Mecanica Tecnomaq

Como vimos en el articulo anterior, cuando las químicos encontraron el procedimiento para unir pequeñas moléculas orgánicas y formar otras mas grandes y pesadas, comparables a las de las resinas vegetales, se gestó el mundo de las resinas sintéticas que todos conocemos con el nombre genérico de “plásticos”.

Las resinas sintéticas se empezaron a industrializar durante la ultima gran guerra, hoy día se puede disponer de unos 60 materiales, algunos de ellos en distintas presentaciones o tipos, del nylon por ejemplo, hay un tipo para hacer películas y otro para moldear engranes. Esto multiplica las opciones de los materiales plásticos asequibles hoy día.
De esta gama anterior se pueden separar cuatro resinas que se han dado en llamar “comodities” por ser de mercado masivo, fácil procesabilidad, y por tanto, de altos volúmenes de producción, precio bajo y tecnología accesible, estos son:

La evolución del consumo de estos plásticos tiene tendencia a crecer en nuestro país como en el resto del mundo, el consumo mayor corresponde al PE con 370,000 toneladas por año, le sigue el PVC con un consumo muy por debajo de esa cifra: 180,000 toneladas, después el PP con 140,000 toneladas y el poliestireno con 115,000.

De estos cuatro plásticos, el PE el PP se convierten en películas, siendo el primero el de uso mas extenso como tal, una buena parte del PP se usa en cuerpos rígidos, valijas, etc. El PVC tiene como aplicación principal la extrusión de tubos y perfiles, aunque también se fabrican películas como las utilizadas para sellos y bandas de garantia de botellas y garrafones (películas de PVC termoencogible). El poliestireno se aplica en empaques rígidos como estuches y cajas o carcasas para artículos del hogar vasos térmicos, etc.
El polietileno de baja densidad y su variedad lineal se transforman en mas del 90% en películas para bolsas y envolturas.
Para la fabricación de películas y perfiles se utiliza el extrusor, maquina que procesa todo tipo de termoplásticos.
La materia prima granulada se introduce por una tolva a un cañón ó barril donde un gusano ó husillo la transporta a lo largo de ese tubo que esta calentado. De esta manera el material va fundiendo ocupando menos espacio hasta que en el extremo sale el material fundido.
El husillo o tornillo es el elemento que mediante giracion empuja el material; normalmente tiene tres zonas:

Se ha encontrado que para PE la longitud óptima del husillo o tornillo es de unas 24 veces su diámetro, relaciones menores no nos dan una masa fundida termodinamicamente homogénea y mas largos degradan el material por exceso de permanencia en el cañón a temperaturas altas.

El husillo, (fig. 1) va dentro de una pieza tubular o cañón con un diámetro ligeramente mayor (50-150 micras). Durante el trabajo del extrusor hay un contraflujo a través de este claro que sirve de lubricación no permitiendo el contacto físico cañón husillo.

En la salida del material va una pieza de acero con agujeros (breaker plate) donde se pone un paquete de mallas normalmente de acero inoxidable que sirve para romper la rotación del flujo, colar cualquier material extraño y producir una contrapresion dentro de la maquina.

Todo este sistema va montado en una estructura y se le imparte movimiento por medio de un motor de velocidad variable a través de un reductor de flechas paralelas.

Todos los componentes mecánicos del extrusor son del dominio tecnológico desde hace muchos años; sin embargo el que mas variaciones presenta hoy día es el husillo o tornillo, y este es responsable de una buena calidad.

Después del portamallas (breaker plate) se coloca el dado, los hay para:

El dado tubular consta principalmente de un cuerpo interior, (fig. 2) o corazón y de uno exterior que dejan entre ambos, por diferencia de diámetros un conducto anular por donde sale el PE fundido, en forma de un tubo que se infla con aire que se inyecta desde el exterior. este material fundido se enfría con aire que se reparte uniformemente alrededor por medio de un anillo distribuidor.

La burbuja así formada es tirada por unos rodillos en la parte superior de una estructura previo aplastamiento mediante unas placas o cortinas en ángulo (fig. 3).

Por medio de rodillos guiadores se baja este material ya plano a un sistema donde se embobina.
El calibre uniforme en la película se logra centrando el corazón del dado mediante tornillos de ajuste. Algunos dados son rotatorios, giran sobre su eje vertical y distribuyen cualquier irregularidad del calibre a lo ancho de la película. En ocasiones el anillo del aire gira con el dado.

El dado para película plana esta formado por dos piezas del largo de lo que será el ancho de la película como se muestra en la fig. 4. En este caso la uniformidad del calibre a lo ancho de la película se obtiene cerrando por flexión el labio mediante tornillos uniformemente espaciados.

La película plana es mas fácil de calibrar que en el tubular, por la construcción del dado. Las irregularidades se pueden hacer desaparecer oscilando el embobinado unos 5 cm.

La instalación para película plana se ve en la figura 5. La película fundida cae sobre un rodillo enfriado por agua, allí se condensa el material fundido que en otro rodillo también enfriado se lleva a la temperatura ambiente. Enseguida unos rodillos jalan la película y otro rodillos guiadores la llevan al sistema de embobinado. En este proceso la película resultante tiene las orillas más gruesas (por un fenómeno de tensión superficial). Estas se cortan después de los rodillos de tiraje.

De manera parecida se hace el recubrimiento de otros substratos donde el plástico fundido cae sobre el otro material en la incidencia del rodillo enfriado con otro de hule (normalmente silicón) (fig. 6) se usa el mismo tipo de dado de película plana. También aquí, las orillas, mas gruesas se eliminan y la combinación de ambos materiales (llamado laminado), pasan a embobinarse.

La película hasta aquí producida puede tener muchos usos pero no se puede imprimir.

La superficie del PE no admite adhesivos ni tintas por ser inerte químicamente, es necesario romper algunas ligaduras de las moléculas superficiales para activarla, esto se logra con una descarga eléctrica de alto voltaje (corona) o sometiéndola a la acción de la zona oxidante de una flama. Los equipos que sirven para esto se instalan en las líneas de extrusión ya mencionados.

El procedimiento de la flama se había dejado de usar hace mas de 30 años, sin embargo actualmente se recomienda en casos en que se requieren ciertas características especiales, por ejemplo cuando el producto se va a usar para cintas adhesivas.

La película tratada se puede imprimir con cualquiera de dos procedimientos: flexografía o rotograbado; aunque la primera ha ganado mucho terreno, no se debe desdeñar el segundo sin un estudio previo. Ya hablaremos de esto en el futuro.

La película de PE es utilizada como envoltura de cajas de distintos tipos o tamaños o convertida en bolsas de varias capacidades y utilizadas en supermercados para transportar las mercancías compradas o para contener frutas y verduras, ropa, etc. Y se pueden encontrar en los mercados de los mas escondidos pueblos de nuestro país. Es un material barato, impermeable, ocupa poco espacio, fácil de almacenar, etc.

Los dos procesos mas para la fabricación de bolsa son:

1.- Cuando se parte de material tubular con fuelle o plano, se coloca en una maquina bolseadora, el rollo, que es tirado intermitentemente por unos rodillos que alimentan la longitud de película que corresponde al largo de la bolsa, cuando los rodillos están en reposo una mordaza caliente presiona la película contra un cojín de hule y la sella, al mismo tiempo en otra estación de la máquina se corta el material sellado resultando así bolsas normales o con fuelle según la película alimentada.

2.- Cuando se parte de película plana ésta se dobla por medio de un formador en triángulo que se alimenta a la máquina bolseadora por medio de dos rodillos medidores como en el equipo anterior, cuando estos rodillos están parados baja una mordaza caliente con mas o menos filo y corta por fusión la película sobre otro rodillo de hule silicón que no permite que se adhiera el material fundido, de esta manera el corte también sella los lados de la bolsa, este sistema se conoce como sello lateral o side weld.

El primero en abandonar nuestras idiosincrasias, dejadez, el “Ahí se va” (lugar común que ya perdió su significado) y hacer un producto con una calidad como dijo el Sr. Sigg de que nos sintamos orgullosos los mexicanos.

El segundo: una concientización ecológica que nos obligue a eliminar los desperdicios y basura, por medio del aumento de eficacia del proceso, el reciclado en nuestra propia planta y evitando el empaque sobrediseñado (cantidad de plástico mayor a la necesaria).

Si todavía nos enorgullecemos de las grandes empresas que emprendieron nuestros antepasados con éxito, por que no podemos nosotros iniciar esta gran empresa de hacer un México responsable y limpio. Tal vez nuestros nietos lo valgan .