L’empresa alemanya Optical Control Systems (OCS), representada a Espanya per Mircan, ha destacat pels seus nous sistemes d’inspecció que garanteixen la qualitat en la producció de polímers i en el sector del packaging. Els seus sistemes se centren especialment en la inspecció de films reciclats i polímers “verds”, contribuint així a una major sostenibilitat en aquests processos.
Així, segons OCS, els sistemes de recompte de gels i inspecció de films són clau per aconseguir nivells estrictes de qualitat en mercats exigents com l’alimentari o el farmacèutic. A més, la creixent demanda de productes reciclats està disparant la demanda d’equips d’inspecció en altres sectors com el del film estirable o el dels embalatges pouch-up.
Paral·lelament, els fabricants de matèries primeres plàstiques també treballen per desenvolupar graus reciclats adequats per a línies d’extrusió molt sofisticades, fet que també afecta el recompte de gels de tota la indústria.
El recompte de gels en la producció de polímers verges
L’estàndard ASTM (ASTM D7310–21) cobreix els gels. A la indústria petroquímica es diferencien entre gels “bons” i gels “dolents”. Els gels “bons” desapareixen (es fonen) quan augmenta l’homogeneïtzació o la temperatura. Tanmateix, els dolents no, ja que són el resultat de la reticulació (crosslinking) del mateix polímer. Pols, cabells d’àngel o partícules externes poden crear gels a causa dels seus comportaments diferents durant la fusió (Fig. 1).
Els primers sistemes de recompte de gels o gel counters es van implantar a la indústria de producció de polímers fa més de 30 anys i ara són un estàndard. Així, per exemple, s’ha establert que el valor de PPMs indica el nivell de contaminació per gels mesurat i classificat pel sistema FSA100 d’OCS. Gairebé la totalitat de productors de polímers utilitzen sistemes FSA100 d’OCS, però les seves mesures o estàndards són diferents entre si i només comparables o estandarditzats per al fabricant respectiu. Per exemple, cadascun utilitza una classificació per mides diferent. Això també s’especifica a l’estàndard ASTM.
Per assegurar la qualitat i el control de la producció, els gels counters operen de manera completament automatitzada, en paral·lel a la producció (concepte at-line en bucle tancat). Així, es van prenent mostres de gransa cinquanta vegades per hora, es produeix una làmina de film cast i es mesura el nivell de contaminació per gels.
Addicionalment, en aquestes línies d’extrusió de laboratori es poden mesurar altres paràmetres, com la terbolesa (haze), la brillantor (gloss), el percentatge d’additius o les densitats (espectroscòpia FTIR), tot en línia. Altres característiques que es poden mesurar en temps real inclouen el color, contaminació, mida i forma dels pèl·lets o el MFI cada 10 minuts, amb una precisió del 0,5%. El feedback directe a la sala de control permet reaccionar immediatament davant qualsevol incidència. Segons OCS, el retorn de la inversió d’aquestes solucions en línia per al laboratori és de menys d’un any.
Estàndard de qualitat per a reciclats. Recompte de gels i filter test
A la creixent indústria del reciclatge de plàstics, alguns OEMs de línies de reciclatge empren el sistema de recompte de gels d’OCS per assegurar la qualitat de la matèria que produeixen els seus equips. Algunes empreses també utilitzen el filter test.
El filter test només utilitza la pressió per determinar el nivell de contaminació per gels present en la massa fosa, però el recompte de gels també determina la mida i la distribució d’aquests gels. Aquesta informació és molt més valuosa, però requereix una línia de cast i un bobinador amb una càmera. Aquests equips tenen un cost més alt que el d’una simple filera amb un filtre. Per assegurar de manera consistent la qualitat de produccions de reciclatge postindustrial (PIR) o fins i tot de reciclatge postconsum (PCR), és essencial una anàlisi en línia constant.
OCS destaca exemples de la resposta de la indústria
Per complir amb la legislació europea que contempla la incorporació de contingut reciclat als envasos plàstics, les empreses transformadores necessiten films reciclats d’alta qualitat i puresa. El material d’origen PCR no és adequat per a aplicacions d’alta qualitat. A més, la qualitat dels graus de PCR disponibles al mercat varia enormement, sobretot els produïts sense sistemes de recompte i classificació de gels.
En aquest sentit, OCS menciona el cas d’un client que va fer proves en una línia de cast equipada amb un gel counter al seu centre tecnològic. L’objectiu de les proves era mesurar i comparar el nivell de gels d’un material verge, una barreja amb un 30% de material reciclat (PCR B) i un altre material amb un contingut del 50% de material reciclat (PCR A). Les PCR provenien de dos proveïdors diferents i se suposava que tots dos eren de qualitat “bona”. Sorprenentment, la barreja amb un 30% de material reciclat (PCR B) contenia una quantitat de gels cinc vegades superior a la barreja al 50% (Fig. 2).
D’aquesta manera existeixen tres tendències a la indústria:
- Producció de materials monopackaging,
- La creació de fluxos de reciclatge propis o empreses,
- I la innovació, per exemple, nous processos.
- Fig. 2. Diferents nivells de gels per material verge, barreja amb el 30% (PCR-A) i barreja amb el 50% (PCR-B).
OCS ofereix un alt nivell de suport i acompanyament als seus clients, tant als del sector de la producció de polímers com als de transformació per extrusió, mitjançant l’anàlisi de la qualitat dels polímers reciclats PIR/PCR, així com films i làmines i en el desenvolupament de nous graus.
Films Stretch i Pouch-up
Fins ara, el mercat del film estirable no estava interessat en els sistemes d’inspecció de film en línia. I és que els marges eren baixos i el film estirable era un producte bàsic. Això va canviar fa un parell d’anys amb el Pacte Verd Europeu. OCS explica el cas d’una important empresa mundial de mobles, que va requerir un contingut de PIR del 30% per als seus embalatges. Això va ser un gran desafiament per als films estirables de baix gruix i alta velocitat de producció. En primer lloc, les línies de film estirable necessiten un sistema d’inspecció per mesurar els gels a velocitats de fins a 800 m/min. A més, per controlar aquest contingut de PIR, també s’han introduït la tecnologia de 55 nanocapes, els sistemes de filtració làser o l’ús d’antioxidants especials.
Un altre mercat que ha canviat ràpidament és el de les bosses pouch-up. Aquí, el problema és la làmina de PET, que dona a la bossa la seva rigidesa. La tendència és produir una bossa mono PE amb pel·lícula de PE orientada en direcció màquina (MDO), que també li dona rigidesa. Aquests són desenvolupaments que estan en marxa actualment i veurem com el mercat adopta la nova tecnologia. El preu de la bossa de PE MDO és més alt que el de la versió PET/PE i serà el mercat qui decidirà.
Perspectives segons OCS
Per a OCS, la transformació de la indústria del plàstic en una indústria part del Pacte Verd Europeu és un desafiament apassionant. Es necessiten moltes innovacions i la indústria del reciclatge creixerà i introduirà més anàlisi, mesura i estandardització.
La indústria dels polímers desenvoluparà graus de polímers ecològics i els transformadors reduiran el gruix dels films i els faran més reciclables mitjançant l’ús de monomaterials. A més, és essencial realitzar una mesura i una anàlisi contínua del recompte de gels dels materials reciclables i també dels films extruïts.