L'acide polylactique (PLA) est un polymère dérivé de plantes naturelles riches en sucre telles que le maïs, le blé ou la betterave. Le dextrose est transformé en acide lactique par un processus de fermentation, puis en polymères polyvalents, qui peuvent être utilisés pour produire des résines de type plastique ou des fibres.
Mouillabilité du PLA avant et après traitement corona
La mouillabilité est un indicateur qui permet d'évaluer les chances d'obtenir des processus d'impression et de laminage optimaux sur le matériau.
Ferrarini & Benelli a réalisé un test de traitement corona sur du PLA en format film flexible (EarthFirstTM EF BCP 25µ) fourni par SIDAPLAX et avec la collaboration de NatureWorks LLC, qui produit du PLA sous la marque IngeoTM
La méthode ASTM D25 78 a été utilisée pour mesurer les résultats en utilisant des solutions de Formamide et de Cellosolve et un pinceau applicateur. L'utilisation d'autres applicateurs ou de solutions différentes peut donner des résultats différents.
1 Traitement corona à l'aide d'électrodes en céramique et d'un rouleau de décharge recouvert de céramique conductrice
Test réalisé en laboratoire sur des échantillons de matériau de type PLA en feuilles. Tension superficielle initiale: 38 dyne/cm.
| Puissance utilisée | Tension superficielle finale |
|---|
40 watt*min/m2 | 46 dyne/cm. |
80 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
>100 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
2 Traitement corona avec des électrodes en aluminium et un rouleau de décharge gainé de silicone
Test réalisé en laboratoire sur des échantillons de matériau de type PLA en feuilles. Tension superficielle initiale: 38 dyne/cm
| Puissance utilisée | Tension superficielle finale |
|---|
30 watt*min/m2 | 46 dyne/cm. |
60 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
>100 watt*min/m2 | 48 dyne/cm |
3 Traitement corona à l'aide d'électrodes en céramique et d'un rouleau recouvert de céramique conductrice
Test réalisé sur une ligne d'enroulement-déroulement sur des échantillons de matériau de type PLA en bobine. Tension superficielle initiale : 38 dyne/cm.
| Puissance utilisée | Tension superficielle finale |
|---|
40 watt*min/m2 | 48 dyne/cm. |
80 watt*min/m2 | 50 dyne/cm. |
>100 watt*min/m2 | 50 dyne/cm |
L'utilisation d'un système de traitement plasma par torche s'est avérée peu pratique, car la décharge de plasma a une température très élevée qui déforme le matériau.
Conclusions
Les tests montrent une bonne réactivité du matériau PLA à l'effet corona. Les niveaux de tension superficielle atteignables sont assez élevés, ce qui implique une bonne mouillabilité. On peut donc considérer que le PLA est un matériau qui se prête bien à être transformé dans les différentes étapes de l'emballage (impression ou couplage). Les tests montrent également que le matériau :
- après avoir atteint une certaine valeur, il constitue une barrière et n'augmente plus sa mouillabilité même avec l'utilisation de puissances plus élevées
- le traitement avec des électrodes en aluminium nécessite des coefficients de puissance plus faibles que l'utilisation d'électrodes en céramique (25 % de puissance en moins)
- traité en ligne donne des résultats plus satisfaisants que le test en laboratoire (tension superficielle supérieure de 2 dyne/cm dans les mêmes conditions).