श्रिंक टनल संचालन के लिए कौन-सा तापमान उपयुक्त होता है?

फिल्म रसायन द्वारा सिकुड़ने वाली सुरंग तापमान के मूल सिद्धांत

पीवीसी फिल्में: 90–110°C पर उच्च सिकुड़न बल, लेकिन उत्सर्जन और विनियामक सीमाएं

पीवीसी फिल्मों में काफी कमी आ जाती है, यहां तक कि लगभग 90 से 110 डिग्री सेल्सियस जैसे सामान्य तापमान पर गर्म करने पर भी, जिससे वे साधारण उपयोग के लिए काफी कुशल बन जाते हैं। लेकिन इसमें एक समस्या है। जब ये सामग्री गर्म होती हैं, तो वे वायु में क्लोरीन छोड़ती हैं, जो आजकल अधिकांश उत्पादन स्थलों पर पर्यावरणीय नियमों का उल्लंघन करता है। इसके अलावा, यह रासायनिक पदार्थ खाद्य पदार्थों या दवा पैकेजिंग जैसे उत्पादों को वास्तव में दूषित कर सकता है। इस सब के कारण, कई प्रमुख कंपनियां अब पीवीसी से दूर जा रही हैं, भले ही यह विकल्पों की तुलना में सस्ता है। उत्पादन लाइनों में उपयोग की जाने वाली श्रिंक सुरंगों में आजकल पीवीसी के उपयोग के मामले कम हो रहे हैं, क्योंकि ईपीए के कागजी कार्रवाई से निपटना एक सिरदर्द है, न कि इन धुओं के पर्यावरण में निकलने के साथ आने वाली संभावित कानूनी समस्याओं का जिक्र।

पॉलिओलिफिन (POF) फिल्म: 135–155°C पर उत्कृष्ट सुरक्षा प्रोफ़ाइल के साथ इष्टतम समान श्रिंक

POF फिल्में 135 से 155 डिग्री सेल्सियस के उच्च तापमान पर सबसे अच्छा काम करती हैं, हालाँकि वे उस चिकनी, बिना झुर्रियों वाली सिकुड़न का उत्पादन करती हैं जिसे हर कोई गुणवत्तापूर्ण पैकेजिंग अनुप्रयोगों में चाहता है। इन्हें खास बनाती है उनकी विशेष क्रॉस-लिंक्ड संरचना जो आकृतियों को विकृत या ऐंठा किए बिना सतह के सम्पूर्ण क्षेत्र में समान रूप से सिकुड़ती है। सिकुड़ने के बाद भी यह सामग्री 95 प्रतिशत से अधिक ऑप्टिकल स्पष्टता बनाए रखती है—जो अधिकांश अन्य विकल्पों के लिए असंभव है क्योंकि वे अधिकतम 60 से 70 प्रतिशत स्पष्टता तक ही सीमित रहते हैं। एक और बड़ा लाभ जिसकी उल्लेखनीयता है, वह है सुरक्षा कारक। गर्म करने पर, ये फिल्में बिल्कुल भी कोई हानिकारक धुआँ उत्सर्जित नहीं करती हैं, इसलिए वे सीधे भोजन के संपर्क में आने के लिए आवश्यक FDA और EC 1935/2004 परीक्षणों में भी उत्तीर्ण हो जाती हैं। इसका अर्थ है कि निर्माता महंगी वेंटिलेशन प्रणालियों पर धन बचाते हैं और साथ ही कार्यस्थलों को कुल मिलाकर अधिक सुरक्षित बनाते हैं। इसके अतिरिक्त, ±15 डिग्री सेल्सियस की संचालन सीमा के साथ, नियमित उत्पादन चक्र के दौरान श्रिंक सुरंगों में उत्पन्न होने वाली छोटी कैलिब्रेशन समस्याओं को संभालने के लिए निर्मित लचीलापन भी उपलब्ध है।

पॉलिएथिलीन (PE) फिल्में: संकीर्ण 105–115°C सीमा और खराब आयामी स्थिरता के कारण सीमित उपयोग

पॉलिएथिलीन (PE) फिल्मों को लगभग 105 से 115 डिग्री सेल्सियस के बीच गरम करने पर सबसे अच्छा परिणाम मिलता है। यदि तापमान इस सीमा से केवल पांच डिग्री या इसके आसपास कम हो जाए, तो सिकुड़न पूरी तरह से पूरी नहीं होती, जिससे पैकेज ढीले रह जाते हैं और उन्हें बदलना आसान हो जाता है। दूसरी ओर, 115°C से अधिक गरम करने पर सामग्री में पिघले हुए किनारे और छोटे-छोटे छेद बनने जैसी कई समस्याएं उत्पन्न होती हैं। विभिन्न उद्योग रिपोर्टों के अनुसार, लगभग 12 से 18 प्रतिशत पॉलिएथिलीन फिल्मों में सिकुड़न के बाद आकार संबंधी समस्याएं देखी जाती हैं, जो मुख्य रूप से उनकी क्रिस्टल संरचना की विशेषताओं के कारण होती हैं। इसके कारण विशेष रूप से तेजी से चलने वाली उत्पादन लाइनों पर लेबल गलत स्थिति में आ जाते हैं। इन सीमाओं के कारण, आजकल अधिकांश निर्माता सभी श्रिंक फिल्म अनुप्रयोगों के लगभग 15% से कम के लिए ही PE का उपयोग करते हैं। आमतौर पर इसका उपयोग मुख्य रूप से सस्ते उत्पादों के लिए किया जाता है जहां सटीक माप ज्यादा महत्वपूर्ण नहीं होते हैं।

फिल्म गेज और कन्वेयर गति श्रिंक टनल तापमान के साथ कैसे अंतःक्रिया करते हैं

लाइट-गेज फिल्में (30–60 µm): अत्यधिक सिकुड़ने से बचने के लिए तंग तापीय प्रवणता की आवश्यकता होती है

अधिकांश पतली फिल्मों का उपयोग तब सबसे अच्छा होता है जब उन्हें लगभग प्लस या माइनस 5 डिग्री सेल्सियस की संकीर्ण तापमान सीमा के भीतर सिकोड़ा जाता है। ऐसा करने के लिए प्रक्रिया भर में सावधानीपूर्वक तापमान प्रबंधन की आवश्यकता होती है। वास्तव में नाजुक कार्यों के लिए, बहु-क्षेत्र सुरंगों का उपयोग किया जाता है। इनमें ऊपर और नीचे अलग-अलग ताप क्षेत्र होते हैं जो ऐसी खराबी जैसे टेढ़ा होना या सिकुड़ना जो पूरे बैच को खराब कर सकती है, से बचाते हैं। दवाओं के ब्लिस्टर पैक या इलेक्ट्रॉनिक घटकों के सुरक्षात्मक आवरण जैसी चीजों के बारे में सोचें जहां यहां तक कि छोटी खामियां भी बहुत मायने रखती हैं। ऑपरेटरों को सामग्री को जल्दी से गुजरना भी सुनिश्चित करना चाहिए, आदर्श रूप से अधिकतम लगभग 7 या 8 सेकंड से अधिक नहीं। और यह सुनिश्चित करने के लिए कि कोई भी जगह बहुत गर्म न हो जाए और गलने लगे, अंतिम तापमान की जांच इन्फ्रारेड सेंसर का उपयोग करके करना न भूलें।

भारी-गेज फिल्में (>75 µm): कोर सक्रियण के लिए उच्च तापमान और लंबे समय तक ठहरने की आवश्यकता होती है

75 माइक्रोन से अधिक मोटाई वाली फिल्मों को तापमान में परिवर्तन के प्रति प्रतिक्रिया देने में अधिक समय लगता है, जिसके लिए आंतरिक पॉलिमर श्रृंखलाओं को ठीक से ढीला करने के लिए लगभग 155 से 175 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लगातार तापन की आवश्यकता होती है। जब हम पतली फिल्म सतहों के साथ तुलना करते हैं, जो तेजी से सिकुड़ती हैं, तो ओवन में कोर को सक्रिय करने में लगभग 30 से 50 प्रतिशत अधिक समय लगता है। रासायनिक पैकेजिंग अनुप्रयोगों में अक्सर उपयोग की जाने वाली इन उच्च बैरियर लैमिनेट्स के लिए, कोर को पर्याप्त तरीके से गर्म न करने से सामग्री के अंदर तनाव के केंद्र बन जाते हैं। ये कमजोर स्थान बाद में परिवहन और भंडारण के दौरान वास्तविक समस्या के क्षेत्र बन जाते हैं। उद्योग डेटा से पता चलता है कि जब सामग्री तापन क्षेत्र में 12 सेकंड से कम समय तक रहती है, तो रिसाव दर लगभग दो तिहाई तक बढ़ जाती है। इसीलिए अधिकांश आधुनिक उत्पादन लाइनों में अब PID नियंत्रित तापमान क्षेत्र शामिल हैं, जो पूरी सुरंग की लंबाई में प्लस या माइनस 3 डिग्री के भीतर स्थिरता बनाए रखते हैं।

आधुनिक श्रिंक सुरंग प्रणालियों में सटीक तापमान नियंत्रण

मल्टी-ज़ोन PID नियंत्रण: सुसंगत श्रिंक टनल प्रदर्शन के लिए स्वतंत्र ऊपरी/निचले/इनफीड ज़ोन ट्यूनिंग को सक्षम करना

आधुनिक श्रिंक टनल प्रणालियाँ सटीक तापन प्राप्त करने के लिए मल्टी-ज़ोन PID (समानुपातिक-समाकलन-अवकलन) नियंत्रण पर निर्भर करती हैं। इससे तीन क्रियात्मक क्षेत्रों में स्वतंत्र विनियमन की अनुमति मिलती है:

• ऊपरी तापक तत्व , लेबल कंधों और कंटेनर गर्दनों को लक्षित करना
• निचले हीटर , उन आधार सिलाई केंद्रित करना जहाँ फिल्म एकत्र होती है
• इनफीड प्रीहीट क्षेत्र , धीरे-धीरे, नियंत्रित सिकुड़न की शुरुआत करना

PID एल्गोरिथ्म के माध्यम से ± 2 °C की स्थिरता बनाए रखना - जो पारंपरिक स्थिर तापमान नियंत्रण की तुलना में अधिक कठोर है - 300ppm से अधिक की गति पर भी झुर्रियों और विकृति को रोक सकता है।

थर्मल मैपिंग और वास्तविक समय प्रतिक्रिया लूप: बैच के बीच भिन्नता को 40% से अधिक कम करना

इन्फ्रारेड थर्मल सेंसर हर 0.5 सेकंड में सुरंग की चौड़ाई में फिल्म की सतह के तापमान को स्कैन करते हैं, जिससे गतिशील ऊष्मा मानचित्र बनते हैं। ये बंद-लूप नियंत्रण प्रणालियों को आपूर्ति करते हैं जो:

2024 के पैकेजिंग दक्षता बेंचमार्क के अनुसार, मैनुअल कैलिब्रेशन प्रणालियों की तुलना में बैच-समूह के माध्यम से स्थिरता में 40% से अधिक सुधार होता है। निरंतर प्रतिक्रिया फिल्म लॉट में भिन्नताओं के लिए स्वचालित सुधार भी करती है, जिससे शुरुआती अपव्यय में 28% की कमी आती है।

तापमान-संचालित गुणवत्ता परिणाम: श्रिंक सुरंग में विफलता के तरीकों का निदान

अपर्याप्त सिकुड़न (बहुत ठंडा/बहुत तेज़): लक्षण, मूल कारण और सुधारात्मक समायोजन

जब तापमान आदर्श तापमान से लगभग 10% तक कम हो जाता है या जब कन्वेयर बेल्ट बहुत तेज़ गति से चलते हैं, तो पैकेजिंग ढीली हो जाती है, जिसमें स्पष्ट झुर्रियाँ और अपर्याप्त सीलन की समस्याएँ दिखाई देती हैं। इस समस्या के कई सामान्य कारण हैं, जिनमें सुरंग के खंडों में ठंडे क्षेत्र, फिल्म की मोटाई और तापमान सेटिंग्स के बीच गलत मिलान, या उचित ढंग से कैलिब्रेट न किए गए हीटर शामिल हैं। इन समस्याओं को प्रभावी ढंग से ठीक करने के लिए, ऑपरेटरों को पहले लगभग 5 से 10 डिग्री सेल्सियस तक धीरे-धीरे तापमान बढ़ाना चाहिए। फिर जाँच लें कि ऊष्मा पूरे सिस्टम में समान रूप से फैल रही है या नहीं, उसके बाद उत्पादन लाइनों को लगभग 15 से 20 प्रतिशत तक धीमा कर दें ताकि सामग्री को आणविक स्तर पर पूरी तरह सक्रिय होने के लिए पर्याप्त समय मिल सके। विशेष रूप से पॉलीओलिफिन फिल्मों के लिए, कम से कम 3.5 सेकंड तक गर्म रखना बहुत महत्वपूर्ण है। पिछले वर्ष के PMMI के हालिया अध्ययनों के अनुसार, वे सुविधाएँ जो उचित निरंतरता समय बनाए रखती हैं, अनुपालन दर 90% के आंकड़े को पार करने के बाद अल्प-सिकुड़न की समस्याओं के लगभग तीन चौथाई कम मामले देखती हैं।

अत्यधिक तापमान विफलता (जलना, धुंधलापन, पिनहोल): तापीय सीमाएं और दृश्य निदान मार्गदर्शिका

सामग्री की विशिष्ट तापीय सीमा से अधिक होने पर अपरिवर्तनीय क्षति हो सकती है: पीवीसी 125 °C से ऊपर जलने लगता है; पॉलीओलेफिन का धुंधलापन 165 °C+ पर होता है; पीई में 120 °C से ऊपर पिनहोल बनते हैं। दृश्य निदान एक पूर्वानुमेय पैटर्न का अनुसरण करता है:

• जले हुए किनारे : विशिष्ट सुरंग क्षेत्रों में स्थानीय अत्यधिक ताप
• धुंधलापन : लगातार अत्यधिक तापमान का संकेत देने वाला एकरूप धुंधलापन
• पिनहोल्स : प्रकाशिक ऊष्मा चोटियों के अधीन पतली-फिल्म क्षेत्र

: सुरंग अनुप्रस्थ काट का इन्फ्रारेड मानचित्रण सबसे तेज़ नैदानिक उपकरण है - 15 °C से अधिक के क्षेत्रों में तापीय परिवर्तन का 68% दिखाई दोषों से जुड़ा हुआ है। पैकेजिंग इंजीनियरिंग के स्थापित सिद्धांतों के अनुसार, जब ओवरशूट का पता चलने पर 0.8 सेकंड के भीतर स्वचालित समायोजन ट्रिगर होता है, तो त्वरित शीतलन प्रणाली ताप संबंधी दोषों में से 43% को कम कर सकती है।