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Apr 22, 2023

PLA betritt den Bereich der Injektionsstreckung

PlasticsToday-Mitarbeiter | 10. Januar 2017 Entwicklung eines neuen Materials – insbesondere eines

PlasticsToday-Mitarbeiter | 10. Januar 2017

Die Entwicklung eines neuen Materials – insbesondere eines umweltoptimierten Biokunststoffs für starre Behälteranwendungen – war für Floreon (East Yorkshire, Vereinigtes Königreich) keine leichte Aufgabe. Das Unternehmen ist ein junges Technologieunternehmen, das eine leistungsstarke, speziell formulierte Biokunststoffverbindung herstellt, die dem Standard-Biokunststoff Polymilchsäure (PLA) zugesetzt wird.

Das Ziel von Floreon bestand darin, ein innovatives Material mit nachhaltigem Ursprung und einer Reihe von End-of-Life-Optionen zu schaffen. Tatsächlich brauchte das Unternehmen vier Jahre Forschungs- und Entwicklungsarbeit und eine Wissenstransferpartnerschaft mit der University of Sheffield, um diesen einzigartigen, umweltfreundlichen, vollständig kompostierbaren und leistungsstarken Biokunststoff zu entwickeln, erklärt Dr. Andrew Gill, technischer Direktor von Floreon.

Das Unternehmen hat bisher etwa eine halbe Million Pfund des Biokunststoffs hergestellt und hat sich aktiv weltweite Patente für die Formulierung gesichert, wobei Patente in den USA und Japan angemeldet sind.

Begonnen mit 15-L-Flaschen

„Wir versuchen, diesen Biokunststoff für starre Verpackungsanwendungen und später auch für langlebige Anwendungen auf den Markt zu bringen“, sagt Gill. „Wir haben mit 15-Liter-Wasserflaschen begonnen, hauptsächlich weil diese Flaschen aufgrund ihrer Größe nicht recycelt werden konnten. Wir wussten nicht wirklich, was die Kunden damit machten. Wir haben versucht, die Technologie in verschiedenen Anwendungen zu kommerzialisieren, z starre Verpackungen, Sprühgeräte und Wasserflaschen.

Der Schlüssel zum Erfolg der Entwicklung dieses neuen Additivs zum Mischen mit dem PLA-Biokunststoff für starre Behälter war die Partnerschaft mit R&D/Leverage Europe (Nottinghamshire, Großbritannien), um bei Materialtests zu helfen, um die optimale Verarbeitung zu bestimmen und welche Anwendungen dafür geeignet wären Neues Material.

Floreon arbeite seit 2011 an der Entwicklung des Biokunststoffmaterials für eigene Zwecke, um große Flaschen für Wasserkühler herzustellen, erklärt Gill. „Das Material hatte die Leistung, aber wir konnten daraus keine große Flasche herstellen. Das Problem lag ursprünglich in der Dicke des Vorformlings. Die erste 15-Liter-Flasche scheiterte, weil der Vorformling so dick und schwer war, dass er viel Wärme benötigte.“ was im Wesentlichen dazu führte, dass das Material in einem zweistufigen Prozess kristallisierte.“

F&E/Hebelwirkung und eine Wendung in der Entwicklung

R&D/Leverage nahm die Herausforderung an, als Floreon sich an das Unternehmen wandte, um bei der Kommerzialisierung des Durchbruchs zu helfen.

„Wir waren daran interessiert, diese Untersuchung fortzusetzen, um unser Engagement für grüne Themen zu fördern“, sagt Alan Tolley, Geschäftsführer. „Und auch aufgrund unserer Expertise in PET- und einstufigen Spritzstreckblasformanwendungen, die unserer Meinung nach optimal für das Floreon-Material wären.

„Unsere erste Reaktion war Angst, als wir uns auf das Unbekannte einließen. Vor diesem Hintergrund haben wir uns jedoch für ein kleineres Kosmetiktiegel entschieden, das unserer Meinung nach das einfachste Produkt wäre, um gute Ergebnisse zu erzielen.“

R&D/Leverage hat das Projekt in seinem Product Solution Laboratory (PSL) mit einer der sechs Spritzstreckblasmaschinen des Unternehmens durchgeführt. Technische Servicetechniker und Ingenieure von Floreon nutzten ihr Fachwissen, um das Material mit hervorragenden Ergebnissen zu verarbeiten. R&D/Leverage erhöhte dann im zweiten Versuch den Einsatz und entschied sich für eine viel schwierigere Flasche mit herausfordernden Eigenschaften – die proprietäre Twist-Flasche von R&D/Leverage.

„Bei diesem Versuch haben wir das Floreon-Material mit mehreren unterschiedlichen Gewichten und Vorform-Wandstärken getestet, die wir für unsere Twist-Flasche haben“, erklärt Tolley.

Steve Gough, technischer Leiter für Forschung und Entwicklung/Leverage, kommentiert: „Wir haben festgestellt, dass das Floreon-Harz ein großes Prozessfenster mit großartigen Ergebnissen in Bezug auf eine optimierte Materialverteilung und ein scharfes Eckenverhältnis bietet. Die Fähigkeit überträgt sich auf durchgängig gute Produkte, die von 3 mm bis hergestellt werden.“ 8 mm dicke Vorformlinge.

Das Team aus Floreon und R&D/Leverage erwies sich als Erfolg.

„R&D/Leverage war ein idealer Partner, der uns dabei half, unsere Forschung und Entwicklung in die Realität umzusetzen“, sagt Gill von Floreon. „Sie waren in der Lage, das Material gemäß unseren Spezifikationen zu trocknen und dann die geeignete Maschine und das passende Werkzeug auszuwählen. Der erste Test wurde mit einer einfachen Anwendung – Kosmetikdosen – durchgeführt und dieser Versuch war wirklich erfolgreich.“

Die britische Einrichtung von R&D/Leverage ist auf einstufige blasgeformte PET-Flaschen spezialisiert und kann ihr Fachwissen neben PET, PP und Eastmans Triton-Materialien auch in PLA einbringen. R&D/Leverage bietet Produktbewertung, Werkzeugdesign und -herstellung, Werkzeugqualifizierung sowie den Nachweis der Produkttauglichkeit im Produktlösungslabor des Unternehmens.

R&D/Leverage USA hat seinen Hauptsitz in Lee's Summit, MO.

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