Frågan låter enkel, men svaret beror på fysiken, som de flesta som köper tidningar aldrig pratar om. ARak typ av pappersstavformningsmaskinhar samma grundidé som krökt pappersstavformningsmaskin. De använder alla spiralomslagstejp och lim för att hålla ihop under spänning. Sedan klippte de den lång. Men formen på formningsbanan förändrar nästan varje mätbar detalj i produktionen. Detta inkluderar spiralspänningsspridning, väggtjockleksjämnhet, dornåtkomst och den maximala linjära hastigheten som maskinen kan upprätthålla innan pappersröret förlorar sin formstyrka.
Här är en titt på vad varje inställning verkligen gör för papper, var den fungerar bäst och vilka jobb som tvingar dig att välja en typ, inte bara en.
Vad "Straight" och "Bent" faktiskt beskriver
Vid tillverkning av pappersstavar syftar namnet på formstavens sittläge i förhållande till pappersremsans matningsbana.
På en bandmaskin är matarstången rak eller nästan rak. I ena änden av bandet låg en rulle. Den virar runt stången i en spiralform under kontrollerad spänning. Det gjutna röret kommer sedan ut i samma raka linje längst ut. Hela formområdet - från tejp till skär - följer en rak linje.
På en böjd banmaskin (böjd eller vinklad-styrtyp) har matningsremsan och stångaxeln en fast vinkel. Det brukar vara 30–60 grader. Så tejpen måste ändra riktning när den närmar sig curlingpunkten. Det formade röret rullas i en vinkel mot matningen.
Formskillnaden låter liten. Men det har också stor inverkan.
Slingrande spänning: Där fysiken divergerar
Lindningsspänning är det viktigaste problemet vid formning av spiralpappersrör. Om spänningen är för låg kommer röret att kollapsa. Om det är för högt rivs papperets inre lager och överlappar varandra. En klubba eller halmstång, vanligtvis 4-8 mm i diameter, har ett målspänningsområde på ca 2-8N för 60 ca 2-8 N. gsm papperstejp. ISO 9073-3:2020 ger metoden att sträcka papperstejparna i detta tjockleksområde.
I en rät-linje-inställning rör sig bandet i en rak linje till lindningspunkten. Spänningsförändringar-från spolens vikt, till tejpens tjocklek eller motorns vridmoment-går rakt till lindningspunkten, utan någon formförändring däremellan. Sambandet mellan bromsspänningen på släpprullen och spänningen på stången är nästan linjär och lätt att förutse. Denna förutsägbarhet gör att en rak formningsmaskin för papper kan arbeta med en jämn linjehastighet på 150–400 m/min utan konstant spänningsoscillation. Men du måste justera frigöringsbromsrättigheterna (Soroka, 2009).
I en bockningsmaskin måste tejpen böjas runt styrskensdelen innan den når stången. Detta ökar friktionseffekten-. Spänningen vid lindningspunkten är lika med e ^ (mu) av matningsspänningen. Här är myonen antalet friktionspunkter på styrskenans yta, radievinkeln (Eytelwein capstan-ekvation, citerad i Hamrock, Schmid & Jacobson, 2004). Spänningen av 45?? styrskenan är cirka 1,11 gånger högre vid muon=0.15 (bestruken styrskena kontra 70 g/m2 papper). Denna effekt är liten när maskinen är stabil, men den blir större när den accelererar och saktar ner. Detta är när trögheten förändrar den sanna myonen under en kort tid. Den här typen av fel inträffar nästan aldrig i rak-linjeproduktion när alla andra inställningar är desamma.
Dorngeometri och vägg-tjocklekslikformighet
Stången bestämmer den inre hålstorleken på den färdiga pinnen. På en bandmaskin är stången en lång, statisk stålstav (eller ihåligt rör för att kyla vatten i en snabb linje). Den löper i hela lindningsområdet och vanligtvis 600–1 200 mm. Papper formas och faller bort från den fria änden av stången.
Eftersom stången är rak och den slingrande banan är en rak linje, förblir spiralstigningsvinkeln-vinkeln med vilken tejpen omger stången-samma över hela formningslängden. En stadig tonhöjd betyder en stadig lageröverlappningsbredd. Detta ger en stabil väggtjocklek. TAPPI T411-mätning av färdig rörtjocklek i rak-linjeproduktion visar vanligtvis en variation på under 3 % i rörlängd.
I bockningsmaskinen gör styrskenans riktningsändring att det yttre lagrets inflygningsvinkel blir lite mer ojämn än det inre lagrets. Dessa ojämnheter är minimala-det finns vanligtvis en skillnad på 1-3 grader i den faktiska lindningsvinkeln mellan tejpens proximala och distala kanter – men det gör en märkbar skillnad i överlappningsbredden runt rörcirkeln. För klubbor eller bomullspinneskaft är rundheten i tvärsnittet viktig (klubban måste passa för formar eller svabbhuvuden), liksom variationen i tjockleken på väggens omkrets. För papperssugrör gömda inuti produkten spelar det ingen roll.
Dorntillgång och bytestid
Alla gjutmaskiner som kör en annan stickdiametrar måste byta ut staven. Det är det stora med att straighta utspelas i den verkliga världen.
På en linjär maskin drar du staven rakt från ena änden av lindningsområdet. Jobbet kräver ingen paus från mentorskapet. Den behöver inte träs om-genom en böjd styrskena, och den behöver inte heller-vinklas om. En utbildad arbetare byter stolpe i en rak linje på 8–15 minuter. TAPPI T556 ger ett allmänt installationstidsnummer för slangmaskiner, men den faktiska tiden varierar beroende på typ av maskin.
I en bockningsmaskin är stången fixerad i en distinkt vinkel mot matningsmängden. För att ta bort den måste du först rensa styrenheten. För att sätta tillbaka den måste du återställa vinkeln med vilken styrstången böjs för att matcha den nya stångdiametern. Detta beror på att den optimala bockningsformen varierar med rörets diameter. Bytestid för böjaren är 20–45 minuter för gesällen. Extra stilleståndstid på 15 till 30 minuter per skift läggs till vid produktionsplatser där diameterdiametern ändras dagligen, såsom blandade beställningar av stjälkar från 6 mm till 12 mm i diameter.
Hastighet och utgångskapacitet
Formningsmaskiner för raka pappersstavar med ett enda spolhuvud arbetar vanligtvis i gjutrör på 150–400 m/min. Detta möjliggör skärning av cirka 2 500–8 000 färdiga pinnar med en längd av 60 mm per minut. Snabba, skrymmande modeller med två eller fyra parallella stavar på en ram kan överstiga 15 000 stycken per minut.
Böjmaskiner, på grund av vinschens spänningsgräns som vi diskuterade tidigare, är i allmänhet klassade till 80–250 m/min. Spänningsproblemet vid hög hastighet bestämmer deras faktiska gräns. Det hastighetsgapet är en viktig affärsfaktor för ett mycket stort antal grundläggande halmproduktion-som cateringjobb som beställer tiotals miljoner halmstrån.
För jobb med tjocka-väggar (3 till 5 lager krävs för en väggtjocklek än 0,6 mm) är hastighetsfördelen med direkt installation mycket mindre. Fler pappersmatningsstationer behövs för fler-lagerlindning. På en plattång kräver varje ny tejpbit en längre formyta. Detta gör maskinen större. I en bockningsmaskin är det mer sannolikt att mindre former anpassar sig till större ingångsvinkel i mindre utrymmen. För tjocka-väggiga industripappersrör-snarare än pinnar- är lindning vanligtvis det bästa alternativet. Detta beror på att rumsliga begränsningar är viktigare än hastighetskrav (Twede & Selke, 2005).
Cut-Off Mechanism and End-Ansiktskvalitet
Båda maskintyperna använder en av två trunkeringsmetoder. Den ena är ett roterande skivblad som används för att skära rörliga rör. Den andra är ett spårverktyg, som följer längden på ett rör under kapning. Kvaliteten på änden-kanten på snittet och om det finns en rivning-beror till stor del på bladets skärpa och hastighetsförhållande. Det spelar ingen roll om banan är rak eller krökt.
Det är den verkliga skillnaden. Trunkeringsenheten är placerad i änden av rörbanan på ett membran. Detta gör det enkelt att lägga till en andra skärstation så att båda längderna är samtidigt. På böjaren kommer röret ut i vinkel. Därför, för att lägga till en andra skärstation till linjen, måste du lägga till en rak del av röret mellan lindning och skärning.
För jobb som kräver exakta inversioner eller diagonaler-som medicinska munstycken, bomullspinneskaft och kaffeomrörare-kan du lägga till en sekundär avfasningsstation längst ut på båda enheterna. I det här steget har ingen av typerna några formbaserade-fördelar.
Applikationsmatchning: Vilket format hör till var
Rätt typ av maskin kommer från det du behöver göra, inte från allmänna preferenser.
Raka tåg är det normala valet för:
- Pappersstrån (4–12 mm diameter, stor portion)
- Lollipops och godiskakor (3–6 mm, fel storlek, måste passa mögel)
- Skaft för bomullspinne (2,5–3,5 mm, rundhet är viktig för montering av pinnhuvud)
- Medicinska applikatorer (rak-stång utdragbar enkel rengöringsform gör renrumsproduktion enklare)
Böjda-banor är bättre för:
- Tjocka-tapetrör när det är trångt
- Låg till medelvolym produktion med få diameterändringar
- Jobb där en flexibel rörutgångsvinkel gör det lättare att ansluta till en större produktionslinje
Medelstora-jobb-som 100 miljoner till 300 miljoner strån på 6 till 8 millimeter per år-gör ingen skillnad. För dessa duger vilken typ som helst. Nästa val är hur väl arbetarna känner till maskinen, om delar är lättillgängliga och hur mycket maskinen kostar.
En anmärkning om limapplicering
Båda modellerna använder vatten-baserat dextrin eller PVA-lim i områden där tejpen överlappar varandra. Limsystemet beror inte på lockformen, utan limmets torktid beror på lockformen. Vid 350 mph lämnar formröret lindningsområdet på cirka 0,1 till 0,2 sekunder. Om limmet inte är tillräckligt hårt för att stoppa röret från att öppnas vid den punkten, kommer röret att gå sönder på sågen. Du kan lösa detta problem genom att kontrollera tjockleken på limet (vanligtvis 2 000 till 20 mps, ISO 2555 grader C) och linjetemperaturen. I böjda maskiner med låg-hastighet, ju längre tuben stannar på stången, desto längre torktid har limet. Detta är en verklig fördel för den långsamma torkningen av lim i kalla miljöer.
Sammanfattning
Valet av rak-stickformningsmaskin och böjd pappersstavformningsmaskin är inte alltid bättre. En pappersstavformningsmaskin av rak typ har högre effekt, jämnare väggtjocklek, snabbare stavändringshastighet och stabilare lindningsspänning i hela hastighetsområdet. Dessa fördelar är nyckeln till mass-produktion av halm och godis. Den böjda banan är inställd för att ge dig en mindre storlek och en lägre toppspänning i stöveln. Dessa är viktiga för tjocka-väggiga rör, låg-volym som löper och kompakta produktionsgolv.
För alla matkontaktoperationer som kräver snäva diameterfel och hög effekt, är rak-genom den tekniska standarden. För allt annat kan byggnadens form vara det sista ordet.
Referenser
- ISO 9073-3:2020.Textilier - Testmetoder för nonwovens - Del 3: Bestämning av draghållfasthet och töjning. ISO.
- TAPPI T411 om-15.Tjocklek (ok) på papper, kartong och kombinerad kartong. TAPPI.
- TAPPI T556 pm-12.Procedurer för att bestämma lämpligheten av papperstillverkningsutrustning för olika papperstyper. TAPPI.
- ISO 2555:2018.Plast - Hartser i flytande tillstånd eller som emulsioner eller dispersioner - Bestämning av skenbar viskositet med Brookfield-testmetoden. ISO.
- Hamrock, BJ, Schmid, SR & Jacobson, BO (2004).Grunderna för vätskefilmssmörjning(2:a upplagan). Marcel Dekker. (Capstan-ekvationen, kapitel 12.)
- Soroka, W. (2009).Grunderna i förpackningsteknik(4:e upplagan). Institute of Packaging Professionals.
- Tweede, D. & Selke, S. (2005).Kartonger, lådor och wellpapp: Handbok för pappers- och träförpackningsteknik. DEStech Publications.
- Paine, FA (1991).Användarhandboken för förpackningar. Blackie Akademiska.
- Hanlon, JF, Kelsey, RJ & Forcinio, HE (1998).Handbok för paketteknik(3:e upplagan). CRC Tryck.
- Robertson, GL (2013).Livsmedelsförpackningar: principer och praxis(3:e upplagan). CRC Tryck.
- ISO 534:2011.Papper och kartong - Bestämning av tjocklek, densitet och specifik volym. ISO.
- ASTM D2290-19.Standardtestmetod för skenbar draghållfasthet hos plaströr eller förstärkt plaströr med delad skivmetod. (Refererad för båge-stressmetodik som är tillämplig på strukturell testning av pappersrör.) ASTM International.