De vraag klinkt eenvoudig, maar het antwoord hangt af van de natuurkunde, waar de meeste mensen die kranten kopen nooit over praten. ARechte papierstokvormmachineheeft hetzelfde basisidee als de vormmachine voor gebogen papierstaven. Ze gebruiken allemaal spiraalvormig wikkeltape en lijm om onder spanning aan elkaar te blijven plakken. Daarna sneden ze het lang. Maar de vorm van het vormingspad verandert vrijwel elk meetbaar detail van de productie. Dit omvat de spreiding van de spoelspanning, de gelijkmatigheid van de wanddikte, de toegang tot de doorn en de maximale lineaire snelheid die de machine kan behouden voordat de papieren buizen hun vormsterkte verliezen.
Hier ziet u wat elke instelling werkelijk voor papier doet, waar deze het beste werkt, en welke taken u dwingen een type te kiezen, en niet zomaar één.
Wat ‘recht’ en ‘gebogen’ eigenlijk beschrijven
Bij de vervaardiging van papierstaven verwijst de naam naar de zitpositie van de vormstaaf ten opzichte van het aanvoerpad van de papierstrook.
Op een rupsmachine is de voerstang recht of bijna recht. Aan het ene uiteinde van de tape zat een rol. Het wikkelt zich rond de staaf in een spiraalvorm onder gecontroleerde spanning. De gevormde buis komt dan aan het uiteinde in dezelfde rechte lijn naar buiten. Het hele vormingsgebied - van tape tot snede - volgt een rechte lijn.
Op een machine met gebogen pad (gebogen of gehoekte-geleidingstype) bevinden de invoerstrook en de staafas zich in een vaste hoek. Het is meestal 30-60 graden. De tape moet dus van richting veranderen als deze het krulpunt nadert. De gevormde buis wordt onder een hoek ten opzichte van de voeding gerold.
Het vormverschil klinkt klein. Maar het heeft ook een grote impact.
Kronkelende spanning: waar de natuurkunde uiteenloopt
Wikkelspanning is het belangrijkste probleem bij het vormen van spiraalvormige papieren buizen. Als de spanning te laag is, zal de buis bezwijken. Als ze te hoog zijn, scheuren de binnenste lagen van het papier en overlappen ze elkaar. Een lolly of rietje, gewoonlijk met een diameter van 4-8 mm, heeft een doelspanningsbereik van ongeveer 2-8N voor 60 ongeveer 2-8 N. g/m² papiertape. ISO 9073-3:2020 geeft de methode voor het uitrekken van de papieren tapes in dit diktebereik.
Bij een rechte-lijn beweegt de band in een rechte lijn naar het wikkelpunt. Spanningsveranderingen-vanwege het gewicht van de spoel, de dikte van de tape, of de koppelzwaai van de motor-gaan rechtstreeks naar het wikkelpunt, zonder enige vormverandering daartussenin. Het verband tussen remspanning op de lossingsrol en spanning op de stang is vrijwel lineair en gemakkelijk te voorspellen. Dankzij deze voorspelbaarheid kan een rechte papierstickvormmachine werken met constante lijnsnelheden van 150–400 m/min zonder constante spanningsoscillatie. Maar je moet de vrijgaveremrechten aanpassen (Soroka, 2009).
In een buigmachine moet de tape rond het geleidingsrailgedeelte worden gebogen voordat deze de staaf bereikt. Dit vergroot het wrijvingseffect van de kaapstander. De spanning op het wikkelpunt is gelijk aan e ^ (mu) van de voedingsspanning. Hier is het muon het aantal wrijvingspunten op het oppervlak van de geleiderail, de straalhoek (Eytelwein-kaapstandervergelijking, geciteerd in Hamrock, Schmid & Jacobson, 2004). De spanning van de 45?? geleiderail is ongeveer 1,11 keer hoger bij muon=0.15 (gecoate geleiderail versus 70 gsm-papier). Dit effect is klein als de machine stabiel is, maar wordt groter als deze versnelt en vertraagt. Dit is wanneer traagheid de ware muon voor een korte tijd verandert. Dit type storing komt bijna nooit voor bij productie op rechte-lijnen als alle andere instellingen hetzelfde zijn.
Doorngeometrie en wand-Dikte-uniformiteit
De staaf bepaalt de grootte van het binnengat van de voltooide stok. Op een rupsmachine is de stang een lange, statische stalen staaf (of holle buis voor het koelen van water in een snelle lijn). Het loopt door het hele wikkelgebied en is gewoonlijk 600–1.200 mm. Papier vormt zich en valt weg van het vrije uiteinde van de staaf.
Omdat de staaf recht is en het wikkelpad een rechte lijn is, blijft de spoedhoek van de helix -de hoek waaronder de tape de staaf omringt- hetzelfde over de gehele vormlengte. Een constante steek betekent een constante overlapbreedte van de laag. Dit geeft een stabiele wanddikte. TAPPI T411-metingen van de dikte van de afgewerkte buis bij productie in rechte-lijnen laten doorgaans een variatie in buislengte van minder dan 3% zien.
In de buigmachine maakt de richtingsverandering van de geleiderail de invalshoek van de buitenste laag iets ongelijker dan die van de binnenste laag. Deze oneffenheden zijn minimaal-er is gewoonlijk een verschil van 1-3 graden in de werkelijke wikkelhoek tussen de proximale en distale randen van de tape, maar het maakt een merkbaar verschil in de overlapbreedte rond de buiscirkel. Bij lollystokjes of wattenstaafjes is de ronding van de doorsnede van belang (de lolly moet geschikt zijn voor mallen of wattenstaafjes), evenals de variatie in de dikte van de omtrek van de muur. Voor papieren rietjes die in het product verborgen zitten, maakt het niet uit.
Doorntoegang en omschakeltijd
Elke vormmachine die een andere stokdiameter gebruikt, moet de staaf vervangen. Dat is het mooie aan straights die zich in de echte wereld afspelen.
Bij een lineaire machine trek je de stang recht vanaf het ene uiteinde van het wikkelgebied. De baan vereist geen pauze van mentoring. Het hoeft niet opnieuw-door gebogen geleiderails te worden geregen, en het hoeft ook niet opnieuw-te worden gehoekt. Een getrainde arbeider verwisselt in 8 tot 15 minuten een stok in een rechte lijn. TAPPI T556 geeft een algemeen installatietijdnummer voor buismachines, maar de werkelijke tijd varieert afhankelijk van het type machine.
In een buigmachine wordt de staaf onder een duidelijke hoek ten opzichte van de voerhoeveelheid gefixeerd. Om deze te verwijderen, moet u eerst de geleidingsconstructie schoonmaken. Om hem terug te plaatsen, moet u de hoek waarmee de geleidestang buigt opnieuw instellen, zodat deze overeenkomt met de nieuwe stangdiameter. Dit komt omdat de optimale buigvorm varieert met de diameter van de buis. De omsteltijd voor de buiger bedraagt 20-45 minuten voor de gezel. Extra stilstand van 15 tot 30 minuten per ploegendienst wordt toegevoegd op productielocaties waar de diameter dagelijks verandert, zoals gemengde bestellingen voor stelen met een diameter van 6 mm tot 12 mm.
Snelheid en uitvoercapaciteit
Rechte papierstaafvormmachines met een enkele spoelkop werken meestal in vormbuizen van 150–400 m/min. Hierdoor kunnen ongeveer 2.500–8.000 afgewerkte stokjes worden gesneden met een lengte van 60 mm per minuut. Snelle, omvangrijke modellen met twee of vier parallelle stangen op een frame kunnen meer dan 15.000 stuks per minuut verwerken.
Buigmachines hebben, vanwege de spanningslimiet van de lier, zoals we eerder hebben besproken, over het algemeen een vermogen van 80–250 m/min. Het spanningsprobleem bij hoge snelheid bepaalt hun werkelijke limiet. Dat snelheidsverschil is een belangrijke bedrijfsfactor voor een zeer groot aantal basisstroproductie-zoals cateringbanen die tientallen miljoenen rietjes bestellen.
Voor dik- werk met dikke muren (3 tot 5 lagen zijn nodig voor een wanddikte van meer dan 0,6 mm), is het snelheidsvoordeel van directe installatie veel kleiner. Er zijn meer papierinvoerstations nodig voor meer-laagswikkelen. Op een stijltang heeft elk nieuw stuk tape een langer vormoppervlak nodig. Hierdoor wordt de machine groter. In een buigmachine is de kans groter dat kleinere vormen zich aanpassen aan een grotere invalshoek in kleinere ruimtes. Voor dik-wandige industriële papieren buizen-in plaats van stokken-heeft het kronkelen van het kronkelende pad meestal de voorkeur. Dit komt omdat ruimtelijke beperkingen belangrijker zijn dan snelheidseisen (Twede & Selke, 2005).
Afsluitmechanisme en einde-Gezichtskwaliteit
Beide machinetypen gebruiken een van de twee afkapmethoden. De ene is een roterend schijfblad dat wordt gebruikt om bewegende pijpen door te snijden. De andere is een spoorgereedschap, dat tijdens het snijden de lengte van een pijp volgt. De kwaliteit van het uiteinde-het vierkant van de snede en of er sprake is van scheuring-hangt grotendeels af van de scherpte van het mes en de snelheidsverhouding. Het maakt niet uit of het pad recht of gebogen is.
Dat is het echte verschil. De afknottingseenheid bevindt zich aan het einde van het buispad op een membraan. Hierdoor is het eenvoudig om een tweede snijstation toe te voegen zodat beide lengtes tegelijkertijd zijn. Op de buiger komt de buis schuin naar buiten. Om een tweede snijstation aan de lijn toe te voegen, moet u daarom een recht stuk pijp toevoegen tussen het opwikkelen en snijden.
Voor klussen waarbij nauwkeurige omkeringen of diagonalen nodig zijn-zoals medische mondstukken, wattenstaafjes en koffieroerders-kunt u een secundair afschuinstation toevoegen aan het uiteinde van beide apparaten. In deze stap heeft geen van beide typen vorm-voordelen.
Applicatiematching: welk formaat hoort waar
Het juiste type machine komt voort uit wat u moet maken, niet uit algemene voorkeuren.
Rechte treinen zijn de normale keuze voor:
- Papieren rietjes (4-12 mm diameter, grote portie)
- Lolly's en repen (3-6 mm, verkeerde maat, moeten aan de vorm voldoen)
- Wattenstaafje (2,5–3,5 mm, rondheid is belangrijk voor het installeren van de wattenstaafkop)
- Medische applicators (rechte-staafuittrekbare eenvoudige reinigingsvorm maakt productie in cleanrooms eenvoudiger)
Gebogen-padmachines zijn beter voor:
- Dikke-behangbuizen voor als er weinig ruimte is
- Productie van kleine tot middelgrote volumes met weinig diameterveranderingen
- Taken waarbij een flexibele buisuitgangshoek het gemakkelijker maakt om verbinding te maken met een grotere productielijn
Middelgrote-klussen-zoals 100 miljoen tot 300 miljoen rietjes van 6 tot 8 millimeter per jaar-maken het verschil niet. Hiervoor is elk type geschikt. De volgende keuzes zijn hoe goed werknemers de machine kennen, of onderdelen direct verkrijgbaar zijn en hoeveel de machine kost.
Een opmerking over het aanbrengen van lijm
Beide modellen gebruiken op water-gebaseerde dextrine of PVA-lijm op plaatsen waar de tape elkaar overlapt. Het lijmsysteem is niet afhankelijk van de krulvorm, maar de droogtijd van de lijm is afhankelijk van de krulvorm. Bij een snelheid van 560 km/uur verlaat de vormbuis het wikkelgebied in ongeveer 0,1 tot 0,2 seconden. Als de lijm niet voldoende is uitgehard om te voorkomen dat de buis op dat punt opengaat, zal de buis op de zaag breken. U kunt dit probleem oplossen door de dikte van de lijm (meestal 2.000 tot 20 mps, ISO 2555 graden C) en de lijntemperatuur te regelen. Bij gebogen machines met lage-snelheid geldt: hoe langer de buis op de staaf blijft, hoe langer de droogtijd van de lijm is. Dit is een echt voordeel voor het langzaam drogen van lijm in koude omgevingen.
Samenvatting
De keuze tussen een rechte-vormmachine met stokken en een vormmachine voor gebogen papierstokken is niet altijd een betere keuze. Een rechte papierstokvormmachine heeft een hogere output, een meer uniforme wanddikte, snellere staafveranderingen en een stabielere wikkelspanning in het hele snelheidsbereik. Deze voordelen zijn essentieel voor de massaproductie-van stro en repen. Het gebogen pad is zo ingesteld dat je een kleiner formaat en een lagere piekspanning in de schoen krijgt. Deze zijn belangrijk voor dik-wandige leidingen, lage- volumes en compacte productievloerindelingen.
Voor elke bewerking die met voedsel in aanraking komt en die een kleine diameterfout en een hoge output vereist, is straight- de technische standaard. Voor al het andere kan de vorm van het gebouw het laatste woord zijn.
Referenties
- ISO9073-3:2020.Textiel - Testmethoden voor non-wovens - Deel 3: Bepaling van treksterkte en rek. ISO.
- TAPPI T411 om-15.Dikte (dikte) van papier, karton en gecombineerd karton. TAPPI.
- TAPPI T556 pm-12.Procedures voor het bepalen van de geschiktheid van papierproductieapparatuur voor verschillende papiersoorten. TAPPI.
- ISO2555:2018.Kunststoffen - Harsen in vloeibare toestand of als emulsies of dispersies - Bepaling van de schijnbare viscositeit volgens de Brookfield Test-methode. ISO.
- Hamrock, BJ, Schmid, SR & Jacobson, BO (2004).Grondbeginselen van vloeistoffilmsmering(2e ed.). Marcel Dekker. (Kaapstandervergelijking, hoofdstuk 12.)
- Soroka, W. (2009).Grondbeginselen van verpakkingstechnologie(4e ed.). Instituut voor verpakkingsprofessionals.
- Twede, D. & Selke, S. (2005).Karton, kratten en golfkarton: handboek voor papier- en houtverpakkingstechnologie. DEStech-publicaties.
- Paine, FA (1991).Het gebruikershandboek voor verpakkingen. Blackie Academisch.
- Hanlon, JF, Kelsey, RJ & Forcinio, HE (1998).Handboek voor pakkettechniek(3e ed.). CRC-pers.
- Robertson, GL (2013).Voedselverpakkingen: principes en praktijk(3e ed.). CRC-pers.
- ISO534:2011.Papier en karton - Bepaling van dikte, dichtheid en specifiek volume. ISO.
- ASTM D2290-19.Standaard testmethode voor de schijnbare treksterkte van kunststof of versterkte kunststof buizen volgens de Split Disk-methode. (Verwezen naar de hoepel-stressmethodologie die van toepassing is op structurele tests van papieren buizen.) ASTM International.