Nueva película termoformable resistente a las perforaciones

En el marco de un amplio trabajo de colaboración para mejorar la eficiencia en costos, el desempeño y la sostenibilidad de las aplicaciones de empaques, Reifenhäuser Kiefel Extrusion, de Troisdorf, Alemania y DuPont desarrollaron una película barrera de 9 capas que ahorra costos en aplicaciones de termoformado. Un factor determinante para lograr una reducción de peso de hasta 20% y una mejora en el desempeño por encima de las estructuras existentes de 7 capas de PA/PE es la tecnología versátil de coextrusión soplado Evolution, con 11/9 canales de Reifenhäuser, y una nueva resina ionomérica sellante de alta rigidez de la gama DuPont Surlyn.

Esta resina permite conseguir el sellado a más bajas temperaturas y provee una ventana de operación amplia. Como ventajas adicionales se incluyen una excelente resistencia a la perforación y a la abrasión y una barrera mejorada contra las grasas, haciendo que esta nueva película sea la mejor opción para empaques al vacío que contengan productos duros y afilados, como queso madurado, carne con hueso o jamón ahumado. Gracias a la alta rigidez de la capa sellante Surlyn, los espesores de película se pueden reducir en un 20% sin reducir la rigidez. Mientras las estructuras comunes de película de 7 capas para aplicaciones de termoformado tienen espesores típicos de cerca de 240 μm, el espesor de la nueva película de 9 capas es de solo 200 μm. A pesar de esta reducción significativa, la nueva película se siente tan robusta como las estructuras actuales. Y debido a su brillo y transparencia más altos la atracción hacia los productos empacados se incrementa en los puntos de venta.

Más allá de la reducción de espesor, los costos de material para la nueva estructura de PA/Surlyn son cerca de 10% más bajos comparados con las estructuras de PA/PE de 7 capas. Un beneficio financiero adicional resulta de una reducción de hasta el 20% en impuestos ambientales, debido a la reducción de peso en el empaque. Y gracias al excelente desempeño de sello del Surlyn, incluso si hay contaminación de líquidos o de polvo, se reduce significativamente el número de rechazos a lo largo de toda la cadena de distribución. Resumiendo todos estos ahorros, la inversión adicional para una línea de película soplada de 9 capas se pagará en un tiempo corto, debido a que el costo de un sistema que incluye 9 extrusoras y unidades de mezcla, además de un cabezal de extrusión más grande, es tan solo un 10 o 15% mayor que el de una línea de 7 capas.

Gracias al uso de una capa de sellado de alta rigidez de ionómero DuPont Surlyn, una película de 9 capas recientemente desarrollada provee la misma funcionalidad que las películas de 7 capas de PA-PE que pesan un 20% más.

Teniendo en cuenta solo los ahorros relacionados con la resina equivalentes a un 10%, el retorno de inversión por los costos adicionales se logrará en menos de 6 meses. Este retorno de la inversión puede acelerarse aún más, si se pueden lograr mayores valores de venta para las películas de mejor desempeño. En los laboratorios de DuPont y Reifenhäuser se compararon características ópticas, de procesamiento y de aplicación, entre la nueva estructura de 9 capas producida en una línea de coextrusion soplado Evolution, que incluye Surlyn en la superficie interna, y un estructura estándar de 7 capas con una capa de sello de PE, ambas combinadas con una capa de PA.

En estas pruebas, la nueva estructura de 9 capas presentó una ganancia de brillo de un 10% y una transparencia un 13% mayor que la estructura existente. Además exhibió un desempeño mejorado en el termoformado. Debido al comportamiento especial de esfuerzo-deformación de la estructura química específica del sellante Surlyn con entrecruzamiento iónico, la resistencia de las áreas elongadas de la película se incrementa. Gracias a este efecto de “endurecimiento por deformación”, el espesor de la película en las esquinas inferiores de los empaques termoformados es más alto que en los de los sellantes basados en PE, los cuales se vuelven más débiles en áreas elongadas. Por tanto, aun cuando la película convencional de 7 capas es 20% más gruesa antes del termoformado, ambas estructuras tienen espesores de película idénticos en las esquinas después del proceso de termoformado.

La producción eficiente en costos de la nueva estructura termoformable de 9 capas ha sido posible gracias a la versatilidad y alta precisión de los extrusores Reifenhäuser Kiefel Evolution Ultra Range. Desarrollados para procesar de manera fácil estructuras de películas complejas con todo tipo de resinas, estas máquinas proveen una flexibilidad excepcional en términos de escogencia y cantidad de polímeros de alto desempeño, incluyendo grados de alto valor de barrera, adhesivos y sellantes, permitiendo así el uso de los materiales más apropiados a costos mínimos. Dependiendo de la estructura requerida para la película, es posible conseguir tasas de producción tanto muy altas como muy bajas a temperaturas de fundido bajas. La posibilidad de combinar hasta 11 canales permite la producción de películas asimétricas con un entorchado mínimo. La tecnología avanzada de sus dados y cabezales de extrusión con una distribución individual y precisa del fundido, hace posible obtener reducciones de espesor extremas. La excelente planaridad de la película le da una capacidad de impresión mejorada y un desempeño constante sobre toda su área.