Usar recubrimiento por extrusión, laminación por extrusión o laminación de dos películas?. Si la meta es hacer una estructura compuesta, hay mas de una forma de llegar allí.
Todos los procesos arriba citados son técnicas diferentes de fabricación que puede usar un convertidor para hacer una estructura laminada. las propiedades físicas y las características de desempeño de algo hecho por recubrimiento y laminación por extrusión pueden ser idénticas a las hechas por laminación de películas. Muchos de los componentes de la estructura final pueden también ser los mismos.
Dos ejemplos
Para entender las diferencias entre los tres procesos, consideremos los ejemplos de dos estructuras. Una es un material para sobres y el otro es una que se usa para la ndustria hospitalaria. Un sobre típico es una combinación de papel/polietileno/folio/PE. El material usado para embalaje hospitalario consiste de poliéster/PE/folio/PE.
Algunos harán el material del sobre usando un adhesivo de laminación en las tres interfases. De alguna forma, ellos laminaran los cuatro sustratos, probablemente usando tres operaciones separadas de laminación o quizás haciéndola en laminadores tandem. Otros fabricantes combinaran el papel con el folio usando laminacion por extrusion. Esta porcion de la estructura recibira luego la capa restante de PE con recubrimiento por extrusion o quizas una laminacion por adhesivo del material original a una pelicula de PE.
El ensamble del material de empaque hospitalario puede ocurrir en una forma similar. Los cuatro sustratos pueden hacer la combinacion usando laminacion por adhesivo. Alternativamente, la combinacion poliéster/folio puede usar laminacion por extrusion. La etapa final en esta estructura podria ser un adicional recubrimiento por extrusion o una laminacion por adhesivo para introducir la otra capa de PE.
Un patron obvio emerge de estos ejemplos. Las opciones existen cada vez que la estructura contenga PE. El PE puede estar presente en una o mas capas. La introducción del PE puede usar una película de PE en un proceso de laminación o gránulos de PE en un proceso de extrusion.
Recubrimiento por Extrusión, Laminación por Extrusión
El proceso de extrusión como parte de una operación de conversión que esta haciendo una estructura compuesta puede ser recubrimiento por extrusión o laminación por extrusión.
Recubrimiento por extrusión es el proceso que deposita una capa fundida de un extruído sobre un sustrato. El sustrato puede ser papel, folio, o aun una película plástica que soportara la temperatura del polímero fundido extruído. Este polímero fundido es un liquido muy viscoso que realmente fluye sobre el sustrato. Durante el proceso de flujo, el polímero humedece totalmente la superficie entera. En sustratos porosos como el papel, también entra dentro de los intersticios de la superficie rugosa. Ambos fenómenos son contribuyentes importantes para la adhesión.
Otro factor que influencia la unión resultante es la adhesión especifica - cuan bien el polímero fundido se junta o adecua a la composición química del sustrato.
La laminación por extrusión en una operación de conversión es la combinación de dos sustratos usando un polímero fundido. En este caso, el extruído entra en la unión formada por dos rodillos. Dos sustratos también entran en la unión viajando sobre cada rodillo. El extruído, entonces, es la parte central del "sándwich" Los mismos factores mencionados arriba - flujo, rugosidad del sustrato y la adhesión especifica - son los factores que controlan la unión de los tres materiales en la estructura "sándwich" resultante.
Laminación de Películas - Un proceso diferente
El proceso de laminación de películas difiere completamente de los procesos de recubrimiento y laminación por extrusión; es la combinación de una película a otro sustrato - película, papel o folio - usando un adhesivo de laminación.
El adhesivo recubre uno de los sustratos de la laminación, se seca en un horno si contiene solvente o agua, y luego es combinado en una estación de rodillos calientes usando presión. Para productos terminados que contiene mas de dos sustratos, se requieren etapas adicionales de laminación.
La fuerza de la unión en una operación de laminación depende de las características especificas del adhesivo de laminación. Este debe tener suficiente fuerza cohesiva y la fuerza adhesiva necesaria para pegarse suficientemente a cada uno de los sustratos. Otras variables tales como peso del recubrimiento, temperatura de rodillos, nivel de tratamiento, etc., también influenciaran el valor final de la adhesión.
En la laminación de películas, el PE forma parte de la estructura a través de su introducción como película. Desde que la película de PE que compra un laminador fue realmente fabricada por el proveedor de películas usando gránulos de PE, uno podría considerar en el proceso de laminación, la introducción de un paso intermedio en la operación total para hacer la estructura final. La diferencia es que el convertidor o proveedor de resina no esta haciendo la película.
Donde entran los imprimantes (primers)?
La discusión de arriba sobre recubrimiento o laminación por extrusión no menciono un muy importante requerimiento de muchas operaciones de extrusión - el uso de un imprimante para proporcionar adhesión especifica. Consideremos otra vez la construcción mencionada arriba para uso en la industria de empaque hospitalario. Esta fue un estructura poliéster/PE/folio/PE. Esto es una simplificación, porque la estructura real muy probablemente sera poliéster/imprimante/PE/folio/imprimante/PE.
El imprimante entre el poliéster y el PE es necesario para que el poliéster se adhiera apropiadamente al PE. Asimismo, el imprimante entre el folio y el PE es necesario para formar una unión adecuada entre estos dos sustratos.
La aplicación de un imprimante a un sustrato antes de una operación de un recubrimiento o laminación por extrusión requiere algunas partes de equipo que son necesarios en una operación de laminación de películas: una estación de recubrimiento y una estación de secado. en algunos casos, un adhesivo de laminación tal como un poliuretano o un poliéster en solvente puede encontrar uso como un imprimante. Una regla general, es usar el adhesivo en alrededor de la mitad del peso normalmente aplicado cuando se usa como adhesivo. Algunos materiales tales como el PE imina o el etileno ácido acrílico son formulados específicamente como imprimantes.
Que técnica deberíamos usar?
Esta es la pregunta obvia en este punto. Desafortunadamente, la respuesta no es simple.
Primero, la selección depende del equipo disponible. Si un convertidor tiene solo una linea de laminación por adhesivo, este sera el método que usara para hacer la estructura. Asimismo, alguien que solo tenga extrusores obviamente optara por hacer las estructuras compuestas en esa forma.
Las operaciones de extrusión requieren corridas largas. Si un convertidor necesita producir una pequeña cantidad de material que requiere solo unas horas para hacerse, en este caso, la laminación por adhesivo es el método apropiado a seleccionar. El uso económico de una linea de extrusión requiere corridas largas. El tiempo necesario para que todas las variables alcancen las condiciones de equilibrio, es mucho mas largo que para un proceso de laminación por adhesivo. Una vez que toda la linea ha alcanzado el equilibrio, debería correr el mayor tiempo posible sin ningún cambio.
Las operaciones de extrusión pueden ofrecer al convertidor mayores oportunidades para usar una variedad de polímeros. Los usuarios de películas están bajo la restricción impuesta por el rango de películas disponibles de sus proveedores. Los extrusores pueden seleccionar desde un gran numero de materiales de PE. Ellos pueden usar también copolímeros y posiblemente mezclas de estos. Por lo tanto, mas opciones están disponibles.
Para un convertidor que esta comprando equipo nuevo y puede diseñar una linea para usar ya sea laminación por película o extrusión, la economía jugara un rol importante. Aunque el equipo para las operaciones de extrusión sea mas caro que el mas simple equipo de laminación, algunas plantas de laminación extensas con todas las opciones disponibles y/o equipo auxiliar podrían ser mas caras que los equipos mas baratos de extrusión.
El numero de procesos que un convertidor esta dispuesto a desarrollar también jugara un rol importante en la selección de la técnica. Laminar muchos sustratos podría tomar mas operaciones que la extrusión. Este es el caso especifico de la coextrusión. La coextrusión es la combinación de dos o mas polímeros fundidos en un solo extruído. Esta ofrece muchas ventajas, incluyendo la posibilidad de disminuir la cantidad de polímeros caros, usando materiales reciclados, minimizando el espesor, etc.
Una gran ventaja de la coextrusión es que puede reducir el numero de procesos necesarios para hacer una estructura compuesta. Hoy se pueden hacer estructuras coextruídas de mas de 11 capas.
Con tantos factores a considerar, ninguno de los métodos considerados aquí, es la "única mejor forma" para hacer cualquier complejo de empaque especifico. Un buen laminador puede hacer una laminación con los mismos materiales que un extrusor usaría con todas las propiedades necesarias. Asimismo, un buen extrusor puede hacer una laminación por recubrimiento o extrusión con los mismos materiales que un laminador usaría, con todas las propiedades necesarias.
De manera que se requiere un cuidadoso análisis de muchos factores para elegir el mejor método para tus aplicaciones especificas.
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