L'adhésif de stratification à base d'eau est comparable au type à base de solvant et sans solvant

Aujourd'hui, le marché des adhésifs de stratification pour les emballages alimentaires flexibles est dominé par les systèmes de polyuréthane à base de solvants et réactifs sans solvant. Les adhésifs réactifs sans solvant sont devenus très populaires pour remplacer les adhésifs à base de solvant, en raison des avantages de coût et du fait que les émissions de solvants organiques sont évitées. Cependant, il existe deux limitations de la technologie des adhésifs sans solvant: en particulier, les stratifiés ayant été produits avec des adhésifs sans solvant pour des applications d'emballage haut de gamme doivent être stockés pendant plusieurs jours avant d'être appliqués à des emballages alimentaires. Ces durées de stockage sont nécessaires pour développer la force de liaison pour les processus de découpe et de scellage ultérieurs et pour éliminer les ingrédients de faible poids moléculaire présentant un potentiel de risque toxicologique pour les aliments emballés. Un autre inconvénient des adhésifs sans solvant peut être que l'aspect visuel des impressions et la transparence des stratifiés transparents non imprimés peuvent être significativement pires que ceux des stratifiés produits avec des adhésifs à base de solvant.

Compte tenu des limites des adhésifs de stratification actuels à base de solvants et sans solvants, la question se pose: les adhésifs à base d'eau peuvent-ils être une alternative intéressante?

La résistance au pelage d'une liaison stratifiée dépend dans une large mesure du poids moléculaire de l'adhésif. Pour créer une force d'adhérence significative, les adhésifs polymères doivent avoir au moins un poids moléculaire moyen de plusieurs 10000 Dalton. Un défi pour les adhésifs polyuréthanes à deux composants utilisés aujourd'hui est que l'accumulation de poids moléculaire dans l'adhésif entre les films nécessite une certaine période de temps.

Avant que l'adhésif réactif n'ait atteint un poids moléculaire suffisant, le stratifié ne présente qu'une résistance très limitée aux contraintes mécaniques. Lors de l'utilisation d'adhésifs sans solvant, qui partent généralement de composants de très faible poids moléculaire (figure 1), il existe un risque qu'immédiatement après le laminage de la deuxième bande, les films se déplacent les uns contre les autres en raison d'une force de liaison non encore assemblée. Dans ce cas, un traitement rapide des rouleaux de stratifié fraîchement préparés est difficile. Le rembobinage et le refendage ne sont possibles qu'après plusieurs heures de stockage des rouleaux stratifiés, et le risque de télescopage des rouleaux est omniprésent. Les opérations de thermoscellage ne peuvent être effectuées généralement qu'après plusieurs jours, car la contrainte mécanique élevée exercée sur le stratifié pendant le processus de scellage nécessite une force de liaison suffisamment forte de l'adhésif de stratification.

En plus de la résistance à l'état vert limitée, les utilisateurs d'adhésifs polyuréthanes réactifs sont confrontés à un autre problème, à savoir le risque de contaminer les aliments emballés avec des composants toxiques. Habituellement, les adhésifs à base de solvant et en particulier sans solvant contiennent quelques pour cent d'isocyanates aromatiques monomères, par exemple le diisocyanate de diphénylméthane (MDI). Ce produit chimique est utilisé comme composant des adhésifs en raison de sa réactivité chimique élevée pour permettre une accumulation rapide du poids moléculaire et de celui-ci la force de liaison. S'il reste de l'isocyanate aromatique n'ayant pas réagi dans l'adhésif, il existe un risque que cet isocyanate migre à travers le film stratifié interne dans l'aliment emballé et s'y hydrolyse pour former une amine aromatique.

Ces amines aromatiques sont soupçonnées de provoquer le cancer et ne doivent pas être détectées dans les aliments. En raison de ce danger, il doit s'écouler plusieurs jours entre la production du stratifié et le remplissage de l'emballage flexible avec des aliments. Ce temps de stockage garantit que l'isocyanate aromatique dans la couche adhésive a été complètement converti en un produit non toxique, en étant incorporé dans le réseau polymère de l'adhésif. Ces dernières années, pour les adhésifs sans solvant, ce temps d'attente pourrait être considérablement réduit grâce aux innovations chimiques, cependant, même aujourd'hui, il est généralement d'au moins quelques jours de temps de stockage. Pour les applications hautes performances, par ex. emballage autoclave, les temps de stockage nécessaires peuvent atteindre jusqu'à 2 semaines dans des chambres chauffées.

Une série d'adhésifs de stratification à base d'eau a été développée avec succès pour les applications d'emballage flexible. Comme démontré dans cet article, les adhésifs à base d'eau offrent une excellente sécurité alimentaire et une excellente résistance adhésive à l'état vert, qui à leur tour rendent le traitement en ligne possible pour raccourcir le temps global du processus de conversion. De plus, une excellente clarté du film et une brillance d'impression peuvent être obtenues. Avec ces avantages, l'adhésif à base d'eau est un choix très attrayant d'adhésifs de stratification pour l'industrie croissante de l'emballage flexible.

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