ماشين‌آلات ورق‌سازي و نحوه توليد آن
یکشنبه 27 اردیبهشت ماه 1394

 در صنعت كارتن‌سازي ورق اصطلاحا به صفحة مسطح و تا نخورده‌اي از مقواي كنگره‌اي گفته می‌شود كه‌ از مقواسازي خارج شده و هيچ عمليات چاپي بر روي آن صورت نگرفته باشد، اطلاق می‌شود. اين ورق‌ها ممكن است سه لايه، پنج لايه و يا هفت لايه باشد. مهمترين ماشين صنعت كارتن‌سازي همين ماشين ساخت ورق می‌باشد كه خود مجموعه‌اي از ماشين‌آلات كوچكتر بوده كه به صورت سري كار می‌كنند. مهمترين خواص مقاومتي كارتن را بايد در هنگام توليد اين دستگاه كنترل كرد و پارامترهاي اساسي نظير رطوبت كاغذ، حرارت دستگاه، خصوصيات چسب ساخته شده مورد مصرف و قابليت گذر كاغذ فلوتينگ و. . . . . از آن جمله‌اند.

اجزاي كوچكتر ماشين مقواسازي عبارتند از :

واحد چسب‌سازي

همان‌طور كه گفته شد در اين صنعت براي چسباندن لايه‌هاي مياني و بيروني از چسب نشاسته به علت مزيت‌هاي ذيل مورد استفاده قرار می‌گيرد.

۱- مادة ‌ارزان قيمتي است.

2- قابليت تخريب‌پذيري زيستي دارد.

3- از منابع تجديد شونده بدست می‌آيد.

واحد چسب‌سازي به‌صورت مجزا در يك محدوده مشخص و بسته‌اي در نزديكي سالن مقواسازي احداث می‌شود. مواد اوليه چسب نظير نشاسته خام، سود و بوراكس در اين واحد به علت دسترسي آسان انبار می‌شود. دو مخزن حاوي همزن جداگانه و يك پمپ مخصوص و چند دماسنج و فشارسنج و نيز تعدادي از وسايل آزمايشگاهي نظير ويسكومتر و pH متر از تجهيزات اين واحد می‌باشند.

دقت در ساخت چسب توسط اپراتور بسيار مهم است، چرا كه فاكتورهاي چسب مناسب براي ساخت ورق با كيفيت عالي بسيار زياد بوده كه همگي بايد با هم رعايت شوند و غفلت از يكي به معني كاهش چشمگير كيفيت ورق ساخته شده خواهد بود. از نسبت‌هاي مختلف آب و نشاسته و سود براي ژله و آب و نشاسته و بوراكس براي ساخت پايه چسب و از بخار هم براي افزايش دماي آب براي حل دانه‌هاي گرانولي نشاسته ‌استفاده می‌شود. اگر حرارت زياد باشد فرايند ژلاتيني شدن به تاخير می‌افتد و ممكن است مشكل پيوند بين كاغذها بوجود آيد و سرعت خط توليد كاهش يابد. همچنين اگر حرارت خيلي كم باشد ژله شدن پيش از موعد اتفاق می‌افتد كه سبب تشكيل پيوند بسيار ضعيف خواهد شد.

چسب مناسب براي ماشين‌هاي با سرعت بالا چسبي است كه با سرعت‌هاي بالا پايدار بوده و نقطه ژله‌اي شدن پايين و بافت مناسب داشته باشد. اين چسب، سرعت توليد بالا، مصرف كم انرژي و كاربرد مناسب با ضايعات كم خواهد داشت.

فاكتورهايي كه در مرحلة توليد بايد مورد توجه قرار گيرند عبارتند از :

1- ويسكوزيته

2- مواد جامد

3- pH

4- نقطه ژله‌اي شدن

ويسكوزيته

ويسكوزيته عبارت است از مقاوت به جريان‌پذيري يك سيال كه‌اين خاصيت را می‌توان به ‌وسيلة فنجان شماره 4 [2]يا ويسكومتر اندازه گرفت. به‌دليل ارتباط زياد دما و ويسكوزيته، زمانيكه ويسكوزيته اندازه‌گيري می‌شود بايد شرايط دمايي هم ثبت گردد.

مواد جامد

محدودة نرمال مواد جامد در چسب نشاسته طبق آزمايشات كيفيتي و همچنين تجارت بين 16 تا 26% است.

دماي ژله‌اي شدن

دمايي است كه دانه‌هاي نشاسته شروع به واكشيده شدن می‌نمايد و غليظ شدن آن به وضوح قابل مشاهده ‌است. حدود دماي ژله‌اي شدن بين 53 تا 63 درجة سانتيگراد است كه‌اين دما را می‌توان به وسيلة حرارت دادن يك نمونه‌ از چسب نشاسته ساخته شده تا زماني‌ كه شروع به واكشيدن و غليظ شدن می‌نمايد، اندازه‌گيري كرد. دمايي كه به اين صورت اندازه‌گيري می‌شود دماي ژله‌اي شدن نام دارد.

حرارت ذخيره‌‌سازي چسب، فرمولاسيون چسب مورد استفاده و نقطة ژلاتيني شدن آن بسيار مهم می‌باشد. اضافه كردن مواد شيميايي به چسب، مقاومت به چسبندگي لايه‌هاي مقوا در دو ورق مشابه افزايش می‌يابد. مواد افزودني چسب به كنترل رطوبت و همچنين به عدم جذب رطوبت جوي در خط چسب و در حين انبار كردن ورق‌‌ها كمك می‌كنند. در ضمن مواد افزودني مقاومت به تركيدگي ورق مقوا را 8 تا 10 درصد بهبود می‌بخشند. براي كنترل قارچ‌ها و باكتري‌‌هاي نامناسبي كه در محل‌هاي تهيه و استفاده چسب نشاسته رشد می‌كنند، بايد مواد مناسبي بكار برده ‌شود. همچنين شستشوي مداوم و تميز كردن تانك‌هاي ذخيره چسب و خطوط انتقال نيز خيلي ضروري است.

پمپ‌‌هايي كه براي به گردش درآوردن چسب مورد استفاده قرار می‌گيرند بايد وكيومی ‌باشند، چرا كه ساير پمپ‌‌ها از جمله پمپ‌های مكانيكي يا پمپ‌هاي حلزوني به‌واسطه تماس مستقيم و يا ضربه‌‌اي كه به دانه‌هاي نشاسته وارد می‌كنند، باعث شكستن شبكه در هم پيچيده نشاسته و در نهايت كاهش ويسكوزيته و گيرايي چسب می‌گردند. حتي مسير هاي حركتي چسب بايد با زاوية باز تغيير جهت دهند تا شوك‌‌هاي وارده به دانه‌هاي چسب نشاسته به حداقل برسند.

پيش گرم‌‌كن‌ها

گاهي كاغذهاي فلوتينگ و لاينر مورد استفاده داراي رطوبتي بيشتر از حالت نرمال (10% تا 6) می‌باشند كه در اين حالت كاغذ را قبل از ورود به ماشين كنگره‌ساز گرم می‌كنند تا رطوبت آن كاهش يابد و در مواقعي نيز درصد رطوبت كاغذ در عرض آن يكسان نيست و حرارت دادن آن در پيش گرم‌‌كن‌ها اين نقيصه را نيز جبران می‌كنند.

همچنين براي راحت‌‌تر كردن فرايند كنگره‌اي كردن كاغذ را حرارت می‌دهند تا ليگنين و همی‌سلولزهای موجود در كاغذ نرم شود و كاغذ فلوتينگ در لابه‌لاي سيلندرهاي موج‌دار به‌راحتي شكل‌‌پذير باشد.

ماشين كنگره‌ساز

مهمترين بخش ماشين مقواسازي، ماشين كنگره‌ساز می‌باشد كه خود شامل دوش بخار، دو سيلندر كنگره‌اي[5]، سيلندر چسب، سيلندر پاك‌‌كن، تشتك چسب، سيلندر پرس [6]و محفظه خلاء می‌باشد.

كاغذ فلوتينگ بعد گرم شدن ليگنين و همی‌سلولزهاي آن از دوش بخار گذشته و بعد از بخاردهي ضمن بالا بردن دماي نهايي آن كه ‌اندكي كمتر از 100 درجة سانتیگراد ‌است و نيز افزايش رطوبت و يكنواخت‌‌سازي آن در عرض، از بين دو سيلندر كنگره‌اي كه در خلاف يكديگر می‌چرخند عبور می‌كند.

نيروي حركت كاغذ ضمن اصطكاك بين كاغذ و سيلندرهاي كنگره‌اي، خلاءاي است كه بعد از عبور كاغذ از بين سيلندرهاي كنگره‌اي، آن را به طرف بيرون می‌كشد. عمق شيارهايي كه برروي اين غلطك‌ها ايجاد شده‌اند بايد مساوي هم و در همديگر نشست كنند. الگوي فلوت كه با حروف A وB و CوE در قبل توضيح داده شد، دقيقا به ارتفاع و عمق اين شيارها در سيلندرهاي كنگره‌اي بستگي دارد كه كاغذ فلوتينگ در لابه‌لاي آنها تحت فشار و حرارت شكل می‌گيرد.

سيلندر چسب نيز چسب مورد دلخواه را از تشتك برداشته و به نوك قله‌هاي فلوت آغشته می‌كند. اندازة چسب مصرفي به‌وسيلة تنظيم فاصله غلطك پاك‌كن چسب با غلطك چسب تعيين می‌شود. بدين ترتيب با نزديك شدن اين دو غلطك چسب كمتر و با دور شدن آنها چسب بيشتري به قله فلوت‌ها آغشته می‌شود. فرايند تشكيل پيوند شامل مراحل چسب‌‌خوري – نفوذ چسب – ژله‌اي شدن – پيوند موقتي و نهايي می‌باشد.

چسب بايد به مقدار لازم و كافي به نوك قله‌هاي فلوت آغشته شود. كيفيت و شرايط چسب خوري فلوت‌‌ها بايد در تمامی‌سرعت‌‌هاي ماشين ثابت و پايدار باقي بماند و نيز بهبود و يكنواختي در بافت چسب سبب افزايش كيفيت چسبندگي می‌شود. نفوذ چسب نيز براي دستيابي به يك پيوند مناسب و خوب بسيار مهم و حساس است كه چسب به اندازة كافي در كاغذ نفوذ كند. نفوذ بيش از حد، نسبت به نفوذ كم، شرايط بسيار نامناسب‌‌تري را بوجود می‌آورد. عواملي كه نفوذ چسب را تحت تاثير قرار می‌دهند عبارتند از :

pH چسب – رطوبت كاغذ – تخلخل كاغذ 

نفوذ چسب می‌تواند تحت تاثير مواد شيميايي مورد استفاده در حين تهيه و ساخت چسب نيز قرار گيرد. ساده‌‌ترين روش كنترل نفوذ چسب به‌وسيلة پيش آماده‌‌سازي در ماشين می‌باشد.

ژلاتيني شدن

ژله‌اي شدن، واكشيده شدن سريع گرانول‌‌هاي نشاسته‌اي می‌باشد كه ‌آب جذب كرده‌اند. ژلاتيني شدن در شكل‌گيري يك پيوند و چسبندگي خوب و مقاومت لايه‌هاي به‌هم چسبيده بسيار مهم است. نقطه ژله‌اي شدن را می‌توان با تغيير در مقدار مصرف نشاسته و اضافه كردن سود تنظيم كرد.

پيوند موقتي و نهايي

پيوند موقتي در طي ژله‌اي شدن چسب تشكيل می‌شود اما در اين مرحله پيوند و چسبندگي لايه‌ها كافي نبوده و ورق يك لايه در اين فاز نبايد تحت اثر فشار يا كشش قرار گيرد، چون چسبندگي كامل نشده و لايه‌ها از هم باز می‌شوند و در اين حالت بايد اجازه داد تا كاملا پيوند تشكيل شده و خشك شود. در اين قسمت ممكن است در تشكيل پيوند مشكلاتي نيز ايجاد شود كه عبارتند از :

- پيوند ضعيف

- پيوند ناقص

- پيوند كريستالي

عدم نفوذ كافي چسب به دليل نداشتن ويسكوزيته و شرايط مطلوب جهت جريان‌‌پذيري مناسب سبب بوجود آمدن پيوند ضعيف می‌شود. نفوذ ناكافي چسب سبب می‌شود تا لايه‌هاي كاغذ به يكديگر متصل نشده و ورق نامطلوبي حاصل گردد.

دلايل اين اشكالات به شرح ذيل می‌باشد:

- گرم شدن بيش از حد كاغذ كه سبب ژله شدن (سفت شدن) چسب قبل از نفوذ در كاغذ می‌شود.

- فرمولاسيون نا مناسب چسب (ويسكوزيته و نقطه ژله‌اي شدن).

- عدم وجود چسب نامناسب جهت نفوذ به كاغذها.

تشكيل خطوط چسب نشاسته زماني‌كه ورق مقوا از هم جدا می‌شود نشانگر پيوند ناقص می‌باشد. اين مشكل از كامل نشدن فرايند ژلاتيني شدن نشاسته بوجود می‌آيد. اگر آب موجود در چسب كه سبب نفوذ نشاسته و تكميل فرايند ژلاتيني شدن گرانول هاي نشاسته و پيوند كاغذها به‌هم می‌شود، به ميزان كافي در دسترس نباشد، اين اشكال ايجاد می‌شود كه دلايل آن به شرح ذيل می‌باشد :

1- انتقال كم حرارت 2- ويسكوزيته كم چسب در حين انتقال 3- رطوبت اضافي در كاغذ

حباب‌‌دار شدن ورق و يا كريستالي شدن پيوند نيز می‌تواند به دليل عدم تماس كافي كاغذ و نوك فلوت‌ها باشد.

كاغذ فلوتينگ بعد از اينكه تبديل به كنگره شد و نوك قلة آن به چسب آغشته شد با كاغذ لاينر كه‌ از روبرو و به سمت آن در حركت است تماس پيدا كرده و با كمك فشار سيلندر پرس و حرارت آن به همديگر چسبيده و بدين ترتيب مقواي تك رويه [8]ساخته شده و از ماشين كنگره‌ساز خارج می‌شود. اين مقواي تك رويه بعد از ساخته شدن به پل كه در بالاي ماشين قرار دارد روانه شده تا هم در آنجا ذخيره شده و هم به صورت ممتد و بدون پارگي براي ساخت مقواي دو رويه به قسمت‌‌هاي ديگر ماشين انتقال يابد.

فاكتورهاي زيادي در كيفيت توليد مقواي تك رويه موثرند كه ‌اپراتور اين قسمت بايد به تمامی ‌آنها توجه كند و ضمن اينكه خود او بايد از تيزهوشي ذاتي برخوردار باشد، بايد نسبت به شناخت خصوصيات كاغذ و ويژگي‌هاي دوگانة آن اطلاعاتي به او داد. كاغذهاي مورد استفاده در ماشين مقواسازي تقريبا در تمامی ‌قسمت‌‌ها تحت كشش هستند، بنابراين مقاومت به كشش و مقاومت به پارگي از مهمترين فاكتورهاي كاغذ موثر در روند توليد می‌باشند.

تمامی‌سيلندرهاي موجود در دستگاه كنگره‌ساز بايد نسبت به هم فواصل مساوي [9]در طول داشته باشند و اين فواصل با دقت بسيار بالايي تنظيم می‌شوند. لازم به يادآوري است كه دما در مجموعة كنگره‌ساز 190-160 درجة سانتيگراد است و دماي پايين‌‌تر از آن علاوه بر شكل‌گيري ناقص كنگره موجب پيوند ناقص چسبندگي بين كنگره و لاينر می‌گردد.

ماشين چسب

اين ماشين در واقع چسب‌‌زني مرحله دوم در دستگاه مقواسازي بوده و بسته به اينكه مقوا سه لايه و پنج لايه و هفت لايه توليد شود، سيستم چسب‌زني آن يك، دو و يا سه دستگاه می‌باشد كه هر كدام جداگانه قلة فلوتي را به چسب آغشته می‌كند و در نهايت تمامی ‌مقواهاي تك رويه با لاينر رويي به قسمت دو روكننده هدايت می‌شوند. چسب مصرفي در اين قسمت همان چسب كنگره‌ساز بوده و در واقع منبع جريان آنها يكي می‌باشد. قبل از چسب‌‌زني تك رويه‌ها در قسمت ماشين چسب، آنها را حرارت می‌دهند تا رطوبتي كه در كنگره‌ساز در اثر چسب‌‌زني به آنها اضافه شده ‌است را كمتر نمايند.

ماشين دو رو كننده 

ماشين دورو كننده بلافاصله بعد از ماشين چسب قرار دارد و مجموعه‌اي از صفحات چدني است كه بر اثر جريان بخار دماي آنها 190- 170 درجة سانتيگراد بوده و بر اثر تماس مستقيم آنها با ورق مقواي تمام شده رطوبت آن را تا اندازة نهايي ( 10- 8 درصد) می‌رساند.

در قسمت دو رو كننده تمامی ‌پيوندهاي بين لايه‌ها تكميل شده و ديگر هيچ اتفاق شيميايي بين آنها نمی‌افتد، بنابراين علاوه بر ميزان چسب در چسب‌زني، سرعت ماشين دو رو كننده كه زمان قرارگيري در معرض حرارت مقوا را تحت تاثير می‌دهد، دو عامل مهم و شايان توجه می‌باشند.

نيرويي كه باعث می‌شود تا مقوا بر روي پليت‌‌ها حركت كند، تسمه‌اي نسوز است كه سرتاسر مقوا را می‌پوشاند و در واقع مقوا بين تسمه و پليت‌‌ها است و تسمه با اندك فشاري بر روي مقوا و حركت به سمت جلو توسط موتور الكتريكي، مقوا را به سمت جلو می‌كشد. فشاري كه تسمه به ورق وارد می‌كند كنترل شده ‌است و به علت اينكه مساحت تحت فشار زياد است، له‌شدگي در ورق روي نمی‌دهد.

پهنای تسمه دورو كننده ‌اندكي بيشتر از عرض مقواي توليدي بوده و طول آن نيز بستگي به تعداد پليت‌‌ها دارد. جنس تسمه‌ از الياف نسوز است كه در تمامی‌سطح آن مانند توري ميز فوردينير داراي منافذي است كه رطوبت تبخير شده‌ از مقوا را در خود جاي داده و طي گردش متوالي، اين بخار آب را به محيط می‌رساند. نظافت ماهيانه تسمه‌ها بسيار لازم و توصيه شده ‌است و شستشوي آن حتما بايد با آب شيرين صورت گيرد.

در قسمت ورودي دو رو كننده، در مجاورت اولين پليت، پمپ روغني است كه‌اسپري روغن[12] را بر روي لاينر رويه ‌انجام می‌دهد. اين لاينر در تماس مستقيم با پليت‌‌ها است و چون لاية رويي كارتن است، اسپري روغن روي آن سبب براقيت و نيز افزايش كيفيت چاپ شده و نفوذپذيري كارتن را در برابر رطوبت كاهش می‌يابد.

برش‌زن طول و خط تازن

برش زدن طولي و خط تا زدن همزمان در يك دستگاه رخ می‌دهد و اين دستگاه كه ‌اصطلاحا اسليتر[13] نام دارد، از دو شافت كه در خلاف جهت هم می‌چرخند و نيروي محرك خود را از يك موتور مجزا می‌گيرند، تشكيل شده ‌است. مجموعه‌اي از چاقو و خط‌‌انداز كه به صورت دايره هستند و ‌اين شافت‌‌ها در داخل آنها قرار می‌گيرد. در حقيقت قسمت اعظم مشخصات ابعادي كارتن در حال ساخت در اين قسمت را اعمال می‌کنند (ابعاد ارتفاع، درب‌‌ها، عرض شيت).خط‌‌اندازها قله فلوت را در مكان تعريف شده له می‌كنند و كارتن دراين ناحيه بدون شكستگي فلوت براحتي تا می‌خورد.

برش‌زن طول

اين قسمت از ماشين مقواسازي كه ‌اصطلاحا كاتاف[14] نام دارد، از دو شافت كه مانند اسليتر در خلاف جهت يكديگر می‌چرخند و در طول هر كدام از آنها يك تيغه فولادي قرار دارد، تشكيل شده ‌است. با قرار گرفتن اين تيغه‌ها روي يكديگر، مقواي بين آنها بريده می‌شود. در صورت وجود چهار شافت كه به صورت مطبق قرار دارند، ماشين قادر به توليد همزمان دو سفارش با اندازه‌هاي مختلف می‌باشد. با قرار دادن چرخ كوچك و متحركي كه بعد از اسليتر و قبل از كاتاف بر روي مقوا در حال ساخت قرار دارد و با استفاده‌ از محاسبات محيطي چرخ مذكور اندازة دقيق به كاتاف داده شده و در طول مناسب شيت مقوا قطع خواهد شد. در كاتاف‌‌هاي مطبق اين سيستم به صورت مجزا عمل می‌كند. رعايت نكات فني در حفظ و نگهداري از تيغه‌هاي كاتاف بسيار مهم می‌باشد.

جمع‌كن ورق‌‌ها

جمع‌كن ورق‌ها آخرين قسمت در ماشين مقواسازي هستند كه‌ از چندين تسمه‌هاي پهن تشكيل شده كه ورق‌ها را روي هم انباشته كرده و فرايند جمع‌آوري آنها را توسط اپراتور تسهيل می‌كند. البته در ماشين‌‌هاي مقواسازي امروزي و مدرن تغيراتي شگرف در اين قسمت داده شده ‌است كه بدون نياز به اپراتور، ورق‌هاي ساخته شده با استفاده‌ از استكر و نوار نقاله مستقيما به طرف ماشين‌‌هاي چاپ حركت می‌كنند.


[1] -Corrugated machine

[2] -Ford cup

[3] -Preheater

[4] -Flutter machine

[5] -Corrugated roll

[6] - Pressure roll

[7] - Prosity

[8] - Single face

[9] - Gap

[10] - Glue machine

[11] - Double facer

[12] - Oil mist

[13] - Slitter

[14] -Cut off


تعداد دفعات مشاهده 565