Один із найважливіших технічних виборів, який роблять покупці, оцінюючи обладнання для виробництва паперових пакетів, – це спосіб встановлення способу кріплення ручки.Автоматична машина для виготовлення паперових пакетів з ручкою онлайнтак що обробка та приєднання до однієї виробничої лінії, формування паперової трубки, складне дно та доставка готового мішка. Щоб зрозуміти цю машину, важливо зрозуміти, як працює онлайн-процес і чим він відрізняється від офлайн-методів. Це може допомогти покупцям вибрати потрібну машину, а операторам — ефективніше використовувати й обслуговувати обладнання.
Онлайн проти офлайн: основні відмінності
Важливо зрозуміти ці терміни, перш ніж пояснювати, як працюють машини. «Онлайн» означає, що ручка така ж, як і процес упаковки в мішки. Папір надходить з одного кінця машини, а готовий пакет із ручкою постійно виходить з іншого. «Офлайн» означає спочатку виготовлення сумок. Потім вони переносяться на іншу машину або ручне робоче місце, де пізніше прикріплюється ручка.
Офлайн-метод спочатку легше налаштувати, але він вимагає більше кроків обробки та додаткового зберігання між процесами. Мішки повинні бути складені, складовані та передані до другої машини. Протягом цього часу папір може ввібрати вологу або пошкодитися. АнАвтоматична машина для виготовлення паперових пакетів з ручкою онлайнвидаляє ці додаткові кроки. Ручки з’єднуються, коли мішки рухаються через машину під контрольованим натягом. В результаті ручки розташовані точніше, а готові сумки виходять більш однорідними.
Послідовність прикріплення ручки онлайн
Етап 1 – виготовлення паперової сітки та виготовлення труб
Додатки ручки не починаються на станції ручки. Це було кілька кроків попереду. Циліндр розтягується і зморщується під контрольованим натягом, щоб утворити складку. Потім за допомогою клею формуються поздовжні шви. Шви запресовані в суцільну паперову трубку. Клеї зазвичай являють собою клей ПВА на водній-основі або крохмальні гелі. Дослідження Gadhave et al. (2022) показує, що клей повинен добре проникати у волокна паперу. Сильне проникнення є більш важливим, ніж великі площі контакту поверхні для опору натягу.
Труби повинні мати постійну ширину та правильне розташування швів. Це важливо, оскільки положення ручки вимірюється від центру труби. Якщо діаметр трубки змінюється, положення ручки може стати неточним.
Етап 2 – Формування дна
Потім розріжте паперову трубку на мішечки. Потім складіть і приклейте низ. Більшість паперових пакетів мають квадратну нижню структуру з кількома складками та посиленням. Вага вмісту нижньої опорної сумки під час використання.
Дно і ручка - це дві основні частини, які несуть навантаження. Після стиснення та фіксації субстрату мішок набуває фіксованої форми та розміру. Потім підставка ручки використовує цю форму як точку відліку для точного розташування ручки.
Етап 3 – Попереднє штампування
Потім перемістіть мішок до станції вирубки. У верхній частині сумки було два отвори та по одному на кожному кінці ручки.
Розмір отвору має значення. Отвір не повинен бути занадто великим або занадто маленьким. Якщо отвір занадто великий, система блокування ручки може не надійно утримувати сумку. Якщо отвір занадто малий, мотузка може пошкодити волокна паперу під час вставлення. Це послаблює область навколо отвору.
ISO 1924-2:2008 надає метод випробування міцності на розрив паперу та картону. Цей тест допомагає визначити, який тиск може витримати папір навколо пуансона. Міцність цієї зони має бути вищою за максимальне тягування рукоятки з додатковим запасом міцності.
У більшості машин для створення отворів використовуються сталеві пуансони та твердосплавні реверсивні форми. З часом деталі стираються. В результаті змінюється розмір отвору і маса ребер. Тому станція штампування часто є однією з механічних секцій, яка потребує постійного обслуговування.
Етап 4 – Формування каната (лінійний торсіонний вузол)
Ця фаза є тим, що робитьАвтоматична машина для виготовлення паперових пакетів з ручкою онлайнвідрізняється від машини, яка використовує --стандартну обробку, надану ззовні. У цій системі стрічка крафт-паперу подається безпосередньо в машину. Стрічка зазвичай легша та вужча, ніж папір у мішках, із основною вагою приблизно 40–80 г/м².
Стрічка надходить у вузол поворотного вала. Коли стрічка рухається вперед, шпиндель обертає її і перетворює плоску паперову смужку на круглу нитку. Цей процес відбувається весь час під час виробництва.
Найважливішим робочим параметром є крутка троса. Зазвичай це міра крутного моменту на одиницю довжини (TPM). TPM залежить від співвідношення між швидкістю шпинделя та швидкістю подачі. Якби шпиндель обертався швидше, мотузка була б сильніше скручена. Якщо папір рухатиметься швидше, скручування буде меншим.
Brookstein (2002) виявив, що міцність крученої паперової пряжі збільшується зі ступенем деформації, але лише до певної міри. Після цього додавання додаткових скручувань може зменшити міцність мотузки, оскільки волокна надто щільно стискаються одне до одного.
Для машинних операцій це означає, що TPM слід підтримувати в певному діапазоні. Більше скручування не завжди означає міцнішу мотузку. Якщо швидкість шпинделя збільшується без збільшення швидкості подачі, мотузка стає занадто скрученою та слабкою. Мотузка може виглядати більш натягнутою та краще завершеною, але її фактична міцність може бути зменшена.
Після скручування канат потрапляє на ділянку випрямлення. Цей розділ усуває будь-які залишкові завитки, спричинені процесом викривлення. Мотузку необхідно натягнути якомога пряміше, перш ніж досягти вставної головки. Якщо мотузка все ще скручується, вона може увійти в отвір нерівно. Це призводить до різної глибини введення та неоднакової якості замка ручки.
Етап 5 – Вставлення та блокування ручки
Коли паперова мотузка буде сформована, розріжте її на ручки за допомогою обертового леза. Лезо працює синхронно з циклом упаковки. Відірвану ручку мотузки потім переміщують над попереднім{2}}отвором через систему несучої частини.
Далі вставна головка штовхає обидва кінці мотузки за межі сумки у відповідний отвір. Мотузка вставляється на певну глибину так, щоб частина мотузки простягалася нижче внутрішньої поверхні мішка.
Вставивши мотузку, покладіть складну паперову шайбу або замок на кінець кожної мотузки всередину сумки. Після цього фіксатор міцно притискається до внутрішньої стінки сумки.
Основна функція блокуючих подушечок полягає в розподілі натягу на великі аркуші паперу. Без прокладки тяга буде зосереджена на краю отвору. Зазвичай ця зона є найслабшою частиною структури перфорованого паперу. За допомогою фіксуючих накладок зусилля розподіляється на більшу площу. У більшості випадків площа контакту прокладки приблизно в 8-12 разів перевищує площу отвору. Це допомагає зміцнити ручку та зменшити ризик її витягування.
Клеї для фіксаторів відрізняються від тих, що використовуються для формування паперової трубки. На цьому етапі швидке склеювання важливіше, ніж глибоке проникнення. Замок має бути надійно приклеєний до мішка, перш ніж мішок покине зону стиснення.
Тому для заміни клеїв на водній- основі часто використовуються термоклеї. Термоплавкі клеї можуть швидко досягти повної міцності, зазвичай протягом 1-3 секунд після охолодження. Вони також добре працюють на різних типах паперу, і на них не впливає вбираюча здатність паперу.
Синхронізація: чому підключення онлайн-обробки є проблемою керування
Рух вставлення ручки, процес розрізання мотузки та рух транспортування мішка мають працювати разом у точний час. Сучасні машини роблять це за допомогою електронної кулачкової-системи на основі сервоприводу, а не звичайних механічних коробок передач.
У цій системі всі основні рухи машини підключаються до сигналу головного кодера. Конвеєр мішків, пристрій подачі мотузки, різак, головка вставлення, аплікатор блокуючої накладки – усе слідує цьому сигналу. Кожна частина рухається відповідно до запрограмованого співвідношення часу, зберігаючи процес у синхронізації.
Основна перевага електронної кулачкової системи – гнучкість. Оператори можуть змінювати положення або відстань рукоятки за допомогою системи керування без необхідності заміни механічних частин. Наприклад, при виготовленні мішка з іншою шириною або положенням ручки оператор просто налаштовує параметри машини.
Однак електронні кулачкові системи також вимагають точного контролю. Якщо сервопривод втрачає зворотний зв’язок кодера або механічні з’єднання створюють розриви, час між рухами машини може стати неправильним. У цьому випадку вставна головка може спрацювати в невідповідний момент. В результаті ручка може бути в неправильному положенні або не повністю вставлятися в сумку.
Щоб запобігти цьому, машина використовує датчики реєстрації, щоб контролювати положення мішка. Зазвичай це фотоелектричні датчики, які зчитують надрукований реєстраційний знак або порожній передній край тестового пакета. Інформація датчика надсилається назад до системи керування, яка автоматично виправляє невеликі помилки синхронізації та підтримує послідовність процесу.
З часом на поверхні датчика накопичується паперовий пил і клейовий туман. Це забруднення може знизити точність датчика та спричинити неправильне положення ручки. Тому очищення датчика має бути частиною регулярного технічного обслуговування. Перевірки слід проводити регулярно, а не лише тоді, коли виникають проблеми.
Перевірка якості онлайн-прикріплення ручки
Найважливішим показником якості кріплення ручки є тяга. Тяга – це максимальна сила, яку ручка може витримати до того, як станеться несправність. Несправності можуть виникнути, коли мотузки порвуться, паперові дірки навколо них розірвано або замок відокремлений від мішків.
Виробники зазвичай перевіряють тягу, беручи мішки для зразків із кожної виробничої партії та застосовуючи натяг, доки тяга не вдасться. Це руйнівний тест, тому що пакети після тесту непридатні для використання. Такі стандарти, як ASTM D5276 та ISO 2234, забезпечують загальний метод оцінки ефективності упаковки. У цих тестових системах міцність ручки є одним із ключових факторів продуктивності.
Іншим важливим вимірюванням якості є точність положення ручки. Перевірте, вимірявши відстань від центру отвору до краю верхньої частини сумки та відстань між двома отворами для ручок.
Положення ручки безпосередньо впливає на продуктивність сумки. Якщо ручка розташована надто близько до верхнього краю, кінець мотузки може вплинути на складання або герметизацію мішка. Якщо ручка розташована нерівно, сумка може звисати вбік під час транспортування. Це чинить сильніший тиск на ручку та може погіршити транспортні характеристики сумки.
Автоматична машина для виготовлення паперових пакетів з ручкою онлайндопомагає підтримувати постійну якість, оскільки ручки з’єднані з паперовим мішком у тому самому виробничому процесі. Кожен мішок вставляється в систему через ту саму ручку та має однакові параметри роботи. Це спрощує вимірювання та контроль тяги та положення ручки кожної партії.
Натомість офлайн-прикріплення ручки додає ще один етап виробництва. Цей додатковий процес вводить більше варіацій, що ускладнює визначення точної причини проблем із якістю, коли вони виникають.
Специфікації вхідних матеріалів та їхній подальший вплив
Якість кріплення ручки онлайн багато в чому залежить від якості використовуваних матеріалів. Навіть якщо машина працює належним чином, низька якість матеріалу може призвести до ослаблення ручки, що призведе до суперечливих результатів.
Крафт-стрічка, яка використовується для виготовлення паперової мотузки, повинна мати достатню міцність на розрив у машинному (MD) і поперечному (CD) напрямках. Відповідно до ISO 1924-2:2008 обидва значення міцності є важливими, оскільки процес кручення змушує папір рухатися в різних напрямках. Канат не тільки подовжується, але також піддається скрученню під час процесу формування.
Вологість – ще один важливий фактор. Якщо стрічка містить занадто багато вологи, готова мотузка стане м'якшою і еластичнішою. Коли вставна головка штовхає мотузку в отвір, вона стискається, а не плавно передає силу по довжині. Таким чином, мотузку можна зігнути або прогнути до досягнення необхідної глибини введення. Це може призвести до слабкого або неповного кріплення ручки.
Папір для пакетів також повинен мати постійну базову вагу (г/м²) у всьому рулоні. Постійна вага паперу допомагає підтримувати стабільну продуктивність перфорації під час виробництва.
Якщо аркуш паперу тонший, ніж очікувалося, перфораційна станція може створити грубі або рвані краї отворів замість чистих отворів. Коли це відбувається, область навколо отвору слабшає. Розподіл натягу запірної прокладки нерівномірний, а фактична площа підшипника менша, ніж проектні вимоги. Це може знизити міцність обробки та зробити роботу мішка більш непередбачуваною.
Висновок
Процес повністю автоматизованих машин для обробки паперових пакетів, які обробляють аксесуари онлайн, непростий. Він включає в себе кілька з’єднувальних операцій, таких як формування каната, свердління, вставлення ручки та блокування ручки. Кожен крок впливає на наступний крок у виробничому процесі.
Якість кінцевої ручки залежить від продуктивності кожної станції. Якщо мотузка сформована неправильно, ручка може стати нестабільною. Якщо розмір отвору неправильний, система блокування може не працювати належним чином. Якщо фіксатор не використовується належним чином, це може зменшити міцність ручки.
Оскільки всі ці операції виконуються на одній виробничій лінії, налаштування машини та умови процесу можна контролювати та регулювати на кожній станції під час виробничого процесу.
довідка
Gadhave, RV та ін. «Adhesives in the Paper Packaging Industry: An Overview» у відкритому-журналі Polymer Chemistry. 12(2), 2022, стор. 49-73. (водні-зв’язувальні системи PVAc і крохмалю, глибина проникнення волокна, вимоги до швидкого забивання цвяхів для застосувань{-прилягання замків у паперовій упаковці)
Brookstein, DS, "Фізичні властивості кручених структур. II. Промислові нитки, мотузки та шнури". Journal of Applied Polymer Science 83.2, 2002, pp. 367-378. (оптимізація скручування на одиницю довжини, функціональний зв’язок між міцністю на розрив і кутом скручування, механіка спіральних волокон у паперовій мотузці)
ISO 1924-2:2008. Визначення властивостей паперу та картону при розтягуванні. Частина 2. Метод постійної швидкості подовження (20 мм/хв). Міжнародна організація зі стандартизації, 2008. (Метод випробування на розтяг MD та CD, розрахунок навантаження на підшипник навколо отвору, перевірка специфікації вхідного матеріалу)
ISO 2234:2021. Упаковка - Повні, заповнені транспортні пакети та одиничні вантажі - Випробування на укладання з використанням статичного навантаження. Міжнародна організація зі стандартизації, 2021. (Структура продуктивності транспортного пакета; вимоги до обробки навантаження в середовищі моделювання розподілу)
ASTM D5276-98 (2022). Стандартний метод випробування на падіння навантажених контейнерів вільним падінням. ASTM International, 2022. (Випробування ефективності падіння упаковки; прикріплення розглядаються як елементи функціонального навантаження в повній оцінці ефективності упаковки)
