ЭКОНОМЬТЕ ВАШЕ ВРЕМЯ И ДЕНЬГИ, ИСПОЛЬЗУЯ НАШ ОПЫТ И ЗНАНИЯ!

УСЛУГИ ДЛЯ РАЗВИТИЯ БИЗНЕСА

Наша миссия - всестороннее содействие развитию бизнеса наших клиентов, исследование сути проблемы, поиск оптимального решения.

Бизнес - консалтинг
Технологический консалтинг

Клеевые системы группы Pressure Sensitive для производства самоклеящихся материалов

По материалам Chemsultants International. Перевод и ред. - П.В.Базунов

Клеи группы Pressure Sensitive (склеивающие от механического воздействия прижатием) предназначены для создания самоклеящихся материалов (этикеток и пр.) и могут быть трех видов: растворного типа, термоплавкие и эмульсионного типа.

Клеи на основе растворителей (Solvent based). В подобных клеевых системах ингредиенты самого клея добавлены в растворитель и соответственно растворены в нем. В ходе использования такой клей наносятся на склеиваемый материал в роле. Сразу после нанесения растворитель испаряется посредством воздействия высокой температуры и интенсивного потока воздуха в сушильном туннеле и на поверхности материала остается непосредственно сам клеевой состав, который и осуществляет склейку.

Термо плавкие клеи (Hot-melts). В составе клеев данной категории присутствуют термопластичные каучуки и полимеры, добавляются смолы для повышения липкости, масла и антиоксиданты. Такие клеи перед нанесением предварительно расплавляются в плавильной ванне и наносятся на склеиваемую поверхность при температуре около 160°С.

Водные эмульсии (Emulsions). В подобных клеевых системах все компоненты клея добавляются в воду, которая затем, по аналогии с растворителями, высушивается сразу после нанесения состава на склеиваемую поверхность и, затем, осуществляется склеивание.

Клеевые основы

Все клеи данной группы (pressure sensitive) получаются из каучука, акриловых полимеров, модифицированных акрилов и силиконовых соединений. Каждая из указанных основ имеет свои особенные свойства и преимущества.

Клеи на основе каучуков. Эти клеи производятся из синтетических каучуков с добавлением смол для повышения липкости, масел и антиоксидантов. Все клеи на этой основе демонстрируют очень высокую первоначальную липкость и высокую адгезию к поверхностям с низкой поверхностной энергией (всевозможные пластики и пр.) Эти клеи не могут сопротивляться высоким температурам (что ограничивает сферу их применения до +80°С), растворителям, процессу стерилизации, химическим веществам и ультрафиолетовым лучам. Впрочем, существуют клеи на этой основе, разработанные специально для использования в средах с большой влажностью.

Акриловые клеи. Основанные на акриловых полимерах клеи данной группы хорошо сопротивляются воздействию растворителей, УФ излучению, высоким температурам, химическим реагентам и пластификаторам. Обычно клеи этой группы стоят в среднем дороже, чем клеи на основе синтетических каучуков, но при этом дольше сохраняют свои адгезионные свойства (медленнее стареют) после использования и более экологичны. У акриловых клеев первоначальная липкость ниже в сравнение с клеями на каучуковой основе и они хуже схватываются с поверхностями, обладающими низкой поверхностной энергией.

Клеи на основе модифицированных акрилов. Разработанные на основе традиционных акрилов, но с добавлением тех компонентов, которые обычно применяются при изготовлении клеев на каучуковой основе, клеи данной категории демонстрируют высокую первоначальную липкость и довольно высокую адгезию к поверхностям с низкой поверхностной энергией. Однако, модификаторы акрила снижают сопротивляемость клея растворителям, пластификаторам и УФ лучам. Таким образом, увеличение первоначальной липкости и адгезии клеевого слоя оборачивается снижением его внутренней прочности и экологичности.

ТАБЛИЦА СРАВНЕНИЯ АДГЕЗИОННЫХ СВОЙСТВ КЛЕЕВ

ОСОБЕННОСТИ/СВОЙСТВА АКРИЛОВЫЕ МОД. АКРИЛОВЫЕ СИНТЕТ. КАУЧУК
Адгезия Средняя - Высокая Высокая Средняя - Высокая
Цена Средняя - Высокая Средняя - Высокая Очень низкая
Пластики с высокой энергией поверхности (ПЭТ, ПЭВД, ПП ...) Очень высокая Очень высокая Очень высокая
Пластики с низкой энергией поверхности (Тефлон, ПС, ПЭНД ...) Средняя Средняя Очень высокая
Сопротивляемость пластификаторам Хорошая Средняя Средняя
Сопротивление сдвигу Средняя - Высокая Низкая Средняя - Высокая
Сопротивление растворителям Средняя - Высокая Низкая - Средняя Средняя
Липкость Низкая - Средняя Высокая Средняя - Высокая
Сопротивляемость высокой температуре Средняя - Высокая Низкая - Средняя Низкая
Сопротивляемость УФ излучению Хорошая Средняя Средняя

Выбор клея

Очевидно, что выбор клея зависит от типа этикетки и пленки, а также о того, в какой среде клей будет наноситься, и конечное изделие будет использоваться. Следующие критерии являются критичными для правильного выбора клея. Прежде всего, следует запомнить, что перед началом промышленного использования любого клея необходимо провести его тщательные испытания на предмет того, как он поведет себя в конкретных производственных условиях с конкретными выбранными материалами.

Форма (контур) поверхности. Контур (форма) объекта, к которому этикетка должна приклеиваться является очень важным аспектом. Там, где поверхность имеет острые углы, следует помнить, что сравнительно жесткий материал этикетки имеет свойство "запоминать" свое первоначальное положение в роле и имеет тенденцию, например, к сворачиванию по краям, т.е. к принятию "запомненного" состояния в роле. Ни один клей не способен препятствовать этому эффекту в полной мере, так как он постоянен, поэтому для самоклеящихся этикеток сложной формы с острыми углами лучше использовать более мягкий, гибкий и "податливый" материал основы.

Энергия поверхности. Этот параметр отражает то, насколько хорошо клей смачивает поверхности материалов, на которые он подается. Материалы с низкой энергией поверхности (LSE) не позволяют клею хорошо растечься, в то время как материалы с высокой поверхностной (HSE) энергией наоборот обеспечивают эффективное смачивание и равномерное распределение клеевого состава по всей поверхности материала, тем самым улучшая качество склейки. Клеи на основе синтетических каучуков обеспечивают лучшее склеивание материалов с низкой энергией поверхности. Некоторые субстраты (в данном случае поверхности склеиваемых материалов) требуют специальной обработки перед нанесением клеевой композиции - активации поверхности коронным разрядом, покрытие специальными праймерами, лаками и др. Это делается для улучшения смачиваемости клеем поверхности материалов и повышению адгезионных свойств. На некоторых материалах LSE можно получить хорошее качество склейки при замедлении подачи клея на поверхность склеиваемого материала.

Присутствие загрязнений на поверхности. Наличие загрязнений на поверхности склеиваемых материалов, таких как пыль (в том числе от бумаги), масла и жиры мешает контакту клея с этой поверхностью. Многие загрязнения не видны глазом, но могут быть обнаружены с помощью микроскопа. В идеале склеиваемые поверхности вообще не должны иметь каких-либо загрязнений.

Фактура поверхности. Фактура поверхности также может оказывать влияние на эффективность склеивания. Чем более текстурным (не гладким) является склеиваемый материал, тем более фрагментарным является контакт клея с выступающими элементами этой поверхности. Для склейки таких структур рекомендуется использовать более агрессивные клеевые композиции.

Оценка свойств клеевых систем

Существуют 3 основных параметра, применимые для оценки свойств клеевого слоя. Это сдвиг, липкость и отрыв (peeling). Существует также параметр течения клеевой композиции.

Сдвиг. Сдвиг определяет внутреннюю связывающую силу в самом клеевом слое между его молекулами. Существует термин для этого понятия - когезия (cohesion), определяющий способность клея не допускать разрыва в самом его слое. Именно этот параметр определяется сдвигом. Однако, не следует путать этот параметр с адгезией клея к поверхностям, между которыми он нанесен. Обычно липкость и адгезия клея уменьшаются при увеличении параметра когезии.

Липкость. Липкость определяет силу, которую необходимо приложить, чтобы оторвать этикетку и сам клей от приклеиваемой поверхности сразу после нанесения. Обычно этот параметр относится к первоначальному закреплению клея. Липкость - есть функция основных компонентов клея, и она может контролироваться и меняться при производстве клея с учетом сферы его дальнейшего применения.

Отрыв (peeling). Отрыв или "пилинг-эффект" определяет силу, связывающую клеевой слой и поверхность, на которую этот слой нанесен, после того, как к клеевому слою было приложено давление и клей "схватился". Адгезионные свойства клея могут меняться в процессе его производства в соответствии с потребностями потребителя и сферой использования клея. Адгезия продолжает нарастать в течение, как правило, 24 часов после того, как клей был нанесен на склеиваемые поверхности.

(Текучесть в холодном состоянии) сold flow / ooze / (проникновение) Bleed. Проникновение: Миграция компонентов клея сквозь склеиваемый материал на его поверхность, что приводит к образованию на ней мелких пятен и возможному ухудшению свойств самого клеевого слоя. Текучесть в холодном состоянии: Способность клеев группы pressure sensitive течь без нагрева под каким-либо механическим воздействием.

Группы клеевых систем, разделенные по их основным функциям

Клеи постоянного действия (перманентные). Клеи этого типа имеют самое широкое применение при производстве этикеток. Они обеспечивают высокую адгезию и способны сопротивляться многим атмосферным воздействиям. Однако, качество склейки этими клеями во многом зависит от качества склеиваемой поверхности.

Удаляемые клеи. Когда этикетка отклеивается от поверхности, к которой она была приклеена, при использовании таких клеев на этой поверхности не останется остатков клея. Следует проводить тест на совместимость клея с поверхностью, адгезию к которой он должен обеспечить. Обычно такие клеи используются для создания самоклеящихся этикеток с коротким сроком жизни, или в случаях, когда клей может оказать негативное воздействие на поверхность, на которую он наносится.

Клеи повторного действия. Клеи этой группы по своим свойствам похожи на удаляемые клеи. Однако, клеи повторного действия позволяют отклеить самоклеящуюся этикетку от поверхности, к которой она была приклеена и приклеить ее повторно на туже самую или другую поверхность посредством более сильного прижатия. Адгезия клеевого слоя, при этом, практически не уменьшается или уменьшается очень незначительно, а на поверхности, к которой была первоначально приклеена этикетка, не остается остатков клея. Это свойство повторного действия может быть очень полезным в тех случаях, если этикетка приклеена не на то место, где должна была быть, или когда многократный отрыв и приклейка этикетки подразумевается ее сложной конструкцией, например, после отрыва этикетки на ее подложке можно прочитать специальную информацию и т.п.

Клеи этой группы имеют низкую или среднюю первоначальную липкость. Количество отрывов этикетки с сохранением достаточных адгезионных свойств клея на ее поверхности, зависит от качества поверхности, к которой прикрепляется и открепляется этикетка и является предметом предварительных тестов.