Labram Hriba per la cpettroscopia sui materiali del packaging

Horiba: per l’Industria è fondamentale  il controllo della qualità delle materie prime e soprattutto la verifica del loro corretto utilizzo

Il packaging sta vivendo, come molti altri settori, un’era di profonda evoluzione, in linea con le richieste di sicurezza, sostenibilità e usabilità richieste dal mercato. Per assicurare queste caratteristiche, è necessario procedere a un’attenta analisi delle caratteristiche e dei comportamenti dei materiali che vengono utilizzati.

Oggi questo si può fare grazie alla spettroscopia Raman. Abbiamo incontrato gli esperti Horiba, gruppo nato in Giappone nel 1945 e presente oggi in tutto il mondo con oltre 8mila dipendenti – in Italia a Roma – specializzato proprio nella produzione di dispositivi per l’analisi dei materiali del packaging.

Analisi Raman, veloce e precisa

“La spettroscopia Raman – ci spiegano –  rappresenta un valido supporto per il controllo e la verifica dei materiali polimerici impiegati nella realizzazione di materie prime per il packaging.”

E’ una tecnica di analisi dei materiali basata sul fenomeno di diffusione di una radiazione elettromagnetica monocromatica da parte del campione analizzato e può dare enormi vantaggi nella caratterizzazione rapida ed accurata di multistrati polimerici, anche di spessori sub micron.

Stratificazione dei materiali

Esempio di mappatura Raman di un multistrato polimerico con delle imperfezioni tra i layer e la presenza di un contaminante all’interno della matrice polimerica

“In un film plastico multistrato gli strati (layers) polimerici di vari spessori vengono incollati uno sull’altro per ottenere una stratificazione che permetta di mantenere inalterate le caratteristiche chimico fisiche degli alimenti (o di qualsiasi altro materiale si voglia confezionare). Con l’analisi Raman è possibile campionare in pochi secondi (anche millisecondi) quantitativi di materiale anche minimi.”

Mappatura Raman di un multistrato polimerico

Esempio di distribuzione di filler polimerici all’interno di una matrice; questa verifica permette di comprendere come effettivamente questa distribuzione sia avvenuta e in quali proporzioni.

Le investigazioni su materiali plastici e polimeri

Sono tanti gli esempi di possibili “investigazioni” a livello di materiali plastici e basati su polimeri di interesse industriale, sia  a livello di materie prime ma anche ovviamente di prodotto finale.

La tecnica è in uso ad esempio per le carte di credito, che sono realizzate in PVC. I fogli di PVC sono molto sottili, quindi per realizzare una carta di credito, è necessario assemblare due o tre fogli. Nel settore dell’ottica: il policarbonato è uno dei polimeri che vengono utilizzati per realizzare lenti per occhiali di elevata qualità. In cucina: il PFTE è usato per realizzare il Teflon per pentole e utensili da cucina antiaderenti. E ancora: la poliolefina, nota anche come polialcano, ampiamente utilizzata nell’industria automobilistica. Oppure il poliammide, nome commerciale nylon, particolarmente utile perché non solo è forte e durevole, ma è anche resistente all’umidità e alla temperatura. Risulta quindi ideale per l’uso in componenti di ingegneria.

Cosa si “scopre” con l’analisi Raman

“La spettroscopia Raman – proseguono gli esperti Horiba – permette la verifica dei vari componenti, la mappatura della reale stratificazione layer by layer e la composizione chimica di ciascun materiale; inoltre si può ottenere la verifica dell’eventuale presenza o meno di contaminanti o di un “displacement” dei layer durante la produzione vera e propria o dovuto a trattamenti chimico – fisici particolari o addirittura all’usura.”

Multistrato polimerico - spettroscopia Horiba
Caratterizzazione di un multistrato polimerico formato da layer di Nylon, PVC, PS, PP e PE stratificati

Di notevole interesse anche la possibilità di ottenere sempre layer by layer la distribuzione di ciascun materiale e lo spessore di ciascun componente all’interno di una matrice polimerica. In ambito packaging questo permette la verifica della distribuzione ottenuta dopo la produzione.

La tecnica consente di ottenere sempre layer by layer la distribuzione di ciascun materiale e lo spessore di ciascun componente all’interno di una matrice polimerica

Un ulteriore esempio è rappresentato dal riciclo dei materiali a base polimerica (e non solo): risulta di fondamentale importanza la verifica della presenza di vernici, adesivi o materiale di scarto tra i vari layer polimerici.

I dispositivi di misurazione e analisi Horiba

Fondamentali per l’industria del packaging proprio per la valutazione del comportamento dei materiali nelle diverse condizioni, consentono analisi chimico – fisiche a livello elementale e molecolare; analisi delle superfici dei materiali per la verifica della presenza di difetti di coating di rivestimento; analisi e controllo di materiali multi layer con la verifica di eventuali stress interni, difetti di produzione, analisi e verifica del prodotto finito per controlli di qualità.

La precisione di queste analisi permette di fornire indicazioni determinanti alle aziende per la messa a punto di imballaggi più efficienti, sicuri e sostenibili. 

“Horiba ha grande  esperienza nelle analisi di polimeri, metalli, semiconduttori e materiali biologici – concludono gli esperti – e questo ci permette di supportare il cliente al meglio durante tutti i processi di produzione, dall’R&D al prodotto finito, proponendo strumenti e sistemi per applicazioni in ambito Scientifico, Automobilistico e Medicale.”

Monica Dall’Olio

Packaging e spettroscopia: l’importanza dell’analisi dei materiali ultima modifica: 2021-03-15T16:33:58+01:00 da Redazione