Soluciones de OCS para la inspección de films reciclados

24/10/2024

La empresa alemana Optical Control Systems (OCS), representada en España por Mircan, destaca sus novedosos sistemas de inspección para garantizar la calidad tanto en la producción de polímeros como en el sector del packaging, poniendo el foco en los films reciclados y los polímeros “verdes”.

OCS geles — Línea de film cast con un Sistema de conteo de geles, medidor de turbidez (hazemeter), espectrómetro FTIR y medidor de brillo (glossmeter).

Así, según OCS, los sistemas de conteo de geles e inspección de films son claves para conseguir estrictos niveles de calidad en mercados exigentes como el alimentario o el farmacéutico. Pero además, la creciente demanda de productos reciclados está disparando la demanda de equipos de inspección en otros sectores como el del film stretch o el de los embalajes pouch-up.

En paralelo, los fabricantes de materias primas plásticas también trabajan para desarrollar grados reciclados adecuados para líneas de extrusión muy sofisticadas, lo que también afecta al conteo de geles de toda la industria.

El conteo de geles en la producción de polímeros vírgenes

El estándar ASTM (ASTM D7310–21) cubre los geles. En la industria petroquímica diferencian entre geles “buenos” y geles “malos”. Los geles “buenos” desaparecen (se funden) cuando se aumenta la homogenización o la temperatura. Sin embargo, los malos no, pues son el resultado de la reticulación (crosslinking) del propio polímero. Polvo, cabello de ángel o partículas externas pueden crear geles debido a sus distintos comportamientos durante la fusión (Fig. 1).

Los primeros sistemas de conteo de geles o gel counters se implantaron en la industria de producción de polímeros hace más de 30 años y ahora son un estándar. Así, por ejemplo, se ha establecido que el valor de PPMs indica el nivel de contaminación por geles medido y clasificado por el sistema FSA100 de OCS. Casi la totalidad de productores de polímeros utilizan sistemas FSA100 de OCS, pero sus medidas o estándares son diferentes entre sí y sólo comparables o estandarizados para el fabricante respectivo. Por ejemplo, cada uno usa una clasificación por tamaños diferente. Esto también se especifica en el estándar ASTM.

Para asegurar la calidad y el control de la producción, los gel counters operan de forma completamente automatizada, en paralelo a la producción (concepto at-line en bucle cerrado). Así, se van tomando muestras de granza cincuenta veces por hora, se produce una lámina de film cast y se mide el nivel de contaminación por geles.

Adicionalmente, en estas líneas de extrusion de laboratorio se pueden medir otros parámetros, como la turbidez (haze), el brillo (gloss), el porcentaje de aditivos o las densidades (espectroscopía FTIR), todo en línea. Otras caractarísticas que pueden medirse en tiempo real incluyen el color, contaminación, tamaño y forma de los pellets o el MFI cada 10 minutos, con una precisión del 0,5%. El feedback directo a la sala de control permite reaccionar sobre la marcha ante cualquier incidencia. Según OCS, el retorno de la inversión de estas soluciones online para laboratorio es de menos de un año.

Estándar de calidad para reciclados. Conteo de geles y filter test

En la creciente industria del reciclado de plásticos, algunos OEMs de líneas de reciclado emplean el sistema de conteo de geles de OCS para asegurar la calidad de la materia que producen sus equipos. Alguna empresas también emplean el filter test.

El filter test solo emplea la presión para determinar el nivel de contaminación por geles presente en la masa fundida, sin embargo el conteo de geles también determina el tamaño y la distribución de dichos geles. Esta información es mucho más valiosa, pero requiere una línea de cast y un bobinador con una cámara. Estos equipos tienen un coste más alto que el de una simple hilera con un filtro. Para asegurar de forma consistente la calidad de producciones de reciclado post industrial (PIR) o incluso de reciclado post consumo (PCR), es esencial un análisis online constante.

OCS destaca ejemplos de la respuesta de la industria

Para cumplir la legislación europea que contempla la incorporación de contenido reciclado en los envases plásticos, las empresas transformadoras necesitan films reciclados de alta calidad y pureza. El material de origen PCR no es adecuado para aplicaciones alta calidad. Además, la calidad de los grados de PCR disponibles en el mercado varía enormemente, sobre todo, los producidos sin sistemas de conteo y clasificación de geles.

En este sentido, OCS menciona el caso de un cliente que hizo pruebas en una línea de cast equipada con un gel counter en su centro tecnológico. El objetivo de las pruebas era medir y comparar el nivel de geles de un material virgen, una mezcla con un 30% de material reciclado (PCR B) y otro material con un contenido del 50% de material reciclado (PCR A). Los PCRs eran de dos proveedores distintos y ambos se suponía que eran de calidad “buena”. Sorprendentemente, la mezcla con un 30% de material reciclado (PCR B) contenía una cantidad de geles cinco veces mayor que la mezcla al 50% (Fig. 2).

De este modo existen tres tendencias en la Industria:

Producción de materiales monopackaging,
La creación de flujos de reciclado propios o empresas,
Y la innovación, por ejemplo, nuevos procesos.

Fig. 2. Diferentes niveles de geles para material virgen, mezcla con el 30% (PCR-A) y mezcla con el 50% (PCR-B).

OCS ofrece un elevado nivel de soporte y acompañamiento a sus clientes, tanto a los del sector de la producción de polímeros como a los de transformación por extrusión, mediante el análisis de la calidad de los polímeros reciclados PIR/PCR, así como films y láminas y en el desarrollo de nuevos grados.

Fig. 3. Sistem de inspección de defectos FSP600 instalado en una línea de film cast.

Films Stretch y Puch-up

Hasta ahora, el mercado de film estirable no estaba interesado en los sistemas de inspección de film en línea. Y es que los márgenes eran bajos y el film estirable era un producto básico. Esto cambió hace un par de años con el Pacto Verde Europeo. OCS explica el caso de una importante empresa mundial de muebles, que requirió un contenido de PIR del 30% para sus embalajes. Esto fue un gran desafío para los films stretch de bajo espesor y de alta velocidad de producción. En primer lugar, las líneas de film estirable necesitan un sistema de inspección para medir los geles a velocidades de hasta 800 m/min. Además, para controlar este contenido de PIR, también se han introducido la tecnología de 55 nanocapas, los sistemas de filtración láser o el uso de antioxidantes especiales.

Otro mercado que ha cambiado rápidamente es el de las bolsas pouch-up. Aquí, el problema es la lámina de PET, que da a la bolsa su rigidez. La tendencia es producir una bolsa mono PE con película de PE orientada en dirección máquina (MDO), que también le da rigidez. Estos son desarrollos que están en marcha actualmente y veremos cómo el mercado adopta la nueva tecnología. El precio de la bolsa de PE MDO es más alto que el de la versión PET/PE y será el mercado quién decida.

Perspectivas según OCS

Para OCS, la transformación de la industria del plástico en una industria parte de Pacto Verde Europeo es un desafío apasionante. Se necesitan muchas innovaciones y la industria del reciclaje crecerá e introducirá más análisis, medición y estandarización.

La industria de los polímeros desarrollará grados de polímeros ecológicos y los transformadores reducirán el espesor de los films y los harán más reciclables mediante el uso de monomateriales. Además, es esencial realizar una medición y un análisis continuos del recuento de geles de los materiales reciclables y también de los films extruidos.

*Para más información: www.ocsgmbh.com / www.mircan1979.com

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24.10.2024