Desarrollos en polipropileno para empaques rígidos

Ligereza, versatilidad de diseño, capacidad de barrera y durabilidad seguirán guiando el crecimiento del plástico como material de empaque.

Versatilidad de diseño, capacidad de barrera y durabilidad seguirán guiando el crecimiento del plástico como material de empaque en reemplazo del vidrio, del cartón y del metal. Aunque en algunas aplicaciones de empaque rígido el plástico ha alcanzado madurez, y tiene actualmente cerca de 50 % del mercado total de productos empacados, seguirá ganando terreno, particularmente en aplicaciones que requieren alta visibilidad, en PET y en porciones individuales para bebidas.

Se destacan también los desarrollos en polipropileno para empaques, que ofrecen mejoras en desempeño y tiempo de ciclo. Igualmente, el protagonismo de los aditivos continúa en curva ascendente por su capacidad de proteger y añadir valor a los productos empacados. Las resinas espumadas o resistentes a bajas temperaturas son noticia. Así mismo, algunas historias de éxito en diseño, selección de resinas y procesamiento aportan ideas para agregar valor.

Polipropileno: qué es y sus características

Ahorro de material y de ciclo 

Los desarrollos en polipropileno se han centrado en mejorar la relación entre desempeño y peso del empaque, y en reducir el tiempo de procesamiento. Borealis presentó su copolímero aleatorio RJ470MO para el moldeo por inyección de pared delgada, que con un índice de fluidez de 70 y su rápida cristalización reduce hasta en 10 % el tiempo de ciclo, a la vez que permite diseños más intrincados sin sacrificar transparencia ni propiedades mecánicas. Además reduce el desperdicio y permite obtener espesores más delgados.

Basell tiene dos nuevos grados de homopolímeros de Metoceno mPP para inyección, nucleados y con una distribución de peso molecular estrecha. De acuerdo con la empresa, estos materiales reducen el alabeo en las piezas moldeadas y proporcionan alta claridad y rigidez. La HM640T es una resina de alto flujo (60 MFR), especial para contenedores de alimentos de pared delgada o cajas para CD y DVD.

Tiene una resistencia a la fluencia de 36 MPa, módulo de flexión de 1.515 MPa y un valor de nubosidad de 7%. A su vez, la resina de muy alto índice de fluidez HM 1753 (140 MFR), que incluye en su formulación un aditivo antiestático, está diseñada para contenedores de alimentos de pared delgada, empaques de aparatos electrónicos y electrodomésticos. Tiene una resistencia a la fluencia de 40 MPa, módulo de flexión de 1.900 MPa, y una nubosidad de 10%.

Con su tecnología de catálisis de sitio-sencillo, que produce resinas de menor temperatura de procesamiento y menores tiempos de ciclo, Nova Chemicals presentó dos nuevas resinas de PELBD para moldeo por inyección, utilizadas en aplicaciones refrigeradas. La resina Surpass IFs542-R, diseñada para contenedores, tiene un índice de fluidez de 60,10% de elongación a la fluencia y 930 MPa de módulo de flexión. La resina IFs730-R, para moldear las tapas, tiene 85 de índice de fluidez, elongación a la fluencia de 12% y un módulo de flexión de 530 MPa.

Basell presenta un nuevo polipropileno para empaque de productos congelados que resiste 40°C bajo cero. El copolímero de PP de alto impacto Pro-fax EP390S es opaco, tiene un índice de fluidez de 35 y ofrece excelente tenacidad. Por su parte, la poliolefina Clzrell EC140R es transparente, tiene 30 dg/min de índice de fluidez y alta resistencia al emblanquecimiento en estirado. Ambos grados están disponibles para moldeo por inyección.

También de Basell es el polipropileno espumable Higran RS1684, que tiene una atractiva sensación al tacto, no necesita capa de sellado y es inerte a grasas y aceites.

Los copolímeros espumables de SMA, producidos por Nova Chemicals, pueden emplearse como alternativa al PS espumado y al PP con o sin carga en aplicaciones para microondas, porque resultan en piezas finales de mayor peso y hasta 25% más económicos. Bajo el nombre Dylark FG, las resinas se componen de bloques cristalinos y amorfos que pueden ser espumados de forma química o con inyección directa de gas con equipos de extrusión de PS tradicionales, y resisten temperaturas hasta de 120°C.

La magia de los aditivos 

Silgan Plastics en colaboración con Milliken Chemical y Phillips Sumika desarrolló nuevos prototipos de botellas que usan polipropileno clarificado (cPP) para productos de cuidado personal. Estas botellas, con costados de fácil agarre, fueron moldeadas por extrusión-soplado en tamaño de 12 onzas. Utilizan la resina Marlex RCZ-020 de Phillips Sumika, que provee una reducción en peso y mejora la resistencia al impacto, junto con el aditivo clarificador Milliad 3988 de Milliken Chemical.

Al diseño del empaque se suma una etiqueta encogible con ventanas transparentes para aprovechar la translucidez del material. El cPP es menos costoso que el PET y que el vidrio, y ofrece beneficios en cuanto a procesamiento y a propiedades físicas. Adicionalmente, tiene buen brillo superficial, excelentes propiedades de resistencia al impacto y menos nubosidad que el polipropileno no clarificado, de acuerdo con su fabricante.

Para permitir que los alimentos se mantengan frescos por más tiempo está disponible la tecnología de superabsorbentes, poli-acrilatos entrecruzados que pueden absorber hasta 500 veces su peso en líquidos provenientes del producto empacado, como jugos de carnes, por ejemplo. El súper absorbente Luquasorb FP 800, de BASF, recibió recientemente la aprobación FDA para contacto con alimentos; tradicionalmente la tecnología había sido empleada en productos de higiene o en barreras de construcciones.

DAK Americas presentó la resina de PET Laser+ UV que combina la tecnología patentada de DAK con el absorbente de rayos ultravioleta ClearShield UV 400 de Milliken Chemical. El PET por sí mismo absorbe los rayos ultravioleta hasta una longitud de onda de cerca de 320 nm. El nuevo producto de DAK puede absorber rayos de hasta 390 nm, superando el rango de protección de aditivos convencionales, que absorbe las radiaciones de hasta 370 nm de longitud. Con esto se protegen ingredientes sensibles como las vitaminas y los colorantes naturales y artificiales.

Ideas para lograr diferenciación 

El desarrollo de empaques a partir de polímeros biodegradables, como el PLA, sigue ganando terreno. NatureWorks, uno de los proveedores más importantes de resinas derivadas de maíz, reporta que las aplicaciones desarrolladas hasta ahora con su resina en empaques rígidos ha generado entre sus clientes una acogida positiva en términos de diferenciación y de posicionamiento de marca.

En cuanto a funcionalidad, la empresa reporta que la vida de anaquel de productos como tomates, manzanas y peras puede incrementarse entre 10% y 15% frente a los empaques tradicionales.

Otro caso es el de la empresa Kaller Kunststoff Technik GmbH (KKT), que desarrolló nuevas botellas para el empaque de pinturas basadas en agua usando un polipropileno bi-orientado de Borealis. Estas botellas son fabricadas por inyección-soplado-estirado ("injection stretch blow moulding", ISBM).

El uso de este material le permite competir a KKT en un mercado tradicionalmente dominado por las botellas extruidas y sopladas de polietileno de alta densidad. Entre las ventajas del uso del PP RF926MO de grado ISBM se encuentran sus costos de producción más bajos, estética mejorada y mejor resistencia al impacto. 

Un sector diferenciado y de mayor valor agregado es sin duda el de empaques de lujo, en el que la innovación y el diseño juegan un papel fundamental en el posicionamiento de los productos de cuidado personal. Entre los diseños que aprovechan las ventajas de los plásticos, se destaca una aplicación de Lancôme, que seleccionó el material Glass Polymer de Eastman para el empaque de sus nuevos productos de cuidado de la piel "Secret de Vie".

El Glass Polymer exhibe una combinación única de propiedades como brillo y sensación de alto peso en la mano. El empaque, producido por el moldeador francés Auriplast, está compuesto por dos medias esferas transparentes, moldeadas por inyección y ensambladas por medio de una bisagra. Cada media esfera es una estructura de doble pared ensamblada por soldadura ultrasónica, que logra un efecto óptico en el que la esfera interior parece levitar dentro de la exterior. De acuerdo con el proveedor, comparado con materiales como el PMMA y los estirenos, el Glass Polymer provee mejor resistencia a la fatiga, lo cual es fundamental para la durabilidad de partes roscadas y de la bisagra.

Para el diseño de su empaque, el perfume brasileño Malbec escogió la resina Surlyn, de DuPont, debido a su alto grado de transparencia, resistencia, estética y funcionalidad. Además, la sensación al tacto es más tibia que la de un producto de vidrio, lo que incrementa la sensación de lujo. La resina Surlyn, un ionómero transparente, es apropiada para la inyección de pared gruesa con alta resistencia al impacto y rigidez, y puede ser coloreada para lograr diferentes efectos de translucidez.