Realizzare sacchetti per la spazzatura con coulisse è uno dei lavori più difficili negli imballaggi morbidi. A differenza dei normali sacchetti sigillati a forma di stella-o dei sacchetti a fondo piatto-, il cordoncino richiede una complessa combinazione di pellicola soffiante, finiture, realizzazione di canali e rilascio elastico. Quindi la scelta dei materiali non è solo una questione di costi. È il fattore fondamentale che determina il funzionamento della macchina e le prestazioni del prodotto finale. Sapere quali materiali funzionano con una macchina per bidoni a trazione significa esaminare le proprietà del flusso dei polimeri, i vincoli di progettazione meccanica e le nuove regole. Questa guida si concentra sui principali tipi di resina, sui sistemi di additivi e sulle nuove opzioni sostenibili che danno forma alla moderna produzione di borse con chiusura a cordoncino.
Resine di polietilene: la fondazione dell'industria
Il polietilene è ancora il materiale principale per i sacchi della spazzatura con coulisse. Questo perché ha un buon equilibrio di resistenza, saldabilità e facilità di lavorazione. Ma non tutto il polietilene svolge lo stesso ruolo in questo lavoro. Il polietilene ad alta densità (HDPE) è ampiamente utilizzato per la sua elevata resistenza alla trazione e rigidità. Ciò consente ai produttori di produrre borse più sottili che possono comunque trasportare carichi pesanti. La struttura cristallina del polietilene ad alta densità (HDPE) ha una buona resistenza alla perforazione. Tuttavia, il suo punto di fusione più elevato richiede un attento controllo della temperatura durante l'avvolgimento e la sigillatura.
Il polietilene lineare a bassa{0}densità (LLDPE), in particolare i tipi catalizzati metallocenici-(LLDPE), ha guadagnato una quota di mercato significativa. Ciò è dovuto al migliore allungamento e alla forza d'impatto del dardo. Queste resine si allungano anziché strapparsi sotto carichi improvvisi. Questa è un'importante caratteristica di sicurezza dei sacchi per rifiuti misti. Quando si imposta aMacchina per sacchi della spazzatura con coulisse, l'operatore deve fare i conti con la diversa viscosità del fuso e le proprietà di raffreddamento di ciascuna resina. Il polietilene a bassa-densità (LDPE) richiede solitamente una temperatura di sigillatura iniziale inferiore, ma impiega più tempo per trattenere il calore rispetto al polietilene ad alta-densità (HDPE). Pertanto, le stazioni di orlatura e di sigillatura del fondo-richiedono profili di riscaldamento regolabili. I dati di settore dell’American Chemistry Council mostrano un aumento del 28% nell’uso di LLDPE, un metallo delle terre rare, nei sacchi della spazzatura dal 2019 al 2023. Ciò è dovuto principalmente agli sforzi per ridurre l’uso del materiale senza compromettere le prestazioni [1].
Miscele miste di polietilene ad alta-densità (HDPE) e polietilene a bassa{{1}densità (LLDPE) sono già comuni. Ciò consente al convertitore di regolare il bilanciamento della rigidità-resilienza su target di calibro specifici. Queste miscele richiedono attenti controlli di compatibilità. Se due materiali non si mescolano bene, la separazione di fase può creare punti deboli nei canali di downswing in cui si trova la coulisse. Si consiglia di eseguire test reologici sulla viscosimetria capillare prima di eseguire nuovi rapporti di miscelazione. Ciò garantisce un flusso costante attraverso gli stampi di estrusione e uno spessore uniforme del film su tutta la larghezza del nastro. Per qualsiasiMacchina per sacchi della spazzatura con coulisse, la convalida del rapporto di fusione rimane una fase critica di pre-produzione.
Sistemi additivi e modificatori funzionali
La resina basale viene utilizzata raramente nella sola produzione di borse con chiusura a cordoncino. I masterbatch additivi sono fondamentali per garantire una lavorazione stabile, un aspetto estetico e una funzione speciale. Molto importanti sono i vetrini, solitamente alucamide o oleamide. Riducono l'attrito sulla superficie del film. Senza uno slittamento sufficiente, la pellicola può restare attaccata o non aprirsi correttamente una volta avvolta. Ma una quantità eccessiva di antiscivolo potrebbe spostarsi in superficie e rompere le sigillature termiche. Permette inoltre al cordoncino di scivolare nel canale dell'orlo. Il malfunzionamento ha reso la borsa inutilizzabile.
Gli additivi di contenimento, spesso silice sintetica o farina fossile, impediscono agli strati di pellicola di aderire alla pellicola a causa della pressione del rullo durante lo stoccaggio e il trasporto. Per le borse con coulisse, il contenimento deve essere impostato correttamente. Troppi pochi motivi per bloccare. Quando si tira la corda, troppa corda renderà ruvida la superficie della corda, aumentando l'attrito. la tecnologia dei fluoropolimeri può prevenire la frattura del fuso a velocità di estrusione elevate. Ciò consente ilMacchina per sacchi della spazzatura con coulisseper correre più velocemente senza perdere la qualità della superficie. Le istruzioni tecniche di SPE affermano che la quantità ottimale di coadiuvante di lavorazione del fluoropolimero è compresa tra 50 e 200 ppm di sacchi per rifiuti in film soffiato. Le sue prestazioni dipendono dalla velocità di taglio e dalla forma dello stampo [2].
I masterbatch colorati e gli additivi-neutralizzanti gli odori aggiungono ulteriori variabili. Il pigmento nero di carbonio è comunemente usato nei sacchi della spazzatura neri come agente nucleante. Tutti questi fattori modificano la velocità di cristallizzazione e influiscono sulla resistenza della tenuta. Le capsule profumate e gli assorbenti degli odori possono contenere resine veicolanti non miscelate con il polimero di base. Ciò può causare macchie di gel o nebbia. Sono ancora necessari grafici di compatibilità e test-su piccola scala per verificare tutto prima della produzione completa.
Contenuti riciclati e resine post-consumo
Le normative e gli obiettivi di sostenibilità aziendale stanno inserendo più materiali riciclabili nei sacchi della spazzatura con chiusura a cordoncino. Il polietilene riciclato post-consumo (PCR) proviene dal riciclaggio porta a porta. Pone problemi unici. Rispetto alle nuove resine, la PCR ha un intervallo di peso molecolare più ampio, un indice di fusione più instabile e la possibilità di sporco. Questi fattori influiscono direttamente sull'uniformità del film, sull'affidabilità della tenuta e sulla qualità del canale di trafilatura.
Quando si ha a che fare con una miscelazione PCR elevata, la compatibilità della macchina diventa molto importante. UNMacchina per sacchi della spazzatura con coulissedispone di potenti sistemi di filtrazione, trattamento corona per determinare l'energia superficiale e controllo della temperatura regolabile per gestire la PCR meglio della vecchia macchina solo per le nuove resine. Una ricerca pubblicata sul Journal of Applied Polymer Science ha dimostrato che una concentrazione superiore al 30% (reazione a catena della polimerasi) riduce significativamente la forza d'impatto del dardo. Questo può essere fatto mediante co-estrusione con nuovi strati di collegamento o aggiungendo modificatori di impatto [3]. Le strutture coestruse posizionano la PCR nello strato intermedio e la nuova resina all'esterno. Ciò mantiene la sigillatura superficiale e la qualità ottica utilizzando più materiali riciclati.
Gli standard di contenuto in circolazione per i servizi globali di SCS e i programmi di certificazione come ECOLOGO di UL forniscono controlli di terze-parti che influenzano le scelte dei materiali. La conversione di tali certificazioni deve essere documentata in una chiara catena di custodia e soggetta a audit periodici. Ciò si aggiunge al lavoro burocratico per l'approvvigionamento dei materiali.
Alternative biodegradabili e compostabili
Le zone sintetiche utilizzano scienze dei materiali molto diverse. Le miscele a base di acido polilattico (PLA), polibutilene adipato tereftalato (PBAT) e amido- non hanno la forza di fusione o la stabilità al calore del polietilene. Questi materiali si decompongono rapidamente sotto il calore e lo stress meccanico. Di conseguenza, richiedono viti dal design speciale, temperature di lavorazione più basse e impostazioni di tenuta alterate. La realizzazione di canali per orli è particolarmente difficile da realizzare. I film compostabili hanno una minore viscosità termica e bruciano più facilmente.
Il trasformatore deve verificare la compatibilità metallica del tamburo e delle viti quando la funzione del sacco della spazzatura con cordoncino non gestisce il materiale compostabile. Alcuni biopolimeri producono prodotti di degradazione acida che arrugginiscono le parti in acciaio standard. Le fabbriche che producono prodotti convenzionali e compostabili possono richiedere attrezzature dedicate o sistemi di sostituzione rapida. La Wageningen University & Research mostra che le miscele PBAT/PLA/amido hanno raggiunto buone proprietà meccaniche solo in un intervallo ridotto di rapporti di miscelazione. Pertanto, la coerenza della formulazione è più importante dei sistemi in polietilene [4]. Quando si valuta aMacchina per sacchi della spazzatura con coulisseper i materiali alternativi, questi vincoli di lavorazione devono essere presi in considerazione nella decisione di acquisto.
Protocolli di test e convalida della qualità
La selezione dei materiali non può basarsi esclusivamente sul foglio di calcolo del fornitore. Richiede di essere testato in condizioni di conversione reali. Gli standard prestazionali di base sono stati stabiliti dal test di resistenza alla sigillatura di ciascun ASTMF88, dall'impatto del dardo di ciascun ASTMD1709 e dallo strappo di Elmendorf di ciascun ASTMD1922. Per le borse con cordoncino, il collegamento tra la pellicola e il cordoncino viene controllato mediante il test di sabbiatura del canale inferiore e la misurazione della tensione del cordoncino. Gli studi sull'invecchiamento accelerato si concentrano sul movimento additivo e sulla stabilità-a lungo termine dei film sottili. Questo risolve i problemi dopo alcuni mesi di produzione. I test congiunti tra fornitori di resina, produttori di additivi e operatori di macchine rimangono il modo migliore per ottenere una corrispondenza certificata dei materiali-della macchina. Queste partite devono soddisfare sia i requisiti di prestazione che le norme normative. In definitiva, il set di materiali ottimale per qualsiasiMacchina per sacchi della spazzatura con coulisseemerge da test sistematici, non solo da specifiche generiche.
Riferimento
[1] Consiglio americano di chimica (2023). Analisi delle resine: tendenze del mercato del polietilene e cambiamenti nelle applicazioni. Relazione tecnica della Divisione Plastica di ACC.
[2] Società degli ingegneri delle materie plastiche (2022). Ottimizzazione degli ausiliari di processo nell'estrusione di film soffiato per applicazioni-di spessore sottile. Atti della conferenza tecnica annuale della SPE.
[3] Giornale di scienza dei polimeri applicati (2023). Proprietà meccaniche dei film in polietilene riciclato post-consumo per imballaggi flessibili. Periodici Wiley.
[4] Università e ricerca di Wageningen (2022). Packaging di miscele di polimeri biodegradabili: finestre di lavorazione e caratterizzazione prestazionale. Pubblicazioni di ricerca su alimenti e prodotti biologici della WUR.
