V oblasti balenia a výroby je prvoradá dôležitá schopnosť lepidiel efektívne viazať sa s rôznymi materiálmi. Jednou z konkrétnych záujmových oblastí je výkon laminácie bez rozpúšťadiel na materiáloch s nízkym povrchom - energetickými materiálmi. Ako dodávateľ lamináčných lepidiel bez rozpúšťadiel som bol svedkom z prvej ruky výzvy a príležitosti spojené s týmto typom spájania.
Pochopenie nízkych - povrchov - energetické materiály
Materiály s nízkym povrchom - energetickými materiálmi sú tie, ktoré majú relatívne nízke povrchové napätie, čo sťažuje lepidlá, aby sa navlhčili a dodržiavali ich. Bežné príklady zahŕňajú polyolefíny, ako je polyetylén (PE) a polypropylén (PP). Tieto materiály sa široko používajú pri balení kvôli ich vynikajúcemu chemickému odporu, flexibilite a nízkym nákladom. Ich nízka povrchová energia však predstavuje významnú výzvu pre lepenie lepidla.
Povrchová energia materiálu je určená intermolekulárnymi silami na jeho povrchu. V materiáloch s nízkym povrchom - energetiky sú tieto sily relatívne slabé, čo vedie k povrchu, ktorý je ťažké navlhčiť. Ak sa na takýto povrch aplikuje lepidlo, môže sa skôr rozprestierať, ako sa rozprestiera, čo vedie k zlej adhézii.
Mechanizmy adhézie
Aby sme pochopili, či laminácie bez rozpúšťadla sa dobre spájajú s nízkymi povrchovými energetickými materiálmi, je nevyhnutné najprv porozumieť mechanizmom adhézie. Existuje niekoľko teórií adhézie, vrátane mechanického vzájomného prepojenia, adsorpcie, difúzie a chemickej väzby.
Mechanické vzájomne sa vyskytuje, keď lepidlo prenikne do pórov alebo nezrovnalostí na povrchu substrátu. To môže byť účinné pre drsné materiály, ktoré sa vyskytujú, ale materiály s nízkym povrchom - energetické materiály sú často hladké, takže mechanické vzájomné prepojenie nemusí byť významným faktorom.
Adsorpcia je proces, ktorým adhezívne molekuly priľnú na povrch substrátu prostredníctvom intermolekulárnych síl, ako sú sily van der Waals a vodíkové väzby. Pre materiály s nízkym povrchom - energetické materiály sťažujú slabé intermolekulárne sily na povrchu pre lepidlo s ťažkým tvorbou silných adsorpčných väzieb.
Difúzia dochádza, keď sa na rozhraní prelínajú adhezívne a molekuly substrátu. Vyžaduje si to určitý stupeň kompatibility medzi lepidlom a substrátom. Materiály s nízkym povrchom - energetiky majú nízky parameter rozpustnosti, čo znamená, že je menej pravdepodobné, že budú kompatibilné s mnohými lepidlami.
Chemická väzba zahŕňa tvorbu kovalentných alebo iónových väzieb medzi lepidlom a substrátom. To môže poskytnúť najsilnejšiu formu adhézie, ale vyžaduje špecifické chemické skupiny na lepiacom aj substráte.
Výkon lamenných lepidiel bez rozpúšťadla
Laminačné lepidlá bez rozpúšťadla ponúkajú niekoľko výhod oproti lepidlám založeným na rozpúšťadle, vrátane nižšieho vplyvu na životné prostredie, rýchlejších rýchlosti výroby a znížených nákladov. Ich výkon na nízkom povrchu - energetické materiály však môže byť variabilný.
Jedným z kľúčových faktorov ovplyvňujúcich adhéziu lamináčných lepidiel bez rozpúšťadiel na nízko - povrchové energetické materiály je formulácia lepidla. Výrobcovia lepidla vyvinuli špeciálne formulácie, ktoré sú určené na zlepšenie adhézie na tieto náročné substráty. Tieto formulácie môžu obsahovať prísady, ktoré môžu zvýšiť povrchovú energiu lepidla alebo zlepšiť jej kompatibilitu so substrátom.
Ďalším dôležitým faktorom je povrchové ošetrenie materiálu s nízkym povrchom - energetický materiál. Medzi bežné metódy povrchovej liečby patrí ošetrenie korónou, plazmové ošetrenie a liečba plameňa. Tieto ošetrenia zvyšujú povrchovú energiu materiálu zavedením polárnych skupín alebo vytvorením drsnejšieho povrchu, ktorý môže zlepšiť zmáčanie a priľnavosť lepidla.
Podľa mojej skúsenosti ako dodávateľ lepiaceho laminácie bez rozpúšťadla sme videli prípady, kde našeRozpúšťadlo - Polyuretánové laminujúce lepidlopo správnom povrchovom úprave dosiahla vynikajúcu adhéziu na nízku povrchovú energiu. Napríklad v aplikáciách, kde sa polyetylénové filmy používajú na balenie potravín, viedla k ošetreniu Corona Film Film, po ktorom nasledovala aplikácia nášho lepidla bez rozpúšťadla, k silným a odolným väzbám.
Prípadové štúdie
Pozrime sa na niektoré skutočné prípadové štúdie, aby sme ilustrovali výkonnosť laminácie s rozpúšťadlom na nízkej úrovni - povrchových materiálov.
Prípadová štúdia 1: Balenie na občerstvenie
Výrobca občerstvenia potravín hľadal spoľahlivý lepiaci roztok na laminovanie polypropylénového filmu na hliníkovú fóliu. Film polypropylénu mal nízku povrchovú energiu, čo sťažovalo spojenie s tradičnými lepidlami. Po vykonaní rozsiahlych testov sme odporučili našeRozpúšťadlo - hliníková fólia zadarmo na filmy, ktoré laminujú lepidlo. Film polypropylénu bol prvýkrát ošetrený Corona, aby sa zvýšila jej povrchová energia. Lepenie sa potom aplikovalo pomocou procesu laminácie bez rozpúšťadla. Výsledkom bol silný a flexibilný laminát, ktorý splnil požiadavky výrobcu na trvanlivosť balenia a trvanlivosť.
Prípadová štúdia 2: Retort balenie
Spoločnosť vyrábajúca retort - balené potravinové výrobky potrebovali lepidlo, ktoré by vydržalo procesy sterilizácie s vysokou teplotou, zatiaľ čo priliala nízku povrchovú energetickú polyetylénovú vrstvu na iné substráty. Poskytli sme našeRozpúšťadlo - zadarmo 125 ℃ Odpustné laminujúce lepidlo. Polyetylénová vrstva bola vopred ošetrená plazmou, aby sa zvýšila jej povrchová energia. Po laminácii a spracovaní retortu si lepidlo zachovalo svoju silu väzby a zabezpečilo integritu obalu.
Faktory ovplyvňujúce výkon adhézie
Okrem adhezívnej formulácie a povrchového spracovania existujú aj ďalšie faktory, ktoré môžu ovplyvniť adhéznu výkonnosť laminácie bez rozpúšťadiel na materiáloch s nízkym povrchom - energiu.
Teplota
Teplota a vlhkosť počas procesu laminácie môžu mať významný vplyv na adhéziu. Vysoké teploty môžu zvýšiť reaktivitu lepidla, ale môžu tiež spôsobiť rozšírenie alebo deformu nízkej povrchovej energie, čo môže ovplyvniť väzbu. Vlhkosť môže tiež ovplyvniť proces vytvrdzovania lepidla a povrchové vlastnosti substrátu.
Tlak a čas kontaktu
Tlak použitý počas laminácie a kontaktný čas medzi lepidlom a substrátom je rozhodujúci pre dosiahnutie dobrého adhézie. Je potrebný dostatočný tlak, aby sa zabezpečilo, že lepidlá na povrchu povrchového materiálu s nízkym povrchom a primeraný kontaktný čas umožňuje vývoj silných adhéznych síl.
Budúce trendy
Keďže dopyt po trvalo udržateľnejších a vysoko výkonných obalových riešeniach neustále rastie, bude čoraz dôležitejší rozvoj lamináčných lepidiel bez rozpúšťadiel, ktoré sa môžu dobre spojiť s nízkymi povrchovými energetickými materiálmi. Budúci výskum sa môže zameriavať na vývoj nových adhezívnych chemikácií, ktoré sú kompatibilnejšie s nízkymi povrchovými energetickými materiálmi, ako aj s účinnejšími metódami povrchového spracovania.
Záver
Záverom je, že zatiaľ čo lepenie laminácie bez rozpúšťadla s nízkym povrchovým materiálom môžu byť náročné, je to určite dosiahnuteľné správnou kombináciou adhezívnej formulácie, povrchového spracovania a kontroly procesu. Naše skúsenosti ako dodávateľ laminácie bez rozpúšťadla ukázali, že pri správnych technikách môžu tieto lepidlá poskytovať silné a trvanlivé väzby na substrátoch s nízkym povrchom a povrchom, ako sú polyolefíny.
Ak ste na trhu s rozpúšťadlom laminácie lepidiel a máte špecifické požiadavky na spojenie s nízkymi povrchovými energetickými materiálmi, bolo by sme radi, keby sme ďalej diskutovali o vašich potrebách. Kontaktujte nás a začnite diskusiu o obstarávaní a nájdite najlepšie lepiace riešenie pre vašu aplikáciu.
Odkazy
- Mittal, KL (ed.). (2013). Veda a inžinierstvo adhézie: povrchy, chémia a aplikácie. Elsevier.
- Wicks, ZW, Jones, FN, & Pappas, SP (2007). Organické povlaky: Veda a technológia. Wiley.
- Schultz, J. (1989). Technológia adhézie a lepidiel: Úvod. Springer.
