쓰레기 봉투는 전 세계 소프트 포장 시장에서 가장 큰 제품 유형 중 하나입니다. 유럽 플라스틱 재활용 조직 협회는 매년 유럽에서만 가정 및 상업 폐기물 수거에 800만 톤 이상의 폴리에틸렌 필름이 사용되는 것으로 추산합니다. 전 세계 소비 수준은 훨씬 높습니다. 이 공급망의 생산 마지막 단계에는 특별한 변환 장치가 있습니다. 연속된 폴리에틸렌 필름 롤을 밀봉, 천공, 코어{5}}권취백에 넣어 가정용 및 산업용 쓰레기통에 적재하는 기계입니다. 쓰레기 봉투 제조 기계가 무엇인지, 기계적으로 어떻게 작동하는지 이해하려면 필름 압출, 정밀 밀봉, 제어된 접기 및 자동 와인딩이 어떻게 함께 작동하는지 이해해야 합니다. 이러한 부품은 기계의 기능을 결정합니다.
장비 정의
A 쓰레기 봉투 만드는 기계다운스트림 변환 시스템입니다. 사전 압출된-폴리에틸렌 필름을 공급합니다. 이 필름은 단일층 취입 필름 또는 다{3}}층 취입 필름일 수 있습니다. 또는 접어야 하는 평면 패널일 수도 있습니다. 그런 다음 기계는 일련의 단계를 통해 영화를 실행합니다. 이러한 단계에는 밀봉, 천공, 절단 및 권취가 포함됩니다. 최종 제품은 포장 및 배송 준비가 완료된 가방입니다. 기계 자체는 필름을 만들지 않습니다. 해당 작업은 블로운 필름 압출 라인 생산 라인에 속합니다. 대신 기계는 구조적으로 변형됩니다. 하단 백 씰이 생성됩니다. 사용자가 롤에서 가방 하나를 찢을 수 있도록 천공 라인을 허용합니다. 이는 별- 모양의 봉인 또는 편평한 봉인을 형성하며, 이에 따라 가방이 열리는 방식과 얼마나 많은 무게를 담을 수 있는지가 결정됩니다.
멤브레인과 백의 차이점은 작동 방식입니다. 미국 재료 시험 협회(ASTM)에서는 폴리에틸렌 필름의 내충격성에 대해 D1709라는 표준을 가지고 있습니다. 이 표준에서는 멤브레인과 변환 백을 두 가지 별도의 것으로 측정합니다. 필름의 재료 특성과 가방의 구조적 기하학적 구조는 필름의 특성에 영향을 미칩니다. 쓰레기 봉투 만들기 기계는 필름의 재료 특성을 변경하지 않습니다. 그러나 이는 가방의 구조적 동작에 큰 영향을 미칩니다. 이는 씰의 형상, 접기 및 절단 정밀도를 제어함으로써 달성됩니다.
핵심 작업 단계
1단계: 필름 풀림 및 장력 조절
이 공정은 관형 또는 평면 필름 롤로 시작됩니다. 스크롤은 전기 코일링 기계에 장착됩니다. 쓰레기 봉투 생산에 사용되는 필름 롤의 무게는 일반적으로 200~500kg입니다. 너비는 1,000-1,500mm일 수 있습니다. 언와인더는 제어된 장력으로 필름을 다운스트림 밀봉 스테이션으로 전달해야 합니다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)의 경우 장력은 일반적으로 15~40뉴턴입니다. 장력이 너무 높으면 필름이 늘어나거나 좁아집니다. 이것을 넥라인이라고 합니다. 장력이 너무 낮으면 필름이 주름지고 씰이 이탈됩니다.
SPE(Society of Plastics Engineers)는 폴리올레핀 필름 가공에 대한 기술적 참고 중요성을 갖고 있습니다. 장력 제어는 필름 크기를 안정적으로 유지하는 데 필요한 ±N까지 정확해야 한다고 말합니다. 이는 특히 가정용 쓰레기 봉투에 흔히 사용되는 10~25μm 필름의 경우에 해당됩니다. 최신 기계는 로드 셀을 기반으로 한 폐쇄{6}}루프 피드백으로 구현됩니다. 댄서 롤러 또는 로드 셀은 초당 50~100회 실제 웹 장력을 측정합니다. 그런 다음 서보 드라이브 언코일링 기계는 설정 지점에서 장력을 유지하기 위해 속도를 변경합니다. 필름이 떨어지면 롤 직경이 줄어들고 레버 암이 짧아집니다. 따라서 컨트롤러는 비례하여 자동으로 속도를 높입니다. 이는 선형 장력을 일정하게 유지합니다.
2단계: 거싯 접기 및 센터링
들어오는 필름이 사전에 삽관되지 않고 평평한 경우-이 시점에서 튜브로 접어야 합니다. 양면 접이식 패널이 작업을 수행합니다. 이는 미세하게 형성된 금속 또는 고밀도 폴리에틸렌 시트입니다.- 안쪽으로 마치 접힌 부분을 만듭니다. 접힌 부분은 편평한 너비를 좁히고 완성된 가방의 측면 주름도 볼 수 있게 해줍니다. 프리튜브 필름의 경우- 이 단계가 필요하지 않습니다. 그럼에도 불구하고 영화는 평탄화 구간을 거친다. 이 섹션에서는 필름이 밀봉 영역에 들어가기 전에 두 거싯의 깊이가 동일한지 확인합니다.
가이드 레일 시스템은 초음파 또는 광학 센서를 사용합니다. 이 센서는 필름의 왼쪽과 오른쪽 위치를 확인할 수 있습니다. 그런 다음 언와인더의 스티어링 프레임을 통해 실시간으로 보정했습니다. 2mm만 벗어나도 문제가 발생할 수 있습니다. 하단 씰이 중앙에서 벗어납니다. 이로 인해 백의 밀봉 여백이 고르지 않게 됩니다. 이 가방은 가득 차면 부서질 것입니다. TAPPI는 펄프 및 제지 산업 기술 협회입니다. 변환 부문에는 폴리머 필름 변환도 포함됩니다. TAPPI는 가장자리 안내 정확도 ±0.5mm가 분당 200랩 이상의 고속 배깅 장치에 대한 표준임을 나타냅니다.
3단계: 바닥 밀봉
하단 씰은 쓰레기 봉투의 가장 중요한 구조적 부분입니다. 젖은 폐기물이 새어 나오지 않도록 충분히 단단해야 합니다. 또한 가방을 끈이나 위쪽 가장자리로 당길 때 가방 전체의 무게를 지탱할 수 있을 만큼 튼튼해야 합니다.
세 가지 주요 씰 모양이 있습니다.
플랫(또는 직선) 씰. 가방 폭 전체에 수평 열 밀봉이 이루어집니다. 이것이 가장 쉽고 빠른 방법입니다. 그러나 이는 막의 가장자리에 압력을 가합니다. 두꺼운 비드와 필름 사이의 예리한 각도는 하중을 받으면 균열이 발생합니다. ANTEC Conference Proceedings에서 플라스틱 엔지니어 협회(Society of Plastics Engineers)가 발표한 연구에 따르면 백 파손은 스타 팩 용량의 65~75% 사이인 것으로 나타났습니다. 이는 씰 가장자리 가장자리의 응력으로 인해 발생합니다.
스타 씰(또는 솔기 씰). 거싯 접힌 부분이 바닥에 열렸습니다. 필름은 별표 또는 별표 패턴으로 수집됩니다. 그런 다음 원형 또는 곡선 씰이 모든 레이어를 동시에 용접합니다. 이렇게 하면 두 모서리뿐만 아니라 여러 곡선에 압력이 분산됩니다. 또한 플랫 씰 디자인으로 액체를 담는 슬릿 포켓도 제거되었습니다. 유나이티드 US. 환경 보호국(EPA)은 도시 고형 폐기물을 연구합니다. 별-밀봉 구조는 누출을 방지하고 하중 지지의 균형을 맞추기 때문에 대형 폐기물 봉투의 주요 형태라고 합니다.
C 접힌(또는 평평한-바닥) 씰. 하이브리드 디자인입니다. 바닥은 평평하게 밀봉되어 있지만 거싯 베이스를 만들기 위해 이중으로 접혀 있습니다. 이렇게 하면 가방에 평평한 바닥이 생기고 쓰레기통에 서 있게 됩니다. 그러나 약간 다른 온도에서 작동하는 두 개의 평행 씰 바가 있는 더 복잡한 씰링 스테이션이 필요합니다.
밀봉 메커니즘은 핫로드 또는 회전 칼을 채택합니다. 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)은 160~200°C로 유지됩니다. 정확한 온도는 필름 게이지, 수지 용융 지수 및 선속도에 따라 달라집니다. 씰 바는 0.15~0.4초 동안 고정된 상태로 필름을 실리콘 고무 백업 롤러에 밀어 넣습니다. 국제표준화기구(ISO)는 수명이 다한 멸균 포장에 대한 ISO 11607-2를{10}}가지고 있습니다. 이 표준은 밀봉 강도 시험에 사용됩니다. 폴리에틸렌 필름은 밀봉 폭 25mm당 5N 이상의 열 밀봉 강도를 가져야 한다고 말합니다. 이는 쓰레기 봉지 제작 기계를 사용하여 폭 전체에 걸쳐 씰 온도를 ±5도 이내로 균일하게 유지함으로써 달성할 수 있습니다. 이 허용 오차를 위해서는 내장된 열전대가 50mm마다 배치되어야 합니다.
4단계: 천공 및 절단
하단 밀봉이 완료되면 필름은 천공 스테이션으로 이동합니다. 여기서 회전하는 칼이나 고정된 칼날은 점선을 이룬다. 이 라인을 사용하면 사용자는 두루마리에서 개별 가방을 찢을 수 있습니다. 구멍은 누군가가 손으로 찢을 수 있을 만큼 깊어야 했습니다. ASTM D1922에 따르면, 인열 저항을 개선하려면 일반적으로 3 -8 N의 인열력이 필요합니다. 하지만 가방을 감거나 운반하거나 사용하는 동안 가방이 찢어질 수 있을 정도로 깊어서는 안 됩니다.
한 봉지를 다음 봉지와 분리하는 절개는 다음 봉지의 바닥을 밀봉하는 동시에 이루어집니다. 아니면 봉인 직후. 따라서 각 밀봉 주기는 완전한 백입니다. 절단 칼날은 일반적으로 회전하는 원형 칼입니다. 고속-강이나 텅스텐 카바이드로 만들어집니다. 블레이드는 제어 간격이 0.02 -0.05 mm인 앤빌 롤러에서 작동합니다. Journal of Applied Polymer Science는 Wiley Press에서 출판됩니다. 결과는 칼날의 날카로움이 절단의 청결도에 직접적인 영향을 미친다는 것을 보여줍니다. 반경이 2μm 미만인 블레이드는 깨끗하게 절단됩니다. 이 클리어 컷은 필름에 약간의 찢어짐 자국을 남기지 않습니다. 그러나 반경이 5미크론을 초과하는 블레이드는 가장자리가 거칠습니다. 백을 적재하면 이 거친 가장자리가 밀봉 실패로 발전합니다.
5단계: 접기 및 코어 감기
완성된 백은 소매 포장을 위해 판지 코어 주위에 포장됩니다. 이 코어의 내경은 일반적으로 38mm 또는 76mm입니다. 와인딩 스테이션은 천 가방을 특정 패턴으로 접어야 합니다. 일반적인 패턴은 C 또는 삼중 패턴입니다. 이렇게 접으면 롤러의 직경이 작아집니다. 또한 당길 때 개별 가방이 깨끗하게 나옵니다.
쓰레기 봉투 만들기 기계는 접이식 보드를 채택합니다. 보드는 와인딩 머신의 상류에 위치합니다. 필름이 장력을 제어하는 동안 필요한 접힘 패턴이 생성됩니다. 와인더는 중앙 구동 시스템입니다. 코어는 전동 샤프트에서 회전합니다. 롤러의 직경이 증가하면 장력은 감소합니다. 이는 외부 레이어의 무게로 인해 내부 레이어가 찌그러지는 것을 방지합니다. 이 테이퍼 장력 제어는 매우 중요합니다. 유연한 와인딩 필름은 INDA(부직포 산업 협회)의 기술 표준에도 적용됩니다. INDA는 30 30 – 50% 비율이 가장 좋다고 말합니다. 이는 최종 권선 장력이 초기 장력의 30~50%임을 의미합니다. 이러한 비율은 다층 롤에서 롤의 팽창과 코어의 변형을 방지합니다.
단행본 가방의 경우 롤이 아닌 별도의 접이식 가방으로 경로가 다릅니다. 길은 절단 스테이션 뒤에서 갈라졌습니다. 스태커는 가방을 수집하고 계산합니다. 그런 다음 폴더는 최종 접기 모드를 적용합니다. 그런 다음 가방을 상자에 넣으세요.
드로테이프 통합
많은 가정용 쓰레기 봉투에는 멜빵이 달려 있습니다. 이것은 일반적으로 너비가 6 -10 mm인 좁은 필름 스트립입니다. 가방의 상단 가장자리를 따라 움직이며 양쪽에 매듭이 튀어나와 있습니다. 쓰레기 봉투 제조업체에 드로테이프 생산을 추가하려면 두 개의 추가 부품이 필요합니다. 첫 번째는 테이프 압출기 또는 테이프 절단 모듈입니다. 이로 인해 드로테이프가 두 번째 필름에서 감겨 나옵니다. 두 번째는 본딩 스테이션이다. 이 열간 용접 또는 초음파 접착 테이프는 밀봉 사이클에서 상단 및 하단 단을 갖습니다.
초음파 접착 방식이 점점 보편화되고 있습니다. 접착제가 필요하지 않습니다. 이렇게 하면 온도-에 민감한 문제를 피할 수 있습니다. EWI(Edison Welding Institute)는 연구팀에 합류한 독립 기관입니다. EWI는 이와 관련된 연구를 발표했습니다. 결과는 폴리에틸렌 드로테이프의 초음파 박리 강도가 12 – 18 N/25 mm임을 보여줍니다. 이는 안정적인 백 폐쇄에 필요한 8N 임계값을 초과합니다. 동일한 커넥터의 열 접착보다 60% 적은 에너지를 사용합니다.
재료 고려 사항 및 지속 가능성
쓰레기 봉투의 주재료는 저밀도 폴리에틸렌(LDPE)이나 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)입니다. 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)은 더 얇고 저렴한 가방을 만드는 데 사용됩니다. 유럽화학물질청(ECHA)은 REACH 규정에 따라 운영됩니다. 아세루카미드, 실리카, 착색제(검은색 백의 경우 카본 블랙, 흰색 백의 경우 티타늄 화이트) 등 플라스틱에 사용되는 첨가제를 모니터링합니다. 새로운 규정으로 인해-소비자 재활용(PCR) 콘텐츠에 대한 관심이 촉발되었습니다. 포장 및 포장 폐기물 규정은 2030년까지 플라스틱 포장의 재활용 목표를 35%로 설정합니다. 이는 재료 선택과 기계 취급 방식을 직접적으로 변경합니다.
쓰레기 봉투 제조 기계는 PCR 혼합물의 다양한 흐름 특성에 적응할 수 있어야 합니다. 새로운 수지와 비교하여 재활용 폴리에틸렌은 분자량 범위가 더 넓고 용융 흐름 변화도 더 큽니다. 이로 인해 필름 두께가 더 작아지고 겔 입자가 더 많아집니다. 이는 씰 문제를 일으킬 수 있는 녹지 않은 수지 얼룩입니다. 기계의 변화에는 약 + 5-10 도의 약간 높은 밀봉 온도가 포함됩니다. 약 +0.05초의 더 긴 정지 시간도 포함됩니다. PCR 필름의 마모성 먼지를 처리하려면 블레이드를 더 자주 검사해야 합니다.
품질 관리 및 테스트
완성된 패키지는 표준 검사를 거쳐 성능을 테스트합니다. 주요 테스트에는 다음이 포함됩니다.
낙하 테스트(ASTM D5276). 무게가 실린 가방이 특정 높이에서 떨어졌습니다. 이는 쓰레기통이나 쓰레기통에 던져지는 충격을 모방합니다. 별{4}} 모양의 가방은 일반적으로 5kg의 무게로 1.2~1.5m 높이에서 떨어뜨려도 견딜 수 있습니다. 동일한 하중 하에서 플랫{9}}팩은 0.8~1.0m에서 파손됩니다.
씰 강도(ASTMF88). 하단 씰의 벗겨짐 테스트입니다. 봉인을 깨는 데 필요한 힘을 측정합니다. 가정용 비닐봉지의 최소 허용 값은 5N/25mm입니다. 중장비 계약자 패키지의 값은 12 N/25 mm입니다.
펑크 저항성(ASTM D4833). 이는 원뿔로 필름을 관통하는 데 필요한 힘을 측정합니다. 날카로운 폐기물과의 접촉을 시뮬레이션합니다. 15~25μm LDPE 필름의 일반적인 값은 5~15N입니다.
국제 무역 센터(ITC)는 UN과 세계 무역 기구의 공동 기관입니다. ITC는 폐기물 관리 용품에 대한 기술 조달 가이드에 이러한 테스트 방법을 포함시켰습니다. 이 가이드는 도시 및 기관 구매자에게 제공됩니다. 이를 통해 기계로 제작된-백이 배송 전에 계약 성능 표준을 충족하는지 확인할 수 있습니다.
결론
쓰레기 봉투 제조 기계는 다단계 변환 시스템입니다-. 주요 임무는 연속 폴리에틸렌 필름을 밀봉, 천공 및 상처 봉지로 만드는 것입니다. 이 작업은 펼쳐지는 장력, 주름, 열 밀봉, 천공 절단 및 기하학적 모양의 컬링의 정확한 조정에 따라 달라집니다. 기계 성능은 생산 속도로만 측정되는 것이 아니라 표준 설정은 일반적으로 분당 150~250사이클입니다. 이는 제작된 가방의 구조적 강도로도 측정할 수 있습니다. 이 강도는 씰의 온도 균일성, 블레이드 선명도, 천공 깊이 및 씰 패턴 전체의 응력 분포에 따라 달라집니다. 새로운 규정에 따라 가공업체는 재활용 필름으로 전환하고, 폐기물 분류 시스템에는 더 많은 유형의 백이 필요하며, 밀봉 및 절단 품질을 유지하면서 다양한 재료를 처리할 수 있는 기계의 능력은 생산 가치에 점점 더 많은 영향을 미칠 것입니다.
참고자료
- 유럽 플라스틱 재활용 및 회수 조직 협회(EPRO).유럽 플라스틱 재활용 시장 통계 및 재료 흐름 분석.
- ASTM 인터내셔널.자유-낙하 다트 방법을 통한 플라스틱 필름의 내충격성에 대한 ASTM D1709 - 표준 테스트 방법.
- 플라스틱 엔지니어 협회(SPE).폴리올레핀 필름 가공에 대한 기술 참조그리고ANTEC Conference Proceedings - 폐기물 봉투의 밀봉 구조 및 적재 성능.
- TAPPI 변환 사업부.유연한 필름 변환 작업에 대한 기술 지침.
- 미국 환경보호국(EPA).도시 고형 폐기물 특성화 연구 - 포장 및 용기 분석.
- ISO 11607-2:2019.최종 멸균 의료 기기용 포장 - 파트 2: 성형, 밀봉 및 조립 공정에 대한 검증 요구 사항.
- 와일리 -응용고분자과학저널- 폴리에틸렌 필름 변환 시 블레이드 가장자리 형상 및 절단 품질.
- INDA - 부직포 산업 협회.유연한 필름 감기 및 코어 관리에 대한 기술 표준입니다.
- 에디슨 용접 연구소(EWI).폴리에틸렌 필름 조인트의 초음파 접착 - 강도 및 에너지 성능 연구.
- 유럽화학물질청(ECHA).REACH 규정 - 폴리올레핀 필름 제제에 대한 첨가제 모니터링.
- ASTM 인터내셔널.적재된 컨테이너의 낙하 테스트를 위한 ASTM D5276 - 표준 테스트 방법; 유연한 차단재의 밀봉 강도에 대한 ASTM F88 - 표준 테스트 방법; 토목섬유의 천공 저항성에 대한 ASTM D4833 - 표준 시험 방법.
- 국제 무역 센터(ITC) / WTO.폐기물 관리 용품에 대한 기술 조달 지침.
