Анализ причин недостаточной жесткости гофрокартона на полуавтоматических производственных линиях

Анализ причин недостаточной жесткости гофрокартона на полуавтоматических производственных линиях

В индустрии гофрокартонной упаковки жесткость (или прочность) картона является критическим свойством, напрямую влияющим на эксплуатационные характеристики и прочность штабелирования конечных коробок. Хотя полуавтоматические производственные линии предлагают экономичное решение, они особенно подвержены производству картона, который кажется мягким, гибким и не обладает необходимой жесткостью. Эта проблема редко возникает из-за одной ошибки, а часто является кумулятивным результатом нескольких взаимосвязанных факторов в четырех ключевых областях: сырье, производственный процесс, состояние оборудования и управление окружающей средой.

1. Проблемы с сырьем

Качество входных материалов устанавливает фундаментальный предел потенциальной жесткости картона.

Недостаточная поверхностная плотность: использование покровной бумаги или гофрирующего слоя (флютинга) слишком малого веса просто означает, что имеется меньше волокнистого материала для обеспечения структурной целостности. Картон не имеет прочной основы.

Низкое качество бумаги: низкокачественная бумага с короткими волокнами, высоким содержанием переработанного материала без надлежащего армирования или низкими значениями кольцевой прочности на сжатие (RCT) и испытания на сжатие на коротком пролете (SCT) приведет к слабому субстрату. Гофрирующий слой, который действует как «двутавровая балка» картона, особенно важен; если он слабый, вся структура будет нарушена.

Неправильное содержание влаги: это основная причина.

Чрезмерно высокая влажность: чрезмерно влажная бумага становится мягкой и податливой. Водородные связи между волокнами ослабевают, резко снижая жесткость. Бумага, поступающая на производственную линию с высоким содержанием влаги, является рецептом мягкого картона.

Чрезмерно низкая влажность: хрупкая бумага может разрушить свои волокна в процессе гофрирования, создавая микроповреждения, которые снижают прочность.

Ненадлежащие условия хранения: рулоны сырой бумаги, хранящиеся во влажной среде, будут поглощать влагу из окружающей среды, что приведет к проблеме «высокой влажности» еще до начала производства.

2. Параметры производственного процесса

Полуавтоматические линии в значительной степени зависят от квалификации оператора. Неправильные настройки станка — прямой путь к плохой жесткости картона.

Процесс склеивания клеем:

Чрезмерное нанесение крахмала: слишком много клея проникает и насыщает кончики гофров, вызывая их разрушение и потерю арочной формы. Это разрушает структуру «двутавровой балки» и вносит избыточную воду в картон, делая его мягким.

Недостаточное нанесение крахмала: слишком мало клея создает слабую связь между лайнерами и гофрами. Слои могут расслаиваться под давлением, и картон не действует как сплоченное, жесткое целое.

Неправильный состав крахмала: неправильный баланс крахмала, каустической соды (щелочи) и воды может привести к неправильной вязкости. Низкая вязкость вызывает чрезмерное проникновение, в то время как высокая вязкость вызывает плохое склеивание и «пропуск клея».

Процесс гофрирования:

Неправильное давление в валках: давление между гофрирующим валом и прижимным валом имеет решающее значение.

Чрезмерное давление: это раздавливает кончики гофров, сплющивая гофры и разрушая их несущую способность.

Недостаточное давление: приводит к плохо сформированным, мелким гофрам, которые плохо приклеиваются к лайнерам, создавая слабую структуру.

Недостаточный нагрев гофрирующих валов: тепло необходимо для правильного формирования гофров и начальной желатинизации крахмала. Низкая температура валов приводит к плохой форме гофров и слабой начальной связи, что способствует образованию мягкого картона.

Сушка и отверждение:

Несоответствие скорости и температуры: если скорость линии слишком высока для настроек температуры горячих плит, вода в крахмале не испаряется полностью. Картон выходит из линии с высокой остаточной влажностью, ощущается теплым и мягким.

Недостаточное охлаждение: картон, выходящий из сушилки, горячий и пластичный. Волокна гибкие, а крахмал не полностью застыл. Без надлежащего охлаждения (с помощью воздушных вентиляторов и естественного охлаждения на конвейере) картон не достигает своей окончательной отвержденной жесткости. Полуавтоматические линии часто имеют ограниченные секции охлаждения.

3. Состояние оборудования

Механическое состояние полуавтоматической линии является основным фактором.

Изношенные гофрирующие валы: это распространенная и серьезная проблема. Изношенные валы не могут сформировать точный, последовательный профиль гофров. В результате гофры неправильной формы имеют значительно сниженную прочность на сжатие.

Неровные или деформированные горячие плиты: если нагревательные плиты не выровнены или имеют температурные несоответствия, картон будет высушен и отвержден неравномерно, что приведет к появлению мягких пятен и деформации.

Неправильно выровненные или изношенные прижимные валы: они вызывают непостоянное давление по ширине полотна, что приводит к неравномерному склеиванию и переменному качеству картона.

4. Условия окружающей среды и обработка после производства

Высокая влажность окружающей среды: влажная производственная среда или среда хранения позволяет готовому гофрокартону повторно поглощать влагу из воздуха, явление, известное как «восстановление», которое быстро снижает его жесткость.

Неправильная укладка и обработка:

Слишком высокая укладка: вес штабеля может раздавить нижние листы, навсегда деформируя гофры и снижая их жесткость.

Неравномерная укладка: вызывает коробление и изгиб картона, оказывая нагрузку на гофры и ставя под угрозу их структурную целостность.

Заключение и рекомендуемый план действий

Поиск и устранение неисправностей мягкого картона на полуавтоматической линии требует систематического подхода. Начните с самых простых и распространенных причин:

Проведите тест «Прикоснись и послушай»: пощупайте картон на предмет влажности и прохлады. Попробуйте согнуть его; жесткий картон издаст резкий треск, а мягкий картон — глухой, приглушенный звук.

Проверьте клеевую линию: отделите слои друг от друга. Хорошая связь разорвет волокна бумаги. Плохая связь покажет чистое, легкое разделение.

Проверьте сырье: проверьте спецификацию и условия хранения текущих рулонов бумаги.

Осмотрите станок: сосредоточьтесь на гофрирующих валах на предмет износа и проверьте настройки температуры/давления на каждом этапе.

Систематически исследуя эти области — материал, процесс, станок и окружающую среду — операторы полуавтоматических линий могут выявить основные причины недостаточной жесткости и принять точные корректирующие меры для производства более жесткого, прочного и надежного гофрокартона.