Extrusión de película multicapa en la feria K

Las exigencias del mercado y de los consumidores de película soplada han aumentado considerablemente. El producto tiene que integrar cada vez más funciones, y la mayoría de las veces esto sólo se consigue incorporando más capas en el compuesto plástico. La próxima K 2007, Feria Internacional del Plástico y del Caucho, mostrará de nuevo la evolución de este sector, marcada principalmente por la tendencia hacia estructuras multicapa que aportan crecimiento y valor añadido. En este contexto, han desempeñado un papel importante los avances que se han producido en materia de extrusión de película soplada desde la última edición de la K, unos avances que constituyen el tema central del presente artículo. 

Este verano, el fabricante estadounidense de envases y embalajes General Films tiene previsto ampliar sus capacidades de producción con una nueva línea de película soplada de nueve capas. Esta empresa de Ohio, que lleva veinte años fabricando películas de alta barrera adaptadas a las necesidades específicas del cliente, afirma que la nueva línea les permitirá producir películas con un efecto barrera todavía más elevado y asegurarse con ello una ventaja competitiva en el mercado internacional. Esta nueva instalación, suministrada por el fabricante de maquinaria Battenfeld Gloucester Engineering (Feria K – Hall 16 / D22-1), con sede también en los Estados Unidos, permitirá a General Films fabricar películas de estructura más compleja capaces de satisfacer distintos tipos de necesidades. La nueva línea posibilita el procesamiento de PA, PE y EVOH y, además de la extrusión de película, permite la producción en línea de bolsas de la compra y la fabricación de película tubular, entre otros.

Once capas, el futuro inmediato
En los últimos años, las exigencias del mercado en relación con las películas plásticas, sobre todo en el ámbito del envasado de alimentos, han ido en aumento y han alcanzado un nivel tan elevado que actualmente sólo es posible satisfacerlas integrando una gran cantidad de propiedades en un mismo producto. Si al principio bastaba con compuestos de tres y más tarde de cinco capas para satisfacer los distintos requisitos específicos de envasado, hoy en día se precisan películas con una estructura de hasta siete o incluso nueve capas. Desde hace tiempo, en algunos centros de investigación y desarrollo se están realizando pruebas con líneas de soplado experimentales de hasta once capas. La estructura multicapa permite integrar todas las propiedades requeridas, como por ejemplo protección contra la luz solar y el oxígeno, conservación del sabor y el aroma, efecto barrera eficaz y buenas propiedades de sellado e imprimibilidad. La lista de deseos es interminable, y de cada deseo nace una nueva capa.

El incremento del número de capas conlleva también una mayor complejidad organizativa de las plantas de producción, que sin embargo deben mantener en todo momento un concepto global flexible. Por esta razón, prácticamente todos los proveedores apuestan por estructuras modulares. En este contexto, otra pieza clave son los sistemas de regulación y control de la instalación, que a menudo derivan en la automatización de toda la línea. Achim Greifenstein, director de investigación y desarrollo de la empresa alemana Rheinische Kunststoffwerke (RKW), especializada en la fabricación de películas de polietileno (PE) y polipropileno (PP), conoce de primera mano las elevadas exigencias de producto y sabe lo importante que es disponer de una tecnología de control rápida y fiable para garantizar en todo momento la reproducibilidad de las propiedades de la película. Sabe también que cuanto más diversas son estas propiedades, mayor es la precisión con la que deben fijarse y mantenerse los parámetros de producción.

En el marco de las investigaciones llevadas a cabo para la publicación de un artículo sobre "Tendencias y oportunidades en el mercado de la extrusión de películas“, la revista especializada alemana “Plastverarbeiter“ (editorial Hüthig Verlag) constató que, en las líneas modernas de soplado de película, el manejo y el control de la instalación se realiza exclusivamente a través de una pantalla táctil. Este monitor permite controlar y manejar todos los componentes de la instalación, desde el dosificador de granulado, la extrusora o el sistema de descarga hasta las bobinadoras. Además, para controlar la instalación desde distintos puntos, se instalan varias pantallas a lo largo de toda la línea de producción. Con el fin de simplificar el manejo, algunos fabricantes incorporan además componentes adicionales al control automatizado, como por ejemplo la unidad de tratamiento corona o el intercambiador de calor para el enfriamiento del material.

Ahora, cinco en lugar de tres
Según el grupo alemán Reifenhäuser (Feria K – Hall 17 / A21), las grandes reservas de materias primas existentes en las regiones del Golfo y de Asia-Pacífico y el deseo de obtener una mayor calidad de película a menor precio han propiciado el desarrollo de nuevos conceptos de instalación, como la diseñada por este grupo alemán para la fabricación de sacos industriales FFS (Form, Fill, Seal - en español Formado, Llenado, Cerrado) y capuchones extensibles. La empresa ha probado en su propio centro de desarrollo tecnológico y en condiciones reales nuevos componentes y procedimientos así como materiales de distinta formulación. El resultado ha sido incrementos de rendimiento de entre el 20 y el 35% mediante la combinación del sistema de refrigeración “Rei2cool” de nuevo desarrollo, un cabezal optimizado para película y los llamados “husillos de baja temperatura”.

Esta mejora del rendimiento de las instalaciones sigue siendo para Peter Heimann, director del área de producto Película soplada de Reifenhäuser, el tema clave. Según Heimann, los clientes buscan “un incremento de la producción con una calidad igual o incluso mejor y a unos precios iguales o incluso más bajos. En este contexto, Heimann considera el nuevo desarrollo de la empresa todo un éxito. Por su parte, Bernd Schroeter, responsable de producto en el área de Película soplada, describe la tendencia actual de Reifenhäuser en el desarrollo de proyectos. Schroeter explica que la máxima prioridad es el producto; la instalación se concibe a partir de la pregunta “qué película debe producirse para qué aplicación”, y a la hora de responderla se tiene en cuenta también el estado actual de la técnica en el ámbito del desarrollo de materiales. Heimann sabe por experiencia que los materiales son cada vez más inteligentes y que ello abre un amplio abanico de posibilidades de aplicación, algo que debe tenerse en cuenta a la hora de proyectar una instalación de forma óptima. 

Otra de las propuestas de Reifenhäuser para mejorar la rentabilidad de las líneas de película soplada es la sustitución de las tradicionales películas de tres capas por otras alternativas de cinco capas. La empresa alemana ha construido para ello un cabezal con distribuidores de inversión específico para capas muy delgadas, el cual también ofrece una elevada flexibilidad en la fabricación de compuestos de poliolefina así como en el procesado de materiales de barrera como EVOH, PA y CoPET. Según Bernd Schroeter, el producto no siempre requiere películas de cinco capas, pero muchos clientes quieren estar preparados para los retos del mañana y piden variantes de cinco capas como una inversión de futuro. Según Schroeter, las películas de cinco capas ofrecen al usuario nuevas posibilidades y permiten reducir los costes de material optimizando al mismo tiempo las propiedades mecánicas del película.

Tecnología optimizada, al detalle
A finales del año pasado, Battenfeld Gloucester anunciaba que había optimizado algunos puntos de su tecnología de fabricación de película de ensilaje, entre otros, el sistema de inyección para poliisobutileno (PIB), el diseño de los husillos de transporte para la mezcla del PIB, el cabezal, el sistema de descarga de la película y la bobinadora. Así, el sistema de descarga especial de Battenfeld dispone ahora de barras inversoras antiadherentes, rodillos de descarga de acero con recubrimiento cerámico y un rodillo especial recubierto de caucho de silicona. Todos los rodillos del sistema de descarga están refrigerados por agua.

Este fabricante estadounidense de instalaciones y extrusoras ha optimizado su tecnología de fabricación de película estirada-soplada de forma específica para la película de ensilaje. Este tipo de película, que en los últimos años ha experimentado un considerable crecimiento, se utiliza en la agricultura y posee por lo general una estructura de tres capas. Los fabricantes también incorporan cada vez más una capa interior o exterior adhesiva, lo cual puede hacerse sin problemas, según el fabricante estadounidense, en las instalaciones optimizadas.

Según Battenfeld, la imparable globalización conducirá a una mayor consolidación de los mercados debido a las fusiones y adquisiciones de empresas que se producirán. Por otro lado, se incrementará la presión de precios existente a nivel mundial, lo cual provocará una nueva caída de los precios. Las estrategias para hacer frente a estos retos son diversas. Por un lado, habrá empresas que, en el marco de la racionalización de su estructura organizativa, decidan reducir las actividades de ingeniería propias; por el otro, habrá empresas más ambiciosas que apostarán por ampliar todavía más su inmenso know-how tecnológico. Por todo ello, los fabricantes de maquinaria e instalaciones que deseen seguir operando con éxito en el mercado deberán ser para sus clientes tanto proveedores de líneas de producción llave en mano como socios empresariales para el desarrollo de maquinaria y tecnologías de proceso.

Diseño cónico, un plus añadido
La empresa alemana Windmöller & Hölscher (W&H) (Feria K – Hall 17 / A59) presentó el año pasado un cabezal de soplado de nueve capas bajo el nombre comercial de Maxicone. Según W&H, este cabezal se caracteriza por una excelente relación y distribución de las capas, tiempos cortos de permanencia y una elevada capacidad de producción. Una de las características más destacadas y que aportan mayor valor añadido es el distribuidor de inversión cónico patentado, el cual permite reducir considerablemente los tiempos de fusión. Su forma cónica garantiza un encapsulado temprano de la capa media, lo cual a su vez otorga la suficiente flexibilidad al cabezal de soplado para procesar inclusive materiales viscosos o especialmente sensibles a la temperatura.

Más capas, más crecimiento
Jochen Hennes, director técnico de la empresa alemana Kiefel Extrusion GmbH (Feria K – Hall 17 / C42), considera que las mayores oportunidades de crecimiento para su empresa y para el mercado de la extrusión de película en general se encuentran en la tecnología multicapa. Esta empresa, antes líder en el campo de la tecnología HDPE, ha sabido anticiparse a esta nueva tendencia y se ha convertido entre tanto en un proveedor de sistemas integrales. En otoño de 2001, la compañía lanzó al mercado bajo el nombre de “Kirion” una nueva generación de líneas de fabricación de películas monocapa y multicapa a base de PE, PP, PA, EVOH, PET, PS y EVA. Las extrusoras del nuevo sistema se suministran con husillos de 30 a 120 milímetros de diámetro en función de los volúmenes de producción requeridos. La fabricación de líneas de producción para películas de barrera de hasta nueve capas es una de las competencias clave de esta empresa recientemente incorporada al grupo bávaro Brückner. 

En una conferencia de prensa internacional celebrada en abril del año pasado, Kiefel presentó el “módulo MDO” como complemento a sus líneas “Kirion”. La tecnología MDO (“Machine Direction Orientation”) permite el estirado monoaxial de películas y películas compuestas y aporta, según Kiefel, propiedades mejoradas a las películas sopladas y moldeadas de una forma sencilla y eficaz. Una instalación “MDO” —compuesta por cuatro secciones: calentamiento, estirado, atemperado y enfriamiento— ayuda a reducir el espesor de las películas y, por tanto, el consumo de material y los costes. Además, la orientación monoaxial de las películas mejora las propiedades barrera frente al gas y al vapor. La empresa también asegura que la tecnología “MDO” permite mejorar las propiedades ópticas de la película en cuanto a brillo y transparencia. 

Colines (Feria K – Hall 16 / A39), de Italia, presentará sus sistemas de película soplada, capaces de fabricar estructuras coextruidas de 3 a 7 capas. Adicionalmente presentará su línea de coextrusión BUBBLE GUARD FLEX para la producción de película burbuja de PP. 

Entre otros desarrollos, la compañía brasileña A. Carnevalli & Cia. Ltda. (Feria K – Hall 16 / D05) ofrecerá una línea para coextrusión de película de 5 capas Polaris 5 PA 1800 para la producción de estructuras de barrera con Nylon y EVOH para el empaque de alimentos, lácteos, productos químicos y biológicos. 

Películas de alta transparencia
En K2007, Brampton Engineering (Feria K – Hall 17 / A22) exhibirá su línea Aqua Frost, así como líneas convencionales de película soplada. De acuerdo con la compañía, los visitantes podrán apreciar una amplia variedad de películas multicapa de alta barrera que demuestran las capacidades de sus sistemas. 

La compañía introdujo su sistema AquaFrost, que utiliza agua como medio refrigerante, en la feria K 2001. La primera línea comercial de esta tecnología comenzó a funcionar a comienzos de 2005. Ahora, hay ocho líneas instaladas en el mundo. Según BE, estas líneas pueden fabricar películas con una claridad excepcional a tasas de producción de compiten con las de líneas cast. Las aplicaciones de esta tecnología incluyen empaques de alta barrera para alimentos y productos médicos. 

Las líneas convencionales de AquaFrost cuentan con el dado SCD-3 para coextrusión que reduce la degradación de los polímeros y el tiempo de residencia. El aislamiento de temperatura entre capas permite que cada polímero sea procesado a su propia temperatura ideal. Estas líneas incorporan controles I-Flex y el sistema de control ITALYCS-4.

El dado SCD-3 es modular y tiene un diseño que reduce la obstrucción y la degradación de los polímeros. Cuenta con aislamiento de temperatura entre los módulos para permitir que cada capa sea procesada a una temperatura diferente, esto puede representar una variación de temperatura entre capas de 40°C, teniendo la posibilidad de trabajar con una amplia variedad de resinas. Por ejemplo, es posible procesar EVOH junto con nylon. El diseño modular facilita la limpieza de todas las superficies donde hay flujo cuando se abre el dado. El sistema SDC permite trabajar de 7 a 10 capas.

Todo esto se podrá comprobar en la K 2007, que se celebrará en Düsseldorf del 24 al 31 de octubre de este año y que mostrará todos los avances registrados en el campo de la extrusión de película soplada.