قوطی مقوایی به عنوان یکی از انواع ظروف بسته‌بندی در دنیا مصرف گسترده و در خور توجهی دارد. فن‌آوری تولید لوله‌های مقوایی سالیان زیادی است که به ایران وارد شده ولی هیچ گاه آن طور که باید برای بسته‌بندی مورد استفاده قرار نگرفته است.
در حال حاضر بازار عمده این محصول در ایران متعلق به صنایع نساجی است. یعنی بیشترین ظرفیت تولید درگیر تولید لوله مغزی برای لوله کردن منسوجات است. این گونه سفارشات ذاتا جلوی رشد تولیدکنندگان لوله مقوایی را می‌گیرد. به‌واقع چه کسی اهمیت می‌دهد که لوله‌ای مقوایی که با به پایان رسیدن توپ پارچه ظاهر و لحظه‌ای پس از آن نیز دور انداخته می‌شود با چه کیفیتی تهیه شده است.
عملکرد تولیدکنندگان لوله مقوایی در ایران سفارش‌دهندگان را به کلی از این بخش رویگردان کرده و کسی روی این نوع بسته‌بندی حسابی باز نمی‌کند. شاید زمان آن رسیده باشد که کسی وارد میدان شده و بازار بسته‌بندی را در این بخش فعال کند. نکته مهم این جا است که عمده مصرف قوطی‌های مقوایی از این دست، در بسته‌بندی مواد خوراکی است و ایران با داشتن تولیدات ممتاز در زمینه مواد غذایی و خوراکی‌های گران‌قیمت و نفیس از استعداد بسیار بالایی برای توسعه این بخش از بسته بندی برخوردار است.
امکاناتی نظیر چندلایه کردن با مواد مختلف و تلفیق آن با ظرافتهای چاپی که تنها بر روی کاغذ امکان‌پذیر است مجموعه‌ای فراهم می‌آورد که استحکام، خواص چندلایه‌ها، ویژگی‌های ظاهری بی‌رقیب و حس طبیعت‌دوستی انسان را یک جا برآورده می‌کند.
تا وقتی فن‌آوری تولید لوله مقوایی در ایران بر اساس پاسخگویی به صنعت نساجی است بازار ارزشمند ظروف مقوایی مانند گنجی زیر خاک خواهد ماند.
در این راستا بر آن شدیم تا پس از آخرین باری که راجع به موضوع لوله‌های مقوایی مطلبی نوشته بودیم(۱)، بار دیگر به این موضوع بپردازیم. این بار مرجع اطلاعات ما آخرین تجهیزات ارائه شده در نمایشگاه دروپا ۲۰۰۴ آلمان است و عمده مطلب و تصاویر مربوط به یکی از سازندگان بزرگ این تجهیزات می‌باشد.
یک خط اتوماتیک تولید ظروف مقوایی از نوارپیچ‌های مارپیچی (حلزونی) و موازی(۲)، برش‌زن، ماشین‌های لیبل‌زن و دربند تشکیل شده است.
خطوط پیشرفته امروزی امکان تولید اتوماتیک با کارایی بالا و به صورت ترکیبی برای قوطی‌های ترکیبی گرد و غیر گرد را ممکن کرده است. در این خط اتوماتیک، قوطی‌ها توسط دیافراگم یا درهای پلاستیکی از یک جهت بسته می‌شوند. خطوط تولید لوله‌های مقوایی را می‌توان به دو دسته تقسیم کرد:
الف: خط تولید قوطی‌های ترکیبی حلزونی گرد
این خط توام با لیبل‌زن‌های مارپیچ و موازی است و از واحدهای (قوطی‌های) دوتایی یا تکی، رول بازکنی و چسب‌زنی و ماشین رول‌پیچ (نوارپیچ) مارپیچی تیوب تشکیل شده است.
ب: خط تولید قوطی‌های غیر گرد با سطوح موازی
این خط همانند خط قوطی‌های گرد از رول بازکن و چسب‌زن، یونیت رول پیچ و جداکننده و… تشکیل شده اما محصول خروجی آن می‌تواند دارای مقطع چهارگوش، سه‌گوش یا فرمهای دیگر باشد.
رکن اصلی
رکن اصلی خط تولید لوله‌های مقوایی همانا ایجاد خود لوله مقوایی است و بقیه ایستگاه‌ها از جمله لیبل‌زنی یا برش اصولا جزء خط اصلی نیستند. آن چنان که متاسفانه بعضی از واحدهای تولیدکننده لوله مقوایی در ایران نیز فاقد این تجهیزات هستند.
ابتدا کاغذ یا کاغذهای مناسب برای ساخت بدنه اصلی لوله مقوایی انتخاب می‌شوند. معمولا کاغذ مورد استفاده در دو لایه داخلی و بیرونی لوله بر اساس ویژگی‌های کاربردی لوله انتخاب می‌شوند. کاغذ یا کاغذهای مورد استفاده در لایه‌های میانی (گوشت) نیز بنا به ویژگی‌های کاربردی لوله برگزیده می‌شوند با این تفاوت که ظاهر آنها در منظر دید نیست و ویژگی‌های ساختمانی آنها بیشتر از ویژگی‌های ظاهری آنها مورد اهمیت است. با انتخاب کاغذ مناسب رولهای کاغذ که معمولا از کارخانه کاغذسازی می‌آیند و دارای عرضی پهن هستند توسط دستگاه برش رول‌به رول به رولهای باریکتر تبدیل می‌شوند. حال خط ساخت لوله مقوایی آماده شروع به کار است.
بسته به نوع تجهیزات به کار رفته در ماشین، محصولات نهایی می‌توانند گستره وسیعی از لوله مقوایی با دیواره نازک تا تیوب‌های نازک با مغزی سنگین باشند. نخستین مرحله با باز کردن رولهای باریک کاغذ آغاز می‌شود. به این مرحله “رول‌بازکنی” گفته می‌شود. “چسب‌زنی” مرحله پس از رول بازکنی است اما معمولا این دو مرحله در یک دستگاه خلاصه می‌شوند.
برای تضمین تداوم و صحت کشش نوار وب، این نوار از طریق یک ترمز پنوماتیک وب، به درون مخزن چسب وارد می‌شود. رول بازکن‌ها به صورت تکی یا دوتایی مطابق نیاز خریدار عرضه می‌شوند که در ابتدایی‌ترین شکل آن برای رول پیچی ۲ یا ۳ لایه کاغذ به کار می‌آیند. رولهای بازشده توسط غلتک‌هایی که آنها نیز می‌توانند دوقلو یا تکی باشند چسب زده می‌شوند. کل مجموعه در شکل ساده آن شامل سه خط جدا است. در یک خط لایه درونی چسب زده می‌شود که چسب آن به طرف بالاست. در خط دیگر لایه میانی چسب زده می‌شود. در این خط معمولا از دو غلتک چسب‌زن استفاده می‌شود تا هر دو روی نوار وب را چسب‌زنی کنند. خط سوم نیز مربوط به لایه بیرونی است که باید روی تمام لایه پیچیده شود و جهت چسب‌خور آن بر خلاف لایه درونی است. مخازن چسب‌زنی چندگانه امکان استفاده از چسب‌های مختلف را به مصرف‌کننده می‌دهد. سیستم جایگزین این روش، سیستم چسب‌زنی ریزشی برای یک طرف یا دو طرف محصول است. بخش چسب‌زنی با سیستم‌های بادی کشنده وب هماهنگ است. به گونه‌ای که در هنگام توقف ماشین، وب به صورت خودکار از روی غلتک چسب جدا می‌شود حتی اگر غلتک به حرکت خود ادامه دهد.
امروزه نقش چسب در ساخت لوله‌های مقوایی تنها به چسباندن دو لایه کاغذی ختم نمی‌شود. با بهینه کردن تجهیزات این دستگاه (چسب‌زن) و انتخاب چسب مناسب می‌توان قوطی‌های نفوذناپذیر نسبت به گاز و مایعات را تولید کرد.
در بخش رول‌بازکنی تعویض رولهای وب (کاغذ) با سرعت بالا در واقع سرعت کل تولید را تغییر می‌دهد. این مهم در ماشینآلات جدید مورد اهمیت ویژه قرار گرفته است.
پس از مرحله رول‌بازکنی به مرحله رول‌پیچی می‌رسیم. پیش از این مرحله، نوار کاغذی از روی رول کاغذ باز شده، چسب خورده و اکنون آماده پیچیده شدن یا به عبارتی لوله شدن است. برای تولید تیوب‌های پیچیده شده کاغذی که به صورت مارپیچی تهیه می‌شوند دستگاه رول‌پیچ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
در تمامی رده‌های ماشین‌های رول‌پیچ حلزونی با کارکرد بالا، هر کدام از دو غلتک رول جمع‌کن به صورت جداگانه دارای موتور سه فاز می‌باشند. مبدل فرکانسی مستقیماً توسط کنترلر ماشین )MMC( به کار می‌افتد و کار آن منظم و یکنواخت کردن انرژی محرک دو غلتک (استوانه) دستگاه است. این کار حتی در هنگام حرکت آرام یا شروع به کار ماشین انجام می‌شود. مزیت دیگر این سیستم این است که به خاطر چرخش هر دو غلتک، نوار پیچیده شده و تیوب تنها در معرض نیروی یک طرفه قرار نمی‌گیرد. در صورت اعمال فشار خم‌کنی زیاد بر روی محور پیچش مکانیزم موتوری جبرانی بر روی یاتاقان‌های محور، جهت صحیح گردش محور نسبت به برش‌زن را تضمین می‌کند. به خاطر وجود سیستم موتوری هماهنگ، حالت چرخش بر روی محور در هر زمانی قابل تنظیم است و بخش رول‌بازکنی و چسب‌زنی نیز می‌تواند به صورت هماهنگ با آن عمل کنند. زاویه گام به راحتی با گردونه دستی و دنده حلزونی قابل تطابق و تنظیم است. کشش تسمه نیز به صورت بادی تنظیم می‌شود و سیستم جداساز سریع نیز برای جلوگیری از حادثه طراحی شده است. برای برش تیوب‌های بدون ته از درازا، دستگاه برش تیغه‌ای تک تک یا دستگاه برش ترکیبی چند تیغه‌ای به کار گرفته می‌شود..
رکن اصلی در این جا به پایان می‌رسد. لوله مقوایی تولید شده و آماده برش می‌باشد. باید توجه داشت کیفیت کاغذ مصرفی، کیفیت چسب و عواملی مانند رطوبت نقش مهمی در کیفیت لوله تولید شده دارند.
ادامه کار
لیبل‌زنی
لیبل‌زنی به دو شکل مارپیچ (Spiral) و موازی (Parallel) انجام می‌شود.
لیبل‌زنی مارپیچی در واقع یک رول‌بازکن و چسب‌زن است که ساختار اصلی آن همانند سایر رول‌بازکنها و چسب‌زنها است. اما دقت لازم در لیبل‌زنی مارپیچی ایجاب می‌کند که در انتخاب این قسمت از دستگاه از فن‌آوری‌های پیشرفته استفاده کرد. غلتک‌های دوتایی همراه بخش منفرد چسب‌زنی برای چسب‌زنی دقیق، کنترل علایم چاپی برای تقسیم دقیق بدنه قوطی در هنگام ترکیب واحد برش بکار گرفته می‌شوند.
لیبل‌زنی موازی نیز روشی آسان (نسبت به روش مارپیچ) برای قرار دادن لیبل بر روی لوله مقوایی است. کار این دستگاه شامل چسباندن لیبل بر روی لوله و سپس برش آن به صورت قوطی‌های جدا از هم می‌باشد. این بخش تجهیزات پیشرفته‌ای دارد که برای لیبل‌زنی موازی تمام اتوماتیک بر روی هسته‌های ناتمام مورد استفاده قرار می‌گیرد. لیبل چسب زده شده به دقت به دور هسته بدون بلیستر و تحت فشار پیچیده می‌شود. هسته‌های ناتمام (لوله‌های لیبل نخورده) به اندازه‌های (طول‌های) از پیش تعیین شده تقسیم و قسمت‌های اضافی از دو سمت چیده می‌شوند. بخش‌های تغذیه و خروجی اتوماتیک نیز به دلخواه قابل نصب است. بعضی از این نوع تجهیزات همچنین می‌توانند درون خطوطی که توسط شرکت‌های دیگر تولید شده‌اند نیز نصب شود. از مزایای انواع پیشرفته این دستگاه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
دقت نصب و ثبت بسیار بالا
زمان کوتاه برای تبدیل و تغییر
تعداد دورهای بالا
قابلیت جا به جایی لوله‌های خراب یا اضافی به طور خودکار
متاسفانه علی رغم وجود چنین روشهای مفید و موثری در صنعت لوله‌های مقوایی تولیدکنندگان داخلی ما همچنان خود و این بخش از صنعت را در تولید لوله برای رول کردن منسوجات متوقف کرده‌اند.
برش
ابزار برش متنوعی در خط تولید لوله مقوایی به کار گرفته می‌شود. از جمله آنها ابزار برش ساده لوله است که در انتهای خط تولید لوله پس از رول‌چسبان قرار گرفته و برای برش تیوب‌های پیچیده شده و با هماهنگی با رول پیچ مورد استفاده قرار می‌گیرد. تیغه برش با سرعت تیوب هماهنگ می‌شود. ابتدا تیغه‌ها به تیوب محکم می‌شوند و سپس آن را می‌برند. سیستم کنترل همزمان و بدون توقف نصب شده روی دستگاه‌های پیشرفته از کاهش کیفیت تیوب‌ها در هنگام چرخش به دور محور جلوگیری می‌کند. با استفاده از روش برش به وسیله تیغه، به جای اره کردن (روشهای قدیمی)، از ایجاد گرد و غبار و براده نیز جلوگیری می‌شود. در این عملیات تیغه‌های محرک مورد استفاده قرار می‌گیرند. دو غلتک تیوب را از وسط آن نگه می‌دارند که این باعث نفوذ بیشتر و بهتر تیغه‌ها درون تیوب و کیفیت برش بالاتر می‌شود. در انواع جدید این ابزار به موارد زیر توجه شده است:
عدم وجود خاک اره ناشی از کارکرد برش‌زن
زمان بسیار کم برای تبدیل یا برگردان به خاطر نحوه ساختمان دستگاه
تغییر قطر با استفاده از موتور
قابلیت تنظیم و تطابق ارتفاع میله (سنبه)
کارکرد آسان‌نسبت به گذشته
امکان تعمیرات اساسی
نوع دیگر ابزار برش به صورت چند تیغ است. برش توسط یک سیستم چند تیغه که هماهنگ و همزمان با رول پیچ است انجام می‌شود. در این جا تیوب‌های مارپیچی لیبل‌خورده در هر مرحله برش به چند قوطی کوتاه تقسیم می‌شوند.
تجهیزات تکمیلی
ماشین پاکسازی قوطی‌ها
این ماشین به صورت خودکار دیواره‌های داخلی و لبه‌های قوطی‌های پیچیده شده در اندازه‌های استاندارد را تمیز می‌کند. تکه‌های کنده شده از درون قوطی تمیز می‌شوند و باعث می‌شود درپوش به خوبی درون قوطی جای گیرد و محتویات آن تمیز بماند. اغلب نمونه‌های عرضه شده از این دستگاه می‌توانند در خطوط تولید شده توسط سایر تولیدکنندگان نیز کار کنند.
ماشین‌های عایق‌بندی (Sealing machines)
بسته به نیازهای مشتری، ماشینآلات عایق‌بند متفاوتی می‌تواند برای عایق‌بندی بدنه قوطی مورد استفاده قرار گیرد، به عنوان مثال درب‌های فلزی، کفه فلزی یا کاغذی، دیافراگم‌های کاغذی یا آلومینیومی، دیافراگم‌های صاف، درپوش‌های پاشنده، درب‌های پلاستیکی.
ماشینآلات شستشودهنده، تبخیرکننده و ذخیره‌کننده قوطی نیز نقش موثری در راندمان خطوط تولید لوله مقوایی دارند.
قوطی‌های مقوایی با مقطع غیر دایره
ماشین‌آلاتی که برای تولید قوطی‌های کامپوزیت غیر گرد مورد استفاده قرار می‌گیرد تقریبا جدید بوده و دارای نکات انحصاری هستند. بخش رول‌پیچ موازی به عنوان رکن اصلی و کلیدی، این دستگاه‌ها را قادر می‌سازد تا قوطی‌هایی به شکل چند ضلعی، بیضی و تخم‌مرغی را تولید کند.
این خط نیز همانند خط لوله‌های گرد شامل بخش رول بازکن و چسب‌زن همراه با برش‌زن برای درزهای داخلی و بیرونی است. بخش روکش‌زن داخلی نیز بنا به نیاز مشتری موجود است. از بخش برش‌زن شیت، شیت‌ها از پنج مرحله می‌گذرند. قسمتی که بدنه قوطی پیچیده می‌شود، لیبل زده می‌شود، تقسیم شده و جا به جا می‌شود. سپس می‌توان قوطی‌ها را به بخش‌های مختلف عایق‌بندی اتوماتیک منتقل کرد.
————————————————————————————————
پانوشت:
۱ – ماهنامه چاپ و بسته‌بندی، سال ۱۳۷۹، شماره ۲۴، صفحه ۱۸، آشنایی با مراکز تخصصی بسته‌بندی CCTI ( انستیتو لوله و قوطی‌های کامپوزیت)
۲ – در این صنعت لوله غیر موازی به شکل مخروط نیز تولید می‌شود که در صنعت ریسندگی به عنوان دوک نخ‌ریسی مصرف دارد.
