“ESTUDIO DEL COMPORTAMIENTO FÍSICO Y

MECÁNICO DE UNA PELÍCULA COEXTRUIDA DE TRES

CAPAS LLDPE Y HDPE – NYLON 6.6- LLDPE

COMO APLICACIÓN DE EMPAQUE AL VACIÓ PARA LA

EMPRESA POLIETILENOS DEL VALLE S.A”

TESIS PARA OBTENER EL TITULO DE:

INGENIERO DE MATERIALES

Presentada por:

MANUEL ALEJANDRO MONTAÑA RONCANCÍO

Asesor y director:

Ph.D EDGAR FRANCO MEDINA

ESCUELA DE INGENIERIA DE MATERIALES

UNIVERSIDAD DE SANBUENAVENTURA

CALI - 2013

INTRODUCCIÓN

Uno de los sistemas más exitosos para la conservación de alimentos, ha sido el

empacado al vacío porque al retirar el aire del contenedor, se obtiene una vida útil mas

larga al poder conservar las características organolépticas ya que al eliminar el oxígeno

no existe crecimiento de gérmenes aeróbicos, psicrofilos, y mesófilos que son los que

originan la rancidez, la decoloración, y la descomposición de los alimentos.

El material de empaque utilizado en un sistema de vacío debe lograr el mantener el vacío

generado, durante la mayor cantidad de tiempo posible. Es importante resaltar que los

materiales de empaque tienen diferentes grados de barrera al aire o a los gases;

dependiendo de su aplicación bien sea para la industria alimenticia, farmacéutica o como

empaque secundario.

Los polímeros más usados hoy para el empaquetado al vacío, son mezclas

coextrusionadas de diferentes materiales para lograr mejores propiedades como

sellabilidad, barrera, brillantez, resistencia, flexibilidad, transparencia, y bajo costo. Se

encuentran disponibles para el empacador coextrusiones de 3, 5, 7, 9 capas con las

mejores características de cada polímero coextruído. Entre más capas posea una

coextrusora, así mismo se pueden lograr diferentes estructuras que aporten valor

agregado al empaque que se esté requiriendo. [1]

La importancia de este proyecto radica en optimizar la composición de la mezcla de la

película coextruida; la cual tiene potencial aplicación en la fabricación de bolsas

resistentes a diferentes condiciones de barrera y resistencia mecánica; además se

constituye como un nuevo desarrollo productivo para le empresa Polietilenos del Valle,

quien brinda su apoyo para la realización del proyecto.

3

TABLA DE CONTENIDO

Pág. INTRODUCCIÓN

2

JUSTIFICACIÓN 6 ANTECEDENTES 7 Objetivo general y específicos 9 Lista de Tablas 10 Lista de Imágenes 12 CAPITULO I. FUNDAMENTOS TEORICOS 1.1 MATERIALES PLASTICOS

15

1.2 Propiedades y características de los plásticos

15

1.2.1 Propiedades Físicas 15

1.2.2 Propiedades Mecánicas 15 1.2.3 Propiedades Térmicas 1.3 Aplicaciones y uso de los plásticos

16

1.3.1 Envase y empaque 16 1.3.2 Construcción 16 1.3.3 Industrial 16 1.3.4 Eléctricos – Electrónicos 16 1.3.5 Transporte 16 1.3.6 Médicos 16 1.3.7 Agrícola 16 1.4 POLIETILENO

17

1.4.1 Clasificación del polietileno

17

1.4.1.1 Polietileno de alta densidad 17

1.4.1.2 Polietileno de baja densidad 18

1.5 Propiedades y características del PE

18

1.5.1 Propiedades físicas 18

1.5.2 Propiedades Químicas 19

1.5.3 Usos y aplicaciones del PE 19

1.6 Polietileno lineal de baja densidad 19

1.6.1 Aplicaciones del LLDPE 21

1.6.2 Propiedades físicas y mecánicas

21

1.7 COEXTRUSION DE POLIETILENO

23

1.7.1 Combinación de propiedades especificas

24

1.8 Nylon 24 1.8.1 Propiedades del Nylon 25

1.8.1.1 Resistencia a la tensión 26

4

1.8.1.2 Elongación en la rotura 26

1.8.1.3 Modulo de elasticidad 26

1.8.1.4 Limite elástico 26

1.8.1.5 Creep 26

1.8.1.6 Elasticidad 27

1.8.2 Propiedades térmicas y relativas a la humedad

27

1.8.3 Estabilización a la luz y el calor 27

1.8.3.1 Luz 27

1.8.3.2 Calor 27

1.8.4 Estabilización contra la perdida de la resistencia a alta temperatura bajo altas cargas.

27

1.8.5 Estabilización contra la degradación por calor y humedad

28

1.8.6 Propiedades eléctricas 28

1.8.7 Propiedades físicas 28

1.8.8 Interacción Nylon – humedad 29 1.9 Características generales del Nylon

30

CAPITULO II. PRUEBAS DE CARACTEIZACION MECANICA 2.1 Ensayo y caracterización mecánica

33

2.2 Pruebas mecánicas para películas coextruidas

34

2.2.1 Resistencia a la tensión 34

2.2.2 Elongación 36

2.2.3 Resistencia al desgarro 36

2.2.4 Resistencia al impacto 37

CAPITULO III. DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 Generalidades del desarrollo experimental

40

3.2 Metodología 41 3.3 Equipos 42 3.3.1 Coextrusora de tres capas 42 3.3.2 Calibrador 43 3.3.3 Prueba de impacto 43 3.3.4 Ensayo de tensión 44 3.4 Diseño de experimentos 45 3.5 Sellabilidad 50 3.6 Hermeticidad 52 3.7 Prueba de ensayo a tensión 52 CAPITULO IV. RESULTADOS Y ANALISIS 4.1 Pruebas de sellabilidad

54

4.2 Pruebas de hermeticidad 56 4.3 Pruebas de resistencia a la tensión 63

5

4.3.1 Condiciones del ensayo 64

4.3.2 Equipos utilizados 64

4.3.3 Desarrollo de la prueba 64

CONCLUSIONES 71 RECOMENDACIONES 72 ANEXOS 73 BIBLIOGRAFIA 81

6

JUSTIFICACION

Las películas coextruidas son usadas aproximadamente desde hace más de 10

años, por las diferentes industrias empaquetadoras del mundo. Las nuevas

tendencias del mercado en empaques cada vez son más rigurosas, los

empaques deben ir a la vanguardia con tecnología pero principalmente lograr

las funcionalidades que el mercado y los clientes necesitan y exigen.

Para Polietilenos del Valle, empresa líder del sector de empaques a nivel

regional y nacional, es importante llegar a ofrecer a sus clientes nuevos

empaques para diferentes productos; por esto las películas coextruidas

multicapas de LLDPE y HDPE– Nylon 6.6 – LLDPE son su gran mira y objetivo

de abarcar nuevos clientes del sector de empaques del país. Algunas

empresas Colombianas del sector de empaques, ya han desarrollado un tipo

de empaque con estas características, utilizando LLDPE y Nylon 6.6 en su

configuración; empaques que han sido creados para satisfacer la gran

demanda de este tipo que existe en el mercado; por lo anterior, es importante

para Polietilenos del Valle, ser una empresa competitiva en el mercado, con el

desarrollo de este nuevo empaque dentro su portafolio. La combinación de

LLDPE + HDPE + Nylon en una estructura multicapa proporciona propiedades

que un polímero monocapa no otorga a la película, como lo son propiedades de

barrera y transparencia con una alta resistencia; al ser una película coextruida,

se logran anchos mayores gracias al tamaño del molde, estructuras con

mayores propiedades mecánicas y de resistencia debido a ser multicapas,

nuevos desarrollos con estructuras en la capa interna y externa, entre otras.

Con este proyecto se pretende lograr la creación de la mezcla adecuada para

la obtención de la película coextruida, que permita el desarrollo de empaques

de óptimas condiciones de calidad, resistencia física y mecánicas que soporten

la protección y conservación adecuada de alimentos y productos de clientes

finales.

El proyecto se encamina en la investigación y desarrollo de la mezcla por

medio de un diseño de experimentos, ensayos físicos y mecánicos que

permitan establecer el logro y desarrollo del material multicapas coextruido

para la empresa Polietilenos del Valle.

7

ANTECEDENTES

Uno de los principales objetivos en el área de empaques, es el mejoramiento

de sus diseños y mayor funcionalidad que estos puedan presentar, empaques

innovadores, capaces de resistir la intemperie, aportar mayores propiedades de

barrera y protección, bajo costo, bajo peso, etc; son algunas de las

características de los empaques del futuro.

En la siguiente publicación, realizada por el PhD. Steve Sargeant, Director de

Investigación y desarrollo de Toray Plastic se evidenciara algunas

características del por que una película de nylon es aplicada en grandes

proporciones como empaque para diversos productos, se realizara una

comparación con otras películas también utilizadas como empaque y cual

responde mejor a las diversas necesidades que requieren los clientes.

Existen varias características que deben cumplir los empaques, entre las

cuales están las propiedades de barrera, en la publicación, se realiza una

comparación de esta propiedad en tres tipos de materiales, PET (Poliéster

Orientado), OPP (Polipropileno Orientado) y OPA (Nylon Orientado).

“Las películas de OPET, OPP y OPA tienen diferentes valores intrínsicos de

barrera contra oxígeno y la humedad. Adicionalmente, estas propiedades son

alteradas con el porcentaje de estiramiento, o grado de orientación, que se le

da a la película durante el proceso de fabricación. En general, a medida que

sean mayores los grados de estiramiento, mayores serán los incrementos en

cristalización y la densidad de la fase amorfa; y tales incrementos resultan en

mayores valores de barreras. Este efecto, es válido para las tres películas las

cuales son regularmente orientadas para aplicaciones de espesores delgados.

La siguiente tabla compara los tres materiales en términos del porcentaje de

transmisión de oxígeno (O2TR), medida en centímetros cúbicos (cc) por metro

cuadrado (m2), por día (cc/m2/día), y el porcentaje de transmisión del vapor de

agua (MVTR), medida en gramos (g) por metro cuadrado (m2) por día, (g/

m2/día).” [9]

MATERIAL 02TR (cc) MVTR (gr)

12µm

OPET 95 30

12µm OPP 3100 10

12µm OPA 40 210

Tabla N° 1. Comparación comportamiento de barrera de materiales OPET, OPP,

OPA

8

“En términos de propiedades mecánicas y térmicas, el OPET es generalmente

mejor que el OPP y el OPA. Sin embargo el OPET no siempre es elegido para

aplicaciones de empaque debido a su mayor densidad, pues a menudo resulta

en un costo más elevado por unidad de superficie. Aunque el OPA tiene una

densidad intermedia entre el OPP y OPET, su ventaja de densidad sobre el

OPET es derrotada debido a su desventaja de alto costo haciendo que la

película de OPA sea más costosa por unidad de superficie.

Además de su mayor rendimiento sobre el OPET en el mismo espesor de

película, OPA (Nylon orientado) ofrece muy buenas propiedades mecánicas y

térmicas. El tener un módulo de elasticidad menor resulta en su estiramiento

que se refleja en mejores resistencias a la perforación y de rotura por dobleces

en aplicaciones tales como en globos metálicos o en el proceso de autoclave.

Avances recientes en el desarrollo de películas han permitido que el OPP y el

OPET compitan contra el OPA en algunas de estas aplicaciones,

especialmente en el caso de OPET que puede ser adelgazado fácilmente.

Frecuentemente se usa OPA (Nylon Orientado) en una de las capas en las

películas de empaque para el proceso de autoclave. Aunque su uso como

película monocapa es limitada por su alto costo, nuevas películas multicapas

con OPA están siendo desarrolladas. Su propiedad de absorción de la

humedad está demostrando ser útil para laminaciones con papel evitándose así

problemas del enroscamiento de la estructura laminada. Probablemente

continuará la gran popularidad en el uso de Nylon para el empaquetamiento de

café”. [9]

9

OBJETIVOS

Objetivo General

Diseñar y obtener una película coextruida de tres capas LLDPE y HDPE -

Nylon 6.6 – LLDPE como aplicación para empaques al vacío y de barrera.

Objetivos Específicos

Ajustar el proceso de coextrusión para obtener películas de tres capas

LLDPE y HDPE – Nylon 6.6 – LLDPE.

Realizar sobre las películas coextruidas las siguientes prueba: resistencia

mecánica, resistencia al selle, fuerza de barrera.

Encontrar las mejores condiciones de proceso y de composición de la

película coextruida, para que sea validada como un nuevo empaque en la

empresa Polietilenos del Valle.

10

LISTA DE TABLAS

Tabla N° 1. Comparación comportamiento de barrera de materiales

OPET, OPP, OPA

Tabla N° 2. Características y propiedades del polietilenos lineal de baja

densidad LLDPE

Tabla N° 3. Características principales del polietileno lineal de baja

densidad LLDPE.

Tabla N° 4. Propiedades físicas y térmicas del Nylon.

Tabla N° 5. Propiedades físicas y mecánicas del Nylon.

Tabla N° 6. Materias primas a utilizar en el proceso de coextrusión.

Tabla N° 7. Configuración comercial del Nylon

Tabla N° 8. Posible configuración para la obtención del Coextruido de

nylon

Tabla N° 9. Variables para la realización de las mezclas Vs. su

participación en la misma.

Tabla N° 10. Diseño experimental. Participación del Nylon 6.6 ultramid

considerando la relación de soplado.

Tabla N° 11. Relación de soplado Vs. Ancho de extrusión requerido

Tabla N° 12. Relación mezclas coextruidas Vs Dimensiones bolsas

formadas.

Tabla N° 13. Relación mezclas coextruidas Vs Temperaturas de

sellabilidad alcanzadas

Tabla N° 14. Mezclas coextruidas disponibles para prueba de

hermeticidad.

Tabla N°15. Datos de Acondicionamiento ensayo resistencia a la tensión

muestra B1*R1.

11

Tabla N°16. Datos de Acondicionamiento ensayo resistencia a la tensión

muestras A1*R2 y B1*R2.

Tabla N°17. Resultados ensayo de tensión para la muestra con mezcla

B1*R1.

Tabla N°17. Resultados ensayo de tensión para la muestra con mezcla

A1*R2.

Tabla N°17. Resultados ensayo de tensión para la muestra con mezcla

B1*R2.

12

LISTA DE IMÁGENES

Imagen Nº 1. Estructura de la cadena de diferentes tipos de polietileno

Imagen Nº 2. Ecuación porcentaje de deformación o alargamiento.

Imagen N°3. Peliculas sometidas a resistencia al impacto con esfera

metalica

Imagen N°4. Película coextruida de Nylon

Imagen N°5. Calibrador Mitutoyo Gauge Series 501

Imagen N°6. Maquina Universal de Ensayos. Shimadzu, UH50A

Imagen N°7. Molde y probetas para realizar pruebas de tensión

Imagen N°8. Ecuación Relación de Soplado

Imagen N°9. Selladora Industrial Zenner ZAS60

Imagen N°10. Plano Selles bolsa formada

Imagen N°11. Rango temperaturas selles planos a las diferentes

mezclas coextruidas

Imagen N°12. Medidor de Hermeticidad CV4D.

Imagen N°13. Ejemplo grafico comportamiento bolsa expuesta a

pruebas de hermeticidad de presión (bares) Vs. tiempo (s).

Imagen N°14. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla A1*R2. 30

% Nylon – Rs = 2.5

Imagen N°15. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla A1*R3. 30

% Nylon – Rs = 2.0

Imagen N°16. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R1. 25

% Nylon – Rs = 3.0

Imagen N°17. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R2. 25

% Nylon – Rs = 2.5

13

Imagen N°18. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R3. 25

% Nylon – Rs = 2.0

Imagen N°19. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R3. 20

% Nylon – Rs = 3.0

Imagen N°20. Equipo medidor – Resistencia al Rasgado

Imagen N°21. Comparativo comportamiento a la hermeticidad de las

diferentes mezclas ensayadas

Imagen N°22.Grafica σ/ε, muestra B1*R1 Transversal.

Imagen N°23. Grafica σ/ε, muestra B1*R1 Longitudinal.

Imagen N°24. Grafica σ/ε, muestra A1*R2 Longitudinal.

Imagen N°25. Grafica σ/ε, muestra A1*R2 Transversal.

Imagen N°26. Grafica σ/ε, muestra B1*R2 Longitudinal.

Imagen N°27. Grafica σ/ε, muestra B1*R2 Transversal.

Imagen N°28. Proceso de Coextrusión en un tornillo.

14

CAPITULO I

FUNDAMENTOS

TEORICOS

15

1.1 MATERIALES PLASTICOS

Bajo el nombre de plásticos se engloba un variado grupo de materiales de

origen orgánico cuya importancia crece día a día. Están constituidos por

macromoléculas (moléculas gigantes) naturales o sintéticas de elevado peso

molecular, cuyo principal componente es el carbono.

Estas moléculas reciben el nombre de polímeros, de ahí que a los materiales

plásticos se les conozca también por ese nombre. Las moléculas de alto peso

molecular que constituyen los materiales plásticos se construyen por la

repetición sucesiva de unidades químicas pequeñas y simples, llamadas

monómeros, que se unen mediante una reacción llamada polimerización [18]

1.2 Propiedades y características de los plásticos

1.2.1 Propiedades Físicas

Los polímeros tienen densidad más baja que otros materiales debido a que sus

cadenas son más desordenadas provocando absorción de humedad. La

absorción de humedad depende también de la polaridad de cada polímero, así

los materiales no polares absorben muy poca humedad y los materiales polares

presentan valores elevados de absorción de humedad. [10]

1.2.2 Propiedades Mecánicas

Las propiedades mecánicas de los materiales nos permiten diferenciar un

material de otro ya sea por su composición, estructura o comportamiento ante

algún efecto físico o químico, estas propiedades son usadas en dichos

materiales de acuerdo a algunas necesidades creadas a medida que ha

pasado la historia, dependiendo de los gustos y propiamente de aquella

necesidad en donde se enfoca en el material para que este solucione

a cabalidad la exigencia creada.

La mecánica de materiales estudia las deformaciones unitarias y

desplazamiento de estructuras y sus componentes debido a las cargas que

actúan sobre ellas, así entonces nos basaremos en dicha materia para saber

de que se trata cada uno de estos efectos físicos, aplicados en diferentes

estructuras, formas y materiales. Esta es la razón por la que la mecánica de

materiales es una disciplina básica, en muchos campos de la ingeniería,

entender el comportamiento mecánico es esencial para el diseño seguro de

todos los tipos de estructuras.

16

1.2.3 Propiedades Térmicas

Los plásticos en general son malos conductores de calor, por lo tanto se

consideran aislantes. Por otro lado los plásticos presentan baja conductividad

térmica, ya que no tienen electrones para transportar energía a través del

gradiente de temperatura. [11]

1.3 APLICACIONES Y USO DE LOS PLASTICOS [10]

1.3.1 Envase y empaque: botella, vasos, películas flexibles para fabricas

bolsas, cubetas, tapas y cajas.

1.3.2 Construcción: Tubos rígidos y flexibles, tanques, pisos, puertas,

ventanas, artículos para baño, enrejados y barandas, artículos para

iluminación.

1.3.3 Industrial: engranajes, bujes, poleas, carcasas, herramientas,

contenedores, tuberías para procesos químicos y alimenticios.

1.3.4 Electricos – Electronico: Recubrimientos de alambre y cables,

componentes electronicos como resistencias, baterias, partes para equipos de

cominicacion y computo, audio y sonico, fibra optica.

1.3.5 Transporte: Aplicaciones para automoviles, desde recipientes para

liquido de frenos y agua, acumuladores, lamparas, articulos utilizados en

camiones, motocicletas, bicicletas y aviones.

1.3.6 Medico: Recipientes rigidos y flexibles para empaques de sangres,

suero y medicamentos en general, jeringas, pinzas, accesorios desechables,

contenedores para residuos peligrosos, protesis, marcapasos, valvulas

completas para corazon, sistema respiratorio, sondas e indumentaria medica.

1.3.7 Agricola: Irrigadores, mangueras, contenedores, semilleros y lamina

estructural en invernaderos.

17

1.4 POLIETILENO (PE)

El polietileno PE pertenece al grupo de los polímeros de las poliolefinas, que

provienen de los hidrocarburos simples. Compuestos por átomos de carbono e

hidrogeno y con dobles enlaces C=C. Se obtiene por el método de

polimerización del etileno, el cual se realiza normalmente en presencia de

catalizadores que producen radicales libres. El mecanismo general es

semejante al de otros compuestos de vinilo e implica las fases de iniciación del

radical libre, propagación de la cadena del polímero y terminación de la

cadena. Un carácter importante de la polimerización del etileno, por efectuarse

el proceso en un gas comprimido, es la posibilidad de variar la concentración

del etileno entre límites amplios, proporcionando así un medio, además de las

variaciones de la temperatura y de la concentración del catalizador, para

controlar la rapidez de la polimerización y el peso molecular del polímero. Otro

punto importante es que la producción de moléculas de cadena ramificada es

mayor en la polimerización del etileno que en otras polimerizaciones vinílicas,

lo que influye en las propiedades físicas y mecánicas del polímero. [19]

Su temperatura de fusión Tf o Tm, se encuentran entre 110 y 135°C. Su baja

temperatura de transición vítrea (Tg) está asociada a una buena retención de

propiedades mecánicas incluyendo flexibilidad y resistencia al impacto. [10]

1.4.1 CLASIFICACION DEL PE

EL criterio más empleado para su clasificación es la densidad, por este los

polímeros de etileno están agrupados en dos grandes clases. A continuación

se describen cada uno de ellos:

1.4.1.1 Polietileno de Alta Densidad (HDPE)

Fue producido por primera vez entre 1956 y 1959, mediante los procesos de

Philips y Ziegler. En estos procesos la presión y la temperatura para la reacción

de conversión del etileno en polietilenos fueron realmente bajas. Tiene una

estructura ramificada y es de tipo cristalino; presenta una menor flexibilidad que

el LDPE, debido a su mayor peso molecular, por lo que se clasifica como un

plástico semi-rigido.

18

1.4.1.2 Polietileno de baja Densidad (LDPE)

Presenta una estructura ramificada y es de tipo amorfo. Se comporta como un

material altamente flexible y su naturaleza lo hace ser traslucido.

La siguiente imagen presenta una estructura de la cadena de los diferentes

tipos de polietilenos según la clasificación de la densidad. [12]

Imagen N°1. Estructura de la cadena de diferentes tipos de polietileno:

a) Alta densidad, b) baja densidad

Fuente: “Tesis: Obtencion y caracterización de un material polimerico

apartir de una mezcla de politileno de baja densidad y almidon de maíz

modificado”N. Martinez; M. Vasquez. Veracruz, Mexico.2009.

1.5 PROPIEDADES Y CARACTERISTICAS DEL PE

Por lo general todos los polietilenos poseen propiedades eléctricas excelentes,

una resistencia inmejorable a los disolventes orgánicos y a compuestos

químicos. Son materiales traslucidos, de peso ligero, resistente y flexible. [13]

A continuación se describen algunas de las propiedades más importantes del

PE.

1.5.1 Propiedades físicas

Una propiedad importante que tiene el PE, es la permeabilidad, ya que permite

el paso de fluidos, ya sean gases, vapores o líquidos, a través de su estructura

molecular. Cuando la densidad el PE aumenta, su permeabilidad disminuye.

[13]

19

1.5.2 Propiedades químicas

El PE es uno de los polímeros más estables e inertes, gracias a su estructura

sustancialmente parafínica.

A temperaturas inferiores a los 60°C, el PE, a excepción de las muestras de

peso molecular muy bajo, es muy poco soluble en los disolventes, pero a

temperaturas más altas es fácilmente soluble en hidrocarburos e hidrocarburos

halogenados, aunque sigue siendo poco soluble en líquidos más polares, como

alcoholes, ácidos, esteres, aminas, fenoles y nitrocompuestos. [13]

1.5.3 Usos y aplicaciones del PE

EL PE ha encontrado una amplia aceptación en virtud de su buena resistencia

química, falta de olor, nula toxicidad, poca permeabilidad para el vapor de

agua, excelentes propiedades eléctricas y ligereza de peso. Se emplea en

tuberías, fibras, películas asilamiento eléctrico, revestimientos, envases,

aparatos quirúrgicos etc.

Las aplicaciones del PE van desde bolsas, botellas en general, juguetes y

artículos para el hogar. Recientemente ha adquirido mayor importancia, los

usos que se basan en su resistencia mecánica, fisicoquímica y resistencia a la

degradación. Hoy se usa el PE en un grado cada vez mayor para realizar

botellas y otros envases, tuberías para agua y películas para envolver y

empacar, dichos usos consumen más del 50% del PE producido a nivel

mundial. [14]

1.6 POLIETILENO LINEAL DE BAJA DENSIDAD

“El polietileno lineal de baja densidad o LLDPE en inglés) es un polímero con

un esqueleto lineal con ramificaciones laterales muy cortas y uniformes, que

hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la tracción y al

agrietamiento sean superiores a la del polietileno de baja densidad. La longitud

y posición de las cadenas laterales también afecta las propiedades

del producto. El polietileno lineal de baja densidad (linear low density

polyethylene, LLDPE) se puede describir como un copolímero de etileno

que tiene una estructura molecular lineal.

20

Los monómeros más usados comercialmente son el buteno, el hexeno y el

octeno. Las resinas LLDPE tienen pesos moleculares de 10000 a100000 con

grados variables de cristalinidad. Es un material termoplástico duro y resistente

que consiste en un esqueleto lineal con ramificaciones laterales cortas. Las

propiedades del LLDPE en el estado fundido y en la parte terminada son

funciones del peso molecular, la distribución de pesos moleculares, y de la

densidad de la resina. La longitud y posición de las cadenas laterales también

afecta las propiedades del producto, las cuales son en gran parte controladas

por el comonómero usado en el proceso de producción.

LLDPE es esencialmente una mezcla de polietileno de alta densidad y

polietileno de baja densidad. Es creado por un proceso de polimerización bajo

presión tanto como HDPE, pero tiene más ramas al igual que el LDPE tiene.

Estas ramas son lo suficientemente largas para evitar que las moléculas esten

muy juntas entre sí. Esto resulta no solo una estructura de la molécula lineal

como el polietileno de alta densidad, sino también una de baja densidad

como polietileno de baja densidad. La densidad de LLDPE típicamente va

desde 0.918 -. 940 g / cm ³. [7] Los plásticos: materiales de nuestro tiempo. (1ª

edición). Barcelona, España. pp. 34-53.

Las características de LLDPE se pueden lograr mediante la adición de un

comonómero durante el proceso de polimerización, por lo general hexano, el

butano o el octano. El comonómero aumenta el entrelazamiento de la cadena,

que se traduce en mejores propiedades físicas, así como más fuerte la unión

secundaria. Las desventajas de LLDPE son más altas temperaturas de fusión

de procesamiento, la contracción del 8% mayor, una menor flexibilidad clara

(óptico) y menos.

Determinar el tipo de PE para una aplicación a veces puede ser difícil. Botellas

de lejía y detergente son generalmente hechas de polietileno de alta densidad,

ya que deben ser hechas con paredes delgadas para reducir los costes

de material, pero también tienen que ser fuertes para que puedan mantener

su forma. La marca Tupperware crea sus productos con polietileno de alta

densidad, así como jarras de leche y mesas plegables. Las bolsas de la

compra se hacen a menudo con polietileno de baja densidad, ya que es ligero y

flexible y transparente. El LLDPE se usa cuando LDPE y HDPE no se pueden

utilizar, o cuando el costo se convierte en un problema, incluyendo una

envoltura de plástico y envoltura elástica.

El polietileno lineal de baja densidad se obtiene polimerizando el etileno con un

alqueno (especialmente 1-buteno) a baja presión, en disolución, suspensión o

fase gaseosa y en presencia de catalizadores. Se trata de un polímero con

ramificaciones muy cortas y uniformes que hacen que su temperatura de fusión

y su resistencia a la tracción yal agrietamiento sean superiores a las del

21

polietileno de baja densidad. Se utiliza en el recubrimiento de cables y en la

fabricación de objetos moldeados por extrusión o soplado.” [7]

Se obtiene polimerizando el etileno con un alqueno (especialmente 1-buteno) a

baja presión, en disolución, suspensión o fase gaseosa y en presencia de

catalizadores. Se trata de un polímero con ramificaciones muy cortas y

uniformes que hacen que su temperatura de fusión y su resistencia a la

tracción y al agrietamiento sean superiores a las del polietileno de baja

densidad. Se utiliza en el recubrimiento de cables y en la fabricación de objetos

moldeados por extrusión o soplado.

1.6.1 Aplicaciones del LLDPE

LLDPE ha penetrado en casi todos los mercados tradicionales de polietileno.

Se utiliza para:

• Las bolsas de plástico y hojas (donde se permite el uso de menor

espesor que el comparable LDPE).

•Envoltura de plástico.

•Película estirable.

•Bolsas.

•Juguetes.

•Tapas.

•Tubos.

•Cubos y contenedores.

•Cubierta de cables.

•Geomembranas.

•Tubería flexible.

•Bolsas para pañal.

•Costales para productos a granel.

•Costales de uso pesado.

En 2009 el mercado mundial de LLDPE alcanzó un volumen de casi

24 millones de dólares US (17 millones de euros)

1.6.2 Propiedades físicas y mecánicas

Las propiedades mecánicas del polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) son

mucho más altas que las del LDPE y HDPE

Posee una excelente resistencia a la tracción, al impacto, al rasgado, a la

perforación o punción, fuerzas en el sellado al calor, y al agrietado por efectos

ambientales. Además posee, buena resistencia al impacto a temperaturas muy

bajas (hasta -95ºC) y en películas posee excelente elongación. Podemos

22

resumir todas las características más importantes en la tabla que vemos a

continuación. [7]

PROPIEDADES LLDPE

PROPIEDADES VALOR

Densidad 0,92 g/cm3

Dureza de superficie SD48

Resistencia a la tracción 20 Mpa

Modulo de Flexión 0,35 Gpa

Expansión Lineal 20 x 10-5/°C

Alargamiento a la rotura 500%

Tensión en el rendimiento 20%

Temperatura de funcionamiento 50°C

Absorción de agua 0,01%

Índice de oxigeno 17%

Inflamabilidad UL94 HB

Resistividad de Volumen 1016 Ω cm

Rigidez Dieléctrica 25 MV/m

La constante dieléctrica de 1 kHz 2,3

Rango de temperatura de alcance 120 a 160 °C

Tabla Nº 2. Características y propiedades del polietilenos lineal de baja

densidad LLDPE

CARACTERISTICAS PRINCIPALES LLDPE

Grado de cristalinidad (%) 30-40

Densidad (g/cm3) 0,9-0,93

Temperatura de cristalización (°C) 121-125

Estabilidad Química Buena

Esfuerzo de ruptura (%) 10-30

Elongación a ruptura (%) 16

Modulo Elástico E (N/mm2) -

Coeficiente de expansión lineal (K-1) 2 x 10-4

Tabla N° 3. Características principales del polietileno lineal de baja densidad

LLDPE

23

1.7 COEXTRUSIÓN DE POLIETILENO

La coextrusión es la combinación de dos o más capas de polímeros fundidos

para formar una única película que cumple con requisitos específicos de

desempeño para una aplicación. En la imagen N°28, se observa las principales

partes del proceso de coextrusión observando uno de hasta los 9 extruder que

puede poseer una coextrusora. En América Latina, la coextrusión se desarrolló

inicialmente en pequeños nichos de mercado como películas con barrera al

oxígeno, utilizando resinas de Poliamida (PA) para barrera, recubiertas con

polietilenos para dar características de termo sellado. Así se obtenía en un sólo

proceso, y a un costo más bajo, el reemplazo de laminaciones de películas de

polietileno con foil de aluminio, o con otros materiales de barrera.

Imagen N°28. Proceso de Coextrusión visto desde uno de los extruder que posee

una maquina coextrusora.

Fuente: Blog Tecnología de los plásticos/2011.

Con el empleo de la coextrusión, se logra optimizar las características de

polímeros más costosos, minimizando la cantidad total necesaria para cumplir

un propósito específico (sellabilidad, adhesividad, tenacidad, brillo, etc.),

comparado a una película monocapa donde los componentes se encuentran

mezclados.

24

A continuación se hace un resumen de las principales ventajas de la

coextrusión como herramienta para capturar eficientemente el valor de los

polietilenos lineales.

Las principales ventajas de la coextrusión son las siguientes:

Permite la combinación de propiedades específicas en una sóla película

Se obtiene un mejor -costo/beneficio- que en mezclas monocapa

Se reduce el número de etapas de fabricación para obtener una película

específica

Permite el reciclado eficiente de materiales

1.7.1 Combinación de propiedades específicas

La resistencia mecánica final de una película coextruida es aproximadamente

igual a la suma de las resistencias de sus capas individuales. Teóricamente, en

una mezcla monocapa de dos o más materiales, la resistencia final debiera ser

aproximadamente igual a la suma de los aportes de cada uno de los

materiales. Sin embargo, factores relacionados con la no homogenización de la

mezcla de los distintos componentes, hacen que esto no se cumpla. Estudios

realizados demuestran que tanto las propiedades mecánicas y la sellabilidad de

películas coextruidas.

Las mezclas monocapa de LDPE con LLDPE presentan propiedades de

impacto y rasgado inferiores comparadas a las de coextrusiónes,

especialmente en el caso de mezclas con contenidos cercanos al 50% de los

dos materiales donde se hace más difícil obtener una buena dispersión y

homogeneización de la mezcla.

Aunque los problemas de no homogenización de mezclas pueden ser

minimizados con buena tecnología de extrusión, existe una variedad de

combinaciones de propiedades en películas coextruidas que no pueden ser

obtenidas por medio de mezclas en películas monocapa. [8]

1.8 NYLON 6.6

“El Nylon 6,6 es producto de la reacción policondensación de ácido adípico y

hexametilenediamina. La fabricación de los productos intermedios para las

poliamidas es sumamente importante, no sólo es la calidad del polímero, como

color, el grado de polimerización, y linealidad fuertemente dependiente de la

calidad del ingrediente, sino también el éxito económico del productor es a

25

menudo determinado por los rendimientos y el costo de fabricación de los

ingredientes”. [2]

“Los nylons también se llaman poliamidas, debido a los característicos grupos

amida en la cadena principal. Las proteínas, tales como la seda a la cual el

nylon reemplazó, también son poliamidas. Estos grupos amida son muy polares

y pueden unirse entre sí mediante enlaces por puente de hidrógeno. Debido a

esto y a que la cadena de nylon es tan regular y simétrica, los nylons son a

menudo cristalinos, y forman excelentes fibras.

Los nylons han encontrado campos de aplicación como materiales plásticos en

aquellos sectores o usos particulares donde se requiere más de una de las

propiedades siguientes: alta tenacidad, rigidez, buena resistencia a la abrasión,

buena resistencia al calor. Debido a su alto costo no han alcanzado,

naturalmente, la aplicabilidad de materiales tales como polietileno o

poliestireno, los cuales tienen un precio tres veces más bajo que el del nylon.

Las películas de nylon se emplean cada vez más en aplicaciones de embalaje

para productos alimenticios y farmacéuticos. El valor del nylon para estas

aplicaciones estriba en la posibilidad de hervir la bolsa con los alimentos dentro

y en la baja transmisión del olor.

Aunque los nylons no se consideran generalmente como aislantes, debido a su

tenacidad, y en cierto grado a su resistencia a la temperatura, se han abierto

camino en este sector (arrollamientos y bobinas, y bloques terminales). Las

ventajas que presentan en ciertos aspectos las resinas acetálicas y los

policarbonatos han mermado considerablemente la aplicabilidad del nylon en

este campo del aislamiento eléctrico”. [3]

1.8.1 Propiedades del Nylon 6.6

Un grupo de propiedades difíciles de medir cuantitativamente están asociadas

a la estética, el estilo y el valor percibido. En indumentaria, pueden

mencionarse la suavidad de los géneros, el movimiento, la reflexión de la luz y

el confort. En alfombras, pueden incluirse la firmeza, el brillo y su grado de

similitud con la felpa.

Otro grupo de propiedades son más fáciles de medir por métodos

convencionales, como la tenacidad, la resistencia a la abrasión, la recuperación

desde la deformación, el creep y la resistencia a cambios ambientales.

En algunos casos es difícil determinar si un comportamiento determinado

resulta primariamente de la estructura química y física o si es consecuencia del

proceso de fabricación. Por ejemplo, la estabilidad térmica en hilado para

26

neumáticos se relaciona con el estabilizante térmico utilizado, pero la adhesión

y la flexibilidad se ven afectados por el proceso de terminación o acabado de la

fibra, así como por la estructura química.

A continuación se describirá las propiedades que servirán para establecer las

características y funcionalidad del nylon; dichas propiedades de tipo físicas,

mecánicas y químicas.

1.8.1.1 Resistencia a la tensión

Es el máximo esfuerzo por unidad de área expresado en kPa o MPa. Se

calcula como: Resistencia a la tensión (MPa) = Tenacidad (N/m2) x Gravedad

específica x 1005

1.8.1.2 Elongación en la rotura

Es el incremento en longitud durante una prueba de tensión. Se expresa como

porcentaje de la longitud original.

1.8.1.3 Módulo de elasticidad

Es la carga requerida para estirar una muestra de una unidad de área de

sección transversal por unidad de cantidad. Se expresa como el cociente

incremental de la carga en la porción recta inicial de la curva tensión -

elongación extrapolada al 100 % de elongación de la muestra. El creep

primario y secundario, el grado de cristalinidad y orientación, las condiciones de

producción y proceso, temperatura y humedad tienen una influencia notoria en

el módulo de elasticidad.

1.8.1.4 Limite elástico

Es el punto sobre la curva de tensión - elongación donde la carga y la

elongación dejan de ser directamente proporcionales.

1.8.1.5 Creep

Es el cambio en la forma del material sujeto a esfuerzo y depende del tiempo.

El creep primario es la componente recuperable, y el creep secundario es la

componente irrecuperable.

27

1.8.1.6 Elasticidad

Es la capacidad del material de recuperar su tamaño y forma luego de la

deformación.

1.8.2 Propiedades térmicas y relativas a la humedad

El comportamiento térmico de la película de nylon y los efectos

interrelacionados con la humedad tienen una influencia considerable en las

propiedades físicas. Estas son básicas en la producción de la película extruida.

Las propiedades térmicas y de resistencia a la luz son en gran medida producto

de los estabilizantes específicos utilizados y de ciertos aspectos del proceso de

extrusión.

1.8.3 Estabilización a la luz y el calor

1.8.3.1 Luz

En la presencia de luz, el dióxido de titanio, comúnmente utilizado como un

realzador del brillo, reacciona con el oxigeno para formar peróxido,

autocatalíticamente, y el peróxido degenera poliamidas en la ausencia de

estabilizantes como las sales de manganeso. Se utilizan también aditivos como

ácidos hipofosforosos, fosfitos y fosfatos. [4] Fuente: Articulo “Características y

aplicaciones del Nylon 6.6 para formación de películas extruidas”. Empresa

Extrupelsa. Zaragoza, España. 2012.

1.8.3.2 Calor y luz

Los principales productos gaseosos de la pirólisis del nylon-6,6 son el agua, el

dióxido de carbono y el amoníaco. Las sales de cobre son los estabilizantes

más usados para películas sin brillo para evitar la degradación por calor y luz.

Las sales generalmente se agregan antes de la polimerización. [4]

1.8.4 Estabilización contra la pérdida de resistencia a alta temperatura

bajo altas cargas

Uno de los factores fundamentales que han hecho posible la producción

películas coextruidas de nylon 6,6 es la capacidad de incrementar la

temperatura de ruptura bajo altas cargas. Se emplean para su estabilización los

compuestos de 9,9 dialquilhidroacridina, que se agregan en un % en peso de

0.4-1.0 respecto del monómero antes o durante la polimerización. [4] Fuente:

28

Articulo “Características y aplicaciones del Nylon 6.6 para formación de películas

extruidas”. Empresa Extrupelsa. Zaragoza, España. 2012.

1.8.5 Estabilización contra la degradación por calor y humedad

Los filamentos de nylon sin estirar del nylon 6,6, son susceptibles de

degradación en condiciones de humedad a 50 – 90C. La exposición a 8-

hidroxiquinolina protege efectivamente contra la degradación.

1.8.6 Propiedades eléctricas

La conductividad eléctrica del nylon es muy baja. La conductividad se

incrementa con el contenido de humedad; su valor para el hilado de nylon 6,6

se incrementa en muchos órdenes de magnitud para un incremento de la

humedad de 0 a 100 %.

Las propiedades aislantes del nylon se manifiestan en la capacidad de

acumular cargas eléctricas estáticas. Pueden generarse fácilmente tanto

cargas positivas como negativas sobre la superficie por rozamiento o con

sustancias apropiadas, seguidas de separación. Estas cargas no se disipan

fácilmente. La combinación de la facilidad de formación y dificultad en la

pérdida de cargas electrostáticas es una característica desfavorable en el

nylon, que posee baja retención de humedad.

El incremento de humedad relativa y la incorporación de ciertas sustancias en

el polímero fundido antes del proceso de hilado, ayudan a disipar las cargas

estáticas.

Los valores de las constantes eléctricas del nylon 6 son aproximadamente

similares a las del nylon 6,6, excepto por la constante dieléctrica que es menor

en el nylon-6,6.

1.8.7 Propiedades físicas

Estructurales: Las poliamidas son polímeros lineales y, por consiguiente,

materiales termoplásticos. Dichos polímeros cristalizan y mantienen una alta

atracción intermolecular. Estos compuestos también contienen segmentos de

cadena alifáticos, los cuales en función de su longitud, dan mayor o menor

flexibilidad a la región amorfa. De esta forma existe una combinación, por un

lado la alta atracción intermolecular en las zonas cristalinas y, de otra, la

flexibilidad impartida por los segmentos hidrocarbonados en las zonas amorfas,

29

confieren a los polímeros una alta tenacidad por encima de la temperatura de

transición vítrea aparente.

Cristalinidad: Los homopolímeros de poliamida lineal consisten en fases

cristalinas y amorfas. Comercialmente se estima una mezcla del 40 al 50 % en

peso de fase cristalina. La medida promedio del cristal de poliamida ha sido

determinada por escaneo de rayos X de pequeño ángulo y de ángulo amplio y

depende de la historia térmica y mecánica del polímero. La macroestructura de

volúmenes de poliamidas son usualmente no orientadas y esféricas.

Solubilidad: en general, los homopolímeros de poliamidas alifáticas son

insolubles en solventes orgánicos comunes a temperatura ambiente. Sin

embargo, sí lo son en ácido fórmico, fenoles, ácido clorhídrico, ácidos

minerales y alcoholes fluorados. Los copolímeros de poliamidas alifáticas son

más solubles. [4]

1.8.8 Interacción nylon- humedad

Todas las poliamidas absorben agua de manera reversible. El grado de

absorción acuosa depende de la humedad relativa del ambiente y del grado de

cristalinidad. Cuanto más cristalina es una pieza moldeada, tanto menos

humedad absorbe. (Esta cristalinidad está referida al orden y regularidad de la

estructura cristalográfica molecular: no confundir con transparencia).

Las piezas moldeadas de nylon 6,6 alcanzan un contenido de equilibrio de

humedad (estable) de 2,3 a 3 %, y las de nylon reforzado con fibra de vidrio tan

sólo 1 a 1,5 %.

La absorción de humedad ocasiona un aumento de volumen, es decir una

alteración dimensional. Este aumento debe tenerse en cuenta al calcular las

dimensiones del molde de inyección o soplado.

El contenido de humedad de las poliamidas no debe ser mayor del 0,3 %; por

eso deben secarse antes de soplar. Para esta operación de pre-secado, que

debe hacerse con aire caliente circulante a temperaturas de 80º C durante no

menos de dos horas (si no fuera suficiente, durante las horas que sean

necesarias), existen equipos especiales. Es importante no sobrepasar la

temperatura indicada en ningún caso, porque el exceso provocaría la oxidación

de las poliamidas y su inutilización. Asimismo se recomienda usar en las

extrusoras con tolvas que contengan mecanismos de calentamiento que

impidan el humedecimiento del nylon.

30

1.9 Características generales del Nylon

La densidad del nylon es de 1,14. El nylon tiene buena resistencia química ante

muchos productos, álcalis, hidrocarburos y otros, pero los ácidos, aún débiles,

lo atacan. Se disuelve en ácido fórmico concentrado, en fenoles y cresoles. Es

excelente en la resistencia a la intemperie, que es la resistencia de las piezas

moldeadas a modificaciones de las propiedades mecánicas. Pero la solidez a la

intemperie, que es la resistencia de las piezas moldeadas superficiales y del

color en la exposición a la intemperie, depende del tiempo que recibe los rayos

solares, de los períodos de lluvia, y de la temperatura y el tipo de coloración de

la masa.

“Los nylons tienen buena estabilidad al envejecimiento. Son resistentes al agua

hirviendo y esterilizables. Para el pegado se usa ácido fórmico así como

disolventes o lacas encolantes, soluciones de resorcina y ácido fórmico

concentrado, también diversos sólidos con o sin reticulación química. Se puede

soldar por los mismos métodos empleados para otros plásticos. Se suelda bien

por fricción y con elementos de calefacción (por presión, a tope, con cuña de

calentamiento), y también soldadura por gas caliente y por ultrasonido. Por alta

frecuencia y por impulsos térmicos se usa para pegar láminas”. [5]

PROPIEDADES DEL NYLON

PROPIEDADES FISICAS Y TERMICAS NORMA UNIDAD PA6 PA6,6

Masa Volumica DIN 53479 gr/cm3 1,14 1,14

Punto de fusión

ASTM

D789 °C 212 255

Coeficiente de dilatación lineal

VDE

0304/1 10-5K-1 12 11

Recuperación humedad ponderal (en agua

a 23°C Eh 50)

en agua a 23° hasta saturación)

DIN 53475 % 2,5 10 2,2 8,6

Variación dimensiones lineales de 0 a Eh

50 - % 0,6 0,5

Variación dimensiones lineales de 0 a Eh

100 - % 2,75 2,6

Conductividad Térmica a Eh 0

VDE

0304/1 W(K.M) 0,28 0,25

Temperatura de utilización admisible en el

aire por puntas

bajo débiles cargas. En el aire en trabajo

continuo. En frió

°C 150 90

-40

160 100

-30

Combustibilidad UL 94 espesor 1,6mm y - HB - V2 -V2

31

espesor 3,2mm HB

Valor del producto PV (P en daN/cm2, V en

m/min). En

servicio continuo en seco. En presencia de

agua.

En presencia de aceite

<70

<140

<250

<90 <

180

<320

Esfuerzo de compresión para una

deformación del 1% Eh 0

ASTM D

695-69 daN/mm2 2,8 3,1

Esfuerzo de compresión para una

deformación del 1% Eh 50

ASTM D

695-69 daN/mm2 1,6 2,1

Tabla N° 4. Propiedades físicas y térmicas del Nylon.

PROPIEDADES DEL NYLON

PROPIEDADES FISICAS Y MECANICAS NORMA UNIDAD PA6 PA6,6

Resistencia a la tracción

DIN

53455 daN/mm2 5 6,1

Modulo de elasticidad en tracción (Eh 0 - Eh

50)

DIN

53457 daN/mm2

285-

130

350-

144

Modulo de elasticidad en flexión (Eh 0 - Eh

50)

DIN

53457 daN/mm2

300-

120

310-

125

Esfuerzo de flexión para carga máxima

NTF51-

001 daN/mm2 4,4 5,2

Resistencia al choque sobre probetas

entalladas

(prueba Charpy) Eh 50

DIN

53453 J/cm2 1,4 1,5

Índice de dureza Eh 50

NTF51-

024 daN/mm2 308 5,8

Dureza Shore D Eh 50

DIN

53505 - 75 77

Esfuerzo de compresión para deformación

del 1%

(Eh 0 - Eh 50)

ASTM 95-

69 daN/mm2

2,8 -

1,6

3,1 -

2,1

Tabla N° 5. Propiedades físicas y mecánicas del Nylon.

32

CAPITULO II

PRUEBAS DE

CARACTERIZACION

MECANICA

33

2.1 Ensayo y caracterización de los materiales

La asociación encargada de caracterizar los polímeros generalmente la ASTM

(American Society for Testing and Materials - (Sociedad Americana para

pruebas y materiales) está asociada a la garantía de calidad basada en el

conocimiento de resultados positivos, de ensayos fiables y a largo plazo. Por

otro lado el mal comportamiento de los polímeros en algunos usos, están

asociados con fracasos que probablemente podrían haberse evitado mediante

en ensayos, diseño y control de calidad apropiados. [15]

Las normas sirven para establecer reglamentos que determinan parámetros de

propiedades, dimensiones y funcionamiento que a su vez garantizan un mejor

control de la producción y confiabilidad con proveedores, fabricando productos

consistentes. Existen asociaciones que regulan la forma de medir las

propiedades y unificar los métodos de prueba, otorgando normas y

procedimientos para cumplir con la “normalización”.

La ASTM, ha desarrollado numerosos ensayos normalizados a los que deben

referirse todos y usuarios de materiales poliméricos.

El ensayo de materiales puede basarse o no en la existencia de cambios

químicos en el material ensayado. Los ensayos no destructivos son aquellos

que no dan como resultado el cambio químico del material. Dentro de los

ensayos no destructivos se incluyen la determinación de numerosas

propiedades eléctricas, el análisis de espectro infrarrojo (IR), y ultravioleta (UV),

determinación sencillas del punto de fusión, determinación del color y de la

densidad y la mayoría de determinación de las propiedades mecánicas. Los

ensayos destructivos son aquellos donde se produce un cambio en la

estructura química en al menos una parte del material ensayado; como por

ejemplo la determinación de propiedades de inflamabilidad y los ensayos de

resistencia química, en los que el material no es resistente al agente atacante.

[16]

34

2.2 Pruebas mecánicas para películas coextruidas

2.2.1 Resistencia a la tensión

Es la capacidad que presentan los plásticos a oponerse al esfuerzo,

determinándose por la fuerza de tensión por unidad de área. Se define como la

máxima carga de tensión por unidad de área que resiste una muestra antes de

deformarse.

Para determinar la tensión que sufren los materiales poliméricos se aplica un

esfuerzo al extremo de la probeta, la cual se estira hasta llegar a su límite de la

rotura.

Esta propiedad es requerida para cintas, hilos piezas de sujeción y engranaje.

También se aplica para películas y láminas. Grande valores indica la

resistencia de los polímeros a la fractura. [16]

La resistencia a la tracción se reporta como la fuerza en un punto dado dividido

por el área de sección transversal original (anchura multiplicada por el espesor)

de la muestra del ensayo. El valor de la resistencia a la tracción se puede

informar en cualquier momento durante la prueba, pero los puntos más

frecuentemente elegidos son el punto de fluencia (donde la fuerza de la

película comienza a disminuir después de un aumento inicial), el punto más alto

alcanzado (final, que puede o no puede estar en el punto de rendimiento), y el

punto de rotura.

La resistencia a la tracción real de una muestra de película dada depende de

muchos factores. Lo más importante es la materia prima con la que se está

produciendo. Las diferentes resinas poliméricas tienen diferentes puntos

fuertes inherentes, incluso los diferentes grados del mismo polímero varían en

fuerza, los aditivos y materiales de carga incluidos en la película con el

polímero pueden tener un efecto significativo sobre la fuerza. Algunos aditivos,

tales como fibra de vidrio, se incluyen específicamente para reforzar (añadir

fuerza a) la película, mientras que otros aditivos pueden ser principalmente

para reducir el coste, pero pueden influir en la resistencia final.

Otro factor que puede afectar la resistencia a la tracción significativamente es

el conjunto de condiciones de procesamiento utilizado para extruir la película.

Casi todas las variables de extrusión tienen una influencia sobre las

propiedades de estado sólido de película soplada. Los ajustes de temperatura y

velocidad del tornillo de trabajar juntos para añadir calor al plástico fundido. El

calor excesivo puede causar degradación significativa al polímero, reduciendo

de este modo todas las propiedades mecánicas, incluso cuando la degradación

35

es insignificante, la cantidad de estiramiento aplicado a la película afecta

fuertemente la orientación de polímero, por lo tanto, las propiedades de

resistencia a la tracción

La cantidad de tiempo que el polímero necesita para enfriarse influye en la

estructura cristalina final, un factor importante en las propiedades de tracción.

Por último, las propias condiciones de prueba pueden influir en la resistencia a

la tracción medida de un espécimen. Por esta razón, es crucial seguir de cerca

los métodos de ensayo normalizados. La temperatura ambiente y la velocidad

de deformación que se utiliza durante una prueba afectarán a los datos.

Además, cualquier defecto en la muestra de ensayo o muescas producidas

durante el corte de la muestra dará lugar a resultados erróneos. [17]

La resistencia a la tracción puede determinarse aplicando una fuerza al

material de ensayo hasta que se rompa. Se define mediante la siguiente

ecuación:

Resistencia a la tracción (Pa)= Fuerza necesaria para romper la muestra (N)

Área de sección transversal (m2)

El alargamiento o deformación se mide mediante el ensayo de tracción. Un

alargamiento o deformación recuperable se llama deformación elástica. El

porcentaje de alargamiento es igual a la variación dimensional dividida por la

longitud inicial de la muestra multiplicada por 100; de la siguiente manera:

Imagen N°2. Ecuación porcentaje de deformación o alargamiento

La resistencia a la tensión será la prueba mecánica más adecuada para

determinar propiedades de tipo mecánicas de la película coextruida. La relación

esfuerzo σ deformación ɛ determinara que mezcla de la película coextruida se

comporta mejor a la tensión mecánica y cual es más resistente a la rotura. [15]

36

2.2.2 Elongación

Es la máxima extensión que alcanza una probeta, hasta llegar al momento de

su ruptura, después de someterla al estiramiento. Dicha medición se reporta en

porcentaje.

Para determinar la elongación se somete a la probeta sujetándola por los

extremos y se estira hasta provocar la ruptura, debe medirse la distancia

central al inicio y al final de la prueba.

Es una medida del grado de estiramiento de los plásticos usados en cintas,

hilos, películas o para termoformado de láminas que requieren gran

profundidad. A valores altos existe gran estiramiento.

Otra de las propiedades a la tracción analizadas por el mismo método ASTM y

que está directamente relacionada con la resistencia a la tracción es

elongación. Esta propiedad describe la capacidad de la película para estirar

antes de romperse. Un material que se extiende de manera significativa antes

del punto de ruptura se llama un material dúctil, mientras que uno que rompe

después de sólo un pequeño grado de estiramiento se llama frágil. La mayoría

de las aplicaciones de películas sopladas en particular de polietileno, requieren

ductilidad. El alargamiento generalmente se reporta como un porcentaje y se

calcula dividiendo la extensión lograda en la muestra en la ruptura (o

rendimiento) por la longitud de la muestra original y multiplicanda por 100.

Como resistencia a la tracción, el alargamiento es altamente dependiente del

tipo de materia prima y la composición, condiciones de procesamiento de

extrusión, y las condiciones de ensayo de tracción. Para el caso del

procesamiento, el alargamiento tiende a estar inversamente relacionado con el

proceso de estiramiento, por lo tanto, a la orientación molecular. Al pesar de un

aumento del estrés del proceso (orientación) en una dirección dada se observa

que a mayor resistencia a la tracción, por lo general resulta en una menor

elongación. [17]

2.2.3 Resistencia al desgarro

La resistencia al desgarro es una propiedad importante para la medición del

control de calidad a las películas sopladas. Hay varios métodos para medir la

resistencia al desgarro en la película. Éstos se centran en la resistencia a

cualquiera iniciación de un desgarro (rotura) o la propagación de una rotura

existente.

37

El método más popular que se usa para el control de la calidad utiliza un

dispositivo de péndulo (Imagen N°20) a medir la resistencia al desgarre

progresivo (ASTM D1922). Para esta prueba, las muestras van troqueladas e

incluyen una abertura en un extremo. Las lengüetas formadas en cada lado de

la hendidura se sujetan en el dispositivo de modo que cuando el péndulo se

libera se genera una fuerza de desgarro que se aplica a lo largo de la muestra

en la dirección de la hendidura. El dispositivo de prueba informa el valor de la

fuerza de resistencia máxima soportada por la película.

Imagen 20. Equipo medidor – Resistencia al rasgado

Al igual que con todas las propiedades mecánicas de la película coextruida, la

orientación molecular impartida durante el proceso de formación de burbujas

tiene una significativa influencia en la resistencia a la rotura.[17]

2.2.4 Resistencia al impacto

En muchas aplicaciones la película se somete a cargas de impacto o de

punción. Estos tipos de cargas se aplican perpendiculares al plano de la film.

Las pruebas de resistencia de impacto están diseñadas para realizarse de

modo biaxial a la película para así medir su capacidad de absorción de

energía.

38

Existen varias pruebas de impacto diseñadas para aplicar a películas

coextruidas; estas se diferencian en los tipos de máquinas de la realización de

la prueba; utilizando caída de dardo vs péndulo o por medición de energía. En

un método conocido (D1709), se utiliza una esfera de diámetro d y masa m la

cual se deja caer sobre la muestra desde una altura específica según

normatividad. Si la muestra falla, los pesos podrían variar y la prueba se repite

con una nueva muestra. Si el espécimen no falla, algo de peso se añade al

dardo y se repite la prueba. Este proceso continúa hasta que se puso a prueba

un número estadísticamente representativo de las muestras resultantes en el

peso nominal al fracaso. En ese punto, la energía de ruptura impacto puede ser

determinado.

Se ha demostrado para este procedimiento que la fricción entre la superficie de

la esfera y el film puede tener un muy fuerte efecto en resultados de la prueba

como lo muestra la imagen (Imagen N°3).

Imagen N° 3. Peliculas sometidas a resistencia al impacto con esfera metalica

La resistencia al impacto por lo general mejora con el aumento de la tensión de

procesamiento (orientación), especialmente cuando la relación de

conformación se aproxima a un valor de uno. Cuando la película se produce

con altos valores de isotrópia (balanceado) le proporciona propiedades de

modo uniaxial y por lo general la resistencia al impacto maximizada. Cuando se

tiene una película altamente anisotrópica el film tiende a valores de impacto

bajos. [17]

39

CAPITULO III

DESARROLLO

EXPERIMENTAL

40

3.1 GENERALIDADES DEL DESARROLLO EXPERIMENTAL

El desarrollo experimental del presente trabajo fue realizado por el autor del

mismo, trabajando en las instalaciones y gracias a los recursos proporcionados

por la empresa Polietilenos del Valle S.A con el apoyo de la Universidad San

Buenaventura y SENA centro ASTIN (Asistencia Técnica a la Industria). En la

empresa se realizó el proceso de mezclas y posterior extrusión de las películas,

se ensayó resistencia al selle y resistencia a la permeabilidad; en el ASTIN se

ensayaron las películas mecánicamente con pruebas de impacto.

A continuación se muestra a manera de resumen, la metodología empleada,

los equipos utilizados, el diseño experimental que se usó para obtener las

condiciones optimas de operación para la coextrusora, y con ello la continuidad

de las mezclas poliméricas con diferentes porcentajes de nylon ultramid 6 a

diferentes relaciones de soplado.

41

3.2 METODOLOGIA

INVESTIGACION BIBLIOGRAFICA

RESINA

ADHESIVA

OBTENCION DE MATERIALES

LLDPE NYLON

ULTRAMID 6.6

MEZCLAS POLIMERICAS

BOLSAS

OBTENCION DE MUESTRAS

COEXTRUSION DE PELICULAS

LAMINAS

CARACTERIZACION FISICA

Y MECANICA

OBTENCION DE

RESULTADOS

42

3.3 EQUIPOS

3.3.1 Coextrusora de tres capas

La empresa Polietilenos del Valle, cuenta en sus instalaciones con una

Coextrusora de tres capas ROR; marca Rodofeli; maquina fabricada en

Canadá y ensamblada por la Empresa Rodofeli en la ciudad de Buenos Aires,

Argentina.

La ROR esta compuesta por 3 extrusoras, dos extrusoras de diámetro 60mm y

un tornillo extrusor de diámetro 55mm. Cada una de las extrusoras posee un

filtro de tipo abanico ubicado en el extremo del tronillo extrusor, dicho filtro

cumple la función de imposibilitar el paso de impurezas hacia el cabezal y

generar cierta contrapresión al tornillo extrusor para mejorar la plastificación.

Dicha maquina fue utilizada para soplar las películas con las diferentes

variables tomadas en cuenta (% participación del Nylon y Relación de soplado

Rs); se obtuvieron las laminas con las cuales posteriormente se formaron las

bolsas.

Imagen N°4 Película coextruida de Nylon

43

3.3.2 Calibrador

Con el calibrador se mide constantemente el calibre de la lámina, durante el

proceso de extrusión de la película, para determinar la homogeneidad de la

misma en todo su proceso. El calibre de las películas obtenidas con las

diferentes mezclas durante el proceso al final nos permitirá después de todas

las pruebas a realizar determinar cuál es la mezcla adecuada y que presenta

un mejor comportamiento físico y mecánico.

Imagen N° 5. Calibrador Mitutoyo Gauge Series 501

3.3.3 Prueba de Impacto

El medidor de impacto Gardner modelo IG-1120 ha ganado amplia aceptación

como un medio de probar la resistencia al impacto de muchos tipos de

recubrimientos, principalmente sobre materiales plásticos o poliméricos.

También se utiliza para establecer las normas de calidad para la resistencia a

daños por impacto y la penetración de la superficie de muchos materiales. La

muestra se coloca sobre un orificio de 0,640 pulgadas (1,63 cm) de diámetro en

una matriz montada en el yunque. El punzón de nariz redonda, en 0,625 (1,59

cm) de diámetro, se coloca sobre la muestra. El peso es elevado a la altura

deseada a 40 pulgadas o 100 cm de tubo graduado de guía y se deja caer. El

daño a la muestra se puede determinar visualmente o con un aumento de

potencia baja o mediante el uso de un detector de defectos. Los pesos de 2 y 4

libras ofrecer fuerzas de impacto de 80 y 160 libras/pulgada2 respectivamente,

mientras que las 1 kg y 2 kg de peso pueden ejercer fuerzas de 100 kg/cm2 y

200 kg/cm2.

44

3.3.4 Ensayo de Tracción

En la siguiente imagen se observa la maquina universal de ensayos marca

Shimadzu, modelo UH50A, que se encuentra en las instalaciones del Centro

Nacional de Asistencia Técnica a la Industria ASTIN en SENA. En esta

maquina se realizaron las pruebas de tracción mecánica a las películas que

mostraron un mejor comportamiento tanto físico como mecánico en las

diferentes pruebas (sellabilidad, calibre, y permeabilidad); para finalmente junto

con la prueba de impacto poder determinar la película con la mezcla mas

optima que servirá y se desempeñara como un futuro empaque al vacío,

desarrollado dentro de la empresa Polietilenos del Valle S.A.

Para poder realizar las pruebas en la maquina universal de ensayos de las

películas de Nylon, se deben cortar las muestras de acuerdo a la norma ASTM

D882-02, como se observa en la imagen.

Imagen N° 6. Maquina Universal de Ensayos. Shimadzu, UH50A

Posterior a tener y sacar las muestras, estas son llevadas a la maquina

universal de ensayos como se observa en la imagen N°7, para la realización de

la respectivas pruebas. Las probetas son puestas en las mordazas y se hace el

respectivo ajuste en maquina. En una pantalla se evidencia el comportamiento

que tiene cada probeta al aplicarle la carga; y se refleja en una curva Esfuerzo

(σ) deformación (ε).

45

Imagen N° 7. Molde y probetas para realizar pruebas de tensión

3.4 Diseño de Experimentos

Se cuenta con los materiales adecuados para la realización de la película

coextruida, pero debe lograr la mezcla óptima que permita el desarrollo del

nuevo empaque para la empresa Polietilenos del Valle. Para obtener la mejor

composición de la película coextruida y las más optimas condiciones de

proceso, es necesario realizar un diseño de experimentos, el cual arrojara

como resultados la mezcla ideal que debe ser introducida al proceso de

extrusión y posterior obtención de la película LLDPE y HDPE – Nylon- LLDPE

que cumpla con las características físicas y mecánicas de empaque al vacío.

Para la realización de las respectivas mezclas es necesario mostrar cuales

serán los tipos de materiales a utilizar comercialmente hablando; los cuales se

relacionaran en la siguiente tabla:

MATERIAS PRIMAS

RESINA ADHESIVA: ADMER AT2406A (Anexo 3)

RESINA BARRERA: NYLON COPOLIMERO ULTRAMID C33 LN01 (Anexo 4)

RESINA SELLANTE: ENABLE 2703 CH (Anexo 5)

RESINA RIGIDEZ: HDPE DOW 6200 (Anexo 6)

Tabla N ° 6. Materias primas a utilizar en el proceso de coextrusión

46

A la fecha diversas aplicaciones de empaque están basadas en estructura de

alta barrera, esto en gran medida debido a la necesidad de conservación de

los productos, para tal fin se requieren estructuras coextruidos con Nylon que

en general se procesan a 5 capas en coextrusoras con 5 tornillos, para poder

dejar la resina Nylon en capa diferente a las otras resinas por no ser

compatibles por su polaridad con las resinas de polietileno, para unirlo se usan

resinas Tie Layer como agente de unión y así evitar deslaminación entre capas;

presentando la siguiente configuración:

CAPA 1 POLIAMIDA

CAPA 2 CAPA UNION (resina adhesiva)

CAPA 3 POLIAMIDA

CAPA 4 CAPA UNION (resina adhesiva)

CAPA 5 CAPA SELLANTE

Tabla N° 7. Configuración comercial del Nylon

Con el fin de evitar la importación al país de este tipo de materiales por parte

de las empresas locales, se propone fabricar en Polietilenos del Valle una

estructura a tres capas; capacidad que da la maquina Coextrusora con la que

cuenta la empresa, donde el Nylon quedara encapsulado en la capa central y el

agente sellante se mezclara con la resina adhesiva, como se muestra a

continuación:

CAPA 1 CAPA UNION (resina adhesiva) + CAPA

SELLANTE

CAPA 2 POLIAMIDA

CAPA 3 CAPA UNION (resina adhesiva) + CAPA

SELLANTE

Tabla N° 8. Posible configuración para la obtención del Coextruido de nylon

En la realización de los experimentos, se tuvo en cuenta dos variables a

desarrollar. La relación de soplado y el porcentaje de nylon a utilizar, de la

siguiente manera:

Unidad experimental: Cada una de las mezclas (A, B, C), que serán sopladas

en la coextrusora.

47

Factores: Porcentaje de participación del nylon 6 ultramid en la mezcla (A1, B1,

C1) y relación de soplado (R1, R2, R3).

Unidad Experimental Nylon 6.6 Ultramid

(Porcentaje de

Participación)

Relación de

Soplado

A A1= 30 % R1= 3

B B1= 25% R2= 2.5

C C1= 20 % R3= 2

Tabla N°9. Variables para la realización de las mezclas Vs su participación en la

misma.

A continuación, se relacionaran las mezclas finales que serán sopladas

tendiendo en cuenta las proporciones de Nylon establecidas a 30, 25 y 20 % de

participación en la mezcla.

Porcentaje de participación del Nylon 30% A1

MATERIALES EXTERNA CENTRO INTERNA TOTALES

%

Peso Kg

Peso Kg

Peso Kg

Kg

ADMER 30,0% 10,50 0,00 30,0% 10,50 21,00

PEAD 6200 15,0% 5,25 0,00

0,00 5,25

ENABLE 2703 HH 55,0% 19,25 0,00 70,0% 24.50 43,75

NYLON 0,00 100,0% 30,00

0,00 30,00

TOTAL Kg 100% 35,0 100% 30,00 100% 35,00 100,0

Porcentaje de participación del Nylon 25% B1

MATERIALES EXTERNA CENTRO INTERNA TOTALES

%

Peso Kg

Peso Kg

Peso Kg Kg

ADMER 30,0% 11,25 0,00 30,0% 11,25 22,50

PEAD 6200 15,0% 5,63 0,00

0,00 5,63

ENABLE 2703 HH 55,0% 20,62 0,00 70,0% 26.25 46.87

NYLON 0,00 100,0% 25,00

0,00 25

TOTAL Kg 100% 37,50 100% 25,00 100% 37,50 100,0

48

Porcentaje de participación del Nylon 20% C1

MATERIALES EXTERNA CENTRO INTERNA TOTALES

%

Peso Kg

Peso Kg

Peso Kg Kg

ADMER 30,0% 12,00 0,00 30,0% 12,00 24,00

PEAD 6200 15,0% 6,00 0,00

0,00 6,00

ENABLE 2703 HH 55,0% 22,00 0,00 70,0% 28,00 50,00

NYLON 0,00 100,0% 20,00

0,00 20,00

TOTAL Kg 100% 40,0 100% 20,00 100% 40,00 100,0

La relación de soplado esta directamente relacionada con el ancho del material

y el molde en el que se vaya a sacar la película coextruida, y esta dado por la

siguiente ecuación:

Imagen N° 8. Ecuación Relación de Soplado

Donde:

: Ancho de la película coextruida en mm

: Constante de relación igual 0.64

: Molde de la maquina Coextrusora (200 mm).

Las variables que se tuvieron en cuenta para la realización de este proyecto,

son la relación de soplado Rs y el porcentaje de participación del Nylon en la

estructura total de cada una de las mezclas, teniendo en cuenta esto, se

procedió a desarrollar el siguiente diseño de experimentos:

49

Mezclas

A1*R1 B1*R1 C1*R1

A1*R2 B1*R2 C1*R2

A1*R3 B1*R3 C1*R3

Tabla N°10. Diseño experimental. Participación del Nylon 6 ultramid

considerando la relación de soplado

Donde A1, B1 y C1 representan los porcentajes de participación del Nylon en

cada mezcla y R1, R2 y R3, son la diferentes relaciones de soplado que se

tendrán en cuenta para coextruir las películas; dichas variables afectaran

directamente la resistencias y las propiedades de tipo físico-mecánicas de las

laminas coextruidas.

Teniendo en cuenta esta información, se debió relacionar los anchos de

extrusión requeridos Vs las relaciones de soplado logradas; de la siguiente

manera:

Relación de Soplado

Ancho extrusión

requerido

R1 3,0 95 cm

R2 2,5 80 cm

R3 2,0 65 cm

Tabla N° 11. Relación de soplado Vs. Ancho de extrusión requerido.

Después de dosificar las mezclas establecidas anteriormente, con previo

conocimiento y conocer los anchos de extrusión a los que se debía soplar las

diferentes películas, se procedió a realizar el proceso de coextrusión de cada

una de las mezclas, basados en el diseño experimental. Cada una de las

variables fue diligenciada en el formato FOR-ASC-023 (Anexo 1); que maneja

internamente la empresa para levantar un procedimiento en el área de

extrusión de una mezcla que se sopla y se procesa por primera vez. Además

permite establecer parámetros de control las diferentes variables que se

presentan en el proceso.

50

3.5 Sellabilidad

La sellabilidad es una de las propiedades de mayor importancia que debe

cumplir una bolsa de empaque ya sea primaria o secundaria, pues ella

soportara carga en contacto directo o indirecto con el producto.

La sellabilidad se probó elaborando una bolsa con la película coextruida. Estas

bolsas fueron selladas en una selladora Zenner ZAS60, la cual realiza un

sellado de selles especiales, principalmente se selles planos que está diseñada

para modificar sus condiciones de proceso y cuenta con la tecnología

necesaria para sellar una película gruesa o delgada de un material coextruido

como lo es la mezcla LLDPE y HDPE – Nylon- LLDPE y HDPE.

Se modificaran condiciones de proceso como temperaturas, presión, velocidad

que llevaran a una condición adecuada que permita el desarrollo de una bolsa

de nylon. Dichas condiciones serán plasmadas en un formato interno FOR-

ASC-027 (Anexo 2); dicho formato es el que se maneja internamente dentro de

la empresa para levantar un procedimiento en el área de sellado cuando se va

a llevar a cabo un selle nuevo por primera vez; permite establecer parámetros y

controlas las diferentes variables que se presentan durante el proceso.

Imagen N° 9. Selladora Zenner ZAS60

Después de soplar las películas con las diferentes mezclas establecidas en el

proceso coextrusión, se procedió al armado de la bolsas en el área de sellado

el cual es el principal objetivo a lograr. La maquina selladora cuanta con la

posibilidad de realizar selles especiales como doy pack, flow pack y selles

planos.

En este caso se realizaron tres selles planos de 6 mm +/- 2mm de ancho, en

cada una de las bolsas sin importar su largo.

51

Como se muestra en la siguiente tabla; se formaron bolsas de los mismos

anchos pero de diferentes largos debido al ancho de la lamina coextruida.

Mezclas

Coextruidas

Ancho Películas

Coextruidas

Ancho Bolsa

Formada

Largo Bolsa

Formada

A1*R1 95 cm 18 cm 45 cm

B1*R1 95 cm 18 cm 45 cm

C1*R1 95 cm 18 cm 45 cm

A1*R2 80 cm 18 cm 40 cm

B1*R2 80 cm 18 cm 40 cm

C1*R2 80 cm 18 cm 40 cm

A1*R3 65 cm 18 cm 32 cm

B1*R3 65 cm 18 cm 32 cm

C1*R3 65 cm 18 cm 32 cm

Tabla N° 12. Relación mezclas coextruidas Vs Dimensiones bolsas formadas

Imagen N°10. Plano Selles bolsa formada

52

3.6 Hermeticidad

En la actualidad, la barrera al oxigeno es la principal propiedad que debe

cumplir los empaques principalmente en la industria alimenticia y farmacéutica.

Para la empresa Polietilenos del Valle S.A, es importante entrar a nuevos

mercados que cada vez son más exigentes en cuanto a la calidad y

propiedades que otorgan los empaques al vacío. La empresa no cuenta con la

tecnología necesaria para llevar a cabo pruebas de hermeticidad de las bolsas

de Nylon que se fabricaron; por eso fue necesario recurrir a un laboratorio

especializado en este tipo de pruebas que prestan este servicio a las industrias

de la ciudad de Cali llamado Hibroprob S.A. A esta empresa solo se enviaron

las muestras que alcanzaron un mejor desempeño en las pruebas de

sellabilidad, tres muestras tuvieron que ser rechazadas por que no sellaban en

maquina o presentaban selle débil en alguno o todos de los tres selles que

armaba la bolsa.

3.7 Ensayo de Tensión

Finalmente se enviaron al laboratorio del centro ASTIN – SENA las tres

muestras con mezclas que mostraron un mejor desempeño en la prueba de

hermeticidad para la realización de resistencia al ensayo de tensión; con el fin

de determinar cuál de las estructuras debía ser desarrollada como empaque

dentro de la empresa Polietilenos del Valle S.A.

53

CAPITULO IV

RESULTADOS Y

ANALISIS

54

4.1 Pruebas de Sellabilidad

La selladora con la que se cuenta para realizar el selle de las bolsas posee un

rango de temperatura para los selles planos laterales y para el selle plano

longitudinal; entre 0° a 400 °C. Según la temperatura que se observa en la

teoría, el nylon sella aproximadamente entre un rango de 280 – 350° C

dependiendo de la estructura que se maneje en una mezcla coextruida; por eso

se tomaron estas temperaturas como punto de partida para la realización de la

bolsa.

Al realizarse las respectivas pruebas de sellabilidad de las diferentes mezclas,

se obtuvieron los siguientes resultados:

Mezclas

Coextruidas

Temperatura

Selles planos

laterales (°C)

Temperatura

selle plano

paralelo (°C)

Golpes por

minuto (GPM)

A1*R1 400 400 30

A1*R2 375 380 30

A1*R3 368 373 30

B1*R1 365 371 30

B1*R2 355 362 30

B1*R3 338 340 30

C1*R1 325 323 30

C1*R2 305 315 30

C1*R3 295 305 30

Tabla N° 13. Relación mezclas coextruidas Vs Temperaturas de sellabilidad

alcanzadas

55

Imagen N° 11. Rango temperaturas selles planos a las diferentes mezclas

coextruidas

En la tabla N° 13 se muestra como tres de las mezclas presentan

inconsistencias en los rangos de temperatura; por un lado la muestra con

mezcla A1*R1, alcanza los 400 °C máximos de los cabezales de la maquina

selladora, sin proporcionar el selle adecuado, pues al realizarle fuerza de

resistencia al selle, este se abre, lo que quiere decir que el material sellaría a

mas de 400 °C, pero no se puede lograr ya que el rango máximo que alcanza

la maquina es de 400 °C tanto en los selles planos laterales como en el selle

plano longitudinal.

El nylon es una resina con una alta dureza, su estructura le permite soportar

grandes cantidades de carga y soportar altas temperaturas; como se observa

gracias a la tabla anterior y a la imagen N°11, la mezcla A1*R1 no sello a la

hora de realizar y formar la bolsa y esto es debido a la alta proporción de nylon

(30 %) en esta mezcla en la participación total de la estructura; adicional a esto,

esta mezcla posee una relación de soplado Rs = 3.0; y se sabe que entre

mayor relación de soplado mas duro y resistente va a ser la película coextruida;

ya que la relación de soplado es directamente proporcional a las propiedades

mecánicas de los materiales soplados en procesos de coextrusión.

Para las mezclas C1*R2 y C1*R3, ocurre totalmente lo contrario, a la hora de

armar y sellar las bolsas se inicio con una rango de temperatura de

aproximadamente 200 °C en los dos cabezales; se observo que las bolsas no

sellaban; seguidamente se procedió a aumentar progresivamente las

temperaturas hasta conseguir el posible selle adecuado. Para la mezcla C1*R2,

las temperaturas mostradas en la tabla N°13 son las temperaturas que se

consiguieron hasta que el material no se quemara; después de ellas, el material

56

se quemó en los selles y por debajo de estas temperaturas el material no

presento un selle adecuado. El mismo caso se presentó con la mezcla C1*R3;

a excepción que la temperatura que se alcanzó antes de que el material

perdiera sus propiedades de resistencia al calor fueron menores a las de la

mezcla C1*R2; aproximadamente 15 °C de diferencia.

Teniendo en cuenta los resultados obtenidos; las mezclas C1*R2 y C1*R3 son

las mezclas que presentan la menor cantidad de Nylon (20%), lo que hace que

sean las mezclas con menos resistencia; pues el nylon aumenta tanto la

resistencia mecánica como la resistencia al calor en una mezcla de un material

coextruido; adicional a esto, estas dos mezclas presentan las dos relaciones de

soplado menores 2.5 y 2.0 respectivamente. Si se tiene en cuenta que a menor

relación de soplado menor es la resistencia mecánica y física del material, se

podrá explicar el comportamiento de estas dos mezclas a la hora de realizar las

pruebas de sellabilidad en maquina.

Después de la realización de las respectivas pruebas de sellabilidad a cada

una de las mezclas coextruidas, tres de estas mezclas (A1*R1, C1*R2 y

C1*R3) son descartadas; pues no cumplen con los parámetros mínimos que

deben caracterizar el desempeño de una bolsa de nylon coextruido; el cual es

buena sellabilidad. A las seis mezclas restantes se les realizó pruebas de

hermeticidad y paso de oxigeno; con dichos resultados se escogieron las tres

muestras con mejor desempeño y barrera para pasar a ser ensayadas a través

del ensayo de tensión.

4.2 Pruebas de Hermeticidad

Mezclas Coextruidas

A1*R2

A1*R3

B1*R1

B1*R2

B1*R3

C1*R1

Tabla N° 14. Mezclas coextruidas disponibles para prueba de hermeticidad

57

Después de realizar las pruebas de sellabilidad, seis de las mezclas se

comprobaron que funcionaron como bolsas de nylon; dichas mezclas se

muestran en la tabla N°14. Las mezclas anteriores fueron seleccionadas para

realizar pruebas de hermeticidad, pues se sabe que esta propiedad es una de

las más importantes para empaques al vacío el cual es el objetivo a lograr con

este proyecto.

Esta prueba consiste en la aplicación de presión desde el interior de la bolsas

sellada completamente por sus 4 extremos omitiendo la abertura por la cual se

realiza la adaptación de la aguja inyectadora de aire. La prueba se realiza en el

agua gracias a un dispositivo llamado “Medidor de hermeticidad”. La detección

de fuga se hace visualmente cuando se detecta la primera burbuja de aire

dentro de la cámara de vacío.

En la imagen N° 12 se observa el aparato medidor de hermeticidad con unas

dimensiones internas de (550x550x550mm), con el cual se le realizaron las

pruebas a las bolsas formadas de las diferentes mezclas logradas

coextruidamente.

Imagen N°12. Medidor de Hermeticidad CV4D. Dispositivo empleado en la

empresa Hibroprop para la realización de la prueba de hermeticidad.

El medidor de hermeticidad, posee un rango de 0.0 a 1.0 bares de presión, y su

escala de tiempo depende directamente hasta el tiempo de prolongación de la

prueba en cada una de las bolsas. Posee un control regulable de presión

digital, que permite controlar las presiones ejercidas sobre el material. A

58

continuación, se mostraran los respectivos comportamiento que tuvieron las

muestras coextruidas en la prueba de hermeticidad.

El dispositivo electrónico esta conectado a un procesador de datos, el cual

arroja los valores de presión en bares por cada segundo transcurrido en la

prueba; por lo general y para este caso en especial, se tuvieron en cuenta los

primeros 25 segundos de la prueba que son los mas representativos y con los

cuales se puede concluir el comportamiento de la bolsas a este tipo de prueba.

Al realizar las pruebas de hermeticidad de las bolsas con sus respectivas

mezclas, se obtuvieron gráficos que representan el comportamiento de cada

una de las mezclas, estos gráficos se mostraran a continuación:

Imagen N° 14. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla A1*R2.

30 % Nylon – Rs = 2.5

En la imagen N°14, se observa el comportamiento de la muestra coextruida con

30% Nylon y una relación de soplado Rs de 2.5; como se observa, debajo del

grafico, se grafico también una línea de tendencia, la cual muestra los

comportamientos de la muestra de modo mas lineal; con la que se puede

analizar que a los 7seg de trascurrido el proceso de inflado de la bolsa, esta se

infla por completo alcanzado una presión de 0,11 bares; posteriormente se

hace constante a 0,13 bares de presión y a los 20 segundos se alcanza la

presión máxima soportada por la bolsa 0.73 bares. Seguidamente la presión

empieza a descender por lo que se concluye que hay fuga de aire por los

bordes sellados de la bolsa. A los 25 segundos se registra el último dato con

una presión final de 0,29 bares.

59

Imagen N° 15. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla A1*R3.

30 % Nylon – Rs = 2.0

La imagen N° 15, muestra el comportamiento que arrojo la mezcla con un

aporte de 30% de Nylon y una relación de soplado de 2,0; esta muestra

alcanzo su punto de mayor resistencia a la presión de aire a 17 segundos, con

un valor de 0,61 bares de presión. Posteriormente se observa un cambio

brusco en los valores de presión a medida que transcurre el tiempo. El valor

mínimo alcanzado fue de 0,17 bares de presión a 25 segundos de transcurrida

la prueba.

Imagen N° 16. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R1.

25 % Nylon – Rs = 3.0

60

Imagen N° 17. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R2.

25 % Nylon – Rs = 2.5

En las imágenes N° 16 y N° 17, se observo el mejor comportamiento en cuanto

a la prueba de hermeticidad se refiere; estas imágenes corresponden a las

muestras con mezclas con 25 % Nylon y Rs = 3.0 y 25 % Nylon – Rs = 2.5

respectivamente. Se observan picos altos en resistencia a la presión interna

generada en la bolsa; la mezcla B1*R1 alcanza una 0,88 bares de presión a 21

segundos mientras que la mezcla B1*R2 alcanza 0.79 bares de presión a 20

segundos de tiempo. También se observa que a 25 segundos que es el tiempo

final tomado en cada una de las mezclas los valores de presión generados son

valores altos 0,44 y 0,38 bares de presión respectivamente.

61

Imagen N° 18. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R3.

25 % Nylon – Rs = 2.0

La imagen N°18 muestra el comportamiento de la mezcla con 25% nylon y una

relación de soplado de 2,0. Se observa que alcanza su máximo capacidad de

resistencia a los 16 segundos con 0,67 bares de presión y posteriormente se

presenta fuga de aire en los bordes de la bolsa, lo que hace que la presión

soportada por la misma descienda de manera abrupta hasta alcanzar un valor

bastante bajo de presión a los 25 segundos de 0,13 bares.

Imagen N° 19. Comportamiento prueba hermeticidad mezcla B1*R3.

20 % Nylon – Rs = 3.0

Finalmente se tiene el comportamiento de la muestra con mezcla de 20% nylon

y una relación de soplado de 3,0. Esta muestra alcanza su punto más alto a 17

segundos con un valor de presión de 0,64 bares. Presenta un comportamiento

similar a la muestra anterior con mezcla B1*R3, pues también presenta fuga de

aire y la capacidad de resistencia de hermeticidad empieza a disminuir

presentando un valor mínimo de 0,12 bares de presión a 25 segundos de

transcurrida la prueba.

Al observar los resultados obtenidos en la prueba de hermeticidad en cada una

de las mezclas sometidas a las respectivas pruebas, se observa que las

muestras con mezclas A1*R2, B1*R1 y B1*R2, presentan los datos de mayor

resistencia 0.73, 0.88 y 0.79 bares respectivamente antes de presentar fuga las

bolsas; esta resistencia las muestras la presentan en un tiempo más

prolongado con valores de 20, 21 y 20, respecto a las muestras con mezclas

62

A1*R3, B1*R3 y C1*R1 que arrojan resultados de 17, 16 y 17 segundos

respectivamente. Se concluye que las muestras A1*R2, B1*R1 y B1*R2

presentan un mejor comportamiento en cuanto a hermeticidad se refiere, por

que poseen mayor tiempo de exposición de la bolsa a la prueba sin que está

presente fuga y una mayor resistencia a la presión interna, como se observa

más detalladamente en la imagen N° 20, donde se muestra un comparativo de

las diferentes muestras.

Imagen N° 21. Comparativo comportamiento a la hermeticidad de las diferentes

mezclas ensayadas.

Es por ese motivo que se escogen las tres (3) mezclas para realizar las

respectivas pruebas de tensión, pues son las más apropiadas y son las que

podrían presentar un mejor comportamiento de tipo mecánico. Finalmente

después de analizar los resultados de estas pruebas se escogerá la muestra

con el mejor comportamiento y determinar la estructura final que servirá como

punto de partida para la elaboración de bolsas por parte de la empresa

Polietilenos del Valle S.A.

63

4.3 Resistencia a la Tensión

Las muestras de las tres mezclas A1*R2, B1*R1 y B1*R2, son enviadas a los

laboratorios de ensayos físicos a polímeros del centro de asistencia técnica a la

industria ASTIN-SENA. Con el fin de realizar las pruebas de resistencia a la

tensión y optimizar cuál de las muestras presenta un mejor comportamiento de

tipo mecánico, para posteriormente ser escogida como la más óptima para la

realización y desarrollo del empaque de nylon coextruido al vacío por la

empresa Polietilenos del Valle S.A.

Las muestras se acondicionaron en el laboratorio de física de polímero del

centro ASTIN, obteniendo los resultados consignados en las tablas N° 15 y N°

16.

Min. Max. Promedio Desviación

Temperatura

(°C) 22,9 23,1 23,0 0,0

% Humedad

Relativa 46,9 52,8 50,1 0,2

Tabla N°15. Datos de Acondicionamiento muestra B1*R1

Min. Max. Promedio Desviación

Temperatura

(°C) 22,9 23,1 23,0 0,0

% Humedad

Relativa 48,1 54,2 50,1 0,2

Tabla N°16. Datos de Acondicionamiento ensayo resistencia a la tensión

muestras A1*R2 y B1*R2.

64

4.3.1 Condiciones del ensayo

Las muestras de la mezcla B1*R1 se ensayaron el día 19 de abril de 2013 a

una temperatura de 21,2 °C y una humedad relativa de 48%.

Las muestras de las mezclas A1*R2 y B1*R2 se ensayaron el día 23 de abril de

2013 a una temperatura de 21,8 °C y una humedad relativa de 52%.

4.3.2 Equipos Utilizados

- Maquina Universal de Ensayos GOODBRAND, celda de carga 50 Kg/f

código EF-A02MU01, trazado con el laboratorio de calibración de

ingeniería de control de calidad ICC LAB mediante certificado N° 1907.

- Cámara ambiental DIES, código EF-E00CL01, trazada con el laboratorio

Metrologic Colombia S.A.S, mediante certificados 2670C y en

temperatura y 02443C en humedad relativa.

- Termohigrómetro OAKTON, código EF-E00TH01, trazado con el

laboratorio de metrología dimensional del ASTIN – SENA mediante

informe de verificación N°MD0420-12-5.

- Calibrador pie de rey MITUTOYO, código EF-E00CA01, trazado con el

laboratorio de metrología dimensional del ASTIN – SENA mediante

certificado N°MD-0256-12-2.

- Medidor de espesores MITUTOYO, código EF-E00MM01, trazado con

el laboratorio de metrología dimensional del ASTIN – SENA mediante

certificado N°MD-0256-12-1.

4.3.3 Desarrollo de la Prueba

Determinación de la Resistencia a la tensión. Según método interno 9230-ST-I-

06 basado en la norma ASTM D882-02; método de prueba estándar para las

propiedades de tracción de láminas de plástico delgadas.

a. Descripción del ensayo: Mediante la maquina universal de ensayos se

aplica una carga uniaxial en la sección transversal dela probeta a una

velocidad constante, practicándole un estiramiento hasta producirle la

rotura.

65

b. Método de preparación de las probetas: Las probetas se obtuvieron

mediante un corte con bisturí y una plantilla metálica como lo muestra la

imagen N°7.

c. Las dimensiones aproximadas en mm se muestran en la tablas N°17,

N°18 y N°19.

d. Se usaron cinco (5) probetas por cada una de las muestras.

e. Celda de carga utilizada: 50Kgf

f. Velocidad de ensayo: 500mm/min

g. Separación inicial entre las mordazas: 50,00 mm (promedio)

Muestra B1*R1

Longitudinal

Muestra B1*R1

Transversal

Propiedad Unds Promedio Desviación

Estándar Promedio

Desviación

Estándar

Ancho mínimo mm 25,0 0,0 25,0 0,0

Espesor mínimo mm 0,076 0,004 0,08 0,002

Resistencia máxima a

la tensión

MPa 19,181 0,821 18,820 1,542

Resistencia a tensión

en rotura

MPa 19,181 0,821 18,820 1,542

Deformación en rotura % 286,392 10,094 319,948 9,052

Tabla N°17. Resultados ensayo de tensión para la muestra con mezcla

B1*R1

Muestra A1*R2

Longitudinal

Muestra A1*R2

Transversal

Propiedad Unds Promedio Desviación

Estándar Promedio

Desviación

Estándar

Ancho mínimo mm 25,0 0,0 25,0 0,0

Espesor mínimo mm 0,080 0,002 0,084 0,001

Resistencia máxima a

la tensión

MPa 22,576 0,819 22,682 1,012

Resistencia a tensión

en rotura

MPa 22,576 0,819 22,682 1,012

66

Deformación en rotura % 279,384 9,495 333,872 10,817

Tabla N°18. Resultados ensayo de tensión para la muestra con mezcla

A1*R2

Muestra B1*R2

Longitudinal

Muestra B1*R2

Transversal

Propiedad Unds Promedio Desviación

Estándar Promedio

Desviación

Estándar

Ancho mínimo mm 25,0 0,0 25,0 0,0

Espesor mínimo mm 0,070 0,001 0,069 0,001

Resistencia máxima a

la tensión

MPa 23,698 1,692 22,172 0,421

Resistencia a tensión

en rotura

MPa 23,698 1,692 22,172 0,421

Deformación en

rotura

% 251,148 19,111 325,152 19,254

Tabla N°19. Resultados ensayo de tensión para la muestra con mezcla

B1*R2

A continuación se mostraran las gráficas que representan el comportamiento

de las películas sometidas a las pruebas de tensión. Las gráficas muestran

valores basados en la curva Esfuerzo Vs Deformación.

67

Imagen N°22. Grafica σ/ε, muestra B1*R1 Transversal.

Imagen N°23. Grafica σ/ε, muestra B1*R1 Longitudinal.

68

Imagen N°24. Grafica σ/ε, muestra A1*R2 Longitudinal.

Imagen N°25. Grafica σ/ε, muestra A1*R2 Transversal.

69

Imagen N°26. Grafica σ/ε, muestra B1*R2 Longitudinal.

Imagen N°27. Grafica σ/ε, muestra B1*R2 Transversal.

70

En las tablas N°18, N°19 y N°20, se observa el comportamiento de las

muestras sometidas al ensayo de tensión. Se tomaron diez (10) muestras por

cada una de las mezclas; cinco (5) muestras fueron ensayadas en sentido

longitudinal (sentido maquina) y cinco (5) fueron ensayadas en sentido

transversal.

Para la muestra con mezcla B1*R2 (25% Nylon – 3.0 Relación soplado), se

observa que la resistencia a la tensión en sentido longitudinal es mayor a la

resistencia a la tensión en sentido transversal con un valor de 19,181 MPa

frente a un 18,820 MPa respectivamente. A pesar de que los valores son

distintos, son valores muy aproximados, con una diferencia de 0,36 MPa entre

sí. Lo que quiere decir que el material soplado es isotrópico y se orienta

similarmente hacia los dos lados (sentido máquina y sentido transversal a la

línea de soplado). Libro “Blown Film Extrusion” Kirk Cantor, Página 96.

Para la muestra con mezcla A1*R2 (30% Nylon – 2.5 Relación soplado), se

observa que la resistencia a la tensión en sentido longitudinal es menor a la

resistencia a la tensión en sentido transversal con un valor de 22,576 MPa

frente a un 22,682 Mpa respectivamente. Para este caso, la diferencia es un

valor 0,11 MPa, lo que nos evidencia que el comportamiento y la orientación de

las cadenas de las estructura del material son de tipo isotrópicas, pues los

valores tienden a ser los mismos para ambos mezclas mencionadas

anteriormente.

Para la muestra con mezcla B1*R2 (25% Nylon – 2.5 Relación soplado), se

observa que la resistencia a la tensión en sentido longitudinal es mayor a la

resistencia a la tensión en sentido transversal con un valor de 23,698 MPa

frente a un 22,172 Mpa respectivamente. Para esta estructura, la diferencia

entre los valores es de 1.53 MPa.

Al obtener estos resultados, se corrobora la información en la que se trabajaron

las diferentes estructuras con una relación de formación FR aproximadamente

con un valor igual a uno (1). Ya que como lo evidencia los resultados, los

valores de las resistencias a tensión en sentido longitudinal, son valores

aproximados a los obtenidos en el sentido transversal.

A partir de los resultados obtenidos, la muestra con la mezcla B1*R2 (25%

Nylon – 2.5 Rs), es la que presenta el mejor comportamiento de tipo mecánico,

pues en la realización de la prueba es la que presenta el valor mas alto antes

de su rotura, por eso se recomienda el desarrollo del empaque con esta

estructura.

71

CONCLUSIONES

En el proyecto se logró desarrollar el empaque de Nylon coextruido con

funcionalidad de empaque primario o secundario de industrias que así lo

requieran.

Gracias a la prueba de sellabilidad se concluye que las estructuras con altas

relaciones de soplado y alto porcentaje de Nylon, son muy rígidas y no son

aptas para empaques, pues el umbral de temperatura del selle es demasiado

alto. Mientras que las muestras con el menor porcentaje de Nylon y menores

relaciones de soplado no presentan buen desempeño a la hora de realizar

selles planos y poseen poca resistencia térmica, por lo cual no tuvieron un

buen desempeño y comportamiento como empaque al vacío.

El nylon es un material duro con valor alto de melt index, por lo cual en menor

proporción en una mezcla o en porcentajes bajos, disminuye las propiedades

mecánicas y térmicas de una película coextruida.

La resistencia a la presión de oxigeno está directamente relacionada con las

relaciones de soplado y la resistencia mecánica del material, pues a relaciones

de soplado más bajas y bajas cantidades de Nylon, las bolsas alcanzaron

menor resistencia a la presión de oxigeno desde su interior, presentando fugas

en algunos de sus selles.

A relaciones de soplado medias y porcentajes medios de participación de

Nylon, la película coextruida con estructura HDPE y LLDPE – Nylon - HDPE y

LLDPE presenta mejor comportamiento físico y mecánico a la hora de ser

sometido a pruebas de tipo físicas y mecánicas.

La mezcla con el mejor comportamiento e ideal para el desarrollo del empaque

al vacío fue la obtenida con una relación de soplado Rs=2.5 y un porcentaje de

participación de Nylon del 25% en la estructura total de la mezcla.

La cantidad de Nylon en las películas coextruidas, afectó directamente las

propiedades de opacidad y traslucidez de la bolsa; a pesar de que no fue una

variable calculada, de modo experimental se evidencio el cambio de apariencia

de la película, a mayor porcentaje de Nylon menos traslucida se hacia la

misma.

72

RECOMENDACIONES

Para mejorar la apariencia del empaque en cuanto a su traslucidez, se

recomienda instalar en la maquina coextrusora un sistema de refrigeración

distinto al de los anillos de enfriamiento, como por ejemplo un IBC (Internal

bubble cooling), que no solo mejorara apariencia de las películas, sino que

además provocara que la productividad sea cada vez mayor, mejorando las

características mecánicas de la película debido al choque térmico que genera.

Es necesario que la resina adhesiva referencia Admer AT2406A, sea

remplazada por una resina adhesiva que proporcione una mayor adherencia

entre las tres capas coextruidas que formaron la estructura del empaque

desarrollado, con el fin de que no incida en las propiedades mecánicas y en el

comportamiento final de la bolsa.

73

ANEXOS

Anexo 1

FICHA TÉCNICA DE COEXTRUSIÓN FOR-ASC-023

CÓD. SISTEMA

CLIENTE MUESTRAS REFERENCIA EMPAQUE AL VACIO

SÍMBOLO USO DEL EMPAQUE RELACIÓN SOPLADO MOLDE (mm)

RENDIMIENTO(kg/h)

VACIO 2 200 70,0

MEDIDAS

MATERIAL ANCHO EXTRUSIÓN

(mm) FUELLE LATERAL

(cm) SOLAPA

(cm)

CAL.(mils)/GRAM.(g/m2)

ÁNGULO DESLIZ.

(º)

TRATAMIENTO

AMPERAJE TRATADOR

(A)

TENSIÓN SUPERFICIAL

(DINAS)

No. CARAS

TRATADO 1½ CARAS

ÁREA TRATADA (cm)

DISTANCIA PLATINA AL BORDE DEL MATERIAL (cm)

IZQUIERDA DERECHA

CARACTERÍSTICAS DEL PEDIDO FORMA PESO MILLAR

(kg) TRANSPARENTE PIGMENTADO GRAFILADO TUBULAR SEMITUBULAR LÁMINA

CARACTERÍSTICAS DE MÁQUINA

MEZCLA 1 OT MEZCLA 2 OT MEZCLA 3 OT

Te

mp

era

tura

(ºC

)

EXT. 1

EXT. 3

EXT. 5

CABEZAL

Te

mp

era

tura

(ºC

)

EXT. 1

EXT. 3

EXT. 5

CABEZAL

Te

mp

era

tura

(ºC

)

EXT. 1

EXT. 3

EXT. 5

CABEZAL

RPM RPM RPM

Presión Presión Presión Temapera

tura

Temaperatura

Temapera

tura

Parámetro

Bobinador # 1

Bobinador # 2

OT TURBI

NA

TIRO OSCILAN

TE

TIRO FIJO

TIRO INTERMEDIO ALTUR

A CUELL

O Manual

Autom.

Manual

Autom.

Tensión Velocidad

Tensión

Velocidad

Torque

74

MEZCLAS

CAPAS OT OT OT

REFERENCIA MP %

MP % CAPA

REFERENCIA MP

% MP % CAPA

REFERENCIA MP

% MP % CAPA

1

EXTERNA

3

CENTRO

5

INTERNA

OBSERVACIONES/CAMBIOS

ELABORADO POR: REVISADO Y APROBADO POR: FECHA:

NOMBRE: NOMBRE

:

75

Anexo 2

FICHA TÉCNICA DE SELLADO

FOR-ASC-027

CÓD. SISTEMA

CLIENTE REFERENCIA

SÍMBOLO MÁQUINA USO DEL EMPAQUE TIPO DE

MATERIAL

PESO MILLAR

(kg)

TIPO DE SELLE LATERA

L FONDO PLANO FLOWPACK DOYPACK ZIPPER

GUILLOTINA

OTRO

DIMENSIONES

ANCHO (mm)

LARGO (mm)

FUELLE SOLAPA

LATERALES

(mm)

FONDO (mm)

BOCA (mm)

INTERN

A (mm)

EXTERNA (mm) MARBET

TE (mm)

SENCILLA SELLADA

PERFORACIONES TROQUEL PRECORTE CIRCULAR EN CRUZ MEDIA LUNA BANANA CAMISETA DISTANCIA AL

FONDO O BOCA DE LA BOLSA

(mm) CTDA

D DIMENSIÓN (mm)

CTDAD

DIMENSIÓN (mm)

CTDAD

DIMENSIÓN (mm) DIMENSIÓN (mm) DIMENSIÓN (mm)

PARÁMETROS DE CUADRE

GOLPES POR MINUTO

SELLE LATERAL SELLE DE

FONDO SELLES PLANOS

Tº CABEZAL (ºC) Tº CABEZAL (ºC) Tº CABEZAL

SUPERIOR (ºC) Tº CABEZAL

INFERIOR (ºC)

SELLE ZIPPER SELLE FLOWPACK SELLE DOYPACK

Tº CABEZAL LATERAL (ºC)

Tº MORDAZA ZIPPER (ºC)

Tº CABEZAL LONGITUDINA

L (ºC)

Tº CABEZAL (ºC) Tº CABEZAL SUPERIOR (ºC)

Tº CABEZAL INFERIOR (ºC)

SUPERIOR INFERIOR

EMBALAJE

BOLSAS PLÁSTICAS BULTOS CAJAS DE CARTÓN

CAJAS PLÁSTICAS

PAQUETES DE: BOLSAS DE: PAQUETE BULTOS PAQUET CAJAS PAQUETES CAJAS DE:

76

S DE: DE: ES DE: DE: DE:

PLANO DE LA BOLSA

OBSERVACIONES/CAMBIOS

ELABORADO POR: REVISADO Y APROBADO

POR: FECHA:

NOMBRE: NOMBR

E:

FIRMA: FIRMA:

V. 4.0, 23-08-2008

77

Anexo 3

78

Anexo 4

79

Anexo 5

80

Anexo 6

81

Bibliografía

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“Empaque al Vacio”. Enero 2010.

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formación de películas extruidas”. Empresa Extrupelsa. Zaragoza,

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de Nylon. Revista Online. Edición Especial. Argentina. 2008

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Plástico. México Pag. 41-42.

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[14] http://www.textoscientificos.com/polimeros/polietilenos/usos

82

[15] Seymour, B.R. Carraher Jr. C. E “Introducción a la química de los

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[16] Enciclopedia Virtual del Plástico 2000 Tomo 1. Centro Empresarial del

Plástico. México Pag. 323 y 325.

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[18] Revista Tecnología Industrial. “Materiales de uso plástico”. Edición

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Octubre 2005.