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Apr 03, 2023

Die Blasformeignung von rPET-Harzen

Chia-Jen Hsu | 30. September 2020 Während Polyethylenterephthalat (PET) ein hochwirksames Material ist

Chia-Jen Hsu | 30. September 2020

Während Polyethylenterephthalat (PET) ein hoch recycelbares Kunststoffharz ist, gibt es bei der Herstellung von Verpackungen mit einem hohen Anteil an recyceltem PET (rPET) versorgungstechnische und technische Herausforderungen. Da es mehrere rPET-Qualitäten und -Lieferanten gibt, können sich die jeweiligen Konsistenz- und Qualitätsprobleme auf Farbe, Materialverteilung und Leistung der Endverpackung auswirken.

Obwohl die Nachfrage nach rPET steigt, können diese Probleme zu anspruchsvollen Einführungen führen, die ein erhebliches Maß an Überwachung erfordern. Darüber hinaus reduzieren viele Markeninhaber ihre Verpackungen und erhöhen gleichzeitig den rPET-Anteil. Dies erschwert das Blasformen zusätzlich.

Man könnte sagen, dass es notwendig ist, den Grundbaustein jedes rPET-Harzes zu identifizieren, ähnlich einer DNA-Charakterisierung. Dies ermöglicht die Entwicklung einer Formel, die für jeden am besten funktioniert, sowie die Bestimmung, welche für eine bestimmte Anwendung am besten geeignet sind. Beispielsweise ist ein Harz mit einem hohen Gehalt an Acetaldehyd (AA) möglicherweise nicht für ein Getränkeprodukt geeignet, bietet jedoch akzeptable Eigenschaften für Seifen und andere Haushaltspflegeprodukte.

Um rPET-Qualitäten besser zu verstehen, die allgemein in Lebensmittelkontaktqualitäten und Non-Food-Qualitäten unterteilt werden, müssen zusätzliche Attribute überwacht werden. Dazu gehören Grenzviskosität (SIV), Farbe (L*a*b*, Trübung), wichtige Verarbeitungsparameter, gemessen durch Kristallisationskinetik und Schmelzen (Tm und Tg), schwarze Flecken, IR-Transmission, AA, Benzol und Limonen sollten überwacht werden .

Die IV des einströmenden Harzes und des geformten Vorformlings muss überwacht werden. Verschiedene rPET-Qualitäten können unter ähnlichen Bedingungen aufgrund ihres Schmelzpunkts und ihrer Erstarrungstemperatur unterschiedliche IV-Verlustraten aufweisen. Da nicht alle rPET-Typen gleich sind, muss sowohl für das Spritzgießen als auch für das Blasformen jeweils ein Rezept erstellt werden.

Da die Wahrnehmung der endgültigen Verpackung durch den Verbraucher von entscheidender Bedeutung ist, sind die Farb- und Schwarzspezifikationen wichtige Attribute, die anhand verschiedener Testprotokolle überprüft werden müssen, bevor jede Harzcharge zu Verpackungen geformt wird.

Viele Flaschen werden auf zweistufigen Anlagen blasgeformt, wobei die Energieaufnahme von der Farbe des Vorformlings abhängt. Eine Variation dieser Farbe kann dazu führen, dass das Fenster des Blasformprozesses außerhalb des zulässigen Bereichs liegt, was bedeutet, dass die Verpackung nicht den Leistungsspezifikationen entspricht.

Es gibt Methoden zur Messung der IR-Durchlässigkeit von Platten, und daher kann dieselbe Platte, die für Farb- und Schwarzspezifikationsmessungen verwendet wurde, nicht nur zur Überwachung der IR-Durchlässigkeit, sondern auch des AA-Gehalts vor dem Formen der Vorformen verwendet werden. Das spart wertvolle Zeit und Ressourcen. Darüber hinaus kann uns die auf Gaschromatographie basierende Massenspektroskopie über den Benzol- und Limonengehalt im Harz informieren und so bei der Entscheidung über deren Verwendbarkeit helfen. Es kann auch dabei helfen, gezielte Anstrengungen zur Technologie zur Verbesserung des Dekontaminationsniveaus zu unternehmen.

Daher sollte eine mehrstufige Bewertung der eingehenden rPET-Typen durchgeführt werden, um zu verstehen, ob sie geeignet sind, das Neuharz in größeren Prozentsätzen zu ersetzen.

Autor: Chia-Jen Hsu, PhD, ist Materialspezialistin am PTI. Er verfügt über jahrelange Erfahrung in der Charakterisierung und Analyse von Harzen sowohl bei spritzgegossenen als auch blasgeformten Artikeln. Er verfügt über Fachkenntnisse im Verständnis der Auswirkungen der Verwendung von recyceltem Kunststoff in verschiedenen Produktkategorien.

Über PTI: PTI ist weltweit als wichtige Ressource für Preform- und Verpackungsdesign, Verpackungsentwicklung, Rapid Prototyping, Prototyping vor der Produktion und Materialbewertungstechnik für die Kunststoffverpackungsindustrie anerkannt. Weitere Informationen: www.pti-usa.com.

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