Waarneming, analyse en meting van hoogwaardige meerlaagse films
Nu de folie- en sheetindustrie naar meer functionaliteit en folies en sheets bestaande uit meerdere lagen streeft, krijgt die industrie te maken met hevige concurrentie door nieuwe producten en de recente grotere vraag. Deze trend vraagt ook om hogere kwaliteitseisen waardoor analyses, evaluaties en metingen door microscopische waarneming alsmaar belangrijker worden.
In dit gedeelte wordt een overzicht gegeven van trends in de industrie, veelvoorkomende defecten en de nieuwste voorbeelden van het oplossen van de oorzaken van die effecten met de nieuwe 4K digitale microscoop.
- Toenemende behoeften aan hoogwaardige folies
- Productie van meerlaagse folies
- Vraag naar betere prestaties en kwaliteit van folies
- Nieuwste voorbeelden van het waarnemen, analyseren en meten van folies en sheets
- Meting van de dikte van folies met dwarsdoorsnede van meerlaagse folies
- Waarneming en 3D-vormanalyse van gaatjes
- Waarneming van vreemde deeltjes en visogen
- Waarneming van vreemde deeltjes na verwijderen van ringreflectie van het folieoppervlak
- Waarnemen en evaluatie van krassen op een folieoppervlak
- Textuurwaarneming en 3D-meting van een folieoppervlak
- Beelden met hoge resolutie van scheurtjes in chemische verpakkingsfolies
- Een nieuwe mijlpaal op het gebied van de evaluatie van hoogwaardige folies en sheets
Toenemende behoeften aan hoogwaardige folies
Bij de industrie van folies en sheets van hoogwaardige kunststof (hars) dankzij laminering en andere technieken, ziet men een stijgende vraag als gevolg van de behoeften van de markt.
Tegen de achtergrond van "persoonlijke maaltijden" in de levensmiddelenindustrie stijgt bijvoorbeeld de vraag naar verpakkingen voor een grotere variëteit aan levensmiddelen in kleinere porties, bedoeld voor eenpersoonshuishoudens. Er is ook steeds meer behoefte aan verpakkingen voor hervulbare producten, zoals shampoo, douchegels, wasmiddelen en andere producten, waarbij de fles opnieuw wordt gebruikt. Functionele folies en sheets zijn ook essentieel voor de oppervlaktebescherming van wafers en voor de productie van keramische condensatoren in de halfgeleider- en elektronica-industrie. Andere toepassingen zijn gelamineerde verpakkingen voor lithium-ionbatterijen.
Productie van meerlaagse folies
De meeste hoogwaardige folies bestaan uit een opeenstapeling van verschillende soorten kunststof of folies van verschillende materialen, zoals aluminium dat is gelamineerd met een coatingmiddel voor de foliebedekking. Tijdens de productie van meerlaagse folies worden de volgende algemene lamineerprocedés gebruikt:
- Extrusie-lamineren
- Extrusie-lamineren is een procedé waarbij gebruik wordt gemaakt van extrusie-gieten, een soort spuitgiettechniek. Het substraat wordt voorbehandeld met een hechtingsadditief (ankerlaag) en het materiaal wordt gesmolten door hitte en geëxtrudeerd tot een gelijkmatige, vlakke sheet door een matrijs met een spleet (T-matrijs) wanneer die sheet op het substraat wordt aangebracht. Het materiaal wordt door de koelwals samengeperst en gestold om een hechting met het substraat te verkrijgen. Hoogwaardige folies kunnen worden gemaakt door "sandwichlaminering" waarbij drie lagen worden gelijmd, "tandemlaminering" waarbij vijf lagen worden gelijmd, en multigelaagdheid door co-extrusie van meerdere verschillende materialen met behulp van een T-matrijs.
- A. Substraat
- B. Hechting additieve coating (ankercoating)
- C. Droogzone
- D. Materiaal
- E. Extruder
- F. T-matrijs
- G. Koeling (koelwals)
- H. Wikkeling
- Droog lamineren
- Nadat het kleefmateriaal of de lijm op het eerste substraat is aangebracht, wordt dat verlijmd met het tweede substraat dat van een ander materiaal is gemaakt. Met plakband of andere bij de fabricage gebruikte lijmmethoden worden de substraten, afhankelijk van de eigenschappen van het kleefmateriaal of de lijm, aan elkaar gelijmd door middel van een droog- of verwarmingsproces. Vervolgens worden de substraten opgerold.
- A. Eerste substraat
- B. Klevende coating
- C. Droogzone
- D. Tweede substraat
- E. Verwarming (stalen rol)
- F. Wikkelingmachine
Vraag naar betere prestaties en kwaliteit van folies
Meerlaagse folies moeten zowel van goed kwaliteit als functioneel zijn, zoals hittebestendig, koudebestendig, schokbestendig, chemische weerstand, aromahoudende eigenschappen of vochtwerende eigenschappen. Daarom worden betrouwbaarheidstests en evaluaties van de betrouwbaarheid algemeen goed. De concurrentie op het gebied van onderzoek en ontwikkeling en de productie van folies met een hogere toegevoegde waarde wordt steeds heviger. Afgezien van de sterkte van het oppervlak, de mate van verzegeling en de barrière-eigenschappen, wordt er gestreefd naar nieuwere functies zoals geschikt voor magnetrons en gemakkelijk te openen verpakkingen voor een betere bruikbaarheid, terwijl er eveneens wordt gestreefd naar hitteverzegelende eigenschappen voor een hogere productiviteit.
Risico's van niet ontdekte defecten en defecte producten
Folies die uit meerdere lagen bestaan, worden veel gebruikt voor het verpakken van voedsel en geneesmiddelen, waarvoor behalve functionaliteit ook een hoog niveau van veiligheid en betrouwbaarheid vereist is. Bijzondere zorg is nodig voor het opsporen en voorkomen van defecten en onvolkomenheden.
Kenmerkende defecten in folies en sheets zijn "visogen", oneffenheden op het oppervlak als gevolg van een ongelijke laagdikte die wordt veroorzaakt door niet gesmolten materiaal, en "gaatjes" die worden veroorzaakt door perforatie, wrijving of buigmoeheid. Andere microscopisch kleine defecten, zoals krassen, scheuren en defecten veroorzaakt door vreemde deeltjes, kunnen ook leiden tot een gebrekkige verpakking, waardoor de kwaliteit van de inhoud van de verpakking achteruitgaat. Een kwalitatief slechte verpakking kan voor ontevreden klanten zorgen.
Belang van waarnemen en analyseren
Om de kwaliteit van dergelijke hoogwaardige folies en sheets te waarborgen, wordt er meer belang gehecht aan evaluatie op basis van gedetailleerde microscopische waarnemingen en analyses op het gebied van R&D en de productie. Tegelijkertijd is er vraag naar zeer nauwkeurige analyses en metingen en een kortere doorlooptijd voor het uitvoeren van nauwkeurige evaluaties, om tegemoet te komen aan de hoge eisen die worden gesteld aan de nauwkeurigheid van de dikte van folies en aan snelle productcycli.
Nieuwste voorbeelden van het waarnemen, analyseren en meten van folies en sheets
Er kunnen zich de volgende problemen voordoen bij het waarnemen, analysen en meten van folies en sheets:
- Bij het meten van de laagdikte van de dwarsdoorsnede van een monster is het waarnemingsoppervlak ongelijk, waardoor er niet goed kan worden waargenomen en gemeten.
- De vorm van de gaatjes kan niet worden waargenomen, wat betekent dat de richting van waaruit de gaatjes zijn ontstaan, niet kan worden geanalyseerd.
- Vergrote waarneming van microscopisch kleine krasjes, vreemde deeltjes en visogen kan niet worden uitgevoerd omdat de resolutie onvoldoende is.
- Bij glanzende folies kan het licht dat weerkaatst vanaf de folie, een goede waarneming onmogelijk maken.
- Bij ongelijke oppervlakken wordt er alleen scherpgesteld op een deel van het doel.
Met de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks van KEYENCE kunnen heldere 4K-beelden worden gemaakt en met een eigen systeem zijn sterk vergrote waarnemingen en zeer nauwkeurige 2D- en 3D-metingen met een grote scherptediepte en hoge resolutie mogelijk. Conventionele problemen worden daarmee opgelost terwijl er nauwkeuriger, sneller en gemakkelijker kan worden waargenomen.
In dit gedeelte worden de nieuwste voorbeelden gegeven van het waarnemen, analyseren en meten van folies met de VHX-reeks.
Meting van de dikte van folies met dwarsdoorsnede van meerlaagse folies
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks heeft een grote scherptediepte. Zo kunnen gebruikers bij zeer vergrote waarnemingen beelden met hoge resolutie van dunne folies maken.
Met de functie voor real-time dieptesamenstelling wordt van een beperkt aantal beelden een 3D-beeld gemaakt waarmee tijdens waarnemingen gelijkmatige en ongelijke oppervlakken scherp in beeld kunnen worden gebruikt.
Zeer nauwkeurige 2D-metingen zijn ook mogelijk door eenvoudig een tool te selecteren en op het sterk vergrote beeld het gedeelte aan te geven dat u wilt meten. Er is tevens een rapportfunctie die het vergrote beeld en de meetwaarden automatisch in een sjabloon invoert, zodat u snel een reeks taken op slechts één enkele machine kunt uitvoeren.
Waarneming en 3D-vormanalyse van gaatjes
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan sterk vergrote beelden met hoge resolutie aanleveren voor een heldere waarneming van gaatjes waarvan de vormen lastig zijn waar te nemen.
Ook kan er met de vergrote beelden met hoge resolutie zeer nauwkeurig in 3D worden gemeten. Bovendien kan elke dwarsdoorsnede worden gebruikt voor profielmetingen, waardoor een nauwkeurige analyse en een snelle kwantitatieve evaluatie mogelijk zijn op basis van gedetailleerde gegevens over de vorm van de gaatjes.
Waarneming van vreemde deeltjes en visogen
Met diverse functies op de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen haarscherp microscopisch kleine fouten worden vastgelegd die vervolgens nauwkeurig en snel kunnen worden waargenomen, geanalyseerd en geëvalueerd.
Dankzij de multiverlichtingsfunctie kunnen met één druk op een knop meerdere beelden vanuit een omnidirectionele verlichting worden vastgelegd. De gebruiker hoeft alleen het beeld te selecteren dat optimaal is voor analyse, zodat met deze functie verlichtingscondities aanzienlijk sneller kunnen worden opgehaald. Zelfs na het selecteren of opslaan van een beeld, kan een beeld worden geladen dat automatisch is opgeslagen en andere verlichtingscondities heeft, en kunnen er met dat beeld diverse metingen worden uitgevoerd.
Dit werkt zelfs bij glanzende films, waar de functie voor glansverwijdering lichtreflecties verwijdert om de details van het defect nauwkeurig te helpen vastleggen. Heldere beelden met hoge resolutie kunnen worden gebruikt bij sterk vergrote waarnemingen tot 6000×. Aan de hand van deze waarnemingen kunt u de details van microscopisch kleine deeltjes onderzoeken.
met behulp van de functie voor multiverlichting
Waarneming van vreemde deeltjes na verwijderen van ringreflectie van het folieoppervlak
Voorheen veroorzaakten vreemde deeltjes die in een folie met een glanzend oppervlak waren ingesloten, een ophoping in de folie die het licht in een ringvormig patroon weerkaatste, waardoor een nauwkeurige waarneming en analyse van de vorm van de ingesloten vreemde deeltjes moeilijk waren.
De functie voor verwijdering van ringreflectie van de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks maakt nauwkeurige waarnemingen mogelijk van vreemde deeltjes die opgesloten zitten in een folie.
Waarnemen en evaluatie van krassen op een folieoppervlak
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kan 4K-beelden met hoge resolutie die zijn gemaakt door de lens met hoge resolutie en 4K CMOS, gebruiken voor een gemakkelijke en nauwkeurige waarneming en evaluatie van het folieoppervlak.
Textuurwaarneming en 3D-meting van een folieoppervlak
Met de 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks kunnen de fijne details van de textuur op een folieoppervlak onder verschillende verlichtingsinstellingen nauwkeurig worden waargenomen.
3D-vorm- en -profielmetingen kunnen ook rechtstreeks vanuit het vergrote beeld worden uitgevoerd, waardoor de staat van het oppervlak op basis van gegevens kwantitatief kan worden geëvalueerd.
Beelden met hoge resolutie van scheurtjes in chemische verpakkingsfolies
Scheurtjes en andere gebreken in chemische verpakkingsfolies kunnen leiden tot lekkage en bederf van de inhoud. De oorzaak moet vanuit het oogpunt van kwaliteitsborging worden vastgesteld door middel van een nauwkeurige inspectie.
De 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks is voorzien van een hoogwaardig licht- en waarnemingssysteem en heeft een lens met hoge resolutie en 4K CMOS die samen voor een grote scherptediepte zorgen. Dit alles maakt het mogelijk dat zeer kleine scheurtjes duidelijk zijn te zien, zelfs bij een sterk vergrote waarneming.
Deze functies maken een gemakkelijke en snelle waarneming mogelijk van de details die laten zien of de scheur zich in de machinerichting (MD) of in de dwarsrichting (TD) bevindt, en of de scheur van binnenuit of van buitenaf is ontstaan. Dankzij dergelijke waarnemingen kunnen de oorzaken worden achterhaald en kan het productieproces worden verbeterd.
Een nieuwe mijlpaal op het gebied van de evaluatie van hoogwaardige folies en sheets
Met de high-definition 4K digitale microscoop uit de VHX-reeks worden niet alleen de problemen opgelost die zich kunnen voordoen bij conventionele waarneming, analyse, meting en evaluatie van folies en sheets, maar kunnen tevens microscopische defecten die voorheen niet konden worden opgespoord, gedetailleerd worden waargenomen.
Vandaag de dag worden er qua functionaliteit steeds hogere eisen aan folies en sheets gesteld. De VHX-reeks kan uw nieuwe hulpmiddel worden die de R&D en productie van elke folie of sheet ondersteunt, door geavanceerde waarneming, analyse en meting te bieden die essentieel zijn om de betrouwbaarheid van dergelijke producten te garanderen.
Naast de hier genoemde functies is de VHX-reeks voorzien van een groot aantal nieuwe nuttige functies op basis van de feedback en input van R&D en productiefaciliteiten. Klik voor meer informatie over producten op de onderstaande knop om te catalogus te downloaden. Klik voor vragen op de andere onderstaande knop of neem contact op met KEYENCE.
