La nueva película termoformada de Dupont, un 20% más ligera

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. Esto genera ahorros significativos para los convertidores, además de presentar ventajas adicionales, entre las cuales se encuentran un mejor brillo y transparencia y de una mayor resistencia a la perforación, necesaria debido a la presencia de bordes duros en la comida envasada al vacío.

En el marco de un amplio trabajo de colaboración para mejorar la eficiencia en costes, la eficacia 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. Se trata de un factor determinante para lograr una reducción de peso de hasta 20% y una mejora en la eficacia sobre las estructuras existentes de 7 capas de PA/PE, basada en la tecnología versátil de coextrusión soplado Evolution, con 11/9 canales de Reifenhäuser, y en 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 afiladoso.

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 envasadoss se incrementa en los puntos de venta.

Más allá de la reducción de espesor, los costes 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. 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 mayor eficacia.

Mejores propiedades ópticas, de procesamiento y de aplicaciones
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 coextrusión 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 una eficacia mejorada 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 envasess 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.

Una ventaja adicional de usar la nueva capa sellante Surlyn con su estructura molecular reticlada se vuelve evidente bajo cargas puntuales, por ejemplo las causadas cuando los bordes de los quesos duros, carnes secas o tocinos empacados al vacío presionan constantemente contra la película. Bajo estas condiciones los polímeros blandos pueden ser desplazados, debilitando la película y creando micro agujeros con el pasar del tiempo. Esto es especialmente cierto para los copolímeros de polietileno usados para aplicaciones de sellado de alto desempeño. En contraste, los polímeros sellantes de mayor dureza de Surlyn resisten ese tipo de mecanismos, resultando en una resistencia 10% mayor a la perforación para la estructura de 9 capas de PA/Surlyn comparada con la capa 20% más gruesa de la película de 7 capas basada en PA/PE, incluso en las esquinas del empaque termoformado, las cuales a menudo son dadas a tener fugas.

Respaldado por Evolution
La producción eficiente en costes 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 cantidad de polímeros de alta eficacia, 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.

* Para más información: www.dupont.com