Porcentaje De Encogimiento

Procentaje de encogimiento

El porcentaje de encogimiento óptimo depende principalmente de las dimensiones del producto que ha de ser empacado.

Un paquete totalmente cerrado de artículos largos y planos, por ejemplo, necesita una película que encoja en ambos sentidos con un porcentaje de contracción aproximado de 60% en sentido máquina y de 20-25% en dirección transversal. Un paquete de forma regular necesita una película más equilibrada con porcentajes de contracción de 55% en máquina y 40% en dirección transversal.

Para un paquete abierto por los laterales con seis o doce latas en una bandeja de cartón necesita normalmente de una película de encogimiento mono axial de un 50 - 60% en dirección máquina y de un 5 - 10% (máximo) en dirección transversal.

Para escoger el encogimiento adecuado de un producto es absolutamente necesario tener un buen conocimiento de los productos a envasar, por lo tanto, es común ver en el mercado que se realizan diferentes muestras con comportamiento diferente de encogimiento para encontrar el encogimiento optimo de los productos.

El proceso de encogimiento.

El fenómeno de encogimiento de las películas elaboradas con resinas de polietileno de baja densidad se basa en la relajación del los esfuerzos de orientación introducidos en la película durante el proceso de fabricación. La relajación de estos esfuerzos se presenta aproximadamente a la misma temperatura a la que estos fueron introducidos. La temperatura mas baja a la que se introducen estos esfuerzos es a la temperatura justo por encima del punto de fusión cristalino de la película de polietileno de baja densidad; aunque dependiendo del grado, esta puede estar entre los 110° C y 120° C.

Cuando la película de polietileno de baja densidad es calentada, por lo general comienza su encogimiento a una temperatura aproximada de 110° C. En la figura 1 podremos observar el encogimiento de una película a la que se le introdujeron los esfuerzos de orientación a diferentes temperaturas (50°C, 80°C y el proceso de película globo)

Figura 1. Encogimiento de películas estiradas en frío a varias temperaturas y de una película de proceso soplada, como función de la temperatura.

1. Película 100% orientada a 50°C.

2. Película 100% orientada a 80°C.

3. Película obtenida del proceso de soplado..

Figura 2.1 Encogimiento de una película a diferentes temperaturas de orientación.

Por lo regular en este tipo de proceso la película es normalmente calentada con aire caliente en un túnel de encogimiento. A continuación veremos el comportamiento de la película a lo largo del túnel.

1. Expansión térmica.

2. Encogimiento

3. Flujo plástico

4. Encogimiento térmico

Temperatura del aire es de 140°C.

Comportamiento de la película a lo largo del túnel de encogimiento.

Como se puede observar, en cuanto se calienta la película lo primero que hace es expandirse aproximadamente de 3 a 5% (expansión térmica). Una vez alcanzado el punto de fundido esta se película se encoge rápidamente hasta una medida intrínseca y una vez dejado el comienza a enfriarse rápidamente, una vez alcanzado el punto de solidificación la película encoge nuevamente (encogimiento térmico) de un 3 a un 5 % hasta alcanzar la temeratura del medio ambiente. Si a la pelicula se le aplica una carga, como por ejemplo un objeto que cae dentro del porcentaje de encogimiento, el encogimiento será detenido por el impedimento y en esta fase (por encima del punto de fusión cristalino) la película no tiene la suficiente resistencia como para resistir el más minimo esfuerzomecánico por lo que si el objeto sobresalen la pelícla comenzará su estiramiento (plasic yield) el cual continuará hasta que se alcancen el punto de solidifación, seguido de esto continuará el encogimiento termico. De acuerdo a lo observado durante el proceso de encogimiento tanto dentro del tunel como fuera de el durante el periodo de enfriamiento la pelicula ejerce fuerzas sobre el objeto empacado.

Una vez que la envoltura fue encogida y encaja perfectamente alrededor de los artículos y tiene la necesidad de seguir encogiendo pero se ve impedida por las dimenciones del objeto esta comenzará a ejercer fuerza sobre el artículo (ver figura 13)

Si la fuerza se ejerce en la fase plastica esta se verá afectada po el grado de polietileno, el procentaje de encogimiento y el espesor de la película encontrandose entre un 0.1 y 1 N máximo. La fuerza plástica de encogimiento alcanza un máximo en el tunal seguido por una disminución de la fuerza como resultado de la relajación, el grado de relajación depende de la temperatura y del tiempo depermanencia en el túnel: cuando mayor sea la temperatura y mayor la longitud del tiempo de permanencia mayor será la relajación. Una vez abandonado el tunal la pelicula se enfría rápidamente y comienza el encogimiento térmico, la película ahora esta presionando alrededor de los artículos empacados, esto toma lugar en la fase sólida del material por lo tanto la fuerza de encogimiento térmico es mucha mayor que la fuerza plástica, dependiendo del grado de polietileno, el porcentaje de encogimiento, el espesor de la película y la relajación en el túnel la fuerza se encontrará entre 0.2 y 12 N como máximo.

Curso de la fuerza de encogimiento en el tunel de encogimiento a una temperatura de 140° C. Como el comportamiento de la fuerza de encogimiento plastica es mucho mas rápido que la fuerza de encogimiento térmico el curso de las fuerzas es expresado en diferentes unidades de tiempo, segundos y minutos respectivamente.

Cuanto menor sea la relajación plastica, mayor sera la fuerza de encogimiento térmico. (Ver fig. 13)

Cuando las tensiones son calculadas a partir de las fuerzas de contracción (esto es dividiento la tensión por el diametro original) se obtiene que para una tensión de encogimiento plastíco entre 0 y 0.4 N/mm² tendremos una rango de tensión de encogimiento termico entre 0.2 y 4.0 obviamente dependiendo del grado del polietileno de baja densidad, el procentage de encogimiento y las condicioens de encogimiento. El encogimiento de la película en el tunel resulta apartir de una combinación entre el espesor, la orientación, la temperatura del aire y el tiempo de permanencia. El máximo encogimiento de la película en dirección máquina y dirección transversal puede en principio, se medido en un laboratorio pero en la práctica alcanzar estos valores máximos es prácticamente imposible para eso analizaremos la Figura 14 en donse se muestra que el maximo porcentaje de encogimiento puede ser obtenido cuando a una cierta temperatura (medida en aceite) el tiempo de residencia es extendido

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