Ehilà! Come fornitore di laminazione senza solventi, ho avuto a che fare con tutti i tipi di aspetti relativi a questo processo. Un'area cruciale che viene spesso trascurata ma è super importante è il trattamento della superficie del substrato. Quindi, tuffiamoci in quali sono i requisiti per il trattamento della superficie del substrato nella laminazione senza solventi.
Perché il trattamento del substrato di superficie è importante
Prima di tutto, potresti chiederti perché dobbiamo anche trattare la superficie del substrato. Bene, nella laminazione senza solventi, stiamo cercando di unire due o più substrati. Se la superficie dei substrati non è nella giusta condizione, il legame non sarà abbastanza forte. Questo può portare a tutti i tipi di problemi come la delaminazione, in cui gli strati si separano l'uno dall'altro. E questo è un grande no - no nel settore dell'imballaggio, dove abbiamo bisogno che i nostri prodotti laminati siano durevoli e affidabili.
Pulizia superficiale
Il primo requisito per il trattamento della superficie del substrato è la pulizia. I substrati possono raccogliere tutti i tipi di contaminanti durante la produzione, lo stoccaggio o il trasporto. Polvere, oli e altre impurità possono creare una barriera tra l'adesivo e il substrato, prevenendo un legame adeguato.
Ad esempio, se stiamo laminando i film in plastica, questi film potrebbero essere stati esposti agli oli a macchina durante il processo di estrusione. Questi oli devono essere rimossi prima della laminazione. Possiamo usare vari metodi di pulizia, come la pulizia del solvente o la pulizia del plasma. La pulizia del solvente prevede l'uso di un solvente adatto per dissolvere e rimuovere i contaminanti. La pulizia del plasma, d'altra parte, utilizza un plasma ad alta energia per abbattere e rimuovere le impurità sulla superficie.
Energia superficiale
Un altro requisito chiave è l'energia superficiale giusta. L'energia superficiale è una misura del modo in cui un liquido (in questo caso, l'adesivo) diffonderà e bagnerà la superficie del substrato. Se l'energia superficiale del substrato è troppo bassa, l'adesivo non si diffonderà uniformemente e il legame sarà debole.
La maggior parte degli adesivi utilizzati nella laminazione senza solventi richiedono una certa energia minima di superficie per formare un buon legame. Ad esempio, i film di poliolefina come polietilene e polipropilene hanno in genere una bassa energia superficiale. Per aumentare la loro energia superficiale, possiamo usare tecniche come il trattamento corona o il trattamento della fiamma.
Il trattamento con corona prevede il passaggio del substrato attraverso una scarica corona ad alta tensione. Questa scarica crea radicali liberi sulla superficie del substrato, che reagiscono con l'ossigeno nell'aria per formare gruppi polari. Questi gruppi polari aumentano l'energia superficiale del substrato, rendendolo più ricettivo all'adesivo. Il trattamento della fiamma, d'altra parte, espone il substrato a una fiamma controllata. Il calore e le specie reattive nella fiamma modificano la superficie del substrato, aumentando anche la sua energia superficiale.
Rugosità superficiale
La rugosità superficiale svolge anche un ruolo importante nella laminazione senza solventi. Una certa quantità di rugosità superficiale può aumentare l'area di contatto tra l'adesivo e il substrato, che a sua volta migliora la resistenza del legame.
Tuttavia, se la superficie è troppo ruvida, può causare problemi. Ad esempio, potrebbe intrappolare bolle d'aria tra l'adesivo e il substrato, portando a vuoti nel legame. Quindi, dobbiamo trovare un equilibrio. In alcuni casi, possiamo usare metodi meccanici come levigatura o abrasione per creare la giusta quantità di rugosità superficiale. Ma dobbiamo stare attenti a non esagerare.
Compatibilità con adesivo
Il trattamento superficiale del substrato dovrebbe anche garantire la compatibilità con l'adesivo. Adesivi diversi hanno proprietà chimiche diverse e la superficie del substrato trattata dovrebbe essere in grado di interagire bene con l'adesivo.
Ad esempio, se stiamo usando un adesivo a base di poliuretano, la superficie del substrato trattata dovrebbe avere gruppi funzionali che possono reagire con i gruppi di isocianato nel poliuretano. Altrimenti, l'adesivo non curerà correttamente e la forza del legame sarà compromessa.
Impatto sull'attrezzatura per laminazione
Quando stiamo pensando al trattamento della superficie del substrato, dobbiamo anche considerare come avrà un impatto sulle nostre attrezzature di laminazione. Ad esempio, se stiamo usando unALTA - Speed Flexible Packaging Laminatore con miscelatore per colla e servo motore, i substrati trattati dovrebbero essere in grado di scorrere senza intoppi attraverso la macchina.
Se il trattamento di superficie lascia i residui o rende il substrato troppo appiccicoso, può causare problemi come marmellate o alimentazione irregolare nel laminatore. Quindi, dobbiamo assicurarci che il processo di trattamento superficiale sia compatibile con le capacità delle nostre attrezzature di laminazione.
Substrati diversi, requisiti diversi
È importante notare che diversi substrati hanno requisiti diversi per il trattamento di superficie. Diamo un'occhiata ad alcuni substrati comuni usati nella laminazione senza solventi:
Film di plastica
Come accennato in precedenza, i film di plastica richiedono spesso un trattamento superficiale per aumentare la loro energia superficiale. I film in poliestere sono relativamente facili da trattare perché hanno un'energia superficiale intrinseca più elevata rispetto ai film in poliolefina. Ma potrebbero ancora aver bisogno di una pulizia per rimuovere eventuali contaminanti.
D'altra parte, i film di poliolefina come polietilene e polipropilene necessitano di un trattamento più intenso, come il trattamento corona o di fiamma, per migliorare la loro bondabilità.
Carta e cartone
Anche i substrati di carta e cartone devono essere puliti e avere la giusta energia superficiale. Possono raccogliere umidità durante lo stoccaggio, che può influire sulla resistenza del legame. Quindi, è importante controllare il contenuto di umidità di carta e cartone prima della laminazione.
Gli agenti di dimensionamento superficiale sulla carta possono anche influire sul legame. Questi agenti di dimensionamento sono usati per controllare l'assorbimento di inchiostro e acqua nella stampa. Ma possono creare una barriera per l'adesivo. In alcuni casi, potremmo aver bisogno di rimuovere o modificare questi agenti di dimensionamento per garantire un buon legame.
Lamina di metallo
I fogli di metallo, come un foglio di alluminio, sono spesso utilizzati negli imballaggi per le loro proprietà barriere. La superficie del foglio di metallo può ossidare nel tempo, che può influire sulla resistenza del legame. Quindi, è importante mantenere la pellicola pulita e prevenire l'ossidazione.
Possiamo usare i trattamenti di passivazione per proteggere la superficie della lamina metallica dall'ossidazione. E come altri substrati, potrebbe essere necessario regolare l'energia superficiale della lamina metallica per garantire una buona adesione con l'adesivo.
Controllo di qualità
Una volta trattati i substrati, dobbiamo disporre di un sistema di controllo di qualità adeguato. Possiamo utilizzare vari metodi di test per garantire che il trattamento superficiale soddisfi i requisiti.
Ad esempio, possiamo utilizzare la misurazione dell'angolo di contatto per verificare l'energia superficiale del substrato. Un angolo di contatto inferiore indica un'energia superficiale più elevata. Possiamo anche eseguire test di buccia per misurare la forza del legame tra gli strati laminati. Se la resistenza del legame è al di sotto del livello richiesto, dobbiamo tornare indietro e regolare il processo di trattamento della superficie.
Conclusione
In conclusione, il trattamento della superficie del substrato è un passo fondamentale nella laminazione senza solventi. Implica garantire la pulizia, l'energia superficiale giusta, la rugosità superficiale adeguata e la compatibilità con l'adesivo. Diversi substrati hanno requisiti diversi e dobbiamo considerare come il trattamento avrà un impatto sulle nostre attrezzature di laminazione.
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Riferimenti
- ASTM D2578 - 09 (2018). Metodo di prova standard per pellicole di poliolefina trattate con corona utilizzando l'angolo di contatto dell'acqua.
- Pocius, AV (2002). Tecnologia di adesione e adesivi: un'introduzione. Hanser Gardner Publications.