CPLA プラスチック: 耐熱性、堆肥化可能性、プロジェクトの調達詳細

材料と調達

C人民解放軍 プラスチック: プロジェクトを決定する耐熱性、堆肥化可能性、および調達の詳細

熱い食べ物を食べても生き残る植物ベースの樹脂は、冷たいカップに入れた植物ベースの樹脂と同じ製品ではありません。ここでは、CPLA が PLA とどう違うのか、CPLA がどこでプレミアムを得るのか、そして工具を切断する前に何を確認する必要があるのか​​を説明します。

ある食品サービスチームはかつて、PP スープスプーンを植物ベースのグレードのものに交換し、90 °C でホットホールド試験を実施しました。テストが半分になる前に、スプーンのボウルが持ち帰り用の容器の中に折りたたまれていました。樹脂には PLA というラベルが付けられていましたが、これは正確であり、用途とはまったく無関係でした。 CPLA プラスチックはまさに​​そのギャップのために存在します。

簡単に言えば、CPLA は鉱物を充填し、意図的に結晶化させた PLA です。そのため、使用可能な温度が約 55 °C から 85 ～ 100 °C の範囲に上昇し、不透明になり、価格が上昇し、加工が著しく困難になります。

CPLAプラスチックとは実際には何ですか

PLA は、植物糖 (通常はトウモロコシまたはサトウキビ) を発酵させて作られたポリエステルです。標準的な形状では非晶質であり、ポリマー鎖が秩序なく絡み合っていることを意味するため、材料は約 55 ～ 60 °C で軟化し始めます。これは、温かい飲み物、保管キャビネット、または市販のすすぎサイクルの温度よりも低い温度です。

CPLA は同じベースポリマーを使用し、2 つの変更を適用します。ミネラルフィラー、最も一般的にはタルクが樹脂に配合され、剛性が増し、ヒートシンクとして機能します。次に、成核剤を使用して制御されたプロファイルの下で部品を冷却し、鎖を規則正しい結晶領域に配置し、通常は結晶化度が 30 ～ 40 % に達するようにします。この組み合わせにより、熱たわみ温度が 85 ～ 100 °C の範囲に押し上げられ、アモルファス PLA よりもおよそ 30 ～ 40 °C 高くなっています。

トレードオフは光学的なものです。結晶領域は光を散乱するため、CPLA は不透明です。白、クリーム、黒、およびさまざまな色合いが標準です。ガラスのように透明なCPLAは市販の食器では入手できません。

ラベルよりも重要なヒートナンバー

「PLA」と書かれたデータシートでは、使用温度についてはほとんど何もわかりません。グレードの指定、フィラー含有量、熱たわみ温度を尋ね、樹脂サンプルではなく完成品テストで検証してください。

熱たわみは、定義された荷重下の標準バーで測定されます。実際の部品はより薄く、一点に重量があり、半径が鋭いため、使用中の故障は印刷された数値より 10 ～ 15 °C 早く到達することがよくあります。実行可能な記事と高価な間違いを分けるには、次の 3 つのチェックがあります。

• ホットフィル: 85 ～ 90 °C の液体を 30 分間保持し、温かいうちに積み重ねます。
• 保管キャビネット: 製品重量を積み重ねた状態で 60 ～ 75 °C で 2 時間。
• 家庭用電子レンジ: 高脂肪ソースでフルパワーで 2 分間。水ベースのソースよりも加熱が速く、均一に加熱されません。

小さなアイテムは、直径に比べて壁が薄いため、最初に失敗します。だからこそ、 ポーションカップの電子レンジおよび冷凍庫の性能 切り替えが承認される前に、独自のトライアルを受ける価値があります。

堆肥化可能性と認証の詳細

EN 13432 または ASTM D6400 認証を取得した製品は堆肥化中に分解しますが、それは工業条件下でのみです。どちらの標準も、58 °C が維持され、湿度が制御され、規定の微生物数が存在することを前提としています。この体制は商業施設に存在し、裏庭の山には存在しません。裏庭の山では、プロセスが開始するのに十分な時間温度を保持することはめったにありません。

堆肥化可能は条件であり、属性ではありません。これは、特定の施設、特定の温度、特定のウィンドウ内で何が起こるかを説明します。

2 つの結果が続きます。まず、この主張は産業コレクションが存在する場合にのみ適用されます。一般廃棄物として投入される堆肥化可能なフォークは、長期間にわたって従来のプラスチックと同様に動作します。第二に、文言は法的に重要です。無条件の「生分解性」の主張はいくつかの市場で制限されているが、「工業的に堆肥化可能、EN 13432 認証済み」は試験報告書に裏付けられた擁護可能な声明である。

CPLA がプレミアムを得る場所

CPLA は、カトラリーセット、コーヒーマドラー、ストロー、ポーションカップ、冷たい飲み物の蓋、寿司トレイ、ベーカリーのクラムシェル、小さなデリボウルなど、薄くて硬い手持ちアイテムが温かい食べ物や温かい飲み物と出会う場所に選ばれています。

最も強力なビジネス ケースが単一行の置換であることはほとんどありません。これは、スタジアム、キャンパス、フェスティバルなど、フードサービスの運営と廃棄物の収集の両方を制御する閉ループの会場です。そこでは、耐用年数終了の主張を主張するのではなく検証することができ、材料プレミアムは廃棄物転用目標および処分コストと相殺されます。

CPLA をカップ、蓋、フィルム システムに取り付ける

蓋自体の素材が原因で蓋が故障することはほとんどありません。フィット感のせいで失敗してしまいます。カップのつばの直径は通常約 ±0.2 mm 以内に保たれており、CPLA と PP は熱い液体で満たされたときに異なる速度で膨張するため、20 °C で完全にカチッと閉まる蓋は 85 °C では持ち上がる可能性があります。堆肥化可能な蓋と PP カップを組み合わせる場合は、蓋を単独でテストするのではなく、組み立てたパックを熱い状態でテストしてください。

シーリングフィルムはより難しい境界です。ヒートシール蓋フィルムは、シール層がこれらのポリマー用に配合されているため、PET、CPET、PP、PS の表面に接着し、トレイはシールジョーの温度にも耐える必要があります。 CPLA トレイは通常、標準のトレイ シーラーでは使用できません。密封された高バリアパックが必要な場合、現実的な方法は、密封製品用のバリアトレイとフィルムの組み合わせを指定しながら、カトラリーや冷たい商品については堆肥化可能であるという主張を維持することです。ほとんど 食品包装ソリューション いくつかの素材がそれぞれの役割をうまく果たしています。

加工の現実: 水分、スクラップ、サイクルタイム

PLA と CPLA は吸湿性があり、湿った状態で処理すると加水分解します。樹脂は、スクリューに到達する前に、乾燥剤付き乾燥機で数時間、低水分レベル (通常は 250 ppm 以下) まで乾燥させる必要があります。このステップをスキップすると、分子量が低下し、明らかな機械の故障ではなく、脆い部品や不均一な結晶化度として現れます。

さらに 3 つの特徴がツールと原価計算を形成します。

• 溶融強度が低いため、薄いセクションや長い流路には十分なゲートと注意深い充填バランスが必要です。
• PP とは異なる収縮。多くの場合、ドロップイン ツールではなく、新しい金型または再カットされたコアを意味します。
• 冷却要求が高く、サイクルタイムが長くなり、同じ形状の PP 部品に対するキャビティあたりの出力が減少します。

コスト、供給、調達チェックリスト

CPLA 樹脂は通常、キログラムあたりのベースで汎用 PP を大きく上回っており、スクラップ率、遅いサイクル、新しい工具などを考慮すると、その差はさらに広がります。限られたサプライヤーが生産する樹脂を加えると、価格と同じくらい調達リスクが継続性となります。コミットする前に、次の作業を行ってください。

1. 製品ファミリー名ではなく、正確なグレード、フィラー含有量、熱たわみ温度を書面で確認してください。
2. FDA 21 CFR 準拠、および EU の場合は規制 10/2011 と移行データの準拠宣言を含む、食品と接触する文書を要求します。
3. 認証の範囲を確認し、完成品を対象とするのか、樹脂のみを対象とするのかを確認してください。
4. 既存の金型で CPLA を実行できるかどうか、または収縮のために新しい金型が必要かどうかを確認してください。
5. 袋を開けるとすぐに湿気の吸収が始まるため、樹脂の保存期限と梱包を確認してください。
6. ホット充填、スタッキング、24 時間保持を含む充填ラインで完全なトライアルを実行します。
7. モデルのキログラムあたりのコストではなく、1,000 ユニットあたりのコスト。

すでに植物由来の樹脂を製造しているメーカーと提携

CPLA プロジェクトの背後にある実際的な問題は、ツーリング、乾燥プロファイル、ホットフィル検証を 1 つのジョブとして誰が管理するかということです。 2004 年に設立され、寧波市奉化市に拠点を置く Ningbo Linhua Plastic Co., Ltd. は、PP、PS、PET、TFPP、PLA にわたる食品に接触する包装材を製造しており、個々の品目のサプライヤーだけでなく、顧客の包装ラインのコンサルタントであると自社を説明しています。同社は、金型設計、製品開発、生産、検査を社内で行っており、その品質システムには食品と接触する包装メーカーに対する AIB の期待に沿った ISO 9001、HACCP、GMP 管理と、BRC 包装監査が含まれていると述べています。

30,000 平方メートルの敷地は寧波櫟社空港から約 30 分、北侖港から約 90 分の距離にあり、樹脂と完成品が異なるスケジュールで移動する場合に重要になります。そのどれもが CPLA プロジェクトを単純にするものではありませんが、結晶化度、水分、適合性に関する質問は、金型を実行する同じチームによって回答できることを意味します。

CPLA プラスチックは、1 つの特定の問題をうまく解決します。通常の PLA は軟化し、熱い食品と接触しても、薄くて硬い植物由来の製品を使用できる状態に保ちます。パッケージング全般を解決するものではありません。不透明で、PPよりも高価で、湿気を吸収し、バリアトレイのように密封されず、耐用年数終了の主張は、多くの会場にまだ不足している収集インフラに依存します。素材をシステムの 1 つのコンポーネントとして扱い、適切なカップ、適切な蓋、正直なラベルと組み合わせれば、通常はスイッチが機能します。ライン上のすべての PP アイテムの直接の代替品として扱います。最初のホットフィル試行でそうでないことがわかります。