Porque los moldeadores de extrusión soplado están cambiando a EPET

La alta transparencia, la fácil incorporación de asas y el código de resina de reciclaje Nº 1 son los principales impulsores para la conversión a resinas EPET para el moldeo por extrusión y soplado.

El mejor perfil de reciclaje provocó conversiones de PETG a EPET en productos como Simply Orange. (Foto: Indorama)

Algunas aplicaciones de EPET, como esta jarra de jugo de naranja Tropicana de 89 oz, salieron de PEAD para una mayor claridad. (Foto: Indorama)

De acuerdo con DAK Americas, los grandes contenedores con asas, particularmente para lavavajillas y detergentes para ropa, han sido segmentos de mercado objetivos.

Los frascos sin asa de boca ancha de varios tamaños y formas se están comercializando con las resinas EBM Array de DAK

Los fabricantes de máquinas están de acuerdo en que una mayor fuerza de sujeción y una distribución uniforme de la fuerza son importantes para lograr un buen pellizco en el moldeo por soplado de extrusión EPET. Se muestra aquí: la abrazadera en C de Bekum, que ha tenido éxito en esta aplicación.

Una preferencia cambiante en el mercado por PET extruible (EPET) versus el copoliéster de PETG para hacer las botellas transparentes moldeadas por soplado por extrusión (EBM) que se pueden reciclar con la corriente de PET estándar parece estar ganando impulso. El estado de California dio un gran impulso al problema del reciclaje en octubre de 2017, con la aprobación del Proyecto de Ley 906 de la Asamblea, el cual modificó la definición estatal de PET para excluir a PETG - esencialmente prohibiendo a los productos fabricados con copoliéster modificado con glicol, el uso del codigo de identificacion de resina (CIR) ASTM  No.1 ("PETE 1"), para prevenir la contaminación de la corriente de PET de reciclaje posterior al consumidor (PCR).

El proyecto de ley, que podría tener un amplio impacto más allá de las fronteras de California, entró en vigencia oficialmente el 1 de octubre de 2018, y los productos de PETG ahora se encuentran bajo el RIC No. 7, definido como “Otro”, que incluye materiales hechos con más de una resina de las categorías 1-6.

Otro factor que contribuye es la creciente popularidad de los recipientes transparentes con asas, especialmente para los jugos de naranja y otros, así como para los tés listos para beber (RTD). El sistema EBM puede moldear asas integrales, a diferencia del moldeo por estirado y soplado del PET convencional.

“El moldeo por extrusión y soplado de botellas transparentes que integra una verdadera asa pasante y que puede llevar el símbolo de resina 'PETE # 1' para reciclar con PET, ha sido durante mucho tiempo un objetivo de embalaje para los grupos de productos de consumo”, dice Joe Slenk, ingeniero de aplicaciones de Bekum America, fabricante de maquinaria EBM.

Una reciente historia de éxito para EPET ha sido el jugo de naranja, como Simply Orange, una marca de Coca-Cola Co., que se salio de PETG por la reciclabilidad. La primera gran conversión de EPET fue la jarra de jugo de naranja Tropicana de 89 onzas de Pepsi, que se convirtió, no de PETG, sino de PEAD blanco opaco hace varios años para aprovechar la claridad cristalina del PET. Las fuentes de la industria también apuntan a las conversiones de EPET de botellas de PVC en productos que no son bebidas para mejorar la reciclabilidad.

El cambio de mercado resultante ha sido apoyado por los dos principales proveedores nacionales de resina EPET, DAK Americas e Indorama Ventures. Han desarrollado grados EPET de alta viscosidad de fusión para EBM con resistencia a la caída, tenacidad y velocidades de cristalización reducidas.

El desafío inherente de la formación del 'churro' con la poca resistencia al fundido del PET (o "fuerza de suspensión" en EBM) originalmente resulto en el desarrollo de resinas de copoliéster de grado EBM, como el PETG, introducido por primera vez hace más de 30 años. "Desafortunadamente, los materiales de copoliéster no se manejan fácilmente en la infraestructura de reciclaje de PET establecida debido a sus menores temperaturas de secado y fusión", dice Slenk de Bekum.

George Rollend, investigador técnico de DAK Americas en desarrollo de mercadotecnia técnica, señala que a lo largo de los años, los recicladores de envases han tenido grandes problemas de procesamiento con un porcentaje relativamente pequeño de contenido de PETG presente en el flujo de reciclaje de botellas. "Esto se debe al punto de fusión sustancialmente menor de PETG frente al PET", explica.

“Durante el proceso de reciclaje, el PETG amorfo de menor punto de fusión comienza a adherirse al PET convencional de grado botella dentro de la corriente de reciclaje, causando aglomerados y trozos en la corriente total. Esto causa interrupciones en el proceso y hace que sea imposible lograr un producto reciclado de calidad. Como resultado, PETG es considerado un contaminante por los recicladores, y hay un movimiento para eliminar a PETG de llevar el código de reciclaje No. 1 en los contenedores ".

Tradicionalmente, el PET grado botella carecía de la resistencia al fundido y la lenta cristalización necesaria para su uso en aplicaciones de EBM. En los últimos seis años, más o menos, las resinas EPET mejoradas llegaron al mercado. Un ejemplo es el Array EBM de DAK con una fuerza de fundido mejorada. Otro es Polyclear EBM de Indorama, descrito por el gerente de desarrollo de nuevos negocios Frank Ebbs como diseñado para contenedores de EBM transparentes y de alto brillo con o sin asas que ofrecen un mejor desempeño de caída y se pueden reciclar con la corriente de PET PCR transparente sin efectos perjudiciales.

De manera similar, Eastman Chemical, un importante productor de PETG, lanzó Aspira One para EBM a finales de 2012. Es un copoliéster patentado diseñado específicamente para la compatibilidad con el PET de código de reciclaje No. 1. Cuando se le pidió que comentara sobre los rumores de la industria de que Eastman podría abandonar el negocio de resinas EBM, el gerente de negocios globales de la compañía, Brad Potter, dijo a Plastics Technology: "Eastman sigue comprometido con el mercado de contenedores de EBM y con alcanzar los requisitos de evolución de la industria. PETG continúa proporcionando un desempeño inigualable en términos de calidad, flexibilidad de diseño y procesabilidad y no requiere que las marcas reduzcan sus estándares de desempeño. Al mismo tiempo, reconocemos la importancia de la sostenibilidad para nuestros clientes, - y para sus clientes - por lo que estamos explorando activamente una variedad de enfoques, incluyendo pero no limitado al reciclado mecánico, que les permitirán cumplir con sus objetivos de desempeño y sostenibilidad".

La disponibilidad de material EPET adecuado para apoyar la creciente demanda no parece ser un problema. Rollend dice: "Creemos que el suministro de EPET es más que suficiente para satisfacer la demanda actual en este momento". Ebbs de Indorama está de acuerdo.

¿Cuan grande es el potencial del EPET?
Rollend de DAK fija el tamaño actual del mercado de EPET en el rango de 45 millones de kg/año. Ve oportunidades en asas grandes (más de 1.8 litros), particularmente en lavavajillas y detergentes para ropa. Químicos agrícolas y fluidos automotrices también atraen. Las aplicaciones que no tienen asas incluyen frascos de boca ancha y algunas botellas de cuello estrecho. “Los frascos sin asa de boca ancha de varias formas y tamaños se están comercializando con las resinas EBM Array de DAK. Estos incluyen frascos para mermeladas y jaleas; envases de licor de 100, 200 y 375 ml; y jarras altas de boca ancha ”. También señala oportunidades futuras en el cuidado personal (productos de salud y belleza), suplementos nutricionales, productos farmacéuticos y productos de alimentos y bebidas especializados.

Ebbs de Indorama anticipa que el EPET ganará cuotas de mercado en jugos, té, néctar, agua, aceite de oliva y detergentes para ropa. Él dice que las aplicaciones iniciales fueron jugo y té en recipientes con asas. "Las aplicaciones más nuevas son para el hogar, alimentos y envases de agua".

Rollend cita una serie de factores a favor de EPET sobre PETG para embalaje de consumo. Uno de ellos es su costo relativamente bajo: "El producto de EBM Array de DAK Americas se desarrolló como una formulación de EPET con una viscosidad del fundido significativamente mayor a costos asequibles". Otro es una mayor tolerancia para el reciclaje. Él dice que la mayoría de los polímeros PETG no pueden cumplir con los rigores de una carga de reciclaje del 25% y 50%, como se pide en el documento de "Guía crítica" de la Asociación de recicladores de plástico (APR), mientras que el EPET de DAK está optimizado para el uso de molido hasta 50% o más. Además, Rollend señala que los fabricantes de máquinas han aprendido a lidiar con la idiosincrasia de los materiales EPET de mayor viscosidad en las máquinas EBM circulares y de vaivén existentes.

Slenk de Bekum, señala: “Hemos estado desarrollando la tecnología para correr EPET durante años y ahora tenemos más de una docena de máquinas corriendo en la actualidad una producción completamente automatizada de botellas de PET durante todo el día. Esta tendencia continúa, ya que tenemos varios pedidos de máquinas nuevas para aplicaciones EPET ".

Otros puntos citados por Rollend:

• Las marcas han comenzado a fomentar el uso de EPET al reducir sus especificaciones de desempeño, especialmente en el impacto de caída. Si se tiene un asa segura, es menos probable que el contenedor se caiga.
• EPET tiene propiedades de fundido similares a las resinas PET de estiramiento y soplado.
• EPET cristaliza, por lo que puede ser reprocesado en equipos estándar de cristalización y secado de PET.
• El molde de EBM es generalmente menos costoso que la inyección de preformas y el soplado para el proceso de moldeo por soplado y estirado PET.

Como se compara el procesamiento del EPET con el de PETG?
Fuentes en los fabricantes de máquinas EBM, tales como Slenk en Bekum; Bill Farrant, presidente de Kautex Machines; y Bob Jackson, presidente de Jackson Machinery, que representa a Hesta Blasformtechnik de Alemania, están en un acuerdo sustancial con respecto a las similitudes y diferencias de procesamiento entre EPET y PETG, y las consiguientes implicancias para la selección de maquinaria. Las temperaturas de procesamiento para EPET son mucho más altas: más de 260 C en comparación con alrededor de 204 C para PETG. Al mismo tiempo, es importante mantener las temperaturas de fundido del EPET lo más bajas posible para mantener la resistencia de fundido. Según Slenk, "la resistencia de la suspensión es un desafío con este material, y la formación de churros se vuelve difícil si hace demasiado calor".

Una respuesta, coinciden los proveedores de la máquina, es limitar las rpm de los tornillos y, por lo tanto, el calentamiento por corte o cizallamiento. Eso puede limitar la producción, por lo que una máquina EPET EBM podría beneficiarse de una extrusora más grande o una con L/D más grande que el de una máquina de PETG. Hesta, por ejemplo, ofrece tornillos de tanto 24: 1 y 32: 1 para sus máquinas. El diseño del cabezal también es importante para evitar sobrecortar el fundido, señala Slenk. Rollend de DAK agrega que el diseño del tornillo es más crítico en el procesamiento de EPET con altos niveles de remolido, a fin de evitar el desborde y la consiguiente variación de la longitud- cola que tiene una gran influencia en el control general del espesor de la pared del contenedor.

A pesar de la temperatura de fundido más alta que PETG, se dice que los tiempos de ciclo con EPET son similares porque se configuran más rápido.

Otra consideración clave, según coinciden varias fuentes, es la necesidad de una mayor fuerza de sujeción para el EPET con el fin de obtener un buen pellizco. Exactamente, cuánto más fuerza puede requerirse parece ser un tema de debate, aunque un fabricante de maquinaria original sugirió un valor aproximado del 20%. Jackson señala que esto influyó en el aumento de la fuerza de sujeción de 32 toneladas a 44 toneladas en la máquina EBM completamente eléctrica más nueva y más grande de Hesta, la Hesta 900.

Slenk dice que la uniformidad de la distribución de la fuerza de sujeción es quizás igual de importante, y menciona que como una de las razones por las que las abrazaderas de bastidor en C en las máquinas Bekum han tenido mucho éxito en las aplicaciones de EPET.

Es posible que EPET no sea parecido al PETG con respecto a los moldes. Algunas modificaciones para un pellizco más agudo pueden ser necesarias. Rollend sugiere que los moldes de EPET pueden beneficiarse de bolsillos de rebaba más profundos, cuchillas más afiladas, bordes y ángulos más pronunciados. Añade que los requisitos de secado para el EPET son muy similares a los del PET estándar para botella, que generalmente son más intensivos que los del PETG.

Los proveedores de equipos señalan que todas las consideraciones anteriores adquieren una importancia aún mayor cuando se trata de convertir otras resinas, como PEAD o PVC, a EPET.

Lilli Manolis Sherman, Senior Editor
Matthew H. Naitove, Executive Editor,
Plastics Technology
01 Enero 2019

Nuevo PET amorfo para una extrusión por soplado mas fácil

Aspira One, un PET amorfo nuevo de Eastman Chemical Co., Kingsport, Tennessee, segun los informes, proporciona un equilibrio óptimo de reciclado, desempeño del producto, procesabilidad, y la estética en comparación con resinas de PET existentes utilizadas en extrusión y moldeado por soplado de asas y botellas grandes. "Con la identificación de la resina código 1, Aspira Uno tiene el atributo adicional de ser compatible con la corriente de reciclaje de PET", dice el gerente de desarrollo de mercado global, Ron Salati.

Otras resinas de PET para el moldeo por extrusión por soplado (EPET) se venden en forma de gránulos cristalinos con un IV alrededor de 1,0, elevado con tratamiento de estado sólido para proporcionar la resistencia de fundido necesaria. Esto puede resultar en geles, las dificultades en el uso de material reciclado, y la necesidad de mayor secado y mas altas temperaturas de procesamiento. En contraste, Aspira Uno es vendido en forma de gránulos amorfos con IV de 0,7 grado botella normal y un rango normal de secado y temperaturas de procesamiento. Con Aspira Uno, tanto los refiles como los gránulos vírgenes son amorfos, lo que hace que sea más fácil añadir materiales reciclados de nuevo en el proceso, Salati explica. En contraste, las resinas actuales EPET requieren típicamente cristalizar primero el refile amorfo antes de que pueda ser reutilizado con gránulos cristalinos. Este paso adicional requiere un equipo adicional y el consumo de energía.

Los beneficios adicionales en el procesamiento incluyen menos degradación del polímero (pérdidas IV) por las menores temperaturas de proceso, fusión más homogénea (sin geles o no fundidos), y sin fractura de fundido - todo lo cual conduce a una excelente claridad cuando se ejecuta sobre máquinas rotativas de tornillo reciprocante y maquinas de vaivén , de acuerdo con Salati. Se dice que las botellas terminadas son también mas rigidas con EPET.

Plastics Technology
Noviembre 2012

Los plásticos ayudan a transportar el agua potable

Nonprofit WaterIsLife esta distribuyendo su sistema portátil de purificación de agua, The Straw, arriba, a lugares que necesitan agua potable segura, como Haití. Cristales yodados, cristal activado y membranas, insertados en un caja moldeada por inyección, pueden proporcionar 3 litros de agua potable por día por un año. (WaterIsLife photo)

La tecnología, materiales y experiencia en diseño están cambiando la forma en que el mundo usa el agua. De la población mundial, unos 3,3 millones de personas morirán a causa de problemas de salud relacionados con el agua de este año, de acuerdo con Gaylon White, director de programas de diseño con Eastman Chemical Co. de Kingsport,Tennessee. 

"Es un problema mundial que el mundo tiene que resolver", dijo White a los reunidos  en la conferencia del distrito sureño de IDSA, que se realizó en Austin el 15-17 de Abril.

"En los países en desarrollo, las mujeres caminan 6 KM (3,7 millas) para conseguir agua. Los desastres naturales van en aumento. En 2010, los desastres naturales mataron 295.000 personas, a un costo de $ 130 mil millones, "dijo. 

Pero a través de la unión de la tecnología, materiales y diseño, las regiones del mundo devastadas por desastres naturales u originados por el hombre, pueden tener ahora acceso a agua purificada para salvar vidas que no necesariamente tiene que ser transportada en camiones, White y otros funcionarios en la reunión de la Sociedad de Diseñadores Industriales de América (IDSA).

White despertó a la multitud consumiendo un HydroPack, una bolsa de un solo uso de 100 x 150 mm (4 x 6") que se crea a partir de poliéster, polietileno y una membrana celulósica.

Las bolsas son hechas y llenadas por Hydration Technologies Inc. de Albany, Oregon. El paquete de White se había empapado durante ocho a 12 horas en una papelera del hotel lleno de agua y una variedad de contaminantes - como los granos de café y el champú.

Pero por diseño y tecnología de los plásticos, el agua que White bebió de la bolsa había sido purificada. No había rastro de champú, o granos de café. En un proceso de ósmosis forzada, el agua se purifica a través de la membrana y se combina con una sustancia en polvo que se convierte en una bebida tipo Gatorade. 

En las regiones devastadas por los desastres, el agua mezclada con contaminantes peligrosos tales como E. coli y el cloroformo se convierte en potable, completamente segura para el consumo humano. Las bolsas, literalmente, salvan vidas en países como Kenia.

White y varios otros funcionarios viajaron a la aldea keniana de Mudimbia a principios de este año para la prueba de la bolsa. Alrededor de 30.000 bolsas se entregaron a los residentes del pueblo. Hydration Technology Innovations LLC de Scottsdale, Arizona, desarrolló el producto, dijo.

"La ósmosis forzada es el proceso por el cual el agua pasa a través de los árboles, no se necesita energía", dijo White. "En una situación de desastre, usted no tiene energía. Se trata de permitir que las fuerzas de la Madre Naturaleza a trabajar para usted en lugar de intentar luchar contra ella. La tecnología de la celulosa es el corazón de la membrana. 

"El calor hace que el proceso se active más rápidamente. Eastman y HTI están trabajando juntos sobre los avances en materiales celulósicos, dijo. La bolsa se puede personalizar para hacer frente a problemas específicos de contaminación en algunos países - por ejemplo, para hacer frente a la radiación en el agua en Japón.

Eastman y HTI colaboraron ​​con una organización no gubernamental de Kenia. En el caso de situaciones de desastre, el agua está sucia y la gente no tiene acceso al agua potable.

En la guerra de 1995 civil de Rwanda, por ejemplo, el agua no puede ser transportada en camiones, y debido a la logística, murió mucha gente.

"Necesitamos soluciones creativas para los problemas complejos del mundo", dijo White.

Ken Surritte espera que las iniciativas de su empresa también se ocupen de esos problemas. El fundador y presidente de WaterIsLife en Edmond, Oklahoma, utiliza los HydroPacks para sus trabajadores de rescate. WaterIsLife ha intensificado la tecnología para purificar el agua con The Straw (El Sorbete), un dispositivo de plástico que Surritte ha desplegado para su uso en Colombia, China, Kenia y otros países. La bolsa es de un solo uso y proporciona agua mejorada con nutrientes, The Straw a su vez proporcionara el agua durante un año.

"Esto nos permite 12 meses", dijo Surritte en una entrevista de 27 de abril en las oficinas de la empresa. "The Straw es la primera parte. Luego en la segunda fase, se implementara una solución más sostenible. En la mayoría de los casos, es un pozo sin fondo". 

The Straw es moldeado por inyección en una fábrica en China. Las partes interiores incluyen un filtro de carbón, cristales de yodo y de filtros de membrana. Ofrecerá tres litros de agua limpia todos los días durante un año. Surritte y la empresa entonces entraran en la tercera fase de más educación, entrenamiento en higiene, cómo cuidar los pozos, y cómo prepararse para el futuro. La educación en gran parte se centra en los niños. Aproximadamente 6.500 personas mueren cada día debido a enfermedades transmitidas por el agua, 5.000 de ellos son niños.

"Hemos tratado de hacer de esto algo que los niños consideren familiar", dijo. La novedad vino de sus días como un Boy Scout y él sólo se refiere a ella como "la tecnología del mochilero", ponerlo dentro de un paquete que los niños pueden utilizar. La empresa produce colores diferentes para distintos años o para grupos tales como los militares.

Sin fines de lucro han estado trabajando desde el año 2008 específicamente en los filtros. Desde entonces, ha desplegado 40.000 sorbetes. Funciona con donaciones, cada sorbete cuesta $ 10. WaterIsLife comprado HydroPacks para su publico, sobre todo como un suplemento de electrolitos.

"Cuando estás trabajando en esas áreas, la inclinación de los trabajadores de emergencia es ir sin nada," dijo. "Utilizamos los HydroPacks para mantener hidratados a los trabajadores."

Angie DeRosa | PLASTICS NEWS

Mayo 10, 2011