बबल पेपर बनाने की मशीन के पीछे मुख्य तकनीकी सिद्धांत क्या है?

आज किसी भी ई-कॉमर्स लॉजिस्टिक्स गोदाम में जाएं और आपको पैकिंग लाइन के पार तेजी से कुशनिंग सामग्री के रोल मिलेंगे। तेजी से, सामग्री अब प्लास्टिक बबल रैप नहीं रह गई है {{2}यह क्राफ्ट पेपर है, जिसे यांत्रिक रूप से हवा से भरे गुंबदों, मार्गों या छत्ते की कोशिकाओं में बदल दिया गया है। इसे बनाने में जिस उपकरण का उपयोग किया जाता है उसे स्टायरोफोम पेपर मशीन कहा जाता है। लेकिन कुछ खरीदार, ऑर्डर करते समय बबल पेपर बनाने की मशीन, फाइबर ऑप्टिक्स पर इसके वास्तविक प्रभाव के बारे में पूछने के लिए उत्पादन आकार और गति के आंकड़ों से परे देखें। मूल प्रौद्योगिकी सोच को समझना महत्वपूर्ण है क्योंकि यह निर्धारित करता है कि कौन सा कागज साफ-सुथरा चलेगा, आपको कौन सा कुशन आकार मिलेगा, लाइन वास्तव में कितनी तेजी से चलती है, और मोल्डिंग रोलर को वास्तव में क्या चाहिए।

प्रारंभिक बिंदु: सब्सट्रेट गुण और तनाव नियंत्रण

एक भी गुंबद को दबाने से पहले,बबल पेपर बनाने की मशीनएक बड़े रोल से कागज को समान रूप से दर्ज करना चाहिए। रोल की चौड़ाई आम तौर पर 300 मिमी और 1500 मिमी के बीच होती है। तनाव दूर करना कोई छोटी बात नहीं है। क्राफ्ट पेपर में टूटने से पहले तन्यता क्षमता कम होती है {{5}आम तौर पर 60 - 90 जीएसएम, यांत्रिक दिशा मानक नए क्राफ्ट में 3-6 प्रतिशत तक खिंचाव होता है। इसका मतलब यह है कि गठन क्षेत्र को खींचने या फाड़ने से पहले बहुत अधिक तनाव होना चाहिए, न कि फाइबर की मात्रा को एक उभरे हुए रोलर द्वारा सफाई से धकेलना चाहिए।

आधुनिक फ़ैक्टरी लाइनें बड़े रोलर के लुढ़कने पर समग्र रोलर आकार के वेब तनाव को ±5-10 N के भीतर रखने के लिए चुंबकीय पाउडर ब्रेक या सर्वो नियंत्रित अनवाइंड मोटर का उपयोग करती हैं। इस नियंत्रण के बिना, रोल रोल शुरू से रोल अंत तक की गहराई बनाना अलग है। नए रोलर के पहले कुछ मीटर के भीतर बनाए गए एयर पॉकेट कोर के पास बनाए गए एयर पॉकेट से स्पष्ट रूप से भिन्न होते हैं।

मुख्य सिद्धांत: मिलान किए गए फॉर्मिंग रोलर्स के बीच यांत्रिक एम्बॉसिंग

स्टायरोफोम पेपर मशीन की मूल कार्य विधि रोलर एम्बॉसिंग है। इसे डाई{{1}रोलर फॉर्मिंग या प्रेस{2}फॉर्मिंग के रूप में भी जाना जाता है। इस प्रक्रिया में, क्राफ्ट पेपर का एक टुकड़ा विपरीत दिशाओं में घूमते हुए दो रोलर्स द्वारा बनाए गए अंतराल से गुजरता है। इन रोलर्स की सतहों में समान अवतल और अवतल पैटर्न होते हैं।

जैसे ही कागज इस अंतराल में प्रवेश करता है, तीन चीजें होती हैं, चाहे गर्म हो या कमरे का तापमान:

• आंशिक फाइबर निचोड़ता है और हिलता है- प्रत्येक उभरे हुए नर रोलर को एक मेल खाते तिरछे मादा रोलर में धकेल दिया जाता है। इन क्षेत्रों में कागज के रेशे स्थायी रूप से मुड़े हुए या नीचे (सीधे सतह से) होते हैं। यह एक गुंबद, स्तंभ या सेल बनाता है और इसे मूल कागज की सतह पर चिपका देता है।
• गुंबद की दीवार खिंचने पर यह सख्त हो जाता है- प्रत्येक बुलबुले के किनारे पर फाइबर ऑप्टिक नेटवर्क फैला हुआ है। क्राफ्ट पेपर में अपने लंबे फाइबर और उच्च आंसू शक्ति के कारण पुनर्नवीनीकरण या लकड़ी मुक्त प्रिंटिंग पेपर की तुलना में बेहतर फ्लेक्सुरल प्रतिरोध होता है। गुंबद की दीवार पर एक अवशिष्ट तनाव है जो संरचना को दबाव में कठोर बने रहने में मदद करता है।
• वायु को पकड़ लिया जाता है- दूसरी परत (सपाट पिछली परत) जोड़ने और एक साथ चिपकाने के बाद, प्रत्येक गुंबद के अंदर की बाहर निकली हुई जगह इनडोर हवा की एक छोटी सी जेब को पकड़ लेती है। बुलबुले की गद्दी लगभग पूरी तरह से दबाव में एयर बैग की धीमी गति से कुचलने से होती है, न कि कागज की अपनी कठोरता से।

ये तीन चरण {{0}दबाना, खींचना और हवा पकड़ना- उभरे हुए बबल पेपर को हनीकॉम्ब पेपर से अलग करते हैं। छत्ते की संरचना कागज की सतह पर सपाट होती है। उभरे हुए बबल पेपर की संरचना उभरे हुए बबल पेपर की सतह द्वारा समर्थित होती है, जो मुख्य रूप से हवा को अवशोषित करके ऊर्जा को अवशोषित करती है।

रोलर डिज़ाइन बनाना: वह वेरिएबल जो हर चीज़ को नियंत्रित करता है

बनाने वाले रोलर का आकार अंतिम उत्पाद के बारे में लगभग सब कुछ निर्धारित करता है: डोम की ऊंचाई

ई, गुंबद की दूरी, खुलेपन का अनुपात, और अंत में दबाव में कुशनिंग वक्र। एक विशिष्ट फोम पेपर मशीन में, ड्रम कठोर मिश्र धातु इस्पात से बना होता है और सतह उपचार (आमतौर पर नाइट्रीकरण या क्रोमियम चढ़ाना) एचआरसी 55 {{2 }} 62 की सतह कठोरता प्राप्त करता है। यह आवश्यक है क्योंकि क्राफ्ट पेपर, हालांकि अपने आप में नरम है, पल्पिंग प्रक्रिया से सिलिका युक्त खनिज अवशेष है। 30-80 मीटर/मिनट की स्थिर गति से, वे सैंडपेपर की तरह काम करते हैं।

मुख्य डिज़ाइन चर में शामिल हैं:

• गुंबद का व्यास:अधिकांश मशीनें सामान्य ई-कॉमर्स पैकेजिंग के लिए 8-12 मिमी की सीमा का लक्ष्य रखती हैं। छोटे गुंबद (4-6 मिमी) प्लेटों को सख्त बनाते हैं और सघन बनाते हैं। बड़ा गुंबद (15-20 मिमी) भारी वस्तुओं के लिए नरम, हल्की सुरक्षा प्रदान करता है।
• गुंबद की ऊंचाई से व्यास का अनुपात:0.4-0.6 जाले को तोड़े बिना क्राफ्ट पेपर पर उभारने की व्यावहारिक सीमा है। उसके ऊपर, कागज़ बहुत दूर तक खिंच जाता है, और गुंबद के कंधों पर छोटे-छोटे घाव दिखाई देते हैं।

• रोलर प्रेस (निप बल):रोलर की चौड़ाई एन/मिमी के रूप में व्यक्त किया गया और कागज के वजन से मेल खाने के लिए सेट किया गया। स्थिर गुंबद गहराई प्राप्त करने के लिए 75 जीएसएम क्राफ्ट वेब को आमतौर पर 60-100 एन/मिमी की आवश्यकता होती है। 90 जीएसएम कागज को 100-140 एन/मिमी की आवश्यकता हो सकती है। कागज़ के फ़ाइबर को अधिक संपीड़ित करने और गुंबद के उछाल को कम करने के लिए बहुत अधिक दबाव का उपयोग करें। कम दबाव के कारण उथले गुंबद हवा को अच्छी तरह से रोक पाने में विफल हो सकते हैं।

   

तापन बनाम परिवेश निर्माण

कुछ फ़ैक्टरी लाइनें अंतराल बनाने से पहले प्रीहीटिंग ज़ोन जोड़ती हैं। यह कागज की सतहों पर 60-90 डिग्री तक पहुंचने के लिए विकिरण या संपर्क हीटिंग हो सकता है। गर्म करने से फाइबर नेटवर्क में हेमिकेल्यूलोज बाइंडर्स नरम हो जाते हैं। यह अस्थायी रूप से कागज को बनाने में आसान बनाता है और कम रोलर दबाव के साथ गहरे गुंबदों की अनुमति देता है। इसका दोष उच्च ऊर्जा खपत, लेमिनेशन से पहले धीमी गति से ठंडा होना और कागज की सतहों को जलने से बचाने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण की आवश्यकता है।

दूसरी ओर, कमरे का तापमान बनाने में केवल यांत्रिक बल का उपयोग होता है। तेज़ स्थापना और कम ऊर्जा खपत। यह मानक क्राफ्ट पेपर के लिए सबसे आम तरीका भी है। लेकिन इसमें गुंबद की ऊंचाई पर सख्त सीमाएं हैं और यह कागज नहीं फाड़ सकता। परिणामस्वरूप, गहरे गुंबद संरचनाओं के लिए मशीनों में आमतौर पर एक थर्मल फॉर्मिंग मॉड्यूल शामिल होता है।

लेमिनेशन: अंदर की हवा को सील करना

उभरी हुई परत में स्वयं एक खुला गुंबद होता है -हवा की जेबें खुली होती हैं। कागज की एक दूसरी शीट (आमतौर पर 40-60 जीएसएम लाइनर) को एक उभरे हुए रोलर या बॉन्डिंग गैप का उपयोग करके उभरी हुई परत के पीछे ले जाया जाता है। गोंद प्रणालियों में आम तौर पर निम्नलिखित शामिल होते हैं:

• थर्माप्लास्टिक गोंद (ईवीए या पॉलीओलेफ़िन)130{3}}160 डिग्री पर एक स्लॉट {{0}डाई या रोलर कोटर में लगाया जाता है। यह हाई-स्पीड बॉन्डिंग के लिए बहुत प्रभावी है क्योंकि इसे तुरंत जोड़ा जा सकता है।
• पूरी तरह से पुनर्चक्रण योग्य, प्लास्टिक{{0}मुक्त ठंडा पानी{{1}आधारित गोंद (स्टार्च या ऐक्रेलिक फैलाव)।ठंडे गोंद को एक साथ चिपकने में लंबा समय लगता है और आमतौर पर गोंद सूखने पर दबाव बनाए रखने के लिए संपीड़न अनुभाग की आवश्यकता होती है।
• बॉन्डिंग लाइन को बनाने वाले रोलर की गति से बिल्कुल मेल खाना चाहिए। उभरे हुए जाले और लाइनर के बीच किसी भी समय के अंतर के कारण गुंबद और लाइनर गलत संरेखित हो जाएंगे। यह या तो बुलबुले को खुलने से रोकता है (जिससे कम हवा रुकती है) या गुंबद के किनारों को एक साथ चिपकने से रोकता है (जो पार्श्व दबाव में उन्हें कमजोर बनाता है)।

गति, आउटपुट और ऊर्जा खपत

मध्यम आकार की औद्योगिक फोम पेपर मशीनें 40-60 मीटर/मिनट की गति और 600 मिमी की कार्यशील चौड़ाई या लगभग 1,440-2,160 रैखिक मीटर प्रति घंटे से चलती हैं। मानक गुंबद रिक्ति के आधार पर, प्रति घंटे लगभग 900-1,350 वर्ग मीटर तैयार कुशन सामग्री की आवश्यकता होती है। कुल कनेक्टेड पावर आम तौर पर 5-15kW के बीच होती है। इसमें तनाव नियंत्रण को खोलना, एक्चुएटर्स बनाना, स्टैकिंग और रिवाइंडिंग शामिल है। लेकिन 80 मीटर/मिनट से अधिक और 1000 मिमी चौड़ी हाई-स्पीड रेल लाइनें पूरी क्षमता पर 20-30 किलोवाट का उपयोग कर सकती हैं।

वैश्विक बबल रैप और सुरक्षात्मक पैकेजिंग बाजार का आकार 2024 में 6.2-6.4 बिलियन अमेरिकी डॉलर होने का अनुमान है, जिसमें प्लास्टिक और कागज आधारित बबल प्रकार दोनों शामिल हैं। कागज उत्पाद सबसे तेजी से बढ़ने वाला व्यवसाय है क्योंकि ई-कॉमर्स शिपिंग कंपनियों को एकल उपयोग वाले प्लास्टिक पर अधिक नियमों का सामना करना पड़ता है। कई विश्लेषकों का अनुमान है कि 2032 तक औसत वार्षिक वृद्धि 5% से 7% के बीच होगी। सही का चयन करेंबबल पेपर बनाने की मशीनइसका सीधा प्रभाव पड़ता है कि कोई सुविधा इस बढ़ती बाजार मांग को कितनी कुशलता से पूरा कर सकती है।

मशीन क्या नहीं कर सकती

यह समझना कि कैसे एबबल पेपर बनाने की मशीनकार्यों का अर्थ अपनी सीमाओं को समझना भी है। पुनर्चक्रित क्राफ्ट पेपर में फाइबर की लंबाई कम होती है और राख की मात्रा अधिक होती है। वे अंतराल बनाने में खराब प्रदर्शन करते हैं। गुम्बद की दीवारों के टूटने का खतरा अधिक होता है, जिससे समान वजन के नए लंबे फाइबर क्राफ्ट पेपर की तुलना में प्रति वर्ग इंच 15-25 प्रतिशत कम हवा फंसती है। मशीनें अकेले खराब कागज गुणवत्ता की समस्या का समाधान नहीं कर सकतीं। आकार रोलर में तय होता है और इष्टतम आउटपुट गुणवत्ता इनपुट पेपर द्वारा निर्धारित की जाती है।

साथ ही, इस प्रकार की मोल्डिंग मशीन हनीकॉम्ब पेपर मशीन से भिन्न होती है। वे सभी कागज को आकार देने के लिए रोलर्स का उपयोग करते हैं, लेकिन उपकरण का आकार, जिस तरह से कागज को खींचा जाता है और अंतिम कुशनिंग वक्र पूरी तरह से अलग होते हैं। हनीकॉम्ब कागज को एक छः तरफा जाली में खींचता है। बुलबुला कागज को एक बंद गुंबद में धकेल देता है। उनके बीच का चुनाव केवल दिखावट पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि यह संरक्षित उत्पाद के वजन और बल पैटर्न पर निर्भर करता है। प्रत्येकबबल पेपर बनाने की मशीनइसका उद्देश्य गुंबद संरचनाओं के लिए बनाया गया है, न कि छत्ते की जाली के लिए।

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न

प्रश्न: क्या यह पेपर कुशन मोल्डिंग डिवाइस सब्सट्रेट के रूप में पुनर्नवीनीकरण क्राफ्ट पेपर का उपयोग कर सकता है?

हाँ, लेकिन स्पष्ट प्रतिबंधों के साथ। पुनर्चक्रित कागजों के फाइबर की लंबाई कम होती है और फ्रैक्चर से पहले बढ़ाव की दर कम होती है। वे आम तौर पर 1.5 से 3 प्रतिशत स्केलेबल होते हैं, जबकि नए क्राफ्ट के लिए 4-6 प्रतिशत होते हैं। गुंबद को नीचे किया जाना चाहिए. रोलर का दबाव सावधानीपूर्वक सेट किया जाना चाहिए। गुंबद को टूटने से बचाने के लिए उत्पादन को 20-30 प्रतिशत तक कम करना होगा। कई ऑपरेटर लागत और मोल्डिंग को संतुलित करने के लिए पुनर्नवीनीकरण क्राफ्ट को नए क्राफ्ट (70/30 या 60/40 पुनर्नवीनीकरण से नए क्राफ्ट पेपर) के साथ मिलाते हैं।

प्रश्न: मोल्डिंग रोलर को कितनी बार बदला जाता है?

एक अच्छी तरह से बनाए रखी गई लाइन पर, नए 75 जीएसएम क्राफ्ट को 50 मीटर/मिनट की गति से चलाया जाता है, और गुंबद की ऊंचाई कम होने से पहले रोलर का कामकाजी जीवन आमतौर पर 12,000 से 18,000 घंटे होता है। पुनर्चक्रित कागज या उच्च सिलिकॉन सामग्री वाला कागज रोलर जीवन को 30-40 प्रतिशत तक कम कर सकता है। रोलर्स को पूरी तरह से बदलने से पहले उन्हें लंबे समय तक उसी स्थान पर रखने के लिए (गुंबद पैटर्न को फिर से बनाने के लिए) फिर से जमीन पर उतारा जाता है।

प्रश्न: स्टायरोफोम मशीन और स्टायरोफोम पेपर मशीन में क्या अंतर है?

डायाफ्राम मशीन एक फ्लैट मोल्ड के माध्यम से प्लास्टिक, आमतौर पर एलडीपीई को पिघलाती है, फिर इसे फोम बनाने के लिए एक छेद कवर के साथ एक रोलर पर वैक्यूम करती है, जिसे बाद में एक बैकिंग फिल्म संलग्न करने के लिए गर्म किया जाता है। जो पदार्थ बन रहा है वह पिघला हुआ प्लास्टिक है। स्टायरोफोम पेपर मशीनें मैचिंग ड्रम गैप के माध्यम से पूर्वनिर्मित पेपर नेट को धकेलती हैं। कागज न तो गर्म होता है और न ही पिघलता है। आउटपुट सामग्री अलग है: प्लास्टिक बबल रैप जलरोधक है और इसे केवल एक समर्पित प्लास्टिक फिल्म रीसाइक्लिंग सिस्टम में ही पुनर्नवीनीकरण किया जा सकता है। सामान्य पेपर रीसाइक्लिंग प्रणाली बबल रैप को स्वीकार करती है।

प्रश्न: क्या गुंबद का आकार मशीन की गति को प्रभावित करता है?

हाँ। छोटे गुंबद रिक्ति (सघन पैटर्न) के लिए अधिक सटीक रोलर संरेखण की आवश्यकता होती है, आमतौर पर कम रैखिक गति पर, यह सुनिश्चित करने के लिए कि फाइबर पूरी तरह से बाहर निकल गए हैं। बड़े गुंबद आकार-15 मिलीमीटर या अधिक व्यास वाले-उच्च गति का सामना कर सकते हैं, लेकिन अधिक रोलर दबाव की आवश्यकता होती है। इससे रोलर बेयरिंग पर भार बढ़ जाता है और ड्राइविंग मोटर से अधिक टॉर्क की आवश्यकता होती है।

प्रश्न: क्या सभी स्टायरोफोम पेपर मशीनों को तापमान नियंत्रण की आवश्यकता होती है?

नहीं, 60-90 जीएसएम पर मानक नए भूरे कागज का उपयोग अधिकांश व्यावसायिक उद्देश्यों के लिए किया जा सकता है। जब गुंबद का निर्माण कमरे के तापमान से अधिक होना चाहिए, या जब भारी कागज ({{4%) जीएसएम) का उपयोग किया जाता है, तो इसे गर्म करने की आवश्यकता होती है क्योंकि यांत्रिक निर्माण के लिए इतने दबाव की आवश्यकता होती है कि रोलर एक विस्तृत क्षेत्र में झुक सकता है।

सन्दर्भ एवं स्रोत

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• आईएसओ 1924-2 -कागज और बोर्ड - तन्य गुणों का निर्धारण - भाग 2: बढ़ाव विधि की निरंतर दर, इंटरनैशनल ऑर्गनाइज़ेशन फॉर स्टैंडर्डाइज़ेशन।