Des normes sténopé aux solutions roulantes: Amélioration de 6,35 μm 8079 Performance de la barrière contre l’huile pour aliments pour animaux de compagnie du papier d’aluminium

1. Introduction: Contexte d'application et exigences de base de 6,35 μm 8079 Feuille d'aluminium dans les emballages d'aliments pour animaux de compagnie

Les emballages alimentaires pour animaux de compagnie doivent répondre simultanément à trois exigences fondamentales: “propriété barrière (empêcher la pénétration de l'huile), la flexibilité (s'adapter au formage des emballages), et la sécurité (aucun risque de migration)”.

Parmi divers matériaux, 6.35μm de faible épaisseur 8079 feuille d'aluminium pour l'emballage alimentaire est devenu le choix dominant. Ses avantages incluent “propriété à haute barrière (taux de transmission d'oxygène ≤0,1 cc/(m²·24h·atm)), bonne formabilité (allongement ≥3%), et adaptabilité des coûts”.

Notamment, dans 2024, les 8079 l'alliage représentait plus de 65% du marché mondial des emballages en aluminium pour aliments pour animaux de compagnie.

Spécifiquement, la jauge de 6,35 μm croît à un rythme de 18%. Cette croissance est motivée par son avantage de légèreté : il est 20% plus léger que la jauge 8μm (source: Fédération chinoise de l'emballage).

toutefois, huiles animales dans les aliments pour animaux (par exemple., huile de poulet, huile de poisson) avoir une forte perméabilité. Leur viscosité est généralement de 20 à 30 cP à 25 ℃.

S'il y a des trous d'épingle dans cette feuille d'aluminium, les huiles migreront vers la couche externe de l’emballage. Cela provoque des problèmes tels que “adhésion, détérioration, et durée de conservation raccourcie”.

Selon les statistiques de l'industrie, les défauts d'emballage causés par des trous d'épingle dans cette feuille d'aluminium expliquent 12% du total des défauts d'emballage des aliments pour animaux de compagnie. Il en résulte des pertes annuelles directes dépassant 500 Millions de yuans.

Fondamentalement, la contradiction centrale réside dans l'épaisseur de 6,35 μm de mince épaisseur 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire. C'est seulement 53% aussi épais qu'une feuille d'aluminium alimentaire conventionnelle (12je suis).

Des trous d'épingle sont facilement générés en raison de paramètres de processus inappropriés pendant le laminage.

de plus, les 8079 alliage (Série Al-Fe-Si) contient des phases composées Fe-Si. S’il n’est pas correctement contrôlé, ces phases peuvent devenir “points de concentration du stress” pour l'initiation au sténopé.

Par conséquent, la clarification des normes de contrôle du débit de sténopé et l'optimisation des processus de laminage sont essentielles pour résoudre la pénétration de l'huile dans les emballages d'aliments pour animaux de compagnie.

2. Étalons de contrôle de débit de sténopé pour calibre fin de 6,35 μm 8079 Feuille d'aluminium: Basé sur les exigences en matière de barrière contre l'huile pour les aliments pour animaux de compagnie

Le taux de sténopé est un indicateur essentiel pour mesurer la propriété barrière d’une feuille d’aluminium de faible épaisseur..

Officiellement, il est défini comme “le nombre de trous d'épingle d'un diamètre ≥0,05 mm par unité de surface” (Go/T 3198 Feuille d'aluminium et d'alliage d'aluminium).

Encore, la nourriture pour animaux de compagnie a une perméabilité élevée à l'huile. Cela nécessite des normes d'entreprise plus strictes pour les appareils de calibre mince de 6,35 μm. 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire.

(1) Normes graduées de contrôle du débit de sténopé (Comparé au papier d'aluminium alimentaire conventionnel)

Scénario d'application	Spécification du papier d'aluminium	Catégorie de taille de sténopé	Exigence de taux de sténopé (pièces/m²)	Pénétration d'huile autorisée (mg/(m²·24h))	Norme/exigence de base
Emballage d'aliments pour animaux de compagnie	6.35je suis 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire	φ0,05-0,1 mm	≤5	≤5	Norme interne d'entreprise (Q/XXX 001-2024)
Emballage d'aliments pour animaux de compagnie	6.35je suis 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire	φ> 0,1 mm	0 (Non autorisé)	0	Norme nationale de sécurité alimentaire pour les aliments pour animaux de compagnie (GB 31604.1)
Emballage conventionnel pour snacks	12je suis 8011 feuille d'aluminium	φ0,05-0,1 mm	≤15	≤15	Go/T 3198

(2) Base de la formulation standard: Corrélation entre la pénétration du pétrole et les trous d'épingle

Pour valider cette norme, une expérience modifiée a été menée pour dériver la relation quantitative entre le taux de piqûres et la pénétration du pétrole.

Spécifiquement, l'expérience était basée sur GB/T 1037-2021 Détermination du taux de transmission de vapeur d'eau des films et feuilles plastiques – Méthode de la tasse.

Notamment, la vapeur d'eau a été remplacée par de l'huile alimentaire simulée pour animaux de compagnie: un mélange de 50% huile de poulet et 50% huile de tournesol.

Ici, l'échantillon de test mesurait 6,35 μm 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire.

D'abord, lorsque le taux de sténopé est 5 pièces/m² (φ0,05-0,1 mm), le taux de pénétration de l'huile est de 4,2 mg/(m²·24h). Cela répond à l'exigence de durée de conservation de 12 mois pour les aliments pour animaux de compagnie. (migration d'huile ≤50mg/paquet).

Seconde, lorsque le taux de sténopé augmente jusqu'à 10 pièces/m², le taux de pénétration du pétrole grimpe à 18,5 mg/(m²·24h). Cela conduit à une adhérence de l'huile sur l'emballage extérieur à l'intérieur 6 mois.

Troisième, s'il y a un trou d'épingle de φ0,15 mm, la pénétration de l'huile d'un seul trou d'épingle atteint 25 mg/(m²·24h). Cela dépasse de loin la limite de sécurité.

Sur la base de ces constatations, les trous d'épingle avec φ>0,1 mm doivent être interdits.

3. Analyse des causes de sténopé dans un calibre fin de 6,35 μm 8079 Feuille d'aluminium: Traçage complet du processus, des matières premières au laminage

Formation de sténopés dans une épaisseur mince de 6,35 μm 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire est le résultat de deux facteurs combinés: “défauts des matières premières et paramètres de processus incompatibles”.

Notamment, parmi ceux-ci, le processus de laminage est le maillon clé de l’expansion des sténopés et de la nouvelle génération de sténopés.

(1) Défauts de matières premières: Caractéristiques inhérentes et contrôle inadéquat des 8079 Alliage

Spécifiquement, les 8079 alliage de 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire appartient à la série Al-Fe-Si.

Pour élaborer, sa composition est: Fe 0.7-1.3%, Et 0.1-0.3%, Al≥98,5 %.

Principalement, les défauts à la source des trous d'épingle se répartissent en trois catégories:

D'abord, Inclusions métalliques: Si les particules composées Fe-Si (par exemple., Al₃Fe, Al₆Fe) existent dans le lingot brut, des trous d'épingle peuvent se former. Cela se produit lorsque la taille des particules dépasse 3 μm, conduisant à “broyage de particules dures” pendant le roulage.

Notamment, les expériences montrent que pour chaque augmentation de 1 μm de la taille des particules d'inclusion, le taux de sténopé de cette feuille d'aluminium augmente de 3 pièces/m².

Seconde, Bulles résiduelles: Le dégazage est essentiel lors de la fusion des lingots. Si le dégazage est insuffisant (teneur en hydrogène ＞0,15 ml/100 g d'Al), les bulles resteront.

Au fil du temps, car cette feuille d'aluminium s'amincit lors du laminage à froid, les bulles éclatent. Cela forme “trous d'épingle circulaires” avec un diamètre allant généralement de 0,08 à 0,2 mm.

Troisième, Défauts aux limites des grains: L'uniformité de la taille des grains est importante après le laminage à chaud des lingots. Si la taille des grains est inégale (> 50mm), des différences locales dans la résistance à la déformation se produisent.

Cela conduit à “trous d'épingle en forme de déchirure” aux joints de grains lors du laminage à froid ultérieur.

(2) Processus de laminage incompatibles: Principaux points de risque liés au papier d’aluminium de faible épaisseur

Au-delà des défauts des matières premières, le processus de laminage lui-même introduit des risques importants de piqûres. Pour le processus de laminage, le 6,35μm 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire nécessite 4-5 passes de laminage à froid.

Spécifiquement, la chaîne de processus est: “laminage à chaud (à 4mm) → laminage grossier (à 0,5 mm) → laminage intermédiaire (à 0,1 mm) → finir de rouler (à 6,35 μm)”.

Notamment, le laminage de finition et le laminage intermédiaire sont des processus à haut risque pour la génération de sténopés. Les principaux problèmes sont:

D'abord, Déséquilibre entre la force de roulement et le taux de réduction: Le taux de réduction de la passe de laminage de finition est critique. S'il dépasse 25%, des problèmes surviennent.

Pour illustrer, le passage de 8 μm à 6,35 μm nécessite un taux de réduction sûr de 20.6%. Le dépassement entraîne un stress local dépassant le 8079 la limite d'élasticité de l'alliage (140MPa). Cela conduit à “rupture locale” de cette feuille d'aluminium, former des trous d'épingle.

Seconde, Mauvais contrôle de la tension: La différence de tension entre les rouleaux avant et arrière doit être contrôlée. S'il dépasse 5kN, des problèmes surviennent.

Typiquement, la tension pendant le laminage de finition est de 20 à 25 kN. Une plus grande différence de tension fait que cette feuille d'aluminium “dévier et s'étirer”. Cela génère “trous d'épingle à longue bande” avec une longueur allant jusqu'à 0,5-1 mm.

Troisième, État du rouleau détérioré: La qualité de la surface du rouleau affecte directement le film. S'il y a des rayures (profondeur ＞0,5μm) ou adhérence de corps étrangers, des problèmes surviennent.

Par conséquent, pendant le roulage, “trous d'épingle de type indentation” sont pressés sur la surface de cette feuille d'aluminium. À mesure que les passes roulantes augmentent, ces trous d'épingle pénètrent progressivement dans la feuille.

Quatrième, Échec de lubrification: La viscosité de l'huile de laminage est un facteur clé. S'il est inférieur à 2,5cSt (40℃), la lubrification échoue.

Finalement, “lubrification insuffisante des limites” se produit entre le rouleau et cette feuille d'aluminium. Cela provoque une surchauffe locale par friction, conduisant à une croissance anormale des grains. Des fissures se forment facilement lors du laminage ultérieur, générer des trous d'épingle.

4. Optimisation du processus de laminage pour résister à la pénétration de l'huile dans les aliments pour animaux de compagnie: Régulation coordonnée des paramètres multidimensionnels

Compte tenu des causes de sténopé ci-dessus, pour traiter les causes des trous d'épingle des épaisseurs minces de 6,35 μm 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire, l’optimisation doit couvrir quatre aspects.

Spécifiquement, ces aspects sont: “prétraitement des matières premières, paramètres de roulement, gestion des rouleaux, et système de lubrification”.

Avec pour objectif principal de réduire la génération de piqûres grâce à la coordination des processus, l'objectif principal est de minimiser la formation de trous d'épingle à chaque étape.

(1) Optimisation du prétraitement des matières premières: Réduire les risques de piqûre à la source

D'abord, L’optimisation du prétraitement des matières premières se concentre sur la réduction des risques de piqûres à la source. Cela comprend deux étapes clés:

1. Processus de purification des lingots:

• • Spécifiquement, un “double système de dégazage en ligne + filtration” est adopté. Pour le dégazage, une buse rotative est utilisée avec un débit d'argon de 15-20L/min. Cela contrôle la teneur en hydrogène à ≤0,10 ml/100 g d'Al..

• • En outre, pour filtrer, une plaque filtrante en céramique à 3 couches est utilisée. Le gradient de précision est de 20 μm → 10 μm → 5 μm. Cela élimine les particules d'inclusion Fe-Si, garantissant que les inclusions ＞3μm sont ≤0,5 pcs/kg.

• • En outre, un recuit d'homogénéisation des lingots est effectué: maintenir à 580℃ pendant 4h. Cela contrôle la taille des grains à 20-30μm, réduction des défauts aux limites des grains. Il fournit des flans de haute qualité pour un laminage ultérieur.

2. Ajustement du processus de laminage à chaud:

• • Notamment, la température finale de laminage à chaud est contrôlée à 380-400℃. La température de recristallisation de 8079 l'alliage est de 350 ℃, cela garantit donc une recristallisation dynamique suffisante.

• • de plus, un gradient de taux de réduction de passe de laminage à chaud est appliqué. Il diminue progressivement de 50% (laminage grossier) à 30% (finir de rouler). Cela évite la concentration locale du stress.

(2) Optimisation des paramètres de laminage à froid du noyau (Prenant l'exemple du laminage de finition de 6,35 μm)

Pour le processus de laminage à froid du noyau, en prenant comme exemple le laminage de finition de 6,35 μm, les paramètres clés sont optimisés comme suit:

Lien de processus	Paramètre clé	Valeur du processus traditionnel	Valeur de processus optimisée	Objectif d'optimisation	Amélioration du taux de sténopé (pièces/m²)
Terminer le roulage	Taux de réduction des laissez-passer	28%	18-22%	Éviter les contraintes locales dépassant les limites	Depuis 12 à 6
Terminer le roulage	Différence de tension avant-arrière	8kN	≤3kN	Prévenir les déviations et les étirements	Depuis 6 à 4
Terminer le roulage	Vitesse de roulement	800m/mon	600-700m/mon	Réduit la surchauffe due à la friction entre les rouleaux et le papier d'aluminium	Depuis 4 à 3
Roulement intermédiaire	Température/temps de recuit intermédiaire	320℃×1h	340℃×1,5h	Élimine l’écrouissage et uniformise la structure	Depuis 3 à 2
Terminer le roulage	Rugosité du rouleau Ra	0.4je suis	0.2-0.3je suis	Améliorer l'adhérence de l'huile de roulement et réduire la friction	Depuis 2 à 1

Notamment, chaque paramètre optimisé cible une cause de sténopé spécifique. Par exemple, une vitesse de roulement plus faible réduit la surchauffe due au frottement, tandis qu'une plus petite différence de tension empêche les trous d'épingle induits par l'étirement.

5. Vérification des effets de l'optimisation des processus: Double conformité du taux de sténopé et des performances de pénétration de l'huile

Confirmer l’efficacité des processus optimisés, la vérification industrielle a été effectuée par une entreprise de papier d'aluminium.

Notamment, sa production annuelle de feuilles d'aluminium de faible épaisseur est 20,000 tonnes.

Spécifiquement, la vérification s'est concentrée sur 6,35μm 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire après l'optimisation du processus ci-dessus.

Surtout, les résultats ont montré des améliorations significatives du taux de piqûres et des performances de la barrière contre l'huile.

(1) Résultats des tests de taux de sténopé (Selon GB/T 3198, Utilisation de la méthode de détection fluorescente)

D'abord, résultats des tests de taux de sténopé (mené conformément à GB/T 3198 en utilisant la méthode de détection fluorescente) démontré des améliorations significatives:

Article de test	Avant l'optimisation (pièces/m²)	Après optimisation (pièces/m²)	Norme de l'industrie (pièces/m²)	Exigence en matière d'emballage d'aliments pour animaux de compagnie (pièces/m²)
Trous d'épingle (φ0,05-0,1 mm)	15	3	≤15	≤5
Trous d'épingle (φ> 0,1 mm)	2	0	≤3	0
Taux total de sténopé	17	3	≤18	≤5

Notamment, le taux de sténopé optimisé répond pleinement aux exigences d'emballage des aliments pour animaux de compagnie. Spécifiquement, les trous d'épingle de plus de 0,1 mm ont été complètement éliminés.

(2) Test de performance de pénétration d’huile (Huile alimentaire simulée pour animaux de compagnie, Température 25℃, Humidité relative 60%)

Seconde, tests de performance de pénétration d'huile - en utilisant de l'huile alimentaire simulée pour animaux de compagnie à 25 ℃ et 60% humidité relative : validation supplémentaire de l'optimisation:

Indicateur de test	Avant l'optimisation	Après optimisation	Limite de sécurité
Taux de pénétration du pétrole (mg/(m²·24h))	22.5	3.8	≤5
Migration du pétrole pendant une durée de conservation de 12 mois (mg/paquet)	68.2	11.5	≤50
Taux d'adhérence de l'emballage (%)	15	0.5	≤2

Étonnamment, le taux de pénétration du pétrole a chuté de 83% après optimisation. Cela garantit l'absence d'adhérence de l'huile pendant la durée de conservation de 12 mois..

6. Cas de demande industrielle: Pratique de mise à niveau de l'emballage d'une entreprise d'aliments pour animaux de compagnie

Pour un cas d’application pratique dans l’industrie, une entreprise leader d'aliments pour animaux de compagnie a été confrontée à des problèmes d'emballage en 2023.

Avec une production annuelle de 50,000 des tonnes de nourriture sèche, l'entreprise s'est fortement appuyée sur des emballages de haute qualité pour maintenir la qualité des produits.

Initialement, l'entreprise était confrontée à un problème critique: “adhérence de l'huile sur les emballages alimentaires aromatisés à l'huile de poisson”.

Après enquête, la cause première a été identifiée comme un problème de trou d'épingle dans 6,35 μm 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire.

Par conséquent, le taux de plaintes atteint 8%, entraînant des pertes importantes en termes de réputation et de revenus.

Pour relever ce défi, l'entreprise a coopéré avec une entreprise de papier d'aluminium.

Ensemble, ils ont mis en œuvre les processus optimisés susmentionnés.

Suite à la mise en œuvre, après optimisation:

1. D'abord, le taux de sténopé de ceci feuille d'aluminium diminué de 18 pcs/m² à 4 pièces/m². Les trous d'épingle avec φ>0,1 mm ont été complètement éliminés.

2. Seconde, le taux de pénétration de l'huile a diminué de 25 mg/(m²·24h) à 4,2mg/(m²·24h). Aucune adhérence de l'emballage ne s'est produite pendant la durée de conservation.

3. Troisième, le taux de défauts d'emballage a diminué de 12% à 1.5%. Cela a réduit les pertes annuelles de plus de 8 Millions de yuans.

En outre, ensuite, ce processus a été promu pour toute la gamme d'emballages d'aliments pour animaux de compagnie.

Notamment, bien que le coût d'achat de cette feuille d'aluminium n'ait augmenté que de 3% (grâce à l'optimisation des processus), la prestation globale majorée de 15%.

Finalement, cela a confirmé la valeur économique et la praticité du processus optimisé.

7. Conclusions et perspectives

D'abord, les principales conclusions peuvent être tirées comme suit:

Notamment, lorsque 6,35 μm de calibre fin 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire est utilisé dans les emballages d'aliments pour animaux de compagnie, un contrôle strict du taux de sténopé est obligatoire.

Spécifiquement, la norme requise est: “≤5 pièces/m² pour φ0,05-0,1 mm et 0 pour φ>0,1 mm”. Quel est le seul moyen d’empêcher efficacement la pénétration du pétrole.

Seconde, la voie de mise en œuvre principale pour atteindre cette norme est claire:

Fondamentalement, la clé pour atteindre cette norme est “épuration des matières premières + optimisation coordonnée des processus de laminage”.

• D'une part, les défauts à la source sont réduits grâce au dégazage des lingots, filtration, et recuit d'homogénéisation.

• D'autre part, le taux de sténopé de cette feuille d'aluminium est contrôlé de manière stable ci-dessous 5 pcs/m² via une régulation précise des paramètres.

Spécifiquement, les principaux paramètres réglementés comprennent: taux de réduction du laminage final (18-22%), différence de tension (≤3kN), rugosité du rouleau (Ra 0,2-0,3 μm), et viscosité de l'huile de laminage (3.0-3.5cSt).

Collectivement, cela garantit également que le taux de pénétration de l'huile reste inférieur à 5 mg/(m²·24h).

Troisième, orientations de développement futures pour les appareils à faible épaisseur 8079 le papier d'aluminium pour l'emballage alimentaire se concentrera sur deux domaines clés:

Regarder vers l'avenir, à l'avenir, le processus de développement de jauge mince 8079 papier d'aluminium pour emballage alimentaire se concentrera sur deux directions:

2. D'abord, Roulement intelligent: Spécifiquement, Des algorithmes d'IA seront utilisés pour ajuster la correspondance force-tension-vitesse de roulement en temps réel. Ce qui prédit les risques de génération de sténopés, améliorant encore la stabilité du processus.
3. Seconde, Amélioration de la composition de l'alliage: Par exemple, ajout 0.1% Ti au 8079 l'alliage raffinera les grains jusqu'à 15-20 μm. Finalement, cela améliore la résistance aux trous d'épingle tout en conservant la formabilité.