LAB-ammattikorkeakoulun laboratorio on vahvistunut kaksiruuviekstruuderilla. Kaksiruuviekstruuderia voidaan käyttää laajasti muovituotteiden valmistuksessa sekä muovialan tutkimuksessa. Kaksiruuviekstruuderi soveltuu hyvin erilaisten muovien ja muoviseosten työstöön.
Ekstruuderin toimintaperiaate
Ekstruusio eli suulakepuristus tarkoittaa prosessia, jossa materiaalia puristetaan tietyn profiilin mukaisen suulakkeen läpi. Ekstruusiolla on mahdollista valmistaa muovista esimerkiksi kalvoja, putkia, levyjä, tankoja ja nauhoja (Kurri, ym. 2008). Laitetta, jolla ekstruusio tehdään, kutsutaan ekstruuderiksi.
Ekstruusiossa muoviraaka-aine syötetään syöttösuppilon kautta ruuville, joka sulattaa materiaalin pyörimisen aiheuttaman kitkan ja sylinterin lämmityksen avulla. Ekstruuderi voi olla myös useampiruuvinen. Kaksiruuviekstruuderin etuna on, että se mahdollistaa erilaisten väri- ja lisäaineiden lisäämisen muoviraaka-aineen sekaan prosessin myöhemmässä vaiheessa. Lisä- ja väriaineet auttavat parantamaan prosessoitavuutta ja lopputuotteen ominaisuuksia (Johansson 2011).
Kun raaka-aineet ovat sulaneet ja sekoittuneet homogeeniseksi seokseksi, sula muovimassa työntyy suulakkeen läpi esimerkiksi nauhana. Tämän jälkeen nauha syötetään pelletöintiyksikköön, jossa se jäähdytetään ja leikataan samankokoisiksi ja -muotoisiksi partikkeleiksi.
Pelletöinnin jälkeen muovipartikkelien eli granulaattien ominaisuuksia voidaan testata laajasti. Ruiskuvalukoneen avulla materiaalista voidaan tehdä koesauvoja, joilla voidaan testata muun muassa vetolujuutta sekä iskunkestävyyttä.
Kaksiruuviekstruuderin käyttökohteita
Yksi uutta kaksiruuviekstruuderia hyödyntävistä projekteista on Kiemura, jossa paneudutaan tällä hetkellä polttoon menevien muovien kierrätysmahdollisuuksiin. Yksi projektin lähtökohdista on EU:n uusi muovistrategia, joka lisää tarvetta muovien käsittelyn sekä materiaalikierrätyksen uusille ratkaisuille.
Hankkeen toimenpiteinä on rakennettu muovien pesu- ja kierrätyslinjasto, mikä sisältää pilot-mittakaavan muovien pesu-, erottelu- ja kuivauslaitteistot sekä kaksiruuviekstruuderin. Linjastolla testataan erilaisten kierrätysmuovien ja niiden seosten työstettävyyttä ja soveltuvuutta muun muassa uusiogranulaattien valmistukseen. Kiemura -projektin rahoittajana toimii Euroopan aluekehitysrahasto (EAKR).
Kirjoittanut: Ida Määttä, joka toimii Kiemura -hankkeen projektipäällikkönä LAB-ammattikorkeakoulussa.
Lähteet:
Johansson, L. 2011. Polymeeriraaka-aineen kehitys ekstruusiolla valmistettavaan sovellukseen. Diplomityö. Materiaalitekniikan koulutusohjelma. Tampereen teknillinen yliopisto [viitattu 9.2.2020]. Saatavilla: http://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-2011091314797
Kurri, V., Malén, T., Sandell, R. ja Virtanen, M. 2008. Muovitekniikan perusteet. Oppikirja.
Nieminen, J-P. 2018. Kompaundoinnin laitteistojen vertailu muoviteollisuudessa ja termoplastisen polyuretaanin sisäisen kosteuden vaikutus kompaundoinnin lopputuotteeseen. Kandidaatintyö. Kemiantekniikka. Lappeenrannan teknillinen yliopisto [viitattu 16.2.2020]. Saatavilla: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2018051824212
Kuvat:
KUVAT 1 & 3. Ida Määttä
KUVA 2. Seppälä, J. 2001. Ekstruuderin rakenne. Teoksessa: Seppälä, J. Polymeeriteknologian perusteet. Helsinki: Otatieto. 580.
Linkit:
Kiemura. 2020. Kiemura: Mikro- ja kierrätysmuovien kiertotalousratkaisut [viitattu 6.3.2020]. Saatavilla: https://lab.fi/fi/kiemura
