Estudo do desempenho de filmes multicamadas em embalagens termoformadas

Abstract

Resumo: Filmes multicamadas são comumente utilizados em embalagens de produtos alimentícios em função de propriedades importantes como resistência mecânica, barreira ao oxigênio, brilho e transparência, aliadas à facilidade de processamento e um custo compatível. Na embalagem de salsichas, são utilizados filmes de média ou alta barreira ao oxigênio, dependendo da composição do produto a ser embalado. Assim, neste trabalho, foram avaliados filmes de média barreira, constituídos de polipropileno / adesivo / poliamida / adesivo / poliamida / adesivo / polietileno, e filmes de alta barreira, constituídos dos mesmos polímeros, com substituição apenas da camada central de adesivo por uma camada de copolímero de etileno e álcool vinílico, e com alterações das espessuras das camadas de forma a otimizar a composição do filme. Ambos os filmes foram submetidos ao processo de termoformação, sob determinadas condições de tempo e temperatura, cuja expansão dos filmes resultou em significativas alterações de propriedades físicas, mecânicas e óticas. Os filmes foram caracterizados antes e após sua termoformação, no formato de embalagens para salsichas, quanto aos perfis de espessuras totais e das camadas individuais, taxas de permeabilidade ao oxigênio, resistências à perfuração e tração, módulo, claridade, opacidade e brilho. Foi observado que o processamento afeta significativamente as propriedades dos filmes, e conforme esperado, os cantos da embalagem são os locais mais críticos. A taxa de permeabilidade ao oxigênio dos filmes aumentou consideravelmente após a termoformação, resultando inclusive em filme considerado fora de especificação técnica. Foi verificado também redução de resistência à perfuração, redução de rigidez e redução de alongamento em esforço de tração, porém, sem rompimento de nenhuma camada polimérica, mesmo nas regiões dos cantos. Embora a análise de difratometria de raios-x tenha revelado uma diminuição do grau de cristalinidade dos filmes após a termoformação, as embalagens termoformadas apresentaram menor claridade e brilho, e maior opacidade que os filmes planos originais.

Abstract: Multilayer films are widely used in the packaging of food products due to important characteristics such as mechanical strength, oxygen barrier, brightness and transparency, together with the processing easiness and at a viable cost. In the sausage packaging, medium or high oxygen barrier films are used, depending on the product composition to be packed. Thus, in this work, medium barrier films were evaluated, constituted of polypropylene / adhesive / polyamide / adhesive / polyamide / adhesive / polyethylene, and high barrier films, constituted of the same polymers, with only substitution of the middle adhesive layer for a ethylene vinyl alcohol copolymer layer, and with the layers thicknesses variation aiming to optimize the film composition. Both films were submitted to the thermoforming process, under determined time and temperature conditions, whose expansion of the films resulted in important physical, mechanical and optics properties variations. The films were characterized before and after their thermoforming, in the suitable shape for sausage packaging. The total thicknesses profiles and the individual layers thicknesses, the oxygen permeability rates, the perforation and tensile strength, modulus, clarity, opacity and brightness were measured. It was observed that processing significantly affects the films properties, and as expected, the corners of the packaging are the most critical regions. The oxygen permeability rate of the films significantly increased after the thermoforming, also resulting in reputed film outside of the technical specification. It was also checked out perforation strength reduction, stiffness reduction and tensile effort extension reduction, however, with no polymeric layer rupture, even though in the corners regions. Although the x-ray scattering analysis showed a decreasing of the crystallinity index of the films after the thermoforming, the thermoformed packaging presented less haze and gloss, and more opacity than the original plain films.