Polylactide (PLA) ist ein Polymer, das aus natürlich vorkommenden zuckerhaltigen Pflanzen wie Mais, Weizen oder Rüben gewonnen wird. Dextrose wird durch einen Fermentationsprozess in Milchsäure und anschließend in vielseitige Polymere umgewandelt, die zur Herstellung von kunststoffähnlichen Harzen oder Fasern verwendet werden können.
Benetzbarkeit von PLA vor und nach der Corona-Behandlung
Die Benetzbarkeit ist ein Indikator, der die Chancen optimaler Druck- und Laminierverfahren auf dem Material bewertet.
Ferrarini & Benelli führte einen Corona-Behandlungstest mit PLA in flexiblem Folienformat (EarthFirstTM EF BCP 25µ) durch, das von SIDAPLAX und in Zusammenarbeit mit NatureWorks LLC geliefert wurde, das PLA unter dem Markennamen IngeoTM herstellt.
Zur Messung der Ergebnisse wurde die Methode ASTM D25 78 mit Formamid- und Cellosolve-Lösungen und einem Pinselapplikator verwendet. Die Verwendung anderer Applikatoren oder anderer Lösungen kann zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.
1 Corona Behandlung mit Keramikelektroden und Entladungswalze, die mit leitfähiger Keramik beschichtet ist
Mit Laborgeräten durchgeführter Test an Proben von PLA-artigem Material in Platten. Anfängliche Oberflächenspannung: 38 Dyne/cm.
| Verwendete Leistung | Endgültige Oberflächenspannung |
|---|
40 watt*min/m2 | 46 dyne/cm. |
80 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
>100 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
2 Corona Behandlung mit Aluminiumelektroden und silikonummantelter Entladungswalze
Mit Laborgeräten durchgeführter Test an Proben von PLA-artigem Material in Platten. Anfängliche Oberflächenspannung: 38 Dyne/cm
| Verwendete Leistung | Endgültige Oberflächenspannung |
|---|
30 watt*min/m2 | 46 dyne/cm. |
60 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
>100 watt*min/m2 | 48 dyne/cm |
3 Corona-Behandlung mit Keramikelektroden und leitfähiger, keramikbeschichteter Walze
Auf einer Auf- und Abwickelanlage durchgeführter Test mit Proben von PLA-artigem Material auf einer Rolle. Anfängliche Oberflächenspannung: 38 Dyne/cm.
| Verwendete Leistung | Endgültige Oberflächenspannung |
|---|
40 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
80 watt*min/m2 | 50 dyne/cm. |
>100 watt*min/m2 | 50 dyne/cm |
Der Einsatz eines Plasmabehandlungssystems mit Brenner erwies sich als unpraktisch, da die Plasmaentladung eine sehr hohe Temperatur hat, die das Material verformt.
Schlussfolgerungen
Tests zeigen eine gute Reaktivität des PLA-Materials auf den Coronaeffekt. Die erreichbaren Oberflächenspannungen sind recht hoch, was auf eine gute Benetzbarkeit schließen lässt. Man kann also davon ausgehen, dass PLA ein Material ist, das sich gut für die Verarbeitung in den verschiedenen Phasen der Verpackung (Druck oder Laminierung) eignet. Tests zeigen auch, dass das Material:
- nach Erreichen eines bestimmten Wertes eine Barriere darstellt und seine Benetzbarkeit auch bei Verwendung höherer Leistungen nicht weiter steigt
- bei Behandlung mit Aluminiumelektroden geringere Leistungskoeffizienten als die Behandlung mit Keramikelektroden erfordert (25 % weniger Leistung)
- Die Ergebnisse der Inline-Behandlung sind zufriedenstellender als die des Labortests (die Oberflächenspannung ist unter den gleichen Bedingungen um 2 dyne/cm höher).