Fer bosses d'escombraries amb cordó és una de les feines més difícils en els envasos tous. A diferència de les bosses de segellat-normals en forma d'estrella o les bosses de fons pla-, el cordó requereix una combinació complexa de pel·lícula de bufat, retalls, fabricació de canals i alliberament elàstic. Per tant, l'elecció dels materials no és només una qüestió de cost. És el factor fonamental que determina si la màquina funciona i el rendiment del producte final. Saber quins materials funcionen amb una màquina de tracció significa mirar les propietats del flux de polímers, les limitacions de disseny mecànic i les noves regles. Aquesta guia se centra en els tipus de resina clau, els sistemes d'additius i les noves opcions sostenibles que donen forma a la producció moderna de bosses amb cordó.
Resines de polietilè: The Industry Foundation
El polietilè segueix sent el material principal per a les bosses d'escombraries amb cordó. Això es deu al fet que té un bon equilibri de resistència, segellabilitat i facilitat de processament. Però no tot el polietilè té el mateix paper en aquesta feina. El polietilè d'alta densitat (HDPE) s'utilitza àmpliament per la seva alta resistència a la tracció i rigidesa. Això permet als fabricants produir bosses més primes que encara poden transportar càrregues pesades. L'estructura cristal·lina del polietilè d'alta densitat (HDPE) té una bona resistència a la punxada. Tanmateix, el seu punt de fusió més alt requereix un control acurat de la temperatura durant l'enrotllament i el segellat.
El polietilè lineal de baixa-densitat (LLDPE), especialment els tipus catalitzats per-melocè (LLDPE), ha guanyat una quota de mercat important. Això es deu a una millor elongació i resistència a l'impacte dels dards. Aquestes resines s'estiren en lloc de trencar-se sota càrregues sobtades. Aquesta és una característica de seguretat important de les bosses de residus mixtes. En configurar unMàquina de bosses d'escombraries amb cordó, l'operador ha de fer front a les diferents viscositats de fusió i propietats de refrigeració de cada resina. El polietilè de baixa-densitat (LDPE) sol requerir una temperatura inicial de segellat més baixa, però triga més temps a retenir la calor que el polietilè d'alta-densitat (HDPE). Per tant, les estacions-de tancament i segellat inferior requereixen perfils de calefacció ajustables. Les dades del sector de l'American Chemistry Council mostren un augment del 28% en l'ús de LLDPE, un metall de terres rares, a les bosses d'escombraries del 2019 al 2023. Això es va deure principalment als esforços per reduir l'ús de material sense comprometre el rendiment [1].
Les mescles combinades de polietilè d'alta-densitat (HDPE) i polietilè de baixa-densitat (LLDPE) ja són habituals. Això permet que el convertidor ajusti l'equilibri de rigidesa-duresa a objectius específics de calibre. Aquestes mescles requereixen controls acurats de compatibilitat. Si dos materials no es barregen bé, la separació de fases pot crear debilitats en els canals de baixada on es troba el cordó. Es recomanen proves reològiques de viscosimetria capil·lar abans d'executar noves proporcions de mescla. Això garanteix un flux constant a través dels motlles d'extrusió i fins i tot el gruix de la pel·lícula a tota l'amplada de la web. Per a qualsevolMàquina de bosses d'escombraries amb cordó, la validació de la proporció de mescla continua sent un pas crític de pre-producció.
Sistemes additius i modificadors funcionals
La resina basal només s'utilitza en la fabricació de bosses de cordó. Els masterbatches additius són clau per garantir un processament estable, un aspecte estètic i una funció especial. Les diapositives, normalment alucamida o oleamida, són molt importants. Redueixen la fricció a la superfície de la pel·lícula. Sense un lliscament suficient, la pel·lícula pot enganxar-se o no obrir-se correctament quan s'enrotlla. Però un excés d'anti-antilliscant pot moure's a la superfície i trencar els segells tèrmics. També permet que el cordó llisqui al canal de la vora. El mal funcionament va fer que la bossa fos inútil.
Els additius de contenció, sovint sílice sintètica o terra de diatomeas, impedeixen que les capes de pel·lícula s'enganxin a la pel·lícula a causa de la pressió del rotllo durant l'emmagatzematge i el transport. Per a les bosses de cordó, la contenció s'ha de configurar correctament. Hi ha poques raons per bloquejar. Quan estireu la corda, massa corda farà que la superfície de la corda sigui rugosa, augmentant la fricció. La tecnologia de fluoropolímer pot prevenir la fractura de la fosa a altes velocitats d'extrusió. Això permet elMàquina de bosses d'escombraries amb cordóper córrer més ràpid sense perdre la qualitat de la superfície. Les instruccions tècniques de l'SPE indiquen que la quantitat òptima d'auxili de processament de fluoropolímers és de 50 a 200 ppm de bosses d'escombraries de pel·lícula bufada. El seu rendiment depèn de la velocitat de cisalla i la forma del motlle [2].
Els lots mestres de color i els additius-neutralitzadors d'olors afegeixen més variables. El pigment negre de carboni s'utilitza habitualment a les bosses d'escombraries negres com a agent nucleant. Tots aquests canvien la velocitat de cristal·lització i afecten la força del segell. Les càpsules de fragància i els absorbents d'olors poden contenir resines portadores que no es barregen amb el polímer base. Això pot provocar taques de gel o boira. Encara calen gràfics de compatibilitat i proves a -escala petita per comprovar-ho tot abans de la producció completa.
Contingut reciclat i resines post-consum
Les regulacions i els objectius de sostenibilitat corporativa estan posant més materials reciclables a les bosses d'escombraries amb cordó. El polietilè post-reciclat per al consum (PCR) prové del reciclatge a la vora. Planteja problemes únics. En comparació amb les noves resines, la PCR té un rang de pes molecular més ampli, un índex de fusió més inestable i la possibilitat de brutícia. Aquests factors afecten directament la uniformitat de la pel·lícula, la fiabilitat del segell i la qualitat del canal de trefilatge.
Quan es tracta d'una barreja de PCR alta, la compatibilitat de la màquina esdevé molt important. AMàquina de bosses d'escombraries amb cordóté potents sistemes de filtració, tractament corona per determinar l'energia superficial i control de temperatura ajustable per manejar la PCR millor que la màquina antiga només per a resines noves. La investigació al Journal of Applied Polymer Science ha demostrat que una concentració de més del 30% de PCR de reacció en cadena de la polimerasa) redueix significativament la força de l'impacte dels dards. Això es pot fer mitjançant co-extrusió amb noves capes de lligam o afegint modificadors d'impacte [3]. Les estructures coextrusionades col·loquen PCR a la capa mitjana i resina nova a l'exterior. Això manté el segellat de la superfície i la qualitat òptica mentre s'utilitzen més materials reciclats.
Els estàndards de contingut que circulen per als programes de certificació i serveis globals de SCS, com ara ECOLOGO d'UL, proporcionen comprovacions de tercers-que influeixen en les eleccions materials. La conversió d'aquestes certificacions s'ha de documentar en una cadena de custòdia clara i subjecta a auditories periòdiques. Això s'afegeix a la documentació per a l'adquisició de material.
Alternatives biodegradables i compostables
Les zones sintètiques utilitzen ciències de materials molt diferents. Les mescles a base d'àcid polilàctic (PLA), tereftalat d'adipat de polibutilè (PBAT) i midó-no tenen la força de fusió ni l'estabilitat tèrmica del polietilè. Aquests materials es descomponen ràpidament sota la calor i l'estrès mecànic. Com a resultat, requereixen dissenys especials de cargol, temperatures de processament més baixes i ajustos de segellat alterats. La fabricació de canals de dobladillo és especialment difícil de fer. Les pel·lícules compostables tenen menys viscositat tèrmica i es cremen més fàcilment.
El convertidor ha de comprovar la compatibilitat metàl·lica del tambor i els cargols quan la funció de la bossa d'escombraries amb cordó no gestiona el material compostable. Alguns biopolímers produeixen productes de degradació àcids que s'oxiden les peces d'acer estàndard. Les fàbriques que fabriquen productes convencionals i compostables poden requerir eines dedicades o sistemes de substitució ràpida. Wageningen University & Research mostra que les barreges PBAT/PLA/midó van aconseguir bones propietats mecàniques només en un petit rang de proporcions de barreja. Per tant, la consistència de la formulació és més important que els sistemes de polietilè [4]. En avaluar aMàquina de bosses d'escombraries amb cordóper a materials alternatius, aquestes limitacions de processament s'han de tenir en compte en la decisió de compra.
Protocols de prova i validació de qualitat
La selecció del material no es pot basar únicament en el full de càlcul del proveïdor. Requereix ser provat en condicions de conversió reals. Els estàndards bàsics de rendiment es van establir mitjançant la prova de resistència de segellat de cada ASTMF88, l'impacte de dards de cada ASTMD1709 i el trencament d'Elmendorf de cada ASTMD1922. Per a les bosses de cordó, la connexió entre la pel·lícula i el cordó es comprova mitjançant la prova d'explosió del canal inferior i la mesura de la tensió del cordó. Els estudis d'envelliment accelerat se centren en el moviment additiu i l'estabilitat-a llarg termini de les pel·lícules primes. Això atura els errors després d'uns mesos de producció. Les proves conjuntes entre proveïdors de resines, fabricants d'additius i operadors de màquines segueixen sent la millor manera d'obtenir una coincidència de la màquina-de material certificat. Aquests partits han de complir tant els requisits de rendiment com les normes reguladores. En definitiva, el conjunt de material òptim per a qualsevolMàquina de bosses d'escombraries amb cordósorgeix de les proves sistemàtiques, no només de les especificacions genèriques.
Referència
[1] American Chemistry Council (2023). Revisió de la resina: tendències del mercat del polietilè i canvis d'aplicació. Informe tècnic de la Divisió de Plàstics de l'ACC.
[2] Societat d'Enginyers Plàstics (2022). Optimització d'auxili de processament en extrusió de pel·lícula bufada per a aplicacions de calibre-fino. Actes de la Jornada Tècnica Anual de l'SPE.
[3] Journal of Applied Polymer Science (2023). Propietats mecàniques de les pel·lícules de polietilè reciclat post-consum per a envasos flexibles. Revistes Wiley.
[4] Universitat i recerca de Wageningen (2022). Envasos de mescles de polímers biodegradables: finestres de processament i caracterització del rendiment. Publicacions d'investigació de base biològica i d'aliments WUR.
