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MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Colapso de botellas hexagonales de polipropileno Causas y Soluciones Jorge L. Romero Hernández, Efraín Ramos Trejo, Osvaldo Ruiz Cervantes, Armando Ortiz Prado Unidad de Investigación y Asistencia Técnica en Materiales, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México Circuito exterior, Ciudad Universitaria, Coyoacán, D. F., C. P. 04510, México Teléfono: (55) 5622 -80 - 57 Fax: 5622 - 80 - 58. E – mail [email protected] Resumen El embalaje y traslado de un producto, como etapa final del proceso de manufactura, a menudo reporta fallas en relación a un producto que inicialmente fue aprobado por el departamento de calidad. Particularmente, en la producción de biberones de Polipropileno (PP) de 8 oz en configuración hexagonal, se han reportado fallas que se manifiestan como colapso o deformación lateral de la botella (panelling) durante el traslado al cliente. En el presente trabajo se establecen las causas de dicho problema mediante el análisis de esfuerzos utilizando software basado en MEF y asociando los resultados directamente con las distintas etapas de manufactura, incluyendo el ciclo de inyección soplado–estirado (ISE). Palabras claves: Colapso; PP; copolímero; inyección soplado–estirado. Abstract Product Failures are observed after the transport to the client, these products were initially approved by the Quality Control Department. In particular, in the manufacturing (injection stretch blow molding) of polypropylene (PP) bottles of 8 oz in hexagonal configuration, have been reported failures occurring as collapse or lateral deformation of the bottle (panelling) during the transfer to the client. This work established the causes of this problem through the analysis of efforts by using FEM-based software witch results were directly relationship with the different manufacturing stages and their particular conditions, including the injection stretch blow molding (ISBM) cycle. Keywords: Panelling; PP; co-polymer; stretch blow molding. 1. Introducción El uso del PP como materia prima en la manufactura de biberones es relativamente nuevo, ya que éstos durante mucho tiempo han sido producidos de policarbonato, sin embargo la FDA (US Food and Drug Administration) limitó (2008) el uso de dicho material en las botellas para bebe, dando como consecuencia la necesidad de sustituirlo por el PP, esto debido sus propiedades y mejores cualidades en el proceso de inyección– soplado–estirado, del cual se obtienen éstos productos. De hecho, mucha de la tecnología utilizada con el PP, fue inicialmente diseñada para el uso de PE. Cabe destacar el hecho de que en el mercado de los biberones, el policarbonato (PC) tiene una gran participación dadas sus propiedades térmicas y mecánicas, además de su transparencia, sin embargo, se ha encontrado que a temperaturas mayores a 80°C el PC libera Bisfenol–A [1, 2], el cual es un producto sintético que actúa como una hormona imitando al estrógeno [3]. Si bien, la Agencia Internacional de Investigación del Cáncer (IARC), no tiene listada esta sustancia como cancerígena en ninguna de sus categorías [1,4], tanto Canadá, como EUA ha restringido la comercialización de los biberones fabricados con dicho material. En suma, el PP se presenta como una fuerte opción para el conformado y comercialización de biberones, considerando además, la ventaja económica que representa este material y, por supuesto, considerando las adaptaciones técnicas necesarias dado que el PP requiere mayor atención, tanto en el diseño del equipo, como en las condiciones de operación [5]. Sin embargo, en etapas posteriores a la manufactura de las botellas de PP, particularmente en el traslado del producto a los centros de distribución, se presenta el colapso de botellas en un número considerable de unidades. El esquema general de la falla consiste en una deflexión en algunas de las paredes laterales de la botella (panels), asociado directamente a la diferencia de presiones entre el interior y el exterior de la misma (Figura 1), con lo que se ve severamente alterada la forma del producto y generando con ello el rechazo por parte del comprador. Dicha falla es detectada ya como producto final, es decir, ensamblado, empaquetado y durante la etapa de transporte a los centros de distribución y cuenta con antecedentes en la literatura especializada que denomina panelling a la deformación inducida de la botella en la zona de las paredes [6, 7]. ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Figura 1. Aspecto general de botellas para biberón que presentan colapso. 2. Antecedentes 2.1 Estructura y tipo de PP utilizado en las botellas La macromolécula de PP contiene de 10,000 a 20,000 unidades de monómeros, la disposición estérica de los grupos de metilos adjunta a cada segundo átomo de carbono puede variar, dando lugar a las diferentes clasificaciones de PP, es decir: isotáctico, sindiotáctico y atáctico. El PP disponible en el mercado suele ser entre un 90 y 95% isotáctico [8]. Las variantes sindio- y atácticas tienen un interés comercial mucho menor. Lo mismo que el PE, el PP se suele modificar mediante la adición de moléculas, como el etileno y propileno que proporcionan al material una menor cristalinidad, rigidez y fragilidad, lo que conlleva una mayor flexibilidad, resistencia al impacto y elasticidad. La selección del grado adecuado de un PP para una aplicación en específico demanda una elección entre un copolímero y un homopolímero, así como definir la rapidez del flujo viscoso requerido y el apropiado sistema de aditivos. De acuerdo a especificaciones del fabricante de las botellas analizadas, se trata de un copolímero estadístico. Las propiedades del PP dependerán del tipo y la cantidad de comonómero, con lo que se definen dos tipos básicos: copolímero estadístico y copolímero en bloque o heterofásico. El copolímero estadístico contiene del 1,5% al 6% en peso de etileno en una distribución al azar dentro de la cadena polimérica. La diferencia esencial entre un estadístico y un copolímero en bloque es que el copolímero en bloque contiene comonómero en la forma de una fase elastomérica dispersa en la cadena polimérica [5]. El PP copolímero aporta una textura suave a fibras y películas, comparado con los homopolímeros, sin embargo, es más caro que éstos. La presencia de etileno en la cadena polimérica reduce la tendencia a cristalizar y resulta en una mejora en la resistencia al impacto, suscitando una textura suave, mejorando la transparencia. Algo de la inherente rigidez del homopolímero es sacrificada mediante copolimerización. Debido a la baja cristalinidad, el copolímero estadístico tiene un menor punto de fusión y peso específico que el homopolímero. Esta combinación hace atractivos a los copolímeros para moldeo por inyección, termoformado, formado de película delgada y moldeo por soplado-estirado (SBM por sus siglas en ingles), siendo este último el proceso utilizado en la manufactura de las botellas para biberón analizadas. Para el caso bajo estudio, se utiliza un Copolimero Random Clarificado, PRO-FAX©, para moldeo por extrusión-soplo, cuya ficha técnica señala las propiedades que se citan en la Tabla 1. 2.2. Propiedades del PP Peso molecular. La influencia del peso molecular en las propiedades del PP es a menudo opuesta a lo experimentado con otros polímeros. Aunque un incremento en el peso molecular en el PP genera un incremento en la viscosidad de la fusión y resistencia al impacto, de acuerdo a la mayoría de los polímeros, esto también conduce a un menor esfuerzo de cedencia, menor dureza, menor rigidez y punto de reblandecimiento [9]. Cristalinidad. Las cadenas moleculares del PP son lineales por lo que son capaces de ordenarse en una estructura cristalina. Dado que las cadenas pueden ser atrapadas en un arreglo imperfecto la estructura no es completamente regular, por lo tanto, el PP es mejor descrito como polímero ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Tabla 1. Hoja de datos del producto*. PRO-FAX ST256M: COPOLIMERO RANDOM CLARIFICADO PARA MOLDEO POR EXTRUSION-SOPLO PROPIEDADES FÍSICAS TÍPICAS ASTM -Índice de fluidez (MFR), dg/min -Resistencia a la tensión en el punto de cedencia, N/mm 2 -Resistencia al impacto Izod con muesca a 23°C, J/m -Alargamiento en el punto de cedencia, % -Módulo de flexión, N/mm2 -Dureza Rockwell, escala R -Densidad, g/cm3 -Temperatura de deflexión a 0.46 N/mm2, °C VALOR TÍPICO 2.0 27 269 12.2 824 64 0.9 86 METODO D1238 D638 D256A DD638 D790B D785A D792A D648 *INDELPRO, S.A de C.V, Hoja de datos de producto ST256M, PRO-FAX ST256M semi-cristalino. El grado de cristalinidad y estructura cristalina depende del historial térmico. Un enfriamiento rápido genera un producto resistente ya que restringe la formación de cristales, mientras que el enfriamiento lento genera un producto bastante frágil y brumoso [10]. La baja cristalinidad ofrece las ventajas de buen procesamiento a menor costo, mejor transparencia y buena capacidad de termoformado. Orientación. El PP puede ser orientado, ya sea en la fase de fusión o por estiramiento cuando este es sólido. En ambos casos, la cadena polimérica es alineada en la dirección del estirado. La introducción deliberada de orientación en fibras o películas puede conducir a cambios dramáticos en los arreglos cristalinos y moleculares. Como resultado, se tendrá una mayor variación en las propiedades del producto. La orientación producida por estiramiento incrementa la resistencia a la tensión y reduce la elongación en la dirección del estirado. Propiedades mecánicas. Las propiedades mecánicas de mayor interés, para el ingeniero de diseño de productos hechos de PP, son la rigidez, tenacidad y resistencia al impacto, aunado a su baja densidad, siendo de los más ligeros (0.9 g/cm3) dentro de la gama de termoplásticos. El PP, como la mayoría de los termoplásticos, es un material viscoelástico. Consecuentemente, las propiedades mecánicas son fuertemente dependientes del tiempo, la temperatura y las solicitaciones aplicadas. Las propiedades mecánicas del PP, a una temperatura determinada, son dependientes de la temperatura de transición vítrea (Tg). A muy baja temperatura, las macromoléculas son en gran medida inamovibles; cuando el polímero es calentado, las macromoléculas restringidas comienzan a moverse progresivamente. Dado que la temperatura de recristalización del PP es entre 115 y 135°C, la mayor parte de la cristalización ocurre durante el enfriamiento de la pieza inyectada, dentro del mismo molde [11]. Más aún, dado que la temperatura recomendada del molde es en el rango de 20 a 60°C, esto permite la posibilidad de restringir el alabeo (warpage), mejorando la estabilidad dimensional durante el procesamiento. En adición, el PP continúa cristalizando posterior a la manufactura a una tasa variante según las condiciones de moldeo y temperatura de almacenamiento. 2.3 Inyección – Soplado – Estirado El proceso de Inyección–Soplado–Estirado (ISBM, del inglés injection stretch blow molding), o como también se denomina, Inyección Soplo Biorientado [12], es una modificación del moldeo por inyección–soplado y envuelve el acondicionado térmico de una preforma a una temperatura específica dentro de un molde de soplado para su estiramiento rápido en dos direcciones: longitudinal (estirado), mediante el desplazamiento de un vástago; y diametral (soplado), mediante el suministro de aire, generando así un arreglo de las moléculas en dos planos, es decir, con orientación biaxial en el producto y con ello una mayor rigidez, resistencia al impacto, transparencia, brillo y se mejora considerablemente la permeabilidad a gases. El equipo de proceso basa su funcionamiento en tres estaciones que se mueven secuencialmente (Figura 2). En ellas el polímero se moldea combinando la precisión dimensional de la inyección y la capacidad del estirado y soplado para la obtención de cuerpos huecos de pared ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Figura 2. Representación esquemática del proceso. delgada. El estiramiento y flujo adecuados en la temperatura correcta, alinea las moléculas del plástico en esa dirección, posteriormente, el soplado ordena otras moléculas en la dirección transversal; de esta forma, el material presenta la orientación biaxial o biorientación, en las áreas de la pared. Las zonas extremas, como la base y la corona no están biorientados, por lo que no presentan exactamente las mismas cualidades y comportamiento de las paredes. Los parámetros del acondicionamiento térmico son las variables importantes de la biorientación porque afecta la cristalinidad de la pieza obtenida, influyendo sobre las propiedades del artículo final, así como la velocidad con la que el vástago impulsa al material hacia la cavidad del molde influye en la distribución del espesor de pared. En este sentido, los materiales amorfos son más fáciles de biorientar que aquellos que presentan mayor cristalinidad. En el caso del PP, que es un material semi-cristalino [5], las preformas pueden romperse al ser estiradas por el vástago cuando el enfriamiento es inadecuado y la velocidad de cristalización elevada, generando en algunos casos zonas opacas en la pieza si el enfriamiento es más lento que la cristalización. Para realizar un buen trabajo de eliminación y reducción de problemas dentro del proceso, primero es necesario un completo entendimiento de lo que sucede en cada una de las estaciones. Además, es importante reconocer que no hay dos máquinas que operen exactamente de la misma manera y también que la materia prima no funde como una mezcla perfecta. Usualmente, existen tablas de identificación y solución de problemas asociadas al proceso, por lo que las características físicas del producto a menudo señalan el origen del problema. 3. Análisis preliminar de botellas colapsadas De inicio, durante la inspección ocular se detectaron ciertas inconsistencias en el material, tales como líneas de estirado (Figura 3) y heterogeneidad en la transparencia del material, justo en las paredes de la botella (Figura 4). Dado que las muestras sufrieron el colapso y posteriormente la recuperación, en algunos casos se observan señales de doblez en las paredes, afectando tanto la imagen, como la calidad del producto. Por otra parte, mediante el tacto y la compresión manual se constata la diferencia en cuanto a rigidez, evidenciando cambios drásticos de manera individual, es decir, una misma botella presenta diferencia de resistencia a lo largo de sus paredes. En algunos casos, esta diferencia coincide con la inconsistencia en la transparencia (nebulosidad) del material. 3.1 Medición de espesores Como parte de un comparativo, para la toma de medidas se contó con diferentes muestras de botellas que presentaron colapso y otras tantas que no. En todos los casos se identificó la posición en el cabezal de la máquina de la cual provenían, tratando de relacionar las variaciones de espesor con el molde de inyección y de soplado correspondiente. En este punto es importante mencionar que las botellas bajo análisis se procesan en una máquina AOKI© de InyecciónSoplado-Estirado con capacidad de 6 moldes por ciclo de Inyección y Soplo. ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO De esto, se observa una importante variación en el espesor, tanto de muestra a muestra, como en un mismo ejemplar, dandose caso que en una misma botella el espesor presentara diferencias de más e 0.7 mm (min espesor = 0.66 mm, máx. = 1.39 mm), lo cual significa variaciones de más del 50 %. a) b) Figura 3. Huellas de estirado en las paredes de las botellas. Figura 5. Esquema general de la preforma y la botella, indicando las zonas donde se realiza el muestreo. 3.2 Peso Para el pesado de las botellas, se utilizó balanza analítica con resolución de 0.0001g, no obstante no se observa una variación importante, siendo de 24.1105g el peso promedio de las botellas. 3.3 Ensayo de dureza El ensayo de dureza se realizó en escala Rockwell R, considerando la norma ASTM 785 [13], encontrando en promedio una dureza de HR-R 82.18, la cual es muy superior a la indicada por el proveedor de la materia prima (HR-R 64). Figura 4. Aspecto de la nebulosidad en las botellas. 3.4 Ensayo de tracción Para el ensayo de tracción, se maquinaron las probetas correspondientes directamente de las botellas a disposición y de acuerdo a la norma ASTM 638 [14], obteniendo gráficas como las mostradas en la Figura 6. ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Figura 6. Gráficas - correspondientes a botellas de la cavidad (molde) 2. Sin embargo resultan un promedio de lo observado en distintas muestras . 4. Modelado mediante software basado en Elemento Finito Se realizó un modelo mediante ABAQUS© con la finalidad de reproducir el fenómeno de colapso y observar el efecto de la variación de espesores en las paredes de la botella. El modelo geométrico se realizó mediante un sistema CAD sin considerar la zona de rosca de la botella debido a que dicha región no se encuentra dentro de la zona crítica de deformación. Las dimensiones de la pieza corresponden a las de un biberón de 8 onzas en configuración hexagonal, mientras que los espesores se variaron según las lecturas tomadas. En cuanto a las propiedades del material se consideró un material elasto-plástico con una 3 densidad de 0.910 [g/cm ], y donde la región elástica se definió con un módulo de elasticidad de 1.1 [GPa], el esfuerzo de cedencia de 24 [MPa] y un coeficiente de Poisson de 0.35[5], lo cual se adapta con los resultados obtenidos en los ensayos de tracción. En cuanto a la carga y las condiciones de frontera, se aplicó una presión de 0.03 [MPa] en las caras externas del biberón como se muestra en la figura 7a, mientras que la superficie inferior del biberón fue empotrada limitando los grados de libertad de los nodos de la base. Respecto a la discretización del modelo, se llevo a cabo un mallado libre con elementos lineales triangulares de tres nodos del tipo STRI3 con un tamaño promedio de 2 mm (figura 7b), lo que dio como resultado 13951 elementos. Se utilizó éste tipo de elemento porque permite calcular las deformaciones en geometrías tipo “shell”. a b Figura 7. Condiciones de carga y mallado del modelo. 4.1 Resultados Caso 1: Espesor constante En la figura 8 se observa el efecto de la presión con espesor constante en las paredes de la botella, dando como consecuencia evidentemente una deformación homogénea. Sin embargo se trata del espesor de pared mínimo de acuerdo a especificaciones de diseño. ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Figura 8. Se presentan los estados de deformaciones para una botella con espesores constantes de 1 [mm] en la parte superior y base y 0.4 [mm] en las paredes. 4.2 Resultados Caso 2: Espesor variable En este caso se varió el espesor asignando para cada una de las caras. La distribución no homogénea de los espesores provocó una distribución de esfuerzos y deformaciones de la misma índole, lo que llevó a un colapso localizado en algunas paredes de la botella. Se observa que las zonas críticas son las costillas ya que si éstas presentan un espesor menor, la deformación debido a las cargas se transmite a las dos caras adyacentes de mayor área, mientras que si una de las caras con mayor área presenta un espesor menor entonces esta cara se deformará y las costillas laterales mantendrán la estructura erguida. Figura 9. Se presentan los estados de deformaciones para una botella con espesores medidos de 0.86 [mm] en la parte superior y 0.95 [mm] en la base y paredes con diferentes espesores. 4.3 Resultados Caso 3: Comparación de distintos espesores Por último, se presenta el nivel de deformaciones para tres casos de botellas de polipropileno con distinto espesor cada uno, pero con espesor homogéneo en todas las caras, observándose que si se garantiza un espesor mínimo de 0.8 [mm] el colapso no se presentaría. Cabe mencionar que este valor corresponde con el espesor promedio medido pero evidentemente existían espesores menores que fueron los que llevaron a su colapso. ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO Figura 10. Estado de deformaciones para tres espesores: a) espesor mínimo permitido (0.4[mm]), b) espesor promedio medido en las botellas (0.8 [mm]) y c) espesor propuesto con base en otras botellas de PP existentes en el mercado (1.2 [mm]). 5. Análisis de resultados Las botellas bajo estudio presentan diversos inconvenientes que pueden pasar inadvertidos en un inicio, sin embargo, a detalle se muestran en abundancia y representan factores a considerar para el desarrollo del proceso de InyecciónSoplado-Estirado y, por ende, la comercialización del producto. Tanto las marcas de estirado (Figura 3), la opacidad localizada (Figura 4) y el arrastre de pigmento sin diluir que también se observó, se asocian directamente a las condiciones del proceso. En el caso de la opacidad localizada, la nebulosidad de las paredes involucra una deficiencia en la cristalinidad del material, con ello se genera un diferencial en cuanto a pesos moleculares y derivando en concentración de esfuerzos en los límites de dichas áreas. Con respecto a la medición de espesores, se observa una variación considerable de espesores en las botellas de manera individual, es decir, una botella presenta diferencia de espesores en la misma pared de hasta 0.73 mm (min espesor = 0.66 mm, máx. = 1.39 mm). De entrada, se trató de relacionar los espesores con la posición del molde del cual provenían, sin embargo, la variación se presenta de manera aleatoria, obligando a una distribución heterogénea en cuanto a las propiedades mecánicas del material. Por ejemplo, durante el corte de probetas, se detectó una evidente variación de espesores. En este sentido, es importante señalar la importancia de un correcto alineamiento entre el conjunto de moldes de la preforma y los respectivos corazones, a fin de prevenir ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO inconsistencias durante la inyección del plástico que se manifiesten como diferencia de espesores. No obstante, este defecto se presenta en varias configuraciones (transversal y longitudinal) y de manera aleatoria, es decir, como se puede presentar tanto en uno como en otro molde del conjunto, haciendo difícil adjudicar este fenómeno a un desalineamiento entre el molde y el corazón. para los espesores mayores el desplazamiento máximo fue de menos de 1.5 mm con lo cual la probabilidad de colapso se disminuye. En todo caso, resulta indiscutible que una distribución heterogénea de temperaturas durante el acondicionamiento térmico de la preforma, es factor determinante en el estirado y soplado de esta. El ensayo de dureza presenta resultados de interés; la especificación del material por parte del proveedor indica una dureza en escala Rockwell R de 64, sin embargo, la dureza que se registra en el ensayo es en promedio HR-R 82.18, es decir se presenta una mayor dureza debido a la biorientación del material que otorga el proceso de estirado y soplo. Si bien, se considera que las propiedades están en función de la estructura, es el proceso de conformado quien la define, por lo que la biorientación inducida sería responsable de la variación observada. Es decir, un endurecimiento que, sin embargo, no se ve reflejado en la resistencia a la cedencia correspondiente, lo cual también se explicaría con las condiciones estructurales que aporta el proceso, es decir, la presencia de defectos. En este mismo sentido, al observar los resultados del ensayo de tracción, las botellas bajo estudio presentan en promedio un esfuerzo de cedencia en un rango de 20 a 25 MPa, que está por debajo de lo que especifica nuevamente el proveedor del material (27 MPa). En cuanto a la simulación obtenida mediante ABAQUS©, a manera de resumen, se grafica el desplazamiento máximo descrito por un nodo en cada uno de los modelos de espesor constante (Figura 11). En todos los casos éste correspondió con la zona intermedia de una de las caras de mayor área, pero es importante mencionar que este desplazamiento fue similar para cada una de las 6 caras del biberón. Es claro que un espesor de 0.4 mm, muestra un desplazamiento nodal importante, mientras que Figura 11. Gráfica del nodo con mayor desplazamiento en los distintos modelos de espesor constante. 5. Conclusiones Se recomienda una revisión profunda del proceso de manufactura, particularmente en las etapas clave que definen el comportamiento del material. Es decir, verificar la correcta alineación entre el molde de las preformas y los corazones, así como los parámetros de acondicionamiento térmico y las condiciones en que se realiza el estirado y soplado de la botella. Así mismo se exhorta a la calibración del instrumental de la máquina. La presencia de espesores distintos en las paredes del biberón provocó una distribución de esfuerzos y deformaciones no homogénea, lo que llevó a un colapso localizado en algunas paredes del biberón. Las zonas críticas propensas a la deformación por colapso son aquellas que presentan un espesor menor. Se demostró que el uso de policarbonato como material presenta menores deformaciones en comparación con el polipropileno debido a su rigidez y en consecuencia menor probabilidad de presentar colapso. El espesor mínimo estipulado en diseño es susceptible a presentar colapso, mientras que el espesor promedio registrado en las paredes de ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM MEMORIAS DEL XVI CONGRESO INTERNACIONAL ANUAL DE LA SOMIM 22 al 24 DE SEPTIEMBRE, 2010 MONTERREY, NUEVO LEÓN, MÉXICO las botellas debería ser el espesor mínimo de pared para garantizar que no se presente este defecto, siempre y cuando se garantice la homogeneidad del espesor. 6. Agradecimientos Se agradece el apoyo para el desarrollo del presente estudio del M.en C. Edgar I. Ramírez Días, por su valioso apoyo en el desarrollo del modelo, así como de los Ing. Roberto Cisneros Hernández y Armado Ortiz Valera por el soporte brindado. [11] Joel R. Fried, Polymer science and technology, Second Edition. Prentice Hall PTR, 1995 [12] Salas V., Guillermo, Botellas de polipropileno clarificado bi-orientado, Industrias plásticas MAXIMO S.A. de C.V. [13] ASTM, Test Method for Rockwell Hardness of Plastics and Electrical Insulating Materials, ASTM Vol. 8. Plastics I. [14] ASTM, Standard Test Method for Tensile Properties of Plastics, ASTM Vol. 8. Plastics I. 7. Bibliografia [1] http://www.bisphenol-a.org [2] U.S. Department of Health & Human Services, Bisphenol A (BPA) Information for Parents, http://www.hhs.gov/safety/bpa/index.html [3] Kuriyama SN, vom Saal FS, et. al., Components of plastic: experimental studies in animals and relevance for human health, Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2009 Jul 27;364(1526):2079-96. [4] Secretaria de Salud Publica, Depto. de Alimentos y Nutrición, Minuta Informativa Mamaderas/Policarbonatos, Ministerio de salud, Gobvierno de Chile, 2008. [5] Davesh Tripathi, Practical Guide to polypropylene, Rapra Practical Guide Series, Rapra Technology Ltd., UK, 2002. [6] Dinitri tsiourvas, et.al., Development of plastic bottles resistant to lateral deformation, Packaging technology and science, 1993. [7] R.van Dijk, Lateral deformation of plastic bottles: experiments, simulation and prevention, Packaging technology and science, 1998. [8] Javier Areizaga, et. al., Polímeros, Ed. Sintesis, Volumen 7 de Biblioteca de Químicas Series, Síntesis Editorial, 2002. [9] J.A. Brydson, Plastics materials, 7th Edition, Butterworth-Heinmann, 1999. [10] C. Price, The Rapra Collection of DSC Thermograms of Semi-crystalline Thermoplastic Materials, Rapra Technology Limited, UK, 1997. ISBN: 978-607-95309-3-8 Derechos Reservados © 2010, SOMIM