In der flexiblen Verpackungsindustrie stand der Reibungskoeffizient von Rollenverpackungsmaterialien sowohl für Hersteller als auch für Anwender schon immer im Mittelpunkt. Ob es sich um vorgelagerte Unternehmen handelt, die beim Kauf von heißsiegelbaren Substraten niedrige Reibungskoeffizienten fordern, oder um nachgelagerte Pharma- und Lebensmittelfabriken, die die Glätteleistung beim Empfang von Verpackungsmaterialien testen, beide spiegeln das gemeinsame Streben der Branche nach einem reibungslosen Betrieb bei der automatisierten Verpackung wider.
Allerdings gibt es seit langem gewisse Missverständnisse und Abweichungen im Verständnis und in den Prüfmethoden der Industrie bezüglich Reibungskoeffizienten. Basierend auf jahrelanger praktischer Erfahrung und technischer Forschung überprüft und klärt Haide Packaging dieses Thema hier systematisch.
I. Das Wesen des Reibungskoeffizienten und aktuelle Testpraktiken
In der Physik ist der Reibungskoeffizient (μ) als das Verhältnis der Reibungskraft (f) zum vertikalen Druck (N) definiert, also μ=f / N. In der praktischen Anwendung von Verpackungsmaterialien handelt es sich um das „Reibungspaar“-System, das aus der Materialoberfläche und ihrem Kontaktobjekt besteht.
Die folgenden Testgewohnheiten sind in der Branche vorherrschend:
Beim Kauf von heißsiegelbaren Substraten wird der Reibungskoeffizient zwischen ihren Heißsiegeloberflächen getestet (bezeichnet als „Substrat-Innen-/Innen--Kaltreibungspaar“).
Bei der Lieferung fertiger Rollenmaterialien wird der Reibungskoeffizient zwischen den Heißsiegelflächen der Verbundfolie getestet (bezeichnet als „Verbundfolien-Innen/Innen-Kaltreibungspaar“).
Beide Tests werden bei Raumtemperatur durchgeführt, ihre Ergebnisse spiegeln jedoch nicht wirklich die tatsächliche Leistung des Materials auf automatisierten Verpackungsmaschinen wider. Untersuchungen von Haide Packaging zeigen, dass nachgelagerte Kunden wirklich die Glätte des Verpackungsmaterials unter tatsächlichen Betriebsbedingungen benötigen und nicht die Selbstreibungsdaten der Materialoberfläche bei Raumtemperatur.
II. Reale Reibungsszenarien in automatisierten Verpackungsmaschinen
Die Betriebsumgebung automatisierter Verpackungsmaschinen ist komplex und weist verschiedene Arten von Reibungspaaren auf:
Inneres/Metall-Reibungspaar: Heißsiegeloberfläche des Verpackungsmaterials und Formoberfläche aus rostfreiem Stahl.
Reibpaarung Außen/Metall: Außenfläche des Verpackungsmaterials und Formfläche aus Edelstahl.
Reibpaarung Außen/Gummi: Außenfläche des Verpackungsmaterials und Zahnriemen aus Gummi.
Einige Geräte verfügen möglicherweise nicht einmal über Gleitreibungsteile.
Noch wichtiger ist, dass der kontinuierliche Betrieb der Anlage zu einem Temperaturanstieg an den Reibungspunkten führt (häufig über 40 Grad), wodurch ein „heißes Reibungspaar“ entsteht. Daher sollte bei der Bewertung der Glätte von Verpackungsmaterialien auf den Reibungskoeffizienten zwischen dem Material und einer Metalloberfläche bei einer bestimmten Temperatur und nicht auf die Eigenreibungsdaten des Materials bei Raumtemperatur geachtet werden.
III. Der entscheidende Einfluss der Temperatur auf die Reibungsleistung
Gemäß der Gruppennorm T/CAB 0122-2021 „Technische Anforderungen an die Oberflächenglätte von Papierverpackungsdrucken“ sollten bei der Glätte dynamische und statische Reibungskoeffizienten umfassend berücksichtigt werden, wobei der Einfluss der Temperatur besonders zu berücksichtigen ist.
Experimentelle Daten zeigen:
Heiß-versiegelbares Substrat (CPP, CPE) innen/innen-Kaltreibungskoeffizient: 0,1–1,0.
Gleiches Material innen/Metall-Kältereibungskoeffizient: 0,17–0,25.
Bei 40 Grad variiert der Reibungskoeffizient zwischen Innen- und Metall-im Bereich von 0,13–0,3.
Gängige Gleitmittel (Oleamid und Erucamid) haben Schmelzpunkte von 72–77 Grad bzw. 78–81 Grad. Wenn die Oberflächentemperatur der Ausrüstung aufgrund ständiger Reibung oder Heizvorrichtungen ansteigt, wird das Gleitmittel weicher und wandert, was zu einem Anstieg des Reibungskoeffizienten führt, was sich letztendlich in einer schlechten Laufruhe äußert.
IV. Praktische Empfehlungen von Haide Packaging
Basierend auf der obigen Analyse schlägt Haide Packaging die folgenden Empfehlungen für die Branche vor:
1. Richten Sie ein korrektes Bewertungssystem ein
Stoppen Sie das vereinfachende Streben nach „Materialien mit niedrigem Reibungskoeffizienten“.
Geben Sie bei der Auswertung eindeutig die Art des Reibpaares und die Temperaturbedingungen an.
Die Daten zur inneren/inneren-Kältereibung können nicht die tatsächliche Leistung im Einsatz widerspiegeln.
2. Optimieren Sie Beschaffungs- und Teststandards
Konzentrieren Sie sich beim Kauf von heißsiegelbaren Substraten auf die Bewertung ihres inneren/metallischen-Heißreibungskoeffizienten (empfohlen kleiner oder gleich 0,3).
Testen Sie vor der Auslieferung fertiger Produkte die tatsächliche Reibungsleistung des Verpackungsmaterials unter simulierten Betriebstemperaturen.
Bei Sonderausstattungen (ohne Gleitreibung oder nur Außen-/Metallreibung) können unnötige Klauseln zur Prüfung des Reibungskoeffizienten weggelassen werden.
3. Fördern Sie branchenübliche Upgrades
Empfehlen Sie relevanten Verbänden und Unternehmen, bei der Überarbeitung von Standards die tatsächlichen Betriebsbedingungen zu berücksichtigen.
Erstellen Sie eine klassifizierte Bewertungsmethode basierend auf Gerätetyp und Betriebsbedingungen.
V. Fazit
Die Verwaltung der Reibungskoeffizienten für Rollenverpackungsmaterialien sollte nicht auf dem Niveau herkömmlicher Tests bleiben, sondern sich mit dem Verständnis der tatsächlichen Betriebsumgebung automatisierter Verpackungen befassen. Durch kontinuierliche technische Forschung und praktische Erfahrung hat Haide Packaging ein umfassendes Bewertungs- und Anwendungssystem für die Reibungsleistung etabliert, das seinen Kunden vollständige -Prozesslösungen von der Materialauswahl und Prozessoptimierung bis hin zur Anwendungsberatung bietet.
Wir freuen uns darauf, mit Industriepartnern zusammenzuarbeiten, um die wissenschaftliche Entwicklung von Bewertungssystemen für Verpackungsmaterialien voranzutreiben und sicherzustellen, dass jede Materialrolle reibungslos auf automatisierten Hochgeschwindigkeitsverpackungslinien funktioniert.