Jednou z najdôležitejších technických možností kupujúcich pri hodnotení zariadenia na výrobu papierových vreciek je spôsob inštalácie spôsobu pripevnenia rukoväte.Automatický stroj na papierové vrecká s online rukoväťoutak, že spracovanie a pripojenie na rovnakú výrobnú linku, formovanie papierovej rúrky, skladacie dno a dodanie hotového vrecka. Na pochopenie tohto stroja je dôležité pochopiť, ako funguje online proces a ako sa líši od offline metód. To môže pomôcť kupujúcim vybrať si správny stroj a pomôcť operátorom efektívnejšie využívať a udržiavať zariadenie.
Online vs. offline: Základné rozdiely
Pred vysvetlením, ako stroje fungujú, je dôležité porozumieť týmto pojmom. „Online“ znamená, že rukoväť je rovnaká ako proces vrecovania. Papier vstupuje na jeden koniec stroja a z druhého konca nepretržite vychádza hotové vrecko s rukoväťou. „Offline“ znamená, že najskôr si vyrobíte tašky. Potom sa prenesú na iné strojové alebo manuálne pracovisko, kde sa neskôr pripevní rukoväť.
Offline metóda sa na začiatku nastavuje jednoduchšie, ale vyžaduje si viac krokov spracovania a dodatočné úložisko medzi procesmi. Vrecia musia byť stohované, skladované a prenesené do druhého stroja. Počas tejto doby môže papier absorbovať vlhkosť alebo sa môže poškodiť. AnAutomatický stroj na papierové vrecká s online rukoväťouodstráni tieto dodatočné kroky. Rukoväte sa spájajú, keď sa vrecia pohybujú strojom pod kontrolovaným napätím. Vďaka tomu sú rukoväte umiestnené presnejšie a hotové tašky sú konzistentnejšie.
Postupnosť pripájania online rukoväte
Fáza 1 – Výroba papierového pletiva a hadičiek
Nástavce rukoväte sa nezačínajú na stanici rukoväte. Bolo to pár krokov dopredu. Valec je natiahnutý a zvrásnený kontrolovaným napätím, aby sa vytvoril záhyb. Pozdĺžne švy sa potom vytvoria lepidlom. Švy sú vtlačené do súvislej papierovej rúrky. Lepidlá sú zvyčajne{5}}lepidlá PVAc alebo škrobové gély na báze vody. Výskum Gadhave et al. (2022) ukazuje, že lepidlo musí dobre preniknúť do papierových vlákien. Silná penetrácia je pri odolávaní napätiu dôležitejšia ako veľké povrchové kontaktné plochy.
Rúry musia mať konzistentnú šírku a správnu polohu švu. Je to dôležité, pretože poloha rukoväte sa meria od stredu rúrky. Ak sa zmení priemer veľkosti trubice, poloha rukoväte sa môže stať nepresnou.
Fáza 2 – Tvarovanie dna
Potom papierovú rúrku narežte na vrecúška. Potom zložte a prilepte spodok. Väčšina papierových tašiek má štvorcovú spodnú štruktúru s niekoľkými záhybmi a výstužnou záplatou. Hmotnosť obsahu spodného podporného vrecka počas používania.
Dno a rukoväť sú dve hlavné časti, ktoré nesú náklad. Po stlačení a zafixovaní substrátu dosiahne vak pevný tvar a veľkosť. Stojan rukoväte potom používa tento tvar ako referenčný bod na presné umiestnenie rukoväte.
Fáza 3 – Pred-dierovanie
Potom presuňte vrece do dierovacej stanice. V hornej časti tašky boli dva otvory a na každom konci rukoväte jeden.
Dôležitá je veľkosť otvoru. Otvor by nemal byť príliš veľký ani príliš malý. Ak je otvor príliš veľký, uzamykací systém rukoväte nemusí tašku bezpečne držať. Ak je otvor príliš malý, lano môže počas zasúvania poškodiť vlákna papiera. Tým sa oslabuje oblasť okolo otvoru.
ISO 1924-2:2008 poskytuje metódu na testovanie pevnosti v ťahu papiera a lepenky. Tento test pomáha určiť, aký tlak znesie papier okolo dierovača. Pevnosť tejto oblasti by mala byť vyššia ako maximálny ťah rukoväte s dodatočnou bezpečnostnou rezervou.
Väčšina strojov používa na vytváranie otvorov oceľové raziace a karbidové reverzné formy. V priebehu času sa kúsky opotrebúvajú. V dôsledku toho sa mení veľkosť otvoru a hmotnosť okrajov. Preto je dierovacia stanica často jednou z mechanických častí, ktoré si vyžadujú neustálu údržbu.
Fáza 4 – Tvorba lana (lineárna torzná montáž)
Táto fáza je to, čo robíAutomatický stroj na papierové vrecká s online rukoväťouodlišné od stroja, ktorý používa externé{0}}spracovanie{1}}poskytnuté zvonka. V tomto systéme sa pás kraftového papiera podáva priamo do stroja. Páska je zvyčajne ľahšia a užšia ako balený papier, so základnou hmotnosťou približne 40 – 80 g/m².
Páska vstupuje do zostavy rotačného hriadeľa. Keď sa páska pohybuje dopredu, vreteno ju otáča a mení plochý papierový pás na kruhový reťazec. Tento proces prebieha neustále počas výroby.
Najdôležitejším prevádzkovým parametrom je krútenie drôteného lana. Toto je zvyčajne miera krútiaceho momentu na jednotku dĺžky (TPM). TPM závisí od vzťahu medzi rýchlosťou vretena a rýchlosťou posuvu. Ak by sa vreteno otáčalo rýchlejšie, lano by sa viac krútilo. Ak sa papier pohybuje rýchlejšie, skrútenie sa zníži.
Brookstein (2002) zistil, že pevnosť skrútenej papierovej priadze sa zvyšuje so stupňom deformácie, ale len do určitej miery. Potom môže pridanie ďalších zákrutov znížiť pevnosť lana, pretože vlákna sú pritlačené k sebe príliš tesne.
Pre strojové operácie to znamená, že TPM by sa malo udržiavať v určitom rozsahu. Viac krútenia nemusí vždy znamenať silnejšie lano. Ak sa rýchlosť vretena zvýši bez zvýšenia rýchlosti posuvu, lano sa príliš skrúti a zoslabne. Lano môže vyzerať pevnejšie a lepšie dokončené, ale jeho skutočná pevnosť môže byť znížená.
Po skrútení sa lano dostane do vyrovnávacej časti. Táto časť eliminuje akékoľvek zvyškové zvlnenie spôsobené procesom deformácie. Pred dosiahnutím zavádzacej hlavy musí byť lano natiahnuté čo najrovnejšie. Ak sa lano stále vlnilo, mohlo by nerovnomerne vnikať do otvoru. To má za následok rôzne hĺbky zasunutia a nekonzistentnú kvalitu zámku rukoväte.
Fáza 5 – Vloženie a zaistenie rukoväte
Keď je papierový povraz vytvorený, narežte ho na dĺžky rukoväte pomocou rotačnej čepele. Čepeľ pracuje synchronizovane s cyklom vrecovania. Odrezaná rukoväť lana sa potom presunie nad pred{2}}dierovací otvor cez nosný systém.
Zasúvacia hlava potom zatlačí oba konce lana von z vrecka a do zodpovedajúceho otvoru. Lano je vložené do určitej hĺbky tak, aby časť lana siahala pod vnútorný povrch vaku.
Po vložení lana umiestnite na koniec každého lana do vrecka skladaciu papierovú podložku alebo uzamykaciu podložku. Zámková podložka sa potom pevne pritlačí k vnútornej stene vrecka.
Hlavnou funkciou zámkových podložiek je rozložiť napätie na väčšie listy papiera. Bez vypchávky sa ťah zameria na okraj otvoru. Táto oblasť je zvyčajne najslabšou časťou štruktúry dierneho papiera. Použitím blokovacích podložiek sa sila rozloží na väčšiu plochu. Vo väčšine prípadov je kontaktná plocha tesnenia približne 8-12 krát väčšia ako plocha otvoru. Pomáha to posilniť rukoväť a znížiť riziko jej vytiahnutia.
Lepidlá na uzamykacie podložky sa líšia od lepidiel používaných na vytváranie papierových trubíc. V tejto fáze je rýchle spojenie dôležitejšie ako hlboká penetrácia. Zámková podložka musí byť bezpečne prilepená k vrecku predtým, ako vak opustí kompresnú oblasť.
V dôsledku toho sa tavné lepidlá často používajú ako náhrada lepidiel na{0}}vodnej báze. Lepidlá Thermalmelt môžu rýchlo dosiahnuť plnú pevnosť, zvyčajne do 1-3 sekúnd po ochladení. Dobre fungujú aj na rôznych typoch papiera a neovplyvňuje ich savosť papiera.
Synchronizácia: Prečo je pripojenie online rukoväte problémom riadiacej techniky
Pohyb vkladania rukoväte, proces rezania lana a pohyb vreca musia spolupracovať v presných časoch. Moderné stroje to robia prostredníctvom servo-elektronického vačkového systému namiesto konvenčných mechanických prevodoviek.
V tomto systéme sú všetky hlavné pohyby stroja spojené so signálom hlavného enkodéra. Dopravník vriec, podávač lana, rezačka, vkladacia hlava, aplikátor zámkovej podložky – to všetko nasleduje tento signál. Každá časť sa pohybuje podľa naprogramovaného časového vzťahu, čím sa proces udržiava synchronizovaný.
Hlavnou výhodou elektronického vačkového systému je flexibilita. Operátori môžu meniť polohu alebo rozstup rukoväte pomocou ovládacieho systému bez nutnosti výmeny mechanických častí. Napríklad pri výrobe tašky s inou šírkou alebo polohou rukoväte operátor jednoducho upraví parametre stroja.
Elektronické vačkové systémy však vyžadujú aj presné ovládanie. Ak servopohon stratí spätnú väzbu kódovača alebo mechanické spojenia vytvárajú medzery, čas medzi pohybmi stroja môže byť nesprávny. Keď sa to stane, zavádzacia hlava môže fungovať v nesprávnom okamihu. V dôsledku toho môže byť rukoväť v nesprávnej polohe alebo nemusí byť úplne zasunutá do tašky.
Aby sa tomu zabránilo, stroj používa registračné senzory na sledovanie polohy vrecka. Zvyčajne ide o fotoelektrické snímače, ktoré snímajú vytlačenú registračnú značku alebo prázdny predný okraj testovacieho vrecka. Informácie zo snímača sa posielajú späť do riadiaceho systému, ktorý automaticky opravuje malé chyby v časovaní a udržiava proces konzistentný.
Postupom času sa na povrchu snímača hromadí papierový prach a lepiaca hmla. Táto kontaminácia môže znížiť presnosť snímača a spôsobiť, že rukoväť bude v nesprávnej polohe. Čistenie snímača by preto malo byť súčasťou pravidelnej údržby. Kontroly by sa mali vykonávať pravidelne, a nie iba vtedy, keď sa vyskytnú problémy.
Overenie kvality online rukoväte
Najdôležitejším meradlom kvality uchytenia rukoväte je ťah. Ťahanie je maximum, ktoré môže rukoväť vydržať predtým, než dôjde k poruche. Poruchy sa môžu vyskytnúť, keď sa laná pretrhnú, roztrhajú sa okolo nich papierové diery alebo sa oddelia podložky zámkov od vreciek.
Výrobcovia zvyčajne testujú ťah tak, že odoberú vrecia na vzorky z každej výrobnej šarže a napínajú, kým ťah nezlyhá. Je to deštruktívna skúška, pretože vrecia po skúške nie sú použiteľné. Normy ako ASTM D5276 a ISO 2234 poskytujú všeobecnú metódu hodnotenia výkonnosti balenia. V týchto testovacích systémoch je pevnosť rukoväte jedným z kľúčových faktorov výkonu.
Ďalším dôležitým meraním kvality je presnosť polohy rukoväte. Skontrolujte zmeraním vzdialenosti od stredu otvoru k okraju hornej časti tašky a vzdialenosti medzi dvomi otvormi na rukoväti.
Poloha rukoväte priamo ovplyvňuje výkon tašky. Ak je rukoväť príliš blízko k hornému okraju, koniec lana môže ovplyvniť skladanie alebo utesnenie tašky. Ak rukoväť nie je rovnomerne umiestnená, môže taška počas manipulácie visieť nabok. To vyvíja väčší tlak na rukoväť a môže znížiť nosnosť tašky.
Automatický stroj na papierové vrecká s online rukoväťoupomáha udržiavať stálosť kvality, pretože rúčky sú spojené s papierovým vreckom v rovnakom výrobnom procese. Každá taška sa vkladá do systému cez rovnakú rukoväť a riadi sa rovnakými prevádzkovými nastaveniami. To uľahčuje meranie a kontrolu polohy ťahu a rukoväte každej šarže.
Namiesto toho príloha offline rukoväte pridáva ďalší výrobný krok. Tento dodatočný proces prináša viac variácií, takže je ťažšie určiť presnú príčinu problémov s kvalitou, keď sa vyskytnú.
Špecifikácie materiálových vstupov a ich následné efekty
Kvalita online uchytenia rukoväte závisí vo veľkej miere od kvality použitých materiálov. Aj keď stroj funguje správne, nízka kvalita materiálu môže spôsobiť oslabenie rukoväte s nekonzistentnými výsledkami.
Kraftová páska používaná na výrobu papierového lana musí mať dostatočnú pevnosť v ťahu v smere stroja (MD) a priečnom smere (CD). Podľa ISO 1924-2:2008 sú obe hodnoty pevnosti dôležité, pretože proces krútenia tlačí papier rôznymi smermi. Drôtené lano je nielen predĺžené, ale aj ovplyvnené krútením počas procesu formovania.
Obsah vlhkosti je ďalším dôležitým faktorom. Ak páska obsahuje príliš veľa vlhkosti, hotové lano bude mäkšie a pružnejšie. Keď vkladacia hlava zatlačí lano do otvoru, skôr sa stlačí, než hladko prenáša silu pozdĺž dĺžky. Preto môže byť lano ohnuté alebo prehnuté pred dosiahnutím požadovanej hĺbky vloženia. To môže viesť k slabému alebo neúplnému pripevneniu rukoväte.
Papier na vrecia musí mať rovnakú základnú hmotnosť (g/m²) v celej rolke. Stabilná hmotnosť papiera pomáha udržiavať stabilný výkon pri dierovaní počas výroby.
Ak je kus papiera tenší, ako sa očakávalo, dierovacia stanica môže namiesto čistých otvorov vytvoriť drsné alebo roztrhané okraje. Keď k tomu dôjde, oblasť okolo otvoru sa oslabí. Rozloženie napätia uzamykacieho tesnenia nie je rovnomerné a skutočná nosná plocha je menšia ako konštrukčná požiadavka. To môže znížiť silu ošetrenia a výkon vaku sa stane nepredvídateľnejším.
Záver
Proces plne automatizovaných strojov na spracovanie papierových tašiek online nie je jednoduchý. Zahŕňa niekoľko spojovacích operácií, ako je vytváranie lana, vŕtanie, vkladanie rukoväte a zaistenie rukoväte. Každý krok ovplyvňuje ďalší krok vo výrobnom procese.
Kvalita koncovej rukoväte závisí od výkonu každej stanice. Ak lano nie je správne sformované, vloženie rukoväte môže byť nestabilné. Ak veľkosť otvoru nie je správna, uzamykací systém nemusí správne fungovať. Ak sa uzamykacia podložka nepoužíva správne, môže to znížiť pevnosť rukoväte.
Keďže všetky tieto operácie sa vykonávajú na tej istej výrobnej linke, nastavenie stroja a procesné podmienky možno monitorovať a upravovať na každej stanici počas výrobného procesu.
Odkaz
Gadhave, RV, a kol. „Adhesives in the Paper Packaging Industry: An Overview“ v otvorenom-časopise Polymer Chemistry. 12(2), 2022, str. 49-73. (PVAc-na vodnej báze a systémy spojív na báze škrobu, hĺbka prieniku vlákien, požiadavky na rýchle prichytávanie klincov pre lisované-uzamykacie aplikácie v papierových obaloch)
Brookstein, DS, "Fyzikálne vlastnosti skrútených štruktúr. II. Priemyselné priadze, laná a šnúry." Journal of Applied Polymer Science 83.2, 2002, str
ISO 1924-2:2008. Stanovenie ťahových vlastností papiera a lepenky - Časť 2: Metóda konštantnej rýchlosti predĺženia (20 mm/min). International Organization for Standardization, 2008. (Metóda MD a CD ťahovej skúšky, výpočet zaťaženia ložiska okolo otvoru, overenie špecifikácie vstupného materiálu)
ISO 2234:2021. Balenie - Kompletné, naplnené prepravné balíky a jednotkové náklady - Testy stohovania pomocou statického nákladu. Medzinárodná organizácia pre normalizáciu, 2021. (Rámec výkonnosti prepravných balíkov; požiadavky na manipuláciu s nákladom v prostredí simulácie distribúcie)
ASTM D5276-98 (2022). Štandardná skúšobná metóda pre skúšku pádom naložených kontajnerov voľným pádom. ASTM International, 2022. (Test výkonu balíka pri páde; prídavné zariadenia sa pri kompletnom hodnotení výkonu balíka považujú za prvky funkčného zaťaženia)
