Svijet se udaljava od-plastike za jednokratnu upotrebu. Ovo je promijenilo industriju slamki za piće u manje od deset godina. Pravila su postala stroža u Europi, Sjevernoj Americi i dijelovima Azije. Stoga su proizvođači morali raditi brzo kako bi promijenili svoje proizvodne linije. Rezultat je skup posebnih strojeva koji pretvaraju smotani papir u radne, čvrste slamke. Među tim strojevima,stroj za izradu papirnate slamke s kosomima svoje posebno mjesto. To nije zbog toga kako je slamka oblikovana. To je zbog toga kako se slama reže.
Što izdvaja stroj za izradu papirnate slamke s ukošenim kutom
Većina strojeva za slamke proizvodi ravno-rezane slamke. Cijev se namota, zalijepi i reže okomito na svoju os. To dobro funkcionira za fontane soda i trgovine milkshakeom, ali muči se s kutijama sokova, pićima u vrećicama i zatvorenim spremnicima za piće. Ravno-odrezan vrh može skliznuti s točke uboda. Može se sklopiti. Može propustiti probušiti laminiranu foliju ili plastičnu foliju koja zatvara pakiranje soka.
Stroj za izradu papirnate slamke s ukošenim kutom rješava ovo rezanjem slamke pod kutom. Kosina stvara šiljasti vrh-koji nije dovoljno oštar da bi bio opasan, ali je dovoljno sužen da koncentrira silu u jednoj točki. To pretvara slamku u funkcionalni alat za bušenje. To je isti princip koji čini zašiljenu olovku lakšom za pisanje od zatupljene.
Tijek proizvodnje u praksi
Postupak-rezanja s kosim kutom nalazi se na kraju duljeg lanca proizvodnje. Da bismo razumjeli ulogu stroja, pomaže pratiti cijeli slijed od sirovog materijala do gotovog proizvoda.
Korak 1: Odmatanje papira i formiranje sloja
Proizvodnja počinje s papirnim kolutima. To su obično tro-slojne konstrukcije: unutarnji sloj, srednji sloj i vanjski sloj. Svaki sloj može koristiti različite vrste papira. Unutarnji sloj, koji je u kontaktu s pićem, obično je kraft ili sulfitni papir za hranu-. Vanjski sloj nosi tiskane dizajne-logotipa, uzoraka ili boja robne marke.
Papir prolazi kroz postolje za odmatanje i ulazi u stanicu za lijepljenje. Ljepila na bazi-vode, obično modificirani škrobovi ili formulacije na bazi-alginata, primjenjuju se u kontroliranim obrascima. Ljepilo mora smočiti površinu papira bez da se upije. TAPPI standardi za prodiranje ljepila-na bazi vode u vlaknaste podloge pružaju korisne referentne točke zašto je to važno-previše prodiranja slabi vezu; premalo proizvodi slamku koja se raslojava u tekućini.
Korak 2: Spiralno namatanje
Nabrani-papir ulazi u trn za namatanje. Ovo je metalna osovina-obično od nehrđajućeg čelika, često s poliranom ili obloženom površinom kako bi se spriječilo prianjanje. Papir je spiralno omotan oko trna. Kut namotaja određuje debljinu stjenke i strukturnu gustoću slamke.
Proces spiralnog namotavanja dosta je proučavan u radovima o izradi kompozitnih cijevi. Studije u Composites Part A i drugim sličnim časopisima proučavale su kako kut namotavanja, napetost i brzina stvrdnjavanja ljepila rade zajedno. A te stvari odlučuju koliko će konačna cijev biti jaka. Iako su te studije usredotočene na napredne kompozite, temeljna mehanika-napetost-kontrolirano postavljanje filamenta i konsolidacija ljepila-izravno su relevantni za namatanje papirnatih slamčica.
Korak 3: Sušenje i stvrdnjavanje
Jednom namotana cijev još nije stabilna. Ljepilo je još uvijek aktivno. Trn-napunjen slamom prolazi kroz dio za sušenje. Na-brzim prugama to može biti vrući{5}}zračni tunel ili infracrveni dio za grijanje. Cilj je dovesti ljepilo do konačnog stvrdnjavanja bez pre-sušenja papira. Pre-osušeni papir postaje krt; nedo-stvrdnuto ljepilo proizvodi slamke koje omekšaju unutar nekoliko minuta od kontakta s tekućinom.
Stroj za izradu kosih slamčica od papira može integrirati ovaj korak sušenja ili može primiti prethodno osušene cijevi od prethodnog stroja za namatanje. Konfiguracija ovisi o tome je li kosi rezač samostalna jedinica ili je dio kombinirane linije za namatanje-i-rezanje.
Korak 4: Kosi rez
Ovo je operacija definiranja. Osušena cijev od slame dovodi se u stanicu za rezanje. Za razliku od-stroja za ravno rezanje, koji koristi jednostavnu giljotinu ili rotirajuću oštricu okomitu na os cijevi, stanica za koso rezanje je pod kutom.
Oštrica za rezanje-obično-rotirajući nož velike brzine ili servo-kontrolirana kutna giljotina-reže cijev pod postavljenim kutom. Uobičajeni kutovi zakošenja kreću se od 15 do 45 stupnjeva, ovisno o namjeni. Strmiji kut daje oštriji vrh, ali smanjuje cjelovitost poprečnog-presjeka slamnate stijenke na reznom rubu. Plići kut čuva više strukture zida, ali stvara manje učinkovit vrh za probijanje.
Rez mora biti čist. Poderani ili zgnječeni rubovi papira na skošenom dijelu oštećuju i način na koji slamka funkcionira i kako izgleda. Dizajneri strojeva to popravljaju na nekoliko načina. Oni odabiru pravi materijal za oštrice (često tvrdi alatni čelik ili volframov karbid). Koriste plan kako bi oštrica ostala oštra. I čvrsto stegnu slamku tijekom rezanja.
Korak 5: Skidanje trna i prikupljanje
Nakon rezanja, slamke se moraju ukloniti s trna. U nekim izvedbama, trn je fiksna osovina, a slamke se guraju pneumatskim ili mehaničkim sustavom za izbacivanje. U drugima, sam trn je trn koji se može uvući-skup segmentiranih elemenata koji se sklapaju prema unutra kako bi oslobodili slamku.
Izbačene slamke skupljaju se, obično kroz žlijeb u spremnik za prikupljanje ili na pokretnu traku za daljnje pakiranje.
Tehnička razmatranja u dizajnu strojeva
Nekoliko parametara dizajna određuje hoće li stroj za izradu papirne slamke s kosim kutom raditi pouzdano u proizvodnji.
Preciznost kuta rezanja. Kut skošenja mora biti dosljedan na svakoj slamčici u proizvodnoj seriji. Nejednaki kutovi proizvode slamke koje se nejednako buše-neke će čisto probušiti kutiju soka, druge će skliznuti s površine. Servo-kontrolirane rezne stanice sada su uobičajene u višim-strojevima jer omogućuju precizno podešavanje kuta bez mehaničke rekonfiguracije.
Životni vijek i održavanje oštrice. Papir za rezanje je abrazivan. Čak i s visoko{2}}kvalitetnim materijalima za oštrice dolazi do degradacije rubova. Neki strojevi uključuju sustave za automatsko indeksiranje oštrica ili obavijesti o zamjeni. Drugi se oslanjaju na rasporede operatera. Razlika se očituje u dosljednosti kvalitete proizvoda tijekom dugih proizvodnih serija.
Propusnost i sinkronizacija. Koso rezanje često je-korak koji ograničava brzinu u proizvodnji slame. Namatanje može biti brzo; sušenje se može paralelizirati; ali rezanje-osobito rezanje pod kutom koje zahtijeva precizno pozicioniranje slamke-može postati usko grlo. Moderni strojevi rješavaju to s-reznim glavama s više stanica koje se okreću s dovodom slamke, omogućujući kontinuirano, a ne isprekidano rezanje.
Kompatibilnost materijala. Ne ponaša se svaki papir na isti način pod kutnim rezom. Papiri s visokim udjelom kratkih-vlakana (kao što su oni u kojima dominira eukaliptusova pulpa) mogu se drobiti drugačije od kraft papira od mekog drva dugih-vlakana. Postavke stroja koje rade za jednu vrstu papira mogu proizvesti poderane kosine na drugoj. Ovo je jedan od razloga zašto su proizvodne probe standardna praksa pri kvalificiranju novog dobavljača papira.
Širi kontekst: Izvedba i percepcija
Ukošene papirnate slamke nalaze se na sjecištu funkcionalnosti i prihvaćanja potrošača. Ravno{1}}papirnata slamka funkcionalno je prikladna za mnoge primjene, ali ne reproducira korisničko iskustvo plastične slamke koja probija zatvoreni spremnik. Kosi vrh vraća to iskustvo.
Istraživanje potrošačkog prihvaćanja papirnatih slamki identificiralo je nekoliko ponavljajućih pritužbi: osjećaj u ustima (okus ili tekstura papira), strukturalni kvar (slamka se skuplja ili raslojava) i funkcionalna ograničenja (nemogućnost probijanja zatvorenih spremnika). Koso rezana slama izravno se odnosi na treći od njih. Sam po sebi ne rješava prva dva-zahtjevaju napredak u formulaciji papira, kemiji ljepila i gustoći namatanja.
Studije o procjeni životnog ciklusa (LCA) slamki za piće, uključujući one koje uspoređuju papir s PLA bioplastikom i polipropilenom, dosljedno otkrivaju da ekološki učinak slamke uvelike ovisi o kraj--životnim pretpostavkama. Papirnata slamka koja se ne kompostira ili reciklira nudi ograničenu prednost u odnosu na plastičnu slamku koja se spaljuje s povratom energije. Mehanizam za rezanje je komponenta unutar ovog većeg sustava-omogućuje format proizvoda, ali korist za okoliš ovisi o tome što se događa nakon što slama napusti proizvodnu liniju.
Prijave i tržišni segmenti
Ukošene-papirnate slamke najčešće se povezuju s kutijama od sokova i vrećicama za piće. Format je standardan na europskim tržištima, gdje je regulatorni pritisak na-plastiku za jednokratnu upotrebu ubrzan ranije nego u mnogim drugim regijama. U Sjevernoj Americi, format je dobio na snazi jer su glavni brendovi usluga hrane prešli s plastičnih slamki kao odgovor na pritisak potrošača i općinske propise.
Osim ambalaže za piće, slamke-koso rezane pojavljuju se u kontekstu medicinske i laboratorijske opreme, gdje je šiljati vrh koristan za pristup zatvorenim spremnicima za uzorke. Papirnati supstrat kompatibilan je sa shemama certificiranja kompostabilnosti (kao što je EN 13432 u Europi ili ASTM D6400 u Sjedinjenim Državama), što je relevantno za institucije s formaliziranim zahtjevima za nabavu održivosti.
Reference
- TAPPI Press. TAPPI korisne metode: ljepila i čvrstoća lijepljenja u podlogama na bazi-vlakana. TAPPI standardi, Atlanta, GA.
- Europski odbor za standardizaciju. EN 13432: Zahtjevi za ambalažu koja se može obnoviti kompostiranjem i biorazgradnjom. CEN, Bruxelles, 2000.
- ASTM International. ASTM D6400: Standardna specifikacija za označavanje plastike dizajnirane za aerobno kompostiranje u komunalnim ili industrijskim postrojenjima. ASTM, West Conshohocken, PA.
- Sjöström, E. Kemija drva: Osnove i primjene. 2. izdanje. Academic Press, San Diego, 1993. (Poglavlja o strukturi papira i vezivanju vlakana relevantna za cjelovitost slamnatog zida.)
- Mangalam, AS, et al. "Učinci orijentacije vlakana u namotanim kompozitnim cijevima pod aksijalnom kompresijom." Kompoziti, dio A: Primijenjena znanost i proizvodnja, svezak. 40, broj 7, 2009., str. 1142–1152. (Mehanika namotavanja relevantna za formiranje slamčice.)
- Agencija za zaštitu okoliša Sjedinjenih Država. Održivo upravljanje materijalima: dugotrajna roba, uključujući ambalažu. EPA, Washington, DC.
- Europska komisija. Direktiva (EU) 2019/904 o smanjenju utjecaja određenih plastičnih proizvoda na okoliš. Službeni list Europske unije, 2019.