Chemický a materiálový průmysl

Pozorování, analýza a měření vysoce účinných vícevrstevných fólií

Vzhledem k tomu, že odvětví zaměřené na fólie a pláty směřuje k větší funkčnosti a vícevrstvosti fólií a plátů, dochází kromě nedávnému rozšíření potřeb také k nárůstu intenzity konkurence v oblasti nových produktů. Tento trend dále zvyšuje nároky na kvalitu, analýzy a hodnocení, takže roste význam měření s využitím mikroskopického pozorování.
Tato část představuje průmyslové trendy, běžné vady a nejnovější příklady řešení příčin těchto vad s využitím nového digitálního 4K mikroskopu.

Zvyšování nároků na vysoce účinné vícevrstevné fólie
Výroba vícevrstevných fólií
Nároky na vysokou funkčnost a kvalitu fólií
Nejnovější příklady pozorování, analýzy a měření fólií a plátů
Nový základní kámen pro hodnocení vysoce funkčních fólií a plátů

Zvyšování nároků na vysoce účinné vícevrstevné fólie

Plastové (z pryskyřic) fólie a pláty s vyšší funkčností zajišťovanou laminací a dalšími technikami zaznamenávají zvýšenou poptávku vzhledem k potřebám trhu.
S ohledem na trend „individualizovaných pokrmů“ v potravinářském průmyslu roste například poptávka po obalech na větší množství potravin v menších porcích určených pro jednočlenné domácnosti. Zvyšují se také požadavky na obaly určené pro opakovaně plnitelné produkty, jako jsou šampony, sprchové gely, prací prostředky a další komodity, u nichž se láhev používá opakovaně. Funkční fólie a pláty jsou také nezbytné pro povrchovou ochranu polovodičových destiček (waferů) a výrobu keramických kondenzátorů v polovodičovém a elektronickém průmyslu. Další aplikace zahrnují laminovaná pouzdra článků pro lithium-iontové baterie (umístěné v pouzdru).

Výroba vícevrstevných fólií

Většina vysoce funkčních fólií obsahuje celou řadu různých typů plastů nebo fólií z různých materiálů, např. hliníku, laminovaného povrchovou úpravou, která vytváří potahovou fólii. Při výrobě vícevrstvých fólií se běžně používají následující procesy laminace:

Extruzní laminace: Extruzní laminace je proces, který využívá extruzi, což je druh techniky vstřikování do forem. Podklad je předem pokryt adhezivní přísadou (kotevní vrstva), materiál je roztaven teplem a při nanášení na podklad je extrudován do podoby rovnoměrného a plochého plátu přes matrici s drážkou (T-matrice). Materiál je stlačen a zhutněn pomocí ochlazovacího válce, aby se spojil s podkladem. Vysoce funkční fólie lze vytvářet „sendvičovou laminací“, při které se spojují tři vrstvy, „tandemovou laminací“, při které se spojuje pět vrstev, a vícevrstvou koextruzí určenou pro výrobu z více různých materiálů pomocí T-matrice.

Laminace za sucha: Po nanesení lepidla na první podklad je tento podklad propojen s druhým podkladem, který je vyroben z jiného materiálu. Při použití lepicí pásky nebo jiných adhezních metod používaných při výrobě se substráty během procesu schnutí nebo zahřívání spojí v závislosti na vlastnostech lepidla. Podklady jsou následně válcovány.

Nároky na vysokou funkčnost a kvalitu fólií

Od vícevrstvých fólií je vyžadována vysoká kvalita i funkčnost, včetně tepelné odolnosti, odolnosti proti chladu, odolnosti proti nárazům, chemické odolnosti, vlastností udržujících aroma nebo odolnosti proti vlhkosti. Z toho důvodu se uplatňují zkoušky a vyhodnocování. Konkurence v oblasti výzkumu a vývoje a výroby fólií s vyšší přidanou hodnotou je stále intenzivnější. Kromě pevnosti povrchu, těsnosti a izolačních vlastností se sledují novější funkce, jako je kompatibilita s mikrovlnami a snadné otevírání, aby se zvýšila použitelnost, a současně se hledají tepelně těsnicí vlastnosti pro vyšší produktivitu.

Riziko nedetekovaných vad a vadných produktů

Vícevrstvé fólie se běžně používají na potraviny a léky, které vyžadují vysokou úroveň bezpečnosti a spolehlivosti v kombinaci s funkčností. Je nutné věnovat zvláštní pozornost zejména odhalování vad a neshod a pokusit se jim předcházet.
Mezi obvyklé vady fólií a plátů patří „rybí oka“, což jsou nerovnosti na povrchu, které vznikají v důsledku nerovnoměrné tloušťky fólie způsobené neroztaveným materiálem, a „perforace“, které vznikají proražením, třením nebo únavou vlivem ohýbání. Nevyhovující obal může vzniknout v důsledku dalších mikroskopických vad, jako jsou škrábance, trhliny a vady způsobené cizorodými částicemi, což může vést ke zhoršení kvality obsahu obalu. Špatná kvalita obalu může vést ke stížnostem od zákazníků.

Důležitost pozorování a analýzy

Za účelem zajištění kvality těchto vysoce účinných fólií a plátů je v oblasti výzkumu, vývoje a výroby kladen větší důraz na hodnocení založené na detailních mikroskopických pozorováních a analýzách. Současně jsou požadovány velmi přesné analýzy a měření a také kratší doba zpracování přesných vyhodnocení, aby bylo možné se přizpůsobit nárokům vysoce funkčních fólií s přísnými požadavky na přesnost tloušťky fólie a rychlým výrobním cyklům.

Nejnovější příklady pozorování, analýzy a měření fólií a plátů

Pozorování, analýza a měření fólií a plátů bývají spojeny s následujícími problémy:

Při měření tloušťky fólie vzorku v průřezu vzorku bývá pozorovaná plocha nerovná, což brání ve správném pozorování a měření.
Tvary perforací nelze pozorovat, což znamená, že nelze analyzovat směr, ze kterého k perforaci došlo.
Pozorování mikroskopických škrábanců, cizorodých částic a rybích ok při zvětšení nelze provést z důvodu nedostatečného rozlišení.
V případě lesklých fólií komplikuje pozorování světlo odrážející se od fólie.
A v případě nerovných povrchů bývá obraz zaostřen pouze na část povrchu.

Digitální 4K mikroskop řady VHX od společnosti KEYENCE s vysokým rozlišením poskytuje zřetelné snímky s rozlišením 4K a vlastní systém umožňující pozorování s vysokým zvětšením a 2D a 3D měřením s velkou hloubkou ostrosti a vysokým rozlišením. Kromě řešení konvenčních problémů přispívá k přesnějšímu vyhodnocování, které lze provádět snadno a rychle.
V této části jsou představeny nejnovější příklady pozorování, analýzy a měření fólií s využitím řady VHX.

Měření tloušťky fólie s průřezem vícevrstvé fólie

Digitální 4K mikroskop řady VHX disponuje velkou hloubkou ostrosti. Uživatelům to umožňuje pořizovat snímky tenkých fólií s vysokým rozlišením a při vysokém zvětšení.
Funkce hloubkové kompozice bez ostření vytváří 3D snímek z omezeného počtu snímků, čímž poskytuje plně zaostřené zobrazování i na nerovných pozorovacích plochách.
Je také k dispozici velmi přesné 2D měření, které lze provést na snímku s vysokým zvětšením jednoduchým výběrem nástroje a určením dílu, který chcete měřit. Dále je k dispozici funkce vytváření zpráv, která automaticky vloží zvětšený snímek a naměřené hodnoty do zvolené šablony, a umožní tak rychlé provedení řady úloh prostřednictvím jednoho zařízení.

Měření tloušťky průřezu vícevrstvé fólie s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Pozorování a 3D analýza tvaru perforací

Digitální 4K mikroskop řady VHX umožňuje prostřednictvím snímků s vysokým rozlišením a vysokým zvětšením zřetelné pozorování perforací, jejichž tvary se jinak pozorují pouze obtížně.
Je také možné velmi přesné měření 3D tvaru na základě zvětšených snímků s vysokým rozlišením. Kromě toho lze k měření profilu použít libovolný průřez, což umožňuje přesnou analýzu a rychlé kvantitativní vyhodnocení na základě podrobných údajů o tvaru perforací.

Nahoře: pozorování perforace s vysokým zvětšením / Dole: měření 3D tvaru a profilu — Pozorování a 3D měření perforace s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Pozorování cizorodých částic a rybích ok

Digitální 4K mikroskop řady VHX dokáže s využitím různých funkcí zřetelně zachytit mikroskopické vady, a umožňuje tak přesné a rychlé pozorování, analýzu a vyhodnocení.
S funkcí vícenásobného osvětlení je pouhým stisknutím tlačítka nasnímáno několik snímků se všesměrovým osvětlením. Uživateli stačí pouze vybrat snímek, který je optimální pro analýzu, takže tato funkce výrazně zkracuje dobu potřebnou na extrakci světelných podmínek. Automaticky uložený snímek s různými světelnými podmínkami je možné načíst dokonce i po výběru nebo uložení snímku a použít ho k různým měřením.
Funguje to i u lesklých fólií, kde funkce odstranění odlesků eliminuje odrazy světla, a pomáhá tak přesně zachytit detaily vady. Zřetelné snímky s vysokým rozlišením lze použít k pozorování s velkým zvětšením (až 6000×). Tato pozorování umožňují studovat detaily mikroskopických cizorodých částic.

Pozorování vad fólií s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Pozorování cizorodých částic po odstranění kruhových odlesků z povrchu fólie

V minulosti vytvářely cizorodé částice zachycené ve fólii s lesklým povrchem ve fólii hrbolek, který odrážel světlo ve tvaru prstence, což komplikovalo přesné pozorování a analýzu tvaru příměsi.
Funkce odstranění kruhových odlesků digitálního 4K mikroskopu řady VHX podporuje přesné pozorování tvaru cizorodých částic zachycených ve fólii.

Normální — Pozorování cizorodých plastových částic, které pronikly do fólie, s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Odstranění kruhových odlesků — Pozorování cizorodých plastových částic, které pronikly do fólie, s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Pozorování a vyhodnocení poškrábání na povrchu fólie

Digitální 4K mikroskop řady VHX dokáže používat snímky s vysokým rozlišením 4K vytvořené objektivem s vysokým rozlišením a senzorem 4K CMOS ke snadnému a přesnému pozorování a vyhodnocování povrchu fólií.

Pozorování poškrábání povrchu fólie s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Pozorování textury a 3D měření povrchu fólie

S digitálním 4K mikroskopem řady VHX lze při různých nastaveních osvětlení zřetelně pozorovat jemné detaily textury na povrchu fólie.
Kromě toho lze přímo na základě zvětšeného snímku provádět měření 3D tvaru a profilu, což umožňuje kvantitativní vyhodnocení vlastností povrchu na základě údajů.

Pozorování a 3D měření textury na povrchu fólie s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Snímky trhlin v chemických obalových fóliích s vysokým rozlišením

Trhliny a další vady chemických obalových fólií mohou vést k úniku a znehodnocení obsahu. Příčinu je nutné určit na základě důkladné kontroly z hlediska zajištění kvality.

Digitální 4K mikroskop řady VHX je vybaven osvětlovacím a pozorovacím systémem s vysokým výkonem, objektivem s vysokým rozlišením a senzorem 4K CMOS, které společně nabízejí velkou hloubku ostrosti. Tyto aspekty umožňují zřetelné vyjádření jemných trhlin i při pozorování s velkým zvětšením.
Tyto funkce umožňují snadné a rychlé pozorování detailů, které ukazují, zda je trhlina ve směru stroje (MD) nebo v příčném směru (TD) a zda byla trhlina způsobena zevnitř nebo zvenčí. Takové pozorování přispívá k rychlé identifikaci příčiny a k implementaci zlepšování procesů.

Pozorování trhliny v chemických obalových fóliích s využitím digitálního 4K mikroskopu řady VHX

Nový základní kámen pro hodnocení vysoce funkčních fólií a plátů

Digitální 4K mikroskop řady VHX s vysokým rozlišením kromě řešení problémů při konvenčním pozorování, analýze, měření a vyhodnocování fólií a plátů dále umožňuje také detailní pozorování mikroskopických vad, které dříve nebylo možné odhalit.
V současné době je u fólií a plátů patrné stále intenzivnější úsilí o dosažení vyšší funkčnosti. Řada VHX se může stát vaším novým partnerem, který podpoří výzkum, vývoj a výrobu libovolných fólií nebo plátů, protože nabízí sofistikované pozorování, analýzu a měření, které jsou nezbytné k zajištění spolehlivosti těchto produktů.

Kromě funkcí představených v této části disponuje řada VHX mnoha dalšími užitečnými funkcemi, které vznikly na základě zpětné vazby a podnětů od skutečných výzkumných, vývojových a výrobních pracovišť. Podrobné informace o produktech získáte po kliknutí na tlačítko ke stažení katalogu níže. V případě dotazů klikněte níže na druhé tlačítko umožňující kontaktování společnosti KEYENCE.