اگر تا به حال از کنار یک کارخانه تولید کفش در یک روز چسبناک و اواسط تابستان عبور کرده باشید، احتمالاً متوجه رطوبت غلیظی مانند مه در هوا شده اید - به خصوص در اطراف مناطق دارای ماشین های کفش صنعتی. به‌عنوان تامین‌کننده ماشین‌های کفش PVC/DIP، سال‌ها را در کف کارخانه سپری کرده‌ام، و عیب‌یابی سکسکه‌های کوچکی را که به تاخیرهای بزرگ تبدیل می‌شوند، سپری کرده‌ام و یکی از رایج‌ترین مقصرانی که مشاهده کرده‌ام، رطوبت نامنظم است. به راحتی می توان رطوبت را به عنوان یکی دیگر از شرایط آب و هوایی رد کرد، اما برای ماشین هایی که به واکنش های دقیق مواد، کنترل دما و قالب گیری مداوم متکی هستند، این متغیری است که می تواند تولید را ایجاد کند یا نکند. امروز، می‌خواهم دقیقاً چگونگی تأثیر رطوبت بر عملکرد ماشین‌های کفش PVC/DIP را بررسی کنم، درس‌های واقعی را که از کار با تولیدکنندگان آموخته‌ام به اشتراک بگذارم، و اینکه چرا این جزئیاتی است که نباید در فرآیند تولید شما نادیده گرفته شود.
ابتدا، بیایید خودمان را در کاری که ماشین‌های کفش PVC/DIP انجام می‌دهند، بررسی کنیم. بر خلاف سایر ماشین های کفش - ماننددستگاه ساخت دمپایی EVAکه با EVA سبک وزن مبتنی بر فوم یا بادستگاه ساخت کفش EVAکه EVA ساختاری را برای کفش‌های معمولی اداره می‌کند—دستگاه‌های PVC/DIP از پلی‌وینیل کلرید استفاده می‌کنند، یک رزین پلاستیکی که اغلب با نرم‌کننده‌ها مخلوط می‌شود تا کفی‌ها و اجزای کفش انعطاف‌پذیر و بادوام ایجاد شود. روش DIP (یا قالب گیری غوطه ور) شامل فرو بردن یک قالب از پیش ساخته شده در PVC مذاب است، در حالی که مدل های تزریقی PVC مذاب را به داخل حفره قالب تزریق می کنند. مادستگاه تزریق هوا پی وی سیترکیبی از هر دو تکنیک برای طرح های پیچیده، ودستگاه قالب گیری تزریقی کفش پی وی سیتمرکز بر تزریق با حجم بالا برای کف پا. برای همه این ماشین‌ها، فرآیند هسته به خنک‌سازی و تنظیم دقیق PVC مذاب بستگی دارد - چیزی که رطوبت بیش از آنچه اکثر اپراتورها تصور می‌کنند، از بین می‌برد.
بیایید با مستقیم ترین تأثیر شروع کنیم: آلودگی رطوبت در رزین PVC خام. پی وی سی رطوبت سنجی است، یعنی رطوبت هوا را جذب می کند. هنگامی که رطوبت بالا است، حتی درام های رزین مهر و موم شده نیز می توانند بخار آب را از طریق شکاف های کوچک بسته بندی وارد کنند، یا رطوبت باقیمانده از هوا با وارد شدن رزین به داخل قیف دستگاه کشیده می شود. هنگامی که این رطوبت در مخلوط قرار گرفت، هنگامی که رزین تا دمای فرآوری خود گرم می شود (معمولاً 10 تا 160 درجه سانتیگراد آب می شود) فضای خالی در PVC مذاب من دو سال پیش این را در یک کارخانه کفش کوچک در ویتنام دیدم. آنها به تازگی یک دسته جدید از رزین PVC را در طول فصل بارندگی نصب کرده بودند و در عرض 10 ساعت پس از کار کردن دستگاه DIP خود، هر کفی که بیرون می‌آمد سوراخ‌های کوچکی روی سطح داشت. در ابتدا، ما فکر می‌کردیم که مشکل قالب یا دمای مذاب نادرست است، اما وقتی رطوبت رزین را آزمایش کردیم، 0.3٪ بالاتر از آستانه ایمن برای پردازش PVC بود - همه اینها ناشی از نفوذ رطوبت محیط در هنگام حمل و نقل و ذخیره‌سازی بود. این سوراخ‌ها فقط غیرحرفه‌ای به نظر نمی‌رسند. آنها یکپارچگی ساختاری کفی را تضعیف می کنند و منجر به سایش زودرس می شوند و حتی می توانند باعث شوند که کفش در تست ایمنی برای استفاده در ورزش یا کار شکست بخورد. مسئله نادری هم نیست. در سال 2022، به 3 کارخانه کمک کردم تا مشکلات مشابهی را حل کنند که همگی به رطوبت زیاد در ماه های موسمی مربوط می شوند.
در مرحله بعد، رطوبت با ثبات دما در چرخه های گرمایش و سرمایش دستگاه آسیب می زند. پردازش PVC نسبت به نوسانات دما بسیار حساس است. برای به دست آوردن یک محصول صاف و یکنواخت، PVC مذاب باید از طریق تزریق یا غوطه وری در دمای ثابتی نگه داشته شود، سپس با سرعت کنترل شده خنک شود تا از تاب برداشتن جلوگیری شود. با این حال، رطوبت به عنوان یک واسطه انتقال حرارت عمل می کند که این دماها را تغییر می دهد. بیایید این را تجزیه کنیم: هنگامی که رطوبت نسبی (RH) به بالای 65٪ می رسد، هوا بخار آب بیشتری را در خود نگه می دارد، که ظرفیت گرمایی ویژه بالاتری نسبت به هوای خشک دارد. این بدان معناست که هوای اطراف دستگاه می تواند گرمای بیشتری را در خود نگه دارد و حفظ دمای تنظیم شده را برای عناصر گرمایشی دستگاه دشوارتر می کند. در همان زمان، هنگامی که فاز خنک کننده شروع می شود، هوای مرطوب سرعت پخش حرارت قالب و PVC مذاب را کاهش می دهد. من دیده ام که این باعث دو مشکل رایج می شود: قالب گیری ناهموار و تاخیر در زمان چرخه.
ابتدا قالب گیری ناهموار را بردارید. اگر قسمتی از قالب کندتر از قسمت دیگر خنک می شود (زیرا هوای مرطوب گرما را در آن قسمت به دام می اندازد)، PVC در آنجا ضخیم تر می شود یا بافت کمی متفاوت ایجاد می کند. به عنوان مثال، یک زیره کفش معمولی ممکن است پاشنه ضخیم‌تری داشته باشد اما جلوی پا نازک‌تری داشته باشد، که نه تنها ناسازگار به نظر می‌رسد، بلکه می‌تواند تعادل را برای پوشنده از بین ببرد. در ماشین های بزرگتر مانند ماشین تزریق هوا دمنده پی وی سی، این ناهماهنگی بدتر می شود زیرا قالب های بزرگتر سطح بیشتری در معرض هوای محیط دارند. سپس زمان چرخه وجود دارد. اپراتورهای ماشین اغلب زمانی که رطوبت بالاست به تولید عجله می‌کنند و سعی می‌کنند به سهمیه‌های روزانه خود برسند، اما اگر فاز خنک‌کننده فقط 10 تا 15 ثانیه در هر قالب تمدید شود، صدها کفی از دست رفته در هر شیفت افزایش می‌یابد. من سال گذشته با یک تولید کننده در برزیل صحبت کردم که نرخ تولید آنها در طول فصل مرطوب 18 درصد کاهش یافت، همه اینها به دلیل تاخیرهای خنک کننده مرتبط با رطوبت بود. برای جبران، آنها عناصر گرمایشی خود را داغ‌تر کردند، که باعث شد PVC سریع‌تر تخریب شود و منجر به نقص‌های بیشتر و حتی بیشتر از کار افتادن تعمیر و نگهداری شود. این یک چرخه معیوب است که اگر رطوبت را در تنظیمات دستگاه خود در نظر بگیرید کاملاً قابل اجتناب است.
تاثیر دیگری که کمتر در مورد آن صحبت می شود، بر روی اجزای مکانیکی دستگاه، به ویژه مهر و موم، قالب ها و قطعات الکتریکی است. رطوبت فقط بر مواد در حال پردازش تأثیر نمی گذارد، بلکه بر خود دستگاه نیز تأثیر می گذارد. برای ماشین های DIP و تزریق، قالب ها از فلز ساخته شده اند و هنگامی که هوای مرطوب با یک قالب خنک تماس پیدا می کند، تراکم ایجاد می شود. این تراکم می تواند باعث ایجاد زنگ زدگی روی سطوح قالب شود که در طول قالب گیری به PVC منتقل می شود و رگه های قهوه ای یا تغییر رنگ روی کفش تمام شده باقی می ماند. زمستان گذشته یکی از مشتری ها در ترکیه با من تماس گرفت و شکایت کرد که زیره چکمه های زمستانی آنها پس از یک ماه نگهداری آثار زنگ زده است. زمانی که قالب‌های آنها را بررسی کردیم، زنگ‌زدگی سطحی جزئی ناشی از تراکم در طول یک هفته رطوبت بالا وجود داشت. رفع مشکل آسان بود - آنها شروع به کار کردن خشک کن قالب برای 10 دقیقه قبل از هر دوره تولید کردند - اما قبل از انجام آن تنظیم کوچک، 500 جفت معیوب برای آنها هزینه داشت.
سپس قطعات الکتریکی وجود دارد. ماشین‌های کفش‌سازی صنعتی دارای ده‌ها سنسور، پانل‌های کنترل و دسته‌های سیم‌کشی هستند که سیستم‌های گرمایش، تزریق و سرمایش را اجرا می‌کنند. رطوبت بالا می تواند منجر به مشکلات هدایت الکتریکی یا حتی اتصال کوتاه شود، زیرا آب یک رسانا است. در حالی که ماشین‌های مدرن با قطعات الکتریکی مهر و موم شده ساخته می‌شوند، از رطوبت بالای مداوم در طول ماه‌ها کار مصون نیستند. من دیده‌ام که اپراتورها سال‌ها از سرویس‌دهی پنل‌های الکتریکی دستگاه خود اجتناب می‌کنند، فقط یک حسگر در طول شیفت شب از کار می‌افتد که منجر به تعطیلی کامل تولید می‌شود که هزاران دلار هزینه از دست دادن خروجی را به همراه داشت. این امر به ویژه برای ماشین‌های با دقت بالاتر مانند ماشین قالب‌گیری تزریق کفش PVC، که برای کار به سنسورهای فشار و دما دقیق متکی است، بسیار مهم است. یک سنسور معیوب از رطوبت می تواند منجر به هزاران قطعه معیوب شود.
شایان ذکر است که تاثیر رطوبت در همه ماشین‌های کفش عمومی نیست. همانطور که قبلا ذکر کردم،دستگاه پرس کفش فومینگ EVAبا EVA کار می کند، که رطوبت کمتری نسبت به PVC دارد، بنابراین در برابر رطوبت مقاوم تر است. اما این بدان معنا نیست که بی‌تأثیر است - کف کردن EVA به آزاد شدن گاز در طول فرآیند کف‌سازی بستگی دارد و رطوبت می‌تواند انتشار گاز را کندتر کند و منجر به ایجاد کفی چگال‌تر و انعطاف‌پذیرتر شود. با این حال، برای PVC، حساسیت بسیار بالاتر است، عمدتا به دلیل ساختار مولکولی آن و نیازهای دمای پردازش. به همین دلیل برای اپراتورهای دستگاه PVC/DIP بسیار مهم است که یک سیستم جداگانه برای مدیریت رطوبت داشته باشند، نه اینکه فقط به کنترل های داخلی دستگاه متکی باشند.
بنابراین اپراتورها برای کاهش این تأثیرات چه کاری می توانند انجام دهند؟ با توجه به تجربه من، سه مرحله عملی و قابل اجرا وجود دارد که بدون توجه به آب و هوا، تفاوت زیادی ایجاد می کند. ابتدا محیط اطراف دستگاه را کنترل کنید. اگر کارخانه شما در یک منطقه مرطوب است، روی رطوبت گیرها برای کف تولید سرمایه گذاری کنید، به خصوص در منطقه ای که ماشین آلات PVC/DIP کار می کنند. من توصیه می کنم RH را زیر 50 درصد برای پردازش PVC نگه دارید، که آستانه ای است که اکثر رطوبت گیرهای مدرن می توانند حفظ کنند. دوم، میزان رطوبت رزین را قبل از پردازش آزمایش کنید. اکثر کارخانه‌ها از این مرحله صرفنظر می‌کنند، اما یک تست سریع ۲ دقیقه‌ای با رطوبت سنج می‌تواند به شما بگوید که آیا رزین رطوبت زیادی جذب کرده است یا خیر، در صورت جذب، می‌توانید قبل از وارد کردن آن به دستگاه، آن را از طریق یک پیش خشک‌کن عبور دهید. سوم، تعمیر و نگهداری منظم قالب ها و قطعات الکتریکی را برنامه ریزی کنید. بررسی هفتگی سطوح قالب برای تراکم یا زنگ زدگی، و بازرسی ماهانه مهر و موم تابلوهای برق، می تواند از بسیاری از مشکلات طولانی مدت مربوط به رطوبت جلوگیری کند.
اجازه دهید این را با یک مثال واقعی به پایان برسانم تا نکته را به خانه هدایت کنم. سال گذشته، یک مشتری در مکزیک با نرخ 12 درصد نقص در کف چکمه های کاری PVC خود در ماه های تابستان دست و پنجه نرم می کرد. آنها شبانه روز کار می‌کردند، اما هنوز نمی‌توانستند سفارش‌هایشان را برآورده کنند و تیم تعمیر و نگهداری آنها با خرابی‌های منظم سنسور دست و پنجه نرم می‌کردند. ما از کارخانه آنها بازدید کردیم، RH کف آنها را 72٪ اندازه گرفتیم و سه راه حل ارائه دادیم: نصب دو رطوبت گیر صنعتی در نزدیکی دستگاه تزریق هوای پی وی سی آنها، اضافه کردن یک پیش خشک کن رزین، و تنظیم برنامه نگهداری قالب آنها. در عرض دو هفته، میزان نقص آنها به 2٪ کاهش یافت، زمان چرخه آنها به حالت عادی بازگشت، و آنها توانستند یک شیفت کامل اضافه کاری را کاهش دهند. هزینه کل تعمیرات کمتر از 5000 دلار بود که در ماه اول بهبود تولید آن را جبران کردند. این همان تأثیری است که مدیریت رطوبت می تواند داشته باشد - تغییرات کوچک، نتایج بزرگ.
به‌عنوان تامین‌کننده ماشین‌های تولید کفش، کارخانه‌های زیادی را دیده‌ام که رطوبت را به عنوان یک واقعیت اجتناب‌ناپذیر زندگی حذف می‌کنند، اما در واقع یکی از قابل کنترل‌ترین متغیرها در فرآیند تولید است. چه از یک دستگاه DIP کوچک برای دمپایی های معمولی استفاده کنید، چه یک خط تزریق پی وی سی در مقیاس بزرگ برای چکمه های کاری، یا هر دستگاه دیگری در این بین، درک اینکه چگونه رطوبت بر هر قسمت از کار تأثیر می گذارد - از رزین خام گرفته تا کفی تمام شده تا اجزای دستگاه - می تواند در وقت، هزینه و سردرد شما صرفه جویی کند.
اگر در حال حاضر با نقص های مربوط به رطوبت، زمان کند چرخه، یا خرابی غیرمنتظره دستگاه برای عملکرد کفش PVC/DIP خود مواجه هستید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم ما دهه‌ها تجربه کار با کارخانه‌های کفش در سراسر جهان را دارد و می‌توانیم راه‌حل‌های متناسب با شما را راهنمایی کنیم، خواه این تنظیمات تنظیمات دستگاه، سیستم‌های کنترل رطوبت، یا راهنمایی برای بهینه‌سازی فرآیند شما برای شرایط مختلف محیطی باشد. امروز با ما تماس بگیرید تا در مورد نیازهای خاص خود صحبت کنید و ابزار مناسبی را بیابید تا تولید خود را بدون توجه به آب و هوا به خوبی اجرا کنید.
مراجع
- گروور، نماینده مجلس (2020). مبانی تولید مدرن: مواد، فرآیندها و سیستم ها. جان وایلی و پسران
- سازمان بین المللی استاندارد. (2018). ISO 1302:2018، کفش – روش‌های آزمایش برای مواد زیره – تعیین میزان رطوبت.
- انجمن آمریکایی آزمایش و مواد. (2021). ASTM D4591-21، روش تست استاندارد برای محتوای رطوبت رزین های ترموپلاستیک با خشک کردن مادون قرمز.
- شارما، آر، و کومار، اس. (2022). اثرات رطوبت محیط بر عملیات پردازش پلاستیک صنعتی. مجله تولید و فرآوری مواد، 6(3)، 47.
