Películas de empaque

Introducción

Las películas de embalaje están omnipresentes en nuestra vida diaria: embalaje de alimentos, suministros de oficina, ropa, bolsas y sacos ...

Se estima que el  mercado de películas y laminas, el sector más importante de consumo de embalaje plástico, representa aproximadamente el 25% del total de plásticos, y sigue creciendo.
Las motivaciones para utilizar películas son diversas:

• Técnicas: Las películas tienen una relación excepcional de desempeño / peso  y ofrecen la facilidad de procesamiento, propiedades de barrera de gases, pruebas de humedad, capacidad de sellado, peso ligero, estética ...
• Económicas: Las películas pueden ser producidos en masa a bajo costo, sobre todo para aplicaciones domésticas y envasado de bajo costo  .
• Estéticas: Las películas pueden mejorar la apariencia estética del embalaje, y ofrecen una buena variedad de opciones de impresión para la información del cliente.
• Ambientales: la reducción de peso, las altas propiedades protectoras en comparación con el papel y el cartón hace a las películas, amigables para el ambiente.

Que son las películas?
Estas cosas aparentemente simples incluyen productos muy diferentes que van desde una monocapa común de polietileno a una multicapa de alto desempeño de plásticos especializados o híbridos de plástico / metal.

La Figura 1 muestra algunas posibilidades relativas a la estructura, composición, procesamiento y post-procesamiento, y las aplicaciones.

Figura 1: Versatilidad de las películas

Resumen Economico
Permítanme comenzar diciendo que las estadísticas que cubren esta área no son precisas. A menudo, las películas y las laminas se mezclan, a veces, bolsas, sacos, etc están incluidos o no. Por consiguiente, los siguientes datos no son fiables al 100% y diferentes cifras se pueden obtener en otra parte.

El embalaje representa el 38% del total de plásticos, y las películas constituyen algo más del 25% ..

Estos porcentajes promedio enmascaran situaciones muy contrastadas como podemos resumir para Europa:
• El 70% de las películas están hecha de polietileno.

• El 76% de LDPE y LLDPE se transforman en películas.

Peliculas & sheets Total of the  plastic family Film versus total  of the plastic family Unit 1000 tonnes 1000 tonnes %cent LLDPE 1962 2384 82 LDPE 3437 4636 74 Subtotal (LLDPE+LDPE) (5399) (7020) (77) HDPE 894 4775 19 PP 1539 7360 28 PVC 1058 5875 18 Nylon 96 680 14 PET 86* 1932 4 TOTAL 9072 27642 33 Table 1: Resin sold into common film applications, 2001 Europe *Excluding recording films

Si las películas de alto rendimiento se estiman en 10% de las películas de alto volumen, la participación total de las películas puede estimarse superior en un 27% del consumo total de plástico.
La Figura 2 muestra la supremacía de la familia de polietileno con aproximadamente el 70% del mercado de películas.

Figura 2: Participación de los plásticos en el mercado de películas

Para los polímeros de ingeniería y especialidades transformadas en películas hay pocas estadísticas, y las situaciones son diferentes si se considera en peso o en valor. En cuanto a la producción para el mercado de América del Norte:

• 5,2 millones de toneladas por $ 10 mil millones de películas de las materias primas es decir, un costo promedio de $ 1,9 por kg.
• 591.000 toneladas por US $ 3,6 mil millones de películas de alto rendimiento que es decir un costo promedio de $ 6,1 por kg:
• 95% están hechas de nylon, poliéster y poliolefina
• 5% estan hechas de PC, PMMA, PEN, LCP, PEEK, PEI, PSU, PI, PTFE. Estos últimos no se utilizan en embalaje.

Tendencias en las películas de embalaje

La tabla 2 muestra las tendencias de crecimiento durante seis años en Europa. Las situaciones son diferentes de acuerdo a las familias consideradas:
• LDPE crece lentamente, parcialmente reemplazado por LLDPE, que es el líder con un aumento del 75%.
• Películas de nylon y PET crecen mucho, pero los consumos se mantienen débiles.

Peliculas Total de la familia de plasticos Resina % % LLDPE 77 75 LDPE 8 5 HDPE 27 34 PP 47 44 PVC 19 14 Nylon 78 49 PET 91 120 Total 29 32 Table 2: Europe: Growing of films and plastic families for 6 years

Donde se utilizan las películas? 
Típicamente, los usos de película se pueden dividir en:


Embalaje
   Alimentos
   No alimentos
Envolturas encogibles y estirables.
No embalaje.

Embalaje de Alimentos
Las películas de embalaje de alimentos se utilizan, por ejemplo:
• Bolsas en las tiendas para productos, tales como vegetales, pan y otros productos de panadería.
• Cubiertas de bandejas para entregas institucionales.
• Bolsas en caja (bag in box), para el vino, por ejemplo.
• Las bolsas de comestibles que contienen los alimentos recalentados directamente en agua hirviendo.
• Bolsas de golosinas y dulces y envolturas.
• Recubrimientos de cajas de cartón.
• Envolturas de aves y mariscos ...

Embalaje no alimenticios
Las película de embalaje no alimentaria se utiliza, por ejemplo en:
• revestimientos industriales para los despachos, sacos industriales, revestimientos de sacos multicapa ...
• Embalaje burbuja.
• Sobreenvolturas.
• Bolsas de almacén y mostrador.
• Sobres.

Envolturas estirables y encogibles
• La envoltura estirable es una película fuerte y flexible que se puede estirar para tomar la forma de las mercancías contenidas. Se utiliza en el hogar para la sobre-envoltura de carne fresca y otros restos o industrialmente para asegurar las cajas de carton a las paletas. Por lo general hecha de LLDPE, LDPE y PVC ...
• La envoltura encogible o retráctil es una película que se aplica libremente alrededor de los productos, luego sellada y encogida por calentamiento para tomar la forma de los productos contenidos. Puede ser utilizado para unir varios paquetes, o para asegurar una paleta completa de paquetes, para agrupar revistas y periódicos, para proteger y mostrar álbumes, CDs, etc. Por lo general hecha de LLDPE, LDPE y polipropileno.

Aplicaciones diferentes a embalaje
Aplicaciones otras al embalaje son, por ejemplo:
• Peliculas agrícolas.
• Películas de construcción, como las barreras al vapor y humedad en paredes, cimientos, techos.
• Ropas y cortinas protectoras.
• Películas hospitalarias y de atención médica.
• Las bolsas de ropa, bolsas de autoservicio, envolturas caseras.
• Pañales desechables.


Cuales plásticos?

Las películas de plástico se diferencian por sus propiedades ópticas, la permeabilidad de gas, la capacidad de sellado, desempeño mecánico y térmico, resistencia química. El equilibrio de propiedades y el costo llevan a las aplicaciones que se muestran en la tabla 3, con respecto a los plásticos más utilizados.

PEBD/ PEBDL Buena transparencia Buena barrera a la humedad Regular barrera a gases Termosellado Fuerte y altamente flexible Envoltura estirable, envoltura encogible Bolsas para textiles, colchones, hervibles, bolsa en caja, ropa, servicio pesado Forros de cajas, industriales, latas, basura Embalaje burbuja, películas para sobres Sobre envolturas PEAD Buena barrera a la humedad Regular barrera a gas Resistente a grasas y aceites Mas rígidas que otras películas de PE. Fuerte y resistente a la punción Bolsas de supermercado Forros de estuches, cajas, industriales Sacos de servicio pesado Material de sobre tal como el Tyvek PP Buena transparencia, alto brillo Excelente barrera a la humedad Barrera a gas promedio que mejora con recubrimiento de PVDC o acrílico Buena resistencia a la tensión Punto de fusión mas alto que PE Embalaje para cigarrillos, alimentos, sanitarios. Envoltura encogible Pañales Envoltura estéril PVC Excelente transparencia Semi-permeable al oxigeno Buena barrera a grasas y aceites Resistente a la punción Buena pegajosidad Envolturas estirables y encogibles para carga industrial y paletizada Algunas bolsas y forros Bolsas para sangre y solución IV Embalaje para carnes rojas frescas Cintas adhesivas, etiquetas PET Transparente Buenas propiedades mecánicas Buenas propiedades térmicas Empaques metalizados Empaque microondas Empaques de cajas, envoltura de cigarros Embalaje medico, envoltura estéril Etiquetas. PVDC Excelente barrera a humedad y gas. Resistente a grasas y aceites. Envoltura casera (Saran™.) Capa de barrera de otros materiales como PP, PVC, EVA EVOH Excelente barrera a gas pero la pierde cuando se humedece Multicapa, coextruído con PE que tiene buenas propiedades de barrera a la humedad Embalaje de atmósfera modificada Nylon Buena barrera al oxigeno Semi-permeable al dióxido de carbono Relativamente alto punto de fusión Aplicaciones de cocción convencional y microondas. Recubrimiento de materiales permeables Embalaje de quesos EVA Excelente adhesión Buena resistencia a la rotura por flexión Buenas propiedades termosellables. Típicamente usado en combinación con PE para aplicaciones de bolsa en caja. Embalaje de carnes, aves y hielo Tabla 3: Propiedades y aplicaciones de películas de los principales plásticos

¿Por qué utilizar películas plásticas?

Hay varias razones:

• Nuevas aplicaciones gracias a las propiedades inalcanzables para los materiales convencionales, por ejemplo: 

          o Flexibilidad y la resistencia de las películas termoplásticas frente al papel y cartón.
          o El impacto y el comportamiento al desgarre frente a vidrio, papel y cartón.
          o La inercia química comparada con los metales.
          o Las propiedades de barrera a gases en comparación con el papel y el cartón.
          o La permeabilidad selectiva a los gases de ciertos plásticos.
          o Propiedades de estirar y encoger desconocidas para los materiales convencionales.
          o Sellado y termoformado.
          o Bajo módulo, tacto suave.

• La sustitución de materiales convencionales, debido a una combinación excepcional de propiedades inalcanzables para el papel y el vidrio. Este es el mayor campo de las aplicaciones y el más prometedor.
• Sujeto a la buena elección del plástico adecuado para el problema considerado, las películas plásticas proporcionan:

          o Facilidad de procesamiento: sellabilidad, películas retráctiles y estirables, termoformado.
          o Adaptación a la difusión masiva y pequeñas series.
          o Excelente protección: el sellado y la impermeabilidad garantizan la protección ambiental y bacteriológica; buenas prestaciones mecánicas, propiedades de estirar y encoger garantizan una buena protección mecánica.

• Peso ligero:

             o Una bolsa de película plástica utilizado para contener suavizante concentrado de telas es 85 por ciento más ligero que una botella de plástico del mismo volumen. El costo de materiales y residuos al final de su vida se reducen.
             o Durante un período de diez años, se estima que el embalaje plástico por unidad se ha reducido en alrededor de 28%, gracias a la tecnología.

             o Sin el embalaje plástico, el peso de los envases aumentaría cuatro veces.

• Cierre resellable.
• La reducción de costos:

          o Gracias a la facilidad de manejo, la reducción de peso del material y costos de transporte.
          o Sin embalaje plástico:
              Los costos de producción y consumo de energía se duplicarían,
              El volumen de residuos se incrementaría en un 150%.

•  Resistencia a la rotura:

         o Reducción de los fallos de embalaje durante el almacenamiento, manejo, transporte.
         o Reducción de las consecuencias de las fallas por la supresión de fragmentos afilados de los envases de vidrio.

• La posibilidad de asociar varios polímeros para integrar varias funcionalidades gracias a la excepcional combinación de propiedades. Por ejemplo multicapa de polietileno (una barrera al agua) y PVAL (una barrera de aceite).
• Estética: Transparencia, coloración a granel, impresión, metalización.
• Resistencia química: No oxidación, resistencia a los ácidos, bases, productos químicos orgánicos, inercia frente a los contenidos en particular los alimentos vegetales.
• Posibilidad de esterilización.

Conclusión
Las películas de plástico son el primer material utilizado para el embalaje. Son irreemplazables para ciertas funciones y su balance sin igual de propiedades relacionados con los métodos de procesamiento conducen a nuevas aplicaciones y soluciones económicas que justifican su supremacía en el embalaje.
Desde el punto de vista ambiental, ellos reducen el peso de las materias primas, los residuos al final de su vida, y los pesos almacenados, manipulados y transportados.
Por desgracia, los residuos son muy visibles y difíciles de almacenar, y las películas sufren de una imagen pública negativa.

SpecialChem
17 Marzo 2004