Promocione sus productos o servicios con nosotros
Junio de 2006

Las microcapas en coextrusión de películas y láminas

Carlos Serrano

La combinación de varias capas de distintos materiales permite obtener propiedades especiales e incluso lograr películas y láminas con costos más bajos.

Una de las ventajas del proceso de extrusión es su capacidad para acomodar capas de diferentes materiales poliméricos en una sola estructura. En otras palabras, el hecho de operar con coextrusion.

La combinación de varios tipos de resinas en una estructura permite obtener propiedades especiales, dependiendo de la aplicación. Así, se pueden alojar en las capas externas materiales que dan propiedades importantes a las superficies como brillo, lubricación, color, etc. En las capas internas es posible incluir materiales de barreras en cantidades apenas apropiadas, de resistencia mecánica, recuperados, con aditivos especiales como el UV, etc. Además de permitir la flexibilidad suficiente para hacer estos arreglos de estructuras, entre mayor es el número de capas se ha visto que menor puede ser el costo de los productos terminados. Esto, principalmente porque los materiales más costosos ocupan las capas con el menor espesor posible para la aplicación en cuestión.

Estas consideraciones se magnifican si se puede concebir la existencia de una multitud de capas, muy superior a las conocidas comercialmente hasta hace pocos años. Nuevos sistemas de coextrusión pueden ahora generar estructuras de decenas y cientos de capas de espesores en los órdenes de unos pocos micrones. Además del efecto multiplicador de las capas con resinas que aportan propiedades específicamente seleccionadas, aquí entra a jugar un papel especial la interacción de las interfases entre las capas, la cual puede tener un efecto sobre las propiedades ópticas, mecánicas y de barrera.

La clave de la generación de las microcapas, como así se pueden llamar estas capas de espesor bajo, está en el diseño del feedblock. El primero fue inventado en la compañía Dow Chemical, años sesenta. Después sucedieron otras compañías como Cloeren, Black Clawson y recientemente EDI. Battenfeld Gloucester Engineering lanzará al mercado, en NPE 2005, una línea cast para fabricar películas de barrera de 17 capas, con la opción de aumentar este número a 34 si se le adiciona un feedblock de Cloeren.

Para comprender los principios del funcionamiento de los feedblocks que generan microcapas el lector puede revisar la tesis universitaria de Joseph Dooley, Universidad técnica de Eindhoven, Holanda, 2002. En este análisis retomamos las explicaciones de los principios explicados allí.

Un primer diseño permite entender cómo es posible generar decenas de microcapas a partir de dos materiales.

En la figura 1, dos materiales, A y B, entran al nivel del centro del feedblock, por las caras opuestas. Cada uno de estos materiales se subdivide en varios flujos independientes que luego fluyen hacia la periferia de manera radial. En la periferia se unen y son orientados hacia la salida, que está en la parte inferior del feedblock, flujo C. El número de capas depende del número de canales en los cuales ocurre la subdivisión de cada flujo que entra al equipo. En equipos como éstos, es posible controlar el espesor de cada capa.

Una segunda opción está representada en la figura 2. Aquí el flujo (por ejemplo, de dos capas coextruidas) que entra al feedblock por el lado izquierdo sufre un corte vertical. Una de las mitades se dirige hacia la parte superior en donde se amplía para ocupar un ancho igual al original de entrada. La otra mitad se lleva a la parte inferior en donde también se ensancha. Las mitades ubicadas en las partes superior e inferior se unen nuevamente para formar una estructura monolítica de cuatro capas. La secuencia puede proseguir indefinidamente en la medida en que se agreguen en serie otros elementos divisores de flujo como el planteado en figura 2. Así, el número de parejas de capas será igual a 2n, si la coextrusion original consiste de dos capas; donde n es el número de elementos divisores.

Las primeras películas con microcapas se usaron en la fabricación de empaques porque ofrecían un efecto iridiscente decorativo. Las nuevas películas ofrecen gran tenacidad mecánica y por lo tanto tienen aplicaciones como laminados para la protección de ventanas. En otros casos, se usan para aportar propiedades de barrera y protección UV en empaques para alimentos y aplicaciones tan disímiles como los zapatos tenis. En esta última, las películas de barrera se emplean para contener aire atrapado en la estructura de las suelas y crear un acolchonado neumático. Tal aplicación seguramente no habría sido posible si no se contara con la tecnología de para alojar EVOH en microcapas rodeadas por otras de poliolefinas y elastómeros.

x

Sección patrocinada por

Otras noticias de Mercados: Empaques

Documentos relacionados