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Soluciones y recomendaciones para el secado eficiente de PET

Pregunta: 

Somos una gran empresa de extrusión y termoformado; recientemente hemos introducido productos PET pero estamos experimentando roturas en nuestros productos. Utilizamos escamas de botella 100% recicladas en nuestra extrusora y nos dijeron que una secadora no era necesaria, ya que la extrusora tiene una estación de vacío doble suficiente para secar las escamas en el proceso. ¿Crees que la rotura se relaciona con un secado insuficiente? ¿Un secador de mejoraría la resistencia al impacto en nuestros productos de PET?

Respuesta: 

EL PET es altamente higroscópico y absorbe la humedad de la atmósfera. Pequeñas cantidades de humedad hidrolizará el PET en la fase de fundido, reduciendo su peso molecular. El PET debe estar seco antes de procesarse, y PET amorfo requiere cristalizarse antes del secado para que las partículas no se peguen y pase por la fase de transición vítrea.

La hidrólisis puede ocurrir debido a la humedad y esto a menudo puede ser visto como una reducción en el IV (viscosidad intrínseca) del producto. El PET es "semi-cristalino". Cuando se reduce la IV, las botellas son más frágiles y tienden a fallar en la "entrada" (punto de inyección) durante el soplado y el llenado. Es muy posible que, debido al nivel de humedad inicial en la resina y a la cantidad eliminada durante el vacío, permanezca una cantidad significativa de humedad al llegar a su fase de fundido en la extrusora.

En su estado "cristalino" tiene porciones cristalinas y amorfas en su estructura molecular. La porción cristalina se desarrolla donde las moléculas pueden alinearse en una estructura lineal muy compacta. En las regiones no cristalinas, las moléculas están en una disposición más aleatoria. Asegurando una cristalinidad alta, antes del procesamiento, el resultado es una calidad mayor y más uniforme del producto.

Otra aspecto a considerar es que el número de veces que el PET ha sido procesado. Cada vez que el PET se procesa hay una reducción en el IV. Por lo tanto, el PET que se ha utilizado para hacer una botella, reciclado y reutilizado, no tiene la IV de la botella original. Cada vez que la botella se recicla, el IV se reduce aún más. Por esta razón se añade a menudo un porcentaje de resina virgen para aumentar las propiedades de los productos.

Les recomiendo que consideren el agregar un cristalizador y un secador en su proceso de fabricación. Esto les ayudará a ganar control sobre las inconsistencias que se están experimentado.

Mark Haynie, gerente de producto de sistemas de secado, Novatec, Inc.

Pregunta: 

¿Cuál es el tamaño típico de la escama de triturado en un sistema de PET que usa un molino?

Respuesta: 

El tamaño de la escama está determinado por el molino. He visto clientes que piensan que 1/4 de pulgada es perfecto y los que creen que ¾ es mejor. Cuanto más pequeña sea la escama se producirán partículas más finas y mejor fluirá el material en las tolvas de secado y cámaras de vacío. Los granos muy finos tienden a conducir a mayor caída en la presión en la tolva y pueden causar flujo de aire reducido y distribución desigual. Los granos grandes pueden causar a veces flujo material desigual en la tolva.

Don Rainville, consultor en temas de energía, Novatec, Inc.

Pregunta: 

¿Cuál es la desventaja de procesar una mezcla de 60% triturado en aplicaciones de PET?

Respuesta: 

El triturado con 60% o más es común en extrusión. La mayoría de las aplicaciones de botellas tienen menos del 10% para alimentos y bebidas y menos del 30% en otras aplicaciones. Depende de la fuente de la retriturado y el producto final. El moldeo por soplado es más difícil cuando se utiliza material con historias diferentes de calor e IV. La partículas finas también pueden causar problemas de procesamiento.

La desventaja de usar triturado frente a la resina virgen es que los triturados tiene una historia de calor y tienen un IV menor (viscosidad intrínseca). IV inferior en la parte final hace que sea más frágil, menos flexible. La segunda desventaja es que tiende a haber más "amarillamiento" en materiales remolidos que pueden causar un problema de color u opacidad en el producto final.

Don Rainville, consultor en temas de energía, Novatec, Inc.

Pregunta: 

¿No es más importante retirar la humedad del PET en lugar de simplemente calentarla? ¿No deberíamos estar más preocupados por el control de humedad que por la pérdida de calor en el proceso?

Respuesta: 

Sí, es más importante eliminar la humedad que calentarla. Sin embargo, es muy difícil medir humedad en línea en un proceso de modo que generalmente se utilizan el tiempo y la temperatura para establecer el nivel de humedad alcanzado. Por ejemplo, con el procesamiento de PET, se asume que si son 4-6 horas en la tolva de secado a 325-350° F, la humedad se reducirá a menos de 50 ppm.

Las máquinas Husky se basan en el calor del secado para procesar el material, para lograr los tiempos de ciclo y la calidad del producto final. La energía que no está en el material que llega a la garganta de la máquina debe ser compensada por la máquina de procesamiento en forma de cizalla adicional y a través de los calentadores de la máquina.

Mark Haynie, gerente de producto de sistemas de secado, Novatec, Inc.

Pregunta: 

Soy un productor de masterbatch de PET. Necesito su consejo en el uso de material de PET para la producción de masterbatch de color. ¿Qué tipo de PET es comúnmente usado? ¿El tipo amorfo o cristalino? El proceso es extrusión de materiales compuestos.

Respuesta: 

Creemos que usted debe hablar con su proveedor. En general, la cristalización del masterbatch puede tener un montón de problemas de secado/cristalización. A menos que la cantidad sea tan grande que pueda permitirse adquirir un cristalizador, probablemente es preferible comprar masterbatch cristalizado.

Mark Haynie, gerente de producto de sistemas de secado, Novatec, Inc.

Pregunta:

De la lectura de tu foro es claro que para control de humedad de materiales APET y secado de materiales es importante control antes del proceso de extrusión. Mi pregunta es sobre el producto terminado. ¿Después de que el APET es extruido en una película, tiene todavía la misma sensibilidad a la humedad o es más estable? ¿Es necesario que prepare la bobina de APET antes de operaciones secundarias, como termoformado?

Respuesta:

Después de que el PET se ha formado en una lámina, por lo general no se requiere ningún acondicionamiento previo adicional antes del termoformado. La lámina se soportará el calor del termoformado siempre y cuando no se acerque a la temperatura de fundido el proceso solo cambia la forma de la hoja ya formada y las tensiones impartidas a la hoja tienden a darle fuerza.

Mark Haynie, gerente de producto de sistemas de secado, Novatec, Inc.