Küsimus kõlab lihtsalt. Üks teeb paberist pulgad. Teine teeb plastikust pulgad. Kuid tegelik töö iga masina taga ei ole ainult materjali vahetamine. Paberivardad ja Plastic Sticki vormimismasinad on kaks täiesti erinevat tootmismeetodit. Iga materjal sobib kõige paremini erinevat tüüpi materjalidega (polümeerid või taimne kiud), erineva vormimismeetodi ja erineva lõppkasutusega. Nende erinevuste mõistmine on oluline kõigile, kes soovivad näha, millised masinad sobivad nende toote, reeglite ja turuteekonnaga.
Käesolevas artiklis tutvustatakse neid kahte mudelit kuuest aspektist: toormaterjali sisestamine, põhivormimismeetod, mõõtmete kontrollimise meetod, täiendavad etapid pärast vormimist, mõju omadustele ja korrapärasusele ning kulude koostis.
Tooraine sisend: taimne kiud vs termoplast
Papermache kasutab pabermaterjale. Need on jõupaberiribad, ajalehepaberi rullid või spetsiaalsed torukujuliseks keeratud tselluloosilehed. Materjal on helbeline materjal, millel on fikseeritud kaal (tavaliselt 60–120 g/m²), veesisaldus (stabiilse takerdumise korral kuni 5–7%) ja tugevus, mis on seotud kiudude orientatsiooniga masinasuunas (MD) ja ristsuunas (CD). ISO 1924-2:2008 annab nende tugevusväärtuste katsemeetodi. Need väärtused on paberivarraste valmistamisel olulised, kuna toru paindumatus kerimisel määrab, kas valmis toru jääb ümmargune või elliptiline.
Plastmassipulgamasinad kasutavad termoplastilisi pelleteid või graanuleid. See võib olla polüpropüleen (PP), polüetüleen (PE), polüstüreen (PS) või taimne -polüpiimhape (PLA). Materjal siseneb masinasse tahke puurina. See pidi sulama, enne kui kuju saaks. See eristus -, mis algab pigem tahketest osakestest, mitte -valmistatud lehtedest -, tähendab, et igal plastpulgamasinal on sulatussüsteem (punker, kruvitoru, kuumutustsoonid, vorm), mida paberipulgaliinil ei ole.
Materjalide erinevused mõjutavad protsessi teisi osi. Taimne kiud imab õhust vett. Nii et veidi punnis. Tootmise ajal muutub õhuniiskuse muutumisel lõpliku varda suurus. Termoplast ei ima vett. Kuid nad reageerivad kuumusele. Nende sulamiskihi paksus varieerub temperatuuriga mitte-lineaarselt. Väike muutus sulamistsooni temperatuuris põhjustab suure muutuse väljundi suuruses. Nende kahe väga erineva materjali käitumise kontrollimiseks on vaja täiesti erinevaid andureid ja juhtkomponente.
Südamiku moodustamise meetod: mähkimine vs sulatamine ja vormimine
See on suurim tööerinevus kahe tüübi vahel.
Paberivarraste masin võtab kasutusele spiraalse kerimisprotsessi. Pöörlevasse varda sisestati kindla nurga all püsiv pabeririba. Iga varda pööre mähkis viimase ümber paberikihi. See suurendab järk-järgult seina paksust, kuni saavutatakse sihtsuurus. Tavaliselt kantakse kerimise ajal kihtide vahele liim-polüvinüülalkoholi (PVA), tärkliserikast alust või kuumsulamit, olenevalt lõppkasutusest{5}}. Gadhave jt (2022) märgivad oma ülevaates paberipakendite liimisüsteemidest, et kihtidevahelise nakketugevus määrab liimi võime mitte koormuse all praguneda. Seetõttu on sõltumata paberi kvaliteedist liimi valik või isegi pealekandmine võtmetegur paberi kvaliteedi määramisel.
Kerimisnurk (nurk pabeririba suuna ja varda võlli vahel) reguleerib mõõtmete kujunemise kiirust ja valmis toru tugevust. Madalam kerimisnurk (ligi 90 kraadi, peaaegu ümbermõõdu ümber) annab igale vardale suurema pöörlemise intensiivsuse, kuid mõõtmed kasvavad aeglaselt. Järsud nurgad (pikkusele lähemal) võivad suurust kiiremini suurendada, kuid vähendada ümbermõõdu tugevust ja suurendada kihistumise tõenäosust väändekoormuse all.
Plastikust pulgamasinad sulatatakse ja vormitakse, seejärel suuruse fikseerimine. Osakesed sulavad kruvisilindris. Seejärel surutakse need ringikujulisse vormi, mis vormib sulapolümeeri õõnsa torukujuliseks. Seejärel läheb toru otse lägahülssi (tavaliselt jahutatakse veega), et määrata enne polümeeri täielikku kõvenemist väline suurus. Protsess on -peatumatu. Materjal ühest otsast. Valmis pulk tuli teisest otsast välja. Need lõigatakse pikkuseks liikuvate nugade või pöörlevate nugade abil, mis liiguvad ekstrusiooniga sama kiirusega.
Plastikust ekstrusioonil puudub kihiline struktuur. Seina paksuse määrab matriitsi vahe ja pingesuhe (stantsi väljumiskiiruse ja stardikiiruse suhe). Seega on plastvardadel ühtlane seinakonstruktsioon (kõik samas suunas). Paberivardad on kihilise mähismustri tõttu erinevates suundades erineva tugevusega (ringi ümbermõõdul, mitte kogu pikkuses). See struktuurne erinevus on kõige olulisem tehniline erinevus, mida igaüks, kes ostab Paper Sticki ja Plastic Sticki vormimismasina, peab arvestama masina väljundi vastavusse viimisel toote koormusnõuetega.
Suuruse juhtimine: kuidas iga masinat õiges suuruses hoida
Pulgade suuruse tolerants -olenemata sellest, kas neid kasutatakse pulgakommide käepidemete, vatitupsude, segistite või tööstuslike tööriistadena,-määratakse tavaliselt välisläbimõõdu (OD) tolerantsi, seina paksuse tasasuse, pikkuse tolerantsi ja sirguse järgi. ISO 286 annab üldise raamistiku ümmarguste osade piirangute ja tolerantside jaoks. Kuid konkreetsetes valdkondades (toiduga kokkupuude, meditsiin, kosmeetika) kasutatakse sageli rangemaid sisereegleid.
Paper Sticki ja Plastic Sticki puhul masinasüsteemide valmistamiseks on nende tolerantside säilitamise meetodid väga erinevad.
Varda läbimõõdu juhtimine: sõltub varda suuruse täpsusest (mis määrab sisediameetri), mähiskihtide arvust ja paberi paksuse ühtlusest. Kui paberi kaal muutub rullis rohkem kui ±3%, põhjustab kihtide kogunemine tootmise ajal OD triivi. Laserandurite automaatset läbimõõdu tuvastamist kasutatakse tagasiside saatmiseks pabeririba mähise tõmbe- või söötmiskiiruse kohta, et parandada seda triivi reaalajas tipptasemel-masinatel.
Plastikust varda läbimõõdu reguleerimine: sõltub vormi kuju täpsusest, sulamisrõhu püsivusest, jahutuskiiruse ühtlusest, tõusu{0}}kiiruse püsivusest. Sulamisrõhulained-, mis on põhjustatud kruvide pöörlemiskiiruse muutumisest, temperatuuriregulaatori tsirkulatsioonist või ebaühtlasest graanulite etteandmisest-, muutuvad otse sama sagedusega OD impulssideks. Kaasaegsetes plastist märgistamismasinates kasutatakse kruvi ja matriitsi vahele asetamiseks hammasrataspumpasid (sulatuspumbad). See eraldab rõhu kõikumised väljundi suuruse muutustest. Stabiilsel tööl on OD tolerantsid ± 0,05 mm või rohkem.
Seina paksuse ühtlus: paberipulkade puhul määrab selle järjestikuste mähiskäikude kattumise ühtlus. Kõik vahed lähedal asuvate ribade vahel võivad põhjustada kohalikke helbeid. Plastvarraste puhul määrab selle stantsi tsentreerimise täpsus (stantsivarras peab olema täielikult tsentreeritud välimise matriitsi rõngaga) ja asjaolu, et torus ei ole rippumist, mis sulab enne teeseadistustööriista sisenemist.
Täiendavad sammud pärast moodustamist
Kumbki mudel ei suuda pakkuda valmistoodet mähispea või matriitsi väljalaskeava otsas. Mõlemad nõuavad kulude ja aja suurendamiseks täiendavaid samme.
Paberipulga lisaetapid:
- Lõikamine:Kasutades liikuvat nuga või pöörlevat lõikurit, lõikab stabiilse keritud toru soovitud pikkusega. Lõike kvaliteet on oluline. Räsitud servad võivad põhjustada killustumist. See ei ole lubatud toiduga kokkupuutel ega suuhoolduses.
- Lõppviimistlus:Mõned kasutusviisid nõuavad ümarat otsa, kitsenevaid otsi või kaldserva. Need on valmistatud pöörlevate lihvketaste, kuumutavate vormijate või ultraheli lõikeriistade abil, mis asuvad lõikejaama taga.
- Kuiv:Vee-baasil liim vajab pärast kerimist kuiva kanalit, et side korralikult kinnituda. Kuumaõhukuivatid või infrapunatunnelid võivad sõltuvalt toru kiirusest ja liimisegust lisada 2–10 meetrit põrandapinda.
- Kontrollige:Kontrollige kihi defekte, spetsifikatsioonist suuremat läbimõõtu, sirguse probleemi. Automaatsed nägemissüsteemid, mis kasutavad juhtmega-skaneerivaid kaameraid, on kiirliinidel{2}} sagedamini levinud.
Plastikust pulga lisaetapid:
- Lõikamine:sama stardikiirusega pöörlev lõikur. Lõikepindade puhtus sõltub tera teravusest ja lõiketemperatuurist. Nii külm on ja krõpsud servadega. Nii palav on, et serv paindub.
- Jahutus:Pärast suurushülsist väljumist läbib varras veevanni või{0}}õhkjahutusega konveieri. See tagab täieliku kõvenemise enne töötlemist (poolkristalliliste polümeeride puhul, nagu polüpropüleen ja polüetüleen). Ebapiisav jahutus põhjustab kõverdumist, mis võib põhjustada pulgakeste kõverdumist pärast pakendamist.
- Trükkimine/kaunistus:Pinnatrükk (flexo- või tamptrükk) on plastvarrastele lihtsam tänu selle siledale, aukudeta-viimistlusele. Pulkadele saab trükkida, kuid esmalt on vaja pinnatihendit või krunti, et vältida tindi imbumist kiududesse.
Mõju loodusele ja reeglitele
Paberi ja plastpulkade omadusi pole lihtne võrrelda. Nõude esitamine kogu elutsüklit arvestamata võib olla vale. Paber ja plastpulk töötavad paaris kahes väga erinevas jäätmesüsteemis, süsinikuloenduse raamistikus ja reeglikeskkonnas.
Paberipulgad pärinevad puidumassist ja on taastuv ressurss. EN 13432 reeglitele vastavad tööstuslikud kompostimisrajatised (90% või suurem lagunemine 12 nädala jooksul, filtreerimisjärgne lagunemine kuni 10%, ökotoksilisuse nõuded). Kuid paber ise kulutab palju energiat. See kasutab ka keemilisi tselluloosiprotsesse, mis nõuavad reovee puhastamist. Oma 2020. aasta ülevaates, milles võrreldi plast- ja paberpakendite{10}}mõjusid elutsüklile, leidis NCASI, et paberitoodetel on tootmisetapis suurem süsiniku jalajälg kui sarnastel plasttoodetel. See kompenseeritakse ainult siis, kui kasutate või taaskasutate mitu korda.
Fossiilkütusest PP või PE valmistatud plastvardad ei lagune tavalistes looduslikes tingimustes. Kui seda ei käsitleta õigesti, võib see suurendada plastireostust ookeanides ja maismaal. Kaasaegse plastpulkade tootmise ühikukvaliteediga energiatarve on aga madalam kui paberpulkade tootmisliinil. Polüolefiini mehaanilised ringlussevõtusüsteemid on paljudel turgudel hästi välja kujunenud. Taimepõhised-valikud, nagu PLA üleminek paberile, tasakaalustavad elu lõpus toimuvat. Kuid neil on ka oma sõltuvus farmi kasutamisest ja kompostimisvõimalustest.
Reeglite suundumus, eriti Euroopa Liidus, piirab ühekordselt{0}}kasutatavaid plastesemeid toitlustusteenustes ja isikliku hügieeni valdkonnas kooskõlas määrusega (EL) 2024/1251 (muutub 2026. aastast pärit ühekordselt kasutatavate plasttoodete direktiivi) ja sarnaste eeskirjadega mujal. Pulgatoodete puhul, mis kuuluvad sellistesse kategooriatesse nagu pulgakommid, joogisegajad ja ühekordsed vatitupsud, eelistavad reeglid taimseid{6}}materjale. See ei tähenda, et plastikust pulgamasinad ei töötaks. See tähendab, et nende turufookus nihkub korduvkasutatavale, vastupidavale või meditsiinilisele-kasutusele ning plastide eelised jõudluses õigustavad jätkuvat kasutamist.
Kulukomponentide võrdlus
Nende kahe mudeli vahel on suured erinevused ühikuhinna, jooksva kulu ja kogumaksumuse osas.
| Kulukategooriad | Paberipulga masin | Plastikust pulga masin |
|---|---|---|
| Esialgne investeering | Alumine lähtepunkt (mehaaniline mähis, küttesüsteem puudub) | Kõrgem lähtepunkt (ahjud, vormid, jahutid, temperatuuri regulaatorid) |
| Ühiku materjalikulud | Keskmine (paber + liim), üles-alla tselluloosi hind | Üldiselt madalam kilogrammi kohta (osakesed); kõigub õli/polümeeri hinnaga |
| Energiakasutus | Madal kuni mõõdukas (mootor, kuiv kuumus) | Keskmine{0}}kõrge (sulatusseadme kütteseadmed, jahutuspump, sulatuspump) |
| Tööriistade muudatused | Vahetage vardad (minutid), et muuta suurust | Asendage vormid (tunnid) ja kujundage vastavalt suurusele või kujule |
| Tööjõunõudlus | Mõõdukas (kellamähis, täiteliim, reguleeritav lõikur) | Stabiilses seisukorras madalam (-installijärgne liitmine väga automatiseeritud) |
| Hoolduse keerukus | Mehaanilised laagrid, lõiketerad, kummidüüsid | Kruvide kulumine, küttekeha osad, hallituse puhastus/hooldus |
| Tüüpiline tasuvusaeg | Numbrites lühem | Suuremahuliste{0}}juhtumite puhul pikemad, kuid väiksemad lisakulud |
Plastspooni ühiku kogumaksumus on asukohast, tööjõukulust ja energiakulust olenevalt madalam kui{0}}paberpulga purunemine. Kuid pulkade keskmine suurus (läbimõõt 3–8 millimeetrit ja pikkus 50–200 millimeetrit) on umbes 1–3 miljonit pulka aastas.
Kasutage sobitamise juhendit
Valik kahe masinatüübi vahel sõltub varraste kasutamisest.
Valige paberipulga masin, kui:
- Lõpptoode on toiduga kokkupuude, suuhooldustooted või ühekordsed{0}}tarbekaubad, millele kehtivad plastipiirangud
- Brändi kuvand keskendub olulisele teabele jätkusuutlikkuse, kompostitava või "loodusliku" kohta
- Toode nõuab head pikisuunalist tõukejõudu ja mõõdukat painduvust (nt pulgakommi käepide, mida tuleb painutada ilma purunemata)
- Majandus Tootmismahud alla plasti sulamistemperatuuri
Plastikust kleebise valimisel:
- Lõpptoote jaoks nõutav suuruse täpsus on suurem, kui seda on võimalik tuulel põhinevate protsesside abil usaldusväärselt saavutada{0}}
- Kasutamiseks vajalik kemikaalikindlus, veekindlus või steriliseerimine (autoklaavimine)
- Toode on vastupidav või korduvkasutatav ese (kosmeetilised aplikaatorid, tööstuslik sond)
- Maht õigustab masinainvesteeringuid, turg aktsepteerib plastmaterjale
Paberi- ja plastpulkade valmistajad on seadistatud kahe tootmisliiniga ühe katuse all, mis võimaldab tootjatel ühest tootmiskohast kahte tüüpi materjali teenindada. See annab klientidele valiku materjale, mida üht tüüpi tootja ei suuda pakkuda.