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Trattamento corona del PLA (acido polilattico)

Il PLA è una materia plastica organica, totalmente compostabile, utilizzata nel settore imballaggio. Abbiamo effettuato un test per dimostrare la buona reattività di questo materiale al trattamento corona.

L’acido polilattico (PLA) è un polimero derivato da piante ricche di zucchero naturale come il mais, il grano o la barbabietola. Il destrosio viene convertito in acido lattico attraverso un processo di fermentazione, e successivamente in polimeri versatili, che possono essere utilizzati per produrre resine simili alla plastica o fibre.

Bagnabilità del PLA prima e dopo il trattamento corona

La bagnabilità è un indicatore che valuta le possibilità di effettuare sul materiale processi di stampa ed accoppiamento ottimali.

Ferrarini & Benelli ha realizzato un test di trattamento corona sul PLA in formato film flessibile (EarthFirstTM EF BCP 25µ) fornito da SIDAPLAX e con la collaborazione di NatureWorks LLC che produce PLA con il marchio IngeoTM

Per la misurazione dei risultati è stato usato il metodo ASTM D25 78 con utilizzo di soluzioni di Formammide e Cellosolve ed applicatore a pennello. L’utilizzo di altri applicatori o di soluzioni differenti potrebbero dare risultati diversi.

1 Trattamento corona con elettrodi ceramici e rullo di scarica rivestito con ceramica conduttiva

Test effettuato su apparecchiatura di laboratorio su campioni di materiale tipo PLA in fogli. Tensione superficiale iniziale: 38 dyne/cm.

Potenza impiegata

Tensione superficiale finale

40 watt*min/m2

46 dyne/cm.

80 watt*min/m2

48 dyne/cm.

>100 watt*min/m2

48 dyne/cm.

2 Trattamento corona con elettrodi in alluminio e rullo di scarica rivestito con guaina di silicone

Test effettuato su apparecchiatura di laboratorio su campioni di materiale tipo PLA in fogli. Tensione superficiale iniziale: 38 dyne/cm

Potenza impiegata

Tensione superficiale finale

30 watt*min/m2

46 dyne/cm.

60 watt*min/m2

48 dyne/cm.

>100 watt*min/m2

48 dyne/cm

3 Trattamento corona con elettrodi ceramici e rullo rivestito con ceramica conduttiva

Test effettuato su linea avvolgitore-svolgitore su campioni di materiale tipo PLA in bobina. Tensione superficiale iniziale: 38 dyne/cm.

Potenza impiegata

Tensione superficiale finale

40 watt*min/m2

48 dyne/cm.

80 watt*min/m2

50 dyne/cm.

>100 watt*min/m2

50 dyne/cm

L’utilizzo di un sistema di trattamento plasma a torcia  si è rivelato non praticabile in quanto la scarica-plasma ha una temperatura molto elevata che deforma il materiale.

Conclusioni

I test dimostrano una buona reattività del materiale PLA all’effetto corona. I livelli di tensione superficiale raggiungibili sono piuttosto elevati e questo implica una buona bagnabilità.  Si può ritenere dunque che il PLA sia un materiale che ben si presta ad essere trasformato nelle varie fasi del packaging (stampa o accoppiamento). I test mostrano anche che il materiale:

  • dopo il raggiungimento di un certo valore presenta una barriera e non aumenta ulteriormente la propria bagnabilità anche con l’impiego di potenze maggiori
  • trattato con elettrodi in alluminio necessita di coefficienti di potenza inferiori rispetto all’utilizzo di elettrodi ceramici (25% di potenza in meno)
  • trattato in linea presenta risultati più soddisfacenti rispetto al test di laboratorio (tensione superficiale maggiore di 2 dyne/cm a parità di condizioni).