Tworzywo CPLA: odporność na ciepło, kompostowalność i szczegóły dotyczące pozyskiwania projektów

Materiały i zaopatrzenie

Plastik CPLA: odporność na ciepło, kompostowalność i szczegóły pozyskiwania decydujące o projekcie

Żywica roślinna, która przetrwa gorące jedzenie, to nie ten sam produkt, co żywica roślinna w zimnym kubku. Oto, czym CPLA różni się od PLA, gdzie zarabia i co należy sprawdzić przed cięciem narzędzia.

Zespół zajmujący się gastronomią wymienił kiedyś łyżkę do zupy PP na łyżkę pochodzenia roślinnego i przeprowadził próbę trzymania na gorąco w temperaturze 90°C. Miska łyżki złożona w pojemniku na wynos przed końcem testu. Żywicę oznaczono PLA, co było dokładne i zupełnie nieistotne dla zastosowania. Tworzywo CPLA istnieje dokładnie dla tej szczeliny.

W skrócie: CPLA to PLA wypełniony minerałem i celowo skrystalizowany. Podnosi to jego użyteczną temperaturę z około 55°C do zakresu 85–100°C, czyni go nieprzezroczystym, podnosi jego cenę i sprawia, że ​​przetwarzanie jest zauważalnie trudniejsze.

Czym właściwie jest plastik CPLA

PLA to poliester zbudowany ze sfermentowanych cukrów roślinnych, zwykle kukurydzy lub trzciny cukrowej. W swojej standardowej postaci jest amorficzny, co oznacza, że ​​łańcuchy polimeru są splątane bez porządku, w związku z czym materiał zaczyna mięknąć w temperaturze około 55–60°C. Temperatura ta jest niższa od temperatury gorącego napoju, szafki lub komercyjnego cyklu płukania.

CPLA wykorzystuje ten sam polimer bazowy i wprowadza dwie zmiany. Wypełniacz mineralny, najczęściej talk, jest dodawany do żywicy w celu zwiększenia sztywności i działania jako radiator. Część następnie chłodzi się w kontrolowanym profilu za pomocą środków zarodkujących, co pozwala łańcuchom ułożyć się w uporządkowane obszary krystaliczne, które zazwyczaj osiągają 30–40% krystaliczności. Połączenie to podnosi temperaturę ugięcia pod wpływem ciepła do zakresu 85–100 ° C, około 30–40 ° C powyżej amorficznego PLA.

Kompromis jest optyczny. Regiony krystaliczne rozpraszają światło, więc CPLA jest nieprzezroczysta. Kolor biały, kremowy, czarny i różne odcienie są standardem; przezroczysty jak szkło CPLA nie jest dostępny w komercyjnych zastawach stołowych.

Liczba cieplna, która ma większe znaczenie niż etykieta

Arkusz danych z informacją „PLA” prawie nic nie mówi o temperaturze roboczej. Zapytaj o oznaczenie gatunku, zawartość wypełniacza i temperaturę ugięcia pod wpływem ciepła, a następnie sprawdź za pomocą testu gotowej części, a nie próbki żywicy.

Ugięcie pod wpływem ciepła mierzone jest na standardowym pręcie pod określonym obciążeniem. Prawdziwe części są cieńsze, przenoszą ciężar w jednym punkcie i mają ostre promienie, dlatego awarie eksploatacyjne często pojawiają się o 10–15 °C wcześniej niż jest to wydrukowane. Trzy kontrole oddzielają wykonalny artykuł od kosztownego błędu:

• Napełnianie na gorąco: płyn o temperaturze 85–90 °C utrzymywany przez 30 minut, a następnie ułożony w stos, gdy jest jeszcze ciepły.
• Szafka do przechowywania: 60–75 °C przez dwie godziny z produktem na górze stosu.
• Kuchenka mikrofalowa dla konsumentów: dwie minuty przy pełnej mocy z sosem o dużej zawartości tłuszczu, który nagrzewa się szybciej i bardziej nierównomiernie niż sos na bazie wody.

Małe przedmioty zawodzą w pierwszej kolejności, ponieważ ich ścianki są cienkie w stosunku do średnicy. Dlatego Wydajność kubków porcjowanych w kuchence mikrofalowej i zamrażarce zasługuje na własną próbę przed zatwierdzeniem jakiejkolwiek zmiany.

Kompostowalność i certyfikacja drobnym drukiem

Artykuły posiadające certyfikat EN 13432 lub ASTM D6400 rzeczywiście ulegają rozkładowi podczas kompostowania, ale tylko w warunkach przemysłowych. Obydwa standardy zakładają stałą temperaturę 58°C, kontrolowaną wilgotność i określoną populację drobnoustrojów. Taki reżim istnieje w obiekcie komercyjnym, a nie na przydomowej hałdzie, która rzadko utrzymuje temperaturę na tyle długo, aby proces mógł się rozpocząć.

Kompostowalność jest warunkiem, a nie cechą. Opisuje, co dzieje się w konkretnym obiekcie, w określonej temperaturze, w określonym oknie.

Następują dwie konsekwencje. Po pierwsze, twierdzenie ma zastosowanie wyłącznie w przypadku, gdy istnieje zbiórka przemysłowa; Kompostowalny widelec, który ląduje w odpadach ogólnych, przez długi czas zachowuje się podobnie jak konwencjonalny plastik. Po drugie, sformułowanie ma znaczenie prawne. Bez zastrzeżeń oświadczenia „ulegający biodegradacji” są ograniczone na kilku rynkach, podczas gdy „nadaje się do kompostowania przemysłowego, posiada certyfikat EN 13432” to stwierdzenie, które można obronić, poparte raportem z testów.

Gdzie CPLA zarabia na składki

CPLA wybiera się tam, gdzie cienkie, sztywne, trzymane w dłoni przedmioty spotykają się z gorącym jedzeniem lub gorącym napojem: zestawy sztućców, mieszadełka do kawy, słomki do picia, kubki do porcjowania, pokrywki do zimnych napojów, tace do sushi, muszle piekarnicze i małe miseczki delikatesowe.

Najsilniejszym uzasadnieniem biznesowym rzadko jest podstawienie w jednej linii. Jest to obiekt o zamkniętym obiegu, taki jak stadion, kampus lub festiwal, który kontroluje zarówno działalność usług gastronomicznych, jak i zbiórkę odpadów. Tam można raczej zweryfikować roszczenie o wycofanie z eksploatacji niż twierdzić, a premia materiałowa jest kompensowana z celami w zakresie przekierowania odpadów i kosztami utylizacji.

Dopasowywanie CPLA do systemu kubka, pokrywki i folii

Pokrywa rzadko zawodzi ze względu na swój własny materiał. Nie udaje się to ze względu na dopasowanie. Średnice brzegów kubków zwykle mieszczą się w granicach ±0,2 mm, a CPLA i PP rozszerzają się z różną szybkością po napełnieniu gorącym płynem, więc wieczko, które idealnie zatrzaskuje się w temperaturze 20°C, może unieść się w temperaturze 85°C. Jeśli połączysz kompostowalną pokrywkę z kubkiem PP, przetestuj zmontowane opakowanie na gorąco, zamiast testować pokrywkę osobno.

Folie uszczelniające są trudniejszą granicą. Zgrzewane folie przykrywające łączą się z powierzchniami PET, CPET, PP i PS, ponieważ warstwa uszczelniająca jest opracowana dla tych polimerów, a tacka musi również wytrzymać temperaturę szczęki zgrzewającej. Tace CPLA zazwyczaj nie są obsługiwane na standardowych zgrzewarkach do tacek. Jeżeli wymagane jest zapieczętowane opakowanie o wysokiej barierowości, realistycznym rozwiązaniem jest zachowanie informacji o możliwości kompostowania na sztućcach i zimnych produktach, przy jednoczesnym określeniu kombinacji tacy barierowej i folii dla zapieczętowanego produktu. Większość rozwiązania w zakresie pakowania żywności są składane w ten sposób: kilka materiałów, z których każdy wykonuje swoją pracę dobrze.

Rzeczywistość przetwarzania: wilgoć, złom i czas cyklu

PLA i CPLA są higroskopijne i hydrolizują podczas obróbki na mokro. Żywicę należy suszyć do niskiego poziomu wilgoci, zwykle poniżej 250 ppm, w suszarce pochłaniającej wilgoć przez kilka godzin, zanim dotrze do ślimaka. Pomiń ten krok, a masa cząsteczkowa spadnie, co będzie objawiać się raczej kruchością części i niespójną krystalicznością niż oczywistą usterką maszyny.

Trzy dalsze cechy kształtują oprzyrządowanie i koszt:

• Niska wytrzymałość stopu, dlatego cienkie przekroje i długie ścieżki przepływu wymagają dużych przewężek i starannego zrównoważenia wypełnienia.
• Skurcz inny niż w przypadku PP, co często oznacza nową formę lub ponownie przycięty rdzeń, a nie wbijane narzędzie.
• Wyższe zapotrzebowanie na chłodzenie, które wydłuża czas cyklu i zmniejsza wydajność na wnękę w porównaniu z częścią PP o tej samej geometrii.

Lista kontrolna kosztów, dostaw i zamówień

Żywica CPLA zazwyczaj plasuje się znacznie powyżej PP ogólnego przeznaczenia w przeliczeniu na kilogram, a różnica zwiększa się po uwzględnieniu ilości złomu, wolniejszych cykli i wszelkich nowych narzędzi. Dodaj żywicę produkowaną przez ograniczoną liczbę dostawców, a ryzyko zakupu stanie się tak samo ciągłością, jak cena. Przed zatwierdzeniem wykonaj następujące czynności:

1. Potwierdź dokładny gatunek, zawartość wypełniacza i temperaturę ugięcia pod wpływem ciepła na piśmie, a nie nazwą rodziny produktów.
2. Poproś o dokumentację dotyczącą kontaktu z żywnością, w tym zgodność z FDA 21 CFR oraz, w przypadku UE, deklarację zgodności z rozporządzeniem 10/2011 oraz dane dotyczące migracji.
3. Zweryfikuj zakres ewentualnej certyfikacji i sprawdź, czy obejmuje ona gotowy wyrób, czy tylko żywicę.
4. Zapytaj, czy istniejąca forma obsługuje CPLA, czy też skurcz wymaga nowej.
5. Sprawdź trwałość żywicy i opakowanie, ponieważ wchłanianie wilgoci rozpoczyna się natychmiast po otwarciu worka.
6. Przeprowadź pełną próbę na linii rozlewniczej, obejmującą napełnianie na gorąco, układanie w stosy i przetrzymywanie przez 24 godziny.
7. Modeluj koszt na tysiąc jednostek, a nie koszt na kilogram.

Współpraca z producentem, który już produkuje żywice roślinne

Praktyczną kwestią stojącą za każdym projektem CPLA jest to, kto będzie zarządzał oprzyrządowaniem, profilem suszenia i walidacją napełniania na gorąco w ramach jednego zadania. Ningbo Linhua Plastic Co., Ltd., założona w 2004 roku z siedzibą w Fenghua w stanie Ningbo, produkuje opakowania do kontaktu z żywnością z PP, PS, PET, TFPP i PLA i opisuje siebie jako konsultanta linii pakujących klientów, a nie tylko dostawcę pojedynczych artykułów. Firma twierdzi, że samodzielnie zajmuje się projektowaniem form, rozwojem produktów, produkcją i kontrolą, a jej systemy jakości obejmują zarządzanie ISO 9001, HACCP i GMP zgodne z oczekiwaniami AIB wobec producentów opakowań do kontaktu z żywnością, a także audyt opakowań BRC.

Jego obiekt o powierzchni 30 000 metrów kwadratowych znajduje się około 30 minut od lotniska Ningbo Lishe i około 90 minut od portu Beilun, co ma znaczenie, gdy żywica i gotowe towary przemieszczają się według różnych harmonogramów. Nic z tego nie sprawia, że ​​projekt CPLA jest prosty, ale oznacza to, że na pytania dotyczące krystaliczności, wilgoci i dopasowania może odpowiedzieć ten sam zespół, który uruchamia formę.

Tworzywo CPLA dobrze rozwiązuje jeden konkretny problem: utrzymuje cienki, sztywny artykuł pochodzenia roślinnego nadający się do kontaktu z gorącą żywnością, gdzie zwykły PLA mięknie. Ogólnie nie rozwiązuje problemu pakowania. Jest nieprzezroczysty, kosztuje więcej niż PP, pochłania wilgoć, nie uszczelnia się jak taca barierowa, a jego trwałość zależy od infrastruktury zbierającej, której wciąż brakuje w wielu miejscach. Traktuj materiał jako jeden element systemu, połącz go z odpowiednią filiżanką, odpowiednią pokrywką i uczciwym oznakowaniem, a przełącznik zwykle wytrzyma. Traktuj to jako bezpośredni zamiennik każdego artykułu PP w linii, a pierwsza próba napełniania na gorąco powie Ci inaczej.