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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-07-17 14:11:14 |來源:網絡轉載
某重工公司開發(fā)的半收縮包裝機的處 理能力為70箱/分,是能同瓦楞板紙箱包裝機 (M-70)組合的,從集成到包裝構成流水線的 高速機。
薄膜和托盤采用獨創(chuàng)的熱培化涂敷接 臺'薄膜釆用小型切斷刃進行自動切斷1收 縮爐釆用遠紅外線陶瓷加熱器放射爐.是可 進行區(qū)域溫度控制的節(jié)能爐。
表1列出半收縮包裝形態(tài)和老包裝形態(tài) 的比較。半收縮包裝的外觀優(yōu)良,輸送性 也好。
表2列出半收縮包裝工序和技術關鍵 點。主要工序有薄膜卷纏、薄膜和瓦楞板紙 托盤的接合、薄膜的切斷及熱收縮。以下, 是開發(fā)的關鍵要點:
<2)有不發(fā)生松弛的緊密的薄膜卷號 技術;
<3)薄膜和瓦楞板紙有異種材料的高速 接合技術和接合強度的可靠性;
(4)能連續(xù)地將薄膜和各托盤進行高精
包裝名 標 |
包 裝 形 毒 |
包裝形布特點 |
瓦榜板紙律卷簡凸印包裝 |
作二^用瓦楞板紙箱包裝姓 料■梟jr普通的包裝 |
•不好承載,撤遷容易 •由于見不到商品,在紙殼上要印団 商品名符 |
全火墉包裝 |
用博虞全間包瘻瓦務 根紙托盤上的姓料? |
•已成商品 •成本低 •撤送運輸操作時要注意下面的薄膜 |
半與蝠包裝 |
(為本次開蟆機)在 瓦楞板紙托盤的妹髀 ■上面BE養(yǎng)薄膜,芳 將薄膜和托盤結合的 于托童 技合共右獨 包裝 |
•由于見到離品,不必在托盤上印 刷 •由于下面是瓦楞根紙,托盤搬送容 易 •成本低 |
衰2 半收縮包裝工序和技術關鍵點
|
飲耕罐 薄' 歐 |
美 處理能力:7。箱/分 打包桿° |
||
工 序 |
卷裝■膜 |
V膜和瓦榜板堪的堵會 |
毋膜切新 |
熱收編 |
枚術美It點 |
沒有松弛的卷纏技術 |
(H)不冋牯羿的貞速堵合 (d)碗保堵臺強度 1 1 |
(B)能保證切斷 (b)切斷面良好 |
(B)外運精良 (b)包裝產密 《口蔣耗降低 |
度地切離$
(5)開發(fā)的熱收縮妒熱效率高,能得到 外觀精良,收縮緊密的包裝。
3.1接合技術
在半收縮包裝時,必須使薄膜和瓦楞板 紙托盤緊密接合。表3列出新開發(fā)機的接合 表3 接合方 方法,瓦楞板紙托盤和薄膜接合的必要條件 及接合飄度試驗評價。采用熱熔接或脈沖培 接的剪切強度高,但是剝離強度低;熱熔化 法的剪切強度和剝離強度都高〉而超聲波陪 接和高頻熔接的加壓力大,因而使瓦楞板紙 發(fā)生變形,所以不宜使用。
法和接合強度
接合法名群 |
接合法方法和原理 |
并包拉伸強度 |
剝離強度 |
評 價 |
熱懐接 (熱板法) |
將內隆在flf封桿內的如熱器作為除 觀,對接合物進行加壓,通辻嗎傳導 進行加熱增合 |
2、Q?2,3 (kgf*/mmz) |
(kgf/mm 勺 |
△ |
豚井裕接 |
裝在密封桿表面的條狀加熱器在眸 冋通過大電虛,通過熱傳導進行加熱 培合 |
2.2—2.5 (kgf/mms) |
D、5?丄6 (kgf/mni 勺 |
O |
熱籍 化 (帯潛液方式) |
使固毒粘合劑加熱矯化成滾體,用 高壓空,噴射到接合場上,熱后加壓 接合 1 |
>3,0 (kgf/mm2) |
2.2—2,5 (kgf/mma) |
® |
超聲波培接 |
將超聲波強力俺導至錯會部位,由 摩擦熱進行熱培化和加壓結臺 |
隨著壓力的加大,瓦楞板紙產生變形 |
X |
|
高甄博接 |
在都壓狀奄下,施加高頻電壓,通 過高撅感應電的內熱進行樓合 |
同 上 |
X |
|
瓦榜板紙托盤 和•膜摟合的 必要條件 |
(a)瓦楞板紙托盤沒有變形 (b)必要的接合強度 甲,勢切拉伸強度t 2.0kgf/mms以上(薄膜母材強度的7成以上) 乙、剝離強度'l.Hkgf/mm。以上]瓦楞板場托盤表面維托盤表面紙的剝離強度D.2kgf/mm‘ 7偌以上) |
據此判斷,從薄膜和瓦楞板紙托盤的接 合強度考慮,以選用熱熔化法最適宜。
3?2熱熔化接合技術
從熱熔化薄膜的收縮方向考慮,熱熔化 必須涂敷在托盤長度的兩邊。通常將托盤的 長度方向置于傳送帶的寬度上進行輸送。因 此,以往的涂敷方法如圖la所示,使托盤機 械到包裝機之間成90°回轉,將托盤的長度方 向作為涂敷時的行進方向,涂敷后再旋轉
90°,然后送入包裝機,構成“回轉涂敷法,
這個卷方法,因熱熔化噴槍到托盤涂敷 面的噴射距離(L)短,所以釆用普通的技術 進行涂敷時,路線就長。另外,在高速運行 旋轉時,由于飲料麓可能自托盤飛出,所以 速度是有限制的,考慮以不使托盤旋轉危及 操作為條件,將升發(fā)速度控制在70箱/分。適 應這一條件的新的“直接涂敷法”的原理如圖 1 )所示.圖2示出直接涂敷法的程序.
直接涂敷法是將4個無熔化噴槍,斜置 在托盤的行進方位,并和傳送帶同步行進, 將熱熔化液傾斜地從四角噴向托盤的前后兩 面.在下流面《前面),行進的噴槍由托盤中 央向兩側面涂敷,在上流面〈后面),噴槍則 由托盤兩端向中間涂敷。這樣,“直接涂敷 法”的噴射距離就增加。而且由于噴射距離可 變,也就改善了以前老方法的缺陷。下面介 紹這些缺陷及其改善狀況,
(1)彎曲繩狀筋(條狀突起)的產生《因 噴射熱熔化糊液,其粘著軌跡與距離L有成 比例的變化,因而產生曲線的現(xiàn)象〉
圖3所示為熱熔化繩狀筋的彎曲量。其 大小與噴射初速度v及距離L有關.初速度 v大,繩狀筋的彎曲量就小=但是當涂敷面 受到噴射壓力時,會發(fā)生熱熔化的飛濺現(xiàn)象. 反之,若初速度V小,繩狀筋的彎曲量大。 因此,對繩狀筋彎曲量小及外觀好的噴射條 件〈包括噴嘴直徑、噴射初速度)進行了探討。 圖3所示為初速度20—25 m/s時的一個噴射 實例,在L<30Omm時,繩狀筋彎曲量在 1mm以下,外觀形狀也良好。
圖3 熱熔化繩狀筋的彎曲量 (恨如噴射隴離增大, 埋狀筋彎曲量也增大〉
<2)繩狀筋尖端的鉤現(xiàn)象(熱熔化尖端 下降構成的鉤狀現(xiàn)象)
圖4所示為鉤現(xiàn)象的調査結果。使用以 往的熱熔化噴槍時,隨著噴射距離的增大, 鉤量F也增大。使用經過改進后的噴槍,鉤 -:af很小,實用上沒有問題。由于這種改進 后的噴槍,其噴嘴的開用速度快,所以在噴 射開始時,閥部壓損是極小的。
圖a 熱壕化繩狀筋尖端的釣現(xiàn)象 (通過使用高應答性的 噴槍能防止鉤現(xiàn)象)
(3)其它
通過改變涂敷肘熱唇化料漿的種類和劣 化度,驗證了新機的穩(wěn)定性和實用性。
3.3薄膜切斷技術
用熱熔化法使薄膜和托盤接合后,還必 須進行切離,以往的切斷方法,常用的有如 下3種|
<1)將薄膜卷纏在托盤上,在運送桿內. 藏有閘刀式剪切機的切斷刃,通過切斷刃的 上下運動進行切斷,
(2) 在運送傳送帶的下方裝有凸輪,切 斷刃通過凸輪的運動進行切斷,
(3) 采用激光的切斷方法。
圖5所示是“小型切斷刃的自動切斷方 式二該方式的結構簡單,且切斷可靠。
圖5 自動薄膜.切斷法(內藏在運 送桿內的切斷刃,通過導軌 在寬度方向自動切斷)
內就在各運送稈內的小型切斷刃用旋轉 軸和凸輪推稈連接,切斷時凸輪推桿和導軌 連接,隨著托盤的前逬.切斷刃在托盤的蜜 度方向自動行走,切斷薄膜。其后通過反轉 用導軌,使切斷刃回復到初期位置。另外, 在切斷開始時,由于薄膜的錯動,切斷面容 易發(fā)生明顯的凹凸現(xiàn)象。因此,在運送稈上, 安裝了能自動開閉的薄膜壓板,以防止薄騰 的偏離。
釆用激光自動切斷時,切斷刃必須內藏 在各個運送桿內。所以要求刀刃小型,更換 容易,用小功率就能可靠切斷。
<1)切斷刃的選定
切斷刃要容易得到,操作費用要低,按 市售的鐵刀選定4種規(guī)格用于試驗,以評價 蜂利度和壽命。4種鐵刀是鋸齒刃(1.5mm 厚)1種,平刃<0.5~0.1 mm厚)3種。
切斷評價試驗證明,平刃鐵刀比鋸齒說 刀的效果好,所以選定平刃挽刀作切斷刃。
<2)切斷面的直線性
假如運送桿卷纏的薄膜松弛,切斷面的 凹凸量就大,外觀就差。假定薄膜卷纏時的 松弛度為B,那么,切斷刃的安裝角度& 與切斷面的直線性就有圖6所示的關系。
圖6 切斷安裝南和切斷面的直線性(如
C9 = 30°~60ot凹凸量在2mm以內)
4.收縮技術
4.1薄膜的熱吸收特性
這次使用的薄膜是具有單向熱收縮的低 密度聚乙烯薄膜(LDPE材料,50nm厚)。
圖7所示為LDPE薄膜的熱吸收特性. 表達了波長和紫外線穿透率的關系。在波長 A = 3.5及k = 6?8呻 的遠紅外線區(qū)域,穿透 率低,熱收縮特性優(yōu)良。因此,選定遠紅外 線加熱器作為LDPE薄膜收縮加熱之用。
4.2加熱器的選定
圖8所示為遠紅外線加熱器的波長和放 射率的關系。當3種加熱器中的N型波長%》 2.5 nm以上時,其放射率高。圖7所示為 LDPE薄膜的熱吸收特性的匹配關系。
表4列出了 3種陶瓷加熱器和兩種遠紅 外線加熱器的功率密度,薄膜溫升率,薄膜 熱吸收率的數據。N型陶瓷 加熱器的薄膜溫升率比其它 陶瓷加熱器都高,功率密度 和耐熱性也都優(yōu)良。
4.3收縮爐的制作 圖9所示是收縮爐的結 構。其特點如下:
(1)遠紅外線放射收縮 爐:采用遠紅外線陶瓷加熱 器配置在爐的兩側面和頂面 上,構成放射式收縮爐; 區(qū)域溫度調節(jié),構成節(jié)能型的收縮妒,
(3)尺寸變換性:可按飲料罐的尺寸對加熱器進行最優(yōu)配備。
圖10所示是高速半收縮包裝機(HS- 70)的外觀。表5中所列是主要的技術數據. 該機的試驗結果如下:
5.1開發(fā)機的試驗結果
圖U所示是開發(fā)機的結構及被包裝罐的 尺寸。在高速恒節(jié)距的傳送帶上進行熱熔化。
加熱爐的神英 |
功率密度 (W/cms) |
薄膜溫 升 率? |
禪 鷹 吸收率 |
耐 熱 経 度 (V) |
# 征 |
評 ft |
肉瓷加熱器J |
1.63 O |
0.04 O |
0.2» O |
600 |
和案膜的領性優(yōu)良 |
O |
向畫加熱審Y |
2.92 O |
0-02 O |
>0*23 O |
500 |
冋 上 |
X |
句瓷加熱器N |
3-69 ® |
0-15 ® |
>0.3 |
«00 |
和鶯膜的相性憂 良,耐熱性憂良 |
® |
配電盤加熱器T |
1.72 O |
0,02 X |
0.27 O |
450 |
浦熱性理 |
X |
衣英管加熱器 |
2.5 O |
0.04 o |
0-20 O |
500 |
容曷加鸛不均 |
△ |
5.2收縮試驗結果
用包裝機包封托盤時,在收縮爐內的收 縮效果如下:
(1)包裝外觀
薄膜嚴密地封住托盤的4面,飲料罐的 包封也嚴密。由于包裝沒有開口部位,塵埃和蟲害不易侵入
〈2)包裝強度
通過下落試驗(JIS標準)測定包裝強度, 能充分滿足客戶的需要,沒有強度不足。
S13卷焼輸度< 折葉長度)左右前 后的折葉長度離差在土2 mm 以內
高速半收縮包裝機(HS-70)現(xiàn)已順利投產。 這種高速半收縮機的特點是能見到箱內的內容物,外形美觀,高速穏定性強,能充分滿足客戶的需要。