Dünya tek kullanımlık plastikten- uzaklaşıyor ve artık mağazalarda ve yiyecek hizmetlerinde kağıt torbalar yaygınlaşıyor. Ancak kese kağıdı bitmiş bir ürünle başlamaz. Büyük kraft kağıt rulolarını hızla katlayan, mühürleyen ve kesen bir üretim hattında üretilir. Elle yapılamaz. Kağıt Torba Üretim Makinesi bu görevi gerçekleştirecek endüstriyel sistemdir. Nasıl çalıştığını anlamak için makine mühendisliği, malzeme bilimi ve süreç kontrolünün ortak çalışmasına bakmanız gerekir.
Bu makale ne olduğunu tanıtıyorKağıt Torba Üretim Makinası.Ham kağıdın bitmiş torbalara nasıl dönüştürülebileceğini gösteriyor. Yapabileceği farklı çanta türlerini kapsar. Operasyonunu ve kalitesini yönlendiren teknik kurallar da tartışılmaktadır.
Çekirdek Tanımı ve İşlevi
Kağıt torbalama makinesi, tam otomatik veya yarı-otomatik bir üretim sistemidir. Genellikle kahverengi kağıt olan sürekli bir kağıt rulosunu bitmiş torbalara dönüştürür. Kağıt düz veya neme- dayanıklı olabilir. Makineler bir dizi mekanik adımla gerçekleştirilir. Bu adımlar, kağıdın sarılması ve gerginliğin kontrol edilmesi, gerekirse baskı yapılması, borunun şekillendirilmesi, kapatılması, katlanması, ek tutacaklar, kesme ve saymayı içerir.
Bu makine birçok çeşit torba üretebilmektedir. Fırınlar ve eczaneler için basit düz torbalardan, çimento ve kimyasallar için-çok duvarlı sağlam torbalara, bükülmüş veya düz kağıt saplı alışveriş-poşetlerine kadar. Makinenin türü ve ayarları, ne tür torba stilleri yapabileceğini, ne kadar hızlı çalışabileceğini ve ne kadar otomatik olabileceğini belirler.
Avrupa Kağıt Endüstrisi Konfederasyonu'na (CEPI) göre, Avrupa tek başına 2022'de yaklaşık 91 milyon ton kağıt ve karton üretecek. Ambalaj kaliteleri toplam kalitelerin %55'inden fazlasını oluşturur. Buradan da kağıt torba imalat ekipmanlarının boyutlarının ne kadar büyük olduğu görülmektedir (CEPI, 2023).
Üretim Süreci: Aşama Aşama
Ağ Çözme ve Gerginlik Kontrolü
Süreç rulo ile başlar. Tambur genellikle 800-1400 mm genişliğinde ve 800-1500 kg ağırlığındadır. Motorlu bir çözme standına yerleştirilir. Standda, kağıdın gerginliğini sabit tutan hem pnömatik hem de elektromanyetik bir fren bulunur. Kağıdın cinsine ve kalınlığına bağlı olarak gerilim genellikle 20 ila 80 N/m arasındadır. Gerginliğin dengesiz olması sorunlara neden olabilir. Bunlar arasında kötü baskı hizalaması, kırışıklıklar ve eşit olmayan tutkal bulunur. Bu hatalar sonraki tüm adımlarda devam eder.
Modern makineler dansçı silindirleri veya yük hücrelerini kullanır. Bunların hepsi gerçek zamanlı olarak gerilime geri dönüyor. Rulo küçüldükçe fren basıncını ayarlarlar. TAPPI standardı T410, kağıdın ağırlığını ve gücünü ölçmek için bir yöntem sunar. Bu bilgi torbalama için kullanılır. Operatörler bu verileri doğru gerilimi ayarlamak için kullanır (TAPPI, 2021).
Boru Şekillendirme
Düz bir kağıt ağı bir dizi katlama plakasından geçer. Bunlar kenarları içe doğru çevirir. Bu yuvarlak veya düz bir tüp oluşturur. tutkal istasyonu yapıştırıcıyı kağıdın bir kenarına yapıştırdı. Bu genellikle su-bazlı PVA veya sıcakta eriyen yapıştırıcıdır. Daha sonra kenarlarını katlayıp diğer kenarına bastırın. Bu sürekli dikişler oluşturur. Düz torba dikişleri basit örtüşmeler olabilir. Veya tabanı veya çok-duvarlı torbası olan daha karmaşık, çok katmanlı bir torba türü olabilir.
Boru şekillendirme bölümü katlama konumunu doğru tutmalıdır. Bu noktada 2 mm'lik bir sapma sorun yaratabilir. Çanta çarpık görünebilir. mühür alanı çok küçük olabilir. Veya birisi bir poşeti doldurmaya çalıştığında poşet düzgün açılmayabilir. Uygulamalı Ambalaj Araştırmaları Dergisi'nde yayınlanan bir araştırma, torbanın üst üste binen dikiş genişliğinin %3'ten fazla azaltılması durumunda kapatma mukavemetinin yaklaşık %25 oranında azaldığını buldu. Bu, tabanın ağırlık altında çatlama olasılığını artırır (IAPRI, 2020).
Alt Şekillendirme ve Sızdırmazlık
Tüp oluşturulduktan sonra tüpü torbanın uygun uzunluğuna göre kesin. Bu, döner bıçak veya servo tarafından çalıştırılan bir araçtır. Her kesme tüpü daha sonra alt kalıplama istasyonuna girer. Burada tüpün alt kısmı katlanır ve kapatılır.
Düz-tabanlı torbalar için, alt kısmı içe doğru katlayın ve adım adım birbirine yapıştırın. Yaygın olarak market ve perakende satış amaçlı kullanılan alışveriş poşetlerinin alt kısmındaki poşetlerde alt uçlar içe doğru katlanır. Bu, çift-katlı zeminin daha sağlam olmasını ve ağırlığın daha eşit şekilde dağılmasını sağlar. Alttaki-yapıştırma istasyonu tutkalı sabit bir desene yerleştirir. Bu genellikle bir dikdörtgen veya yıldızdır. Bu tasarım daha az tutkalla en geniş serbest bölgeyi sağlar.
Avrupa Standardizasyon Komitesi'nin EN13590 adında bir standardı vardır. Bu standart, kağıt torbaların mukavemetinin düşme testini sağlar. Bez torbanın, ayarlanan ağırlıkta ve düşme yüksekliğinde düşme testini geçememesi, alt contanın çok zayıf olduğu veya kağıdın yeterince güçlü olmadığı anlamına gelir. Her iki sorun da makinenin kurulumundan kaynaklanmaktadır (CEN, 2020).
Kol Aparatı
Sap gerektiren torbalar için sap{0}}şekillendirme istasyonu makinenin bir parçasıdır ve alt contanın sonrasına yerleştirilir. Bükülmüş kağıt kulpları dar kağıt şeritlerden gelir. Bu şeritler kesilir, bükülür ve ilmekler haline getirilir. Daha sonra torba ağzının iç kısmına yapıştırılırlar. Düz kağıt kulpları ayrı bir kağıt şeridinden bir kalıpla kesilir. Torbanın dışına yapıştırıcı ile yapıştırılırlar.
Tutamaç-yapıştırma adımı, Kağıt Torba İmalat Makinesinin mekanik açıdan en karmaşık kısmıdır. Sap beslemesi, tutkal uygulaması ve torba konumu arasında çok kesin bir zamanlamaya ihtiyaç vardır. Bu genellikle servo-tahrikli indeks taretleriyle yapılır. Bu taretler her bir torbayı ±0,5 milimetre hassasiyetle yerine yerleştirir.
Kesme, Sayma ve İstifleme
Üretilen kağıt torba çeşitleri
Bir makine genellikle bir veya iki torba yapacak şekilde kurulur. Ancak modüler tasarım aynı gruptaki formatları değiştirmenize olanak tanır. Aşağıdakiler yaygındır:
- Düz çantalar. Bu en basit türdür. Fırınlarda, tarım ürünlerinde ve eczanelerde kullanılmaktadır. Tokaları veya kulpları yoktur.
- Körüklü düz çantalar. Yan köşebentleri var. Daha büyük veya daha hacimli öğeleri barındıracak şekilde genişlerler. Yemek servisinde yaygındırlar.
- El çantası-alt çantalar. Altları düz ve sağlamdı. Bu onların kendi ayakları üzerinde durmalarını sağladı. Bunlar standart alışveriş çantası türleridir.
- Kulplu alışveriş torbaları. Bunlar ekstra saplı el çantası altlarıdır. Sap yuvarlanabilir veya düz olabilir. Perakende mağazalarında ve restoranlarda kullanılırlar.
Çok-duvarlı kağıt torbalar. Bunlar ağır çantalar. 2-6 kat kraft kağıttan yapılırlar. Çimento, un, kimyasallar ve tarım ürünlerinde kullanılırlar. Bunlar farklı tipte makineler gerektirir ve ayrıca vanalar için açıklıklar da oluşturabilir.
Öncelikli Hususlar ve Kalite Standartları
Kağıt Özellikleri
Kağıt alımı belirli dayanıklılık ve yüzey standartlarını karşılamalıdır. Market poşetleri için kağıdın temel ağırlığı genellikle 70 ila 120 g/m2'dir. Mekanik yönü çekme mukavemeti en az 5,0 kN/m olacaktır. ASTM D828, kağıdın gerilme mukavemetini ölçmek için kullanılan bir test yöntemidir. ASTM D6894, kenar yırtılma direncinin nasıl ölçüleceğini içerir (ASTM International, 2022).
Kağıdın nemi de makineyi etkiler. Su içeriği %4'ün altındaysa kağıt kırılganlaşır ve kat yerlerinde çatlaklar oluşur. %8'in üzerinde olması durumunda kağıt yumuşar ve menteşeye sıkışabilir. TAPPI T412, kağıttaki nemi ölçmek için standart bir yöntem sağlar. Makine operatörleri genellikle en iyi sonuçları elde etmek için kağıt nemini %5 ile %7 arasında tutmaya çalışırlar (TAPPI, 2021).
Yapıştırıcı Performansı
Boru şekillendirme ve alt sızdırmazlık için kullanılan yapıştırıcıların hızlı bir şekilde güçlü bağlar oluşturması gerekir. Makine tutkal uygulaması ve bir sonraki adım için 2 saniyeden az süre verir. Su-bazlı PVA yapıştırıcılar, kağıdı hızlı bir şekilde ıslatarak çalışır. Sabit basınç altında, üç saniyeden daha kısa bir sürede nihai bağ kuvvetlerinin %50'sine ulaşırlar.
ISO 1924, kağıt ve kartonun gerilme mukavemetini test etmek için standart bir yöntem sağlar. Aynı zamanda bitmiş ürünlerin sızdırmazlık mukavemetini de içerir. Bu, makine çıktısını kontrol etmek için kullanılan kalite standardıdır (ISO, 2019).
Otomasyon ve Endüstri 4.0 Entegrasyonu
Modern kağıt torba üretim makineleri çok sayıda dijital izleme fonksiyonuna sahiptir. Programlanabilir mantık denetleyicileri (PLC), her istasyonun zamanlamasını yönetir. İnsan-makine arayüzü paneli, operatörlere ilişkin gerçek-zamanlı verileri görüntüler. Buna üretim hızı, atık oranı, tutkal kullanımı ve makinenin durumu dahildir.
Daha gelişmiş ayarlarda Üretim Yürütme Sistemleri (MES) kullanılır. Bu sistemler her ürünün performansını kalite hedeflerine göre takip eder. Mühür sıcaklığı, torba başına tutkal miktarı ve her kağıt grubunun gerginliği gibi ayrıntıları otomatik olarak kaydederler. Bu veriler ISO 9001 kalite yönetiminde izlenebilirlik gerekliliklerinin karşılanmasına katkıda bulunur. Aynı zamanda istatistiksel süreç kontrolünü de destekler. Bu, istenmeyen ürünlere yol açmadan önce sorunların erken tespitini kolaylaştırır (ISO, 2015).
Sürdürülebilirlik ve Kağıt Torba Üretiminin Geleceği
Kağıt torbaların çevresel faydaları iyi bilinmektedir. FAO, sürdürülebilir şekilde yönetilen ormanlardan elde edilen kağıt ambalajların fosil yakıt plastiklerine yenilenebilir ve biyolojik olarak parçalanabilen bir alternatif olduğunu- söylüyor. Avrupa'da kağıt ambalajların %80'den fazlası geri dönüştürülmektedir. Amerika Birleşik Devletleri'nde bu oran %68 civarındadır (FAO, 2022).
Ancak kağıt çok fazla enerji ve su kullanır. Bu nedenle verimli dönüştürme işlemleri çok önemlidir. Bu işlemler israfı azaltır, tutkal kullanımını azaltır ve makinenin mümkün olan en iyi şekilde çalışmasını sağlar. Bu, kağıt torbaların genel çevresel etkisinin azaltılmasına yardımcı olur. Kağıt torba üreticileri yüzde 96 ile 98 arasında kağıt kullanıyor ve üretilen her 1 milyon kağıt torba için yaklaşık 4 ton kraft kağıt tasarrufu sağlıyor. Bu, sektör temeline göre %92 ile karşılaştırılıyor. Tasarruf, taşıma çantası başına daha az elyaf, daha az su ve daha az emisyon anlamına gelir.
Çözüm
Kağıt torbalama makinesi karmaşık bir sistemdir. Web işlemeyi, hassas katlamayı, tutkal kimyasını ve dijital kontrolü birleştirir. Görevi, ham kraft kağıdını sağlam, güzel-görünümlü torbalara dönüştürmektir. Dakikada 200'den fazla torba var. Bu hız ve verimlilik, büyük ölçekteki plastik poşetlerin makul bir maliyetle değiştirilmesini mümkün kılıyor. Daha fazla ülke ve bölge tek kullanımlık plastikleri yasakladıkça- daha iyi, daha esnek ve daha yeşil kağıt torba makinelerine olan talep artmaya devam edecek. Bu nedenle bu makinelerin mühendisliği, daha dairesel paketleme sistemlerine geçişin önemli bir parçasıdır.
Referanslar
CEPI (Avrupa Kağıt Endüstrileri Konfederasyonu). (2023).Temel istatistikler: Avrupa kağıt hamuru ve kağıt endüstrisi 2022. Brüksel: CEPI.
TAPPI (Kağıt Hamuru ve Kağıt Endüstrisi Teknik Birliği). (2021).TAPPI T410: Kağıt ve kartonun gramajı (birim alan başına ağırlık)VeT412: Kağıt ve kartondaki nem. Peachtree Corners, GA: TAPPI.
IAPRI (Uluslararası Ambalaj Araştırma Enstitüleri Birliği). (2020).Dönüştürülmüş kağıt torbalarda üst üste binen dikiş yanlış hizalamasının mühür mukavemeti üzerindeki etkisi. Uygulamalı Ambalaj Araştırmaları Dergisi, 12(3), 17–29.
CEN (Avrupa Standardizasyon Komitesi). (2020).EN 13590: Ambalaj - Kağıt ve karton torbalar - Düşürme testi yöntemiyle kağıt torbaların mukavemetinin belirlenmesi. Brüksel: CEN.
ASTM Uluslararası. (2022).ASTM D828: Kağıt ve kartonun gerilme özellikleri için standart test yöntemiVeD6894: Kenar-yırtılma direncinin ölçümü için standart test yöntemi. Batı Conshohocken, Pensilvanya: ASTM.
ISO (Uluslararası Standardizasyon Örgütü). (2019).ISO 1924: Kağıt ve karton - Çekme özelliklerinin belirlenmesi. Cenevre: ISO.
ISO (Uluslararası Standardizasyon Örgütü). (2015).ISO 9001: Kalite yönetim sistemleri - Gereksinimleri. Cenevre: ISO.
FAO (Birleşmiş Milletler Gıda ve Tarım Örgütü). (2022).Sürdürülebilir kağıt-bazlı ambalaj: Döngüsel ekonomide orman-bazlı malzemeler. Roma: FAO.
