Últimas novedades en materiales y tecnología y aborda temas de sostenibilidad
La agenda de la conferencia, organizada por Maack Business Services, también incluyó debates sobre algunas tecnologías de barrera sumamente innovadoras, nuevos aditivos, nuevas tecnologías de extrusión de film, desarrollo de mercado y de aplicaciones en films orientados, biopolímeros y perspectivas de los propietarios de marcas. Sin excepción, las presentaciones fueron objeto de animados debates en las dilatadas sesiones del turno de preguntas.
ExxonMobil continúa capitaneando los polietilenos catalizados con metaloceno, mPE, productos que comercializa bajo las enseñas de Exceed y Enable, este último de muy reciente introducción. Las resinas Enable, copolímeros de etileno y hexeno, tienen una cadena ramificada larga que les confiere características de procesamiento similares a las del polietileno de baja densidad (LDPE) sin perder el alto rendimiento –dureza y resistencia– de las resinas lineales de baja densidad. François Chambon, responsable de desarrollo de mercado de PE para Europa, Oriente Medio y África, afirmó que Enable puede ser un sustituto de las mezclas de resinas bajas y lineales de baja densidad, permitiendo a los fabricantes de films reducir el calibre o aumentar la producción, dependiendo de si utilizan mezclas ricas en LD o LLD.
Chambon también resaltó la idoneidad de los grados Enable en aplicaciones contráctiles de colación y paletización. La contracción de colación representa en torno a 1,6 millones de toneladas de polietileno en todo el mundo y el mercado está creciendo aproximadamente a un ritmo del 5% anual, afirmó Chambon. Las estructuras de los films que contienen mezclas ricas de Enable en el núcleo y mezclas ricas de Exceed en las caras pueden fabricarse con un 25% menos de grosor que las combinaciones más tradicionales de LLDPE y LDPE, satisfaciendo así la creciente demanda de envasados más sostenibles.
Los polietilenos metalocenos también tuvieron su papel en una presentación de Ineos Olefins & Polymers. Jacques D’heur, jefe de servicio técnico de film y aplicaciones avanzadas de envasado, presentó el nuevo Eltex PF mLLDPE de la compañía (usando también el comonómero hexeno). Afirmó que una de sus características fundamentales es su “distribución comonómera inversa” –más comonómeros en las cadenas largas del polímero y menos en las cadenas cortas, lo contrario de lo que ocurre con los catalizadores de Ziegler-Natta–, gracias a lo cual se obtiene una alta resistencia al impacto, así como propiedades ópticas y de sellado excelentes. De nuevo, está presente una cadena ramificada larga que aporta una alta resistencia de fusión.
Paulo Cavacas, responsable comercial de aplicaciones de Borealis para films soplados PO, al explorar un tema similar sobre las alfa-olefinas mayores, pero en esta ocasión en el contexto de los terpolímeros, presentó Borshape, que describió como una nueva generación de la tecnología Borstar de la compañía que permite fabricar films duros y rígidos sin complicaciones de procesamiento.
Cavacas afirmó que con Borshape se pueden fabricar films muy finos sin perder el ‘efecto’ de otros films más gruesos. Es idóneo para grados de film de alimentos congelados, ya que las capas centrales entre las caras de LDPE y mLLDPE/LDPE se mezclan. También hizo hincapié en las características de procesamiento, y afirmó que los niveles de producción que se pueden conseguir, así como los niveles de consumo de energía de la extrusora, pueden ser similares a los de LDPE, dependiendo del grado utilizado. Además, los films fluyen muy bien en el equipo convertidor, no solo debido a su rigidez, sino también porque tienen una alta pegajosidad en caliente.
Hiroshi Takayasu, investigador jefe de Mitsui Chemicals, habló de los films de polipropileno fabricados con el elastómero Notio basado en propileno. Notio tiene una estructura cristalina controlada a nanoescala, afirmó Takayasu. Sus propiedades físicas están bien equilibradas y es totalmente miscible con PP, aportando tersura y claridad a los films.
Equistar Chemicals, división de LyondellBasell, incluye en su catálogo resinas de coextrusión Plexar para films de barrera multicapa, la primera resina de coextrusión fabricada en Norteamérica. El responsable de I+D Maged Botros presentó una nueva tecnología para fabricar resinas que permite una alta adhesión intracapa sin comprometer la habitual total transparencia del film. Las nuevas resinas, que aún no han sido comercializadas, se basan en LLDPE.
Las resinas de coextrusión reducen la transparencia porque la conexión entre ellas y la capa de barrera contigua es desigual, “posiblemente porque el enlace covalente que amplifica el contacto entre las caras se tensa, dando lugar a distorsiones a escala nanométrica”, afirmó Botros. Las nuevas resinas tienen una arquitectura de injerto que les permite absorber y disipar estas tensiones. Como resultado, la conexión entre la resina de coextrusión y la de barrera es virtualmente uniforme.
El responsable de I+D de Nippon Gohsei Europa, Kaoru Inoue, anunció que su empresa había presentado el polímero de alcohol vinílico Nichigo G-Polymer, que combina las ventajas de las resinas convencionales PVOH y EVOH: presenta barrera al gas, solubilidad al agua, biodegradabilidad y extrusionabilidad. De hecho, la barrera al oxígeno en condiciones secas es 200 veces superior que con EVOH, y en condiciones de hasta el 60% de humedad relativa su propiedad de barrera es sin duda superior a la de cualquier resina extrudable.
Una nueva colección de resinas ionómeras especiales de DuPont fue presentada por Karlheinz Hausmann, investigador asociado de I+D de la compañía. Habló de las nuevas resinas de sellado con superiores puntos de fusión resistentes a la pasteurización, y también de grados con un alto contenido de comonómeros que, al contrario que los materiales selladores no ionoméricos, han aumentado la rigidez a pesar de su reducida temperatura de iniciación de sellado.
En el terreno del modificador, la compañía ha desarrollado una línea productos sustentada en un ionómero antiestático, basado en aditivos poliméricos con el nombre comercial de Entira AS, que permite fabricar films mono o multicapa de PE o PP transparente con un efecto antiestático permanente debido al carácter no migratorio del polímero aditivo.
En una sesión sobre films orientados, Harrold Goertz, responsable técnico de producto internacional de poliamidas Akulon de DSM Engineering Plastics, planteó que la evaporación de caprolactama durante el procesamiento de film PA6 es un tema que causa contaminación en los edificios y equipos. Por término medio, el film BOPA que fabrica una compañía puede producir entre 15 y 50 toneladas/año de contaminación de lactam, afirmó Goertz. Un nuevo PA de Oligómero Bajo de DSM representa un salto en la calidad, afirmó. La caprolactama residual en el polímero se ha reducido del 0,16-0,18% al 0,10%, pero como la caprolactama también se produce durante el propio proceso de extrusión, cualquier reducción adicional tendría escasa importancia. “La estabilización es más efectiva”, concluyó. DSM está actualmente realizando pruebas exhaustivas sobre el polímero estabilizado.
La copoliamida 6/66 es desde hace muchos años bien conocida por los fabricantes de films de barrera de todo el mundo, dijo Christopher Passe, de I+D de poliamida y copoliamida, de Ube Engineering Plastics. La copolimerisación produce un polímero de cristalinidad inferior a la del homopolímero de nylon. Sus propiedades son superiores a la del nylon 6 y es más estable en la extrusión. Ube también presentó recientemente un terpolímero 6/66/12, Terpalex, quedando claramente de manifiesto su alta contracción y su elevada resistencia a la perforación, así como un comportamiento termoconformado mejorado en los films planos.
El especialista en desarrollo de mercado Oliver Schuck, de Topas Advanced Polymers, presentó nuevas aplicaciones para los copolímeros de olefinas cíclicas (COC) para envasados con film multicapa, en los que se puede hacer uso de sus propiedades de contracción, formabilidad, barrera, rigidez, resistencia química y claridad. A veces estas propiedades son superiores a las de otras poliolefinas, al tiempo que son compatibles con mezcas y coextrusiones.
“Este perfil de propiedades es la base para una cantidad cada vez mayor de aplicaciones especializadas en el embalaje farmacéutico y flexible”, expuso Schuck. También presentó un concepto denominado Topal, una coextrusión metalizada de tres capas con revestimientos Topas, que tiene alta capacidad de barrera a la humedad y al oxígeno y es idóneo para envasar alimentos líquidos.
En una sesión sobre aditivos, Wim Van de Velde, responsable de comercio internacional de Milliken Europa, habló de los progresos en la nucleación de PP y PE y de su efecto en la optimización del rendimiento del film soplado. Su presentación se centró en las últimas tecnologías de nucleación y clarificación de su compañía –concretamente, Hyperform HPN-20E y Millad NX8000– y en los dos principales efectos en el rendimiento del film soplado: siendo el primero la productividad y la mejora óptica en el film soplado PP y PE; y el segundo, la considerable mejora en la propiedad de barrera en el film HDPE.
En la primera de las dos exposiciones de los suministradores de equipos, Jim Stobie, vicepresidente de ventas de Brampton Engineering, presentó la nueva tecnología flexSTACK multi-layer Co-Extrusion Die y flexWind Center/Surface Winding, gracias a la cual aumenta la rentabilidad en el procesamiento de films coextrudados. FlexSTACK utiliza una reconfiguración del ya acreditado apilador BE para reducir el tiempo de residencia de las estructuras coextrudadas y asegurar una flexibilidad máxima y un purgado rápido en las diversas estructuras. El tiempo de purga entre las estructuras ha sido acortado un 50%, a la vez que provee una capa incomparable y flexibilidad en el material.
David Atkinson, vicepresidente de ventas internacional de NDC Infrared Engineering, abordó los últimos avances en calibradores en el infrarrojo cercano utilizados para medir y controlar en línea a alta velocidad films planos y soplados. Los calibradores infrarrojos pueden discriminar entre muchos tipos diferentes de polímeros, de modo que el procesador de film puede –cuando es necesario– medir la cantidad de material de barrera en el film o capa además del espesor o peso total del producto. El empleo de algoritmos especiales permite medir incluso el espesor de films planos y soplados después de haberse unido en una capa liana de dos capas.
En una sesión sobre temas bioplásticos y medioambientales, Markus Schmid, director de proyectos de Fraunhofer Institute for Process Engineering and Packaging (IVV), expuso que los biopolímeros pueden funcionalizar materiales de envasado existentes en términos de mejora de barrera. Describió el proyecto Wheylayer, patrocinado por la Unión Europea, cuyo sentido es desarrollar films plásticos con una emulsión de proteína de suero utilizando suero residual de la industria láctea en lugar de polímeros de barrera más caros. El objetivo del proyecto BioPaperCoating es desarrollar una técnica de revestimiento basada en materiales renovables que puedan ser revestidos por extrusión sobre papel y tarjetas y producir cartones para envasar sólidos y líquidos. Los materiales básicos son PLA y PHA (polihidroxialcanoatos), que están combinados con varios aditivos. Hasta el momento se han producido 150 mezclas.
Tuomas Mustonen, gerente de desarrollo comercial de VTT Technical Research Centre of Finland, presentó la tecnología ALD (Deposición Atómica de Capas) para poner revestimientos en films ultrafinos de resinas de barrera sobre los substratos. ALD produce revestimientos de óxido metálico en capa fina de alta calidad con una excelente barrera al vapor de agua y al oxígeno. Originalmente desarrollado como un proceso por lotes, los últimos avances, incluyendo un modo de “funcionamiento continuo”, han hecho posible ampliar el uso de ALD a nuevas aplicaciones de mayor volumen, incluyendo revestimientos de alta barrera sobre films basados en biopolímeros.
Un nuevo enfoque “radicalmente distinto” para el reciclado de PLA fue descrito por Steve Dejonghe, jefe de proyectos de Galactic, uno de los productores de ácido láctico más importantes. LOOPLA es un nuevo proceso basado en el reciclado químico de PLA para producir de nuevo a ácido láctico. A partir del PLA utilizado (post-industrial o post-consumidor), el proceso incluye un pretratamiento para preparar el PLA antes de entrar en un reactor donde el producto es vuelto a convertir en un ácido láctico crudo. Tras la purificación, se obtiene ácido láctico y puede ser reciclado para producir un PLA virgen con un rendimiento próximo al 100%. Las propiedades de este PLA son exactamente las mismas que las del PLA original.
El PLA es por supuesto un polímero biodegradable, si bien Dejonghe señaló que si se permite que el polímero se degrade en el medio ambiente natural, su valor se pierde. El reciclado de químicos, por otra parte, conserva su valor. Afirma que el proceso LOOPLA es de bajo coste, consume poca energía y apenas requiere utilizar otros químicos. También es robusto y puede tolerar altos niveles de contaminación. La compañía ya está operando una unidad de 2.000 t/año en Bélgica.
En una sesión sobre 'Perspectivas del Procesador y del Propietario de Marcas', Achim Grefenstein, jefe de investigación del importante fabricante de films RKW, abordó el tema 'Nuevos avances en los films de poliolefina como productos sostenibles' y describió los principales reguladores medioambientales desde la perspectiva de un fabricante de films. RKW produce film degradable para aplicaciones agrícolas, pero utilizando el ejemplo de los sacos de cemento, Grefenstein concluyó que en muchos casos, las bolsas de PE son medioambientalmente más respetuosas que otras alternativas, como el poliéster biodegradable y el papel con revestimiento PE. Su conclusión se basa en un análisis completo de su ciclo de vida útil. Grefenstein también habló de otras aplicaciones, como backsheet de pañal, etiquetas para botellas y envolvedoras de flujo para demostrar que las tecnologías termoplásticas convencionales bien afinadas y las tecnologías de procesos pueden proveer soluciones sostenibles a numerosos problemas de envasado.
Andy Sweetman es el responsable de desarrollo de negocios y sostenibilidad en Innovia Films, fabricante de films bioplásticos (tipos celulósicos hechos de pasta de madera procedente de plantaciones comerciales), así como de films BOPP. Se refirió a los films NaturFlex de su compañía y a cómo Innovia está trabajando para dar respuesta a los objetivos de sostenibilidad de los propietarios de marcas. Afirmó que la sostenibilidad requiere centrarse en cuatro elementos fundamentales del ciclo vital de un producto: las materias primas, el proceso para obtener el producto, su funcionalidad y su tratamiento al final de su vida útil. Dijo que la funcionalidad es el más importante de los cuatro, ya que los desechos de los contenidos del envasado es un factor fundamental. Añadió que los materiales biodegradables son por lo general permeables, y que por eso rinden bien en el caso de los alimentos perecederos de una ‘vida útil corta’, aunque es necesario comprobar su idoneidad en aplicaciones de alimentos secos. Innovia ha desarrollado NatureFlex NK, que Sweetman describió como el primer biofilm comercial que ofrece propiedades de barrera al vapor de agua como las de BOPP.
Michael Remus, jefe científico de desarrollo de envases de Procter & Gamble, afirmó que P&G ha centrado sus esfuerzos en el sector de envases flexibles con el fin de “proporcionar envases excepcionales en los estantes al mejor precio posible, con una mayor velocidad de fabricación y una huella medioambiental menor, en asociación con fabricantes de films, resinas y equipos”. Remus dijo que al ser tantas decisiones de compra que realizan los consumidores en el momento de adquirir un producto, es más importante que nunca que la tecnología sea trasladada a aplicaciones “que despierten el interés del consumidor”. Insistió en que el desarrollo de envases de P&G requiere socios que puedan satisfacer las necesidades a una escala mundial y adaptarse a las exigencias tecnológicas de este negocio.
