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Soluciones flexibles

16 may 2016

Laminación por adhesivo de sustratos para empaques flexibles

Tal y como prometí, inicio este post hablando de los procesos más comunes de la laminación por adhesivo de sustratos que se utilizan, posteriormente, para crear estructuras para flexibles, de diferente número de capas.

Debemos recordar en este punto que el éxito de un laminado flexible de varias capas está en que su adherencia entre capas sea tan alta que éste se comporte como si fuera una sola.

A medida que avancemos hablaremos de valores, de tal forma que todo el análisis y el viaje que hagamos a través del mundo de la laminación sea objetivo y cuantificable, porque como todos los procesos (la laminación no es la excepción) necesitamos controlar, y para controlar necesitamos medir, y así es que podemos estandarizar.

Empezaremos este post explicando por qué la laminación de sustratos en los empaques flexibles, los conceptos básicos de la laminación húmeda y de la laminación seca, para terminar mencionando los tres sistemas más utilizados y en los cuales nos enfocaremos. Ellos son: la laminación con adhesivo base solvente, la laminación con adhesivo sin solvente, y la laminación base agua.

No obstante los invito a enviarme también, a través de este blog, todas las preguntas que tengan, incluso si se trata de procesos de laminación como el UV, el EB entre otros.

Existe la laminación por extrusión coating que será tratada posteriormente en otro post.

 

Introducción

La amplia variedad de productos presente hoy en la industria de empaques flexibles no sería posible hoy si no existieran los sistemas modernos de adhesivos. La evolución de la industria del empaque flexible ha estado muy ligada al desarrollo de los nuevos materiales para la fabricación de adhesivos, y de los avances en los procesos de producción. Estas tendencias han conducido a estructuras de alta calidad y técnicamente exigentes por parte del consumidor.

Para muchas aplicaciones de empaques flexibles, el uso de un solo material puede no satisfacer todas las propiedades exigidas por un producto. En estos casos, una estructura compleja de dos o más capas de material pueden suministrar el desempeño esperado. Una forma común de crear esta situación compleja es laminar varias películas poliméricas a otras películas, aluminio, papel, etcétera, con un adhesivo polimérico.

Esta solución es normalmente empleada en la industria del empaque donde el producto final requiere propiedades multifuncionales, tales como un alto esfuerzo de tensión y alta permeabilidad a los gases. Estas son llamadas generalmente películas de barrera. La construcción del laminado puede ser complicada debido a la naturaleza de la aplicación específica. Un laminado típico utilizado en la industria del empaque para alimentos, por ejemplo, puede ser una estructura multicapa formada por Poliéster/adhesivo/aluminio/adhesivo/polietileno, o en la industria de cuidado del hogar o personal Poliéster/adhesivo/polietileno.

Los adhesivos para empaque flexible están disponibles en una gran variedad de tecnologías, viscosidades y concentración de sólidos. Existen tres categorías básicas de adhesivos para laminación en las cuales estaremos enfocados

  • Base solvente
  • Base sin solvente (100% sólidos)
  • Base agua

 

Cada categoría tiene un número aplicable de polímeros base, y una amplia variedad de posibilidades de formulación. Las formulaciones específicas dependerán mucho de la naturaleza de los procesos empleados para la laminación, la naturaleza de la película base, y de las propiedades físicas finales deseadas.

Discutiremos primero los principios de la laminación en húmedo (wet bonding), y en seco (dry bonding), para luego seguir con una discusión general y básica de la química de los principales sistemas de adhesivos que usualmente se emplean.

 

Laminación en húmedo y en seco
La manufactura de películas laminadas es, relativamente, un proceso continuo de  recubrimiento y unión de estas. Posteriormente se muestran ilustraciones genéricas de líneas de producción típicas de laminados flexibles; los procesos específicos difieren principalmente de cómo el adhesivo es aplicado y convertido de un líquido a un sólido.

Estos procesos son generalmente clasificados ya sea como procesos de laminación en seco, o como procesos de laminación en húmedo.

Los aspectos básicos e importantes en laminación son: las embobinadoras y desembobinadoras de las películas, el aplicador del adhesivo y la unidad de laminación. En este punto es muy importante definir una palabra que utilizaremos mientras hablemos de laminación de dos sustratos: NIP de laminación, que se define como un conjunto de rodillos paralelos que hacen presión el uno sobre el otro. En la laminación el NIP de laminación es el encargado de unir uno o más sustratos ejerciendo presión una vez el adhesivo haya sido aplicado entre éstos.

Laminación en húmedo
La laminación en húmedo es un proceso utilizado para laminar dos sustratos, donde normalmente uno de ellos es poroso, tal como el papel. Por ejemplo, una laminación  de un foil de aluminio a papel puede ser llevada a cabo a través de un proceso de laminación en húmedo. Una vez los dos sustratos están unidos pasan por un horno para llevar a cabo el proceso de secado.

 

Laminación en húmedo.

 

Laminación en seco
La laminación en seco es aquella en la cual el adhesivo es primero secado antes de la laminación. El adhesivo es aplicado a uno de los sustratos y secado en un horno antes de unirse al otro sustrato, la fuerza de laminación es alcanzada en un NIP de laminación con temperatura y presión.

 

Laminación en seco.

 

Luego de esta introducción básica de las formas de laminar, en nuestro siguiente post profundizaremos en los tres procesos de laminación más utilizados en la industria de los empaques flexibles: Base solvente, base sin solvente y base agua. Revisaremos para cada uno la química básica de sus adhesivos, los elementos que lo conforman, sus ventajas y desventajas, y daremos ejemplos de aplicaciones.
Posteriormente profundizaremos en cada uno de los elementos más importantes:

  • Desembobinador primario y secundario
  • Unidad de aplicación de adhesivo
  • Horno de secado
  • Rodillo laminador
  • Embobinador
  • Alineadores

Algo sumamente importante es que toda máquina debe tener un sistema de control de tensión, y a este tema le dedicaremos suficiente tiempo, debido a su alta influencia en los problemas del día a día, y a muchos de los defectos por los cuales nos rechazan materiales nuestros clientes.

¡Hasta la próxima!

 


Palabras relacionadas:
cómo laminar sustratos por adhesivo para empaques flexibles, laminación de sustratos para flexibles, laminación en húmedo, laminación en seco, procesos comunes de laminación de sustratos para empaques flexibles, qué es la laminación, laminar flexibles
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MARIBEL
04 de septiembre de 2019 a las 07:33

Buenos días, por favor si me pueden ayudar con lo siguiente. En el proceso de laminación que solvente es recomendado para limpiar los rodillos de transferencia de goma.

WILMER
09 de septiembre de 2019 a las 13:48

Maribel, buenas tardes Normalmente se utiliza como solvente acetato de etilo limpio, no recuperado. Atte Wilmer

Laura
08 de agosto de 2019 a las 09:11

Buenos días: ¿Existe en el mercado un adhesivo que tenga coloración blanca que permita, reducir los costos de los blancos que se usan para mejorar la apariencia de los impresos ?

WILMER SAAVEDRA CHACIN
11 de agosto de 2019 a las 10:22

Hola Laura Hasta donde conozco no existe. Normalmente lo que se hace es utilizar coextruidos pigmentados blanco para no utilizar tinta Blanca. Atte Wilmer

Julio Sanchez
23 de junio de 2019 a las 14:01

Buenas tarde una consulta q tipo de adhesivo reticulante se recomienda para laminado de biopp con pe Gracias Ricardo Sanchez 00591 78841262

WILMER
24 de junio de 2019 a las 11:00

Hola Ricardo, Para qué tipo de aplicación es? Con solventes o sin solventes? aTTE Wilmer

Raul
23 de julio de 2019 a las 14:47

Hola Irma, nuestra empresa también se dedica a fabricar adhesivos base solvente bi componente y monocomponente, estamos a y tus ordenes, si gustas te podemos enviarte el catalogo de productos.

IRMA
27 de agosto de 2019 a las 17:57

buenas tardes, si fueras tan amable en enviarme en enviarme tus catalogos.quedo a tus ordenes, buena tarde

WILMER
28 de agosto de 2019 a las 14:07

Buenas tardes Irma, Por correo le envié información. Atte Wilmer

IRMA
20 de junio de 2019 a las 17:46

buenas tardes, que empresas tienen adhesivos y catalizadores quedo a sus ordenes gracias

WILMER
21 de junio de 2019 a las 08:38

Hola Irma: Te menciono las siguientes que están en latinoamérica: Henkel, Fuller, Coim Saludos Wilmer

IRMA
21 de junio de 2019 a las 12:01

Wilmer, buenas tardes. Muchas gracias por tu atención. Fíjate que al momento de buscar FULLER me aparece la pagina de productos para el hogar, de casualidad tendras las paginas web quedo a tus ordenes, bello dia

WILMER
21 de junio de 2019 a las 12:25

Irma, Busca por favor por H.B. Fuller, www.hbfuller.com Wilmer

IRMA
24 de junio de 2019 a las 09:47

muchas gracias, bella semana

IRMA
27 de junio de 2019 a las 11:12

Wilmer como estas, nuevamente molestándote si me puedes orientar en donde consigo materiales biodegradables para armado de bolsas pouch,, nuestra impresión es con maquina HP INDIGO y laminamos base solvente. quedo a tus ordenes

WILMER
03 de julio de 2019 a las 11:47

Buenas tardes Irma, Perdona la demora en responder EarthFirst es una buena opción; www.earthfirstpla.com, quienes comercializan películas de PLA. Atte Wilmer

IRMA
05 de julio de 2019 a las 09:56

muchas gracias por tus atenciones, que tengas bello fin de semana

william
22 de enero de 2019 a las 12:32

buenas tardes estimado wilmer me pregunta es los polietilenos de baja densidad que se ocupan para laminación tienen que ser sin aditivos o con aditivos el problema es que tenemos deslaminacion entre un poliester y un polietileno de en un producto de bebida tipo naranja (citrico) espero comentarios. saludos..

WILMER
23 de enero de 2019 a las 07:30

Estimado William: Las películas, independiente si son solo de baja o no, a ser laminadas con otros sustratos, deben ser aditivadas para poder garantizar su funcionamiento, respecto a desliz(coeficiente de fricción) en las máquinas empacadoras. El punto aquí es que deben ser bien formuladas, de tal forma que los agentes deslizantes(oleamidas, erucamidas), no queden en exceso e interfieran con la fuerza de adherencia entre las capas. Te doy un par de ejemplos: 1.- para un calibre de 40 micras deben ser 400 ppm y unos 3000 de antiblock 2.- Para un calibre de 30 micras pueden ser 500 ppm con 3000 de antiblock La persona que formula en tu planta los adhesivos debe tener muy en cuenta la mezcla de deslizantes con el antiblock, ya que ambos trabajan para el tema de desliz en la película. Revisa que esta sea la causa de la delaminación, y no una interacción del producto empacado con la interfase adhesivo + tinta , en el tiempo. Cualquier cosa me comentas Atte Wilmer

samir
27 de noviembre de 2018 a las 00:15

Hola, me puedes ayudar en saber que maquinaria y que proceso debo seguir para laminar aluminio en textiles, en plasticos y en carton. Estoy interesado en comprar maquinaria para iniciar en el desarrollo de estos productos. Todo lo relacionado con laminar aluminio para diversos usos, especialmente para grado alimenticio

WILMER SAAVEDRA CHACIN
01 de diciembre de 2018 a las 12:10

Samir, buenas tardes Estoy revisando el tema,para textiles y cartón. Agradezco tu llamada como habíamos establecido. Atte Wilmer

CELIA
23 de noviembre de 2018 a las 06:00

Pregunta: ¿cuanto tiempo se debe esperar , mínimo, entre el proceso de impresión y de laminación , aplicacion de la cola ,para: Impresión con tintas solventes en BOPP sin blanco pero capa de tinta negro pleno impreso con anilox de 160lin vol 10 y laminacion del tipo: cola bi componentes laminacion con ldpe 200micras , ? que tipo de problemas puedo tener si lamino antes de tirmpo, ¿ hay algun modo de acelerar los tiempos de curado entre un proceso y otro en casos puntuales ?

WILMER SAAVEDRA CHACIN
24 de noviembre de 2018 a las 10:10

Estimada Celia, La única restricción que existe para imprimir el fondo negro y luego laminar con el bicomponente es que el material impreso tenga solventes retenidos < 10 mmg/mm2; si esta condición existe no hay ningún problema en laminar. Las tintas base Uretano tienen la capacidad de evaporar las tintas con facilidad; en caso de otro tipo de tintas se debe esperar más para la evaporación y seguramente habría que esperar entre varias horas hasta máximo un día. Pero lo importante es que los solventes retenidos al momento de laminar esté en los niveles mencionados anteriormente. Laminar con altos solventes hace que exista una interacción negativa entre el adhesivo y las tintas, produciendo baja adherencia entre los dos sustratos hasta el punto de tener delaminación. Mi sugerencia a procesos de curado , tal y como te comenté, es esperar a obtener el valor de solventes retenidos. Saludos Wilmer

Uriel
27 de febrero de 2018 a las 07:35

Buen día una pregunta yo tengo un laminado PET/LDPE y este al ser laminado pierde su resistencia al rasgado, por si solo el polietileno su fuerza de rasgado ronda los 800gf y ya laminado baja hasta alrededor de 50gf espero puedas orientarme a saber que está pasando gracias.

emilio
31 de octubre de 2017 a las 13:30

Buenos dias Estoy buscando ayuda para hacer un laminado PP/EVOH/PP Espesor de cada lamina de PP 1 mm Espesor de lamina EVOH 0,2 mm Gracias

Wilmer Saavedra Chacin
31 de octubre de 2017 a las 14:47

Emilio, buenas tardes Si entiendo tu pregunta, me estás hablando de una coextrusión para un recipiente rígido, no de un laminado flexible cuyos calibres máximos totales son de hasta 250 micrones. Mi comentario es debido a que los calibres que mencionas( 1mm=1000 micras) son de PP(1000 micras)/TIE/EVOH(200 micras)/TIE/PP(1000 micras), faltando los tie layers a cada lado del EVOH, donde cada tie layer debe ser de por lo menos otras 200 micras. Espero esta información sea de tu utilidad. Atentamente Wilmer Saavedra

Luis
25 de octubre de 2017 a las 07:35

Hola Wilmer, quería consultarle por un problema de presencia de poliurea luego de la etapa de laminado, parte del isocianato que se utiliza como adhesivo migra a la superficie y reacciona con el antiestático adicionado en la etapa de extrusión, ¿tendrá alguna idea de como evitarlo?, desde ya muchas gracias por su respuesta.

Hoover
22 de septiembre de 2017 a las 13:08

Muy buenas tardes Wilmer, hemos tenido problemas de telescopeo en los rollos cuando laminamos con base solvente y una aplicación por encima de 2,7 gramos metros cuadrados de adhesivo

Nestor
28 de septiembre de 2018 a las 16:58

Hola Dependiendo del proveedor de adhesivo y máquina, me parece que 2.7 gramos es ya un límite superior, puede ser el coeficiente de fricción de as películas que estas utilizando (que sea muy bajo y resbalen entre ellas) o qué las tensiones de embobinado (taper) sean erróneas (mal ajuste) o leídas (sensor en error)...algunas ideas, suerte!

MADELYN
10 de agosto de 2017 a las 11:25

tengo problemas con el laminado PEBD 30 + PEBD 25... NO PODEMOS CONTROLAR EL CURLIN.. NORMALMENTE SE PRESENTA EN EL MATERIA IMPRESO.. BAJAMOS LA TENSION Y AUN PERSISTE EL PROBLEMA

Wilmer Saavedra Chacin
10 de agosto de 2017 a las 13:29

Hola Madelyn, Laminar dos PE , implica un estrecho control de tensión de ambas películas, debido a que él PE tiene un % de elongación alto. Te sugiero colocar valores bajos de tensión en ambas películas e iniciar a laminar y dependiendo hacia dónde vaya el curling empezar a subir y/o bajar tensión en cada una (asumo por los calibres de película y por ser PE, que la laminación es por adhesivo sin solventes. Me gustaría tener un par de fotos del curling que están viviendo y hablar contigo por teléfono, ya mismo te escribo por email para que ampliemos información y hablemos por teléfono. Saludos

john
05 de julio de 2017 a las 06:06

Buen dia Muy interesante su aporte. tengo una pregunta? Referente a las fuerzas de laminación cual seria los rangos o el estándar y cuál es la unidad de medida más apropiada para comprobar estas fuerzas saludo cordial

wilson
10 de agosto de 2016 a las 15:46

Opero una laminadora por adhesivo y cuando lamino trabajos full color salen como unas burbujas de aire bien pequeñas. No es todo el tiempo. Se nota mas en las parte blancas y cuando lamino nylon/ aluminio. También opero una laminadora por extrución y me gustaria tener mas info sobre este tipo de laminación.

Wilmer Saavedra Chacin
24 de agosto de 2016 a las 12:59

Estimado Wilson, Por favor envíame una foto del problema y así poder ayudarte mejor.El tema de burbujas, tal y como lo mencionas podría ser por falta de recubrimiento del color blanco o por falta de secado del solvente de las tintas, que al no estarlo, se evaporan durante el proceso de laminación, pero estos gases ya no pueden salir, principalmente cuando tienes materiales como Nylon o poliéster que son buena barrera a los gases. En el blog del mes de Agosto, hablaremos sobre problemas de laminación, y creo puede ser de tu ayuda. Envíame por favor tu correo electrónico para enviarte información sobre el proceso de extrusión. Gracias

Wilmer Saavedra Chacin
24 de agosto de 2016 a las 13:00

Mi correo es wilmersaavedra1@gmail.com Gracias

wilson
29 de agosto de 2016 a las 15:30

Mi correo electrónico: wrubert27@gmail.com La foto se enviare luego.

wilson
29 de agosto de 2016 a las 15:27

Gracias por contestar mi duda. Yo también imprimo y ahora con tu contestación entendiendo un poco mas. Subiré la capacidad del anilox para que recubra con mas tinta. Estaré pendiente a sus post. Gracias.