Biopolymer-Extrusionsbeschichtung mit „Edge Encapsulation“ erhöht Liniengeschwindigkeit und reduziert das Beschichtungsgewicht
SAM North America verwendet einen EDI®-Feedblock von Nordson, um die Liniengeschwindigkeit bei der Extrusionsbeschichtung von PLA mehr als zu verdoppeln und das Beschichtungsgewicht um 40 % zu reduzieren
CHIPPEWA FALLS, WI, USA, 29. Juni 2021: Technologien, die von SAM North America, LLC und der Nordson Corporation entwickelt wurden, haben es ermöglicht, Durchsatz das Beschichtungsgewicht bei der Extrusionsbeschichtung von Biopolymeren wie PLA zu erhöhen, indem Verkapselung die Kanten der Beschichtung mit LDPE beschichtet werden.
Während herkömmliche Coextrusion zwei oder mehr Materialien in horizontalen Schichten ergibt, ermöglichen spezielle Verkapselung Einsätze, die von Nordson für seinen Coextrusions-Feedblock entwickelt wurden, die Extrusion von zusätzlichem Material entlang jeder Kante dieser horizontalen Struktur. Mit dieser Technik hat SAM North America herausgefunden, dass Verkapselung eine PLA-Coextrusion mit Rändern aus LDPE es ermöglicht, Mängel von PLA – insbesondere seine geringe Schmelzfestigkeit – auszugleichen, die seine Schmelzvorhangstabilität, sein Abzugsverhältnis Liniengeschwindigkeit eingeschränkt haben und Beschichtungsgewicht.
"Durch die Verwendung von LDPE-Randverkapselung in unserer Pilotlinie haben wir mit PLA Liniengeschwindigkeiten von über 1200 fpm [366 mpm] erreicht, im Vergleich zu weniger als 600 fpm [183 mpm] mit PLA allein", sagte Ed Lincoln, VP Extrusionsverkäufe von SAM Nordamerika. "Wir haben gesehen, wie das Beschichtungsgewicht von 16 g/m² auf weniger als 10 g/m² reduziert wurde."
Die hohe Schmelzfestigkeit von LDPE hat dazu beigetragen, dass dieses Polymer bei weitem das am weitesten verbreitete in der Extrusionsbeschichtung ist. „Für Verarbeiter, die einen Teil ihres LDPE-Verbrauchs durch Biopolymere ersetzen möchten, bestand ein Haupthindernis darin, dass ihre geringere Schmelzfestigkeit extreme Einschnürungen und Kanteninstabilitäten bei gewünschten Liniengeschwindigkeiten verursacht“, sagte Sam Iuliano, Chief Technologist für die EDI®-Extrusion von Nordson Werkzeug- und Feedblock-Geschäft. "Durch die Einführung eines Materials mit höherer Schmelzfestigkeit an jeder Kante des Schmelzvorhangs minimiert die Kantenverkapselung die Verarbeitungsbeschränkungen, die viele Biopolymere mit sich bringen."
Einschnürung ist die Tendenz des Polymers Stoffbahn, schmaler zu werden, wenn Spannung angelegt wird, wenn es die Düse verlässt. Das Ergebnis ist eine Anhäufung von Material entlang der Kanten des Stoffbahn oder "Rand Raupe", das anschließend als Abfall weggeschnitten werden muss. Um sicherzustellen, dass diese Kante Raupe aus dem kostengünstigsten Polymer in der coextrudierten Struktur besteht, hat Nordson anpassbare Feedblock-Einsätze entwickelt, die den Fluss des kostengünstigen Polymers nur an den Kanten der Struktur einleiten. Die kombinierten Materialien werden dann im Fließkanal bzw. Verteiler der Matrize auf die endgültige Zielbreite verteilt.
Während die Einkapselungseinsätze problemlos in bestehende EDI-Feedblocks nachgerüstet werden können, bietet Nordson neue EDI-Düsen an, die mit dem EPC™-Deckle-System ausgestattet sind, das angepasst werden kann, um die Kantenbildung Raupe zu reduzieren, und ein Schmelzefluss-System, in das das Kanteneinkapselungspolymer eingeführt wird in der Matrize statt im Feedblock. Die Öffnung zum Einführen des Einkapselungspolymers bewegt sich zusammen mit dem Büttenmechanismus.
"Durch die Einführung des Einkapselungspolymers an diesem Punkt des Prozesses wird die Grenzfläche zwischen ihm und der Kernstruktur definierter und die Übergangsüberlappung zwischen dem Einkapselungsmaterial und dem Biopolymermaterial wird reduziert", sagte Herr Iuliano. "Die Matrize begrenzt die Kantenbildung Raupe und reduziert den Randbeschnitt."
SAM North America hat auch Coextrusionstechniken für Verkapselung Biopolymerstrukturen mit LDPE entwickelt, die einen schnellen Wechsel zwischen konventionellen und Biopolymerbeschichtungen ermöglichen. Die Technologie befasst sich mit den großen Unterschieden in den Verarbeitungseigenschaften zwischen den beiden Materialien. Andy Christie, Geschäftsführer von SAM North America, wird die Technologie auf der Extrusion 2021 Conference vom 21. bis 23. September im Donald E. Stephens Convention Center, Rosemont, IL, vorstellen.
SAM North America, LLC ist ein Geschäftsbereich von Sung An Machinery Co. Ltd., einem globalen Zulieferer für die Druck- und Verarbeitungsindustrie. Es hat seinen Sitz in Phoenix, NY, USA. Tel: 1-315-934-4287. Email: [email protected]. Besuch www.sam-na.com .