این ورقها ممکن است سه لایه، پنج لایه و یا هفت لایه باشد. مهمترین ماشین صنعت کارتن‌سازی همین ماشین ساخت ورق می‌باشد که خود مجموعه‌ای از ماشین‌آلات کوچکتر بوده که به صورت سری کار می‌کنند. مهمترین خواص مقاومتی کارتن را باید در هنگام تولید این دستگاه کنترل کرد و پارامترهای اساسی نظیر رطوبت کاغذ، حرارت دستگاه، خصوصیات چسب ساخته شده مورد مصرف و قابلیت گذر کاغذ فلوتینگ و. . . . . از آن جمله‌اند.
اجزای کوچکتر ماشین مقواسازی عبارتند از :
واحد چسب‌سازی
همان‌طور که گفته شد در این صنعت برای چسباندن لایه‌های میانی و بیرونی از چسب نشاسته به علت مزیت‌های ذیل مورد استفاده قرار می‌گیرد.
۱- مادة ارزان قیمتی است.
2- قابلیت تخریب‌پذیری زیستی دارد.
3- از منابع تجدید شونده بدست می‌آید.
واحد چسب‌سازی به‌صورت مجزا در یک محدوده مشخص و بسته‌ای در نزدیکی سالن مقواسازی احداث می‌شود. مواد اولیه چسب نظیر نشاسته خام، سود و بوراکس در این واحد به علت دسترسی آسان انبار می‌شود. دو مخزن حاوی همزن جداگانه و یک پمپ مخصوص و چند دماسنج و فشارسنج و نیز تعدادی از وسایل آزمایشگاهی نظیر ویسکومتر و pH متر از تجهیزات این واحد می‌باشند.
دقت در ساخت چسب توسط اپراتور بسیار مهم است، چرا که فاکتورهای چسب مناسب برای ساخت ورق با کیفیت عالی بسیار زیاد بوده که همگی باید با هم رعایت شوند و غفلت از یکی به معنی کاهش چشمگیر کیفیت ورق ساخته شده خواهد بود. از نسبت‌های مختلف آب و نشاسته و سود برای ژله و آب و نشاسته و بوراکس برای ساخت پایه چسب و از بخار هم برای افزایش دمای آب برای حل دانه‌های گرانولی نشاسته استفاده می‌شود. اگر حرارت زیاد باشد فرایند ژلاتینی شدن به تاخیر می‌افتد و ممکن است مشکل پیوند بین کاغذها بوجود آید و سرعت خط تولید کاهش یابد. همچنین اگر حرارت خیلی کم باشد ژله شدن پیش از موعد اتفاق می‌افتد که سبب تشکیل پیوند بسیار ضعیف خواهد شد.
چسب مناسب برای ماشینهای با سرعت بالا چسبی است که با سرعت‌های بالا پایدار بوده و نقطه ژله‌ای شدن پایین و بافت مناسب داشته باشد. این چسب، سرعت تولید بالا، مصرف کم انرژی و کاربرد مناسب با ضایعات کم خواهد داشت.
فاکتورهایی که در مرحلة تولید باید مورد توجه قرار گیرند عبارتند از :
1- ویسکوزیته
2- مواد جامد
3- pH
4- نقطه ژله‌ای شدن
ویسکوزیته
ویسکوزیته عبارت است از مقاوت به جریانپذیری یک سیال که‌این خاصیت را می‌توان به وسیلة فنجان شماره 4 [2]یا ویسکومتر اندازه گرفت. به‌دلیل ارتباط زیاد دما و ویسکوزیته، زمانیکه ویسکوزیته اندازه‌گیری می‌شود باید شرایط دمایی هم ثبت گردد.
مواد جامد
محدودة نرمال مواد جامد در چسب نشاسته طبق آزمایشات کیفیتی و همچنین تجارت بین 16 تا 26% است.
دمای ژله‌ای شدن
دمایی است که دانه‌های نشاسته شروع به واکشیده شدن می‌نماید و غلیظ شدن آن به وضوح قابل مشاهده است. حدود دمای ژله‌ای شدن بین 53 تا 63 درجة سانتیگراد است که‌این دما را می‌توان به وسیلة حرارت دادن یک نمونه از چسب نشاسته ساخته شده تا زمانی که شروع به واکشیدن و غلیظ شدن می‌نماید، اندازه‌گیری کرد. دمایی که به این صورت اندازه‌گیری می‌شود دمای ژله‌ای شدن نام دارد.
حرارت ذخیره‌‌سازی چسب، فرمولاسیون چسب مورد استفاده و نقطة ژلاتینی شدن آن بسیار مهم می‌باشد. اضافه کردن مواد شیمیایی به چسب، مقاومت به چسبندگی لایه‌های مقوا در دو ورق مشابه افزایش می‌یابد. مواد افزودنی چسب به کنترل رطوبت و همچنین به عدم جذب رطوبت جوی در خط چسب و در حین انبار کردن ورقها کمک می‌کنند. در ضمن مواد افزودنی مقاومت به ترکیدگی ورق مقوا را 8 تا 10 درصد بهبود می‌بخشند. برای کنترل قارچ‌ها و باکتری‌‌های نامناسبی که در محل‌های تهیه و استفاده چسب نشاسته رشد می‌کنند، باید مواد مناسبی بکار برده شود. همچنین شستشوی مداوم و تمیز کردن تانک‌های ذخیره چسب و خطوط انتقال نیز خیلی ضروری است.
پمپ‌‌هایی که برای به گردش درآوردن چسب مورد استفاده قرار می‌گیرند باید وکیومی باشند، چرا که سایر پمپ‌‌ها از جمله پمپ‌های مکانیکی یا پمپ‌های حلزونی به‌واسطه تماس مستقیم و یا ضربه‌‌ای که به دانه‌های نشاسته وارد می‌کنند، باعث شکستن شبکه در هم پیچیده نشاسته و در نهایت کاهش ویسکوزیته و گیرایی چسب می‌گردند. حتی مسیر های حرکتی چسب باید با زاویة باز تغییر جهت دهند تا شوک‌‌های وارده به دانه‌های چسب نشاسته به حداقل برسند.
پیش گرم‌‌کن‌ها [3]
گاهی کاغذهای فلوتینگ و لاینر مورد استفاده دارای رطوبتی بیشتر از حالت نرمال (10% تا 6) می‌باشند که در این حالت کاغذ را قبل از ورود به ماشین کنگره‌ساز گرم می‌کنند تا رطوبت آن کاهش یابد و در مواقعی نیز درصد رطوبت کاغذ در عرض آن یکسان نیست و حرارت دادن آن در پیش گرم‌‌کن‌ها این نقیصه را نیز جبران می‌کنند.
همچنین برای راحت‌‌تر کردن فرایند کنگره‌ای کردن کاغذ را حرارت می‌دهند تا لیگنین و همی‌سلولزهای موجود در کاغذ نرم شود و کاغذ فلوتینگ در لابه‌لای سیلندرهای موج‌دار به‌راحتی شکل‌‌پذیر باشد.
ماشین کنگره‌ساز[4]
مهمترین بخش ماشین مقواسازی، ماشین کنگره‌ساز می‌باشد که خود شامل دوش بخار، دو سیلندر کنگره‌ای[5]، سیلندر چسب، سیلندر پاککن، تشتک چسب، سیلندر پرس [6]و محفظه خلاء می‌باشد.
کاغذ فلوتینگ بعد گرم شدن لیگنین و همی‌سلولزهای آن از دوش بخار گذشته و بعد از بخاردهی ضمن بالا بردن دمای نهایی آن که اندکی کمتر از 100 درجة سانتیگراد است و نیز افزایش رطوبت و یکنواخت‌‌سازی آن در عرض، از بین دو سیلندر کنگره‌ای که در خلاف یکدیگر می‌چرخند عبور می‌کند.
نیروی حرکت کاغذ ضمن اصطکاک بین کاغذ و سیلندرهای کنگره‌ای، خلاءای است که بعد از عبور کاغذ از بین سیلندرهای کنگره‌ای، آن را به طرف بیرون می‌کشد. عمق شیارهایی که برروی این غلطک‌ها ایجاد شده‌اند باید مساوی هم و در همدیگر نشست کنند. الگوی فلوت که با حروف A وB و CوE در قبل توضیح داده شد، دقیقا به ارتفاع و عمق این شیارها در سیلندرهای کنگره‌ای بستگی دارد که کاغذ فلوتینگ در لابه‌لای آنها تحت فشار و حرارت شکل می‌گیرد.
سیلندر چسب نیز چسب مورد دلخواه را از تشتک برداشته و به نوک قله‌های فلوت آغشته می‌کند. اندازة چسب مصرفی به‌وسیلة تنظیم فاصله غلطک پاککن چسب با غلطک چسب تعیین می‌شود. بدین ترتیب با نزدیک شدن این دو غلطک چسب کمتر و با دور شدن آنها چسب بیشتری به قله فلوتها آغشته می‌شود. فرایند تشکیل پیوند شامل مراحل چسب‌‌خوری – نفوذ چسب – ژله‌ای شدن – پیوند موقتی و نهایی می‌باشد.
چسب باید به مقدار لازم و کافی به نوک قله‌های فلوت آغشته شود. کیفیت و شرایط چسب خوری فلوتها باید در تمامی‌سرعت‌‌های ماشین ثابت و پایدار باقی بماند و نیز بهبود و یکنواختی در بافت چسب سبب افزایش کیفیت چسبندگی می‌شود. نفوذ چسب نیز برای دستیابی به یک پیوند مناسب و خوب بسیار مهم و حساس است که چسب به اندازة کافی در کاغذ نفوذ کند. نفوذ بیش از حد، نسبت به نفوذ کم، شرایط بسیار نامناسب‌‌تری را بوجود می‌آورد. عواملی که نفوذ چسب را تحت تاثیر قرار می‌دهند عبارتند از :
pH چسب – رطوبت کاغذ – تخلخل کاغذ [7]
نفوذ چسب می‌تواند تحت تاثیر مواد شیمیایی مورد استفاده در حین تهیه و ساخت چسب نیز قرار گیرد. ساده‌‌ترین روش کنترل نفوذ چسب به‌وسیلة پیش آماده‌‌سازی در ماشین می‌باشد.
ژلاتینی شدن
ژله‌ای شدن، واکشیده شدن سریع گرانول‌‌های نشاسته‌ای می‌باشد که آب جذب کرده‌اند. ژلاتینی شدن در شکل‌گیری یک پیوند و چسبندگی خوب و مقاومت لایه‌های به‌هم چسبیده بسیار مهم است. نقطه ژله‌ای شدن را می‌توان با تغییر در مقدار مصرف نشاسته و اضافه کردن سود تنظیم کرد.
پیوند موقتی و نهایی
پیوند موقتی در طی ژله‌ای شدن چسب تشکیل می‌شود اما در این مرحله پیوند و چسبندگی لایه‌ها کافی نبوده و ورق یک لایه در این فاز نباید تحت اثر فشار یا کشش قرار گیرد، چون چسبندگی کامل نشده و لایه‌ها از هم باز می‌شوند و در این حالت باید اجازه داد تا کاملا پیوند تشکیل شده و خشک شود. در این قسمت ممکن است در تشکیل پیوند مشکلاتی نیز ایجاد شود که عبارتند از :
- پیوند ضعیف
- پیوند ناقص
- پیوند کریستالی
عدم نفوذ کافی چسب به دلیل نداشتن ویسکوزیته و شرایط مطلوب جهت جریانپذیری مناسب سبب بوجود آمدن پیوند ضعیف می‌شود. نفوذ ناکافی چسب سبب می‌شود تا لایه‌های کاغذ به یکدیگر متصل نشده و ورق نامطلوبی حاصل گردد.
دلایل این اشکالات به شرح ذیل می‌باشد:
- گرم شدن بیش از حد کاغذ که سبب ژله شدن (سفت شدن) چسب قبل از نفوذ در کاغذ می‌شود.
- فرمولاسیون نا مناسب چسب (ویسکوزیته و نقطه ژله‌ای شدن).
- عدم وجود چسب نامناسب جهت نفوذ به کاغذها.
تشکیل خطوط چسب نشاسته زمانیکه ورق مقوا از هم جدا می‌شود نشانگر پیوند ناقص می‌باشد. این مشکل از کامل نشدن فرایند ژلاتینی شدن نشاسته بوجود می‌آید. اگر آب موجود در چسب که سبب نفوذ نشاسته و تکمیل فرایند ژلاتینی شدن گرانول های نشاسته و پیوند کاغذها به‌هم می‌شود، به میزان کافی در دسترس نباشد، این اشکال ایجاد می‌شود که دلایل آن به شرح ذیل می‌باشد :
1- انتقال کم حرارت 2- ویسکوزیته کم چسب در حین انتقال 3- رطوبت اضافی در کاغذ
حباب‌‌دار شدن ورق و یا کریستالی شدن پیوند نیز می‌تواند به دلیل عدم تماس کافی کاغذ و نوک فلوتها باشد.
کاغذ فلوتینگ بعد از اینکه تبدیل به کنگره شد و نوک قلة آن به چسب آغشته شد با کاغذ لاینر که از روبرو و به سمت آن در حرکت است تماس پیدا کرده و با کمک فشار سیلندر پرس و حرارت آن به همدیگر چسبیده و بدین ترتیب مقوای تک رویه [8]ساخته شده و از ماشین کنگره‌ساز خارج می‌شود. این مقوای تک رویه بعد از ساخته شدن به پل که در بالای ماشین قرار دارد روانه شده تا هم در آنجا ذخیره شده و هم به صورت ممتد و بدون پارگی برای ساخت مقوای دو رویه به قسمت‌‌های دیگر ماشین انتقال یابد.
فاکتورهای زیادی در کیفیت تولید مقوای تک رویه موثرند که اپراتور این قسمت باید به تمامی آنها توجه کند و ضمن اینکه خود او باید از تیزهوشی ذاتی برخوردار باشد، باید نسبت به شناخت خصوصیات کاغذ و ویژگی‌های دوگانة آن اطلاعاتی به او داد. کاغذهای مورد استفاده در ماشین مقواسازی تقریبا در تمامی قسمت‌‌ها تحت کشش هستند، بنابراین مقاومت به کشش و مقاومت به پارگی از مهمترین فاکتورهای کاغذ موثر در روند تولید می‌باشند.
تمامی‌سیلندرهای موجود در دستگاه کنگره‌ساز باید نسبت به هم فواصل مساوی [9]در طول داشته باشند و این فواصل با دقت بسیار بالایی تنظیم می‌شوند. لازم به یادآوری است که دما در مجموعة کنگره‌ساز 190-160 درجة سانتیگراد است و دمای پایین‌‌تر از آن علاوه بر شکل‌گیری ناقص کنگره موجب پیوند ناقص چسبندگی بین کنگره و لاینر می‌گردد.
ماشین چسب[10]
این ماشین در واقع چسبزنی مرحله دوم در دستگاه مقواسازی بوده و بسته به اینکه مقوا سه لایه و پنج لایه و هفت لایه تولید شود، سیستم چسبزنی آن یک، دو و یا سه دستگاه می‌باشد که هر کدام جداگانه قلة فلوتی را به چسب آغشته می‌کند و در نهایت تمامی مقواهای تک رویه با لاینر رویی به قسمت دو روکننده هدایت می‌شوند. چسب مصرفی در این قسمت همان چسب کنگره‌ساز بوده و در واقع منبع جریان آنها یکی می‌باشد. قبل از چسبزنی تک رویه‌ها در قسمت ماشین چسب، آنها را حرارت می‌دهند تا رطوبتی که در کنگره‌ساز در اثر چسبزنی به آنها اضافه شده است را کمتر نمایند.
ماشین دو رو کننده [11]
ماشین دورو کننده بلافاصله بعد از ماشین چسب قرار دارد و مجموعه‌ای از صفحات چدنی است که بر اثر جریان بخار دمای آنها 190- 170 درجة سانتیگراد بوده و بر اثر تماس مستقیم آنها با ورق مقوای تمام شده رطوبت آن را تا اندازة نهایی ( 10- 8 درصد) می‌رساند.
در قسمت دو رو کننده تمامی پیوندهای بین لایه‌ها تکمیل شده و دیگر هیچ اتفاق شیمیایی بین آنها نمی‌افتد، بنابراین علاوه بر میزان چسب در چسبزنی، سرعت ماشین دو رو کننده که زمان قرارگیری در معرض حرارت مقوا را تحت تاثیر می‌دهد، دو عامل مهم و شایان توجه می‌باشند.
نیرویی که باعث می‌شود تا مقوا بر روی پلیت‌‌ها حرکت کند، تسمه‌ای نسوز است که سرتاسر مقوا را می‌پوشاند و در واقع مقوا بین تسمه و پلیت‌‌ها است و تسمه با اندک فشاری بر روی مقوا و حرکت به سمت جلو توسط موتور الکتریکی، مقوا را به سمت جلو می‌کشد. فشاری که تسمه به ورق وارد می‌کند کنترل شده است و به علت اینکه مساحت تحت فشار زیاد است، له‌شدگی در ورق روی نمی‌دهد.
پهنای تسمه دورو کننده اندکی بیشتر از عرض مقوای تولیدی بوده و طول آن نیز بستگی به تعداد پلیت‌‌ها دارد. جنس تسمه از الیاف نسوز است که در تمامی‌سطح آن مانند توری میز فوردینیر دارای منافذی است که رطوبت تبخیر شده از مقوا را در خود جای داده و طی گردش متوالی، این بخار آب را به محیط می‌رساند. نظافت ماهیانه تسمه‌ها بسیار لازم و توصیه شده است و شستشوی آن حتما باید با آب شیرین صورت گیرد.
در قسمت ورودی دو رو کننده، در مجاورت اولین پلیت، پمپ روغنی است که‌اسپری روغن[12] را بر روی لاینر رویه انجام می‌دهد. این لاینر در تماس مستقیم با پلیت‌‌ها است و چون لایة رویی کارتن است، اسپری روغن روی آن سبب براقیت و نیز افزایش کیفیت چاپ شده و نفوذپذیری کارتن را در برابر رطوبت کاهش می‌یابد.
برش‌زن طول و خط تازن
برش زدن طولی و خط تا زدن همزمان در یک دستگاه رخ می‌دهد و این دستگاه که اصطلاحا اسلیتر[13] نام دارد، از دو شافت که در خلاف جهت هم می‌چرخند و نیروی محرک خود را از یک موتور مجزا می‌گیرند، تشکیل شده است. مجموعه‌ای از چاقو و خط‌‌انداز که به صورت دایره هستند و این شافت‌‌ها در داخل آنها قرار می‌گیرد. در حقیقت قسمت اعظم مشخصات ابعادی کارتن در حال ساخت در این قسمت را اعمال می‌کنند (ابعاد ارتفاع، درب‌‌ها، عرض شیت).خط‌‌اندازها قله فلوت را در مکان تعریف شده له می‌کنند و کارتن دراین ناحیه بدون شکستگی فلوت براحتی تا می‌خورد.
برش‌زن طول
این قسمت از ماشین مقواسازی که اصطلاحا کاتاف[14] نام دارد، از دو شافت که مانند اسلیتر در خلاف جهت یکدیگر می‌چرخند و در طول هر کدام از آنها یک تیغه فولادی قرار دارد، تشکیل شده است. با قرار گرفتن این تیغه‌ها روی یکدیگر، مقوای بین آنها بریده می‌شود. در صورت وجود چهار شافت که به صورت مطبق قرار دارند، ماشین قادر به تولید همزمان دو سفارش با اندازه‌های مختلف می‌باشد. با قرار دادن چرخ کوچک و متحرکی که بعد از اسلیتر و قبل از کاتاف بر روی مقوا در حال ساخت قرار دارد و با استفاده از محاسبات محیطی چرخ مذکور اندازة دقیق به کاتاف داده شده و در طول مناسب شیت مقوا قطع خواهد شد. در کاتاف‌‌های مطبق این سیستم به صورت مجزا عمل می‌کند. رعایت نکات فنی در حفظ و نگهداری از تیغه‌های کاتاف بسیار مهم می‌باشد.
جمع‌کن ورقها
جمع‌کن ورقها آخرین قسمت در ماشین مقواسازی هستند که از چندین تسمه‌های پهن تشکیل شده که ورقها را روی هم انباشته کرده و فرایند جمع‌آوری آنها را توسط اپراتور تسهیل می‌کند. البته در ماشینهای مقواسازی امروزی و مدرن تغیراتی شگرف در این قسمت داده شده است که بدون نیاز به اپراتور، ورق‌های ساخته شده با استفاده از استکر و نوار نقاله مستقیما به طرف ماشینهای چاپ حرکت می‌کنند.
--------------------------------------------------------------------------------
[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
منبع :وبلاگ تخصصی چوب کاغذ کارتن