HDPE와 LDPE 가방 제조 기계의 차이점은 무엇입니까?

폴리에틸렌은 연질 포장재에 가장 많이 사용되는 재료입니다. 그러나 모든 폴리에틸렌이 동일한 것은 아닙니다. 그리고 그것을 처리하는 기계도 다릅니다. 고밀도-밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 화학적으로 관련되어 있습니다. 그러나 가공에 있어서는 서로 다르게 작동합니다. 백을 만드는 데 사용되는 기계는 이러한 서로 다른 열 요구 사항, 필름의 구조 및 최종 제품의 요구 사항을 반영합니다. 장비를 찾고 있는 포장 엔지니어, 공장 관리자 및 조달 팀의 경우 올바른 투자를 하기 위해서는 HDPE와 LDPE의 차이점과 그 이유를 정확히 이해하는 것이 중요합니다.

재료의 차이: 이것이 기계 설계를 주도하는 이유

기계를 보기 전에 재료의 차이를 명확히 해야 합니다. 기계 유형 간의 모든 기계적 차이는 폴리머의 물리적 특성에서 비롯됩니다.

HDPE(밀도 0.941~0.965g/cm3의 고밀도 폴리에틸렌)는 측면 가지가 거의 없는 선형 폴리머입니다. 이 긴밀한 분자 구조는 다음과 같은 특성을 제공합니다.

• 두께에 비해 높은 인장강도
• 더 높은 융점(~130~135도)
• 동일한 두께에서 더 단단한 필름
• 더 좁은 열-밀봉 창
• 반투명에서 불투명한 외관
• 습기와 화학물질에 대한 탁월한 내성

저-밀도 폴리에틸렌(밀도가 0.910~0.940 g/cm3인 LDPE)은 고압 방법으로 생산됩니다.- 이로 인해 많은 수의 체인 분기가 발생했습니다.

이 구조는 다음과 같은 결과를 제공합니다.

• 동일한 두께에 대한 인장 강도가 낮습니다(따라서 동일한 하중에 대해 더 두꺼운 필름이 필요함).
• 낮은 융점(~105~115도)
• 더 부드럽고 유연한 필름
• 열 밀봉을 위한 더 넓은 온도 범위
• 더욱 선명하고 윤기나는 모습
• 부서지기 전에 더 높은 신축성

이러한 차이점은 중요합니다. 그들은 전체 기계 백 생산 라인의 밀봉 온도, 냉각 요구 사항, 멤브레인 처리, 절삭력 및 설계를 설정합니다.

주요 기계 차이점: 기술 비교

1. 밀봉 시스템: 온도 및 체류 시간

이것이 두 기계의 근본적인 차이점입니다.

HDPE 백은 밀봉 온도를 140~200°C 사이로 유지해야 합니다. 이는 필름 두께와 라인 속도에 따라 다릅니다. HDPE는 일반적으로 약한 밀봉과 탄화된 필름 사이 ± 5°C의 좁은 밀봉 창을 가지고 있습니다. 이를 위해서는 밀봉 폭 전체에 걸쳐 매우 균일한 열이 필요합니다. 온도가 고르지 않으면 서늘한 곳에서는 씰이 약해지고 따뜻한 곳에서는 타버릴 수 있습니다. 이것이 HDPE 씰링 바가 일반적으로 다음과 같은 이유입니다.

• 여러 개의 개별적으로 제어되는 가열 영역이 있는 고밀도 카트리지 히터
• 정확도를 향상하려면 열전대를 백금 저항 온도 센서(Pt100 또는 Pt1000)로 교체하세요.
• 과열을 방지하기 위한 짧은 체류 시간(HDPE가 더 빨리 결정화되기 때문에)
• LDPE 기계의 밀봉 온도 범위는 100-150도입니다. 범위가 넓습니다(+ -10 -15도). 이로 인해 난방 시스템이 더 단순해지고, 더 오래 유지되며, 씰에 가해지는 열 응력이 줄어듭니다.

2. 냉각 시스템

HDPE는 냉각 시 LDPE보다 더 빨리 경화됩니다. 그러나 밀봉 후에는 밀봉 모양을 유지하고 필름이 구부러지는 것을 방지하기 위해 제어된 냉각이 필요합니다. HDPE 포장 기계는 일반적으로 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

• 씰링 스테이션 직후에 필수 공기 냉각 막대를 설치하십시오.
• 고속-기계에서 수냉식 압력 바는 밀봉된 영역을 냉각하고 동시에 평평하게 만들 수 있습니다.
• 컨베이어 벨트는 더 빠르게 움직이며 씰 영역에서 열을 흡수합니다.

LDPE 기계는 간단한 공기 냉각 또는 경량 강제 공기 시스템에 사용할 수 있습니다. 부드러운 필름은 밀봉 후 모양 변화 없이 열을 견딜 수 있습니다.

3. 필름 공급 및 장력 조절

고밀도 폴리에틸렌(HDPE 필름은 더 단단하고 얇습니다(소매 백은 일반적으로 10 -25 미크론). 저밀도 폴리에틸렌보다 피더 장력에 더 민감합니다. 장력이 너무 높으면 필름이 늘어나거나 찢어질 수 있습니다. 장력이 너무 낮으면 추적 문제와 정렬 오류가 발생할 수 있습니다. HDPE 백 처리 방법은 다음과 같습니다.

• 스프링 또는 냉방-장력 암이 있는 댄싱 롤 시스템. 실시간으로 필름 롤 직경을 조정할 수 있습니다.
• 브레이크 시스템의 정확한 풀림 제동 시스템(서보 드라이브 또는 히스테리시스 브레이크 제어). 이는 LDPE에서 일반적으로 작동하는 단순한 마찰 브레이크보다 낫습니다.
• EPC(에지 위치 제어) 시스템. 광학 또는 초음파 센서를 사용하여 고속에서 필름을 ±0.5mm 이내로 유지합니다.

LDPE 필름은 더 부드럽고 일반적으로 더 두껍습니다(20 -100미크론). 신경 변화에 더 관대합니다. 표준 스프링 댄서 롤 및 마찰 브레이크는 대부분의 LDPE 응용 분야에서 잘 작동합니다.

4. 절단 메커니즘

절단기는 재료마다 다르게 작동합니다.

HDPE 필름은 열선 또는 핫 나이프 시스템으로 깨끗하게 절단됩니다. 필름에서 전선이 빨리 녹습니다. 또한 다음 가방의 바닥과 앞면에 밀봉된 가장자리를 남겨두십시오. 이 조합의 밀봉 작용은 티셔츠 가방 생산에서 흔히 볼 수 있습니다. 주로 HDPE에 사용됩니다.

LDPE 필름은 일반적으로 콜드-블레이드 시스템(전단 또는 파쇄)을 사용하여 절단됩니다. 이는 특히 평평한 가방과 바닥 가방에 해당됩니다. 열선으로 LDPE를 절단할 수 있지만, 절단 가장자리에 와이어-조각 같은 파편이 남는 경우가 많습니다. 이는 저-밀도 폴리에틸렌이 고온에서 더 많이 흐르고 끈적이기 때문에 발생합니다.

그 차이가 절대적인 것은 아닙니다. 두 방법 모두 기계가 있습니다. 그러나 절단 방법은 기계가 주로 HDPE로 제작되었는지 아니면 저밀도 폴리에틸렌으로 제작되었는지를 판단하는 가장 빠른 방법 중 하나입니다.-

5. 펀칭 및 다이-커팅 처리(티-셔츠 가방 생산)

티셔츠 가방은 거의 모두 HDPE로 만들어집니다. 이는 HDPE의 강성으로 인해 가방을 들고 다닐 때 초승달 모양의 손잡이 구멍이 모양을 유지할 수 있기 때문입니다. LDPE는 접힘과 불편한 고정을 처리합니다.

실용신안은 밀봉 후 다이커팅 펀치 장치가 제공되는 티셔츠 가방 HDPE 가방 제조 기계에 관한 실용신안입니다.- 펀치는 각 봉지가 밀봉 영역을 떠날 때 손잡이 입구를 잘라냅니다. 주요 기계적 특성은 다음과 같습니다.

고속-펀치 메커니즘, 분당 100~200스트로크 등급

간격(0.05~0.15mm)이 좁은 경화 강철 펀치 및 다이 설계. 이는 찢어지지 않고 HDPE에서 깨끗한 가장자리를 만들 수 있습니다.

공압식 또는 서보{0}}구동식 펀치 동작이 필름의 움직임과 완벽하게 동기화됩니다.

LDPE 백 기계는 일반적으로 평면-팩 또는 바닥 밀봉- 백을 생산하지 않습니다. LDPE가 소프트-링 핸드백(접착 또는 용접 링이 있는 다양한 핸드백 유형)에 사용되는 경우 다양한 수제 시스템이 사용됩니다. 다이컷이 아닙니다-.

6. 기계 속도 및 출력 속도

두 기계 유형의 생산 경제성은 크게 다릅니다.

최신 HDPE 포장 기계는 고속으로 작동하며 이제 완전한 서보 드라이브 시스템을 사용합니다. 멤브레인 추진, 밀봉 로드 이동, 펀치 이동 및 컨베이어 구동을 위한 별도의 서보 모터가 있습니다. 중앙 PLC는 이 모든 것을 조정합니다. 분당 150사이클 이상이면 필름 추진, 밀봉, 스탬핑 및 절단 사이의 지연이 밀리초에 불과하기 때문에 이러한 빡빡한 일정이 필요합니다.

보급형-레벨 LDPE 플랫백 기계는 메인 모터에 간단한 캠 구동 시스템을 사용할 수 있습니다. 이는 느리고 덜 까다로운 시간에 적용됩니다.

풀 서보 시스템은 더 비쌉니다. 그러나 이점은 다음과 같습니다.

7. 드라이브 시스템과 서보 통합

최신 HDPE 포장 기계는 고속으로 작동하며 이제 완전한 서보 드라이브 시스템을 사용합니다. 멤브레인 추진, 밀봉 로드 이동, 펀치 이동 및 컨베이어 구동을 위한 별도의 서보 모터가 있습니다. 중앙 PLC는 이 모든 것을 조정합니다. 분당 150사이클 이상이면 필름 추진, 밀봉, 스탬핑 및 절단 사이의 지연이 밀리초에 불과하기 때문에 이러한 빡빡한 일정이 필요합니다.

보급형-레벨 LDPE 플랫백 기계는 메인 모터에 간단한 캠 구동 시스템을 사용할 수 있습니다. 이는 느리고 덜 까다로운 시간에 적용됩니다.

풀 서보 시스템은 비용을 증가시키지만 다음을 제공합니다.

• 전자 레시피 관리(제품별 설정 저장 및 불러오기)
• 기계적 조정 없이 쉽게 전환 가능
• 내장된-문제 발견 및 오류 로깅

Industry 4.0 감시 시스템과 협력

하나의 기계로 HDPE와 LDPE를 모두 실행할 수 있습니까?

이는 일반적인 후속 질문입니다.- 대답은 다음과 같습니다. 하지만 특정 조건에서만 가능합니다.

일부 컨버터블에는 교체 가능한 씰링 바가 있습니다. 직선 막대를 LDPE 플랫 백으로 교체하고 U-바를 HDPE 티셔츠 백으로 교체할 수 있습니다.- 또한 두 재료를 모두 덮을 수 있도록 조절 가능한 온도 조절 장치도 있습니다. 그러나 문제가 있습니다:

HDPE에 대한 엄격한 온도 제어 기능을 갖춘 180도 기계는 LDPE에 필요한 것보다 더 많은 발열량을 갖습니다. 비용이 추가됩니다.

LDPE의 광범위한 LDPE 밀봉 범위를 위해 제작된 기계는 HDPE 티셔츠 백에 필요한 온도 정확도나 펀치를 갖지 못할 수 있습니다.

저밀도 폴리에틸렌(LDPE) 장비에 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)을 사용하면 씰 품질이 저하되고 폐기물이 늘어나고 도구 마모가 빨라지는 경우가 많습니다.

실용적인 조언: 먼저 주요 재료를 선택하세요. 그런 다음 허용 가능한 성능 손실이 있는 다른 머티리얼을 실행할 수도 있는지 확인하십시오. 두 모델의 실제 생산 데이터를 확인하지 않고는 전환 가능성이 주요 요구 사항이 되어서는 안 됩니다.

머신 유형 중에서 선택: 의사결정 프레임워크

규제 및 표준 상황

• 두 기계 모두 시장 표준을 충족하는 가방을 생산해야 합니다.
• ISO 4591 -플라스틱 필름 및 시트의 평균 두께 측정
• ASTM D882 -HDPE 및 LDPE 백 모두 얇은 플라스틱 시트의 인장 강도)
• EN 13432 -퇴비화 및 분해가 가능한 포장 규정(재활용성을 주장하는 경우)

요약

HDPE 백 제조기와 LDPE 기계의 차이점은 온도 설정에만 국한되지 않습니다. 이는 필름 공급, 밀봉 정확도, 절단 방법, 다이{1}}절단 통합 및 드라이브 시스템 설계에 대해 완전히 다른 접근 방식을 보여줍니다. HDPE 기계는 정밀 도구입니다. 좁은 작동 범위 내에서 단단한 재료를 고속으로 처리하도록 만들어졌습니다. LDPE 기계는 더 관대합니다. 그들은 더 다양한 가방 유형과 생산 크기에 사용됩니다.
장비를 살펴보는 포장 작업에서는 기계를 비교하기 전에 백 유형, 주요 필름 재료, 생산량 및 품질 요구 사항 -에 대한 명확한 아이디어부터 시작해야 합니다. 재료의 거동에 기계 설계를 맞추는 것은 일관된 백 품질과 좋은 생산 비용을 얻기 위한 가장 중요한 요소입니다.

참고자료:

• Brydson, JA – 플라스틱 재료, 7판, Butterworth-Heinemann(Elsevier), 1999
• 캘리포니아주 하퍼 – 플라스틱 기술 핸드북, McGraw{2}}Hill, 2006
• Rosato, DV 및 Rosato, MG – 플라스틱 기술 핸드북, 4판, CRC Press, 2006
• Glanvill, AB – 플라스틱 엔지니어 데이터 북, 기계 공학 간행물, 1993
• ASTM D882-18 – 얇은 플라스틱 시트의 인장 특성에 대한 표준 테스트 방법, ASTM International
• ISO 4591:1992 – 플라스틱 - 필름 및 시트 - 평균 두께 결정, 국제 표준화 기구