El sector, que se mantiene en tiempos de crisis, apuesta firmemente por la innovación y el desarrollo de nuevas aplicaciones 

Láminas más finas para un embalaje más funcional

6 de abril de 2010

Los embalajes todavía no pueden hablar para decir a los consumidores cuándo ha caducado su contenido, dónde y con qué temperatura debe almacenarse el producto empaquetado y para qué aplicación es apropiado. A pesar de ello, los embalajes modernos pueden presentar todas estas informaciones. Los embalajes inteligentes, que junto a la información necesaria para los consumidores cumplen otros muchos criterios, no solo están progresando en la alimentación. Por ello, la industria de las láminas se ha visto mucho menos afectada por la crisis económica de 2009 que otras ramas del sector de los plásticos.

Los embalajes flexibles, es decir, los embalajes de láminas, tienen una fuerte demanda debido a sus bajos costes de material y de fabricación, así como su amplio espectro de aplicación. Tienen un peso inferior, protegen los recursos y ofrecen además buenas posibilidades de reciclaje. Los embalajes de láminas desplazan en muchas aplicaciones a sus competidores rígidos y, debido a su funcionalidad continuamente creciente, conquistan nuevos segmentos de mercado. Actualmente, las láminas plásticas cubren tres cuartas partes del consumo mundial de embalajes flexibles, con una tendencia creciente a desplazar a la hoja de aluminio y de papel.

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La higiene es lo primero: los embalajes de lámina para alimentos cumplen las máximas exigencias y, por lo tanto, están progresando. Foto: Nordenia.

Según un estudio del Freedonia Group de los EE UU, el consumo global de embalajes flexibles aumentará en los próximos años de 16 millones de toneladas en 2008 un 3,5% anual aproximadamente hasta casi 19,5 millones de toneladas en 2013. Los investigadores de mercado prevén el crecimiento más rápido en las regiones en desarrollo de Asia, Latinoamérica, Europa Oriental y África u Oriente Próximo. Según Freedonia, el crecimiento más importante en cuanto a cantidades se espera en China, el país que ha superado a Japón y que es, después de los EE UU, el segundo mercado más importante en embalajes flexibles. También es importante el crecimiento esperado en India, así como en Rusia e Indonesia.

Aspectos como la higiene y su larga duración en almacenamiento favorecen el uso de embalajes flexibles en alimentación y bebidas e industrias como la farmacéutica y la cosmética

Sin embargo, los mercados ya saturados de los EE UU, Europa Occidental y Japón limitan, según Freedonia, una explosión mundial de las láminas. Además, las posibilidades técnicas de lograr las mismas propiedades de aplicación con láminas cada vez más finas frenan el crecimiento del volumen procesado. Así, una lámina para pañales pesaba hace algunos años 30 g/m2, actualmente 14 g/m2, menos de la mitad.

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En lugar de embalajes metálicos, cada vez se utilizan más embalajes de plástico también para las conservas: la lámina compuesta especial de varias capas con una alta barrera de oxígeno proporciona una durabilidad de hasta dos años. Foto: Südpack.

Los aspectos higiénicos y una larga duración en almacenamiento favorecen el uso de embalajes flexibles en la industria de la alimentación y bebidas, así como en la industria farmacéutica y cosmética. Los perfeccionamientos de las láminas con respiración activa, las láminas aptas para microondas y congelación, así como las láminas biodegradables favorecen además la amplia difusión de su empleo.

Láminas industriales

Se conocen como láminas industriales las láminas que, por ejemplo, se utilizan como envoltorio de paletas, envoltorio retráctil o como embalaje para bienes industriales, así como las láminas que revenden los fabricantes de láminas como materia prima para el acabado en la industria. Principalmente, se utilizan para la fabricación de láminas industriales de poliolefina y dentro de estas especialmente los tipos de PE. Mientras que para algunos productos como los envoltorios de paletas son normales todavía las monoláminas y lo seguirán siendo, en las láminas industriales se han impuesto los compuestos de láminas de tres capas. Mediante la combinación de dos o tres tipos de polímeros diferentes, con frecuencia puede ahorrarse material a pesar de la mayor funcionalidad. Especialmente en la fabricación de láminas sopladas y planas, para la rentabilidad de toda la instalación y con ello, del beneficio del fabricante, son decisivos los costes de las materias primas utilizadas.

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Para esta bolsa de manzanas coextrusionada se utilizó como base del material almidón de maíz, lo que hace que sea compostable. Foto: Alesco.

Los transformadores de plásticos especializados en la producción de láminas industriales explotan sus instalaciones de producción en funcionamiento continuo. Los cambios de producto son aquí infrecuentes. Para las aplicaciones de este tipo, muchos constructores de máquinas ofrecen actualmente instalaciones estandarizadas de tres capas, haciendo la inversión atractiva. El constructor de máquinas Reifenhäuser GmbH de Troisdorf tiene en su programa desde hace ya algunos años una instalación de láminas sopladas de 3 capas a precio económico, producida en su fábrica china de Suzhou. Desde el otoño de 2009, Windmöller & Hölscher KG (W&H) de Lengerich tiene en su oferta también una instalación de tres capas con el nombre de Optimex, con el que la empresa deseaba atraer principalmente a los fabricantes de productos estándar.

Los embalajes de consumo hacen frente a la crisis

Al contrario que las empresas de la cadena de creación de valor de láminas industriales, que han notado la crisis aunque poco, los fabricantes de embalajes de consumo no pueden quejarse: Cada vez son más los productos empaquetados en embalajes flexibles y semirrígidos en lugar de rígidos y cada vez más en plástico en lugar de papel, cartón o metal. Por cierto, esto es válido tanto para el sector alimentario de fuerte crecimiento, como para el no alimentario.

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Los embalajes de plástico flexibles están progresando especialmente también para los embalajes de congelados, incluso hay que son ya de bioplásticos. Foto: FkuR.
El consumo de platos preparados crece continuamente, y con él, el de embalajes flexibles de plástico

Los motivos para el uso creciente de embalajes flexibles de plástico en la alimentación en los países industriales son tanto ecológicos como económicos, pero principalmente debido al cambio en el comportamiento de los consumidores: el consumo de platos preparados crece continuamente, lo cual no se debe solo al número cada vez mayor de hogares unipersonales, sino también al mayor número de mujeres que trabajan fuera y una determinada pereza para cocinar. La palabra mágica es conveniencia. Los consumidores desean alimentarse lo más sana y equilibradamente posible sin un gran dispendio y sin perder mucho tiempo. Los nuevos desarrollos son producto de la oferta cada vez más amplia de la oferta de alimentos: Con independencia de la época del año y de las cosechas nacionales, las verduras frescas, ensaladas, frutas y frutas tropicales son “el pan de cada día”. Finalmente, el deseo de un aspecto atractivo con un embalaje muy transparente, con impresión brillante o también muy colorida, así como su posible forma exclusiva juegan siempre un papel importante. Lógicamente, estos cambios plantean cada vez más exigencias para el propio embalaje y con ello para los fabricantes de materias primas, constructores de máquinas y fabricantes de medios de embalaje y requieren la máxima flexibilidad.

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Cada vez son más las láminas de PET de residuos posconsumo que se homologan para la alimentación. Foto: Erema.

Herramientas que aumentan la rentabilidad

Los fabricantes de instalaciones de extrusión intentan proporcionar esta flexibilidad para que con una instalación pueda fabricarse la mayor cantidad posible de productos diferentes. Por ejemplo, Kuhne GmbH de St. Augustin ofrece una instalación de soplado de coextrusión de 5 capas, con la que pueden fabricarse tanto láminas estándar corrientes de 3 capas como también láminas barrera de 5 capas sin necesidad de modificación. Esto es posible utilizando cinco extrusores, cada uno de ellos equipado con un husillo barrera de uso universal para cada tipo de material.

En relación con los extrusores, deben mencionarse aquí dos novedades decisivas: tanto en las instalaciones de láminas planas como sopladas, casi todos los constructores de máquinas utilizan actualmente motores de CA que ahorran energía y sin mantenimiento o por motivos de espacio emplean también accionamientos directos en lugar de versiones con engranaje y motor normales. Especialmente para las instalaciones de láminas planas, algunas empresas cuentan en su gama de productos con extrusores rápidos, que garantizan un alto rendimiento no por su tamaño, sino por unas mayores revoluciones. Battenfeld Extrusionstechnik GmbH de Bad Oeynhausen convence con un extrusor de 75, que con una potencia de accionamiento instalada de 440 kW y 1.500 rpm, en el procesamiento de PP ofrece un rendimiento de 2 toneladas por hora y en el PS incluso de 2,4 toneladas por hora.

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Ya se están utilizando los primeros cabezales de soplado para láminas de 11 capas. Foto: Brampton Engineering.
El cabezal de soplado desempeña un papel importante en la fabricación de láminas sopladas

En la fabricación de láminas sopladas desempeña siempre un papel importante el cabezal de soplado, que en combinación con una refrigeración apropiada de las láminas y regulación del grosor proporciona un rendimiento y calidad de las láminas lo más altos posible. En el pasado reciente ha sido objeto de muchas mejoras, especialmente en lo que se refiere a la refrigeración de láminas. La empresa K-Design de Königswinter presentó un nuevo anillo de refrigeración que trabaja con el principio de contracorriente. Una corriente de aire dirigida contra la dirección de marcha de la lámina se encarga de la prerrefrigeración de la lámina y dos corrientes de aire dirigidas hacia arriba se encargan de la refrigeración restante como en un anillo de refrigeración de dos labios tradicional. De este modo, respecto a los anillos de refrigeración corrientes pueden obtenerse rendimientos considerablemente superiores, así como optimizarse las características mecánicas de la lámina con el modo de cuello mejorado. Recientemente, también W&H presentó su nuevo sistema de anillo de refrigeración de un piso Opticool, cuya potencia de refrigeración debe superar a la de un sistema de anillo de refrigeración doble. También puede lograrse una velocidad de enfriamiento especialmente alta con Aquarex, de W&H. En esta instalación de láminas de soplado de 3 capas Upside-Down-Wet, la extrusión de lámina se enfría con una película de agua. De este modo pueden fabricarse láminas con una transparencia especialmente alta, como las que se requieren, por ejemplo, para aplicaciones farmacéuticas.

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Gracias a la técnica de accionamiento sin engranajes Reitorque, los extrusores de la instalación de lámina de soplado de 5 capas Filmtec con anillo de refrigeración REI2cool pueden instalarse en espacios reducidos. Foto: Reifenhäuser.

En general puede constatarse que se han impuesto los compuestos de láminas en el campo de los embalajes de consumo y en él, principalmente, en los embalajes de alimentos. Las láminas de 5 capas forman el estándar, siendo frecuentes actualmente también los compuestos de 7 y 9 capas. Los dos fabricantes de herramientas de los EE UU Extrusion Dies Industries LLC, de Chippewa Falls, Wisconsin y Cloeren Inc., de Orange, Texas, ofrecen incluso soluciones con las que en las láminas planas y de colada, pueden fabricarse números de capas casi ilimitados. Mientras que Cloeren ofrece un bloque de alimentación de nanocapas para un máximo de 27 capas, EDI presentó en la última feria NPE un sistema de boquillas planas con multiplicación de capas. Esto transforma una estructura de sandwich típica de un bloque de alimentación de coextrusión corriente en un sandwich de una o varias capas formadas a su vez de varias microcapas. Ambos sistemas sirven para mejorar las propiedades de la lámina. Entre otras se mejoran la resistencia a los golpes, la dilatación y el comportamiento de barrera frente al oxígeno y la humedad. El ámbito de uso de este tipo de sistemas comprende desde láminas industriales hasta embalajes barrera. En K 2010 que se celebrará del 27 de octubre al 3 de noviembre en Düsseldorf, la mayor feria mundial especializada de plásticos y caucho, se presentarán muchas de las nuevas posibilidades.

Materiales biológicos y reciclados en la alimentación

Mientras que para la fabricación de láminas para alimentación en instalaciones de láminas sopladas se utilizan principalmente tipos de poliolefinas junto con materiales de barrera como poliamidas y EVOH, en el pasado se había establecido el PET como ‘plástico al mayor’ para láminas planas. Esto se debe a sus buenas propiedades mecánicas, pero principalmente en su excelente transparencia y su buena idoneidad para procesos de transformación como la termoconformación. Los esfuerzos de muchas empresas por reciclar adecuadamente el PET hace tiempo que dan frutos en los procedimientos de transformación de éxito. Sin embargo, hay un obstáculo que es la homologación de los tipos de rPET indicados (tipos de PET reciclados) para el nuevo uso en contacto directo con los alimentos. Muchos procedimientos para la fabricación de compuestos de láminas de varias capas, en los que el rPET se utiliza en la capa media ya están establecidos.

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Los extrusores rápidos son especialmente ventajosos, ya que garantizan un alto rendimiento ocupando una superficie reducida y son fáciles de manejar. Foto: Técnica de extrusión Battenfeld.

Gracias a las mejoras continuas de la tecnología de máquinas pueden utilizarse también tipos de rPET. Por ejemplo, la empresa británica Sharp Interpack, de Aylesham, posee una línea de producción con una capacidad de 1.500 kg/h, en la que se fabrican láminas de embalaje con residuos posconsumo. Gracias al uso de un cambiador de tamices en V de Kreyenborg GmbH de Münster que elimina hasta la suciedad más fina, el procesador ha obtenido la homologación de su lámina para el sector de alimentación del órgano británico PIRA. También las láminas fabricadas en una instalación Inline-Sheet Vacurema de las empresas austriacas Erema GmbH, de Ansfelden y SML Maschinengesellschaft mbH, de Lenzing, con botellas de PET trituradas, poseen una homologación para el sector alimentario. Recientemente se amplió la homologación alimentaria para rPET de instalaciones de reciclaje de plástico Vacurema de Erema: es válido incluso para embalajes de platos preparados congelados.

Los biomateriales hace ya mucho tiempo que progresan, pero sólo hace poco tiempo entre los embalajes de alimentación. Como primer fabricante mundial de láminas en el sector de embalajes, Alesco GmbH & Co. KG de Langerwehe tiene desde principios del año 2009 productos de láminas de PE neutrales al clima, así como de materias primas regenerables. La empresa lanzó por primera vez al mercado una biolámina impresa con tintas en base de aguas sin solventes, así como una bolsa de compra compostable de materias primas regenerables y presentó en Drinktec 2009 – también por primera vez – una lámina retráctil compostable de materias primas regenerables.

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Con una estructura de 7 capas, la nueva herramienta crea 82 microcapas: por la izquierda sale un sandwich de 5 capas nucleares de un bloque de alimentación (no ilustrado) y se cuadruplica, de modo que se crean 20 capas, después de una nueva cuadruplicación hay ya 80 capas y finalmente se aplican a la derecha 2 capas de cobertura, de modo que el número total de capas es de 82. Foto: EDI.
Los embalajes de láminas de biomateriales tienen el inconveniente de un alto peso en comparación con el PE corriente

Los motivos para la difusión del empleo de los biomateriales son principalmente la protección de los recursos y la compostabilidad. La palabra clave sostenibilidad va estrechamente unida a los biomateriales. Sin embargo, tiene que aclararse siempre en cada caso individual si un material biodegradable o con base de materias primas biológicas es realmente más ecológico y sostenible que un plástico corriente. Especialmente la neutralidad al CO2 anunciada con frecuencia de los biomateriales, según RKW SE, de Frankenthal, sólo se produce cuando los productores incluyen en su balance la obtención de certificados de emisiones o la instalación de instalaciones eólicas. Los embalajes de láminas de biomateriales tienen el inconveniente de un alto peso en comparación con el PE corriente. Esto es por su densidad hasta un 30% mayor. Además, los biomateriales requieren un consumo de energía superior en la producción.

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La refrigeración de las láminas tiene una importancia especial en la producción, ya que determina normativamente el rendimiento y la calidad de las mismas. Foto: K-Design.

La conciencia medioambiental creciente y la discusión sobre los pros y contras de los diferentes grupos de materiales han aportado innovaciones en los embalajes de plástico. Por supuesto, el objetivo es el tratamiento adecuado y cuidadoso de los recursos de todas las materias primas.

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Como la danesa R. Faerch Plast A/S, Holstebro, son cada vez más los fabricantes que usan la extrusión directa sin presecado del material para la producción de láminas planas de PET, ya que ofrece considerables ventajas económicas. Foto: Técnica de extrusión Battenfeld.

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