EN
Specyfikacje materiałowe worków węglowych o wysokiej wytrzymałości
Specyfikacje mechaniczne: wytrzymałość na rozciąganie i odporność na przebicie pod obciążeniem
Materiał worków z węgla drzewnego o wysokiej wytrzymałości musi wytrzymać skrajne oddziaływanie mechaniczne podczas transportu i manipulacji. Tkaniny polipropylenowe (worki PP) są odpowiednie do tego zastosowania, ponieważ mogą osiągać wytrzymałość na rozciąganie przekraczającą 35 N/mm² zgodnie z metodą badawczą ASTM D5034. Worki tkaninowe zachowują również swoją strukturę tkanej siatki pod obciążeniem 50 kg. Wzmocnione tkanie zwiększa także odporność worków na przebicie – istotna zaleta w przypadku zawartości brykietów węgla drzewnego, które przebijają i uszkadzają zwykłe worki podczas transportu. Worki tkaninowe z polipropylenu można zaprojektować tak, aby wytrzymywały przebicie o sile przekraczającej 120 N zgodnie z metodą badawczą ISO 13938-1. W transporcie masowym standardowe worki tkaninowe zastępuje się właśnie tym typem worków; dane dotyczące standardowych worków tkaninowych wskazują na 75-procentowe zmniejszenie wypadków rozsypania.
Worki z węglem drzewnym ulegają szybkiemu zużyciu z powodu ekspozycji na popiół, smołę, wilgoć oraz utlenianie. Innowacyjne inżynieria wykorzystuje rozwiązania barierowe do ograniczenia tych skutków:
- Zużycie popiołu jest zmniejszane dzięki specjalnym powłokom.
- Smoła jest blokowana przez laminaty metalizowanego PET.
- Przenikanie wilgoci jest hamowane dzięki niskiej wartości współczynnika przepuszczalności pary wodnej (WVTR) (< 15 g/m²/24 godz.).
- Utlenianie jest ograniczane dzięki polimerom stabilizowanym UV.
Po 300 godzinach testu w komorze solnej (ASTM B117) ponad 97% wytrzymałości na rozciąganie jest zachowywane przez hybrydy PET oraz metalizowane folie, które zmniejszają przepuszczalność tlenu do wartości < 5 cm³/m²/dzień. Potwierdzono, że takie rozwiązanie zmniejsza ryzyko zapłonu. W środowiskach tropikalnych systemy z wbudowaną barierą zapewniają czterokrotnie dłuższą żywotność użytkową w porównaniu do systemów nietraktowanych.
Najlepiej sprawdzające się materiały do worków węglowych i ich zastosowania
Tkanina polipropylenowa (PP): trwałość i opłacalność przy transporcie brykietów
Na razie worki z tkaniny polipropylenowej pozostają najlepszą opcją do transportu dużych ilości brykietów. Nieosiągalna w swojej klasie stosunek wytrzymałości do masy worków z tkaniny polipropylenowej zapewnia najlepszą wartość za pieniądze spośród wszystkich dostępnych rozwiązań. Worki te wytrzymują naprężenia rozciągające przekraczające 40 niutonów na centymetr i są odporne na degradację chemiczną spowodowaną popiołem powstającym podczas transportu brykietów. Posiadają również wyższy współczynnik wielokrotnego użycia w porównaniu do jednorazowego, ponieważ są trwałe w budowie i nie ulegają rozkładowi tak jak inne typy worków. Ponadto wszystkie worki z tkaniny polipropylenowej mają niższą cenę – około o 30 procent niższa niż droższe, wzmacniane worki kompozytowe. Dzięki temu worki z tkaniny polipropylenowej są szczególnie odpowiednie do transportu brykietów, ponieważ mogą być zaprojektowane do przenoszenia ładunków o masie 25 kg i są opłacalne dla przedsiębiorstw.
Laminowana papier kraft + metalizowany PET–PE: ochrona barierowa dla węgla aktywnego i węgla premium
W przeciwieństwie do innych materiałów, ten łączy specjalne warstwy zapobiegające przenikaniu tlenu i wilgoci (blokujące około 99,9 % wilgoci i tlenu) z papieru kraftowego oraz innowacyjną metalizowaną warstwę PET-PE. Składnik aluminiowy odbija promieniowanie cieplne, podczas gdy warstwa PE zapobiega migracji smoły. Oznacza to, że węgiel aktywny może działać znacznie dłużej. Badania przeprowadzone przez niezależne firmy pokazują, że takie opakowanie wydłuża okres przydatności do spożycia produktu o około 18 miesięcy w porównaniu do tradycyjnych jednowarstwowych opakowań. Z tych powodów nie jest zaskoczeniem, że producenci węgla premium wybrali to opakowanie ze względu na jego wartość dodaną dla produktu.
Nietkane włókna celulozowe i siatki pochodzenia bambusowego: alternatywne materiały oddychające przeznaczone do węgla kawałkowego i ekologicznego węgla
Aby zapobiec rozwojowi pleśni, produkty w postaci grudek oraz ekowęgla wymagają usuwania wilgoci oraz zapewnienia odpowiedniej regulacji przepływu powietrza. Gdy producenci integrują tkaniny niegrzane z celulozy oraz siatki pochodzenia bambusowego, osiągają przepływ powietrza na poziomie około 100 litrów na metr kwadratowy na sekundę. Naturalne właściwości przeciwbakteryjne bambusa hamują rozwój niepożądanych bakterii podczas przechowywania produktów. Współczynnik przenikania pary wodnej przez bambus jest lepszy niż u większości innych materiałów syntetycznych (o 15% wyższy). Materiały naturalne (bambus i celuloza) rozkładają się w warunkach składowania na wysypisku mniej więcej 70% szybciej niż materiały syntetyczne, co przekłada się na bardziej korzystny profil środowiskowy opakowanych produktów. Te cechy czynią te materiały idealnym wyborem dla firm, które chcą pakować swoje produkty w ekologicznych materiałach.
Weryfikacja wydajności: normy badawcze oraz trwałość worków z węglem drzewnym w praktyce
Badanie wytrzymałości na rozciąganie zgodnie z normą ASTM D882 oraz certyfikacja worków węglowych pod kątem przepuszczalności powietrza zgodnie z normą ISO 5636-5
Aby uzyskać takie certyfikowanie, należy ocenić jednocześnie dwa czynniki. Badanie ASTM D882 bada wytrzymałość materiału na podstawie liczby warstw, które są ściskane na paletach w magazynie. Z drugiej strony badanie ISO 5636-5 ocenia przepuszczalność materiału dla powietrza, co określa zdolność materiału do kontrolowania wilgoci i pyłu. Zgodnie z najnowszym wydaniem „Digest of Packaging Standards”, worki spełniające te wymagania wykazują poprawę odporności na przebicie w zakresie od 20 do 30 procent. Worki zachowują swoją wytrzymałość po narażeniu na popiół i nadają się do użytku zarówno w warunkach gorących, jak i zimnych. Certyfikowane worki z tkaniny polipropylenowej mogą być eksploatowane maksymalnie przez 18 miesięcy w środowisku przemysłowym. Jest to zgodne z obserwacjami dokonanymi w środowisku laboratoryjnym i potwierdza, że worki te są w stanie wytrzymać trudne warunki panujące w środowisku magazynowym.
Wybór materiałów do wielofunkcyjnych woreczków z węglem drzewnym w sposób przyjazny dla środowiska
Rosnący wpływ zmian klimatycznych zmusił firmy do wykazywania większej selektywności w zakresie materiałów, których używają. Jednak zastosowanie niektórych materiałów do opakowań produktów węglowych można uznać za korzyść dla środowiska. Na przykład użycie plastiku z recyklingu (rPET) pozwala odwrócić odpady plastikowe od składowania na wysypiskach, a jednocześnie zapewnia odpowiednią wytrzymałość podczas transportu brykietów. Kilka marek węgla drzewnego zdecydowało się na stosowanie materiałów biodegradowalnych w opakowaniach, takich jak materiały kompozytowe z bambusa, ponieważ ich rozkład nie pozostawia toksycznych pozostałości. Istnieją jednak pewne wady związane z użyciem materiałów biodegradowalnych: zazwyczaj są one gorsze od materiałów syntetycznych pod względem odporności na wilgoć, zwykle są droższe (przynajmniej o 15–30%) i sprawiają, że opakowania produktów węglowych stają się droższe w porównaniu do konwencjonalnych opakowań plastikowych. W związku ze wzrastającą liczbą przepisów rządowych dotyczących odzysku odpadów staje się coraz ważniejsze, aby producenci opracowywali materiały opakowaniowe dla produktów węglowych, które zapewniają skuteczną równowagę między kosztem i czasem, odzyskiem opakowań z wysypisk oraz trwałością i funkcjonalnością materiałów opakowaniowych dla produktów węglowych.
Podsumowanie
W celu zapewnienia maksymalnej trwałości, odporności i zrównoważoności najlepszymi materiałami stosowanymi obecnie są tkaniny polipropylenowe, laminowana papier kraft z metalizowaną folią PET-PE, niematerialne włókniny celulozowe oraz siatki pochodzenia bambusowego.
W jaki sposób te materiały wytrzymują naprężenia mechaniczne?
Materiały te charakteryzują się doskonałą odpornością na przebicie oraz wysoką wytrzymałością na rozciąganie, ponieważ nie ulegają uszkodzeniu nawet pod obciążeniem dochodzącym do 50 kilogramów.
Czy ekologiczne worki węglowe stanowią uzasadnioną alternatywę?
Tak, istnieją ekologiczne alternatywy, takie jak kompozyty bambusowe, jednak są one droższe i mogą sprawiać problemy pod względem odporności na wilgoć.