Основные способы производства ДПК - литье под давлением и экструзия. Экструзия является наиболее распространенным способом производства ДПК и представляет собой прохождение расплава материала через фильеру, имеющую сечение готового изделия, с последующим охлаждением.Сырье (полиэтилен и древесная мука) в шнековом экструдере обычно проходит через следующие этапы: подача, размягчение, выталкивание.
На этапе подачи сырье загружается через специальный бункер и начинает нагреваться. Для этого используются хомутовые нагреватели. По мере движения сырье все больше нагревается и становится более мягким.
К последнему этапу экструзии полимеров материал приходит в однородное состояние, в котором оно легко выдавливается через формующую головку. Выдавленный профиль калибруется, распиливается поперек (а при необходимости и вдоль) и укладывается на приемный стол. При слаженной работе шнека и нагревательных элементов готовая продукция на выходе будет соответствовать требованиям по качеству. Нужный профиль продукции придает формующая головка заданной конструкции. Важно поддерживать необходимую температуру расплава полимеров на выходе из шнекового экструдера. Для этого служат плоские и патронные тэны.
В экструзионное оборудование подаются все необходимые компоненты смеси (древесная мука, термопласт, технологические и функциональные добавки), которые хорошим образом смешиваются в процессе вращения шнеков экструдера, а затем проходят через фильеру. Широко распространилась в индустрии пластмасс технология, которую называют ко-экструзия или со-экструзия, когда в процессе экструзии возможно покрытие ДПК тонким облицовочным слоем пластика, или даже сразу нескольких пластмасс. По мнению экспертов, кроме экструзионного способа производства, необходимо обратить внимание на литье под давлением или ротационное прессование. Этими способами производства можно открыть такие направления, как элементы декора, кровельная черепица и многое другое.
Как правило, производство изделий из ДПК, осуществляется в два этапа. На первом этапе сырье (полимерное связующее, древесная мука и специальные добавки) совмещается в процессе компаундирования. При этом происходит равномерное распределение древесной муки и комплекса добавок в расплавленном полимере. Результатом компаундирования является получение гранул из ДПК, которые затем перерабатываются в готовые изделия. Переработку ДПК можно осуществлять большинством традиционных способов производства изделий из пластмасс.
Экструзия с предварительным компаундированием. Компаундирование - это метод переработки, предполагающий производство гранул из ДПК, которая потом перерабатывается в изделие. Древесный наполнитель измельчается и тщательно высушивается. Полимерные гранулы, подготовленная древесная мука и специальные добавки в заданной консистенции смешиваются в миксере. Далее готовая смесь поступает через бункер в экструдер, где происходит ее плавление. Затем расплав композиционного материала, смешиваясь, поступает через пакет сеток по каналам экструзионной головки в виде цилиндрических стержней в гра-нулятор, в котором ножи движутся со скоростью, необходимой для обеспечения отрезания гранул заданного размера. После этого гранулы охлаждаются и собираются в накопительную емкость.
Прямая экструзия. Такой тип линий комплектуется экструдером с зоной предварительной пластикации, где происходит плавление полимера.
Далее данный расплав поступает в основной рабочий цилиндр экструдера и продвигается шнеками к экструзионной головке.
Древесная мука и специальные добавки поступают в основной цилиндр экс-трудера через многокомпонентный гравиметрический дозатор. При помощи вакуумных загрузчиков данные компоненты поступают в дозатор из обычных емкостей. Формующие элементы спроектированы и изготовлены таким образом, что позволяют экструдировать профили с довольно высокими скоростями. Дополнительным преимуществом данной технологии является то, что предварительная пластикация полимера при высокой температуре перед подачей в основной цилиндр экструдера позволяет значительно быстрее избавиться от влаги в древесной муке, что значительно улучшает качество получаемых изделий. Гранулы ДПК получают на линиях грануляции, таких же, которые применяют для грануляции вторичных полимеров. Отличие в том, что для ДПК это специальное сконструированное оборудование, периферийными устройствами которого служат смеситель и дозаторы компонентов.
Измельчение древесины.
Измельчение. Для улучшения совместимости полимеров с наполнителями эффективным способом является тонкий помол наполнителей, в результате чего образуются свежие, реакционно-активные поверхности. Механическое измельчение по ряду признаков представляет собой наиболее экономичный и универсальный способ получения тонкодисперсных порошков из практически «бросовых», дешевых материалов. Древесная мука является одним из самых распространенных органических наполнителей. Процесс измельчения направлен на уменьшение фракции исходного наполнителя для облегчения работы пресса гранулятора. При этом, чем меньший размер имеют частицы древесины, попадающиех в камеру прессования внутренней полости вращающейся матрицы, тем меньше сопротивление на роликовый узел и двигатель. Соответственно ресурс работы пресса увеличивается.
Древесная мука получается размолом древесины на машинах непрерывного или периодического действия из сухой и чистой технологической щепы и опилок. Наибольшей производительностью обладают молотковые мельницы, которые способны пропустить от 350 до 450 кг в час измельченной древесины, из которых древесной муки фракции 180 получается 60-65 %. От молотковых мельниц измельченные опилки поступают в бункер, куда обычно поступает и сухая стружка от деревообделочных станков.
Сушка муки. Из бункера опилки и стружка поступают в специальные сушилки барабанного типа, где сушатся до 5-8 % влажности. В этих сушилках древесную муку высушивают во взвешенном состоянии в потоке высокотемпературной газовоздушной смеси, что обеспечивает интенсивный теплообмен и высокую производительность процесса сушки.
Смешение компонентов. Перед стадией экструзии необходимо приготовление гомогенной смеси из полимера, с добавлением специальных добавок:
1) Стабилизаторы. Их доля составляет 0,5-2 %.
2) Модификаторы. Их доля составляет 2-7 %.
3) Наполнители. В нашем случае это в основном древесная мука.
4) Пигменты. Их доля составляет 3-4 %.
Далее компоненты смеси проходят на дозаторах стадию дозирования, а после для получения гомогенной смеси - смешения в высокоскоростных смесителях. Затем смесь подается в экструдер.
Грануляция. Для улучшения технологических свойств вещества, предотвращения спекания (слипания) и увеличения сыпучести, обеспечения возможности использования материала небольшими порциями, облегчения погрузки, транспортировки необходима грануляция. В зависимости от метода грануляции одно и то же вещество может приобретать различную твердость.
Российские производители ДПК используют оборудование иностранных компаний. Основные европейские поставщики экструдеров для производства ДПК: Reifenhauser GmbH & Co (Германия), Battenfeld-cincinnati (Германия), Krauss-Maffei Kunststoffiechnik GmbH (Германия), Hans Weber Maschinenfabrik GmbH (Германия), Greiner Extrusion GmbH (Австрия), Mikrosan Makina (Турция) и ICMA San Giorgio (Италия). Также на рынке востребовано оборудование китайских компаний Jwell Extrusion Machinery Co., Ltd, POLYTECH Plastic Machinery Corp, Nanjing Hao Ding Composite Material Co., Ltd, Sky Win Technology Co., Ltd, Qingdao Leader Machinery Co., Ltd. Стоимость китайского и европейского оборудования существенно разнится.
