- Kuna nõudlus jätkusuutlike pakendite järele kasvab jätkuvalt, tõmbavad komposiidid, mis ühendavad looduslikke taimseid kiude biolagunevate polümeeridega, üha enam tähelepanu uue pakkematerjalide klassina. Bambus on laialdaselt saadaval ja taastuv ning bambusepulbri lisamine biolagunevatesse vaikudesse pakub alternatiivi tavalistele plastpakenditele.
- Bambusega täidetud ühendid aga käituvad töötlemisel tavapärasest plastikust toorainest erinevalt. Kiud-polümeeri ühilduvus, segu sulamis- ja plastifitseerimiskäitumine ning lehtede moodustumise stabiilsus mõjutavad kõik lõpppakendi kvaliteeti. Modifitseeritud bambuskomposiitide töötlemine lehtedeks, mis toimivad usaldusväärselt vaakumtermovormimisel, on seetõttu oluline samm praktilise rakendamise suunas.
- Nende töötlemisnõuete täitmiseks kasutas JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. oma kogemusi lehtede ekstrusiooniseadmete valmistamisel ja projekteerimisel, et kohandada ekstruuderi konfiguratsiooni ja protsessi sätteid bambusepõhiste biolagunevate komposiitide jaoks. Töö uuris nende materjalide lehtede ekstrusiooni ja vaakumvormimist ning viis ühekordselt kasutatava bambusepõhise biolaguneva toidukonteineri väljatöötamiseni värske toidu pakendamiseks.
- Kombineerides bambusest komposiitide valmistamise, lehtede ekstrusiooni ja vaakumtermovormimise, demonstreerib projekt selle uue biomassi komposiitide klassi jaoks teed tooraine töötlemisest valmis pakendamistooteni.
Bambusepulbrist biolagunevaks ühendiks: lähtepunktiks tooraine modifitseerimine
Bambusepulbri segamine biolagunevate polümeeridega, nagu PLA ja PBAT, loob uusi pakendimaterjale. Looduslikud taimsed kiud on aga hüdrofiilsed ega ühildu täielikult mõne polümeermaatriksiga. Lihtne segamine võib põhjustada pulbri aglomeerumist, halba dispersiooni ja hapruse suurenemist, mis omakorda mõjutab töötlemise jõudlust ja lõpptoote kvaliteeti.
Seetõttu vajab bambusest toorainet enne lehtede ekstrusiooni asjakohast töötlemist ja selle sidumist polümeermaatriksiga tuleb ühendi modifitseerimisega parandada.
Selle projekti esiotsa materjali ettevalmistamine hõlmab järgmisi samme:
- Tooraine töötlemine: Bambusepulber jahvatatakse segamiseks vajaliku peenekseni.
- Pinna modifitseerimine: bambusepulber läbib pinnaaktiveerimise, et parandada liidese sidumist biolaguneva polümeeriga.
- Koostis ja segamine: Modifitseeritud bambusepulber jagatakse vastavalt materjali- ja töötlemisnõuetele biolagunevate vaikudega, nagu PLA ja PBAT.
- Ühendamine ja granuleerimine: kahe kruviga ekstruuder sulatab, segab ja hajutab komponendid, et toota bambusepõhiseid segugraanuleid lehtede allavoolu ekstrusiooniks.
Pärast modifitseerimist ja segamist siseneb bambuskomponent lehtede töötlemisele pelletite kujul, pakkudes toorainet pidevaks ekstrusiooniks.
Ekstrusioonisüsteem: bambuskomposiitide jaoks optimeeritud konfiguratsioon
- Pärast segamist tuleb materjali edasi töödelda vaakumtermovormimiseks sobivaks pidevaks leheks.
- Võrreldes tavaliste plastgraanulitega esitavad bambusega täidetud biolagunevad ühendid plastifitseerimisvõimele, õhutustele ja töötlemisparameetrite kontrollile erinevaid nõudmisi. Ekstruuder ei pea mitte ainult materjali täielikult plastifikeerima, vaid haldama ka selle termilist ajalugu, sulamisstabiilsust ja pidevat väljundit.
- Selle projekti jaoks kasutas JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. ühe kruviga lehtede ekstrusiooniprotsessi ja optimeeris kruvide konstruktsiooni vastavalt.
Peamine protsessi voog on järgmine:
Bambusest valmistatud graanulid
ühe kruviga sulatamine ja plastifitseerimine
riidepuu-tüüpi lamestantsi ekstrusioon
kolme rulliga jahutamine ja vormimine
lehe mähis
- Ekstruuder on varustatud õhutuskruviga. Kruvi geomeetria ja töötlemistingimuste kooskõlastatud reguleerimine parandab plastifitseerimist ja õhutamist, et see sobiks bambusega täidetud biolagunevate ühenditega.
- Looduslikke taimseid komponente sisaldavate komposiitide puhul tuleb kruvide geomeetria, temperatuuri reguleerimine, kruvi kiirus ja väljund hoolikalt sobitada. Seadme struktuuri ja protsessi parameetrite reguleerimine toetab ühendi stabiilset muundamist pidevaks leheks. JWELLi lehtede ekstrusiooniplatvormi saab konfigureerida ka ühe kruviga või paralleelse kahe kruviga seadistustega, olenevalt koostisest, bambusest laadimisest ja nõutavast võimsusest.
Alates matriitsist kuni kolme rulliga seadmeni: lehtede moodustamine ja paksuse reguleerimine
- Pärast sulamist ja plastifitseerimist siseneb materjal riidepuu-tüüpi lamevormi, kus voolukanalid jaotavad selle pidevaks leheks.
- Matriit on põhikomponent, mis mõjutab paksuse risti jaotust ja lehe moodustumist. Bambusega täidetud ühendite puhul tuleb ekstrusioonitingimused sobitada materjali voolamiskäitumisega, et sulatis läbiks stantsi stabiilselt ja moodustaks ühtlase pideva lehe.
- Seejärel siseneb leht kolme rulliga seadmesse jahutamiseks, kalandrimiseks ja seadistamiseks.
- Kolme rulliga seade jahutab lehte ja reguleerib selle rullide koostoime kaudu paksust. Tootmises tuleb rulli temperatuuri, rullide vahet ja liini kiirust reguleerida nii, et need sobiksid materjaliga ja saavutaksid lehe seisukorra, mis on vajalik kerimiseks ja järgnevaks vaakumtermovormimiseks.
- Pärast jahutamist ja tardumist leht keritakse ja liigub edasi vaakumtermovormimisele.
- Alates ühe kruviga plastifitseerimisest kuni lamestantsiga ekstrusioonini kuni kolme rulliga jahutamiseni ja seadistamiseni tuleb iga etapp konfigureerida vastavalt komposiidi omadustele. See koordineerimine on uutest biomassi komposiitmaterjalidest pideva lehtede tootmise jaoks ülioluline.
Vaadake töötavat lehtede ekstrusiooni tootmisliini
Lehtede ekstrusioonist vaakumtermovormimiseni: bambusest valmistatud toidukonteinerid
- Pakenditootjate jaoks ei puuduta lehtede ekstrusioon ainult tootmisprotsessi; leht peab vastama ka allavoolu termovormimise nõuetele.
- Pärast bambusepõhise biolaguneva lehe valmistamist kasutati vaakumtermovormimist, et muuta pidev leht ühekordseks kasutamiseks mõeldud toidukonteineriteks värske toidu pakendamiseks.
- Mahutid on ristkülikukujulise kujuga ja mati pinnaga naturaalset bambustvärvi. Need ühendavad kerge kaalu ja konstruktsioonitugevuse ning on mõeldud köögiviljade, liha ja muude värskete toiduainete pakendamiseks.
- Lehe paksus on praegu vahemikus 0,05–1,00 mm ja seda saab valida vastavalt toote struktuurile ja kasutusnõuetele.
Vaadake valmis bambusest valmistatud biolagunevat toidukonteinerit
Ühendgraanulitest pideva lehe ja seejärel vaakumvormimise kaudu kolmemõõtmelise pakendamiseni on bambusel põhinevad biolagunevad komposiidid liikunud tooraine töötlemiselt lõppkasutusse, avades uue suuna looduslikele taimsetele kiududele toidupakendites.
Arendusest rakenduseni: jätkuv töö bambuskomposiitmaterjalide töötlemisega
- Bambusepõhise biolaguneva pakenditoote väljatöötamine ei ole ühe masina või protsessietapi töö. See hõlmab tooraine töötlemist, ühendi modifitseerimist, ekstrusiooni ja järgnevat töötlemist.
- Alates varasest koostisest kuni bambusepulbri pinna modifitseerimise ja segamise kuni lehtede ekstrusiooni ja vaakumtermovormimiseni tuleb töötlemistingimusi pidevalt kohandada, et need sobiksid materjaliga.
- Selles ahelas on lehtede ekstrusioonisüsteem lüli komposiidi ja valmispakendi vahel. Plastifikatsioonivõime, õhutus, stantsi konfiguratsioon ning jahutamine ja seadistamine mõjutavad kõik lehe kvaliteeti ja allavoolu vormimise jõudlust.
- JWELL jätkab lehtede ekstrusiooniseadmete ja protsesside täiustamist PLA, PBAT, biomassiga täidetud komposiitide ja muude uute pakkematerjalide jaoks.
- Konfigureerides seadmeid ja kohandades protsesse erinevate tooraineomadustega, aitab JWELL pakenditootjatel laiendada oma lehtede ekstrusioonivõimalusi ja viia uued komposiidid koostise arendamisest tootmisse.
KKK
K: Millised probleemid võivad tekkida bambusega täidetud lehe vaakumvormimisel?
V: Levinud probleemide hulka kuuluvad ebaühtlane longus kuumutamise ajal, lokaalne ülevenitamine, seina paksuse ebaühtlane jaotus ja nähtav bambuseosakeste tekstuur pinnal. Need on tavaliselt seotud lehe paksuse ühtluse, küttetemperatuuri jaotuse ja materjali elastsusega. Lehe paksuse tolerantsi reguleerimine, küttekõvera sobitamine ja vormimissügavuse koostise kohandamine võib parandada termovormimise jõudlust.
K: Kust tuleb bambusega täidetud biolaguneva lehe kulueelis?
V: Loodusliku täiteainena maksab bambusepulber tavaliselt vähem ühiku kohta kui biolagunevad vaigud, nagu PLA ja PBAT, nii et antud täiteaine laadimine võib vähendada materjalikulusid. Suurem täiteaine laadimine mõjutab aga töötlemise stabiilsust ja lehe jõudlust, seega tuleb leida tasakaal ülesvoolu modifitseerimise, ekstrusioonikonfiguratsiooni ja allavoolu vormimise vahel. See, kas kulueelist realiseeritakse, sõltub sellest, kui hästi sobivad koostise disain, täiteaine laadimine ja seadmete konfiguratsioon.
K: Kuidas bambusepulbri peenus ja allikas mõjutavad söötmist ja lehe pinna kvaliteeti?
V: Peenem bambusepulber hajub ühtlasemalt, kuid sellel on väiksem puistetihedus, mis muudab söötmise keerulisemaks ja nõuab sobivat söötmismeetodit. Jämedamad osakesed kipuvad tekitama lehe pinnale nähtava osakeste tekstuuri, mis mõjutab välimust ja pinna kvaliteeti. Erinevatest allikatest pärit bambusepulbri niiskusesisaldus ja lisandite tase võib samuti erineda, seetõttu tuleks seda enne töötlemist sõeluda ja kontrollida vastavalt koostise nõuetele.
K: Kas sama leherida saab kasutada ka PET-i, PP-d ja PS-i?
V: JWELLi lehtede ekstrusiooniplatvorm katab PET-, PP-, PS- ja muud materjalisüsteemid, mille konfiguratsioonid on kohandatud iga materjali töötlemisomadustele. Kui bambusega täidetud biolagunevad ühendid töötavad samal platvormil, tuleb kruvi-, õhutus- ja jahutusparameetreid vastavalt kohandada. See võimaldab tootjatel käsitseda nii tavalisi kui ka biopõhiseid materjale ühel seadmeplatvormil.
Kas arendada bambusega täidetud biolagunevat lehte? Öelge meile oma kiukoormus, lehe paksus ja termovormimise nõuded ning JWELLi lehtede väljapressimise meeskond võib soovitada sobivaid kruvikonfiguratsioone, õhutuskorraldust ja kolme rulli parameetreid.