CPLA-muovi: lämmönkestävyys, kompostoitavuus ja hankkeiden hankintatiedot

Materiaalit ja hankinta

CPLA-muovi: lämmönkestävyys, kompostoitavuus ja hankintatiedot, jotka ratkaisevat projektin

Kasvipohjainen hartsi, joka kestää kuumaa ruokaa, ei ole sama tuote kuin kasvipohjainen hartsi kylmässä kupissa. Tässä kerrotaan, miten CPLA eroaa PLA:sta, missä se ansaitsee palkkionsa ja mitä on tarkistettava ennen työkalun leikkaamista.

Ruokapalvelutiimi vaihtoi kerran PP-keittolusikan kasvipohjaiseen laatuun ja suoritti kuumapitokokeen 90 °C:ssa. Lusikan kulho taittui takeaway-säiliön sisään ennen kuin testi oli puolivälissä. Hartsi oli merkitty PLA:ksi, mikä oli tarkka ja täysin epäolennainen sovelluksen kannalta. CPLA-muovia on olemassa juuri tätä aukkoa varten.

Lyhyt versio: CPLA on PLA, joka on täytetty mineraalilla ja kiteytetty tarkoituksella. Se nostaa sen käyttölämpötilan noin 55 °C:sta 85-100 °C:een, muuttaa sen läpinäkymättömäksi, nostaa sen hintaa ja tekee siitä huomattavasti mutkakkaampaa käsitellä.

Mitä CPLA-muovi oikeastaan on

PLA on polyesteri, joka on valmistettu fermentoiduista kasvisokereista, yleensä maissista tai sokeriruo'osta. Vakiomuodossaan se on amorfinen, eli polymeeriketjut sotkeutuvat ilman järjestystä, jolloin materiaali alkaa pehmentyä noin 55-60 °C:ssa. Se on alle kuuman juoman, säilytyskaapin tai kaupallisen huuhteluohjelman lämpötilan.

CPLA käyttää samaa peruspolymeeriä ja tekee kaksi muutosta. Mineraalitäyteaine, yleisimmin talkki, sekoitetaan hartsiin lisäämään jäykkyyttä ja toimimaan jäähdytyselementtinä. Sen jälkeen osa jäähdytetään kontrolloidussa profiilissa ydintämisaineilla, jolloin ketjut voivat järjestyä kiteisiksi alueiksi, jotka saavuttavat tyypillisesti 30–40 % kiteisyyden. Yhdistelmä työntää lämmönpoikkeaman lämpötilan 85–100 °C:n alueelle, noin 30–40 °C amorfisen PLA:n yläpuolelle.

Vaihtoehto on optinen. Kiteiset alueet sirottavat valoa, joten CPLA on läpinäkymätön. Valkoinen, kerma, musta ja valikoima sävyjä ovat vakiona; lasikirkasta CPLA:ta ei ole saatavilla kaupallisissa astioissa.

Lämpöluku, jolla on enemmän merkitystä kuin etiketti

Tietolehti, jossa lukee "PLA", ei kerro juuri mitään käyttölämpötilasta. Pyydä laatumerkintä, täyteainepitoisuus ja lämpöpoikkeutuslämpötila ja varmista sitten valmiiden osien testillä hartsinäytteen sijaan.

Lämpöpoikkeama mitataan vakiotangolla määritellyllä kuormalla. Oikeat osat ovat ohuempia, kantavat painoa yhdestä kohdasta ja niillä on terävät säteet, joten käyttövika tulee usein 10–15 °C painettua kuviota aikaisemmin. Kolme tarkistusta erottaa toimivan artikkelin kalliista virheestä:

• Kuuma täyttö: 85–90 °C nestettä pidetään 30 minuuttia, pinotaan sitten vielä lämpimänä.
• Säilytyskaappi: 60–75 °C kaksi tuntia tuotteen painon ollessa pinon päällä.
• Kuluttajamikroaaltouuni: kaksi minuuttia täydellä teholla rasvaisen kastikkeen kanssa, joka lämpenee nopeammin ja epätasaisemmin kuin vesipohjainen.

Pienet esineet epäonnistuvat ensin, koska niiden seinämät ovat halkaisijaansa nähden ohuita. Siksi annoskuppien suorituskyky mikroaaltouunissa ja pakastimessa ansaitsee oman kokeilunsa ennen kuin vaihto hyväksytään.

Kompostoituvuus ja sertifiointi hieno printti

EN 13432- tai ASTM D6400 -sertifioidut tuotteet hajoavat kompostoinnissa, mutta vain teollisissa olosuhteissa. Molemmat standardit edellyttävät jatkuvaa 58 °C lämpötilaa, hallittua kosteutta ja määriteltyä mikrobipopulaatiota. Tämä järjestelmä on olemassa kaupallisessa laitoksessa, eikä sitä ole takapihan kasassa, joka harvoin pitää lämpötilaa tarpeeksi kauan prosessin alkamista varten.

Kompostoituva on ehto, ei ominaisuus. Se kuvaa, mitä tapahtuu tietyssä laitoksessa, tietyssä lämpötilassa, tietyssä ikkunassa.

Siitä seuraa kaksi seurausta. Ensinnäkin väite pätee vain silloin, kun teollinen keräys on olemassa; yleisjätteen sekaan laskeutuva kompostoitava haarukka käyttäytyy pitkään kuten tavallinen muovi. Toiseksi sanamuodolla on juridisesti merkitystä. Kvalifioimattomia "biohajoavia" väitteitä rajoitetaan useilla markkinoilla, kun taas "teollisesti kompostoitava, sertifioitu EN 13432" on puolustettavissa oleva lausunto, jota tukee testiraportti.

Missä CPLA ansaitsee palkkionsa

CPLA valitaan sinne, missä ohuet, jäykät, kädessä pidettävät esineet kohtaavat kuuman ruoan tai kuuman juoman: ruokailuvälinesarjat, kahvisekoittimet, juomapillit, annoskupit, kylmäjuomien kannet, sushitarjottimet, leipomon simpukat ja pienet deli-kulhot.

Vahvin liiketoiminnan peruste on harvoin yhden rivin korvaaminen. Se on suljetun kierron tapahtumapaikka, kuten stadion, kampus tai festivaali, joka ohjaa sekä ruokapalvelutoimintaa että jätteiden keräämistä. Siellä käyttöiän päättymistä koskeva väite voidaan todentaa eikä väittää, ja materiaalipalkkio kompensoidaan jätteen kierrätystavoitteista ja hävittämiskustannuksista.

CPLA:n sovittaminen kuppiin, kanteen ja kalvojärjestelmään

Kansi pettää harvoin oman materiaalinsa takia. Se epäonnistuu istuvuuden takia. Kupin reunojen halkaisijat pysyvät yleensä noin ±0,2 mm:n sisällä, ja CPLA ja PP laajenevat eri nopeudella täytettäessä kuumaa nestettä, joten 20 °C:ssa täydellisesti napsahtava kansi voi nousta 85 °C:ssa. Jos yhdistät kompostoivan kannen PP-kupin kanssa, testaa koottu pakkaus kuumana sen sijaan, että testaat kantta erikseen.

Tiivistyskalvot ovat kovempi raja. Kuumasaumattavat kansikalvot kiinnittyvät PET-, CPET-, PP- ja PS-pintoihin, koska tiivistekerros on formuloitu näitä polymeerejä varten, ja alustan on myös kestettävä tiivistysleuan lämpötila. CPLA-lokeroita ei yleensä käytetä tavallisilla lokeroiden tiivisteillä. Kun vaaditaan tiivis, korkeasuojainen pakkaus, realistinen tapa on säilyttää kompostoitava väite ruokailuvälineissä ja kylmissä esineissä samalla kun määritellään suljetulle tuotteelle suoja-alusta ja kalvoyhdistelmä. Useimmat elintarvikkeiden pakkausratkaisut kootaan tällä tavalla: useita materiaaleja, joista jokainen tekee työnsä hyvin.

Käsittelytodellisuus: kosteus, romu ja kiertoaika

PLA ja CPLA ovat hygroskooppisia ja hydrolysoituvat märkäkäsiteltäessä. Hartsi on kuivattava alhaiselle kosteustasolle, tyypillisesti alle 250 ppm, kuivausainekuivaimessa useita tunteja ennen kuin se saavuttaa ruuvin. Ohita tämä vaihe ja molekyylipaino putoaa, mikä näkyy hauraina osina ja epäjohdonmukaisena kiteisyytenä ilmeisen konevian sijaan.

Kolme muuta ominaisuutta muokkaa työkaluja ja kustannuslaskentaa:

• Alhainen sulalujuus, joten ohuet osat ja pitkät virtausreitit tarvitsevat runsaat portit ja huolellisen täyttötasapainon.
• Kutistuminen, joka eroaa PP:stä, mikä tarkoittaa usein uutta muottia tai uudelleen leikattua ydintä pudotustyökalun sijaan.
• Suurempi jäähdytystarve, mikä pidentää syklin aikaa ja vähentää tehoa onkaloa kohti saman geometrian PP-osaa vastaan.

Kustannukset, tarjonta ja hankinnan tarkistuslista

CPLA-hartsi istuu tyypillisesti selvästi yleiskäyttöisen PP:n yläpuolelle kiloa kohden, ja ero levenee, kun romumäärät, hitaammat syklit ja kaikki uudet työkalut otetaan mukaan. Lisää hartsi, jonka on valmistanut rajoitettu määrä toimittajia, ja hankintariskistä tulee jatkuvuus yhtä paljon kuin hinta. Ennen kuin sitoudut, suorita seuraavat asiat:

1. Vahvista tarkka laatu, täyteainepitoisuus ja lämpöpoikkeamalämpötila kirjallisesti, älä tuoteperheen nimellä.
2. Pyydä elintarvikkeiden kanssa kosketuksiin joutuvia asiakirjoja, mukaan lukien FDA 21 CFR -yhteensopivuus ja EU:n osalta vakuutus asetuksen 10/2011 noudattamisesta sekä siirtymätiedot.
3. Tarkista minkä tahansa sertifioinnin laajuus ja kattaako se valmiin tuotteen vai vain hartsin.
4. Kysy, toimiiko olemassa oleva muoti CPLA vai vaatiiko kutistuminen uuden.
5. Tarkista hartsin säilyvyys ja pakkaus, sillä kosteuden imeytyminen alkaa heti, kun pussi avataan.
6. Suorita täysi koe täyttölinjalla, mukaan lukien kuumatäyttö, pinoaminen ja 24 tunnin pito.
7. Mallin hinta tuhatta yksikköä kohti kilohinnan sijaan.

Työskentely valmistajan kanssa, joka jo käyttää kasvipohjaista hartsia

Käytännön kysymys minkä tahansa CPLA-projektin takana on, kuka hoitaa työkalut, kuivausprofiilin ja kuumatäytön validoinnin yhtenä työnä. Ningbo Linhua Plastic Co., Ltd., perustettiin vuonna 2004 ja sijaitsee Fenghuassa, Ningbossa, valmistaa elintarvikkeiden kanssa kosketuksiin joutuvia pakkauksia PP-, PS-, PET-, TFPP- ja PLA-muovilla ja kuvailee itseään asiakkaiden pakkauslinjojen konsulttina eikä vain yksittäisten tuotteiden toimittajana. Yritys ilmoittaa hoitavansa muottien suunnittelun, tuotekehityksen, tuotannon ja tarkastukset omassa talossaan ja sen laatujärjestelmiin kuuluu ISO 9001, HACCP- ja GMP-hallinta, joka on linjassa AIB:n elintarvikepakkausvalmistajien odotusten kanssa, sekä BRC-pakkausauditointi.

Sen 30 000 neliömetrin tontti sijaitsee noin 30 minuutin päässä Ningbo Lishen lentokentältä ja noin 90 minuutin päässä Beilunin satamasta, millä on merkitystä, kun hartsi ja valmiit tuotteet liikkuvat eri aikatauluissa. Mikään näistä ei tee CPLA-projektista yksinkertaista, mutta se tarkoittaa, että kiteisyys-, kosteus- ja istuvuuskysymyksiin voi vastata sama tiimi, joka pyörittää muottia.

CPLA-muovi ratkaisee hyvin yhden ongelman: se pitää ohuen, jäykän, kasvipohjaisen esineen käyttökelpoisena kuuman ruoan kanssa, jossa tavallinen PLA pehmenee. Se ei ratkaise pakkausta yleensä. Se on läpinäkymätön, se maksaa enemmän kuin PP, se imee kosteutta, se ei tiivisty kuin sulkualusta, ja sen käyttöiän päättymisvaatimus riippuu keräysinfrastruktuurista, jota monilta paikkakunnilta vielä puuttuu. Käsittele materiaalia järjestelmän yhtenä osana, yhdistä se oikean kupin, oikean kannen ja rehellisen etiketin kanssa, ja kytkin yleensä kestää. Käsittele sitä jokaisen rivin PP-tuotteen suorana korvaajana, ja ensimmäinen kuumatäyttökokeilu kertoo sinulle toisin.