Desarrollando mejores películas extruidas

David Nunes, presidente de Alpine American, Inc., ofrece a la industria de la extrusion, 27 años de experiencia.

FP: ¿Qué tipo de cambios están confrontando los extrusores de película?

Nunes: Los márgenes son muy estrechos y no hay espacio para el error, y la presión para entregas rápidas sigue siendo alta. Los materiales recientemente desarrollados requieren la máxima flexibilidad de los extrusores de película. Los usuarios finales no toleran más las ineficiencias en el proceso de película soplada.

FP: ¿Cómo ha alterado esto a la industria en general?

Nunes: Los productores de peliculas necesitan operar con rendimientos mas altos que nunca, con una calidad impecable, cero tolerancia para los desperdicios o paradas, y con la máxima flexibilidad. Los materiales de alta barrera de alto costo deben ser procesados ​​con la distribución exacta para permitir capas más delgadas.

FP: ¿Qué nuevos desarrollos se han producido en el campo de la extrusión de película? ¿Cómo han afectado esos cambios al negocio de la extrusión?

Nunes: Para satisfacer y superar las rigurosas exigencias y expectativas de la industria de pelicula soplada, todas las fases del proceso de extrusión deben ser optimizadas. Los cabezales de las peliculas multicapa están diseñados para cambios de trabajo más rápidos, exacta distribución de capas, una mayor producción y mejor calibre. Los sistemas de enfriamiento se han desarrollado para drásticamente incrementar la producción y mejorar la estabilidad de la burbuja. Los sistemas de control ayudan a un arranque rápido y un mejor control de la resina.

FP: ¿Qué innovaciones ves saliendo al mercado?

Nunes: Los mejores sistemas de enfriamiento interno de la burbuja (EIB) y control de espesor pueden eliminar la necesidad de sistemas de arrastre oscilante. Los materiales seguiran desarrollandose para mejorar el desempeño con espesores más finos. Se requeriran cambios de trabajo mas rapidos, conforme la resina y el tiempo de producción se vuelvan más valiosos. Todas las fases del proceso de extrusión seguirán siendo gradualmente mejoradas.

FP: ¿Qué tipo de desarrollos / cambios esta haciendo tu compañia para ofrecer el mejor servicio a sus clientes?

Nunes: Alpine siempre ha siempre puesto un nivel extremadamente alto de énfasis en el servicio al cliente y soporte para mantener las líneas de nuestros clientes corriendo y rentables. El continuo avance de nuestros sistemas de control diseñados localmente proporciona al operador las herramientas para fabricar productos de la mas alta calidad con la máxima eficiencia y prontitud, con cambios de trabajo fáciles, rápidos y repetitivos.
Las capacidades de adquisición de datos abiertos permite un control de calidad completo. Adicionalmente, la capacidad de solucionar problemas en línea relacionados con el equipo y el proceso sin tener que perder tiempo y dinero en viajes aumenta aún más la prontitud y la producción para los clientes. El trabajo de Alpine es aumentar la rentabilidad de sus clientes y trabajamos para seguir mejorando nuestro servicio y sistemas de apoyo para hacer precisamente eso. 

Erin Wolford - Flexible Packaging Magazine

9 mayo 2011

Arrugas en burbujas de peliculas sopladas

La causa principal de arrugas en el proceso de película soplada es la inestabilidad de la burbuja entre el anillo de aire y donde la burbuja alcanza su mayor diámetro. Cualquier desviación aquí, de un centrado perfecto exagera las diferencias en longitud desde donde toca la armazón de colapsamiento a cada punto alrededor de la circunferencia de la burbuja y desde donde el punto correspondiente toca el rodillo de jalado superior. Estas diferencias de longitud crean bandas tensas y flojas en el proceso de colapsamiento, y las bandas flojas se convierten en arrugas.

Mientras mas rígida y cristalina es una resina, mas fácilmente forma arrugas, mas difícil es eliminarlas, debido a que las bandas tensadas no pueden estirarse. De manera que las películas de PEAD, PA, PET, PS tienen mas probabilidad de arrugarse que las resinas blandas como PEBD, EVA, PEBDL.

Control de temperatura del fundido

El movimiento de la burbuja esta originado por las variaciones aleatorias en la temperatura de fundido, a los cuales son mas sensibles el modulo de fundido de los polímeros mas cristalinos. El mal funcionamiento de los sopladores del anillo de aire o los controles del sistema IBC pueden causar un movimiento considerable en la burbuja pero son fácilmente diagnosticados y corregidos.

Los siguiente línea de ataque para parar el movimiento de la burbuja es estabilizar y homogenizar las temperaturas del fundido. Revisar y ajustar el perfil de las temperaturas en el cilindro. El objeto de un cilindro caliente es proporcionas tanto calor por conducción a los pelets tan pronto como sea posible sin causar un problema de alimentación de los sólidos. El calor por conducción se aplica generalmente desde la sección de alimentación del tornillo a través de casi toda la sección de transición para mejorar la alimentación de sólidos y ablandar los pelets de manera que se genere menos calor por fricción.

El calor friccional impartido por el tornillo generalmente es la causa de un sobrecalentamiento irregular, el cual crea discretos dominios de alta temperatura de fundido. Cuando estos dominios emergen del cabezal, ellos reaccionan con el enfriamiento del anillo de aire y causan movimiento de la burbuja. Aplicar mas calor por conducción antes puede reducir la cantidad de cizallamiento impartido al fundido por reducción de la viscosidad durante la compresión en la sección transición.

Un perfil de temperatura caliente – mas caliente - frio – caliente usualmente resulta en temperaturas de extrusión mas estables. Los puntos iniciales deben ser las recomendaciones de temperatura de fundido para las sección alimentación del fabricante de resinas, luego 25 a 50 ºC mas caliente, seguido de una reducción de 25 – 50 ºC y luego regresar a la primera para la zona de descarga. Si los ajustes de temperatura no arreglan el problema, se podrá reducir el cizallamiento o la estabilidad térmica con un tornillo diferente o recubriendo las aletas del tornillo.

Las variaciones aleatorias de temperatura tienen mas probabilidad de causar problemas con relaciones de soplado mas grande, debido a que mas partes de la burbuja caliente están expuestas al aire frio. La burbuja puede ser menos sensible a las ligeras variaciones en la temperatura de fundido reduciendo el área de la burbuja sin soporte expuesta al aire frio. Las mejor forma de hacer esto es reduciendo la RdS, pero esto también reduce el ancho de tubo plano.

Mantener parada la burbuja

Si lo anterior no elimina los movimientos que causan las arrugas, podemos proveer medios mecánicos para mantener la burbuja mas seguramente. Los dispositivos mas usados son rodillos para guiar la burbuja. (las películas de materiales blandos como PEBD, que tiene tendencia a arrugarse, pueden usar tablas de madera estacionarias).

La jaula del sistema IBC es también un efectivo medio de mantener parada la burbuja.

Si las arrugas persisten, la última línea de defensa es modificar la armazón de colapsamiento. El problema con un colapsamiento de dos lados es que no es simétrico, de manera que algunas partes de la burbuja colapsan mas rápido que otras. Una solución es alargar la armazón de colapsamiento. Esto le da un trato mas uniforme a la burbuja alrededor de su circunferencia pero ejerce un mayor arrastre friccional, de manera que alcanza un punto de rendimientos decrecientes. Para reducir el arrastre se pueden usar rodillos segmentados de baja fricción o superficies lubricadas por aire, pero estos necesitan mantenimiento y limpieza periódica, o ellos mismos causaran arrugamiento.

Para películas muy rígidas, se puede usar un sistema de colapsamiento articulado o de cuatro lados, el cual preforma la burbuja en una sección transversal cuadrada. Esto proporciona el colapsamiento mas uniforme sin arrugas.

Acabado superficial de peliculas sopladas

Un mal acabado superficial de las películas sopladas puede estar relacionado con diferentes factores y se pueden presentar en diferentes formas:

Películas opacas pueden resultar de tener una línea de escarchado o congelamiento muy alta en la burbuja o también puede ser una característica natural de la mezcla o material usado.
Un cabezal sucio puede también originar la aparición de líneas en la película. Se puede arreglar con la limpieza del labio superior.

La contaminación cruzada entre diferentes materiales afectara también el acabado superficial, como lo hará una mala mezcla de dos materiales diferentes en el extrusor.

Las altas temperaturas de extrusión pueden darle mas claridad o brillo a una película pero esto puede llevar a la aparición de líneas de puerta en la placa de distribución o estar sujetas a mostrar marcas de rayaduras de labios sucios del cabezal.

Mezclar PEBDL como componente de una formulación puede también originar fractura de fundido o pellejo de tiburón en la película.

Otros problemas de acabado superficial son:

Distorsión superficial por fractura de fundido,

Causas posibles	Soluciones posibles
Cabezal sucio	Limpiar espacio y labios. Usar bronce
Los canales del anillo de aire están enfriando  el cabezal	Revisar el aislamiento térmico entre la cara del cabezal y el anillo de enfriamiento. Si el aire de enfriamiento esta soplando directamente a la cara del cabezal, instalar un deflector. La fractura de fundido muchas veces ocurre solo en una cara de la película. Aumentar la temperatura del fundido como sigue: En la última zona del cabezal aumentar de 5 en 5 ºC cada 15 minutos. El límite superior de estos aumentos se notara por la inestabilidad de la burbuja y el deficiente enfriamiento.
Flujo inestable en el cabezal debido a una alta tasa de cizallamiento y/o baja temperatura	Revisar el contacto del calentador con el cabezal;  si el calentador esta al rojo, hay un mal contacto. En la última zona del cabezal aumentar de 5 en 5 ºC cada 15 minutos. El límite superior de estos aumentos se notara por la inestabilidad de la burbuja y el deficiente enfriamiento. Disminuir la velocidad de producción Elevar la línea de congelamiento, reduciendo el flujo de aire de enfriamiento. Permitir relajarse a la película. Ser cuidadoso aquí porque puede formarse inestabilidad de burbuja. Añadir una resina blanda (PEBD), esto a veces ayuda. Probar ayudas de extrusión (fluoroeslastómeros u otros).

Marcas de rajaduras

Causas posibles	Soluciones posibles
Barras de jaula de burbuja presionando la burbuja caliente	Aligerar las barras
La burbuja toca los labios del anillo de aire	Cambiar velocidad del aire

Líneas de cabezal

Causas posibles	Soluciones posibles
Purgado inadecuado	Permitir un tiempo adecuado entre los cambios de resinas. Usar un buen agente de purga
Acumulación en labios de cabezal	Limpiar cara y labios del cabezal; limpiar con bronce
Cabezal sucio; partículas de resina descompuesta	Limpiar cara y labios del cabezal; limpiar con bronce
Labios de cabezal abollados	Emparejar superficie del cabezal, maquinarlo si es necesario.
Bordes ásperos de armazón de colapsamiento	Lijar todas las asperezas en el paso de la película
Superficie de rodillos de presión dañada	Suavizar la superficie de los rodillos

Cascara de naranja, salsa de manzana, chevrons y otras marcas

Causas posibles	Soluciones posibles
Fundido “frio”	Aumentar temperatura de fundido en 10 ºC. Subir cada 20 minutos. Aumentar temperatura de cabezal en 10 ºC cada 20 minutos. Tener cuidado con límite superior.
Cabezal sucio	Limpieza del cabezal.
Espacio de cabezal defectuoso	Reparar la plancha. Maquinar si fuera necesario.
Mal mezclado	Si la línea tiene una válvula de restricción de flujo después del tornillo, cerrarla para reducir el flujo y aumentar la contrapresión y el mezclado. Enfriar la sección de mezclado del cilindro del extrusor, esto aumentara el cizallamiento o corte. Cambiar la malla filtrante a una más fina. Esto aumentara la contrapresión y el mezclado. Reducir el espacio ente los labios del cabezal para aumentar la contrapresión o usar un cabezal con mayor contrapresión. Si fuera posible usar un tornillo con mayor capacidad de mezclado.
Pequeña cantidad de resina de alto punto de fusión en una gran cantidad de resina de baja viscosidad	Eliminar el aditivo de alta viscosidad para ver si el problema desaparece.

Referencias,

Cambridge Training Systems. Blown Film Extrusion, FP2A Learning Unit

Polyethylene Blown Film Troubleshooting Guide - Sabic

Por primera vez, empresa argentina procesa plastico de caña de azucar

11. 11 | Argentina

Por primera vez, empresa argentina procesa "Plástico verde"

Petropack es la primera compañía del país en procesar plástico a partir de la caña de azúcar.

Petropack, la empresa de capitales nacionales radicada en Paraná (Entre Ríos) y dedicada a la elaboración de envases flexibles de polietileno, es la primera compañía del país en procesar "plástico verde" tras el acuerdo que suscribió recientemente con la brasileña Braskem, la principal petroquímica de Sudamérica. Los detalles del acuerdo y las características del producto, fabricado a partir de la caña de azúcar, fue presentado por Petropack y Braskem ante el empresariado argentino en un evento realizado en el Hotel Hilton, de la Capital Federal. En el evento se informó que Petropack será el primer convertidor fabricante de envases flexibles de la Argentina que utilizará polietileno verde para todas sus líneas de productos. Esta alianza precursora posee un gran valor estratégico sustentable e innovador para toda la cadena industrial-comercial-consumidor. Petropack invirtió u$s 15 millones en los últimos cinco años para preparar sus instalaciones con el fin de mantener su liderazgo en el sector. A partir del procesamiento del "plástico verde" espera crecer 20% en producción durante el año 2010, con su consiguiente incremento en la contratación de mano de obra calificada. La tendencia mundial de reducción de las emisiones de gas carbónico (CO2) a la atmósfera está impulsando la demanda en el mercado de plásticos de origen vegetal. El polietileno verde de caña de azúcar contribuye significativamente a la reducción del efecto invernadero ya que cada 1 kg de polietileno verde permite capturar de la atmósfera de 2 a 2.5 kg de gas carbónico. El contenido de biobase de polietileno verde puede ser certificado en cualquier paso que interviene en la cadena – en el convertidor o directamente en la góndola del supermercado – por lo que los envases realizados en Petropack podrán llevar la identificación de "ecofriendly" (amigables con la Ecología). El compromiso de Petropack con el Medio Ambiente forma parte de su política de gestión certificando en el 2008 la ISO 14.000 y fomentando y aplicando las mejores prácticas de cuidado medioambiental. Fuente: Asteriscos.tv