प्रश्न सरल लगता है. एक व्यक्ति कागज से छड़ियाँ बनाता है। दूसरा प्लास्टिक से छड़ियाँ बनाता है। लेकिन प्रत्येक मशीन के पीछे का असली काम केवल सामग्री को बदलना नहीं है। कागज की छड़ें और प्लास्टिक स्टिक मोल्डिंग मशीनें दो पूरी तरह से अलग-अलग निर्माण विधियां हैं। प्रत्येक सामग्री विभिन्न प्रकार की सामग्रियों (पॉलिमर या प्लांट फाइबर), एक अलग निर्माण विधि और अलग-अलग अंतिम उपयोग के लिए सबसे उपयुक्त है। इन अंतरों को समझना उन लोगों के लिए महत्वपूर्ण है जो यह देखना चाहते हैं कि कौन सी मशीनें उनके उत्पाद, नियमों और बाजार पथ पर फिट बैठती हैं।
यह पेपर इन दो मॉडलों को छह पहलुओं से पेश करता है: कच्चे माल का इनपुट, मुख्य मोल्डिंग विधि, आयाम नियंत्रण विधि, मोल्डिंग के बाद अतिरिक्त कदम, गुणों और नियमितता पर प्रभाव, और लागत संरचना।
कच्चा माल इनपुट: प्लांट फाइबर बनाम थर्मोप्लास्टिक्स
पेपरमेशी कागज सामग्री का उपयोग करती है। ये क्राफ्ट पेपर स्ट्रिप्स, न्यूज़प्रिंट रोल, या ट्यूब आकार में मुड़ी हुई विशेष सेलूलोज़ शीट हैं। सामग्री एक निश्चित वजन (आमतौर पर 60-120 ग्राम/वर्ग मीटर), पानी की मात्रा (स्थिर उलझाव होने पर 5-7% तक), और मशीन दिशा (एमडी) और क्रॉस दिशा (सीडी) में फाइबर अभिविन्यास से जुड़ी ताकत के साथ एक परतदार सामग्री है। आईएसओ 1924-2:2008 इन शक्ति मूल्यों के लिए एक परीक्षण विधि देता है। ये मान कागज की छड़ों के निर्माण के लिए महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वाइंडिंग के दौरान ट्यूब की अनम्यता यह निर्धारित करती है कि तैयार ट्यूब गोल रहेगी या अण्डाकार।
प्लास्टिक स्टिक मशीनें थर्मोप्लास्टिक छर्रों या कणिकाओं का उपयोग करती हैं। यह पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी), पॉलीइथाइलीन (पीई), पॉलीस्टाइरीन (पीएस) या प्लांट आधारित पॉलीलैक्टिक एसिड (पीएलए) हो सकता है। सामग्री मशीन में एक ठोस ड्रिल बिट के रूप में प्रवेश करती है। आकार लेने से पहले इसे पिघलना पड़ा। पहले से बनी शीटों के बजाय ठोस कणों से शुरू होने वाले इस अंतर - का मतलब है कि प्रत्येक प्लास्टिक स्टिक मशीन में एक पिघलने की प्रणाली (हॉपर, स्क्रू बैरल, हीटिंग जोन, मोल्ड) होती है जो पेपर स्टिक लाइन में नहीं होती है।
सामग्रियों में अंतर प्रक्रिया के अन्य भागों को प्रभावित करता है। पादप रेशे हवा से पानी सोखते हैं। तो थोड़ा फूला हुआ. उत्पादन के दौरान, यदि हवा की नमी बदलती है, तो अंतिम छड़ का आकार बदल जाता है। थर्मोप्लास्टिक पानी को अवशोषित नहीं करता है। लेकिन वे गर्मी पर प्रतिक्रिया करते हैं। उनकी पिघली हुई मोटाई तापमान के साथ गैर-रैखिक रूप से बदलती रहती है। पिघलने वाले क्षेत्र के तापमान में एक छोटा सा बदलाव आउटपुट आकार में बड़े बदलाव का कारण बनेगा। इन दो बहुत अलग सामग्रियों के व्यवहार को नियंत्रित करने के लिए पूरी तरह से अलग सेंसर और नियंत्रण घटकों की आवश्यकता होती है।
कोर बनाने की विधि: घुमावदार बनाम पिघलाना और बनाना
यह दोनों प्रकारों के बीच सबसे बड़ा कार्य अंतर है।
पेपर रॉड मशीन सर्पिल वाइंडिंग प्रक्रिया को अपनाती है। कागज की एक स्थिर पट्टी को एक निश्चित कोण पर घूमने वाली छड़ में डाला गया। छड़ के प्रत्येक घुमाव से आखिरी के चारों ओर कागज की एक परत लिपट जाती है। इससे दीवार की मोटाई धीरे-धीरे बढ़ेगी जब तक कि लक्ष्य बाहरी आकार तक न पहुंच जाए। गोंद{{4}आम तौर पर पॉलीविनाइल अल्कोहल (पीवीए), स्टार्ची बेस, या गर्म पिघला हुआ पदार्थ, अंतिम उपयोग के आधार पर {{5}वाइंडिंग के दौरान परतों के बीच डाला जाता है। गाधवे एट अल (2022), पेपर पैकिंग गोंद सिस्टम की अपनी समीक्षा में, ध्यान दें कि परतों के बीच आसंजन की ताकत चिपकने वाले की लोड के तहत दरार न करने की क्षमता निर्धारित करती है। इसलिए, कागज के ग्रेड की परवाह किए बिना, गोंद का चयन या उसका प्रयोग भी कागज की गुणवत्ता निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है।
वाइंडिंग कोण (पेपर स्ट्रिप और रॉड शाफ्ट की दिशा के बीच का कोण) उस गति को नियंत्रित करता है जिस पर आयाम बनते हैं और तैयार ट्यूब की ताकत होती है। उथला घुमावदार कोण (90 डिग्री के करीब, लगभग परिधि के आसपास) प्रत्येक छड़ को उच्च घूर्णन तीव्रता देता है, लेकिन आयाम धीरे-धीरे बढ़ते हैं। तीव्र कोण (लंबाई की दिशा के करीब) आकार को तेजी से बढ़ा सकते हैं, लेकिन परिधि की ताकत को कम कर सकते हैं और मोड़ भार के तहत परत की संभावना को बढ़ा सकते हैं।
प्लास्टिक स्टिक मशीनों को पिघलाकर ढाला जाता है, फिर आकार तय किया जाता है। कण स्क्रू बैरल में पिघल जाते हैं। फिर उन्हें एक गोलाकार सांचे में धकेल दिया जाता है जो पिघले हुए पॉलिमर को खोखले ट्यूब के आकार में ढाल देता है। पॉलिमर के पूरी तरह से सख्त होने से पहले बाहरी आकार निर्धारित करने के लिए ट्यूब सीधे घोल आस्तीन (आमतौर पर पानी से ठंडा) में चली जाती है। यह प्रक्रिया बिना रुके चलती है। एक छोर पर सामग्री. तैयार छड़ी दूसरे सिरे से बाहर निकली हुई है। उन्हें घुमाने वाले चाकू या घूमने वाले चाकू से लंबाई में काटा जाता है जो एक्सट्रूज़न के समान गति से चलते हैं।
प्लास्टिक एक्सट्रूज़न में कोई स्तरित संरचना नहीं होती है। दीवार की मोटाई डाई गैप और तनाव अनुपात (डाई निकास गति और टेकऑफ़ वेग का अनुपात) द्वारा निर्धारित की जाती है। तो प्लास्टिक की छड़ों में एक समान दीवार संरचना होती है (सभी एक ही दिशा में)। स्तरित घुमावदार पैटर्न के कारण कागज की छड़ों की अलग-अलग दिशाओं में (लंबाई के विपरीत वृत्त की परिधि पर) अलग-अलग ताकत होती है। यह संरचनात्मक अंतर सबसे महत्वपूर्ण तकनीकी अंतर है, जो कोई भी पेपर स्टिक और प्लास्टिक स्टिक मोल्डिंग मशीन खरीदता है, उसे उत्पाद लोड आवश्यकताओं के लिए मशीन आउटपुट का मिलान करते समय इस पर विचार करना चाहिए।
आकार नियंत्रण: प्रत्येक मशीन का आकार सही कैसे रखें
छड़ियों के लिए आकार सहनशीलता {{0}चाहे लॉलीपॉप हैंडल, कॉटन स्वैब शाफ्ट, ब्लेंडर या औद्योगिक उपकरण के रूप में उपयोग की जाती हो {{1}आमतौर पर बाहरी व्यास (ओडी) सहनशीलता, दीवार की मोटाई समतलता, लंबाई सहनशीलता और सीधापन द्वारा निर्धारित की जाती है। ISO 286 गोलाकार भागों की सीमा और सहनशीलता के लिए एक सामान्य रूपरेखा प्रदान करता है। लेकिन अधिक कठोर आंतरिक नियम अक्सर विशिष्ट क्षेत्रों (खाद्य प्रदर्शन, चिकित्सा, सौंदर्य प्रसाधन) में उपयोग किए जाते हैं।
मशीन सिस्टम बनाने के लिए पेपर स्टिक और प्लास्टिक स्टिक के लिए, इन सहनशीलता को बनाए रखने के तरीके बहुत अलग हैं।
रॉड व्यास नियंत्रण: रॉड के आकार की सटीकता (जो आंतरिक व्यास निर्धारित करता है), घुमावदार परतों की संख्या और कागज की मोटाई की एकरूपता पर निर्भर करता है। यदि एक रोल के भीतर कागज का वजन ±3% से अधिक बदलता है, तो उत्पादन के दौरान परतों के निर्माण के परिणामस्वरूप OD बहाव होता है। उच्च अंत मशीनों पर वास्तविक समय में इस बहाव को ठीक करने के लिए पेपर स्ट्रिप की घुमावदार खींचने या फ़ीड गति पर प्रतिक्रिया भेजने के लिए लेजर सेंसर का स्वचालित व्यास पता लगाने का उपयोग किया जाता है।
प्लास्टिक स्टिक व्यास नियंत्रण: मोल्ड के आकार की सटीकता, पिघले हुए दबाव की स्थिरता, शीतलन दर की समरूपता, गति की स्थिरता को कम करने पर निर्भर करता है। पेंच गति परिवर्तन, तापमान नियंत्रक परिसंचरण या असमान गोली खिला में परिवर्तन के कारण पिघले हुए दबाव की तरंगें - सीधे एक ही आवृत्ति पर ओडी पल्स बन जाती हैं। आधुनिक प्लास्टिक लेबलिंग मशीनें स्क्रू और डाई के बीच रखे जाने वाले गियर पंप (मेल्ट मीटरिंग पंप) का उपयोग करती हैं। यह दबाव के उतार-चढ़ाव को आउटपुट आकार भिन्नता से अलग करता है। स्थिर संचालन में, OD सहनशीलता ± 0.05 मिमी या अधिक है।
दीवार की मोटाई समरूपता: कागज़ की छड़ियों में, यह क्रमिक घुमावदार मार्गों के बीच ओवरलैप समरूपता द्वारा निर्धारित किया जाता है। आस-पास की पट्टियों के बीच कोई भी अंतराल स्थानीय गुच्छे का कारण बन सकता है। प्लास्टिक की छड़ों में, यह डाई सेंटरिंग सटीकता (डाई रॉड को बाहरी डाई रिंग के साथ पूरी तरह से केंद्रित होना चाहिए) और इस तथ्य से निर्धारित किया जाता है कि ट्यूब में कोई ढलान नहीं है जो पथ सेटिंग टूल में प्रवेश करने से पहले पिघल जाती है।
गठन के बाद अतिरिक्त कदम
कोई भी मॉडल वाइंडिंग हेड या डाई आउटलेट के अंत में तैयार उत्पाद प्रदान नहीं कर सकता है। दोनों को लागत और समय बढ़ाने के लिए अतिरिक्त कदमों की आवश्यकता है।
पेपर स्टिक अतिरिक्त चरण:
- काटना:चलती चाकू या रोटरी शीयर का उपयोग करके, लक्ष्य लंबाई तक एक स्थिर घाव ट्यूब को काटता है। कटिंग की गुणवत्ता महत्वपूर्ण है. टेढ़े-मेढ़े किनारों से विखंडन हो सकता है। खाद्य संपर्क या मौखिक देखभाल में इसकी अनुमति नहीं है।
- अंतिम समापन:कुछ उपयोगों के लिए गोलाकार सिरे, पतले सिरे या बेवल वाले किनारे की आवश्यकता होती है। वे घूमने वाले ग्राइंडिंग व्हील्स, हीटिंग शेपर्स या अल्ट्रासोनिक कटिंग टूल्स द्वारा बनाए जाते हैं जो कटिंग स्टेशन के पीछे लगे होते हैं।
- सूखा:बॉन्ड को ठीक से स्थापित करने के लिए पानी आधारित गोंद को वाइंडिंग के बाद एक सूखे चैनल की आवश्यकता होती है। पाइप की गति और गोंद के मिश्रण के आधार पर, गर्म हवा ड्रायर या इन्फ्रारेड सुरंगें 2-10 मीटर फर्श की जगह जोड़ सकती हैं।
- जाँच करना:परत दोष, विशिष्टता से अधिक व्यास, सीधेपन की समस्या की जाँच करें। स्वचालित दृष्टि प्रणालियाँ जो तार स्कैनिंग कैमरों का उपयोग करती हैं, उच्च गति लाइनों पर अधिक आम हैं।
प्लास्टिक स्टिक अतिरिक्त कदम:
- काटना:समान टेकऑफ़ गति वाला एक रोटरी कटर। कटी हुई सतहों की सफाई ब्लेड की तीक्ष्णता और काटने के तापमान पर निर्भर करती है। यह बहुत ठंडा है, और किनारों वाले चिप्स। बहुत गर्मी है, किनारा झुक जाता है।
- ठंडा करना:साइज़िंग स्लीव को छोड़ने के बाद, रॉड पानी के स्नान या वायु ठंडा कन्वेयर से गुजरती है। यह उपचार से पहले पूरी तरह सख्त होना सुनिश्चित करता है (पॉलीप्रोपाइलीन और पॉलीइथाइलीन जैसे अर्ध-क्रिस्टलीय पॉलिमर के लिए)। पर्याप्त शीतलन न होने के कारण पैकेजिंग के बाद छड़ें मुड़ सकती हैं।
- मुद्रण/सजावट:इसकी चिकनी, छेद रहित फिनिश के कारण प्लास्टिक की छड़ों पर सतह मुद्रण (फ्लेक्सो या पैड प्रिंटिंग) आसान है। छड़ियों को मुद्रित किया जा सकता है, लेकिन स्याही को रेशों में रिसने से रोकने के लिए पहले एक सतह सील या प्राइमर की आवश्यकता होती है।
प्रकृति एवं नियमों पर प्रभाव
कागज और प्लास्टिक की छड़ियों के गुणों की तुलना करना आसान नहीं है। पूरे जीवन चक्र पर विचार किए बिना दावा करना गलत हो सकता है। कागज और प्लास्टिक स्टिक दो अलग-अलग अपशिष्ट प्रणालियों, कार्बन गणना ढांचे और नियम वातावरण में जोड़े में काम करते हैं।
पेपरस्टिक्स लकड़ी के गूदे से बनती हैं और एक नवीकरणीय संसाधन हैं। EN 13432 नियमों के अनुरूप औद्योगिक खाद सुविधाएं (12 सप्ताह के भीतर 90% अपघटन से अधिक या उसके बराबर, 10% पोस्ट {{5%) निस्पंदन अपघटन, इकोटॉक्सिसिटी आवश्यकताओं से कम या उसके बराबर)। लेकिन कागज स्वयं बहुत अधिक ऊर्जा की खपत करता है। यह रासायनिक लुगदी प्रक्रियाओं का भी उपयोग करता है जिसके लिए अपशिष्ट जल के उपचार की आवश्यकता होती है। अपनी 2020 की समीक्षा में प्लास्टिक और कागज पैकेजिंग के जीवन चक्र प्रभावों की तुलना करते हुए, एनसीएएसआई ने पाया कि विनिर्माण चरण में कागज उत्पादों में समान प्लास्टिक उत्पादों की तुलना में अधिक कार्बन फुटप्रिंट होता है। यह केवल तभी ऑफसेट होता है जब आप एक से अधिक बार पुन: उपयोग या रीसाइक्लिंग करते हैं।
जीवाश्म ईंधन पीपी या पीई से बनी प्लास्टिक की छड़ें सामान्य प्राकृतिक परिस्थितियों में नहीं टूटती हैं। यदि इसे ठीक से नहीं संभाला गया तो यह महासागरों और भूमि पर प्लास्टिक प्रदूषण को बढ़ा सकता है। हालाँकि, आधुनिक प्लास्टिक स्टिक उत्पादन की यूनिट गुणवत्ता ऊर्जा खपत पेपर स्टिक उत्पादन लाइन की तुलना में कम है। पॉलीओलेफ़िन मैकेनिकल रीसाइक्लिंग सिस्टम कई बाजारों में अच्छी तरह से स्थापित हैं। पौधे आधारित विकल्प, जैसे कि पीएलए का कागज पर स्थानांतरण, जीवन के अंत में जो होता है उसे संतुलित करते हैं। लेकिन कृषि उपयोग और खाद बनाने की सुविधाओं पर उनकी अपनी निर्भरता भी है।
नियम की प्रवृत्ति, विशेष रूप से यूरोपीय संघ में, विनियमन (ईयू) 2024/1251 (2026 से प्लास्टिक के एकल उपयोग निर्देश को बदलना) और अन्यत्र इसी तरह के नियमों के अनुरूप, खाद्य सेवाओं और व्यक्तिगत देखभाल के उपयोग में एकल उपयोग वाली प्लास्टिक वस्तुओं को प्रतिबंधित कर रही है। लॉलीपॉप, ड्रिंक स्टिरर और डिस्पोजेबल कॉटन स्वैब जैसी श्रेणियों में स्टिक उत्पादों के लिए, नियम पौधों पर आधारित सामग्री के पक्ष में हैं। इसका मतलब यह नहीं है कि प्लास्टिक स्टिक मशीनें काम नहीं करेंगी। इसका मतलब यह है कि उनका बाज़ार ध्यान पुन: प्रयोज्य, टिकाऊ, या चिकित्सीय ग्रेड के उपयोग पर केंद्रित हो गया है, और प्लास्टिक का प्रदर्शन लाभ निरंतर उपयोग को उचित ठहराता है।
लागत घटकों की तुलना
यूनिट लागत, संचालन लागत और कुल लागत के मामले में दोनों मॉडलों के बीच बड़े अंतर हैं।
| लागत श्रेणियां | पेपर स्टिक मशीन | प्लास्टिक स्टिक मशीन |
|---|---|---|
| आरंभिक निवेश | निचला प्रारंभिक बिंदु (यांत्रिक वाइंडिंग, कोई हीटिंग सिस्टम नहीं) | उच्चतर प्रारंभिक बिंदु (भट्टियां, सांचे, कूलर, तापमान नियंत्रक) |
| इकाई सामग्री लागत | मध्यम (कागज + गोंद), ऊपर और नीचे लुगदी की कीमत | आम तौर पर प्रति किग्रा (कण) से कम; तेल/पॉलिमर की कीमत के साथ उतार-चढ़ाव होता रहता है |
| ऊर्जा का उपयोग | निम्न से मध्यम (मोटर, शुष्क ताप) | मध्यम-उच्च (मेल्टर हीटर, कूलिंग पंप, मेल्ट पंप) |
| उपकरण परिवर्तन | आकार बदलने के लिए छड़ें (मिनट) बदलें | सांचों (घंटों) को बदलें और आकार या आकार के अनुसार नया आकार दें |
| श्रम की मांग | मध्यम (घड़ी घुमावदार, भराव गोंद, समायोज्य कटर) | स्थिर स्थिति में कम (पोस्ट-इंस्टॉलेशन फ़्यूज़न अत्यधिक स्वचालित) |
| रखरखाव की जटिलता | यांत्रिक बीयरिंग, कटर ब्लेड, रबर नोजल | स्क्रू घिसाव, हीटर के हिस्से, मोल्ड की सफाई/रखरखाव |
| विशिष्ट भुगतान समय | संख्या में कम | अधिक मात्रा वाले मामलों में लंबी लेकिन कम अतिरिक्त लागत |
स्थान, श्रम दर और ऊर्जा लागत के आधार पर प्लास्टिक लिबास की कुल इकाई लागत पेपर स्टिक के ब्रेक-ईवन से कम होती है। लेकिन औसत छड़ी का आकार (व्यास में 3-8 मिलीमीटर और लंबाई में 50-200 मिलीमीटर) लगभग 1 मिलियन से 3 मिलियन छड़ियाँ प्रति वर्ष है।
मिलान मार्गदर्शिका का उपयोग करें
दो प्रकार की मशीनों के बीच चुनाव छड़ों के उपयोग पर निर्भर करता है।
एक पेपर स्टिक मशीन चुनें यदि:
- अंतिम उत्पाद खाद्य एक्सपोजर, ओरलकेयर या एकल उपयोग वाली उपभोक्ता वस्तुएं हैं जो प्लास्टिक प्रतिबंधों का सामना करती हैं
- ब्रांड छवि स्थिरता, खाद योग्य या "प्राकृतिक" के बारे में भौतिक जानकारी पर केंद्रित है
- उत्पाद को लंबाई के अनुसार अच्छी धक्का शक्ति और मध्यम लचीलेपन की आवश्यकता होती है (जैसे कि लॉलीपॉप हैंडल जिसे बिना टूटे मुड़ा होना चाहिए)
- अर्थव्यवस्था उत्पादन की मात्रा प्लास्टिक के पिघलने बिंदु से नीचे
प्लास्टिक स्टिकर चुनते समय:
- अंतिम उत्पाद के लिए आवश्यक आकार परिशुद्धता पवन आधारित प्रक्रियाओं द्वारा विश्वसनीय रूप से प्राप्त की जा सकने वाली सटीकता से अधिक है
- उपयोग के लिए आवश्यक रासायनिक प्रतिरोध, वॉटरप्रूफिंग या स्टरलाइज़ेशन (आटोक्लेविंग)
- उत्पाद एक टिकाऊ या पुन: प्रयोज्य वस्तु है (कॉस्मेटिक एप्लिकेटर, औद्योगिक जांच)
- वॉल्यूम मशीन निवेश को उचित ठहराता है, बाजार प्लास्टिक सामग्री को स्वीकार करता है
कागज और प्लास्टिक स्टिक निर्माता एक ही छत के नीचे दो उत्पादन लाइनों के साथ स्थापित होते हैं, जिससे निर्माताओं को एक ही उत्पादन स्थल से दो प्रकार की सामग्री परोसने की अनुमति मिलती है। यह ग्राहकों को उन सामग्रियों का विकल्प देता है जो एक प्रकार का निर्माता प्रदान नहीं कर सकता है।