Salut! En tant que fournisseur de laminage sans solvant, j'ai affaire à toutes sortes d'aspects liés à ce processus. Un domaine crucial qui est souvent négligé mais qui est super important est le traitement de surface du substrat. Alors, plongeons dans les exigences pour le traitement de surface du substrat dans la stratification sans solvant.
Pourquoi le traitement de surface du substrat est important
Tout d'abord, vous vous demandez peut-être pourquoi nous devons même traiter la surface du substrat. Eh bien, dans la stratification sans solvant, nous essayons de lier deux substrats ou plus ensemble. Si la surface des substrats n'est pas dans le bon état, la liaison ne sera pas assez forte. Cela peut entraîner toutes sortes de problèmes comme le délaminage, où les couches se séparent les unes des autres. Et c'est un grand non - non dans l'industrie des emballages, où nous avons besoin que nos produits laminés soient durables et fiables.
Propreté de surface
La toute première exigence de traitement de surface du substrat est la propreté. Les substrats peuvent ramasser toutes sortes de contaminants pendant la fabrication, le stockage ou le transport. La poussière, les huiles et autres impuretés peuvent créer une barrière entre l'adhésif et le substrat, empêchant une bonne liaison.
Par exemple, si nous plascions les films plastiques, ces films pourraient avoir été exposés aux huiles de machine pendant le processus d'extrusion. Ces huiles doivent être éliminées avant la stratification. Nous pouvons utiliser diverses méthodes de nettoyage, comme le nettoyage des solvants ou le nettoyage du plasma. Le nettoyage du solvant implique l'utilisation d'un solvant approprié pour se dissoudre et éliminer les contaminants. Le nettoyage du plasma, en revanche, utilise un plasma d'énergie élevé pour décomposer et éliminer les impuretés à la surface.
Énergie de surface
Une autre exigence clé est la bonne énergie de surface. L'énergie de surface est une mesure de la façon dont un liquide (dans ce cas, l'adhésif) se propagera et mouillera la surface du substrat. Si l'énergie de surface du substrat est trop faible, l'adhésif ne se propagera pas uniformément et la liaison sera faible.
La plupart des adhésifs utilisés dans la stratification sans solvant nécessitent une certaine énergie de surface minimale pour former une bonne liaison. Par exemple, les films de polyoléfine comme le polyéthylène et le polypropylène ont généralement une faible énergie de surface. Pour augmenter leur énergie de surface, nous pouvons utiliser des techniques comme le traitement de la corona ou le traitement des flammes.
Le traitement à la corona implique le passage du substrat par une décharge de corona haute tension. Cette décharge crée des radicaux libres à la surface du substrat, qui réagissent avec l'oxygène dans l'air pour former des groupes polaires. Ces groupes polaires augmentent l'énergie de surface du substrat, ce qui le rend plus réceptif à l'adhésif. Le traitement de la flamme, en revanche, expose le substrat à une flamme contrôlée. La chaleur et les espèces réactives dans la flamme modifient la surface du substrat, augmentant également son énergie de surface.
Rugosité de surface
La rugosité de surface joue également un rôle important dans la stratification sans solvant. Une certaine quantité de rugosité de surface peut augmenter la zone de contact entre l'adhésif et le substrat, ce qui à son tour améliore la résistance de la liaison.
Cependant, si la surface est trop rugueuse, elle peut causer des problèmes. Par exemple, il peut piéger les bulles d'air entre l'adhésif et le substrat, conduisant à des vides dans la liaison. Nous devons donc trouver un équilibre. Dans certains cas, nous pouvons utiliser des méthodes mécaniques comme le ponçage ou l'abrasion pour créer la bonne quantité de rugosité de surface. Mais nous devons faire attention à ne pas en faire trop.
Compatibilité avec l'adhésif
Le traitement de surface du substrat devrait également garantir la compatibilité avec l'adhésif. Différents adhésifs ont des propriétés chimiques différentes et la surface du substrat traité devrait être capable d'interagir bien avec l'adhésif.
Par exemple, si nous utilisons un adhésif à base de polyuréthane, la surface du substrat traité devrait avoir des groupes fonctionnels qui peuvent réagir avec les groupes d'isocyanate dans le polyuréthane. Sinon, l'adhésif ne guérira pas correctement et la résistance à la liaison sera compromise.
Impact sur l'équipement de laminage
Lorsque nous pensons au traitement de surface du substrat, nous devons également réfléchir à l'impact de notre équipement de laminage. Par exemple, si nous utilisons unSMIMINATEUR D'EMBALLAGE FLEXIBLE À HAUTE LE SPEXE avec moteur de colle et servomoteur, les substrats traités devraient pouvoir fonctionner en douceur à travers la machine.
Si le traitement de surface laisse des résidus ou rend le substrat trop collant, il peut provoquer des problèmes comme des confitures ou une alimentation inégale dans le laminateur. Nous devons donc nous assurer que le processus de traitement de surface est compatible avec les capacités de notre équipement de laminage.
Différents substrats, différentes exigences
Il est important de noter que différents substrats ont des exigences différentes de traitement de surface. Jetons un coup d'œil à certains substrats communs utilisés dans la stratification sans solvant:
Films plastiques
Comme mentionné précédemment, les films plastiques nécessitent souvent un traitement de surface pour augmenter leur énergie de surface. Les films en polyester sont relativement faciles à traiter car ils ont une énergie de surface inhérente plus élevée par rapport aux films de polyoléfine. Mais ils pourraient encore avoir besoin de nettoyage pour éliminer tous les contaminants.
D'un autre côté, les films de polyoléfine comme le polyéthylène et le polypropylène ont besoin d'un traitement plus intensif, tel que le traitement de la corona ou de la flamme, pour améliorer leur liaison.
Papier et carton
Les substrats en papier et en carton doivent également être propres et avoir la bonne énergie de surface. Ils peuvent ramasser l'humidité pendant le stockage, ce qui peut affecter la résistance à la liaison. Il est donc important de contrôler la teneur en humidité du papier et du carton avant la laminage.
Les agents de dimensionnement de surface sur papier peuvent également affecter la liaison. Ces agents de dimensionnement sont utilisés pour contrôler l'absorption de l'encre et de l'eau dans l'impression. Mais ils peuvent créer une barrière pour l'adhésif. Dans certains cas, nous pourrions avoir besoin de supprimer ou de modifier ces agents de dimensionnement pour assurer une bonne liaison.
Feuille de métal
Les feuilles métalliques, comme le papier d'aluminium, sont souvent utilisées dans l'emballage pour leurs propriétés de barrière. La surface de la feuille métallique peut s'oxyder au fil du temps, ce qui peut affecter la résistance à la liaison. Il est donc important de garder la feuille propre et de prévenir l'oxydation.
Nous pouvons utiliser des traitements de passivation pour protéger la surface de la feuille métallique contre l'oxydation. Et comme les autres substrats, l'énergie de surface de la feuille métallique pourrait devoir être ajustée pour assurer une bonne adhérence avec l'adhésif.
Contrôle de qualité
Une fois que nous avons traité les substrats, nous devons avoir un système de contrôle de qualité approprié en place. Nous pouvons utiliser diverses méthodes de test pour nous assurer que le traitement de surface répond aux exigences.
Par exemple, nous pouvons utiliser la mesure de l'angle de contact pour vérifier l'énergie de surface du substrat. Un angle de contact inférieur indique une énergie de surface plus élevée. Nous pouvons également effectuer des tests de pelage pour mesurer la résistance à la liaison entre les couches laminées. Si la résistance à la liaison est inférieure au niveau requis, nous devons revenir en arrière et ajuster le processus de traitement de la surface.
Conclusion
En conclusion, le traitement de surface du substrat est une étape critique dans la stratification sans solvant. Il s'agit d'assurer la propreté, la bonne énergie de surface, la rugosité de surface appropriée et la compatibilité avec l'adhésif. Différents substrats ont des exigences différentes et nous devons considérer comment le traitement aura un impact sur notre équipement de laminage.
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Références
- ASTM D2578 - 09 (2018). Méthode d'essai standard pour les films de polyoléfine traités à la couronne à l'aide d'un angle de contact de l'eau.
- Pocius, AV (2002). Technologie d'adhésion et d'adhésifs: une introduction. Hanser Gardner Publications.