Adhesivo de laminación a base de agua en comparación con el tipo a base de solvente y sin solvente

Hoy en día, el mercado de los adhesivos de laminación para envases de alimentos flexibles está dominado por sistemas de poliuretano reactivos sin solvente y a base de solventes. Los adhesivos reactivos sin solvente se han vuelto muy populares para sustituir los adhesivos a base de solventes, debido a las ventajas de costos y al hecho de que se evitan las emisiones de solventes orgánicos. Sin embargo, existen dos limitaciones de la tecnología de adhesivos sin solvente: especialmente los laminados que han sido producidos con adhesivos sin solvente para aplicaciones de empaque de alta gama deben almacenarse durante varios días antes de ser aplicados para el empaque de alimentos. Estos tiempos de almacenamiento son necesarios para aumentar la fuerza de unión para los procesos posteriores de corte y sellado y para eliminar ingredientes de bajo peso molecular con potencial de riesgo toxicológico para el alimento envasado. Otra desventaja de los adhesivos sin disolvente puede ser que el aspecto visual de las impresiones y la transparencia de los laminados transparentes no impresos pueden ser significativamente peores que la de los laminados que se producen con adhesivos a base de disolvente.

Teniendo en cuenta las limitaciones de los adhesivos de laminación actuales a base de solvente y sin solvente, surge la pregunta: ¿Pueden los adhesivos a base de agua ser una alternativa atractiva?

La resistencia al desprendimiento de una unión laminada depende en gran medida del peso molecular del adhesivo. Para crear una fuerza de unión significativa, los adhesivos poliméricos deben tener al menos un peso molecular medio de varios 10000 Dalton. Un desafío para los adhesivos de poliuretano de dos componentes que se utilizan hoy en día es que la acumulación de peso molecular en el adhesivo entre las películas requiere un cierto período de tiempo.

Antes de que el adhesivo reactivo haya alcanzado un peso molecular suficiente, el laminado muestra solo una resistencia muy limitada a la tensión mecánica. Cuando se utilizan adhesivos sin disolventes, que normalmente parten de componentes de muy bajo peso molecular (figura 1), existe el riesgo de que inmediatamente después de laminar la segunda banda, las películas se muevan entre sí debido a una fuerza de unión aún no ensamblada. En este caso, es difícil un procesamiento rápido de rollos laminados recién preparados. El rebobinado y el corte solo es posible después de varias horas de almacenamiento de los rollos de laminado, y el riesgo de que los rollos se plieguen es omnipresente. Las operaciones de termosellado se pueden realizar normalmente solo después de varios días, porque la alta tensión mecánica del laminado durante el proceso de sellado requiere una fuerza de unión suficientemente fuerte del adhesivo de laminación.

Además de la resistencia en verde limitada, los usuarios de adhesivos de poliuretano reactivos se enfrentan a otro problema, y ​​es el riesgo de contaminar los alimentos que se envasan con componentes tóxicos. Normalmente, los adhesivos a base de disolventes y especialmente los sin disolventes contienen un porcentaje de isocianatos aromáticos monoméricos, por ejemplo, diisocianato de difenilmetano (MDI). Este producto químico se utiliza como componente de los adhesivos debido a su alta reactividad química para permitir una rápida acumulación de peso molecular y, por tanto, la fuerza de unión. Si queda algo de isocianato aromático sin reaccionar en el adhesivo, existe el peligro de que este isocianato migre a través de la película laminada interna al alimento envasado y se hidrolice allí para formar una amina aromática.

Se sospecha que estas aminas aromáticas causan cáncer y no deben detectarse en los alimentos. Como consecuencia de este peligro, deben transcurrir varios días entre la producción del laminado y el llenado del envase flexible con alimentos. Este tiempo de almacenamiento asegura que el isocianato aromático en la capa adhesiva se haya convertido completamente en un producto no tóxico, al ser incorporado a la red polimérica del adhesivo. En los últimos años, para los adhesivos sin disolventes, este tiempo de espera podría reducirse significativamente gracias a las innovaciones químicas, sin embargo, incluso hoy en día, generalmente es de al menos algunos días de almacenamiento. Para aplicaciones de alto rendimiento, p. Ej. Envases esterilizables, los tiempos de almacenamiento necesarios pueden alcanzar hasta 2 semanas en cámaras calefactadas.

Se ha desarrollado con éxito una serie de adhesivos de laminación a base de agua para aplicaciones de envases flexibles. Como se demuestra en este documento, los adhesivos a base de agua ofrecen una excelente seguridad alimentaria y resistencia en verde del adhesivo, lo que a su vez hace posible el procesamiento en línea para acortar el tiempo total del proceso de conversión. Además, se puede lograr una excelente claridad de película y brillo de impresión. Con estas ventajas, el adhesivo a base de agua es una opción muy atractiva de adhesivos de laminación para la creciente industria de envases flexibles.

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