Lámina y película: lo que trajo NPE

La Exhibición Internacional de Plásticos NPE trajo varias novedades para la producción de lámina y película soplada. Los nuevos equipos vienen listos para satisfacer las demandas de control de calidad y estabilidad del extruido. Las tecnologías que hicieron su debut en Chicago tienen en común su afán por maximizar la capacidad de operación, incrementar la rentabilidad y vincular a los procesos nuevos materiales, inclusive los que son difíciles de procesar.

Las características estéticas y de desempeño de los productos finales es una prioridad para extender su cubrimiento a nuevos mercados de alta exigencia. La película soplada coextruida multicapa es apetecida por sus propiedades de barrera a gases y aromas; resistencia química, a la tensión, al encogimiento y al punzado. Bajo esta premisa, las estructuras de barrera cada vez más complejas determinan la tendencia.

Los productos que se presentaron en la feria llevan los límites del desarrollo en extrusión un paso más allá.

Película soplada: capas y más capas
En el stand de Brampton Engineering en la feria, se presenta una muestra de la novedosa película soplada AquaFrost, producida en una línea de extrusión de siete capas. Según sus fabricantes, el proceso AquaFrost es una alternativa efectiva en costos con respecto a sistemas de película colada y permite obtener una alta transparencia, difícil de lograr mediante el proceso tradicional de soplado de películas. La película tiene todas las propiedades esperadas en una película barrera además de la claridad. Es suave, flexible y amorfa. Además, termoforma a bajas temperaturas.

Configuración del proceso Aquafrost de película soplada de Brampton Engineering
AquaFrost se diferencia por su configuración de soplado hacia abajo y por el uso de agua, en lugar de aire, como agente refrigerante. De acuerdo con la compañía fabricante, pruebas realizadas en estructuras comparables de cinco capas mostraron un grado de opacidad de 3 a 8% en películas sopladas, y de únicamente 2% en películas coladas, así como en películas sopladas mediante el proceso AquaFrost.

Brampton Engineering enfatiza en que las tasas de producción del proceso son comparables con las de líneas de película colada y permiten obtener un mejor desempeño en pruebas de elongación textil y punzonado lento. Sin embargo a diferencia de las líneas de película colada, Aquafrost provee ventajas en costos al no producir desperdicios. Gracias a su atractiva apariencia visual, alto brillo superficial y alta claridad, las aplicaciones de la película producida con Aquafrost incluyen empaques para productos congelados y procesados como cárnicos, quesos y comida de mar.

También de Brampton Engineering es el cabezal SCD, que hace posible coextruir película soplada de 7 a 10 capas. Este es un sistema modular que procesa cada capa de la película a su propia temperatura ideal. Los pasajes de flujo sobre la superficie de los platos del cabezal son pulidos a la perfección para asegurar que el polímero fundido no quede retenido y se degrade. Debido al corto tiempo de residencia dentro del módulo, la purga y los cambios de material son rápidos, lo cual permite ahorro de tiempo, de materiales y consecuentemente de dinero.

De acuerdo con la compañía, con el modelo SCD-3 los procesadores pueden diseñar estructuras de barrera en delgadas capas sin alterar la película y usando menos material. El cabezal puede procesar una amplia variedad de materiales.

Esquema de un cabezal de soplado para 9 capas MAXICONE, de W&H.
Para la producción de películas de barrera, Windmöller & Hölscher (W&H) presentará su cabezal Maxicone de soplado para 9 capas. El diseño del cabezal busca cumplir con las exigencias de minimización de los volúmenes de la masa fundida y de sus tiempos de residencia. Según la empresa, estos requerimientos son posibles gracias a la construcción sintonizada de las tres zonas funcionales del cabezal de soplado: sistema de distribución previa, distribución homogénea de la masa fundida y unión de los diferentes flujos de la masa fundida. La diferencia del sistema de distribución previa reside en su principio de funcionamiento especialmente ventajoso en el caso de tener cabezales de soplado para películas de 7 ó 9 capas y en la posibilidad de trabajar con pequeños volúmenes de masa fundida. El distribuidor helicoidal cónico, patentado por la empresa, garantiza una distribución homogénea de la masa fundida y recorridos más cortos. Este diseño también asegura una encapsulación de todas las capas interiores y no solamente de la capa media.

Una de las principales ventajas de este cabezal es que crea nuevos campos de aplicación para películas al posibilitar el empleo eficiente de materiales difíciles de procesar, como el EVOH.

El nuevo sistema para extrusión de película soplada de siete capas Davis-Standard debuta en NPE. El sistema está equipado con una avanzada extrusora, un dado, un anillo de aire, una bobinadora y una tecnología de control para mejorar la eficiencia y las tasas de producción de estructuras simples o complejas de película soplada. La línea incluye siete extrusoras MAC "Super-Cooled" con un sistema de volumen de aire significativamente más potente que en modelos previos. El enfriamiento imita la eficacia que provee el agua, pero sin las complicaciones de su mantenimiento en planta. El diseño aerodinámico de la base de la extrusora contribuye a la efectividad de este sistema de enfriamiento. Esto lleva a temperaturas de fundido más bajas, películas más resistentes, espesores más delgados y altas tasas de producción. Conectado a la extrusora está el dado de coextrusión de siete capas Lo Pro, de 355 mm. El anillo de aire WesJet AutoPro complementa este equipo, con una variación de espesores de 3% para producción de películas. También son exhibidos el sistema de control Integrator PRO y el bobinador de torreta modelo 1450.

La empresa de origen chino J.M. Machinery Co. Ltd. lleva a Chicago su línea de coextrusión de siete capas, que combina novedosas tecnologías generadas por su equipo de investigación y desarrollo. Estas características incluyen un tornillo doble de mezcla, un barril de alimentación forzada, un sistema centralizado de suministro de material, un anillo automático de aire, un cabezal de extrusión de flujo suave, sistema interno de enfriamiento de la burbuja y un sensor de espesor protegido contra ambientes adversos, entre otros. El anillo de aire automático tiene un sistema de detección del perfil de la película y un sistema de control automático de su espesor. Adicionalmente, la línea está equipada con un sistema de medición gravimétrica continua que controla la proporción adecuada de material en cada una de las capas. El sistema resulta apropiado para trabajar con diversos materiales tales como EVOH, PA, PVA, PVDC, mLLDPE, LLDPE y LDPE.

Optimización de la producción para extrusión de película 
Desde Brasil, A. Carnevalli & Cia Ltda. lleva una coextrusora de 3 capas, modelo POLARIS 3 PO 1800, destinada a la producción de películas de hasta 1.800 mm de ancho, para aplicaciones técnicas especiales, de uso general y para laminación.

POLARIS 3 PO 1800, de A. Carnevalli.
La máquina está equipada con el nuevo sistema Carnevalli Multipoint, para la medición y control automático de espesores, que permite reducir hasta en 50% las tolerancias de variación. El sistema utiliza un escáner rotante alrededor de la burbuja para la medición continua del calibre. Una señal activa los elementos de calentamiento segmentados alrededor de la boquilla del molde para la corrección de las tolerancias. El sistema también cuenta con un software específico para la administración de datos.

La compañía brasileña exhibe también un software para la administración completa de la línea, incluyendo los sistemas gravimétricos de alimentación y dosificación. Así mismo, presenta un nuevo modelo de canasta para la orientación de la burbuja con guías, patentadas por la empresa, que evitan las marcas en las películas. Según A. Carnevalli & Cia Ltda., estos avances también pueden ser aplicados en todas sus coextrusoras de 5 y 7 capas.

W&H exhibirá la línea de extrusión de película soplada de tres capas VAREX, con un ancho útil de 1.600 mm (63"). Esta línea está complementada con el rebobinador basculante en tándem FILMATIC T, que automatiza el manejo de las bobinas, y con el sistema de control automático de espesores OPTIFIL P2. Así mismo, la línea incorpora el dispositivo de tiro reversible MULTINIP y un sistema de guía lateral con aplanado accionado, equipado con rodillos. El módulo de medición del grosor de la película K-NOSTIC trabaja sin tocar la película. Los tres modelos de las extrusoras (70/90/70.30 D) son de accionamiento directo y comparten la misma plataforma de operación.

Siguiendo la tendencia de los mercados mundiales de empaques flexibles, Rajoo Engineers Limited lanza su más reciente línea de película soplada de tres capas, que se caracteriza por una alta capacidad de operación y por ser totalmente automatizada. Según sus fabricantes, la línea permite la producción automática de hasta 400kg/hora de películas de alta calidad.

La empresa le incorporó a este desarrollo todas las características de automatización presentadas en su línea de película soplada de siete capas, expuesta en la feria Plastindia 2006, y además le añadió otras capacidades especiales. Estas características incluyen cuatro mezcladores gravimétricos continuos sobre cada extrusora, sistemas centrales de extracción de aire caliente, anillo de aire para el control automático del perfil y un escáner oscilante de espesores. Adicionalmente, la línea posee el novedoso dado de espiral cónico invertido INCOSS de 500mm de diámetro y un control de supervisión computarizado.

Reifenhäuser llegó a la feria con el respaldo de los excelentes resultados que ha obtenido con la reestructuración de su área productiva de película soplada. Durante el pasado mes de febrero en la feria italiana Plast'06, Reifenhäuser lanzó un cabezal para película de 3 capas con diseño compacto, que provee tiempos mínimos de residencia y una distribución uniforme del fluido a la salida de dado. La empresa también presentó en Italia el sistema de enfriamiento por aire REI2cool y un cabezal para película de 5 capas con mandriles en espiral para lograr películas con capas individuales muy delgadas.

En cuanto al proceso de embobinado, Brampton Engineering presenta una embobinadora de torreta en configuración cara-a-cara y espalda-a-espalda o "stack" que produce rollos grandes o pequeños, suaves o duros para aplicaciones específicas. El equipo viene provisto con una pantalla sensible al tacto, grande y a color. De acuerdo con la compañía fabricante, el patrón de enhebrado corto reduce el arrastre y facilita la operación. El control de la reducción gradual de la tensión disminuye lentamente las tensiones de embobinado a medida que el diámetro del rollo crece para evitar la tensión excesiva de enrollado. La superficie suave del rodillo de apoyo absorbe el impacto de los puntos duros para evitar heridas en la película y le da una presión pareja a lo ancho del rollo. Para rollos más suaves, la función "gap" elimina la presión del rodillo de apoyo. 

Oportunidades para extrusión de láminas Processing Technologies Inc. (PTi) 
lleva a la feria su sistema de extrusión de lámina modelo 5000. El sistema tiene un extrusor enfriado por agua de la serie PTi Trident, Modelo 5000 (5,0"), de 300 HP en corriente directa, e incluye el sistema de rodillos REVOLUTION J-Stack Modelo 681224, que tiene un excelente desempeño con materiales de baja resistencia de fundido y que además añade capacidad de enfriamiento gracias al incremento en el área de contacto con el rodillo central.

Entre las características adicionales que optimizan el tiempo de operación se destaca el sistema servo-hidráulico Auto Gap para el posicionamiento de la separación entre rodillos, desarrollado por PTi, y controlado por computadora. El sistema de control de temperatura empleado en el marco de rodillos cuenta con válvulas de modulación que optimizan el uso de agua en la planta.

American Maplan, una compañía del grupo SMS Plastics Technology, estrena en NPE su nuevo segmento de negocios, que consiste en la producción de líneas de extrusión de lámina. Adaptando tecnologías de Battenfeld Extrusionstechnik, la empresa ha desarrollado sistemas de tornillo simple y sistemas de tornillos gemelos, para procesar una amplia gama de materiales, incluyendo poliolefinas, PVC, PC, PS y compuestos de fibras naturales. Los espesores de lámina pueden variar desde 0.008 hasta 1.0 pulgadas (0.2-25.0 mm), en anchos de 71 pulgadas (180 cm) y producciones de hasta 3.000 libras por hora (1.361 kg/hr).

En NPE, están en exhibición dos versiones de extrusoras de tornillo simple, la AMC/BEX-1-45 y la AMC/BEX-1-75. Ambas líneas pueden ser equipadas con un conjunto completo de equipo auxiliar, incluyendo el sistema de control BMC+, dados, bombas de engranajes, bobinadoras y diversos tipos de cortadoras.

Contour Die de Extrusion Dies Industries, LLC.
Otra de novedad que se verá en Chicago en materia de producción de lámina será el cabezal esculpido (Contour Die) de Extrusion Dies Industries, LLC (EDI). Esta tecnología, que hace dos años fue una innovación para la extrusión de película, ahora también está disponible para extrusión de lámina. Según la compañía fabricante, este dado puede mejorar la productividad en cualquier línea de producción de lámina, pero es especialmente beneficioso para los procesadores que deben trabajar producciones en lotes pequeños y requieren agilizar el ajuste de los parámetros de producción entre un arranque y otro.

EDI ha denominado este producto Contour Die por su forma cónica esculpida, en lugar de la configuración estándar de bloque. Como la deflexión del cuerpo del dado en el Contour Die es uniforme, elimina las distorsiones en el producto extruido. De esta forma, el tiempo requerido para ajustar los espesores de la lámina es sustancialmente menor que con un dado plano convencional.

A diferencia del dado para película, en el que el ajuste de espesores es obtenido mediante los labios flexibles del dado, en el dado para lámina esta operación debe comenzar en una zona previa del dado y es típicamente lograda por medio de una barra restrictora que extiende el canal de flujo a lo ancho del dado. En este nuevo cabezal esculpido para lámina, la barra restrictora está localizada tres o cuatro pulgadas antes de la salida del dado.

EDI argumenta que este dado es ideal para procesar materiales sensibles al calor y en general evitar la formación de geles porque en su interior los niveles de degradación de las resinas son menores. Otras características adicionales que resalta del dado es reduce el nivel de desperdicios debido a la eliminación de los puntos muertos o de acumulación de la resina dentro del dado, y permite realizar purgas para cambios de producto o de color de forma rápida.

Por su parte, Welex, Inc. introducirá en Chicago innovadoras mejoras a sus sistemas estándar de extrusión de lámina. Una línea de cuatro extrusoras será equipada con un nuevo bloque de alimentación que posee la capacidad de producir estructuras de barrera de 7 capas, así como un innovador sistema que le permite al dado la producción de una variedad de lámina con tiras de múltiples colores. Adicionalmente, esta misma línea tiene la capacidad de convertirse fácil y rápidamente, para producir láminas del tipo Polyside, usadas en aplicaciones de empaques rígidos.

Battenfeld Gloucester estará presente en la feria con el cabezal Opticell para extruir lámina espumada. De acuerdo con la empresa, este cabezal de 160 mm tiene un diseño innovador sin portamandril, capaz de alcanzar un proceso más eficiente de lámina espumada que los cabezales convencionales anulares (con o sin portamandril). Esto significa, según Battenfeld Gloucester, que los transformadores pueden fabricar una lámina espumada de alta calidad con un mejor control de espesores y sin líneas de soldadura o estrías. El resultado es entonces, mayor rendimiento y menores costes productivos.

Entre las características del cabezal se encuentra su construcción cónica con cierre cónico que mejora el control del grosor y del peso en toda la placa. El cabezal también permite ajustes rápidos del espacio entre rodillos sobre la marcha para reducir los tiempos muertos. La unidad permite tener variaciones en la geometría y en el diámetro del labio del cabezal, lo cual facilita su funcionamiento con múltiples anchuras. El cabezal puede ser fabricado en diversos tamaños.

Sistema de marco de rodillos XP Express, de Davis-Standard, LLC.
Davis-Standard, LLC mostrará en NPE su sistema de marco de rodillos XP Express. Este modelo cubre un completo rango de aplicaciones de lámina y empaque, incluyendo capacidades para laminación, soluciones de recubrimiento, enfriamiento y corte. Algunas de las ventajas de este sistema son sus características de operación a alta velocidad para aplicaciones de espesores delgados, enfriamiento térmico, control individual de la velocidad de cada rodillo, repetibilidad en el posicionamiento de los rodillos y ajuste preciso de rodillos de diferentes diámetros en cualquier posición. De acuerdo con la compañía, el sistema XP Express complementa sus líneas de extrusión de lámina espumada, flexible y rígida, así como aplicaciones de coextrusión de hasta 9 capas.

Conozca a continuación algunas de las nuevas soluciones:

Novedoso modulo de estirado monoaxial 
Kiefel Extrusion GmbH presenta el nuevo módulo de orientación en la dirección de la máquina KIRION MDO (Machine Direction Orientation). La innovadora máquina permite el estirado monoaxial de películas y películas compuestas. La línea MDO le permite a los procesadores plásticos seguir la tendencia internacional para la reducción de espesor de película, permitiendo además la reducción de costos. El sistema permite obtener mayor resistencia y rigidez, adicionalmente al ahorro de material. La orientación monoaxial puede también mejorar las propiedades de barrera al vapor y a gases, eliminando la necesidad de comprar otros materiales o realizar procesos adicionales. Las aplicaciones incluyen las áreas de empaques alimenticios de galletas, quesos, carnes y dulces, así como películas higiénicas respirables.

Control virtual de la operación
Una de las innovaciones que Macro Engineering & Technology Inc. introducirá en NPE será su sistema de monitoreo por cámara MacroEYE, que les permite a los clientes controlar sus líneas de producción de películas desde virtualmente cualquier parte del mundo. El sistema consta de 8 cámaras estacionarias que transmiten en tiempo real imágenes de diferentes puntos de la línea a través de una red local o de Internet. Cuando se requiere, una cámara flotante puede capturar las imágenes de un problema específico del proceso.

Panel de control SUPERCOM de Macro Engineering
La estación de control es capaz de grabar y retransmitir videos según sea necesario. La opción de grabar imágenes puede ser activada de acuerdo con un horario establecido, con la detección de algún movimiento o simplemente puede hacerlo de forma continua. La capacidad de almacenamiento de información es de una semana si se tienen las ocho cámaras en funcionamiento durante 8 horas al día. Para líneas que utilizan menos de ocho cámaras, la capacidad de almacenamiento es mayor.

El material grabado puede ser utilizado para documentar gráficamente los procesos, con el propósito de analizar la calidad de la producción o emplearlos como soporte para futuros desarrollos e investigaciones.

Rebobinado sin arrugas ni dobleces
Integración de la cuchilla en el cilindro de contacto
Por lo general, para los clientes, la calidad de las bobinas suministradas es casi tan importante como la calidad de la película. El resultado del rebobinado es el fundamento para lograr una elaboración posterior de alta calidad. Para este propósito, Windmöller & Hölscher integró la cuchilla en el cilindro de contacto de la serie de rebobinadores Filmatic. El rodillo de contacto, de vacío y de corte (VSK) permite un corte en ángulo recto en condiciones de producción del rebobinado sin dobleces. La aspiración de la película a lo ancho de rodillo poco antes del corte es esencial para impedir los dobleces al cambiar la bobina.