Ar automatinis flekso aplankų klijuotojas gali tvarkyti įvairių tipų pakavimo medžiagas?

2025-09-29 08:12:08

Automatiniai „Flexo Folder Gluers“ (AFFG) yra universalūs darbiniai arkliukai pakavimo pramonėje, skirti supaprastinti kartono gamybą integruojant spausdinimą, lankstymą ir klijavimą į vieną automatizuotą procesą. Pakuočių gamintojai dažnai klausia, ar šios mašinos gali apdoroti daugybę šiandien naudojamų pakavimo medžiagų – nuo ​​plono kartono iki storo gofruoto kartono ir net specialių substratų, pavyzdžiui, padengtų ar perdirbtų medžiagų. Trumpas atsakymas yra „taip“, tačiau medžiagų suderinamumas priklauso nuo kruopštaus AFFG galimybių suderinimo su substrato savybėmis, taip pat nuo tikslinių mašinos komponentų ir procesų koregavimo. Šiame straipsnyje nagrinėjami pakavimo medžiagų, kurias AFFG gali apdoroti, tipai, pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką suderinamumui, ir geriausia praktika, kaip optimizuoti įvairių substratų veikimą.

1. Su AFFG suderinamų pakavimo medžiagų tipai

AFFG yra suprojektuoti taip, kad atitiktų platų pakavimo substratų spektrą, kurių kiekvienas turi unikalių fizinių ir cheminių savybių, kurios lemia apdorojimo reikalavimus. Kiekvienos medžiagos tipo savybių supratimas yra pirmasis žingsnis siekiant užtikrinti sėkmingą AFFG veikimą.

1.1 Kartonas: pagrindinis vartotojų pakuočių substratas

Kartonas yra dažniausiai AFFG perdirbama medžiaga, naudojama viskam – nuo ​​maisto ir gėrimų dėžučių iki kosmetikos ir elektronikos pakuočių. Jis skirstomas į kategorijas pagal storį, dangą ir pluošto sudėtį, o rinkoje dominuoja trys pagrindiniai tipai:

Kieto balinto sulfato (SBS) plokštė: aukščiausios kokybės, ryškiai baltas kartonas, pagamintas iš balintos medienos masės. Jis turi lygų paviršių, idealiai tinkantį didelės raiškos fleksografiniam spausdinimui (pvz., spalvotoms maisto pakuotėms), o storis yra 0,2–0,5 mm. SBS plokštė yra lengva ir lengvai sulankstoma, todėl suderinama su dauguma standartinių AFFG. Tačiau dėl mažo atsparumo drėgmei reikia atidžiai kontroliuoti klijų tipą (vandens pagrindu pagaminti klijai gali deformuotis) ir aplinkos drėgmę (optimalus 40–60 % santykinis drėgnis).

Dengta nebalinta Kraft (CUK) plokštė: patvarus rudas kartonas su padengtu paviršiumi (dažniausiai molio pagrindu), kad būtų galima geriau spausdinti. Jo storis yra 0,3–0,6 mm ir dažniausiai naudojamas grūdų dėžutėms, farmacinėms pakuotėms ir mažmeninės prekybos dėžutėms. Dėl didesnio CUK plokštės atsparumo tempimui (6–8 kN/m) ji gali atlaikyti didesnį AFFG greitį (150–200 m/min), palyginti su SBS plokšte, tačiau dėl jos nebalintų pluoštų rulono transportavimo sistemoje gali kauptis daugiau dulkių, todėl ją reikia dažnai valyti.

Nepadengta perdirbta plokštė (URB): ekonomiškas pasirinkimas, pagamintas iš 70–100 % perdirbto pluošto, kurio storis 0,4–0,7 mm. Jis naudojamas be prekės ženklo pakuotėms (pvz., gabenimo intarpams, laikymo dėžutėms) ir yra suderinamas su AFFG, nors dėl šiurkštaus paviršiaus gali reikėti pakoreguoti spausdinimo slėgį (padidinti 10–15 %), kad būtų užtikrintas rašalo sukibimas. Dėl kintamo URB pluošto tankio taip pat gali atsirasti nenuoseklus lankstymas, todėl lankstymo plokštes reikia kalibruoti dažniau.

1.2 Gofruotasis kartonas: skirtas didelėms apkrovoms ir gabenimo pakuotėms

Gofruotoji kartono plokštė, sudaryta tarp dviejų plokščių įdėklų, sudaryta iš gofruoto vidinio sluoksnio (pvz., A formos griovelio, B formos griovelio, C formos griovelio), yra pagrindinė kartoninių dėžių, elektroninės prekybos pakuočių ir pramoninių konteinerių gabenimo priemonė. AFFG gali apdoroti gofruotą plokštę, tačiau suderinamumas priklauso nuo griovelio dydžio ir plokštės storio:

Vienasienis gofruotasis (SWC): labiausiai paplitęs tipas, kurio bendras storis yra 1,5–5,0 mm (atsižvelgiant į griovelio dydį: A rievė = ​​4,5–5,0 mm, B rievė = ​​2,5–3,0 mm, C-rievė = ​​3,5–4,0 mm). SWC suderinamas su vidutinio ir didelio greičio AFFG (120–180 m/min.), turinčiomis sunkiasvorių ruloninių transportavimo sistemomis (sustiprintais konvejeriais, didesnio sukimo momento varikliais), kad atlaikytų jo svorį (150–300 g/m²). Pagrindiniai koregavimai apima spaudimo volelio padidinimą (20–30 % didesnį nei kartono), kad ruožas neslystų, ir karšto lydalo klijų (vietoj vandens pagrindo klijų) naudojimą greitesniam sukibimui.

Dvigubos sienelės gofruotas (DWC): storesnis, patvaresnis variantas (5,0–8,0 mm), naudojamas sunkiems daiktams (pvz., prietaisams, baldams). DWC reikalingi specializuoti AFFG su išplėstomis sulankstomosiomis plokštėmis (kad atitiktų storį) ir didelės galios klijų sistemos (didesnio klampumo karšto lydalo klijai: 1 500–2 000 cP). DWC gamybos greitis paprastai ribojamas iki 80–120 m/min, kad būtų užtikrintas tinkamas lankstymas ir klijavimas, o mašinai gali prireikti papildomos juostos atramos (pvz., papildomų tuščiosios eigos ritinėlių), kad būtų išvengta nusvirimo.

1.3 Specialios medžiagos: AFFG galimybių išplėtimas

AFFG dizaino pažanga padidino suderinamumą įtraukiant specialias medžiagas, atitinkančias nišinius pakavimo poreikius:

Plastikinės plėvelės (pvz., PET, PP): plonos plastikinės plėvelės (0,05–0,1 mm) naudojamos lanksčioms pakuotėms (pvz., užkandžių maišeliams), tačiau jas taip pat galima perdirbti į standžias dėžutes su modifikuotomis AFFG. Pagrindinės modifikacijos apima antistatinių strypų pridėjimą (kad neliptų plėvelė) ir tirpiklių pagrindu arba UV spinduliuose kietėjančių dažų (vandens pagrindo rašalo granulės ant plastikinių paviršių) naudojimą. Lankstymui reikalingos šildomos sulankstomos plokštės (40–50°C), kad plastikas suminkštėtų, o klijavimui naudojami tirpiklio pagrindo klijai (plastiko sluoksniams suklijuoti). Tačiau plastikinės plėvelės turi mažą atsparumą tempimui (2–3 kN/m), todėl AFFG greitis ribojamas iki 50–80 m/min.

Metalizuoti substratai: kartonas arba plastikas, padengtas plonu metalo sluoksniu (pvz., aliuminiu), skirtas aukščiausios kokybės pakuotėms (pvz., šokolado dėžutėms, dovanų rinkiniams). Metalizuoti substratai yra suderinami su AFFG, tačiau juos reikia atsargiai tvarkyti: metalinis sluoksnis yra linkęs braižytis, todėl įpjovos ritinėliai turi būti padengti minkšta guma (60–65 Shore A kietumas), o spausdinimo cilindruose naudojami mažai lipnūs dažai, kad metalinė danga nenuluptų. Klijuojant naudojami slėgiui jautrūs klijai (vietoj karščio pagrindu pagamintų klijų), kad būtų išvengta metalo sluoksnio irimo.

Ekologiškos medžiagos (pvz., formuotas pluoštas, kompostuojama lenta): tvarios pakuotės populiarumas populiarėja iš formuoto pluošto (pagaminto iš perdirbtos popieriaus masės) ir kompostuojamos plokštės (augalinės kilmės pluošto). AFFG gali apdoroti šias medžiagas, tačiau dėl mažo konstrukcinio standumo reikia mažesnio greičio (60–100 m/min) ir modifikuotų lankstymo mechanizmų (pvz., suapvalintų sulankstomų plokščių, kad būtų išvengta plyšimo). Klijuojant naudojami vandens pagrindo, kompostuojami klijai, siekiant išlaikyti ekologiškumą, nors džiūvimo laikas gali būti ilgesnis, todėl AFFG reikia išplėsti kietėjimo zonas.

2. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos AFFG medžiagų suderinamumui

Kad AFFG galėtų tvarkyti konkrečią pakavimo medžiagą, turi sutapti keturi svarbūs veiksniai: medžiagos storis ir standumas, paviršiaus savybės, jautrumas drėgmei ir mechaninis stiprumas. Netinkamas išlygiavimas bet kurioje iš šių sričių gali sukelti kokybės problemų (pvz., netinkamai sulankstyti, blogai sukibti spaudą) arba sugadinti įrenginį.

2.1 Medžiagos storis ir standumas

Storis ir standumas yra pagrindiniai suderinamumo veiksniai, nes jie lemia, ar AFFG komponentai gali fiziškai apdoroti medžiagą:

Storio diapazonas: AFFG maksimali medžiagos storio talpa, paprastai 0,2–8,0 mm (standartiniai modeliai) arba iki 10 mm (sunkūs modeliai). Medžiagos, storesnės už šią talpą, užstrigs lankstymo bloke arba sugadins įpjovimo volelius. Pavyzdžiui, standartinis AFFG, kurio didžiausias storis yra 5 mm, negali apdoroti dvigubų sienelių gofruoto kartono, storesnės nei 5 mm, be pakeitimų (pvz., padidinant sulankstomų plokščių tarpus).

Standumas (standumas): matuojamas pagal atsparumą lenkimui (N·m²), standumas turi įtakos medžiagos susilankstymui ir tiekimui per mašiną. Kietoms medžiagoms (pvz., storai gofruotai lentai, standžiam plastikui) sulankstyti reikia daugiau jėgos, todėl reikia AFFG su didelio sukimo momento sulankstomais varikliais ir reguliuojamu lankstymo plokštės slėgiu. Lanksčios medžiagos (pvz., plonos plastikinės plėvelės, lengvas kartonas) gali susilenkti rulono transportavimo sistemoje, todėl reikia reguliuoti įtempimo valdymą (lanksčių medžiagų įtempimas – mažesnis) ir papildomų kreipiamųjų ritinėlių, kad būtų išlaikytas lygiavimas.

2.2 Paviršiaus savybės (lygumas, danga ir poringumas)

Medžiagos paviršiaus savybės turi įtakos spausdinimo kokybei, klijų sukibimui ir tinklelio transportavimui:

Lygumas: matuojamas Parker Print Surf (PPS) testu (vienetai: μm), lygumas lemia rašalo perdavimą ir spaudinio ryškumą. Lygūs paviršiai (pvz., SBS plokštė, padengtas plastikas) reikalauja mažesnio spaudimo slėgio (1–2 barai) ir smulkesnių anilokso volelių (200–300 LPI), kad būtų galima spausdinti didelės raiškos. Šiurkštiems paviršiams (pvz., nepadengtai perdirbtai lentai, formuojamam pluoštui) reikia didesnio spaudimo slėgio (2–3 barai) ir stambesnių anilokso volelių (100–150 LPI), kad rašalas prasiskverbtų į paviršiaus nelygumus.

Dangos tipas: dengtos medžiagos (pvz., moliu dengta CUK plokštė, metalizuota plėvelė) gali atstumti vandens pagrindo rašalą arba klijus, todėl reikia naudoti tirpiklius arba UV spinduliais kietėjančias alternatyvas. Dangos taip pat gali padidinti paviršiaus trintį, o tai gali sukelti juostos slydimą – tai išsprendžiama pridedant tekstūruotas įpjovimo volelio įvores (pvz., guma su grioveliais), kad pagerintų sukibimą.

Akytumas: medžiagos gebėjimas sugerti skysčius (pvz., rašalą, klijus) turi įtakos džiūvimo laikui ir sukibimo stiprumui. Akytos medžiagos (pvz., nepadengtas kartonas, perdirbta kartonas) greitai sugeria vandens pagrindu pagamintus klijus, todėl reikia didesnių klijų naudojimo normų (10–15 % daugiau klijų), kad būtų užtikrintas pakankamas sukibimas. Neakytos medžiagos (pvz., plastikas, metalizuoti pagrindai) nesugeria klijų, todėl AFFG naudoja karšto lydalo arba slėgiui jautrius klijus, kurie jungiasi vėsdami arba slėgdami, o ne absorbuodami.

2.3 Jautrumas drėgmei

Daugelis pakavimo medžiagų yra jautrios drėgmei, todėl gali pasikeisti jų matmenys, standumas ir galimybė spausdinti. AFFG turi atsižvelgti į šį jautrumą, kad išvengtų defektų:

Higroskopinės medžiagos (pvz., SBS plokštės, medienos plaušienos pagrindu pagamintas gofruotasis kartonas): šios medžiagos sugeria arba išskiria drėgmę dėl aplinkos drėgmės, todėl deformuojasi arba keičiasi matmenys. Pavyzdžiui, SBS plokštė, veikiama 70 % santykinio drėgnumo, gali išsiplėsti 1–2 % pločio, todėl gali susilankstyti. AFFG tai sumažina: (1) paruošia medžiagas kondicionuojamoje patalpoje (20–25 °C, 40–60 % santykinė drėgmė) 24 valandas prieš apdorojimą; (2) naudojant mažai drėgmės klijus (pvz., karšto lydalo klijus su <1 % drėgmės); (3) džiovinimo ventiliatorių įdėjimas į sulankstomą įrenginį, kad pašalintų drėgmės perteklių.

Drėgmei atsparios medžiagos (pvz., padengtas plastikas, vaškuota lenta): šios medžiagos atstumia drėgmę, o tai gali būti privalumas (pvz., šaldytų maisto produktų pakuotėse), tačiau dėl jų gali susidaryti klijai arba nepavykti sukibti. AFFG naudojami specializuoti klijai (pvz., su vašku suderinami karšto lydalo klijai, skirti vaškuotai lentai) ir gali šildyti medžiagos paviršių (30–40 °C), kad pagerintų klijų sukibimą.

2.4 Mechaninis stiprumas (tempiamasis ir plyšimo stiprumas)

Medžiagos mechaninis stiprumas lemia jos gebėjimą atlaikyti AFFG apdirbimo įtempius (pvz., juostos įtempimą, lankstymo jėgą, įpjovos slėgį):

Tempimo stipris: didžiausia jėga, kurią medžiaga gali atlaikyti prieš sulaužant (matuojama kN/m). Medžiagoms, kurių atsparumas tempimui mažas (pvz., plonos plastikinės plėvelės: 2–3 kN/m, lengvas kartonas: 3–4 kN/m), reikalingas mažesnis rulono įtempimas (2–5 N/m), kad būtų išvengta plyšimo, o AFFG greitis ribojamas iki 50–100 m/min. Didelio tempimo medžiagos (pvz., CUK plokštės: 6–8 kN/m, vienasienis gofruotas: 8–10 kN/m) gali atlaikyti didesnę įtampą (5–10 N/m) ir didesnį greitį (150–200 m/min).

Plyšimo stiprumas: medžiagos atsparumas plyšimui (matuojamas N). Medžiagos, turinčios mažą atsparumą plyšimui (pvz., perdirbtos plokštės, kompostuojamos plokštės), yra linkusios plyšti lankstymo vietose, todėl reikia suapvalintų sulankstomų plokščių (spindulys 2–3 mm) ir lėtesnio lankstymo greičio (50–80 % didžiausio). Didelio atsparumo plyšimui medžiagos (pvz., gofruotas kartonas, plastiku sustiprintas kartonas) gali atlaikyti staigius sulenkimus ir didesnį greitį.

3. AFFG komponentai ir medžiagų suderinamumo koregavimai

Norint tvarkyti įvairias pakavimo medžiagas, AFFG reikia specifinių komponentų ir tikslinių koregavimų. Šios modifikacijos užtikrina, kad mašina prisitaikytų prie medžiagos savybių, nepakenkiant kokybei ar efektyvumui.

3.1 Žiniatinklio transportavimo sistema: medžiagų svoris ir standumas

Juostinio transportavimo sistema, kurią sudaro konvejeriai, įpjovos ritinėliai ir įtempimo valdymo įtaisai, yra labai svarbi medžiagų judėjimui per AFFG. Pagrindiniai įvairių medžiagų pakeitimai yra šie:

Konvejerio juostos: standartinės guminės juostos (60 Shore A) tinka kartonui, tačiau gofruotojo kartono svoriui išlaikyti reikia sustiprintų juostų (pvz., poliesteriu sustiprintos gumos). Plastikinėse plėvelėse naudojami antistatiniai diržai (padengti anglies pluoštu), kad būtų išvengta statinio krūvio. Lanksčioms medžiagoms konvejeriai gali pridėti vakuuminius puodelius (siurbimo slėgis 0,3–0,5 baro), kad ruožas būtų plokščias ir išvengtų sulinkimo.

Nip volai: Nip volelio medžiaga ir slėgis reguliuojami pagal medžiagos tipą:

Kartonas: Minkštos guminės rankovės (60–65 Shore A), slėgis 1–2 barai.

Gofruotoji lenta: kietos gumos rankovės (70–75 Shore A), slėgis 2–3 barai (šiek tiek suspausti rietuves ir pagerinti sukibimą).

Plastikinės plėvelės: Silikoninės rankovės (50–55 Shore A), slėgis 0,5–1 bar (kad nesusibraižytų ar neištemptų plėvelė).

Įtempimo valdymas: AFFG naudoja rankinį arba automatinį (PID pagrindu) įtempimo valdymą. Daugumos kartoninių plokščių įtempimas nustatytas 3–7 N/m; gofruotam kartonui – 5–10 N/m; plastikinėms plėvelėms – 2–5 N/m. Automatizuotos sistemos sureguliuoja įtempimą realiu laiku (reakcijos laikas <0,1 sekundės), kad prisitaikytų prie medžiagos stiprumo svyravimų ir sumažintų plyšimą ar slydimą.

3.2 Fleksografinio spausdinimo įrenginys: prisitaikymas prie paviršiaus ir rašalo reikalavimų

Spausdinimo blokas turi būti sureguliuotas taip, kad rašalas priliptų prie medžiagos paviršiaus ir išspausdintų aukštos kokybės spaudinius:

„Anilox“ voleliai: ritinėlių linijų skaičius (LPI) ir ląstelių tūris (BCM) yra suderinti su medžiagos lygumu:

Lygios medžiagos (SBS plokštė, plastikinės plėvelės): 200–300 LPI, 3–5 BCM (smulkioms rašalo detalėms).

Neapdorotos medžiagos (perdirbta lenta, gofruotas kartonas): 100–150 LPI, 8–12 BCM (storesniems rašalo sluoksniams).

Rašalo tipas: Rašalo pasirinkimas priklauso nuo medžiagos poringumo ir dangos:

Porėtos medžiagos (kartonas, nepadengta lenta): Vandeniniai dažai (ekologiški, greitai džiūstantys).

Neakytos medžiagos (plastikas, metalizuotos plėvelės): tirpiklių pagrindu arba UV spinduliuose kietėjantys dažai (sujungimas vyksta cheminės reakcijos, o ne absorbcijos būdu).

Karščiui jautrios medžiagos (kompostuojama plokštė, plonas plastikas): žemoje temperatūroje UV kietėjantys dažai (kietėja esant <80°C, kad būtų išvengta medžiagos deformacijos).

Spausdinimo slėgis: sureguliuotas taip, kad rašalas būtų perkeltas tolygiai, nepažeidžiant medžiagos:

Plonos medžiagos (plastikinės plėvelės, lengvas kartonas): 0,5–1 baras.

Storos medžiagos (gofruotas kartonas, standus plastikas): 2–3 barai.

Dengtos medžiagos (CUK plokštė, metalizuoti pagrindai): 1–2 barai (kad nesubraižytų dangos).

3.3 Lankstymo ir klijavimo mazgas: tinkamų sulenkimų ir sukibimų užtikrinimas

Lankstymo ir klijavimo įrenginį reikia sureguliuoti, kad jis atitiktų medžiagos storį, standumą ir suderinamumą su klijais:

Sulankstomos plokštės: plokštės tarpas ir kampas reguliuojami pagal medžiagos storį:

Plonos medžiagos (0,2–0,5 mm): tarpas 0,3–0,6 mm, kampas 90° (aštrus klostymas).

Storos medžiagos (5,0–8,0 mm dvisienis gofruotas): tarpas 6,0–9,0 mm, kampas 85° (šiek tiek suapvalinta, kad būtų išvengta plyšimo).

Lanksčios medžiagos (plastikinės plėvelės): šildomos sulankstomos plokštės (40–50°C), kad suminkštintų medžiagą ir susidarytų traškios raukšlės.

Klijų sistema: klijų tipas, naudojimo greitis ir džiovinimo būdas yra pritaikyti medžiagos savybėms:

Vandens pagrindo klijai: Naudojami akytoms kartoninėms plokštėms (naudojimo norma 5–10 g/m²), džiūvimui reikia 10–15 sekundžių (padedama ventiliatoriams arba šildomam orui).

Karšto lydalo klijai: Naudojami neporėtoms medžiagoms (plastikas, gofruotoji kartono plokštė) ir drėgmei jautrioms medžiagoms (SBS plokštės) klijuoti, ištepimo norma 3–8 g/m², džiūvimo laikas 2–3 sekundės (greitai atvėsta).

Slėgiui jautrūs klijai: Naudojami metalizuotiems pagrindams ir plastikinėms plėvelėms, dengimo norma 2–5 g/m², klijuojama spaudžiant (džiūvimo laiko nereikia).

Klijavimo aplikatoriai: Voleliu aplikatoriai tinka daugumai medžiagų, tačiau purškiamieji aplikatoriai naudojami:

Mažos arba sudėtingos kartoninės dėžutės (pvz., kosmetikos dėžutės), skirtos tiksliai užtepti klijus.

Porėtos medžiagos (perdirbta plokštė), užtikrinanti tolygų klijų padengimą ant šiurkščių paviršių.