Et av de viktigste tekniske valgene kjøpere gjør når de vurderer produksjonsutstyr for papirposer, er hvordan man installerer håndtaksfestemetoden.Automatisk papirposemaskin med online-håndtakslik at behandlingen og festet til samme produksjonslinje, danner papirrør, folding bunn, og levering av den ferdige posen. For å forstå denne maskinen, er det viktig å forstå hvordan online-prosessen fungerer og hvordan den skiller seg fra offline-metoder. Dette kan hjelpe kjøpere med å velge riktig maskin og hjelpe operatører med å bruke og vedlikeholde utstyret mer effektivt.
Online vs. offline: grunnleggende forskjeller
Det er viktig å forstå disse begrepene før du forklarer hvordan maskiner fungerer. "Online" betyr at håndtaket er det samme som poseprosessen. Papir kommer inn i den ene enden av maskinen og en ferdig pose med håndtak kommer kontinuerlig ut fra den andre enden. "Offline" betyr å lage vesker først. De overføres deretter til en annen maskin eller manuell arbeidsplass, hvor håndtaket senere festes.
Den frakoblede metoden er lettere å sette opp til å begynne med, men den krever flere behandlingstrinn og ekstra lagring mellom prosessene. Posene må stables, lagres og overføres til en annen maskin. I løpet av denne tiden kan papiret absorbere fuktighet eller bli skadet. AnAutomatisk papirposemaskin med online-håndtakfjerner disse ekstra trinnene. Håndtakene kobles sammen mens posene beveger seg gjennom maskinen under kontrollert spenning. Som et resultat er håndtakene plassert mer nøyaktig og de ferdige posene er mer konsistente.
Den elektroniske håndtaksvedleggssekvensen
Trinn 1 – Fremstilling av papirnett og slanger
Håndtaksfester starter ikke ved Handle Station. Det var noen skritt foran. Sylinderen strekkes og rynkes under kontrollert spenning for å danne en fold. De langsgående sømmene formes deretter med lim. Sømmene presses inn i et kontinuerlig papirrør. Lim er vanligvis vann-basert PVAc-lim eller stivelsesgeler. Forskning av Gadhave et al. (2022) viser at lim må penetrere papirfibre godt. Sterk penetrasjon er viktigere enn store overflatekontaktområder for å motstå spenninger.
Rør må ha en jevn bredde og riktig sømposisjon. Dette er viktig fordi posisjonen til håndtaket måles fra midten av røret. Hvis diameteren på rørstørrelsen endres, kan posisjonen til håndtaket bli unøyaktig.
Trinn 2 – Bunnforming
Kutt deretter papirrøret i poser. Brett deretter og lim bunnen. De fleste papirposer har en firkantet bunnstruktur med noen få bretter og forsterkning. Vekten av innholdet i bunnstøtteposen under bruk.
Bunnen og håndtaket er de to hoveddelene som bærer lasten. Etter at underlaget er komprimert og fikset, når posen en fast form og størrelse. Håndtakstativet bruker deretter denne formen som et referansepunkt for å plassere håndtaket nøyaktig.
Trinn 3 – For-stansing
Flytt deretter posen til stansestasjonen. Det var to hull på toppen av posen og ett i hver ende av håndtaket.
Størrelsen på hullet har betydning. Hullet skal ikke være for stort eller for lite. Hvis hullet er for stort, kan det hende at håndtakets låsesystem ikke holder posen sikkert. Hvis hullet er for lite, kan tauet skade papirfibrene under innsetting. Dette svekker området rundt hullet.
ISO 1924-2:2008 gir en metode for å teste strekkfastheten til papir og papp. Denne testen hjelper til med å bestemme hvor mye trykk papiret tåler rundt stansen. Styrken til dette området bør være høyere enn maksimalt trekk i håndtaket, med ekstra sikkerhetsmargin.
De fleste maskiner bruker stålstanse- og karbidformer for å lage hull. Over tid slites brikkene av. Som et resultat endres størrelsen på hullet og massen av kantene. Derfor er stansestasjonen ofte en av de mekaniske seksjonene som krever konstant vedlikehold.
Trinn 4 – Tauformasjon (lineær torsjonsmontering)
Denne fasen er det som gjør enAutomatisk papirposemaskin med online-håndtakforskjellig fra en maskin som bruker-hyllen-behandling levert utenfra. I dette systemet mates en kraftpapirstrimmel direkte inn i maskinen. Tape er vanligvis lettere og smalere enn papir i poser, med en grunnvekt på omtrent 40–80 g/m².
Tapen går inn i den roterende akselenheten. Når båndet beveger seg fremover, roterer spindelen den og gjør den flate papirstrimmelen til en sirkulær streng. Denne prosessen skjer hele tiden under produksjonen.
Den viktigste driftsparameteren er vridningen av ståltauet. Dette er vanligvis et mål på dreiemoment per lengdeenhet (TPM). TPM avhenger av forholdet mellom spindelhastighet og matehastighet. Hvis spindelen roterer raskere, vil tauet vris mer. Hvis papiret beveger seg raskere, vil vridningen reduseres.
Brookstein (2002) fant at styrken til tvunnet papirgarn øker med graden av forvrengning, men bare til en viss grad. Etter det kan det å legge til flere vridninger redusere styrken på tauet fordi fibrene er komprimert for tett mot hverandre.
For maskinoperasjoner betyr dette at TPM bør holdes innenfor et visst område. Mer vridning betyr ikke alltid sterkere tau. Hvis hastigheten på spindelen økes uten å øke hastigheten på fôret, blir tauet for vridd og svakt. Tauet kan se strammere og komplettere ut, men dets faktiske styrke kan være redusert.
Etter tvinning går tauet inn i en retteseksjon. Denne delen eliminerer eventuelle gjenværende krøller forårsaket av forvrengningsprosessen. Tauet må strekkes så rett som mulig før det når innføringshodet. Hvis tauet fortsatt krøllet seg, kunne det gå ujevnt inn i hullet. Dette resulterer i forskjellige innstikksdybder og inkonsekvent håndtakslåskvalitet.
Trinn 5 – Innsetting og låsing av håndtak
Når papirtauet er dannet, kutt det i håndtakslengder med et roterende blad. Bladet fungerer synkronisert med posesyklusen. Det avkuttede tauhåndtaket flyttes deretter over pre-hullet gjennom bæresystemet.
Innføringshodet skyver deretter begge endene av tauet utenfor posen og inn i det matchende hullet. Tauet settes inn til en viss dybde slik at en del av tauet strekker seg under innsiden av posen.
Etter å ha satt inn tauet, plasser en papirskive eller låsepute på enden av hvert tau inne i posen. Låseputen presses deretter fast mot den indre veggen av posen.
Hovedfunksjonen til låseputene er å spre spenningen over større papirark. Uten polstringen vil trekket fokusere på kanten av hullet. Dette området er vanligvis den svakeste delen av hullpapirstrukturen. Ved å bruke låseputer fordeles kraften over et større område. I de fleste tilfeller er kontaktområdet til pakningen omtrent 8-12 ganger arealet av hullet. Dette bidrar til å styrke håndtaket og redusere risikoen for å trekke det ut.
Lim for låseputer er forskjellige fra de som brukes til å danne papirrør. På dette stadiet er rask binding viktigere enn dyp penetrasjon. Låseputen må være forsvarlig limt til posen før posen forlater kompresjonsområdet.
Som et resultat av dette brukes hot melts ofte for å erstatte vann-basert lim. Termisk smeltelim kan raskt nå full styrke, vanligvis innen 1-3 sekunder etter avkjøling. De fungerer også godt på forskjellige typer papir og påvirkes ikke av papirets sugeevne.
Synkronisering: Hvorfor online håndtaksvedlegg er et kontrollteknisk problem
Håndtaksinnsettingsbevegelse, taukappingsprosess og sekktransportbevegelse må alle fungere sammen på nøyaktige tidspunkter. Moderne maskiner gjør dette gjennom et servo-basert elektronisk kamsystem i stedet for konvensjonelle mekaniske girkasser.
I dette systemet er alle større maskinbevegelser koblet til et hovedgiversignal. Posetransportør, taumater, kutter, innføringshode, låsepute-applikator følger alle dette signalet. Hver del beveger seg i henhold til et programmert timingforhold, og holder prosessen synkronisert.
Den største fordelen med elektronisk kamsystem er fleksibilitet. Operatører kan endre posisjonen eller avstanden til håndtaket gjennom et kontrollsystem uten å måtte bytte ut mekaniske deler. For eksempel, når du produserer en pose med en annen bredde eller håndtaksposisjon, justerer operatøren ganske enkelt maskinparametrene.
Elektroniske kamsystemer krever imidlertid også nøyaktig kontroll. Hvis en servodrivenhet mister kodertilbakemelding eller mekaniske forbindelser skaper hull, kan tiden mellom maskinbevegelsene bli feil. Når dette skjer, kan innføringshodet fungere i feil øyeblikk. Som et resultat kan håndtaket være i feil posisjon eller ikke være helt satt inn i posen.
For å forhindre dette bruker maskinen registreringssensorer for å overvåke posens posisjon. Disse er vanligvis fotoelektriske sensorer som leser det trykte registreringsmerket eller den tomme forkanten av testposen. Sensorinformasjonen sendes tilbake til kontrollsystemet, som automatisk korrigerer små tidsfeil og holder prosessen konsistent.
Over tid samler papirstøv og limtåke seg på overflaten av sensoren. Denne forurensningen kan redusere nøyaktigheten til sensoren og føre til at håndtaket er i feil posisjon. Sensorrengjøring bør derfor være en del av regelmessig vedlikehold. Inspeksjoner bør utføres regelmessig, i stedet for bare når det oppstår problemer.
Kvalitetsverifisering av online håndtaksvedlegg
Den viktigste kvalitetsmålingen av håndtaksfeste er trekk. Trekk er det maksimale håndtaket tåler før det oppstår en funksjonsfeil. Feil kan oppstå når tau knekker, papirhull rives rundt dem eller låseputer skilles fra poser.
Produsenter tester vanligvis trekk ved å ta prøveposer fra hver produksjonsbatch og påføre spenning til trekkingen mislykkes. Det er en destruktiv test fordi posene etter testen ikke er brukbare. Standarder som ASTM D5276 og ISO 2234 gir en generell metode for å evaluere emballasjeytelse. I disse testsystemene er håndtaksstyrke en av de viktigste ytelsesfaktorene.
En annen viktig kvalitetsmåling er presisjonen i håndtaksposisjonen. Sjekk ved å måle avstanden fra midten av hullet til kanten på toppen av posen og avstanden mellom de to håndtakshullene.
Posisjonen til håndtaket påvirker direkte ytelsen til posen. Hvis håndtaket er for nær overkanten, kan enden av tauet påvirke brettingen eller forseglingen av posen. Hvis håndtaket ikke er jevnt plassert, kan posen henge til siden under håndtering. Dette legger mer press på et håndtak og kan redusere veskens bæreytelse.
Automatisk papirposemaskin med online-håndtakbidrar til å opprettholde konsistens i kvalitet, siden håndtakene er koblet til papirposen i samme produksjonsprosess. Hver pose settes inn i systemet gjennom samme håndtak og følger de samme driftsinnstillingene. Dette gjør det lettere å måle og kontrollere trekk- og håndtaksposisjonen til hver batch.
I stedet legger et frakoblet håndtaksvedlegg til et nytt produksjonstrinn. Denne ekstra prosessen introduserer flere variasjoner, noe som gjør det vanskeligere å finne den eksakte årsaken til kvalitetsproblemer når de oppstår.
Materialinndataspesifikasjoner og deres nedstrømseffekter
Kvaliteten på online håndtaksfeste avhenger i stor grad av kvaliteten på materialene som brukes. Selv om maskinen fungerer som den skal, kan dårlig materialkvalitet føre til at håndtaket svekkes, med inkonsekvente resultater.
Krafttape som brukes til å lage papirtau må ha nok strekkstyrke i maskinretning (MD) og tverrretning (CD). I følge ISO 1924-2:2008 er begge styrkeverdiene viktige fordi torsjonsprosessen tvinger papiret i forskjellige retninger. Ståltauet er ikke bare forlenget, men påvirkes også av torsjon under formasjonsprosessen.
Fuktighetsinnhold er en annen viktig faktor. Hvis tapen inneholder for mye fuktighet, vil det ferdige tauet bli mykere og mer elastisk. Når innføringshodet skyver tauet inn i hullet, komprimeres det i stedet for jevnt å overføre kraften langs lengden. Derfor kan tauet bøyes eller spennes før det når nødvendig innføringsdybde. Dette kan føre til svak eller ufullstendig håndtaksfeste.
Papir til poser må også ha en jevn grunnvekt (g/m²) gjennom hele rullen. Jevn papirvekt bidrar til å opprettholde stabil hullytelse under produksjon.
Hvis et stykke papir er tynnere enn forventet, kan stansestasjonen produsere grove eller revne hullkanter i stedet for rene hull. Når dette skjer, svekkes området rundt hullet. Spenningsfordelingen til låsepakningen er ikke jevn og det faktiske lagerområdet er mindre enn designkravet. Dette kan redusere styrken på behandlingen og gjøre posens ytelse mer uforutsigbar.
Konklusjon
Prosessen med helautomatiske papirposemaskiner som behandler tilbehør på nettet er ikke enkel. Det innebærer flere sammenkoblingsoperasjoner som taudannelse, boring, innsetting av håndtak og låsing av håndtak. Hvert trinn påvirker det neste trinnet i produksjonsprosessen.
Kvaliteten på det endelige håndtaket avhenger av ytelsen til hver stasjon. Hvis tauet ikke er riktig utformet, kan innsetting av håndtak bli ustabilt. Hvis hullstørrelsen ikke er riktig, kan det hende at låsesystemet ikke fungerer som det skal. Hvis låseputen ikke brukes riktig, kan det redusere håndtakets styrke.
Siden alle disse operasjonene utføres på samme produksjonslinje, kan maskininnstillinger og prosessforhold overvåkes og justeres på hver stasjon under produksjonsprosessen.
Referanse
Gadhave, RV, et al. "Adhesives in the Paper Packaging Industry: An Overview" i det åpne-tidsskriftet Polymer Chemistry. 12(2), 2022, pp. 49-73. (Vann-baserte PVAc- og stivelsesbindesystemer, fiberinntrengningsdybde, krav til rask spikring i papirpakning{{9}
Brookstein, DS, "Fysiske egenskaper til vridde strukturer. II. Industrielle garn, tau og tau." Journal of Applied Polymer Science 83.2, 2002, pp . 367-378. (Optimalisering av vridning per lengdeenhet, funksjonelt forhold mellom strekkstyrke og vridningsvinkel, spiralfibermekanikk i papirtau)
ISO 1924-2:2008. Bestemmelse av strekkegenskaper for papir og papp - Del 2: Konstant forlengelseshastighet (20 mm/min). International Organization for Standardization, 2008. (Metode for MD- og CD-strekktest, beregning av lagerlast rundt boring, verifisering av inputmaterialspesifikasjon)
ISO 2234:2021. Emballasje - Komplette, fylte transportpakker og enhetslaster - Stablingstester med statisk last. International Organization for Standardization, 2021. (Transportpakkeytelsesrammeverk; håndtering av lastkrav i distribusjonssimuleringsmiljø)
ASTM D5276-98(2022). Standard testmetode for falltest av lastede containere ved fritt fall. ASTM International, 2022. (Package drop performance test; vedlegg behandles som funksjonelle belastningselementer i en komplett pakkeytelsesevaluering)
