El uso de láminas coextruidas multicapa está muy extendido en diversos sectores, entre ellos el del envasado de alimentos. En este sector, es esencial ofrecer unas excelentes cualidades de barrera para preservar la calidad del producto y aumentar su vida útil. El rendimiento de barrera de estas películas puede mejorarse eficazmente mediante el uso de técnicas de modificación de la superficie, que ofrecen opciones útiles. El propósito de este artículo es ofrecer una investigación detallada de diversos procedimientos de modificación de superficies, como el tratamiento con plasma, las tecnologías de recubrimiento y las modificaciones de la topografía superficial, con el objetivo de destacar el papel que desempeñan estos enfoques en la mejora de las propiedades de barrera de las películas coextruidas multicapa.
El tratamiento del plasma
El tratamiento con plasma es un enfoque versátil para la modificación de superficies que requiere exponer la película a un plasma de gas ionizado a baja temperatura; este proceso se conoce como tratamiento con plasma. Mediante este procedimiento, se alteran las propiedades superficiales de la película, lo que en última instancia se traduce en una mejora del rendimiento de la barrera. La aplicación del tratamiento con plasma tiene el potencial de aumentar la energía superficial de la película, mejorando así la humectabilidad y la adhesión de recubrimientos secundarios o capas de barrera. Además, elimina las impurezas, lo que mejora la limpieza de la película y garantiza la mejora de sus propiedades de barrera.
Al tratarse de un procedimiento en seco, el tratamiento con plasma elimina la necesidad de utilizar disolventes o productos químicos, lo que supone una ventaja significativa. Según los efectos que se requieran para la modificación de la superficie, es posible llevar a cabo el proceso con diversos gases, como oxígeno, nitrógeno o argón. Para conseguir las características superficiales y la mejora de la barrera requeridas, es posible optimizar los parámetros de tratamiento, que incluyen la potencia del plasma, el tiempo de tratamiento y el caudal de gas.
Métodos de recubrimiento de materiales
Para mejorar aún más las cualidades de barrera de las películas coextruidas multicapa, los procesos de revestimiento añaden una capa de barrera adicional a la superficie de las películas. El rendimiento de barrera necesario puede lograrse mediante la utilización de una amplia gama de materiales y procesos de revestimiento.
Los revestimientos de óxido de silicio (SiOx) y óxido de aluminio (AlOx) se utilizan con frecuencia para mejorar las propiedades de barrera de las películas. Estos revestimientos se aplican mediante procesos como la deposición química en fase vapor mejorada por plasma (PECVD) o la pulverización catódica. Los revestimientos de SiOx y AlOx ofrecen una resistencia superior a los gases y la humedad, lo que reduce eficazmente la permeabilidad y mejora el rendimiento de barrera.
Además, los revestimientos de barrera pueden mezclarse con otros revestimientos funcionales para obtener específicamente las cualidades de barrera deseadas. Un ejemplo es la aplicación de revestimientos antimicrobianos, que pueden utilizarse para impedir el crecimiento de microorganismos y garantizar la seguridad de los alimentos. Por otro lado, los revestimientos que eliminan el oxígeno pueden eliminar el oxígeno del envase, prolongando así la vida útil de los productos sensibles al oxígeno.
Alteraciones de la topografía y de la superficie
Las propiedades de barrera de las películas coextruidas multicapa pueden alterarse considerablemente modificando la topografía de la superficie. Es posible mejorar el rendimiento de barrera de una película reduciendo el área de contacto entre la película y las sustancias que pueden atravesarla. Esto puede lograrse modificando la estructura de la superficie.
La topografía de la superficie puede modificarse mediante técnicas como el gofrado, el estampado por láser o la nanoestructuración. Mediante el uso de estas tecnologías se crean microestructuras o nanoestructuras en la superficie de la película, que también modifican la rugosidad de la superficie o introducen características geométricas particulares, respectivamente. Como barrera, la estructura superficial modificada impide que los gases y la humedad atraviesen la película. Esto se consigue impidiendo su difusión.
A la hora de seleccionar la técnica de modificación de la topografía superficial, deben tenerse en cuenta tanto el aumento deseado de la barrera como las necesidades específicas de la aplicación. A diferencia del estampado por láser, que permite un control preciso de la estructura superficial, el gofrado es adecuado para la producción a gran escala y puede producir patrones regulares. La fabricación de estructuras superficiales altamente personalizadas con características a nanoescala es posible gracias al uso de técnicas de nanoestructuración como la deposición y el autoensamblaje de nanopartículas.
Las técnicas de modificación de la superficie desempeñan un papel fundamental en el aumento del rendimiento de barrera de las películas coextruidas multicapa. La aplicación del tratamiento con plasma permite alterar la energía superficial, la limpieza y las cualidades de adhesión, todo lo cual contribuye a mejorar el rendimiento de barrera. Los revestimientos de SiOx y AlOx son dos ejemplos de tecnologías de revestimiento que ofrecen una capa de barrera adicional, lo que reduce significativamente la permeabilidad. La estructura superficial de la película se modifica mediante alteraciones topográficas de la superficie, como el gofrado, el estampado por láser o la nanoestructuración. Estas modificaciones impiden la difusión de gases y humedad en la superficie.
Los fabricantes pueden conseguir películas coextruidas multicapa con mayores cualidades de barrera utilizando diversas tecnologías de modificación de la superficie. Esto contribuye a mantener la calidad del producto y a prolongar la vida útil de los artículos envasados. Los continuos avances en las técnicas de modificación de superficies contribuyen al desarrollo de soluciones de envasado innovadoras y respetuosas con el medio ambiente para diversas industrias, incluida la del envasado de alimentos.
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