低表面エネルギー材料: 接着の課題とラベル接着ソリューション

ガラス瓶で完璧に機能するラベルは、同じ店の棚にあるポリエチレンのスクイズボトルから数日以内に剥がすことができます。違いが接着剤の量にあることはほとんどありませんが、下地自体に違いがあります。ポリエチレン、ポリプロピレン、シリコーン、PTFE、および多くの粉体塗装は低表面エネルギー (LSE) 材料であり、一般に約 36 ダイン/cm 未満の表面として定義されます。このような表面では、従来の感圧接着剤のほとんどが適切に浸透することができないため、接着力が最大限に発揮されることはありません。

ラベル購入者と加工業者にとっての実践的なポイント: プラスチック上の接着の問題は、接着剤を追加塗布することではなく、接着剤の化学反応、表面処理、および構造設計を基材のエネルギーに適合させることによって解決されます。以下のセクションでは、表面エネルギーが数値で何を意味するのか、どの材料が低帯域に位置するのか、標準的な接着剤がそこで機能しない理由、およびポリオレフィンのボトル、ドラム、およびコーティングされた機器のハウジングに保持するラベルの構造を指定する方法について説明します。

表面エネルギーが実際の数字で意味するもの

表面エネルギーは、表面がその上に置かれた液体をどれだけ強く引き付けて広げるかを表します。液体の表面張力が基板の表面エネルギーよりも低い場合、液体は濡れて薄い連続膜に広がります。基質のエネルギーが低くなると、液体は玉状になります。ワックスを塗ったばかりのペイントに水が付着するのは日常的な例です。ワックスの層によって表面エネルギーが低下するため、水は広がらずに球体を形成します。

感圧接着剤も同じ規則に従います。接着剤は湿らせることができる表面にのみ接着できるため、接着剤と基材のエネルギーの関係によって、ラベルがグリップするか剥がせるかが決まります。業界では通常、次の 3 つのバンドが使用されています。

• 約 50 ダイン/cm 以上の高い表面エネルギー: ガラス、セラミック、地金、およびほとんどの紙の表面。ほぼすべての接着剤はこれらを瞬時に濡らします。
• 中程度の表面エネルギー、およそ 36 ～ 50 ダイン/cm: ペット、ポリスチレン、ABS、ナイロン。ここでは通常、汎用のアクリル系接着剤が信頼できます。
• 表面エネルギーが低く、約 36 ダイン/cm 未満: PE、PP、シリコン、PTFE、EVA、および多くの粉体塗装。これらには、適切な接着剤または表面処理が必要です。

以下の表は、ラベルコンバーターがこのスケールに対して最も頻繁に対応する素材を示しています。

一般に低エネルギー帯域に位置する材料

ほとんどの低エネルギーラベル問題の背後にある物質はポリオレフィンです。 HDPE およびLDPE のスクイズ ボトル、洗剤容器、ジェリカン、木枠は、PP 製の蓋、ペール、薄肉の浴槽とともに、消費者向けおよび工業用の包装材の大部分を占めています。それらの表面は、ほとんどの接着剤を非常に強力に反発するため、ボール紙でテストした構造では失敗します。

ポリオレフィン以外にも、耐薬品性と非粘着性のために使用される PTFE およびその他のフルオロポリマー コーティングという名前が繰り返し使用されます。ガスケット、チューブ、およびコート紙に含まれる硬化シリコーン。ケースインサートとクッションにはEVAフォームを採用。アセタール (POM) エンジニアリング部品。電化製品や機器の粉体塗装または焼き付けエナメルのハウジング。強調すべき罠が 1 つあります。それは、離型剤の残留物や加工油によって、中エネルギーのプラスチックであっても低エネルギーの領域にまで引き下げられる可能性があるということです。成形プロセスで発生したシリコーン剥離剤がまだ表面に残っているため、許容範囲内に接着するはずの基板は 30 ダイン/cm でテストできます。

標準的な接着剤がこれらの表面で使用できない理由

接着剤が表面を濡らすことができない場合、接着剤は谷には流れ込まず、その表面の微細な頂点のみと接触します。接触面が潰れ、剥離強度とせん断保持力が向上します。目に見える症状は予測可能です。ラベル付けヘッドの初期粘着力が低く、その後数時間経っても接着剤が蓄積せず、ラベルは接着剤が基材にまったく定着していないかのように、接着剤が転写せずにきれいに剥がれます。

2 つの悪化要因により、LSE アプリケーションは生の数値が示すよりも難しくなります。まず、ポリオレフィン容器は充填後に曲がって冷え、接着が弱いフィルムラベルはエッジに応力を集中させ、エッジリフトを引き起こします。第 2 に、多くの LSE 製品は冷やされた環境または湿気の多い環境を通過するため、冷えたボトル上の結露は、すでに濡れにくい接着剤に対する剥離剤のように作用します。接着剤コーティングを厚くしてもどちらの問題も解決されません。コストが上昇し、にじみが発生しますが、湿潤物理学は変化しません。

LSE 材料で信頼性の高い接着力を実現する方法

低表面エネルギー材料への信頼性の高い接着は、接着剤、表面、塗布条件という 3 つの決定を総合して行うことによって実現されます。

下地に合わせて配合された接着剤を選択する

接着剤メーカーは、特にこのバンドの基材向けに、表面張力が低く、ポリオレフィンに対する親和性が高いアクリル配合物を開発しました。ゴム樹脂ホットメルト接着剤は、もう 1 つの一般的な答えです。その強力な初期つかみは高速ラインや多くのプラスチック表面に適していますが、アクリルとは異なる温度制限と老化現象があります。サプライヤーに接着剤の試験済み基材リスト、最低塗布温度、および特定のプラスチックへの期待剥離値を問い合わせて、それらの数値に基づいて候補を比較してください。

プラスチック容器への高速ラベル貼付には、当社のような構造が適しています。 ホットメルト接着剤光沢白PPラベル素材 明るい BOPP フェイスストックと、フィルム状の表面での強力な初期掴みのために選択された接着剤を組み合わせています。

ホットメルト粘着剤光沢白PPラベル素材 明るい BOPP フェイスストックと、プラスチック フィルム表面の強力な初期グリップのために選択されたホットメルト接着剤を組み合わせています。処理された表面がエネルギーを失う前に迅速に接着することが重要な、容器の高速ラベル貼り付けのための実用的なオプションです。 製品を見る→

プロセスが可能な場合は表面を処理または下塗りします

コロナ、火炎、およびプラズマ処理により、ポリオレフィンの表面を約 30 ダイン/cm から 40 ダイン/cm 以上に上昇させ、標準的な接着剤が機能する範囲に移動させることができます。処理された表面は数日から数週間にわたってエネルギーを失うため、増加は一時的です。そのため、インライン変換のようにラベル付けがすぐに続く場合に処理が最も効果的です。ダインペンを使用すると、治療の前後に迅速な検証が可能です。充填工場で入荷するボトルにラベルを貼り付けるなど、処理が不可能な場合は、接着剤自体が負荷に耐える必要があり、極端な基材ではプライマーやタイレイヤーが代替品になります。

アプリケーション環境に合わせる

ほとんどの標準的な接着剤は、最低塗布温度を約 10 °C と指定しています。その下では接着剤が硬くなり、優しい表面ですら濡らすことができなくなります。したがって、コールドチェーン、乳製品、冷凍庫の用途には、乾燥した結露のない容器に適用される、低温定格の接着剤が必要です。剥離性能を判断する前に、すべての構造を 24 時間放置し、ガラス板ではなく実際の容器でテストしてください。実験用の平らなプレート上を通過したラベルが、湾曲した HDPE ボトルでは依然として剥がれる可能性があるためです。

剥離ライナーは低い表面エネルギーを利用します

圧力に敏感な構造には、故障を引き起こすのと同じ物理学が意図的に組み込まれています。剥離ライナーには、接着剤自体よりも低い約 20 ダイン/cm の表面エネルギーを持つシリコン コーティングが施されているため、PP ボトルをしっかりとグリップする層は、ラベル付けヘッドでライナーからきれいに剥がれます。剥離性能はシリコーンコーティングの重量と硬化によって調整され、ライナーのキャリアは、グラシン、PE コーティングされたクラフト、または PET フィルムのいずれであっても、型抜きの品質、塗布速度、および廃棄物の剥離を形成します。

簡単なリリースと型抜き時の寸法安定性のバランスをとるコンバーターの場合、 シリコーン剥離紙シリーズ グラシン、PE コーティングされたクラフト、さまざまな表面素材や接着システム用の特殊ライナーにまで及びます。制御放出の背後にあるメカニズムの詳細については、の説明を参照してください。 シリコーン剥離紙が材料の貼り付きを防ぐ仕組み .

シリコーンコーティング剥離ライナー紙 グラシン、PE コーティングされたクラフト、PET フィルム、その他のライナーをさまざまな gsm と色で利用できます。コンバーターが粘着ラベル構造の型抜き中に寸法安定性を維持しながら、制御されたリリースを達成できるように支援します。 製品を見る→

レーベルバイヤー向けの選択チェックリスト

短く規律あるシーケンスにより、ラベル付けラインに到達する前にほとんどの LSE の予期せぬ事態を防ぐことができます。

1. 正確な基材を特定します。 「プラスチック」は仕様ではありません。 PE、PP、および粉体塗装は動作が異なり、容器の樹脂はブランドが想定しているものと異なることがよくあります。
2. 表面の状態を確認します。離型剤、コーティング、オイルを探し、ダインペンや生産を代表するサンプルのサプライヤーデータで表面エネルギーを確認します。
3. 充填条件から保管、最終使用まで、測定されたエネルギー帯域と全温度範囲に対応するスクリーン接着剤。
4. 早めに永続性を決定してください。リターナブルガラス、販促用ステッカー、および価格表示には、最大限の接着力ではなく、取り外し可能なシステムが必要です。
5. 実際のコンテナ、実際のライン速度と温度、24 時間放置後の剥離テストなど、本番環境に近い条件での試験。
6. 老化後に再テストしてください。湿度、冷蔵庫、太陽光によって、初日は同じように見えた構造が分断される場合があります。

きれいに除去することが優先される場合は、当社のような施工が最適です。 取り外し可能なアクリル透明PVCフィルム 残留物を残さずにガラスや滑らかなプラスチックから剥がせるように設計されており、再利用やラベルの貼り直しのために一次パッケージをそのままの状態に保ちます。

取り外し可能なアクリル透明PVCフィルム アクリル系粘着剤の透明な PVC 構造で、ガラスや滑らかなプラスチックから残留物を残さずにきれいに剥がすように設計されています。再利用または再ラベル付けのためにプライマリ パッケージをそのままにしておく必要があるアプリケーションに適しています。 製品を見る→

低表面エネルギー材料は現在、特別なケースではなく標準的なパッケージになっているため、接着力を想定するのではなく設計する必要があります。現場での失敗を避けるバイヤーは、すべての構造を 3 層の決定として扱い、表面素材、接着剤、剥離ライナーを基材の測定されたエネルギーに適合させます。 PUODEHUA が全社的に行っているように、3 つの層すべてを社内で製造するメーカーと協力しています。 粘着ラベル素材 紙、フィルム、特殊ライナー、およびシリコーン剥離ライナーのラインのポートフォリオは、最初のサンプルから量産出荷まで、同じ接着ターゲットに対して指定されたすべての層を維持します。