Preformas y botellas ¿qué hay de nuevo?

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Según estimaciones de la empresa londinense de investigación de mercado Euromonitor, la cantidad de envases de PET producidos aumentará 7% al año hasta llegar a los 350.000 millones de unidades en 2009, cifra que en 2006 estuvo en 288.000 millones. La fabricación rentable de envases PET, por tanto, adquiere cada vez mayor relevancia. 

Las botellas de PET se fabrican en dos etapas: primero se hacen unas preformas y luego éstas se calientan a la temperatura apropiada para que puedan ser sometidas a un proceso de soplado. Estos dos procesos se pueden combinar en una sola máquina o en dos máquinas separadas. En el primer caso la máquina se denomina de una sola etapa y en el segundo, se dice que las dos máquinas pertenecen a un  proceso que se denomina de dos etapas. Existen ventajas y desventajas para cada caso pero aparentemente la mayor productividad se inclina por la segunda opción. Esto quiere decir que la primera puede ser preferida para situaciones en donde la demanda es más baja.

En las ferias alemanas Interpack y K fueron presentados nuevos desarrollos para fabricar preformas y botellas. Entérese de qué se trata.

Moldeo por compresión
En maquinaria, quizás uno de los lanzamientos recientes más interesantes es el propuesto por Sacmi. En la pasada feria Interpack, la empresa italiana presentó la fabricación de las botellas en una máquina de una sola etapa. Sacmi denomina esta tecnología CBM (del inglés Compression Blow Moulding). En la máquina modelo CBM 10, presentada en Interpack, los gránulos son extruidos continuamente y cortados en forma de esferas en estado fundido, las cuales se colocan en moldes abiertos para fabricar por compresión las preformas. Dentro de los mismos moldes se regula la temperatura de las preformas, con el fin de prepararlas para la siguiente etapa del proceso: el estirado soplado. El número de cavidades puede variar entre 8 y 16, de acuerdo con las dimensiones de los envases. La altura de las botellas fabricadas por estirado-soplado puede variar entre 90 y 210 mm y el diámetro, entre 50 y 100 mm.

Sacmi enfatiza que su nueva tecnología, por estar basada en compresión en lugar de inyección para formar la preforma, ofrece varias ventajas en comparación con los procesos de inyección-soplado. Por ejemplo, se puede procesar un rango amplio de materiales, incluyendo el PET; el control del espesor de pared es superior; el consumo energético es menor; los ciclos de producción son más rápidos, y es posible obtener acabados superiores en el cuello y en el fondo de las botellas.

También en Interpack, Sacmi presentó su máquina PAM (del inglés Preform Advanced Moulding). Este sistema, de acuerdo con la compañía, revolucionará el concepto de la fabricación continua de preformas de PET por el método de moldeo por compresión. La máquina cuenta con 48 cavidades y puede producir 27.000 preformas de 23g para botellas con cuellos PCO 28 mm. De manera similar al modelo CBM, los gránulos presecados de PET se alimentan a un extrusor para lograr su fundición y expulsión a través de una boquilla cilíndrica. El material es cortado para formar esferas fundidas que a su vez son introducidas en las cavidades del molde, que actúa en forma de carrusel. El PET fundido se convierte en preformas mediante un proceso de moldeo por compresión hidráulica en el molde. Las preformas son entonces enfriadas y empacadas. Sacmi hace especial énfasis en las ventajas que trae eliminar el punto de inyección de la preforma, en términos de economía y de calidad. También es importante el hecho de que el proceso de compresión es menos sensible a los cambios de viscosidad del material procesado, por lo que se puede ampliar el rango de materiales transformados, como se aprecia en la figura 1.

Alta barrera con sobremoldeo
Netstal, en una colaboración con las empresas españolas Molmasa y Novapet, desarrolló una tecnología para producir preformas con excelentes propiedades de barrera, mediante la técnica de sobremoldeo denominada PRElactia. Este proceso comienza con la inyección de una capa interna, seguida de la inyección posterior de otras capas paralelas a la primera. En el pasado, tal combinación de etapas de inyección generaron el desplazamiento de la preforma alrededor del eje central y la combinación de operaciones mecánicas de transferencia en los moldes. Así mismo, había existido la tendencia a la delaminación de las capas. Sin embargo, Netstal y las compañías españolas consiguieron con PRElactia superar estas dificultades e inclusive abrir el camino para aplicaciones similares con otros materiales además de PET.

Las pruebas de PRElactia, donde las preformas contienen una capa de barrera para la luz ultravioleta con la adición de un carburo de titanio, se hicieron en una máquina SynErgy 2C 2400-2150/90 de dos unidades de inyección. Novapet suministró una referencia de PET apropiada para formar paredes delgadas y con baja tendencia a la delaminación. El contenido de dióxido de titanio, de 7,2%, fue agregado durante la etapa de polimerización. Además, un colorante líquido gris fue desarrollado para la capa interna, mientras que la capa blanca se ubicó en el exterior. Después del estirado-soplado de la botella, el color resultante fue una superficie gris con aspecto metálico. El molde fue construido por Molmasa.

Un proceso para fabricar contenedores de tres capas con barrera a gases para aplicaciones médicas y farmacéuticas fue desarrollado por Uniloy Milacron y Kortec. Se trata de un proceso de coinyección, diseñado específicamente para aplicaciones de moldeo por soplado. En aplicaciones para PET, la tecnología de preforma tri-capa combina resinas de barrera y barredores de oxígeno. El contenedor multicapa en PET ofrece una barrera al oxígeno 60 veces mayor que un contenedor monocapa en el mismo material.

Inyección de preformas
Husky introdujo al mercado una máquina de inyección de preformas de PET, marca HyPET, de 96 cavidades, que tiene la capacidad de moldear preformas para botellas de 500ml con un peso de 12,1 g, a una velocidad de 5,5 segundos. Anteriormente, esta velocidad llegaba de 6,5 a 7,0 segundos. En promedio la nueva tecnología reduce el tiempo de inyección en 15%, comparado con el mejor estándar disponible.

Por su parte, la compañía suiza Netstal propone la máquina Pet-Line platform 2000 para la fabricación de preformas con 32 cavidades. Tal propuesta se ajusta a situaciones donde la infraestructura es limitada y donde la demanda de contenedores es menor. Con este modelo, Netstal llena el vacío que existía entre las inyectoras de preformas entre 24 y 48 cavidades por molde.

Uno de los últimos desarrollos de Sipa es el modelo PPS 48, la primera prensa con estructura horizontal diseñada por la compañía italiana, que de acuerdo con la firma se caracteriza por su flexibilidad, alta productividad (hasta 21.600 preformas por hora), cambios rápidos de moldes y compatibilidad con los moldes del mercado. Este modelo puede operar con moldes de 16 cavidades para la producción de preformas pesadas (contenedores hasta de 20 litros) y con moldes de 48 cavidades para preformas estándar. Los anchos de los cuellos de las preformas pueden variar entre 30 y 48 mm. Como en otras máquinas de Sipa, las preformas se mantienen en la placa de extracción hasta por seis ciclos para garantizar el apropiado enfriamiento de las mismas. Con este sistema, previamente patentado por esta compañía, es posible alcanzar temperaturas de 40ºC en el cuello de las preformas y 20ºC en el cuerpo, lo permite evitar su deformación y rayado.

Una tendencia que se ha venido consolidando en materia de máquinas para la fabricación de preformas es la introducción de sistemas eléctricos de inyección. Ya Nissei ASB había realizado el lanzamiento de lo que se consideró fue la primera máquina de una etapa totalmente eléctrica (modelo ASB-15N/10E), en la feria NPE de Chicago 2006. Desde entonces han ocurrido varios anuncios nuevos de máquinas totalmente eléctricas.

Inyección y soplado
Nissei ASB Machine Co., Ltd., lanzó recientemente dos máquinas, una de inyección y otra de recalentamiento-estirado-soplado de preformas. La máquina de inyección, modelo PM 70/65N, se distingue por tener el mecanismo original del sistema de inyección “tipo vertical”, que le permite ocupar poco espacio y lograr una velocidad de producción elevada gracias a que esta configuración favorece la rapidez en las operaciones de cerrado y apertura del molde.  Por su parte, la sopladora, modelo NB-6N, se caracteriza porque el espacio entre las resistencias en el horno es pequeño, lo que redunda en un ahorro de energía. A la salida del horno se incrementa la distancia entre las preformas para permitir un manejo más eficiente en la sección de moldeo por estirado-soplado. La producción por cavidad está en el rango de 1.200 a 1.300 botellas por hora, y puesto que la máquina tiene 6 cavidades la productividad puede llegar a 7.200 y 7.800 botellas por hora.

El modelo de máquina de una sola etapa Direct Heatcon, una tecnología patentada de Aoki, recibe atención especial en la industria de fabricación de botellas de PET. Aquí, la preforma se inyecta y su temperatura se acondiciona para crear un perfil óptimo para el proceso de estirado soplado. Esta tecnología permite obtener el moldeo en un mínimo de tres etapas.  Al usar el calor residual del moldeo de las preformas durante la etapa de estirado soplado, se elimina la necesidad de recalentar las preformas, lo que resulta en un incremento de la velocidad de producción y en ahorro de energía. Así mismo, Aoki llama la atención sobre la amplia variedad de productos que pueden ser formados, incluyendo botellas con boca descentrada, botellas ovaladas y de bocas amplias. En casos especiales, se puede reemplazar el PET por otros materiales con mayor resistencia al calor de llenado, como PEN, PES y PE.  

Uniloy Milacron lanzó al mercado el modelo totalmente eléctrico UMIB 100, una máquina de una etapa, la cual fue reportada por esta empresa como la más grande hasta el momento pues tiene una capacidad de cierre de 100 ton. Los fabricantes afirman que consume entre un 40% y 60% menos de energía, comparada con su equivalente hidráulica. Es ideal para producir contenedores con altos estándares de sala limpia para las industrias médica, farmacéutica y alimentaria.
La máquina de moldeo por inyección soplado de  Jomar ha sido diseñada para producir botellas de plástico y contenedores que cumplan los estándares exactos de peso, tolerancia de volumen y calidad. Es apropiada varia varias aplicaciones, desde productos para el cuidado personal, alimentos e industria hasta productos médicos y cosméticos, artículos para la industria automotriz. En la pasada feria K, la compañía exhibió el modelo IBM 175, el más grande de la serie.
Otras compañías que ofrecen tecnologías para la fabricación de preformas y botellas son: Arburg, Automa, Engel, Krauss Maffei, Krones, Dekuma GmbH, SIG Corpoplast, Urola, MBM Maschinenbau y Siapi S.r.l., entre otras.

Reducción de peso
En la pasada feria K, Krones presentó una botella para bebidas de 0,5 litros que tan sólo pesa 8,8 g (una botella de este tamaño normalmente pesa entre 13 y 16 g).

Así mismo, Sidel creó un innovador diseño denominado "NoBottle" para botellas de agua de 0,5 L, que pesa 9,9 g. El diseño resultante es fácil de agarrar y llenar, y ante todo menos frágil que las botellas convencionales.

Otras compañías que ofrecen tecnologías para la fabricación de preformas y botellas son: Arbug, Engel, Krauss, Maffei, SIG Corpoplast, Urola y MBM Maschinenbau, entre otros.

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