Kan de automatische flexo-mappenlijmer verschillende soorten verpakkingsmateriaal verwerken?

2025-09-29 08:12:08

Automatische Flexo Folder Gluers (AFFG's) zijn veelzijdige werkpaarden in de verpakkingsindustrie, ontworpen om de productie van dozen te stroomlijnen door het printen, vouwen en lijmen in één geautomatiseerd proces te integreren. Een veel voorkomende vraag onder verpakkingsfabrikanten is of deze machines het brede scala aan verpakkingsmaterialen aankunnen die tegenwoordig worden gebruikt – van dun karton tot dik golfkarton en zelfs speciale substraten zoals gecoate of gerecyclede materialen. Het korte antwoord is ja, maar de materiaalcompatibiliteit hangt af van een zorgvuldige afstemming van de AFFG-mogelijkheden op de substraateigenschappen, samen met gerichte aanpassingen aan machinecomponenten en -processen. Dit artikel onderzoekt de soorten verpakkingsmaterialen die AFFG's kunnen verwerken, de belangrijkste factoren die de compatibiliteit beïnvloeden en best practices voor het optimaliseren van de prestaties op verschillende substraten.

1. Soorten verpakkingsmaterialen die compatibel zijn met AFFG's

AFFG's zijn ontworpen om tegemoet te komen aan een breed spectrum aan verpakkingssubstraten, elk met unieke fysische en chemische eigenschappen die verwerkingsvereisten dicteren. Het begrijpen van de kenmerken van elk materiaaltype is de eerste stap in het garanderen van een succesvolle AFFG-operatie.

1.1 Karton: het kernsubstraat voor consumentenverpakkingen

Karton is het meest voorkomende materiaal dat door AFFG's wordt verwerkt en wordt in alles gebruikt, van voedsel- en drankkartons tot cosmetica- en elektronicaverpakkingen. Het wordt gecategoriseerd op basis van dikte, coating en vezelsamenstelling, waarbij drie primaire typen de markt domineren:

Solid Bleached Sulfate (SBS) Board: Een premium, helderwit karton gemaakt van gebleekte houtpulp. Het heeft een glad oppervlak, ideaal voor flexografisch drukwerk met hoge resolutie (bijvoorbeeld full-colour voedselverpakkingen) en een diktebereik van 0,2–0,5 mm. SBS-bord is licht van gewicht en gemakkelijk op te vouwen, waardoor het compatibel is met de meeste standaard AFFG's. De lage vochtbestendigheid vereist echter een zorgvuldige controle van het lijmtype (lijm op waterbasis kan kromtrekken veroorzaken) en de luchtvochtigheid (optimaal 40-60% RH).

Coated Unbleached Kraft (CUK) Board: Een duurzaam, bruin karton met een gecoat oppervlak (meestal op kleibasis) voor verbeterde bedrukbaarheid. Het heeft een diktebereik van 0,3–0,6 mm en wordt vaak gebruikt voor graandozen, farmaceutische verpakkingen en detailhandelsdozen. Dankzij de hogere treksterkte van CUK-karton (6–8 kN/m) is het bestand tegen hogere AFFG-snelheden (150–200 m/min) in vergelijking met SBS-karton, maar de ongebleekte vezels kunnen meer stofophoping in het webtransportsysteem veroorzaken, waardoor regelmatig reinigen nodig is.

Ongecoat gerecycled karton (URB): een kosteneffectieve optie gemaakt van 70–100% gerecyclede vezels, met een diktebereik van 0,4–0,7 mm. Het wordt gebruikt voor niet-merkverpakkingen (bijvoorbeeld verzendbijlagen, opslagdozen) en is compatibel met AFFG's, hoewel het ruwe oppervlak mogelijk aanpassingen aan de printdruk vereist (verhoogd met 10-15%) om de hechting van de inkt te garanderen. De variabele vezeldichtheid van URB kan ook leiden tot inconsistent vouwen, waardoor een frequentere kalibratie van vouwplaten noodzakelijk is.

1.2 Golfkarton: voor zware verpakkingen en verzendverpakkingen

Golfkarton – bestaande uit een gecanneleerde binnenlaag (bijvoorbeeld A-golf, B-golf, C-golf) ingeklemd tussen twee platte voeringen – is een basisproduct voor verzenddozen, e-commerceverpakkingen en industriële containers. AFFG's kunnen golfkarton verwerken, maar de compatibiliteit hangt af van de golfgrootte en de plaatdikte:

Enkelwandig gegolfd (SWC): het meest voorkomende type, met een totale dikte van 1,5–5,0 mm (afhankelijk van de fluitgrootte: A-golf = 4,5–5,0 mm, B-golf = 2,5–3,0 mm, C-golf = 3,5–4,0 mm). SWC is compatibel met AFFG's met gemiddelde tot hoge snelheid (120–180 m/min) die zijn uitgerust met zware baantransportsystemen (versterkte transportbanden, motoren met een hoger koppel) om het gewicht (150–300 g/m²) te kunnen dragen. De belangrijkste aanpassingen zijn onder meer het verhogen van de knijproldruk (20-30% hoger dan bij karton) om slippen van het web te voorkomen en het gebruik van smeltlijm (in plaats van lijm op waterbasis) voor een snellere hechting.

Dubbelwandig golfkarton (DWC): Een dikkere, duurzamere optie (5,0–8,0 mm) die wordt gebruikt voor zware voorwerpen (bijvoorbeeld apparaten, meubels). DWC vereist gespecialiseerde AFFG's met verlengde vouwplaten (om de dikte op te vangen) en krachtige lijmsystemen (hotmeltlijm met hogere viscositeit: 1.500–2.000 cP). Productiesnelheden voor DWC zijn doorgaans beperkt tot 80–120 m/min om goed vouwen en lijmen te garanderen, en de machine heeft mogelijk extra ondersteuning voor het web nodig (bijvoorbeeld extra spanrollen) om doorzakken te voorkomen.

1.3 Speciale materialen: uitbreiding van de AFFG-mogelijkheden

Vooruitgang in het AFFG-ontwerp heeft de compatibiliteit uitgebreid met speciale materialen, die tegemoetkomen aan nicheverpakkingsbehoeften:

Plastic films (bijvoorbeeld PET, PP): Dunne plastic films (0,05–0,1 mm) worden gebruikt voor flexibele verpakkingen (bijvoorbeeld snackzakjes), maar kunnen ook worden verwerkt tot stijve dozen met aangepaste AFFG's. De belangrijkste wijzigingen zijn onder meer het toevoegen van antistatische staven (om te voorkomen dat de film blijft plakken) en het gebruik van oplosmiddelgebaseerde of UV-uithardende inkten (inkt op waterbasis parelt op plastic oppervlakken). Voor het vouwen zijn verwarmde vouwplaten (40–50 °C) nodig om het plastic zachter te maken, en voor het lijmen worden lijmen op oplosmiddelbasis gebruikt (om plastic lagen te verbinden). Kunststoffilms hebben echter een lage treksterkte (2–3 kN/m), waardoor de AFFG-snelheden beperkt worden tot 50–80 m/min.

Gemetalliseerde substraten: Karton of plastic bedekt met een dunne metalen laag (bijvoorbeeld aluminium) voor premiumverpakkingen (bijvoorbeeld chocoladedozen, cadeausets). Gemetalliseerde substraten zijn compatibel met AFFG's, maar vereisen een zorgvuldige behandeling: de metaallaag is gevoelig voor krassen, dus knijprollen moeten worden bekleed met zacht rubber (hardheid 60-65 Shore A), en printcilinders gebruiken inkt met een lage kleefkracht om te voorkomen dat de metalen coating loslaat. Bij het lijmen wordt gebruik gemaakt van drukgevoelige lijmen (in plaats van op warmte gebaseerde lijm) om aantasting van de metaallaag te voorkomen.

Milieuvriendelijke materialen (bijv. gegoten vezels, composteerbaar karton): gegoten vezels (gemaakt van gerecyclede papierpulp) en composteerbaar karton (plantaardige vezels) worden steeds populairder voor duurzame verpakkingen. AFFG's kunnen deze materialen verwerken, maar hun lage structurele stijfheid vereist lagere snelheden (60–100 m/min) en aangepaste vouwmechanismen (bijvoorbeeld afgeronde vouwplaten om scheuren te voorkomen). Bij het lijmen wordt gebruik gemaakt van op water gebaseerde, composteerbare lijmen om milieuvriendelijke eigenschappen te behouden, hoewel de droogtijden langer kunnen zijn, waardoor uitgebreide uithardingszones in de AFFG nodig zijn.

2. Sleutelfactoren die de compatibiliteit van AFFG-materialen beïnvloeden

Wil een AFFG een specifiek verpakkingsmateriaal kunnen verwerken, dan moeten vier kritische factoren op één lijn liggen: materiaaldikte en stijfheid, oppervlakte-eigenschappen, vochtgevoeligheid en mechanische sterkte. Een verkeerde uitlijning op een van deze gebieden kan leiden tot kwaliteitsproblemen (bijvoorbeeld verkeerde vouwen, slechte afdrukhechting) of machineschade.

2.1 Materiaaldikte en stijfheid

Dikte en stijfheid zijn de meest fundamentele compatibiliteitsfactoren, omdat ze bepalen of de componenten van de AFFG het materiaal fysiek kunnen verwerken:

Diktebereik: AFFG's hebben een maximale materiaaldiktecapaciteit, doorgaans 0,2–8,0 mm (standaardmodellen) of tot 10 mm (zware modellen). Materialen die dikker zijn dan deze capaciteit zullen vastlopen in de vouweenheid of de klemrollen beschadigen. Een standaard AFFG met een maximale dikte van 5 mm kan bijvoorbeeld geen dubbelwandig golfkarton verwerken dat dikker is dan 5 mm zonder aanpassingen (bijvoorbeeld het vergroten van de openingen in de vouwplaten).

Stijfheid (stijfheid): Gemeten aan de hand van buigweerstand (N·m²), beïnvloedt de stijfheid hoe goed het materiaal vouwt en door de machine wordt gevoerd. Stijve materialen (bijvoorbeeld dik golfkarton, hard plastic) vereisen meer kracht om te vouwen, waardoor AFFG's nodig zijn met vouwmotoren met hoog koppel en instelbare vouwplaatdruk. Flexibele materialen (bijvoorbeeld dunne plastic films, lichtgewicht karton) kunnen knikken in het webtransportsysteem, waardoor aanpassingen van de spanningscontrole nodig zijn (lagere spanning voor flexibele materialen) en extra geleidingsrollen om de uitlijning te behouden.

2.2 Oppervlakte-eigenschappen (gladheid, coating en porositeit)

De oppervlakte-eigenschappen van een materiaal zijn van invloed op de printkwaliteit, lijmhechting en webtransport:

Gladheid: Gemeten met de Parker Print Surf (PPS)-test (eenheden: μm), bepaalt de gladheid de inktoverdracht en de printscherpte. Gladde oppervlakken (bijv. SBS-karton, gecoat plastic) vereisen een lagere printdruk (1–2 bar) en fijnere rasterwalsen (200–300 LPI) voor afdrukken met een hoge resolutie. Ruwe oppervlakken (bijvoorbeeld ongecoat gerecycled karton, vormbare vezels) hebben een hogere printdruk (2–3 bar) en grovere rasterwalsen (100–150 LPI) nodig om ervoor te zorgen dat inkt door onregelmatigheden in het oppervlak dringt.

Coatingtype: Gecoate materialen (bijvoorbeeld met klei gecoat CUK-karton, gemetalliseerde film) kunnen inkten of lijmen op waterbasis afstoten, waardoor op oplosmiddelen gebaseerde of UV-uithardbare alternatieven nodig zijn. Coatings kunnen ook de oppervlaktewrijving vergroten, wat leidt tot slippen van het web. Dit wordt opgelost door het toevoegen van getextureerde knijprolhulzen (bijvoorbeeld gegroefd rubber) om de grip te verbeteren.

Porositeit: Het vermogen van een materiaal om vloeistoffen te absorberen (bijvoorbeeld inkt, lijm) beïnvloedt de droogtijd en de hechtsterkte. Poreuze materialen (bijvoorbeeld ongecoat karton, gerecycled karton) absorberen lijm op waterbasis snel, waardoor hogere lijmaanbrengsnelheden nodig zijn (10-15% meer lijm) om voldoende hechting te garanderen. Niet-poreuze materialen (bijvoorbeeld plastic, gemetalliseerde substraten) absorberen geen lijm, dus gebruiken AFFG's hotmelt of drukgevoelige lijm die hecht via koeling of druk, niet door absorptie.

2.3 Vochtgevoeligheid

Veel verpakkingsmaterialen zijn gevoelig voor vocht, waardoor de afmetingen, stijfheid en bedrukbaarheid kunnen veranderen. AFFG's moeten rekening houden met deze gevoeligheid om defecten te voorkomen:

Hygroscopische materialen (bijv. SBS-karton, golfkarton op basis van houtpulp): deze materialen absorberen of geven vocht af op basis van de omgevingsvochtigheid, waardoor kromtrekken of maatveranderingen ontstaan. SBS-karton dat wordt blootgesteld aan een relatieve luchtvochtigheid van 70% kan bijvoorbeeld in de breedte 1 à 2% uitzetten, wat kan leiden tot vouwfouten. AFFG's verzachten dit door: (1) materialen gedurende 24 uur voor te conditioneren in een ruimte met klimaatbeheersing (20–25°C, 40–60% RH) vóór verwerking; (2) het gebruik van lijm met een laag vochtgehalte (bijvoorbeeld smeltlijm met <1% vocht); (3) het toevoegen van droogventilatoren in de vouweenheid om overtollig vocht te verwijderen.

Vochtbestendige materialen (bijvoorbeeld gecoat plastic, gewaxt karton): deze materialen stoten vocht af, wat een voordeel kan zijn (bijvoorbeeld voor diepvriesvoedselverpakkingen), maar ervoor kan zorgen dat de lijm gaat parelen of niet goed hecht. AFFG's gebruiken gespecialiseerde lijmen (bijvoorbeeld wascompatibele smeltlijm voor met was behandeld karton) en kunnen het materiaaloppervlak verwarmen (30–40 ° C) om de lijmhechting te verbeteren.

2.4 Mechanische sterkte (trek- en scheursterkte)

De mechanische sterkte van een materiaal bepaalt het vermogen om de spanningen van AFFG-verwerking te weerstaan ​​(bijvoorbeeld baanspanning, vouwkracht, knijpdruk):

Treksterkte: De maximale kracht die een materiaal kan weerstaan ​​voordat het breekt (gemeten in kN/m). Materialen met een lage treksterkte (bijv. dunne plastic films: 2–3 kN/m, lichtgewicht karton: 3–4 kN/m) vereisen een lagere baanspanning (2–5 N/m) om scheuren te voorkomen, waardoor de AFFG-snelheden worden beperkt tot 50–100 m/min. Materialen met een hoge treksterkte (bijv. CUK-plaat: 6–8 kN/m, enkelwandig gegolfd: 8–10 kN/m) kunnen hogere spanningen (5–10 N/m) en hogere snelheden (150–200 m/min) aan.

Scheursterkte: De weerstand van een materiaal tegen scheuren (gemeten in N). Materialen met een lage scheursterkte (bijvoorbeeld gerecycled karton, composteerbaar karton) zijn gevoelig voor scheuren op vouwpunten, waardoor afgeronde vouwplaten (straal 2–3 mm) en lagere vouwsnelheden (50–80% van het maximum) nodig zijn. Materialen met een hoge scheursterkte (bijvoorbeeld golfkarton, met plastic versterkt karton) zijn bestand tegen scherpe vouwen en hogere snelheden.

3. AFFG-componenten en aanpassingen voor materiaalcompatibiliteit

Om diverse verpakkingsmaterialen te kunnen verwerken, hebben AFFG's specifieke componenten en gerichte aanpassingen nodig. Deze aanpassingen zorgen ervoor dat de machine zich aanpast aan de materiaaleigenschappen zonder dat dit ten koste gaat van de kwaliteit of efficiëntie.

3.1 Webtransportsysteem: omgaan met materiaalgewicht en stijfheid

Het webtransportsysteem, bestaande uit transportbanden, knijprollen en spanningscontroleapparatuur, is van cruciaal belang voor het verplaatsen van materialen door de AFFG. De belangrijkste wijzigingen voor verschillende materialen zijn onder meer:

Transportbanden: Standaard rubberen banden (60 Shore A) werken voor karton, maar golfkarton heeft versterkte banden nodig (bijvoorbeeld met polyester versterkt rubber) om het gewicht te dragen. Plastic films maken gebruik van antistatische banden (gecoat met koolstofvezel) om statische opbouw te voorkomen. Voor flexibele materialen kunnen transportbanden vacuümcups toevoegen (zuigdruk 0,3–0,5 bar) om de baan vlak te houden en knikken te voorkomen.

Knijprollen: Het materiaal en de druk van de knijprol worden aangepast op basis van het materiaaltype:

Karton: Zachte rubberen hoezen (60–65 Shore A), druk 1–2 bar.

Golfkarton: Harde rubberen hulzen (70–75 Shore A), druk 2–3 bar (om de golfplaten iets samen te drukken en de grip te verbeteren).

Kunststoffolie: siliconenhoezen (50–55 Shore A), druk 0,5–1 bar (om krassen of uitrekken van de folie te voorkomen).

Spanningscontrole: AFFG's gebruiken handmatige of geautomatiseerde (PID-gebaseerde) spanningscontrole. Voor de meeste kartonsoorten is de spanning ingesteld op 3–7 N/m; voor golfkarton, 5–10 N/m; voor kunststoffolies, 2–5 N/m. Geautomatiseerde systemen passen de spanning in realtime aan (responstijd <0,1 seconde) om variaties in materiaalsterkte op te vangen, waardoor scheuren of slippen wordt verminderd.

3.2 Flexografische drukeenheid: aanpassing aan oppervlak- en inktvereisten

De printeenheid moet worden afgesteld om ervoor te zorgen dat de inkt zich aan het materiaaloppervlak hecht en afdrukken van hoge kwaliteit produceert:

Rasterwalsen: Het aantal walslijnen (LPI) en het celvolume (BCM) worden afgestemd op de gladheid van het materiaal:

Gladde materialen (SBS-karton, plastic films): 200–300 LPI, 3–5 BCM (voor fijne inktdetails).

Ruwe materialen (gerecycled karton, golfkarton): 100–150 LPI, 8–12 BCM (voor dikkere inktlagen).

Inkttype: De inktkeuze hangt af van de materiaalporositeit en coating:

Poreuze materialen (karton, ongecoat karton): Inkten op waterbasis (milieuvriendelijk, sneldrogend).

Niet-poreuze materialen (kunststof, gemetalliseerde films): Oplosmiddelgebaseerde of UV-uithardbare inkten (binding via chemische reactie, geen absorptie).

Warmtegevoelige materialen (composteerbaar karton, dun plastic): UV-uithardende inkten bij lage temperatuur (harden uit bij <80°C om materiaalvervorming te voorkomen).

Printdruk: aangepast om ervoor te zorgen dat de inkt gelijkmatig wordt overgebracht zonder het materiaal te beschadigen:

Dunne materialen (plastic films, lichtgewicht karton): 0,5–1 bar.

Dikke materialen (golfkarton, harde kunststof): 2–3 bar.

Gecoate materialen (CUK-plaat, gemetalliseerde substraten): 1–2 bar (om krassen op de coating te voorkomen).

3.3 Vouw- en lijmeenheid: Zorgen voor goede vouwen en verbindingen

De vouw- en lijmeenheid vereist aanpassingen om de materiaaldikte, stijfheid en lijmcompatibiliteit aan te passen:

Vouwplaten: Plaatafstand en hoek worden aangepast aan de materiaaldikte:

Dunne materialen (0,2–0,5 mm): opening 0,3–0,6 mm, hoek 90° (scherpe vouw).

Dikke materialen (5,0–8,0 mm dubbelwandig gegolfd): spleet 6,0–9,0 mm, hoek 85° (licht afgeronde vouw om scheuren te voorkomen).

Flexibele materialen (plastic films): Verwarmde vouwplaten (40–50°C) om het materiaal zacht te maken en scherpe vouwen te creëren.

Lijmsysteem: lijmtype, aanbrengsnelheid en droogmethode zijn afgestemd op de materiaaleigenschappen:

Lijm op waterbasis: Wordt gebruikt voor poreus karton (toepassingshoeveelheid 5–10 g/m²), vereist een droogtijd van 10–15 seconden (ondersteund door ventilatoren of verwarmde lucht).

Hotmeltlijm: Gebruikt voor niet-poreuze materialen (kunststof, golfkarton) en vochtgevoelige materialen (SBS-karton), verwerkingshoeveelheid 3–8 g/m², droogtijd 2–3 seconden (koelt snel af).

Drukgevoelige lijm: Gebruikt voor gemetalliseerde ondergronden en kunststoffolies, verbruikshoeveelheid 2–5 g/m², hechting door middel van druk (geen droogtijd vereist).

Lijmapplicators: Rollerapplicators werken voor de meeste materialen, maar spuitapplicators worden gebruikt voor:

Kleine of complexe dozen (bijvoorbeeld cosmeticadozen) om lijm nauwkeurig aan te brengen.

Poreuze materialen (gerecycled karton) om een ​​gelijkmatige lijmdekking op ruwe oppervlakken te garanderen.