ساخت کیسه زباله بند کشی یکی از سخت ترین کارها در بسته بندی های نرم است. بر خلاف کیسههای آببندی ستارهدار معمولی-یا کیسههای ته صاف-، بند کشی به ترکیب پیچیدهای از فیلم دمنده، تراش، ساخت کانال و آزادسازی الاستیک نیاز دارد. بنابراین انتخاب مواد صرفاً به دلیل هزینه نیست. این عامل اساسی است که کارکرد دستگاه و عملکرد محصول نهایی را تعیین می کند. دانستن اینکه چه موادی با یک ماشین سطل کششی کار می کنند به معنای بررسی خواص جریان پلیمر، محدودیت های طراحی مکانیکی و قوانین جدید است. این راهنما بر روی انواع رزین های کلیدی، سیستم های افزودنی و گزینه های جدید پایدار تمرکز دارد که تولید کیسه های کششی مدرن را شکل می دهند.
رزین های پلی اتیلن: بنیاد صنعت
پلی اتیلن همچنان ماده اصلی برای کیسه های زباله است. این به این دلیل است که تعادل استحکام خوبی، قابلیت آب بندی و سهولت پردازش دارد. اما همه پلی اتیلن ها در این کار نقش یکسانی ندارند. پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) به دلیل استحکام کششی و سختی بالا به طور گسترده ای استفاده می شود. این به سازندگان اجازه میدهد تا کیسههای نازکتری تولید کنند که هنوز میتوانند بارهای سنگین را حمل کنند. ساختار کریستالی پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) مقاومت خوبی در برابر سوراخ شدن دارد. با این حال، نقطه ذوب بالاتر آن نیاز به کنترل دقیق دما در طول سیم پیچی و آب بندی دارد.
پلی اتیلن با چگالی پایین خطی (LLDPE)، به ویژه انواع متالوسن-کاتالیز شده (LLDPE)، سهم قابل توجهی از بازار را به دست آورده است. این به دلیل ازدیاد طول و قدرت ضربه دارت بهتر است. این رزین ها به جای اینکه تحت بارهای ناگهانی پاره شوند، کشیده می شوند. این یک ویژگی مهم ایمنی کیسه های زباله مخلوط است. هنگام راه اندازی aدستگاه کیسه زباله کشیاپراتور باید با ویسکوزیته مذاب و خواص خنک کنندگی مختلف هر رزین مقابله کند. پلی اتیلن با چگالی کم (LDPE) معمولاً به دمای آب بندی اولیه کمتری نیاز دارد، اما نسبت به پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) زمان بیشتری برای حفظ گرما نیاز دارد. بنابراین، ایستگاههای سیمبند و پایین{4}}به پروفیلهای گرمایش قابل تنظیم نیاز دارند. دادههای صنعت از شورای شیمی آمریکا نشان میدهد که استفاده از LLDPE، یک فلز خاکی کمیاب، در کیسههای زباله از سال 2019 تا 2023 به میزان 28 درصد افزایش یافته است. این عمدتا به دلیل تلاشها برای کاهش استفاده از مواد بدون به خطر انداختن عملکرد بود [1].
مخلوطهای پلی اتیلن با چگالی بالا (HDPE) و پلی اتیلن با چگالی پایین (LLDPE) در حال حاضر رایج است. این به مبدل اجازه می دهد تا تعادل سختی-را با اهداف گیج خاص تنظیم کند. این مخلوط ها به بررسی دقیق سازگاری نیاز دارند. اگر دو ماده به خوبی با هم مخلوط نشوند، جداسازی فاز میتواند ضعفهایی در کانالهای نوسانی که بند کشی در آن قرار دارد ایجاد کند. تست رئولوژیکی ویسکومتری مویرگی توصیه می شود قبل از اجرای نسبت های ترکیبی جدید. این جریان یکنواخت را از طریق قالب های اکستروژن و حتی ضخامت لایه در سراسر عرض وب تضمین می کند. برای هردستگاه کیسه زباله کشی، اعتبار سنجی نسبت ترکیب یک مرحله مهم قبل از تولید-است.
سیستم های افزودنی و اصلاح کننده های عملکردی
رزین پایه به ندرت در ساخت کیسه های بند کشی به تنهایی استفاده می شود. مستربچ های افزودنی کلیدی برای اطمینان از پردازش پایدار، ظاهر زیبایی و عملکرد ویژه هستند. اسلایدها، معمولاً آلوکامید یا اولامید، بسیار مهم هستند. آنها اصطکاک روی سطح فیلم را کاهش می دهند. بدون لغزش کافی، فیلم می تواند به هم بچسبد یا در هنگام زخم شدن به درستی باز نشود. اما ضد لغزش بیش از حد می تواند به سطح حرکت کند و سیل حرارتی را بشکند. همچنین به بند کشی اجازه می دهد تا در کانال سجاف بلغزد. نقص عملکرد کیف را بی مصرف کرد.
افزودنی های محفظه، اغلب سیلیس مصنوعی یا خاک دیاتومه، از چسبیدن لایه های فیلم به فیلم به دلیل فشار رول در حین ذخیره سازی و حمل و نقل جلوگیری می کند. برای کیسه های بند کشی، محفظه باید به درستی تنظیم شود. دلایل بسیار کمی برای مسدود کردن هنگام کشیدن طناب، طناب زیاد، سطح طناب را ناهموار می کند و اصطکاک را افزایش می دهد. فناوری فلوروپلیمر می تواند از شکستگی مذاب در سرعت های اکستروژن بالا جلوگیری کند. این اجازه می دهد تادستگاه کیسه زباله کشیبرای دویدن سریعتر بدون از دست دادن کیفیت سطح. دستورالعمل های فنی SPE بیان می کند که مقدار بهینه کمک پردازش فلوروپلیمر 50 تا 200 پی پی ام کیسه زباله فیلم دمیده است. عملکرد آن به سرعت برش و شکل قالب بستگی دارد [2].
مستربچ های رنگی و افزودنی های خنثی کننده بو، متغیرهای بیشتری را اضافه می کنند. رنگدانه کربن سیاه معمولا در کیسه های زباله سیاه به عنوان یک عامل هسته ای استفاده می شود. همه اینها سرعت تبلور را تغییر داده و بر استحکام مهر و موم تأثیر می گذارد. کپسول های عطر و جاذب بو ممکن است حاوی رزین های حاملی باشند که با پلیمر پایه مخلوط نشده باشند. این می تواند منجر به لکه های ژل یا مه شود. برای بررسی همه چیز قبل از تولید کامل، هنوز به نمودارهای سازگاری و آزمایشهای{6} در مقیاس کوچک نیاز است.
محتوای بازیافتی و ارسال{0} رزین های مصرفی
مقررات و اهداف پایداری شرکت ها، مواد قابل بازیافت بیشتری را در کیسه های زباله قرار می دهند. پلي مشکلات منحصر به فردی ایجاد می کند. در مقایسه با رزین های جدید، PCR دارای محدوده وزن مولکولی گسترده تر، شاخص مذاب ناپایدارتر و امکان کثیفی است. این عوامل به طور مستقیم بر یکنواختی فیلم، قابلیت اطمینان آب بندی و کیفیت کانال کشش سیم تأثیر می گذارد.
هنگامی که با مخلوط کردن PCR بالا سر و کار دارید، سازگاری دستگاه بسیار مهم می شود. الفدستگاه کیسه زباله کشیدارای سیستم های فیلتراسیون قدرتمند، درمان کرونا برای تعیین انرژی سطح، و کنترل دمای قابل تنظیم برای انجام PCR بهتر از دستگاه قدیمی فقط برای رزین های جدید. تحقیقات در مجله علمی کاربردی پلیمر نشان داده است که غلظت بیش از 30 درصد واکنش زنجیره ای پلیمراز PCR) به طور قابل توجهی قدرت ضربه دارت را کاهش می دهد. این کار را می توان با اکستروژن همزمان با لایه های پیوندی جدید یا با افزودن اصلاح کننده های ضربه [3] انجام داد. ساختارهای کواکسترود شده PCR را در لایه میانی و رزین جدید را در خارج قرار می دهند. این در حالی که از مواد بازیافتی بیشتر استفاده می شود، آب بندی سطح و کیفیت نوری را حفظ می کند.
استانداردهای محتوای در حال گردش برای خدمات جهانی SCS و برنامههای صدور گواهی، مانند ECOLOGO UL، چکهای شخص ثالث- را ارائه میکند که بر انتخاب مواد تأثیر میگذارد. تبدیل این گواهینامه ها باید در یک زنجیره روشن از نگهداری مستند و مشمول ممیزی های دوره ای باشد. این به کارهای اداری برای تهیه مواد می افزاید.
جایگزین های زیست تخریب پذیر و کمپوست پذیر
زون های مصنوعی از علم مواد بسیار متفاوت استفاده می کنند. مخلوط های پلی لاکتیک اسید (PLA)، پلی بوتیلن آدیپات ترفتالات (PBAT) و نشاسته{1}} استحکام ذوب یا پایداری حرارتی پلی اتیلن را ندارند. این مواد در اثر گرما و تنش مکانیکی به سرعت تجزیه می شوند. در نتیجه، آنها به طراحی پیچ های خاص، دمای پردازش پایین تر و تنظیمات آب بندی تغییر یافته نیاز دارند. ساخت کانال سجاف به خصوص دشوار است. فیلم های کمپوست پذیر ویسکوزیته حرارتی کمتری دارند و راحت تر می سوزند.
مبدل باید سازگاری فلزی درام و پیچ ها را بررسی کند، زمانی که عملکرد کیسه زباله بند کشی مواد قابل کمپوست را کنترل نمی کند. برخی از پلیمرهای زیستی محصولات تجزیه اسیدی تولید می کنند که قطعات فولادی استاندارد را زنگ می زند. کارخانه هایی که محصولات معمولی و قابل کمپوست را تولید می کنند ممکن است به ابزار اختصاصی یا سیستم های جایگزین سریع نیاز داشته باشند. دانشگاه و تحقیقات Wageningen نشان میدهد که مخلوطهای PBAT/PLA/نشاسته خواص مکانیکی خوبی را تنها در محدوده نسبتهای مخلوط کوچک به دست میآورند. بنابراین قوام فرمولاسیون نسبت به سیستم های پلی اتیلن اهمیت بیشتری دارد [4]. هنگام ارزیابی الفدستگاه کیسه زباله کشیبرای مواد جایگزین، این محدودیت های پردازش باید در تصمیم خرید لحاظ شوند.
پروتکل های تست و اعتبارسنجی کیفیت
انتخاب مواد را نمی توان صرفا بر اساس صفحه گسترده تامین کننده باشد. نیاز به آزمایش در شرایط تبدیل واقعی دارد. استانداردهای عملکرد پایه با تست استحکام آب بندی هر ASTMF88، ضربه دارت هر ASTMD1709 و پارگی Elmendor هر ASTMD1922 تنظیم شد. برای کیسه های بند کشی، اتصال بین فیلم و بند کشی با آزمایش انفجار کانال پایین و اندازه گیری کشش بند کشی بررسی می شود. مطالعات پیری تسریع شده بر حرکت افزودنی و پایداری طولانی مدت لایههای نازک تمرکز دارد. این ایرادات را پس از چند ماه تولید متوقف می کند. آزمایش مشترک بین تامین کنندگان رزین، تولید کنندگان مواد افزودنی و اپراتورهای ماشین بهترین راه برای به دست آوردن مواد تایید شده-مطابقت ماشین است. این مسابقات باید الزامات عملکرد و قوانین نظارتی را رعایت کنند. در نهایت، مجموعه مواد بهینه برای هردستگاه کیسه زباله کشیاز آزمایش سیستماتیک ناشی می شود، نه تنها از مشخصات عمومی.
مرجع
[1] شورای شیمی آمریکا (2023). بررسی رزین: روندهای بازار پلی اتیلن و تغییرات کاربردی. گزارش فنی ACC Plastics Division.
[2] انجمن مهندسین پلاستیک (2022). بهینه سازی کمک پردازش در اکستروژن فیلم دمیده برای کاربردهای نازک-. مجموعه مقالات کنفرانس فنی سالانه SPE.
[3] مجله علمی کاربردی پلیمر (2023). ویژگیهای مکانیکی فیلمهای پلی اتیلن بازیافتی{3} توسط مصرفکننده برای بستهبندی انعطافپذیر. ویلی ادواری.
[4] دانشگاه و تحقیقات Wageningen (2022). بسته بندی مخلوط های پلیمری زیست تخریب پذیر: پنجره های پردازش و ویژگی های عملکرد. انتشارات تحقیقاتی WUR Food & Biobased Research.
