Joogikõrreturg nihkus otsustavalt paberi poole pärast seda, kui Euroopa Liidus (direktiiv 2019/904/EL), Ühendkuningriigis (Keskkonnakaitse (Plastic Straws, Cotton Buds and Stirrers) (Inglismaa) eeskirjad 2020) ning üha suuremal hulgal Aasia ja Põhja-Ameerika jurisdiktsioonides kehtima hakkasid joogikõrreturg. Selles paberkõrrekategoorias pakub paindlik või painutatav variant märkimisväärset lisatasu -, mis võimaldab jootjal kõrsi suu poole kallutada ilma tassi tõstmata. See on funktsioon, mida hinnatakse haiglates, abistavates-eluruumides, laste joogiteenustes ja erikohvikutes. Selle funktsiooni loomiseks on vaja masinaid, mis eristuvad mitmel põhimõttelisel-põhu tootmisel. Nende erinevuste mõistmine algab lahkamisest, mida täpselt aPaindlik paberiõlgede valmistamise masinon loodud tegema seda, mida standardseade ei suuda.
1. Põhiprotsessi lünk: esmane vormimine vs sekundaarne akordioni vormimine
Iga paberikõrs algab spiraalsel-keeratud toru-vormimisüksusel: toidu-jõupaber - tavaliselt 60–120 gsm, mis vastab FDA 21 CFR § 176.180 toiduga kokkupuutuvate paberikomponentide jaoks ja EL-i määrusele 10/1} plastiga kokkupuutuvate osade jaoks on {1} 20101}. nurga all ümber torni, liimitud vee{12}}toidu-kindla liimiga, kinnitatud pingutusrullikute alla ja lõigatud pikkusega. See protsess annab sirge ühtlase toru. Siin peatub tavaline paberikõrremasin.
Painduv põhumasin jätkab protsessi sekundaarse jaama kaudu, mis on täielikult pühendatud akordioni (lõõtsa) sektsiooni moodustamisele. See jaam erineb mehaaniliselt kõigest ülesvoolu. See kasutab vastastikku paiknevate stantsirataste komplekti või edasi-tagasi pressimise tööriista - olenevalt masina arhitektuurist -, et rakendada täpselt kontrollitud radiaalset ja aksiaalset kokkusurumist eelvormitud toru määratletud tsoonile, tavaliselt 15–35 mm kaugusel ühest otsast. Tulemuseks on rida ühtlaselt asetsevaid ümbermõõdulisi volte, mis võimaldavad õlel painduda kuni 180 kraadi ilma paindumise, kokkuvarisemise või kihistumiseta. Ükski standardne kerimis- ja selle tagantjärele paigaldamine on mehaaniliselt ebapraktiline.
Toru esmase vormimise ja sekundaarse akordioni vormimise vaheline eraldus ei ole väike erinevus - see kahekordistab kriitiliste protsessiparameetrite arvu, mida masin peab samaaegselt juhtima.
2. Stantsi geomeetria ja mõõtmete täpsus
Akordioni sektsioon on geomeetriliselt nõudlik. Iga volt peab:
Olge ühtlane (keskmise ---vahe külgnevate voltide vahel, tavaliselt 1,8–2,8 mm standardse 6–8 mm läbimõõduga kõrre puhul)
Saavutage täpne voltimissügavus, mis määrab nii paindenurga kui ka taastumisjõu
Säilitage konstantne seinapaksus murdejuurte juures, kus pingekontsentratsioon on suurim
On aPaindlik paberiõlgede valmistamise masin, on pressvormipaar täppis-lihvimine, et see sobiks konkreetse põhu läbimõõdu ja töödeldava paberi-seina paksuse kombinatsiooniga. Kvaliteetsete masinate survevahe tolerants on ±0,05 mm või parem. Mittevastavus matriitsi vahe ja tegeliku seina paksuse vahel (mis varieerub sõltuvalt paberi{5}}partii omadustest) on voltimise või pleegitamise - nähtavate tõrgete peamine põhjus, mis vallandab kvaliteedikontrolli käigus tagasilükkamise.
Tavalised sirge{0}}kõrremasinad selliseid tööriistu ei vaja. Nende vormimissüdamik ja pingutusrullikud on optimeeritud pideva-tõmbemähise dünaamika jaoks, mitte katkendliku survekoormuse rakendamiseks valmis toruseinale. Struktuurinõuded on täiesti erinevad.
3. Paberi spetsifikatsioon: miks akordion nõuab rohkem
Paindliku kõrre paberivalik on piiratum kui sirge ekvivalendi jaoks. Akordioni moodustamise protsess allutab iga voltimise juure korduvatele painutustsüklitele - läbi volti valmistamise ajal ja seejärel kasutaja painutamisel hoolduse ajal. Kaks mehaanilist omadust muutuvad kriitiliseks:
Painde jäikus versus kihi haardumise tasakaal.Kui paberi -paber -side haavakihtide vahel (mis annab moodustav liim) on ebapiisav, põhjustab voltimine kihtidevahelise nihkekahjustuse -, mis on nähtav paberikihtide eraldumisena mööda voltimisjoont. TAPPI T 569 (spiraal{5}}keeratud torude kihtidevaheline nihketugevus) on asjakohane etalon; Painduv-õlgedest paber on tavaliselt valitud ja selle kriteeriumi järgi testitud, kuigi standard töötati välja üldiste torurakenduste jaoks.
Märg lõhkemistugevus-kasutusniiskuse all.ISO 2758 (paberi lõhkemistugevus) ja TAPPI T 403 määravad märja lõhkemistugevuse. Painduv õlgõlest akordioni sektsioon on eriti tundlik niiskuse -kiirendatud pehmenemise suhtes, kuna voltimisjuurtel on lokaalselt vähenenud seinapaksus ja suurenenud pinge. Painduvate õlgede paberi spetsifikatsioonid nõuavad tavaliselt kõrgemat märja-tõmbetugevust kui sirge-õlgede paberil -, sageli 40–55% niiske ja kuiva tõmbe suhet, mitte 25–35% sirge toru jaoks.
Selle kategooria hästi-spetsifikeeritud masin sisaldab sissetulevaid paberirulli pinge juhtimissüsteeme koos koormuse-raku tagasisidega, kuna ebaühtlane lahtikerimispinge - isegi ühe rulli sees - muudab keritud toru seina tihedust, mis seejärel levib otse sekundaarjaamas voltimiskvaliteedini.
4. Nõuded liimile akordionijaamas
Paberiõlgede standardne vormimisliim on vee{0}}põhine dekstriin või modifitseeritud tärkliseliim, mida kantakse spiraaltorule 40–80 g/m². Sirgete õlgede puhul lõpeb selle liimi töö tõhusalt mähkimisega.
Painduvate õlgede puhul peab sama liim täitma lisaülesannet: see peab pärast kõvenemist jääma piisavalt elastseks, et akordioni voltimisetapis rabeduseta üle elada. Mõned vormiliimid, mis toimivad vastuvõetavalt sirge-õlgede tootmisel - eriti tugevalt ristseotud koostistes, millel on suur algne rohelist tugevust -, muutuvad ümbritseval temperatuuril liiga jäigaks, et kohanduda voltimisjuurte pingega. See põhjustab kleepuva kihi, mitte paberikiudude endi, murdumise pressimise ajal.
Lahenduseks on tavaliselt modifitseeritud polüvinüülalkoholi (PVOH) või etüleenvinüülatsetaadi (EVA) vee{0}}põhine liim, millel on kontrollitud pikenemine-at-murdeomadused. Nii PVOH kui ka EVA FDA-GRAS staatus kaudse toiduga kokkupuute korral (21 CFR § 176.180) tähendab, et toiduohutus säilib; tehniline võimendus on oluliselt paranenud voltimise terviklikkus. Kõik standardsed paberikõrremasinad ei ole mõeldud paindliku põhu tootmiseks sobivate kallimate{8}}liimisüsteemide jaoks.
5. Kiirus, läbilaskevõime ja sisemise vs. võrguühenduseta arhitektuuri küsimus
Sirge-kõrremasin töötab pideva-tõmbesüsteemina: paberikangas liigub konstantse kiirusega, südamik keerleb pidevalt ja lennukatkestus (servo-roomik) toodab kõrsi kiirusega kuni 80–120 m/min toruväljundi kaasaegsetel-kiiretel seadmetel. Läbilaskevõimet piiravad sisuliselt mähise kiirus ja lõikesagedus.
Akordioni vormimine ei saa toimuda nendel kiirustel järjestikku. Iga pressimistsükkel nõuab, et toru jääks hetkeks matriitsi sisse. Praegustes tootmisseadmetes on kaks arhitektuurilist lähenemist:
Sisseehitatud masinadsisaldama mähise sektsiooni ja akordionijaama vahele kontrollitud-kõrgusega katkendliku-toitemehhanismi. Toru keritakse pidevalt, puhverdatakse ja seejärel akordionijaama tsüklikiirusel läbi pressvormide. See säilitab ühe-masina-jalajälje integreerimise, kuid nõuab servo-kontrollitud sünkroonimist kahe mehaaniliselt erineva protsessirežiimi vahel, - kuna need masinad on oluliselt keerukamad ja kulukamad kui standardseadmed.
Võrguühenduseta (järel{0}}töötlus) painutusmasinadvõtke sisendiks sirged -lõigatud kõrred ja moodustage akordioniosa eraldi spetsiaalses üksuses. See lahutab kaks protsessi, kuid nõuab protsessidevahelist-käitlemist, lisab teise masina jalajälje ja loob võimalused kriimustuste või saastekahjustuste tekkeks põhu teisaldamisel. Suuremahulise-tootmise korral pakub integreeritud arhitektuur tavaliselt paremat ökonoomsust, kui kapitalikulu on amortiseerunud, hoolimata suuremast alginvesteeringust.
6. Kvaliteedikontroll: mida kontrollitakse, mida standardmasinad ei mõõda
Tavalise sirge{0}}kõrremasina kvaliteedikontrolli nõuded keskenduvad välisläbimõõdu konsistentsile, lõikepikkuse täpsusele, sirgusele ja lõhkemissurvele. Need on hästi-arusaadavad parameetrid koos väljakujunenud testimismeetoditega.
Painduv põhumasin lisab järgmised kontrollinõuded:
| Parameeter | Katsemeetod | Tüüpiline aktsepteerimise kriteerium |
|---|---|---|
| Akordioni kõrguse konsistents | Optiline mõõtur või nihiku proovivõtt | Hälve nimiväärtusest on väiksem või võrdne ±0,15 mm |
| Voldilõhede/valgendamise esinemissagedus | Visuaalne kontroll, valguslaud | Null nähtavaid pragusid 5-kordse suurendusega |
| Paindenurk (maksimaalne ilma paindeta) | Käsitsi läbipaindekatse proovivõtuplaani kohta | Suurem või võrdne 170 kraadi ilma püsiva deformatsioonita |
| Märg{0}}teenindustsüklid enne riket | Kastmisleotus (30 min, 23 kraadises vees), seejärel korduv painutamine | Suurem või võrdne 15 tsükliga ISO 186/TAPPI T 423 kohandatud protokolli kohta |
| Delaminatsioonikindlus voltimise juures | Koorimistugevuse test (kihtidevaheline) | Vastavalt TAPPI T 569 tarnija spetsifikatsioonile |
Ükski neist parameetritest pole sirge{0}}kõrre masina puhul asjakohane. Nende olemasolu kvaliteediplaanis peegeldab põhimõtteliselt erinevaid rikkerežiime, mida akordioni geomeetria tutvustab.
7. Regulatiivsed ja turupositsiooni tagajärjed
Painduvad paberkõrred kuuluvad samade toiduainete{0}}kontakti reguleerivate raamistike alla kui nende tavaliste analoogide - FDA 21 CFR Part 176 Ameerika Ühendriikides, EL-i raammäärus (EÜ) nr 1935/2004 koos konkreetse määrusega 10/2011 plast-kaetud paberi kohta, kui see on kohaldatav, ja samaväärne riiklik standardkattega paber. Kuid akordioni moodustamise protsess toob kaasa täiendava kaalutluse:voltimisjuured on kõige õhemad seina{0}}rist-lõikepunktid, mis tähendab, et kõik migratsioonikatsed (mis viiakse läbi vastavalt standardile EN 1186 või sarnasele) peaksid kajastama painutatud põhu tegelikku kasutusgeomeetriat, mitte sirge toru nimikonfiguratsiooni. Hästi-määratletudPaindlik paberiõlgede valmistamise masinpeaks tootma õlgesid, mis läbivad migratsioonipiirangu testimise -. Üldine migratsioon on EL-i määruse 10/2011 - järgi tavaliselt väiksem kui 10 mg/dm² või sellega võrdne, nende paindlikus,-teenuses orienteeritud, mitte ainult paindumata kupongi konfiguratsioonis.
8. Kokkuvõte: miks seda ei saa asendada
Lühidalt kokkuvõtteks: tavaline paberikõrremasin on kerimis-lõikussüsteem. Paindliku põhu tootmiseks loodud masin on kerimis--lõikamis--akordioni-vormimissüsteem, mille materjaliteadus, mehaaniline disain, liimainete keemia, protsessijuhtimine ja kvaliteedi tagamise arhitektuur sobivad kokku. Pideva spiraalmähise ja vahelduva täppispressimise vaheline mehaaniline erinevus tähendab, et need kaks funktsiooni ei saa kasutada sama mehaanilist platvormi ilma otstarbel{6}}ehitatud integratsiooniarhitektuurita. Paindliku põhu paberi spetsifikatsioonil, liimisüsteemil, stantsitööriistadel ja kontrolliprotokollidel pole sirge-kõrre tootmisel samaväärset.
See tehniline kaugus -, mitte mingi väike lisafunktsioon - on lõplik vastus küsimusele, mis teebPaindlik paberiõlgede valmistamise masinerinev.
Viited
Euroopa Parlament.Direktiiv (EL) 2019/904 teatavate plasttoodete keskkonnamõju vähendamise kohta(Single{0}}Use Plastics Direktiiv). Euroopa Liidu Teataja, 2019.
USA Toidu- ja Ravimiamet.21 CFR § 176.180 - Vesipõhiste ja rasvaste toiduainetega kokkupuutuvad paberi ja papi komponendid. Föderaalmääruste koodeks, jaotis 21.
Euroopa Komisjon.Määrus (EL) nr 10/2011 toiduga kokkupuutumiseks mõeldud plastmaterjalide ja -esemete kohta. Euroopa Liidu Teataja.
Euroopa Parlament ja nõukogu.Määrus (EÜ) nr 1935/2004 toiduga kokkupuutumiseks ettenähtud materjalide ja esemete kohta.
TAPPI.T 569 - Papp- ja lamineeritud papi kihtidevaheline nihketugevus. TAPPI Press, praegune väljaanne.
TAPPI.T 403 - Paberi purunev tugevus. TAPPI Press, praegune väljaanne.
ISO.ISO 2758:2014 - Paber: lõhkemistugevuse määramine. Rahvusvaheline Standardiorganisatsioon.
CEN.ET 1186 - Toiduainetega kokkupuutuvad materjalid ja esemed: plast. Euroopa Standardikomitee (kaetud paberisubstraatide testimise põhimõtted analoogia põhjal).
Ühendkuningriigi parlament.Keskkonnakaitse (plastkõrred, vatipulgad ja segajad) (Inglismaa) eeskirjad 2020. 2020. aasta kohustuslik dokument nr. 971.
TAPPI.T 423 - Paberi ja papi märgtõmbetugevus. TAPPI Press, praegune väljaanne.