- Tā kā pieprasījums pēc ilgtspējīga iepakojuma turpina pieaugt, kompozītmateriāli, kas apvieno dabiskās augu šķiedras ar bioloģiski noārdāmiem polimēriem, pievērš arvien lielāku uzmanību kā jaunai iepakojuma materiālu klasei. Bambuss ir plaši pieejams un atjaunojams, un bambusa pulvera iekļaušana bioloģiski noārdāmajos sveķos piedāvā alternatīvu parastajam plastmasas iepakojumam.
- Tomēr ar bambusu pildītie savienojumi apstrādes laikā uzvedas atšķirīgi no standarta plastmasas izejvielām. Šķiedru un polimēru saderība, savienojuma kušanas un plastifikācijas izturēšanās, kā arī lokšņu veidošanās stabilitāte ietekmē gala iepakojuma produkta kvalitāti. Tāpēc modificētu bambusa kompozītmateriālu apstrāde loksnēs, kas droši darbojas vakuuma termoformēšanā, ir galvenais solis ceļā uz praktisko pielietojumu.
- Lai izpildītu šīs apstrādes prasības, JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. izmantoja savu pieredzi lokšņu ekstrūzijas iekārtu ražošanā un projektēšanā, lai pielāgotu ekstrūdera konfigurāciju un procesa iestatījumus bioloģiski noārdāmiem kompozītmateriāliem, kuru pamatā ir bambuss. Darbā tika pētīta šo materiālu lokšņu ekstrūzija un vakuuma formēšana, un rezultātā tika izstrādāts vienreiz lietojams bambusa bāzes bioloģiski noārdāms pārtikas konteiners svaigas pārtikas iepakojumam.
- Apvienojot bambusa kompozītmateriālu sagatavošanu, lokšņu ekstrūzijas un vakuuma termoformēšanu, projekts parāda ceļu no izejvielu apstrādes līdz gatavam iepakojuma produktam šai jaunajai biomasas kompozītmateriālu klasei.
No bambusa pulvera līdz bioloģiski noārdāmam savienojumam: izejvielu modifikācija kā sākumpunkts
Bambusa pulvera savienošana ar bioloģiski noārdāmiem polimēriem, piemēram, PLA un PBAT, rada jaunas iepakojuma materiālu iespējas. Dabīgās augu šķiedras tomēr ir hidrofilas un nav pilnībā saderīgas ar dažām polimēru matricām. Vienkārša sajaukšana var izraisīt pulvera aglomerāciju, sliktu izkliedi un palielinātu trauslumu, kas savukārt ietekmē apstrādes veiktspēju un gala produkta kvalitāti.
Tāpēc bambusa izejmateriālam pirms lokšņu ekstrūzijas ir nepieciešama atbilstoša apstrāde, un tā saistība ar polimēru matricu ir jāuzlabo, pārveidojot savienojumu.
Šī projekta priekšgala materiālu sagatavošana ietver šādas darbības:
- Izejvielu apstrāde: Bambusa pulveris tiek samalts līdz vajadzīgajam smalkumam, lai to sagatavotu savienošanai.
- Virsmas modifikācija: bambusa pulverim tiek veikta virsmas aktivācija, lai uzlabotu saskarnes saikni ar bioloģiski noārdāmo polimēru.
- Formulēšana un sajaukšana: Modificēts bambusa pulveris ir proporcionāls ar bioloģiski noārdāmiem sveķiem, piemēram, PLA un PBAT atbilstoši materiāla un apstrādes prasībām.
- Sajaukšana un granulēšana: Divskrūves ekstrūderis izkausē, sajauc un izkliedē komponentus, lai iegūtu no bambusa bāzes izgatavotas maisījuma granulas pakārtotai lokšņu ekstrūzijai.
Pēc modifikācijas un sajaukšanas bambusa komponents nonāk lokšņu apstrādē granulu veidā, nodrošinot izejmateriālu pamatu nepārtrauktai ekstrūzijai.
Ekstrūzijas sistēma: optimizēta bambusa kompozītmateriālu konfigurācija
- Pēc sajaukšanas materiāls ir tālāk jāpārstrādā nepārtrauktā loksnē, kas piemērota vakuuma termoformēšanai.
- Salīdzinot ar parastajām plastmasas granulām, ar bambusu pildītie bioloģiski noārdāmie savienojumi izvirza dažādas prasības plastifikācijas jaudai, ventilācijai un apstrādes parametru kontrolei. Ekstrūderim ir ne tikai pilnībā jāplastificē materiāls, bet arī jāpārvalda tā termiskā vēsture, kausējuma stabilitāte un nepārtraukta jauda.
- Šim projektam JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. izmantoja vienas skrūves lokšņu ekstrūzijas procesu un attiecīgi optimizēja skrūves dizainu.
Galvenā procesa plūsma ir:
Bambusa maisījuma granulas
vienas skrūves kausēšana un plastifikācija
pakaramā tipa plakana presforma ekstrūzija
trīs ruļļu dzesēšana un formēšana
lokšņu tinumu
- Ekstrūderis ir aprīkots ar ventilācijas skrūvi. Koordinēta skrūvju ģeometrijas un apstrādes apstākļu pielāgošana uzlabo plastificēšanu un ventilāciju, lai tā atbilstu ar bambusu pildītiem bioloģiski noārdāmiem savienojumiem.
- Ja kompozītmateriāli satur dabīgas augu sastāvdaļas, rūpīgi jāsaskaņo skrūvju ģeometrija, temperatūras kontrole, skrūves ātrums un jauda. Iekārtas struktūras un procesa parametru pielāgošana nodrošina stabilu savienojuma pārveidošanu par vienlaidu loksni. JWELL lokšņu ekstrūzijas platformu var konfigurēt arī ar vienas skrūves vai paralēlu divu skrūvju iestatījumiem atkarībā no sastāva, bambusa slodzes un nepieciešamās jaudas.
No matricas līdz trīs ruļļu vienībai: lokšņu veidošana un biezuma kontrole
- Pēc kausēšanas un plastifikācijas materiāls nonāk pakaramā tipa plakanā veidnē, kur plūsmas kanāli sadala to nepārtrauktā loksnē.
- Matrica ir galvenā sastāvdaļa, kas ietekmē šķērsvirziena biezuma sadalījumu un lokšņu veidošanos. Ar bambusu pildītiem savienojumiem ekstrūzijas apstākļi ir jāsaskaņo ar materiāla plūsmas izturēšanos, lai kausējums stabili izietu cauri presformai un veidotu viendabīgu, nepārtrauktu loksni.
- Pēc tam loksne nonāk trīs ruļļu blokā dzesēšanai, kalandrēšanai un iestatīšanai.
- Trīs ruļļu iekārta atdzesē loksni un kontrolē biezumu, mijiedarbojoties ar ruļļiem. Ražošanā ruļļa temperatūra, ruļļa sprauga un līnijas ātrums ir jāpielāgo tā, lai tas atbilstu materiālam un lai sasniegtu loksnes stāvokli, kas nepieciešams tinumam un tai sekojošai vakuuma termoformēšanai.
- Pēc atdzesēšanas un sacietēšanas loksne tiek uztīta un pāriet uz vakuuma termoformēšanu.
- No vienas skrūves plastifikācijas līdz plakanās formas ekstrūzijai līdz trīs ruļļu dzesēšanai un iestatīšanai, katrs posms ir jākonfigurē atbilstoši kompozītmateriāla īpašībām. Šī koordinācija ir būtiska nepārtrauktai lokšņu ražošanai no jauniem biomasas kompozītmateriāliem.
Skatieties, kā darbojas lokšņu ekstrūzijas ražošanas līnija
No lokšņu ekstrūzijas līdz vakuuma termoformēšanai: pārtikas trauki uz bambusa bāzes
- Iepakojuma ražotājiem lokšņu ekstrūzija nav saistīta tikai ar ražošanas procesu; loksnei jāatbilst arī pakārtotās termoformēšanas prasībām.
- Pēc bambusa bāzes bioloģiski noārdāmās loksnes sagatavošanas tika izmantota vakuuma termoformēšana, lai nepārtrauktu loksni pārvērstu vienreizējās lietošanas pārtikas traukos svaigas pārtikas iepakošanai.
- Tvertnēm ir taisnstūra forma un dabīga bambusa krāsa ar matētu virsmu. Tie apvieno vieglu svaru ar konstrukcijas izturību un ir paredzēti dārzeņu, gaļas un citu svaigu pārtikas produktu iepakošanai.
- Loksnes biezums šobrīd svārstās no 0,05 līdz 1,00 mm, un to var izvēlēties atbilstoši izstrādājuma struktūrai un pielietojuma prasībām.
Apskatiet gatavo bioloģiski noārdāmo pārtikas trauku uz bambusa
No saliktām granulām līdz vienlaidu loksnēm un pēc tam līdz trīsdimensiju iepakojumam, izmantojot vakuuma formēšanu, uz bambusa bāzes izgatavoti bioloģiski noārdāmi kompozītmateriāli ir pārcēlušies no izejvielu apstrādes uz gala izmantošanu, paverot jaunu virzienu dabīgām augu šķiedrām pārtikas iepakojumā.
No izstrādes līdz pielietojumam: turpināts darbs pie bambusa kompozītmateriālu apstrādes
- Uz bambusa balstīta bioloģiski noārdāma iepakojuma izstrāde nav vienas iekārtas vai procesa posma darbs. Tas ietver izejvielu apstrādi, savienojumu modifikāciju, ekstrūzijas un pakārtotu apstrādi.
- Apstrādes apstākļi ir nepārtraukti jāpielāgo, lai tie atbilstu materiālam, sākot no agrīna formulēšanas darba līdz bambusa pulvera virsmas modificēšanai un savienošanai līdz lokšņu ekstrūzijai un vakuuma termoformēšanai.
- Šajā ķēdē lokšņu ekstrūzijas sistēma ir saikne starp kompozītmateriālu un gatavo iepakojuma produktu. Plastifikācijas jauda, ventilācija, formas konfigurācija un dzesēšana un iestatīšana ietekmē loksnes kvalitāti un pakārtotās formēšanas veiktspēju.
- JWELL turpina pilnveidot lokšņu ekstrūzijas iekārtas un procesus PLA, PBAT, ar biomasu pildītiem kompozītmateriāliem un citiem jauniem iepakojuma materiāliem.
- Konfigurējot iekārtas un pielāgojot procesus dažādām izejvielu īpašībām, JWELL palīdz iepakojuma ražotājiem paplašināt lokšņu ekstrūzijas iespējas un pārvietot jaunus kompozītmateriālus no formulu izstrādes uz ražošanu.
FAQ
J: Kādas problēmas var rasties, termoformējot ar bambusa pildītu loksni vakuumā?
A: Bieži sastopamās problēmas ietver nevienmērīgu nokarāšanos karsēšanas laikā, lokālu pārmērīgu izstiepšanos, nevienmērīgu sienas biezuma sadalījumu un redzamu bambusa daļiņu tekstūru uz virsmas. Tie parasti ir saistīti ar loksnes biezuma vienmērīgumu, apkures temperatūras sadalījumu un materiāla elastību. Loksnes biezuma pielaides kontrole, sildīšanas līknes saskaņošana un formulas pielāgošana formēšanas dziļumam var uzlabot termoformēšanas veiktspēju.
J: No kurienes rodas ar bambusu pildītas bioloģiski noārdāmās loksnes izmaksu priekšrocības?
A: Bambusa pulveris kā dabīgs pildviela parasti maksā mazāk par vienību nekā bioloģiski noārdāmi sveķi, piemēram, PLA un PBAT, tāpēc noteikta pildvielas iekraušana var samazināt materiāla izmaksas. Tomēr lielāka pildvielas slodze ietekmē apstrādes stabilitāti un loksnes veiktspēju, tāpēc ir jāpanāk līdzsvars starp iepriekšējās modifikācijas, ekstrūzijas konfigurāciju un pakārtoto formēšanu. Tas, vai izmaksu priekšrocības tiek realizētas, ir atkarīgs no tā, cik labi tiek saskaņots sastāva dizains, pildvielu ielāde un aprīkojuma konfigurācija.
J: Kā bambusa pulvera smalkums un avots ietekmē padevi un loksnes virsmas kvalitāti?
A: Smalkāks bambusa pulveris izkliedējas vienmērīgāk, bet tam ir mazāks tilpuma blīvums, tāpēc barošana ir grūtāka un nepieciešama atbilstoša barošanas metode. Rupjākas daļiņas mēdz radīt redzamu daļiņu tekstūru uz loksnes virsmas, ietekmējot izskatu un virsmas kvalitāti. Bambusa pulveris no dažādiem avotiem var atšķirties arī pēc mitruma satura un piemaisījumu līmeņa, tāpēc pirms apstrādes tas ir jāizsijā un jākontrolē atbilstoši formulēšanas prasībām.
J: Vai tajā pašā lokšņu rindā var darboties arī PET, PP un PS?
A: JWELL lokšņu ekstrūzijas platforma aptver PET, PP, PS un citas materiālu sistēmas ar konfigurācijām, kas pielāgotas katra materiāla apstrādes īpašībām. Kad ar bambusu pildīti bioloģiski noārdāmi savienojumi darbojas uz vienas platformas, attiecīgi jāpielāgo skrūvju, ventilācijas un dzesēšanas parametri. Tas ļauj ražotājiem apstrādāt gan tradicionālos, gan bioloģiskos materiālus vienā aprīkojuma platformā.
Izstrādāt ar bambusu pildītu bioloģiski noārdāmu loksni? Pastāstiet mums par savu šķiedru slodzi, mērķa loksnes biezumu un termoformēšanas prasībām, un JWELL lokšņu ekstrūzijas komanda var ieteikt piemērotas skrūvju konfigurācijas, ventilācijas izkārtojumus un trīs ruļļu parametrus.