Branża chemiczna i materiałowa

Obserwacja, analiza i pomiary specjalistycznych wielowarstwowych folii

Wraz z dążeniem branży folii i arkuszy do zapewnienia większej funkcjonalności i wielowarstwowości folii i arkuszy, sektor ten doświadcza silnej konkurencji związanej z nowymi produktami, a także z rosnącymi potrzebami. Trend ten wymusza również podnoszenie wymagań jakościowych, a analizy, oceny i pomiary za pomocą obserwacji mikroskopowych stają się coraz ważniejsze.
W tej części przedstawiamy trendy w branży, typowe wady oraz najnowsze przykłady usuwania ich przyczyn dzięki zastosowaniu nowego mikroskopu cyfrowego 4K.

Rosnące zapotrzebowanie na zaawansowane folie
Produkcja folii wielowarstwowych
Zapotrzebowanie na wyższą wydajność i jakość folii
Najnowsze przykłady obserwacji, analizy i pomiarów folii i arkuszy
Nowy etap w ocenie wysokowydajnych folii i arkuszy

Rosnące zapotrzebowanie na zaawansowane folie

Folie i arkusze z tworzyw sztucznych (żywic) o lepszych parametrach dzięki laminacji i innym technikom cieszą się zwiększonym popytem ze względu na potrzeby rynku.
Na przykład, w kontekście „zindywidualizowanych posiłków” pojawia się w przemyśle spożywczym coraz większe zapotrzebowanie na opakowania na żywność przeznaczone do pakowania większej ilości produktów w mniejszych porcjach dla jednoosobowych gospodarstw domowych. Zapotrzebowanie na opakowania rośnie również w przypadku produktów wielokrotnego użytku, takich jak szampony, płyny do mycia ciała, detergenty i inne produkty, w których przypadku butelkę wykorzystuje się ponownie. Folie i arkusze funkcjonalne są również niezbędne do ochrony powierzchni płytek i produkcji kondensatorów ceramicznych w przemyśle półprzewodnikowym i elektronicznym. Do innych zastosowań należą laminowane obudowy ogniw (tzw. kieszenie) baterii litowo-jonowych.

Produkcja folii wielowarstwowych

Większość specjalistycznych folii składa się z szeregu różnych rodzajów tworzyw sztucznych lub folii wykonanych z różnych materiałów, takich jak aluminium, laminowanych środkiem powlekającym, który tworzy powłokę folii. Typowe procesy laminacji stosowane do produkcji folii wielowarstwowych są następujące:

Laminowanie ekstruzyjne: Laminowanie ekstruzyjne jest procesem, w którym wykorzystuje się formowanie metodą wytłaczania, rodzaj techniki wtryskowej. Podłoże zostaje wstępnie pokryte dodatkiem adhezyjnym, a materiał jest topiony pod wpływem ciepła i wytłaczany w równy, płaski arkusz przez matrycę ze szczeliną (matryca T) podczas nakładania na podłoże. Aby uzyskać połączenie z podłożem, materiał jest kompresowany i zestalany przez wałek chłodzący. Wysokiej jakości folie można tworzyć metodą laminacji typu „sandwich”, w której łączone są trzy warstwy, typu „tandem”, w której łączonych jest pięć warstw, oraz metodą wielowarstwową, polegającą na współwytłaczaniu wielu różnych materiałów przy użyciu matrycy T.

Przykład procesu laminowania ekstruzyjnego

Laminowanie na sucho: Pierwsze podłoże po nałożeniu kleju jest łączone z drugim podłożem, wykonanym z innego materiału. Przy użyciu paska z klejem lub innych metod klejenia stosowanych w produkcji, podłoża są łączone w procesie suszenia lub ogrzewania, w zależności od właściwości kleju lub spoiwa. Następnie podłoża są zwijane w rolkę.

Zapotrzebowanie na wyższą wydajność i jakość folii

Od folii wielowarstwowych wymaga się zarówno wysokiej jakości, jak i funkcjonalności, w tym odporności na ciepło, odporności na zimno, odporności na wstrząsy, odporności chemicznej, właściwości zatrzymywania zapachów czy odporności na wilgoć. Dlatego badania i ocena niezawodności są szeroko stosowane w praktyce. Konkurencja w dziedzinie badań i rozwoju oraz produkcji folii o większej wartości dodanej staje się coraz ostrzejsza. Poza wytrzymałością powierzchni, skutecznością zamknięcia i właściwościami barierowymi, poszukiwane są nowsze funkcje, takie jak możliwość używania w kuchenkach mikrofalowych i łatwość otwierania, a także możliwości zgrzewania na gorąco w celu zwiększenia przydatności.

Ryzyko niewykrytych wad i wadliwych produktów

Folie wielowarstwowe są powszechnie stosowane do żywności i leków, które wymagają wysokiego poziomu bezpieczeństwa i niezawodności oraz funkcjonalności. Szczególną uwagę należy zwrócić na wykrywanie wad i niezgodności oraz zapobieganie im.
Typowe wady folii i arkuszy obejmują „rybie oczy”, czyli nierówności na powierzchni występujące w wyniku nierównej grubości folii spowodowanej przez nieroztopiony materiał, oraz „dziurki”, które są skutkiem przebicia, tarcia lub zmęczenia spowodowanego zginaniem. Inne mikroskopijne wady, takie jak zadrapania, rozdarcia i uszkodzenia spowodowane przez cząstki obce, mogą również skutkować niezadowalającą jakością opakowania, co z kolei może prowadzić do pogorszenia jakości jego zawartości. Niska jakość opakowań może być przyczyną reklamacji zgłaszanych przez klientów.

Znaczenie obserwacji i analizy

Aby zapewnić jakość takich zaawansowanych technologicznie folii i arkuszy, większą wagę przykłada się do oceny opartej na szczegółowych obserwacjach mikroskopowych i analizach w obszarze badań i rozwoju oraz produkcji. Jednocześnie, aby móc dostosować się do wymogów stawianych specjalistycznym foliom i spełnić rygorystyczne normy dotyczące ich grubości i szybkości cyklów produkcyjnych, konieczne są analizy i pomiary o wysokiej dokładności, a także realizowanie dokładnych ocen w krótszym czasie.

Najnowsze przykłady obserwacji, analizy i pomiarów folii i arkuszy

Obserwacja, analiza lub pomiary folii i arkuszy wiążą się z następującymi wyzwaniami:

Podczas pomiaru grubości folii na próbce przekrojowej, powierzchnia obserwacji jest nierówna, co uniemożliwia prawidłową obserwację i pomiar.
Nie można obserwować kształtu dziurek, co oznacza, że nie można analizować kierunku, z którego nastąpiło przebicie.
Obserwacja mikroskopijnych rys, ciał obcych i „rybich oczu” w powiększeniu nie jest możliwa z powodu niewystarczającej rozdzielczości.
W przypadku folii błyszczących, odbijające się od nich światło utrudnia obserwację.
Jeśli powierzchnia jest nierówna, można uzyskać ostry obraz tylko jej części.

Mikroskop cyfrowy KEYENCE serii VHX o wysokiej rozdzielczości 4K oferuje wyraźne obrazy 4K i opatentowany system, który umożliwia obserwację w dużym powiększeniu i precyzyjne pomiary 2D i 3D z dużą głębią ostrości i wysoką rozdzielczością. Rozwiązuje on typowe problemy, a jednocześnie pozwala na dokonywanie szybciej i łatwiej dokładniejszych ocen.
W tej części przedstawiono najnowsze przykłady obserwacji, analizy i pomiarów folii przy użyciu urządzeń serii VHX.

Pomiar grubości folii o wielowarstwowym przekroju poprzecznym

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX zapewnia dużą głębię ostrości. Pozwala to użytkownikom na rejestrowanie obrazów cienkich warstw w wysokiej rozdzielczości przy dużych powiększeniach.
Funkcja kompozycji głębi w czasie rzeczywistym tworzy obraz 3D z ograniczonej liczby obrazów, zapewniając w ten sposób pełną ostrość widoku nawet w przypadku nierówności obserwowanych powierzchni.
Dostępne są również bardzo dokładne pomiary 2D — wystarczy wybrać narzędzie i określić część, która ma zostać zmierzona na obrazie o dużym powiększeniu. Ponadto, funkcja raportowania, która automatycznie wprowadza powiększony obraz i zmierzone wartości do wybranego szablonu, umożliwia szybkie wykonanie serii zadań na jednym urządzeniu.

Pomiar grubości przekroju poprzecznego folii wielowarstwowej przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obserwacja i analiza kształtu 3D dziurek

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX może wykorzystywać obrazy o wysokiej rozdzielczości i dużym powiększeniu do wyraźnej prezentacji dziurek, których kształty są trudne do zaobserwowania.
Możliwy jest również bardzo dokładny pomiar kształtu 3D przy użyciu powiększonych obrazów o wysokiej rozdzielczości. Ponadto do pomiaru profilu można wykorzystać dowolny przekrój poprzeczny, co umożliwia dokładną analizę i szybką ocenę ilościową na podstawie szczegółowych danych dotyczących kształtu dziurek.

Obserwacja i pomiar 3D dziurki przy użyciu mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obserwacja obcych cząstek i „rybich oczu”

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX może korzystać z różnych funkcji, aby wyraźnie uchwycić mikroskopijne wady, a tym samym umożliwia dokładną i szybką obserwację, analizę i ocenę.
Funkcja multioświetlenia umożliwia uzyskanie wielu obrazów z dookólnym oświetleniem po naciśnięciu jednego przycisku. Użytkownik musi jedynie wybrać optymalny do analizy obraz, dzięki czemu funkcja ta znacznie skraca czas poświęcony na pracę związaną z wyodrębnianiem warunków oświetleniowych. Nawet w przypadku wybrania lub zapisania zdjęcia, możliwe jest również wczytanie automatycznie zapisanego zdjęcia o różnych warunkach oświetleniowych i wykorzystanie go do przeprowadzenia różnych pomiarów.
Działa to nawet w przypadku błyszczących folii, w przypadku których funkcja usuwania blasku usuwa refleksy świetlne, aby pomóc w dokładnym uchwyceniu szczegółów wady. Wyraźne obrazy o wysokiej rozdzielczości mogą być wykorzystywane do obserwacji w dużym powiększeniu wynoszący nawet 6000×. Dzięki tym obserwacjom można badać szczegóły mikroskopijnych cząstek obcych.

Obserwacja wad folii za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obserwacja obcych cząstek po usunięciu odbicia pierścieniowego z powierzchni folii

Wcześniej, obce cząstki uwięzione w folii o błyszczącej powierzchni powodowały powstawanie w niej wybrzuszenia odbijającego światło pierścieniowo, co utrudniało dokładną obserwację i analizę kształtu inkluzji.
Funkcja usuwania odbicia pierścieniowego w mikroskopie cyfrowym 4K serii VHX umożliwia dokładną obserwację cząstek obcych uwięzionych w folii.

Obserwacja wtrętów cząstek obcych w folii za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obserwacja i ocena zarysowań na powierzchni folii

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX może wykorzystywać obrazy wysokiej rozdzielczości 4K tworzone przez obiektyw o wysokiej rozdzielczości i matrycę CMOS 4K do łatwej i dokładnej obserwacji i oceny powierzchni folii.

Obserwacja zarysowań powierzchni folii za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obserwacja tekstury i pomiar 3D powierzchni folii

Dzięki mikroskopowi cyfrowemu 4K serii VHX można wyraźnie zaobserwować drobne szczegóły tekstury na powierzchni folii przy różnych ustawieniach oświetlenia.
Możliwe są również pomiary kształtu 3D i profilu bezpośrednio z powiększonego obrazu, co umożliwia ilościową ocenę stanu powierzchni na podstawie danych.

Obserwacja i pomiar 3D tekstury na powierzchni folii za pomocą mikroskopu cyfrowego 4K serii VHX

Obrazy o wysokiej rozdzielczości przedstawiające rozdarcia w foliach do pakowania chemikaliów

Rozdarcia i inne wady folii do pakowania chemikaliów mogą prowadzić do wycieku i pogorszenia jakości zawartości. Przyczyna musi zostać ustalona na drodze dokładnej kontroli pod kątem zapewnienia jakości.

Mikroskop cyfrowy 4K serii VHX jest wyposażony w wysokiej klasy system oświetlenia i obserwacji, a także w obiektyw o wysokiej rozdzielczości i matrycę CMOS 4K, które wspólnie zapewniają dużą głębię ostrości. Te aspekty umożliwiają wyraźne przedstawienie drobnych rozdarć nawet podczas obserwacji w dużym powiększeniu.
Te funkcje umożliwiają łatwą i szybką obserwację szczegółów, które ujawniają, czy rozdarcie jest w kierunku maszynowym (MD) czy poprzecznym (TD) oraz czy rozdarcie zostało wykonane od wewnątrz czy z zewnątrz. Taka obserwacja przyczynia się do szybkiego określenia przyczyny i wdrożenia usprawnień procesu.

Obserwacja przy użyciu mikroskopu cyfrowego serii VHX 4K rozdarcia w folii do pakowania chemikaliów

Nowy etap w ocenie wysokowydajnych folii i arkuszy

Mikroskop cyfrowy serii VHX o wysokiej rozdzielczości 4K nie tylko rozwiązuje problemy związane z dotychczasową obserwacją, analizą, pomiarami i oceną folii i arkuszy, ale także umożliwia szczegółową obserwację wad mikroskopowych, które wcześniej były niewykrywalne.
Obecnie folie i arkusze są przedmiotem coraz intensywniejszego poszukiwania wyższej funkcjonalności. Seria VHX może być Twoim nowym partnerem, który wspiera badania i rozwój oraz produkcję każdej folii lub arkusza, oferując zaawansowane obserwacje, analizy i pomiary, niezbędne do zapewnienia niezawodności takich produktów.

Oprócz przedstawionych tutaj funkcji, seria VHX jest wyposażona w wiele innych przydatnych funkcji, które zostały zainspirowane opiniami i danymi z rzeczywistych ośrodków badawczo-rozwojowych i produkcyjnych. Aby uzyskać szczegółowe informacje dotyczące produktu, kliknij przycisk poniżej i pobierz katalog. W przypadku zapytań, kliknij poniżej przycisk umożliwiający kontakt z firmą KEYENCE.