Il rivestimento per estrusione di biopolimeri con "incapsulamento dei bordi" aumenta velocità di linea e riduce il peso del rivestimento

SAM North America utilizza un feedblock EDI® di Nordson per più del doppio del velocità di linea nel rivestimento per estrusione del PLA e per ridurre il peso del rivestimento del 40%

CHIPPEWA FALLS, WI, USA, 29 giugno 2021: Le tecnologie sviluppate da SAM North America, LLC e Nordson Corporation hanno reso possibile aumentare portata e ridurre il peso del rivestimento nel rivestimento per estrusione di biopolimeri come il PLA incapsulando i bordi del rivestimento con LDPE.

Mentre la coestrusione convenzionale produce due o più materiali in strati orizzontali, speciali inserti incapsulanti sviluppati da Nordson per il suo feedblock di coestrusione consentono di estrudere materiale aggiuntivo lungo entrambi i bordi di questa struttura orizzontale. Utilizzando questa tecnica, SAM North America ha scoperto che l'incapsulamento di una coestrusione di PLA con bordi di LDPE consente di compensare le carenze di PLA, in particolare la sua bassa resistenza al fuso, che ne hanno limitato la stabilità della cortina di fusione, il rapporto di abbassamento, velocità di linea, e il peso del mantello.

"Utilizzando l'incapsulamento del bordo in LDPE sulla nostra linea pilota, abbiamo raggiunto velocità della linea superiori a 1200 fpm [366 mpm] con PLA, contro meno di 600 fpm [183 mpm] con PLA da solo", ha affermato Ed Lincoln, VP Vendite di estrusione di SAM Nord America. "Abbiamo visto ridurre il peso del mantello da 16 gsm a meno di 10 gsm."

L'elevata forza di fusione dell'LDPE ha contribuito a rendere questo polimero di gran lunga il più utilizzato nel rivestimento per estrusione. "Per i trasformatori che desiderano sostituire una parte del loro utilizzo di LDPE con biopolimeri, un ostacolo principale è stato che la loro minore resistenza al fuso provoca un'estrema instabilità del collo e dei bordi a velocità di linea desiderabili", ha affermato Sam Iuliano, capo tecnologo per l'estrusione EDI® di Nordson die e feedblock business. "Introducendo un materiale con una maggiore resistenza al fuso su ciascun bordo della cortina di fusione, l'incapsulamento del bordo riduce al minimo i limiti di lavorazione posti da molti biopolimeri". 

Neck-in è la tendenza del polimero substrato a restringersi quando viene applicata la tensione quando esce dallo stampo. Il risultato è un accumulo di materiale lungo i bordi di substrato, o "edge cordolo", che deve essere successivamente rifilato come scarto. Per garantire che questo bordo cordolo sia costituito dal polimero più economico nella struttura coestrusa, Nordson ha sviluppato inserti feedblock personalizzabili che introducono il flusso del polimero a basso costo solo ai bordi della struttura. I materiali combinati vengono quindi distribuiti alla larghezza del target finale nel canale di flusso o Distributore dello stampo.

Sebbene gli inserti di incapsulamento possano essere facilmente adattati ai feedblock EDI esistenti, Nordson offre nuove filiere EDI dotate del sistema di deckle EPC™, che può essere regolato per ridurre la formazione di cordolo del bordo, e un sistema flusso del materiale fuso in cui viene introdotto il polimero di incapsulamento del bordo nel dado piuttosto che nel feedblock. La porta per l'introduzione del polimero di incapsulamento si muove di concerto con il meccanismo del deckle.  

"Introducendo il polimero di incapsulamento a questo punto del processo, l'interfaccia tra esso e la struttura centrale è più definita e si riduce la sovrapposizione di transizione tra il materiale di incapsulamento e il materiale del biopolimero", ha affermato Iuliano. "Il dado limita la formazione del bordo cordolo e riduce la quantità di taglio del bordo."

SAM North America ha anche sviluppato tecniche di coestrusione per incapsulare strutture di biopolimeri con LDPE che consentono un rapido cambio tra rivestimenti convenzionali e biopolimerici. La tecnologia affronta le ampie differenze nelle proprietà di lavorazione tra i due materiali. Andy Christie, amministratore delegato di SAM North America, introdurrà la tecnologia alla conferenza Extrusion 2021, dal 21 al 23 settembre presso il Donald E. Stephens Convention Center, Rosemont, IL.

SAM North America, LLC è una divisione di Sung An Machinery Co. Ltd., un fornitore globale per l'industria della stampa e del converting. Ha sede a Phoenix, NY, USA Tel: 1-315-934-4287. E-mail: [email protected]. Visitare www.sam-na.com .