Šiukšlių maišai yra vienas didžiausių produktų rūšių pasaulinėje minkštųjų pakuočių rinkoje. Europos plastiko perdirbimo organizacijų asociacija skaičiuoja, kad vien Europoje buitinių ir komercinių atliekų surinkimui kasmet sunaudojama daugiau nei 8 milijonai tonų polietileno plėvelės. Pasaulinis vartojimo lygis yra daug didesnis. Šios tiekimo grandinės gamybos pabaigoje yra specialus konversijos įtaisas. Tai mašina, kuri deda ištisinius polietileno plėvelės ritinius į sandarius, perforuotus ir šerdies{5}}maišelius ir sukrauna juos į buitines ir pramonines šiukšliadėžes. Norėdami suprasti, kas yra šiukšlių maišų gamybos mašina ir kaip ji veikia mechaniškai, turime suprasti, kaip kartu veikia plėvelės ekstruzija, tikslus sandarinimas, valdomas lankstymas ir automatinis apvyniojimas. Šios dalys nustato mašinos funkciją.
Įrangos apibrėžimas
A Šiukšlių maišų gamybos mašinayra paskesnė konversijos sistema. Jis tiekiamas iš anksto-ekstruzijos polietileno plėvele. Ši plėvelė gali būti vieno sluoksnio pūtimo arba kelių sluoksnių pūtimo{3}. Arba tai gali būti plokščia plokštė, kurią reikia sulankstyti. Tada mašina paleidžia filmą keliais žingsniais. Šie veiksmai apima sandarinimą, perforavimą, pjovimą ir apvijimą. Galutinis produktas yra paruoštas maišelis, paruoštas supakuoti ir išsiųsti. Pati mašina nekuria plėvelės. Tas darbas priklauso pūstos plėvelės ekstruzijos linijos gamybos linijai. Vietoj to, mašina yra struktūriškai transformuota. Tai sukuria apatinio maišo sandariklį. Tai leidžia perforuoti liniją, kad vartotojai galėtų nuplėšti vieną maišelį iš ritinio. Jis sudaro žvaigždės{14}}formos sandariklį arba plokščią sandariklį, kuris nustato, kaip maišelis atsidaro ir kiek svorio jis gali išlaikyti.
Skirtumas tarp membranos ir maišelio yra jo veikimo būdas. Amerikos bandymų ir medžiagų draugija (ASTM) turi polietileno plėvelės atsparumo smūgiams standartą D1709. Šiame standarte membrana ir konversijos maišelis matuojami kaip du atskiri dalykai. Plėvelės medžiagos savybės ir maišelio struktūrinė geometrija turi įtakos plėvelės savybėms. Šiukšlių maišų gamybos mašina nekeičia plėvelės medžiagų savybių. Tačiau tai daro didelę įtaką maišelio struktūriniam elgesiui. Tai pasiekiama kontroliuojant sandariklio geometriją, lankstymo ir pjovimo tikslumą.
Pagrindiniai darbo etapai
1 etapas: plėvelės išvyniojimas ir įtempimo valdymas
Procesas prasideda nuo vamzdinės arba plokščios plėvelės ritinio. Slinktis sumontuota ant elektrinės vyniojimo mašinos. Šiukšlių maišų gamyboje naudojami plėvelės ritiniai dažniausiai sveria nuo 200 iki 500 kg. Jie gali būti 1 000{10}}1 500 milimetrų pločio. Išvyniotuvas turi tiekti plėvelę į pasroviui esančią sandarinimo stotį su kontroliuojamu įtempimu. Mažo tankio polietileno (LDPE) įtempimas paprastai yra 15 ir 40 niutonų. Jei įtempimas per didelis, plėvelė išsitemps ir susiaurės. Tai vadinama iškirpte. Jei įtempimas per mažas, plėvelė susiraukšlės ir sandariklis pasislinks.
Plastikų inžinierių draugija (SPE) turi techninę orientacinę reikšmę poliolefino plėvelės apdorojimui. Jame rašoma, kad įtempimo valdiklis turi būti tikslus ± N. o tai būtina, kad plėvelės dydis būtų stabilus. Tai ypač pasakytina apie 10–25 μm plėveles, kurios dažnai būna buitinių atliekų maišuose. Šiuolaikinės mašinos įgyvendinamos naudojant uždarojo{6}ciklo grįžtamąjį ryšį, pagrįstą apkrovos elementais. Šokių ritinėliai arba apkrovos elementai matuoja tikrąją juostos įtempimą nuo 50 iki 100 kartų per sekundę. Tada servo pavaros išvyniojimo mašina keičia savo greitį, kad išlaikytų įtampą nustatymo taške. Pasibaigus plėvelei, ritinio skersmuo susitraukia, o svirties svirtis sutrumpėja. Taigi valdiklis automatiškai proporcingai padidina greitį. Taip linijinė įtampa išlieka pastovi.
2 etapas: sulenkimas ir centravimas
Jei gaunama plėvelė yra plokščia, o ne iš anksto{0}}intubuota, šioje vietoje ji turi būti sulankstyta į vamzdelį. Dvi šoninės sulankstomos plokštės atliks šį darbą. Tai smulkiai suformuoti metalo arba didelio -tankio polietileno lakštai. Jie sukuria vidines raukšles. Sulenkimai susiaurina plokščią plotį ir taip pat leidžia matyti gatavo maišelio šonines raukšles. Jei plėvelė yra iš anksto-vamzdinė, šio veiksmo nereikia. Vis dėlto filmas eina per išlyginimo atkarpą. Ši sekcija užtikrina, kad prieš plėvelei patenkant į sandarinimo zoną, abiejų įdubų gylis būtų vienodas.
„Guide“ bėgių sistemoje naudojami ultragarsiniai arba optiniai jutikliai. Šie jutikliai gali matyti, kur filmas yra kairėje ir dešinėje. Tada jie sukalibravo jį realiu laiku per vairo rėmą ant išvyniojimo. Net 2 mm nuokrypis gali sukelti problemų. Apatinis sandariklis nukryps nuo centro. Dėl to maišelių sandarinimo kraštai tampa netolygūs. Šie maišeliai suplyš, kai bus užpildyti. TAPPI yra celiuliozės ir popieriaus pramonės techninė asociacija. Konvertavimo skyrius taip pat apima polimerinės plėvelės konvertavimą. TAPPI nurodė, kad kraštų nukreipimo tikslumas ±0,5 mm yra standartinis didelės spartos maišymo įrenginiams, kurių greitis didesnis nei 200 ratų per minutę.
3 etapas: dugno sandarinimas
Apatinis sandariklis yra svarbiausia šiukšlių maišo konstrukcinė dalis. Jis turi būti pakankamai sandarus, kad šlapios atliekos neištekėtų. Jis taip pat turi būti pakankamai tvirtas, kad išlaikytų pilno krepšio svorį, kai krepšys traukiamas už dirželių arba viršutinio krašto.
Yra trys pagrindinės antspaudų formos:
Plokščias (arba tiesus) sandariklis. Tai horizontalus karštas sandariklis per visą maišelio plotį. Tai lengviausias ir greičiausias būdas. Bet tai daro spaudimą membranos kraštams. Aštrus kampas tarp storo karoliuko ir plėvelės įtrūks veikiant apkrovai. Plastikų inžinierių draugijos ANTEC konferencijos pranešimuose paskelbti tyrimai parodė, kad maišeliai lūžta nuo 65 iki 75 procentų žvaigždės pakuotės talpos. Taip yra dėl įtempimo sandariklio kraštų kraštuose.
Žvaigždinis sandariklis (arba siūlės sandariklis). Apačioje atsidarė įdubos klostės. Plėvelė surenkama žvaigždutėmis arba žvaigždutėmis. Tada apskritas arba lenktas sandariklis suvirina visus sluoksnius vienu metu. Dėl to slėgis paskirstomas daugelyje kreivių, o ne tik dviejuose kampuose. Jis taip pat pašalina įtrūkusias kišenes, kurios sulaiko skystį plokščiu sandarikliu. Jungtinės JAV. Aplinkos apsaugos agentūra (EPA) tiria kietąsias komunalines atliekas. Jame teigiama, kad žvaigždute{9}}sandari konstrukcija yra pagrindinė sunkiųjų atliekų maišų forma, nes ji atspari nuotėkiams ir subalansuoja apkrovą.
C Sulankstomas (arba plokščias{0}}dugnas) sandariklis. Tai hibridinis dizainas. Dugnas yra plokščiai sandarus, bet turi dvigubą užlenkimą, kad būtų suformuotas įbrėžimas. Tai suteikia plokščią dugną maišeliui, stovinčiam šiukšliadėžėje. Tačiau tam reikia sudėtingesnės sandarinimo stoties su dviem lygiagrečiomis sandarinimo juostomis, veikiančiomis šiek tiek skirtingoje temperatūroje.
Sandarinimo mechanizmas naudoja karštą strypą arba sukamąjį peilį. Mažo tankio polietilenas (LDPE) laikomas 160–200 laipsnių C. Tiksli temperatūra priklauso nuo plėvelės matuoklio, dervos lydymosi indekso ir tiesinio greičio. sandarinimo juosta prispaudžia plėvelę prie silikoninės gumos atsarginio volelio ir palaiko 0,15–0,4 sekundės. Tarptautinė standartizacijos organizacija (ISO) turi ISO 11607-2, skirtą nebegaliojančioms sterilioms pakuotėms. Šis standartas turi būti naudojamas jo sandarinimo stiprumui tikrinti. Jame teigiama, kad polietileno plėvelės šiluminio sandarinimo stiprumas turi būti didesnis nei 5 N 25 mm sandarinimo pločiui. Tai galima pasiekti naudojant A šiukšlių maišų gamybos mašiną, išlaikant vienodą sandariklio temperatūrą ± 5 laipsnių per visą plotį. Dėl šios leistinos nuokrypos reikia įterpti termoporas kas 50 mm.
4 etapas: perforavimas ir pjovimas
Užbaigus apatinį sandarinimą, plėvelė juda į perforavimo stotį. Čia besisukantis peilis arba fiksuotas ašmenys sudaro punktyrinę liniją. Linija leidžia vartotojams išplėšti atskirus maišelius iš ritinėlių. Perforacija turėjo būti pakankamai gili, kad kas nors galėtų ją atplėšti ranka. Pagal ASTM D1922 tam paprastai reikia 3 -8 N plyšimo jėgos, kad būtų padidintas atsparumas plyšimui. Bet jis negali būti toks gilus, kad vyniojant, transportuojant ar naudojant maišelį būtų galima atplėšti.
Pjūvis, skiriantis vieną maišelį nuo kito, daromas tuo pačiu metu, kai sandarinamas kito maišelio dugnas. Arba iškart po antspaudo. Todėl kiekvienas sandarinimo ciklas yra pilnas maišas. Pjovimo peiliai dažniausiai yra besisukantys apskriti peiliai. Jis pagamintas iš greitabėgio plieno-arba volframo karbido. Ašmenys veikia ant priekalo volo, kurio valdymo tarpas yra 0.02 -0.05 mm. „Journal of Applied Polymer Science“ leidžia „Wiley Press“. Rezultatai rodo, kad ašmenų aštrumas tiesiogiai įtakoja pjovimo švarumą. Peilis, kurio spindulys mažesnis nei 2 μm, nupjaunamas švariai. Šis aiškus pjūvis nepalieka nedidelio plyšimo žymės ant plėvelės. Tačiau ašmenys, kurių spindulys didesnis nei 5 mikronai, turi šiurkščius kraštus. Kai maišas yra uždėtas, šis šiurkštus kraštas virsta sandariklio gedimu.
5 etapas: sulankstymas ir šerdies apvija
Paruošti maišeliai apvyniojami ant kartono šerdies mažmeniniam vyniojimui. Vidinis šių šerdžių skersmuo paprastai yra 38 mm arba 76 mm. Suvyniojimo stotis turi sulankstyti medžiaginį maišelį pagal tam tikrą modelį. Įprasti modeliai yra C arba trikampis. Dėl tokio lankstymo volas yra mažesnio skersmens. Taip pat atskiri maišeliai ištraukiami švarūs.
Šiukšlių maišų gamybos mašina priima sulankstomą lentą. Lenta yra prieš vyniojimo mašiną. Jis sukuria reikiamą sulenkimo raštą, o plėvelė kontroliuoja įtampą. Susuktuvas yra centrinė vairavimo sistema. Šerdis sukasi ant motorizuoto veleno. Didėjant ritinėlio skersmeniui, įtampa mažėja. Tai apsaugo nuo vidinio sluoksnio suspaudimo dėl išorinio sluoksnio svorio. Ši kūginė įtempimo kontrolė yra labai svarbi. Lanksčioms vyniojamoms plėvelėms taip pat taikomi Neaustinių audinių pramonės asociacijos (INDA) techniniai standartai. INDA teigia, kad 30 30 – 50 procentų santykis yra geriausias. Tai reiškia, kad galutinis apvijos įtempimas yra 30–50 procentų pradinio įtempimo. Šie santykiai apsaugo nuo ritinio išsiplėtimo ir daugiasluoksnio ritinio šerdies deformacijos.
Minkštiems maišams tai yra atskiras sulankstomas maišelis, o ne ritinys su skirtingu keliu. Už pjovimo stoties atsišakojo takas. Krautuvas surenka ir skaičiuoja maišus. Tada aplanke taikomas galutinis lankstymo režimas. Tada įdėkite maišelį į dėžutę.
Drawtape integravimas
Daugelyje buitinių atliekų maišų yra petnešos. Tai siaura plėvelės juosta, paprastai 6 -10 mm pločio. Jis eina palei viršutinį maišelio kraštą, iš abiejų pusių išsikišęs mazgeliais. Norint pridėti juostos gamybą prie šiukšlių maišų gamintojo, reikia dviejų papildomų dalių. Pirmasis yra juostos ekstruderis arba juostos pjovimo modulis. Dėl to juosta išsivynioja nuo antrojo plėvelės. Antrasis yra klijavimo stotis. Ši karštai suvirinta arba ultragarsinė lipni juosta sandarinimo cikle turi viršutinę ir apatinę kraštą.
Ultragarso sujungimo metodas tampa vis dažnesnis. Tam nereikia klijų. Taip išvengsite temperatūros -jautrių problemų. Edisono suvirinimo institutas (EWI) yra nepriklausoma medžiaga, jungianti tyrimų grupę. EWI paskelbė tyrimą šiuo klausimu. Rezultatai rodo, kad polietileno tempimo juostų ultragarsinio lupimo stiprio stiprumas yra 12 – 18 N/25 mm. Tai viršija 8N slenkstį, reikalingą patikimam maišelio uždarymui. Jis sunaudoja 60 procentų mažiau energijos nei tos pačios jungties terminis sujungimas.
Medžiagos ir tvarumas
Pagrindinė atliekų maišų medžiaga yra mažo tankio polietilenas (LDPE) arba linijinis mažo tankio polietilenas (LLDPE). Iš didelio tankio polietileno (HDPE) gaminami plonesni, pigesni maišeliai. Europos cheminių medžiagų agentūra (ECHA) veikia pagal REACH reglamentą. Jis stebi plastikuose naudojamus priedus, tokius kaip azerukamidas, silicio dioksidas ir dažikliai (juodiems maišeliams – juodos spalvos, o baltiems maišeliams – titano baltumo). Naujos taisyklės paskatino susidomėjimą -vartotojui perdirbtu (PCR) turiniu. Pakuočių ir pakuočių atliekų reglamente nustatytas 35 procentų plastikinių pakuočių perdirbimo tikslas iki 2030 m. Tai tiesiogiai keičia medžiagų pasirinkimą ir mašinų tvarkymo būdą.
Šiukšlių maišų gamybos mašina turi prisitaikyti prie skirtingų PGR mišinių srauto charakteristikų. Palyginti su nauja derva, perdirbtas polietilenas turi platesnį molekulinės masės diapazoną ir didesnį lydalo srauto kitimą. Dėl to susidaro mažesnis plėvelės storis ir daugiau gelio dalelių. Tai neišsilydžiusios dervos dėmės, kurios gali sukelti sandarinimo problemų. Įrenginio pakeitimai apima šiek tiek aukštesnę sandarinimo temperatūrą apie + 5-10 laipsnį. Taip pat įtraukiami ilgesni maždaug +0.05 sek. sustojimo laikai. Jie turi dažniau apžiūrėti peilius, kad susidorotų su abrazyviniais nešvarumais PGR plėvelėse.
Kokybės kontrolė ir testavimas
Užbaigta pakuotė yra standartiškai patikrinta, kad patikrintų jo veikimą. Pagrindiniai testai apima:
Kritimo testas (ASTM D5276). Svertas krepšys nukrito iš tam tikro aukščio. Tai imituoja įmetimo į šiukšliadėžę arba šiukšliadėžę poveikį. Žvaigždės -formos krepšys paprastai atlaiko 1,2–1,5 metro kritimą ir sveria 5 kg. Esant tokiai pačiai apkrovai, plokščias-paketas suges 0,8–1,0 m.
Sandarinimo stiprumas (ASTMF88). Tai yra dugno sandariklio lupimo testas. Jis matuoja jėgą, reikalingą sandarinimui sulaužyti. Mažiausia priimtina buitinių plastikinių maišelių vertė yra 5 N/25 mm. Sunkaus rangovo paketo vertė 12 N/25 mm.
Atsparumas pradūrimui (ASTM D4833). Taip matuojama jėga, reikalinga plėvelei perverti kūgiu. Jis imituoja kontaktą su aštriomis atliekomis. Tipinės 15–25 μm LDPE plėvelės vertės buvo 5–15 N.
Tarptautinis prekybos centras (ITC) yra jungtinė Jungtinių Tautų ir Pasaulio prekybos organizacijos agentūra. ITC įtraukė šiuos bandymo metodus į savo atliekų tvarkymo prekių techninių pirkimų vadovą. Šiuos vadovus gali įsigyti miesto ir įstaigų pirkėjai. Taip užtikrinama, kad mašina pagaminti maišai{3}} atitiktų sutartyje numatytus veikimo standartus prieš išsiunčiant.
Išvada
Šiukšlių maišų gamybos mašina yra kelių{0}}pakopų konvertavimo sistema. Pagrindinis jo darbas – iš ištisinės polietileno plėvelės gaminti sandarius, perforuotus ir suvyniotus maišus. Šis darbas priklauso nuo tikslaus išsiskleidimo įtempimo, raukšlių, termo sandarinimo, perforavimo pjovimo ir geometrinių formų garbanojimo koordinavimo. Mašinos našumas matuojamas ne tik gamybos greičiu, standartinis nustatymas paprastai yra 150–250 ciklų per minutę. Jį taip pat galima išmatuoti pagal pagamintų maišelių konstrukcinį stiprumą. Šis stiprumas priklauso nuo sandariklio temperatūros vienodumo, ašmenų aštrumo, perforacijos gylio ir įtempių pasiskirstymo visame sandariklio rašte. Pagal naujas taisykles perdirbėjai pereis prie perdirbamų plėvelių, atliekų rūšiavimo sistemoms reikės daugiau rūšių maišų, o mašinų gebėjimas tvarkyti įvairias medžiagas išlaikant sandarumo ir pjovimo kokybę turės vis didesnį poveikį jų produkcijos vertei.
Nuorodos
- Europos plastikų perdirbimo ir atgavimo organizacijų asociacija (EPRO).Europos plastikų perdirbimo rinkos statistika ir medžiagų srautų analizė.
- Tarptautinė ASTM.ASTM D{0}} Standartiniai plastikinės plėvelės atsparumo smūgiams bandymo metodai, naudojant laisvo kritimo{1}}smiginio metodą.
- Plastikų inžinierių draugija (SPE).Techninė nuoroda apie poliolefino plėvelės apdorojimąirANTEC konferencijos medžiaga - Sandarinimo geometrija ir apkrovos efektyvumas atliekų maišuose.
- TAPPI Konvertavimo skyrius.Techninės lanksčios plėvelės konvertavimo operacijų gairės.
- JAV aplinkos apsaugos agentūra (EPA).Kietųjų komunalinių atliekų apibūdinimo tyrimai - Pakuočių ir konteinerių analizė.
- ISO 11607-2:2019.Galutinai sterilizuotų medicinos prietaisų pakuotės - 2 dalis. Formavimo, sandarinimo ir surinkimo procesų patvirtinimo reikalavimai.
- Wiley -Taikomųjų polimerų mokslo žurnalas- Ašmenų briaunų geometrija ir pjovimo kokybė konvertuojant polietileno plėvelę.
- INDA - Neaustinių audinių pramonės asociacija.Techniniai lanksčios plėvelės apvijos ir šerdies valdymo standartai.
- Edisono suvirinimo institutas (EWI).Ultragarsinis polietileno plėvelės jungčių sujungimas - Stiprumo ir energinio naudingumo tyrimai.
- Europos cheminių medžiagų agentūra (ECHA).REACH reglamentas - Poliolefino plėvelės mišinių priedų stebėjimas.
- Tarptautinė ASTM.ASTM D{0}} standartinis prikrautų konteinerių kritimo bandymo metodas; ASTM F{1}} standartinis lanksčių barjerinių medžiagų sandarinimo stiprumo bandymo metodas; ASTM D4833 - Standartinis geotekstilės atsparumo pradūrimui tyrimo metodas.
- Tarptautinis prekybos centras (ITC) / PPO.Atliekų tvarkymo reikmenų techninės pirkimo gairės.
