PLA vs PBAT: Kompostoitavissa pakkauksissa käytetyt keskeiset materiaalit
Muutama vuosi sitten, kun aloin kiinnittää huomiota kompostoiviin pakkauksiin, oletin ratkaisun olevan melko yksinkertainen - vain korvata perinteinen muovi biohajoavalla vaihtoehdolla. Vietettyäni enemmän aikaa pakkausvalmistajien ja materiaalitoimittajien parissa tajusin, että se ei todellakaan toimi niin.
Joustavat pakkauskalvot valmistetaan harvoin yhdestä materiaalista. Jopa perinteiset muovipakkaukset käyttävät usein useita kerroksia tai sekoitettuja polymeerejä oikean lujuuden, joustavuuden ja sulkukyvyn tasapainon saavuttamiseksi. Kompostoitu pakkaus noudattaa samaa logiikkaa.
Useimmissa projekteissa, joita olen nähnyt, kaksi materiaalia ilmestyy uudestaan ja uudestaan: PLA ja PBAT. Ne eivät ole ainoita saatavilla olevia biohajoavia polymeerejä, mutta ne ovat luultavasti yleisimpiä, kun ihmiset yrittävät kehittää kompostoitavia joustavia kalvoja.
tuoteavainteknologiat
Ensimmäistä kertaa käsittelin PLA-elokuvaa
PLA tai polymaitohappo on yleensä ensimmäinen biohajoava muovi, jonka ihmiset kohtaavat, kun he alkavat tutkia kompostoitavia materiaaleja. Yksi syy on sen alkuperä - se on valmistettu kasvi-pohjaisista raaka-aineista, kuten maissitärkkelyksestä tai sokeriruo'osta, eikä öljystä.
Ensimmäisen kerran käsittelin PLA-kalvonäytettä pienen pakkauskoeajon aikana muuntimen laitoksessa. Se, mikä erottui välittömästi, oli materiaalin jäykkä ja sileä tuntuinen. Polyeteenikalvoon verrattuna se tuntui melkein ohuelta muovilevyltä eikä pehmeältä pakkauskalvolta.
Se jäykkyys ei välttämättä ole huono asia. Itse asiassa PLA:n selkeys ja jäykkyys tekevät siitä hyödyllisen tietyissä pakkausmuodoissa. Monet läpinäkyvät kompostoituvat ruoka-astiat on valmistettu suurelta osin PLA:sta, koska materiaali näyttää puhtaalta ja vakaalta.
Mutta kun kalvo käsitellään ohuiksi joustaviksi rakenteiksi, haitat tulevat selvemmiksi. PLA-kalvot voivat halkeilla helpommin, kun niitä venytetään liikaa muuntamisen tai pussin muodostamisen aikana. Muistan erään insinöörin selittävän, että työstöolosuhteita piti säätää useita kertoja, jotta vältytään pienistä murtumista tiivistyslinjalla.
Materiaalin näkökulmasta tämä on yksi syy, miksi PLA:ta yksinään käytetään harvoin joustavissa pakkauspusseissa.
PBAT tuntuu paljon lähempänä perinteisiä joustavia muoveja
Tilanne on aivan toinen PBAT:n (polybutyleeniadipaattitereftalaatti) kanssa.
PBAT-kalvoa käsiteltäessä se käyttäytyy paljon enemmän kuin tavanomaisissa pakkauksissa käytetyt joustavat muovit. Kalvo venyy helposti ja tuntuu huomattavasti pehmeämmältä kuin PLA. Tämä joustavuus on erityisen hyödyllinen tuotteille, joiden on selviydyttävä toimituksesta ja käsittelystä.
Esimerkiksi kompostoituvat kuriiripostipussit ovat usein riippuvaisia PBAT:sta, koska materiaali kestää mekaanista rasitusta paremmin kuin PLA.
Toinen käytännön etu on, että PBAT:ta voidaan usein käsitellä polyeteenikalvon valmistukseen jo käytettävillä laitteilla. Jotkut suulakepuristuslinjat tarvitsevat vain maltillisia säätöjä lämpötila-asetuksiin.
PBAT:lla on kuitenkin myös rajoituksensa. Pääasiassa PBAT:sta valmistetut kalvot ovat yleensä vähemmän jäykkiä ja vähemmän läpinäkyviä kuin PLA-kalvot. Sovelluksissa, joissa ulkonäöllä tai jäykkyydellä on merkitystä, PBAT ei yksin ehkä ole ihanteellinen.
Miksi muuntimet usein sekoittavat näitä kahta materiaalia
Koska nämä kaksi materiaalia käyttäytyvät niin eri tavalla, muuntimet usein sekoittavat niitä.
Ajatus on melko suoraviivainen. PLA lisää rakennetta ja jäykkyyttä, kun taas PBAT parantaa joustavuutta. Niiden välistä suhdetta säätämällä valmistajat yrittävät luoda kalvoja, jotka käyttäytyvät lähempänä perinteisiä muovipakkauksia.
Eräässä muuntimesta kuullut kehitysprojektissa insinöörit testasivat useita erilaisia PLA–PBAT-suhteita välipalapussisovellukselle. Kun PLA-pitoisuus oli korkea, pussi piti muotonsa hyvin, mutta murtui tiivistystestien aikana. PBAT-pitoisuuden lisääminen paransi kestävyyttä, vaikka kalvosta tuli pehmeämpi.
Tällaiset kompromissit{0}} ovat tyypillisiä biohajoavien materiaalien kanssa työskennellessä.
Kompostoitu pakkaus on yleensä monimutkaisempi kuin miltä se näyttää
Toinen asia, joka yllätti minut, kun tutustuin kompostoiviin pakkauksiin, on se, kuinka samanlainen sen rakenne on perinteisten muovipakkausten kanssa.
Monet kompostoitavat pussit perustuvat edelleen useisiin kerroksiin, vaikka materiaalit itsessään ovat biohajoavia. Jokainen kerros suorittaa eri toiminnon.
Tuotteen kuvaus
Yksinkertainen esimerkki voisi olla:
ulompi tulostettava kerros grafiikkaa varten
rakennekerros, joka tarjoaa mekaanista lujuutta
lämpösaumaukseen suunniteltu sisäkerros
Jotkut valmistajat kokeilevat myös biohajoavia pinnoitteita, jotka auttavat parantamaan hapen tai kosteudenkestävyyttä. Esteiden suorituskyky on edelleen yksi alueista, joilla kompostoituvat kalvot kehittyvät edelleen.
Biomuovin markkinat ovat edelleen suhteellisen pienet, mutta kasvavat
Vaikka kompostoituvat muovit saavat paljon huomiota, ne muodostavat silti pienen osan muovin kokonaismarkkinoista.
European Bioplasticsin mukaan biomuovin globaalin tuotantokapasiteetin odotetaan nousevan noin 7 miljoonaan tonniin lähivuosina. Se kuulostaa suurelta, mutta verrattuna satoihin miljooniin tonneihin tavanomaista muovia vuodessa, se on silti suhteellisen pieni osuus.
Siitä huolimatta kiinnostus on selvästi lisääntymässä. Pakkaustoimittajien kanssa käydyissä keskusteluissa kysyntä tulee usein sellaisilta toimialoilta kuin erikoiskahvi, luomuelintarvikemerkit ja yritykset, jotka haluavat korostaa kestävää kehitystä pakkaussuunnittelussaan.
Yksinkertainen tapa ajatella PLA:ta ja PBAT:ta
Kuultuani insinöörien keskustelevan näistä materiaaleista monta kertaa, olen alkanut selittää niitä yksinkertaisemmalla tavalla, kun ihmiset kysyvät.
PLA on hyödyllinen, kun pakkauskalvo tarvitsee rakennetta ja visuaalista selkeyttä. PBAT on hyödyllinen, kun kalvo tarvitsee joustavuutta ja kestävyyttä.
Kumpikaan materiaali ei ratkaise kaikkia ongelmia itsestään. Siksi kompostoituvat pakkauskalvot perustuvat usein näiden kahden yhdistelmään.
Kun uusia biohajoavia polymeerejä kehitetään, nämä materiaalijärjestelmät todennäköisesti kehittyvät edelleen. Mutta toistaiseksi PLA-pakkaus ja PBAT-biohajoava muovi ovat edelleen kaksi keskeistä materiaalia, joita käytetään, kun valmistajat yrittävät tuottaa kompostoitavia joustopakkauksia.
FAQ
K: Mikä on tärkein ero PLA:n ja PBAT:n välillä?
V: PLA on kasvipohjainen-polymeeri, joka tunnetaan jäykkyydestään ja kirkkaudestaan, kun taas PBAT on joustava biohajoava polyesteri, joka tarjoaa joustavuutta ja sitkeyttä.
K: Ovatko PLA ja PBAT molemmat kompostoitavia?
V: Molemmat materiaalit voivat hajota teollisissa kompostointiolosuhteissa, joissa lämpötilaa, kosteutta ja mikrobitoimintaa valvotaan.
K: Miksi PLA ja PBAT sekoitetaan usein yhteen?
V: Kahden materiaalin sekoittaminen auttaa tasapainottamaan jäykkyyttä ja joustavuutta, jolloin syntyy kalvoja, jotka sopivat paremmin pakkaussovelluksiin.
K: Mitkä pakkaustuotteet käyttävät yleisesti PLA:ta ja PBAT:ta?
V: Yleisiä esimerkkejä ovat kompostoituvat ostoskassit, kahvin pakkauspussit, välipalapussit ja verkkokaupan postikassit.