En la actualidad, los sistemas de empaque automático más comunes son los procesos de Formación, Llenado y Sellado Horizontal y Vertical, (HFFS y VFFS por las iniciales en inglés de Horizontal Form Fill Seal y Vertical Form Fill Seal). Ambas tecnologías generan un rápido esfuerzo sobre el sellado transversal inmediatamente después de que es efectuado, debido a la caída del producto en la bolsa creada por el sellado de la película plástica.
Las velocidades de producción y, por ende, de sellado, de este tipo de equipos han venido aumentando apreciablemente en los últimos años, lo cual ha generado la necesidad de utilizar resinas puras, mezclas poliméricas o coextrusiones con mayores exigencias y eficiente desempeño durante el sellado al calor. Se requieren entonces mediciones de la resistencia del sellado una vez frío (Heat Seal Strength o Cold Peel Test), resistencia a la pegajosidad en caliente (Hot Tack), temperatura inicial de sellado (SIT) y corridas prototipo en selladoras de laboratorio que simulan las selladoras industriales (1).
Las características más solicitadas para las resinas utilizadas en películas plásticas de empaque automático son las siguientes:
Excelentes propiedades de sellado al calor
Bajo coeficiente de fricción (COF)
Compatibilidad con LDPE, LLDPE y plastómeros en el caso de mezclas
Buena adhesión con LDPE, LLDPE y plastómeros sin utilización de adhesivos
Buen potencial para reducción de espesor sin pérdida de rigidez
Buen sustrato para impresión flexográfica
Buenas propiedades ópticas, tales como, transparencia y/o brillo superficial
Tipos de resinas para empaque automático
El siguiente listado de resinas utilizadas en empaque automático satisfacen parcial o totalmente las características o propiedades mencionadas en la introducción de este artículo. Estas se pueden utilizar puras, en mezclas poliméricas como resinas modificadoras de ciertas propiedades o en coextrusiones de varias capas.
Polietilenos de ultra baja y muy baja densidad ULDPE y VLDPE
Polietilenos sintetizados por catálisis de metalocenos (m-PE)
Copolímeros de etileno/cicloolefina
Copolímeros de etileno/vinil acetato EVA
Copolímeros ácidos (EEA, EMA, etc.)
Ionómeros
Una característica como el coeficiente de fricción que se relaciona con el bloqueo o deslizamiento de la película es modificable con aditivos deslizantes (´slip´). Una película de buen substrato para impresión es modificable con un nivel de tratamiento corona adecuado, de alrededor de 38 dyn/cm. Las propiedades ópticas y rigidez de la película dependen exclusivamente del tipo de resina seleccionado y condiciones de procesamiento.
El listado de resinas mencionado anteriormente posee niveles de transparencia medidos como transmisión de luz de entre 80 y 95 por ciento. Por lo tanto, la sellabilidad al calor se considera como una variable crítica en empaque automático, pues de esta propiedad depende el que se logre la máxima productividad de la línea en golpes/minuto, ya sea tecnología VFFS o HFSS
La siguiente tabla comparativa muestra valores de sellabilidad suministrados por los fabricantes de materias primas a bases de datos de dominio público. Se presentan los valores medidos en la prueba de resistencia al sellado en unidades de [N/15 mm] a las siguientes condiciones:
Presión de sellado: 0.7 N/mm2
Largo de mordaza: 250 mm
Ancho de mordaza: 180 mm
Tipo de resina |
Nombres comerciales |
Fuerza de sellado |
|
|
[N/15 mm ] |
ULDPE, VLDPE |
Attane |
17 |
m-PE |
Exact, Exceed, Affinity |
21 |
Copolímero de Etileno/cicloolefina |
Topas |
14 |
Copolímero de Etileno/Vinil Acetato EVA |
Elvax, Evatene |
12 |
Copolímeros Acidos (EEA, EMA) |
Nucrel, Optema, Primacor |
10 |
Ionómeros |
Surlyn |
8 |
Comparativo de resinas en cuanto a resistencia al sellado |
La tabla anterior confirma la importancia que tiene la sellabilidad al calor en la industria del empaque automático. Sin embargo, una revisión profunda de la naturaleza del fenómeno ha permitido al ICIPC identificar los siguientes factores que afectan el sellado al calor (2):
El tipo de maquinaria empleado en el sellado
El tipo de resina plástica
La presencia de aditivos tales como: cargas, lubricantes, agentes deslizantes y antibloqueo
Los tratamientos utilizados para promover la adhesión y la receptividad de tintas, tales como el tratamiento corona
La temperatura de la maquinaria de sellado
El tiempo de contacto y de enfriamiento
La presión de contacto
La presencia de contaminantes
El espesor de la película
El peso de producto a empacar.
Literatura
- Juan Diego Sierra, "Factores que afectan el sellado al calor de películas para empaque", ICIPC, 1999
-
Juan Diego Sierra, María del Pilar Noriega y Tim Osswald, "Effect of Metallocene Polyethylene on Heat Sealing Properties of Low Density Polyethylene Blends", Journal of Plastic Film and Sheeting, Vol. 16, No. 1, 2000