Trong ngành đóng gói linh hoạt, hệ số ma sát của vật liệu đóng gói dạng cuộn luôn là mối quan tâm hàng đầu của cả nhà sản xuất và người sử dụng. Cho dù đó là các công ty thượng nguồn yêu cầu hệ số ma sát thấp khi mua chất nền có khả năng bịt kín nhiệt- hay các nhà máy dược phẩm và thực phẩm hạ nguồn đang kiểm tra hiệu suất độ mịn khi nhận vật liệu đóng gói, cả hai đều phản ánh mục tiêu chung của ngành là vận hành trơn tru trong bao bì tự động.
Tuy nhiên, trong một thời gian dài, đã có những hiểu lầm và sai lệch nhất định trong cách hiểu và phương pháp thử nghiệm của ngành liên quan đến hệ số ma sát. Dựa trên nhiều năm kinh nghiệm thực tế và nghiên cứu kỹ thuật, Haide Packaging xem xét và làm rõ chủ đề này một cách có hệ thống tại đây.
I. Bản chất của hệ số ma sát và các phương pháp kiểm tra hiện tại
Trong vật lý, hệ số ma sát (μ) được định nghĩa là tỷ số giữa lực ma sát (f) và áp suất thẳng đứng (N), tức là μ=f / N. Trong ứng dụng thực tế của vật liệu đóng gói, nó liên quan đến hệ thống "cặp ma sát" được hình thành bởi bề mặt vật liệu và vật tiếp xúc với nó.
Các thói quen kiểm tra sau đây phổ biến trong ngành:
Khi mua các chất nền có khả năng bịt kín nhiệt, hệ số ma sát giữa các bề mặt bịt kín nhiệt của chúng sẽ được kiểm tra (gọi là "cặp ma sát lạnh bên trong/bên trong{2}}của chất nền").
Khi cung cấp vật liệu cuộn thành phẩm, hệ số ma sát giữa các bề mặt -kín nhiệt của màng composite sẽ được kiểm tra (gọi là "cặp ma sát lạnh bên trong/bên trong{1}}của màng composite").
Cả hai thử nghiệm đều được tiến hành ở nhiệt độ phòng, nhưng kết quả của chúng không phản ánh thực sự hiệu suất thực tế của vật liệu trên máy đóng gói tự động. Nghiên cứu của Haide Packaging cho thấy điều khách hàng thực sự cần là hiệu suất mịn của vật liệu đóng gói trong điều kiện vận hành thực tế chứ không phải dữ liệu tự ma sát của bề mặt vật liệu ở nhiệt độ phòng.
II. Kịch bản ma sát thực tế trong máy đóng gói tự động
Môi trường hoạt động của máy đóng gói tự động rất phức tạp, có nhiều loại cặp ma sát:
Cặp ma sát bên trong/kim loại: Bề mặt đệm nhiệt-của vật liệu đóng gói và bề mặt tạo hình bằng thép không gỉ.
Cặp ma sát bên ngoài/kim loại: Bề mặt ngoài của vật liệu đóng gói và bề mặt tạo hình bằng thép không gỉ.
Cặp ma sát ngoài/cao su: Vật liệu đóng gói mặt ngoài và đai đồng bộ bằng cao su.
Một số thiết bị thậm chí có thể không có bộ phận ma sát trượt.
Quan trọng hơn, việc thiết bị hoạt động liên tục dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ tại các điểm ma sát (thường vượt quá 40 độ), tạo thành “cặp ma sát nóng”. Do đó, khi đánh giá độ mịn của vật liệu đóng gói, cần chú ý đến hệ số ma sát giữa vật liệu và bề mặt kim loại ở nhiệt độ nhất định, thay vì dữ liệu tự ma sát của vật liệu ở nhiệt độ phòng.
III. Tác động chính của nhiệt độ đến hiệu suất ma sát
Theo tiêu chuẩn nhóm T/CAB 0122-2021 "Yêu cầu kỹ thuật về độ mịn bề mặt của giấy in bao bì", độ mịn phải xem xét toàn diện các hệ số ma sát động và tĩnh, đặc biệt chú ý đến tác động của nhiệt độ.
Dữ liệu thực nghiệm cho thấy:
Hệ số ma sát lạnh bên trong/bên trong-chất nền có thể bịt kín nhiệt (CPP, CPE)-: 0,1–1,0.
Cùng chất liệu bên trong/kim loại-hệ số ma sát nguội: 0,17–0,25.
Ở 40 độ, hệ số ma sát nóng bên trong/kim loại{1}}thay đổi trong khoảng: 0,13–0,3.
Các chất chống trượt thông thường (oleamide và erucamide) có điểm nóng chảy lần lượt là 72–77 độ và 78–81 độ. Khi nhiệt độ bề mặt thiết bị tăng lên do ma sát liên tục hoặc các thiết bị gia nhiệt, chất trượt mềm ra và di chuyển, dẫn đến hệ số ma sát tăng lên, biểu hiện cuối cùng là độ êm ái khi vận hành kém.
IV. Khuyến nghị thiết thực của Bao bì Haide
Dựa trên phân tích trên, Bao bì Haide đề xuất các khuyến nghị sau cho ngành:
1. Thiết lập hệ thống đánh giá đúng
Hãy ngừng theo đuổi việc đơn giản hóa "vật liệu có hệ số ma sát thấp".
Xác định rõ loại cặp ma sát và điều kiện nhiệt độ trong quá trình đánh giá.
Dữ liệu ma sát nguội bên trong/bên trong-không thể thể hiện hiệu suất sử dụng thực tế.
2. Tối ưu hóa các tiêu chuẩn mua sắm và thử nghiệm
Khi mua chất nền có khả năng bịt kín bằng nhiệt, hãy tập trung vào việc đánh giá hệ số ma sát nóng bên trong/kim loại{1}}của chúng (được khuyến nghị Nhỏ hơn hoặc bằng 0,3).
Trước khi giao thành phẩm, hãy kiểm tra hiệu suất ma sát thực tế của vật liệu đóng gói ở nhiệt độ vận hành mô phỏng.
Đối với thiết bị đặc biệt (không có ma sát trượt hoặc chỉ có ma sát bên ngoài/kim loại), có thể bỏ qua các điều khoản kiểm tra hệ số ma sát không cần thiết.
3. Thúc đẩy nâng cấp tiêu chuẩn ngành
Đề nghị các hiệp hội và công ty liên quan xem xét điều kiện hoạt động thực tế khi sửa đổi tiêu chuẩn.
Thiết lập phương pháp đánh giá được phân loại dựa trên loại thiết bị và điều kiện vận hành.
V. Kết luận
Việc quản lý hệ số ma sát đối với vật liệu đóng gói cuộn không nên duy trì ở mức độ thử nghiệm truyền thống mà nên đi sâu tìm hiểu môi trường hoạt động thực tế của đóng gói tự động. Thông qua nghiên cứu kỹ thuật liên tục và kinh nghiệm thực tế, Haide Packaging đã thiết lập hệ thống ứng dụng và đánh giá hiệu suất ma sát toàn diện, cung cấp cho khách hàng-các giải pháp quy trình đầy đủ từ lựa chọn vật liệu và tối ưu hóa quy trình cho đến hướng dẫn sử dụng.
Chúng tôi mong muốn được hợp tác với các đối tác trong ngành để thúc đẩy sự phát triển khoa học của hệ thống đánh giá vật liệu đóng gói, đảm bảo rằng mọi cuộn vật liệu đều hoạt động trơn tru trên-dây chuyền đóng gói tự động tốc độ cao.