Was ist der Unterschied zwischen doppelwandigen Ripple- und einwandigen Bechermaschinen?

Die Pappbecherherstellungsindustrie ist eine der anspruchsvollsten Branchen im Bereich Lebensmittelverpackungen. Heißgetränkebecher müssen bei hohen Temperaturen in Form gehalten werden. Sie müssen außerdem komfortabel in der Handhabung, sicher in der Bedienung und kostengünstig in der Herstellung sein. Zwei unterschiedliche Produkttypen -einwandige-Becher und doppelwandige-gewellte Becher-sind die Hauptauswahl für Heißgetränke. Die Maschinen, aus denen sie hergestellt werden, unterscheiden sich stark hinsichtlich mechanischer Komplexität, Materialhandhabung, Produktionsgeschwindigkeit und Kosten. Das Verständnis dieser Unterschiede ist für Becherhersteller, Verpackungsverarbeiter und Gastronomiebetreiber wichtig, um die Produktionsausrüstung zu verstehen. Hier ein Blick auf die technischen Unterschiede zwischen den Modellen. Es erklärt, warum dieMaschine zum Formen von Doppelwand-Wellbechernist ein viel schwierigeres technisches Problem als die einwandige Version.

Der Produktunterschied: Warum zwei Tassen zwei Maschinenarchitekturen erfordern

Bevor Sie sich die Maschine ansehen, müssen Sie sich über die strukturellen Unterschiede zwischen den beiden Bechertypen im Klaren sein. Jeder mechanische Unterschied zwischen Produktionslinien ergibt sich aus dem Design des Produkts.

Einwandige Pappbecher bestehen aus einer PE--beschichteten Pappe. Sie hatten die Form eines Abfangkegels. Sie haben oben einen Rollrand und unten eine flache oder leicht verbeulte Scheibe, die an die Seitenwand gedrückt und abgedichtet ist. Leicht und günstig. Sie funktionieren für Kaltgetränke und kurze Heißgetränke. Ihre Isolierung ist begrenzt. Die Außenseite des Bechers war zu heiß, um ihn einige Sekunden lang zu halten, nachdem er mit heißer Flüssigkeit gefüllt wurde.

Wandwelligkeit kann dieses Problem in zwei Teilen lösen:

• Ein Innenbecher: ein normaler einwandiger Becher, der das heiße Getränk berührt
• Eine äußere Wellfolie: eine separat geformte gewellte oder geprägte Papierhülle, die um die Außenseite des Innenbechers geklebt wird. Dadurch entsteht ein Luftspalt zwischen den beiden Schichten.

Dieser Luftspalt-normalerweise 3–8 mm-reduziert die Wärmeübertragung an die Außenwelt erheblich. Sie können den Becher ohne die zusätzlichen Papphüllen bequem halten. Die wellige Textur sorgt zudem für Griffigkeit und eine angenehme Haptik. Das macht die Tasse bei Spezialitätenkaffee und gehobenen Gastronomiebetrieben beliebt.

Die Herstellung dieses Designs erfordert einen zusätzlichen Formschritt. Dieser Schritt ist bei der Herstellung einwandiger Becher nicht vergleichbar. Das ist der Grund für die zusätzliche mechanische Komplexität beim Aufbau einer doppelwandigen Ripple-Becherformmaschine, abgesehen von einer einwandigen Linie.

Stage-by-Stage-Maschinenvergleich

1. Umgang mit Rohstoffen

Einwandige Pappbechermaschine: Sie benötigen eine Rolle PE-beschichteten Karton (Seitenwandrohling) und einen separaten Vorrat an Chassis-Rohlingen. Diese Gehäuse können vor-zugeschnitten oder intern geschnitten sein. Das Kartongewicht beträgt in der Regel 170 – 300 g/m², abhängig von der Bechergröße.

• Doppelwandige Ripple-Cup-Formmaschine: erfordert die Eingabe von drei Materialien:
• Material für die Seitenwand des Innenbechers (PE-beschichteter Karton, normalerweise 170–250 g/m²)
• Vorrat an Innenbecher-Bodenscheibe.
• Papier mit äußerer Körnung: ein leichteres, unbeschichtetes oder einseitig-seitig-beschichtetes Kraftpapier aus braunem Papier (normalerweise 60–120 g/m²), das beim Formungsprozess gewellt oder geprägt wird

Die gleichzeitige Verwaltung von drei Zutaten erhöht die mechanische Komplexität erheblich. Jeder Feeder hat seine eigenen Anforderungen an die Spannungskontrolle, das Spleißmanagement und die Registrierung. Dies ist viel komplexer als einwandige Leitungen aus einem einzigen Material.

2. Formen des Seitenwandrohlings

Bei beiden Maschinentypen ist der Seitenwandzuschnitt ein Rollenschneider. Es ist zu einem Kegel zusammengerollt. Heißsiegel entlang der Seitennaht. Versiegelungen erfolgen in der Regel mit Ultraschall oder Heißluft. Dadurch werden die überlappenden PE-Beschichtungsschichten verschmolzen.

Bei einwandigen Maschinen ist dies der Hauptformungsschritt. Es ist die erste von zwei Formstufen für eine doppelwandige Balgformmaschine. Maßtoleranzen müssen unbedingt eingehalten werden. Der Außendurchmesser des Innenbechers bestimmt die Größe der Wellung.

Bei der doppelwandigen Produktion wird ein einwandiger Becher, der die Größe des Innenbechers gut verändern kann, zum Blindgänger. Becher, die zum Zeitpunkt der Verpackung größer als 0,5 mm sind, werden nicht ordnungsgemäß verwendet. Becher, die um 0,5 mm zu klein sind, haben eine lose Außenverpackung, die bei Verwendung abfällt.

3. Anwendung der unteren Scheibe

Bei beiden Maschinentypen ist die untere Scheibe aus Rollenmaterial gestanzt. An den Rändern war es gerüscht. Es wird in die Basis des gebildeten Seitenkegels geschoben. Es wird gepresst und heißversiegelt, um den Boden des Bechers herzustellen. Die beiden Maschinen sind mechanisch ähnlich. Es gibt einen Unterschied. Bei einwandiger Fertigung wird dadurch der Becherkörper komplettiert. Bei der doppelwandigen Produktion wird der geformte Innenbecher dann zur Wellpappenverpackungsstation transportiert.

4. Wellenwickelbildung und -anwendung - Das entscheidende Unterscheidungsmerkmal

Dies ist ein ungehinderter Stopp der einwandigen Produktion. Dies ist die wichtigste mechanische Eigenschaft doppelwandiger Bälge.

Der Ripple-Wrap-Prozess besteht aus mehreren schnellen Unterschritten:

A) geprägtes oder geprägtes Einschlagmaterial: Das äußere Einschlagpapier wird durch eine Riffeleinheit (eine Rillenwalze bei kontrolliertem Druck und Temperatur) oder eine Prägevorrichtung geführt. Dadurch entsteht ein Wellenmuster. Die Wellenform-die Steigung der Welle, ihre Höhe und die Papierspannung-müssen streng kontrolliert werden. Dadurch entsteht ein gleichmäßiges Wellenmuster, das gut in den Innenbecher passt, ohne zu zersplittern oder zu reißen.

B) Kleberauftrag: Heißschmelz- oder Kaltkleber auf die Innenfläche einer gewellten oder geprägten Verpackung auftragen. Die Spots passen zu den Klebeflächen. Die Genauigkeit des Klebemusters ist wichtig. Zu wenig Kleber kann dazu führen, dass die Verpackung während des Gebrauchs abfällt. Zu viel Kleber kann austreten und zu Problemen beim Kontakt mit Lebensmitteln führen.

c) Wrap-Schneiden: Endloses Wellpapiergewebe wird auf präzise Zuschnittlängen in der Größe jedes Bechers geschnitten. Das muss der Grund sein, warum der Becher konisch ist. Blank ist kein einfaches Rechteck. Es handelt sich um eine geschwungene Form, die zum Umriss der Tasse passt.

C) Anbringen und Kleben der Umhüllung: Der geschnittene Block wird um die Außenseite des geformten Innenbechers gewickelt. Es wird dagegen gedrückt. Klebstoffe werden unter kontrollierter Hitze und Druck gebildet. Die Verpackung muss auf der vertikalen Achse des Bechers platziert werden. Seine Nähte müssen sich überlappen und richtig zusammenkleben.

Im Vergleich zur einwandigen Produktion fügt die gesamte Teilmenge der Maschinenlinie drei bis fünf zusätzliche mechanische Stationen hinzu.

5. Felgenrollen

Beide Maschinen verfügen über eine Rollstation. Dadurch wird die Oberkante des Bechers nach außen und unten gebogen, so dass der fertige Randwulst entsteht. Bei der Einzelwandproduktion erfolgt dies auf einer einzigen Lage Kartonwand. Bei der doppelwandigen Produktion wird in der Regel der Rand an der Innenseite des Bechers gerollt und anschließend mit der Riffelverpackung versehen. Das Paket erreicht den Rand nicht. Zum Anbringen der Randrolle vor dem Verpacken ist eine sorgfältige Maschinenauslegung erforderlich. Dadurch wird eine Größenverzerrung zwischen den beiden Schritten verhindert.

6. Integration der Qualitätskontrolle

Einwandige Bechermaschine: Zu den grundlegenden Qualitätsprüfungen gehören die Siegelfestigkeit (Luftdruck-Lecktest), die Prüfung der Randform und die Größenprobenahme.

Doppelwandige Rippelbecher-Formmaschine: höhere Qualitätsanforderungen: :

• Klebefestigkeit der Wellenwicklung (Schältest)
• Genauigkeit der Platzierung der Becherverpackung.
• Kontrolle des Leimmusters (normalerweise mit einem visuellen System durchgeführt)
• Richten Sie die Innenbecher an der Außenverpackung aus
• Konsistenz der Wellenform

Viele High-End-Doppelwandmaschinen verfügen über Inline-Vision-Systeme. Diese überprüfen die Wickelposition, die Nahtüberlappung und die Kleberabdeckung an jedem Becher. Sie lehnen fehlerhafte Tassen automatisch ab. Dieses Maß an Kontrolle ist bei Standard-Einzelwandlinien selten erforderlich.

Vergleich der Produktionsgeschwindigkeit

Im Vergleich zu entsprechenden einwandigen Produktionslinien führt die Erhöhung der mechanischen Stufen bei der doppelwandigen Produktion direkt zu einer Verringerung der erreichbaren Produktionsgeschwindigkeit:

Der Geschwindigkeitsunterschied ergibt sich aus der zusätzlichen Zeit, die an der Riffel-, Bond- und Wrap-Auftragsstation benötigt wird. Bei jedem dieser Schritte wird das Material verklebt oder geformt. Sie können sie nicht beschleunigen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen.

Kapitalkosten und Betriebsökonomie

Eine Maschine zum Formen von doppelwandigen Ripple-Bechern ist viel teurer als einwandige Maschinen. Dafür gibt es drei Gründe: mehr mechanische Stationen, präzisere Steuerungsprozesse (Klebetemperatur, Wellendruck, Verpackungsplatzierung) und komplexere Steuerungen, um die zusätzlichen Stufen zusammen laufen zu lassen.

Die wirtschaftliche Präferenz gilt für eine doppelwandige Produktion, wenn:

• Der Zielmarkt sind Spezialitätenkaffee, gehobene Küche oder Firmengastronomie. In diesen Märkten bestimmen die Qualität des Bechers und das Erscheinungsbild der Marke den höheren Preis.
• Innerhalb einer angemessenen Amortisationszeit reicht das Volumen aus, um höhere Maschinenkosten zu decken.
• Bediener können die Produktion auf komplexeren Maschinen am Laufen halten.

Regulierungs- und Standardkontext

Pappbecher für warme Speisen müssen den Vorschriften für Lebensmittelkontaktmaterialien in den wichtigsten Märkten entsprechen:

• EU-Verordnung (EG) Nr. . 10/2011: Gilt für Kunststoffmaterialien (PE-Beschichtung), die mit Lebensmitteln in Kontakt kommen. Dies gilt für die Innenbeschichtung des Europa-Heißgetränkebechers.
• FDA 21 CFR §176.170: Deckt Papier- und Pappteile ab, die bei der Lebensmittelexposition auf dem US-Markt verwendet werden.
• Europäische Normen für den Kontakt von Papier und Pappe mit Lebensmitteln. Es legt Regeln für Migrationstests fest.
• ISO 6588: Messung des pH-Wertes auf Papier und Pappe. Es geht um Lebensmittelauswahl, die Pappe berührt.

Sowohl einwandige als auch doppelwandige Becher müssen den korrekten Lebensmittelkontaktvorschriften entsprechen. Doppelwandige Becher stellen ein weiteres Problem dar. Der Kleber, mit dem Wellpappe an der Innenseite des Bechers befestigt wird, muss ebenfalls den Lebensmittelkontaktvorschriften entsprechen. Auch wenn es das Getränk nicht direkt berührt. Die Migration von Pappe ist ein bekannter Kontaminationsweg.

Zwischen Maschinentypen wählen: Ein Entscheidungsrahmen

Zusammenfassung

Der Unterschied zwischen einer einwandigen Bechermaschine und einer doppelwandigen Wellbecherformmaschine liegt nicht nur in den zusätzlichen Formschritten, sondern auch in einem grundlegend anderen Maß an mechanischer Komplexität, Präzisionssteuerung und Produktionsmanagement. Der Anwendungsprozess von Wellpappenwickelmaschinen, einschließlich Wellpappen-, Leim-, Schnitt- und Leim-Unteroperationen, hat die Anzahl der Maschinenstationen um die Hälfte erhöht, die erreichbare Produktionsgeschwindigkeit verringert, die Kapital- und Betriebskosten erhöht und die Anforderungen an die Qualitätskontrolle in allen Bereichen erhöht.

Wärmeleistung, haptische Qualität und visuelle Leistung sind alles teure Becher für Hersteller, die auf den Heißgetränkemarkt abzielen, und die doppelwandige Ripple-Becherformmaschine ist die entsprechende Ausrüstungsinvestition. Für einen großen, kostengetriebenen Markt reicht die einfache Leistung einer einzelnen{2}}Wand aus, dies ist jedoch nicht der Fall. Bei Entscheidungen handelt es sich um Geschäftsstrategien, nicht um Maschinenspezifikationen – aber das Verständnis der technologischen Realitäten hinter jedem Maschinentyp stellt sicher, dass Kapitalzusagen mit angemessenen Informationen getätigt werden.

Referenzen:

• Emblem, A. & Emblem, H. – Verpackungstechnologie: Grundlagen, Materialien und Prozesse, Woodhead Publishing (Elsevier), 2012
• Kirwan, MJ – Papier- und Kartonverpackungstechnologie, Blackwell Publishing, 2005
• Paine, FA – The Packaging User's Handbook, Blackie Academic & Professional, 1991
• Soroka, W. – Fundamentals of Packaging Technology, 4. Auflage, Institute of Packaging Professionals (IoPP), 2009
• EU-Verordnung Nr.. 10/2011 – Kunststoffmaterialien und -artikel, die für den Kontakt mit Lebensmitteln bestimmt sind, Amtsblatt der Europäischen Union
• FDA 21 CFR §176.170 – Bestandteile von Papier und Pappe in Kontakt mit wässrigen und fetthaltigen Lebensmitteln, US-amerikanische Lebensmittel- und Arzneimittelbehörde