W ostatnich latach światowy trend ograniczania PFAS (substancji per- i polifluoroalkilowych) staje się coraz bardziej wyraźny. Tymczasem konsumenci końcowi zwracają coraz większą uwagę na standardy bezpieczeństwa wody pitnej i ochrony środowiska, co powoduje ciągłe doskonalenie w zakresie doboru materiałów do powiązanych produktów. W tym kontekście europejscy i amerykańscy klienci pomp i zaworów postawili wyższe wymagania w stosunku do precyzyjnych uszczelek gumowych stosowanych w kluczowych miejscach uszczelnienia. Aby zapewnić stabilne działanie uszczelniające, uszczelki muszą być wolne od BPA, spełniać normę LFGB dotyczącą kontaktu z żywnością i posiadać formułę materiału niezawierającą fluoru. Ta zmiana wskazuje, że logika wyboru materiałów na uszczelki stopniowo zmienia się z tradycyjnego podejścia „najpierw wydajność” na „równy nacisk na wydajność, bezpieczeństwo i ochronę środowiska”.
Aby spełnić te nowe wymagania, firma Doit Rubber Products Co., Ltd. (zwana dalej „DOIT”) podjęła współpracę z dostawcami materiałów i wiodącymi klientami w branży pomp i zaworów. W projekcie dostawcy materiałów są odpowiedzialni za dostarczanie modyfikowanych rozwiązań niezawierających fluoru; DOIT przeprowadza dostosowanie receptury, mieszanie materiałów i kontrolę procesu w oparciu o recepturę oraz kończy formowanie uszczelnień; następnie klienci przeprowadzają kompletny montaż maszyny oraz testowanie i weryfikację aplikacji. Po 12 miesiącach wspólnej promocji w zakresie opracowywania materiałów, adaptacji procesów i testowania terminali odpowiednie rozwiązania zostały stopniowo wdrożone.
Uszczelnienia opracowane przy użyciu tego preparatu są stosowane głównie w kluczowych węzłach uszczelniających wewnętrzne systemy dróg wodnych dystrybutorów wody i ekspresów do kawy i są szeroko stosowane do dynamicznych i statycznych części uszczelniających elementy pomp i zaworów. Są to kluczowe elementy mające bezpośredni, długotrwały kontakt z wodą pitną. W takich scenariuszach zastosowań uszczelki muszą nie tylko wykazywać podstawowe właściwości uszczelniające, ale także spełniać bardziej rygorystyczne wymagania użytkowe, w tym stabilność podczas długotrwałego kontaktu z wodą pitną, niezawodność konstrukcyjną w warunkach cykli termicznych oraz ciągłą odporność w środowiskach o wysokiej temperaturze.
Główną trudnością techniczną związaną z tym projektem jest osiągnięcie stabilnej i niezawodnej wydajności w systemie materiałów niezawierających fluoru. W scenariuszu zastosowań związanych z dynamicznym uszczelnianiem pomp i zaworów szczególnie krytyczna jest stabilność sprężystości i niezawodność uszczelnienia materiałów w warunkach powtarzających się załączeń i zatrzymań oraz wahań ciśnienia. W porównaniu z tradycyjnymi materiałami zawierającymi fluor, materiały niezawierające fluoru wymagają zoptymalizowanej kompensacji poprzez formułę i proces pod względem odporności na temperaturę, stabilności chemicznej i kontroli odkształcenia po ściskaniu. Tymczasem rygorystyczne ograniczenia normy LFGB dotyczące komponentów materiałowych i migrantów nałożyły wyższe wymagania zgodności na cały proces produkcyjny. Zastosowanie na dużą skalę materiałów bezfluorowych polega zasadniczo na systematycznej weryfikacji i przełomie w systemie materiałowym, procesie mieszania i stabilności formowania.
Po roku powtarzanej produkcji i testowania to rozwiązanie uszczelniające do kontaktu z żywnością przeszło weryfikację zastosowania u klienta i spełnia ustalone wymagania użytkowe oraz odpowiednie normy. Dowodzi to, że uszczelki spełniające standardy dotyczące niezawierania BPA i kontaktu z żywnością mogą również osiągnąć stabilne i niezawodne działanie w zastosowaniach przy rygorystycznych ograniczeniach wydajnościowych i regulacyjnych.
Z punktu widzenia rozwoju branży praktyka DOIT jeszcze bardziej zweryfikowała wykonalność zastosowania rozwiązań uszczelniających zgodnych z normami do kontaktu z żywnością w dziedzinie wysokiej klasy sprzętu wodnego. Wraz z ciągłym zaostrzaniem przepisów środowiskowych i rosnącym zainteresowaniem rynku zdrowymi i zrównoważonymi materiałami, kierunek rozwoju materiałów na uszczelnienia przyspiesza transformację w stronę bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
W ramach tego procesu DOIT przeprowadził weryfikację, począwszy od dostosowania materiału po wykonalność produkcji masowej, jeszcze bardziej udoskonalił swoje możliwości w zakresie zindywidualizowanych rozwiązań uszczelniających w obszarze zastosowań mających kontakt z żywnością o wysokich standardach, a także zapewnił ścieżkę referencyjną w zakresie doboru materiałów i stosowania uszczelek mających kontakt z żywnością w pompach, zaworach i sprzęcie do kontroli płynów.