Reduccion de peso facilitada!

Ahorro de recursos - minimización de costos

En la discusión actual sobre el comúnmente referido "Gran parche de basura del Pacífico" o "Vórtice de basura del Pacífico", no solo el tema de eliminar el desperdicio de plástico, sino también de reducir el peso en los envases de plástico, se ha enfocado en la industria de procesamiento de plástico. Los usuarios finales con conciencia ambiental conceden gran importancia al ahorro de recursos naturales en el embalaje de plásticos. W. MÜLLER GmbH en Troisdorf, Alemania, ha actuado en base a esta conciencia cambiante e introdujo su innovadora tecnología de moldeo por soplado de espumado utilizando solo agentes de soplado físicos.

Como uno de los líderes del mercado de renombre en el área de sistemas de moldeo por extrusión soplado, hemos desarrollado nuevos cabezales de extrusión soplado para la producción de contenedores con hasta un 20% de reducción de peso. Independientemente, si las botellas se utilizan para el envasado de productos de cuidado personal, productos químicos domésticos o productos farmacéuticos, un uso reducido de plástico conduce a un posible ahorro de costos y es de interés, en particular, para productos de bajo margen.

Un potencial ahorro de costos adicional para nuestros clientes es el transporte: el costo de flete de los contenedores enviados a largas distancias o internacionalmente, puede reducirse debido a un peso mas reducido. La tecnología de espumado recientemente desarrollada para contenedores moldeados por soplado hace posible producir soluciones de embalaje de plástico ecológicas que ofrecen aspectos de ahorro y proporcionan un contenedor más ligero y sólido al mismo tiempo. Otro resultado positivo es la posibilidad de hacer que los envases de plástico sean más aceptables en la vida diaria.

La nueva tecnología de moldeo por extrusión soplado de espumado desarrollada por W. MÜLLER es innovadora y altamente económica.

Contrariamente a los intentos anteriores de espumar con éxito los contenedores soplados, nuestro proceso se basa en la tecnología tricapa existente y bien establecida con una capa intermedia de material espumado, insertado entre una capa interior natural delgada y una capa externa coloreada. Con tal estructura tricapa, las propiedades mecánicas son ajustables. Dos capas de cubierta delgada combinadas con un núcleo de espumado proporcionan alta rigidez y un peso ligero al mismo tiempo.

En nuestro sistema, la capa intermedia se espuma con nitrógeno, un proceso puramente físico. La ventaja es que no se requiere agente de espumado químico. Esta solución respetuosa con el medio ambiente y sin aditivos cumple con las leyes vigentes de envasado de alimentos.

El nitrógeno se introduce en el cabezal de extrusión a través de un módulo de inyección. En nuestro proceso, el gas nitrógeno se mantiene en solución en la masa fundida de plástico hasta que el parisón sale de las boquillas del cabezal, donde se forma una estructura celular fina, un método ideal para controlar el tamaño de la celda y la calidad de la espuma.

A diferencia de otros procesos de extrusión de espumado, el gas no se introduce y dispersa en el extrusor y, por lo tanto, es independiente de la velocidad del extrusor. La inyección y dispersión de gas tiene lugar en el cabezal de extrusión. El mezclador tiene su propia unidad para controlar la generación de la estructura celular. Para apoyar la formación de la estructura celular, se agrega polvo de talco natural como agente de nucleación. Solo una pequeña cantidad es necesaria para construir una estructura celular fina.

La extrusora existente y el tornillo que entrega la capa intermedia no requieren modificaciones. Además del soplado de espumado, nuestro equipo puede usarse para producir estructuras tricapa sin un núcleo de espumado. Este es un beneficio adicional que proporciona una justificación económica para nuestros equipos.

Prueba de campo

Ejemplo: botella de 1 LitroSin espumadoCon espumado
Peso bruto91 g73 g
Peso neto70 g60 g
Densidad solido / espumado0.958 g/cm30.774 g/cm3
Capa exteriorPEAD + colorPEAD + color
Capa intermediaPEAD + moliendaPEAD + talco + Molienda
Capa internaPEADPEAD
GasNitrógeno
Ciclo22.5 s [1]20.0 s [1]
Tiempo de soplado17.0 s [1]13.5 s [1]
Presión de soplo6.0 bar2.5 bar
Cabezal / Temperatura de la boquilla 195°C / 180°C160°C / 150°C
Boquilla / Diámetro del mandril de soplo33 / 32 mm27 / 26.5 mm

[1]: Parametros seteados en una maquina sopladora de laboratorio W.MÜLLER modelo WMB 2-100 

En resumen, la botella con una capa intermedia espumada tiene un 14% menos de peso que una botella sin espumado. Las botellas con espumado requieren menos tiempo de soplado y menos tiempo de ciclo; también se reduce la presión de soplado para evitar que la estructura celular colapse. Sin embargo, los resultados son claros: considerables ahorros de peso y una consistente alta rigidez en los contenedores.

Cabe señalar que, debido a la presión de soplado reducida, ciertos detalles del molde, como los grabados o los radios pequeños, no se pueden reproducir y, por lo tanto, deben modificarse. Estas modificaciones son necesarias especialmente en el área del cuello. Sin embargo, se ha comprobado que las tapas ajustables por encastre a presion no son problemáticas. Dado que la nueva tecnología de  soplado por espumado se considera principalmente para nuevos productos y moldes nuevos, estas restricciones no son un obstáculo en el 80% de los casos.

El cuadro siguiente muestra la carga superior o top load y deflexión de una botella de tres capas de 65 gramos con una capa intermedia espumada en comparación con una botella sólida de 70 gramos sin espumado, demostrando que la resistencia a la carga vertical o top load de la botella espumada más ligera es igual o superior a la de la botella sólida, aunque la deflexión es levemente más alta.

Potenciales de ahorro económico:

A pesar de que la justificación económica para nuestro sistema de moldeo por soplado de espuma depende de factores, tales como los costos del equipo específico del proyecto, el potencial de ahorro de costos es incuestionable. Una de las principales ventajas de nuestro sistema es el hecho de que la unidad de inyección y dispersión de gas puede, bajo ciertas condiciones, agregarse a un cabezal de extrusión y extrusión tricapa existentes. Además, nuestra tecnología de moldeo por soplado de espuma no tiene licencia y no es necesario tener en cuenta los derechos de patente.

Los cálculos de ejemplo han demostrado que los costos adicionales para el compresor, el inyector de gas, la válvula de control de flujo y el mezclador dinámico son solo un 25% más altos que los equipos tricapa convencionales. Los clientes que usan solo equipos de extrusión soplado monocapa deben considerar la actualización a la tecnología tricapa, que se ha establecido bien en toda la indústria de soplado, incluso sin espumado.

Mientras que el uso reducido de resina ahorra cantidades considerables de dinero, la característica principal para muchos de nuestros clientes de utilizar la tecnología de soplado con espumado es el aspecto medioambiental de ahorro de recursos. Las temperaturas de fusión, así como las temperaturas de las boquillas de extrusión, son menores en comparación con un proceso convencional de extrusión soplado y contribuyen al ahorro de energía. Además, en comparación con el moldeo por extrusión soplado convencional, los moldes deben enfriarse más intensamente, debido a que se reduce la conductividad térmica de la capa de espumado. Las soluciones económicas pueden ser el uso de un chiller, o de moldes con canales de refrigeración mas cerca de la pared de la cavidad.

Perspectiva de futuro

Nuestra nueva tecnología de moldeo por soplado de espumado, respetuosa con el medio ambiente, ya ha demostrado un ahorro significativo en costos y recursos. La exitosa historia de W. MÜLLER GmbH, que lleva más de 40 años, continuará con nuevos desarrollos en el campo del moldeo por soplado de espumado.

Nuestro enfoque para no utilizar agentes de expansión químicos y aditivos para la formación del espumado y aplicar técnicas que no interfieran con ningún equipo de soplado existente que nuestros clientes operen, ha demostrado ser la dirección correcta. Esto es claramente evidente a partir de los comentarios positivos recibidos después de que se completaron los primeros proyectos exitosos de muestreo para nuestros clientes.

Continuamos nuestra investigación y desarrollo con un enfoque en resinas especiales con diferentes características de flujo que pueden abrir aún más oportunidades para lograr estructuras celulares más finas. Paralelo a esto, continuaremos desarrollando nuestras tecnologías secuenciales de moldeo por soplado de espumado para colocar espumado en diferentes posiciones de formas huecas, por ejemplo, para la producción de conductos tubulares con secciones reforzadas.

Componentes espumados:

Izquierdo sin espumado, derecho con espumado

Las intensivas estrategias de desarrollo  se aplican en muchas áreas para fabricar componentes de plástico con un consumo de material reducido, al tiempo que se logran, o incluso se optimizan, las propiedades requeridas del producto. Por ejemplo, es posible crear una estructura tipo panal de abejas integrando una capa expandida en la pared del contenedor. Los beneficios de esto se sienten no solo por los fabricantes de envases, sino también por los usuarios de la industria automotriz.

Los siguientes ejemplos ilustran esto:

  • Reducción del peso real del producto
  • Reducción del ruido del sistema de ventilación causado por el flujo de aire
  • Mejora de los efectos de aislamiento de los sistemas de ventilación para el embalaje y el automóvil
  • Reducción del ruido de la tubería del turbocompresor