Fabriquer des sacs poubelles à cordon est l’une des tâches les plus difficiles dans le domaine des emballages souples. Contrairement aux sacs de scellage classiques en forme d'étoile ou aux sacs à fond plat, le cordon de serrage nécessite une combinaison complexe de film de soufflage, de garniture, de fabrication de canaux et de libération élastique. Le choix des matériaux n’est donc pas seulement une question de coût. C'est le facteur fondamental qui détermine le fonctionnement de la machine et les performances du produit final. Savoir quels matériaux fonctionnent avec une machine à bacs à traction signifie examiner les propriétés d'écoulement des polymères, les contraintes de conception mécanique et les nouvelles règles. Ce guide se concentre sur les principaux types de résines, les systèmes d'additifs et les nouvelles options durables qui façonnent la production moderne de sacs à cordon.
Résines de polyéthylène : la base de l'industrie
Le polyéthylène reste le matériau principal des sacs poubelles à cordon. En effet, il présente un bon équilibre de résistance, une bonne scellabilité et une facilité de traitement. Mais tous les polyéthylènes ne jouent pas le même rôle dans ce métier. Le polyéthylène haute densité (HDPE) est largement utilisé pour sa haute résistance à la traction et sa rigidité. Cela permet aux fabricants de produire des sacs plus fins qui peuvent néanmoins transporter de lourdes charges. La structure cristalline du polyéthylène haute densité (HDPE) présente une bonne résistance à la perforation. Cependant, son point de fusion plus élevé nécessite un contrôle minutieux de la température lors du bobinage et du scellage.
Le polyéthylène linéaire basse-densité (LLDPE), en particulier les types catalysés par métallocène-(LLDPE), a gagné une part de marché significative. Cela est dû à un meilleur allongement et à une meilleure résistance aux chocs des fléchettes. Ces résines s'étirent plutôt que de se déchirer sous des charges soudaines. Il s’agit d’un élément de sécurité important des sacs à déchets mélangés. Lors de la mise en place d'unMachine à sacs poubelles à cordon, l'opérateur doit gérer les différentes viscosités à l'état fondu et les propriétés de refroidissement de chaque résine. Le polyéthylène basse-densité (LDPE) nécessite généralement une température de scellage initiale plus basse, mais il met plus de temps à retenir la chaleur que le polyéthylène haute-densité (HDPE). Par conséquent, les stations d'ourlage et de scellage du fond- nécessitent des profils de chauffage réglables. Les données industrielles de l'American Chemistry Council montrent une augmentation de 28 % de l'utilisation de LLDPE, un métal des terres rares, dans les sacs poubelles de 2019 à 2023. Cela était principalement dû aux efforts visant à réduire l'utilisation de matériaux sans compromettre les performances [1].
Les mélanges de polyéthylène haute-densité (HDPE) et de polyéthylène basse-densité (LLDPE) sont déjà courants. Cela permet au convertisseur d'ajuster l'équilibre de rigidité-ténacité à des objectifs de jauge spécifiques. Ces mélanges nécessitent des contrôles minutieux de compatibilité. Si deux matériaux ne se mélangent pas bien, la séparation des phases peut créer des faiblesses dans les canaux de descente où se trouve le cordon. Tests rhéologiques par viscosimétrie capillaire recommandés avant d'utiliser de nouveaux ratios de mélange. Cela garantit un flux constant à travers les moules d’extrusion et une épaisseur de film uniforme sur toute la largeur de la bande. Pour toutMachine à sacs poubelles à cordon, la validation du rapport de mélange reste une étape critique de pré-production.
Systèmes additifs et modificateurs fonctionnels
La résine basale est rarement utilisée seule dans la fabrication de sacs à cordon. Les mélanges maîtres additifs sont essentiels pour garantir un traitement stable, un aspect esthétique et une fonction spéciale. Les lames, généralement en alucamide ou en oléamide, sont très importantes. Ils réduisent la friction à la surface du film. Sans glissement suffisant, le film peut coller ensemble ou ne pas s'ouvrir correctement une fois enroulé. Mais trop d'antidérapant- peut se déplacer vers la surface et briser les joints thermiques. Il permet également au cordon de glisser dans le canal de l'ourlet. Le dysfonctionnement a rendu le sac inutile.
Les additifs de confinement, souvent de la silice synthétique ou de la terre de diatomées, empêchent les couches de film de coller au film en raison de la pression du rouleau pendant le stockage et le transport. Pour les sacs à cordon, le confinement doit être réglé correctement. Trop peu de raisons de bloquer. Lorsque vous tirez sur la corde, trop de corde rendra la surface de la corde rugueuse, augmentant ainsi la friction. La technologie des fluoropolymères peut empêcher la rupture à l'état fondu à des vitesses d'extrusion élevées. Cela permet auMachine à sacs poubelles à cordonpour courir plus vite sans perdre la qualité de la surface. Les instructions techniques de la SPE indiquent que la quantité optimale d'auxiliaire de transformation des polymères fluorés est de 50 à 200 ppm de sacs poubelles en film soufflé. Ses performances dépendent du taux de cisaillement et de la forme du moule [2].
Les mélanges maîtres de couleurs et les -additifs neutralisant les odeurs ajoutent plus de variables. Le pigment noir de carbone est couramment utilisé dans les sacs poubelles noirs comme agent de nucléation. Tout cela modifie la vitesse de cristallisation et affecte la résistance du joint. Les capsules de parfum et les absorbeurs d'odeurs peuvent contenir des résines porteuses qui ne sont pas mélangées au polymère de base. Cela peut entraîner des taches de gel ou du brouillard. Des tableaux de compatibilité et des tests à petite échelle-sont encore nécessaires pour tout vérifier avant la production complète.
Contenu recyclé et résines post--consommation
Les réglementations et les objectifs de développement durable des entreprises mettent davantage de matières recyclables dans des sacs poubelles à cordon. Le polyéthylène recyclé post--post-consommation (PCR) provient de la collecte sélective. Cela pose des problèmes uniques. Par rapport aux nouvelles résines, la PCR présente une plage de poids moléculaire plus large, un indice de fusion plus instable et un risque de saleté. Ces facteurs affectent directement la planéité du film, la fiabilité de l'étanchéité et la qualité du canal de tréfilage.
Lorsqu’il s’agit de mélanges PCR élevés, la compatibilité des machines devient très importante. UNMachine à sacs poubelles à cordondispose de systèmes de filtration puissants, d'un traitement corona pour déterminer l'énergie de surface et d'un contrôle de température réglable pour mieux gérer la PCR que l'ancienne machine uniquement pour les nouvelles résines. Des recherches publiées dans le Journal of Applied Polymer Science ont montré qu'une concentration de plus de 30 % (réaction en chaîne par polymérase (PCR)) réduit considérablement la résistance à l'impact des fléchettes. Cela peut être fait par co-extrusion avec de nouvelles couches de liaison ou en ajoutant des modificateurs d'impact [3]. Les structures coextrudées placent le PCR dans la couche intermédiaire et la nouvelle résine à l'extérieur. Cela maintient l’étanchéité de la surface et la qualité optique tout en utilisant davantage de matériaux recyclés.
Les normes de contenu en circulation pour les services mondiaux SCS et les programmes de certification tels que ECOLOGO d'UL fournissent des contrôles tiers-qui influencent les choix de matériaux. La conversion de ces certifications doit être documentée dans une chaîne de traçabilité claire et soumise à des audits périodiques. Cela s’ajoute à la paperasse pour l’approvisionnement en matériel.
Alternatives biodégradables et compostables
Les zones synthétiques font appel à une science des matériaux très différente. Les mélanges à base d'acide polylactique (PLA), d'adipate de polybutylène (PBAT) et d'amidon - n'ont pas la résistance à la fusion ou la stabilité thermique du polyéthylène. Ces matériaux se décomposent rapidement sous l’effet de la chaleur et des contraintes mécaniques. En conséquence, ils nécessitent des conceptions de vis spéciales, des températures de traitement plus basses et des paramètres d'étanchéité modifiés. La réalisation de canaux d'ourlet est particulièrement difficile à réaliser. Les films compostables ont moins de viscosité thermique et brûlent plus facilement.
Le transformateur doit vérifier la compatibilité métallique du tambour et des vis lorsque la fonction sac poubelle à cordon ne gère pas la matière compostable. Certains biopolymères produisent des produits de dégradation acides qui rouillent les pièces en acier standard. Les usines qui fabriquent des produits conventionnels et compostables peuvent avoir besoin d'outillage dédié ou de systèmes de remplacement rapide. L'Université et la recherche de Wageningen montrent que les mélanges PBAT/PLA/amidon n'atteignent de bonnes propriétés mécaniques que dans une petite plage de rapports de mélange. Par conséquent, la cohérence de la formulation est plus importante que celle des systèmes en polyéthylène [4]. Lors de l'évaluation d'unMachine à sacs poubelles à cordonpour les matériaux alternatifs, ces contraintes de transformation doivent être prises en compte dans la décision d'achat.
Protocoles de test et validation de la qualité
La sélection des matériaux ne peut pas être basée uniquement sur la feuille de calcul du fournisseur. Il nécessite d'être testé dans des conditions réelles de conversion. Les normes de performance de base ont été établies par le test de résistance d'étanchéité de chaque ASTMF88, l'impact de fléchette de chaque ASTMD1709 et la déchirure d'Elmendorf de chaque ASTMD1922. Pour les sacs à cordon, la connexion entre le film et le cordon est vérifiée par le test de sablage du canal inférieur et la mesure de la tension du cordon. Les études sur le vieillissement accéléré se concentrent sur le mouvement additif et la stabilité à long terme des films minces. Cela arrête les problèmes après quelques mois de production. Les tests conjoints entre les fournisseurs de résine, les fabricants d'additifs et les opérateurs de machines restent le meilleur moyen d'obtenir une correspondance certifiée entre les matériaux et les machines. Ces matchs doivent répondre à la fois aux exigences de performance et aux règles réglementaires. En fin de compte, le jeu de matériaux optimal pour chaqueMachine à sacs poubelles à cordonémerge de tests systématiques, et non de seules spécifications génériques.
Référence
[1] Conseil américain de chimie (2023). Examen de la résine : tendances du marché du polyéthylène et changements d’application. Rapport technique de la Division des plastiques de l'ACC.
[2] Société des ingénieurs plasticiens (2022). Optimisation de l'aide au traitement dans l'extrusion de films soufflés pour les applications de calibre mince-. Actes de la conférence technique annuelle SPE.
[3] Journal de science appliquée des polymères (2023). Propriétés mécaniques des films de polyéthylène recyclés post-consommation pour emballages flexibles. Périodiques Wiley.
[4] Université et recherche de Wageningen (2022). Emballages de mélanges de polymères biodégradables : fenêtres de traitement et caractérisation des performances. Publications de recherche WUR sur l'alimentation et les biosourcés.
