오늘 전자상거래 물류 창고에 들어가 보면 완충재 롤이 포장 라인을 빠르게 지나가는 것을 볼 수 있습니다. 점차적으로 이 소재는 더 이상 플라스틱 버블랩이 아닙니다.-공기가 채워진 돔, 통로 또는 벌집 모양 셀로 기계적으로 변형된 크라프트지입니다.- 이를 만드는 데 사용되는 장비를 스티로폼 제지기라고 합니다. 그러나 주문할 때 구매자가 거의 없습니다. 버블 제지 기계, 광섬유에 대한 실제 영향에 대해 알아보려면 생산 규모와 속도 수치를 넘어 살펴보십시오. 어떤 종이가 깨끗하게 움직이는지, 어떤 쿠션 모양을 얻을 수 있는지, 라인이 실제로 얼마나 빨리 가는지, 성형 롤러에 실제로 필요한 것이 무엇인지 결정하기 때문에 핵심 기술 사고를 이해하는 것이 중요합니다.
출발점: 기판 특성 및 장력 제어
단일 돔을 누르기 전에,버블 제지 기계큰 롤에서 용지를 고르게 넣어야 합니다. 롤 폭은 일반적으로 300mm에서 1500mm 사이입니다. 긴장을 풀어주는 것은 작은 세부 사항이 아닙니다. 크라프트지는 파손되기 전 인장 용량이 더 낮습니다.-보통 60~90gsm이며, 기계적 방향으로 표준인 새 크라프트지는 3~6% 정도 늘어납니다. 이는 엠보싱 롤러로 섬유 양을 깨끗하게 밀어내는 것보다 성형 영역이 늘어나거나 찢어지기 전에 너무 많은 장력이 있어야 함을 의미합니다.
현대식 공장 라인에서는 대형 롤러가 롤아웃될 때 전체 롤러 크기 웹 장력을 ±5~10N 이내로 유지하기 위해 자기 분말 브레이크 또는 서보{0}}제어 풀림 모터를 사용합니다. 이 제어가 없으면 롤 롤 시작부터 롤 끝까지 성형 깊이가 다릅니다. 새 롤러의 처음 몇 미터 내에 만들어진 에어 포켓은 코어 근처에 만들어진 에어 포켓과 현저히 다릅니다.
핵심 원리: 일치하는 성형 롤러 사이의 기계적 엠보싱
스티로폼 제지기의 기본 작업 방법은 롤러 엠보싱입니다. 이는 다이-롤러 성형 또는 프레스-성형이라고도 합니다. 이 과정에서 크라프트지 조각이 반대 방향으로 회전하는 두 개의 롤러에 의해 생성된 틈을 통과합니다. 이 롤러의 표면에는 해당 오목 패턴과 오목 패턴이 있습니다.
종이가 이 틈에 들어가면 가열되거나 실온에서 세 가지 일이 발생합니다.
- 부분적인 섬유가 압박되어 움직입니다.– 각각의 올려진 수 롤러는 일치하는 기울어진 암 롤러 안으로 밀어 넣어집니다. 이 영역의 종이 섬유는 영구적으로 구부러지거나 낮아집니다(표면에서 직접). 이렇게 하면 돔, 기둥 또는 셀이 생성되어 원본 용지 표면에 달라붙습니다.
- 돔 벽이 늘어나면서 굳어짐– 각 버블 측면의 광섬유 네트워크가 늘어납니다. 크라프트지는 섬유가 길고 인열강도가 높기 때문에 재활용 용지나 목재가 사용되지 않은{1}} 인쇄용지보다 내굴곡성이 더 좋습니다. 돔 벽에는 잔류 응력이 있어 압력이 가해져도 구조가 견고하게 유지됩니다.
- 공기가 포착되었습니다– 두 번째 레이어(플랫 백 레이어)를 추가하고 함께 접착한 후 각 돔 내부의 돌출된 공간이 실내 공기의 작은 주머니를 포착합니다. 기포의 완충 효과는 종이 자체의 강성보다는 압력을 받는 에어백의 느린 분쇄에 의해 거의 전적으로 발생합니다.
이 세 가지 단계-압박, 늘이기 및 공기 포획-은 양각 기포 종이를 벌집 종이와 차별화시킵니다. 벌집구조는 종이 표면에 편평하다. 엠보싱 버블페이퍼의 구조는 엠보싱 버블페이퍼의 표면에 의해 지지되며, 주로 공기를 흡수하여 에너지를 흡수합니다.
성형 롤러 설계: 모든 것을 제어하는 변수
성형 롤러의 모양에 따라 최종 제품의 거의 모든 것이 결정됩니다. 즉 돔의 높이가 결정됩니다.
e, 돔 간격, 개구부 비율, 마지막으로 압력 하에서의 쿠션 곡선. 일반적인 발포 제지 기계에서 드럼은 경화된 합금강으로 만들어지며 표면 처리(보통 질화 또는 크롬 도금)를 통해 HRC 55-62의 표면 경도를 달성합니다. 크라프트지는 그 자체로는 부드럽지만 펄프화 공정에서 남은 실리카가 풍부한 미네랄이기 때문에 이는 필요합니다. 30~80m/분의 일정한 속도에서는 사포처럼 작용합니다.
주요 설계 변수는 다음과 같습니다.
- 돔 직경:대부분의 기계는 일반 전자상거래 포장의 경우 8{1}}12mm 범위를 목표로 합니다. 돔이 작을수록(4~6mm) 플레이트가 더 단단해지고 밀도가 높아집니다. 더 큰 돔(15~20mm)은 무거운 물체를 더 부드럽고 가볍게 보호합니다.
- 돔 높이 대 직경 비율:0.4-0.6은 웹을 찢지 않고 크라프트지에 엠보싱할 수 있는 실제 한계입니다. 그 위에는 종이가 너무 많이 늘어나 돔의 어깨 부분에 작은 찢어진 부분이 나타납니다.
롤러 프레스(닙 힘):롤러 폭 N/mm로 표시되며 용지 무게에 맞게 설정됩니다. 75gsm 크래프트 웹은 안정적인 돔 깊이를 얻기 위해 일반적으로 60~100N/mm가 필요합니다. 90gsm 용지에는 100~140N/mm가 필요할 수 있습니다. 종이 섬유를 과도하게 압축하고 돔 바운스를 줄이려면 너무 많은 압력을 가하십시오. 압력이 낮으면 얕은 돔이 공기를 잘 유지하지 못할 수 있습니다.
가열 대 주변 형성
일부 공장 라인에서는 간격을 형성하기 전에 예열 구역을 추가합니다. 이는 복사 또는 접촉 가열을 통해 종이 표면에서 60-90도에 도달할 수 있습니다. 가열하면 섬유 네트워크의 헤미셀룰로오스 바인더가 부드러워집니다. 이는 일시적으로 종이를 더 쉽게 형성할 수 있게 하고 더 낮은 롤러 압력으로 더 깊은 돔을 만들 수 있게 해줍니다. 단점은 높은 에너지 소비, 라미네이션 전 느린 냉각, 종이 표면이 타는 것을 방지하기 위해 정밀한 온도 제어가 필요하다는 것입니다.
반면에 상온 성형은 기계적 힘만 사용합니다. 설치가 더 빠르고 에너지 소비가 적습니다. 이는 표준 크라프트지의 가장 일반적인 방법이기도 합니다. 하지만 돔 높이에 엄격한 제한이 있어 종이를 찢을 수 없습니다. 결과적으로 더 깊은 돔 구조를 위한 기계에는 일반적으로 열 성형 모듈이 포함됩니다.
라미네이션: 공기 밀봉
엠보싱 레이어 자체에는 개방형 돔이 있습니다.-에어 포켓은 밀봉되지 않습니다. 두 번째 종이(보통 40-60gsm 라이너)는 엠보싱 롤러 또는 접착 간격을 사용하여 엠보싱 레이어 뒷면으로 가져옵니다. 접착제 시스템에는 일반적으로 다음이 포함됩니다.
- 열가소성 접착제(EVA 또는 폴리올레핀)슬롯-다이 또는 롤러 코터에 130-160도 적용. 순간적으로 접착이 가능하기 때문에 고속 접착에 매우 효과적입니다.
- 완전히 재활용 가능한 플라스틱-냉수- 기반 접착제(전분 또는 아크릴 분산액)입니다.콜드 글루는 서로 달라붙는 데 오랜 시간이 걸리며 일반적으로 글루가 건조될 때 압력을 유지하기 위해 압축 섹션이 필요합니다.
- 접착 라인은 성형 롤러의 속도와 정확히 일치해야 합니다. 엠보싱된 웹과 라이너 사이의 시간 차이로 인해 돔과 라이너가 잘못 정렬될 수 있습니다. 이렇게 하면 기포가 열리는 것을 막거나(더 적은 공기가 남아 있게 됨) 돔 가장자리가 서로 달라붙는 것을 방지합니다(측면 압력으로 인해 기포가 약해집니다).
속도, 출력 및 에너지 소비
중형-규모 산업용 발포 제지 기계는 40~60m/분의 속도와 600mm의 작업 폭 또는 시간당 약 1,440~2,160선형미터로 작동합니다. 표준 돔 간격을 기준으로 하면 시간당 약 900~1,350m²의 완성된 쿠션 재료가 필요합니다. 총 연결 전력은 일반적으로 5{16}}15kW입니다. 여기에는 장력 조절 풀기, 액츄에이터 형성, 스태킹 및 되감기가 포함됩니다. 그러나 80m/min 및 1000mm 폭이 넘는 고속철도는 최대 용량에서 20~30kW를 사용할 수 있습니다.
전 세계 버블랩 및 보호 포장 시장 규모는 2024년에 62억~64억 달러로 추산되며, 이는 플라스틱 및 종이{3}} 기반 버블 유형을 모두 포함합니다. 전자상거래 배송업체가 일회용 플라스틱에 대해 더 많은 규정을 적용함에 따라 종이 제품은-가장 빠르게 성장하는 비즈니스입니다.- 많은 분석가들은 2032년까지 연평균 성장률이 5~7%에 이를 것으로 예상합니다.버블 제지 기계이는 시설이 증가하는 시장 수요를 얼마나 효율적으로 포착할 수 있는지 직접적인 영향을 미칩니다.
기계가 할 수 없는 일
방법 이해하기버블 제지 기계일은 또한 그 한계를 이해하는 것을 의미합니다. 재활용 크라프트지는 섬유 길이가 짧고 회분 함량이 높습니다. 간격 형성 성능이 더 나쁩니다.-돔 벽은 파열되기 더 쉽고, 같은 무게의 새로운 긴-섬유 크라프트지보다 평방 인치당 15~25% 적은 공기를 가두게 됩니다. 기계만으로는 열악한 종이 품질 문제를 해결할 수 없습니다. 형태는 롤러에 고정되어 있으며 최적의 출력 품질은 입력 용지에 따라 결정됩니다.
또한 이러한 유형의 성형기는 허니콤 제지기와 다릅니다. 그들은 모두 롤러를 사용하여 종이 모양을 형성하지만 도구의 모양, 종이가 늘어나는 방식 및 최종 완충 곡선은 완전히 다릅니다. Honeycomb은 종이를 옆으로 잡아당겨 6-면 격자를 만듭니다. 버블은 종이를 밀폐된 돔 안으로 밀어 넣습니다. 둘 사이의 선택은 단순한 외관이 아니라-보호 대상 제품의 무게와 힘 패턴에 따라 달라집니다. 모든버블 제지 기계벌집 격자가 아닌{0}}돔 구조용으로 특별히 제작되었습니다.
FAQ
Q: 이 종이 쿠션 성형 장치는 재활용 크라프트지를 기판으로 사용할 수 있습니까?
예, 하지만 명확한 제한이 있습니다. 재활용 종이의 섬유 길이는 더 짧고 파단 전 신장률은 더 낮습니다. 새로운 크라프트의 확장성은 4~6%인데 비해 일반적으로 1.5~3% 확장성이 있습니다. 돔을 낮추어야 합니다. 롤러 압력은 주의 깊게 설정해야 합니다. 돔이 깨지는 것을 방지하려면 생산량을 20~30% 줄여야 합니다. 많은 운영자는 비용과 성형의 균형을 맞추기 위해 재활용 크라프트와 새 크라프트(새 크라프트 종이에 70/30 또는 60/40 재활용)를 혼합합니다.
Q: 성형 롤러는 얼마나 자주 교체됩니까?
잘 관리된-라인에서는 새로운 75gsm 크라프트가 50m/분의 속도로 작동하며 롤러의 작동 수명은 일반적으로 돔 높이가 떨어지기 시작하기 전까지 12,000~18,000시간입니다. 재활용 종이나 실리콘 함량이 높은 종이는 롤러 수명을 30~40%까지 줄일 수 있습니다. 롤러는 -완전히 교체되기 전에 더 오랫동안 제자리에 유지되도록 재연마되어 돔 패턴을 재현합니다.
Q: 스티로폼 기계와 스티로폼 제지 기계의 차이점은 무엇입니까?
다이어프램 기계는 평평한 금형을 통해 플라스틱(일반적으로 LDPE)을 녹인 다음 이를 구멍 덮개가 있는 롤러 위로 진공 흡입하여 폼을 형성한 다음 가열하여 뒷면 필름을 부착합니다. 형성되는 재료는 용융된 플라스틱입니다. 스티로폼 제지기는 일치하는 드럼 간격을 통해 조립식 종이 그물을 밀어냅니다. 종이는 가열되거나 녹지 않습니다. 출력 재료는 다릅니다. 플라스틱 버블랩은 방수 기능이 있으며 전용 플라스틱 필름 재활용 시스템에서만 재활용할 수 있습니다. 일반 종이 재활용 시스템에서는 버블랩을 사용할 수 있습니다.
Q: 돔의 크기가 기계 속도에 영향을 줍니까?
예. 돔 간격이 작을수록(더 조밀한 패턴) 섬유가 완전히 압출되도록 하려면 일반적으로 더 낮은 선형 속도에서 더 정밀한 롤러 정렬이 필요합니다. 직경이 15mm 이상인 더 큰 돔 모양-은 더 높은 속도를 견딜 수 있지만 더 큰 롤러 압력이 필요합니다. 이로 인해 롤러 베어링의 부하가 증가하고 구동 모터에서 더 많은 토크가 필요합니다.
Q: 모든 스티로폼 제지기에는 온도 조절이 필요합니까?
아니요. 표준 새 갈색 용지는 60~90gsm에서 대부분의 상업적 목적으로 사용할 수 있습니다. 돔이 성형할 수 있는 온도보다 높아야 하거나 더 무거운 종이(100+ gsm)를 사용할 경우 기계적 성형에는 롤러가 넓은 영역에 걸쳐 구부릴 수 있을 만큼 많은 압력이 필요하기 때문에 가열 성형이 필요합니다.
참고자료 및 출처
- 국제 펄프 및 제지 산업 기술 협회(TAPPI) -일정한 비율의 신장 장치를 사용한 종이 및 판지의 인장 특성, 표준 T 494.
- 펄프 및 제지 산업 기술 협회(TAPPI) -종이 및 판지의 기본 중량, 표준 T 410.
- 지속적인 시장 조사 / SkyQuest 기술 -글로벌 버블랩 포장 시장 보고서, 2024년판: 시장 가치는 62억~64억 달러(2024년), 2032년까지 CAGR 5~7%로 예상됩니다.
- 라이온델바젤 -필름 압출 가이드(비교 PE 처리 컨텍스트 참조), 2022.
- 유럽 종이 재활용 위원회(EPRC) -유럽 종이 재활용률 모니터링 보고서, 2023년: 회원국별 종이-기반 유연 포장 회수율.
- ASTM 인터내셔널 -ASTM D1117, 부직포 평가를 위한 표준 가이드(비교 기준-중량 및 섬유-밀도 측정 맥락 참조).
- ISO 1924-2 -종이 및 보드 - 인장 특성 측정 - 파트 2: 일정한 신장률 방법, 국제 표준화기구.