A través de esta nota de aplicación, se explicará cómo medir capas individuales y el espesor total de recipientes de plástico multicapa destinados a la industria de la alimentación y las bebidas.
Capas en los envases de plástico que contienen alimentos y bebidas
Muchos recipientes destinados a los productos alimenticios envasados y muchas botellas de bebidas carbonatadas presentan una capa límite contra el intercambio de gases, que se halla entre dos capas de plástico estructural hechas de policloruro de vinilideno, policarbonato o polietileno.
Esta fina capa límite, hecha por lo general de etileno-alcohol vinílico (EVOH), policloruro de vinilideno (PVDC), poliéster, copolímero acrílico o un material similar, está diseñada para preservar la frescura y prolongar la vida útil, ya que evita la migración del gas hacia el interior o exterior del paquete. Por ejemplo, esta capa permite conservar el oxígeno fuera de un paquete de alimentos congelados, o mantener el dióxido de carbono dentro de una botella de cerveza.
Instrumento ultrasónico para medir envases de plástico multicapa destinados a alimentos y bebidas
El medidor de espesores ultrasónico 38DL PLUS™ con la opción de software multicapa puede ser usado en aplicaciones que requieren medir capas individuales de un espesor superior a 0,004 pulg. (0,102 mm). Para aplicaciones en las que las capas son más finas, por lo general es necesario ejecutar esta medición con un instrumento de alta frecuencia, como el medidor de espesores ultrasónico 72DL PLUS™ que puede manejar frecuencias de hasta 125 MHz.
El espesor mínimo medible dependerá siempre de las propiedades acústicas de los materiales de interés; ahora bien, las capas límite de 0,001 pulg. (0,025 mm), presentes en los contenedores de pared delgada, a menudo pueden medirse con este tipo de sistema. Las sondas con líneas de retardo de alta frecuencia en el rango de 50 MHz a 125 MHz son recomendadas habitualmente para este tipo de ensayo.
Procedimiento típico para medir un recipiente de plástico multicapa
La forma de onda de la muestra a continuación representa una medición de 50 MHz a partir un contenedor de plástico de tres capas, definidas por una capa estructural externa de 0,147 mm (0,0058 pulg.), una capa límite de 0,064 mm (0,0025 pulg.) y una capa estructural interna de 0,297 mm (0117 pulg.). El ensayo descrito a continuación fue ejecutado con una sonda V2015-BB-RM de 50 MHz y el medidor 72DL PLUS.
Medición de un recipiente de plástico de tres capas a 50 MHz usando un medidor de espesores ultrasónico 72DL PLUS
El espesor mínimo medible para una determinada aplicación vendrá definido por la frecuencia más alta que transmita el plástico bajo ensayo. Algunos plásticos atenúan demasiado las ondas acústicas de alta frecuencia. Por lo tanto, es posible que las capas límite ultradelgadas e incrustadas en el plástico estructural grueso no puedan medirse debido a los efectos del filtro de paso bajo. Normalmente, el rango de espesor medible para un producto específico se determina mediante la experimentación con muestras representativas.
La relación de reflexión en el límite compartido por dos materiales se determina por las impedancias acústicas relativas de dichos materiales. Puesto que los plásticos vírgenes y reciclados de un tipo específico presentan impedancias acústicas esencialmente idénticas, es imposible medir por separado las capas recicladas. Asimismo, las capas adherentes, y adyacentes a las capas límite, son generalmente demasiado delgadas o presentan una impedancia demasiado similar para medirlas con técnicas ultrasónicas; por tanto, no pueden resolverse.
Al igual que con cualquier medición ultrasónica de espesores, la precisión depende de cuán adecuada sea la calibración de la velocidad acústica. La calibración de velocidad debe efectuarse para cada material, destinado a la medición, a partir de muestras de espesor conocido.
