módulo de flexión temperatura de cristalización

Edición No. 64/06
E
l PP usado en termoformado con un índice de
fluidez 3 gr/10 min en su versión 03H83A ha sido
optimizado con el grado 03H82NA por efecto de un
diseño que reúne las siguientes características:
1 Índice de fluidez 3, para mantener la procesabilidad
2 Aumento en su rigidez
3 Aumento de productividad en extrusión y
termoformado. La acción de su diseño permite
solidificar la lámina a una temperatura más alta
(temperatura de cristalización), permitiendo un
aumento en la rata de extrusión. Al mismo
tiempo esa mejora en su cristalinidad permite el
formado y expulsión del molde a mayores
temperaturas, logrando aumentar los ciclos/min.
MÓDULO DE FLEXIÓN
TEMPERATURA DE CRISTALIZACIÓN
128
300.000
126
250.000
124
122
200.000
120
118
150.000
116
100.000
114
112
50.000
110
0
108
03H83
03H82NA
03H83
03H82NA
Estos dos factores elevan el potencial en termoformado del PP 03H82NA de Propilco
en las aplicaciones finales por:
1 Aumento de la carga vertical, top load del empaque formado.
2 Optimización del peso del empaque, con un análisis previo del diseño y tipo de
empaque.
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Empaques mono y multicapa de pp
termoformados para la industria de
alimentos, ganan participación
frente a empaques de PS y PET.
L
a demanda de empaques plásticos para el
sector alimenticio aumenta. Productores de
alimentos como verduras frescas, postres,
lácteos y alimentos precocidos para ser calentados
en microondas, encuentran cada vez más en los
empaques termoformados de polipropileno, la
solución adecuada de transportar, proteger y
exhibir sus productos ante el consumidor final.
El polipropileno clarificado 02R01CA extruído y
termoformado en empaques,puede ser usado para
verduras frescas, frutas y semillas, con el beneficio
de una excelente transparencia a un costo más
bajo que el de otras resinas como el PET o el HIPS.
Empaques termoformados en polipropileno
clarificado 02R01CA también pueden ser utilizados para diferentes productos como arequipes,
queso crema y postres de alta rotación. La
excelente transparencia, rigidez y resistencia al
impacto combinadas en un solo material a un
menor costo, hace que el polipropileno crezca
cada vez más en estas aplicaciones.
El polipropileno, gracias a su resistencia al calor
adquiere una especial importancia en el caso de los
alimentos precocidos, obteniéndose la doble
ventaja: al momento de empacar los alimentos
pueden llegar hasta 96 oC temperaturas mayores
de 100 oC sin tener deformación del recipiente y a
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Propilco 2
la hora de ser consumidos se puede calentar el
alimento en el microondas y dentro del mismo
empaque. Esto se puede aplicar a pizzas congeladas, espaguetis precocidos, pasteles, empanadas,
entre otros ejemplos.
Propilco ha diseñado las referencias 03H96 y
03H82NA para que sean capaces de soportar altas
temperaturas sin sufrir ninguna deformación, a la
vez que mantienen buena transparencia, excelente
productividad y apilabilidad o rigidez.
Otra aplicación que se ha venido desarrollando son
los empaques termoformados en estructuras de
barrera que permiten mayor duración de los
alimentos empacados. Se utilizan para productos
perecederos donde se requiere una protección
adicional al oxígeno y vapor de agua.
Es el caso de postres, quesos y diferentes tipos de
lácteos donde el tiempo en estantería y la
protección al oxígeno es muy importante, se usan
polipropilenos clarificados como el 03H96 o
02R01CA, en coextrusiones con EVOH en
extrusoras de cinco capas y tres diferentes materiales. Esta tecnología está abriendo mercado a nuevas clases
de empaques, no sólo por su versatilidad sino también por su menor costo comparado con otros materiales
de barrera. El polipropileno ofrece beneficios como un empaque resistente al impacto, clarificado, con larga
vida en estantería y al menor costo entre las alternativas disponibles; por estas razones el mercado lo prefiere.
La industria del termoformado y del empaque tiene grandes oportunidades para desarrollar proyectos,
beneficiándose de las bondades del polipropileno termoformado tales como: empaques transparentes con
buen balance rigidez impacto, empaques para envasado y consumo en caliente y también empaques de alta
barrera mediante estructuras multicapa. Múltiples posibilidades que están desarrollándose con materiales,
apoyo y asesoría de Propilco.
Nuestras referencias recomendadas para termoformado de empaques son:
02R01CA-1
02R01CA
03H96
03H82NA
03H83A
Copolímero Random clarificado, antiestático, flexibilidad y resistencia al
impacto superior.
Copolímero Random clarificado, antiestático, buen balance rigidez
impacto.
Homopolímero clarificado , resistencia al apilamiento.
Homopolímero alta rigidez, excelente resistencia al apilamiento y
antiestático.
Homopolímero con antiestático, buena resistencia al impacto.
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Propilco 3
esde las últimas décadas los polímeros han
venido creciendo de una manera vertiginosa,
entrando en sectores nuevos donde no eran
conocidos y que cada vez se vuelve
más común su incorporación para los
diversos procesos en la industria, no
siendo la excepción el sector de impresión. Los materiales termoplásticos semicristalinos como el polipropileno, presentan varios métodos para decorar; los cuales
son:
1
PIGMENTACIÓN
2
DECORACIONES SIN TRATAMIENTO
3
DECORACIONES CON TRATAMIENTO
Para el primer caso es el método más directo, el
cual consiste en añadir pigmentos a la resina
virgen antes de su procesamiento.
En el segundo caso, se tienen técnicas como
decoración en el molde, etiquetas o estampado al
calor.
En el tercer caso, es necesario realizar tratamiento
especial para poder tener una buena adhesión de
las tintas y/o pinturas, ya que los polipropilenos
son no polares y químicamente inertes, siendo
necesario realizar una oxidación a las superficies
para que haya una buena adhesión; se tienen
técnicas como tratamiento corona, tratamiento a
la llama o tratamiento químico, las cuales garantizan el eficiente anclaje de las tintas y/o pinturas.
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Actualmente el polipropileno ha venido penetrando y presentando una nueva opción para la
impresión offset (litografía) y serigrafía por medio
de lámina extruída, utilizando resinas de las
diferentes familias, como son los homopolímeros
y/o copolímeros en unión de aditivos y cargas
especiales o tratamientos específicos, los cuales le
aportan las características necesarias para
constituirse como un producto alternativo de
excelente prestación entre las actuales opciones de
materiales para impresión; éstas a su vez se
pueden también troquelar, repujar, estampar al
calor, cortar o refilar, usando los equipos convencionales utilizados para artes gráficas, sin modificaciones especiales de ninguna naturaleza que
vayan más allá de los ajustes y cuadres normales
recomendados para cada equipo.
A continuación se muestran algunos ejemplos de
láminas impresas en polipropileno:
Si desea ahondar sobre este tema en particular, le
agradecemos que se dirija al departamento técnico
de Propilco.
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Propilco 5
¿El, pistón, el vacío, la presión?. ¡No!. La densidad,
el bajo costo de la resina en relación al beneficio, la
rigidez, la resistencia a altas temperaturas, su
facilidad de extrusión, su uso en microondas, la
transparencia, el brillo, su estabilidad dimensional,
la barrera al vapor de agua, su capacidad de ser
usado con otras resinas en coextrusiones entre
otras características, empujan al PP a ser el termoplástico que gana terreno en el proceso de
termoformado.
También los productores de maquinaria empujan
al PP en termoformado al ofrecer mejor control en
la extrusión de láminas y manejo del equipo de
termoformado, las últimas generaciones de
máquinas presentadas por Illig, Kiefel, OMV con un
número de 40 ciclos/min en 36 cavidades, produciendo 140.000 vasos/hora.
En cuanto a decoración, los desarrollos en in mold
label son comerciales con equipos OMV, que
pueden producir tarrinas para margarinas de 500
gr en un molde de 5 cavidades con 12 ciclos/min;
Hekuma en Alemania ha desarrollado en IML 4
cavidades para tarrinas de 200 gr. en forma
redonda con 15 ciclos/minuto; lo que ha traído
menores costos en inversiones en moldes y
sistemas de robots, menores costos en etiquetas,
etiquetas más delgadas que evitan la deformación
en las tarrinas al momento de su aplicación.
corona a la misma velocidad y complementándolos
con posibilidad de cambios de colores dentro de un
tiempo de quince minutos.
Los productores de resinas al emplear
mejores agentes clarificantes y nucleantes,
empujan el uso del PP al incrementar el
número de golpes por minuto, mejorar su
transparencia y reducir espesores.
Su facilidad de combinarse con resinas
de barrera al oxígeno como el EVOH,
le permiten a los especifi-cadores
finales, empujar el PP y bene-ficiarse
de todas sus bondades y de los
múltiples adelantos que se han dado, al
poder ofrecer alimentos listos para
consumir con vida útil hasta por dos años;
donde el PP por sus excelentes propiedades
permite la esterilización del alimento, la barrera al
vapor de agua y que sea fácilmente recalentable en
microondas.
Constantemente se ven avances que aprovechan
las ventajas del PP a ser más usado en aplicaciones
industriales de alimentos, publicitarios y productos
descartables al desarrollar nuevas aplicaciones que
exigen versatilidad, barrera, bajo peso, excelente
resistencia química, transparencia, brillo y
resistencia a altas temperaturas entre otras
características que empujan el uso del PP en
termoformado.
Estos desarrollos en IML llevan a los impresores a
empujar al PP en termoformado reaccionando con
equipos de impresión de 9 colores a velocidades
mayores a 600 vasos por minuto con excelente
calidad en impresión. Equipos de tratamiento
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Propilco 6
El uso de polipropileno con carbonato de calcio
en envases termoformados se está expandiendo en el mundo, porque ayuda a cerrar la
brecha de productividad entre el poliestireno y
el polipropileno.
Comai ofrece la referencia 706-4BL que tiene
70% de carbonato de calcio para mezclar con
polipropileno en diferentes proporciones de
acuerdo con el contenido de carbonato de calcio
deseado.
Comai
El refuerzo del polipropileno trae varias ventajas
como las que se describen a continuación.
Conductividad térmica mayor:
Tiempos de ciclo más cortos, enfriamiento más
rápido de la lámina, mayor rata de termoformado.
Mayor rigidez:
Disminución del calibre
Menor encogimiento:
Mejor estabilidad dimensional
Mejores propiedades de impacto
Menores costos:
Alta productividad
Más fácil procesamiento:
Mayor relación de estiramiento, corte más fácil,
bordes más agudos.
Con el PP con carbonato de calcio la transferencia
de calor es más RÁPIDA.
Con el PP con carbonato de calcio la energía requerida para calentar la mezcla es MENOR.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
PP CON CARBONATO DE CALCIO
CAPACIDAD CALORÍFICA ESPECÍFICA
DE PP CON CARBONATO DE CALCIO
0,6
2
Capacidad calorífica
específica (K J/kg *K)
Conductividad térmica
(W/m *K)
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Poliestireno
alto impacto
Polipropileno
PP+10%
CaCO3
Material
PP+20%
CaCO3
PP+30%
CaCO3
PP+40%
CaCO3
1,5
1
0,5
Polipropileno
PP+10%
CaCO3
PP+20%
CaCO3
PP+30%
CaCO3
PP+40%
CaCO3
Material
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Velocidad termoformado en ILLIG RDM 54k,
únicamente calentador IR (Fuente Omya). Velocidad de línea del PP con CaCO3 ligeramente
inferior a la obtenida con HIPS.
Con el polipropileno con carbonato de calcio se
obtiene mayor rigidez.
VELOCIDAD TERMOFORMADO CON PP
CON CARBONATO DE CALCIO
RIGIDEZ DE LÁMINAS DE PP
CON CARBONATO DE CALCIO
31
2500
Módulo de
elasticidad MD
Módulo de
elasticidad TD
Módulo de elasticidad
(N/mm2)
29
Golpes/minuto
27
25
23
21
19
2000
1500
1000
500
17
15
HIPS
PP HOMOPOLÍMERO
0
PP+30%
CaCO3
HIPS
PP HOMOPOLÍMERO
Material
PP+30%
CaCO3
PP+40%
CaCO3
Material
Con el incremento del carbonato de calcio la contracción disminuye
VARIACIÓN ENCOGIMIENTO PP CON CARBONATO DE CALCIO
1,5
Encogimiento
longitudinal
1
Encogimiento
Transversal
0,5
0
0
20
40
Comai60
80
% de carbonato de calcio
Restricción para uso en contacto con alimentos ácidos
Humedad en altas concentraciones de carbonato de calcio
Soluciones
Coextrusión con polipropileno en la capa de
contacto con el alimento ácido
En concentraciones del 40% - 50% de carbonato de calcio en extrusoras de un solo tornillo sin sistema de venteo, puede requerirse
presecado del compuesto.
POLIPROPILENO DEL CARIBE PROPILCO S.A. Cra. 10 No. 28-49 Piso 27 Bogotá, D.C. Colombia
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Fax.(571) 5601593 Nit. 800.059.470-5
Propilco 8
Lontano 0606 / Conm. 2899918
Encogimiento (%)
2