Machine de fabrication de verre de papiersera imprimé des billettes de paroi latérale en forme d'éventail et découpé le châssis en un verre à boire fini. Il comporte cinq étapes interconnectées : le remplissage des flans, le scellement des coutures latérales, le formage du fond, le recourbement du bord supérieur et le test d'étanchéité. Il peut traiter 150 à 350 g/m² de bois avec un revêtement de 12 à 25 g/m². Selon le type de mur, 40 à 200 pièces par minute sont exportées. Un opérateur peut observer la ligne au lieu de fabriquer les verres à la main.
Mais ces détails n'expliquent pas pourquoi deux machines de 100 pièces par minute fonctionnent si différemment. Ils n'expliquent pas non plus pourquoi la même machine fonctionne bien sur le circuit imprimé d'un fournisseur mais est bloquée sur un autre. Les principales raisons sont les manques, les coutures et les fonds. Ces trois parties affectent l'effet des gobelets en papier.
La signification des « gobelets en papier » et la portée des machines
En Asie du Sud et au Moyen-Orient, les gobelets jetables sont communément appelés gobelets en papier. La machine qui le fabrique s’appelle une machine à papier-verre. Différentes régions portent des noms de coupe différents, mais le processus est le même que dans d’autres parties du monde.
Les machines à papier verre se distinguent de trois autres appareils :
Moulage de pâte à papier. Une ligne de plateaux à œufs en fibre transforme la pâte en une coque moulée et sèche dans le tunnel pendant 4 à 8 heures. Les machines à papier utilisent du verre plat, qui est moulé en tasse en quelques secondes.
Moulage par injection. Le processus ne fait pas fondre le matériau et n’utilise pas de poids de granulés. La paroi du gobelet provient du papier entrant dans la machine.
Matériel d'impression ou de revêtement. L'impression a lieu avant la formation du gobelet, sur un rouleau ou sur des feuilles coupées. La machine de moulage utilise du papier imprimé vierge pour fabriquer des gobelets.
Il existe quatre produits principaux : les verres à simple paroi pour les boissons de tous les jours, les verres à double paroi pour les boissons chaudes, les gobelets ondulés à mi-paroi pour l'isolation et les bols à large ouverture fabriqués avec des outils plus grands. Chaque type nécessite une taille de flan différente, un nombre différent de sites et un rythme de production différent. Le processus de formage de base reste inchangé.
Blank : là où Glass décide
Les gobelets en papier commencent par deux tablettes. Le premier est une paroi latérale vierge. Il a la forme d'un éventail et ses bords incurvés épousent la circonférence de la tasse. Deux de ses bords droits forment la couture latérale. Le second est un châssis séparé. Il est légèrement plus grand que le fond de la tasse, de sorte que les bords supplémentaires peuvent être pliés et pressés autour de l'assiette pour la sceller.
Pour un verre de 8 oz, une bouche de 80 mm, une base de 55 mm, une hauteur de 92 mm et une paroi latérale vierge couvrant environ 19 700 mm2. Avec des bords d'étanchéité supplémentaires, le fond couvre environ 2 800 mm2. La superficie totale est d'environ 22 500 mm2. Chaque verre a un carton de 210 g/m² et un revêtement de 15 g/m² et utilise environ 5 g de matériau. Ce chiffre fixe le coût matériel du verre avant que la machine ne démarre.
Les panneaux de verre à simple paroi pèsent généralement entre 190 et 280 g/m². Le revêtement à l’intérieur du verre aide à garder le verre liquide. Les options courantes incluent 12 à 18 g/m² de polyéthylène, 20 à 25 g/m² de composé d'acide polylactique et 4 à 8 g/m² de revêtement barrière à base d'eau une fois sec.
Les assiettes doivent également être conservées à la bonne température et à l’humidité avant utilisation. Les rouleaux stockés dans une chambre froide près de la côte peuvent se former différemment de ceux stockés à 23 degrés et 50 % d’humidité relative. Par conséquent, la norme ISO 187 prévoit des tests sur les conditions du papier et du carton. Une machine qui tourne bien en juillet peut produire des jantes fêlées en janvier, même si rien ne change.
La qualité du flan est également importante. Un bord de découpe rugueux, une petite erreur dans l'angle d'éventail ou un grain de planche traversant la couture plutôt que le long de celle-ci peuvent causer des problèmes. Ces défauts peuvent empêcher les coutures de se sceller ou provoquer des fissures dans les jantes.
Premier arrêt : Nourrir les sièges vides
Le clip contient 300 à 600 emplacements latéraux sur une machine typique. Des ventouses retirent le flan inférieur, vérifient que deux ne sont pas collés ensemble et les placent sur le mandrin moulé. Les capteurs à double blanc sont importants. Si deux flans sont saisis ensemble, les coutures seront deux fois plus épaisses. Il ne tient pas sur un rouleau, donc la machine s'obstrue généralement au lieu de produire un verre utilisable.
La tolérance de placement est de ± 0,3 mm. Chaque étape suivante dépend de la position correcte du flan.
Les opérateurs doivent garder les piles pleines afin que les ventouses puissent être soulevées avec un écart de pression constant. Ils doivent également étendre un peu leur vide avant le chargement afin que l'air puisse passer entre eux. Tous les espaces présentant des coins cassés doivent être nettoyés immédiatement. Les espaces vides présentant des plis dans les parois en verre ne peuvent pas être supprimés par des réglages ultérieurs de la machine.
Deuxième étape : sceller les coutures.
Les bobines vierges sont enroulées autour d'un mandrin chauffé dont deux bords droits se chevauchent de 4 à 6 mm. La manière dont ces bords se connectent constitue le choix de conception le plus important de la machine. Cela affecte le type de plaque que vous pouvez utiliser, la vitesse de la machine et l'apparence de la couture finie.
Il existe quatre méthodes principales de scellement. Le fournisseur ne précise pas toujours ce qui était inclus dans l'offre :
| Méthodologie | Comment ça s'articule | Demandes du Conseil | Barrières à l'entrée |
|---|---|---|---|
| examen échographique | Le cornet de 20 kHz fait fondre le revêtement au niveau du chevauchement ; le polymère fusionne tout seul | Revêtement Supérieur ou égal à 12 g/m², étroitement contrôlé. | Adhésifs non requis, les coutures sèchent immédiatement mais s'ajustent à la sensibilité du poids du revêtement |
| Air chaud | 300 à 450 degrés d'air adoucissent le revêtement avant de le presser. | Identique à l'échographie. | Coûts d'exploitation les plus bas, fenêtres de traitement les plus larges et consommation d'énergie la plus élevée |
| Colle thermofusible ; | 1 perle thermofusible de qualité alimentaire (généralement 150 à 170 degrés), ajoutée aux bords | Fonctionne sur du carton non couché ou légèrement couché | Coût pour mille personnes consommées, la position des billes est une variable de configuration |
| Colle froide à base d'eau | Égoutter ou mettre sous pression après utilisation | Panneau poreux, aucune obstruction | Les coutures les plus lentes sont le maillon faible des tests d'immersion |
Une bonne couture ne se fissurera pas si vous la tirez à la main. Les fibres du papier près des coutures doivent être déchirées en premier. Il s’agit du test de base de la résistance des coutures. Lors des tests en machine, 20 verres ont été testés toutes les heures au lieu de deux. De cette façon, la qualité des soudures peut être mieux comprise dans le processus de production.
Troisième arrêt : moulure et coque arrière.
Machine de fabrication de verre de papierdépendent fortement du sol. La plupart des plaintes concernant les fuites proviennent de cette ligne. Le disque inférieur descend jusqu'à l'extrémité ouverte de la paroi latérale. La machine chauffe le disque pour ramollir le revêtement. Outils de curling et de moletage, puis pliez le bord de la paroi latérale vers l'intérieur et appuyez sur le disque. Cela scelle le joint. Le processus utilise généralement une pression de 140 à 180 degrés et de 0,4 à 0,6 MPa et dure moins d'une seconde.
Trois facteurs déterminent le succès d’un syndicat :
Mandrin aligné avec le couteau. Si le moletage s'écarte du centre, il appuie si finement sur un côté du bord qu'il touche à peine l'autre. Ce type de verre a l'air bien, mais il peut fuir lors de son utilisation.
Diamètre du disque. Si le disque est trop petit, un espace peut se former dans le joint. S'il est trop grand, les bords des parois latérales peuvent se froisser, créant un pli permettant au liquide de s'écouler.
Les outils sont chauffés uniformément. Si un bord de l'outil est 15 degrés plus froid que l'autre, le verre peut fuir dans la même zone de la base.
La plupart des défaillances des joints inférieurs ont été découvertes grâce à des tests et non à une inspection visuelle. C'est pourquoi la machine doit être testée en ligne pour détecter les fuites.
Station 4 : Enrouler le toit
Après avoir scellé le fond, le cylindre se déplace vers le bord de la station de curling. L'air chaud adoucit les bords de l'ouverture et trois boucles l'enroulent dans un diamètre extérieur de 2,5 à 4 mm. Les boucles rendent l'ouverture de la tasse plus puissante, donnant au couvercle une surface appropriée et gardant les coupures nettes loin des lèvres du buveur.
Il existe deux problèmes principaux avec la qualité Curl. Si la boucle est trop serrée, le carton se fissurera le long du pli. Du liquide chaud s’écoule alors par les fissures. Si la boucle est trop lâche, le bord de la tasse s'aplatira sous le couvercle et les coutures pourraient s'ouvrir pendant le transport. Les deux questions sont visibles sur les captures d’écran. Le test doit inclure la coupe de trois tasses en deux pour vérifier la courbure.
La forme des rebords affecte également l’ajustement du couvercle. Si le bord s'écarte du cercle de plus de 0,3 mm, il risque de ne pas bien sceller le couvercle plat. Les clients peuvent signaler des fuites sur les couvercles lorsque le véritable problème est un bord inégal de la tasse.
Station 5 : Test, Comptage et manchon
Le dernier paragraphe répond à trois objectifs. Le test de fuite par désintégration de l'air place chaque coupelle sous basse pression et vérifie s'il est possible de montrer une chute de pression dans le trou. La machine dépose les gobelets défectueux à la poubelle. Les compteurs suivent la sortie, la station de manchon ou d'ensachage pour emballer les gobelets dans la taille commandée par le client.
Deux choses sont importantes. Premièrement, les machines de taille moyenne disposent généralement d'un test d'étanchéité en ligne qui examine chaque tasse, tandis que les machines d'entrée de gamme peuvent en proposer une option. Si la machine ne dispose pas de ce test, votre opérateur doit examiner davantage d'échantillons. Une équipe produisant 45 000 gobelets pourrait donner lieu à 225 plaintes de clients concernant des fuites si une tasse sur 200 fuit. Ensuite, chaque équipe compte et enregistre le bac. Si le nombre de gobelets rejetés augmente, cela peut signifier que l'outil est usé. Cela peut se produire quelques jours avant que le défaut ne soit révélé.
Simple paroi, double paroi, Ripple Wall : évolutions sur les machines
| TypeType | Chaque tasse vide | Machines ajouter | Sortie typique | Pour: |
|---|---|---|---|---|
| Un mur | 1 paroi latérale + 1 en bas | Il n'y a rien | 60 à 120 pièces/min | Boissons fraîches, eau, glaces |
| Double paroi | 2 parois latérales + 1 Bas | Station de prémoulage et d'insertion de gobelet intérieur, plus un magasin | 40 à 90 pièces/min | Café et thé chauds, imprimés sur la coque |
| Mur ondulé | 2 parois latérales (1 ondulation) + 1 bas | Poste d'ondulation avant insertion | 35 à 80 pièces/min | Boissons isothermes à emporter, marques premium. |
| Bol? | Cache de ventilateur plus large + fond plus grand | Des trajets plus longs, un outillage plus large | 40 à 70 pièces/min | Soupes, nouilles, desserts |
Une machine à double paroi n’est pas une machine à simple paroi plus une station. Il doit former une coupelle intérieure, mettre en valeur ses bords et contrôler son diamètre à ± 0,2 mm. Cela permet à la coupelle intérieure de s'adapter à la coupelle extérieure sans rester coincée ou bouger. Grâce à ces étapes supplémentaires, la machine est 30 à 40 % plus longue que les machines à simple paroi ayant des dimensions de flan similaires et coûte environ 40 à 60 %.
Déterminants de la production
Machine de fabrication de verre de papierLa puissance dépend non seulement de la vitesse nominale, mais également du temps de cycle. Chaque minute de débris est égale à 60 divisée par les secondes du temps de cycle. Le temps de cycle de configuration du site le plus lent. Il s’agit généralement de la station de scellage inférieure car elle nécessite de la chaleur et de la pression.
Une machine de 100 pièces par minute peut produire environ 45 000 verres en huit heures, soit un taux d'utilisation de 75 %. Cela entraîne le changement des bobines et des flans, le nettoyage des outils, le démarrage et parfois un blocage du temps. Si le taux d'utilisation est de 100 %, la machine ne peut atteindre la puissance nominale que dans un court laps de temps, par exemple lors d'une démonstration de 90 secondes.
L’utilisation des matériaux dépend de la taille et de la disposition du brut. Chaque 1 000 verres correspond à 22,5 m2 de carton, et 45 000 verres nécessitent environ 1 000 mètres carrés de carton pour être déplacés. Avec 210 g/m², il pèse un peu plus de 200 kg. Si vous comparez les machines uniquement en fonction de leur vitesse, les acheteurs risquent de négliger le coût, même si le carton représente probablement le coût par verre le plus élevé.
Les changements de taille du verre peuvent également affecter la production. Selon la façon dont vous l'installez, le remplacement du mandrin, de la bobine, des outils de rinçage du fond et de moletage peut prendre de 30 à 90 minutes. Les usines qui produisent quatre tailles sur une seule machine peuvent perdre la majeure partie de leur temps d'installation. Les machines dotées d'outils à dégagement rapide et de paramètres enregistrés sont plus chères, mais elles réduisent le temps de changement.
Ce qui décide vraiment de la qualité
Six caractéristiques peuvent être mesurées, qui sont toutes importantes :
- Résistance des coutures : les fibres du papier au niveau de la couture doivent être déchirées avant que la couture ne s'ouvre.
- Intégrité du joint inférieur : vérifiez-le avec un test de fuite, pas seulement en le regardant.
- Le diamètre de la boucle et la boucle concentrique doivent être compris entre 2,5 et 4 mm et la déformation inférieure à 0,3 mm.
- Précision du volume : remplissez le verre jusqu'au volume indiqué et mesurez-le sur une base équilibrée.
- Top Trail-Cela détermine la taille du couvercle.
- Taux de fuite : cela permet de prédire combien de plaintes de clients pourraient provenir de fuites.
Les plaques et les revêtements affectent les six propriétés. Même si les coutures sont correctement réglées, le verre en carton de moins de 190 g/m² peut sembler fragile. Un revêtement de moins de 12 g/m² peut ne pas fournir suffisamment de polymère pour que le cornet à ultrasons puisse former une liaison solide. Le bon de commande doit inclure les spécifications complètes de la feuille, notamment les grammes, le poids du revêtement, la valeur Cobb selon TAPPI T441 et une déclaration d'exposition alimentaire.
Que dois-je tester avant d'acheter ?
Testez avec votre propre carton plutôt qu'avec l'échantillon du fournisseur. Laissez la machine fonctionner pendant plus de 30 minutes et effectuez les cinq vérifications suivantes :
- Vérifiez la vitesse avec un chronomètre et un compteur. Comptez les verres qui atteignent le bac de collecte, et non les chiffres affichés sur le panneau de commande de la machine.
- Effectuez un test d'eau chaude. À 90-95 degrés, remplissez 10 tasses d'eau et laissez reposer 30 minutes. Vérifiez que les coutures sont ouvertes et que le bas est doux.
- Vérifiez chaque échantillon pour déceler des fuites. Si la machine dispose d'un testeur de fuite en ligne, insérez le verre du défaut connu et confirmez que la machine rejette le défaut.
- Exécutez des tests de pile. Empilez 12 tasses pleines pendant une heure. Vérifiez le fond de la tasse pour détecter tout signe d'effondrement ou de dommage. Cela permet de montrer si les plis du bas sont suffisamment solides.
Coupez trois tasses en deux. Vérifiez les boucles des bords, le moletage inférieur et la couture latérale. La coupe vous permet d’examiner directement les trois zones.
Les limites honnêtes
Les gobelets en papier sont conçus pour une utilisation à court terme. Il peut contenir des boissons gazeuses, du café et des glaces. Il n'est pas conçu pour assurer la sécurité des aliments pendant une livraison de 20 minutes, il n'est pas conçu pour contenir de la soupe chaude et il n'est pas conçu pour être réutilisé.
Le revêtement définit le domaine d'utilisation de la tasse. Le polyéthylène (PE) peut résister à des températures d'environ 90 degrés Celsius pendant la durée d'une boisson chaude. Mais cela rend les produits en papier plus difficiles à recycler. C'est l'une des raisons pour lesquelles l'Europe dispose de règles telles que la directive 2019/904 et le règlement 2025/40 pour les gobelets jetables.
L'acide polylactique (PLA) offre une autre option matérielle, mais avec des restrictions de température. Il commence à ramollir entre 55 et 60 degrés, ce qui le rend plus efficace pour les boissons froides que pour le thé chaud. les revêtements barrières sont deux de ces options. Ils ont une plage de traitement plus étroite et nécessitent plus d’attention lors de la mise en place des stations de scellage.
Le respect de l’exposition alimentaire relève de la responsabilité du fournisseur de matériaux et non des fabricants de machines. Le fournisseur de carton doit fournir une déclaration en vertu du règlement (CE) 1935/2004. Le règlement (UE) n°. 10/2011 du Conseil s'applique également si le gobelet est recouvert d'un film plastique. Aux États-Unis, la FDA 21 CFR Part 176 comprend des exigences relatives aux composants en papier et en carton.
Les fabricants de machines doivent fournir des processus de fabrication stables et la documentation requise sur la sécurité des machines. Pour les machines vendues dans l'UE, celles-ci incluent le marquage CE selon les règles applicables, ainsi qu'une évaluation des risques basée sur la norme ISO12100.
FAQ
Combien de pièces ces machines peuvent-elles produire par minute ?
Les machines à simple paroi d'entrée de gamme fonctionnent entre 40 et 60 pièces par minute. Les avions de taille moyenne fonctionnent à une cadence de 80 à 120 pièces par minute. Les lignes à grande vitesse à double paroi ou à paroi ondulée traitent entre 150 et 200 pièces par minute. Demandez toujours comment la vitesse a été mesurée. Les machines testées avec de petites billettes de gobelets froids peuvent fonctionner jusqu'à 50 % plus rapidement que des gobelets plus grands à double paroi.
Une machine peut-elle préparer des tasses chaudes et froides ?
Oui, si le carton et la peinture conviennent. La machine dépend principalement du poids du carton, du poids du revêtement et de la forme brute. Les tasses froides et chaudes nécessitent des spécifications de matériaux différentes. Pour les boissons chaudes, il faut également décider si un gobelet à simple paroi suffit ou un gobelet à double paroi.
Pourquoi les nouvelles lignes de production ne répondent-elles souvent pas aux attentes ?
Deux raisons courantes sont que le carton ne subit aucune condition avant utilisation et que l'outil inférieur ne vérifie pas son degré de concentricité à son arrivée. Ces deux problèmes sont facilement évitables mais sont souvent ignorés. En conséquence, le taux de fuite au cours du premier mois de production peut être deux à trois fois plus élevé que lors des tests.
Et surtout
Machine de fabrication de verre de papierdispose de cinq postes de travail, dont trois ont le plus grand impact sur la qualité des gobelets en papier : formage des flans, scellage des coutures, moletage du fond. Lorsque l’on compare des machines, la vitesse doit figurer en bas de la liste, car les machines ne peuvent conserver leur vitesse indiquée que pendant une courte période. L'utilisation d'outils, le calendrier de remplacement et la capacité des fournisseurs à tester votre carton avant de payer sont tous importants pour la production quotidienne. Les acheteurs peuvent visiter la ligne de gobelets en papier unitelychina.com unitelychina.com sur unitelychina.com pour voir comment la machine est installée et choisir les configurations en fonction de la production mensuelle et de la taille des gobelets.
Source d'informations
ISO 9001 : 2015 -gestion de la qualité applicable aux lignes de production de moulage et à leur contrôle de processus.
ISO 187 -Ajuste et teste l'atmosphère standard pour le papier et le carton.
TAPPI T441 --absorbance d'eau du papier et du carton (test Cobb).
Directive mécanique de l'UE 2006/42/CE et ISO 12100 -sécurité des machines et évaluation des risques.
Règlement (CE) n° . 1935/2004 -Règlement-cadre sur les matériaux en contact avec les denrées alimentaires.
Règlement de la Commission européenne (UE CE) n° . 10/2011 -Matériaux plastiques en contact avec les aliments applicable à la couche de revêtement.
FDA 21 CFR Part 176 -Additifs alimentaires indirects : ingrédients du papier et du carton
(UE 2019/904 -Restrictions sur les plastiques à usage unique, y compris les gobelets.
Règlement (UE) 2025 / 40 -Règlement sur les emballages et les déchets d'emballages, exigences de recyclabilité.
Rapports Smiths et PMMI sur les emballages en carton et les performances des équipements de conversion.