การทำถุงขยะแบบมีเชือกถือเป็นหนึ่งในงานที่ยากที่สุดในบรรจุภัณฑ์แบบอ่อน ต่างจากถุงปิดผนึกรูปทรงดาว-หรือถุงก้นแบน-ทั่วไป เชือกรูดต้องใช้การผสมผสานที่ซับซ้อนของการเป่าฟิล์ม การตัดแต่ง การสร้างช่อง และการคลายยางยืด ดังนั้นการเลือกใช้วัสดุจึงไม่ใช่แค่เรื่องของต้นทุนเท่านั้น เป็นปัจจัยพื้นฐานที่กำหนดว่าเครื่องจักรทำงานและประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายหรือไม่ การรู้ว่าวัสดุใดทำงานร่วมกับเครื่องจักรถังลากหมายถึงการพิจารณาคุณสมบัติการไหลของโพลีเมอร์ ข้อจำกัดในการออกแบบทางกล และกฎเกณฑ์ใหม่ คู่มือนี้มุ่งเน้นไปที่ประเภทเรซินที่สำคัญ ระบบสารเติมแต่ง และตัวเลือกใหม่ที่ยั่งยืนซึ่งกำหนดรูปแบบการผลิตถุงหูรูดที่ทันสมัย
เรซินโพลีเอทิลีน: รากฐานอุตสาหกรรม
โพลีเอทิลีนยังคงเป็นวัสดุหลักสำหรับถุงขยะแบบมีเชือก เนื่องจากมันมีความสมดุลด้านความแข็งแรงที่ดี สามารถปิดผนึกได้ และง่ายต่อการแปรรูป แต่ไม่ใช่ว่าโพลีเอทิลีนทุกชนิดจะมีบทบาทเหมือนกันในงานนี้ โพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านความต้านทานแรงดึงและความแข็งสูง ช่วยให้ผู้ผลิตสามารถผลิตถุงที่บางลงซึ่งยังสามารถรับน้ำหนักได้มาก โครงสร้างผลึกของโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) มีความต้านทานการเจาะทะลุได้ดี อย่างไรก็ตาม จุดหลอมเหลวที่สูงขึ้นจำเป็นต้องควบคุมอุณหภูมิอย่างระมัดระวังระหว่างการพันและการซีล
โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ-เชิงเส้น (LLDPE) โดยเฉพาะประเภทตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ- (LLDPE) ได้รับส่วนแบ่งการตลาดอย่างมีนัยสำคัญ นี่เป็นเพราะการยืดตัวที่ดีขึ้นและความแข็งแรงในการกระแทกของลูกดอก เรซินเหล่านี้จะยืดตัวแทนที่จะฉีกขาดภายใต้แรงกดกะทันหัน นี่เป็นคุณลักษณะด้านความปลอดภัยที่สำคัญของถุงขยะแบบผสม เมื่อตั้งค่ากเครื่องรูดถุงขยะแบบมีเชือกผู้ปฏิบัติงานจะต้องจัดการกับความหนืดหลอมเหลวและคุณสมบัติการระบายความร้อนที่แตกต่างกันของเรซินแต่ละชนิด โพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ (LDPE) มักจะต้องใช้อุณหภูมิการปิดผนึกเริ่มต้นที่ต่ำกว่า แต่จะใช้เวลาในการกักเก็บความร้อนนานกว่าโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง (HDPE) ดังนั้น สถานีปิดขอบและปิดด้านล่าง-จึงต้องมีโปรไฟล์การทำความร้อนที่ปรับได้ ข้อมูลอุตสาหกรรมจาก American Chemistry Council แสดงให้เห็นว่ามีการใช้ LLDPE ซึ่งเป็นโลหะหายากในถุงขยะเพิ่มขึ้น 28% ตั้งแต่ปี 2019 ถึง 2023 สาเหตุหลักมาจากความพยายามที่จะลดการใช้วัสดุโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพการทำงาน [1]
ส่วนผสมผสมระหว่างโพลีเอทิลีนความหนาแน่นสูง- (HDPE) และโพลีเอทิลีนความหนาแน่นต่ำ- (LLDPE) เป็นเรื่องปกติอยู่แล้ว ซึ่งช่วยให้คอนเวอร์เตอร์สามารถปรับสมดุลความแข็ง-ของความแข็งแกร่งให้เหมาะกับเป้าหมายเกจเฉพาะได้ สารผสมเหล่านี้ต้องมีการตรวจสอบความเข้ากันได้อย่างระมัดระวัง หากวัสดุสองชนิดผสมกันไม่ดี การแยกเฟสอาจสร้างจุดอ่อนในช่องดาวน์สวิงซึ่งเป็นที่ตั้งของเชือกดึง แนะนำให้ทำการทดสอบความหนืดของเส้นเลือดฝอยก่อนที่จะใช้อัตราส่วนการผสมใหม่ ช่วยให้มั่นใจได้ถึงการไหลที่สม่ำเสมอผ่านแม่พิมพ์อัดขึ้นรูปและความหนาของฟิล์มตลอดความกว้างของราง สำหรับอย่างใดอย่างหนึ่งเครื่องรูดถุงขยะแบบมีเชือกการตรวจสอบความถูกต้องของอัตราส่วนการผสมผสานยังคงเป็นขั้นตอนก่อน-การผลิตที่สำคัญ
ระบบสารเติมแต่งและตัวดัดแปลงการทำงาน
Basal Resin ไม่ค่อยมีการใช้ในการผลิตถุงหูรูดเพียงอย่างเดียว มาสเตอร์แบทช์แบบเติมแต่งเป็นกุญแจสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าการประมวลผลมีความเสถียร รูปลักษณ์สวยงาม และฟังก์ชันพิเศษ สไลด์ ซึ่งมักเป็นอะลูคาไมด์หรือโอเลไมด์มีความสำคัญมาก ช่วยลดการเสียดสีบนพื้นผิวของฟิล์ม หากไม่มีการเลื่อนหลุด ฟิล์มอาจเกาะติดกันหรือไม่สามารถเปิดออกได้อย่างเหมาะสมเมื่อเกิดบาดแผล แต่การกันลื่น-มากเกินไปอาจเคลื่อนขึ้นสู่พื้นผิวและทำให้ซีลความร้อนแตกได้ นอกจากนี้ยังช่วยให้เชือกรูดเลื่อนเข้าไปในช่องชายเสื้อได้ การทำงานผิดพลาดทำให้กระเป๋าไร้ประโยชน์
สารเติมแต่งที่กักเก็บ ซึ่งมักเป็นซิลิกาสังเคราะห์หรือดินเบา ช่วยป้องกันไม่ให้ชั้นฟิล์มเกาะติดกับฟิล์มเนื่องจากแรงกดม้วนระหว่างการจัดเก็บและการขนส่ง สำหรับถุงหูรูด จะต้องตั้งค่าการบรรจุให้ถูกต้อง มีเหตุผลน้อยเกินไปที่จะบล็อก เมื่อดึงเชือก เชือกมากเกินไปจะทำให้พื้นผิวของเชือกหยาบ เพิ่มการเสียดสี เทคโนโลยีฟลูออโรโพลีเมอร์สามารถป้องกันการแตกหักจากการหลอมด้วยความเร็วการอัดรีดสูง สิ่งนี้ทำให้เครื่องรูดถุงขยะแบบมีเชือกเพื่อให้ทำงานเร็วขึ้นโดยไม่สูญเสียคุณภาพพื้นผิว คำแนะนำทางเทคนิคของ SPE ระบุว่าปริมาณที่เหมาะสมของสารช่วยในกระบวนการผลิตฟลูออโรโพลีเมอร์คือ 50 ถึง 200 ppm ของถุงขยะแบบฟิล์มเป่า ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับอัตราเฉือนและรูปร่างของแม่พิมพ์ [2]
มาสเตอร์แบทช์สีและกลิ่น-สารเติมแต่งที่ทำให้เป็นกลางจะเพิ่มตัวแปรมากขึ้น เม็ดคาร์บอนแบล็คมักใช้ในถุงขยะสีดำเป็นสารก่อนิวเคลียส สิ่งเหล่านี้ล้วนเปลี่ยนแปลงความเร็วของการตกผลึกและส่งผลต่อความแข็งแรงของซีล แคปซูลน้ำหอมและสารดูดซับกลิ่นอาจมีเรซินตัวพาที่ไม่ผสมกับโพลีเมอร์พื้นฐาน ซึ่งอาจส่งผลให้เกิดจุดเจลหรือหมอกได้ ยังจำเป็นต้องมีแผนภูมิความเข้ากันได้และการทดสอบขนาดเล็ก-เพื่อตรวจสอบทุกอย่างก่อนการผลิตเต็มรูปแบบ
เนื้อหารีไซเคิลและโพสต์-เรซินสำหรับผู้บริโภค
กฎระเบียบและเป้าหมายด้านความยั่งยืนขององค์กรทำให้มีการนำวัสดุรีไซเคิลมาใช้ได้มากขึ้นในถุงขยะแบบมีเชือกรูด โพลีเอทิลีน-หลังการรีไซเคิลของผู้บริโภค (PCR) มาจากการรีไซเคิลริมถนน มันก่อให้เกิดปัญหาเฉพาะตัว เมื่อเปรียบเทียบกับเรซินใหม่ PCR มีช่วงน้ำหนักโมเลกุลที่กว้างกว่า ดัชนีการหลอมเหลวที่ไม่เสถียรมากกว่า และความเป็นไปได้ที่จะเกิดสิ่งสกปรก ปัจจัยเหล่านี้ส่งผลโดยตรงต่อความสม่ำเสมอของฟิล์ม ความน่าเชื่อถือของซีล และคุณภาพของช่องดึงลวด
เมื่อต้องรับมือกับการผสม PCR สูง ความเข้ากันได้ของเครื่องจักรมีความสำคัญมาก กเครื่องรูดถุงขยะแบบมีเชือกมีระบบการกรองที่ทรงพลัง การบำบัดโคโรนาเพื่อกำหนดพลังงานพื้นผิว และการควบคุมอุณหภูมิที่ปรับได้เพื่อจัดการกับ PCR ได้ดีกว่าเครื่องจักรเก่าสำหรับเรซินใหม่เท่านั้น การวิจัยใน Journal of Applied Polymer Science แสดงให้เห็นว่าความเข้มข้นของ PCR ของปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสมากกว่า 30 เปอร์เซ็นต์) ช่วยลดแรงกระแทกของลูกดอกได้อย่างมาก ซึ่งสามารถทำได้โดย-การอัดขึ้นรูปร่วมด้วยชั้นที่ผูกใหม่หรือโดยการเพิ่มตัวแก้ไขผลกระทบ [3] โครงสร้างอัดรีดร่วมวาง PCR ไว้ที่ชั้นกลางและเรซินใหม่อยู่ด้านนอก สิ่งนี้จะรักษาการปิดผนึกพื้นผิวและคุณภาพการมองเห็นในขณะที่ใช้วัสดุรีไซเคิลมากขึ้น
การเผยแพร่มาตรฐานเนื้อหาสำหรับโปรแกรมการบริการและการรับรองระดับโลกของ SCS เช่น ECOLOGO ของ UL ให้-การตรวจสอบของบุคคลที่สามที่มีอิทธิพลต่อการเลือกวัสดุ การแปลงใบรับรองเหล่านี้จะต้องได้รับการบันทึกไว้ในห่วงโซ่การควบคุมที่ชัดเจนและอยู่ภายใต้การตรวจสอบเป็นระยะ นี่เป็นการเพิ่มงานเอกสารสำหรับการจัดซื้อวัสดุ
ทางเลือกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพและย่อยสลายได้
โซนสังเคราะห์ใช้วัสดุศาสตร์ที่แตกต่างกันมาก กรดโพลีแลกติก (PLA), โพลีบิวทิลีนอะดิเพตเทเรฟทาเลต (PBAT) และส่วนผสมที่มีแป้งเป็นส่วนประกอบหลัก-ไม่มีความแข็งแรงในการหลอมละลายหรือความเสถียรทางความร้อนของโพลีเอทิลีน วัสดุเหล่านี้สลายตัวอย่างรวดเร็วภายใต้ความร้อนและความเครียดเชิงกล ด้วยเหตุนี้ พวกเขาจึงต้องมีการออกแบบสกรูแบบพิเศษ อุณหภูมิในการประมวลผลต่ำลง และการตั้งค่าการซีลที่เปลี่ยนแปลง การทำช่องชายเสื้อนั้นทำได้ยากเป็นพิเศษ ฟิล์มที่ย่อยสลายได้จะมีความหนืดความร้อนน้อยกว่าและเผาไหม้ได้ง่ายกว่า
ตัวแปลงต้องตรวจสอบความเข้ากันได้ของโลหะของดรัมและสกรู เมื่อฟังก์ชันถุงขยะแบบเชือกรูดไม่สามารถรองรับวัสดุที่ย่อยสลายได้ พอลิเมอร์ชีวภาพบางชนิดผลิตผลิตภัณฑ์สลายตัวที่เป็นกรดซึ่งทำให้ชิ้นส่วนเหล็กมาตรฐานเกิดสนิม โรงงานที่ผลิตผลิตภัณฑ์ทั่วไปและผลิตภัณฑ์ที่สามารถย่อยสลายได้อาจต้องใช้เครื่องมือเฉพาะหรือระบบการเปลี่ยนทดแทนอย่างรวดเร็ว มหาวิทยาลัยและการวิจัยของ Wageningen แสดงให้เห็นว่าการผสม PBAT/PLA/แป้งบรรลุคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเฉพาะในช่วงอัตราส่วนการผสมเล็กน้อยเท่านั้น ดังนั้นความสม่ำเสมอของสูตรจึงมีความสำคัญมากกว่าระบบโพลีเอทิลีน [4] เมื่อประเมินกเครื่องรูดถุงขยะแบบมีเชือกสำหรับวัสดุทดแทน ข้อจำกัดในการประมวลผลเหล่านี้จะต้องนำมาพิจารณาในการตัดสินใจซื้อด้วย
โปรโตคอลการทดสอบและการตรวจสอบคุณภาพ
การเลือกวัสดุไม่สามารถยึดตามสเปรดชีตของซัพพลายเออร์เพียงอย่างเดียว จำเป็นต้องได้รับการทดสอบภายใต้สภาวะการแปลงจริง มาตรฐานประสิทธิภาพขั้นพื้นฐานกำหนดโดยการทดสอบความแข็งแรงการปิดผนึกของ ASTMF88 แต่ละรายการ การกระแทกของลูกดอกของ ASTMD1709 แต่ละรายการ และการฉีกขาดของ Elmendorf ของ ASTMD1922 แต่ละรายการ สำหรับถุงหูรูด การเชื่อมต่อระหว่างฟิล์มกับเชือกรูดจะถูกตรวจสอบโดยการทดสอบการระเบิดช่องด้านล่างและการวัดความตึงของเชือกดึง การศึกษาการเร่งอายุมุ่งเน้นไปที่การเคลื่อนที่ของสารเติมแต่งและความคงตัวในระยะยาว-ของฟิล์มบาง การดำเนินการนี้จะหยุดข้อผิดพลาดหลังจากการผลิตไม่กี่เดือน การทดสอบร่วมกันระหว่างซัพพลายเออร์เรซิน ผู้ผลิตสารเติมแต่ง และผู้ควบคุมเครื่องจักรยังคงเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการขอรับการจับคู่วัสดุที่ได้รับการรับรอง- การแข่งขันเหล่านี้ต้องเป็นไปตามข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพและกฎข้อบังคับ ท้ายที่สุดแล้ว ชุดวัสดุที่เหมาะสมที่สุดสำหรับสิ่งใดๆเครื่องรูดถุงขยะแบบมีเชือกเกิดจากการทดสอบอย่างเป็นระบบ ไม่ใช่จากข้อกำหนดทั่วไปเพียงอย่างเดียว
อ้างอิง
[1] สภาเคมีอเมริกัน (2023) รีวิวเรซิน: แนวโน้มตลาดโพลีเอทิลีนและการเปลี่ยนแปลงการใช้งาน รายงานทางเทคนิคของแผนกพลาสติก ACC
[2] สมาคมวิศวกรพลาสติก (2022) การเพิ่มประสิทธิภาพตัวช่วยในกระบวนการผลิตในการอัดขึ้นรูปฟิล์มเป่าสำหรับการใช้งานแบบเกจบาง- การประชุมทางเทคนิคประจำปีของ SPE
[3] วารสารวิทยาศาสตร์พอลิเมอร์ประยุกต์ (2023) สมบัติทางกลของฟิล์มโพลีเอทิลีนรีไซเคิล-หลังผู้บริโภคสำหรับบรรจุภัณฑ์แบบยืดหยุ่น วารสารไวลีย์.
(4) มหาวิทยาลัยและการวิจัย Wageningen (2022) บรรจุภัณฑ์ผสมโพลีเมอร์ที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพ: หน้าต่างการประมวลผลและการกำหนดลักษณะเฉพาะด้านประสิทธิภาพ สิ่งตีพิมพ์การวิจัยด้านอาหารและชีวภาพของ WUR
