- Како потражња за одрживим паковањем наставља да расте, композити који комбинују природна биљна влакна са биоразградивим полимерима привлаче све већу пажњу као нова класа материјала за паковање. Бамбус је широко доступан и обновљив, а уградња бамбусовог праха у биоразградиве смоле нуди алтернативу конвенционалној пластичној амбалажи.
- Једињења пуњена бамбусом се, међутим, понашају другачије од стандардних пластичних сировина током обраде. Компатибилност влакна и полимера, понашање једињења при топљењу и пластификацији и стабилност формирања листова утичу на квалитет финалног производа за паковање. Прерада модификованих бамбусових композита у лим који се поуздано ради у вакуумском термоформирању је стога кључни корак ка практичној примени.
- Да би одговорила на ове захтеве обраде, ЈВЕЛЛ Мацхинери (Хаининг) Цо., Лтд. се ослањао на своје искуство у производњи опреме за екструзију листова и инжењерингу како би прилагодио конфигурацију екструдера и подешавања процеса за биоразградиве композите на бази бамбуса. Рад је истраживао екструзију листова и вакуумско обликовање за ове материјале и довео до развоја биоразградивог контејнера за храну на бази бамбуса за једнократну употребу за паковање свеже хране.
- Комбинацијом припреме композита од бамбуса, екструзије листова и вакуумског термоформирања, пројекат показује пут од прераде сировина до готовог производа за паковање за ову нову класу композита биомасе.
Од бамбусовог праха до биоразградивог једињења: Модификација сировог материјала као полазна тачка
Комбиновање бамбусовог праха са биоразградивим полимерима као што су ПЛА и ПБАТ ствара нове могућности материјала за паковање. Међутим, природна биљна влакна су хидрофилна и нису у потпуности компатибилна са неким полимерним матрицама. Једноставно мешање може довести до агломерације праха, лоше дисперзије и повећане крхкости, што заузврат утиче на перформансе обраде и квалитет финалног производа.
Бамбусовом сировом материјалу је стога потребан одговарајући третман пре екструзије листова, а његово везивање са полимерном матрицом мора бити побољшано модификацијом једињења.
Припрема предњег материјала у овом пројекту укључује следеће кораке:
- Прерада сировина: Бамбусов прах се меље до потребне финоће да би се припремио за мешање.
- Модификација површине: Бамбусов прах се подвргава површинској активацији да би се побољшало међуфазно везивање са биоразградивим полимером.
- Формулација и мешање: Модификовани бамбусов прах је пропорционалан биоразградивим смолама као што су ПЛА и ПБАТ у складу са захтевима материјала и обраде.
- Смеша и пелетизација: Екструдер са два пужа топи, меша и распршује компоненте да би произвео сложене пелете на бази бамбуса за екструзију лима.
Након модификације и мешања, компонента од бамбуса улази у обраду листова у облику пелета, обезбеђујући сировинску основу за континуирано екструзију.
Систем екструзије: Оптимизована конфигурација за композите од бамбуса
- Након мешања, материјал се мора даље обрадити у континуирани лим погодан за вакуумско термоформирање.
- У поређењу са конвенционалним пластичним пелетима, биоразградива једињења пуњена бамбусом постављају различите захтеве у погледу капацитета пластифицирања, вентилације и контроле параметара обраде. Екструдер мора не само да у потпуности пластифицира материјал, већ и да управља његовом термичком историјом, стабилношћу топљења и континуираним излазом.
- За овај пројекат, ЈВЕЛЛ Мацхинери (Хаининг) Цо., Лтд. користио је процес екструзије плоча са једним завртњем и у складу са тим оптимизовао дизајн завртња.
Главни ток процеса је:
Пелете од бамбуса
једнопужног топљења и пластифицирања
екструзија равног калупа типа хангер
хлађење и обликовање у три ваљака
намотавање листова
- Екструдер је опремљен вијком са вентилацијом. Координисано подешавање геометрије завртња и услова обраде побољшава пластификацију и вентилацију како би одговарало биоразградивим једињењима пуњеним бамбусом.
- Код композита који садрже природне биљне компоненте, геометрија завртња, контрола температуре, брзина завртња и излаз морају бити пажљиво усклађени. Подешавање структуре опреме и параметара процеса подржава стабилну конверзију једињења у континуални лист. ЈВЕЛЛ-ова платформа за екструзију листова такође може да се конфигурише или са једним завртњем или са паралелним два завртња, у зависности од формулације, оптерећења бамбуса и потребног капацитета.
Од матрице до јединице са три ваљка: формирање лима и контрола дебљине
- Након топљења и пластифицирања, материјал улази у равну матрицу типа вјешалица, гдје га канали протока дистрибуирају у непрекидан лист.
- Матрица је кључна компонента која утиче на попречну расподелу дебљине и формирање лима. За једињења пуњена бамбусом, услови екструзије морају бити усклађени са понашањем течења материјала тако да растопа стабилно пролази кроз калуп и формира уједначен, непрекидан лист.
- Лист затим улази у јединицу са три ваљка за хлађење, каландирање и постављање.
- Јединица са три ваљка хлади лист и контролише дебљину кроз интеракцију његових ролни. У производњи, температура ролне, размак ролне и брзина линије морају да се подесе тако да одговарају материјалу и да се постигне стање листа потребно за намотавање и накнадно вакуумско термоформирање.
- Након хлађења и стврдњавања, лим се намотава и прелази на вакуумско термоформирање.
- Од пластифицирања са једним завртњем преко екструзије у равну матрицу до хлађења и везивања у три ваљка, свака фаза мора бити конфигурисана у складу са карактеристикама композита. Ова координација је фундаментална за континуирану производњу плоча од нових композита биомасе.
Погледајте производну линију за екструзију листова у раду
Од екструзије листова до вакуумског термоформирања: посуде за храну на бази бамбуса
- За произвођаче амбалаже, екструзија листова није само производни процес; лим такође мора да испуњава захтеве низводног термоформирања.
- Након што је припремљен биоразградиви лист на бази бамбуса, коришћено је вакуумско термоформирање да се континуални лист претвори у контејнере за храну за једнократну употребу за паковање свеже хране.
- Контејнери имају правоугаони облик и природну боју бамбуса са мат површином. Комбинују малу тежину са структурном чврстоћом и намењени су за паковање поврћа, меса и других свежих прехрамбених производа.
- Дебљина лима се тренутно креће од 0,05 до 1,00 мм и може се одабрати према структури производа и захтевима примене.
Гледајте готову биоразградиву посуду за храну на бази бамбуса
Од сложених пелета до непрекидних плоча, а затим до тродимензионалног паковања кроз вакуумско обликовање, биоразградиви композити на бази бамбуса прешли су од прераде сировина до крајње употребе, отварајући нови правац за природна биљна влакна у амбалажи за храну.
Од развоја до примене: Наставак рада на обради композита од бамбуса
- Развој биоразградивог производа за паковање на бази бамбуса није дело једне машине или процеса. Укључује обраду сировина, модификацију једињења, екструзију и даље прераду.
- Од раног рада на формулацији преко бамбусовог праха модификације површине и мешања до екструзије листова и вакуумског термоформирања, услови обраде морају се континуирано прилагођавати како би одговарали материјалу.
- У овом ланцу, систем екструзије листова је веза између композита и готовог производа за паковање. Капацитет пластификације, вентилација, конфигурација матрице и хлађење и подешавање утичу на квалитет лима и перформансе формирања низводно.
- ЈВЕЛЛ наставља да усавршава опрему и процесе за екструзију плоча за ПЛА, ПБАТ, композите пуњене биомасом и друге нове материјале за паковање.
- Конфигурисањем опреме и прилагођавањем процеса различитим карактеристикама сировина, ЈВЕЛЛ помаже произвођачима амбалаже да прошире своје могућности екструзије листова и да пребаце нове композите из развоја формулације у производњу.
ФАК
П: Који проблеми се могу јавити када се термоформирање лима пуњеног бамбусом вакуумом?
О: Уобичајени проблеми укључују неравномерно опуштање током загревања, локализовано претерано растезање, неравномерну расподелу дебљине зида и видљиву текстуру честица бамбуса на површини. Ово се обично односи на уједначеност дебљине лима, дистрибуцију температуре загревања и дуктилност материјала. Контролисање толеранције дебљине лима, усклађивање криве грејања и подешавање формулације за дубину формирања могу побољшати перформансе термоформирања.
П: Одакле долази предност у погледу трошкова биоразградивог лима пуњеног бамбусом?
О: Као природно пунило, бамбусов прах обично кошта мање по јединици од биоразградивих смола као што су ПЛА и ПБАТ, тако да дато пуњење пунила може смањити трошкове материјала. Међутим, веће оптерећење пунилом утиче на стабилност обраде и перформансе лима, тако да се мора постићи равнотежа између узводних модификација, конфигурације екструзије и формирања низводно. Да ли ће се остварити предност у трошковима зависи од тога колико су добро усклађени дизајн формулације, пуњење пунила и конфигурација опреме.
П: Како финоћа и извор бамбусовог праха утичу на храњење и квалитет површине листова?
О: Финији бамбусов прах се равномерније распршује, али има мању насипну густину, што отежава храњење и захтева одговарајући метод храњења. Грубље честице имају тенденцију да створе видљиву текстуру честица на површини листа, утичући на изглед и квалитет површине. Бамбусов прах из различитих извора такође може да варира у садржају влаге и нивоима нечистоћа, тако да га треба прегледати и контролисати у складу са захтевима формулације пре обраде.
П: Може ли иста линија листова такође покретати ПЕТ, ПП и ПС?
О: ЈВЕЛЛ-ова платформа за екструзију листова покрива ПЕТ, ПП, ПС и друге системе материјала, са конфигурацијама прилагођеним карактеристикама обраде сваког материјала. Када биоразградива једињења пуњена бамбусом раде на истој платформи, параметри завртња, одзрачивања и хлађења морају да се подесе у складу са тим. Ово омогућава произвођачима да рукују и конвенционалним и биолошким материјалима на једној платформи опреме.
Развијате биоразградиву плочу пуњену бамбусом? Реците нам своје оптерећење влакнима, циљну дебљину лима и захтеве за термоформирање, а ЈВЕЛЛ тим за екструзију листова може препоручити одговарајуће конфигурације шрафова, распоред вентилације и параметре за три ролне.