L'adesivo di laminazione a base d'acqua confronta con il tipo a base di solvente e senza solvente

Oggi il mercato degli adesivi per laminazione per imballaggi alimentari flessibili è dominato dai sistemi poliuretanici a base solvente e reattivi senza solvente. Gli adesivi reattivi senza solventi sono diventati molto popolari per sostituire gli adesivi a base di solventi, a causa dei vantaggi in termini di costi e per il fatto che vengono evitate le emissioni di solventi organici. Tuttavia, ci sono due limitazioni della tecnologia degli adesivi senza solventi: in particolare i laminati prodotti con adesivi senza solventi per applicazioni di imballaggio di fascia alta devono essere conservati per diversi giorni prima di essere applicati per imballaggi alimentari. Questi tempi di conservazione sono necessari per aumentare la forza di adesione per i successivi processi di taglio e sigillatura e per eliminare gli ingredienti a basso peso molecolare con un potenziale rischio tossicologico per il cibo confezionato. Un altro svantaggio degli adesivi senza solventi può essere che l'aspetto visivo delle stampe e la trasparenza dei laminati trasparenti non stampati possono essere significativamente peggiori di quello dei laminati prodotti con adesivi a base di solvente.

Considerando i limiti degli attuali adesivi per laminazione a base di solvente e senza solvente, sorge la domanda: gli adesivi a base d'acqua possono essere un'alternativa interessante?

La resistenza alla pelatura di un legame laminato dipende in larga misura dal peso molecolare dell'adesivo. Per creare una forza di adesione significativa, gli adesivi polimerici dovrebbero avere almeno un peso molecolare medio di diversi 10000 Dalton. Una sfida per gli adesivi poliuretanici bicomponenti utilizzati oggi è che l'accumulo di peso molecolare nell'adesivo tra le pellicole richiede un certo periodo di tempo.

Prima che l'adesivo reattivo abbia raggiunto un peso molecolare sufficiente, il laminato mostra solo una resistenza molto limitata alle sollecitazioni meccaniche. Quando si utilizzano adesivi senza solventi, che tipicamente partono da componenti di peso molecolare molto basso (figura 1), c'è il rischio che subito dopo la laminazione del secondo nastro, le pellicole si muovano l'una contro l'altra a causa di una forza di legame non ancora assemblata. In questo caso è difficile una lavorazione rapida di rotoli laminati appena preparati. Il riavvolgimento e il taglio sono possibili solo dopo diverse ore di immagazzinamento dei rotoli di laminato e il rischio di telescopio dei rotoli è onnipresente. Le operazioni di termosaldatura possono essere eseguite di solito solo dopo diversi giorni, poiché l'elevata sollecitazione meccanica del laminato durante il processo di sigillatura richiede una forza di adesione sufficiente e forte dell'adesivo di laminazione.

Oltre alla limitata forza ecologica, gli utenti degli adesivi poliuretanici reattivi devono affrontare un altro problema, ovvero il rischio di contaminare il cibo confezionato con componenti tossici. Solitamente gli adesivi a base di solvente e specialmente gli adesivi senza solvente contengono una certa percentuale di isocianati aromatici monomerici, per esempio difenilmetano diisocianato (MDI). Questa sostanza chimica è utilizzata come componente degli adesivi grazie alla sua elevata reattività chimica per consentire un rapido accumulo di peso molecolare e di conseguenza la forza di adesione. Se è rimasto dell'isocianato aromatico non reagito nell'adesivo, c'è il pericolo che questo isocianato migra attraverso la pellicola laminata interna nel cibo confezionato e si idrolizza per formare un'ammina aromatica.

Si sospetta che tali ammine aromatiche causino il cancro e non devono essere rilevate nel cibo. Come conseguenza di questo pericolo, devono trascorrere diversi giorni tra la produzione del laminato e il riempimento dell'imballaggio flessibile con il cibo. Questo tempo di conservazione assicura che l'isocianato aromatico nello strato adesivo sia stato completamente convertito in un prodotto non tossico, essendo incorporato nella rete polimerica dell'adesivo. Negli ultimi anni per gli adesivi solventless questo tempo di attesa potrebbe essere notevolmente ridotto da innovazioni chimiche, tuttavia, anche oggi generalmente si tratta di almeno alcuni giorni di conservazione. Per applicazioni ad alte prestazioni, ad es. confezionamento riportabile, i tempi di conservazione necessari possono arrivare fino a 2 settimane in camere riscaldate.

Una serie di adesivi per laminazione a base d'acqua è stata sviluppata con successo per applicazioni di imballaggio flessibile. Come dimostrato in questo documento, gli adesivi a base d'acqua offrono un'eccellente sicurezza alimentare e una forza verde adesiva, che a loro volta rendono possibile la lavorazione in linea per abbreviare il tempo complessivo del processo di trasformazione. Inoltre è possibile ottenere un'eccellente trasparenza della pellicola e brillantezza di stampa. Con questi vantaggi, l'adesivo a base d'acqua è una scelta molto interessante di adesivi per laminazione per il settore in crescita degli imballaggi flessibili.

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