Se ha incrementado la demanda de láminas plásticas con propiedades especiales

Para alcanzar una posición ventajosa en el mercado como productor de láminas y cintas plásticas, calidad constante y una producción económica son requisitos casi indispensables. Estos criterios son de especial importancia para el sector del embalaje. No olvidemos mencionar que en el mercado se ha incrementado la demanda de láminas plásticas con propiedades especiales.

Todo esto ha traído como consecuencia la instalación de técnicas más complejas que permiten una optima utilización de las propiedades de los polímeros.

El precio de las láminas plásticas está determinado esencialmente por el precio del material vírgen y no tanto por la inversión hecha en los equipos y maquinarias para la producción, siempre y cuando los mismos sean explotados al máximo. Interrupciones en la producción conllevan de manera inevitable a una disminución de la ganancia.

Un incremento del precio de la materia prima en la actualidad no genera automáticamente un aumento del precio del producto final. Por lo general este incremento tiene lugar después de un determinado tiempo.

Citado de la revista Kl Kunststoffinformationen N° 1593, 32.

Junto con los elementos como extrusoras, herramientas y enrollados; los cuales son determinados de manera directa por el producto a elaborar es importante destacar el papel relevante que juega el sistema de filtración. Una óptima selección del mismo es de vital importancia ya que ésta permite satisfacer las exigencias técnicas del mercado y se obtiene una producción más económica.

Para el tratamiento de polímeros vírgenes se utiliza por lo general un tamiz de gran tamaño que permite mantener las partículas grandes fuera del proceso de extrusión. La finura de filtración alcanzada sobrepasa por lo general los 300 µm, con el fin de proteger la bomba y demás herramientas de posibles obstrucciones que conducirían a paros del sistema.

Fig.1: HSprimus, el cambia-cribas discontinuo.

Los sistemas de filtración que existen actualmente en el mercado son similares en su construcción: un distribuidor o un perno y dos tamices se encuentran en una caja metálica. Como de costumbre a través de un sensor de presión se mide la resistencia de flujo del tamiz y con eso el grado de suciedad. Una vez que se alcanza el valor ajustado es necesario cambiar el tamiz manualmente o de forma hidráulica. Debido al cambio del tamiz se hace necesario reducir la marcha del equipo o incluso pararlo. Se debe contar además con marcas o daños en la lámina plástica.

Este tipo de cambia-cribas es recomendable sólo si el intervalo de cambio de las cribas es tan largo que el cambio de las mismas se pueda llevar a cabo cuando tenga lugar una parada esperada o planificada del equipo. Es decir, esta paralización tiene como origen otros motivos. Esto hace imposible una reducción de los costes mediante la utilización de material reciclado .

Otro de los avances de este sistema es el llamado sistema con doble pistón. Aquí se divide el fluido de la masa en dos fluidos y cada uno será filtrado a través de un tamiz. Si se quiere cambiar el tamiz no es necesario parar la extrusora, pues el cierre de uno de los fluidos tiene como consecuencia un aumento de la presión que genera paros en la producción y disminución de la calidad del producto final.

Durante algún tiempo (cerca de 1/4 - 1/2 hora) serán arrastrados junto con la masa partículas o restos no deseados, los cuales pueden generar rascamientos en la lámina. Por eso el término cambia criba constante no es muy apropiado como nombre de este tipo de máquina ya que por lo menos la calidad del producto final no es constante.

El sistema de filtración RSFgenius es un desarrollo de la compañía alemana Gneuss Kunststofftechnik GmbH. Su eficacia probada en la industria, hace del mismo el sistema apropiado para este rama debido a su funcionamiento completamente automático, contínuo y a presión constante. Facultades que garantizan una constante calidad de las láminas plásticas.

El sistema de filtración RSFgenius consta en general de tres partes, un bloque de entrada, un bloque de salida y un disco cribador que gira entre ambos bloques sobre el cual están colocadas en forma de anillos las cavidades de criba. Estas últimas se mueven dentro del canal de masa fundida. La estanqueidad de estos elementos se realiza a través de estrechas tolerancias de juego y superficies planas y duras que garantizan un desgaste mínimo del sistema. Esta forma de construcción hace posible que los elementos en contacto con la masa fundida queden completamente protegidos de toda influencia del medio ambiente. Una vez que la masa fundida entra en el área de cribar las partículas se asientan y la diferencia de presión se va incrementando lentamente. El sistema de control reacciona ante el cambio de presión sin detenerse el trabajo del disco cribador, el cual sigue girando a intervalos o pasos de 1º. Así se van cambiando continuamente las cribas sucias que se encuentran en el canal reemplazándolas por cribas limpias. Gracias a este modo de operación el filtro trabaja de manera constante. La variación del diferencial de presión sobre el filtro (∆p) tiene un valor máximo de 2 bar.

La limpieza de la superficie de las cribas tiene lugar poco antes de la reintroducción de la criba en el canal de filtración. La capa de suciedad se quita mediante enjuague a alta presión. La masa fundida filtrada que se encuentra en el bloque de salida se utilize en el émbolo de reinyección, que la reinyecta mediante impulsos de alta presión a través de la criba sucia. Así va pasando el bloque de entrada en el sentido contrario. Todo esto con una presión entre los 30 - 80 bar. Después de esta operación de lavado, el disco cribador está limpio de una manera definida. Esta presión de limpieza se ajusta constantemente a una presión determinada. Se limpia sólamente un segmento respectivamente pequeño (aprox. 1% del área de criba), de manera que cada vez un impulso alto definido está a disposición para la limpieza. Tanto el camino del émbolo de retroceso ( = cantidad de masa fundida para la operación de lavado) como la velocidad ( = intensidad de la operación de lavado) se pueden ajustar a discreción por el mando de la hidráulica, de manera que una cantidad óptimamente pequeña está disponible para la limpieza. A través de este procedimiento, los tamices se limpian casi en un 100 % y se pueden reutilizar hasta 200 veces, dependiendo de la finura del filtro.

De esta manera se garantiza una calidad constante de la lámina. No importa que el sistema de filtración esté en estado de espera, ciclo, enjuague, o se cambien los tamices.

Los datos siguientes fueron tomados de una empresa productora de lámina estirada (cintas) de polipropileno. El grosor de la hoja después de salir de la tobera es 335 µm. Luego, la hoja se estira a un grosor final de 150 µm.

Al principio de la línea de extrusión se encuentra una extrusora de un tornillo de 90 mm, adaptado directamente al sistema de filtración RSFgenius75 (superficie de filtración 90 cm2) con siguiente tobera. Detrás de la tobera está situado el dispositivo de laminación y de estirado.

El rendimiento de la instalación es 330 kg/h y la finura del filtro es 40 µm.

La lámina está controlada continuamente en línea con un instrumento de medición del grosor.

En el protocolo de la grabación de los datos, la anchura relativa del rollo en porcentaje se apunta en la abscisa. En la primera coordenada se apunta el grosor de la hoja absoluta y en la segunda se apunta la variación relativa respecto al valor teórico de 335 µm.

El instrumento de medición mide continuamente el grosor absoluto de la hoja. Cada 18 s, datos estadísticos como valor medio y variación se muestran en una pantalla y se archivan en un ordenador. El valor medio respectivo está representado por un rombo y la variación absoluta está representada por rayas verticales rojas. El azul representa el cociente de la variación máxima y el valor teórico de 335 µm, la llamada variación máxima relativa en un intervalo de medición de 18 s.

El movimiento transversal del sensor está coordinado de manera que el mismo tomando el ancho de la hoja como punto de partida divide la hoja en 100 secciones a medir. De esta manera, la completa medición del ancho de la hoja tiene lugar en un tiempo de 1800 s = 30 min.

El tiempo de ciclo básico, es decir el tiempo en el que la criba se gira en un intervalo y en el que se realiza una limpieza de los segmentos del tamiz, fue ajustado a 180 s. Este modo de proceso fue seleccionado para constatar una más clara asignación de los ciclos al grosor de la hoja. Teóricamente, cada 180 s o cada 10 intervalos de mediación tendrá lugar una variación. Dada la claridad del ya antes mostrado diagrama, es posible reconocer el valor de estas variaciones. Los mismos están designados con a - i. La variación absoluta del grosor de la hoja asciende como máximo a ± 5 µm, con un promedio de ± 3,0 µm, de lo cual resulta una variación relativa de ± 1,5 o respectivamente de 0,9 por ciento. Comparado con la variación normal de aproximadamente ± 0,6 por ciento por el proceso de extrusión sobrante, este valor sólamente es insignificantemente alto. Teniendo en cuenta que esta hoja se produce sin bomba para masa en fusión, se pueden describir estos valores como excelentes.

Para maximizar la influencia del filtro a la hoja producida, se ha realizado otra evaluación. Se han cambiado los tamices sin interrumpir el proceso. Eso es la perturbación más grande causado por el filtro. El cambio de tamices, que ocurre cada 3 meses, dura aprox. 10 min. Después, ninguna atención por parte del operador es necesaria hasta el próximo cambio. La grabación de datos referente al grosor de la hoja durante este tiempo, se puede ver en la ilustración próxima.

Aquí también se puede ver claramente a causa de la alta definición del diagrama el tiempo de cambio de los tamices (A). El grosor de la hoja se aumenta como máximo en 5 µm. Esto corresponde a una desviación relativa de menos 1,6 por ciento.

Así pues la calidad de la lámina se describe también durante este tiempo como absolutamente alta.

Por lo tanto se garantiza una calidad constantemente alta de las cintas producidas también en caso de cambio de los tamices.

Fig.2: Control en línea de las tolerancias respecto al grosor durante proceso normal

Fig.3: Control en línea de las tolerancias respecto al grosor durante el cambio de tamiz

Los datos siguientes fueron tomados de una empresa productora de lámina estirada (cintas) de polipropileno. El grosor de la hoja después de salir de la tobera es 335 µm. Luego, la hoja se estira a un grosor final de 150 µm.

Al principio de la línea de extrusión se encuentra una extrusora de un tornillo de 90 mm, adaptado directamente al sistema de filtración RSFgenius75 (superficie de filtración 90 cm2) con siguiente tobera. Detrás de la tobera está situado el dispositivo de laminación y de estirado.

El rendimiento de la instalación es 330 kg/h y la finura del filtro es 40 µm.

La lámina está controlada continuamente en línea con un instrumento de medición del grosor.

En el protocolo de la grabación de los datos, la anchura relativa del rollo en porcentaje se apunta en la abscisa. En la primera coordenada se apunta el grosor de la hoja absoluta y en la segunda se apunta la variación relativa respecto al valor teórico de 335 µm.

El instrumento de medición mide continuamente el grosor absoluto de la hoja. Cada 18 s, datos estadísticos como valor medio y variación se muestran en una pantalla y se archivan en un ordenador. El valor medio respectivo está representado por un rombo y la variación absoluta está representada por rayas verticales rojas. El azul representa el cociente de la variación máxima y el valor teórico de 335 µm, la llamada variación máxima relativa en un intervalo de medición de 18 s.

El movimiento transversal del sensor está coordinado de manera que el mismo tomando el ancho de la hoja como punto de partida divide la hoja en 100 secciones a medir. De esta manera, la completa medición del ancho de la hoja tiene lugar en un tiempo de 1800 s = 30 min.

El tiempo de ciclo básico, es decir el tiempo en el que la criba se gira en un intervalo y en el que se realiza una limpieza de los segmentos del tamiz, fue ajustado a 180 s. Este modo de proceso fue seleccionado para constatar una más clara asignación de los ciclos al grosor de la hoja. Teóricamente, cada 180 s o cada 10 intervalos de mediación tendrá lugar una variación. Dada la claridad del ya antes mostrado diagrama, es posible reconocer el valor de estas variaciones. Los mismos están designados con a - i. La variación absoluta del grosor de la hoja asciende como máximo a ± 5 µm, con un promedio de ± 3,0 µm, de lo cual resulta una variación relativa de ± 1,5 o respectivamente de 0,9 por ciento. Comparado con la variación normal de aproximadamente ± 0,6 por ciento por el proceso de extrusión sobrante, este valor sólamente es insignificantemente alto. Teniendo en cuenta que esta hoja se produce sin bomba para masa en fusión, se pueden describir estos valores como excelentes.

Para maximizar la influencia del filtro a la hoja producida, se ha realizado otra evaluación. Se han cambiado los tamices sin interrumpir el proceso. Eso es la perturbación más grande causado por el filtro. El cambio de tamices, que ocurre cada 3 meses, dura aprox. 10 min. Después, ninguna atención por parte del operador es necesaria hasta el próximo cambio. La grabación de datos referente al grosor de la hoja durante este tiempo, se puede ver en la ilustración próxima.

Aquí también se puede ver claramente a causa de la alta definición del diagrama el tiempo de cambio de los tamices (A). El grosor de la hoja se aumenta como máximo en 5 µm. Esto corresponde a una desviación relativa de menos 1,6 por ciento.

Así pues la calidad de la lámina se describe también durante este tiempo como absolutamente alta.

Por lo tanto se garantiza una calidad constantemente alta de las cintas producidas también en caso de cambio de los tamices.

Un proceso sin dificultades técnicas con condiciones constantes de producción durante mucho tiempo es indispensable para la producción de láminas de alta calidad y para operar eficazmente de forma económica en el mercado.

Por eso se necesita entre otras cosas un sistema de filtración que pueda garantizar esas condiciones constantes.

El sistema de filtración RSFgenius de Gneuss cumple absolutamente con los requisitos y por lo tanto es la solución ideal para la producción económica de láminas de alta calidad.

Esto no sólo es el caso con la producción de cintas como en el ejemplo descrito. Se puede aplicar también en todos los tipos de lámina, incluyendo lámina axialmente estirada y recubrimientos. Sobre todo con láminas muy finas y la tecnología Inline que emplea el sistema completamente automático, con proceso y presión constantes.

La creciente elaboración de “Bottle Flakes” para la reducción de gastos de material requiere una filtración más alta y mejorada. Esto se puede realizar sin compromiso con el RSFgenius. En este caso, la amortización naturalmente tiene lugar en muy poco tiempo.

Fig.4: RSFgenius 175 con hidráulica y mando (Campo de empleo por ejemplo PET láminas planas de 100 % Bottle Flakes con un rendimiento de 1200 kg/h y una finura del filtro de 40 µm).