Observación, análisis y medición de películas multicapa de alto rendimiento
Con el impulso de la industria de películas y láminas hacia una mayor funcionalidad y películas multicapa, ésta está experimentando una mayor necesidad de observación, inspección y análisis.
En esta sección se presentan las tendencias de la industria, los defectos comunes y sus causas, y los últimos ejemplos de solución de problemas convencionales con el nuevo Microscopio Digital 4K.
- Necesidades crecientes en las películas de alto rendimiento
- Fabricación de películas multicapa
- Mayor demanda de rendimiento y calidad en las películas
- Últimos ejemplos de observación, análisis y medición de películas y láminas
- Medición del grosor de la película con la sección transversal de la película multicapa
- Observación y análisis de la forma 3D de agujeros de alfiler
- Observación de partículas extrañas y ojos de pez
- Observación de partículas extrañas después de eliminar la reflexión anular de la superficie de una película
- Observación y evaluación de rayones en la superficie de una película
- Observación de la textura y medición 3D de la superficie de una película
- Imágenes de alta resolución de rasgaduras en películas de envasado de productos químicos
- Una nueva piedra angular para la evaluación de películas y láminas de alto rendimiento
Necesidades crecientes en las películas de alto rendimiento
Las películas y láminas de plástico (resina) de mayor rendimiento, gracias a la laminación y otras técnicas, están experimentando una mayor demanda debido a las necesidades del mercado.
Por ejemplo, en el contexto de las “comidas individualizadas” en la industria alimentaria, está aumentando la demanda de envases alimentarios para una mayor variedad de alimentos en porciones más pequeñas destinados a hogares unipersonales. También han aumentan las necesidades de envasado de productos rellenables, como champú, gel de baño, detergente y otros productos básicos en los que se reutiliza la botella. Las películas y láminas funcionales también son esenciales para la protección de la superficie de las obleas y la fabricación de condensadores cerámicos en las industrias de semiconductores y electrónica. Otras aplicaciones incluyen carcasas de celdas laminadas para baterías de iones de litio (de bolsa).
Fabricación de películas multicapa
La mayoría de las películas de alto rendimiento consisten en diferentes tipos de plástico apilados sobre diversos materiales, como el aluminio, y laminados con un agente de recubrimiento. Los procesos de laminación más comunes utilizados para la fabricación de películas multicapa son los siguientes:
- Laminado por extrusión
- El laminado por extrusión es un proceso que utiliza el moldeo por extrusión, un tipo de técnica de moldeo por inyección. El sustrato se recubre previamente con un aditivo de adhesión (capa de anclaje) y el material se funde con calor y se extruye en una lámina plana y uniforme a través de una matriz con una hendidura (matriz en T) a medida que se aplica sobre el sustrato. El material se comprime y solidifica mediante el rodillo de enfriamiento para lograr la unión con el sustrato. Las películas de alto rendimiento se pueden crear mediante la “laminación en sándwich”, en la que se adhieren tres capas, la “laminación en tándem”, en la que se adhieren cinco capas, y la multicapa mediante la coextrusión de múltiples materiales diferentes utilizando un troquel en T.
- A. Sustrato
- B. Revestimiento con aditivo de adhesión (capa de anclaje)
- C. Zona de secado
- D. Material
- E. Extrusora
- F. Troquel en T
- G. Refrigeración (rodillo de enfriamiento)
- H. Enrollado
- Laminación en seco
- Después de aplicar el adhesivo o el pegamento al primer sustrato, éste se une con el segundo sustrato, que está hecho de un material diferente. Utilizando cinta adhesiva u otros métodos de adhesión utilizados en la fabricación, los sustratos se unen mediante un proceso de secado o calentamiento según las propiedades del adhesivo o el pegamento. A continuación, se enrollan los sustratos.
- A. Primer sustrato
- B. Revestimiento adhesivo
- C. Zona de secado
- D. Segundo sustrato
- E. Calentamiento (rollo de acero)
- F. Bobinadora
Mayor demanda de rendimiento y calidad en las películas
A las películas multicapa se les exige una alta calidad y funcionalidad, como resistencia al calor, resistencia al frío, resistencia a golpes, resistencia química, propiedades de retención de aromas o propiedades antihumedad. Por lo tanto, las pruebas y evaluaciones de fiabilidad son muy practicadas. La competencia en la investigación y el desarrollo junto con la fabricación de películas de mayor valor añadido es cada vez más feroz. Además de la resistencia de la superficie, el rendimiento del sellado y las propiedades de barrera, existe una búsqueda continua de mejoras como la compatibilidad con microondas, las cualidades de “apertura fácil” y la capacidad de termosellado para una mayor productividad.
Riesgo de defectos no detectados y productos defectuosos
Las películas multicapa se utilizan habitualmente para alimentos y medicamentos, que exigen un alto nivel de seguridad y fiabilidad junto con la funcionalidad. Se requiere un cuidado especial para detectar y prevenir los defectos y las no conformidades.
Entre los defectos típicos de las películas y láminas se encuentran los “ojos de pez”, que son protuberancias en la superficie que aparecen como resultado de un grosor desigual de la película. Este problema se puede rastrear hasta el material sin fundir y los “agujeros de alfiler”, que son causados por pinchazos, fricción o fatiga por flexión. Otros defectos microscópicos, como rayones, rasgaduras y defectos causados por partículas extrañas, también pueden dar como resultado un empaque insatisfactorio, lo que puede conducir a un deterioro adicional de la calidad del contenido del paquete. La mala calidad del empaque puede dar lugar a reclamaciones de los clientes.
Importancia de la observación y el análisis
Para garantizar la calidad de estas películas y láminas de alto rendimiento, se da mayor importancia a la evaluación basada en observaciones y análisis microscópicos detallados en las áreas de I+D y fabricación. Al mismo tiempo, se demandan análisis y mediciones de alta precisión, así como un tiempo de respuesta más corto para producir evaluaciones precisas, para acomodar películas de alto rendimiento con estrictos requisitos de precisión del grosor de la película y ciclos de producto rápidos.
Últimos ejemplos de observación, análisis y medición de películas y láminas
Los microscopios convencionales tienen los siguientes problemas en términos de observación, análisis o medición de películas y láminas:
- Al medir el grosor de la película de una muestra de sección transversal, la superficie de observación es irregular, lo que impide una observación y medición correctas.
- No se pueden observar las formas de los agujeros de alfiler, lo que significa que no se puede analizar la dirección desde la que se produjo la punción.
- La observación con aumento de rayones microscópicos, partículas extrañas y ojos de pez no se puede realizar debido a una resolución insuficiente.
- Con las películas brillantes, la luz que se refleja en la película dificulta la observación.
- Con superficies irregulares, la imagen sólo se enfoca en una parte de la superficie.
El Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX de KEYENCE ofrece imágenes 4K nítidas y un sistema patentado que, con nuestra gran profundidad de campo y alta resolución, permite la observación con gran aumento y mediciones 2D y 3D de gran precisión. Resuelve problemas convencionales al mismo tiempo que contribuye a evaluaciones más precisas que se pueden realizar de forma rápida y sencilla.
En esta sección se presentan los últimos ejemplos de observación, análisis y medición de películas utilizando la Serie VHX.
Medición del grosor de la película con la sección transversal de la película multicapa
Cuando se utiliza un microscopio convencional para medir el grosor de cada capa en una película multicapa utilizando una muestra de sección transversal, sólo se puede enfocar una parte de la muestra a la vez, a menos que la superficie de observación sea completamente uniforme. Además, estas mediciones suelen requerir que el usuario cargue la imagen en un software independiente, lo que aumenta el tiempo necesario.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX ha desarrollado una profundidad de campo que es aproximadamente 20 veces mayor que la de los microscopios generales convencionales. Esto les permite a los usuarios capturar imágenes de alta resolución de películas finas con grandes aumentos.
En caso de que la superficie sea irregular, se puede utilizar la función de composición de profundidad en tiempo real para crear una imagen 3D completamente enfocada.
También se puede realizar una medición 2D de alta precisión con sólo seleccionar una herramienta y especificar la parte que se desea medir en la imagen de gran aumento. Además, se proporciona una función de informe que introduce automáticamente la imagen con aumento y los valores medidos en una plantilla de su elección para completar rápidamente una serie de tareas en una sola máquina.
Observación y análisis de la forma 3D de agujeros de alfiler
El Microscopio Digital 4K Serie VHX puede utilizar imágenes de alta resolución y gran aumento para observar claramente los agujeros de alfiler, lo que no era posible con los microscopios convencionales.
La medición de formas 3D de alta precisión también es posible mediante el uso de imágenes con aumento de alta resolución. Además, se puede utilizar cualquier sección transversal para la medición de perfiles, lo que permite un análisis preciso y una rápida evaluación cuantitativa a partir de los datos detallados de la forma de los agujeros de alfiler.
Observación de partículas extrañas y ojos de pez
El Microscopio Digital 4K Serie VHX puede utilizar diversas funciones para capturar claramente los defectos microscópicos, lo que permite una observación, un análisis y una evaluación precisos y rápidos.
La función de iluminación múltiple obtiene múltiples imágenes con iluminación omnidireccional con sólo pulsar un botón. Luego, el usuario puede seleccionar la imagen óptima para el análisis, lo que reduce en gran medida el tiempo dedicado a ajustar la configuración de iluminación. Una vez capturada la imagen, la dirección de la iluminación puede manipularse aún más para una inspección detallada.
Esto funciona incluso con películas brillantes, ya que la función de eliminación de reflejos elimina el deslumbramiento para ayudar a capturar con precisión los detalles del defecto. Las imágenes nítidas de alta resolución se pueden utilizar para realizar observaciones de gran aumento que admiten hasta 6000x. Estas observaciones permiten estudiar los detalles de las partículas extrañas microscópicas.
utilizando la función de iluminación múltiple
Observación de partículas extrañas después de eliminar la reflexión anular de la superficie de una película
Anteriormente, las partículas extrañas atrapadas en una película con superficie brillante provocaban un montículo en la película que reflejaba la luz en un patrón similar a un anillo, lo que dificultaba la observación y el análisis precisos de la forma de la inclusión.
La función de eliminación de reflejo de anillo del Microscopio Digital 4K Serie VHX permite observar con precisión la forma de las partículas extrañas atrapadas en una película.
Observación y evaluación de rayones en la superficie de una película
Los microscopios convencionales carecen de la resolución necesaria para observar y evaluar los rayones en la superficie de películas transparentes.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX puede utilizar imágenes 4K de alta definición creadas por la lente de alta resolución y el CMOS 4K para una observación y evaluación fácil y precisa de la superficie de la película.
Observación de la textura y medición 3D de la superficie de una película
Debido a su profundidad de campo insuficiente, los microscopios convencionales no pueden enfocar fácilmente las superficies texturizadas de las películas en observaciones de gran aumento.
Con el Microscopio Digital 4K Serie VHX se pueden observar claramente los detalles finos de la textura de la superficie de la película utilizando diferentes configuraciones de iluminación.
También es posible realizar mediciones de la forma 3D y de perfiles directamente a partir de la imagen con aumento, lo que permite una evaluación cuantitativa de las condiciones de la superficie basada en datos.
Imágenes de alta resolución de rasgaduras en películas de envasado de productos químicos
Las rasgaduras y otros defectos en las películas de empaque de productos químicos pueden provocar fugas y deterioro del contenido. La causa debe identificarse a través de una inspección minuciosa desde una perspectiva de garantía de calidad.
Sin embargo, los microscopios convencionales carecen de la resolución necesaria para capturar los detalles de las pequeñas rasgaduras en la película.
El Microscopio Digital 4K Serie VHX está equipado con un sistema de iluminación y observación de alto rendimiento, así como con una lente de alta resolución y un CMOS 4K que, en conjunto, contribuyen a lograr una gran profundidad de campo. Estos aspectos permiten la expresión clara de rasgaduras finas incluso durante la observación con gran aumento.
Estas características permiten una observación fácil y rápida de los detalles que revelan si la rasgadura está en la dirección de la máquina (MD) o en la dirección transversal (TD) y si la rasgadura se produjo desde el interior o el exterior. Esta observación contribuye a la rápida identificación de la causa y a la implementación de mejoras en el proceso.
Una nueva piedra angular para la evaluación de películas y láminas de alto rendimiento
El Microscopio Digital 4K de alta definición Serie VHX no sólo resuelve los problemas de observación, análisis, medición y evaluación convencionales de películas y láminas, sino que también permite la observación detallada de defectos microscópicos que antes eran indetectables.
En la actualidad, los productos de películas y láminas están experimentando una carrera intensificada hacia una mayor funcionalidad. La Serie VHX puede ser su nuevo socio que apoye la I+D y la fabricación de cualquier película o lámina al ofrecer una sofisticada observación, análisis y medición, que son esenciales para garantizar la fiabilidad de dichos productos.
Además de las funciones que se presentan aquí, la Serie VHX está equipada con muchas más funciones útiles inspiradas en los comentarios y aportaciones de los sitios reales de I+D y fabricación. Para obtener más información sobre los productos o realizar consultas, haga clic en los siguientes botones.
