Les supermarchés distribuent chaque jour des millions de sacs d’épicerie. Les sacs doivent contenir environ 5 à 15 kilogrammes de marchandises. Il peut s’agir de conserves, de bouteilles, de produits frais et d’aliments surgelés. La poignée ne doit pas être déchirée, arrachée ou perdue lors du transport du sac. Le sac cassé à la caisse n’est pas un mince problème. Cela peut endommager les produits, contrarier les clients et exposer les magasins à des risques juridiques. En conséquence, les chaînes d’épicerie imposent des exigences strictes en matière de poids à leurs fournisseurs de sacs. C'est pourquoi lemachine de fabrication de sacs d'épiceriedoit être construit pour offrir une stabilité et des performances solides à des vitesses élevées.
Cet article présente les caractéristiques mécaniques, matérielles et de processus de l'ensacheuse de sacs alimentaires moderne, ce qui permet au poids de l'ensacheuse de sacs alimentaires d'atteindre et de dépasser la norme de poids des achats en supermarché.
Comprendre les-exigences en matière de charge dans le secteur de la vente au détail
Avant de comprendre le génie mécanique, nous devons savoir exactement ce dont les supermarchés ont besoin. Les grands groupes de vente au détail utilisent généralement des méthodes de test standard pour définir les performances acceptables des sacs. L'American Society for Testing and Materials (ASTM) possède la norme ASTM D4649. Il permet de tester la capacité de charge des sacs d'épicerie. Cela inclut les types de papier et de plastique. La norme indique qu'un sac d'épicerie typique doit contenir une charge verticale statique d'au moins 8 kg pendant au moins 10 secondes. Les poignées, coutures ou fonds ne doivent pas être cassés (ASTM International, 2021).
Dans la pratique, de nombreuses chaînes de supermarchés ont imposé leurs propres restrictions. Ils facturent généralement entre 10 et 12 kilos. Cela inclut le traitement grossier, les produits tranchants et l'empilage pendant le transport. La norme européenne EN avec règles matériaux et réduction des déchets. Cependant, il envoie les détails des essais mécaniques aux normes nationales ISO (ISO) (Comité européen de normalisation, 2020).
Par conséquent, les sacs produits par le fabricant de sacs alimentaires doivent non seulement répondre à ces exigences, mais également avoir une marge de sécurité plus élevée que ces exigences. Cela doit être fait pour chaque lot, avec peu de changement entre les sacs.
Caractéristiques mécaniques qui déterminent la capacité de charge
Étanchéité et renforcement inférieurs
Le fond du sac d’épicerie est la zone la plus stressante. Qu'il s'agisse d'un sac en papier à fond plat-ou d'un sac en plastique pour T-shirt-, le fond doit répartir le poids de l'article uniformément sur toute sa surface. UNmachine de fabrication de sacs d'épiceriegère ces méthodes d’ingénierie.
Pour les sacs d'épicerie en papier, la machine se plie et adhère au fond de plusieurs couches. C'est ce que nous appelons le « fond du sac » ou le « bloc ». La station de moulage inférieure contient un motif de colle pour couvrir toute la largeur du rabat de base. Appuyez ensuite sur le rabat à la pression et à la température réglées. Les sacs en plastique doivent être entièrement solidifiés avant de quitter la machine. Des recherches publiées dans le Journal of Applied Polymer Science ont montré que la colle à base d'eau-peut avoir une résistance au cisaillement comprise entre 4,5 et 6,0 N/cm2 sur du papier brun traité. C'est suffisant pour empêcher le fond de se fissurer sous des charges normales d'épicerie (Wiley, 2019).
Pour les sacs en plastique, le joint inférieur est thermosoudé. Le joint utilise une combinaison de température, de pression et de temps de séjour pour faire fondre les couches de polymère en une liaison solide. Si le joint n'est pas complet-généralement parce que la température n'a même pas franchi la barre-les coutures du bas échouent. C’est la principale cause des sacs d’épicerie en plastique cassés. Une nouvelle machine résout ce problème avec des systèmes d'étanchéité servo-contrôlés. Ces capteurs surveillent la température autour de la barre en temps réel.
Fixation de la poignée et géométrie de la poignée
Le manche était la deuxième faiblesse. Dans un sac en papier, la poignée peut faire partie du sac (une poignée en papier torsadée ou plate) ou être fixée au sac individuellement. Dans les sacs en plastique pour T-shirts-, le traitement est découpé dans le même film tubulaire que le sac. Cela les rend intrinsèquement plus forts. Mais seulement si la forme découpée disperse correctement la pression.
Machine de fabrication de sacs d'épicerieles modèles avec sacs en papier à poignée doivent garantir que le point de fixation de la poignée a une zone adhésive et une couverture de colle suffisantes. Utilisez un pistolet à colle de précision ou un rouleau pour appliquer sur la station d'autocollants. Ces modèles de colle donnent la plus grande surface de contact. Ils évitent également l’excès de colle, qui fragilise les fibres du papier environnantes. Une étude menée par l'Association internationale des instituts de recherche sur l'emballage (IAPRI) a révélé qu'environ 63 % des défaillances structurelles des sacs d'épicerie sont causées par un dysfonctionnement de la poignée. L’étude a également révélé qu’une augmentation de 15 % de la surface de collage réduirait le taux de défaillance de près de 40 % (IAPRI, 2022).
Pour les sacs en plastique, l'anse est découpée par un moule précis à l'intérieur de la sacheuse. Le moule doit rester tranchant et dans une plage stricte. Si le moule est émoussé ou hors ligne, une petite déchirure se produira à la base du manche. Les déchirures se développent sous la charge, provoquant la rupture prématurée du manche.
Formation des goussets et intégrité des murs
Le joint est un-panneau latéral repliable vers l'intérieur d'un emballage. Ils s'ouvrent pour accueillir le projet massif. Ils aident également à répartir le poids du sac. Si le pli n'est pas bien formé, un point de contrainte est créé au niveau du pli. Cela pourrait déchirer le sac le long du pli.
La station de pliage à gousset-sur unmachine de fabrication de sacs d'épicerieutilise des plaques de guidage réglables et des lames pliantes à servo-. Ceux-ci créent des plis de gousset uniformes et nets. Pour les sacs en papier, les plis ne provoquent pas de fissures dans les fibres du papier. Pour les sacs en plastique, le pliage n’entraîne pas de blanchiment sous pression ni d’amincissement du film. Pour différentes épaisseurs de matériau de taille de sac, la machine peut maintenir la qualité du gousset inchangée, ce qui affecte directement l'effet de dissipation du poids du sac.
Manipulation des matériaux et compatibilité des substrats
La capacité de charge-ne vient pas uniquement de la mécanique mécanique. Cela dépend aussi de la qualité et du type d'aliment. Une machine-bien conçue peut travailler différents matériaux tout en conservant une cohérence dans la production.
Substrats papier
Les machines à sachets alimentaires fonctionnant avec du papier doivent traiter du papier kraft, d'un grammage compris entre 80 et 150 g/m2. Le système de contrôle de tension de la machine doit maintenir la tension de la bande uniformément sur toute la largeur du rouleau de papier. Cela évite les rides, les luxations ou les déchirures lors du moulage. Si la tension est trop élevée, elle étirera et affaiblira les fibres du papier. Si la tension est trop faible, les plis ne s’aligneront pas correctement et la colle collera de manière inégale.
Dans ses lignes directrices sur la durabilité des emballages, l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) indique que le papier kraft destiné aux sacs d'épicerie doit avoir une résistance à la traction de 5,0 kN/m dans le sens machine et de 2,5 kN/m dans le sens travers. Cela garantit que les sacs peuvent être chargés lorsqu’ils sont prêts (FAO, 2022). Le système de manutention de la bande-de la machine doit conserver ces caractéristiques pendant le formage, la découpe et le scellage.
Substrats de film plastique
Pour les sacs d'épicerie en plastique, la machine fonctionne avec du film polyéthylène soufflé ou coulé. De tels films ont généralement une épaisseur de 15 à 40 microns. La résistance à la traction, l'allongement à la rupture et la résistance aux chocs du film lors de la chute des fléchettes déterminent la capacité de charge finale du sac. Les normes ISO 527 et ASTM D1709 définissent ces propriétés. Le travail de la machine consiste à traiter le film en douceur. Cela évite les défauts. La machine doit également définir correctement les paramètres de thermoscellage en fonction du type et de l'épaisseur spécifiques du polymère.
Contrôle qualité et tests en ligne
Le système moderne de sacs alimentaires dispose d’un contrôle de qualité en ligne. Cela garantit que les performances de charge restent dans une certaine plage tout au long du processus de production. Ces systèmes ont généralement :
- Systèmes d'inspection visuelle pour vérifier la couverture de colle, la qualité du joint et la précision des dimensions à pleine vitesse de production
- Les capteurs de surveillance de tension peuvent détecter les ruptures ou les dérives de la bande avant d'endommager la qualité de sortie
- Logiciel de contrôle statistique des processus (SPC) pour suivre les paramètres clés tels que la température du joint, le temps de séjour et la quantité de colle. Il signale toute modification en dehors de la plage de paramètres.
L'Organisation internationale de normalisation (ISO) couvre la gestion de la qualité des emballages à travers les normes ISO 9001 et ISO 15378. Les deux normes exigent que les fabricants utilisent des contrôles de processus qui assurent des performances constantes des produits (ISO, 2023). La surveillance en ligne sur les machines est le moyen le plus simple de respecter ces règles. Il est détecté lorsqu'un défaut survient, plutôt que de vérifier des échantillons après la production.
Atteindre la vitesse sans sacrifier la force
L'une des parties les plus difficiles de la fabrication d'un sac d'épicerie est de maintenir une qualité de charge élevée. Les supermarchés doivent produire 150 à 300 sacs par minute pour le papier et 300 à 500 sacs par minute pour le plastique. À ce rythme, le temps de durcissement, le temps de refroidissement du joint et le temps de stabilisation du matériau sont raccourcis.
Les fabricants de machines résolvent ce problème grâce au traitement parallèle multi--stations. Cela signifie que plusieurs sacs se trouvent simultanément dans différentes étapes de moulage. Ils utilisent également un meilleur timing de processus. Par exemple, une machine à sacs en papier peut utiliser un canal de refroidissement plus long après avoir collé la station en bas. Cela garantit que les sacs en plastique se solidifient complètement avant d'être empilés et comptés, même en cas de rendement élevé. De même, des joints à refroidissement rapide peuvent être utilisés sur les machines à sacs en plastique. Cela permet un soudage stable en moins de 0,3 seconde. Le sac suivant peut alors être jeté immédiatement sans risque de briser le sceau. Un-bien réglémachine de fabrication de sacs d'épiceriesynchronise toutes ces stations pour obtenir un résultat cohérent tout en maintenant l'intégrité de la charge sur chaque sac.
Conclusion
Le fabricant de sacs alimentaires répond aux-besoins de charge des supermarchés grâce à une combinaison de conception mécanique précise, de science des matériaux et de contrôle des processus. Le joint inférieur doit former une liaison qui répartit le poids sur toute la surface de base. La fixation ou la coupe du manche doit être structurellement solide au point de contrainte maximale. La formation du gousset doit fournir des plis stables pour résister à l'accumulation de contraintes. Le contrôle qualité en ligne doit détecter les problèmes avant que les sacs défectueux n'atteignent les clients.
Le résultat est un sac capable de transporter de manière fiable 10 kg ou plus de courses. Cela semble simple, mais cela résulte d’une combinaison complexe de chimie des colles, de physique des polymères et de précision mécanique. La machine devra faire davantage à mesure que les nouvelles règles de durabilité poussent l’industrie à utiliser des matériaux plus fins et à recycler davantage de contenu. En conséquence, une ingénierie et un contrôle rigoureux des processus deviendront plus importants pour répondre aux attentes du magasin.
Références
ASTM International. (2021).ASTM D4649 : Guide standard pour la sélection et l'utilisation de sacs d'expédition en papier porteurs. West Conshohocken, Pennsylvanie : ASTM.
Comité européen de normalisation. (2020).EN 13428 : Emballage - Exigences spécifiques à la fabrication et à la composition - Prévention par réduction à la source. Bruxelles : CEN.
Wiley. (2019).Résistance au cisaillement des liaisons adhésives à base d'eau-sur des substrats en papier kraft traité. Journal of Applied Polymer Science, 136(18), 47531.
IAPRI (Association internationale des instituts de recherche sur l'emballage). (2022).Analyse des modes de défaillance des performances structurelles des sacs d'épicerie : fixation de la poignée et intégrité de la couture inférieure. Actes de la conférence annuelle de l'IAPRI.
FAO (Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture). (2022).Emballages alimentaires durables : Spécifications des matériaux pour les sacs d'épicerie en papier-. Rome : FAO.
ISO (Organisation internationale de normalisation). (2023).ISO 15378 : Matériaux d'emballage primaire pour médicaments - Exigences particulières pour l'application de la norme ISO 9001 en référence aux BPF. Genève : ISO.
