Film metallizzati, un aiuto nel settore della sicurezza e dell’anticontraffazione

Esempi di targhette Rfid con antenna. Rfid (Radio-Frequency IDentification), in italiano identificazione a radiofrequenza è una tecnologia per l’identificazione di oggetti, prodotti o confezioni basata sulla capacità di memorizzare dati da parte di particolari etichette/targhette elettroniche, chiamate tag o anche transponder, e sulla capacità di queste di rispondere all’interrogazione a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili (reader). Questa identificazione avviene mediante radiofrequenza, grazie alla quale un reader è in grado di comunicare e/o aggiornare le informazioni contenute nei tag. Il loro impiego nel packaging sta crescendo e avrà come conseguenza pratica l’abolizione dei codici a barre e relativi sistemi di lettura.
Esempi di targhette Rfid con antenna. Rfid (Radio-Frequency IDentification), in italiano identificazione a radiofrequenza è una tecnologia per l’identificazione di oggetti, prodotti o confezioni basata sulla capacità di memorizzare dati da parte di particolari etichette/targhette elettroniche, chiamate tag o anche transponder, e sulla capacità di queste di rispondere all’interrogazione a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili (reader). Questa identificazione avviene mediante radiofrequenza, grazie alla quale un reader è in grado di comunicare e/o aggiornare le informazioni contenute nei tag. Il loro impiego nel packaging sta crescendo e avrà come conseguenza pratica l’abolizione dei codici a barre e relativi sistemi di lettura.

Pubblichiamo i risultati di un interessante studio sugli aspetti positivi e le carenze della stampa su supporti metallizzati impiegati nel packaging e nella decorazione. Ad oggi tali film vengono impiegati in ambiti quali sicurezza e anticontraffazione.

I film metallizzati sono film polimerici su cui viene depositato, mediante vaporizzazione, un sottile strato di metallo, normalmente alluminio. Essi presentano un aspetto di lucentezza simile a quello della foglia di alluminio, ma con un minor peso e a un costo assai inferiore. Vengono utilizzati prevalentemente per scopi decorativi e per imballaggio di prodotti alimentari in virtù delle loro proprietà fisiche: barriera alla luce e ai gas. Quando non è richiesta una barriere di tipo superiore, i film metallizzati PET (Polietilentereftalato) e PP (Polipropilene) sono usati per confezionare snack, dolciumi e caffè; il Nylon e il PE (Polietilene) metallizzati trovano impiego nell’imballaggio delle carni destinate all’esportazione.

Ecco gli aspetti positivi dell’impiego dei film metallizzati, non solo nel packaging alimentare, ma anche nel settore della sicurezza e dell’anticontraffazione, secondo Sergio Molino, tecnologo di stampa e converting della società Cerutti Packaging Equipment.

Esempi di targhette Rfid con antenna. Rfid (Radio-Frequency IDentification), in italiano identificazione a radiofrequenza è una tecnologia per l’identificazione di oggetti, prodotti o confezioni basata sulla capacità di memorizzare dati da parte di particolari etichette/targhette elettroniche, chiamate tag o anche transponder, e sulla capacità di queste di rispondere all’interrogazione a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili (reader). Questa identificazione avviene mediante radiofrequenza, grazie alla quale un reader è in grado di comunicare e/o aggiornare le informazioni contenute nei tag. Il loro impiego nel packaging sta crescendo e avrà come conseguenza pratica l’abolizione dei codici a barre e relativi sistemi di lettura.
Esempi di targhette Rfid con antenna. Rfid (Radio-Frequency IDentification), in italiano identificazione a radiofrequenza è una tecnologia per l’identificazione di oggetti, prodotti o confezioni basata sulla capacità di memorizzare dati da parte di particolari etichette/targhette elettroniche, chiamate tag o anche transponder, e sulla capacità di queste di rispondere all’interrogazione a distanza da parte di appositi apparati fissi o portatili (reader). Questa identificazione avviene mediante radiofrequenza, grazie alla quale un reader è in grado di comunicare e/o aggiornare le informazioni contenute nei tag. Il loro impiego nel packaging sta crescendo e avrà come conseguenza pratica l’abolizione dei codici a barre e relativi sistemi di lettura.

La demetallizzazione permette di ottenere particolari effetti sensoriali giocando sulla combinazione tra zone lucide e zone mattate e serve anche a evitare l’imbrunimento in certe aree delle confezioni alimentari riscaldate in forno a microonde. Questa tecnologia trova anche importanti applicazioni nei rilevatori di metalli e nella produzione di antenne Rfid. Lo studio condotto da Cerutti è stato motivato da vari fattori commerciali e tecnici; in primo luogo l’esigenza del mercato per un sistema veloce e di alta qualità, tenuto conto che gli effetti oggi ottenuti con la stampa di film metallizzati non sono ancora pienamente soddisfacenti.

Tecnicamente si deve puntare a un registro colori perfetto, nonché a sviluppare un sistema di stampa in linea con il processo di laminazione. Tra i frequenti problemi legati a questa tecnologia vengono rilevati una demetallizzazione scadente e una cattiva stampabilità dei supporti trattati. Per risolvere detti problemi viene analizzato l’intero processo; particolare attenzione è dedicata all’operazione di mascheratura delle aree da proteggere utilizzando appropriate lacche o speciali inchiostri. La rotocalco si dimostra il processo di stampa ideale, mentre la flessografia non garantisce una qualità sufficiente; inoltre, per ottimizzare la stampa rotocalco occorre disporre di un adeguato sistema d’incisione. Nel processo di demetallizzazione dello strato di alluminio depositato sul film plastico il bagno d’incisione svolge un ruolo importante e può essere alcalino (NaOH, KOH) o acido (HNO3, H3PO4); i residui di questo bagno vanno eliminati con un forte lavaggio in acqua corrente. Il perfetto asciugamento del film trattato dipende dalla temperatura e dalla velocità del flusso d’aria calda convogliato all’interno dell’apposita cappa. Occorre scegliere inchiostri e adesivi adatti alla stampa sullo strato metallico e sulle aree demetallizzate.

Il processo di metallizzazione

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La lucentezza dei metalli nobili, oro e argento, è da sempre associata all’idea di preziosità e bellezza ed è per questo che i laminati metallici, anche in foglia ultrasottile, trovano applicazione nel packaging flessibile o rigido, particolarmente per le confezioni di prodotti di lusso. Tuttavia, nella pratica, la foglia metallica viene sostituita in molti casi con i film e le carte metallizzate che consentono ugualmente di ottenere superfici metalliche riflettenti o iridescenti per generare particolari effetti estetici.

Con il termine metallizzazione si intende genericamente la sublimazione e deposizione su un supporto di un sottile film di metallo in condizione di bassa pressione. La bassa pressione (vuoto) consente alle molecole di metallo di passare dalla sorgente di evaporazione fino alla superficie da rivestire, senza incontrare l’impedimento dell’aria o di altre particelle gassose.

Le tecnologie utilizzate si basano essenzialmente sulla deposizione di particelle metalliche in un ambiente sottoposto a forte depressione. In questo ambiente sotto vuoto, detto plasma, la pressione gassosa è inferiore a quella atmosferica ambientale e vi sono ioni ed elettroni sufficienti a creare una conduttività elettrica necessaria al processo di deposizione di atomi e molecole. Possiamo quindi avere una deposizione fisica per vaporizzazione PVD (Phisical Vapor Deposition) o una deposizione per vapori chimici in bassa pressione Lpcvd (Low-Pressure Chemical Vapor Deposition) o anche un sistema a spruzzo in bassa pressione Lpps (Low-Pressure Plasma Spraying).

L’obbiettivo primario del processo di metallizzazione dei film per imballaggio è l’incremento dell’impermeabilità ai gas, ai vapori, all’umidità e alla luce conservando le caratteristiche tipiche del supporto scelto per l’applicazione.

Il processo PDV consiste nell’evaporare un metallo a pressione molto bassa per consentire la realizzazione di uno strato omogeneo e sottilissimo che formi un insieme coerente con il supporto di base. La bobina di film (OPP, Bopp, Cast, Ldpe, Mdpe, Hdpe, PET, PVC, PS, OPS, CPP, PC, PA, Nylon, nonché carta, cartoncino, tessuto, TNT, film biodegradabile ecc) viene posta all’interno del metallizzatore e svolta e riavvolta su di un asse. Durante lo svolgimento il film passa attraverso un apposito rullo di processo al di sotto del quale sono posizionati gli evaporatori. Gli evaporatori sono delle barrette di materiale conduttivo che, per effetto resistivo, si riscaldano fino alla temperatura necessaria per evaporare il filo di alluminio. La quantità di alluminio depositato dipende prevalentemente dalla quantità di alluminio evaporato e dalla velocità del film durante il passaggio. Tipicamente lo spessore di alluminio depositato va da un minimo di 30 a oltre 350 Ångström (1 Ångström=10-10m). Data la difficoltà nel misurare spessori così sottili, nella pratica è più comune misurare e quantificare il deposito in maniera indiretta: o misurando la resistenza superficiale di un campione oppure mediante la densità ottica che si definisce in relazione alla trasparenza del film metallizzato. Tra le tecnologie impiegate si considerano quella ad arco catodico (CAE) e quella a spruzzo «Magnetron Sputtering» (MS). Il processo PVD Sputtering è uno dei metodi più flessibili per depositare fisicamente il vapore PVD. Oltre a essere la tecnologia più pulita di ogni altra tecnica di rivestimento, Sputtering fornisce una combinazione di vantaggi che non ha eguali; è un metodo di produzione economicamente efficiente il quale genera il più sottile e uniforme rivestimento possibile. Lo «Sputtering» (in italiano «Spruzzamento») è un processo a polverizzazione catodica per il quale si ha emissione di atomi, ioni o frammenti molecolari da un materiale solido detto bersaglio (target) bombardato con un fascio di particelle energetiche (generalmente ioni).

Note sulla demetallizzazione

Si consiglia l’utilizzo di un bagno con pH molto elevato.

Formula: 2Al + 2NaOH + 2 H2O ®2NaAlO2 + 3H2 nella quale il sodio alluminato idrolizza: NaAlO2 + 2H2O -> Na + [Al(OH)4].

L’idrossido di alluminio è insolubile e quindi esce dalla soluzione.

Fattori chiave del processo sono il tempo, la temperatura e la concentrazione del bagno.

A questo punto, occorre misurare accuratamente lo spessore dell’alluminio residuo e analizzare il profilo dello strato. In conclusione, si può affermare che la qualità richiesta è stata ottenuta e che il processo in linea è possibile e auspicabile, tenuto conto che la velocità totale del processo è superiore a 180 metri al minuto.

 

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