No Pinhole standartiem līdz ritošajiem risinājumiem: Uzlabo 6,35 μm 8079 Alumīnija folijas lolojumdzīvnieku barības eļļas barjeras veiktspēja

1. Ievads: Lietojuma fona un pamatprasības 6,35 μm 8079 Alumīnija folija mājdzīvnieku barības iepakojumā

Lolojumdzīvnieku barības iepakojumam vienlaikus jāatbilst trim pamatprasībām: “barjeras īpašums (novēršot eļļas iekļūšanu), elastība (pielāgošanās iepakojuma veidošanai), un drošību (nav migrācijas riska)”.

Starp dažādiem materiāliem, 6.35μm tievstrāvas 8079 alumīnija folija pārtikas iepakojumam ir kļuvusi par galveno izvēli. Tās priekšrocības ietver “augstas barjeras īpašums (skābekļa caurlaidības ātrums ≤0.1cc/(m²·24h·atm)), laba formējamība (pagarinājums ≥3%), un izmaksu pielāgošanās spējas”.

Īpaši, iekšā 2024, līdz 8079 sakausējums veidoja vairāk nekā 65% pasaules lolojumdzīvnieku barības alumīnija folijas iepakojuma tirgus.

Konkrēti, 6,35 μm gabarīts aug ar ātrumu 18%. Šo izaugsmi veicina tā vieglā priekšrocība — tā ir 20% vieglāks par 8 μm mērierīci (avots: Ķīnas Iepakojuma federācija).

Tomēr, dzīvnieku eļļas lolojumdzīvnieku barībā (piem., vistas eļļa, zivju eļļa) ir spēcīga caurlaidība. To viskozitāte parasti ir 20-30 cP @ 25 ℃.

Ja šajā alumīnija folijā ir caurumi, eļļas migrēs uz iepakojuma ārējo slāni. Tas rada tādas problēmas kā “saķere, pasliktināšanās, un saīsināts glabāšanas laiks”.

Saskaņā ar nozares statistiku, Iepakojuma defekti, ko izraisījuši caurumi šajā alumīnija folijā 12% no kopējiem lolojumdzīvnieku barības iepakojuma defektiem. Tā rezultātā tiek pārsniegti tiešie gada zaudējumi 500 miljons juaņu.

Pamatā, galvenā pretruna slēpjas 6,35 μm plānās platuma biezumā 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai. Tas ir tikai 53% tikpat bieza kā parastā pārtikas alumīnija folija (12μm).

Caurumi ir viegli ģenerēti nepareizu procesa parametru dēļ velmēšanas laikā.

Turklāt, līdz 8079 sakausējums (Al-Fe-Si sērija) satur Fe-Si savienojumu fāzes. Ja netiek pareizi kontrolēts, šīs fāzes var kļūt “stresa koncentrācijas punkti” pinhole iniciācijai.

Līdz ar to, caurumu ātruma kontroles standartu precizēšana un velmēšanas procesu optimizēšana ir galvenais, lai atrisinātu eļļas iekļūšanu lolojumdzīvnieku barības iepakojumā.

2. Caurumu ātruma kontroles standarti 6,35 μm plānajam izmēram 8079 Alumīnija folija: Pamatojoties uz lolojumdzīvnieku barības eļļas barjeras prasībām

Pinhole ātrums ir galvenais rādītājs plānās alumīnija folijas barjeras īpašību mērīšanai.

Formāli, tas ir definēts kā “to caurumu skaits, kuru diametrs ir ≥0,05 mm uz laukuma vienību” (GB/T 3198 Alumīnija un alumīnija sakausējuma folija).

Tomēr, lolojumdzīvnieku barībai ir augsta eļļas caurlaidība. Tam nepieciešami stingrāki uzņēmuma standarti 6,35 μm plānās sliežu platumā 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai.

(1) Graded Pinhole Rate kontroles standarti (Salīdzinājumā ar parasto pārtikas alumīnija foliju)

Lietojumprogrammas scenārijs	Alumīnija folijas specifikācija	Pinhole izmēra kategorija	Pinhole ātruma prasība (gab/m²)	Pieļaujamā eļļas iekļūšana (mg/(m²·24h))	Pamata standarts/prasība
Lolojumdzīvnieku barības iepakojums	6.35μm 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai	φ0,05-0,1 mm	≤5	≤5	Uzņēmuma iekšējais standarts (Q/XXX 001-2024)
Lolojumdzīvnieku barības iepakojums	6.35μm 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai	φ＞0,1 mm	0 (Nav atļauts)	0	Nacionālais pārtikas nekaitīguma standarts lolojumdzīvnieku barībai (GB 31604.1)
Parastais uzkodu pārtikas iepakojums	12μm 8011 alumīnija folija	φ0,05-0,1 mm	≤15	≤15	GB/T 3198

(2) Standarta formulējuma pamats: Korelācija starp eļļas iekļūšanu un caurumiem

Lai apstiprinātu šo standartu, tika veikts modificēts eksperiments, lai iegūtu kvantitatīvo saistību starp cauruma ātrumu un eļļas iespiešanos.

Konkrēti, eksperimenta pamatā bija GB/T 1037-2021 Plastmasas plēvju un lokšņu ūdens tvaiku caurlaidības ātruma noteikšana – Krūzes metode.

Īpaši, ūdens tvaiki tika aizstāti ar imitētu lolojumdzīvnieku barības eļļu: maisījums no 50% vistas eļļa un 50% saulespuķu eļļa.

Šeit, testa paraugs bija 6,35 μm 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai.

Pirmais, kad caurumu ātrums ir 5 gab/m² (φ0,05-0,1 mm), eļļas iespiešanās ātrums ir 4,2 mg/(m²·24h). Tas atbilst lolojumdzīvnieku barības 12 mēnešu glabāšanas laika prasībām (eļļas migrācija ≤50mg/iepakojumā).

Otrkārt, kad caurumu ātrums palielinās līdz 10 gab/m², eļļas iespiešanās ātrums palielinās līdz 18,5 mg/(m²·24h). Tas noved pie eļļas saķeres ar ārējā iepakojuma iekšpusē 6 mēneši.

Trešais, ja ir viens caurums ar φ0.15mm, eļļas iekļūšana vienā caurumā sasniedz 25 mg/(m²·24h). Tas ievērojami pārsniedz drošības robežu.

Pamatojoties uz šiem atklājumiem, ir jāaizliedz caurumi ar φ＞0,1 mm.

3. Caurumu cēloņu analīze 6,35 μm plānā 8079 Alumīnija folija: Pilna procesa izsekošana no izejvielām līdz velmēšanai

Caurumu veidošanās 6,35 μm plānās slānī 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai ir divu kombinētu faktoru rezultāts: “izejvielu defekti un neatbilstoši procesa parametri”.

Īpaši, starp šiem, velmēšanas process ir galvenais posms caurumu paplašināšanā un jaunu caurumu radīšanā.

(1) Izejvielu defekti: Raksturīgās īpašības un nepietiekama kontrole 8079 Sakausējums

Konkrēti, līdz 8079 sakausējums no 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai pieder Al-Fe-Si sērijai.

Izstrādāt, tā sastāvs ir: Fe 0.7-1.3%, Un 0.1-0.3%, Al≥98,5%.

Primāri, caurumu avota defekti iedalās trīs kategorijās:

Pirmais, Metāla ieslēgumi: Ja Fe-Si savienojumu daļiņas (piem., Al₃Fe, Al₆Fe) pastāv neapstrādātā lietņā, var veidoties caurumi. Tas notiek, ja daļiņu izmērs pārsniedz 3 μm, kas ved uz “cieto daļiņu sasmalcināšana” velmēšanas laikā.

Īpaši, eksperimenti liecina, ka par katru 1 μm iekļaušanas daļiņu lieluma palielināšanās, šīs alumīnija folijas caurumu ātrums palielinās par 3 gab/m².

Otrkārt, Atlikušie burbuļi: Degasēšana ir kritiska lietņu kausēšanas laikā. Ja degazēšana ir nepietiekama (ūdeņraža saturs ＞0.15mL/100g Al), burbuļi paliks.

Laika gaitā, jo šī alumīnija folija aukstās velmēšanas laikā kļūst plānāka, burbuļi plīsa. Šīs formas “apļveida caurumi” kuru diametrs parasti svārstās no 0,08 līdz 0,2 mm.

Trešais, Graudu robežu defekti: Graudu izmēra viendabīgums ir svarīgs pēc lietņu karstās velmēšanas. Ja graudu izmērs ir nevienmērīgs (＞ 50 μm), rodas lokālas deformācijas pretestības atšķirības.

Tas noved pie “asaru tipa pinholes” graudu robežās turpmākās aukstās velmēšanas laikā.

(2) Neatbilstoši velmēšanas procesi: Galvenie plānas alumīnija folijas riska punkti

Papildus izejvielu defektiem, pats velmēšanas process rada ievērojamus caurumu risku. Par velmēšanas procesu, 6,35 μm 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai prasa 4-5 aukstās velmēšanas iet.

Konkrēti, procesa ķēde ir: “karstā velmēšana (līdz 4 mm) → raupja velmēšana (līdz 0,5 mm) → starpvelmēšana (līdz 0,1 mm) → pabeidziet velmēšanu (līdz 6,35 μm)”.

Īpaši, beigu velmēšana un starpvelmēšana ir augsta riska procesi adatas caurumu veidošanai. Galvenie jautājumi ir:

Pirmais, Nelīdzsvarotība starp rites spēku un samazinājuma ātrumu: Apdares rites samazināšanas ātrums ir kritisks. Ja tas pārsniedz 25%, rodas problēmas.

Lai ilustrētu, velmēšanai no 8μm līdz 6,35μm ir nepieciešams drošs samazināšanas ātrums 20.6%. To pārsniedzot, vietējais stress pārspēj 8079 sakausējuma tecēšanas robeža (140MPa). Tas noved pie “lokāls plīsums” no šīs alumīnija folijas, veidojot caurumus.

Otrkārt, Nepareiza spriedzes kontrole: Sprieguma atšķirība starp priekšējiem un aizmugurējiem ruļļiem ir jākontrolē. Ja tas pārsniedz 5kN, rodas problēmas.

Parasti, Spriegums apdares velmēšanas laikā ir 20-25 kN. Lielāka spriegojuma atšķirība izraisa šo alumīnija foliju “novirzīties un izstiepties”. Tas rada “garas svītras caurumus” ar garumu līdz 0,5-1 mm.

Trešais, Pasliktināts ruļļa stāvoklis: Ruļļa virsmas kvalitāte tieši ietekmē foliju. Ja ir skrāpējumi (dziļums ＞ 0,5 μm) vai svešķermeņu saķere, rodas problēmas.

Līdz ar to, velmēšanas laikā, “ievilkuma tipa caurumi” tiek nospiesti uz šīs alumīnija folijas virsmas. Pieaugot ritošām piespēlēm, šie caurumi pakāpeniski iekļūst folijā.

Ceturtais, Eļļošanas kļūme: Ritošās eļļas viskozitāte ir galvenais faktors. Ja tas ir mazāks par 2,5 cSt (40℃), eļļošana neizdodas.

Galu galā, “nepietiekama robežu eļļošana” notiek starp rullīti un šo alumīnija foliju. Tas izraisa lokālu berzes pārkaršanu, izraisot nenormālu graudu augšanu. Turpmākās velmēšanas laikā viegli veidojas plaisas, veidojot caurumus.

4. Velmēšanas procesa optimizācija, lai novērstu lolojumdzīvnieku barības eļļas iekļūšanu: Daudzdimensiju parametru koordinēta regulēšana

Ņemot vērā iepriekš minētos caurumu cēloņus, lai novērstu 6,35 μm plānās platuma caurumu cēloņus 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai, optimizācijai jāaptver četri aspekti.

Konkrēti, šie aspekti ir: “izejvielu pirmapstrāde, velmēšanas parametri, ruļļu vadība, un eļļošanas sistēma”.

Ar galveno mērķi samazināt caurumu veidošanos, koordinējot procesu, galvenais mērķis ir samazināt caurumu veidošanos katrā posmā.

(1) Izejvielu pirmapstrādes optimizācija: Pinhole risku samazināšana no avota

Pirmais, izejmateriālu pirmapstrādes optimizācija ir vērsta uz caurumu risku samazināšanu avotā. Tas ietver divus galvenos soļus:

1. Lieto attīrīšanas process:

• • Konkrēti, izšķirt “dubultā tiešsaistes degazēšanas sistēma + filtrēšana” tiek pieņemts. Degazēšanai, tiek izmantota rotējoša sprausla ar argona plūsmas ātrumu 15-20L/min. Tas kontrolē ūdeņraža saturu ≤0,10 ml/100 g Al.

• • Turklāt, filtrēšanai, tiek izmantota 3 slāņu keramikas filtra plāksne. Precizitātes gradients ir 20 μm → 10 μm → 5 μm. Tas noņem Fe-Si iekļaušanas daļiņas, nodrošinot ieslēgumus ＞3μm ir ≤0,5 gab/kg.

• • Turklāt, tiek veikta lietņu homogenizācijas atkvēlināšana: turiet 580 ℃ 4 stundas. Tas kontrolē graudu izmēru 20-30 μm, graudu robežu defektu samazināšana. Tas nodrošina augstas kvalitātes sagataves turpmākai velmēšanai.

2. Karstās velmēšanas procesa regulēšana:

• • Īpaši, galīgā karstās velmēšanas temperatūra tiek kontrolēta 380-400 ℃. Rekristalizācijas temperatūra 8079 sakausējuma temperatūra ir 350 ℃, tādējādi tiek nodrošināta pietiekama dinamiska pārkristalizācija.

• • Turklāt, tiek piemērots karstās velmēšanas rites samazināšanas ātruma gradients. Tas pakāpeniski samazinās no 50% (raupja velmēšana) uz 30% (pabeidz velmēšanu). Tas ļauj izvairīties no lokālas stresa koncentrācijas.

(2) Galvenā aukstās velmēšanas parametru optimizācija (Par piemēru ņemot 6,35 μm apdares velmēšanu)

Aukstās velmēšanas procesam, piemēram, 6,35 μm gala velmēšanai, galvenie parametri tiek optimizēti šādi:

Procesa saite	Atslēgas parametrs	Tradicionālā procesa vērtība	Optimizēta procesa vērtība	Optimizācijas mērķis	Pinhole ātruma uzlabošana (gab/m²)
Pabeigt velmēšanu	Pasūtījumu samazināšanas līmenis	28%	18-22%	Izvairieties no vietējā stresa, kas pārsniedz robežas	No 12 uz 6
Pabeigt velmēšanu	Priekšējā un aizmugurējā sprieguma atšķirība	8kN	≤3kN	Novērst novirzes un stiepšanos	No 6 uz 4
Pabeigt velmēšanu	Ritošanas ātrums	800m/mans	600-700m/mans	Samaziniet berzes pārkaršanu starp ruļļiem un foliju	No 4 uz 3
Starpposma velmēšana	Vidējā atlaidināšanas temperatūra/laiks	320℃ × 1 h	340℃ × 1,5 h	Novērst darba sacietēšanu un vienādot struktūru	No 3 uz 2
Pabeigt velmēšanu	Roll Roughness Ra	0.4μm	0.2-0.3μm	Uzlabojiet rites eļļas saķeri un samaziniet berzi	No 2 uz 1

Īpaši, katrs optimizētais parametrs ir vērsts uz noteiktu cauruma cēloni. Piemēram, mazāks rites ātrums samazina berzes pārkaršanu, savukārt mazāka spriegojuma starpība novērš stiepšanās izraisītus caurumus.

5. Procesa optimizācijas efektu pārbaude: Dubultā caurumu ātruma un eļļas caurlaidības veiktspējas atbilstība

Lai apstiprinātu optimizēto procesu efektivitāti, rūpniecisko pārbaudi veica alumīnija folijas uzņēmums.

Īpaši, tā ikgadējā plānas alumīnija folijas produkcija ir 20,000 tonnas.

Konkrēti, verifikācija koncentrējās uz 6,35 μm 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai pēc iepriekš minētā procesa optimizācijas.

Svarīgi, rezultāti uzrādīja būtiskus uzlabojumus gan caurumu ātrumā, gan eļļas barjeras veiktspējā.

(1) Pinhole Rate testa rezultāti (Saskaņā ar GB/T 3198, Fluorescējošās noteikšanas metodes izmantošana)

Pirmais, caurumu ātruma testa rezultāti (veikta saskaņā ar GB/T 3198 izmantojot fluorescējošās noteikšanas metodi) demonstrēja būtiskus uzlabojumus:

Pārbaudes vienums	Pirms optimizācijas (gab/m²)	Pēc optimizācijas (gab/m²)	Nozares standarts (gab/m²)	Prasība lolojumdzīvnieku barības iepakojumam (gab/m²)
Pinholes (φ0,05-0,1 mm)	15	3	≤15	≤5
Pinholes (φ＞0,1 mm)	2	0	≤3	0
Kopējais caurumu līmenis	17	3	≤18	≤5

Īpaši, optimizētais caurumu ātrums pilnībā atbilst lolojumdzīvnieku barības iepakojuma prasībām. Konkrēti, adatu caurumi, kas lielāki par 0,1 mm, tika pilnībā novērsti.

(2) Eļļas caurlaidības tests (Imitēta mājdzīvnieku barības eļļa, Temperatūra 25℃, Relatīvais mitrums 60%)

Otrkārt, eļļas iespiešanās veiktspējas testi — izmantojot imitētu lolojumdzīvnieku barības eļļu 25℃ un 60% relatīvais mitrums — vēl vairāk apstiprināja optimizāciju:

Testa indikators	Pirms optimizācijas	Pēc optimizācijas	Drošības ierobežojums
Eļļas iespiešanās ātrums (mg/(m²·24h))	22.5	3.8	≤5
Naftas migrācija 12 mēnešu glabāšanas laikā (mg/iepakojumā)	68.2	11.5	≤50
Iepakojuma adhēzijas līmenis (%)	15	0.5	≤2

Uzkrītoši, eļļas iespiešanās ātrums samazinājās par 83% pēc optimizācijas. Tas nenodrošina eļļas saķeri 12 mēnešu glabāšanas laikā.

6. Nozares pieteikuma lieta: Lolojumdzīvnieku barības uzņēmuma iepakojuma jaunināšanas prakse

Praktiskam nozares pielietojuma gadījumam, gadā vadošais lolojumdzīvnieku barības uzņēmums saskārās ar iepakojuma problēmām 2023.

Ar gada produkciju 50,000 tonnas sausās barības, uzņēmums lielā mērā paļāvās uz augstas kvalitātes iepakojumu, lai saglabātu produktu kvalitāti.

Sākotnēji, uzņēmums saskārās ar kritisku problēmu: “eļļas adhēzija uz pārtikas iepakojumiem ar zivju eļļas garšu”.

Pēc izmeklēšanas, galvenais cēlonis tika identificēts kā caurumu problēmas 6,35 μm 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai.

Līdz ar to, sasniegts sūdzību līmenis 8%, radot ievērojamus zaudējumus gan reputācijā, gan ieņēmumos.

Lai risinātu šo izaicinājumu, uzņēmums sadarbojās ar alumīnija folijas uzņēmumu.

Kopā, viņi ieviesa iepriekšminētos optimizētos procesus.

Pēc ieviešanas, pēc optimizācijas:

1. Pirmais, šī caurumu ātrums alumīnija folija samazinājās no 18 gab/m² līdz 4 gab/m². Caurumi ar φ＞0,1 mm tika pilnībā novērsti.

2. Otrkārt, eļļas iespiešanās ātrums samazinājās no 25mg/(m²·24h) līdz 4,2 mg/(m²·24h). Uzglabāšanas laikā nenotika iepakojuma adhēzija.

3. Trešais, iepakojuma defektu rādītājs samazinājās no 12% uz 1.5%. Tas vairāk nekā samazināja ikgadējos zaudējumus 8 miljons juaņu.

Turklāt, vēlāk, šis process tika reklamēts uz visu lolojumdzīvnieku barības iepakojumu klāstu.

Īpaši, lai gan šīs alumīnija folijas iegādes izmaksas pieauga tikai par 3% (procesa optimizācijas dēļ), visaptverošais ieguvums palielinājās par 15%.

Galu galā, tas apstiprināja optimizētā procesa ekonomisko vērtību un praktiskumu.

7. Secinājumi un perspektīva

Pirmais, galvenos secinājumus var izdarīt šādi:

Īpaši, kad 6.35μm tievsliežu 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai tiek izmantots lolojumdzīvnieku barības iepakojumā, stingra caurumu ātruma kontrole ir obligāta.

Konkrēti, nepieciešamais standarts ir: “≤5 gab/m² φ0,05-0,1mm un 0 par φ＞0,1 mm”. Kas ir vienīgais līdzeklis, lai efektīvi novērstu eļļas iekļūšanu.

Otrkārt, galvenais ieviešanas ceļš šī standarta sasniegšanai ir skaidrs:

Pamatā, šī standarta sasniegšanas atslēga ir “izejvielu attīrīšana + koordinēta velmēšanas procesu optimizācija”.

• No vienas puses, avota defekti tiek samazināti, izmantojot lietņu degazēšanu, filtrēšana, un homogenizācijas atkausēšana.

• No otras puses, šīs alumīnija folijas caurumu ātrums tiek stabili kontrolēts zemāk 5 gab/m², izmantojot precīzu parametru regulēšanu.

Konkrēti, Galvenie regulētie parametri ietver: apdares velmēšanas samazināšanas ātrums (18-22%), spriedzes atšķirība (≤3kN), ruļļa raupjums (Ra 0,2-0,3μm), un rites eļļas viskozitāte (3.0-3.5cSt).

Kolektīvi, tas arī nodrošina eļļas iespiešanās ātrumu zem 5mg/(m²·24h).

Trešais, nākotnes attīstības virzieni tievsliežu ceļiem 8079 alumīnija folija pārtikas iepakojumam koncentrēsies uz divām galvenajām jomām:

Skatoties uz priekšu, nākotnē, plānās sliežu platuma procesa attīstība 8079 alumīnija folija pārtikas iepakošanai koncentrēsies uz diviem virzieniem:

2. Pirmais, Inteliģenta ripināšana: Konkrēti, AI algoritmi tiks izmantoti, lai pielāgotu ritošā spēka, spriedzes un ātruma saskaņošanu reāllaikā. Kas paredz pinhole ģenerēšanas riskus, turpināt uzlabot procesa stabilitāti.
3. Otrkārt, Sakausējuma sastāva uzlabošana: Piemēram, pievienojot 0.1% Ti uz 8079 sakausējums rafinēs graudus līdz 15-20μm. Galu galā, tas uzlabo caurumu pretestību, vienlaikus saglabājot formējamību.