Osservazione, analisi e misurazione di film multistrato ad alte prestazioni
L'industria delle pellicole e dei fogli, che si sta spingendo verso una maggiore funzionalità e verso film multistrato, sta sperimentando una maggiore necessità di osservazione, ispezione e analisi.
Questa sezione presenta le tendenze del settore, i difetti più comuni e le loro cause e gli ultimi esempi di risoluzione di problemi tradizionali con il nuovo microscopio digitale 4K.
- Esigenze crescenti dei film ad alte prestazioni
- Produzione di film multistrato
- Maggiore richiesta di prestazioni e qualità nei film
- Recenti esempi di osservazione, analisi e misurazione di pellicole e fogli
- Misura dello spessore del film con sezione trasversale del film multistrato
- Osservazione e analisi 3D della forma di micropori
- Osservazione di particelle estranee e occhi di pesce
- Osservazione di particelle estranee dopo l’eliminazione del riflesso anulare dalla superficie di un film
- Osservazione e valutazione dei graffi sulla superficie di una pellicola
- Osservazione della texture e misurazione 3D della superficie di una pellicola
- Immagini ad alta risoluzione di strappi in film di imballaggio chimico
- Una nuova pietra miliare per la valutazione di pellicole e fogli ad alte prestazioni
Esigenze crescenti dei film ad alte prestazioni
Le pellicole e i fogli di plastica (resina) con prestazioni più elevate, grazie alla laminazione e ad altre tecniche, stanno registrando un aumento della domanda a causa delle esigenze del mercato.
Ad esempio, in un contesto di “pasti personalizzati” nell'industria alimentare, cresce la domanda di imballaggi per una maggiore varietà di alimenti in porzioni più piccole, destinati alle famiglie monopersonali. Le esigenze di imballaggio aumentano anche per i prodotti ricaricabili, come shampoo, detergenti e altri prodotti in cui il flacone viene riutilizzato. I film e i fogli funzionali sono essenziali anche per la protezione superficiale dei wafer e per la produzione di condensatori ceramici nell'industria dei semiconduttori e dell'elettronica. Altre applicazioni includono l'alloggiamento delle celle laminate delle batterie agli ioni di litio (pouch).
Produzione di film multistrato
La maggior parte delle pellicole ad alte prestazioni è costituita da diversi tipi di plastica sovrapposti a vari materiali, come l'alluminio, e laminati con un agente di rivestimento. I processi di laminazione più comuni utilizzati per la produzione di film multistrato sono i seguenti:
- Laminazione per estrusione
- La laminazione per estrusione è un processo che utilizza lo stampaggio per estrusione, un tipo di tecnica di stampaggio a iniezione. Il substrato viene pre-rivestito con un additivo di adesione (anchor coat), il materiale viene fuso a caldo ed estruso in un foglio uniforme e piatto attraverso una matrice con una fenditura (T-die) mentre viene applicato sul substrato. Il materiale viene compresso e solidificato dal rullo di raffreddamento per ottenere l'adesione al substrato. I film ad alte prestazioni possono essere creati con la “laminazione a sandwich”, in cui vengono incollati tre strati, la “laminazione in tandem”, in cui vengono incollati cinque strati, e la multistrato, mediante la coestrusione di più materiali diversi utilizzando una matrice a T.
- A. Substrato
- B. Rivestimento additivo di adesione (strato di ancoraggio)
- C. Zona di essiccazione
- D. Materiale
- E. Estrusore
- F. Matrice a T
- G. Raffreddamento (rullo di raffreddamento)
- H. Avvolgimento
- Laminazione a secco
- Dopo aver applicato l'adesivo o la colla al primo substrato, questo viene incollato al secondo substrato, che è fatto di un materiale diverso. Utilizzando nastri adesivi o altri metodi di adesione utilizzati nella produzione, i substrati vengono incollati attraverso un processo di essiccazione o riscaldamento in base alle proprietà dell'adesivo o della colla. I substrati vengono quindi arrotolati.
- A. Primo substrato
- B. Rivestimento adesivo
- C. Zona di essiccazione
- D. Secondo substrato
- E. Riscaldamento (rotolo d'acciaio)
- F. Macchina avvolgitrice
Maggiore richiesta di prestazioni e qualità nei film
Le pellicole multistrato devono avere qualità e funzionalità elevate, tra cui resistenza al calore, resistenza al freddo, resistenza agli urti, resistenza chimica, proprietà di trattenere gli aromi o proprietà di impermeabilità all'umidità. Pertanto, i test e la valutazione dell'affidabilità sono molto praticati. La concorrenza nella ricerca e sviluppo e nella produzione di film a più alto valore aggiunto sta diventando sempre più agguerrita. Oltre alla resistenza della superficie, alle prestazioni di tenuta e alle proprietà di barriera, si cercano continuamente miglioramenti come la compatibilità con le microonde, le qualità “easy-open” e la capacità di termosaldare per una maggiore produttività.
Rischio di difetti non rilevati e di prodotti difettosi
I film multistrato vengono comunemente utilizzati per alimenti e farmaci, che richiedono un elevato livello di sicurezza e affidabilità oltre che di funzionalità. È necessaria una particolare attenzione per individuare e prevenire difetti e non conformità.
I difetti tipici di film e fogli includono gli “occhi di pesce”, che sono protuberanze sulla superficie che si manifestano come risultato di uno spessore non uniforme del film. Questo problema può essere ricondotto al materiale non fuso e ai “micropori”, causati da perforazione, attrito o fatica di flessione. Altri difetti microscopici, come graffi, strappi e difetti causati da particelle estranee, possono essere il risultato di un confezionamento insoddisfacente, che può ulteriormente compromettere la qualità del contenuto della confezione. La scarsa qualità delle confezioni può portare a reclami da parte dei clienti.
Importanza dell'osservazione e dell'analisi
Per garantire la qualità di queste pellicole e questi fogli ad alte prestazioni, viene attribuita maggiore importanza alla valutazione basata su osservazioni e analisi microscopiche dettagliate nei settori dell’R&D e della produzione. Allo stesso tempo, sono richieste analisi e misurazioni ad alta precisione e tempi di esecuzione più brevi per produrre valutazioni accurate, al fine di gestire film ad alte prestazioni con requisiti rigorosi di precisione dello spessore del film e cicli di produzione rapidi.
Recenti esempi di osservazione, analisi e misurazione di pellicole e fogli
I microscopi tradizionali presentano i seguenti problemi in termini di osservazione, analisi o misurazione di pellicole e fogli:
- Quando si misura lo spessore del film di un campione in sezione, la superficie di osservazione è irregolare e questo impedisce una corretta osservazione e misurazione.
- Le forme dei micropori non possono essere osservate, il che significa che non è possibile analizzare la direzione in cui si è verificata la perforazione.
- L'osservazione ingrandita di graffi microscopici, particelle estranee e occhi di pesce non può essere eseguita a causa della risoluzione insufficiente.
- Con le pellicole lucide, la luce che si riflette sulla pellicola ostacola l'osservazione.
- Nelle superfici irregolari, l'immagine si concentra solo su una parte della superficie.
Il microscopio digitale 4K ad alta definizione della Serie VHX di KEYENCE offre immagini nitide in 4K e un sistema proprietario che, grazie all'ampia profondità di campo e all'alta risoluzione, consente un'osservazione ad alto ingrandimento e misurazioni 2D e 3D di elevata precisione. Risolve i problemi tradizionali e contribuisce a valutazioni più accurate che possono essere eseguite in modo rapido e semplice.
Questa sezione presenta i più recenti esempi di osservazione, analisi e misurazione di film con la Serie VHX.
Misura dello spessore del film con sezione trasversale del film multistrato
Quando si utilizza un microscopio tradizionale per misurare lo spessore di ogni strato di un film multistrato utilizzando un campione in sezione, è possibile mettere a fuoco solo una parte del campione alla volta, a meno che la superficie di osservazione non sia completamente uniforme. Inoltre, tali misure richiedono solitamente all'operatore di caricare l'immagine in un software separato, aumentando così il tempo necessario.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX ha sviluppato una profondità di campo di circa 20 volte superiore a quella dei microscopi generali tradizionali. Questo consente agli operatori di acquisire immagini ad alta risoluzione di film sottili ad alti ingrandimenti.
Nel caso in cui la superficie sia irregolare, è possibile utilizzare la funzione di composizione della profondità in tempo reale per creare un'immagine 3D completamente a fuoco.
È inoltre possibile effettuare misure 2D ad alta precisione, semplicemente selezionando uno strumento e specificando il pezzo da misurare sull'immagine ad alto ingrandimento. Inoltre, è disponibile una funzione di report che inserisce automaticamente l'immagine ingrandita e i valori misurati in un modello a scelta, per completare rapidamente una serie di attività con una sola macchina.
Osservazione e analisi 3D della forma di micropori
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX è in grado di utilizzare immagini ad alta risoluzione e ad alto ingrandimento per osservare chiaramente i micropori, cosa che non era possibile con i microscopi tradizionali.
Le immagini ingrandite ad alta risoluzione rendono possibile anche la misurazione di forme 3D ad alta precisione. Inoltre, è possibile utilizzare qualsiasi sezione trasversale per la misurazione del profilo, il che consente un'analisi accurata e una rapida valutazione quantitativa a partire da dati dettagliati sulle forme dei micropori.
Osservazione di particelle estranee e occhi di pesce
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX può utilizzare diverse funzioni per catturare chiaramente i difetti microscopici, consentendo così un'osservazione, un'analisi e una valutazione accurate e veloci.
La funzione di illuminazione multiangolare consente di ottenere più immagini con illuminazione omnidirezionale premendo un pulsante. L'operatore può quindi selezionare l'immagine ottimale per l'analisi, riducendo notevolmente il tempo dedicato alla regolazione delle impostazioni di illuminazione. Dopo l'acquisizione dell'immagine, la direzione dell'illuminazione può essere ulteriormente manipolata per un'ispezione dettagliata.
Questo funziona anche con le pellicole lucide, in cui la funzione di rimozione dei bagliori rimuove i riflessi della luce per aiutare a catturare con precisione i dettagli del difetto. È possibile utilizzare le immagini chiare ad alta risoluzione per osservazioni ad alto ingrandimento fino a 6000x. Queste osservazioni consentono di studiare i dettagli delle microscopiche particelle estranee.
utilizzando la funzione di illuminazione multiangolare
Osservazione di particelle estranee dopo l’eliminazione del riflesso anulare dalla superficie di un film
In precedenza, le particelle estranee intrappolate in una pellicola con una superficie lucida causano un cumulo nella pellicola che riflette la luce in modo anulare, rendendo difficile l'osservazione e l'analisi accurata della forma dell'inclusione.
La funzione di eliminazione del riflesso anulare del microscopio digitale 4K della Serie VHX consente di osservare con precisione la forma delle particelle estranee intrappolate in una pellicola.
Osservazione e valutazione dei graffi sulla superficie di una pellicola
I microscopi tradizionali non hanno la risoluzione necessaria per osservare e valutare i graffi sulla superficie dei film trasparenti.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX può utilizzare immagini 4K ad alta definizione create dall'obiettivo ad alta risoluzione e dal CMOS 4K per un'osservazione e una valutazione facile e accurata della superficie della pellicola.
Osservazione della texture e misurazione 3D della superficie di una pellicola
A causa della loro insufficiente profondità di campo, i microscopi tradizionali non sono in grado di mettere a fuoco le superfici strutturate delle pellicole nelle osservazioni ad alto ingrandimento.
Con il microscopio digitale 4K della Serie VHX, è possibile osservare chiaramente i dettagli della trama sulle superfici delle pellicole utilizzando diverse impostazioni di illuminazione.
È inoltre possibile misurare la forma e il profilo 3D direttamente dall'immagine ingrandita, consentendo così una valutazione quantitativa delle condizioni della superficie basata sui dati.
Immagini ad alta risoluzione di strappi in film di imballaggio chimico
Strappi e altri difetti nelle pellicole di confezionamento chimico possono causare perdite e deterioramento del contenuto. La causa deve essere identificata attraverso un'attenta ispezione dal punto di vista del controllo qualità.
Tuttavia, i microscopi tradizionali non hanno la risoluzione necessaria per catturare i dettagli di piccole lacerazioni nella pellicole.
Il microscopio digitale 4K della Serie VHX è dotato di un sistema di illuminazione e di osservazione ad alte prestazioni, nonché di un obiettivo ad alta risoluzione e di un CMOS 4K che, insieme, contribuiscono a creare un’ampia profondità di campo. Questi aspetti consentono di esprimere chiaramente le lacerazioni sottili anche nell'osservazione ad alto ingrandimento.
Queste caratteristiche consentono una facile e rapida osservazione dei dettagli che rivelano se la lacerazione è in direzione della macchina o in direzione trasversale e se la lacerazione è stata inferta dall'interno o dall'esterno. Questa osservazione contribuisce alla rapida identificazione della causa e all'implementazione di miglioramenti del processo.
Una nuova pietra miliare per la valutazione di pellicole e fogli ad alte prestazioni
Il microscopio digitale 4K ad alta definizione della Serie VHX non solo risolve i problemi legati all'osservazione, all'analisi, alla misurazione e alla valutazione tradizionale di pellicole e fogli, ma consente anche l'osservazione dettagliata di difetti microscopici che prima non erano rilevabili.
Oggi i prodotti in pellicola e in fogli vedono intensificarsi la corsa verso una maggiore funzionalità. La Serie VHX può essere il tuo nuovo partner che supporta l’R&D e la produzione di qualsiasi film o foglio offrendo sofisticate funzioni di osservazione, analisi e misurazione, essenziali per garantire l'affidabilità di questi prodotti.
Oltre alle funzioni qui introdotte, la Serie VHX è dotata di molte altre funzioni utili, ispirate dal feedback e dai suggerimenti provenienti da siti di produzione e di R&D. Per ulteriori informazioni sui prodotti o richieste di informazioni, fare clic sui pulsanti sottostanti.
