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La tecnología de coinyección existe desde hace más de tres décadas, pero recientemente se transformó en una alternativa convencional para los fabricantes en el procesamiento de plásticos. A medida que las demandas de los consumidores continúan cambiando y los estándares gubernamentales de sostenibilidad para los plásticos se vuelven cada vez más difíciles de lograr con el moldeo por monoinyección estándar, la alternativa de coinyección hace que los fabricantes de todo el mundo presten más atención.

Milacron fue pionera en la tecnología de coinyección a partir de la década de 1990. Antes de que se utilizara la coinyección en la industria de alimentos y bebidas, esos procesadores usaban una monocapa de materiales especiales y costosos que incorporaban barreras que reducían la permeabilidad del gas, la humedad o la luz para extender la vida útil de los productos. Con la coinyección, estas barreras de alto rendimiento se minimizan y se inyectan en la capa central para representar menos del 2 por ciento del peso total de la pieza. Esto no sólo genera ahorros significativos sino que también permite que las piezas moldeadas por inyección vuelvan a ingresar al flujo de reciclaje.

Actualmente, la industria del embalaje industrial responde a las solicitudes de los clientes utilizando esta alternativa de coinyección en respuesta al inminente Pacto Plástico de EE. UU. que incorpora cuatro objetivos que abordan los residuos plásticos previstos para 2025. Ahora se puede coinyectar una amplia gama de materiales de embalaje para incorporar PCR o triturar materiales en la capa central.

Cuando la apariencia exterior de una pieza moldeada es de importancia crítica, los fabricantes utilizan la coinyección para llenar la capa central de la pieza con resina PCR (o triturada) mientras mantienen el atractivo de la capa exterior utilizando resina virgen.

La coinyección es la capacidad de inyectar un material entre otro como una capa interna completamente encapsulada. Es la inyección simultánea de dos materiales en una única corriente fundida de tres capas. La forma más sencilla de pensar en este proceso es "moldeado en sándwich". Con la coinyección, se inyectan diferentes polímeros en el mismo molde para producir un efecto similar a un sándwich. Se moldean juntos un material de revestimiento en la corriente de fusión superior e inferior (típicamente virgen) y una corriente de fusión de material de núcleo. En pocas palabras, la coinyección produce una pieza de plástico con una piel exterior y un “núcleo” interior moldeados en uno.

En aplicaciones de envasado de alimentos o bebidas, el material de la piel (capa en contacto con los alimentos) suele ser una resina virgen estándar, mientras que el núcleo suele ser una resina con propiedades de barrera que evitan que el oxígeno, el dióxido de carbono o la humedad se transfieran a través de las paredes del recipiente.

La ubicación adecuada de esa pared barrera dentro de los envases de alimentos y bebidas es fundamental y es por eso que la coinyección es una opción tan viable para esta aplicación. “Comúnmente, el material de barrera representa intencionalmente un porcentaje muy pequeño del contenedor total debido al alto costo del material de barrera. La colocación dentro de la pared lateral debe controlarse con precisión”, afirmó Andy Stirn, director general de sistemas avanzados de Milacron, un OEM titular en la fabricación y distribución de equipos y soluciones de procesamiento de plásticos.

Un sistema eficiente de barrera de coinyección puede ofrecer la misma eficiencia de producción de alto volumen y tiempos de ciclo que una pieza moldeada por inyección monocapa estándar mediante inyección simultánea. Con los avances en resina y materiales de capas de barrera, aún se puede lograr una claridad excelente para los propietarios de marcas que desean un paquete claro para su aplicación de bienes de consumo empaquetados.

Una celda de máquina de coinyección podría incluir una máquina de moldeo por inyección con capacidad para múltiples materiales con al menos dos cilindros. Milacron ofrece esto como una opción para máquinas nuevas, o se puede actualizar una máquina estándar de disparo único con una unidad de inyección auxiliar secundaria E-Multi™ de Mold-Masters.

Otro componente ofrecido a través de Mold-Masters que puede ser crítico en el proceso de coinyección es la integración del canal caliente. Una aplicación eficaz de canal caliente no solo aplica un control preciso y simultáneo del flujo de fusión, sino que también garantiza una secuencia de inyección adecuada, un proceso crítico en el envasado de alimentos, donde se debe encerrar el material del núcleo.

"La entrega precisa de la masa fundida es fundamental para garantizar una ejecución adecuada de la capa de barrera", afirma Igor Kim, director de ventas globales de PET y co-inyección de Mold-Masters.

Milacron, con sede en Cincinnati, presentó una tecnología sostenible de encapsulación de cucharones en NPE 2015. Este tipo de aplicación de encapsulación es de vanguardia para producir un núcleo de hasta el 50 por ciento del peso total, en lugar del núcleo estándar de entre 25 y 30 por ciento con el que se producían la mayoría de los cucharones. ese momento.

Stirn dice que el control de procesos es un factor crítico a considerar para los fabricantes que buscan hacer la transición a la coinyección. "La uniformidad del material en todo un producto con coinyección puede ser inconsistente, lo que puede ser un gran problema cuando se produce un artículo como un balde, por ejemplo, donde es vital mantener la resistencia estructural", dijo. "Nunca se puede enfatizar lo suficiente la importancia del control del proceso cuando se utiliza la coinyección, especialmente para los fabricantes que ponen énfasis en mejorar la calidad de la producción y la reducción de desechos".

"La industria tardó cuatro años en darse cuenta de que la tecnología que presentamos en 2015 era una necesidad", dijo Stirn, quien colaboró ​​con sus compañeros ingenieros de Milacron, así como con sus pares de la empresa operadora de Hillenbrand, Mold-Masters.

La máquina Milacron, que utiliza la tecnología de coinyección de Mold-Masters, puede inyectar y controlar un mayor porcentaje de contenido de PCR (hasta un 50 por ciento) que cualquier otro sistema competitivo que tiende a promediar solo alrededor del 35 por ciento de PCR menos controlado. La tecnología de coinyección patentada de Mold-Masters, en combinación con la máquina Milacron, proporciona una ventaja única: la capacidad de lograr el porcentaje de PCR más alto, lo que garantiza una distribución uniforme y una cobertura completa de las resinas de PCR (a su vez, evita el contacto de la PCR con el producto). .

Según el ingeniero de procesos de la industria Tyler Boss, quien ha brindado consultoría en el espacio de procesamiento de plástico durante casi dos décadas, la máquina Milacron, que incorpora la tecnología de coinyección de Mold-Masters, es un "cambio de juego" en la industria.

“En dinámica de fluidos, el flujo laminar mantiene las partículas de fluido siguiendo caminos suaves en capas, y cada capa se mueve con facilidad más allá de las capas adyacentes con poca o ninguna mezcla. A bajas velocidades, el fluido tiende a fluir sin mezclarse lateralmente. En otras palabras, la capa central permanece en su propio carril sin mezclarse con las capas exteriores. La cantidad de núcleo se puede aumentar o disminuir según la aplicación y con el control preciso de la máquina”, explica.

Con una capa central completamente encapsulada a través de esta tecnología de coinyección, se gestiona la inconsistencia de la PCR de un lote a otro. El riesgo de olores y contaminación se contiene hasta el núcleo, manteniendo una capa confiable en contacto con los alimentos. Además, el color sigue siendo el mismo que el del material de piel deseado.

Esta solución sostenible de inyectar PCR como capa central de relleno tiene el potencial de generar ahorros significativos para el moldeador. Reduce el uso de material virgen, puede mantener los tiempos de ciclo, utiliza componentes de herramientas existentes y, a veces, incluso tiene un costo por pieza más bajo (cuando el remolido es menos costoso que el material virgen, el resultado son ahorros significativos y un retorno de la inversión favorable para el fabricante que compensa la inversión inicial).

Antes de lanzar esta solución de moldeo por PCR sostenible hace más de cinco años, Milacron ya contaba con tecnología para producir piezas de coinyección, como asientos de inodoro, manijas de refrigeradores, capós de tractores y contenedores de productos químicos, utilizando su tecnología de coinyección patentada.

El único inconveniente de maximizar el contenido de PCR puede ser una diferencia visible. En el caso de la PCR oscura, se puede ver una "sombra extraña" en los cubos de pared delgada, ya que la capa virgen exterior no puede enmascarar completamente la capa de PCR oscura (o a veces negra).

"En nuestra industria se están realizando importantes esfuerzos, ingeniería y desarrollo para lograr mejoras en materia de sostenibilidad", dice Stirn. "Necesitamos que los propietarios de marcas y los consumidores sean más conscientes de los desafíos y compromisos que conllevan estas nuevas tecnologías o técnicas".

Stirn espera que algún día los líderes en el procesamiento de plásticos como Milacron y Mold-Masters puedan afirmar responsablemente que trabajaron de manera coherente para allanar el camino para la concienciación de los consumidores sobre los plásticos reciclados. Hacerlo transformaría las mejoras en el reciclaje circular, permitiendo una mayor integración de PCR en el uso diario.

Corte que revela la consistencia de las capas exterior e interior en el borde de ataque.

Se encuentran disponibles máquinas de coinyección y soluciones de modernización, pero los moldeadores primero deben comprender qué es lo mejor para su aplicación. A menudo, una modernización o reconstrucción de máquinas existentes puede resolver múltiples problemas. El paquete CONNECT™ de coinyección de Mold-Masters está disponible como actualización para casi cualquier máquina de inyección de un solo disparo existente. Es mejor consultar con un OEM que tenga experiencia y conocimientos comprobados en coinyección.

Para obtener más información sobre las tecnologías de las máquinas de coinyección de Milacron, comuníquese con Andy Stirn de Milacron. Estará presente en Orlando para la NPE 2024 el próximo mes de mayo en el stand de Milacron. Y el experto en la materia en procesamiento de plásticos, Tyler Boss de DME y Milacron, puede responder una amplia gama de preguntas relacionadas con la tecnología de coinyección, el moldeado técnico y otras inquietudes de ingeniería/procesamiento de plásticos. Ambos también se pueden encontrar en LinkedIn. Además, Milacron y Mold-Masters están en LinkedIn, Facebook y Twitter con información valiosa sobre soluciones de procesamiento de plásticos.

Milacron (Milacron.com) es un líder mundial en la industria y la tecnología en la fabricación de máquinas de extrusión y moldeo por inyección. Milacron también produce y proporciona maquinaria, auxiliares y componentes que complementan sus máquinas y sistemas de procesamiento de plásticos. Los 1.900 asociados de la empresa en todo el mundo colaboran para ofrecer una amplia gama de productos en diversas aplicaciones de plásticos. Milacron mantiene relaciones de larga data con más de 27.000 clientes globales en América del Norte e India, así como cobertura en Europa y muchos mercados emergentes, incluidos América del Sur y Central.

Mold-Masters (moldmasters.com) es un proveedor de canales calientes, controladores, sistemas de inyección auxiliar y coinyección. Acreditado por patentar el primer sistema de canal caliente comercialmente viable en 1965, hoy Mold-Masters realiza negocios en más de 100 países y emplea una fuerza laboral diversa.

Milacron y Mold-Masters son empresas operativas de Hillenbrand (NYSE: HI), una empresa industrial global exclusiva que ofrece soluciones y equipos de procesamiento de misión crítica de alta ingeniería a clientes en más de 100 países de todo el mundo. www.hillenbrand.com

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