A munka hatékonysága több mint 300%-kal nőtt! Az új cigarettásdoboz-ellenőrző berendezés ilyen hatékony!
2025 februárjában Zhang Jianmin, az Állami Dohánymonopólium Igazgatóságának párttitkára és igazgatója, valamint a China National Tobacco Corporation vezérigazgatója a Hunan Tobacco-ban tartott ellenőrzés során hangsúlyozta, hogy „tovább kell elmélyíteni a reformot és az innovációt, új lendületet kell adni a magas-minőségű fejlesztésnek és modernizációnak, valamint elő kell segíteni az ipari innovációt a technológiai innováció és a folyamatos digitális fejlesztés révén”. Ez az irányelv utat mutat a technológiai innováció számára a cigarettacsomagoló iparban. A „ragasztóteljesítmény” a cigarettásdoboz-gép alkalmazkodóképességének fontos mutatója, mivel a ragasztóréteg szilárdsága közvetlenül meghatározza a cigarettásdobozok szerkezeti stabilitását a tárolás, szállítás és értékesítés során. A Kínai Csomagolási Szövetség Dohánycsomagolási Bizottságának 2024-es felmérése szerint a hazai cigarettásdobozok ragasztóproblémák miatti selejtezési aránya átlagosan 5,7%, néhány kis- és középvállalkozásnál pedig meghaladja a 15%-ot, ami több mint 200 millió jüan éves közvetlen gazdasági veszteséget jelent.
Jelenleg a kész cigarettásdobozok tapadóképességének tesztelése teljes mértékben manuálisan történik. A tesztelési folyamat három fő lépésből áll: az anyag előkészítéséből, a papírtapadásból és a leválás -kiértékeléséből, amely több mint tíz műveletből áll, mint például a minták levágása, a ragasztó felhordása, a préselés, a beállítás, a hámozás és az értékelés, mindez teljes mértékben kézi munkától függ. Ez a hagyományos módszer olyan problémákkal jár, mint a pontatlan ragasztómennyiség, egyenetlen felhordás, rosszul igazított papír és elégtelen préselés, ami hosszú tesztelési időket, ismételt kísérleteket, magas munkaintenzitást és alacsony hatékonyságot eredményez. Egyes fűtőberendezések biztonsági kockázatot is jelentenek. E problémák megoldása érdekében a Changde Jinpeng Printing Co., Ltd. (a továbbiakban: „Changde Jinpeng”) „az upstream és downstream ipari vállalkozások közös erőfeszítését” alkalmazta, és sikeresen kifejlesztett egy csomagolópapír-ragasztó-teljesítmény-vizsgáló eszközt a helyszíni benchmark és együttműködési innováció révén. Ez a cikk szisztematikusan elmagyarázza az eszköz hátterét, műszaki tervét, megvalósítási eredményeit és promóciós értékét, hogy referenciaként szolgáljon az iparág technológiai innovációinak minőségi teszteléséhez.
Műszaki háttér és problémaelemzés
01/ A ragasztóképesség műszaki jelentése
A ragasztási teljesítmény a ragasztó tönkremenetelének mechanizmusán alapuló folyamatra utal, amely szimulálja a ragasztóanyag préselési lépését a cigarettacsomag kialakításában. Két mintát összeragasztanak, majd destruktív módon lehámoznak. Ha a papírszálakat a ragasztó széthúzza, a ragasztóképesség megfelelőnek minősül. Ez a teljesítménymutató közvetlenül tükrözi a ragasztóanyag és a papírhordozó kompatibilitását, és kulcsfontosságú paraméter a csomagolási szerkezet stabilitásának biztosításához.
02/ Hagyományos vizsgálati módszerek és problémáik
Jelenleg minden cigarettásdoboznak a gyár elhagyása előtt meg kell vizsgálni a ragasztóképességét. A tesztelési folyamat három fő szakaszra osztható: „anyag-előkészítés”, „papírtapadás” és „lehúzás értékelése”. A konkrét műveleti lépések a következők: vegye ki a vizsgálandó mintát a mintazsákból → vágja le a minta ragasztófelületét 20 mm × 50 mm-re → húzza fel a ragasztót fecskendővel (az 1. ábrán látható módon) → csepegtesse a ragasztót a ragasztófelületre → terítse el egyenletesen a ragasztót egy tiszta cseppentővel → igazítsa vissza a papírt a ragasztott területhez → az ábrán látható állvány segítségével → 2, mint a beengedés 30 perc → kézzel húzza le teljesen a két ragasztott felületet → szemrevételezéssel ellenőrizze, hogy a papírszálak nem sérültek-e.
1. ábra A gél kézi szívása
2. ábra Hőszigetelő prés
Elemzés után a fenti, teljesen kézi működtetési folyamat a következő problémákkal jár:
(1) Alacsony hatékonyság: A laboratóriumban végzett egyedi vizsgálatok túl sokáig tartanak, a teljes folyamat körülbelül 35 percig tart. Az ellenőrzési kérelem után sokáig kell várni a visszajelzésekre, amelyek nem tudják kielégíteni a valós idejű gyártásfelügyeleti igényeket.
(2) Biztonsági veszélyek: Egyes tesztelési lépések fűtőberendezéssel járnak, és a kézi működtetés olyan kockázatokkal jár, mint az égési sérülések és az elektromos veszélyek.
(3) Nem megfelelő pontosság: A jelenlegi vizsgálati módszerek viszonylag durvák. A ragasztómennyiség ellenőrzése a kezelői tapasztalatokon múlik, és a bevonat egyenletessége nem garantálható, ami a vizsgálati adatok alacsony pontosságához vezet, ami megnehezíti a finomított minőség-ellenőrzés támogatását.
(4) Magas újraellenőrzési arány: Az egész folyamatot manuálisan hajtják végre, és a kulcsfontosságú lépések (például a ragasztó lekaparása, az igazítás és a préselés) hajlamosak a hibákra, ami a kísérlet kudarcát okozza. Az újraellenőrzés aránya eléri az 50%-ot, ami nem csak a munkaterhelést növeli, hanem a tesztelési erőforrásokat is pazarolja.
Összefoglalva, a hagyományos kézi tesztelési módszerek már nem felelnek meg a modern cigarettacsomag-ipar precíz és hatékony minőségellenőrzési követelményeinek. Sürgősen szükség van egy szabványosított, automatizált tesztelőeszköz kifejlesztésére, amely alapvetően kiküszöböli az emberi beavatkozást.
Megoldás és műszaki alapelvek
01/ Kutatási célok és átfogó megközelítés
A fenti problémák megoldására projektcsapatunk a következő fejlesztési célt tűzte ki: olyan csomagolópapír-ragasztó-teljesítmény-vizsgáló berendezés kifejlesztését, amely szabványosítja és automatizálja a tesztelési folyamatot, hatékonyan szabályozza a felvitt ragasztó mennyiségét és egyenletességét, biztosítja a biztonságos és szilárd melegsajtolást, valamint jelentősen javítja a tesztelés hatékonyságát és az adatok megbízhatóságát. Az általános műszaki megközelítés az olyan funkciók integrálása, mint a ragasztókaparás, átvitel, melegítés és préselés egyetlen eszközbe, így a szétszórt kézi műveletek folyamatos automatizált folyamattá alakíthatók; a kulcsfontosságú folyamatparaméterek pontos szabályozása a precíz mechanikai szerkezet révén; és szabványosított működési eljárásokkal kiküszöböljük az emberi tényezőket.
02/ Készülékszerkezeti tervezés
A kifejlesztett csomagolópapír ragasztóképesség-vizsgáló berendezés a csomagolóanyag-ragasztási technológia területéhez tartozik, és főként három funkcionális modulból áll, a 3. ábrán látható módon.
3. ábra Csomagolópapír-ragasztó teljesítmény-ellenőrző eszköz (balra: sematikus diagram, jobbra: valódi eszköz)
(1) Alap: A teljes eszköz tartóplatformjaként szolgál, integrálva a kaparó mechanizmus, a gördülő mechanizmus és a lamináló mechanizmus telepítését. Biztosítja az egyes funkcionális modulok térbeli pozicionálásának pontos összehangolását, lehetővé téve a folyamatos tesztelési folyamatokat.
(2) Kaparó mechanizmus: A felesleges ragasztót a ragasztókefe vályújából a túlfolyó vályúba kaparják, és a ragasztót elsimítják. Ez a mechanizmus egy precíz kaparórés-beállító eszközzel rendelkezik, amely egy előre beállított tartományon belül szabályozza a ragasztóréteg vastagságát, egyenletes és egyenletes vastagságot biztosítva.
(3) Gördülő mechanizmus: A csomagolópapírt a ragasztórétegre nyomják a kaparás után, átviszik a ragasztót a papírra. A mechanizmust egy meghajtóegység vezérli, amely biztosítja, hogy a henger állandó sebességgel és nyomással hordja fel a ragasztót, kiküszöbölve az olyan problémákat, mint a sebességingadozás vagy a kézi hengerlésből származó egyenetlen nyomás.
(4) Laminálási mechanizmus: A ragasztótesztek során a lamináló vályúba helyezett ragasztott csomagolópapír ellenőrzött nyomásának és időzítésének alkalmazására használják, szimulálva a laminálási folyamatot a tényleges nyomtatási és csomagolási gyártás során. Ez a mechanizmus tartalmaz egy elektromos fűtőmodult a préselési hőmérséklet és idő pontos szabályozásához.
03/ Szabványosított tesztelési folyamat
A kifejlesztett készülék alapján a következő szabványosított tesztelési folyamatot alakították ki:
(1) Mintavétel: Tételenként legalább 5 lapból kell mintát venni. A mintáknak laposnak, sértetlennek, ragadástól mentesnek kell lenniük, és meg kell felelniük a legalább 300 mm × 300 mm-es méretkövetelménynek. Minden mintán fel kell tüntetni a papír szemcsézettségének irányát és az elülső/hátsó oldalát, és egy zacskóba kell zárni.
(2) Hőmérséklet és páratartalom kondicionálása: A mintákat a GB/T 10739 szabványban meghatározott feltételek szerint kell kondicionálni az eredményekre gyakorolt környezeti hatások kiküszöbölése érdekében.
(3) Mintavágás: Vágja a mintákat az 1. mintára (98 mm × 42 mm) és a 2. mintára (98 mm × 50 mm), ügyelve arra, hogy a hosszú oldal (98 mm) párhuzamos legyen a szemcse irányával, hogy összhangban legyen a gyártási feszültség irányával.
(4) Ragasztó felhordása: Ragasztókivonóval vegyen ki meghatározott mennyiségű ragasztót, és fecskendezze be a ragasztóminta-előkészítő modul pontragasztó tartályába.
(5) Kaparás: A lehúzó automatikusan a felesleges ragasztót a ponttartály körül a túlfolyó vályúba mozgatja, és egyenletesen vastag réteget képezve kiegyenlíti a ragasztót.
(6) Ragasztóátvitel: Helyezze az 1. mintát (98 mm × 42 mm) a ragasztómodulba előlapjával felfelé. Indítsa el a görgős mechanizmust, hogy a mintát állandó sebességgel és nyomással rányomja a kiegyenlített ragasztórétegre, biztosítva az egyenletes ragasztóátvitelt.
(7) Laminálás: Távolítsa el az 1. mintát ragasztóval, és helyezze be a laminálási funkció elektromos fűtőmodul nyílásába úgy, hogy a ragasztott oldala felfelé nézzen, igazítva a 2. minta elülső oldalához. Állítsa be az elektromos fűtőmodul hőmérsékletét, és indítsa el a forró- sajtoló eszközt az 1. minta és a 2. minta egymáshoz történő összenyomásához.
(8) A minta beszerelése: Vegye ki a laminált mintát a ragasztóeszközből, helyezze a 2. minta egyik végét a hámlásvizsgáló rögzített nyílásába, és rögzítse az 1. minta másik végét a húzószerkezettel.
(9) Leválasztási teszt: A 4. ábrán látható módon használjon 150 fokos leválasztási szöget és 600 mm/s vizsgálati sebességet a vonószerelvénynél. Rögzítse a leválási erőgörbét, és határozza meg a meghibásodási módot (papírszál-hiba vagy ragasztófelület-hiba).
4. ábra Cigarettacsomag hámozási teszt
04/ Kulcsfontosságú technológiai áttörések
Ez az eszköz a következő három területen ért el technológiai áttörést:
(1) Integrált tervezés: A három fő funkcionális modul -ragasztókaparás, hengerlés és laminálás-egyetlen alapba történő integrálásával szabványosítja a ragasztási teljesítménykísérletek teljes folyamatát, beleértve a ragasztó felvitelét, a ragasztóréteg kiegyenlítését, a ragasztó áthelyezését és a laminálást, kiküszöbölve a lépések közötti hibákat.
(2) Pontos paramétervezérlés: A kaparó mechanizmus biztosítja, hogy a ragasztóréteg egyenletes vastagságú legyen (hiba: 0,01 mm vagy annál kisebb); a szervorendszer által hajtott gördülőmechanizmus vezérli a görgőket, hogy állandó sebességgel és nyomással továbbítsa a ragasztót, ±0,1 mm/s sebességi pontossággal és ±0,5 N nyomáspontossággal; a lamináló mechanizmus pontosan be tudja állítani a laminálási nyomást (±1N), a hőmérsékletet (±1 fok) és az időt (±0,1s), pontosan szimulálva a tényleges gyártási körülményeket.
(3) Szabványos működés: Minden művelet egy emberi-gépi felületen keresztül történik, és egy-kattintás után a teljes folyamat automatikusan befejeződik. Ez teljesen kiküszöböli a kézi használatból eredő hibákat, mint például a pontatlan ragasztómennyiség, egyenetlen felhordás, rosszul igazított papír vagy nem megfelelő préselés, biztosítva a vizsgálati eredmények megismételhetőségét és összehasonlíthatóságát. A tesztelés előtti-és-utána folyamat összehasonlítása az 5. ábrán látható.
5. ábra Az észlelési folyamat összehasonlítása a javítás előtt és után
Műszaki hatások és adatelemzés
01/ Hatékonyságjavító elemzés
Többszöri számítógépes{0}}ellenőrzés és tényleges tesztek után ez az eszköz jelentős javulást ért el az észlelési hatékonyság terén. Az egyszeri észlelés teljes ideje a hagyományos manuális módszerekkel végzett 2057 másodpercről 442 másodpercre csökkent, ami a munka hatékonyságának 365,38%-os növekedését jelenti. A teljes észlelési folyamat sikerességi aránya elérte a 100%-ot, az újra{7}ellenőrzési arány pedig 50%-ról 0-ra esett, ami nagymértékben csökkentette a kezelők munkaintenzitását.
02/ Észlelési pontosság és megbízhatóság
Vásárlói visszajelzések: "Az eszköz kialakítása tudományos és ésszerű, könnyen kezelhető, rendkívül precíz és stabil. Hatékonyan küszöböli ki a korábbi manuális tesztelési módszereknél tapasztalt késéseket és adateltéréseket, erős technikai támogatást nyújtva a csomagolópapírok ragasztási minősége feletti ellenőrzésünk fokozásához."
03/ Biztonsági fejlesztések
A hagyományos kézi tesztelés fűtőberendezéseket, például hőszigetelőket használ, amelyek égési sérüléseket és elektromos veszélyeket jelentenek. Ez a készülék a fűtőmodult egy zárt kompozit szerkezetbe integrálja, hőszigeteléssel és automatikus hőmérsékletszabályozással. A kezelőknek nem kell megérinteni a magas hőmérsékletű{2}} alkatrészeket, így teljesen kiküszöbölhető az égési sérülés veszélye.
Társadalmi előnyök és alkalmazási érték
01/ Közvetlen gazdasági előnyök
Azáltal, hogy előre megjósolja a papír ragasztóképességét, ez az eszköz hatékonyan csökkenti a hulladékot és az utómunkálatokat a csomagolásgyártás során. Becslések szerint, ha széles körben alkalmaznák az egész iparágban, a kész cigarettásdobozok ragasztóanyag-problémák miatti selejt aránya átlagosan 5,7%-ról 2% alá csökkenhetne. Ugyanakkor a jobb észlelési hatékonyság jelentős munkaerőköltséget takaríthat meg, mintegy 80%-kal csökkentve az észlelésenkénti munkaerőköltséget.
02/ Technológiai vezetés
Ennek az eszköznek a szabványosított működése képes mérni a különböző típusú ragasztók tapadóképességét, és hatékonyan szitálni a cigarettacsomag papírhoz, tintához és bevonási folyamatokhoz alkalmas készítményeket. Ez lerövidíti a K+F ciklust a ragasztó kiválasztásához és a formulák javításához, pontosan kezelve a cigarettacsomag-gyártás gyakorlati problémáit, mint például a rétegvesztés, hámlás, ragasztó túlcsordulás és ragadás, valamint kompatibilitás-értékelési rendszert hoz létre a ragasztó és a cigarettacsomag-papír között.
03/ Ipari lánc szinergia
A projekt közös megközelítést alkalmaz az ipari lánc felső és alsó szakaszán, integrálva a ragasztókkal kapcsolatos kutatási és fejlesztési, a cigarettacsomagolás középső láncának nyomtatási és a cigarettacsomagoló-gyártó vállalatok műszaki, tehetség- és felszerelési erőforrásait. Ez áttöri az információs és technológiai korlátokat az egyes láncszemek között, és egy teljes-lánc-technológiai optimalizálási rendszert alkot a nyersanyagoktól a késztermékekig, elősegíti a cigarettacsomagolóipart a nagyobb hatékonyság, pontosság és intelligencia irányába, valamint javítja az iparág versenyképességét.
04/ Hozzájárulás az iparági szabványosításhoz
Ez a projekt sikeresen fejlesztette ki Kína első olyan eszközét, amely a csomagolópapírok ragasztóképességének tesztelésére szolgál, és ezzel az iparágban elsőként ért el. A különböző vállalatok és vizsgálóintézetek által megkövetelt egységes műszaki előírások teljesítése érdekében a projektcsapat szabványosította a kutatási eredményeket, elősegítve a csomagoló- és nyomdaiparban a hajtogatott kartondobozok és alapanyagok (papír) műszaki fejlődését és minőségi javítását, valamint az erőforrás-koordinációt és az innovációs képességeket a upstream és downstream vállalkozások között.
A kutatócsoport a jövőben is folytatja az eszköz intelligenciájának optimalizálását, egy gépi látáson alapuló automatikus kiértékelő rendszer kifejlesztésével, amellyel teljesen pilóta nélküli detektálást tesz lehetővé a ragasztóképesség, miközben feltárja az eszköz alkalmazási lehetőségeit más csomagolóanyagok (például műanyag és fémfólia) ragasztó tulajdonságainak tesztelésére, nagyobb mértékben hozzájárulva a csomagolási minőség-vizsgálati technológia innovációjához.