El proceso de laminación de envases flexibles implica la unión de varias capas de materiales flexibles para crear una única estructura de varias capas. Este proceso se utiliza para mejorar la resistencia, las propiedades de barrera y el aspecto del material de envasado. El proceso suele incluir los siguientes pasos:
Preparación del sustrato: El material flexible que servirá de capa base se prepara limpiándolo y tratándolo para garantizar una adhesión adecuada de las capas posteriores.
Recubrimiento: Cada capa adicional de material se recubre con un adhesivo o resina que unirá las capas. El revestimiento suele aplicarse con un rodillo o un dispositivo similar.
Laminado: Las capas se juntan y se presionan entre sí para formar una estructura única de varias capas. Para ello se suele utilizar un rodillo térmico o un equipo similar que aplica presión y calor para activar el adhesivo y unir las capas.
Acabado: A continuación, el material laminado se corta al tamaño y la forma deseados, y se completan otros pasos de acabado, como la impresión o el tratamiento de la superficie.
Existe una alta correlación entre la cantidad de adhesivo, la interfase tintas/adhesivo, los niveles de tensión y la calidad de las materias primas utilizadas en las capas, para que variables de calidad como planitud, apariencia del diseño y adherencia entre capas se mantengan dentro de los niveles especificados. Cada uno de ellos puede ser el resultado de producir materiales laminados que no pueden ser utilizados por nuestros clientes.
Ocurre cuando en pequeñas áreas a lo ancho, o en parte del ancho del rollo, existe una delaminación entre dos sustratos, principalmente entre PET/PE, BOPP/PE, PET/FOIL, BOPP/FOIL en trilaminados, y entre PET/PE, BOPP/PE en bilaminados, y pueden ser en dirección transversal o diagonal.
La causa más probable de túneles inicialmente a revisar es si el material está llegando al nip de laminación destensionado, de tal forma que se acumula periódicamente antes del nip para luego ser plegado por la presión de este. Debido a que la falta de tensión no es constante a lo ancho del material, el túnel aparece diagonal; la falta de tensión puede ser ocasionada por áreas destensionadas (baggy webs) de la película, o por desalineamiento de los rodillos.
Las zonas destensionadas normalmente son producidas por exceso de tensión y/o variación de calibre, principalmente en los coextruidos de PE utilizados como capas de selle. Estas variaciones deben ser máximo de +- 5% y distribuidas a lo ancho del rollo.
Algunas veces un rodillo de goma no impulsado puede estar aplicando mucha presión para que este pueda girar, si esta fuerza es suficiente para estirar los bordes de la película o presionar el centro de la película, entonces se pueden formar túneles. En este caso la solución está en revisar si existe desgaste en los rodillos midiento la tolerancia entre los dos rodillos con galgas.
Se debe revisar que el green tack del adhesivo sea suficiente para mantener las capas adheridas y planas cuando pasan por el nip. Existen túneles que ocurren después del proceso y esto implica que el rollo mantenga la tensión adecuada para vencer la fuerza del adhesivo y el rizado (buckling).
Las arrugas diagonales están orientas en ángulo con respecto a la dirección de la máquina, entre mayor el ángulo mayor el esfuerzo cortante, y todas las arrugas señalan hacia el mismo punto y espaciadas por igual, y se mueven hacia los lados.
La causa principal está en que algún rodillo, o el material, están torcidos o desalineados en el plano paralelo, variación en el diámetro del rodillo, variación de presión en el nip en los rodillos, diferencia de temperatura a lo ancho del rodillo en el caso de películas o foil de aluminio o de humedad (en el caso de papel o nylon), zonas destensionadas del rollo por variación de calibre, o por la distribución de tintas en el diseño.
En estos casos se debe revisar primero la calidad de los rodillos que la del material, si se sospecha que hay algo desalineado, y bajar y subir tensión. Como último recurso utilizar rodillos de propagación (spread rollers).
Defecto interno del rollo, que es aparente desde los bordes de este, pero donde capas específicas del material están comprimidas y forman un patrón de onda.
Este es uno de los problemas que más causa desperdicio en el proceso de laminación, ante la imposibilidad de verlo tempranamente, como lo son las arrugas o los túneles, ya que los rollos se ven muy bien saliendo de la máquina. Sin embargo, después de que han sido almacenados por un día o más, estas talladuras o rizado aparecen en las capas más cercanas al core o núcleo de cartón, o a partir de la mitad del rollo. Este material que ya tiene impresión, adhesivo y otros componentes, debe ser rechazado.
El concepto técnico en este defecto es que el rollo recién laminado y embobinado se cura en el almacenamiento, esto causa que las capas externas se contraigan y las externas se doblen hacia el core, colocándolas bajo un alto esfuerzo de compresión, lo cual fuerza el aire entre las capas a ser comprimido y/o expulsado.
Este problema es causado por un embobinado flojo, que luego es presionado con mayor tensión por las capas de arriba. Las causas más comunes son: Insuficiente torque diferencial, pérdida de tensión posiblemente en una unión, parada y reinicio a baja tensión, falta de funcionamiento del control de tensión automático, rápidos cambios de velocidad, ausencia de giro del lay on roller o del eje donde va el core, bajo calibre en los bordes del rollo, y desaceleración rápida del rollo.
La solución básica a este problema es embobinar el rollo con un inicio apretado y dar una tensión escalonada a medida que crece el rollo (taper tension). Debido al enfriamiento o la acción de curado del material, se sugiere una tensión escalonada entre 25% y 50%, además de utilizar una presión alta en el lay on roller para minimizar la cantidad de aire que va en el rollo, prestar especial atención al mantenimiento de los cilindros que ejercen presión sobre este lay on roller del último embobinador.
Pérdida de la planitud, el material tiende a irse hacia arriba o hacia abajo.
El Curling en los bilaminados es típicamente un tema de estiramiento o elongación de una de las capas, que puede ser corregido aumentando o disminuyendo la tensión de desembobinado del sustrato superior o del inferior, dependiendo de la dirección del curling.
Con un curling hacia arriba, se necesita menos tensión de desembobinado en el sustrato superior, o incrementar tensión en el sustrato inferior para aplanar el laminado, lo opuesto se recomienda para el curling hacia abajo. En laminaciones con materiales disímiles PET/BOPP, PET/PE, las diferencias y ajustes de tensión son un poco más complejos por la diferencia en el módulo de elasticidad de los materiales.
Un aspecto importante aquí es que los materiales que primero se imprimen deben llegar con tensiones o durezas bajas, (máximo 28 kilo newtons) y embobinarse a baja tensión, bajo el concepto que terminan su proceso de curado en almacenamiento.
Existen tres causas principales para los defectos de apariencia en las laminaciones del lado de las tintas: inadecuada temperatura del adhesivo, baja aplicación de adhesivo, o inadecuada temperatura del rodillo en el nip de laminación.
Dependiendo de la cantidad de tinta se debe o no incrementar la cantidad de adhesivo, entre mayor capa de tinta mayor debe ser la aplicación de adhesivo para lograr que el adhesivo llene las irregularidades de esta (Ver figura 2); igual de importante es la compatibilidad entre la línea de tintas y la línea del adhesivo, para esto siempre se debe consultar con los proveedores de ambos, y así evitar el rechazo de uno con el otro.
Existe una regla que puede ayudar en momentos difíciles de mala apariencia del laminado: Incremente la cantidad de adhesivo y/o disminuya velocidad de laminación, esta es una decisión pasajera ya que no es una buena decisión desde el punto de vista de costos.
Este fenómeno ocurre especialmente en las áreas blancas o de tintas claras donde los puntos grises son claramente visibles contra el blanco del fondo. Esta es una clase de pinhole (ausencia de tinta) relacionada con la pérdida de contacto.
Las burbujas causadas por la generación de CO2 debido a la reacción química del Polyol y los isocianatos aromáticos luce diferente de aquellas causadas por las razones mencionadas anteriormente. Ellas son considerablemente más grandes, desiguales en su forma, y se caracterizan por una especie de perla al borde de la burbuja, la cual es atribuible al desplazamiento del adhesivo por el gas. Debido a su falta de cohesividad, los adhesivos se reúnen al borde de la burbuja creando una perla visible.
Las partículas extrañas en las películas, tintas y adhesivos pueden producir una laminación defectuosa. Sin embargo, estas burbujas ocurren con menor frecuencia por unidad de área, y generalmente son considerablemente más grandes. La figura muestra una partícula en una capa de película vista desde arriba y en un corte seccional.
El atrapamiento de aire durante la laminación es causado con frecuencia por la dureza inadecuada de los rodillos de impresión. Si ellos son muy duros, la presión tan fuerte puede afectar el compuesto de la película. Por el contrario, si la presión es demasiado baja, las burbujas de aire no son completamente eliminadas. En general, el valor óptimo para la dureza de los rodillos de impresión es alrededor de 80 a 90º Shore A.
Con mucha frecuencia se encuentran burbujas en los bordes de las áreas impresas (donde termina el área impresa). Si estos bordes están en la dirección de impresión del rollo, la presión de embobinado es más baja allí, lo cual hace que los gases tengan suficiente espacio para reunirse. En tales casos, el llamado barnizado de soporte puede ser útil. Esta es una capa transparente que consta de una mezcla (tinta sin pigmentos) para balancear las diferencias de altura en la dirección de avance y en la dirección longitudinal.
La fuerza de adherencia entre dos o más sustratos puede verse afectada por los siguientes factores:
Desplazamiento lateral de las capas del rollo o del core.
El telescopeo se puede presentar así: En un solo lado, sólo cerca del centro y derecho hacia afuera, y hacia ambos lados.
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