Plast CPLA: Tepelná odolnosť, kompostovateľnosť a podrobnosti o zdrojoch pre projekty

Materiály a zdroje

Plast CCHKO: Tepelná odolnosť, kompostovateľnosť a podrobnosti o zdrojoch, ktoré rozhodujú o projekte

Živica na rastlinnej báze, ktorá prežije horúce jedlo, nie je rovnaký produkt ako živica na rastlinnej báze v studenej šálke. Tu je návod, ako sa CPLA líši od PLA, kde zarába svoju prémiu a čo je potrebné overiť pred rezaním nástroja.

Tím stravovacích služieb raz nahradil PP polievkovú lyžicu rastlinnou a vykonal test udržiavania pri teplote 90 °C. Miska s lyžicou zložená vo vnútri nádoby so sebou predtým, ako bol test v polovici. Živica bola označená ako PLA, čo bolo presné a pre aplikáciu úplne irelevantné. Plast CPLA existuje presne pre túto medzeru.

Krátka verzia: CPLA je PLA, ktorá bola naplnená minerálom a zámerne kryštalizovaná. To zvyšuje jeho použiteľnú teplotu zo zhruba 55 °C na rozsah 85 až 100 °C, robí ho nepriehľadným, zvyšuje jeho cenu a robí ho citeľne náročnejším na spracovanie.

Čo je vlastne plast CPLA

PLA je polyester vyrobený z fermentovaných rastlinných cukrov, zvyčajne kukurice alebo cukrovej trstiny. Vo svojej štandardnej forme je amorfný, čo znamená, že polymérne reťazce sú bez poriadku zamotané, takže materiál začína mäknúť pri teplote okolo 55-60 °C. To je pod teplotou horúceho nápoja, odkladacej skrinky alebo komerčného oplachovacieho cyklu.

CPLA používa rovnaký základný polymér a aplikuje dve zmeny. Minerálne plnivo, najčastejšie mastenec, sa pridáva do živice, aby dodalo tuhosť a pôsobilo ako chladič. Časť sa potom ochladí pod kontrolovaným profilom pomocou nukleačných činidiel, čo umožní reťazcom usporiadať sa do usporiadaných kryštalických oblastí, ktoré zvyčajne dosahujú 30–40 % kryštalinity. Kombinácia posúva teplotu ohybu tepla do pásma 85–100 °C, zhruba 30–40 °C nad amorfnú PLA.

Kompromis je optický. Kryštalické oblasti rozptyľujú svetlo, takže CPLA je nepriehľadný. Štandardom je biela, krémová, čierna a rad odtieňov; CPLA s čírym sklom nie je k dispozícii v komerčnom riade.

Teplotné číslo, na ktorom záleží viac ako na štítku

Technický list s nápisom „PLA“ vám nehovorí takmer nič o prevádzkovej teplote. Požiadajte o označenie triedy, obsah plniva a teplotu tepelného ohybu a potom overte testom hotového dielu, a nie vzorkou živice.

Priehyb tepla sa meria na štandardnej tyči pri definovanom zaťažení. Skutočné diely sú tenšie, nesú váhu v jednom bode a majú ostré polomery, takže prevádzková porucha sa často prejaví o 10 – 15 °C skôr ako vytlačený údaj. Tri kontroly oddeľujú funkčný článok od drahej chyby:

• Plnenie za horúca: kvapalina s teplotou 85–90 °C udržiavaná 30 minút, potom ešte teplá naskladaná.
• Skladovacia skriňa: 60–75 °C počas dvoch hodín s hmotnosťou produktu na vrchu stohu.
• Spotrebiteľská mikrovlnná rúra: dve minúty na plný výkon s omáčkou s vysokým obsahom tuku, ktorá sa ohrieva rýchlejšie a nerovnomernejšie ako vodná.

Malé predmety zlyhajú ako prvé, pretože ich steny sú tenké v pomere k ich priemeru. To je dôvod, prečo mikrovlnný a mraziaci výkon porciových pohárov si zaslúži vlastnú skúšku pred schválením akéhokoľvek prepínača.

Kompostovateľnosť a certifikácia Fine Print

Výrobky s certifikáciou EN 13432 alebo ASTM D6400 sa pri kompostovaní pokazia, ale iba v priemyselných podmienkach. Obe normy predpokladajú trvalo 58 °C, riadenú vlhkosť a definovanú mikrobiálnu populáciu. Tento režim existuje v komerčnom zariadení a neexistuje na halde na dvore, kde sa teplota len zriedka udržuje dostatočne dlho na to, aby sa proces spustil.

Kompostovateľnosť je podmienkou, nie vlastnosťou. Popisuje, čo sa deje v konkrétnom zariadení, pri určitej teplote, v konkrétnom okne.

Z toho vyplývajú dva dôsledky. Po prvé, nárok platí len tam, kde existuje priemyselný zber; kompostovateľná vidlica, ktorá pristane v bežnom odpade, sa po dlhú dobu správa podobne ako konvenčný plast. Po druhé, formulácia je právne dôležitá. Nekvalifikované „biologicky odbúrateľné“ tvrdenia sú na niekoľkých trhoch obmedzené, zatiaľ čo „priemyselne kompostovateľné, certifikované podľa EN 13432“ je obhájiteľné vyhlásenie podložené správou o teste.

Kde CPLA zarába prémiu

CPLA sa vyberá tam, kde sa tenké, pevné, ručné predmety stretávajú s horúcim jedlom alebo horúcim nápojom: súpravy príborov, miešadlá na kávu, slamky na pitie, poháre na porcie, viečka na studené nápoje, podnosy na sushi, pekárske misky a malé misky na lahôdky.

Najsilnejším obchodným prípadom je zriedkavo jednoriadková substitúcia. Je to uzavretý priestor, ako je štadión, kampus alebo festival, ktorý riadi prevádzku stravovacích zariadení aj zber odpadu. Tam je možné reklamáciu po skončení životnosti skôr overiť ako uplatniť a materiálová prémia je kompenzovaná cieľmi týkajúcimi sa odklonu odpadu a nákladmi na likvidáciu.

Montáž CPLA do pohára, viečka a systému fólie

Veko zriedka zlyhá kvôli svojmu vlastnému materiálu. Zlyhá kvôli fitovaniu. Priemer okraja pohára sa zvyčajne udržiava v rozmedzí približne ±0,2 mm a CPLA a PP sa pri naplnení horúcou kvapalinou rozťahujú rôznymi rýchlosťami, takže viečko, ktoré dokonale zapadne pri 20 °C, sa môže zdvihnúť pri 85 °C. Ak spárujete kompostovateľné viečko s PP pohárom, otestujte zostavené balenie horúce, a nie testovanie viečka v izolácii.

Tesniace fólie sú tvrdšou hranicou. Tepelne utesnené krycie fólie sa viažu na povrchy PET, CPET, PP a PS, pretože tesniaca vrstva je formulovaná pre tieto polyméry a tácka musí tiež vydržať teplotu zváracej čeľuste. Podnosy CPLA sa vo všeobecnosti nepoužívajú na štandardné zváračky podnosov. Ak sa vyžaduje zapečatené balenie s vysokou bariérou, reálnou cestou je zachovať kompostovateľné tvrdenie na príboroch a studených predmetoch a zároveň špecifikovať kombináciu bariérového podnosu a fólie pre zapečatený výrobok. Väčšina riešenia balenia potravín sú zostavené týmto spôsobom: niekoľko materiálov, z ktorých každý robí svoju prácu dobre.

Realita spracovania: vlhkosť, odpad a doba cyklu

PLA a CPLA sú hygroskopické a pri spracovaní za mokra hydrolyzujú. Živica sa musí sušiť na nízku úroveň vlhkosti, zvyčajne pod 250 ppm, v sušičke na vysúšanie niekoľko hodín, kým sa dostane k skrutke. Preskočte tento krok a molekulová hmotnosť klesne, čo sa prejaví ako krehké časti a nekonzistentná kryštalinita, a nie ako zjavná chyba stroja.

Tri ďalšie charakteristiky formujú nástroje a kalkuláciu:

• Nízka pevnosť taveniny, takže tenké časti a dlhé dráhy toku vyžadujú veľkorysé vtoky a starostlivé vyváženie plnenia.
• Zmršťovanie, ktoré sa líši od PP, čo často znamená novú formu alebo prerezané jadro, a nie nástroj.
• Vyššia potreba chladenia, ktorá predlžuje čas cyklu a znižuje výkon na dutinu oproti PP časti rovnakej geometrie.

Kontrolný zoznam nákladov, dodávok a obstarávania

Živica CPLA je zvyčajne vysoko nad PP na všeobecné použitie na kilogramovom základe a medzera sa zväčšuje, keď sa zahrnie množstvo odpadu, pomalšie cykly a akékoľvek nové nástroje. Pridajte živicu vyrobenú obmedzeným počtom dodávateľov a riziko obstarávania sa stane kontinuitou rovnako ako cena. Pred potvrdením vykonajte nasledujúce kroky:

1. Presnú triedu, obsah plniva a teplotu tepelného ohybu potvrďte písomne, nie podľa názvu skupiny produktov.
2. Vyžiadajte si dokumentáciu o kontakte s potravinami vrátane zhody FDA 21 CFR a pre EÚ vyhlásenie o zhode s nariadením 10/2011 plus údaje o migrácii.
3. Overte rozsah akejkoľvek certifikácie a skontrolujte, či sa vzťahuje na hotový výrobok alebo len na živicu.
4. Opýtajte sa, či existujúca forma používa CPLA, alebo či zmršťovanie vyžaduje novú formu.
5. Skontrolujte trvanlivosť živice a balenie, pretože absorpcia vlhkosti začína hneď po otvorení vrecka.
6. Spustite úplnú skúšobnú prevádzku na plniacej linke vrátane plnenia za horúca, stohovania a 24-hodinového zdržania.
7. Model stojí za tisíc jednotiek namiesto nákladov na kilogram.

Spolupráca s výrobcom, ktorý už vyrába živicu na báze rastlín

Praktickou otázkou za každým projektom CPLA je, kto bude riadiť obrábanie, profil sušenia a validáciu hot-fill ako jednu prácu. Ningbo Linhua Plastic Co., Ltd., založená v roku 2004 a so sídlom vo Fenghua, Ningbo, vyrába obaly prichádzajúce do styku s potravinami z PP, PS, PET, TFPP a PLA a označuje sa za poradcu pre baliace linky zákazníkov a nie len za dodávateľa jednotlivých položiek. Spoločnosť uvádza, že sa zaoberá návrhom foriem, vývojom produktov, výrobou a kontrolou vo vlastnej réžii a že jej systémy kvality zahŕňajú riadenie ISO 9001, HACCP a GMP v súlade s očakávaniami AIB pre výrobcov obalov určených na styk s potravinami, spolu s auditom obalov BRC.

Jeho pozemok s rozlohou 30 000 metrov štvorcových sa nachádza asi 30 minút od letiska Ningbo Lishe a približne 90 minút od prístavu Beilun, čo je dôležité, keď sa živica a hotové výrobky pohybujú podľa rôznych harmonogramov. Nič z toho nerobí projekt CPLA jednoduchým, ale znamená to, že na otázky týkajúce sa kryštalinity, vlhkosti a vhodnosti môže odpovedať ten istý tím, ktorý riadi formu.

CPLA plast dobre rieši jeden špecifický problém: udrží tenký, tuhý, rastlinný výrobok použiteľný v kontakte s horúcim jedlom, kde obyčajný PLA zmäkne. Balenie vo všeobecnosti nerieši. Je nepriehľadný, stojí viac ako PP, absorbuje vlhkosť, netesní ako bariérová tácka a jeho životnosť závisí od zbernej infraštruktúry, ktorá mnohým miestam stále chýba. Zaobchádzajte s materiálom ako s jedným komponentom systému, spárujte ho so správnym pohárom, správnym vrchnákom a poctivým označením a vypínač väčšinou vydrží. Berte to ako priamu náhradu každej položky PP na linke a prvá skúšobná verzia hot-fill vám povie niečo iné.