Yksi tärkeimmistä teknisistä valinnoista, joita ostajat tekevät arvioidessaan paperipussien valmistuslaitteita, on kahvan kiinnitystavan asentaminen.Automaattinen paperipussikone online-kahvallaniin, että käsittely ja kiinnitetty samaan tuotantolinjaan, jotka muodostavat paperiputken, taitettava pohja ja toimitus valmiin pussin. Tämän koneen ymmärtämiseksi on tärkeää ymmärtää, miten online-prosessi toimii ja miten se eroaa offline-menetelmistä. Tämä voi auttaa ostajia valitsemaan oikean koneen ja auttaa käyttäjiä käyttämään ja huoltamaan laitteita tehokkaammin.
Online vs. offline: peruserot
On tärkeää ymmärtää nämä termit ennen kuin selität, miten koneet toimivat. "Online" tarkoittaa, että kahva on sama kuin pussiprosessi. Paperi tulee koneen toiseen päähän ja valmis pussi, jossa on kahva, tulee jatkuvasti ulos toisesta päästä. "Offline" tarkoittaa laukkujen tekemistä ensin. Sitten ne siirretään toiseen koneeseen tai manuaaliseen työtilaan, jossa kahva kiinnitetään myöhemmin.
Offline-menetelmä on aluksi helpompi ottaa käyttöön, mutta se vaatii enemmän käsittelyvaiheita ja lisätallennustilaa prosessien välillä. Kassit on pinottava, varastoitava ja siirrettävä toiseen koneeseen. Tänä aikana paperi saattaa imeä kosteutta tai vaurioitua. AnAutomaattinen paperipussikone online-kahvallapoistaa nämä ylimääräiset vaiheet. Kahvat yhdistyvät pussien liikkuessa koneen läpi hallitun jännityksen alaisena. Tämän seurauksena kahvat asettuvat tarkemmin ja valmiit pussit ovat yhtenäisempiä.
Online-kahvan kiinnitysjärjestys
Vaihe 1 – Paperiverkon valmistus ja letkut
Kahvaliitännät eivät ala Handle Stationista. Se oli muutaman askeleen edellä. Sylinteriä venytetään ja rypistetään hallitun jännityksen alaisena muodostaen rypyn. Pituussaumat muodostetaan sitten liimalla. Saumat puristetaan jatkuvaan paperiputkeen. Liimat ovat yleensä vesi{5}}PVAc-liimaa tai tärkkelysgeelejä. Tutkimus Gadhave et al. (2022) osoittaa, että liiman tulee tunkeutua hyvin paperikuituihin. Voimakas tunkeutuminen on tärkeämpää kuin suuret kosketuspinnat jännityksen vastustamisessa.
Putkien leveyden ja oikean sauman asennon tulee olla tasainen. Tämä on tärkeää, koska kahvan asento mitataan putken keskeltä. Jos putken koon halkaisija muuttuu, kahvan asento voi muuttua epätarkkaksi.
Vaihe 2 – Pohjan muotoilu
Leikkaa seuraavaksi paperiputki pussimäisiksi pituuksiksi. Taita ja liimaa sitten pohja. Useimmissa paperikasseissa on neliömäinen pohjarakenne, jossa on muutamia ryppyjä ja vahvistuspaikka. Alatukipussin sisällön paino käytön aikana.
Pohja ja kahva ovat kaksi pääosaa, jotka kantavat kuorman. Kun substraatti on puristettu ja kiinnitetty, pussi saavuttaa kiinteän muodon ja koon. Kahvajalusta käyttää sitten tätä muotoa viitepisteenä kahvan asettamiseksi tarkasti.
Vaihe 3 – Esi-rei'itys
Siirrä sitten pussi nyrkkeilyasemalle. Laukun yläosassa oli kaksi reikää ja kahvan kummassakin päässä yksi.
Reiän koolla on väliä. Reikä ei saa olla liian suuri tai liian pieni. Jos reikä on liian suuri, kahvan lukitusjärjestelmä ei välttämättä pidä pussia tukevasti. Jos reikä on liian pieni, köysi voi vahingoittaa paperikuituja työnnön aikana. Tämä heikentää reiän ympärillä olevaa aluetta.
ISO 1924-2:2008 tarjoaa menetelmän paperin ja kartongin vetolujuuden testaamiseen. Tämä testi auttaa määrittämään, kuinka paljon painetta paperi kestää lävistimen ympärillä. Tämän alueen lujuuden tulee olla suurempi kuin kahvan enimmäisveto ja lisäturvamarginaali.
Useimmat koneet käyttävät teräslävistys- ja kovametallimuotteja reikien luomiseen. Ajan myötä palat kuluvat pois. Tämän seurauksena reiän koko ja reunojen massa muuttuvat. Siksi lävistysasema on usein yksi jatkuvaa huoltoa vaativista mekaanisista osista.
Vaihe 4 – Köyden muodostus (lineaarinen vääntökokoonpano)
Tämä vaihe tekee anAutomaattinen paperipussikone online-kahvallaeroaa koneesta, joka käyttää ulkopuolelta saatavaa --hyllynkäsittelyä. Tässä järjestelmässä voimapaperinauha syötetään suoraan koneeseen. Teippi on yleensä kevyempää ja kapeampaa kuin pussipaperi, jonka peruspaino on noin 40–80 g/m².
Nauha menee pyörivän akselin kokoonpanoon. Kun nauha liikkuu eteenpäin, kara pyörittää sitä ja muuttaa litteän paperinauhan pyöreäksi nauhaksi. Tämä prosessi tapahtuu koko ajan tuotannon aikana.
Tärkein toimintaparametri on vaijerin kierre. Tämä on yleensä vääntömomentti pituusyksikköä kohti (TPM). TPM riippuu karan nopeuden ja syöttönopeuden välisestä suhteesta. Jos kara pyörii nopeammin, köysi kiertyy enemmän. Jos paperi liikkuu nopeammin, kiertymä vähenee.
Brookstein (2002) havaitsi, että kierretyn paperilangan lujuus kasvaa vääristymisasteen myötä, mutta vain tietyssä määrin. Tämän jälkeen kierteiden lisääminen voi heikentää köyden lujuutta, koska kuidut puristuvat liian tiukasti toisiaan vasten.
Konekäytössä tämä tarkoittaa, että TPM on pidettävä tietyllä alueella. Lisää kiertymistä ei aina tarkoita vahvempaa köyttä. Jos karan nopeutta nostetaan lisäämättä syöttönopeutta, köysi kiertyy ja tulee liian heikoksi. Köysi voi näyttää tiukemmalta ja täydellisemmältä, mutta sen todellinen lujuus voi heikentyä.
Kiertämisen jälkeen köysi menee suoristusosaan. Tämä osa eliminoi vääristymisprosessin aiheuttamat jäännöskäpristymät. Köysi on venytettävä mahdollisimman suoraksi ennen kuin se saavuttaa työntöpään. Jos köysi vielä käpristyi, se voisi mennä reikään epätasaisesti. Tämä johtaa erilaisiin työntösyvyyksiin ja epäjohdonmukaiseen kahvan lukon laatuun.
Vaihe 5 – Kahvan asettaminen ja lukitseminen
Kun paperiköysi on muodostettu, leikkaa se kahvan pituisiksi pyörivällä terällä. Terä toimii tahdissa säkityssyklin kanssa. Katkaistu köyden kahva siirretään sitten esi-lävistysreiän yläpuolelle kannatinjärjestelmän läpi.
Seuraavaksi työntöpää työntää köyden molemmat päät pussin ulkopuolelle ja sopivaan reikään. Köysi työnnetään sisään tiettyyn syvyyteen niin, että osa köydestä ulottuu pussin sisäpinnan alapuolelle.
Kun olet asettanut köyden, aseta taittuva paperialuslevy tai lukkotyyny jokaisen köyden päähän pussin sisällä. Lukitustyyny painetaan sitten lujasti pussin sisäseinää vasten.
Lukitustyynyjen päätehtävä on levittää jännitystä suuremmille paperiarkeille. Ilman pehmustetta veto kohdistuu reiän reunaan. Tämä alue on yleensä rei'ityspaperirakenteen heikoin osa. Lukitustyynyjä käyttämällä voima jakautuu suuremmalle alueelle. Useimmissa tapauksissa tiivisteen kosketuspinta-ala on noin 8-12 kertaa reiän pinta-ala. Tämä auttaa vahvistamaan kahvaa ja vähentämään sen ulosvetoriskiä.
Lukitustyynyjen liimat ovat erilaisia kuin paperiputken muodostamiseen käytetyt liimat. Tässä vaiheessa nopea liimaus on tärkeämpää kuin syvä tunkeutuminen. Lukitustyyny on liimattava tiukasti pussiin ennen kuin pussi poistuu puristusalueelta.
Tästä syystä kuumasulateaineita käytetään usein vesipohjaisten liimojen korvaamiseen{0}}. Thermalmelt-liimat saavuttavat nopeasti täyden lujuuden, yleensä 1-3 sekunnissa jäähtymisestä. Ne toimivat myös hyvin erityyppisillä papereilla, eivätkä paperin imukyky vaikuta niihin.
Synkronointi: Miksi online-kahvan kiinnitys on ohjaustekniikan ongelma
Kahvan työntöliikkeen, köyden leikkausprosessin ja säkin kuljetusliikkeen on toimittava yhdessä täsmällisesti. Nykyaikaiset koneet tekevät tämän servo-pohjaisen elektronisen nokkajärjestelmän avulla perinteisten mekaanisten vaihdelaatikoiden sijaan.
Tässä järjestelmässä kaikki suuret koneen liikkeet on kytketty pääenkooderin signaaliin. Laukkukuljetin, köysisyöttölaite, leikkuri, syöttöpää, lukkotyynyn applikaattori seuraavat tätä signaalia. Jokainen osa liikkuu ohjelmoidun ajoitussuhteen mukaan pitäen prosessin synkronoituna.
Elektronisen nokkajärjestelmän tärkein etu on joustavuus. Käyttäjät voivat muuttaa kahvan asentoa tai etäisyyttä ohjausjärjestelmän avulla ilman, että heidän tarvitsee vaihtaa mekaanisia osia. Esimerkiksi valmistettaessa laukkua, jonka leveys tai kahvan asento on erilainen, kuljettaja yksinkertaisesti säätää koneen parametreja.
Elektroniset nokkajärjestelmät vaativat kuitenkin myös tarkan ohjauksen. Jos servokäyttö menettää anturin takaisinkytkennän tai mekaaniset liitännät luovat aukkoja, koneen liikkeiden välinen aika voi muuttua vääräksi. Kun näin tapahtuu, asennuspää saattaa toimia väärällä hetkellä. Tämän seurauksena kahva voi olla väärässä asennossa tai sitä ei ehkä ole työnnetty kokonaan pussiin.
Tämän estämiseksi kone valvoo pussin asentoa kohdistusanturien avulla. Nämä ovat yleensä valosähköisiä antureita, jotka lukevat painetun rekisteröintimerkin tai testipussin tyhjän etureunan. Anturin tiedot lähetetään takaisin ohjausjärjestelmään, joka korjaa automaattisesti pienet ajoitusvirheet ja pitää prosessin johdonmukaisena.
Ajan myötä anturin pinnalle kerääntyy paperipölyä ja liimasumua. Tämä saastuminen voi heikentää anturin tarkkuutta ja saada kahvan olemaan väärässä asennossa. Sen vuoksi anturin puhdistuksen tulee olla osa säännöllistä huoltoa. Tarkastuksia tulee tehdä säännöllisesti, ei vain ongelmien ilmetessä.
Online-kahvan kiinnityksen laadunvarmistus
Kädensijan kiinnityksen tärkein laatumitta on veto. Veto on maksimi, jonka kahva voi kestää, ennen kuin tapahtuu toimintahäiriö. Vikoja voi ilmetä, kun köydet katkeavat, niiden ympärille repeytyy paperin reikiä tai lukkotyynyt erotetaan pusseista.
Valmistajat testaavat tyypillisesti vetoa ottamalla näytepussit jokaisesta tuotantoerästä ja kiristämällä, kunnes veto epäonnistuu. Se on tuhoava testi, koska pussit testin jälkeen eivät ole käyttökelpoisia. Standardit, kuten ASTM D5276 ja ISO 2234, tarjoavat yleisen menetelmän pakkauksen suorituskyvyn arviointiin. Näissä testijärjestelmissä kahvan lujuus on yksi keskeisistä suorituskykytekijöistä.
Toinen tärkeä laadunmittaus on kahvan asennon tarkkuus. Tarkista mittaamalla etäisyys reiän keskeltä pussin yläosan reunaan ja kahden kahvan reiän välinen etäisyys.
Kahvan asento vaikuttaa suoraan pussin suorituskykyyn. Jos kahva on liian lähellä yläreunaa, köyden pää voi vaikuttaa pussin taittumiseen tai sulkemiseen. Jos kahva ei ole tasaisesti asennossa, pussi voi roikkua sivussa käsittelyn aikana. Tämä lisää painetta kahvaan ja voi heikentää pussin kantokykyä.
Automaattinen paperipussikone online-kahvallaauttaa säilyttämään tasaisen laadun, koska kahvat yhdistetään paperipussiin samassa valmistusprosessissa. Jokainen pussi työnnetään järjestelmään saman kahvan kautta ja noudattaa samoja käyttöasetuksia. Tämä helpottaa kunkin erän veto- ja kahvan asennon mittaamista ja ohjaamista.
Sen sijaan offline-kahvan liite lisää toisen tuotantovaiheen. Tämä ylimääräinen prosessi tuo enemmän muunnelmia, mikä vaikeuttaa laatuongelmien tarkan syyn tunnistamista niiden ilmetessä.
Materiaalin syöttötiedot ja niiden loppupään vaikutukset
Online-kahvan kiinnityksen laatu riippuu suurelta osin käytettyjen materiaalien laadusta. Vaikka kone toimii oikein, huono materiaalilaatu voi heikentää kahvaa, mikä johtaa epäjohdonmukaisiin tuloksiin.
Paperiköyden valmistukseen käytettävän voimanauhan vetolujuuden tulee olla riittävä konesuunnassa (MD) ja poikkisuunnassa (CD). ISO 1924-2:2008 mukaan molemmat lujuusarvot ovat tärkeitä, koska vääntöprosessi pakottaa paperia eri suuntiin. Vaijeri ei ole vain pitkänomainen, vaan siihen vaikuttaa myös vääntö muodostusprosessin aikana.
Kosteuspitoisuus on toinen tärkeä tekijä. Jos teippi sisältää liikaa kosteutta, valmiista köydestä tulee pehmeämpi ja joustavampi. Kun työntöpää työntää köyden reikään, se puristaa kokoon sen sijaan, että se siirtää voimaa tasaisesti koko pituudella. Siksi köyttä voidaan taivuttaa tai taivuttaa ennen vaaditun työntösyvyyden saavuttamista. Tämä voi johtaa heikon tai epätäydellisen kahvan kiinnitykseen.
Myös pussipaperin pohjapainon (g/m²) tulee olla tasainen koko rullan läpi. Tasainen paperin paino auttaa ylläpitämään vakaata lävistystehoa tuotannon aikana.
Jos paperinpala on odotettua ohuempi, rei'itysasema voi tuottaa karkeita tai repeytyneitä reunoja puhtaiden reikien sijaan. Kun näin tapahtuu, reikää ympäröivä alue heikkenee. Lukitustiivisteen jännitysjakauma ei ole tasainen ja todellinen laakeripinta-ala on pienempi kuin suunnitteluvaatimus. Tämä voi heikentää käsittelyn vahvuutta ja tehdä pussin toimivuudesta arvaamattomampaa.
Johtopäätös
Täysin automatisoitujen paperipussikoneiden käsittely lisävarusteita verkossa ei ole helppo prosessi. Se sisältää useita liitostoimintoja, kuten köyden muodostuksen, porauksen, kahvan työntämisen ja kahvan lukituksen. Jokainen vaihe vaikuttaa tuotantoprosessin seuraavaan vaiheeseen.
Lopullisen kahvan laatu riippuu kunkin aseman suorituskyvystä. Jos köyttä ei ole muodostettu oikein, kahvan työntäminen voi muuttua epävakaaksi. Jos reiän koko ei ole oikea, lukitusjärjestelmä ei ehkä toimi kunnolla. Jos lukkotyynyä ei käytetä oikein, se voi heikentää kahvan lujuutta.
Koska kaikki nämä toiminnot suoritetaan samalla tuotantolinjalla, koneen asetuksia ja prosessiolosuhteita voidaan valvoa ja säätää jokaisella asemalla tuotantoprosessin aikana.
Viite
Gadhave, RV, et ai. "Adhesives in the Paper Packaging Industry: An Overview" avoimessa -julkaisussa Polymer Chemistry. 12(2), 2022, pp. 49-73. (vesi-pohjaiset PVAc- ja tärkkelyssideainejärjestelmät, kuidun tunkeutumissyvyys, nopeat naulausvaatimukset puristus-pakkaussovelluksissa)
Brookstein, DS, "Physical Properties of Twisted Structures. II. Teollisuuslangat, köysi ja naru." Journal of Applied Polymer Science 83.2, 2002, ss.
ISO 1924-2:2008. Paperin ja kartongin vetoominaisuuksien määritys - Osa 2: Vakiovenymän menetelmä (20 mm/min). International Organization for Standardization, 2008. (MD- ja CD-vetotestin menetelmä, laakerikuorman laskenta reiän ympärillä, syöttömateriaalin spesifikaatioiden tarkistus)
ISO 2234:2021. Pakkaus - Täydelliset, täytetyt kuljetuspakkaukset ja yksikkökuormat - Pinoamistestit staattista kuormaa käyttäen. International Organization for Standardization, 2021. (Kuljetuspaketin suorituskykykehys; kuormitusvaatimusten käsittely jakelusimulaatioympäristössä)
ASTM D5276-98(2022). Vakiotestimenetelmä ladattujen säiliöiden pudotustestille vapaalla pudotuksella. ASTM International, 2022. (Pakkauksen pudotustesti; liitteitä käsitellään toiminnallisina kuormituselementteinä täydellisessä pakkauksen suorituskyvyn arvioinnissa)
