Procesos de fabricación de materiales de envases

Transcripción

1 Procesos de fabricación de materiales de envases Gran parte de la tecnología de procesamiento de polímeros puede resumirse en la siguiente frase: Establecer la forma y estabilizarla Temario Propiedades que afectan al procesamiento de los polímeros Extrusión de películas: Cast Blow Extrusión Soplado Coextrusión Termoformado Metalización Laminación 1

2 Propiedades que afectan el procesamiento de los polímeros Comportamiento Higroscópico Propiedades Térmicas que afectan la fusión del polímero Estabilidad Térmica Propiedades de Flujo Propiedades Térmicas que afectan el enfriamiento Cristalización Orientación y contracción Propiedades que afectan el procesamiento de los polímeros Comportamiento Higroscópico: El nivel de absorción de agua que tiene el polímero se relaciona con la presencia de grupos polares dentro de la estructura del polímero, tales como: -OH -CONH COOH -COO- Polímero Absorción de Agua PE 0,010 PP 0,010 PVC PVC(plastificado) 0,600 PMMA 0,250 PTFE 0,005 PA 6 1,500 Propiedades que afectan el procesamiento de los polímeros Propiedades Térmicas que afectan la fusión del polímero Polímero T Fusión T Moldeo Densidad Calor Específico Calor requerido para fundir Calor removido durante enfriamiento ºC ºC g/cm 3 J Kg -1 K -1 J g J cm 3 J g J cm 3 LDPE HDPE PP PET PS PC

3 Propiedades Térmicas que afecta el enfriamiento La operación de enfriamiento es la que estabiliza la forma que se le quiere dar al polímero fundido, durante las operaciones de procesamiento. La velocidad de enfriamiento afecta al procesamiento de dos maneras: Determina la velocidad de producción. Determina las propiedades finales del producto. EXTRUSION Proceso que permite la obtención de un material para fabricar envases, a partir de la transformación de resinas termoplásticas. El proceso tiene lugar en cuatro etapas: Transporte Plastificación del material Aumento de presión Salida por la boquilla PROCESOS Y PRODUCTOS FILM: Aprox <100 µm LAMINAS: Aprox > 100 µm REVESTIMIENTOS: Coating COEXTRUSION: varios materiales a la vez SOPLADO: Botellas y frascos TERMOFORMADO: Potes, vasos 3

4 MATERIAS PRIMAS TERMOPLASTICOS: PE, PVC, PP, PS ADITIVOS: ANTIOXIDANTES, ESTABILIZANTES, PIGMENTOS (COLORANTES), OTROS CARGAS O RELLENOS PROCESO DE EXTRUSION EQUIPO: EXTRUSORA MATERIA PRIMA: POLIMERO + ADITIVOS + CARGAS + OTROS EXTRUSORA 4

5 ETAPAS DE EXTRUSION TRANSPORTE Y PLASTIFICACIÓN DEL MATERIAL AUMENTO PRESIÓN PASO POR BOQUILLA EQUIPOS DE EXTRUSIÓN TIPOS DE EXTRUSORAS MONOTORNILLO DOBLE TORNILLO El Tornillo Transporte constante de material fundido, sin generar pulsaciones. Producir una masa fundida térmica y mecánicamente homogénea Permitir la fusión del material por debajo de su límite de degradación térmica, mecánica o química 5

6 EXTRUSORA EXTRUSORAS MONOTORNILLO Tornillo doble EXTRUSORA ZONAS DEL TORNILLO Zona alimentación Zona de fusión Zona de bombeo y homogeneización 6

7 EXTRUSORA Polimero Presión MPa Temperatura o C Alimentación Compresión Bombeo Cabezal Boquilla PVC PEbd PEad PA PVC plast PP EXTRUSIÓN-SOPLADO DE FILMS Sistema Blow Se fabrica un tubo o manga. Manga caliente sobre un molde Dispositivo inyecta aire comprimido Inflado de la manga, se pega a las paredes del molde 7

8 Proceso blow Extrusión de Películas Extrusión soplado Simulación del proceso 8

9 Extrusión soplado de films Relación de soplado Rs= diámetro burbuja / diámetro de boquilla Relación de estirado Re = Velocidad rodillos/ velocidad lineal 9

10 10

11 SISTEMA CAST Permite fabricar láminas y films Se puede aplicar orientación 11

12 Proceso cast 12

13 COEXTRUSIÓN Se obtiene un producto compuesto por varias capas de diferentes materiales. COEXTRUSIÓN Los polímeros fundidos independientemente llegan a un alimentador donde manteniendo régimen laminar se distribuyen según la situación final que deben tener en al estructura Los equipos de coextrusión permiten obtener estructuras multicapa regulando de forma totalmente independiente el espesor de cada una de las capas que se utilizan Coextrusión. Este proceso se utiliza sobre todo con materiales barrera como EVOH y PA que son atacados por el vapor de agua con lo que al unirlos con otros materiales se mantienen sus propiedades físicoquímicas y se pueden incorporar otras propiedades 13

14 EXTRUSIÓN-SOPLADO 14

15 Ejemplo de moldeo por Extrusión - Soplado 1. Extrusión del tubo inicial de plástico fundido 2. Cuando se cierran las dos mitades del molde, el tubo inicial se oprime en la parte superior y se sella en la parte inferior alrededor de una espiga de soplado. 3. El tubo se sopla y toma la forma de la cavidad del molde. 4. Se abre el molde para retirar la parte solidificada. COEXTRUSION SOPLADO Termoformado 15

16 Termoformado 16