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PET BUSINESS

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  1. 1. EL PROCESO DE PRODUCCION DE ENVASES EN PET Pinceladas sobre sus Detalles & Características José L. Giráldez Independent Thinker
  2. 2. Proceso de producción de envases en PET  Cualquier fallo en el proceso de secado del PET, es irreversible en procesos los posteriores. …  Estos “fallos” pueden generar subproductos como: 1. Generación de AA 2. HAZE o apariencia turbia (debido a una disminución de VI) 3. Tonalidad amarillenta  La aparición de alcetaldehídos (AA) es una consecuencia de la degradación térmica de las moléculas de PET mientras se encuentra en su estado de FUSION durante la fase de inyección de la preforma  El proceso de diseño de las preformas es un “arte oscuro”. No existen cálculos o métodos que garanticen una preforma perfecta para un diseño de botella o una máquina de soplado determinada (a no ser que los volúmenes lo justifiquen, se utiliza la misma preforma para soplar diferentes botellas)
  3. 3.  Un alto grado de biorientación del PET, favorece todas las propiedades que este material aporta  La transparencia de la preforma está directamente relacionada con el grado de cristalinidad del polímero (AMORFO=>Transparencia / CRISTALINO=> Opacidad)  El PET en su estado de FUSION tiene una estructura AMORFA  Los hombros del envase suelen contener un 20% más de material que la zona central  La base del envase suele contener un 50% más de material que la zona de los hombros  El diámetro interior de la boca, limita el peso máximo de la preforma.  Una botella bien soplada, tiene el mismo espesor de pared desde la mitad de la zona de los hombros hasta la mitad de la zona de la base. Proceso de producción de envases en PET
  4. 4.  La idea es producir preformas con la TEMPERATURA más baja posible (una mayor PRESION durante el proceso de inyección favorece la bajada de temperatura del material, pero este puede cristalizarse en la boca de inyección, y reducir la vida útil del molde)  El PET se comporta como un NON NEWTONIAN LIQUID. Su VISCOSIDAD (resistencia a fluir) cambia con el SHEAR RATE (resistencia de un fluido a ser deformado por stress)  El SHEAR RATE es controlado por la velocidad de la inyección. A niveles muy altos de SHEAR RATE, el PET puede embotarse y tomar una tonalidad marrón/amarillo  Para mantener un nivel de SHEAR RATE constante, y conseguir una temperatura de preforma uniforme, el PET derretido debe de circular a una velocidad constante dentro de la cavidad. Debido a que el grosor y diámetro de las paredes varia, nos veremos fozados a ajustar la VELOCIDAD DE LLENADO. Proceso de producción de envases en PET
  5. 5.  El estiramiento durante el proceso de soplado hace que el material tienda a aumentar su grado de CRISTALINIDAD  Parámetros del diseño de la PREFORMA: ► HSR (HOOP STRETCH RATIO) => Ø/AVGØ (OutØ+inØ)/2)= 4,0-5,0 ► ASR (AXIAL STRETCH RATIO) => bottle body length /preform body length (neck not included)= 2,5-3,0 ► PSR (PLANAR STRETCH RATIO) => HSR X ASR = 10-15 ► BALANCE => HSR / ASR = 1,6 Proceso de producción de envases en PET
  6. 6.  La VISCOSIDAD INTRINSECA (VI), es una medida indirecta del peso molecular (del tamaño promedio de las moléculas que definen el polímero/Longitud promedia de las cadenas de PET). Mas longitud =>más nivel de entrelazado  Cualquier disminución en la VI del polímero durante su paso de granulado a preforma (secado-fusión) significará una pérdida de peso molecular y perdida de propiedades.  Si la pérdida es mayor de 0,03 dl/g: 1. La preforma perderá transparencia (ya que aumenta la velocidad de cristalización) 2. Posible aparición de: ► Burbujas ► Infundidos ► Paredes turbias 3. El envase final verá mermadas sus propiedades mecánicas: ► Resistencia al impacto (Test de caída) ► Resistencia a la carga vertical Proceso de producción de envases en PET
  7. 7.  Las causas para esa posible pérdida de IV radican en: 1. Degradación hidrolítica del PET durante su estado en FUSION (demasiada agua) 2. Degradación térmica durante la fusión del polímero antes de inyectarlo  La TEMPERATURA de la masa durante el proceso de inyección tendrá influencia en la TRANSPARENCIA de la preforma: 1. +T producirá una mayor cantidad de cristalitos fundidos 2. ++T puede abrir la puerta a la generación de AA.  Algo similar ocurre con la IV: 1. +IV => +peso molecular & -Tendencia a la cristalización (y viceversa) 2. +IV necesita una +T, que como hemos visto puede abrir la puerta a la generación de AA  La calidad de las preformas de PET viene dada por dos factores principales: 1. VI del PET (ya se ha visto anteriormente su influencia) 2. El contenido de COPOLIMERO en el PET: ► Retarda la cristalización => Preformas más transparentes ► Facilita la fusión en la extrusora ► Incrementa la resistencia a la rotura del producto final Proceso de producción de envases en PET
  8. 8.  La HIDROLISIS puede ocurrir en estado sólido (granza) hasta temperaturas de unos 150°C.  Entre los 165°C y los 170°el PET se puede secar bajo unas condiciones aceptables, sin que exista una excesiva pérdida de IV  A partir de esos 175°C, el proceso hidrolítico vuelve a ser desfavorable  La velocidad de absorción de HUMEDAD depende de 4 factores: ► Tiempo (recomendable 4-8 horas) ► Temperatura (recomendable 165°C - 170° C) ► Humedad atmosférica (Punto de Rocío <-30°C) ► Cristalinidad del CHIP  El PET AMORFO absorbe humedad más rápidamente que el PET CRISTALINO  La humedad se puede encontrar, no sólo en la superficie del gránulo, sino que puede introducirse en su interior por difusión. Proceso de producción de envases en PET
  9. 9.  El proceso de SECADO puede hacerse mediante: ► OPERACIÓN BATCH (las condiciones de cada batch pueden ser diferentes) ► En CONTINUO  CHIP óptimo: 86N de forma cilíndrica  Existe una relación exponencial entre la TEMPERATURA durante el proceso de secado y la aparición de AA.  Existe una relación lineal entre el TIEMPO DE RESIDENCIA durante el proceso de secado y la aparición de AA.  El TINTADO de las preformas se puede realizar: ► Preparado mecánico que se mezcla con el PET en la tolva de secado (MASTER BATCH) ► Introduciendo en la garganta del cilindro de la unidad de inyección una cantidad constante de concentrado de color (MASTER BATCH):  Micro-esferas  Pigmento líquido Proceso de producción de envases en PET
  10. 10.  A la hora del SOPLADO, una VI mayor significa moléculas más grandes, cadenas más largas, más entrelazadas. Esto hace que llegue a las paredes del molde más rápidamente, y que su punto de NSR sea menor (no tienen suficiente tiempo para bi- orientarse)  Una pared de preforma más ancha retiene más el calor. Esto hace que sean más propensas a “estirarse”, dando como resultado unas paredes de botella más finas.  La pared interior de la preforma alcanza menos temperatura que la pared exterior, siendo su proceso de estiramiento más complicado  Las paredes “interiores” de la preforma, tienen que estirarse más que las “exteriores”  Un excesivo calor en las paredes exteriores durante el proceso de soplado (RHB) puede provocar la rotura de las cadenas de del polímero (menos IV), y ello nos puede llevar a una cristalización que dará un efecto HAZE al producto (se produce en la pared exterior). Proceso de producción de envases en PET
  11. 11.  Por otro lado, un excesivo estiramiento de las paredes interiores, junto a una falta de temperatura, nos puede llevar a un estiramiento excesivo (de esa pared interior) pasado el punto de NSR que dará lugar a un efecto PERLADO (se produce en la pared interior)  Cuando la botella se enfría sufre un proceso de encogimiento (SHRINKAGE) que puede durar unos días.  Lo contrario, una expansión (CREEP), ocurre después de ser llenada con un líquido carbonatado .  Las botellas que provienen de preformas calentadas ligeramente sobre el punto de perlado (unos 95°C) sufren más SHRINKAGE, y menos CREEP.  Las botellas que provienen de preformas calentadas más allá del punto de HAZE (unos 105°C) sufren más CREEP, pero sufren un menor SHRINKAGE .  Un molde más caliente favorece el SHRINKAGE  Las botellas almacenadas durante los meses de verano también tienen mayor tendencia al SHRINKAGE Proceso de producción de envases en PET
  12. 12.  PROBLEMA: HAZE  POSIBLES CAUSAS: ► IV demasiado baja ► Preforma demasiado caliente ► Preforma poco cristalina  PROBLEMA: EFECTO PERLADO  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado fría ► Mal diseño de la preforma ► Mal diseño del molde  PROBLEMA: PAREDES FINAS  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado caliente ► Baja IV ► Mala programación de los calentadores ► Excesiva humedad de la preforma Proceso de producción de envases en PET
  13. 13.  PROBLEMA: MUCHO PESO EN EL AREA DEL CUELLO  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado caliente ► Baja IV ► Mala programación de los calentadores ► Excesiva humedad de la preforma ► Mucho calor en la zona de la base ► Entrada de aire de soplado precipitada  PROBLEMA: SHELF LIFE REDUCIDO  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado caliente ► Baja IV ► Mala programación de los calentadores ► Excesiva humedad de la preforma Proceso de producción de envases en PET
  14. 14.  PROBLEMA: MUCHO PESO EN EL AREA DE LA BASE  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado caliente ► Baja IV ► Mala programación de los calentadores ► Excesiva humedad de la preforma ► Mucho calor en la zona del cuello ► Entrada de aire de soplado muy retrasada  PROBLEMA: FALLO EN EL TEST DE CAIDA  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado caliente ► Baja IV (por humedad o temperatura (en almacenamiento o secado) ► Mala programación de los calentadores ► Excesiva humedad de la preforma ► Mucho calor en la zona del cuello ► Entrada de aire de soplado muy retrasada ► Excesiva cristalización en el punto de inyección Proceso de producción de envases en PET
  15. 15.  PROBLEMA: FALLO EN EL TEST DE CARGA VERTICAL  POSIBLES CAUSAS: ► Preforma demasiado caliente ► Baja IV (por humedad o temperatura (en almacenamiento o secado) ► Mala programación de los calentadores ► Excesiva humedad de la preforma ► Mucho calor en la zona del cuello ► Entrada de aire de soplado muy retrasada Proceso de producción de envases en PET
  16. 16. Podemos ayudarle? José-Luis Giráldez Independent Thinker jl.giraldez@gualaclosures.es +34 609 20 23 12 (Mobile) +34 91 888 050 (Factory) Some of the graphics come from public documents or web sites, and have been used with the sole intention of delivering the messsage There are no commercial purposes behind this document

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