Introducción Este trabajo de investigación se llevó a cabo en la empresa de envases LAYTA, en donde se dedican a hacer diferentes empaques enlatados para pintura, alimentos y envases promocionales entre otros, nuestra orientación de investigación es acerca del material utilizado para hacer la mayora de estos envases que es la hojalata T!" Y ET#, con el objetivo de conocer las caractersticas necesarias del material para poder cubrir las necesidades de sus clientes$
OBJETIVOS Objetivo general •
%eterminar la materia materia prima utilizada utilizada para la producción de la empresa$
Objetivos Específcos: • • •
%eterminar cu&les son los productos realizados por la empresa$ 'dentificar el proceso completo que se lleva a cabo en la empresa$ 'dentificar cu&les son las pruebas de control de calidad del producto$
La ojalata La hojalata no es un metal puro ya que est& compuesta de una delgada lamina de (ierro o acero blando, recubierta con una microscópica pelcula de Esta)o o aleación de #lomo y esta)o$ Lo que se logra con este recubrimiento es una mayor
resistencia a la corrosión y facilita la unión de piezas mediante la soldadura blanda$
(ay * tipos de aceros bases utilizados en la hojalata+ •
Tipo L+ Acero laminado en fro procedente de hornos de crisol abierto$ Tiene un bajo contenido en metaloides y elementos residuales, especialmente limitado en fósforo$
arbono -$-. / -$0* 1 2anganeso -$*- / -$3- 1 Azufre -$-4 m&5$ !ósforo -$-0. m&5$ "ilicio -$-0- m&5$ obre -$-3 m&5$ 6quel -$-4 m&5$ romo -$-3 m&5$ 2olibdeno -$-. m&5$ Ars7nico -$-8 m&5$ 6itrógeno -$-8 m&5$ !
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Tipo 29+ Es el m&s empleado, de la misma procedencia del anterior, laminado en fro y usado en productos medianamente corrosivos$
arbono -$-. / -$0. 1 2anganeso -$*- / -$3- 1 Azufre -$-4 m&5$ !ósforo -$-8-m&5$ "ilicio -$-0- m&5$ obre -$8- m&5$ •
Tipo 2+ Es un acero hecho en convertidor :essemer y horno "iemmens 2artin, utilizado cuando la resistencia y el contenido del envase es de baja corrosividad$
arbono -$-. / -$0. 1 2anganeso -$8. / -$3- 1 Azufre -$-4 m&5$ !ósforo -$-* / -$0. 1 "ilicio -$-0- m&5$ obre -$8- m&5$
"ecubri#ientos de la ojalata 'nmersión+ se sumergen las l&minas de hierro previamente pulidas y limpias en un recipiente que contiene Esta)o lquido, adhiri7ndose de esta forma a ambas caras de la hojalata$ Electroltico+ "e sumergen las l&minas de hierro en una solución de compuesta por sulfato de esta)o y &cido sulf;rico$ Lo que sucede en este proceso es que la corriente el7ctrica lleva esta)o del &nodo al c&todo, recubri7ndolo de una capa delgada y uniforme$ $
L&mina cromada+ L&mina de acero recubierta por ambas caras con una pelcula de cromo met&lico y una pelcula de ó5ido de cromo$ •
Lacado e impresión #uede ser lacada en hojas o bobinas$ Al hacer el lacado se logra una fuerte adhesión de organosoles y acrlicos$ El plano de impresión se puede llevar a cabo antes de formar$ La temperatura de cocción no debe de superar los 80- $ Ventajas de la hojalata Adem&s de el espesor delgado, la hojalata tambi7n cuenta con propiedades mec&nicas con una amplia gama de 8*- a 38-2#a$ #or lo tanto, se adapta a las necesidades de m;ltiples procesos de formación y varias industrias$La hojalata est& disponible en diversos acabados de superficie, con tres niveles diferentes de rugosidad$ Al igual que otros de acero, la hojalata es f&cil para el reciclaje de acuerdo con los requisitos de protección del medio ambiente$ Tambi7n, con una alta opacidad, y e5celente capacidad de sellado, la hojalata proporciona la protección ideal para alimentos, bebidas, y otras sustancias cuando se hacen en contenedores de envases$ Formabilidad Embutición+Algunos tipos de hojalatas de propiedades de embutición de e5celente visual debido a la alto coeficiente de Lan
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Aplicación de la hojalata #or las caractersticas previamente vistas la hojalata posee usos muy amplios para el material de embalaje de alimentos y bebidas, latas de aceite, entre otros$ Es un material reciclado de baja contaminación y ahorro de recursos$ •
Latas para alimentos+ la hojalata puede asegurar la higiene de los alimentos y bajar m&5imamente la posibilidad de descomposición, para evitar as los prejuicios de salud$
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Latas de bebidas+ pueden usarse para el envasado de bebidas ya que es un material anti corrosivo y tambi7n satisface los requisitos por tener una variedad de figuras y tama)os$ ontenedor de productos qumicos+ la hojalata es un material sólido, de buena protección y resistencia a la vibración y el fuego, es el material m&s ideal para el embalaje de productos qumicos$ Latas pulverizadoras y entre otros+ son resistentes a altas temperaturas y presión son especialmente convenientes para el llenado de latas pulverizadoras$
En este caso nos vamos a enfocar mas en las l&minas ET# Y T!" Lamina TFS
suministrada en bobinas o empaquetes de hojas, es un producto obtenido a partir de un acero base con un bajo contenido en carbono, sometido despu7s del recocido a una segunda reducción de espesor en fro y a continuación revestido por electrólisis en sus dos caras de cromo$ Los porcentajes de reducción oscilan entre 8. y 4.1 seg;n los casos Este alargamiento est& en función del producto a obtener y de las caractersticas del acero base$ Características mecánicas
La hojalata doble reducida presenta una elevada rigidez, caracteriz&ndose por una dureza medida en la escala 9oc<=ell *-T entre >- a ?- grados$ Utilización
Las propiedades mec&nicas de la hojalata doble reducida obligan a un especial cuidado en cuanto a la dirección del grano$ Los cuerpos de envases deber&n enrollarse en el sentido de laminación, %e no hacerse as se pueden presentar problemas de pesta)as rajadas en los cuerpos$ En el corte de los cuerpos, es muy importante vigilar el afilado de las cuchillas, ya que los cortes que no est7n realizados de una manera @limpia tambi7n pueden provocar grietas en las pesta)as$ uando se utiliza para cuerpos de envases, es necesario el empleo de @cajas desfibradoras o @fle5or, conjunto de parejas de rodillos que rompen parcialmente las fibras de laminación, para mejorar la conformación de la hojalata$ omo consecuencia de su mayor dureza, permite reducir el espesor usado, produciendo envases m&s ligeros y baratos que los realizados con la hojalata simple reducida$ Btilizaciones tpicas de esta hojalata son+ cuerpos de envases cilndricos tipo * piezas para diferentes clases de conservas, c&psulas de cierre, e incluso tapas y fondos para envases$ En este ;ltimo caso el espesor debe ser mayor$ &
Laminas ETP
Es una l&mina de acero CElectrolytic Tinplate D ET# recubierta electrolticamente por ambas caras con una capa de esta)o$ La (ojalata Electroltica debe reunir ciertas propiedades seg;n el producto que contenga, el proceso de producción y del destino final del producto$ Tipo de Acero El acero utilizado para la fabricación de la (ojalata Electroltica puede ser producido por los sistemas de colada continua o por lingoteras$ %e acuerdo con su composición qumica los tipos de acero m&s usados son los mostrados en los siguientes cuadros$ Composición de la Hojalata Electrolítica
La hojalata est& constituida por cinco capas, cada una de las cuales tiene diferente función+ 0$ Acero base+ proporciona rigidez al material, debido a su espesor y resistencia mec&nica$ "u composición qumica le da propiedades especiales de resistencia a la corrosión$ 8$ Aleación hierroDesta)o+ constituida por el compuesto intermet&lico !eD"n8$ #or sus caractersticas electroqumicas, act;a como barrera contra la corrosión$ #ara su efectivo comportamiento, m&s que la cantidad, es importante su continuidad$ *$Esta)o met&lico+ el esta)o tiene innumerables ventajas, las cuales han hecho de 7ste el elemento m&s importante en la protección del acero usado para envasesF en muchos alimentos act;a como simple barrera contra la corrosión, ayuda a la soldabilidad, es una e5celente base para litografiar y aplicar lacas$ on alimentos desesta)adores act;a como elemento de sacrificio$ 4$ #elcula de pasivación+ permite, seg;n su naturaleza, mejorar la resistencia de la hojalata a la sulfuración, a la o5idación y la herrumbre$ Acondiciona, tambi7n, la adherencia de los barnices, tintas, lacas, etc7tera$ .$ #elcula de aceite+ protege la l&mina de la humedad del aire y facilita su manejo$ Es aplicada por un aceitador electrost&tico en ambas caras de la hoja$
'istoria de e#presa La(ta: !undada en 0G3*, son los pioneros en implementar avances tecnológicos fabricando envases totalmente libres de plomo, utilizando l&mina de doble reducción, aplicando electrost&ticamente el recubrimiento en costura interior con barniz en polvo teniendo ausencia total de poros y aplicación de protección en costura e5terior$ En Envases Layta son pioneros en la fabricación de tapaderas del tipo @abre f&cil total y anillos para envases de pintura con patente propia de dise)o de rizo invertido libre de o5idación con m;ltiples aperturas y cierres con toda facilidad$ )
uentan con un "istema de Hestión de alidad bajo la norma '"I G--0 y contamos con la certificación desde hace m&s de 08 a)os con un enfoque en mejora continua de cada uno nuestros procesos$
%E"A99ILLI %EL #9IE"I La empresa ENVASES LATA! S"A" se dedica a la fabricación de envases de hojalata, entre ellos pueden ser tanto para la industria general Cpegamentos, thinner, pinturas, etc$ as como para la industria de alimentos Cfrijol, fruta, champi)ones, etc$ F sin embargo el proceso es bastante parecido con e5cepción de algunas caractersticas$ omo antes mencionado, la materia prima dentro de la empresa es la hojalata, los dos tipos de l&mina utilizada son+ • •
L&mina esta)ada CET# L&mina cromada CT!" La empresa realiza dos procesos adyacentes a la creación del envaseF los cuales se basan en la fabricación de las piezas por aparte y finalmente el cuerpo y ensamblaje del envaseF en su realización se moldea la l&mina para la obtención final del producto$ Preparación #eneral del material$
En el caso de la empresaF obtiene la materia prima de industrias e5tranjeras, estas llegan a la planta y una vez all la l&mina se almacena$ Luego al momento de su utilizaciónF alguna de esta pasa por un proceso de barnizado e impresión y otra parte se va directamente al moldeado de la misma$ :A96'JA%I K '2#9E"'6+ #ara este proceso se utilizan diversos barnices+ • • • • •
:arniz a base de resina fenólica :arniz a base de resina epo5i :arniz a base de resina epo5iDfenólica :arniz a base de resina acrlica :arniz a base de resina poli7ster En la industria de los acabados de superficie se considera como resina el material b&sico de enlace antes de que sea formulado en pintura, barniz o esmalte$ La resina puede, en esta forma, considerarse como el ingrediente activo en un recubrimiento de superficie$ Los barnices con base de resina fenólica son productos de condensación de mol7culas de fenol y formaldehdo en los que el grado de unión y entrecruzamiento *
de los n;cleos elementales y la naturaleza misma de los productos de condensación puede variar entre amplios lmites$ Lo que se logra comercialmente es una preDpolimerización o sea una sustancia cuya reacción de condensación ya halla comenzado pero no est7 terminada y solo contin;e su reacción hasta someterla a condiciones fisicoqumicas$ #ara los barnices con resina epo5iF es el mismo proceso pero la parte sólida est& compuesta de epiclorhidrina y bisfenol A en *-$3.1 y el otro .G$*.1 es de solvente, en este caso agua$ El barniz epo5iDfenol, no es m&s que una aleación de la resina fenólica con la epo5i y el solvente a base de aguaF 7sta aleación mejora la resistencia a los &cidos sin embargo si afecta la resistencia a la fle5ibilidad m&s no de forma significativa$ El barniz, que se utiliza en la empresa, con base en resina acrlicaF la cual es una resina hidro5ilada, a solicitud del cliente puede suministrarse con distintos solventes y en distintas concentracionesF la empresa utiliza un barniz con 4-1 de solvente y el 3-1 son componentes sólidos$ El barniz utilizado, con resina a base de poli7ster es una categora de elastómeros que contiene el grupo funcional 7ster en su cadena principal$ "e obtiene a trav7s de la condensación de dioles Cgrupo funcional dihidro5ilo$ Es muy resistente a la humedad, a los productos qumicos y a las fuerzas mec&nicas$ Esta gran variedad de barnices permite la facilidad de enlatar mayor variedad de productosF debido a que hay barnices son m&s funcionales para algunos productos que para otros Calimentos &cidos, productos sulf;ricos, alcalinos, productos a base de solvente, etc$ El proceso de barnizado consiste b&sicamente enF primero aplicar una o varias capas de barniz a la l&mina en una m&quina barnizadora a base de 4 rodillos$ Luego la l&mina es transportada por medio de fajas a un horno que trabaja a una temperatura de 8--M D8-.M apro5imadamente y la l&mina est& dentro de 7l 0G minutos e5actosF este proceso no afecta molecularmente la l&mina sino m&s bien la superficie, es decir el recubrimiento$ Nlos polmeros son macromol7culas formadas por la unión de peque)as mol7culas llamadas monómerosF los cuales poseen un peso molecular especfico$ Oumicamente lo que sucede dentro del horno es un proceso de polimerización por condensación el cual permite la eliminación del solvente presente en el barniz, esto gracia a que por cada unión de dos monómeros se pierde una mol7cula del solvente, en este caso agua$ !inalmente, dejando una pelcula homog7nea, lisa, dura y con m&s resistencia qumica y mec&nica sobre la misma$ Las funciones principales del barnizado son+ +
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#rotección de la hojalata #rotección del producto que se va a envasar !acilitar la fabricación del envase En el caso de barnizado e5teriorF tambi7n proporciona una base para decoración Actuar como barrera ante la abrasión, corrosión y o5idación #ara la litografa de la l&mina, es decir la impresión donde va la decoración de la l&mina, la cual se realiza dentro de la empresa por pedido seg;n las necesidades del cliente$ El proceso es b&sicamente el mismo que el barnizado, cambiando el barniz en lugar de tinta y dependiendo de cuantos colores se necesiten en la imagen as va a ser el n;mero de veces que la l&mina pase por los rodillos y por consiguiente pasar& por el horno la misma cantidad de veces a la misma temperatura y mismo tiempo$ #or ;ltimo, luego de ser impresas las l&minas pasan por una ;ltima capa de barnizado solamente sobre la tinta para protegerla de rayones, y proporcionarle mayor resistencia qumica$
PROCESO DE FORMACI!" ,ondo-Tapa del envase
La l&mina que es utilizada para las piezas pasan primero por el troquelado el cual consiste en cortado de acuerdo al di&metro requerido y en este mismo paso se realiza la formación de la pieza$ Luego la pieza para por otra sección de la misma m&quina en serie, la cual realiza lo que se denomina como rizo, este consiste en realizar un doblez alrededor del di&metro del fondo que se est& fabricando$ #or ;ltimo las piezas pasan por otra sección donde se les aplica un compuesto sellador regularmente a base de agua, el cual tiene la función de hacer un sello herm7tico, es decir que act;a como una especie de empaque al momento de envasar$ .uerpo del envase
La l&mina utilizada para el cuerpo del envase pasa por un proceso en el cualF primero corta lo que consiste en el permetro del cilindro y luego se vuelve a cortar pero ahora la altura del mismoF con unas cuchillas circulares o de guillotina$ Luego la l&mina ya cortada se coloca en la m&quina donde se va a armar el envaseF es un proceso autom&tico donde la m&quina introduce la l&mina a trav7s de una serie de rodillos, los cu&les ayudan a reducir la tensión de la misma y sea m&s f&cil formar el cilindro$ #osteriormente se forma el cilindro, y este es conducido hacia una pieza conocida como @gua z la cual permite realizar un traslape entre las dos e5tremos del cilindro, para luego pasar entre dos roldanas de soldar, las cuales /
realizan a trav7s de la conducción el7ctrica varios puntos con una distancia entre ellos de -$?mm apro5imadamente$ #osteriormente la l&mina soldada, pasa por un equipo de aplicación de barniz, el cual aplica el barniz en la parte interior de la costura antes realizada, este barniz es un polvo electrost&tico que se adhiere a la costura$ Y es sometido a un proceso de curación, ingresando el cilindro al horno a una temperatura de 8*?M apro5imadamente y pasa alrededor de 08 segundos dentro del horno 3 segundos de estos, est& sometido a esta temperatura$ Este proceso de adherencia del barniz, es denominado polimerización por adición, en este proceso se unen las mol7culas simples con enlaces covalentes, para que esto pueda suceder el peso molecular del polmero utilizado debe ser e5actamente igual a peso molecular de monómero$ Todo este proceso es gracias a las altas temperaturas a las que es sometido, le brinda dureza as como resistencia qumica y mec&nica al barniz$ Luego de salir del horno, el cilindro pasa por otra m&quina multifuncional de 4 estaciones, la cual realiza primero el acuellado, en 7ste se realiza una reducción del cuello en uno de sus e5tremosF en el segundo paso se realiza el pesta)eado, en el cual se realiza un peque)o doblez en cada e5tremo del cilindro, parecido al doblez realizado en los fondos$ %espu7s como tercera operación se realizan las venas o cordones del cilindro, dependiendo del envase se realizan de 08 a 0. venas en cada cilindroF este proceso se realiza para darle resistencia al material esto debido a que los calibres del metal se han disminuido con el tiempo$ Y como cuarta y ;ltima operación se realiza el engargolado o cerrado del envase, el cual consiste en unir el cuerpo con el fondo o tapa del envase, se realiza con un doble cierre en donde se traslapan las pesta)as antes fabricadas y mencionadas$ NEl horno utilizado durante todo el proceso tanto para los barnices como para la tinta es a base de @HL#, el cual es una mezcla de gases condensables presentes en el gas natural o disuelto en el petróleo, se puede decir que los HL# son una mezcla de butano y propano$ El horno utiliza el gas para su combustión$ El horno posee un largo de apro5imadamente *- m para dar el tiempo e5acto en el que el envase debe estar dentro de 7lF posee dos mecheros$ A lo largo de todo el proceso se realizan diversas pruebas de calidad$ !inalmente, el envase es empacado en tarimas y se procede a almacenarlo en bodegas, listas para su transportación$
0ruebas 1uí#icas La Empresa Layta utiliza dos tipos de l&minas que son+ • •
(ojalata electroltica o Electrolytic Tinplate CET# Lamina romada o Tin !ree "teel CT!" 23
Estas L&minas son sometidas despu7s de realizar el proceso, las #ruebas son las "iguientes+
Adhesión on un recubrimiento bien adherido no debera de arrancarse ning;n cuadrado de la retcula, ni aparecer ninguna ruptura o cuarteo en los lados ni en las esquinas$ #ueden hacerse pruebas previas de doblado y embutido para hacer el test m&s a fondoF el recubrimiento no debera desprenderse ni despegarse, incluso en las zonas m&s castigadas$
Fle#ibilidad #uede medirse de dos formas+
Dobl$ndolo alrededor de %n mandril As se nota porque radio empieza a cuartearse el recubrimiento$
Pr%eba de emb%tición "e mide la profundidad de embutición tan pronto como aparecen roturas en el barniz$ Bna primera operación troquela una probeta con un di&metro apro5imado de .- mm y altura 8.mm$ Bna segunda operación partiendo de la anterior de unos 8. mm de di&metro En cualquier caso se trata de hacer pruebas comparativas con cualquier medio de deformación profunda en relación siempre con una muestra patrón cuya fle5ibilidad se da por buena$
Resistencia al $cido "e realiza un proceso de esterilización a)adiendo los &cidos org&nicos presentes en las frutas y verduras$ #or ejemplo+ Pcido ctrico
+ 0,8 y .1
Pcido t&rtrico
+ 0,8 y .1
Pcido ac7tico
+ * y .1
Pcido l&ctico
+ 01
Porosidad
%epositando sobre la superficie a comprobar una solución de sulfato de cobre en &cido clorhdrico empieza una reacción de transferencia electroDqumica en las zonas met&licas no protegidas, haciendo resaltar as las discontinuidades de la pelcula de barniz$ Cond%cti&idad
22
Esta #rueba se le hace a los fondos y envases, sumergiendo cada elemento por 4 seg$ #or cada lata en una solución en el que act;a una corriente positiva y una negativa$ El proceso nos da un amperaje, lo normal es de 8. miliamperios$
45E6OS
'magen no$0 Soldadora-“guía z”
'magen no$ 8 Flexer- eliminación de tensiones-formación del cilindro
2!
'magen no$4 Máquina de 4 estaciones 'magen no$* Barnizado-polo
'magen no$ . Máquina de 4 estaciones
.O5.L7SIO5ES •
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0ara la e#presa es i#portante acer las pruebas 8uí#icas para ver la reacción de lo 8ue se va a enlatar con el #aterial9 La ojalata es el #ejor #aterial conocido para poder cubrir las características necesarias para enlatar9 .ada tipo de l#ina de ojalata cu#ple sus ;unciones por separado< (a 8ue poseen di;erentes características ( ;uncionalidades9
Bibliogra;ía 2$
Envases Layta$ C8-0.$ !"#$"$ Ibtenido de http+KK===$layta$com$gtK (ILA"A$ C8-0-$ %o&atas %'!"S"$ http+KK===$holasa$com$coKsitioKinde5$php
Ibtenido
de
2%
