるにつれて、ボビンの締め付けを緩める必要があります。
これは一般に転がり硬度テーパーと呼ばれます。完成した巻き取りベールの直径が大きくなるほど、ベールのテーパー形状がより重要になります。優れたより線鋼の剛性構造を作成する秘訣は、優れた強力なベースから始めて、コイルの張力を徐々に弱めてそれを巻き上げることです。
完成した巻き取りベールの直径が大きくなるほど、ベールのテーパー形状がより重要になります。
良好な強固な基盤を実現するには、高品質で適切に保管されたコアから巻き始める必要があります。ほとんどのフィルム素材は紙管に巻かれています。コアは、コアにしっかりと巻き付けられたフィルムによって生じる圧縮巻き応力に耐えるのに十分な強度がなければなりません。通常、紙のコアはオーブンで水分含有量が 6 ～ 8% になるまで乾燥されます。これらのコアを高湿度環境に保管すると、その水分を吸収して直径が大きくなります。次いで、巻き取り操作の後、これらのコアを乾燥させて含水率を下げ、サイズを小さくすることができる。こうなるとしっかりとした怪我投げの基礎がなくなってしまいます！これにより、ロールを扱ったり広げたりするときに、ロールの反り、膨らみ、および/または突出などの欠陥が発生する可能性があります。
必要な良好なコイルベースを得る次のステップは、可能な限り高いコイル剛性で巻き始めることです。その後、フィルム材料のロールが巻き取られるにつれて、ロールの剛性は均一に低下するはずです。最終直径でのロール硬度の推奨低減値は、通常、コアで測定した元の硬度の 25% ～ 50% です。
初期ロールの剛性の値と巻取り張力のテーパーの値は、通常、巻かれたロールのビルドアップ率に依存します。上昇率は、巻かれたロールの最終直径に対するコアの外径 (OD) の比率です。ベールの最終巻き取り直径が大きくなるほど (構造が高くなるほど)、良好な強力なベースから始めて、徐々に柔らかいベールを巻き取ることがより重要になります。表 1 は、累積係数に基づく推奨される硬度低下の程度の経験則を示しています。
ウェブを強化するために使用される巻き取りツールは、ウェブの力、下向きの圧力 (プレスまたはスタッカー ローラーまたはワインダー リール)、およびフィルム ウェブを中心/表面に巻き取るときの中心ドライブからの巻き取りトルクです。これらのいわゆる TNT 巻線原理は、Plastics Technology 2013 年 1 月号の記事で説明されています。以下では、これらの各ツールを使用して硬度計を設計する方法を説明し、さまざまな軟包装材料に必要なロール硬度計を取得するための初期値の経験則を示します。
ウェブの巻き取り力の原理。弾性フィルムを巻き取るとき、ウェブ張力はロールの剛性を制御するために使用される主な巻き取り原理です。巻き取る前にフィルムをしっかりと伸ばすほど、巻き取られたロールはより硬くなります。課題は、ウェブ張力の量によってフィルムに重大な永久応力が生じないようにすることです。
図に示すように。図１に示すように、純粋なセンターワインダーでフィルムを巻き取るとき、ウェブ張力はセンタードライブの巻き取りトルクによって生成されます。ウェブの張力は最初に希望のロール剛性に設定され、その後フィルムが巻き取られるにつれて徐々に減少します。センタードライブによって生成されるウェブの力は、通常、張力センサーからのフィードバックにより閉ループで制御されます。
特定の材料の初期および最終ブレード力の値は通常、経験的に決定されます。ウェブの強度範囲の適切な経験則は、フィルムの引張強度の 10% ～ 25% です。多くの公開記事では、特定の Web マテリアルに対して一定の Web 強度を推奨しています。表 2 に、軟包装材に使用される多くのウェブ素材の推奨張力を示します。
きれいなセンターワインダーで巻き取る場合、初期張力は推奨張力範囲の上限に近い値にする必要があります。次に、巻き取り張力をこの表に示されている下限の推奨範囲まで徐々に下げます。
特定の材料の初期および最終ブレード力の値は通常、経験的に決定されます。
いくつかの異なる材料で構成される積層ウェブを巻く場合、積層構造に推奨される最大ウェブ張力を得るには、一緒に積層された各材料の最大ウェブ張力を単純に加算し (通常はコーティングまたは接着層に関係なく)、これらの張力の次の合計。ラミネートウェブの最大張力として。
フレキシブルフィルム複合材をラミネートする際の張力の重要な要素は、各ウェブの変形 (ウェブ張力によるウェブの伸び) がほぼ同じになるように、ラミネート前に個々のウェブに張力を加える必要があることです。1 つのウェブが他のウェブよりも大幅に引っ張られると、「トンネリング」として知られるカールや層間剥離の問題が積層ウェブに発生する可能性があります。張力の量は、積層プロセス後のカールやトンネリングを防ぐために、弾性率とウェブの厚さの比にする必要があります。
スパイラルバイトの原理。非弾性フィルムを巻き取る場合、クランプとトルクがロールの剛性を制御するために使用される主な巻き取り原理です。クランプは、ウェブに続いて巻き取りローラーに入る空気の境界層を除去することによって、ロールの剛性を調整します。クランプはまた、ロールに張力を生じさせます。クランプが硬ければ硬いほど、巻き取りローラーも硬くなります。軟包装用フィルムを巻き取る際の問題は、巻き取り中に過度の風張力を生じさせずに、空気を除去して硬い真っ直ぐなロールを巻き取るのに十分な下向きの圧力を加えて、ロールが束縛されたり、ウェブを変形させる厚い部分に巻き付いたりするのを防ぐことです。
クランプ荷重は、ウェブ張力ほど材料に依存せず、材料と必要なローラーの剛性に応じて大きく異なります。ニップによる巻き取られたフィルムのシワを防ぐため、ロール内に空気が入らないようにニップ内の荷重は必要最小限に抑えます。このニップ荷重は、自然がニップ内のプレッシャー コーンに一定のニップ荷重力を与えるため、通常、センター ワインダーでは一定に保たれます。ロール径が大きくなると、巻取ローラーと加圧ローラーとの隙間の接触面積（面積）が大きくなります。このトラックの幅が中心部の 6 mm (0.25 インチ) からフルロール時の 12 mm (0.5 インチ) に変化すると、風圧は自動的に 50% 減少します。また、巻取りローラーの径が大きくなると、ローラー表面に沿う空気の量も多くなります。この空気の境界層は、ギャップを開こうとして水圧を増加させます。この圧力の増加により、直径が増加するにつれてクランプ荷重のテーパが増加します。
大径ロールを巻き取るために使用される幅広で高速のワインダーでは、ロールへの空気の侵入を防ぐために、巻き取りクランプの負荷を増やす必要がある場合があります。図上。図２は、張力およびクランプツールを使用して巻き取りロールの剛性を制御する空気負荷圧力ロールを備えた中央フィルム巻き取り機を示している。
時には空気が私たちの友達になることもあります。一部のフィルム、特に均一性に問題がある「粘着性」の高摩擦フィルムでは、ギャップ巻きが必要です。ギャップ巻きにより、ベール内に少量の空気が引き込まれるため、ベール内でのウェブの詰まりの問題が防止され、厚いストリップが使用される場合のウェブの反りを防ぐことができます。これらのギャップ フィルムをうまく巻き取るには、巻き取り操作で加圧ローラーと包装材の間に小さな一定のギャップを維持する必要があります。この小さく制御されたギャップは、ロールに巻き取られる空気を計量し、ウェブをワインダーに真っすぐに導くことでしわを防ぎます。
トルク巻きの原理。ロールの剛性を得るトルク ツールは、巻き取りロールの中心を通して発生する力です。この力はメッシュ層を介して伝達され、フィルムの内側のラップを引っ張ったり引っ張ったりします。前述したように、このトルクは中心巻線にウェブの力を生み出すために使用されます。これらのタイプのワインダーでは、ウェブの張力とトルクは同じ巻き取り原理を持ちます。
フィルム製品をセンター/表面ワインダーに巻き取るとき、図 3 に示すように、ピンチ ローラーが作動してウェブの張力を制御します。ワインダーに入るウェブの張力は、このトルクによって生成される巻き取り張力とは無関係です。ワインダーに入るウェブの張力が一定であるため、入ってくるウェブの張力は通常一定に保たれます。
フィルムやポアソン比の高い素材をカットして巻き戻す場合は、中心/表面巻きを使用する必要があります。幅はウェブの強度に応じて異なります。
フィルム製品を中央/表面巻取機で巻き取る際、巻き取り張力はオープンループで制御されます。通常、最初の巻き取り張力は、入ってくるウェブの張力より 25 ～ 50% 大きくなります。次に、ウェブの直径が増加するにつれて、巻き取り張力は徐々に減少し、入ってくるウェブの張力に達するか、それ以下になることさえあります。巻き取り張力が入ってくるウェブ張力よりも大きい場合、加圧ローラー表面駆動装置が回生または負の (制動) トルクを生成します。巻き取りローラーの直径が大きくなるにつれて、トルクがゼロに達するまで走行ドライブの制動はますます少なくなります。その場合、巻き取り張力はウェブ張力と等しくなります。風張力がウェブの力よりも低くプログラムされている場合、グランドドライブは正のトルクを引き、低い風張力と高いウェブ力の差を補償します。
フィルムやポアソン比の高い素材をカットして巻き取る場合は、中心/表面巻きを使用する必要があり、幅はウェブの強度によって変わります。中心面ワインダーは一定のウェブ張力がワインダーにかかるため、一定のスロット付きロール幅を維持します。テーパー幅は問題なく、中心のトルクをもとにロールの硬さを解析します。
巻き取りに対するフィルムの摩擦係数の影響 フィルムの層間摩擦係数 (COF) 特性は、TNT 原理を適用してロールの欠陥を発生させずに望ましいロール剛性を得る能力に大きな影響を与えます。一般に、層間摩擦係数が 0.2 ～ 0.7 のフィルムはよく回転します。しかし、滑りが高いまたは低い (摩擦係数が低いまたは高い) 欠陥のないフィルム ロールを巻き取ると、巻き取りに重大な問題が発生することがよくあります。
高スリップフィルムは層間摩擦係数が低くなります (通常は 0.2 未満)。これらのフィルムは、巻き取りおよび／またはその後の巻き出し操作中に内部ウェブの滑りや巻き取りの問題、あるいはこれらの操作の間のウェブの取り扱いの問題に悩まされることがよくあります。このブレードの内部滑りは、ブレードの傷、へこみ、伸縮やスターローラーの欠陥などの欠陥を引き起こす可能性があります。低摩擦フィルムは、高トルクのコアにできるだけしっかりと巻き付ける必要があります。その後、このトルクによって発生する巻取張力を徐々に減少させ、最小値がコア外径の 3 ～ 4 倍となり、クランプ巻取原理により必要なロール剛性が得られます。ハイスリップフィルムを巻き取るとき、空気は決して味方ではありません。これらのフィルムは、巻き取り中にロールに空気が入らないように、常に十分なクランプ力で巻き取る必要があります。
低スリップ膜は層間摩擦係数が高くなります (通常は 0.7 以上)。これらのフィルムには、ブロッキングやしわの問題が発生することがよくあります。摩擦係数の高いフィルムを巻き取る場合、低い巻き取り速度ではロールが楕円になり、高い巻き取り速度ではバウンスの問題が発生する可能性があります。これらのロールには、一般にスリップノットまたはスリップシワとして知られる隆起または波状の欠陥がある場合があります。高摩擦フィルムは、フォローロールと巻き取りロールの間のギャップを最小限にするギャップを持って巻き取るのが最適です。展開は巻き付け点のできるだけ近くで行う必要があります。FlexSpreader は、巻き取り前によく巻かれたアイドラー ロールをコーティングし、高摩擦で巻き取る際のスリップしわの欠陥を最小限に抑えるのに役立ちます。
詳細 この記事では、ロールの硬度が正しくないことが原因で発生する可能性のあるロールの欠陥のいくつかについて説明します。新しい「究極のロールおよびウェブの欠陥トラブルシューティング ガイド」では、これらの欠陥およびその他のロールおよびウェブの欠陥の特定と修正がさらに簡単になります。本書は、TAPPI Press のベストセラー『Roll and Web Defect Glossary』の更新および拡張版です。
エンハンスド エディションは、リールとワインディングで 500 年以上の経験を持つ 22 人の業界専門家によって執筆および編集されました。TAPPI から入手できます。ここをクリックしてください。
R. Duane Smith is the Specialty Winding Manager for Davis-Standard, LLC in Fulton, New York. With over 43 years of experience in the industry, he is known for his expertise in coil handling and winding. He received two winding patents. Smith has given over 85 technical presentations and published over 30 articles in major international trade journals. Contacts: (315) 593-0312; dsmith@davis-standard.com; davis-standard.com.
ほとんどの押出製品にとって材料費は最大のコスト要因であるため、加工業者にはこれらのコストを削減するよう奨励する必要があります。
新しい研究では、LLDPE とブレンドされるLDPE の種類と量が、インフレーションフィルムの加工および強度/靭性特性にどのように影響するかを示しています。示されているデータは、LDPE および LLDPE が強化されたブレンドに関するものです。
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投稿日時: 2023 年 3 月 24 日
