Poliamida biorientada (nylon) en empaques flexibles

OPP FILMSEl nylon o poliamida biorientada (BOPA) es una película usada en la elaboración de empaques flexibles que requieren altas propiedades mecánicas, transparencia, buena resistencia térmica, barrera a los gases y aromas. Es el material idóneo para empaques al vacío y atmósferas modificadas. Puede identificarse bajo diversos nombres, como poliamida biorientada, polinylon, bopa o policaprolactama, pero todos hacen referencia a la poliamida 6 biorientada (PA6).

Los orígenes del nylon se remontan a 1935, cuando Wallace Hume Carothers de la empresa DuPont desarrolló y patentó la poliamida 6,6: un polímero de gran resistencia para la fabricación de hebras, como la de los cepillos dentales o las medias de nylon muy famosas entre el público femenino en los 40. Ante este hallazgo, la compañía I.G FARBEN desarrolló la poliamida 6 (PA6) en 1938. En la actualidad, el nylon (PA6) representa más del 90% de la amplia gama de aplicaciones para empaques flexibles.

Procesos de producción de nylon

El nylon puede ser producido mediante diferentes procesos: doble burbuja (double blow film), cast, estiramiento secuencial y simultáneo (tenter frame). Es posible encontrar en el mercado películas producidas por estos diversos procesos, pero estas poseen diferencias significativas que las hacen más viables en su uso, dependiendo de la aplicación o su disponibilidad.

fig1Figura 1.  Planta de producción de nylon biorientado (fuente: Bruckner Maschinenbau)

Tenter frame o estiramiento simultáneo

En este proceso, el polímero se extruye para fundirlo y homogeneizarlo; la extrusión puede ser multicapa o monocapa. Las películas multicapas se caracterizan por tener mejores propiedades ópticas y mejores propiedades mecánicas. La extrusión del material se realiza sobre un rodillo refrigerado o “chill roll”, el cual otorga la forma de lámina base para su posterior biorientación. Esta lámina se orienta en sentido máquina por diferencias de velocidad en unos rodillos y luego se orienta en sentido transversal al interior de un horno que posee una cadena que estira la película simétricamente. Tanto en sentido máquina como en sentido transversal, el nylon es orientado hasta 3 veces en su ancho y largo original.

Las películas de nylon para empaques flexibles se encuentran en el mercado con diversos espesores y especificaciones dependiendo de las aplicaciones:

  • El rango de espesores va desde 10 a 25 micras.
  • Su apariencia puede ser transparente, metalizada o mate en una de sus caras.
  • Se puede aplicar tratamiento corona en una o dos caras.
  • La barrera a los gases (OTR – cc/M2.dia) se considera convencional (50 aprox.), al extruir con EVOH o aplicando un coating de PVDC intermedia (4-6) y alta barrera (inferior a 1).
  • Se pueden categorizar como genéricas o grado retortable.
Aspectos relevantes del nylon

Las películas de nylon biorientado se combinan por procesos de laminación con otros sustratos, en bilaminaciones o multicapas, para adicionar a la estructura del empaque propiedades como barrera al vapor de agua (WVTR) y sellabilidad. Además, poseen características de alto brillo, muy buena impresión, altas propiedades mecánicas, excelente resistencia al punzonado y buena barrera al oxígeno en comparación con otras películas transparentes.

El reemplazo en el uso de los empaques rígidos por los flexibles ha generado mejoras a nivel ambiental, pero pocas películas flexibles tienen el desempeño de barrera al oxígeno y gases que posee el nylon. Como es de conocimiento, la presencia de oxígeno en los alimentos genera oxidación de las grasas, vitaminas y crecimiento de microorganismos; todos estos factores disminuyen la vida útil de los alimentos empacados en anaquel.

En la Tabla 1, se muestran diferencias significativas en permeabilidad al oxígeno entre el nylon (BOPA) y otras películas. Al poseer excelente barrera a los gases y aromas, el nylon se convierte en un elemento esencial para empaques que requieren preservar los olores y sabores del producto por un mayor período de tiempo.

cdro. 1Tabla 1. Permeabilidad al oxígeno (OTR) entre dife-rentes películas transparentes

Como se ilustra en la Figura 2, donde se comparan diferentes películas de nylon, la película biorientada (BOPA) resalta por sus altas propiedades mecánicas, acompañada de una alta flexibilidad y poca elongación, convirtiéndola en la opción ideal para laminar con foil de aluminio.

FI6Figura 2.  Resistencia a la rotura de nylon producido por diferentes procesos [Fuente: BASF; Nylon film Dr. W Goetz (2014)]

La resistencia al punzonado es otra característica que diferencia significativamente al nylon (BOPA) con otras películas como el BOPET o el BOPP (ver Figura 3), lo que posiciona al nylon como la opción indicada para empaques expuestos a fuerzas de punción por el producto empacado o por el exterior.

FIG 7Figura 3.  Resistencia al punzonado de nylon con otras películas [Fuente: BASF; Nylon film Dr. W Goetz (2014)]

El nylon convencional tiene buena barrera al oxígeno y gases (50cc/M2 día), pero para mejorarla se puede coextruir con una capa de EVOH. De esta forma, se logran películas de barreras transparentes a niveles excepcionales. Pese a ser un material higroscópico, al estar expuesto a alta humedad relativa mantiene buenos niveles de barrera (ver Figura 4).

FI0Figura 4.  Barreras al oxígeno de diferentes polímeros en función de la humedad relativa [fuente: Kuraray; EVAL Resins & Film (2016)]

Usos y aplicaciones del nylon

Esta película es ideal para la protección del foil de aluminio en laminaciones. Es comúnmente usado en bilaminaciones con PE o trilaminaciones con PE y BOPET para aplicaciones retortables. Congelados, empaques de mariscos, carnes, embutidos, lácteos, jugos, productos químicos, salsas, alimentos para mascotas, globos decorativos de helio, blísteres de medicamentos, granos y encurtidos, entre otros, son las aplicaciones más típicas de nylon.

Futuro en Latinoamérica

A nivel mundial, el consumo de nylon para elaboración de empaques flexibles presenta una tendencia de crecimiento proyectada del 6% en los próximos años, con especial enfoque en Latinoamérica.

Opp Film, empresa de Oben Holding Group, busca acompañar este crecimiento con la instalación de una nueva planta de nylon biorientado de 13,000 TM/año en Perú. La puesta en marcha será en el primer trimestre de 2019 e incrementará su capacidad total de BOPA a 20,000 TM anuales, con la finalidad de satisfacer la creciente demanda en los mercados de Latinoamérica, Estados Unidos y Europa.

logotipo OppFilm Perú (COLOR)Figura 5.  Aplicaciones típicas del nylon (fuente: Scholle IPN; Kuraray; Abre.org.br; Bemis)

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