Cos'è il foglio di alluminio composito
Il foglio di alluminio composito è un foglio laminato funzionale in cui un sottile nucleo di foglio di alluminio è legato a uno o più materiali partner. Lo strato di lamina fornisce barriera e prestazioni termiche, mentre lo strato partner fornisce resistenza meccanica, stampabilità, termosaldabilità o rigidità dielettrica. Il materiale finito è allo stesso tempo antiossidante, resistente al calore, alla corrosione e termicamente isolante, motivo per cui viene specificato nelle apparecchiature industriali, nei prodotti per l'edilizia e negli imballaggi alimentari.
Il solo foglio di alluminio è leggero, sottile e flessibile. Blocca la luce ultravioletta e il calore radiante e conduce il calore in modo efficiente, ma si strappa facilmente e non può essere termosaldato su se stesso. La laminazione della lamina su un supporto in polimero, carta o tessuto consente a ogni strato di contribuire con il proprio vantaggio, quindi il composito supera le prestazioni di qualsiasi singolo componente.
Substrati centrali utilizzati nella laminazione
PET (polietilene tereftalato)
Il PET è un poliestere termoplastico e uno dei polimeri per imballaggi più utilizzati. Legato al foglio di alluminio conferisce rigidità, resistenza agli urti e resistenza all'abrasione, mentre il foglio contribuisce all'ossigeno, all'umidità e alla barriera alla luce. I laminati in fogli di PET sono comuni negli imballaggi alimentari, farmaceutici e chimici di alta qualità, dove la durata di conservazione e la qualità stabile sono importanti, e le stesse strutture del film vengono utilizzate per film termoretraibili e film per etichette.
PE (polietilene)
Il polietilene è una resina sintetica polimerizzata dal monomero di etilene ed è apprezzata per la sua stabilità chimica e il comportamento di lavorazione. Viene fornito in diversi gradi, ciascuno adatto a un compito diverso:
LDPE (polietilene a bassa densità):flessibile, duttile e trasparente; utilizzato in sacchi, pellicole estensibili, pellicole per pacciamatura agricola e tubi flessibili.
LLDPE (polietilene lineare a bassa densità):una struttura della catena più lineare conferisce una maggiore resistenza meccanica con una trasparenza leggermente inferiore; utilizzato in pellicole, sacchetti, tubi e isolamento di cavi.
HDPE (polietilene ad alta densità):maggiore resistenza, durezza, resistenza all'usura e resistenza al calore; utilizzato in bottiglie, fusti, giocattoli, tubature dell'acqua, contenitori di grandi dimensioni e imballaggi non-alimentari.
UHMWPE (polietilene ad altissimo peso molecolare):resistenza agli urti estremamente elevata con comportamento auto-lubrificante e resistente all'usura; riservato a servizi impegnativi come pannelli protettivi, cavi marini e parti di apparecchiature di fascia alta.
PE e foglio di alluminio vengono combinati tramite adesivi o laminazione per estrusione per dare un foglio che termosalda a bassa temperatura, resiste all'umidità e rimane flessibile al freddo, che è la costruzione standard per bustine, coperchi e involucri barriera contro l'umidità.
PVC (cloruro di polivinile)
Il PVC è prodotto mediante polimerizzazione per addizione del monomero di cloruro di vinile ed è ampiamente utilizzato nell'edilizia, negli imballaggi, nei fili e cavi, nei dispositivi medici e nei mobili. Legato al foglio di alluminio produce un composito che combina la rigidità, la resistenza chimica e la rigidità dielettrica del PVC con la barriera e le prestazioni termiche del foglio.
Proprietà chiave delle prestazioni
Barriera:lo strato di lamina blocca il vapore acqueo, l'ossigeno, la luce e il grasso. Nei laminati flessibili, la lamina di circa 9 micron e oltre viene normalmente trattata come una barriera priva di fori stenopeici.
Termico:l'elevata riflettività e la bassa emissività rendono il composito un'efficace barriera radiante e un utile scudo attorno ad apparecchiature e condutture calde.
Meccanico:Gli strati di PET o PE aumentano la resistenza alla trazione, alla lacerazione e alla perforazione ben al di sopra di quelli del foglio nudo, quindi il laminato sopravvive alla manipolazione e alla formatura.
Resistenza alla corrosione:la pelle di ossido di alluminio che si forma naturalmente nell'aria protegge la lamina e la laminazione impedisce il contatto galvanico con metalli diversi.
Elettrico:lo strato polimerico isola mentre la lamina protegge dalle interferenze elettromagnetiche, una combinazione utilizzata nella costruzione di cavi ed elettronica.
Termosaldatura:uno strato sigillante in PE o co-estruso conferisce al laminato una superficie sigillante, in modo che le linee di imballaggio possano formare giunzioni a tenuta stagna.
Metodi di incollaggio e controllo di qualità
Quattro percorsi dominano la produzione del foglio di alluminio composito:
Laminazione adesiva (legame a secco):un adesivo poliuretanico a base solvente o privo di solventi viene applicato al substrato, asciugato e la pellicola viene pizzicata contro di esso. La polimerizzazione a 40-50 C per 24-48 ore sviluppa la massima resistenza alla pelatura.
Laminazione per estrusione:uno strato legante di polietilene fuso viene estruso tra la lamina e il substrato, agendo sia come strato adesivo che come strato funzionale. Il processo è veloce e fornisce una robusta barriera contro l'umidità.
Laminazione a cera o hot melt:utilizzato per rivestimenti edilizi e isolanti a basso costo dove non è richiesta la massima barriera.
Fusione termica:applicato dove un rivestimento termoplastico sulla lamina può essere ri-fuso e pressato sul supporto.
Il foglio per la laminazione viene solitamente prodotto nelle serie di leghe 8011, 1235 o 8079 con spessori da 6 a 40 micron, fornito allo stato morbido O o allo stato incrudito a seconda della rigidità richiesta dal convertitore. La velocità di trasmissione del vapore acqueo del laminato finito viene verificata con un metodo di prova con sensore a infrarossi come ASTM F1249 e la resistenza alla pelatura viene controllata su un tester di trazione dopo il condizionamento. Il numero di fori stenopeici e l'adesione del rivestimento sono controllati in linea perché un singolo foro stenopeico annulla il valore barriera dell'intero foglio.
Applicazioni per settore
Packaging alimentare e farmaceutico:bustine, coperture per blister, buste per liquidi e sacchetti barriera sterili si affidano a strutture PET/lamina/PE o lamina/PE per la durata di conservazione.
Edilizia e costruzione:i pannelli isolanti rivestiti in lamina, l'involucro dei condotti e le barriere al vapore utilizzano i laminati in lamina come barriera radiante e contro l'umidità.
HVAC e condutture:il condotto flessibile e l'involucro del condotto isolato utilizzano un foglio con rinforzo in fibra di vetro o poliestere.
Cavo ed elettronica:i nastri in lamina e i cavi schermati utilizzano la lamina come schermo elettromagnetico su un dielettrico polimerico.
Automotive ed elettrodomestici:scudi termici, diffusori di calore e rivestimenti riflettenti utilizzano laminati resistenti al calore.
Chimico e industriale:la coibentazione dei tubi e il rivestimento delle apparecchiature utilizzano rivestimenti in lamina resistente alla corrosione.
Domande frequenti
D: Quale lega di alluminio viene utilizzata per la lamina in un laminato composito?
I laminati per imballaggi flessibili sono generalmente realizzati con fogli 8011, 1235 o 8079, poiché queste leghe combinano un'elevata duttilità con un basso numero di fori stenopeici a spessori compresi tra 6 e 40 micron.
D: Qual è la differenza tra i laminati PET/lamina e PE/lamina?
Il PET offre maggiore rigidità, stampabilità e resistenza alla temperatura, quindi è preferito per gli strati stampati e di rivestimento della storta. Il PE è più morbido, termosalda a temperature più basse e fornisce lo strato sigillante nella maggior parte delle strutture delle buste, quindi i due vengono spesso utilizzati insieme in un'unica costruzione.
D: Perché il foglio di alluminio composito resiste contemporaneamente al calore e all'umidità?
Lo strato di lamina è impermeabile al vapore acqueo, all'ossigeno e alla luce, mentre lo strato di polimero aggiunge resistenza meccanica e isolamento termico. Le due funzioni sono svolte da livelli diversi, quindi non si compromettono a vicenda.
D: Quanto deve essere spesso il foglio di alluminio per una barriera senza fori stenopeici?
Per la maggior parte dei laminati flessibili, uno spessore della lamina di circa 9 micron è la soglia pratica per una barriera priva di fori stenopeici. Lamina più sottile viene utilizzata laddove una certa permeabilità è accettabile o dove uno strato barriera rivestito aggiuntivo compensa.
D: Come viene verificata la forza di adesione durante la produzione?
La resistenza alla pelatura viene misurata su provini condizionati in un tester di trazione e confrontata con un minimo concordato, mentre la velocità di trasmissione del vapore acqueo viene monitorata con ASTM F1249 per confermare che la barriera soddisfa ancora le specifiche.
D: Il foglio di alluminio composito può essere riciclato?
I laminati multimateriale sono difficili da separare, quindi la maggior parte del materiale post-uso viene destinato al recupero energetico anziché a un circuito chiuso di alluminio. I residui di produzione ricchi di fogli sono più facili da recuperare e vengono normalmente restituiti alla fonderia come alimentazione secondaria di alluminio.
