- ככל שהביקוש לאריזות בנות קיימא ממשיך לגדול, חומרים מרוכבים המשלבים סיבים צמחיים טבעיים עם פולימרים מתכלים מושכים תשומת לב גוברת כסוג חדש של חומרי אריזה. הבמבוק זמין באופן נרחב ומתחדש, ושילוב אבקת במבוק בשרף מתכלה מציע חלופה לאריזות פלסטיק קונבנציונליות.
- תרכובות מלאות במבוק, לעומת זאת, מתנהגות באופן שונה מחומרי גלם פלסטיים סטנדרטיים במהלך העיבוד. תאימות סיבים-פולימר, התנהגות ההיתוך והפלסטיקה של התרכובת ויציבות היווצרות היריעות כולם משפיעים על איכות מוצר האריזה הסופי. עיבוד חומרים מרוכבים של במבוק שונה ליריעה המתפקדת בצורה מהימנה ב-thermoforming בוואקום הוא אפוא צעד מפתח לקראת יישום מעשי.
- כדי לתת מענה לדרישות העיבוד הללו, JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd. נעזרה בניסיונה בייצור והנדסה של ציוד שחול גיליונות כדי להתאים את תצורת האקסטרודר והגדרות התהליך עבור חומרים מרוכבים מתכלים מבוססי במבוק. העבודה חקרה שחול יריעות ויצירת ואקום עבור חומרים אלה והובילה לפיתוח של מיכל מזון מתכלה מבוסס במבוק לשימוש חד פעמי לאריזת מזון טרי.
- על ידי שילוב של הכנת מרוכבים במבוק, שחול יריעות ופורמט חום ואקום, הפרויקט מדגים נתיב מעיבוד חומרי גלם למוצר אריזה מוגמר עבור סוג חדש זה של חומרים מרוכבים ביומסה.
מאבקת במבוק לתרכובת מתכלה: שינוי חומר גלם כנקודת המוצא
שילוב אבקת במבוק עם פולימרים מתכלים כגון PLA ו-PBAT יוצר אפשרויות חומר חדשות לאריזה. סיבי צמחים טבעיים הינם הידרופיליים, עם זאת, ואינם תואמים באופן מלא לכמה מטריצות פולימריות. מיזוג פשוט יכול להוביל לאגירת אבקה, פיזור לקוי ושבירות מוגברת, אשר בתורם משפיעים על ביצועי העיבוד ואיכות המוצר הסופי.
חומר גלם במבוק זקוק אפוא לטיפול מתאים לפני שחול היריעות, ויש לשפר את ההדבקה שלו עם מטריצת הפולימר באמצעות שינוי תרכובת.
הכנת החומר הקדמי בפרויקט זה כוללת את השלבים הבאים:
- עיבוד חומרי גלם: אבקת במבוק נטחנת לעדינות הנדרשת כדי להכין אותה להרכבה.
- שינוי פני השטח: אבקת הבמבוק עוברת הפעלה על פני השטח כדי לשפר את הדבקת הממשק עם הפולימר המתכלה.
- ניסוח וערבוב: אבקת במבוק שעברה שינוי פרופורציונלי עם שרפים מתכלים כגון PLA ו-PBAT בהתאם לדרישות החומר והעיבוד.
- שילוב ופיזור: אקסטרודר עם שני ברגים ממיס, מערבב ומפזר את הרכיבים לייצור כדורי תרכובת מבוססי במבוק לשחול יריעות במורד הזרם.
לאחר שינוי והרכבה, רכיב הבמבוק נכנס לעיבוד יריעות בצורת גלולה, מה שמספק את בסיס חומר הגלם לשחול מתמשך.
מערכת שחול: תצורה אופטימלית לחומרי במבוק
- לאחר ההרכבה, החומר חייב לעבור עיבוד נוסף ליריעה רציפה המתאימה לתרמופורמינג בוואקום.
- בהשוואה לכדורי פלסטיק קונבנציונליים, תרכובות מתכלות במילוי במבוק מציבות דרישות שונות לגבי כושר פלסטי, אוורור ובקרת פרמטרים לעיבוד. על המכבש לא רק ליישם את החומר במלואו, אלא גם לנהל את ההיסטוריה התרמית שלו, את יציבות ההיתוך ואת התפוקה הרציפה שלו.
- עבור פרויקט זה, JWELL Machinery (Haining) Co., Ltd השתמשה בתהליך שחול יריעות בורג אחד וייעל את עיצוב הבורג בהתאם.
זרימת התהליך העיקרית היא:
כדורי תרכובת במבוק
התכה ופלסטיק עם בורג אחד
שחול תבנית שטוחה מסוג קולב
קירור ויצירת שלושה גלילים
מתפתל גיליון
- המכבש מצויד בבורג מאוורר. התאמה מתואמת של גיאומטריית הבורג ותנאי העיבוד משפרת את הפלסטיקה ואוורור כך שיתאימו לתרכובות מתכלות מלאות במבוק.
- עם חומרים מרוכבים המכילים רכיבי צמחים טבעיים, יש להתאים בזהירות את גיאומטריית הברגים, בקרת הטמפרטורה, מהירות הבורג והתפוקה. התאמת מבנה הציוד ופרמטרי התהליך תומכת בהמרה יציבה של התרכובת ליריעה רציפה. ניתן להגדיר את פלטפורמת שחול היריעות של JWELL עם הגדרות של בורג בודד או מקביל עם בורג כפול, בהתאם לפורמולציה, טעינת הבמבוק והקיבולת הנדרשת.
מבית ליחידה של שלושה גלילים: היווצרות יריעות ובקרת עובי
- לאחר ההמסה והפלסטיקה, החומר נכנס לתבנית שטוחה מסוג קולב, שבה תעלות זרימה מפיצות אותו ליריעה רציפה.
- התבנית היא מרכיב מפתח המשפיע על חלוקת העובי הרוחבי ויצירת היריעות. עבור תרכובות מלאות במבוק, יש להתאים את תנאי האקסטרוזיה להתנהגות הזרימה של החומר כך שההמסה עוברת דרך התבנית ביציבות ויוצרות יריעה אחידה ורציפה.
- לאחר מכן, הסדין נכנס ליחידה של שלושה גלילים לקירור, קלנדר והגדרה.
- יחידת שלושת הגלילים מקררת את הסדין ושולטת בעובי באמצעות האינטראקציה של הגלילים שלה. בייצור, יש להתאים את טמפרטורת הגליל, מרווח הגלגול ומהירות הקו כך שיתאימו לחומר ולהשגת מצב היריעות הנדרש לליפוף וליצירת תרמופורמציה בוואקום לאחר מכן.
- לאחר הקירור וההתייצבות, הסדין מפותל ועובר ל-Vacuum thermoforming.
- החל מפלסטיק עם בורג יחיד דרך שחול שטוח ועד קירור והגדרה של שלושה גלילים, יש להגדיר כל שלב בהתאם למאפייני החומר המרוכב. תיאום זה הוא הבסיסי לייצור יריעות מתמשך מחומרים מרוכבים ביומסה חדשים.
צפו בקו ייצור שחול יריעות בפעולה
משיחול יריעות ועד תרמופורמינג בוואקום: מיכלי מזון מבוססי במבוק
- עבור יצרני אריזות, שחול יריעות אינו קשור רק לתהליך הייצור; הסדין חייב גם לעמוד בדרישות של תרמופורמינג במורד הזרם.
- לאחר הכנת היריעה המתכלה על בסיס במבוק, נעשה שימוש בתרמופורמינג בוואקום כדי להמיר את היריעה הרציפה למיכלי מזון חד-פעמיים לאריזות מזון טרי.
- המיכלים בעלי צורה מלבנית וצבע במבוק טבעי עם משטח מט. הם משלבים משקל קל עם חוזק מבני ומיועדים לאריזת ירקות, בשר ומוצרי מזון טריים אחרים.
- עובי היריעות נע כיום בין 0.05 ל-1.00 מ"מ וניתן לבחור אותו בהתאם למבנה המוצר ולדרישות היישום.
צפו במיכל המזון המתכלה המוגמר על בסיס במבוק
מכדורים מורכבים ליריעות רציפה ולאחר מכן לאריזה תלת מימדית דרך יצירת ואקום, חומרים מרוכבים מתכלים מבוססי במבוק עברו מעיבוד חומרי גלם לשימוש סופי, ופתחו כיוון חדש לסיבים צמחיים טבעיים באריזות מזון.
מפיתוח ליישום: המשך עבודה על עיבוד מרוכב במבוק
- פיתוח מוצר אריזה מתכלה מבוסס במבוק אינו עבודה של מכונה או שלב תהליך בודד. זה כרוך בטיפול בחומרי גלם, שינוי תרכובות, שחול ועיבוד במורד הזרם.
- מעבודת גיבוש מוקדמת דרך שינוי משטח אבקת במבוק והרכבה ועד לשחול יריעות ויצירת תרמופורמציה בוואקום, יש להתאים את תנאי העיבוד באופן רציף כדי להתאים לחומר.
- בשרשרת זו, מערכת שחול היריעות היא החוליה המקשרת בין הקומפוזיט למוצר האריזה המוגמר. קיבולת הפלסטיק, האוורור, תצורת התבנית, הקירור והקביעה כולם משפיעים על איכות היריעות וביצועי היווצרות במורד הזרם.
- JWELL ממשיכה לשכלל ציוד ותהליכי שחול גיליונות עבור PLA, PBAT, חומרים מרוכבים מלאי ביומסה וחומרי אריזה חדשים אחרים.
- על ידי קביעת תצורה של ציוד והתאמת תהליכים למאפיינים שונים של חומרי גלם, JWELL עוזרת ליצרני האריזה להרחיב את אפשרויות שחול היריעות שלהם ולהעביר חומרים מרוכבים חדשים מפיתוח תכשירים לייצור.
שאלות נפוצות
ש: אילו בעיות עלולות להתרחש כאשר יריעה ממולאת במבוק בוואקום?
ת: בעיות נפוצות כוללות צניחה לא אחידה במהלך חימום, מתיחת יתר מקומית, חלוקת עובי דופן לא אחידה ומרקם חלקיקי במבוק גלוי על פני השטח. אלה קשורים בדרך כלל לאחידות עובי היריעות, פיזור טמפרטורת החימום ושייכות החומר. שליטה בסובלנות לעובי הגיליון, התאמת עקומת החימום והתאמת הפורמולה לעומק העיצוב יכולים לשפר את ביצועי התרמופורמציה.
ש: מהיכן מגיע יתרון העלות של יריעה מתכלה במילוי במבוק?
ת: כחומר מילוי טבעי, אבקת במבוק עולה בדרך כלל פחות ליחידה מאשר שרפים מתכלים כגון PLA ו-PBAT, כך שהעמסת חומר מילוי נתונה יכולה להפחית את עלות החומר. עם זאת, טעינה גבוהה יותר של חומרי מילוי משפיעה על יציבות העיבוד וביצועי היריעות, ולכן יש להגיע לאיזון בין שינוי במעלה הזרם, תצורת שחול והיווצרות במורד הזרם. האם יתרון העלות מתממש תלוי בהתאמה בין עיצוב הפורמולה, העמסת חומרי המילוי ותצורת הציוד.
ש: כיצד עדינות ומקור אבקת הבמבוק משפיעים על ההאכלה ועל איכות פני הבד?
ת: אבקת במבוק עדינה יותר מתפזרת בצורה אחידה יותר אך בעלת צפיפות צבר נמוכה יותר, מה שמקשה על האכלה ודורש שיטת האכלה תואמת. חלקיקים גסים יותר נוטים ליצור מרקם חלקיקים גלוי על פני היריעות, ומשפיעים על המראה ואיכות פני השטח. אבקת במבוק ממקורות שונים עשויה להשתנות גם בתכולת הלחות וברמות הטומאה, ולכן יש לסנן אותה ולבקר אותה בהתאם לדרישות הניסוח לפני העיבוד.
ש: האם אותו קו גיליון יכול להפעיל גם PET, PP ו-PS?
ת: פלטפורמת שחול היריעות של JWELL מכסה PET, PP, PS ומערכות חומרים אחרות, עם תצורות המותאמות למאפייני העיבוד של כל חומר. כאשר תרכובות מתכלות מלאות במבוק פועלות על אותה פלטפורמה, יש להתאים את פרמטרי הברגים, האוורור והקירור בהתאם. זה מאפשר ליצרנים לטפל הן בחומרים קונבנציונליים והן בחומרים מבוססי ביו על פלטפורמת ציוד אחת.
מפתחים יריעה מתכלה במילוי במבוק? ספר לנו על טעינת הסיבים, עובי היריעות היעד והדרישות התרמופורמציה שלך, וצוות שחול יריעות JWELL יכול להמליץ על תצורות ברגים מתאימות, סידורי אוורור ופרמטרים של שלושה גלילים.