El recubrimiento de extrusión de biopolímeros con "encapsulación de bordes" aumenta la velocidad de línea y reduce el peso de la capa

SAM North America utiliza un bloque de alimentación EDI® de Nordson para más del doble de la velocidad de línea en el recubrimiento de extrusión de PLA y reducir el peso de la capa en un 40%

CHIPPEWA FALLS, WI, U.S.A., 29 de junio de 2021: Las tecnologías desarrolladas por SAM North America, LLC y Nordson Corporation han permitido aumentar productividad y reducir el peso de la capa en el recubrimiento de extrusión de biopolímeros como el PLA encapsulando los bordes del recubrimiento con LDPE.

Mientras que la coextrusión convencional produce dos o más materiales en capas horizontales, los insertos encapsulantes especiales desarrollados por Nordson para su bloque de alimentación de coextrusión permiten extruir material adicional a lo largo de cualquiera de los bordes de esta estructura horizontal. Utilizando esta técnica, SAM North America ha descubierto que encapsular una coextrusión de PLA con bordes de LDPE permite compensar las deficiencias de PLA, en particular su baja resistencia a la fusión, que han limitado la estabilidad de su cortina de fusión, la relación de reducción, la velocidad de línea y el peso de la capa.

"Usando la encapsulación de borde LDPE en nuestra línea piloto, hemos logrado velocidades de línea superiores a 1200 fpm [366 mpm] con PLA, en comparación con menos de 600 fpm [183 mpm] solo con PLA", dijo Ed Lincoln, V.P. Ventas de extrusión de SAM North America. "Hemos visto que el peso de la capa se ha reducido de 16 gsm a menos de 10 gsm".

La alta resistencia a la fusión del LDPE ha ayudado a que este polímero sea, con mucho, el más utilizado en el recubrimiento de extrusión. "Para los procesadores que desean reemplazar una parte de su uso de LDPE con biopolímeros, un obstáculo principal ha sido que su menor resistencia a la fusión causa una inestabilidad extrema en el cuello y el borde a velocidades de línea deseables", dijo Sam Iuliano, tecnólogo jefe del negocio de troqueles de extrusión y bloques de alimentación EDI® de Nordson. "Al introducir un material de mayor resistencia a la fusión en cada borde de la cortina de fusión, la encapsulación de bordes minimiza las limitaciones de procesamiento planteadas por muchos biopolímeros".  

Neck-in es la tendencia de la red de polímero a estrecharse a medida que se aplica tensión cuando sale del troquel. El resultado es una acumulación de material a lo largo de los bordes de la red, o "cordón de borde", que posteriormente debe recortarse como chatarra. Para garantizar que este borde cordón consista en el polímero de menor costo en la estructura coextruida, Nordson ha desarrollado insertos de bloque de alimentación personalizables que introducen el flujo del polímero de bajo costo solo en los bordes de la estructura. Los materiales combinados se distribuyen al ancho objetivo final en la canal de flujo o variedad de la matriz.

Si bien los insertos de encapsulación se pueden adaptar fácilmente a los bloques de alimentación EDI existentes, Nordson ofrece nuevas matrices EDI equipadas con el sistema de escoria EPC™, que se puede ajustar para reducir la formación de cordón de borde, y un sistema de flujo de fusión en el que el polímero de encapsulación de borde se introduce en el troquel en lugar de en el bloque de alimentación. El puerto para introducir el polímero de encapsulación se mueve en concierto con el mecanismo de la escoria.  

"Al introducir el polímero de encapsulación en este punto del proceso, la interfaz entre él y la estructura central está más definida y la superposición de transición entre el material de encapsulación y el material de biopolímero se reduce", dijo el Sr. Iuliano. "El troquel limita la formación de cordón de borde y reduce la cantidad de recorte de borde".

SAM North America también ha desarrollado técnicas de coextrusión para encapsular estructuras de biopolímeros con LDPE que permiten un rápido cambio entre recubrimientos convencionales y de biopolímeros. La tecnología aborda las amplias diferencias en las propiedades de procesamiento entre los dos materiales. Andy Christie, director gerente de SAM North America, presentará la tecnología en la Conferencia Extrusion 2021, del 21 al 23 de septiembre en el Centro de Convenciones Donald E. Stephens, Rosemont, IL.

SAM North America, LLC es una división de Sung An Machinery Co. Ltd., un proveedor global para la industria de impresión y conversión. Tiene su sede en Phoenix, NY, U.S.A. Tel: 1-315-934-4287. Correo electrónico: [email protected]. Visita www.sam-na.com.