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Julio de 2021 Página 1 de 3

Reducción del grosor de las estructuras de película multicapa

Por Dan Ward, Nova Chemicals

Cada vez es más difícil reducir el grosor de las películas actuales, que son ya bastante finas, sin sacrificar los requisitos de rendimiento críticos o la integridad del embalaje.

En este artículo se demuestra cómo los modelos pueden ahorrar tiempo y costos al predecir el rendimiento de posibles estructuras de películas multicapa de grosor reducido. 

Compare casi cualquier película de embalaje de hace 40 años con una utilizada para el mismo producto hoy en día y notará muchas diferencias. Aunque los tipos de cambios dependen del embalaje específico, se han producido dos evoluciones en casi todas las aplicaciones: el calibre o grosor de la película ha disminuido y el número de capas ha aumentado. Paradójicamente, la incorporación de más capas en las películas de embalaje ha permitido una importante reducción del grosor.

En la actualidad, los dueños de marca están sometidos a una enorme presión para demostrar que sus embalajes son más sostenibles. En la mayoría de los casos, una película que utiliza menos material tiene menos impacto medioambiental. Si bien el impulso para reducir el grosor de las películas de embalaje fue impulsado históricamente por la reducción de costos, ahora está más vinculado a los requisitos de sostenibilidad. 

Sin embargo, la reducción del grosor puede ser un ultimátum muy difícil para los diseñadores de embalajes, ya que debe hacerse sin sacrificar las propiedades de las películas ni aumentar sus costos. La mayoría de los requisitos de rendimiento de la película, como la barrera, la rigidez, la resistencia a la tensión y la dureza, disminuyen a medida que se reduce el grosor de la película. A veces se pueden mantener estas propiedades críticas en una estructura de grosor reducido si se cambian cuidadosamente los materiales, las capas o las proporciones de las mezclas en la película, pero encontrar los materiales adecuados y colocarlos en las capas o mezclas correctas puede ser un proceso costoso y que requiere mucho tiempo.

Aunque no existen soluciones estándar que puedan aplicarse a todas las películas de grosor reducido, hay muchos polímeros nuevos de alto rendimiento que, si se utilizan de forma correcta, pueden mantener las propiedades. Al sustituir cuidadosamente una pequeña cantidad de un polímero de alto rendimiento en una película coextruida, también podemos mantener neutro el costo de la estructura. 

Encontrar el balance

Consideremos una película multicapa utilizada para embalar un producto de alimentos secos. El propietario de la marca solicitó una reducción del 10% del peso del embalaje. La estructura actual se muestra en la figura 1 y las propiedades de la película se muestran en la tabla 1.

Tabla 1

Aunque se trata de una estructura sencilla con pocas especificaciones, destacan los retos asociados a la reducción del grosor de la estructura. La simple reducción del calibre de la película de 3 mil a 2.7 mil se ajusta al objetivo de reducción de peso, pero la película de grosor más fino no cumplirá las especificaciones de barrera, resistencia al rasgado y rigidez a la flexión. Aumentar el volumen de polietileno de alta densidad (HDPE) en un 7 % en la estructura de grosor reducido aumentará la rigidez y la barrera, pero disminuirá aún más la resistencia al rasgado en la dirección de la máquina (MD). La sustitución de la capa de sellado de EVA y del componente de la mezcla de buteno de polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) por un octeno de LLDPE más resistente aumentarán la resistencia al rasgado MD, pero pueden afectar las propiedades de sellado.  

Este enfoque iterativo de sustitución de materiales requiere mucho tiempo y la ejecución de ensayos consecutivos con las películas es costosa. Como muestra el ejemplo de la tabla 2, la sustitución de materiales en capas específicas suele dar lugar a ventajas y desventajas: una de las propiedades se mejora mientras que otra se sacrifica.   


Palabras relacionadas:
Reducir grosos en películas multicapa
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