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Il primo dicembre entra in vigore la direttiva europea sulla migrazione di ammine aromatiche primarie che interessa il mondo dell'imballaggio flessibile. Lavorando sul tempo (oltre che sulle competenze) S.A.P.I.C.I. S.p.A. non si fa trovare impreparata e amplia la propria gamma di adesivi con prodotti privi o a basso contenuto di monomero di isocianato aromatico.
Stefano Lavorini |
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Dal 1° dicembre è obbligatorio adeguarsi alla normativa europea, che fissa in 10 ppb (con una tolleranza analitica del 100%) il limite massimo di migrazione specifico per le ammine aromatiche primarie, le cosiddette PAA. Per far fronte a questa disposizione, i produttori di adesivi poliuretanici si sono attrezzati, modificando e integrando la propria offerta.
Sapici SpA, in particolare, si è contraddistinta per l’attenzione nei confronti di questo problema, studiando e sviluppando nuovi prodotti di qualità privi di monomero libero, che soddisfino le nuove esigenze di sicurezza e che, al contempo, possano essere utilizzati su impianti esistenti alle normali condizioni di esercizio.
Del resto, la direttiva EU 2001/62/EC, 6° emendamento alla 90/128/EEC, parla chiaro: «i materiali e i manufatti prodotti mediante l’uso di isocianati aromatici o i coloranti preparati per diazo-copulazione non devono rilasciare ammine aromatiche primarie, espresse come anilina cloroidrata, in quantità rilevabili, ossia DL=0,02 mg/kg di alimento o simulante, tolleranza analitica inclusa».
Già su un precedente numero della rivista (ItaliaImballaggio 4/02, pagg. 214-222) era stato presentato un metodo analitico per la determinazione della migrazione di ammine aromatiche primarie da imballaggi alimentari; ora ricordiamo, in breve, che le PAA possono essere presenti nei materiali da imballaggio destinati al contatto con gli alimenti, e che una delle cause della contaminazione può risalire all’impiego di adesivi poliuretanici, anche se essi non contengono ammine aromatiche primarie. Di fatto, le PAA possono essere generate dalla reazione tra monomeri isocianici aromatici liberi (non reagiti) e l'acqua presente in alcuni cibi: tale reazione porta alla formazione di un composto di addizione solitamente non stabile, che tende a rilasciare anidride carbonica con formazione di un'ammina primaria; la formazione di queste sostanze può dunque avvenire solamente se esistono monomeri isocianici non ancora reagiti, ossia se l'adesivo non è completamente reticolato.
Risolvere il problema
La concentrazione di PAA decresce con il tempo, scendendo al di sotto dei limiti di legge dopo alcuni giorni. «Il processo di reticolazione - spiegano M. Borsani e Mauro Bonfiglio, high tech polymer adhesives service and sales technologist di Sapici - è però influenzato da numerosi fattori come il tipo di adesivo, la sua formulazione, la temperatura di esercizio, il contenuto di umidità, il tipo dei film da accoppiare, nonché dalle condizioni del processo di accoppiamento».
E così, risulta molto difficile stabilire a priori quando cessi il rilascio di PAA. «A questo proposito - prosegue Bonfiglio - è necessario effettuare verifiche sperimentali ad hoc, poiché non esistono standard operativi che indichino con precisione il giorno in cui i valori delle PAA scendono sotto la soglia prescritta. Purtroppo, i tempi della chimica sono a volte in conflitto con quelli dell’economia e, di conseguenza, Sapici si è impegnata a trovare soluzioni alternative».
Non potendo ridurre “tout court” i tempi di reticolazione degli adesivi poliuretanici tradizionali, i ricercatori e i tecnici hanno portato avanti due soluzioni alternative: la prima è stata quella di sostituire l’isocianato aromatico con quello alifatico, la seconda di realizzare un sistema adesivo con bassissimo contenuto di isocianato aromatico libero.
«Sapici - come precisa Massimo Rossi, membro della direzione della società - ha così messo a punto l’innovativa gamma Polurene FP, adesivi privi di monomero libero, ma dotati di tutte le caratteristiche richieste dal mercato, in termini di adesione, velocità di reticolazione, resistenza termica e chimica, bagnabilità, aspetto e, non ultimo, costo competitivo».
Le soluzioni per i clienti
Dal primo di novembre, Sapici dispone di un nuovo, completo catalogo con prodotti a norma per le diverse esigenze dei suoi clienti, con una gamma integrata di adesivi e di addotti (si veda il box).
«Abbiamo realizzato una serie di prodotti basati in gran parte su composti OH terminati ad alte prestazioni - afferma Rossi - ossia dei poliesteri con un peso molecolare rilevante e terminati con gruppi ossidrilici (OH), che vengono catalizzati con diversi addotti, anch’essi di nostra produzione, basati su MDI, TDI, isocianati alifatici o strutture alifatico/aromatiche, con un basso contenuto di monomero libero (<0.4%)».
L’intera offerta di Sapici si contraddistingue inoltre per la semplicità d’uso degli adesivi proposti. «Ai converter forniamo prodotti migliorati rispetto quelli precedenti, ma comparabili per modalità di impiego: i nuovi adesivi hanno, infatti, le stesse caratteristiche di qualità, e soprattutto consentono al cliente di sfruttare le competenze acquisite e le condizioni di macchina per lui ottimali».
Azienda “customer oriented”, l’attenzione di Sapici emerge anche dalla scelta di dare vita, assieme agli altri protagonisti del settore, a un gruppo specifico all’interno di AVISA (Associazione nazionale vernici, inchiostri, sigillanti e adesivi, in seno a Federchimica) per supportare i clienti nelle procedure di misurazione e controllo. «Ci proponiamo come partner anche per questi aspetti rilevanti - conclude Rossi - intorno ai quali la normativa europea sembra essere molto lacunosa».
In conclusione, quindi, sembra di poter dire che "il fantasma" delle ammine aromatiche che si aggira per l'Europa da due anni, non faccia più così paura e che, grazie alla prontezza di risposta dell'industria, il problema si sia trasformato in un'opportunità di crescita complessiva per il settore del converting. Il che non fa mai male.
«Sta di fatto - come più volte ha tenuto a precisare Rossi - che gli adesivi poliuretanici fin qui utilizzati sono del tutto idonei al loro compito, a patto che vengano rispettate le raccomandazioni di impiego, in relazione ai tempi di reticolazione. Di nuovo, oggi, c'è la possibilità di disporre di adesivi "evoluti", che permettono ai converter di dare, in caso di necessità, una risposta tempestiva alle esigenze fuori programma degli end user».
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PAAs are no longer a problem
December the first will witness the coming into force of the European directive on the migration of primary aromatic amines that affects the world of flexible packaging. Working within the times (and on its knowhow) S.A.P.I.C.I. S.p.A. has not been caught unaware and has broadened its own range of adhesives with products wholly without or with a low aromatic isocyanate monomers content. Stefano Lavorini
From December 1 onwards we are obliged to conform to the European standard that sets the maximum specific migration limit for primary aromatic amines, the socalled PAAs, at 10 ppb (with an analytical tollerance of 100% added to this value). To comply to this ruling, the polyurethane adhesive producers have responded by modifying and adding to their product offer.
Sapici SpA in particular stands out for the attention it has dedicated to this problem, devising and developing new quality monomer-free products, that satisfy the new safety needs and that, at the same time can be used on existing systems under normal operating conditions.
In fact EU 2001/62/EC, 6° amendment 90/128/EEC is clear on this point: “The material and item manufactured using aromatic isocyanates or colorants prepared by diazo-coupling, must not release primary aromatic amines (expressed as aniline chlorohydrate) in a detectable quantity (DL=0.02 mg/kg food or food simulant, analytical tolerance included)”.
An analytical method for gauging the migration of primary aromatic amines from foodstuff packaging was presented in a preceding issue of the magazine (ItaliaImballaggio 4/02, pages 214-222); we now briefly recall that primary aromatic amines (PAA) may be present in packaging materials intended to come in contact with foodstuffs. One of the causes of contamination may consist in use of polyurethane adhesives even if they do not contain free primary aromatic amines themselves. PAAs can be generated by reaction between free aromatic isocyanate monomers (not reacted) and water present in some foodstuffs. The reaction leads to an adduct compound usually unstable, that tends to release carbon dioxide, leading to the formation of a primary amine; the formation of this substance can only occur if non reacted isocyanate monomers exist, or that is if the adhesive is not completely cured.
Solving the problem
The concentration of PAAs decreases in time, dropping to below the legal limit after a few days. As Marco Borsani and Mauro Bonfiglio - high tech polymer adhesives service and sales technologist at Sapici explain - «the curing process is though influenced by numerous factors such as the type of adhesive, its formulation, running temperature, humidity content, the type of film to be laminated, as well as process and lamination conditions».
Thus it is very difficult to establish beforehand when the release of PAAs ceases. As Bonfiglio goes on to say «at this point ones need carry out special experimental checks, in that working standards that precisely indicate the day in which the PSS values go below the prescribed threshold do not exist. Unfortunately chemical times are often in conflict with those of economics and thus Sapici has committed itself to finding alternative solutions».
Not being able to reduce “tout court” the curing times of the traditional polyurethane adhesives, the researchers and technicians have developed two alternative solutions: the first was that of substituting aromatic with aliphatic isocyanates, the second that of creating an adhesive system with a very low free aromatic isocyanurate content.
As company manager Massimo Rossi states «Sapici has thus devised an innovatory range of Polurene FP, an adhesive without free monomers, but with all the features required by the market in terms of adhesion, curing speed, heat and chemical resistance, wettability, appearance and, not least, competitive costs».
Customer solutions
From the first of November, Sapici has come out with a new complete catalogue of products conforming to standard, responding to the different needs of its customers with an integrated range of adhesives and adducts (see box).
«We have created a series of basic products mostly made up of high performance OH terminated - Rossi states - or that is of polyesters with a high molecular weight and terminated with hydroxilic (OH) groups, that are catalysed with a series of adducts, these too produced by us, based on MDI, TDI, aliphatic isocyanates or aliphatic/aromatic structures with a low free monomer content o (<0.4%)».
Sapici’s entire product offer also stands out for the simplicity of use of the adhesives it proposes. «We provide the converters with products that have been enhanced compared to the previous ones, but comparable in terms of mode of use: the new adhesives in fact have the same quality characteristics, and aboveall allow the customer to exploit his optimal acquired machine skills and conditions».
A “customer oriented” company, Sapici’s attention also emerges from its choice of creating, along with the other sector protagonists, a specific group inside AVISA (National lacquer, ink, sealant and adhesive association, part of Federchimica) to support its customers in measure and control procedures.
«We also offer ourselves as a partner regarding these key features - Rossi concludes - in an area where the European standard seems to be somewhat hazy».To conclude hence, it would appear that we can say that ‘the phantom’ of aromatic amines that has been haunting Europe for two years, no longer strikes fear into people, thanks to the ready response of the industry, the problem has been turned into a opportunity for overall growth for the converting sector. Not a bad thing all told.
As Rossi stated on several occasions «it is a fact that polyurethane adhesives used up to now suit their task, this on condition that the recommendations for their use are respected, specifically in terms of curing times. What is new today is that we have ‘evolved’ adhesives, that allow the converter to give, in the event this is needed, a timely response to those extra needs of the end user».
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Un’offerta per tutte le necessità
Sapici propone una gamma completa di adesivi e addotti per imballaggio flessibile. In particolare, i sistemi adesivi denominati Polurene FP sono stati sviluppati per ottemperare alla nuova disposizione europea sulla migrazione di PAA e sono disponibili in tre categorie: base solvente/OH terminati, base solvente/NCO terminati, senza solvente/NCO terminati.
Adesivi base solvente OH terminati
• Polurene FP 44A / FP 75 - OK.D.AE. - T70AE
Adesivo poliuretanico bi-componente medio/alte prestazioni, indicato per film e foil di alluminio, in particolare, nelle strutture PET/alluminio, dimostra buona aderenza e bagnabilità. Si distingue inoltre per la buona resistenza termica.
• Polurene FP 64A / FP 75 - OK.D.AE. - T70AE
Adesivo poliuretanico bi-componente ad elevate prestazioni, con alta resistenza chimica e termica. È indicato per l’accoppiamento di film trasparenti con alluminio, con o senza stampa a sandwich (confezioni per ketchup, concentrato di pomodoro, saponi e cosmetici, prodotti farmaceutici).
• Rexin 1973/501 / FP 75 - OK.D.AE. - T70AE
Adesivo per accoppiamento base poliestere ad alto peso molecolare. Ha una composizione chimica molto simile a quella del film di poliestere, e quindi offre un’adesività molto elevata su questo materiale.
Adesivi base solvente NCO terminati
• Polurene FP 5623 / FP 43C1
Adesivo poliuretanico bi-componente alte prestazioni, a base di di-isocianato alifatico. Garantisce alta resistenza chimica e termica, indicato per l'accoppiamento di foil d’alluminio, film trasparenti e metallizzati. Gli accoppiati ottenuti vantano ottime adesioni e veloce polimerizzazione. I laminati realizzati con Polurene FP 5623/FP 43C1 sono resistenti a processi termici di bollitura, pastorizzazione e sterilizzazione, e mostrano una buona resistenza ai contenuti più aggressivi.
Adesivi senza solvente
• Polurene FP 5192/FP 5194
Adesivo dalle prestazioni speciali, con una buona bagnabilità su un’ampia gamma di film o di strutture metallizzate, contenuto di monomero MDI molto basso. Gli accoppiati prodotti con Polurene FP 5192 / FP 5194 possono essere pastorizzati e bolliti, e sono particolarmente indicati nella produzione di accoppiati privi di ammine aromatiche primarie. I monomeri impiegati per la produzione del Polurene FP 5192/FP 5194 sono conformi alle legislazioni vigenti: 90/128/CEE, CFR, Title 21, §175.105 FDA, German BgVV Empfehlungen, Teil A XXVIII.
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An offer for all needs
Sapici offers a complete range of adhesives and adducts for flexible packaging. In particular the adhesive systems called Polurene FP have been developed to meet the new European ruling on the migration of PAAs and are available in three categories: solvent based/OH terminated, solvent based /NCO terminated, solvent free/NCO terminated.
Solvent based adhesives (OH terminated)
o Polurene FP 44A/ FP 75 - OK.D.AE. - T70AE
This is a medium/high performance, two component, polyurethane adhesive for films and aluminium foil. The adhesive has very good adhesion and wettability in PET/Alu foil structures. Good performances in terms of thermal resistance for industrial use like wiring and electrical insulation.
• Polurene FP 64A/ FP 75 - OK.D.AE. - T70AE
Is a high performance, two component, polyurethane adhesive with high chemical and temperature resistance. This adhesive system is suitable for the lamination of transparent films and aluminium foil containing structures with and without sandwich printing (packaging of ketchup, tomato concentrates, soap cosmetics, and pharmaceuticals).
• Rexin 1973/501 / FP 75 - OK.D.AE. - T70AE
Rexin 1973/501 is a high molecular weight polyester based adhesive for lamination. This adhesive has a chemical composition very similar to polyester film and therefore has a particularly strong adhesion to this substrate. This adhesive is also recommended for bonding to steel, aluminium, brass, copper, vinyl films, wood, board, cloth, polyethylene and polypropylene.
Solvent based adhesives (NCO terminated)
• Polurene FP 5623 / FP 43C1
This is a high performance, two component, polyurethane adhesive based on an aliphatic diisocyanate, with high chemical and temperature resistance. This system is suitable for lamination of aluminium foil, transparent and metallized film. Laminates manufactured show excellent bonds and fast curing. Structures manufactured with Polurene FP 5623 / FP 43C1 are resistant to boiling, pasteurisation sterilisation and show a high resistance to aggressive filling goods.
Solvent free adhesives
• Polurene FP 5192 / FP 5194
This system is a special performance adhesive, with an high wettability on a variety of film and film/metallized structures and very low free MDI monomer content. The laminates produced with Polurene FP 5192 / FP 5194 can be pasteurised and boiled, obtained laminates are particularly indicated for production of primary aromatic amine save laminates. The monomers used for the production of Polurene FP 5192 / FP 5194 adhesive system are in conformity to the legislations: 90/128/CEE, CFR, Title 21, §175.105 FDA, German BgVV Empfehlungen, Teil A XXVII.
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