L'utilisation de films coextrudés multicouches est très répandue dans toute une série d'industries, y compris l'industrie de l'emballage alimentaire. Dans ce secteur, il est essentiel de fournir des qualités de barrière exceptionnelles afin de préserver la qualité du produit et d'augmenter sa durée de conservation. Les performances barrières de ces films peuvent être améliorées efficacement par l'utilisation de techniques de modification de surface, qui offrent des options utiles. L'objectif de cet article est de fournir une étude détaillée des différentes procédures de modification de surface, telles que le traitement au plasma, les technologies d'enduction et les modifications de la topographie de surface, dans le but de mettre en évidence le rôle que ces approches jouent dans l'amélioration des propriétés de barrière des films coextrudés multicouches.
Le traitement du plasma
Le traitement au plasma est une méthode polyvalente de modification de la surface qui consiste à exposer le film à un plasma de gaz ionisé à basse température ; ce processus est connu sous le nom de traitement au plasma. Cette procédure permet de modifier les propriétés de surface du film, ce qui se traduit en fin de compte par une amélioration des performances de la barrière. L'application du traitement au plasma a le potentiel d'augmenter l'énergie de surface du film, améliorant ainsi la mouillabilité et l'adhésion des revêtements secondaires ou des couches barrières. En outre, il élimine les impuretés, ce qui améliore la propreté du film et garantit l'amélioration de ses propriétés de barrière.
Comme il s'agit d'une procédure sèche, le traitement au plasma élimine la nécessité d'utiliser des solvants ou des produits chimiques, ce qui constitue un avantage important. Selon les effets recherchés pour la modification de la surface, il est possible d'effectuer le processus avec différents gaz, notamment l'oxygène, l'azote ou l'argon. Afin d'obtenir les caractéristiques de surface et l'amélioration de la barrière requises, il est possible d'optimiser les paramètres de traitement, notamment la puissance du plasma, la durée du traitement et le débit de gaz.
Méthodes de revêtement des matériaux
Afin d'améliorer encore les qualités de barrière des films coextrudés multicouches, les procédés d'enduction ajoutent une couche de barrière supplémentaire à la surface des films. Les performances de barrière requises peuvent être obtenues grâce à l'utilisation d'une large gamme de matériaux et de procédés d'enduction.
Les revêtements en oxyde de silicium (SiOx) et en oxyde d'aluminium (AlOx) sont fréquemment utilisés pour améliorer les propriétés de barrière des films. Ces revêtements sont appliqués par des procédés tels que le dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD) ou la pulvérisation cathodique. Les revêtements en SiOx et AlOx offrent une résistance supérieure aux gaz et à l'humidité, ce qui réduit efficacement la perméabilité et améliore les performances de la barrière.
En outre, les revêtements barrières peuvent être mélangés à d'autres revêtements fonctionnels afin d'obtenir les qualités barrières souhaitées. Un exemple est l'application de revêtements antimicrobiens, qui peuvent être utilisés pour empêcher la croissance de micro-organismes et garantir la sécurité des aliments. D'autre part, les vernis capteurs d'oxygène peuvent éliminer l'oxygène de l'emballage, prolongeant ainsi la durée de conservation des produits sensibles à l'oxygène.
Altérations de la topographie de surface et altérations
Les propriétés barrières des films coextrudés multicouches peuvent être considérablement modifiées en changeant la topographie de la surface. Il est possible d'améliorer les performances de barrière d'un film en réduisant la surface de contact entre le film et les substances qui peuvent le traverser. Ceci peut être réalisé en modifiant la structure de la surface.
Les modifications de la topographie de la surface peuvent être réalisées à l'aide de techniques telles que le gaufrage, le modelage au laser ou la nanostructuration. Ces techniques permettent de créer des microstructures ou des nanostructures à la surface du film et de modifier la rugosité de la surface ou d'introduire des caractéristiques géométriques particulières. En tant que barrière, la structure de surface modifiée empêche les gaz et l'humidité de traverser le film. Pour ce faire, elle empêche leur diffusion.
L'augmentation souhaitée de la barrière et les besoins spécifiques de l'application doivent être pris en considération lors du choix de la technique de modification de la topographie de la surface. Contrairement au modelage au laser, qui permet un contrôle fin de la structure de la surface, le gaufrage convient à la production à grande échelle et peut produire des motifs réguliers. La fabrication de structures de surface hautement personnalisées avec des caractéristiques à l'échelle nanométrique est rendue possible par l'utilisation de techniques de nanostructuration telles que le dépôt de nanoparticules et l'auto-assemblage.
Les techniques de modification de la surface jouent un rôle clé dans l'amélioration des performances de barrière des films coextrudés multicouches. L'application d'un traitement au plasma permet de modifier l'énergie de surface, la propreté et les qualités d'adhérence, autant d'éléments qui contribuent à l'amélioration des performances de la barrière. Les revêtements SiOx et AlOx sont deux exemples de technologies de revêtement qui offrent une couche barrière supplémentaire, ce qui réduit considérablement la perméabilité. La structure superficielle du film est modifiée par des altérations de la topographie de surface telles que le gaufrage, le modelage au laser ou la nanostructuration. Ces modifications empêchent la diffusion des gaz et de l'humidité à la surface.
Il est possible pour les producteurs d'obtenir des films coextrudés multicouches avec des qualités de barrière accrues en utilisant diverses technologies de modification de la surface. Cela permet de maintenir la qualité du produit et de prolonger la durée de conservation des articles emballés. Les progrès constants des techniques de modification de surface contribuent au développement de solutions d'emballage innovantes et respectueuses de l'environnement pour toute une série d'industries, y compris l'industrie de l'emballage alimentaire.
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