Кесе за смеће су једна од највећих врста производа на глобалном тржишту меке амбалаже. Европска асоцијација организација за рециклажу пластике процењује да се више од 8 милиона тона полиетиленске фолије користи за сакупљање кућног и комерцијалног отпада само у Европи сваке године. Глобални нивои потрошње су много већи. На крају производње овог ланца снабдевања постоји посебан уређај за конверзију. То је машина која ставља непрекидне ролне полиетиленске фолије у запечаћене, перфориране и намотане кесе са језгром{5}}и утоварује их у кућне и индустријске канте. Да бисмо разумели шта је машина за прављење кеса за смеће и како ради механички, морамо разумети како екструзија филма, прецизно заптивање, контролисано савијање и аутоматско намотавање раде заједно. Ови делови одређују функцију машине.
Дефинисање опреме
A Машина за прављење врећа за смећеје низводни систем конверзије. Напаја се претходно-екструдованом полиетиленском фолијом. Ова фолија може бити једнослојна фолија за дување или вишеслојна дувана фолија-. Или може бити равна плоча коју треба преклопити. Машина затим покреће филм кроз низ корака. Ови кораци укључују заптивање, перфорацију, сечење и намотавање. Крајњи производ је готова врећа, спремна за паковање и отпрему. Сама машина не прави филм. Тај посао припада линији за производњу дуваног филма. Уместо тога, машина је структурно трансформисана. Ствара заптивку на дну вреће. Омогућава линију перфорације тако да корисници могу да откину једну врећу са ролне. Формира заптивку у облику звезде{14}}или раван печат, који одређује како се торба отвара и колику тежину може да издржи.
Разлика између мембране и торбе је начин на који функционише. Америчко друштво за испитивање и материјале (АСТМ) има стандард под називом Д1709 за отпорност полиетиленске фолије на удар. У овом стандарду, мембрана и врећа за конверзију се мере као две одвојене ствари. Својства материјала филма и структурна геометрија вреће утичу на својства филма. Машина за прављење кеса за смеће не мења својства материјала филма. Али то у великој мери утиче на структурно понашање торбе. Постиже се контролом геометрије, савијања и прецизности резања заптивке.
Основне радне фазе
Фаза 1: Одмотавање филма и контрола напетости
Процес почиње са ролом цевастог или равног филма. Свитак је монтиран на електричну машину за намотавање. Ролне филма које се користе у производњи врећа за смеће обично су тешке између 200 и 500 кг. Могу бити широке 1000-1500 милиметара. Уређај за одмотавање мора да испоручи филм у доњу станицу за заптивање са контролисаном напетошћу. За полиетилен ниске густине (ЛДПЕ), напетост је типично 15 и 40 Њутна. Ако је напетост превисока, филм ће се растегнути и сузити. Ово се зове изрез. Ако је напетост сувише мала, филм ће се наборати и заптивач ће се померити.
Друштво инжењера пластике (СПЕ) има технички референтни значај за обраду полиолефинских филмова. Каже да контрола напетости мора бити тачна до ± Н. што је неопходно да би се величина филма одржала стабилном. Ово посебно важи за филмове од 10–25 μм, који су уобичајени у врећама за кућни отпад. Савремене машине су имплементиране помоћу повратне информације-затворене петље засноване на ћелијама оптерећења. Плесачи ваљци или ћелије за оптерећење мере стварну напетост мреже између 50 и 100 пута у секунди. Машина за одмотавање серво погона затим мења своју брзину да би одржала напетост на тачки подешавања. Када филм понестане, пречник ролне се смањује, а крак полуге се скраћује. Дакле, контролер аутоматски повећава брзину пропорционално. Ово одржава линеарну напетост константном.
Фаза 2: Преклапање и центрирање удубљења
Ако је улазни филм раван, а не пре{0}}интубиран, у овом тренутку мора да се савије у цев. Два бочна преклопна панела ће обавити посао. Ово су фино обликовани метални или полиетиленски листови-високе густине. Они стварају унутрашње наборе. Преклопи сужавају равну ширину и такође вам омогућавају да видите бочне наборе на готовој торби. За пред{7}}филм са цевима, овај корак није потребан. Ипак, филм пролази кроз део спљоштења. Ова секција осигурава да оба удубљења имају исту дубину пре него што филм уђе у подручје заптивања.
Систем шине водилице користи ултразвучне или оптичке сензоре. Ови сензори могу да виде где је филм лево и десно. Затим су га калибрирали у реалном времену кроз управљачки оквир на одмотачу. Чак и одступање од 2 мм може изазвати проблеме. Доњи печат ће одступити од центра. Ово чини ивице заптивке кеса неуједначеним. Ове кесе ће се сломити када се напуне. ТАППИ је техничко удружење за индустрију целулозе и папира. Његов одељење за конверзију такође укључује конверзију полимерног филма. ТАППИ је навео да је прецизност навођења ивице ±0,5 мм стандардна за{11}}уређаје велике брзине преко 200 кругова у минути.
Фаза 3: Заптивање дна
Доња заптивка је најважнији структурни део вреће за смеће. Мора бити довољно чврста да спречи цурење влажног отпада. Такође мора бити довољно јака да издржи тежину пуне торбе када се кеса повуче за каишеве или горњу ивицу.
Постоје три главна облика печата:
Равни (или прави) печат. То је хоризонтални топлотни заптивач по ширини торбе. Ово је најлакши и најбржи начин. Али врши притисак на ивице мембране. Оштар угао између дебеле перле и филма ће пукнути под оптерећењем. Истраживање које је објавило Друштво инжењера пластике у свом зборнику АНТЕЦ Цонференце Процеедингс показало је да су ломови врећа између 65 и 75 процената капацитета звезданог паковања. То је због напрезања на ивицама заптивке.
Звездасти печат (или печат за шавове). Преклопи се отварају на дну. Филм се сакупља у звездицама или обрасцу звездице. Затим кружна или закривљена заптивка завари све слојеве у исто време. Ово шири притисак на многе кривине, а не само на два угла. Такође се ослобађа прорезних џепова који хватају течност у равном дизајну заптивке. Унитед УС. Агенција за заштиту животне средине (ЕПА) проучава чврсти комунални отпад. Каже да је звезда{9}}запечаћена структура главни облик врећа за тешки отпад јер је отпорна на цурење и балансира подршку оптерећења.
Ц Преклопни (или равно{0}}доњи) заптивач. Ово је хибридни дизајн. Дно је равно запечаћено, али има двоструки преклоп како би се направила основа са шиљцима. Ово даје равно дно торби која стоји у канти. Али за то је потребна сложенија станица за заптивање са две паралелне заптивне шипке које раде на мало различитим температурама.
Механизам за заптивање прихвата врућу шипку или ротациони нож. Полиетилен ниске густине (ЛДПЕ) се одржава на 160–200 степени Ц. Тачна температура зависи од дебљине филма, индекса растапања смоле и линеарне брзине. заптивна шипка притишће филм на помоћни ваљак од силиконске гуме за фиксиран боравак од 0,15–0,4 секунде. Међународна организација за стандардизацију (ИСО) има ИСО 11607-2 за стерилну амбалажу-на крају века трајања. Овај стандард ће се користити за испитивање његове чврстоће заптивања. Каже да полиетиленска фолија треба да има чврстоћу термичког заптивања већу од 5Н на 25 мм ширине заптивача. Ово се може постићи помоћу машине за прављење кеса за смеће тако што одржава температуру заптивке уједначеном унутар ±5 степени по целој ширини. Ова толеранција захтева да се уграђени термопарови постављају на сваких 50 мм.
Фаза 4: Перфорација и сечење
Када је доњи заптивач завршен, филм се помера на станицу за перфорацију. Овде вртећи нож или фиксно сечиво формирају тачкасту линију. Линија омогућава корисницима да цепају појединачне торбе из свитака. Перфорација је морала да буде довољно дубока да би је неко руком поцепао. Према АСТМ Д1922, ово обично захтева силу кидања од 3 -8 Н да би се побољшала отпорност на цепање. Али не може бити толико дубоко да се торба може поцепати током намотавања, транспорта или употребе.
Рез који одваја једну врећу од друге прави се у исто време када се дно следеће вреће затвара. Или одмах после печата. Стога је сваки циклус заптивања потпуна врећа. Сечива су обично ротирајући кружни ножеви. Направљен је од брзорезног челика-или волфрам карбида. Оштрица ради на наковњачком ваљку са контролним размаком од 0.02 -0.05 мм. Јоурнал оф Апплиед Полимер Сциенце издаје Вилеи Пресс. Резултати показују да оштрина сечива директно утиче на чистоћу сечења. Сечиво полупречника мањег од 2 μм се чисти. Овај чист рез не оставља благи траг на филму. Али сечива са радијусом већим од 5 микрона имају грубе ивице. Када се врећа напуни, ова груба ивица се развија у квар заптивача.
Фаза 5: Преклапање и намотавање језгра
Готове кесе се омотавају око картонских језгара за малопродајно паковање. Унутрашњи пречник ових језгара је обично 38 мм или 76 мм. Станица за намотавање мора преклопити платнену врећу у одређеном узорку. Уобичајени узорци су Ц или троструки. Ово преклапање чини ваљак мањим у пречнику. Такође чини да појединачне торбе излазе чисте када се повуку.
Машина за прављење врећа за смеће усваја преклопну плочу. Плоча се налази узводно од машине за намотавање. Он ствара потребну шару савијања, док филм контролише напетост. Навијач је централни погонски систем. Језгро се ротира на моторизованој осовини. Како се пречник ваљка повећава, напетост се смањује. Ово спречава да се унутрашњи слој згњечи тежином спољашњег слоја. Ова конусна контрола напетости је веома важна. Флексибилне фолије за намотавање су такође покривене техничким стандардима Удружења индустрије нетканих тканина (ИНДА). ИНДА каже да је најбољи однос 30 30 – 50 процената. То значи да је коначна напетост намотаја 30–50 процената почетне напетости. Ови односи спречавају ширење ролне и деформацију језгра у вишеслојној ролни.
За кесе са меким повезом, ово је засебна торба на склапање, а не ролна, са другом путањом. Стаза се гранала иза станице за сечење. Слагач сакупља и броји кесе. Фасцикла тада примењује коначни режим савијања. Затим ставите торбу у кутију.
Дравтапе Интегратион
Многе кесе за кућни отпад имају трегере. Ово је уска трака филма, обично 6 -10 мм широка. Протеже се дуж горње ивице торбе, стршећи у чворовима са обе стране. Додавање производње траке за израду кеса за смеће захтева два додатна дела. Први је екструдер траке или модул за сечење траке. Ово узрокује да се трака намота са другог филма. Друга је везна станица. Ова топло заварена или ултразвучна лепљива трака има горњи и доњи руб у циклусу заптивања.
Метода ултразвучног везивања постаје све чешћа. Не требају лепкови. Ово избегава проблеме-осетљиве на температуру. Едисонов институт за заваривање (ЕВИ) је независни материјал који се придружује истраживачком тиму. ЕВИ је објавио студију у вези са тим. Резултати показују да је ултразвучна чврстоћа полиетиленских трака за одвајање од 12 – 18 Н/25 мм. Ово је изнад прага од 8Н потребног за поуздано затварање вреће. Користи 60 посто мање енергије од термичког повезивања истог конектора.
Материјална разматрања и одрживост
Главни материјал врећа за отпад је полиетилен ниске густине (ЛДПЕ) или линеарни полиетилен ниске густине (ЛЛДПЕ). Полиетилен високе густине (ХДПЕ) се користи за израду тањих, јефтинијих кеса. Европска агенција за хемикалије (ЕЦХА) ради у складу са уредбом РЕАЦХ. Он прати адитиве који се користе у пластици, као што су асерукамид, силицијум диоксид и боје (чађа за црне кесе и титанијум бело за беле кесе). Нова правила су изазвала интересовање за-кориснички рециклиран (ПЦР) садржај. Уредба о амбалажи и амбалажном отпаду поставља циљ рециклирања од 35 процената за пластичну амбалажу до 2030. Ово директно мења избор материјала и начин на који се рукује машинама.
Машина за прављење кеса за смеће мора бити у стању да се прилагоди различитим карактеристикама протока ПЦР мешавина. У поређењу са новом смолом, рециклирани полиетилен има шири распон молекулске тежине и веће варијације тока растопа. Ово резултира мањом дебљином филма и више честица гела. То су мрље неотопљене смоле које могу изазвати проблеме са заптивачима. Промене на машини укључују нешто више температуре заптивача од око + 5-10 степени. Укључена су и дужа времена заустављања од око +0.05 секунди. Они морају чешће да прегледају сечива како би се суочили са абразивном прљавштином у ПЦР филмовима.
Контрола и испитивање квалитета
Готов пакет подлеже стандардној инспекцији ради тестирања његових перформанси. Кључни тестови укључују:
Тест пада (АСТМ Д5276). Утегнута торба пала је са одређене висине. Ово имитира утицај бацања у канту или канту. Торба у облику звезде{4}} обично преживи пад од 1,2 до 1,5 метара са тежином од 5 кг. Под истим оптерећењем, раван{9}}пакет ће пропасти на 0,8–1,0 м.
Чврстоћа заптивке (АСТМФ88). Ово је тест љуштења доњег заптивача. Мери силу потребну да се печат разбије. Минимална прихватљива вредност за пластичне кесе за домаћинство је 5 Н/25 мм. Вредност тешког извођачког пакета је 12 Н/25 мм.
Отпорност на пробијање (АСТМ Д4833). Ово мери силу потребну да се филм пробије конусом. Симулира контакт са оштрим отпадом. Типичне вредности ЛДПЕ филма од 15 – 25 μм биле су 5-15 Н.
Међународни трговински центар (ИТЦ) је заједничка агенција Уједињених нација и Светске трговинске организације. ИТЦ је ове методе испитивања укључио у свој технички водич за набавку залиха за управљање отпадом. Ови водичи су доступни градским и институционалним купцима. Ово осигурава да кесе направљене машином{3}}испуњавају стандарде извршења уговора пре отпреме.
Закључак
Машина за прављење кеса за смеће је вишестепени{0}}систем за конверзију. Његов главни задатак је да прави непрекидни полиетиленски филм у запечаћене, перфориране и намотане кесе. Овај посао зависи од прецизне координације затезања одвијања, набора, термо заптивања, перфорације и увијања геометријских облика. Перформансе машине се не мере само брзином производње, стандардна поставка је типично 150–250 циклуса у минути. Такође се може мерити структурном чврстоћом направљених врећа. Ова чврстоћа зависи од уједначености температуре заптивке, оштрине сечива, дубине перфорације и расподеле напрезања по узорку заптивке. Са новим правилима, конвертори ће се пребацити на филмове који се могу рециклирати, системи за сортирање отпада ће захтевати више врста кеса и способност машина да рукују различитим материјалима док ће одржавање квалитета заптивања и сечења имати све већи утицај на њихову производну вредност
Референце
- Европско удружење организација за рециклажу и опоравак пластике (ЕПРО).Европска статистика тржишта рециклирања пластике и анализа токова материјала.
- АСТМ Интернатионал.АСТМ Д{0}} стандардне методе испитивања отпорности пластичне фолије на удар методом слободног пада{1}}.
- Друштво инжењера пластике (СПЕ).Техничка референца за прераду полиолефинског филмаиАНТЕЦ Цонференце Процеедингс - Геометрија заптивача и перформансе утовара у врећама за отпад.
- ТАППИ Цонвертинг Дивисион.Техничке смернице за флексибилне операције претварања филма.
- Америчка агенција за заштиту животне средине (ЕПА).Студије карактеризације комуналног чврстог отпада - Анализа амбалаже и контејнера.
- ИСО 11607-2:2019.Паковање за терминално стерилисане медицинске уређаје - Део 2: Захтеви за валидацију процеса формирања, заптивања и склапања.
- Вилеи -Јоурнал оф Апплиед Полимер Сциенце- Геометрија ивице оштрице и квалитет сечења у конверзији полиетиленске фолије.
- ИНДА - Удружење индустрије нетканих тканина.Технички стандарди за флексибилно намотавање филма и управљање језгром.
- Едисонов институт за заваривање (ЕВИ).Ултразвучно лепљење спојева од полиетиленске фолије - Студије чврстоће и енергетских перформанси.
- Европска агенција за хемикалије (ЕЦХА).Регулатива РЕАЦХ - Надгледање адитива за формулације полиолефинских филмова.
- АСТМ Интернатионал.АСТМ Д{0}} стандардна метода испитивања за испитивање пада напуњених контејнера; АСТМ Ф88 - стандардна метода испитивања за чврстоћу заптивања материјала флексибилне баријере; АСТМ Д4833 - Стандардна метода испитивања отпорности геотекстила на пробијање.
- Међународни трговински центар (ИТЦ) / СТО.Техничке смернице за набавку залиха за управљање отпадом.
