Máquina para fabricar bolsas PBAT, termosella, corta y apila películas y mezclas de PBAT/PLA, PBAT/almidón y PBAT/CaCO3 en bolsas compostables terminadas. PBAT es un poliéster aromático-alifático biodegradable. El punto de fusión es de 110 a 115 grados, el alargamiento de la fractura es superior al 300% y la densidad es de aproximadamente 1,2 a 1,3 g/cm3. Su dureza y flexibilidad lo hacen ampliamente utilizado en la producción de bolsas sintéticas. European Bioplastics informa que PBAT representa una parte significativa de la capacidad de producción mundial de bioplásticos. Las restricciones-de bolsas de un solo uso y las normas sobre envases compostables respaldan esta demanda en muchos mercados.
BAT como material básico - propiedades del diseño del mecanismo de formación
El PBAT tiene un rendimiento de procesamiento diferente al del polietileno tradicional. Estas diferencias tienen un impacto directo en el diseño de la máquina:
- Temperatura de fusión: 110 a 115 grados, cercana al LDPE. PBAT comienza a degradarse a unos 200 grados. Esto hace que el material sea menos utilizable para el procesamiento.
- Índice de flujo de fusión: 2-5 g/10 minutos a 190 grados/2,16 kg. Esto requiere relaciones de reducción y diseño de tornillo adecuados durante la extrusión de la película.
- Alargamiento de la fractura: 300%–700% para película PBAT pura. Eso es más alto que muchos puntajes de educación física. La película se alarga más en situaciones tensas.
- Temperatura de sellado: 90-130 grados, un rango de sellado efectivo de aproximadamente 15-25 grados.
Biodegradabilidad: Las mezclas de PBAT cumplen con los requisitos de compostabilidad de ASTM D6400 y EN 13432 en condiciones controladas de compostaje industrial.
Estas características permiten que una máquina para fabricar bolsas de PBAT funcione a temperaturas similares a las de los tubos de PE. PBAT, sin embargo, tiene un sello más estrecho y una película más suave y elástica. El sistema de tensión también debe hacer frente a su mayor elasticidad. El rango de tensión típico puede ser inferior al de la línea PE. Las bobinas servoaccionadas con retroalimentación de las células de carga de circuito cerrado-pueden ayudar a mantener una tensión de película estable durante el corte y el sellado.
Materiales primarios procesados
La máquina manipula cuatro materiales. Cada tipo requiere diferentes configuraciones de procesamiento.
Película PBAT pura
Las películas PBAT mono-capas suelen tener entre 20 y 80 micrones de espesor. Es uno de los PBAT más sencillos de procesar. Se puede sellar a una temperatura de 100 a 130 grados con una presión de 0,2 a 0,5 MPa y un tiempo de residencia de 0,3 a 0,6 segundos. Pure PBAT produce bolsas suaves y flexibles. Estas bolsas se pueden utilizar para producir embalajes, bolsas para prendas de vestir y bolsas sintéticas para la compra. Dado que la película tiene un gran alargamiento, la tensión de aflojamiento debe mantenerse por debajo de 30 N, lo que ayuda a evitar que la película se estire al pasar por la máquina.
Mezclas PBAT/PLA
PBAT/PLA se utiliza ampliamente en envases sintéticos comerciales. PBAT y PLA se pueden mezclar en proporciones de 40/60 a 80/20. Una mezcla 60/40 PBAT/PLA es una proporción común. El PLA añade dureza, imprimibilidad y resistencia al calor. PBAT agrega flexibilidad y resistencia al impacto. El punto de fusión de la mezcla es de aproximadamente 130 a 160 grados, dependiendo de la cantidad de PLA. Sus ventanas herméticas también son más estrechas, entre 10 y 15 grados. Una máquina para fabricar bolsas PBAT que ejecuta la mezcla requiere un control de temperatura preciso, generalmente alrededor de ±2 grados. La presión de sellado puede ser ligeramente mayor, entre 0,3 y 0,6 MPa, lo que ayuda a lograr una resistencia de sellado estable. El alargamiento de la mezcla es menor que el del PBAT puro, normalmente entre 100 y 300%. Esto acerca los ajustes de tensión a los utilizados en las películas de PE.
Mezclas de PBAT/almidón
El almidón se utiliza a menudo como relleno-de bajo coste en formulaciones de PBAT. El contenido de almidón suele oscilar entre el 10% y el 30%. Puede afectar tanto el rendimiento de la máquina como las propiedades de la bolsa. El almidón aumenta la rigidez y la rugosidad de la superficie de la película. También puede hacer que la película sea más sensible a la humedad. La temperatura de sellado suele oscilar entre 120 y 140 grados. Las mezclas de almidón pueden necesitar un tiempo de permanencia ligeramente mayor que el PBAT puro. Esto asegura un sellado completo debido a la mayor capacidad calorífica del almidón. Estas formulaciones también tienden a tener un coeficiente de fricción más alto, lo que puede afectar la forma en que la película se mueve a través de la sección de formación.
Compuestos de PBAT/CaCO3
Durante el bobinado, se puede agregar entre un 20 % y un 50 % de carbonato de calcio para reducir los costos de resina, aumentar la opacidad y mejorar la planitud de la película. La película rellena de mineral-es más dura, menos elástica y más abrasiva que el PBAT puro. Las máquinas que trabajan con un alto contenido de CaCO3 pueden utilizar recortes endurecidos, como acero para herramientas D2 o bordes con punta de carburo-. Las superficies de la barra de sellado resistentes al desgaste-también pueden ayudar a reducir el desgaste. La temperatura de sellado puede aumentar entre 5 y 10 grados debido a la masa térmica del mineral. Las tasas de producción también se pueden reducir entre un 10% y un 15% porque la película tarda en transferir calor durante el sellado y el enfriamiento.
Especificación de maquinaria de procesamiento de materiales múltiples-
| Parámetros | PBAT puro | Mezcla PBAT/PLA | PBAT/almidón | PBAT/CaCO3 |
| Temperatura de sellado | 100-130 grados | 130-160 grados | 120-140 grados | 125-145 grados |
| Rango de tensión | 10-30N | 15–35N | 20–40N | 20-45N |
| Velocidad de producción | 80–140 bolsas/min | 60–110 bolsas/min | 70–120 bolsas/min | 60-100 bolsas/minuto |
| Presión de sellado | 0,2–0,5 MPa | 0,3–0,6 MPa | 0,25–0,55 MPa | 0,3–0,6 MPa |
| Desgaste del cuchillo | Normal | Normal | Elevar | Alto |
| Precisión de temperatura | ±3 grados | ±2 grados | ±3 grados | ±3 grados |
| tiempo de cambio | - | 10 a 15 minutos | 10 a 15 minutos | 15-20 minutos |
Los materiales procesados en una máquina para fabricar bolsas PBAT deben cumplir con los criterios de estabilidad sintética cuando se venden como productos compostables:
- ASTM D6400 - Norma estadounidense para plásticos sintéticos. Proporciona requisitos de descomposición y biodegradación en condiciones controladas de compostaje industrial.
- EN 13432 – Normas europeas de embalajes sintéticos. Incluye la desintegración, la biodegradación y restricciones sobre ciertos metales pesados y otras sustancias.
- ISO 14855-1 - Método de prueba para medir la biodegradación de plásticos en condiciones controladas de compostaje. Los datos experimentales pueden respaldar las evaluaciones de compostabilidad estructural según la norma pertinente.
- EU PPWR - El Reglamento (UE) 2024/1781 de envases y residuos de envases establece requisitos para el diseño de envases, la reducción de residuos, la reciclabilidad y la composición para determinadas aplicaciones de envases.
Grand View Research proyecta que el mercado mundial de plásticos biodegradables seguirá creciendo. PBAT y PLA se utilizan ampliamente en envases sintéticos. Estos cambios regulatorios y de mercado han aumentado la demanda de equipos capaces de procesar materiales compostables certificados manteniendo costos de producción competitivos.
F A Q
¿Puede una línea de bolsas PBAT procesar también películas de PE tradicionales?
Sí. La estructura básica de la máquina es similar. Incluye liberación, guiado de bordes, corte, sellado y apilado. El PE tiene temperaturas de sellado ligeramente más bajas y un rango de procesamiento más amplio. Sin embargo, el uso de las mismas líneas de producción para materiales sintéticos y convencionales puede provocar contaminación cruzada-. Esto puede afectar las afirmaciones de compostabilidad. Los convertidores para la producción de bolsas compostables certificadas suelen utilizar una línea dedicada de materiales basados en PBAT-.
¿Cómo afecta la sensibilidad a la humedad a la película PBAT/almidón durante el embolsado?
El propio PBAT absorbe menos humedad que el PLA. Las mezclas a base de almidón-absorben la humedad más fácilmente. La humedad excesiva en áreas selladas produce poros, burbujas y un sellado débil. Los rollos de película se almacenan a una temperatura de 20 a 25 grados con una humedad relativa inferior al 50%. Las formulaciones ricas en almidón-también pueden requerir un secado previo-o un almacenamiento controlado antes de envasarlas.
¿Cuál es la vida útil de la película PBAT antes de embolsarla?
Las películas de PBAT puro se almacenan en condiciones selladas, frescas y secas durante 6 a 12 meses y mantienen un buen rendimiento de procesamiento. Debido al cambio en la absorción de humedad de la fase de almidón, el período de almacenamiento de la película mezclada con almidón-es corto, alrededor de 3 a 6 meses. El almacenamiento-a largo plazo reduce la resistencia del sello y aumenta el rechazo de bolsas y el desperdicio de material.
La gama de materiales de una máquina para fabricar bolsas PBAT afecta su aplicación en la producción de envases compuestos. Una mezcla de película Pure PBAT y PLA, almidón o rellenos minerales requiere diferentes temperaturas de sellado, tensión de la película, corte y ajustes de control de humedad. La configuración basada en recetas-facilita el cambio de materiales. Las máquinas servo-se pueden reemplazar en aproximadamente 10 a 15 minutos, dependiendo del tipo de bolsa y del diseño de la máquina.
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