universidad simon bolivar decanato de estudios

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACION DE INGENIERIA DE MATERIALES
ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PELICULAS DE POLIPROPILENO DE LA
EMPRESA TELEPLASTIC CON SUS COMPETIDORES
Realizado por:
Octavio Antonio Piccinato Santos
INFORME FINAL DE CURSOS DE COOPERACIÓN
PRESENTADO ANTE LA ILUSTRE UNIVERSIDAD SIMÓN BOLÍVAR COMO
REQUISITO PARCIAL PARA OPTAR POR EL TÍTULO DE INGENIERO DE
MATERIALES OPCIÓN POLÍMEROS
Sartenejas, octubre del 2007
UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACION DE INGENIERIA DE MATERIALES
ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PELICULAS DE POLIPROPILENO DE LA
EMPRESA TELEPLASTIC CON SUS COMPETIDORES
TELEPLASTIC C. A.
TUTOR INDUSTRIAL:
Lic. William Rodríguez
TUTOR ACADEMICO:
Prof. María Virginia Candal
JURADO EVALUADOR:
Prof. Marianella Hernández
Sartenejas, octubre del 2007
UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
DECANATO DE ESTUDIOS PROFESIONALES
COORDINACION DE INGENIERIA DE MATERIALES
ACTA FINAL DE PROYECTO DE GRADO
ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PELICULAS DE POLIPROPILENO DE LA
EMPRESA TELEPLASTIC CON SUS COMPETIDORES
Presentado por:
Octavio A. Piccinato S.
Bajo la tutoría de:
__________________________
Prof. María Virginia Candal
(Tutor Académico)
__________________________
Lic. William Rodríguez
(Tutor Industrial)
Aprobado por:
__________________________
Prof. Marianella Hernández
(Tutor Evaluador)
Sartenejas, octubre del 2007
ESTUDIO COMPARATIVO DE LAS PELICULAS DE POLIPROPILENO DE LA
EMPRESA TELEPLASTIC CON SUS COMPETIDORES
Realizado por:
Octavio Antonio Piccinato Santos.
RESUMEN
El objetivo principal de este trabajo fue desarrollar un estudio comparativo de las
películas de Polipropileno Biorientado (BOPP) y Polipropileno Cast (Cpp) de la empresa
Teleplastic y sus competidores latinoamericanos, de mayor penetración en Venezuela. Se
evaluaron las propiedades mecánicas, temperatura de sellado, fuerza de sellado en frío y caliente,
coeficiente de fricción (COF), tensión superficial, brillo, nublación, opacidad, retracción lineal,
barrera al oxígeno y vapor de agua de las películas. Como parte de la metodología empleada, se
realizaron encuestas al personal técnico de los principales clientes de la empresa, a personal
especializado de Indesca y Coramer y al personal técnico de Teleplastic. Del análisis de estas
encuestas y de los ensayos realizados se establecieron los puntos de referencia, hacia donde
deben estar enfocadas las películas de la empresa. En general, las películas de Teleplastic poseen
características resaltantes en todas las propiedades en comparación con las películas de la
competencia; sin embargo, existen debilidades puntuales en algunas de las películas. Se describió
la influencia de las resinas y condiciones de proceso en cada una de las propiedades de la
película. Se obtuvieron debilidades en la temperatura de sellado, resistencia de sellado en
caliente, COF, propiedades de barrera y tensión superficial de las películas de Teleplastic. Se
propusieron cambios del tipo de resina y aumento del espesor de la capa sellante para disminuir
la temperatura de sellado y la resistencia de sellado. De igual forma, se plantearon mejoras en el
sistema de enfriamiento en la sección del chill roll para aumentar el brillo de la película, cambios
de la temperatura de enfriamiento para generar estructuras cristalinas de mayor tamaño e
incrementar el COF de la película. Se propusieron mejoras en la tensión superficial, aumentando
la eficiencia del sistema de tratamiento de corona. Por último, la película metalizada no cumple
su función de barrera por lo que se planteó verificar la calidad del metal y la de adherencia del
metal sobre la superficie.
ii
DEDICATORIA
Dedico este trabajo
A Dios, por estar siempre dentro de mí, acompañándome en todos los instantes de mi vida y
compartiendo conmigo cada una de mis lágrimas y sonrisas.
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios, por ser mi compañía y darme la fuerza y la paciencia para terminar con éxito esta
etapa tan importante de mi vida.
A mi mamá y mi papá, Lourdes y Silvio, por apoyarme siempre y haberme dado una
excelente educación. A mi hermano, Marco, por ayudarme a alcanzar esta meta. A mi abuela
Europa, a mi nonno Evelino y nonna Eliza por haberme apoyado y ayudado siempre.
A la empresa Teleplastic por brindarme la posibilidad de realizar mi proyecto de pasantía
, al Lic. William Rodríguez y al Ing. Vicente Florido por su apoyo y guía durante mi estadía en la
empresa. De igual forma a mis compañeros de Teleplastic Katiuska Polly, Karen Pereira, Melany
Vallenilla, Julio Gonzalez, Hugo Villalta y Ángel Elías por hacer mi estancia más placentera.
A mi tutora Ing. Maria Virginia Candal por toda su ayuda y paciencia.
A todas aquellas personas que de una u otra manera contribuyeron no sólo al desarrollo de
este proyecto, sino a mi formación profesional. Gracias a todos.
iv
ÍNDICE GENERAL
RESUMEN
ii
DEDICATORIA
iii
AGRADECIMIENTOS
iv
ÍNDICE GENERAL
v
ÍNDICE DE TABLAS
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
viii
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN
1
CAPITULO II: OBJETIVOS
2
CAPITULO III: MARCO TEÓRICO
3
3.1. ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL POLIPROPILENO
3
3.2. PROCESO DE FABRICACIÓN DE PELÍCULAS DE PP
5
3.3. ADITIVOS PARA PELÍCULAS DE POLIPROPILENO
14
3.4. COEXTRUSIÓN DE PELÍCULAS
15
3.5. TIPOS DE PELÍCULAS DE PP
16
3.6. IMPORTANCIA Y APLICACIONES DE LAS PELÍCULAS DE BOPP Y
18
CAST
3.7 LA EMPRESA
19
3.8 JUSTIFICACIÓN
21
3.9. ANTECEDENTES
21
CAPÍTULO IV: PARTE EXPERIMENTAL
23
4.1. BÚSQUEDA BIBLIOGRÁFICA
23
4.2 FAMILIARIZACIÓN CON LA EMPRESA Y SUS PROCESOS
24
4.3. PROCESO DE SELECCIÓN DE LAS MUESTRAS DE TELEPLASTIC
24
4.4 PROCESO DE SELECCIÓN DE LOS COMPETIDORES
25
4.5. PROCEDIMIENTO DE TOMA DE LAS MUESTRAS
25
4.6. PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS
25
4.7. PROPIEDADES ESTUDIADAS, ENSAYOS REALIZADOS
26
4.8 PROCEDIMIENTO PARA ESTABLECER NUESTRO PUNTO DE
34
REFERENCIA
v
CAPÍTULO V: RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
36
5.1 PUNTO DE REFERENCIA
36
5.2 PELÍCULAS DE BAJO COEFICIENTE DE FRICCIÓN PARA MAQUINAS
39
EMPACADORAS DE ALTA VELOCIDAD
5.3 PELÍCULAS DE COEFICIENTE DE FRICCIÓN CONTROLADO
51
5.4. PELÍCULA PARA CINTAS ADHESIVAS
59
5.5. PELÍCULA CAVITADA (PERLADA)
66
5.6 PELÍCULA METALIZADA
75
5.7. PELÍCULA CAST
85
CAPITULO VI: CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
91
6.1 CONCLUSIONES
91
6.2 RECOMENDACIONES
91
CAPITULO VII: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
93
ANEXOS
96
vi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 4.1 Tipos de Películas estudiadas
25
Tabla 4.2. Propiedades evaluadas a las distintas películas de BOPP y Cast.
27
Tabla 4.3 Condiciones del ensayo de propiedades tensiles.
28
Tabla 4.4 Universo de encuestados
34
Tabla 5.1. Puntos de referencia de las propiedades mecánicas, superficiales, ópticas y otras de las películas
38
en estudio
Tabla 5.2 Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas de bajo COF para maquinas
39
empacadoras de alta velocidad
Tabla 5.3. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas de COF controlado
52
Tabla 5.4. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas para cintas adhesivas
59
Tabla 5.5. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas perladas
67
Tabla 5.6. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas metalizadas
75
Tabla 5.7 Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas Cast
84
Tabla A.1 Tabla de cálculo de la resistencia al desgarre
97
Tabla B.1 Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, modulo elástico y elongación a la
104
ruptura de las películas de bajo COF para maquinas empaquetadoras de alta velocidad
Tabla B.2Valores de las propiedades superficiales, COF, tensión superficial, temperatura de sellado y
104
resistencia de sellado de las películas de bajo COF para maquinas empaquetadoras de alta velocidad
Tabla B.3 Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas de bajo COF para
104
maquinas empaquetadoras de alta velocidad
Tabla B.4Valores de otras propiedades, retracción lineal, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad al
104
oxigeno de las películas de bajo COF para maquinas empaquetadoras de alta velocidad
Tabla B.5Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, modulo elástico y elongación a la
104
ruptura de las películas de COF controlado
Tabla B.6 Valores de las propiedades superficiales, COF, tensión superficial, temperatura de sellado y
104
resistencia de sellado de las películas de COF controlado
Tabla B.7 Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas de COF controlado
105
Tabla B.8 Valores de otras propiedades, retracción lineal, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad
105
al oxigeno de las películas de COF controlado
Tabla B.9 Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, modulo elástico y elongación a la
105
ruptura de las películas para cintas adhesivas
Tabla B.10 Valores de las propiedades superficiales, COF y tensión superficial de las películas para cintas
105
adhesivas
Tabla B.11 Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas para cintas adhesivas
105
Tabla B.12 Valores de otras propiedades, retracción lineal de las películas para cintas adhesivas.
105
Tabla B.13 Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, modulo elástico y elongación a la
105
vii
ruptura de las películas perladas.
Tabla B.14 Valores de las propiedades superficiales, COF, tensión superficial, temperatura de sellado y
106
resistencia de sellado de las películas perladas
Tabla B.15 Valores de las propiedades ópticas, opacidad e índice de blancura de las películas perladas
106
Tabla B.16 Valores de otras propiedades, retracción lineal y densidad de las películas perladas
106
Tabla B.17 Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, modulo elástico y elongación a la
106
ruptura de las películas metalizada
Tabla B.18 Valores de las propiedades superficiales, COF, tensión superficial, temperatura de sellado y
106
resistencia de sellado de las películas metalizada
Tabla B.19 Valores de las propiedades ópticas, densidad óptica de las películas metalizadas
106
Tabla B.20 Valores de otras propiedades, retracción lineal, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad
107
al oxigeno de las películas metalizadas
Tabla B.21 Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, modulo elástico y elongación a la
107
ruptura de las películas Cast
Tabla B.22 Valores de las propiedades superficiales, COF, tensión superficial y temperatura de sellado de
107
las películas Cast
Tabla B.23 Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas Cast
107
Tabla B.24 Valores de otras propiedades, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad al oxigeno de las
107
películas Cast
Tabla B.25 Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas de bajo COF para maquinas
108
empaquetadoras de alta velocidad
Tabla B.26 Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas de COF controlado
108
Tabla B.27 Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas perladas.
109
Tabla B.28 Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas metalizadas
109
Tabla B.29 Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas Cast
110
Tabla C.1 Rango de valores establecidos en las encuestas de películas de bajo COF para maquinas
111
empaquetadoras de alta velocidad
Tabla C.2 Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas de bajo
111
COF para maquinas empaquetadoras de alta velocidad
Tabla C.3 Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas de COF controlado
112
Tabla C.4 Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas de COF
112
controlado
Tabla C.5Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas para cintas adhesivas
113
Tabla C.6 Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas para
113
cintas adhesivas
Tabla C.7 Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas perladas
114
Tabla C.8 Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas perladas
114
viii
Tabla C.9 Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas metalizadas
115
Tabla C.10 Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas
115
metalizadas
Tabla C.11 Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas Cast
116
Tabla C.12 Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas Cast
116
ix
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 3.1 Unidad repetitiva del polipropileno
4
Figura 3.2 Tipos de tácticidades del polipropileno
5
Figura 3.3 Extrusora principal y satélites de la máquina de producción de película BOPP
8
Figura 3.4 Vista parcial del cabezal
9
Figura 3.5 Sistema de Chill Roll y enfriamiento brusco
10
Figura 3.6 Vista parcial de la sección de estiramiento longitudinal
11
Figura 3.7 Vista del horno y zona de estiramiento transversal (a) y zona de enfriamiento (b)
12
Figura 3.8 Vista parcial de la descarga eléctrica, durante el Tratamiento de Corona.
13
Figura 3.9 Sistema de embobinado
13
Figura 3.10 Vista completa de un sistema de “Tenter Frame”
14
Figura 3.11 Maquina de extrusión de película plana Cast, vista del cabezal (izquierda), embobinado
15
(derecha)
Figura 3.12 Sistema de coextrusión de 3 capas.
17
Figura 4.1 Preparación de las muestras para el análisis de las propiedades finales de las películas.
27
Figura 4.2 Equipo de ensayos universales
28
Figura 4.3 Guillotina
28
Figura 4.4 Curva Carga-Posición representativa del ensayo de propiedades tensiles para películas en
29
sentido longitudinal (a) y transversal (b)
Figura 4.5 Equipo usado para medir resistencia al desgarre, Elmendorf.
29
Figura 4.6 Dimensiones de la probeta usada para medir la resistencia al desgarre.
29
Figura 4.7 Patrón seguido para verificación del tratamiento superficial, tintas empleadas
30
Figura 4.8 Medidor de C.O.F
30
Figura 4.9 Selladora
31
Figura 4.10 Medidor de opacidad
32
Figura 4.11 Medidor de brillo (glossmeter)
32
Figura 4.12 Densitómetro óptico
33
Figura 4.13 Medidor de estática
34
Figura 5.1 Propiedades mecánicas de las películas de bajo coeficiente de fricción para máquinas
40
empaquetadoras de alta velocidad, sentido longitudinal,(a) y transversal (b)
Figura 5.2 COF estático y dinámico de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
42
velocidad
Figura 5.3 Temperatura de sellado de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
43
velocidad
Figura 5.4 Resistencia de sellado en frío de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de
44
alta velocidad
Figura 5.5 Resistencia de sellado en caliente de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras
x
44
de alta velocidad
Figura 5.6 Tensión superficial y días de producción de las películas de bajo COF para máquinas
46
empaquetadoras de alta velocidad
Figura 5.7 (a) Nublación “haze” y (b) brillo de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras
47
de alta velocidad
Figura 5.8 Retracción lineal en sentido longitudinal y transversal de las películas de bajo COF para
48
máquinas empaquetadoras de alta velocidad
Figura 5.9 Permeabilidad al vapor de agua (a) y permeabilidad al oxígeno (b) de las películas de bajo COF
49
para máquinas empaquetadoras de alta velocidad
Figura 5.10 Curvas de estáticas de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
50
velocidad, (a) Teleplastic, (b) Película B y (c) Película C
Figura 5.11 Resumen de las propiedades películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
51
velocidad
Figura 5.12 Propiedades mecánicas en (a) sentido longitudinal y (b) transversal de las películas de COF
53
controlado
Figura 5.13 COF estático y dinámico de las películas de COF controlado
53
Figura 5.14 Temperatura de sellado de las películas de COF controlado
54
Figura 5.15 Resistencia de sellado en caliente de las películas de COF controlado
54
Figura 5.16 Tensión superficial y días de producción de las películas de coeficiente de fricción controlado
55
Figura 5.17 (a) Brillo y (b) nublación “haze” de las películas de COF controlado
56
Figura 5.18 Retracción lineal en sentido longitudinal y transversal de las películas de COF controlado
57
Figura 5.19 (a)Permeabilidad al vapor de agua y (b) permeabilidad al oxígeno de las películas de COF
57
controlado
Figura 5.20 Curvas de estáticas de las películas de COF controlado para (a) película de Teleplastic y (b)
58
película B
Figura 5.21 Resumen de las propiedades películas de COF controlado
58
Figura 5.22 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas para cintas
60
adhesivas
Figura 5.23 COF estático y dinámico de las películas para cintas adhesivas
61
Figura 5.24 Tensión superficial y días de producción de las películas para cintas adhesivas
62
Figura 5.25 (a) Brillo y (b) nublación “haze” de las películas para cintas adhesivas
63
Figura 5.26 Retracción lineal de las películas para cintas adhesivas
64
Figura 5.27 Curvas de estáticas de las películas para cintas adhesivas, (a) película de Teleplastic y (b)
65
película b
Figura 5.28 Resumen de las propiedades películas para cintas adhesivas
66
Figura 5.29 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas perladas
67
Figura 5.30 COF estático y dinámico de las películas para películas perladas
68
xi
Figura 5.31 Temperatura de sellado de las películas perladas
69
Figura 5.32 Resistencia de sellado en caliente de las películas perladas
69
Figura 5.33 Resistencia de sellado en frío de las películas perladas
70
Figura 5.34 Tensión superficial y días de producción de las películas perladas
71
Figura 5.35 Brillo de las películas perladas
71
Figura 5.36 Opacidad de las películas perladas
72
Figura 5.37 Índice de blancura de las películas perladas
72
Figura 5.38 Retracción lineal en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas perladas
73
Figura 5.39 Densidad de las películas perladas
74
Figura 5.40 Resumen de las propiedades de las películas perladas
74
Figura 5.41 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas
76
metalizadas
Figura 5.42 COF estático y dinámico de las películas metalizadas
77
Figura 5.43 Temperatura de sellado de las películas metalizadas
77
Figura 5.44 Resistencia de sellado en caliente de las películas metalizadas
78
Figura 5.45 Resistencia de sellado en frío de las películas metalizadas
78
Figura 5.46 Tensión superficial de las películas metalizadas
79
Figura 5.47 Retracción lineal de las películas metalizadas
80
Figura 5.48 Comportamiento teórico de la permeabilidad al vapor de agua y en relación a la densidad
81
óptica
Figura 5.49 Permeabilidad al (a) vapor de agua y (b) oxigeno de las películas metalizadas
81
Figura 5.50 Densidad óptica de las películas metalizadas.
82
Figura 5.51 Resumen de las propiedades de las películas metalizadas
84
Figura 5.52 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas Cast
85
Figura 5.53 Resistencia al desgarre de las películas Cast
86
Figura 5.54 COF estático y dinámico de las películas Cast
86
Figura 5.55 Temperatura de sellado de las películas Cast
87
Figura 5.56 Resistencia de sellado en caliente de las películas Cast
87
Figura 5.57 Tensión superficial de las películas Cast
88
Figura 5.58 (a) Brillo y (b) nublación “haze” de las películas Cast
89
Figura 5.59 Resumen de las propiedades de las películas Cast
89
xii
GLOSARIO.
Benchmarking: Es una técnica utilizada para medir el rendimiento de un sistema o componente
de un sistema, frecuentemente en comparación con algún parámetro de referencia.
Chill roll: Rodillo pulido de temperatura controlada generalmente con agua, empleado en el
enfriamiento de películas poliméricas.
Haze: Termino anglosajona traducida al castellano como nublación de la película.
Hot Tack: Termino anglosajón que se traduce como la resistencia de sellado en caliente de las
películas.
Know how: Termino anglosajón, traducido como “saber-hacer”.El término está relacionado a los
conocimientos prácticos, técnicas o criterios que han sido utilizados en la elaboración o diseño de
un proyecto.
Masterbatch: Son compuestos que poseen altas concentraciones de un aditivo o varios aditivos.
Quenching: Proceso de enfriamiento brusco de la película durante el proceso de biorientación.
Tenter Frame: Sistema de biorientación secuencial de películas.
xiii
1
CAPITULO I
INTRODUCCIÓN
Durante la última etapa del siglo XX, el desarrollo de nuevas tecnologías en el área de
los polímeros generó grandes avances e innovación en los empaques de productos. El desarrollo
de películas poliméricas y sus capacidades de laminación, coextrusión y sellado, desplazaron
notablemente a otros tipos de empaques como vidrio, papel y cartón.
La versatilidad proporcionada por las películas plásticas produjo un cambio en las
costumbres de los consumidores a la hora de seleccionar sus productos. Las películas plásticas
son productos de gran demanda, por su amplia variedad de aplicaciones. Con ellas se fabrican,
entre otras cosas, la mayoría de los empaques donde se almacenan alimentos, hoy en día, esto
debido a la gran gama de propiedades que ofrecen, tales como la barrera al vapor de agua y al
oxígeno, amplio rango de sellado, excelentes propiedades ópticas, así como una excelente
resistencia tensil. Sin embargo, no todas estas propiedades son propias de un solo material, lo que
obliga a la producción de películas utilizando diferentes materiales. El uso de la coextrusión de
múltiples capas, ha permitido producir películas con características resaltantes en todo tipo de
aplicación, gracias al uso de distintos materiales en una misma película.
La creación de nuevas tecnologías y nuevas resinas ha permitido cambios a nivel
mundial en la industria de las películas. Se han desarrollado películas de polipropileno
biorientado (BOPP) específicas a las necesidades de conversión y aplicación final de los clientes.
Las películas poliméricas y en especial, las películas de BOPP y mono orientado (Cast),
revolucionaron el mercado por su bajo costo y sus excelentes propiedades mecánicas y ópticas.
Actualmente, existe en el país una constante competencia entre empresas de
Latinoamérica en el mercado de película de BOPP, que junto a la necesidad de llegar a nuevos
mercados han impulsado a la empresa Teleplastic al estudio y comparación de sus películas de
BOPP y Cast con las de su competencia más cercana. La necesidad de la empresa Teleplastic de
mantenerse como líder en el mercado nacional y llegar a mercados internacionales con productos
2
de calidad, ha impulsado el desarrollo de este proyecto con el objetivo de evaluar las fortalezas y
debilidades de sus películas BOPP y Cast ante sus principales competidores.
3
CAPITULO II
OBJETIVOS
2.1 Objetivo General:
Comparar el desempeño de las películas BOPP y Cast de la empresa Teleplastic con las
de sus principales competidores, para determinar fortalezas y ante posibles deficiencias proponer
planes de acción que hagan más competitivos sus productos.
2.2 Objetivos Específicos
•
Caracterizar las propiedades mecánicas, ópticas y superficiales de las películas BOPP y
Cast de la empresa Teleplastic.
•
Identificar y evaluar a los competidores latinoamericanos más importantes de la empresa
Teleplastic en las distintas películas BOPP y Cast.
•
Caracterizar las propiedades mecánicas, ópticas y superficiales de las películas BOPP y
Cast de la competencia latinoamericana.
•
Establecer un punto referencial de las distintas propiedades de las películas BOPP y Cast en
cuanto a las necesidades de los clientes.
•
Comparar las películas BOPP y Cast de Teleplastic con las de la competencia, y establecer
fortalezas y debilidades de las películas de Teleplastic.
•
Optimizar las propiedades finales de las películas BOPP y Cast de Teleplastic,
estableciendo planes de acción correctivos a nivel de procesos y resinas.
4
CAPITULO III
MARCO TEÓRICO
Durante el desarrollo del proyecto fueron muchos los conceptos que se manejaron, tanto
de las características y propiedades del Polipropileno (PP), como de las diferentes películas
utilizadas, por ello a través de este capítulo se hará mención de todos estos conceptos para
sustentar teóricamente el estudio realizado.
3.1.ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DEL PP
El PP es un material termoplástico muy versátil, compatible con una gran variedad de
técnicas de procesamiento y empleado en una diversidad de aplicaciones comerciales. La razón
de su extrema versatilidad en aplicaciones comerciales es la facilidad con la cual la estructura
polimérica y un grupo de aditivos pueden ser combinados para cumplir con diversos
requerimientos, además de su característica baja densidad (0,89-0,92 g/cm3). El PP es preparado
mediante la polimerización del propileno, un producto gaseoso de la refinación del petróleo, en
presencia de un catalizador y bajo condiciones específicas de calor y presión. El propileno es un
hidrocarburo insaturado, que contiene únicamente carbón e hidrogeno (Figura 3.1)[1].
Figura 3.1 Unidad repetitiva del polipropileno [1].
El PP es un hidrocarburo lineal, con pocas o ninguna instauración. La presencia
alternada de grupos metilos sustituyentes en los carbonos de la cadena principal, alteran las
propiedades del material de distintas maneras. La presencia de los grupos metilos genera un
ligero incremento de la rigidez de la cadena que puede interferir con la simetría molecular de esta
cadena. El primer efecto de la rigidez, conlleva al incremento del punto de fusión, mientras que la
modificación de la simetría molecular genera una disminución del mismo. En el caso de los PP
más regulares la táctiticidad genera un punto de fusión en 50ºC mayor que del Polietileno (PE)
5
más regular. Los grupos metilos de igual manera pueden influenciar el comportamiento químico
del material, como por ejemplo, creando puntos lábiles a la oxidación [2].
El aspecto más significativo de los grupos metilo es la posibilidad, durante la
polimerización del PP, de producir productos con diferentes tacticidades. La ubicación del grupo
metilo sustituyente con respecto a los carbonos de la cadena principal, genera distintas
conformaciones que van desde estructuras altamente orientadas isotácticas y sindiotácticas, hasta
completamente al azar, atácticas (Figura. 3.2). La forma isotáctica es la más regular al ubicar los
grupos metilos en el mismo lado de la molécula. Esta regularidad geométrica permite la
posibilidad de cristalización, es decir, que la molécula o segmentos pequeños de ella, tienen la
posibilidad de ordenarse en forma de cristales microscópicos
90- 95 % isotáctico
[2]
[3]
. Los PP comerciales son entre
. La fracción restante es de tipo atáctico, con una secuencia irregular
incapaz de cristalizar.
(a)
(b)
(c)
Figura 3.2 Tipos de tacticidades(a) isotáctico, (b) sindiotáctico, (c) atáctico del PP.
El PP isotáctico presenta excelentes propiedades de flujo, a un amplio rango de
velocidades, por ello posee un comportamiento excepcional de procesamiento
[4]
.El peso
molecular, y la distribución del peso molecular son muy importantes en las características del
polímero
[1]
.La influencia del peso molecular en las propiedades del PP es a menudo contraria al
experimentado en la mayoría de los polímeros conocidos. Aunque un aumento en el peso
molecular conlleva a un incremento de la viscosidad en el fundido y a la resistencia al impacto,
éste disminuye la dureza, el punto de reblandecimiento, la resistencia a la tracción y la resistencia
a la deformación. Este efecto es consecuencia de que en presencia de altos pesos moleculares, la
cristalización no ocurre fácilmente, como sucede en los materiales de bajo peso molecular [2].
6
Comercialmente el PP es producido en diferentes formas, dependiendo de las
propiedades deseadas, ellos son [1]:
1. PP homopolímero contiene únicamente propileno como monómero en la cadena polimérica.
El homopolímero es un material de mayor rigidez y tenacidad pero exhibe una baja resistencia al
impacto a bajas temperaturas.
2. PP copolímero contiene uno o más tipos diferentes de monómero en la cadena polimérica.
Los copolímeros incorporan entre 0,1-20 % de etileno como un comonómero junto al propileno.
Los copolímeros pueden ser en bloque o al azar, dependiendo de la aplicación final. La adición
del etileno previene la formación de altos niveles de cristalinidad, mejorando así la claridad,
flexibilidad, y disminuyendo la temperatura del fundido.
3. PP terpolímero emplean buteno junto con etileno y propileno, y son utilizados especialmente
en coextrusión como un material sellante a menores temperaturas.
Los diferentes procesos que se le pueden aplicar al polipropileno, son fundamentalmente
inyección, extrusión, moldeo por soplado y calandrado. Es apto para el termo conformado.
Dentro de sus innumerables aplicaciones se destacan los utensilios domésticos, juguetes, cassetes,
block de dibujo o escritura, piezas de dispositivos, empaquetados, utensilios de laboratorio,
películas, cestas, entre otras.
3.2. PROCESO DE FABRICACIÓN DE PELÍCULAS DE PP
Las películas de PP pueden ser producidas mediante extrusión de película plana o
mediante la extrusión por burbuja. Cada proceso presenta tanto ventajas como desventajas.
Ambos procesos generan películas con orientación predominante en el sentido longitudinal de la
máquina. Si se desean propiedades ópticas y mecánicas superiores, es posible orientar la película
en direcciones ortogonales. Este proceso es conocido como biorientación, y puede ser realizado
tanto en extrusión de burbuja, película plana por pasos, “Tenter Frame” o en orientación
simultánea. Debido a la importancia de este proceso, se analizará en detalle la teoría del proceso
de biorientación [5]. Para una mejor comprensión del proceso de orientación, es necesario conocer
y entender la estructura de los materiales semi cristalinos que están sujetos a ella. El elemento
básico de la morfología de los materiales semi-cristalinos es la lamela, ésta es creada mediante el
repetido doblez de la cadena molecular. Durante el enfriamiento estas estructuras se reorganizan
7
en superestructuras cristalinas de geometría esférica, denominadas esferulitas. Las lamelas se
encuentran de forma agrupada y manteniendo una misma orientación en paquetes dentro de las
esferulitas. Únicamente luego de que el frente de crecimiento esférico ha sido completado, las
lámelas se acercan entre sí. Una vez que la solidificación del fundido ha llegado a su fin, un
número de esferulitas han chocado. Entre las esferulitas existe una acumulación de material
incapaz de cristalizar, denominado como zonas amorfas, que es empujado a través de los distintos
frentes de crecimiento. La capacidad de orientación de un polímero está determinado por su
estructura esferulítica. Cuando se aplica una tensión, inicialmente se induce una orientación en
las zonas amorfas entre las lamelas y los bordes de las esferulitas. Luego estas zonas se
convierten en estructuras altamente orientadas, en las cuales las cadenas son preferiblemente
alineadas en dirección del halado. Las zonas amorfas y los defectos en las zonas cristalinas son
importantes en los requisitos de un polímero para que se le considere orientable.
A medida que continúa la orientación, las esferulitas son destruidas creando pequeños
bloques cristalinos. Durante la orientación se producen cambios de energía. Una vez terminado el
proceso, los efectos entrópicos tienden a modificar la estructura a su configuración original,
generando así contracciones. Para lograr controlar este fenómeno la película es mantenida a
temperaturas cercanas a la del fundido hasta lograr una relajación de esfuerzos y así la
estabilización del sistema [5].
Para facilitar un proceso de orientación es necesario que
[5]
: la distribución de peso
molecular sea lo más uniforme posible y en el caso del PP, la cristalización excesiva se debe
evitar aumentando el contenido atáctico, añadiendo un tipo diferente de polímero o copolímero.
Una vez establecida la teoría del proceso de orientación se explicará en detalle los procesos de
producción de películas orientadas.
3.2.1. Proceso de extrusión de película biorientada por etapas “Tenter Frame”
Cuando una película es biaxialmente orientada, ésta es mecánicamente estirada en
direcciones perpendiculares. De esta forma las moléculas son alineadas en la dirección de la
máquina (MD) y en la dirección transversal (TD). Es posible orientar el PP de tres maneras:
película tubular, estiramiento simultáneo y estiramiento por etapas “Tenter Frame”. Este último
es el más empleado, por su bajo costo y facilidad de uso. La biorientación mediante el proceso
8
“Tenter Frame” es de tipo secuencial MD-TD, donde se emplea la diferencia de velocidad de los
rodillos de halado para impartir orientación en dirección MD y un halado mecánico con el uso de
cadenas en dirección TD.[1].
El proceso productivo de película biorientada consta principalmente de las siguientes fases [3]:
1. Sistema de alimentación gravimétrico: con este sistema la cantidad de material que se
alimenta a la extrusora se controla por peso y no por volumen, por lo que es más preciso que el
sistema de alimentación volumétrico.
2. Extrusora: el polímero es introducido en forma de gránulos. La extrusora los funde y los
mezcla de la manera más homogénea posible. Las extrusoras de uso comercial tienen un diámetro
que va típicamente de 3 ½ a 6 pulgadas. Los tornillos de las extrusoras tienen un diseño adaptado
al tipo de material a extruir y a los parámetros del proceso, su longitud es función del diámetro y
la relación L/D se encuentra comúnmente en el rango de 15:1 a 30:1. Es crítico que la extrusora
entregue un flujo controlado y constante del material; de otra forma la película presentaría
variaciones de espesor en la dirección de máquina. La velocidad de la extrusora se diseña para
que haya una dosificación precisa del material. Para tal fin la distancia entre el tornillo y el barril
es de dimensión reducida. La producción de BOPP generalmente incluye coextrusión de 3 o más
materiales. La capa central de mayor espesor generalmente está unida a una extrusora de mayor
caudal, extrusora principal, mientras que las otras dos capas están unidad a extrusoras satélites de
menor caudal de salida (Figura 3.3).
Extrusora Principal
Extrusoras Satélites
Figura 3.3 Extrusora principal y satélites de la máquina de producción de película BOPP.
9
3. Sistema de filtración: su objetivo es prevenir el paso aguas abajo de impurezas en el fundido.
El buen control en este paso es imperativo para evitar la contaminación de la película. Los filtros
más comunes son los constituidos por una malla metálica. Los filtros deben estar contenidos en
un sistema o claustro que sea capaz de soportar la fuerza con que el polímero fluye cuando se le
somete a presiones máximas permitidas en el proceso de extrusión.
4. Extrusión del polímero fundido a través del cabezal plano: el PP en forma de gránulos ya
preparado con sus respectivos aditivos, es introducido a través de la extrusora y sometido a
temperatura y a esfuerzos de corte. El tornillo de la extrusora obliga al material a transportarse a
través de las distintas zonas de mezclado, hasta llegar al cabezal donde es extruído en forma de
lámina.
Usualmente, este cabezal posee la forma de un gancho de ropa, con labios ajustables,
que permiten una distribución de fluyo a la salida del cabezal uniforme
[6]
.El sistema de cabezal
está compuesto por el bloque de coextrusión, el cabezal plano y los adaptadores que conectan las
extrusoras con el bloque. El sistema de cabezal es el corazón de la máquina; del apropiado diseño
y buen manejo de estos equipos depende en buena medida la calidad de la película coextruída y
por ende la productividad del proceso (Figura 3.4).
Figura 3.4 Vista parcial del cabezal.
El objetivo principal del sistema de cabezal es la formación de una película multicapa en
la que tanto la variación del espesor total como las variaciones de espesor de cada componente
individual, estén dentro de las tolerancias. El bloque de coextrusión, al recibir cada uno de los
materiales provenientes de las extrusoras, tiene como función primaria direccionar a estos para
10
satisfacer los requerimientos de posicionamiento de cada uno en el coextruído final. Durante esta
parte del proceso, es fundamental el control de la temperatura del cabezal, para evitar
irregularidades en la lámina. Es necesario un perfil de temperatura adecuado en la extrusora que
permita que el polímero llegue de forma homogénea al cabezal. Las condiciones de extrusión
deben regularse para evitar el fenómeno de degradación del material, que puede generar
problemas durante la extrusión así como durante el estiramiento.
5. Enfriamiento Brusco “Quenching”: la lámina de material fundido, soportada por un rodillo
refrigerado internamente, es sumergida en un baño de agua donde se solidifica y enfría. A la
salida del cabezal una corriente de aire empuja la lámina sobre el rodillo, disminuyendo así
posibles contracciones del material y engrosamiento del borde de la película.Los rodillos son
cromados y pulidos para facilitar el proceso de transferencia de calor y optimizar su acabado
superficial (Figura 3.5).
Agua
Figura 3.5 Sistema de Chill Roll y enfriamiento brusco.
La velocidad de rotación del rodillo es mayor que la velocidad de la extrusora. Esto
podría inducir algún tipo de orientación, que sin embargo es despreciable, debido a la elevada
fluidez de polímero.
6. Estiramiento longitudinal: el efecto de orientación, en sentido MD, se logra con sucesivas
fases de halado. El dispositivo de orientación longitudinal está constituido por grupos de rodillos
en baja y alta velocidad (Figura 3.6).
11
Figura 3.6 Vista parcial de la sección de estiramiento longitudinal.
Este proceso consta de una serie de tres halados sucesivos que se llevan a cabo en tres
zonas diferentes. La primera zona es de precalentamiento; mediante el uso de rodillos a baja
velocidad, la temperatura de la lámina es elevada hasta el punto de reblandecimiento, permitiendo
así su deformación. Le sigue la zona de estiramiento, donde rodillos a una mayor velocidad
inducen orientación en el sentido longitudinal del material (MD), en una proporción de 1:5 veces
el tamaño original. La última zona, se caracteriza por una disminución de la velocidad de los
rodillos así como un aumento de temperatura, permitiendo la relajación de esfuerzos residuales
generados anteriormente.
7. Estiramiento transversal y estabilización: en esta fase del proceso, el material ya orientado
longitudinalmente, es tomado por un grupo de mordazas, que lo guía y es estirado
mecánicamente en un horno (Figura 3.7). Esta etapa del proceso se lleva a cabo en tres zonas
claramente definidas. La primera zona es de precalentamiento; en ésta la cadena mantiene un
camino paralelo sin deformación y el material llega a su temperatura de reblandecimiento. En la
segunda zona las cadenas divergen en dirección transversal, proporcionándole a la película una
orientación en sentido (TD) de relación aproximada de 1:9. En la última zona o zona de
estabilización, la cadena se coloca de manera paralela, y la película es calentada para eliminar
tensiones residuales. De esta forma se reducen considerablemente las contracciones posteriores
del material (Figura 3.7).
12
Zona de
Enfriamiento
(Aire Frio)
(a)
(b)
Figura 3.7 Vista del horno y zona de estiramiento transversal (a) y zona de enfriamiento (b) [7].
8. Sistema de control automático de espesores: el control de espesores es crítico en las
películas de BOPP. La tolerancia de los espesores debe ser muy baja, no sólo para garantizar la
obtención de una película de alta calidad sino también para optimizar el ahorro en el consumo de
resina.
El sistema de medición de espesor consta de una unidad de emisión de radiación que se
desplaza en la dirección transversal a la dirección de máquina, completando ciclos de barrida
sobre la película en una escala de tiempo medida en minutos, y una consola de control. El espesor
de la película es función de la cantidad de radiación absorbida por ésta; así, variaciones en la
cantidad de absorción de radiación cuando el dispositivo hace su barrida transversal se traducen
en variaciones de espesor. El control de apertura de labios se hace mediante la expansión térmica
de una vara que empuja al labio en la dirección de cierre. La expansión térmica se consigue al
energizar una resistencia que está en el interior de la vara. Así, cuando el sistema de medición
detecta un punto grueso en la película el sistema de control envía una señal de voltaje a la
resistencia correspondiente.
9. Enfriamiento: esta zona consta de una serie de rodillos enfriados por agua, a través de los
cuales la película pasa sin tener contacto con ellos, promoviendo así un enfriamiento uniforme
por ambas caras de la película.
10. Tratamiento Superficial: el PP es polímero apolar y por lo tanto posee una reactividad casi
nula, que imposibilita la transformación de la película. En caso de ser necesario, la película de
13
PP, luego de ser biorientado es sometido a un tratamiento que modifica la superficie,
introduciendo grupos polares o centros activos que aumentan la reactividad del material (Figura
3.8.). Este proceso es denominado Tratamiento de Corona, y es esencialmente una descarga de
alto voltaje sobre la superficie del material. El tratamiento corona es el más común de los
métodos existentes. Mediante su uso se aumenta la energía superficial y por ende la tensión
superficial de la película plástica.
Fuente de Alta Energía
Figura 3.8 Vista parcial de la descarga eléctrica, durante el Tratamiento de Corona.
11. Embobinado: el último es el proceso de embobinado. La película es enrollada sobre un
mandril metálico, teniendo en cuenta una adecuada tensión para evitar deformaciones o defectos
en la bobina (Figura 3.9.).
Figura 3.9 Sistema de embobinado.
12. Sistema Computarizado de Control de Línea: el computador principal es el encargado de
coordinar todos los sistemas y acciones de los diferentes componentes de la línea. Las principales
14
tareas del computador son: el control del arranque, paro y velocidad de la línea, el monitoreo del
peso del material que entra a la extrusora y consecuentemente el control de la velocidad de la
extrusora para mantener un caudal constante, el control de las zonas de temperatura y
temperaturas de los diferentes materiales y la coordinación entre el sistema de medición de
espesor, la respuesta del cabezal automático y la velocidad de la línea.
Las recetas para cada tipo de película son almacenados de forma digital así como las
condiciones de operación óptimas alcanzadas. El sistema facilita las labores de control al contar
con una interfaz gráfica con el usuario de entrada y salida de datos.En la figura 3.10 se muestra
un ejemplo de un sistema completo de “Tenter Frame”.
Figura 3.10 Vista completa de un sistema de “Tenter Frame”. [8]
3.2.2 Proceso de extrusión de película plana enfriada por rodillos
En este proceso el polímero fundido pasa a través de un cabezal plano que entra en
contacto inmediatamente con un rodillo enfriado por agua, mientras que la otra cara de la película
es enfriada por aire (Figura 3.11.). El cabezal es alineado de manera que entre en contacto de
forma tangencial con la superficie del rodillo. En este caso el espesor es controlado parcialmente,
ajustando la distancia entre el cabezal y el rodillo, así como controlando la velocidad de rotación
del cilindro [1].
15
Extrusoras
.
Cabezal.
(a)
(b)
Figura 3.11 Máquina de extrusión de película plana Cast,(a) vista del cabezal y (b) embobinado.
Entre las variables de mayor importancia en este proceso está el mantener una
temperatura uniforme a lo largo de todo el cabezal, con lo cual se garantiza uniformidad de
espesores. El proceso continúa con el paso de la película a través de sucesivos rodillos enfriados
antes de llegar al control de bordes, de tensión y de embobinado.
La calidad de las películas está directamente relacionada con la uniformidad de la
temperatura adecuada del sistema de enfriamiento de los rodillos. La temperatura de la película
debe estar cercana a la temperatura ambiente, en el momento del embobinado, o ésta continuará
generando contracciones. De igual forma la tensión de embobinado debe ser la adecuada
asegurando la integridad de las bobinas [1]. Como en muchos procesos de conversión de plásticos,
la extrusión de película plana con enfriamiento de rodillos está sujeta a muchas variables
dependientes, por ello un solo defecto puede ser consecuencia de varias razones.
3.3. ADITIVOS PARA PELÍCULAS DE POLIPROPILENO
Las películas plásticas no pueden ser usadas en la industria, si antes no se le añade una
serie de aditivos para mejorar algunas de sus propiedades y brindarles otras necesarias en cada
aplicación. Los aditivos se agregan en las plantas fabricantes de resinas, durante el proceso de
elaboración; pero hay aditivos que son agregados por los convertidores durante la extrusión. En el
caso de las películas BOPP es necesario que contengan[9]:
a) Aditivos Antiestáticos: la condición apolar de los polímeros evita que la energía
estática que se genera por el proceso de producción de la película logre disiparse. Esta energía se
16
mantiene en la superficie del material y puede producir descargas eléctricas a operadores y dañar
equipos electrónicos donde el material esté siendo convertido. Generalmente, se logrará disipar
esta energía disminuyendo la resistividad de la superficie del polímero. Esto se alcanza
introduciendo agentes antiestáticos en alguna de las capas del material. La naturaleza
higroscópica de éstos, produce una capa conductiva en la superficie de la película. Este fenómeno
permite que la carga se disipe rápidamente.
b) Aditivos Anti Bloqueo: el bloqueo se define como la tendencia de dos capas de
película a unirse al entrar en contacto físico. El bloqueo tiende a aumentar con el incremento de
la temperatura y la presión. Básicamente, está determinado por las irregularidades de las
superficies. A medida que éstas se encuentran en mayor proporción, es mayor el grado de
contacto físico y por ende un mayor bloqueo. Los aditivos empleados son generalmente
minerales y sílica ya sea sintética o natural. La efectividad de cada agente antibloqueo dependerá
de la geometría y tamaño de partícula. El bloqueo disminuye a medida que se reduce el contacto
físico entre películas.
c) Aditivos Deslizantes: los agentes deslizantes están relacionados con los agentes
antibloqueo. Estos actúan introduciendo una película de muy bajo coeficiente de fricción en la
superficie de la película. Estos aditivos usualmente son mezclados en la resina, ya que presentan
una alta tendencia a migrar a la superficie de la película, donde realiza su función. En el caso del
PP, estos aditivos están compuestos de erucamide. El uso adecuado de agentes antibloqueo y
deslizantes mejoraran de forma significativa el rendimiento de las películas en el proceso de
conversión.
3.4. COEXTRUSIÓN DE PELÍCULAS
La coextrusión se puede definir como la extrusión de dos o más películas de distintos
materiales poliméricos, a través de un mismo cabezal. La película resultante es denominada
película multicapa. Para poder coextruir un material se requiere de más de una extrusora,
dependiendo de las capas de materiales diferentes deseadas ó requeridas en la película, un cabezal
diseñado para poder combinar los materiales fundidos en los lugares deseados y un sistema de
alimentación que permita abastecer al cabezal con cada una de las extrusoras (Figura 3.12.) [1].
17
Figura 3.12 Sistema de coextrusión de 3 capas [9].
La principal razón del desarrollo e implementación de la tecnología de coextrusión en
películas es el costo. La coextrusión permite preparar películas multifuncionales en un solo paso,
contrario al proceso multi etapas, reduciendo así costos mientras se mantienen las propiedades
funcionales
[2]
.Otro factor que contribuye al beneficio económico de las películas coextruidas es
la capacidad de combinar materiales costosos (Nylons, EVOH, PVdC) con poliolefinas
(HD/LD/LLDPE, PP) [10].
3.5. TIPOS DE PELÍCULAS DE PP
Tanto los PP copolímeros como los homopolímeros son usados en la producción de
películas. Las películas pueden ser no orientadas, uniaxialmente orientadas y biaxialmente
orientadas. Las resinas con MFI entre 2-8 g/10 min. son generalmente empleados en las películas
[1]
.
3.5.1. Películas no orientadas
Las películas de PP no orientadas se pueden producir mediante la extrusión de película
plana o mediante la extrusión de película tubular. Las películas no orientadas son muy flexibles y
son fácilmente sellables. Éstas exhiben una gran estabilidad térmica, bajo módulo de flexión,
excelente resistencia a la penetración, excelente resistencia al impacto, baja permeabilidad a la
humedad, pero una deficiente barrera a los gases, como oxígeno y dióxido de carbono, perfumes
y aceites. La claridad de las películas con el uso de copolímeros al azar es moderada y está
fuertemente sujeta a las condiciones de procesamiento. Debido a que sus propiedades físicas son
18
balanceadas, es una película de fácil procesamiento. Las aplicaciones más comunes son [1]:bolsas
de pan, empaques de franelas, camisas, bolsas plásticas, capacitores eléctricos.
3.5.2. Películas orientadas “Cast Film”
Las películas orientadas son producidas generalmente mediante el proceso de extrusión
de película plana con rodillo enfriado con agua, o mediante el proceso de extrusión de película
plana enfriada con baño de agua. Estas películas se caracterizan por poseer una orientación en
sentido longitudinal (MD). Las propiedades físicas de estas películas dependen del grado de
orientación alcanzado, y puede poseer distintas propiedades superficiales en cada lado de la
película
[1]
. Las propiedades más resaltantes de las películas de polipropileno orientado (Cast)
son: transparencia, brillo, alta resistencia en tracción.
Las películas Cast de PP son tres veces más rígidas y fuertes que las películas de
polietileno de baja densidad. La fragilidad es un problema a bajas temperaturas con el uso del
homopolímero, pero puede ser solucionado empleando copolímeros. La resistencia a la grieta, al
impacto, a la penetración, al desgarre es buena, pero una vez iniciada, la resistencia disminuye
apreciablemente. Este fenómeno, que ocurre con el desgarre, es empleado para facilitar la
apertura de empaques [1].
3.5.3. Películas biorientadas (BOPP)
Las películas de BOPP son producidas mediante la extrusión tubular, la extrusión tipo
secuencial “Tenter Frame” y halado simultáneo. Las películas BOPP son orientadas
mecánicamente en ambas direcciones tanto, longitudinal como transversal. La biorientación de
películas PP genera mejoras en propiedades como
[1]
: dureza, rigidez, propiedades ópticas,
resistencia a los aceites y grasas, barrera al vapor de agua. Las propiedades mecánicas mejoran
considerablemente en el sentido de orientación. Este incremento es resultado de los enlaces
covalentes entre los carbonos de la cadena principal de polipropileno; la orientación aumenta el
número de cadenas alineadas aumentando así el número de enlaces [1]. La permeabilidad en las
películas BOPP disminuye a medida que aumenta la orientación, al incrementarse la estructura
cristalina se aumenta la dificultad de las moléculas de atravesar éstas estructuras.Desde los
inicios de la orientación de la película de PP, los nuevos desarrollos en éstas han buscado resolver
19
sus deficiencias. Las limitaciones inherentes de PP homopolímero han sido la no sellabilidad,
altos coeficientes de roce y la generación de estática. Estos problemas han sido resueltos
mediante el uso de aditivos especiales en las resinas, la coextrusión de multicapas con otros
materiales (copolímeros y terpolímeros de PP), laminación entre otros [2].
Las películas orientadas o biorientadas pueden producirse con cuatro categorías de
material: homopolímero, copolímero, terpolímero y resinas modificadas
[2]
. La selección de la
resina dependerá de la aplicación final del producto. Por ejemplo, los copolímeros y terpolímeros
son empleados en coextrusión, como capa sellante, propiedad que no posee el PP homopolímero.
Por otra parte las resinas modificadas, son empleadas pera mejorar las propiedades de barrera de
la película. Las películas PPBO pueden opacas para aplicaciones especiales. Estas se forman
dosificando pequeñas cantidades de un master Bach perlado en el homopolímero. La opacidad
formada es consecuencia así del aire atrapado en cavidades dentro del material. De igual manera
es posible la metalización de las películas, en un proceso posterior, con lo que se logra una alta
propiedad de barrera.
3.6. IMPORTANCIA Y APLICACIONES DE LAS PELÍCULAS DE BOPP Y CAST
Las películas de PP son uno de los más versátiles materiales de empaque. Son
económicas como consecuencia de su baja densidad y están remplazando a otros materiales,
como polietileno, policloruro de vinilo, poliéster, en aplicaciones de empaque. Aproximadamente
el 90% de los empaques plásticos son usados en aplicaciones alimenticias [1].
A nivel de máquinas, éstas han sido modificadas por el continuo crecimiento de la
demanda del producto; hoy en día es posible obtener líneas que corren a altas velocidades sin
producir rupturas. Actualmente existe en el mercado maquinaria de un ancho superior a los ocho
metros. La producción de PPBO ha aumentado de forma exponencial en la última década, y el
crecimiento se espera se mantenga en un 8% anual. La película de BOPP se caracteriza
principalmente por su baja densidad (900 Kg/m3), menor a cualquier termoplástico comercial,
esto permite un mayor rendimiento del material, que se traduce en un metraje mayor por
kilogramo de material empleado. Otro aspecto importante es su alta resistencia mecánica y
estabilidad dimensional, buena resistencia al contacto con sustancia como aceites, grasas
vegetales, minerales, así como su facilidad para la impresión, previo tratamiento. La alta barrera
20
del material, es otra propiedad muy importante; esto junto con la facilidad para la laminación,
coextrusión con materiales de distintas características y la metalización etc., lo hacen una película
idónea para el almacenaje de productos alimenticios por largos períodos de tiempo. Son estas
características las que han permitido a la película de BOPP conquistar un puesto importante en el
campo de los empaques flexibles. Las películas de BOPP pueden ser empleadas en una gran
diversidad de aplicaciones en el campo de los empaques flexibles, por ejemplo: empaque de
cigarrillos, laminación con PEBD, PET, CAST PP, empaque de galletas, jabón en barra, azúcar,
pasta, granos, cintas adhesivas, etiquetas, etiquetas de refrescos, empaque metalizados.
3.7 LA EMPRESA
La empresa venezolana Teleplastic C.A., se encuentra en Guatire, Edo. Miranda,
Venezuela. Es una de las compañías de mayor importancia en la industria del plástico en nuestro
país, siendo la mayor productora de películas para empaques. Cuenta con un personal altamente
calificado, que llega a las 300 personas y con una infraestructura que comprende:
 35.000 m2 en 12 galpones industriales; edificio de oficinas de 2.400 m2.
 Un (1) Laboratorio de Control de Calidad.
 Dos (2) líneas de PP biorientado “BOPP”.
 Una (1) línea de polipropileno mono orientado “Cast Film”.
 Una (1) línea para metalizado de películas.
 Cinco (5) sopladoras de envases para aceites lubricantes (galones y botellas).
 Catorce (14) máquinas de inyección, con capacidad para fabricar piezas hasta de 6 Kg.
 Nueve (9) sopladoras de bidones (208 litros).
Las películas BOPP y Cast son productos de alta demanda, debido a que son la materia
prima para gran variedad de artículos como: empaques de alimentos laminados o no, fabricación
de cinta adhesiva, etiquetas, envoltorio de diversos productos tales como cajetillas de cigarrillos y
flores, etc. Cada aplicación requiere de propiedades específicas, como por ejemplo los empaques
de alimentos requieren ser termosellables, motivo por el cual Teleplastic produce películas con
propiedades características según su uso final. Las diferencias entre cada película se determinan
según la siguiente nomenclatura: O, C y T; que significan orientada en dirección longitudinal y
transversal, coextruída y tratada superficialmente respectivamente. Las películas M son la base
21
para obtener películas metalizadas y son OCT, pero prácticamente sin aditivos. Las siglas OCT
acompañadas por otras letras determinan propiedades adicionales, es así como las siglas S, P, R P
y M de: OCTS, OCTP, OCTR, POCT Y MOCT significan películas de alta velocidad, empaque
de pastas, laminación, perlada, y metalizada respectivamente. Las propiedades varían
dependiendo de cada aplicación, como por ejemplo rango de sellado, coeficiente de fricción,
capacidad de ser impreso, perlada (película de color blanco) y metalizada Las películas CAST no
son biorientadas, presentan las siglas CT pero son coextruidas y tratadas. La producción de cada
línea de película se hace en diferentes espesores que van desde 20 micras (µm) hasta 40 µm.
La empresa Teleplastic C.A cuenta con un laboratorio de control de calidad que se
encarga de aplicarle a las películas los ensayos necesarios para garantizar que el producto pueda
ser ofrecido a los clientes con excelentes niveles de calidad. Los ensayos realizados son
específicos para cada familia de película a controlar (BOPP, Cast, Stretch). Las muestras son
tomadas de los rollos madre justo después de su completo embobinado.
Los ensayos aplicados son los siguientes:
1.
Apariencia de la película.
2.
Conteo de Geles (TELEPLASTIC).
3.
Retracción Lineal (TELEPLASTIC).
4.
Coeficiente de fricción estático y dinámico (ASTM D 894[11]).
5.
Temperatura de sellado (TELEPLASTIC).
6.
Resistencia de sellado (TELEPLASTIC).
7.
Resistencia de sellado en caliente (Indesca 117)
8.
Tratamiento de Corona, capa externa (ASTM D2578 [12]).
9.
Propiedades Mecánicas (Método).
a) Propiedades Tensiles (ASTM D882 [13]).
b) Resistencia al Desgarre (ASTM D1922 [14]).
10.
Propiedades Ópticas
a) Opacidad (ASTM D1003 [15]).
b) Brillo (ASTM D2457 [16]).
c) Nublación “haze” (ASTM D1003 [15]).
d) Indice de Color (ASTM E313 [17]).
22
11.
Permeabilidad al Vapor de Agua (ASTM F1249 [18]).
12.
Permeabilidad al Oxígeno (ASTM D3985 [19]).
13.
Pruebas de Estática (ASTM F 365 [20]).
3.8 JUSTIFICACIÓN
La presencia de nuevos competidores en el mercado nacional de películas de BOPP y
Cast, junto con el desarrollo de nuevos tipos de películas, fomenta y justifica la realización del
proyecto por parte de la empresa Teleplastic. El propósito principal del estudio es establecer
virtudes y deficiencias de las películas Teleplastic con respecto a la competencia y establecer
puntos de referencia en cuanto a las propiedades de película buscadas en el mercado y ante
posibles deficiencias proponer acciones correctivas a nivel de procesos y materias primas. Este
proyecto permitirá mantener a la empresa Teleplastic en una mejora constante para lograr
mantenerse como líder del mercado nacional y penetrar de forma acertada nuevos mercados en el
continente. Este proyecto cuenta con el apoyo de las gerencias de control de calidad así como de
la gerencia de mercadeo de la empresa Teleplastic. Se realizaron un aproximado de trece (13)
ensayos de las distintas propiedades de las películas de Teleplastic y de sus competidores
colombianos, chilenos y ecuatorianos. Se contó con el apoyo de Propilven, Coramer e Indesca en
pruebas de resistencia al sellado en caliente “Hot Tack”, permeabilidad al oxígeno, permeabilidad
al vapor de agua e índice de blancura. Con esta iniciativa Teleplastic garantiza la actualización de
sus cartera de películas, proveyendo al mercado nacional de productos de calidad y prestaciones
de igual o mayor calidad a sus competidores latinoamericanos.
3.9 ANTECEDENTES
No se ha realizado con anterioridad ningún tipo de estudio comparativo de las películas
de Teleplastic con sus competidores. En el año de 1994, Camargo y Hernández realizaron un
estudio del tratamiento superficial por descarga de corona en películas de BOPP, con el que se
buscó determinar el efecto del tratamiento de corona en las películas de BOPP y analizar su
influencia en las propiedades ópticas, estáticas y COF. El estudio concluyó que el tratamiento de
corona introduce especies polares y genera micro rugosidades en la superficie, de igual forma, se
determinó que excesivos voltajes durante el tratamiento, no generan aumentos en la tensión
superficial de la película y propician la degradación del material y el aumento de la migración de
23
los aditivos hacia la superficie de la película. En marzo del 2000, Capozzolo realizó un estudio
del efecto del agente de acoplamiento tipo titanato en las propiedades de las películas de BOPP
neutras para metalizar y metalizadas, con el objetivo de evaluar el desempeño del aditivo sobre
las propiedades físico-químicas, ópticas y mecánicas de las películas. No se encontraron mejoras
en ninguna propiedad en las películas aditivadas, sin embargo, el agente de acoplamiento
favoreció la producción de especies activas (grupos polares) sobre la superficie de la película. En
abril del 2000, Garibotto estudió la incorporación de material recuperado en las películas de
BOPP, con el objeto de determinar la posibilidad de incorporar material reciclado en la capa
central de la coextrusión y determinar el efecto sobre las propiedades de la película. Los
resultados arrojaron que es posible emplear un 5% de material reciclado en las películas de BOPP
sin desmejorar las propiedades de la película, además determinaron que las propiedades ópticas
son desmejoradas con el aumento del porcentaje de material reciclado, el COF estático y
dinámico son dependiente de igual forma de este porcentaje. La retracción lineal en ambos
sentidos de la película disminuye y la elongación a la ruptura aumenta con el incremento del
material reciclado en la capa central de la película.
24
CAPÍTULO IV
MARCO METODOLÓGICO
A continuación se presenta la metodología empleada para llevar a cabo este proyecto, la
cual se inicia principalmente con la realización de ensayos de las diversas propiedades de
películas BOPP y Cast tanto de Teleplastic como de sus competidores. Estas propiedades fueron
comparadas entre sí y respecto a los puntos de referencia establecidos.
4.1 BÚSQUEDA BIBLIOGRÁFICA
El estudio se inició en el laboratorio de control de calidad de la empresa Teleplastic, a
través de un curso de inducción relacionado con los procedimientos a seguir a la hora de llevar a
cabo las pruebas de calidad realizadas a los productos fabricados. En esta etapa se llevó a cabo la
familiarización con los distintos equipos y técnicas aplicadas, así como con las características de
los distintos productos. Se tuvo acceso a los manuales de procedimiento del laboratorio de control
de calidad con lo que se logró un acertado conocimiento de las técnicas e importancia de las
pruebas. Posteriormente, se observó el material informativo de las materias primas con el fin de
conocer las propiedades físicas y químicas de las resinas empleadas así como su importancia en
el producto final.
La revisión bibliográfica comenzó en la empresa, a partir de los estudios realizados
anteriormente, manuales de procedimiento y el “know how” de los procesos productivos. Se
realizó una revisión bibliográfica en las bibliotecas del Instituto Venezolano de Investigaciones
Científicas (IVIC) y de la Universidad Simón Bolívar (USB), así como una extensa revisión, a
través de Internet, de los productos y hojas técnicas ofrecidas por la competencia directa
latinoamericana, quienes constituyeron parte primordial del estudio. Por último, se asistió a un
curso de BOPP dictado por Coramer a los empleados de Teleplastic, como parte del
mejoramiento continuo de su personal. De esta fase inicial del estudio, se determinó como se
debía conducir la investigación, así como posibles explicaciones de los resultados encontrados
durante la misma.
25
4.2 FAMILIARIZACIÓN CON LA EMPRESA Y SUS PROCESOS
Las primeras semanas del estudio en la empresa, no sólo se realizó la revisión
bibliográfica; de forma paralela, se conoció el proceso productivo de las líneas de BOPP así
como el de película Cast. De manera integral, se estudió, a partir de la información disponible, las
distintas etapas de producción. Esto fue complementado con repetidas visitas a todo el proceso de
producción, desde el montaje de la línea, pruebas en el laboratorio de control de calidad, el corte
y almacenamiento de las bobinas para su posterior venta. Esta práctica permitió conocer el
producto, así como el funcionamiento de otros departamentos, logrando obtener una visión más
amplia de las claves que permiten a la empresa una producción diaria de productos de manera
eficiente.
4.3 PROCESO DE SELECCIÓN DE LAS MUESTRAS DE TELEPLASTIC
La empresa Teleplastic cuenta en su portafolio de productos con películas específicas
para cada aplicación. Cada una de estas películas posee una formulación, aditivación y materias
primas específicas dependiendo de su uso final. La selección de las películas se basó en aquellas
que produce Teleplastic y en tipo de aplicación final de cada una de ellas. Se dividió el estudio de
las películas en: películas para empaques automáticos, película de coeficiente de fricción
controlado, películas para cintas adhesivas, película metalizada, película perlada y película de
Cast. La empresa Teleplastic emplea la siguiente terminología para estas películas: OCTS,
OCTP, OT, MOCT, POCT y Cast respectivamente. Los espesores seleccionados fueron aquellos
de mayor volumen de venta de Teleplastic (Tabla 4.1.). La selección de estas películas abarca
todos los mercados donde la empresa Teleplastic ofrece productos. Con ello se garantiza el
alcance y profundidad del proyecto.
Tabla 4.1 Tipos de Películas estudiadas.
Películas
Empaques Automáticos.
Laminación, coeficiente de fricción controlado.
Cintas adhesivas.
Metalizado.
Perlado.
Cast.
Espesor (µ)
25
25
25
20
30
25
26
4.4 PROCESO DE SELECCIÓN DE LOS COMPETIDORES
El proceso de selección de los competidores respecto a los que se realizarán las
comparaciones, se efectuó en consulta con los principales clientes de Teleplastic. Se
seleccionaron aquellos que compiten directamente con las películas en estudio, es decir, que
presentan las mismas aplicaciones finales. Las empresas seleccionadas para realizar el estudio se
encuentran ubicadas en Latinoamérica (Teleplastic se reserva el derecho a publicar sus nombres).
4.5 PROCEDIMIENTO DE TOMA DE LAS MUESTRAS
Las muestras fueron tomadas de las bobinas madres y de bobinas ya cortadas, en el caso
de Teleplastic y los competidores respectivamente. La obtención de la muestras de los
competidores se realizó a través del departamento de mercadeo, planificando visitas a las
empresas que compran y utilizan películas importadas. Es de suma importancia el método en que
éstas fueron tomadas, pues el contacto con las manos y agentes del medio externo pueden
contaminar las películas modificando las propiedades superficiales de las mismas. El
procedimiento que se llevó a cabo fue, realizar un corte del ancho total de la bobina utilizando un
exacto, para de esta forma, tomar unos cuantos pliegues del material garantizando la no
contaminación de los pliegues internos de la película. La toma de muestras de los productos de la
competencia se llevó a cabo con los mismos espesores de las películas de Teleplastic.Una vez
tomadas las muestras, fueron llevadas al Laboratorio de Control de Calidad donde se le aplicaron
todos los ensayos correspondientes.
4.6 PREPARACIÓN DE LAS MUESTRAS
Luego de obtener las muestras, fueron trasladadas al laboratorio de control de calidad
para la evaluación de los ensayos mecánicos, superficiales, ópticos y otros. La preparación de las
muestras comienza con el corte de la muestra en tamaños denominados “testigos” de donde,
posteriormente, se extraen las probetas a usar en cada uno de los ensayos (Figura 4.1.)
27
Figura 4.1 Preparación de las muestras para el análisis de las propiedades finales de las películas, (a) propiedades
tensiles, resistencia y temperatura de sellado, retracción lineal, (b) COF, tensión superficial, (c) COF, (d) brillo,
nublación, barrera, (e) desgarre.
4.7 PROPIEDADES ESTUDIADAS
El laboratorio de control de calidad tiene como tarea verificar las propiedades de las
películas producidas. En su mayoría las pruebas fueron realizadas en el laboratorio de control de
calidad de Teleplastic, sin embargo se contó con la colaboración de Indesca, Propilven y Coramer
en la realización de los ensayos de resistencia al sellado en caliente “Hot Tack”, permeabilidad al
oxígeno, permeabilidad al vapor de agua e índice de blancura. Las propiedades a medir dependen
del tipo de película (Neutra, Perlada, Metalizada, Cast), (Tabla 4.2.).
Otras
Ópticas
Superficiales
Mecánicas
Tabla 4.2 Propiedades evaluadas a las distintas películas de BOPP y Cast.
Propiedad
Carga a ruptura
Módulo Elástico
Elongación a Ruptura
Resistencia al Desgarre
Coeficiente de Fricción
( 2 y 24 horas)
Tratamiento (Cara Externa)
Temperatura de Sellado
Resistencia de Sellado
Resistencia de Sellado en
caliente ““Hot Tack””
Brillo
Nublación “haze”
Opacidad
Densidad Óptica
Índice de Blancura
Retracción Lineal
Permeabilidad al Vapor de
Agua(38°C/90%HR)
Permeabilidad al Oxígeno
(25°C/0%HR)
Método
ATSM D882
ATSM D882
ATSM D882
ASTM D1922
Unidad
Kgf/mm2.
Kgf/mm2.
Kgf/mm2.
g.
ASTM D1894
______
ASTM D2578
TELEPLASTIC
TELEPLASTIC
dinas/cm.
ºC.
g/cm.
Indesca 117
g/cm.
ASTM D 2457
ASTM D 1003
ASTM D 1003
TELEPLASTIC
ASTM E 313:
TELEPLASTIC
%.
%.
%.
%.
ASTM F 1249
(G/m2/d).
ASTM D 3985
(cc/m2/d).
%.
28
4.7.1 Propiedades Mecánicas
(a) Ensayos de propiedades tensiles: los ensayos de propiedades tensiles fueron
realizados en un equipo de ensayos universales marca Thwing Albert, modelo EJA SERIES
1750-2002 (Figura 4.2.). Ésta se encuentra conectada a un procesador Pentium IV, con sistema
operativo Windows XP. La data es registrada por el programa MAP versión 3.0 (Motion Analysis
Presentation). El MAP contiene sub.-programas para cada ensayo, donde tiene configurado las
condiciones de cada ensayo y arroja los resultados solicitados por el usuario. Las muestras son
cortadas con una guillotina marca Thwing Albert modelo 1-10 (Figura 4.3), con la finalidad de
realizar cortes sin imperfecciones en los bordes, de 25,4 mm. de ancho.
Figura 4.2 Equipo de ensayos universales
Figura 4.3 Guillotina
Los cálculos arrojados para determinar las propiedades tensiles están basados a la norma
ASTM D882, método para determinar las propiedades tensiles de materiales plásticos con
espesores menores a 1 mm. Los ensayos fueron realizados tanto en sentido longitudinal como
transversal. La tabla 4.3 muestra las condiciones del ensayo. La figura 4.4 muestra las curvas
características del ensayo, en sentido longitudinal y transversal, describiendo los puntos que
arroja el programa.
Tabla 4.3: Condiciones del ensayo de propiedades tensiles
Condición
Valor
Valor
Dirección
MD
TD
Ancho de la
25,4
25,4
Probeta Separación
mm 50
mm 50
Velocidad del
entre mordazas
mm. 500
mm 50
ensayo
Celda de Carga
mm/min
1000
mm/min
1000
N
N
29
Esfuerzo a Ruptura
Esfuerzo a Ruptura
Elongación a Ruptura
Elongación a Ruptura
Módulo Elástico
Módulo Elástico
(a)
(b)
Figura 4.4 Curva Carga-Posición representativa del ensayo de propiedades tensiles para películas en sentido (a)
longitudinal y (b) transversal.
a) Carga a Ruptura: se define como el valor de la carga que resiste la película antes de romper.
b) Módulo Elástico: se define como la resistencia que opone el material a ser deformado.
c) Elongación a Ruptura: se define como el porcentaje de elongación de la película justo antes de
romperse.
(b) Resistencia al Desgarre: este ensayo determina la fuerza para propagar una grieta
realizada en dirección MD (dirección de extrusión) a través de la película de determinadas
dimensiones (Figura 4.5.), rasgándola en el sentido MD.
Se basa en el método ASTM D1922. Se realizaron 21 ensayos por película, ya que el
mismo arroja un 20% de error. Para medir esta propiedad se usa un equipo llamado Elmendorf,
marca Thwing Albert, modelo USA 19154 (Figura 4.6), el cual es un péndulo que trabaja por
fricción. La lectura del valor es realizada por una varilla y la unidad de medición es en gramos.
Figura 4.5 Equipo usado para medir resistencia al
desgarre.
Figura 4.6 Dimensiones de la probeta usada para medir la
resistencia al desgarre.
30
4.7.2 Superficie
(a) Tensión Superficial: este ensayo determina la capacidad de la película de adhesión e
impresión sobre la superficie. Se basa en el método ASTM D2578, y el ensayo se realiza en
ambas caras de la película. Se determina el grado de tratamiento superficial de la película en
dinas/cm. Se sigue el patrón para comprobar que el tratamiento sea uniforme, por otro lado en la
cara no tratada se verifica el cotratamiento o presencia de líneas de mayor tensión superficial
(Figura 4.7.).
Figura 4.7 Patrón seguido para verificación del tratamiento superficial, tintas empleadas.
(b).Coeficiente de Fricción (COF): el COF se define como la fuerza que se opone al
movimiento de una superficie sobre otra. El COF está relacionado con la adhesividad del
material, aditivos y la superficie final. Se basa en el método de la norma ASTM D1894, se miden
tanto el COF estático como el dinámico, de ambas caras de la película, Tratada y no Tratada. El
COF es medido entre dos películas. Para medir esta propiedad se emplea un equipo marca
Thiwing-Albert, modelo 225-200 (Figura. 4.8.).
Figura 4.8. Medidor de COF.
31
(c) Temperatura de Sellado: a partir de este ensayo se determina el umbral de sellado
(Temperatura) en la película coextruída. El ensayo se realiza en ambos lados de la película
(Tratado y No Tratado), Teleplastic se reserva el derecho a revelar el método. Se emplea una
selladora Sentinel modelo 24AS6 (Figura 4.9.).
Figura 4.9.Selladora.
(d) Resistencia de Sellado: se determina la resistencia de sellado. Este método se basa en
la norma COVENIN 837, donde se calcula la resistencia al sellado (R.S) en g/cm., según la
ecuación 1, donde F es la fuerza leída del dinamómetro en (daN.), 2,54 es el ancho de la muestra
en cm. y 1000 parámetro de conversión. La resistencia es medida del lado no tratado de la
película.
R.S: Fx 1000/ 2,54
Ecuación 1
(e) Resistencia al Sellado en Caliente “Hot Tack”: es la resistencia al sellado entre dos
superficies de la película inmediatamente luego de que el sellado se ha realizado y antes de que
éste se enfrie a temperatura ambiente. Este ensayo fue realizado por Indesca, según la norma
Indesca 117, utilizando un equipo medidor de sellabilidad, marca “Hot Tack”, modelo Top Wave.
4.7.3 Propiedades óptica
(a) Nublación “Haze”: es el porcentaje de luz transmitida, capaz de atravesar una
película plástica y ser desviada más de 2.5º del haz de luz incidente. El “haze” es causado por
imperfecciones en la superficie y la no homogeneidad. El método usado está basado en la norma
ASTM D1003. Se usó un medidor de opacidad “Haze Meter” marca BYK Gardner, modelo XL-
32
211 (Figura 4.10.). Por otro lado, la opacidad se describe como el porcentaje de luz que no logra
atravesar a la película, ésta es determinada únicamente en películas perladas.
Figura 4.10. Medidor de opacidad
(b) Brillo: es el porcentaje de luz del haz incidente, que es reflejado en un ángulo igual
al del rayo incidente. Se puede definir como la medida de la capacidad de la superficie de reflejar
un haz de luz incidente. Este experimento está basado en la norma ASTM D2457, la película se
coloca sobre una superficie oscura y sobre ella se monta el equipo el cual arroja el valor del
brillo. El equipo usado es un medidor de brillo a 45°, marca Pacific Scientific, modelo Glossgard
II (Figura 4.11.).
Figura 4.11. Medidor de brillo “glossmeter”.
(c)Densidad Óptica: este ensayo comprueba el nivel de aluminio depositado sobre la
película y se realiza a películas metalizadas. Se define como el porcentaje de luz que logra
atravesar la película y se corrobora la homogeneidad del metalizado en la película. Para ello se
emplea un densitómetro óptico marca IHARA modelo IHAC-T5 (Figura 4.12.).
33
Figura 4.12. Densitómetro óptico
(d) Determinación de Color: este ensayo mide el nivel de índice de color, según la
norma ASTM E 313:2005. Se realizó a las películas perladas para determinar el índice de
blancura, se emplea un equipo para la determinación del color, marca HunterLab, modelo D25PC2. Este ensayo fue realizado por Indesca.
4.7.4. Otras Propiedades
(a)Retracción Lineal: con este método se determina la estabilidad dimensional de la
película. La empresa se reserva el derecho de revelar el método.
(b) Cálculo Densidad: la densidad del material perlado o cavitado se calcula de forma
tal de verificar que el material cumpla con las especificaciones. Teleplastic se reserva de revelar
el método.
(c) Permeabilidad al Vapor de Agua: este ensayo describe la tasa de vapor de agua en
un ambiente saturado, que permea a través de la película hacia un ambiente seco del otro lado de
la película. Este método está establecido en la norma ASTM D 1434-82.
(d) Permeabilidad al Oxígeno: este ensayo describe la tasa de paso de oxígeno que
permea a través de la película por unidad de tiempo bajo condiciones de ensayo. Este método está
establecido en la norma ASTM D 3985-81.
(e) Estática: este ensayo es de tipo comparativo y se determina la presencia de agentes
antiestáticos en la película. Este ensayo se realiza a través del método establecido en la norma
ASTM F65. Para ello se emplea un medidor de estática Static Honestmete, modelo S’5109,
34
marca Shishido Electrostatic, LTD, y un registrador TOA Electronic LTD modelo EPR-111ª
(Figura 4.13.).
Figura 4.13. Medidor de estática
4.8 PROCEDIMIENTO PARA ESTABLECER EL PUNTO DE REFERENCIA DE LAS
PELÍCULAS
El desarrollo de este proyecto es en esencia una comparación. Para poder lograr esto es
necesario establecer un nivel de referencia para comparar. El nivel real de profundidad de este
proyecto dependerá del alcance del punto de referencia asignado.
El procedimiento llevado a cabo para establecer el punto de referencia o nivel a donde se
desea llegar, se realizó mediante cuestionarios (Apéndice A). Los cuestionarios son herramientas
de recopilación de datos eficaces. Se desarrollaron seis (6) cuestionarios asignados a cada tipo de
película estudiada. En estos se preguntó la importancia de las distintas propiedades de las
películas (mecánicas, superficie, ópticas, otras), de manera de establecer una jerarquización de
éstas. Adicionalmente, se pidió que se asignaran los valores esperados, en las distintas películas,
de las propiedades estudiadas y la razón de su selección. El universo de encuestados fue
conformado por fuentes internas, personal de investigación y personal de calidad de los clientes
de Teleplastic. La tabla 4.4 muestra de forma detallada el universo estudiado.
Tabla 4.4 Universo de encuestados.
Universo
Número de personas.
Gerentes de Teleplastic
4
Clientes (Expertos Técnicos)
5
Personal de Investigación (Coramer, Indesca)
6
35
El punto de referencia será establecido por los datos aquí recolectados. De esta forma,
una vez iniciada la comparación se podrá definir la posición real de las películas de Teleplastic,
con sus competidores y con las necesidades reales esperadas del mercado venezolano.
Estos puntos permitirán reconocer las necesidades de nuestros clientes y a partir de
éstas, evaluar la situación actual de las películas de Teleplastic y de sus competidores. A partir de
aquí se podrá, en caso de ser necesario, establecer planes de acción correctivos de las deficiencias
encontradas.
36
CAPITULO V
RESULTADOS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS
La discusión de los resultados se realizará de la siguiente manera: inicialmente se
establecerán los puntos de referencia o valores buscados de las distintas propiedades de las
películas; a partir de las respuestas emitidas por expertos y clientes en esta área. A través de estos
resultados y de los ensayos realizados se establecerán las comparaciones de las películas de
Teleplastic con las películas de sus competidores. Las comparaciones se realizarán con base en el
tipo de película: de bajo coeficiente de fricción para máquinas empaquetadoras de alta velocidad,
de coeficiente de fricción controlado, cintas adhesivas, metalizadas, perladas, y Cast. Se
compararán las propiedades: mecánicas, superficiales, ópticas y otras. Se definirán fortalezas y en
caso de encontrar debilidades se propondrán planes de acción correctivos a nivel de procesos y
materias primas.
Es importante señalar que las películas de BOPP son coextruídas, con tres (3) capas,
donde la capa de mayor espesor, es la central, y es generalmente un PP homopolímero, mientras
que las capas externas, de menor espesor, pueden ser PP copolímeros o terpolímeros dependiendo
de la aplicación y prestaciones buscadas. Se estudiaron un total de diez y seis (16) películas,
distribuidas en seis (6) tipos, dependiendo de su aplicación final. Por cada película estudiada, 7
muestras fueron tomadas y a cada una se le realizaron todos los ensayos correspondientes. Con
esto se garantiza que el estudio presenta resultados confiables con un porcentaje de error menor al
10% del valor obtendido para cada medicion.
5.1 PUNTO DE REFERENCIA
Los cuestionarios (Apéndice A) fueron la principal herramienta empleada para
establecer los puntos de referencia de las propiedades buscadas en las películas estudiadas. Se
empleó como herramienta de investigación, dada su característica singular para registrar
información de tipo cuantitativo y cualitativo. La construcción del cuestionario es una tarea
cuidadosa y compleja, de ella dependerá la calidad de la información recolectada y su
importancia dentro de la investigación
[22]
. La secuencia llevada a cabo para elaborar los
37
cuestionarios fue la siguiente: determinar con precisión qué tipo de información es requerida por
la empresa, seleccionar los aspectos más relevantes a estudiar, determinar el tipo de pregunta a
realizar, efectuar la primera redacción, ponerla a prueba con un grupo experimental y reelaborarla
en la edición final. El cuestionario se realizó, de esta forma, con preguntas de tipo cerrada, donde
se preguntaba que valores eran los esperados en la película para cada propiedad, de una serie de
posibles rangos. Adicionalmente, se pedía que se argumentara su respuesta, siendo esto una
pregunta abierta dentro de la encuesta, con lo que se buscaba conocer el motivo de su respuesta
anterior. Las preguntas de tipo cerrada buscaban conocer el rango de valores esperado de cada
propiedad dada su aplicación final. Con ello se lograría proponer mejoras hacia la propiedades
más importantes en cada película. De igual forma, se pidió jerarquizar las propiedades de las
películas, de esta manera, se logra conocer cuales son las propiedades más importantes en la
película dada su aplicación final. En total seis (6) películas fueron estudiadas y a cada una de
ellas se le establecieron puntos de referencia a sus propiedades.
Este cuestionario se le aplicó a personal técnico de la empresa Teleplastic, Coramer,
Indesca y a algunos clientes de Teleplastic. Los miembros escogidos para contestar los
cuestionarios son personal con años de experiencia en películas poliméricas, especialmente
BOPP y Cast, que se considera muy calificada dentro de la industria y con capacidades y
conocimientos técnicos de alto nivel. Este criterio genera que los datos obtenidos puedan
considerarse válidos, reales y confiables.
Los puntos de referencia se establecieron a partir de rangos de valores dentro de los
cuales los especialistas estiman que deban encontrarse las propiedades de las películas. Esta
información fue obtenida de los cuestionarios, donde los rangos para cada propiedad con mayor
selección fue establecida como el punto de referencia. La tabla 5.1 indica los valores obtenidos
para cada tipo de película.
38
Tabla 5.1 Puntos de referencia de las propiedades mecánicas, superficiales, ópticas y otras de las películas en
estudio.
Empaques
Cintas
Laminación
Automaticos
Adhesivas
Propiedades
Mecánicas
Carga a la Ruptura
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
2
(Kg./mm )
Elongación a la Ruptura
(%)
Resistencia al Desgarre
(g)
Superficiales
Estático
Coeficiente de Fricción
Resistencia de Sellado
Ópticas
Temperatura de Sellado
L
!14
~~~
!14
~~~
9-13
~~~
T
10-30
~~~
~~~
~~~
~~~
~~~
L
100-200
~~~
!200
~~~
100-200
~~~
T
200-300
~~~
~~~
~~~
250-350
~~~
L
250-300
~~~
"250
~~~
~~~
~~~
T
40-80
~~~
~~~
~~~
~~~
N/A
~~~
N/A
N/A
N/A
N/A
!20
LT
0.2-0.5
0.3-0.6
0.2-0.5
0.2-0.5
~~~
0.2-0.5
LT
"0.2
0.3-0.6
0.2-0.5
0.2-0.5
~~~
0.2-0.5
Estático
LNT
"0.2
0.3-0.6
0.2-0.5
0.2-0.5
"0.2
"0.2
Dinámico
LNT
"0.2
0.3-0.6
0.2-0.5
0.2-0.5
0.2-0.5
"0.2
!200
!200
N/A
100-150
!150
Dinámico
(g/cm.)
(°C)
LT
"105
105-120
N/A
~~~
~~~
~~~
(°C)
LNT
"105
105-120
N/A
"105
"150
"150
Tratamiento
dynas/cm
38-42
38-42
38-42
38-42
38-42
38-42
Brillo
(%)
!150
!150
"100
"80
N/A
50-100
Haze
(%)
"1.2
n/a
N/A
"1.2
(%)
N/A
"0.7
N/A
~~~
Opacidad
N/A
"80
N/A
N/A
Densidad Optica
(%)
N/A
N/A
N/A
N/A
2.0-2.5
N/A
Retracción Lineal
Otras
Perlado Metalizado Cast
Permeabilidad al Vapor de Agua
(37°C/100%HR)
Permeabilidad al Oxigeno
(25°C/0%HR)
(%)
L
"8
"8
"8
"8
8-12
N/A
(%)
T
"8
"8
"8
"8
"8
N/A
N/A
~~~
"1
~~~
N/A
~~~
!300
~~~
2
(g/m /d)
~~~
(cm3/24h*m2*atm)
~~~
~~~
~~~
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, N/A: No aplica, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado
tratado, LNT: Lado no tratado.
Las películas de BOPP varían entre ellas dependiendo de la aplicación final. Es posible
encontrarlas en distintos espesores y empleadas de manera conjunta. En el caso de las películas
transparentes, es posible emplear distintos tipos de películas en aplicaciones iguales o semejantes.
Con esto último se busca explicar que las películas, especialmente las transparentes, sean
empleadas en aplicaciones para las cuales no fueron específicamente diseñadas; no obstante,
funcionan y generan un empaque que cumple con las expectativas del usuario final. Las películas
seleccionadas para el estudio son: de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad,
de COF controlado, para cintas adhesivas, perladas, metalizadas y cast. Cada una de ella posee un
mercado distintivo y una aplicación final específica. Los empaques modernos combinan muchas
de ellas donde cada una de las películas cumple con una función importante y específica. Este
hecho reafirma la importancia del estudio de cada una de ellas.
39
5.2 PELÍCULAS DE BAJO COEFICIENTE DE FRICCIÓN PARA MÁQUINAS
EMPAQUETADORAS DE ALTA VELOCIDAD
Las películas de bajo
COF están especialmente diseñadas para máquinas
empaquetadoras de alta velocidad. Estas son películas coextruídas que poseen características tales
como: una cara tratada para impresión o laminación, termosellable por ambas caras, bajo COF y
buena fuerza de sellado. Son empleadas generalmente en empaques de cigarrillos, sobre
empaques de galletas, de cajas, empaques de snacks, jabones, azúcar, granos. Para este tipo de
película se evaluó la muestra de Teleplastic con dos de sus competidores latinoamericanos (Tabla
5.2.).
Mecánicas
Tabla 5.2. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas de bajo coeficiente de fricción para
máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
Propiedades
Teleplastic Competencia B Competencia C Pto. De Referencia.
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la Ruptura (%)
Superficiales
Estático
Coeficiente de Fricción
Resistencia de Sellado
Ópticas
Temperatura de Sellado
14
12
14
!14
32
26
29,8
10-30
L
133
166
181
100-200
T
237
257
300
200-300
L
263
207
255
250-300
T
67
88
66
40-80
LT
0,41
0,23
0,33
0.2-0.5
LT
0,28
0,18
0,19
"0.2
LNT
0,37
0,3
0,36
"0.2
Dinámico LNT
0,24
0,2
0,23
"0.2
(g/cm.)
194
218
191
!200
"105
Dinámico
Estático
(°C)
LT
115
115
115
(°C)
LNT
105
105
105
!105
42
38
38-42
Tensión Superficial
(dynas/cm)
42
Brillo
(%)
113
97
148
"150
Nublación (Haze)
(%)
1,2
1,4
1,9
!1.2
8,7
6,6
8,4
!8
Retracción Lineal
Otras
L
T
(%)
L
(%)
T
Permeabilidad al Vapor
2
(g/m /d)
de Agua(37°C/100%HR)
Permeabilidad al
(cm3/24h*m2*atm)
Oxigeno (25°C/0%HR)
13,2
9,5
10,2
!8
3,0576
3,3974
4,4748
~~
494
538
507
~~
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado tratado, LNT: Lado no
tratado.
5.2.1 Propiedades mecánicas
El análisis de las películas comenzará con las propiedades mecánicas, carga a la
ruptura, módulo elástico y elongación a la ruptura. La biorientación en las películas de
40
polipropileno biorientado (BOPP) produce mejoras en las propiedades mecánicas de las películas,
tanto en sentido longitudinal como transversal. La orientación de las cadenas a nivel molecular de
las películas de PP incrementa la capacidad de cristalización del material, mejorando
considerablemente las propiedades mecánicas en el sentido de la orientación
[23]
. En la industria
del empaque, las propiedades mecánicas para este tipo de película son de gran importancia. Para
los convertidores los valores de las propiedades mecánicas deben ser las mayores posibles. Como
se observa en las figuras 5.1 (a) y (b) se indican los valores tanto en sentido longitudinal como
transversal de las propiedades mecánicas de la película de Teleplastic y la de sus competidores.
Los valores de carga a la ruptura, módulo elástico y la elongación a la ruptura son mayores en la
película C, factor muy importante para los competidores. La película de Teleplastic posee valores
en el sentido longitudinal de 14 kg/mm2, 133 kg/mm2, 263 % y en sentido transversal de 32
kg/mm2, 237 kg/mm2, 63 % en carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la ruptura
respectivamente.
(a)
(b)
Figura 5.1 Propiedades mecánicas de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad,
sentido longitudinal,(a) y transversal (b).
Las propiedades mecánicas en la película de Teleplastic cumplen con la calidad
esperada. Sin embargo, si se desea mejorar estas propiedades y superar a sus competidores,
algunas condiciones de proceso podrían ser modificadas. Las propiedades mecánicas son
directamente proporcionales al grado de cristalización alcanzado por la película. Yuksekkalayci
[24]
afirma que el grado de cristalización, la morfología del cristal y el grado de orientación de las
moléculas depende de las siguientes condiciones de proceso: temperatura de cristalización, radio
de orientación en dirección de la máquina, velocidad de la línea y radio de orientación
transversal. La temperatura de cristalización tiene un gran efecto en el grado de cristalización; un
aumento en esta temperatura genera un incremento del grado de cristalización hasta un punto
41
máximo. Un aumento en las relaciones de estiramiento, dirección máquina o transversal,
aumentan considerablemente el grado de cristalización, y con ello mejoran las propiedades
mecánicas.
Las propuestas para mejorar las propiedades mecánicas de la película deben estar
enfocadas en verificar la temperatura de enfriamiento del “chill roll” hasta determinar la
temperatura máxima de cristalización, dentro del rango de 18-32°C. Harbin Jones
[25]
afirma que
la variación de la temperatura de cristalización generará estructuras cristalinas de mayor
perfección y espesor lamelar que contribuye en el aumento de las propiedades mecánicas. Por
otra parte las relaciones de estiramiento en sentido máquina generan cambios sustancias en las
propiedades mecánicas, dado el aumento de orientación de cadenas en el sentido longitudinal. Se
debe experimentar con relaciones de estiramiento en sentido máquina entre 1:3 a 1:6 hasta
obtener un aumento de los valores de las propiedades mecánicas [26].
5.2.2Propiedades superficiales
El coeficiente de fricción (COF) es una propiedad de gran importancia dentro de los
empaques. Éste influye desde la velocidad de empaquetado hasta en la energía consumida
durante el proceso de conversión. Es un factor preponderante en la eficiencia de los procesos
posteriores de impresión y empaquetado. El COF es medible tanto del lado de la película tratada
superficialmente con energía como del no tratado. Sin embargo, el lado que se considerará será el
no tratado, justo el que se encuentra en contacto con las máquinas empaquetadoras y los rodillos
de desplazamiento en las máquinas. Este lado de la película se encuentra en contacto con partes
de la máquina y es el único que genera fricción durante el proceso de conversión. El lado tratado
superficialmente con energía no se encuentra en contacto con ninguna superficie a excepción de
los dispositivos de impresión, por lo que su COF no es influyente en el proceso general.
Esta película es específica para aplicaciones de alta velocidad dado su COF tan bajo. El
PP homopolímero tiene un COF elevado inherente a su estructura, por ello se emplean aditivos
deslizantes que generan una pequeña película sobre la superficie de muy bajo COF. Estos
aditivos mejoran las propiedades en máquina sin disminuir ninguna otra propiedad de la película
[6]
. Las películas luego de ser extruídas deben mantenerse en un proceso de maduración durante 4
días, donde se le permita a los aditivos migrar hacia la superficie. A medida que el tiempo de
42
maduración sea mayor, la migración aumenta hasta un máximo donde se obtienen los menores
valores de COF posibles de la película.
Las películas para empaquetar en máquinas de alta velocidad requieren de valores de
COF dinámicos muy bajos. El COF dinámico de la película es aquel que generará fricción
durante el proceso de conversión de las películas ya que éste se realiza en movimiento, la película
es desplazada a través de una serie de elementos para lograr su impresión. Para este tipo de
película el punto de referencia establecido para ambos COF es de valores menores a 0,2 (Tabla
5.2.). El COF estático es la fuerza requerida inicialmente para desplazar la película, mientras que
el dinámico es la resistencia que opone la película al desplazamiento. El COF estático siempre es
mayor o igual al dinámico siendo la primera posibilidad la más frecuente. En las películas para
máquinas empaquetadoras de alta velocidad el COF dinámico es el de mayor importancia,
valores bajos garantizan excelentes prestaciones en líneas de empaquetado. En la figura 5.2 se
puede observar los valores obtenidos de COF en las películas. La película con las mejores
prestaciones es la película B con un coeficiente dinámico de 0,20. La película de Teleplastic
exhibe un coeficiente dinámico levemente mayor de 0,24, mientras que la película C un valor de
0,23. Las tres películas poseen valores de COF dinámico aceptables para el tipo de película, y
estos se encuentran muy cerca de los valores establecidos como referencia. De igual forma, es
importante destacar que COF muy bajos generan problemas como pérdida de tensión y registro
de impresión en máquina durante la conversión final.
Figura 5.2 COF estático y dinámico de las películas de bajo
COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
43
5.2.3 Propiedades superficiales, temperatura de sellado, resistencia de sellado en
frío y caliente
Una característica de los empaques flexibles es su capacidad de ser sellados. El PP
homopolímero no posee esta cualidad, por ello se emplean distintos PP copolímeros y
terpolímeros en las capas externas de la coextrusión que sellan a temperaturas relativamente
bajas. El sellado en los empaques flexibles se puede realizar entre las caras no tratadas, las
tratadas y tratada con no tratada. Sin embargo, lo más común es el sellado entre las caras no
tratadas debido a la ausencia de laminación o impresión.
Es posible emplear distintos materiales en las capas externas, coextruyendo PP de menor
temperatura de sellado en la capa no tratada. La figura 5.3 indica las temperaturas de sellado para
ambas caras de las películas. Como se puede observar la temperatura de sellado, para todas las
películas en el lado tratado es de 115 °C, mientras que para el lado no tratado es de 105 °C. Los
puntos de referencia establecidos (Tabla 5.2.), son películas con temperatura de sellado por
debajo o igual a 105 °C, por ambas caras.
Figura 5.3 Temperatura de sellado de las películas de bajo
COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
La incapacidad del PP homopolímero para sellar, una vez orientado, es consecuencia del
alto grado de cristalización alcanzado por el polímero. Estas estructuras requieren de una mayor
energía para ser fundido y por ende, una mayor temperatura. Los menores grados de
cristalización, una vez orientados, alcanzados por los PP copolímeros y terpolímeros son la razón
fundamental de su uso como capas sellantes. La introducción de una pequeña cantidad de
unidades de comonómeros actuando como defectos en la cadena principal del PP disminuyen los
segmentos isotácticos generando diferentes propiedades térmicas, mecánicas y de proceso en
44
comparación con el PP homopolímero, menor temperatura de fundido, sellado y una mayor rango
de sellado. La presencia de estructuras de etileno y buteno en su cadena principal de forma
irregular, evita la cristalización del polímero, produciendo el sellado a temperaturas más bajas. A
medida que los polímeros sean más irregulares su temperatura de sellado será menor [6].
Las vías para lograr reducir la temperatura de sellado de la película de Teleplastic están
enfocadas hacia el uso de nuevas materias primas como capa sellante, de tipo PP terpolímero o un
copolímero. La resistencia de sellado en caliente “Hot Tack” como en frío son propiedades que
dependen, de igual manera, del tipo de PP empleado en las capas externas de la película. Estos
indican la fuerza de resistencia del sello antes de sufrir una ruptura; en frío, sellado a 125 °C y en
caliente justo después del sellado, éste último presenta un proceso mucho más crítico.
Las figuras 5.4 y 5.5 indican los valores obtenidos de resistencia de sellado en caliente y
frío de la película de Teleplastic y la de sus competidores. Como se puede observar la fuerza de
sellado en frío, es relativamente superior en la película B con 218 g/cm., mientras que en caliente
se observa que la película C mantiene mayores valores de resistencia de sellado en caliente, desde
los 100 °C hasta los 120 °C.
Figura 5.4 Resistencia de sellado en frío de las
películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras
de alta velocidad.
Figura 5.5 Resistencia de sellado en caliente de las
películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras
de alta velocidad.
El valor estimado como punto de referencia (Tabla 5.2.), para la resistencia de sellado en
frío es un valor mayor a 200 g/cm. La película de Teleplastic presenta valores de 194 g/cm, en
resistencia de sellado en frío y posee las peores características en resistencia de sellado en
caliente. En este renglón la película de Teleplastic posee una debilidad en comparación a sus
competidores latinoamericanos. Hoy en día muchas empresas empaquetadoras están dispuestas a
pagar el precio de resinas con mayor resistencia al sellado en caliente, que les permitan aumentar
45
sus velocidades de empaquetamiento
[27]
. Existen distintas formas de mejorar estas desventajas.
Como se explicó anteriormente, las capacidades sellantes de la película son dadas por las capas
exteriores de la coextrusión. Las características de sellabilidad y fuerza de sellado vienen dadas
por el tipo de materia prima y no por condiciones de proceso. Por ello que las propuestas van
enfocadas hacia éstas esencialmente.
Inicialmente, es conveniente modificar el espesor de la resina empleada, ya sea un PP
terpolímero o copolímero, realizar los ensayos convenientes y verificar si existen cambios
significativos en la propiedad. Para mejorar de manera considerable las propiedades de sellado es
necesario emplear otro tipo de resina. Las nuevas capacidades tecnológicas capaces de introducir
comonómeros de etileno o butano a la cadena de PP, han permitido generar materiales con una
capacidad de sellado a temperaturas mucho menores a las exhibidas por el PP homopolímero [28].
Valores altos de la resistencia al sellado junto a la temperatura de sellado baja permitirán a los
convertidores aumentar la velocidad de las líneas de producción así como garantizar la
hermeticidad de sus empaques junto con la integridad de sus contenidos.
5.2.4 Propiedades superficiales, tensión superficial
Otra propiedad superficial es la tensión superficial. El PP es un polímero apolar, no
presenta grupos polares esenciales para el anclaje de tinta, laminaciones y la metalización. Por
ello, se aplican tratamientos para oxidar la superficie de la película y generar grupos polares. Uno
de los métodos empleados es el tratamiento de corona. Este tratamiento reactiva la superficie de
la película mediante la formación de grupos polares que generan un aumento de la tensión
superficial [29].
Es complicado lograr establecer una comparación adecuada de la tensión superficial de
las películas. La efectividad del tratamiento de corona se deteriora con el tiempo. La mayoría de
la pérdida ocurre inmediatamente durante el embobinado, cuando el lado tratado de la película
entra en contacto con el lado no tratado. Adicionalmente, el contacto con el rodillo de goma y
superficies de metal pueden producir pérdidas sustanciosas del tratamiento. Altos niveles de
tratamiento pueden generar bloqueo en la película, éstas no se logran separar y ocurre una
pérdida de brillo. La migración de aditivos a la superficie de igual manera reduce la efectividad
del tratamiento [30]. La tensión superficial en las películas se garantiza únicamente por un período
46
de tiempo. La empresa Teleplastic y los fabricantes a nivel mundial garantizan el tratamiento
únicamente durante sesenta (60) días luego de la fabricación. La figura 5.6 indica el nivel
tratamiento y el tiempo estimado de extrusión de la película. El punto de referencia establecido
(Tabla 5.2.), fue entre 38 a 42 dynas/cm. La película de Teleplastic posee una tensión superficial
de 42 dynas/cm., luego de 13 días, mientras que la película B y C, 42 y 38 dynas/cm. luego de 66
y 56 días respectivamente.
Figura 5.6 Tensión superficial y días de producción de las películas
de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
Todas las películas cumplen con la meta establecida, sin embargo es una propiedad muy
subjetiva y no se puede lograr una comparación concluyente. La tensión superficial de las
películas disminuye con el tiempo, condiciones de almacenamiento, temperatura, humedad y
polvo
[31]
. Es una propiedad que depende de factores externos que pueden modificar los valores
reales de la película.
5.2.5 Propiedades ópticas, brillo y nublación
Las propiedades ópticas son fundamentales en un empaque. En películas transparentes
son: el brillo y la nublación “haze”. La primera es la capacidad que tiene la película de reflejar la
luz a 45°, mientras que el “haze” es la cantidad de luz que atraviesa la película sin ser desviada. A
medida que el valor de “haze” sea menor la película será mas transparente. La tabla 5.2 indica los
puntos de referencia establecidos para ambas propiedades, donde se establece un brillo mayor a
150 % y un “haze” menor a 1,2 %. Las figuras 5.7 (a) y (b) indican el “haze” para las distintas
películas.
47
(a)
(b)
Figura 5.7 (a) Nublación “haze” y (b) brillo de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
velocidad.
La película de Teleplastic presenta el menor valor de “haze” con 1,2% mientras que la
películas B y C, 1,4 y 1,9% respectivamente. La película de Teleplastic exhibe la mayor
transparencia. Por otro lado la película C es la más brillante con un 148 %, seguida de la de
Teleplastic con un 112 % y por último, la película B con un 97 %.
La película de Teleplastic posee un porcentaje de brillo por debajo del punto de
referencia establecido (Tabla 5.2.), y de la película C. Para mejorar esta propiedad en la película
es posible modificar algunas variables del proceso. El brillo depende esencialmente del
porcentaje de cristalización de la película, un mayor brillo se observa en películas con menor
grado de cristalización. Las propuestas de mejoras están enfocadas a condiciones de procesos.
Schael
[32]
afirma que el aumento de la temperatura del fundido genera una degradación del
material durante la extrusión; que produce una superficie más uniforme con un brillo mayor, de
igual forma comenta que la disminución del porcentaje de cristalinidad es la forma más efectiva
de aumentar el brillo en la película; es posible reducir el porcentaje de cristalización
disminuyendo la temperatura del “chill roll”, aumentando la presión de contacto de la película y
aumentando la presión de aire del sistema. A medida que se mejora el contacto, el enfriamiento
es más eficiente, la cristalinidad disminuye, y el tamaño esferulítico es menor.
5.2.5 Otras propiedades, retracción lineal
Una característica que deben poseer las películas en el momento de la conversión final
es una estabilidad térmica dimensional. Esta propiedad es denominada retracción lineal de la
película y es el porcentaje de encogimiento que sufre la película a una temperatura y tiempo
establecido. La figura 5.8 indica los porcentajes de retracción para las películas. Una menor
48
retracción lineal de la película se traduce en una mayor estabilidad dimensional y es esto
justamente lo deseado en este tipo de película (Tabla 5.2). El punto de referencia establecido
(Tabla 5.2.), indica retracciones lineales menores al 8 %.
Figura 5.8 Retracción lineal en sentido longitudinal y transversal de las
películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
La película de Teleplastic presenta la mayor retracción lineal entre las películas
comparadas, lo que la ubica en una posición desventajosa. La retracción lineal de una película
está directamente relacionada con la relajación de esfuerzos en la misma luego de los sucesivos
estiramientos realizados para orientarla. Si estos esfuerzos no son eliminados o disminuidos de
manera eficiente luego del enfriamiento final, un aumento posterior de la temperatura a niveles
cercanos a la temperatura de cristalización, generará una retracción
[6]
. Existe una relación
proporcional entre el porcentaje de cristalización y las propiedades mecánicas de la película. A
medida que se induce una mayor orientación las propiedades mecánicas aumentan al igual que la
retracción lineal, dado la gran cantidad de esfuerzos residuales. Para no comprometer las
propiedades mecánicas y lograr disminuir los porcentajes de retracción, las zonas de relajación de
esfuerzos ubicadas en la parte final del horno se deben mejorar ya sea aumentando su eficiencia,
la temperatura o como afirma Ajji [33] disminuyendo la velocidad de la línea.
5.2.6 Otras propiedades, propiedades de barrera
La capacidad de las películas plásticas de impedir la penetración de gases extraños a
través de ella está determinada por sus propiedades de barrera. El proceso, como la película es
penetrada por los gases, consta de varias etapas. Inicialmente, una de las caras de la película se
encuentra en contacto con una zona saturada del gas, las moléculas de gas chocan con la película
y éstas son absorbida por la masa de polímero; éstas se distribuyen por toda la masa polimérica a
49
través de los espacios vacíos entre cadenas. Una vez que el polímero se encuentre en un estado
saturado por los gases estos se moverán hacia una zona de menor saturación generalmente la otra
cara de la película [1]. La permeabilidad al vapor de agua es una propiedad intrínseca del material.
Esta depende únicamente del porcentaje de cristalinidad de la película, por ello no se establece un
punto de referencia (Tabla 5.2.), para esta propiedad.
El PP es un material que posee excelentes propiedades de barrera al vapor de agua pero
escasas a otros gases como el oxígeno y el nitrógeno. La figura 5.9 (a) y (b) muestra los valores
de permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad al oxígeno respectivamente. La película de
Teleplastic posee la menor permeabilidad al vapor de agua con un 3,0576 g/m2/día (Tabla 5.2.),
proveyendo la mayor barrera entre las películas comparadas. La barrera al oxígeno es similar en
todas las películas estudiadas con valores cercanos a los 500 cc/m2/día. La poca barrera al
oxígeno es empleada en empaques donde es necesario el paso del mismo.
(b).
(a)
Figura 5.9 Permeabilidad al vapor de agua (a) y permeabilidad al oxígeno (b) de las películas de bajo COF para
máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
5.2.7 Otras propiedades, estática
El PP tiene una gran tendencia a desarrollar estática. La estática en los empaques está
asociada con la atracción de partículas de polvo y sucio. La estática en las películas solo puede
ser reducida con la incorporación de agentes antiestáticos a la resina o aplicando estos agentes
como recubrimiento de la película. Algunos agentes antiestáticos tienden a interferir con el COF
de las películas, además de incrementar el bloqueo, particularmente luego de la impresión [4]. La
película de bajo COF contiene aditivos antiestáticos en su formulación. A las resinas se les
colocan aditivos en las plantas de producción. Cabe destacar que la empresa Teleplastic no
aditiva con agentes antiestáticos en sus líneas de producción.
50
La figura 5.10 muestra los ensayos realizados para determinar la presencia de agentes
antiestáticos. La curva de la izquierda corresponde a la cara tratada superficialmente y se observa
que luego de ser cargada estáticamente (línea recta) disipa la energía (forma exponencial), la
curva de la derecha corresponde a la cara de la película no tratada superficialmente, la cual no
posee agente antiestáticos y luego de ser cargada estáticamente mantiene la carga (línea recta). Se
observa la presencia de agentes antiestáticos únicamente en la cara tratada de la película. Las
figuras indican la manera como los agentes antiestáticos disipan la carga, en el caso de la película
de Teleplastic y la película C se observa una disminución de la energía estática de forma
exponencial, mientras que en la película B de forma lineal. Los ensayos realizados son
únicamente para determinar si existen agentes antiestáticos en la película.
(a)
(b)
(c)
Figura 5.10 Curvas de estáticas de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad, (a)
Teleplastic, (b) Película B y (c) Película C.
La figura 5.11 muestra un gráfico comparativo de las propiedades evaluadas para cada
película analizada. De todas las películas, la de Teleplastic posee las mejores propiedades de
barrera, propiedades mecánicas y ópticas. Del gráfico de araña se puede extraer que la película B
posee COF más bajos así como la mayor estabilidad dimensional. Por último, la película C posee
las mejores características en cuanto a temperatura de sellado y resistencia de sellado en caliente.
51
Figura 5.11 Resumen de las propiedades de películas de bajo COF para
máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
5.3 PELÍCULAS DE COEFICIENTE DE FRICCIÓN CONTROLADO
Las películas de BOPP de COF controlado están diseñadas para apilar empaques y evitar
su deslizamiento así como sustrato de laminación con otras películas. Son películas coextruídas
que poseen características tales como: una cara tratada para impresión o laminación,
termosellable por ambas caras, coeficiente de fricción controlado, buena fuerza de sellado,
excelente estabilidad dimensional. Estas películas son empleadas en laminación para empaques
de café, pastas, harina de maíz precocida.
En esta clase de película la comparación se realizó con un solo competidor, el que se
encuentra en el mercado venezolano. La tabla 5.3 indica los valores obtenidos para las distintas
propiedades. Algunas de ellas, como se puede observar, son indiferentes para el convertidor y
para la aplicación final, por ello no se establecen puntos de referencia. Sin embargo, las
propiedades bajo esta condición serán explicadas de forma ilustrativa.
52
Tabla 5.3. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas de COF controlado.
Mecánicas
Propiedades
Carga a la Ruptura
Módulo Elástico
Elongación a la Ruptura
Teleplastic Competencia B Pto. de Referencia.
2
(Kg./mm )
(Kg./mm2)
(%)
Superficiales
Estático
Coeficiente de Fricción
Resistencia de Sellado
Ópticas
Temperatura de Sellado
13,4
13
~~~
T
30,9
30,2
~~~
L
152
156
~~~
T
256
292
~~~
L
239
234
~~~
T
51
70
~~~
LT
0,64
0,34
0.3-0.6
LT
0,46
0,27
0.3-0.6
LNT
0,59
0,46
0.3-0.6
Dinámico LNT
0,43
0,38
0.3-0.6
(g/cm.)
Estático
198
136
!200
(°C)
LT
115
115
105-120
(°C)
LNT
110
110
105-120
41
42
38-42
Tensión Superficial
(dynas/cm)
Brillo
(%)
109,9
92,7
!150
Nublación (Haze)
(%)
1,1
1,4
"0.7
!8
Retracción Lineal
Otras
Dinámico
L
Permeabilidad al Vapor de
Agua(37°C/100%HR)
Permeabilidad al Oxigeno
(25°C/0%HR)
(%)
L
6,9
9,7
(%)
T
10,1
13,5
!8
2,5348
2,2404
~~~
307
357
~~~
2
(g/m /d)
(cm3/24h*m2*atm)
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado tratado, LNT: Lado no
tratado.
5.3.1 Propiedades mecánicas
Las propiedades mecánicas en este tipo de película no son de importancia para el
convertidor final, por ello no se establece un punto de referencia (Tabla 5.3.), para estas
propiedades. Las razones que explican este hecho se basan en el hecho de que esta película es
empleada en laminación con otras películas, su espesor es mucho mayor a 35 micras por lo que
sus valores en las propiedades mecánicas son altos, o simplemente estas propiedades no influyen
en la aplicación final. En las figuras 5.12 (a) y (b) se observan los valores de las propiedades
mecánicas de las películas. Ambas películas tanto la de Teleplastic como la película B poseen
valores similares en carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la ruptura.
53
(a)
(b)
Figura 5.12 Propiedades mecánicas en (a) sentido longitudinal y (b) transversal de las películas de COF controlado.
5.3.2 Propiedades superficiales, coeficiente de fricción
El COF es una propiedad importante en estas películas. Un COF de valor medio fue
establecido como punto de referencia (Tabla 5.3.), entre 0,3 a 0,6 en ambas caras. Con estos
valores se garantiza un buen funcionamiento de la película en la aplicación final que es empaques
apilados. En la figura 5.13 se indican los valores de esta propiedad en la cara no tratada de la
película.
Figura 5.13 COF estático y dinámico de las películas de COF
controlado.
El COF estático es la característica de mayor importancia en este tipo de película, define
si ésta deslizará o no una vez transformada y apilada. La película de Teleplastic posee un valor
mayor de COF estático de 0,59 en comparación a la película B de 0,46. De igual forma, el valor
del COF dinámico en la película de Teleplastic de 0,43 mayor al de la película B de 0,38. Los
valores de COF estático de la película de Teleplastic garantizan que la película deslice con mayor
dificultad, adaptándose así a la aplicación final. En este segmento la película de Teleplastic es
superior a su principal competidor.
54
5.3.3 Propiedades superficiales, temperatura de sellado, resistencia de sellado en
frío y caliente
La temperatura de sellado, resistencia de sellado en frío y caliente son las propiedades
que se analizarán a continuación. La figura 5.14 indica la temperatura de sellado para ambas
películas. Los valores obtenidos son de 115 °C y 110 °C para la cara tratada y no tratada
respectivamente. Ambas películas poseen la misma temperatura de sellado.
Figura 5.14. Temperatura de sellado de las películas de
COF controlado.
En la figura 5.15 se observa la resistencia al sellado en caliente, de la cara no tratada de
la película, de donde se extrae que la película B comienza a sellar a partir de los 95 °C, mientras
que la de Teleplastic a partir de 105 °C. De igual forma, es posible observar que la película B
presenta una mayor resistencia al sellado en caliente, en el umbral de sellado desde 95 a 140 °C.
Blakistone [34] afirma que la temperatura de inicio de sellado es la mínima temperatura a la cual la
fusión se lleva a cabo y el rango de sellado, a las temperaturas a las cuales la película se mantiene
fusionada entre sí.
Figura 5.15. Resistencia de sellado en caliente de las
películas de COF controlado.
55
Los puntos de referencia establecidos para estas propiedades (Tabla 5.3.), fueron
temperaturas de sellado para ambas caras, por debajo de 105 °C. Los resultados obtenidos indican
una desventaja de la película de Teleplastic con respecto a la película B. Como se explicó
anteriormente el PP homopolímero, material de mayor proporción en la película, es incapaz de
sellar a bajas temperaturas, es por ello que se emplean copolímeros o terpolímeros en las capas
exteriores de la coextrusión, con el fin de servir de capa sellante. Las propuestas para disminuir la
temperatura de sellado y aumentar la resistencia de sellado en caliente “Hot Tack”, como se
explicó en la sección 5.2.3, están enfocadas en dirección a la materia prima empleada. En primer
lugar, aumentar el espesor de la capa sellante de la película. Si esto no es efectivo, es conveniente
emplear nuevas resinas como capa sellante, especialmente terpolímeros al azar, donde la
incapacidad de éstas para cristalizar mejora considerablemente las propiedades de sellado del
material.
5.3.4 Propiedades superficiales, tratamiento superficial
El tratamiento en este tipo de película es de gran importancia dada la necesidad de
laminación. Tal como se explicó en la sección 5.2.4, esta propiedad varía de gran forma con el
tiempo y las condiciones ambientales. La figura 5.16 indica los valores obtenidos y el tiempo
luego de su producción.
Figura 5.16 Tensión superficial y días de producción de
las películas de COF controlado.
Ambas películas poseen un tratamiento superficial de 41 dynas/cm., luego de cincuenta
(50) días para el caso de la película de Teleplastic mientras que la película B se realiza luego de
56
sesenta (60) días. Tanto la película de Teleplastic como la película B, cumplen con los
parámetros esperados dado el tiempo de medición.
5.3.5 Propiedades ópticas, brillo y nublación
Los valores de las propiedades ópticas brillo y nublación se observan en las figuras 5.17
(a) y (b). La película de Teleplastic presenta las mejores características en este renglón. El mayor
brillo y menor nublación “haze”, lo que garantiza una película con la mayor transparencia y brillo
posible. La película de Teleplastic posee un brillo de 110 % y un “haze” de 1,1 %, mientras que
la película B un brillo de 93 % y un “haze” de 1,4 %.; sin embargo, no se alcanzan los valores
referenciales. Los puntos referenciales para este tipo de película son un brillo mayor a 150 % y
un “haze” menor a 0,7 %. Estos valores son complicados de obtener, dado el espesor y las
características de la materia prima empleada en las capas sellante.
(a)
(b)
Figura 5.17 (a) Brillo y (b) nublación “haze” de las películas de COF controlado.
La necesidad de elevada resistencia de sellado conduce a emplear resinas tipo
copolímeros y terpolímeros que dada su condición morfológica generan incrementos en “haze” y
disminución de brillo de la película. En caso de ser necesario mejorar estas propiedades, se
tendría que comprometer la resistencia de sellado.
5.3.6 Otras propiedades, retracción lineal
La figura 5.18 indica la retracción lineal de las películas. La película de Teleplastic
posee una mayor estabilidad dimensional en presencia de calor en ambos sentidos, en
comparación con la película B. La retracción para la película de Teleplastic fue en promedio de 7
% y 10 % en comparación al 9 % y 13 % de la película B, en sentido longitudinal y transversal,
57
respectivamente. Los puntos de referencia establecidos fueron de una retracción menor a 8 %. La
mayor estabilidad de la película de Teleplastic es una ventaja competitiva de este producto.
Figura 5.18 Retracción lineal en sentido longitudinal y
transversal de las películas de COF controlado.
5.3.6 Otras propiedades, propiedades de barrera
En esta clase de película, la permeabilidad al vapor de agua no es importante. La
propiedad es clasificada como indiferente dada su aplicación final para empaques de pastas micro
perforados (Tabla 5.2). Es considerable la diferencia de magnitudes entre ambas películas (Figura
5.19(a)). La permeabilidad está relacionada con el grado de cristalización de la película, lo que
podría sugerir que la película B presenta un mayor grado de cristalización en comparación a la
película de Teleplastic y por ende, una menor permeabilidad al vapor de agua [1].
(a)
(b)
Figura 5.19. (a)Permeabilidad al vapor de agua y (b) permeabilidad al oxígeno de las películas de COF controlado.
La permeabilidad al vapor de oxígeno se muestra en la figura 5.19(b), como se explicó
en la sección 5.2.6, las películas de BOPP no poseen buenas propiedades de barrera al oxígeno y
sus valores dependen del tipo de resina empleada. Los valores de permeabilidad al oxígeno para
la película de Teleplastic y la película B son de 307 y 357 cc/m2/día respectivamente.
58
5.3.7 Otras propiedades, estática
La figura 5.20 muestra el ensayo para determinar la presencia de aditivos antiestáticos
en las películas. El mismo comportamiento al descrito en la sección 5.2.7 se puede observar en
las figuras. Ambas películas poseen agentes antiestáticos en su cara tratada superficialmente. El
comportamiento del aditivo es muy similar en ambas películas.
(a)
(b)
Figura 5.20 Curvas de estáticas de las películas de COF controlado para (a) película de Teleplastic y (b)
película B.
Por último, la figura 5.21 muestra un gráfico comparativo de las propiedades evaluadas
para cada película analizada. La película de Teleplastic posee las mejores propiedades mecánicas,
ópticas, estabilidad dimensional y el mayor COF estático. Por otra parte, la película de la
competencia (película B) posee las mejores características en cuanto a resistencia de sellado en
caliente.
Figura 5.21 Resumen de las propiedades películas de COF controlado.
59
5.4 PELÍCULA PARA CINTAS ADHESIVAS
Estas películas no son coextruídas y poseen características tales como: una cara tratada
para impresión o engomado, buena estabilidad dimensional y brillo. La película para cintas
adhesivas de Teleplastic fue comparada con un solo competidor latinoamericano. Sus usos van
desde la elaboración de teipes, hasta la laminación con papel, cartulina o cartón. La tabla 5.4
indica los valores obtenidos para las distintas propiedades.
Tabla 5.4. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas para cintas adhesivas.
Propiedades
Teleplastic Competencia B Pto. De Referencia.
Mecánicas
Carga a la Ruptura
Módulo Elástico
Otras Ópticas Superficiales
Elongación a la Ruptura
Coeficiente de Fricción
!14
(Kg./mm2)
L
15,1
13,2
(Kg./mm2)
T
31,4
26,2
~~~
(Kg./mm2)
L
198
150
!200
(Kg./mm2)
(%)
T
333
299
~~~
L
196
187
"250
(%)
T
63
72
~~~
Estático
LT
0,45
0,53
0.2-0.5
Dinámico
LT
0,28
0,51
0.2-0.5
LNT
0,39
0,41
0.2-0.5
Dinámico LNT
0,26
0,44
0.2-0.5
40
42
38-42
Estático
Tensión Superficial
(dynas/cm)
Brillo
(%)
109,3
103,1
"100
Nublación (Haze)
(%)
0,5
0,2
~~~
Retracción Lineal
(%)
L
9,6
6
"8
(%)
T
14,6
7,9
"8
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado tratado, LNT: Lado no
tratado.
5.4.1 Propiedades mecánicas
Dada la aplicación final de este tipo de películas, cintas adhesivas, las propiedades
mecánicas tienen una gran importancia. Durante su uso las cintas adhesivas son sometidas a
esfuerzos principalmente en sentido longitudinal y la calidad de éstas depende directamente de la
carga y elongación a la ruptura. En las figuras 5.22 (a) y (b) se observan los valores obtenidos
para ambas películas.
60
(a).
(b)
Figura 5.22 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas para cintas adhesivas
Las propiedades mecánicas de mayor importancia en estas películas son en sentido
longitudinal, este sentido será el que mayores esfuerzos críticos deberá soportar. Los puntos de
referencia establecidos para las propiedades mecánicas en sentido longitudinal se pueden
observar en la tabla 5.4, donde se establece que la carga a la ruptura debe ser mayor a 14 kg/mm2,
el módulo elástico mayor a 200 kg/mm2 y la elongación a la ruptura menor a 250 %. La película
de Teleplastic posee en sentido longitudinal propiedades mecánicas del orden de 15 kg/mm2, 198
kg/mm2 y 196 % para la carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la ruptura
respectivamente, valores mucho mayores de las presentados por la película B. Los valores
obtenidos indican que la película de Teleplastic supera o alcanza los valores referenciales,
además de poseer mejores propiedades mecánicas en sentido longitudinal que los exhibidos por la
película B. Este tipo de película no requiere de propiedades mecánicas en sentido transversal
específicas. La conversión de la película a cintas adhesivas aprovecha los mayores valores en las
propiedades mecánicas exhibidos en sentido longitudinal para generar cintas de mayor resistencia
mecánica.
Existen distintas razones que explican la diferencia en las propiedades mecánicas en
cada sentido de la película. Según Dunger [35] la orientación molecular es el factor más influyente
en las propiedades mecánicas de las películas. Cambios en la orientación molecular generan
cambios estructurales a nivel molecular, generando redes que mejoran considerablemente las
propiedades en el sentido orientado; además de las relaciones de estiramiento inducidas al
material.
61
5.4.2 Propiedades superficiales, coeficiente de fricción
La conversión de las películas a cintas adhesivas se realiza a través de un proceso de
engomado y posterior secado de la película. Las irregularidades superficiales que dan origen al
COF juegan un papel importante en este proceso. El COF de mayor relevancia y el que será
estudiado es del lado no tratado de la película, justamente el lado que es engomado durante el
proceso de conversión final. Según Mizumachi
[36]
el COF de la película tiene gran importancia
en la adherencia de la cinta adhesiva. A medida que existen un mayor número de irregularidades
superficiales, el recubrimiento (engomado) logra mayores puntos de anclaje con la película,
aumentando la adherencia de la cinta.
La figura 5.23 indica los valores obtenidos del COF de la cara no tratada, para las dos
películas. Los valores establecidos en el puntos de referencia (Tabla 5.4.), sugieren valores entre
0,2-0,5. Los valores obtenidos para la película de Teleplastic fueron de 0,39 y 0,26 para los COF
estático y dinámico respectivamente y 0,51 y 0,44 para la película B. Los valores de ambas
películas se encuentran dentro del punto de referencia, y como se explico anteriormente posee las
características para garantizar una excelente adhesión con el recubrimiento. Sin embargo, los
valores tan elevados de COF obtenidos en la película B, puedan generar problemas durante el
proceso de conversión en máquina de la película. A partir de esto se concluye que la película de
Teleplastic posee un mejor balance en su COF que garantiza una alta adherencia y fácil manejo
durante su conversión.
Figura 5.23 COF estático y dinámico de las películas
para cintas adhesivas.
62
5.4.3 Propiedades superficiales, tensión superficial
En películas con aplicaciones finales como ésta, la impresión final es muy importante y
por ende, la tensión superficial. Como se explicó en la sección 5.2.4, la tensión superficial es
aplicada mediante un tratamiento de descarga eléctrica que generará estructuras polares
esenciales en la impresión. Wolf
[37]
afirma que en materiales como el PP los bajos niveles de
grupos polares en la superficie, generan problemas en las propiedades de adhesión, dificultando
la aplicación de capas como tintas, adhesivos y recubrimientos. Los valores establecidos como
referencia se encuentran entre 38-42 dynas/cm. (Tabla 5.4.), de tensión superficial para estas
películas. La figura 5.24 muestra los valores obtenidos de tensión superficial y el tiempo en días
de su medición. La película de Teleplastic posee una menor tensión a la exhibida por la película
B, sin embargo, dentro de los límites esperados por el convertidor final.
Figura 5.24 Tensión superficial y días de producción de
las películas para cintas adhesivas.
5.4.4 Propiedades ópticas, brillo y nublación
En película para cintas adhesivas, el “haze” es una propiedad de poca importancia. El
tipo de adhesivo empleado junto con la impresión de las cintas, son la razón fundamental de que
el “haze” no sea tomado en cuenta como una propiedad significativa en la aplicación final. Los
puntos de referencia esperados (Tabla 5.4.), son un brillo menor del 100 %, mientras que el
“haze” es catalogado como indiferente. Los valores obtenidos para el brillo y el “haze” se pueden
observar en las figuras 5.25. (a) y (b).
63
(b)
Figura 5.25 (a) Brillo y (b) nublación “haze” de las películas para cintas adhesivas.
(a)
El brillo de la película de Teleplastic es muy superior al de la película B con valores de
110 % de brillo. El brillo de la película de Teleplastic se encuentra por encima del valor
establecido como referencia. En aplicaciones finales donde el convertidor desee o sea necesario
una película de mayor brillo, la película de Teleplastic posee una ventaja competitiva en relación
a la película B.
Por otra parte, los valores de “haze” son mucho mayores en la película de Teleplastic
con 0.5 % en comparación al 0.2 % de la película B. A pesar de que el “haze” es percibido como
una propiedad no importante se proponen los siguientes mecanismos para disminuir los
porcentajes de “haze” de la película. El “haze” es una medida de nublación de la película y es
causada por el desvío de las ondas de luz por irregularidades y zonas no homogéneas en la
película. En general, está asociada con la rugosidad en la película. La magnitud de esta rugosidad
está principalmente relacionada con la cristalización del polímero. A mayor cristalinidad mayores
serán los valores de “haze” [6].
Los planes de trabajo para disminuir el porcentaje de “haze” están enfocados en la
disminución del porcentaje de cristalización. Yuksekkalayci [24] afirma que se logra disminuir los
porcentajes de cristalización mejorando el intercambio de calor durante el enfriamiento de la
película, disminuyendo la temperatura en el sistema de “chill roll”. De igual forma expresa que la
relación de estiramiento en sentido de la máquina es otra variable a considerar, a medida que ésta
es mayor el porcentaje de cristalinidad aumentará. Es importante recordar que una disminución
del porcentaje de cristalización de la película afecta las propiedades mecánicas en la película, es
un compromiso donde se debe buscar el balance más adecuado y ajustado a cada necesidad.
64
5.4.5 Propiedades otras, retracción lineal
Durante el proceso de conversión de la película a cintas adhesivas, la película es
introducida en un horno de confección para secar el recubrimiento a la película. Esta etapa es
crítica en cuanto a la estabilidad de la película se refiere. La película debe mantener su tamaño
sin sufrir ninguna deformación o encogimiento para garantizar un producto final de calidad. Los
puntos de referencia establecidos (Tabla 5.4.), son retracciones lineales menores a 8 % en ambos
sentidos de la película. La figura 5.26 muestra los valores obtenidos en las películas.
Figura 5.26 Retracción lineal de las películas para cintas adhesivas.
La película de Teleplastic presenta las mayores retracciones lineales con 9.6 % y 14.6 %
en sentido longitudinal y transversal respectivamente, comparados con el 6 % y 7.9 % de la
película B en sentido longitudinal y transversal. Los valores de retracción de la película de
Teleplastic son mucho mayores a los establecidos como punto de referencia y que los exhibidos
por la película B. La poca estabilidad dimensional de la película de Teleplastic puede generar
problemas durante la conversión final. Según Sun
[38]
la retracción lineal es un fenómeno
asociado a la relajación de esfuerzos luego de la orientación y a los porcentajes de cristalización
alcanzados en la película y es dependiente principalmente del tipo de orientación inducida a la
película.
Como se explicó en la sección 5.2.5, existe una relación proporcional entre el porcentaje
de cristalización y las propiedades mecánicas de la película
[23]
. Para no comprometer estas
propiedades y lograr disminuir los porcentajes de retracción, se deben mejorar las zonas de
relajación de esfuerzos, la zona de estabilización de la película situada en la parte final del horno
y por último como afirma Ajji
[33]
la velocidad de producción. Es necesario verificar la
temperatura y eficiencia de la zona. En caso de que no se logre reducir se debe disminuir los
65
porcentajes de cristalización de la película. Según McLeod
[39]
a medida que existen mayores
porcentajes de zonas cristalinas, éstas van a tender a resistir al estiramiento mucho más que las
zonas amorfas. De esta forma, el esfuerzo necesario para la ruptura y el alineamiento de las zonas
cristalinas resultará mayor que el requerido para estirar las moléculas de las zonas amorfas y el
estiramiento no será homogéneo, por ello el proceso de estabilizaciones se verá afectado
negativamente y la película poseerá mayor retracción térmica. Una disminución de las relaciones
de estiramiento del material es otra vía para controlar y disminuir el porcentaje de cristalinidad de
la película. La retracción lineal es mayor en los materiales orientados, debido a la relajación de la
estructura alineada a una morfológicamente más al azar. Si la película no pasa por una zona de
relajación de esfuerzos, al estar expuesta a temperaturas cercanas a la de cristalización éste sufrirá
aun retracción lineal muchos mayores [6].
5.4.6 Otras propiedades, estática
La presencia de aditivos antiestáticos depende de la aplicación final de la película. En el
caso de las cintas adhesivas no es regular la presencia de antiestáticos en las resinas.
Comúnmente no es importante, para su aplicación final o venta, que la cinta adhesiva atraiga
polvo del ambiente. Las figura 5.27 muestra las curvas de estática de la película de Teleplastic y
la película B, como se explico en la sección 5.2.7 , ambas caras de la película son cargadas
estáticamente para observar, si luego de cargarla ésta logra disipar la energía. Como se puede
observar ambas lados de la película mantienen la energía y no se percibe de pérdida de energía
estática, esto es visible en ambas películas.
(a)
(b)
Figura 5.27 Curvas de estáticas de las películas para cintas adhesivas, (a) película de Teleplastic y (b) película b
66
La figura 5.28 muestra un gráfico que resume las propiedades evaluadas para cada
película. La película de Teleplastic es superior a su competencia, película B, en las propiedades
evaluadas (ópticas, mecánicas y superficiales). Las desventajas de la película de Teleplastic son a
nivel de retracción lineal donde la película B posee una mayor estabilidad dimensional. Las
iniciativas para corregir esta desventaja fueron propuestas en la sección 5.4.5.
Figura 5.28 Resumen de las propiedades películas para cintas adhesivas.
5.5 PELÍCULA CAVITADA (PERLADA)
Las películas perladas o cavitadas son películas de BOPP coextruída cavitada blanca,
con las siguientes características: buen brillo, termosellable por ambas caras, muy buena
estabilidad dimensional, una cara tratada para aplicaciones de tintas. Las películas cavitadas se
obtienen a partir del uso de carbonato de calcio y dióxido de titanio como aditivos, para generar
opacidad, blanqueamiento y espacios vacíos (cavitaciones) en la película. Éste es usado en forma
de “masterbatch” en la capa central de la película, la de mayor espesor. Las películas perladas
además del singular color poseen una menor densidad, generada por los espacios vacíos
generados por el pigmento. Esta película es empleada en etiquetas de helados, refrescos o en
laminación con BOPP. El estudio comparativo se realizó junto con dos competidores
latinoamericanos. La tabla 5.5 indica los valores obtenidos para las distintas propiedades.
67
Tabla 5.5. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas perladas.
Propiedades
Teleplastic Competencia B Competencia C Pto. de Referencia
2
Mecánicas
Carga a la Ruptura
(Kg./mm )
2
Módulo Elástico
(Kg./mm )
Elongación a la
Ruptura
(%)
Estático
Otras
Ópticas
Superficiales
Coeficiente de Fricción
Dinámico
L
7,7
8,0
8,3
~~~
T
19,4
17,6
14,1
~~~
L
123
118
116
~~~
T
217
191
183
~~~
L
193
175
143
~~~
T
48
44
42
~~~
LT
0,67
0,43
0,47
0.2-0.5
LT
0,50
0,28
0,42
0.2-0.5
LNT
0,74
0,41
0,80
0.2-0.5
Dinámico LNT
0,53
0,29
0,58
0.2-0.5
139
120
98
100-150
LT
115
110
115
~~~
LNT
110
105
105
!105
Estático
Resistencia de Sellado (g/cm.)
Temperatura de
Sellado
(°C)
Tensión Superficial
(dynas/cm)
42
35
42
38-42
Brillo
(%)
43
50
86
!80
Opacidad
(%)
66
65
62
!80
88,0
86,9
85,7
0,68
Indice de Blancura
Densidad
Retracción Lineal
(g/cm3)
(%)
0,71
0,75
L
7,6
7,0
7,6
!8
T
9,5
9,7
10,1
!8
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado tratado, LNT: Lado no
tratado.
5.5.1 Propiedades mecánicas
Las películas perladas son empleadas esencialmente en aplicaciones tipo etiquetas de
envases, helados, chocolates y galletas. Los requerimientos mecánicos en este tipo de aplicación
son muy bajas o casi ninguna. Por ello no se establecen puntos de referencia (Tabla 5.5), al ser
catalogadas como propiedades indiferentes en las aplicaciones finales. Las figuras 5.29 (a) y (b)
muestran los valores obtenidos para cada propiedad. La película de Teleplastic posee en general
mejores propiedades mecánicas, módulo elástico, y elongación a la ruptura, en ambos sentidos en
comparación a las películas B y C.
(a)
(b)
68
Figura 5.29 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas perladas.
5.5.2 Propiedades superficiales, coeficiente de fricción
En las películas perladas el COF no es una propiedad importante para la aplicación final.
El COF únicamente es tomado en cuenta en estas películas para el proceso de conversión, se
desea una película con un COF dinámico en valores dentro del rango (Tabla 5.5) de 0.2-0.5. Con
estos valores se garantiza que durante el proceso de impresión y conversión hacia su aplicación
final, la película se comporte de manera adecuada en las distintas maquinas. La figura 5.30
muestra los valores obtenidos para las diferentes películas.
Figura 5.30 COF estático y dinámico de las películas para
películas perladas.
La película de Teleplastic junto con la película C poseen los mayores COF, con valores
alrededor de 0.75 y 0.55 para el estático y dinámico, respectivamente. Estos valores se
encuentran por encima del punto de referencia establecido lo que puede originar problemas a la
hora de llevar a cabo la conversión final. El COF en las películas perladas es determinado por dos
factores, el primero es el COF intrínseco del PP y el segundo es el tipo de “masterbatch”
empleado. Los “masterbatch” son compuestos de carbonato y dióxido de titanio, materiales
inorgánicos que son añadidos al PP para darle la apariencia blancuzca. El grado de proporción
empleado así como el tipo de composición del “masterbatch” afectan aumentando o
disminuyendo el COF de la película [40]. La película de Teleplastic junto con la película C poseen
COF mayores al que presenta la película B. Es posible que estas películas contengan mayor
proporción de materiales inorgánicos en su composición que la película B. Es necesario así
verificar la composición empleada en la película de Teleplastic y modificarla, evitando perder
propiedades ópticas ni aumentando la densidad de la película. Es un compromiso que se necesita
adoptar o menores COF o mejores propiedades ópticas y menores densidades. Es importante
69
acotar que este tipo de película en la mayoría de sus aplicaciones se encuentra laminada a otra
película, generalmente transparente, ésta se mantiene en contacto con las maquinas durante el
proceso de conversión final, donde la película perlada únicamente cumple un papel estético en el
producto final.
5.5.3 Propiedades superficiales, temperatura de sellado, resistencia de sellado
caliente y frío
En la mayoría de las aplicaciones finales de las películas el sellado se realiza por el lado
no tratado de la película, por el simple hecho de que el lado tratado está destinado a la impresión
de la película, en general la capa no tratado de la película se extruye con resinas que sellan a un
temperatura menor a la extruída en la capa tratada superficialmente de la película. Las
temperaturas de sellado por el lado no tratado de las películas perladas se indican en la figura
5.31. La película de Teleplastic posee una temperatura de sellado de 110 °C, y la película B y C.
La figura 5.32 indica la resistencia de sellado en caliente. La película de Teleplastic posee las
peores características de resistencia al sellado en caliente, ésta comienza a sellar a los 105 °C y
posee los menores valores de fuerza de sellado de las tres películas. La película B comienza a
sellar a los 100 °C y posee valores máximos de resistencia al sellado en caliente alrededor de los
115 °C, mientras que la película C comienza a sellar cercano a los 80 °C y mantiene una fuerza
de sellado hasta alrededor de 130 °C. La película C posee mayores ventajas al sellar a menores
temperaturas y posee una mayor resistencia al sellado en caliente en un umbral de temperaturas
desde 80 a 130 °C.
Figura 5.31 Temperatura de sellado de las películas
perladas.
Figura 5.32 Resistencia de sellado en caliente de las
películas perladas.
70
La figura 5.33 indica el valor de la resistencia la sellado en frío donde se mantiene la
tendencia explicada anteriormente. En esta sección de propiedades, la película de Teleplastic se
encuentra en desventaja en comparación con las películas de la competencia. Los puntos de
referencias establecidos para esta propiedad fueron una temperatura de sellado, por el lado no
tratado menor a 105 °C y una resistencia al sellado en caliente y fría media. La película de
Teleplastic no cumple con esta referencia.
Figura 5.33 Resistencia de sellado en frío de las películas perladas.
Los planes de acción correctivos de mejora de estas propiedades están directamente
relacionados con el tipo de materia prima empleada. Tal como se explicó en la sección 5.2.3, el
PP homopolímero no sella a bajas temperaturas, por ello las capas exteriores de la coextrusión
son empleadas como capas sellantes. Se emplea PP copolímeros y terpolímeros donde según
Lhost
[28]
su morfología no ordenada imposibilita en cierto grado la cristalización de las
moléculas lo que permite obtener menores temperaturas de sellado. En el caso de las películas
perladas es necesario proponer el uso de resinas de PP terpolímero dados los resultados de la
películas B y C, con esto se lograrán menores temperaturas de sellado y mayor fuerza de
resistencia de sellado. De igual manera, será conveniente verificar los espesores de la capa
sellante en la película de Teleplastic y aumentarlo en busca de mayor resistencia de sellado, sin
embargo esto logrará disminuir la temperatura de sellado si la resina de la capa sellante no es
modificada.
5.5.4 Propiedades superficiales, tensión superficial
La tensión superficial para las películas se puede observar en la figura 5.34, la película
de Teleplastic junto con la película C poseen un tensión superficial alrededor de 42 dynas/cm.
suficiente para el proceso de impresión, luego de 22 y 43 días respectivamente. La película B
71
posee una tensión de 35 dynas/cm. luego de 90 días, por los motivos explicados en la sección
5.2.4. Esta tensión es insuficiente para los procesos de conversión. La película de Teleplastic
posee una tensión adecuada por lo que no se deben hacer ajustes en esta propiedad.
Figura 5.34 Tensión superficial y días de producción de
las películas perladas.
5.5.5 Propiedades ópticas, brillo, opacidad e índice de color
Una de las principales características de las películas perladas son las propiedades
ópticas. Estas películas funcionan como fondo blanco de impresión de etiquetas y empaques. La
figura 5.35 indica los valores obtenidos para el brillo en las diferentes películas.
Figura 5.35 Brillo de las películas perladas.
El punto de referencia establecido (Tabla 5.5) para el brillo son porcentajes mayores al
80 %; esto ocurre únicamente en películas que poseen barnices, como sucede en la película C.
Las películas perladas de Teleplastic y B, poseen valores de brillo alrededor de 50 %, estos son
los valores máximos posibles sin uso de algún componente adicional.
72
De igual forma, la opacidad en películas perladas se traduce en el porcentaje de luz que
la película no permite a atravesar. A medida que este porcentaje sea mayor, mayor será la
opacidad y por ende, la película cubrirá de mejor forma el producto. La figura 5.36 muestra los
valores obtenidos para la opacidad de las distintas películas. La película de Teleplastic posee los
mayores valores de opacidad. Baker
[41]
afirma que el uso adecuado de un “masterbatch” de
carbonato de calcio y óxido de titanio, genera intersticios en la película que contribuyen en el
aumento de la opacidad de la película. De igual forma, según lo afirmado por Lashway
[42]
,el
tamaño de las partículas del óxido de titanio así como su índice de refracción, contribuyen de a
aumentar la opacidad en las películas.
Figura 5.36 Opacidad de las películas perladas.
Por último, el índice de blancura es una medida de que tan cerca se encuentra el color de
la película del blanco absoluto. La figura 5.37 indica los valores de índice de blancura para las
distintas películas, donde la de Teleplastic posee el mayor valor con un 88 %. En este sentido, la
película de Teleplastic no posee debilidades en esta propiedad.
Figura 5.37 Índice de blancura de las películas perladas.
73
5.5.6 Otras propiedades, retracción lineal
La figura 5.38 muestra los porcentajes de retracción lineal en ambos sentidos de las
películas perladas. Se estableció como punto de referencia (Tabla 5.5) retracciones menores al 8
%. Todas las películas poseen bajos porcentajes de retracción. En sentido longitudinal, la película
de Teleplastic y la película C poseen un 7.6 % de retracción, mientras que la película B un 7.0 %.
Por otra parte en sentido transversal los valores de todas las películas se encuentran alrededor del
10 %. La película de Teleplastic no posee debilidades en esta propiedad y se encuentra en la
misma situación que sus competidores. Sin embargo sería conveniente mejorar la retracción en
sentido transversal dado el punto de referencia establecido. Las propuestas en este sentido van
enfocadas hacia las expuestas en la sección 5.4.5.
Figura 5.38 Retracción lineal en sentido longitudinal y transversal de las películas
perladas.
5.5.7. Densidad del Material
Las películas perladas poseen una densidad mucho menor al resto de las películas de PP.
La presencia de una mezcla de carbonato de calcio y óxido de titanio en la capa central de la
película, genera micro estructuras de zonas vacías, denominadas cavitaciones, de esta manera se
disminuye el peso de la película para el mismo volumen
[5]
. Una menor densidad de la película
perlada se traduce en un mayor rendimiento final de película para el cliente. La figura 5.39 indica
los valores obtenidos de densidad para las distintas películas. La diferencia de las densidades
entre las películas depende de la proporción de “masterbatch” añadida a la capa central de la
misma. Así como del tipo de estructura y composición del “masterbatch”, donde se favorezcan
estructuras vacías de mayor tamaño sin generar su fractura.
74
Figura 5.39 Densidad de las películas perladas.
La figura 5.40 nos muestra un gráfico comparativo de las propiedades evaluadas en las
películas perladas evaluadas. De todas las películas la que obtuvo un mejor balance de las
propiedades mecánicas, superficiales y ópticas es la película C. La película de Teleplastic posee
deficiencias en la temperatura de sellado así como la resistencia al sellado en caliente y el brillo.
Figura 5.40 Resumen de las propiedades de las películas perladas.
5.6 PELÍCULA METALIZADA
Las películas metalizadas son de BOPP coextruído que luego es sometido a un proceso
de metalizado con aluminio. Estas películas poseen características como: amplio rango de sellado
para máquinas de alta velocidad, termosellable por una cara, buena resistencia al sellado en
caliente “Hot Tack”, buena integridad de sellado, alto brillo, excelente barrera al vapor de agua y
al oxígeno, excelentes propiedades de deslizamiento en máquinas de alta velocidad.
Las películas metalizadas son empleadas en productos sensibles a la luz, al vapor de
agua y al oxígeno, generalmente el laminacion con peliculas de BOPP transparentes, PET. Los
75
productos van desde empques de café, snacks, papas fritas, etc. Poseen propiedades de barrera
superiores a las películas no metalizadas y pueden estar en contacto con los alimentos. La
película de BOPP transparente es extruída con características singulares para luego en una etapa
posterior ser sometida al proceso de metalizado en un equipo de metalización marca General
Vacuum Equipment Limited, de trece (13) evaporadores y un carro. Este estudio se realiza en
comparación a tres competidores latinoamericanos. La tabla 5.6 indica los valores establecidos
como puntos de referencia para esta clase de películas.
Otras
Ópticas
Superficiales
Mecánicas
Tabla 5.6. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas metalizadas.
Propiedades
Teleplastic Competencia B Competencia C Competencia D Pto. de Referencia
Carga a la Ruptura
Módulo Elástico
Elongación a la Ruptura
Coeficiente de Fricción
L
13,6
13,2
14,2
12,6
T
29,2
27,8
29,4
30,6
~~~
L
173
193
188
182
100-200
T
309
291
345
342
250-350
L
234
204
188
203
~~~
T
57
67
61
62
~~~
Estático
LT
0,18
0,49
0,61
0,43
~~~
Dinámico
LT
0,11
0,48
0,6
0,26
~~~
LNT
0,2
0,5
0,85
0,36
!0.2
(Kg./mm2)
(Kg./mm2)
(%)
Estático
9-13
Dinámico LNT
0,13
0,4
0,63
0,22
0.2-0.5
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
182
104
153
147
"150
Temperatura de Sellado
(°C)
110
105
105
1,5
!105
Tensión Superficial
(dynas/cm)
54
36
35
0
38-42
Densidad Óptica
(%)
2,4
2,2
2,1
2,1
2.0-2.5
Retracción Lineal
(%)
L
6,8
6,8
7,9
9
8-12
T
9,4
9,9
9,8
12,2
!8
2,347
0,6877
0,6507
~~
!1
250
103
80
~~
!300
LNT
Permeabilidad al Vapor de
(g/m2/d)
Agua(37°C/100%HR)
Permeabilidad al Oxigeno
(cm3/24h*m2*atm)
(25°C/0%HR)
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado tratado,
LNT: Lado no tratado.
5.6.1 Propiedades mecánicas
Las exigencias mecánicas para este tipo de película son las propias del proceso de
empaquetado y dependen del sistema de empaquetadora empleado, vertical u horizontal. Las
figuras 5.41 (a) y (b) indican los valores obtenidos para las propiedades mecánicas de las
películas metalizadas. Los valores establecidos como puntos de referencia están indicados en la
tabla 5.6. Las propiedades consideradas más importantes para los convertidores son la carga a la
ruptura en sentido longitudinal y el módulo elástico en ambos sentidos, la elongación a la ruptura
no es considerada una propiedad importante en este tipo de película. La película de Teleplastic
76
posee valores de carga a la ruptura de 13,6 Kg/mm2, módulo elástico de 234,2 Kg/mm2 en sentido
longitudinal (Tabla 5.6). Estos valores se encuentran dentro de los rangos de puntos de referencia,
cumpliendo así las solicitudes finales del convertidor. En sentido transversal, la película de
Teleplastic presenta valores de 309 Kg/mm2 para el módulo elástico, valor dentro del rango
establecido por los convertidores.
(a)
(b).
Figura 5.41 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas metalizadas.
La película metalizada de Teleplastic posee características en sus propiedades mecánicas
iguales o mejores a las exhibidas por sus competidores, en algunos casos menores pero siempre
cumpliendo con los puntos de referencia establecidos. Por ello se considera que en las
propiedades mecánicas, la película de Teleplastic cumple y supera, en algunos casos, todos los
requerimientos de los convertidores y no posee debilidades aparentes.
5.6.2 Propiedades superficiales, coeficiente de fricción
El COF es una propiedad de mediana importancia en las películas metalizadas. Su
importancia es propia del proceso de empaquetado y de la facilidad de empaquetamiento a altas
velocidades. Los puntos de referencia establecidos son para el lado no tratado un COF estático y
dinámico menor a 0,2. La figura 5.42 indica los valores de COF, de la cara no tratada, obtenidos
para las películas metalizadas. La película de Teleplastic posee los menores valores, entre las
películas estudiadas, de COF con 0,2 y 0,13 para el coeficiente estático y dinámico
respectivamente y estos valores se encuentran dentro del rango requerido por los convertidores.
Estos valores garantizan una excelente conversión en máquinas, en comparación a los
presentados por la competencia.
77
Figura 5.42 COF estático y dinámico de las películas metalizadas.
5.6.3 Propiedades superficiales, temperatura de sellado, resistencia de sellado en
frío y caliente
Como se mencionó anteriormente en la sección 5.2.3, es necesaria una baja temperatura
de sellado así como una excelente resistencia de sellado en caliente para lograr una mayor
eficiencia en máquinas a altas velocidades. La figura 5.43 indica los valores de temperatura de
sellado de las películas. La película de Teleplastic posee una temperatura de sellado de 110 °C
mientras que las películas B, C y D una temperatura de sellado de 105 °C. Esta diferencia
representa una debilidad en la película metalizada de Teleplastic.
Figura 5.43 Temperatura de sellado de las películas metalizadas.
La resistencia de sellado en caliente es otra debilidad de la película de Teleplastic. La
figura 5.44 indica el comportamiento del sellado en caliente a un rango de temperaturas 90 °C160 °C. La película de Teleplastic comienza el sellado a los 110 °C, mientras que las películas B,
C y D a una temperatura de 105 °C. La película de Teleplastic posee los menores valores de
resistencia de sellado en caliente siendo la película C la de mayor resistencia.
78
Figura 5.44 Resistencia de sellado en caliente de las películas metalizadas.
La figura 5.45 indica los valores obtenidos para la resistencia de sellado en frío. En este
caso, la película de Teleplastic posee los mayores valores entre las películas estudiadas. Es
posible que las resinas empleadas por Teleplastic alcancen un alto grado de resistencia de sellado
a temperatura ambiente donde han logrado una cristalización completa, hecho que no sucede a
temperaturas cercanas a su punto de fusión. Los puntos de referencia establecidos fueron una
temperatura de sellado menor a 105 °C y resistencia de sellado mayor a 150 g/cm. La película de
Teleplastic no cumple con esta primera condición.
Figura 5.45 Resistencia de sellado en frío de las películas metalizadas.
La temperatura de sellado así como la resistencia de sellado en caliente y frío están
relacionadas con el tipo de material empleado en la capa sellante. Las propuestas para corregir
estas debilidades están centradas en el uso de PP terpolímeros de menor temperatura de sellado
en la capa sellante de la película, tal como se mencionó en la sección 5.2.3. Las películas
metalizadas sellan únicamente por la cara no metalizada, la otra cara justamente donde es
depositado el aluminio no logra sellar, debido a que el aluminio evita que la película funda y
logre el sellado. De igual forma el aluminio posee un punto de fusión mucho mayor a las
temperaturas de sellado de la película (200 °C), funcionando como una barrera térmica.
79
5.6.4 Propiedades superficiales, tensión superficial
La adhesión del metal a la superficie de la película base transparente de BOPP, depende
de la tensión superficial y la estabilidad del tratamiento empleado. Es necesario aplicar algún tipo
de tratamiento superficial dado la baja tensión superficial de la película de BOPP. Kullberg
[43]
afirma que el mecanismo de adhesión aumenta a medida que la superficie de la película es
funcionalizada por grupos carbonilo y carboxílicos. Una vez metalizada la película, la tensión
superficial de la misma aumenta a valores de alrededor de 55 dynas/cm. La figura 5.46 indica los
valores de tensión superficial para las películas y los días, luego de la metalización, cuando fue
realizado el ensayo.
Figura 5.46 Tensión superficial y días de las películas metalizadas.
La película de Teleplastic posee los mayores valores de tensión superficial del orden de
54 dynas/cm., al cabo de veintidós (22) días siendo la película con la menor cantidad de días de
metalizada. Las películas B y C con un número mayor de días, ciento veinte (120) y ciento
cuarenta y tres (143) respectivamente, presentan una menor tensión superficial del orden de 35
dynas/cm., mientras que la película D no posee tensión superficial al cabo de doscientos (200)
días. Este ensayo es ilustrativo, ya que no es posible realizar una comparación directa dada la
diferencia en días entre una película y otra. Sin embargo, es posible corroborar la influencia del
tiempo con la pérdida de tratamiento superficial en las películas metalizadas con el paso de los
días.
5.6.5 Otras propiedades, retracción lineal
La retracción lineal o estabilidad dimensional tiene la misma importancia en las
películas metalizadas como en las películas transparentes. La figura 5.47 indica los valores
80
obtenidos para las distintas películas. La película de Teleplastic posee los menores valores de
retracción lineal con un 6.8 % y 9.4 % en sentido longitudinal y transversal respectivamente; los
puntos de referencia establecidos son de retracciones menores al 8 % en ambos sentidos. La
retracción lineal es propia de la película base de BOPP transparente y la metalización de la
película no genera ningún cambio en ésta. La película de Teleplastic es superior en las
propiedades de retracción lineal a sus competidores, facilitando la conversión final de la película.
Figura 5.47 Retracción lineal de las películas metalizadas.
5.6.6 Propiedades de barrera
Las propiedades de barrera se refieren a la resistencia que ofrece un material al paso de
gas y vapor de agua. Mientras más compacta sea la organización atómica y molecular en una
sustancia, más difícil se hace el paso de gases y vapores a través de ella
[10]
.Sin embargo, las
propiedades de barrera de las películas transparentes son muy pobres, por ello se emplea la
metalización como herramienta de mejora de dichas propiedades. Las películas metalizadas son
empleadas de manera decorativa o por sus propiedades funcionales. Las principales propiedades
funcionales que las películas metalizadas ofrecen a los empaques son: excelente barrera a los
gases, barrera al vapor de agua, barrera a la luz. La humedad genera en los productos alimenticios
efectos químicos que disminuyen su contenido alimenticio, generan cambios desagradables en
sabor y la autoxidación. De igual forma, el oxígeno generalmente afecta a los comestibles
haciendo que su aroma y sabor se debiliten o cambien, lo mismo puede suceder al color [44].
La barrera a los gases, el vapor de agua y la luz aumenta a medida que el espesor del
metal es mayor. Simultáneamente, a medida que hay una mayor capa de metal la densidad óptica
aumenta, generalmente 40 nm corresponde a una densidad óptica de 2.5
[44]
. La barrera a los
gases es directamente proporcional a la densidad óptica del metalizado. Bishop [45] afirma que la
81
densidad óptica es una medida de cuanta luz pasa a través del material, a mayores densidades
óptica menor es el paso de luz. Una película metalizada con mayor densidad óptica debe poseer
mejores propiedades de barrera que una película metalizada con menor densidad óptica. La figura
5.48 indica el comportamiento teórico de las propiedades de barrera respecto a la densidad óptica.
Figura 5.48 Comportamiento teórico de la permeabilidad al vapor de agua y en relación a la densidad óptica [44].
Los resultados de los ensayos de permeabilidad al vapor de agua y oxígeno realizados a
las películas se pueden observar en la figuras 5.49 (a) y (b). La película de Teleplastic presenta la
mayor permeabilidad al vapor de agua como al oxígeno con 2.5986 g/m2/d y 250 cc/m2/d
respectivamente (Tabla 5.6.), en comparación a los exhibidos por las películas B y C con 0.6877
g/m2/d, 103 cc/m2/d y 0.6507 g/m2/d, 80 cc/m2/d respectivamente. Los puntos de referencia
establecidos son de <1 g/m2/d y <300 cc/m2/d para la permeabilidad al vapor de agua y al
oxigeno respectivamente. La película metalizada de Teleplastic no cumple con las propiedades de
barrera al vapor de agua que se buscan con la metalización, no cumpliendo así con la razón
fundamental de la metalización.
(b)
(a)
Figura 5.49 Permeabilidad al (a) vapor de agua y (b) oxigeno de las películas metalizadas.
82
La densidad óptica de la película de Teleplastic es la mayor entre las tres películas
(Figura 5.50.). Sin embargo no se cumple lo expuesto en la curva de la figura 5.48, donde se
explica que a mayor densidad óptica mayor será la barrera a los gases en las películas.
Figura 5.50.Densidad óptica de las películas metalizadas.
La película metalizada de Teleplastic no cumple con las propiedades de barrera. Existen
una serie de motivos que pueden explicar lo que está sucediendo con el metalizado de la película
de Teleplastic. En primer lugar, las propiedades de barrera de las películas metalizadas están
garantizadas por la uniformidad de la capa de aluminio depositada y por la reducción de cualquier
tipo de defecto microscópico como “pinholes” en la película metalizada. Bishop [45] afirma que a
medida que existan menos puntos débiles y defectos en la película, mejor será la prestación de
barrera de la película metalizada. Los “pinholes” son huecos microscópicos en la película
generados por un recubrimiento deficiente durante el metalizado. En el proceso de producción de
las películas de BOPP se generan cargas estáticas sobre la película. Estas cargas atraen polvo a la
superficie, por lo que las partículas no visibles por el ojo humano se vuelven importantes durante
la metalización. El recubrimiento del metal es de un espesor mucho menor al diámetro de
cualquier partícula de polvo, por lo que luego del metalizado es común que las partículas se
muevan y se generen “pinholes” dejando así zonas de la película sin ningún tipo de
recubrimiento. Los “pinholes” no exhiben ningunas propiedades de barrera, a medida que estén
en mayor cantidad peor será la barrera de la película.
Las películas de BOPP base para metalizar de Teleplastic no poseen agentes
antiestáticos y la atracción de partículas de polvo puede ser alta. Por lo señalado anteriormente
83
esto puede ser un factor importante en la generación de “pinholes” durante el metalizado,
produciendo un recubrimiento deficiente de la película durante el metalizado.
Por otra parte, no todas las películas de BOPP base para la metalización son extruídas
bajo las mismas condiciones de humedad y almacenadas durante distintos períodos de tiempo en
condiciones diferentes. La planta de Teleplastic se encuentra al aire libre, a diferencia de sus
competidores que se encuentran bajo sistemas de climas controlados. El cambio de condiciones
ambientales, humedad y temperatura, durante la extrusión de las películas genera variaciones en
el contenido de vapor de agua de la misma. Los valores de permeación de vapor de agua de la
película de Teleplastic son mayores a los de una película transparente de la misma planta. Una
propuesta en este sentido es controlar los días en que la película es extruída, haciéndolo en días
con la menor humedad relativa posible y garantizando un ambiente de baja humedad durante el
metalizado y su almacenamiento. Es importante que la película no se encuentre saturada de vapor
de agua antes de la metalización. Las películas de BOPP son sometidas a tratamiento de corona
para aumentar la tensión superficial de la película y garantizar una adhesión del metal sobre la
superficie. Este aumento en la tensión superficial es fundamental para obtener una adhesión
correcta del aluminio en la película. Es importante verificar la eficiencia del tratamiento sobre la
película base y si los valores obtenidos son suficientes y cual es su estabilidad con el tiempo. Una
propuesta en este sentido se origina a partir de un estudio realizado, donde Campbell
[46]
afirma
que los valores de tensión superficial de la película se encuentran altamente influenciados por la
temperatura del rodillo de descarga. A una temperatura adecuada se genera un valor de tensión
superficial que no disminuye en el tiempo. Otro factor importante durante el metalizado es la
calidad del aluminio para la metalización. Aluminios de mayor pureza garantizan una menor
proporción de otros tipos de metales así como de menos impurezas en el metalizado. Es
conveniente verificar con el proveedor de la materia prima la calidad del aluminio y realizar
pruebas con material de una mayor pureza.
La figura 5.51 muestra un gráfico comparativo tipo araña de las propiedades evaluadas
en cada película. De todas las películas evaluadas la que presentó un mejor desempeño en las
propiedades fue la película C. La película de Teleplastic posee fuertes debilidades en las
propiedades de barrera. De igual manera y como se ha repetido en las demás películas existe una
deficiencia en la temperatura de sellado así como en la resistencia de sellado en caliente.
84
Figura 5.51 Resumen de las propiedades de las películas metalizadas.
5.7 PELÍCULA CAST
Las películas Cast son películas orientadas uniaxialmente. Las propiedades físicas
dependen del grado de cristalización
[7]
. Las películas Cast son empleadas esencialmente en
laminación, como material soporte, en productos que requieren de alta resistencia al desgarre y
excelente sellabilidad. La comparación de esta película se realizó junto con un competidor
nacional. Esta pelicula es empleada en laminacion con BOPP, PEBD y PET, en productos que
van desde el arroz hasta granos. La tabla 5.7 indica los valores de las propiedades y puntos de
referencia para este tipo de película.
Tabla 5.7. Valores de las propiedades y puntos de referencia de las películas Cast.
Propiedades
Mecánicas
Carga a la Ruptura
Módulo Elástico
Elongación a la
Ruptura
Teleplastic Competencia B Pto. de Referencia
(Kg./mm2)
(Kg./mm2)
(%)
L
9
8,8
~~~
T
4
4
~~~
L
61,6
72,8
~~~
T
62,6
73,8
~~~
L
713,6
698,8
~~~
T
1063,4
1145,4
~~~
21,3
11,4
!20
Ópticas
Superficiales
Resistencia al Desgarre (g)
Coeficiente de Fricción
Estático
LT
0,14
0,2
0.2-0.5
Dinámico
LT
0,13
0,17
0.2-0.5
LNT
0,12
0,18
"0.2
Dinámico LNT
0,1
0,14
"0.2
LT
120
125
~~~
LNT
110
115
"150
Estático
Temperatura de
Sellado
(°C)
Tensión Superficial
(dynas/cm)
36
35
38-42
Brillo
(%)
93
86
50-100
Nublación (Haze)
(%)
1,7
2,3
"1.2
Leyenda: ˜˜˜: Propiedad indiferente, L: Sentido longitudinal, T: Sentido transversal, LT: Lado tratado, LNT: Lado no
tratado.
85
5.7.1 Propiedades mecánicas
En las películas Cast, la propiedad mecánica de mayor importancia y el fundamento de
la película es la resistencia al desgarre. Durante el proceso de orientación uniaxial las cadenas son
alineadas preferiblemente en la dirección de la máquina. Éstas adquieren una alineación
preferencial en sentido de la orientación. Las propiedades mecánicas en sentido longitudinal
provienen de los fuertes enlaces covalentes de la cadena principal. En sentido trasversal
predominan enlaces de menor energía denominados enlaces de Van Der Waals, estos permiten
una menor resistencia de carga pero mayores deformaciones. En el sentido transversal la
resistencia al desgarre es mucho mayor por la presencia de los enlaces covalentes alineados en
sentido longitudinal [31].
Las propiedades de carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la ruptura son
consideradas como indiferentes según los convertidores para este tipo de películas. La figura 5.52
(a) y (b) muestra estas propiedades de las películas Cast. Ambas películas poseen características
semejantes en los valores de resistencia a la carga, módulo elástico y elongación a la ruptura en
ambos sentidos. Como se explicó anteriormente y Breese
[47]
afirma, este hecho se encuentra
asociado a un mayor grado de orientación en sentido longitudinal de la película.
(a)
(b)
Figura 5.52 Propiedades mecánicas en sentido (a) longitudinal y (b) transversal de las películas Cast.
La resistencia al desgarre es la propiedad principal en las películas Cast. La figura 5.53
indica los valores obtenidos de resistencia al desgarre en las películas. Según Vries
[48]
la
orientación uniaxial incrementa la resistencia al desgarre en sentido transversal, la resistencia al
desgarre será mayor en el sentido transversal a medida que el grado de orientación sea mayor. La
película de Teleplastic posee una mayor resistencia al desgarre con 22 g en comparación a la
86
película B con 11 g. El punto de referencia establecido fue de una resistencia mayor a 20 g.
Indudablemente la película de Teleplastic posee una gran ventaja en relación a su competidor.
Figura 5.53 Resistencia al desgarre de las películas Cast.
5.7.2 Propiedades superficiales, coeficiente de fricción
El COF en las películas Cast tiene una importancia considerable a nivel del proceso de
empaquetado. COF bajos menores a 0,2 garantizan un proceso eficiente durante la conversión,
facilitando la laminación de la película Cast con otros sustratos. La figura 5.54 indica los valores
obtenidos de coeficiente de fricción para ambas películas. Los valores de los coeficientes estático
y dinámico para la película de Teleplastic son de 0,12 y 0,10 respectivamente, muchos menores a
los de la película B con 0,18 y 0,14. Coeficientes de fricción tan bajos pueden generar problemas
a nivel de la máquina si no existen las condiciones de trabajo adecuadas, al generarse
deslizamientos, pérdida de agarre de la película y problemas de registro de impresión.
Figura 5.54 COF estático y dinámico de las películas Cast.
En el caso de la película de Teleplastic es necesario realizar cambios que generen como
resultado mayores valores de COF en la película. Los planes de acción a tomar consisten en la
reformulación de la capa central de la película Cast. Ésta es la capa de mayor espesor de la
87
película y la de mayor importancia en cuanto a COF se refiere. La formulación de esta capa
incluye materias primas con agentes deslizantes que pueden ser los responsables de los bajos
COF registrados en la película de Teleplastic. Es necesario verificar las formulaciones actuales y
reducir los niveles de materia prima con aditivos deslizantes y el efecto sobre el COF de la
película [1].
5.7.3 Propiedades superficiales, temperatura de sellado y resistencia de sellado en
caliente
La película Cast es empleada como material soporte en películas de BOPP. La película
Cast debe proveer al empaque de una mayor resistencia al desgarre y una excelente resistencia de
sellado en caliente. La figura 5.55 y 5.56 indican la temperatura de sellado y la resistencia de
sellado en caliente para las películas Cast. Se estableció como punto de referencia una
temperatura de sellado por el lado no tratado menores a 105 °C. La película de Teleplastic posee
una temperatura de sellado de 110 °C, mientras que la película B de 115 °C por el lado no
tratado. Ninguna de las películas cumple con el punto de referencia, sin embargo, la película de
Teleplastic posee una ventaja con los 5 ° menos de temperatura de sellado.
Figura 5.55 Temperatura de sellado de las películas
Cast.
Figura 5.56 Resistencia de sellado en caliente de las
películas Cast.
La resistencia al sellado en caliente es una propiedad que permite aumentar la capacidad
de carga de un empaque durante el llenado sin comprometer el sellado. La película de Teleplastic
posee una mayor resistencia de sellado desde los 100 °C hasta los 120 °C, mientras que la
película B posee un máximo alrededor de los 125 °C. La película de Teleplastic es superior en la
resistencia de sellado en caliente a la película B.
88
5.7.4 Propiedades superficiales, tensión superficial
Las películas Cast deben poseer una tensión superficial adecuada para permitir una
correcta laminación con otra película. El punto de referencia establecido es una tensión
superficial de entre 38-42 dynas/cm., con lo que se garantiza una adecuada laminación sin
problemas de deslaminación de la película soporte. Como se explicó en la sección 5.2.4, la
tensión superficial varía con el tiempo y los cambios atmosféricos. La figura 5.57 indica los
valores de tensión superficial y los días de producción de las películas. La película de Teleplastic
posee una tensión superficial de 36 dynas/cm., mientras que la película B de 35 dynas/cm. Estos
valores se encuentran en el límite inferior de lo requerido por los convertidores. El material
pierde la capacidad de aplicación una vez se encuentra sin tratamiento superficial, por ello es
conveniente aplicar medidas correctivas que ayuden a aumentar la tensión superficial de la
película.
Figura 5.57 Tensión superficial de las películas Cast.
Las propuestas en este sentido están orientadas hacia el tratamiento de corona. Es
posible aumentar la potencia de la energía que es directamente proporcional al tratamiento
superficial. Sin embargo, debe hacerse de manera controlada para evitar un exceso de tratamiento
que genere problemas de bloqueo en la película, o cotratamiento en la otra cara de la película. Por
otra parte, la calidad de los aditivos en las materias primas puede ser un factor importante en la
disminución de la tensión superficial en la película. Es conveniente realizar pruebas con materias
primas de reconocida calidad y verificar si existen cambios significativos en el comportamiento
de la tensión superficial de la película.
89
5.7.5 Propiedades ópticas, brillo y nublación
Como se ha mencionado anteriormente las propiedades ópticas, brillo y nublación
“haze”, son características estéticas de las películas que favorecen la presentación de los
productos en sus respectivos empaques. Los valores establecidos como puntos de referencia son
un brillo entre 50-100 % y un “haze” menor a 1,2 %. Las figuras 5.58 (a) y (b) indican los valores
obtenidos para estas propiedades. La película de Teleplastic posee el mayor brillo con un 93 % y
el menor “haze” con un 1,7 %. Comparando ambas películas la de Teleplastic posee las mejores
características ópticas.
(a)
(b)
Figura 5.58 (a) Brillo y (b) nublación “haze” de las películas Cast.
Resumiendo, la figura 5.59 muestra una gráfica comparativa de los resultados de los
ensayos realizados a las películas Cast. En general, la película de Teleplastic posee la mayor
resistencia al desgarre, además de una mayor resistencia de sellado en caliente y propiedades
ópticas. La película de Teleplastic es muy superior a la película B de la competencia.
Figura 5.59 Resumen de las propiedades de las películas Cast.
90
CAPÍTULO VI
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
6.1 CONCLUSIONES
Película de bajo COF para maquinas empaquetadoras de alta velocidad
•
Se determinó que las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
velocidad de la empresa Teleplastic poseen excelentes propiedades mecánicas, ópticas y de
barrera para una película transparente en comparación a su competencia.
•
La pelicula de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad de la empresa
Teleplastic posee un porcentaje menor de brillo que uno de sus competidores, pero dentro de
los puntos de referencia establecidos.
•
Se determinó que las películas de bajo coeficiente de fricción para máquinas
empaquetadoras de alta velocidad de la empresa Teleplastic poseen valores de COF dentro de
los valores establecidos para cumplir con su uso a altas velocidades.
•
La película de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad posee
problemas de estabilidad dimensional, con retracciones lineales en ambos sentidos de la
película mayores a los exhibidos por las películas de la competencia.
•
Las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad de la empresa
Teleplastic posee los menores valores de resistencia de sellado en caliente en relación a sus
competidores.
Película de COF controlado
•
Se determinó que las películas de Teleplastic de coeficiente de fricción controlado de la
empresa Teleplastic presentaron las mejores propiedades mecánicas, ópticas y la mayor
estabilidad dimensional en relación a los competidores estudiados.
•
Las películas de COF controlado de la empresa Teleplastic posee los menores valores de
resistencia de sellado en caliente en relación a sus competidores.
Película cintas adhesivas
•
Se determinó que las películas para cintas adhesivas de Teleplastic poseen los mejores
resultados en las propiedades mecánicas, ópticas y superficiales al compararla con su único
competidor.
91
•
La película para cintas adhesivas posee problemas de estabilidad dimensional, con
retracciones lineales en ambos sentidos de la película, muchos mayores a las películas de la
competencia.
Película perlada
•
Se determinó en la comparación de las películas perladas, que la película de Teleplastic
posee un buen desempeño en propiedad: mecánica, la mayor opacidad, índice de blancura y
una densidad de 0.71gr/cm3.
•
La película perlada sin barnices de Teleplastic posee un porcentaje de brillo similar al de
sus competidores y dentro de los valores establecidos como punto de referencia.
•
Las películas perladas y metalizadas de Teleplastic poseen temperaturas de sellado mayor
a las exhibidas por sus competidores.
•
Las películas perladas de la empresa Teleplastic posee los menores valores de resistencia
de sellado en caliente en relación a sus competidores.
Película metalizada
•
Se determinó que la película metalizada de Teleplastic posee las mejores propiedades
mecánicas y una excelente estabilidad dimensional en relación a los competidores estudiados.
•
La película metalizadas de Teleplastic posee temperaturas de sellado mayores a las
exhibidas por sus competidores.
•
Se determinó que la película metalizada de Teleplastic posee graves deficiencias en las
propiedades de barrera, permeabilidad al vapor de agua y al oxígeno, en comparación a sus
competidores.
•
La película metalizadas de la empresa Teleplastic poseen los menores valores de
resistencia de sellado en caliente en relación a sus competidores.
Película Cast
•
La película Cast de Teleplastic es superior a la competencia en sus propiedades,
resistencia al sellado en caliente, temperatura de sellado, ópticas y mecánicas, incluyendo
resistencia al desgarre.
•
Se determino que la película Cast de Teleplastic posee COF muy bajos, factor que genera
problemas posteriores de conversión.
92
6.2 RECOMENDACIONES
•
Realizar un estudio del efecto de uso de resinas de PP terpolímero con alto contenido de
comonómero de etileno y butano sobre las propiedades de sellado de las películas de
Teleplastic.
•
Realizar un estudio donde se determine el efecto del estiramiento longitudinal y
transversal y la temperatura final del horno sobre la estabilidad dimensional de las películas.
•
Determinar la causas de las bajas propiedades de barrera de las películas metalizadas de
Teleplastic estudiando el efecto de las condiciones del proceso de metalizado, vacío,
temperatura de los evaporadores, velocidad de la película y velocidad de caída de aluminio en
los evaporadores, sobre estas propiedades.
•
Realizar un estudio comparativo de la calidad de la Tensión Superficial de las películas de
Teleplastic y la de sus competidores considerando tiempo de producción, condiciones de
almacenaje y tipos de película.
93
CAPÍTULO VII
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Maier C. y Calafut T., “Polypropylene, Definitive User’s Guide and Data book”, Plastic
Design Library, Estados Unidos (1998).
[2] Brydson J.A., “Plastics Materials”, Seventh Edition, Butterworth Heinemann, Inglaterra
(1999).
[3] “Know How per la Produzione de Moplefan Biorenato e Coestrus”, Grupo Montedison,
Terni- Italia (1981).
[4] Hernandez R., Selke S. y Culter J., “Plastic Packaging, Properties, Processing,
Applications, and Regulations”, Hanser Publishers, Alemania (2000).
[5] Brody A. y Marsh K, “The Wiley Encyclopedia of Packaging Technology”, Second
Edition, Estados Unidos (1997).
[6] Karger-Kocsis J., “Polypropylene, An A-Z reference”, Kluwer Academis Publishers,
Inglaterra (1999).
[7]
Parkinson
Technology
Inc,
“TDO
Technology”
Disponible
en:www.parkinsontechnologies.com/products/plastics-orientation-equipment/transversedirection-orientation-systems/default.html, consulta: [Febrero 15, 2007].
[8] “Plastic handbook”, Modern Plastics Magazine, Mc Graw Hill, Estados Unidos (1994).
[9] Mazuera y Noriega, M.P. “Tercer Seminario Internacional sobre películas coextruídas,
laminadas y biorientadas: Aplicaciones y Mercados”, Instituto de Capacitación e
Investigación del Plástico y del Caucho (ICIPC), Colombia (1995).
[10] Naranjo, A, “Algunos Conceptos sobre Películas para Empaques”, Instituto de
Capacitación e Investigación del Plástico y del Caucho, Colombia (1995).
[11] Norma ASTM D 1894-01, “Standard Test Method for Static and Kinetic Coefficients of
Friction of Plastics Film and Sheeting”, Plastic (I) D256-D2343, Vol. 8.01, USA (2003).
[12] Norma ASTM D 2578-99a, “Standard Test Method for Wetting Tension of Polyethylene
and Polypropylene Films”, Plastic (II) D2383-D4322, Vol. 8.02, USA (2003).
[13] Norma ASTM D 882-02, “Standard Test Method for Tensile Properties of Thin Plastic
Sheeting”, Plastic (I) D256-D2343, Vol. 8.01, USA (2003).
94
[14] Norma ASTM D 1922-00a, “Standard Test Method for Propagation Tear Resistance of
Plastic Film and Thin Sheeting by Pendulum Method” Plastic (I) D256-D2343, Vol. 8.01,
USA (2003).
[15] Norma ASTM D 1003-00, “Standard Test Method for Haze and Luminous
Transmittance of Transparent Plastic” Plastic (I) D256-D2343, Vol. 8.01, USA (2003).
[16] Norma ASTM D2457, “Standard Test Method for Specular Gloss of Plastic Films and
Solid Plastics” Plastic (II) D2383-D4322, Vol. 8.02, USA (2003).
[17] Norma ASTM E313-05, “Standard Practice for Calculate Yellowness and Whiteness
Indices from Instrumentally Measured Color Coordinates” Paints, Related Coatings, and
Aromatic, Vol. 6.01, USA (2003).
[18] Norma ASTM F1249-01, “Standard Test Method for Water Vapor Transmission Rate
through Plastic Film and Sheeting using a Modulated Infrared Sensor”, General Products,
Chemical Specialties, and End Use Products, Vol. 15.09, USA (2003).
[19] Norma ASTM D3985-0.2, “Standard Test Method for Oxygen Gas Transmission Rate
through Plastic Film and Sheeting using Coulometric Sensor”, General Products, Chemical
Specialties, and End Use Products, Vol. 15.09, USA (2003).
[20] Norma ASTM F365-73, “Recommended Practice for Electrostatic Charge Mobility on
Flexible Barrier Materials”, Norma Descontinuada, USA (1977).
[21] Macdonal J. y Tanner S., “Aprenda las Claves del Benchmarking en una semana”,
Gestión 2000, España (2006).
[22] García T., “El Cuestionario como Instrumento de Investigacion/Evaluacion”, Disponible
en:
http://personal.telefonica.terra.es/web/medellinbadajoz/sociologia/El_Cuestionario.pdf,.
Consulta en: [ Marzo 15, 2007]
[23] Mark, H., “Encyclopedia of Polymer Science and Technology”, John Wiley & Sons, Inc,
(2002).
[24] Yuksekkalayci, C, “ Effects of Nucleating Agent and Processing Conditions on the
Mechanical, Thermal, and Optical Properties of Biaxially Oriented Polypropylene Films”,
Polymer Engineering and Science 39(7), 1216(1999).
[25] Harkin, J, “The Influence of Extrusion Parameters on the Morphology and Mechanical
Properties of Polypropylene Sheet”, Polymer Engineering and Science 38(4), 662(2004).
[26] Hensen, F, “Plastic Extrusion Technology”, Hanser, Alemania (1997).
95
[27] Osborn, K y Jenkins, W, “Plastic Films Technology and Packagins Applications”
Technomic, Estados Unidos (1992).
[28] Lhost O. y Mikielshi R., “Thanks to its versatility, Polypropylene is a preferred
candidate for sealing properties in flexible packaging”, Innovene, disponible en:
www.innovene.com/.../home_assets/assets/products/polymers/documents/sealing_properties_
bopp_020303.doc. Consulta: [Junio 15, 2007]
[29] Centro Ricerca Moplefan S.p.a, “La Activación Superficial del Film Polipropilenico”,
Terni-Italia (1994).
[30] Hernandez, R. y Selke, S., “Plastics Packaging, Properties, Processing, Applications, and
Regulations”, Hanser, Alemania (2000).
[31] Sweeting, O, “The Science and Technology of Polymer Films”, Interscience Publishers,
Estados Unidos (1968).
[32] Schael, G, “Effect of Processing Conditions on the Gloss of Polypropylene Films”
Journal of Applied Polymer Science 10(6), 901(1966).
[33] Ajii R., “Orientation, Stress and Shrinkage Relationships for Amorphous and
Semicrystalline Polymers”, SPE´s ANTEC Proceedings, (1999), 445.
[34] Blakistone B., “Defining and Monitoring Seal Integrity-The Key to Advances in Plastic
Packaging”, Tappy Polymers, Laminations & Coating Conference Proceeding, (1996), 371.
[35] Dunger, S., “Sequential biaxial drawing of polypropylene films”. Polymer 45(20),
6861(2004).
[36] Mizumachi, H, “Adhesive Tack in Bonding and Debonding”, Nitto Techical Report,
38(2),
1(2000),
Disponible
en:
www.nitto.com/rd/technical/2000_2/pdf/01mizumachie.qxp.pdf. Consulta: [Septiembre 5,
2007].
[37] Wolf R., “A Unique Modification Technique for Extending Surface Activation of
Flexible Packaging Substrates”, SPE´s ANTEC Proceedings, (2005), 2916.
[38] Sun D., “Thermal Interactions in Oriented Polymeric Materials: Shirinkage,
Crystallization, and Melting” Polymer Engineering and Science, 29(21), 1503 (1989).
[39] McLeod M., “ Drawing Forces and Film Properties in Semi-Sequentially Stretched
Polypropylene”, SPE´s ANTEC Proceedings, (2005), 1752.
96
[40] Erema, “CaCO3 Technology from Erema”, Disponible en: www.erema.at,.Consulta:
[Septiembre 5, 2007].
[41] Baker R,“The use of Calcium Carbonate in Polyolefin Film-Tappy Tutorial Program”
Tappy Polymers, Laminations & Coating Conference Proceeding, (1999).
[42] Lashway W., “Titanium Dioxide (TiO2) Fundamentals”, Tappy Polymers, Laminations
& Coating Conference Proceeding, (1999).
[43] Kullberg M., “Metallized Biaxially oriented Polypropylene-Advances in Barrier
Integrity” Tappy Polymers, Laminations & Coating Conference Proceeding, (1995).
[44] Robertson G., “Packaging and Converting Technology”, Marcel Dekker Inc, Estados
Unidos (1992).
[45] Consulta a Charles A.Bishop, C.A.Bishop Consulting Ltd, Realizada en: [Julio 12,
2007].
[46] Campbell N., “Improved Barrier Properties with Metallized Films from Corona Process
Improvements and from Copolymer Characteristics” Tappy Polymers, Laminations &
Coating Conference Proceeding, (1995), 385.
[47] Breese R., “A Review of Modeling Approaches for Oriented Semi-Cristalline
Polymers”, Current Opinion in Solid State and Materiales Science 8(6), 439(2004).
[48] Vries A., “Structure and Properties of Uni- and Biaxially Oriented Polypropylene Films:
Part 2-Mechanical and Other End-Use Properties”, Pure & Applications Chemistry 54(3),
647(1982).
106
APÉNDICE
Apéndice A: Obtención de los Resultados

Propiedades Tensiles: la máquina de ensayos universales donde se midieron las
propiedades tensiles posee un programa que arroja los valores requeridos sin la
necesidad de realizar ningún tipo cálculo, el programa presenta los resultados como
lo muestra la figura 7.1. Cada vez que finaliza el ensayo reporta los valores de
módulo elástico, esfuerzo de fluencia, esfuerzo de ruptura y elongación a ruptura y a
su vez va calcula los promedios y errores asociados a un grupo de ensayos.
Figura A.1: Presentación de los resultados reportados por el programa utilizado.

Resistencia al desgarre: para la obtención de los valores de la resistencia al
desgarre, el Elmendorf posee una escala de 0-100 asociada al peso del péndulo y
número de películas colocadas en el ensayo. Por ejemplo, se realiza un ensayo, se
colocan en el equipo una muestra, se realiza el ensayo y la aguja reporta un valor de
45 unidades, con un péndulo de 800 g. Se realizan los siguientes cálculos:
107
Tabla A.1: Tabla de cálculo de la resistencia al desgarre
Numero de Películas
16
8
4 2 1
Capacidad Factor Multiplicador
1600
1
2
4 8 16
800
0,5
1
2 4 8
400
0,25 0,5 1 2 4
200
0,125 0,25 0,5 1 2
Ejemplo de cálculo:
R.D = ( Factor Multiplicador ) ! (Valor Indicado por la Aguja )
= (4) ! (4)
= 16

Resistencia de Sellado: Se calcula la resistencia al sellado (R.S) en g/cm. Donde F
es la fuerza leída del dinamómetro en (daN.), 2.54 es el ancho de la muestra en cm.
y mil (1000) parámetro de conversión. La resistencia es medida del lado no tratado
de la película.
Ejemplo del cálculo
R.S =
F ! 1000
2.54
=
0.42 ! 1000
2.54
= 165
g
cm
108
ENCUESTAS:
•
PELÍCULAS DE BAJO COEFICIENTE DE FRICCIÓN PARA MÁQUINAS
EMPAQUETADORAS DE ALTA VELOCIDAD.
Para películas de polipropileno biorientado coextruída transparente, con una cara
tratada para aplicación de tintas, amplio rango y bajo umbral de sellado, alta velocidad en
maquinas empacadoras, buena integridad de sellado, 25µ de espesor, se estudiaron 13
propiedades. Según su criterio, marque el valor más adecuado y argumente, para cada
propiedad en este tipo de película:
Propiedades
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
(Longitudinal)
Baja
Alta (14<)
Media (13-9)
Baja
Alta (30<)
Media (30-10)
ASTM D 822
Mecánicas
Baja
Superficie
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado
Tratado)
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado No
Tratado)
Tratamiento
Baja
Alta (300<)
Media (300-200)
Indiferente
(200>)
Media (300-250)
Indiferente
Baja
Alta (80<)
Media (80-40)
Indiferente
(40>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
ASTM D 1894
(0,2>)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Dinámico
Resistencia de
Sellado (g/cm.)
Indiferente
(250>)
(Transversal)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Estático
Fricción (Lado No
Tratado) Estático
Media (200-100)
(100>)
Alta (300<)
Elongación a la
Ruptura (%)
Coeficiente de
Alta (200<)
Baja
Ruptura (%)
(Longitudinal)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Dinámico
Indiferente
(10>)
(Transversal)
Modulo Elástico
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Transversal)
Elongación a la
Indiferente
(8>)
Carga a la Ruptura
(Kg/mm2)
(Kg/mm2)
(Longitudinal)
Argumente su
Respuesta
Valores
Norma
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Teleplastic
Alta (200<)
Media (200-100)
Indiferente
(100>)
Baja
Alta (120<)
Media (120-105)
Indiferente
(105>)
Teleplastic
(40psi,
Baja
Alta (120<)
Media (120-105)
Indiferente
(105>)
ASTM D
2578
Baja
Alta (42>)
Media (42-38)
Indiferente
(38>)
Alta
Media
Baja
(>4,5)
(4,5-1,5)
(1,5<)
ASTM D
2457
Alta (150<)
Media (150-100)
ASTM D
1003
Alta (1,8<)
Hot Tack (N/mm)
Haze (%)
Otras
Retracción Lineal (%)
(Longitudinal)
Retracción Lineal (%)
(Transversal)
Baja
Indiferente
(100>)
Baja
Media (1,8-1,2)
Indiferente
(1,2>)
Baja
Teleplastic
(140°C, 60s)
Ópticas
Brillo (%)
Indiferente
Alta (12<)
Media (12-8)
Indiferente
(8>)
Baja
Alta (12<)
Media (12-8)
Indiferente
(8>)
Permeabilidad al
Vapor de
Agua(38°C/90%HR)
ASTM F
1249
Alta (5<)
Permeabilidad al
Oxigeno
(25°C/0%HR)
ASTM D
3985
Alta (2000<)
Baja
Media (5-2)
Indiferente
(2>)
Media (20001000)
Baja
Indiferente
(1000>)
109
•
PELÍCULAS DE COEFICIENTE DE FRICCIÓN NO CONTROLADO.
Para películas de polipropileno biorientado coextruída transparente, tratamiento en
la cara externa, termosellable por ambas caras, alto coeficiente de fricción, una película
destinada al uso en laminación con polipropileno cast, especialmente diseñada para evitar el
deslizamiento al ser apilado, 25µ de espesor, se estudiaron 13 propiedades. Según su
criterio, marque el valor más adecuado y explique su razón, para cada propiedad en este
tipo de película:
Propiedades
Baja
Alta (14<)
Superficie
Resistencia de
Sellado (g/cm.)
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado
Tratado)
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado No
Tratado)
Tratamiento
Media (30-10)
Indiferente
(10>)
Baja
Alta (200<)
Media (200-100)
Indiferente
(100>)
Baja
Alta (300<)
Media (300-200)
Indiferente
(200>)
Baja
Alta (300<)
Media (300-250)
Indiferente
(250>)
Baja
Alta (80<)
Media (80-40)
Indiferente
(40>)
Baja
Alta (0,6<)
Media (0,6-0,3)
Indiferente
(0,3>)
ASTM D 1894
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Estático
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Dinámico
Indiferente
Baja
Alta (30<)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Longitudinal)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Transversal)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Estático
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Dinámico
Media (13-9)
(8>)
ASTM D 822
Mecánicas
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Longitudinal)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Transversal)
Argumente su
Respuesta
Valores
Norma
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
(Longitudinal)
Carga a la Ruptura
(Kg/mm2)
(Transversal)
Baja
Alta (0,6<)
Media (0,6-0,3)
Indiferente
(0,3>)
Baja
Alta (0,6<)
Media (0,6-0,3)
Indiferente
(0,3>)
Baja
Alta (0,6<)
Media (0,6-0,3)
Indiferente
(0,3>)
Baja
Teleplastic
Alta (200<)
Media (200-100)
Indiferente
(100>)
Baja
Alta (120<)
Media (120-105)
Indiferente
(105>)
Teleplastic
(40psi, 1 s)
Baja
Alta (120<)
Media (120-105)
Indiferente
(105>)
ASTM D
2578
Media
Baja
(42-38)
(38>)
Alta(42>)
Indiferente
Alta
Media
Baja
(>4,5)
(4,5-1,5)
(1,5<)
ASTM D
2457
Alta (150<)
Media (150-100)
ASTM D
1003
Alta (1,4<)
Hot Tack (N/mm)
Ópticas
Brillo (%)
Haze (%)
Otras
Retracción Lineal (%)
(Longitudinal)
Retracción Lineal (%)
(Transversal)
Indiferente
Teleplastic
(140°C,
60s)
Permeabilidad al
Vapor de
Agua(38°C/90%HR)
ASTM F 1249
Permeabilidad al
Oxigeno
(25°C/0%HR)
ASTM D 3985
Baja
Indiferente
(100>)
Baja
Media (1,4-0,7)
Indiferente
(0,7>)
Media
Baja
(12-8)
(8>)
Media
Baja
(12-8)
(8>)
Media
Baja
(5-2)
(2>)
Alta (12<)
Indiferente
Alta (12<)
Indiferente
Alta (5<)
Alta (2000<)
Indiferente
Media (20001000)
Baja
Indiferente
(1000>)
110
•
PELÍCULA PARA CINTAS ADHESIVAS.
Para películas de polipropileno biorientado transparente, tratamiento en la cara
externa, diseñada para cintas adhesivas y en laminaciones con cartulinas y papel, 25µ de
espesor, se estudiaron 10 propiedades. Según su criterio, marque el valor más adecuado y
explique su razón, para cada propiedad en este tipo de película:
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
(Longitudinal)
Alta (14<)
Carga a la Ruptura
(Kg/mm2)
(Transversal)
Alta (30<)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Longitudinal)
Alta (200<)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Transversal)
Baja
Media (13-9)
Media (30-10)
Baja
Media (200-100)
Media (300-200)
Alta (300<)
Indiferente
Baja
Media (80-40)
Indiferente
Baja
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
ASTM D 1894
Superficie
Ópticas
Otras
Baja
(40>)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Dinámico
Retracción Lineal (%)
(Transversal)
Media (300-250)
(250>)
Alta (0,5<)
Retracción Lineal (%)
(Longitudinal)
Indiferente
(200>)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Estático
Haze (%)
Indiferente
Baja
Alta (300<)
Alta (80<)
Brillo (%)
Indiferente
(100>)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Transversal)
Tratamiento
Baja
(10>)
Ruptura (%)
(Longitudinal)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Estático
Indiferente
(8>)
Elongación a la
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Dinámico
Argumente su
Respuesta
Valores
Norma
ASTM D 822
Mecánicas
Propiedades
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Baja
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
ASTM D
2578
Alta (42>)
ASTM D
2457
Alta (150<)
ASTM D
1003
Alta (1,8<)
Teleplastic
(140°C,
60s)
Media (42-38)
Baja
Indiferente
(38>)
Baja
Media (150-100)
Indiferente
(100>)
Baja
Media (1,8-1,2)
Indiferente
(1,2>)
Alta (12<)
Media (12-8)
Baja
Indiferente
(8>)
Baja
Alta (12<)
Media (12-8)
Indiferente
(8>)
Permeabilidad al
Vapor de
Agua(38°C/90%HR)
ASTM F 1249
Permeabilidad al
Oxigeno
(25°C/0%HR)
ASTM D 3985
Baja
Alta (5<)
Media (5-2)
Indiferente
(2>)
Alta (2000<)
Media (20001000)
Baja
(1000>)
Indiferente
111
•
PELÍCULA CAVITADA (PERLADA).
Para películas de polipropileno biorientado coextruída cavitada blanca (Perlado),
una cara tratada para aplicación de tintas y adhesivos, amplio rango y bajo umbral de
sellado, alto rendimiento por su baja densidad, termosellable por ambas caras, empleadas
en impresión, laminación y etiquetas, 30µ de espesor, se estudiaron 14 propiedades. Según
su criterio, marque el valor más adecuado y explique su razón, para cada propiedad en este
tipo de película:
Propiedades
(Longitudinal)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Transversal)
Baja
Alta (10<)
Superficies
Alta (150<)
Media (150-100)
Baja
Alta (250<)
Media (250-150)
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado No
Baja
Media (250-150)
Indiferente
(150>)
Baja
Alta (50<)
Media (50-20)
Indiferente
(20>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
ASTM D 1894
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Teleplastic
Alta (150<)
Media (150-100)
Indiferente
(100>)
Baja
Alta (120<)
Media (120-105)
Indiferente
(105>)
Teleplastic
(40psi, 1 s)
Baja
Alta (120<)
Media (120-105)
Indiferente
(105>)
Tratado)
Tratamiento
Indiferente
(150>)
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado
Tratado)
Indiferente
(100>)
Alta (250<)
Fricción (Lado No
Tratado) Dinámico
Resistencia de
Sellado (g/cm.)
Indiferente
Baja
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Estático
Coeficiente de
Media (20-10)
(10>)
Ruptura (%)
(Transversal)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Indiferente
Baja
Alta (20<)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Longitudinal)
Elongación a la
Tratado) Estático
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Dinámico
Media (10-8)
(8>)
ASTM D 822
Mecánicas
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
Argumente su
Respuesta
Valores
Norma
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
(Longitudinal)
Carga a la Ruptura
(Kg/mm2)
(Transversal)
ASTM D
2578
Alta
Media
Baja
(42>)
(42-38)
(38>)
Indiferente
Alta
Media
Baja
(>4,5)
(4,5-1,5)
(1,5<)
ASTM D
2457
Alta (80<)
Media (80-40)
ASTM D
1003
Alta (80)
Teleplastic
Alta (0,8<)
Hot Tack (N/mm)
Ópticas
Brillo (%)
Opacidad (%)
Indiferente
Baja
Indiferente
(40>)
Baja
Media (80-40)
Indiferente
(40>)
Baja
Densidad Óptica
Media (0,8-0,4)
Indiferente
(0,4>)
Otras
Retracción Lineal (%)
(Longitudinal)
Retracción Lineal (%)
(Transversal)
Permeabilidad al
Vapor de
Baja
Teleplastic
(140°C,
60s)
Alta (12<)
Indiferente
(8>)
Baja
Alta (12<)
Media (12-8)
Indiferente
(8>)
Baja
ASTM F 1249
Alta (10<)
Media (10-6)
Indiferente
(6>)
Agua(38°C/90%HR)
Permeabilidad al
Oxigeno
(25°C/0%HR)
Media (12-8)
ASTM D 3985
Alta (3000<)
Media (30002500)
Baja
Indiferente
(2500>)
112
•
PELÍCULA METALIZADA.
Para películas de polipropileno biorientado coextruída metalizada, termosellable por
una cara, amplio rango y alta resistencia de sellado, 20µ de espesor, se estudiaron 12
propiedades. Según su criterio, marque el valor más adecuado y argumente, para cada
propiedad en este tipo de película:
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
(Longitudinal)
Alta (14<)
Carga a la Ruptura
(Kg/mm2)
(Transversal)
Alta (30<)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Transversal)
Indiferente
Media (30-10)
Baja
Baja
Alta (200<)
Media (200-100)
Indiferente
(100>)
Baja
Alta (350<)
Media (350-250)
Indiferente
(250>)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Transversal)
Alta (80<)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Estático
Alta (0,5<)
Media (300-250)
Baja
Ópticas
Indiferente
(250>)
Media (80-40)
Baja
Indiferente
(40>)
Baja
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Dinámico
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Baja
Indiferente
(0,2>)
Baja
Alta (0,5<)
Media (0,5-0,2)
Indiferente
(0,2>)
Baja
Resistencia de
Sellado (g/cm.)
Teleplastic
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado No
Tratado)
Teleplastic
(40psi, 1 s)
Alta (115<)
Tratamiento
ASTM D
2578
Alta (42>)
Alta (150<)
Media (150-100)
Indiferente
(100>)
Media (115-105)
Baja
Indiferente
(105>)
Media
Baja
(42-38)
(38>)
Alta
Media
Baja
(>4,5)
(4,5-1,5)
(1,5<)
Alta (2,5<)
Media (2,5-2,0)
Hot Tack (N/mm)
Indiferente
Indiferente
Baja
Densidad Óptica
Teleplastic
Indiferente
(2>)
Retracción Lineal (%)
(Longitudinal)
Otras
Indiferente
(10>)
Alta (300<)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Estático
Media (13-9)
(8>)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Longitudinal)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Dinámico
Superficie
Baja
ASTM D 822
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Longitudinal)
Argumente su
Respuesta
Valores
Norma
ASTM D 1894
Mecánicas
Propiedades
Retracción Lineal (%)
(Transversal)
Teleplastic
(140°C,
60s)
Media (12-8)
Baja
Indiferente
(8>)
Baja
Alta (12<)
Media (12-8)
Indiferente
(8>)
Permeabilidad al
Vapor de
ASTM F 1249
Agua(38°C/90%HR)
Permeabilidad al
Oxigeno
(25°C/0%HR)
Alta (12<)
ASTM D 3985
Baja
Alta (1,5<)
Media (1,5-1,0)
Indiferente
(1>)
Alta (500<)
Media (500-200)
Baja
(200>)
Indiferente
113
•
PELÍCULA CAST.
Para películas de polipropileno plana (CAST) coextruída transparente, tratamiento
en la cara externa, ambas caras termosellables, empleada para laminación de empaques con
BOPP que requieren alto impacto, 25µ de espesor, se estudiaron 12 propiedades. En su
criterio, marque el valor más adecuado y explique su razón, para cada propiedad en este
tipo de película:
Carga a la Ruptura
(Kg./mm2)
(Longitudinal)
Alta (14<)
Carga a la Ruptura
(Kg/mm2)
(Transversal)
Alta (30<)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Longitudinal)
Modulo Elástico
(Kg/mm2)
(Transversal)
Baja
ASTM D
1922
Superficie
Ópticas
Otras
Haze (%)
Baja
Alta (300<)
Media (300-200)
Indiferente
(200>)
Media (300-250)
Baja
Media (80-40)
Baja
Indiferente
Indiferente
Baja
Alta (20<)
Media (20-10)
Indiferente
(10>)
Media
Baja
(0,5-0,2)
(0,2>)
ASTM D 1894
Alta (0,5<)
Indiferente
Media
Baja
(0,5-0,2)
(0,2>)
Media
Baja
(0,5-0,2)
(0,2>)
Media
Baja
(0,5-0,2)
(0,2>)
Alta (0,5<)
Alta (120<)
Teleplastic
(40psi, 1 s)
Alta (120<)
ASTM D
2578
Indiferente
Media
Baja
(120-105)
(105>)
Media
Baja
(120-105)
(105>)
Media
Baja
(42-38)
(38>)
Alta(42>)
Alta (150<)
ASTM D
1003
Alta (1,8<)
ASTM D 3985
Indiferente
Indiferente
Indiferente
Media
Baja
(4,5-1,5)
(1,5<)
Alta (>4,5)
ASTM D
2457
Indiferente
Indiferente
Alta (0,5<)
Permeabilidad al
Vapor de
ASTM F 1249
Agua(38°C/90%HR)
Permeabilidad al
Oxigeno
(25°C/0%HR)
Indiferente
Alta (0,5<)
Hot Tack (N/mm)
Brillo (%)
Media (200-100)
(40>)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Dinámico
Tratamiento
Indiferente
(250>)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Estático
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado No
Tratado)
Baja
(100>)
Alta (80<)
Temperatura de
Sellado (°C) (Lado
Tratado)
Media (30-10)
Baja
Alta (200<)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Transversal)
Coeficiente de
Fricción (Lado No
Tratado) Estático
Indiferente
(10>)
Alta (300<)
Coeficiente de
Fricción (Lado
Tratado) Dinámico
Media (13-9)
(8>)
Elongación a la
Ruptura (%)
(Longitudinal)
Resistencia al
Desgarre (g)
Argumente su
Respuesta
Valores
Norma
ASTM D 822
Mecánicas
Propiedades
Indiferente
Media (150-100)
Baja
Indiferente
(100>)
Baja
Media (1,8-1,2)
Indiferente
(1,2>)
Baja
Alta (10<)
Media (10-5)
Indiferente
(5>)
Alta (4000<)
Media (40002000)
Baja
(2000>)
Indiferente
114
Apéndice B: Tablas
Tabla B.1: Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la
ruptura de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
Carga a Ruptura (kg/mm2)
Película
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
Módulo Elástico (Kg./mm2)
Elongación a Ruptura (%)
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
14.0
12.0
14.0
0.8
0.0
0.7
32.0
26.0
29.8
1.2
1.0
0.8
133.3
166.4
181.4
10.5
5.2
8.6
237.3
257.4
300.0
16.0
23.5
17.6
263.4
207.4
254.6
19.6
5.3
13.8
67.3
88.2
66.2
6.2
9.9
7.7
Tabla B.2: Valores de las propiedades superficiales, coeficiente de fricción, tensión superficial, temperatura
de sellado y resistencia de sellado de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta
velocidad.
Tensión
Superficial
(dinas/cm)
Coeficiente de Fricción
Película
Lado Tratado
Estático
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
!
Temperatura de Sellado
Lado no tratado
!
Dinámico
!
Estático
Lado Tratado
Dinámico
(°C)
Resistencia de
Sellado (g/cm)
Lado no Tratado
!
!
0.405 0.024 0.283 0.016 0.368 0.037 0.240 0.014
0.233 0.015 0.175 0.002 0.298 0.014 0.197 0.007
0.328 0.013 0.191 0.007 0.365 0.032 0.227 0.005
42
42
38
115
115
115
105
105
105
194.0
217.7
191.3
30.8
22.2
24.4
Tabla B.3: Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas de bajo COF para máquinas
empaquetadoras de alta velocidad.
Brillo (%)
Nublación (%)
Película
Δ
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
112.60
96.80
148.20
Δ
4.70
1.00
3.40
1.20
1.40
1.90
0.00
0.10
0.10
Tabla B.4: Valores de otras propiedades, retracción lineal, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad al
oxígeno de las películas de bajo COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
W.V.T.R (g/m2/d) GTR (cm3/24h*m2*atm)
Retracción Lineal (%)
Película
Δ
Δ
Δ
Δ
L
T
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
8.70
6.60
8.40
0.77
0.54
0.74
13.20
9.50
10.20
0.85
0.63
0.30
3.06
3.40
4.47
0.30
0.10
0.10
494
538
507
54
23
21
Tabla B.5: Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la
ruptura de las películas de COF no controlado.
Carga
a
Ruptura
(kg/mm2) Módulo Elástico (Kg/mm2) Elongación a Ruptura (%)
Película
Teleplastic
Competencia B
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
13.4
13.0
0.5
1.0
30.9
30.2
0.9
1.1
152.3
156.0
9.1
8.8
255.6
291.8
25.1
15.2
239.1
233.8
13.0
13.6
50.8
70.0
6.2
5.4
Tabla B.6: Valores de las propiedades superficiales, coeficiente de fricción, tensión superficial, temperatura
de sellado y resistencia de sellado de las películas de COF no controlado.
Tensión
Superficial
(dinas/cm)
Coeficiente de Fricción
Película
Lado Tratado
Estático
Teleplastic
Competencia B
!
Dinámico
Lado no tratado
!
Estático
!
Dinámico
Temperatura de Sellado
(°C )
Lado Tratado
Resistencia de
Sellado (g/cm)
Lado no Tratado
!
0.640 0.029 0.460 0.005 0.590 0.039 0.430 0.028
0.340 0.017 0.270 0.008 0.460 0.030 0.380 0.009
!
41
42
115
115
110
110
197.6
136.1
32.6
27.6
115
Tabla B.7: Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas de COF no controlado.
Película
Brillo (%) Nublación (%)
Δ
Teleplastic
Competencia B
109.9
92.7
Δ
3.2
3.8
1.1
1.4
0.0
0.1
Tabla B.8: Valores de otras propiedades, retracción lineal, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad al
oxígeno de las películas de COF no controlado.
W.V.T.R (g/m2/d) GTR (cm3/24h*m2*atm)
Película
Retracción Lineal (%)
Teleplastic
Competencia B
L
Δ
T
Δ
6.90
9.70
0.65
0.36
10.10
13.50
0.63
0.36
Δ
2.53
2.24
Δ
0.04
0.04
307
357
7
13
Tabla B.9: Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la
ruptura de las películas para cintas adhesivas.
Carga
a
Ruptura
(Kg/mm2) Módulo Elástico (Kg/mm2) Elongación a Ruptura (%)
Película
Teleplastic
Competencia B
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
15.1
13.2
0.7
0.4
31.4
26.2
1.1
0.4
198.3
149.8
12.9
16.6
332.8
299.2
13.1
10.3
196.3
186.6
15.9
11.7
63.2
71.6
5.1
3.8
Tabla B.10: Valores de las propiedades superficiales, coeficiente de fricción y tensión superficial de las
películas para cintas adhesivas.
Tensión Superficial
(dinas/cm)
Coeficiente de Fricción
Película
Lado Tratado
!
Estático
Teleplastic
Competencia B
Lado no tratado
!
Dinámico
!
Estático
!
Dinámico
0.450 0.041 0.280 0.015 0.390 0.048 0.260 0.032
0.530 0.025 0.510 0.017 0.410 0.015 0.440 0.014
40
42
Tabla B.11: Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas para cintas adhesivas.
Brillo (%) Nublación (%)
Película
Δ
Teleplastic
Competencia B
109.3
103.1
1.0
1.8
Δ
0.5
0.2
0.1
0.1
Tabla B.12: Valores de otras propiedades, retracción lineal de las películas para cintas adhesivas.
Retracción Lineal (%)
Película
Teleplastic
Competencia B
L
Δ
T
Δ
9.60
6.00
0.35
0.54
14.60
7.90
0.66
0.71
Tabla B.13: Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la
ruptura de las películas perladas.
Carga a Ruptura
(kgf/mm2)
Película
L
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
7.70
8.00
8.30
!
T
Módulo Elástico (Kg./ mm2)
!
L
!
T
!
Elongación a Ruptura
(%)
L
!
T
!
0.50 19.40 0.50 123.60 4.30 217.20 15.70 192.90 8.70 48.00 1.90
0.00 17.60 0.50 118.80 8.20 191.00 18.50 175.20 8.20 43.60 2.10
0.50 14.10 0.40 116.60 13.60 183.10 11.10 142.70 6.60 42.30 2.90
116
Tabla B.14: Valores de las propiedades superficiales, coeficiente de fricción, tensión superficial, temperatura
de sellado y resistencia de sellado de las películas perladas.
Tensión
Superficial
(dinas/cm)
Coeficiente de Fricción
Película
Lado Tratado
!
Estático
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
Temperatura de Sellado
Lado Tratado
Lado no tratado
!
Dinámico
!
Estático
(°C)
Resistencia de
Sellado (g/cm)
Lado no Tratado
!
Dinámico
!
0.670 0.029 0.500 0.003 0.740 0.058 0.530 0.005
0.430 0.033 0.280 0.015 0.410 0.012 0.290 0.012
0.470 0.007 0.420 0.009 0.800 0.047 0.580 0.042
42
35
42
115
110
115
110
105
105
138.6
119.8
98.4
4.3
8.5
3.9
Tabla B.15: Valores de las propiedades ópticas, opacidad e índice de blancura de las películas perladas.
Brillo (%) Opacidad (%) Índice de Blancura
Película
Δ
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
43.3
50.2
85.5
Δ
0.7
0.9
2.0
66.4
65.4
62.3
Δ
0.7
0.4
0.6
88.0
86.9
85.7
0.2
0.4
0.5
Tabla B.16: Valores de otras propiedades, retracción lineal y densidad de las películas perladas.
Retracción Lineal (%)
Densidad (g/cm3)
Película
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
L
Δ
T
Δ
7.60
7.00
7.60
0.52
0.36
0.84
9.50
9.70
10.10
0.50
0.36
0.63
0.74
0.75
0.68
Tabla B.17: Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la
ruptura de las películas metalizada.
2
Carga
a
Ruptura
(Kg/mm
) Módulo Elástico (Kg/mm2) Elongación a Ruptura (%)
Película
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
Competencia D
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
L
Δ
T
Δ
13.6
13.2
14.2
12.6
1.1
0.4
0.4
0.5
29.2
27.8
29.4
30.6
0.4
0.8
0.5
0.5
173.6
193.0
188.8
182.2
6.4
13.0
14.6
11.2
309.6
291.4
345.0
342.0
17.2
19.7
24.5
20.9
234.2
204.2
188.0
203.4
12.5
5.7
4.8
11.3
57.8
67.4
61.6
62.2
6.1
8.1
1.8
2.9
Tabla B.18: Valores de las propiedades superficiales, coeficiente de fricción, tensión superficial, temperatura
de sellado y resistencia de sellado de las películas metalizada.
Tensión
Superficial
(dinas/cm)
Coeficiente de Friccion
Película
Lado Tratado
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
Competencia D
Lado no tratado
Temperatura de
Sellado (°C )
Resistencia de
Sellado (g/cm)
Lado no Tratado
Estático
!
Dinámico
!
Estático
!
Dinámico
!
0.180
0.490
0.610
0.430
0.027
0.002
0.019
0.021
0.110
0.480
0.600
0.260
0.012
0.001
0.004
0.005
0.200
0.500
0.850
0.360
0.017
0.036
0.094
0.013
0.130
0.400
0.630
0.220
0.125
0.008
0.090
0.008
!
54
36
36
0
110
105
105
105
182.8
104.7
153.5
147.2
Tabla B.19: Valores de las propiedades ópticas, densidad óptica de las películas metalizadas.
Película
Densidad Óptica (%)
Δ
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
Competencia D
2.40
2.20
2.10
2.10
0.06
0.06
0.02
0.02
15.8
12.9
15.7
24.7
117
Tabla B.20: Valores de otras propiedades, retracción lineal, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad
al oxígeno de las películas metalizadas.
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR (cm3/24h*m2*atm)
Película
Retracción Lineal (%)
Teleplastic
Competencia B
Competencia C
Competencia D
L
Δ
T
Δ
6.80
6.80
7.90
9.00
0.32
0.55
0.46
0.30
9.40
9.90
9.80
12.20
0.46
0.66
0.46
0.36
Δ
2.347
0.68
0.65
--------
Δ
0.21
0.14
0.14
--------
250
103
80
--------
40
6
6
--------
Tabla B.21: Valores de las propiedades mecánicas, carga a la ruptura, módulo elástico y elongación a la
ruptura de las películas Cast.
Resistencia
Carga a Ruptura
Módulo Elástico
al
Elongación a Ruptura (%)
Película
(Kg/mm2)
(Kg/mm2)
Desgarre
(g)
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
Δ
L
T
L
T
L
T
Teleplastic
9.0 0.7 4.0
0.0
61.6 5.6 62.6 3.2 713.6 31.5 1063.4 62.8 21.3 5.7
Competencia B
8.8 0.4 4.0
0.0
72.8 4.4 73.8 3.3 698.8 4.1 1145.4 42.5 11.4 3.1
Tabla B.22: Valores de las propiedades superficiales, coeficiente de fricción, tensión superficial y
temperatura de sellado de las películas Cast.
Película
Tensión Superficial
(dinas/cm)
Coeficiente de Fricción
Lado Tratado
Estático
!
Lado Tratado
Lado no tratado
Dinámico
!
!
Estático
Temperatura de Sellado (°C )
Lado no Tratado
!
Dinámico
Teleplastic
0.140 0.005 0.130 0.004 0.120 0.009 0.100 0.002
Competencia B 0.200 0.004 0.170 0.016 0.180 0.012 0.140 0.004
36
35
120
125
110
115
Tabla B.23: Valores de las propiedades ópticas, brillo y nublación de las películas Cast.
Brillo (%) Nublación (%)
Película
Δ
Teleplastic
Competencia B
93.4
86.1
4.8
1.9
Δ
1.7
2.3
0.1
0.1
Tabla B.24: Valores de otras propiedades, permeabilidad al vapor de agua y permeabilidad al oxígeno de las
películas Cast.
Película
Teleplastic
Competencia B
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR (cm3/24h*m2*atm)
Δ
9.8
6.2
2.8
0.1
Δ
1498
1003
60
15
118
Tabla B.25: Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas de bajo COF para máquinas
empaquetadoras de alta velocidad.
Teleplastic
Película B
Película C
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
6.43
8.03
32.14
82.36
86.37
117.71
111.28
115.30
107.67
98.02
97.62
0.01
0.02
0.04
0.11
0.06
0.08
0.02
0.06
0.17
0.12
0.01
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
6.83
10.45
51.02
88.78
122.13
129.36
122.13
116.91
118.51
119.32
114.49
111.68
106.46
0.02
0.03
0.15
0.13
0.08
0.04
0.09
0.11
0.01
0.07
0.1
0.18
0.12
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
7.23
20.09
84.36
116.50
134.58
128.56
121.73
133.38
124.54
110.48
0.01
0.06
0.18
0.14
0.15
0.11
0.14
0.11
0.35
0.15
Tabla B.26: Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas de COF no controlado.
Teleplastic
Película B
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
6.83
7.23
7.63
130.97
161.50
155.47
148.24
144.62
165.52
164.71
129.76
0.02
0.03
0.08
0.22
0.22
0.23
0.09
0.06
0.06
0.06
0.49
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
8.44
74.72
91.19
128.96
157.88
186.81
192.03
186.81
190.02
194.44
174.35
156.28
165.92
159.09
0.00
0.26
0.58
0.22
0.09
0.04
0.13
0.39
0.23
0.14
0.19
0.08
0.20
0.16
119
Tabla B.27: Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas perladas
Teleplastic
Película B
Película C
Temperatura (°C )
Kgf/cm
!
Temperatura (°C)
Kgf/cm
!
Temperatura (°C)
Kgf/cm
!
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
6.43
16.87
30.53
49.01
63.47
71.11
65.88
63.47
65.08
66.29
65.08
59.06
57.45
60.66
62.67
0.03
0.04
0.03
0.05
0.06
0.01
0.07
0.05
0.03
0.07
0.07
0.06
0.04
0.11
0.07
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
10.85
16.47
21.69
52.23
98.43
118.51
163.51
108.87
87.18
80.75
68.30
86.37
0.02
0.02
0.04
0.10
0.03
0.10
0.12
0.21
0.16
0.13
0.16
0.10
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
110
115
120
125
4.42
8.84
24.10
33.34
96.42
110.08
95.61
90.39
88.78
91.60
86.37
85.97
67.89
67.09
0.01
0.08
0.18
0.14
0.15
0.07
0.11
0.10
0.10
0.18
0.13
0.12
0.04
0.07
Tabla B.28: Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas metalizadas.
Teleplastic
Película B
Película C
Temperatura (°C )
(g/cm)
!
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
Temperatura (°C)
(g/cm)
!
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
7.23
8.03
7.63
14.86
57.45
109.27
116.50
111.28
117.71
122.93
119.32
112.08
98.43
99.63
91.60
0.04
0.01
0.02
0.07
0.07
0.05
0.22
0.15
0.04
0.12
0.13
0.19
0.03
0.22
0.33
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
7.63
7.63
50.62
102.84
122.13
108.87
109.27
111.68
116.91
118.51
117.31
122.93
113.29
113.69
101.24
0.02
0.03
0.15
0.06
0.11
0.03
0.18
0.17
0.2
0.1
0.06
0.08
0.04
0.1
0.17
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
155
160
6.83
6.43
26.92
100.43
125.34
127.75
136.99
162.30
164.31
144.22
135.38
113.29
92.40
98.83
94.01
0.02
0.03
0.17
0.24
0.14
0.13
0.19
0.15
0.1
0.15
0.1
0.21
0.2
0.02
0.16
Tabla B.29: Valores de la resistencia de sellado en caliente de las películas Cast.
120
Teleplastic
Película B
Temperatura (°C)
Kgf/cm
!
Temperatura (°C)
Kgf/cm
!
80
85
90
95
100
105
110
115
120
7.23
10.04
113.29
158.28
181.58
177.97
186.41
194.44
178.37
0.05
0.00
0.24
0.10
0.02
0.18
0.20
0.18
0.13
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
150
6.03
7.63
12.86
12.86
36.96
106.86
188.41
202.47
169.53
155.87
139.40
99.23
78.74
0.02
0.02
0.07
0.03
0.06
0.11
0.30
0.07
0.27
0.15
0.24
0.23
0.40
121
Apendice C
Resultados obtenidos de las encuestas y los rangos de valores establecidos en cada
propiedad.
Tabla C.1: Rango de valores establecidos en las encuestas de películas de bajo COF para máquinas
empaquetadoras de alta velocidad.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Modulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la Ruptura
(%)
L
T
L
T
L
T
E (T)
D(T)
C.O.F
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de Sellado
(°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
Retracción Lineal (%)
T-T
NT-NT
(T)
L
T
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR (cm 3/24h*m 2*atm)
Alta
Media
14!
13-9
30!
30-10
200! 200-10
350! 350-250
300! 300-250
80!
80-40
0.5! 0.5-0.2
0.5! 0.5-0.2
0.5! 0.5-0.2
0.5! 0.5-0.2
Baja
8"
10"
100"
250"
250"
40"
0.2"
0.2"
0.2"
0.2"
200! 200-100
100"
120! 120-105
120! 120-105
105"
105"
42!
42-38
38"
150! 150-100
1.8! 1.8-1.2
12!
12-8
12!
12-8
1.5! 1.5-1.0
100"
1.2"
8"
8"
1"
0.2!
0.1"
0.2-0.1
Tabla C.2: Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas de bajo
COF para máquinas empaquetadoras de alta velocidad.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
Alta
5
4
2
2
1
2
0
0
0
0
Media
4
5
5
5
7
6
5
3
3
2
10
1
0
0
NT-NT
2
1
2
3
7
8
1
0
(T)
3
8
1
0
L
7
1
0
0
1
4
2
2
2
1
1
9
7
7
7
0
0
0
0
2
0
3
4
5
L
T
L
T
L
T
E (T)
C.O.F
D(T)
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de
Sellado (°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
Retracción Lineal (%)
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
3
2
(cm /24h*m *atm)
T-T
T
Baja Indiferente
0
3
0
3
1
4
1
4
1
3
1
3
4
3
5
3
8
1
10
0
122
Tabla C.3 Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas de COF no controlado.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Modulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
L
T
L
T
L
T
E (T)
D(T)
C.O.F
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de
Sellado (°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
Retracción Lineal (%)
Alta
14!
30!
200!
350!
300!
80!
0.6!
0.6!
0.6!
0.6!
Media
13-9
30-10
200-10
350-250
300-250
80-40
0.6-0.3
0.6-0.3
0.6-0.3
0.6-0.3
Baja
8"
10"
100"
250"
250"
40"
0.3"
0.3"
0.3"
0.3"
200! 200-100 100"
T-T
NT-NT
120! 120-105 105"
120! 120-105 105"
42!
L
T
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
(cm3/24h*m 2*atm)
42-38
38"
150! 150-100 100"
1.4! 1.4-0.7 0.7"
12!
12-8
8"
12!
12-8
8"
1.5! 1.5-1.0 1"
0.2! 0.2-0.1 0.1"
Tabla C.4: Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas de COF
no controlado.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Modulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la Ruptura
(%)
L
T
L
T
L
T
E (T)
C.O.F
D(T)
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de Sellado
(°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
Retracción Lineal (%)
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
(cm3/24h*m 2*atm)
T-T
NT-NT
L
T
Alta
3
2
3
2
2
2
2
2
3
3
Media
3
2
1
1
1
1
4
5
5
5
Baja Indiferente
0
3
0
5
0
5
0
6
1
5
0
6
0
3
0
3
1
0
1
0
5
3
0
1
1
1
4
4
2
2
2
2
1
8
0
0
4
1
0
0
0
3
2
2
2
3
1
5
5
5
1
1
1
1
1
5
0
2
1
6
123
Tabla C.5: Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas para cintas adhesivas.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
D(NT)
Alta
14!
30!
200!
350!
300!
80!
0.5!
0.5!
0.5!
0.5!
Media
13-9
30-10
200-10
350-250
300-250
80-40
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
Baja
8"
10"
100"
250"
250"
40"
0.2"
0.2"
0.2"
0.2"
(T)
42!
42-38
38"
L
T
L
T
L
T
E (T)
D(T)
C.O.F
E (NT)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
W.V.T.R (g/m2/d)
150! 150-100 100"
1.8! 1.8-1.2 1.2"
12!
12-8
8"
12!
12-8
8"
1.5! 1.5-1.0 1"
GTR (cm 3 /24h*m 2 *atm)
0.2! 0.2-0.1 0.1"
Retracción Lineal (%)
L
T
Tabla C.6: Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas para
cintas adhesivas.
Propiedades
Carga a Ruptura
2
(Kg./mm )
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
L
T
3
1
1
3
L
D(NT)
5
3
1
1
3
3
2
2
0
1
1
1
3
3
3
3
1
1
5
3
0
0
1
1
2
3
1
3
2
2
2
2
(T)
0
8
0
0
L
2
0
0
0
0
2
1
3
3
1
3
3
5
5
0
1
4
0
0
7
0
1
0
7
T
L
T
E (T)
C.O.F
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
Retracción Lineal (%)
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
(cm3/24h*m 2*atm)
Alta Media Baja Indiferente
6
0
1
1
D(T)
E (NT)
T
124
Tabla C.7: Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas perladas.
Propiedades
Carga a Ruptura
L
2
(Kg./mm )
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
T
L
T
L
T
E (T)
D(T)
C.O.F
E (NT)
D(NT)
Resistencia de
Sellado (g/cm.)
Temperatura de
Sellado (°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Opacidad (%)
T-T
NT-NT
L
T
Media
10-8
20-10
150-100
250-150
250-150
50-20
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
Baja
8"
10"
100"
150"
150"
20"
0.2"
0.2"
0.2"
0.2"
150 ! 150-100 100"
120 ! 120-105 105"
120 ! 120-105 105"
42!
80!
80!
12!
12!
(T)
Retracción Lineal (%)
Alta
10!
20!
150 !
250 !
250 !
50!
0.5!
0.5!
0.5!
0.5!
42-38
80-40
80-40
12-8
12-8
1.5"
40"
40"
8"
8"
Tabla C.8: Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas perladas.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la Ruptura
(%)
L
T
L
T
L
T
E (T)
C.O.F
D(T)
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de Sellado
(°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Opacidad
Densidad Óptica
Retracción Lineal (%)
T-T
NT-NT
(T)
L
T
Alta Media Baja Indiferente
5
3
0
4
3
4
0
5
4
4
0
4
3
4
0
5
2
4
1
5
2
4
1
5
0
8
0
4
0
9
0
3
0
9
2
1
0
10
2
0
5
3
2
5
2
3
0
3
6
1
4
1
2
4
7
4
0
0
10
3
3
3
4
4
0
0
1
0
6
6
0
4
0
3
0
0
125
Tabla C.9: Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas metalizadas.
Propiedades
Carga a Ruptura
2
(Kg./mm )
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la Ruptura
(%)
L
T
L
T
L
T
E (T)
D(T)
C.O.F
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de Sellado
(°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Densidad Óptica
Retracción Lineal (%)
Media
13-9
Baja
8"
30!
200!
350!
300!
80!
0.5!
0.5!
0.5!
0.5!
30-10
200-10
350-250
300-250
80-40
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
10"
100"
250"
250"
40"
0.2"
0.2"
0.2"
0.2"
150! 150-100 100"
NT-NT
(T)
L
T
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
3
Alta
14!
2
(cm /24h*m *atm)
115! 115-105 105"
42! 42-38
2.5! 2.5-2
12!
12-8
12!
12-8
1.5! 1.5-1.0
38"
2"
8"
8"
1"
0.2! 0.2-0.1
0.1"
Tabla C.10: Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas
metalizadas.
Propiedades
Carga a Ruptura
(Kg./mm 2)
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
L
T
L
T
L
T
E (T)
C.O.F
D(T)
E (NT)
D(NT)
Resistencia de Sellado
(g/cm.)
Temperatura de
Sellado (°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Densidad Óptica
Retracción Lineal (%)
NT-NT
(T)
L
T
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
3
2
(cm /24h*m *atm)
Alta Media Baja Indiferente
2
5
0
4
3
4
0
4
2
5
0
4
2
5
0
4
2
3
2
4
2
4
1
4
1
3
0
7
2
4
0
6
0
4
5
2
0
5
5
1
6
2
1
2
0
2
7
2
3
4
2
0
0
8
3
8
3
3
0
0
0
6
6
0
4
0
1
1
0
1
10
0
126
Tabla C.11: Rango de valores establecidos en las encuestas de las películas Cast.
Propiedades
Carga a Ruptura
Alta
14!
L
(Kg./mm 2)
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
Resistencia al
Desgarre (g)
L
T
L
T
E (T)
D(T)
E (NT)
D(NT)
Temperatura de
Sellado (°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
Baja
8"
30! 30-10 10"
200! 200-10 100"
350! 350-250 250"
300! 300-250 250"
80! 80-40 40"
T
C.O.F
Media
13-9
T-T
NT-NT
(T)
(cm3/24h*m 2*atm)
20
0.5!
0.5!
0.5!
0.5!
120!
120!
20-10
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
0.5-0.2
120-105
120-105
10
0.2"
0.2"
0.2"
0.2"
105"
105"
42! 42-38 38"
150! 150-100 100"
1.8! 1.8-1.2 1.2"
1.5! 1.5-1.0 1"
0.2! 0.2-0.1 0.1"
Tabla C.12: Resultados de las encuestas en los valores esperados en cada propiedad de las películas Cast.
Propiedades
Carga a Ruptura
L
(Kg./mm 2)
T
4
4
0
0
0
0
4
4
L
3
1
0
4
T
3
3
4
1
0
0
0
1
0
4
4
4
T-T
5
1
1
0
0
0
2
4
4
3
3
2
0
1
1
6
6
2
1
3
3
0
0
5
NT-NT
0
2
6
0
1
3
1
0
7
3
2
1
0
0
5
3
1
3
1
5
0
1
3
5
Módulo Elástico
(Kg./mm2)
Elongación a la
Ruptura (%)
Alta Media Baja Indiferente
L
T
Resistencia al
Deagarre (g)
E (T)
C.O.F
D(T)
E (NT)
D(NT)
Temperatura de
Sellado (°C)
Tensión Superficial
(dinas/cm.)
Brillo (45°)
Nublación (%)
W.V.T.R (g/m2/d)
GTR
(cm3/24h*m 2*atm)
(T)