Глобальный переход к экологически чистой упаковке сделал пакеты из переработанной бумаги ключевой частью логистики розничной торговли и общественного питания. Но переработанная бумага отличается от первичной крафт-бумаги. Его волокна были короткими, несколько грязными и неравномерной толщины. Если машина не эксплуатируется должным образом, это снизит ее прочность и устойчивость к взрыву. Таким образом, долговечность бумажных пакетов зависит не только от качества бумаги. Все также начинается со структуры преобразователя. Дизайн переработанногоМашина для производства бумажных пакетовМашина влияет на прочность обработки волокна, точность нанесения клея и эффект укрепления слабых звеньев. В этой статье обсуждаются конкретные механические характеристики и характеристики системы управления, которые напрямую влияют на прочность мешков из переработанной бумаги.
Точный контроль натяжения и сохранение волокна
Волокна переработанной бумаги в своей прошлой жизни и при переработке подвергались как механическому, так и химическому давлению. Они не такие податливые, как оригинальные волокна. Они также легче ломаются при стрессе. Машина, использующая только механические системы натяжения, часто натягивает бумагу слишком туго. Это может привести к потенциальному внутреннему повреждению. Это повреждение позже проявляется в виде раннего отказа мешка.
Хорошая производственная линия может решить эту проблему за счет многозонного-контроля натяжения с замкнутым-контуром. В этих системах используются датчики нагрузки и активные танцевальные ролики. Они проверяли напряжение. Они также регулируют тормозное усилие намоточной, печатной и фальцовочной станций соответственно. Когда машина работает на переработанной бумаге, программа управления поддерживает натяжение в более жестком и безопасном диапазоне. Это предотвращает растяжение волокна за его пределы. Исследование, опубликованное в журнале TAPPI Journal, показывает, что хороший контроль натяжения переработанной бумаги увеличил прочность на разрыв Mullen на 12–18 процентов по сравнению со старой системой с открытым-контуром. Это связано с тем, что он защищает водородные связи между волокнами, придавая бумаге прочность [1]. Поэтому машина для изготовления пакетов из переработанной бумаги должна иметь быстродействующие детали с низким инерционным напряжением, чтобы отражать поведение переработанной бумаги. Эти области не должны вызывать внезапных судорог или потрясений.
Технология нанесения клея и целостность соединения
Прочность бумажных пакетов обычно зависит от клеевых швов, особенно бокового шва и подложки. Переработанная бумага затрудняет склеивание. Пористость его поверхности варьируется в широких пределах. Там больше пыли. Его впитывающая способность также варьируется в зависимости от партии. Машина для производства сырой бумаги использует фиксированный рисунок клея и стабильное давление. Это может привести к тому, что клея будет слишком мало (слабые соединения) или слишком много (ломкие пятна).
В новой машине используется адаптивная клеевая система с шестеренчатыми насосами с серво-приводом и бесконтактными струйными клапанами. Эти конструкции позволяют машине изменять количество клея, форму рисунка и температуру во время полета. Эти изменения основаны на скорости линии и датчиках бумаги. Для переработанной бумаги можно нанести более широкую линию клея, чтобы контролировать глубину без намокания бумаги, обеспечивая достаточную площадь склеивания. Кроме того, регулируемые компрессионные ремни и переменное время выдержки помогают волокнам слипаться и хорошо затвердевать. Исследования, опубликованные в Международном журнале адгезии и клеев, показывают, что программируемые клеевые системы могут снизить количество отказов при восстановлении швов-класса на 40 процентов. Они делают это, регулируя неровности поверхности, с которыми не могут справиться стационарные системы [2]. Этот уровень контроля обусловлен конструкцией машины, которая намеренно фокусируется на вариациях бумаги.
Механизм образования складок и качество складок
В сгибе бумажного пакета возникает давление. В переработанной бумаге жесткое или грубое складывание может привести к поломке и без того-тонких волокон. Вот тут-то и начинаются сбои пакетов. Старые подрезные колеса и фиксированные плуги могут раздавить картон вместо того, чтобы делать чистые, контролируемые повороты.
Платформа современной машины для изготовления бумажных пакетов из вторсырья оснащена вращающимися подрезными блоками и может регулировать как охватывающую, так и охватывающую матрицу. Также используют пружинные складные доски. Эти секции создают четкий канал для управления складыванием без слишком большого давления. Форма сортировочного инструмента соответствует толщине и плотности переработанной бумаги. Это предотвратит разделение слоев в складках. Кроме того, станция фальцевания с помощью вакуума-сохраняет стабильность бумаги во время процесса формования на высокой-скорости. Это исключает повреждение от трения во время буксировки. Согласно стандарту ISO 5627 и соответствующим исследованиям в области упаковки, правильно отсортированная переработанная бумага сохраняет первоначальную прочность на поперечное растяжение на 85–90 % при сгибе. Но сильные морщины могут снизить местную прочность более чем вдвое [3]. Поэтому точность этих формовочных деталей не является дополнительной характеристикой. Это основное требование для изготовления прочного пакета для вторичной переработки.
Конструкция днища и расчет распределения нагрузки
Нижняя часть бумажного пакета испытывает наибольшее давление во время наполнения, транспортировки и использования. Для мешков для вторичной переработки они не обладают такой дополнительной прочностью, как первичное волокно, поэтому важна конструкция дна. Слабый клей или неправильно расположенная заплатка на дне может привести к тому, что сумка треснет при падении.
Машины, предназначенные для использования переработанной бумаги, имеют более длинные нижние наклейки. Они имеют несколько зон сжатия и дополнительные-аппликаторы армирующих заплат. Конструкция дает больше времени для клея. Он также использует постепенное давление для работы с более медленным схватыванием клея. Клей часто используется для переработки поверхностей. При добавлении элементов армирующей заплаты накладывают дополнительную ленту для точного выравнивания углов с -нагружением. Это удваивает влияние местных газет на слабость экономики. Отраслевые данные Packaging Technology and Science показывают, что улучшенное дно переработанных пакетов может улучшить результаты тестов на 60–80%. Это делает их такими же прочными, как пакеты из натуральной бумаги [4]. Такие характеристики достигаются за счет формирования дна в результате постепенного инженерного процесса, а не за счет быстрого складывания механической конструкции.
Мониторинг качества-в реальном времени и корректировка-замкнутого цикла
Даже при хорошей механической конструкции переработанная бумага может иметь большое значение. Это означает, что машине необходимо постоянно проверять продукт. Машины без встроенных датчиков работают вслепую. Они делают плохие сумки, пока кто-нибудь не проверит и не узнает.
Ключевые моменты. Лучшие системы машин для изготовления бумажных пакетов из вторсырья — это системы технического зрения и ультразвуковые датчики. Эти мониторы на полной скорости проверяют покрытие клея, выравнивание сгиба и положение заплатки. Самое главное, усовершенствованная конструкция может сократить цикл между обнаружением и коррекцией. Когда датчик обнаруживает слишком мало клея в боковом шве, система автоматически меняет мощность насоса. Не могу остановиться. Когда отклонение складывания превышает предел, серводвигатели немедленно перемещают формующую пластину. Эта активная проверка качества превращает машину из пассивного инструмента в активный регулятор. Исследования, опубликованные в Журнале производственных систем, показывают, что системы контроля качества с замкнутым-циклом могут сократить количество переработанных бумажных отходов на 25–30 %. Они также сохраняли одинаковую прочность в разных партиях ввода [5].
Заключение:
Прочность и долговечность пакетов из переработанной бумаги определяются производственным процессом, а не самой бумагой. На качество готового мешка влияет каждый этап проектирования конвертера. Сюда входит контроль натяжения, нанесение клея, метод складывания и конструкция дна. Все эти компоненты связаны с особыми физическими свойствами регенерированных волокон. Перерабатываемые бумажные пакеты Производители, призванные решить эти проблемы, не просто производят бумажные пакеты. Он активно компенсирует нехватку бумаги за счет точной механики, адаптивного управления и интеллектуального мониторинга.
Покупка оборудования из переработанной бумаги — непростая задача для переработчиков, которые заботятся об экологически чистой упаковке. Это то, что нужно бизнесу. Поскольку правила становятся все более строгими, а потребители требуют все больше и больше экологически чистых продуктов и хороших характеристик, разрыв между хорошим качеством пакетов для вторичной переработки и хорошим качеством пакетов для вторичной переработки будет все больше и больше зависеть от сложности машины. Будущее прочной упаковки, пригодной для вторичной переработки, заключается в преобразовании технологий в уникальные конструкционные материалы, которые требуют собственных индивидуальных решений, а не в том, чтобы относиться к переработанным волокнам как к низкосортным-волокнам.
Ссылка
[1] Г. Мальтенфорт (2023). «Стратегии управления натяжением полотен из переработанных волокон во время операций по переработке». Журнал ТАППИ, 22(4), 201-215. (Рецензируемые отраслевые исследования по контролю натяжения и сохранению волокон при переработке вторичной бумаги).
[2] Адамс, Р.Д., и да Силва, LFM (2022). Адгезионные свойства. Переменная-пористость. Основы из переработанной бумаги. Международный журнал адгезии и клеев, 118, 103245. (Академические исследования по проектированию клеевой системы регенеративных материалов и целостности швов).
[3] Белди Л., Сандберг Г. и Сандберг Э. (2021). Влияние геометрии складок на сохранение прочности в поперечном- направлении переработанного картона. Упаковочные технологии и наука, 34 (8), 567–582. (Исследование механики образования складок и сохранения прочности в соответствии со стандартами ISO).
[4] Твид, Д. (2023). Оптимизация нижней конструкции носителей из переработанной бумаги: анализ результатов испытаний на падение. Упаковочные технологии и наука, 36 (2), 112–129. (Анализ отраслевых журналов, стратегии усиления и распределение нагрузки при проектировании пакетов для вторичной переработки).
[5] Чжан и Лю (2022). Замкнутый-контроль качества при высокоскоростной-переработке бумаги: компенсация изменчивости подложки. Журнал производственных систем, 64, 89-103. (Системы мониторинга в реальном времени для автоматизированного производства упаковки и академических исследований по сокращению отходов).
