包装と製造の領域では、さまざまな材料と効果的に接着する接着剤の能力が最も重要です。関心のある特定の領域の1つは、低表面のエネルギー材料での溶媒なしのラミネーション接着剤の性能です。ソルベントのないラミネーション接着剤のサプライヤーとして、私はこのタイプの結合に関連する課題と機会を直接目撃しました。
低い表面 - エネルギー材料の理解
低表面 - エネルギー材料は、表面の張力が比較的低いものであり、接着剤が濡れて接着することを困難にします。一般的な例には、ポリエチレン（PE）やポリプロピレン（PP）などのポリオレフィンが含まれます。これらの材料は、優れた耐薬品性、柔軟性、低コストのため、包装で広く使用されています。しかし、それらの低表面エネルギーは、接着結合に大きな課題をもたらします。
材料の表面エネルギーは、その表面の分子間力によって決定されます。低表面 - エネルギー材料では、これらの力は比較的弱く、濡れが困難な表面になります。接着剤がそのような表面に塗布されると、拡散するのではなくビーズを塗り、接着不良につながる可能性があります。
接着のメカニズム
溶剤のない積層接着剤が低い表面 - エネルギー材料によく結合するかどうかを理解するには、まず接着のメカニズムを理解することが不可欠です。機械的連動、吸着、拡散、化学結合など、接着の理論がいくつかあります。
接着剤が基質の表面の細孔または不規則性に浸透すると、機械的インターロックが発生します。これは、ラフな表面化された材料に効果的である可能性がありますが、低い表面 - エネルギー材料はしばしば滑らかであるため、機械的なインターロックは重要な要因ではない場合があります。
吸着とは、接着分子がファンデルワールス力や水素結合などの分子間力を介して基質の表面に付着するプロセスです。低表面 - エネルギー材料の場合、表面の分子間の弱い力により、接着剤が強い吸着結合を形成することが困難になります。
拡散は、接着剤と基質分子が界面で混ざり合ったときに発生します。これには、接着剤と基質の間にある程度の互換性が必要です。低表面 - エネルギー材料の溶解度パラメーターは低いため、多くの接着剤と互換性がある可能性が低くなります。
化学結合には、接着剤と基質の間に共有結合またはイオン結合の形成が含まれます。これは、最も強い形式の接着を提供できますが、接着剤と基質の両方に特定の化学グループが必要です。
溶媒のないラミネーション接着剤の性能
溶媒のないラミネーション接着剤は、環境への影響の削減、生産速度の速度、コストの削減など、溶媒ベースの接着剤よりもいくつかの利点を提供します。ただし、低表面 - エネルギー材料でのパフォーマンスは可変です。
低表面 - エネルギー材料への溶媒のないラミネーション接着剤の接着に影響を与える重要な要因の1つは、接着剤の製剤です。接着剤メーカーは、これらの困難な基質への接着を改善するように設計された特別な製剤を開発しました。これらの製剤には、接着剤の表面エネルギーを増加させるか、基質との互換性を改善できる添加物が含まれる場合があります。
もう1つの重要な要素は、低表面 - エネルギー材料の表面処理です。一般的な表面治療法には、コロナ治療、血漿治療、および火炎治療が含まれます。これらの処理は、極性基を導入するか、粗い表面を作成することにより、材料の表面エネルギーを増加させ、接着剤の湿潤と接着を改善することができます。
溶媒のないラミネーション接着サプライヤーとしての私の経験では、私たちが私たちの場合を見てきました溶媒 - 遊離ポリウレタンラミネート接着剤適切な表面処理後の低表面 - エネルギー材料への優れた接着を達成しました。たとえば、ポリエチレンフィルムが食品包装に使用される用途では、PEフィルムのコロナ処理に続いて溶媒なしの接着剤の適用により、強力で耐久性のある結合が生じました。
ケーススタディ
低表面 - エネルギー材料での溶媒なしのラミネーション接着剤の性能を説明するために、いくつかの実際の - 世界のケーススタディを見てみましょう。
ケーススタディ1：スナック用のパッケージ
スナック食品メーカーは、ポリプロピレンフィルムをアルミホイルにラミングするための信頼できる接着溶液を探していました。ポリプロピレンフィルムは表面エネルギーが低かったため、従来の接着剤と結合することが困難でした。広範なテストを実施した後、推奨しました溶媒 - フィルムのラミネート接着剤への遊離アルミホイル。ポリプロピレン膜は、表面エネルギーを増加させるために扱われた最初のコロナでした。その後、接着剤を溶媒なしのラミネーションプロセスを使用して適用しました。その結果、耐久性と保存期間のパッケージ化に関するメーカーの要件を満たした強力で柔軟なラミネートが得られました。
ケーススタディ2：レトルトパッケージ
レトルトを生産する企業 - パッケージ化された食品には、低表面 - エネルギーポリエチレン層を他の基質に結合しながら、高温の滅菌プロセスに耐えることができる接着剤が必要でした。私たちは私たちに提供しました溶媒 - フリー125℃レトルト可能なラミネート接着剤。ポリエチレン層は、その表面エネルギーを強化するためにプラズマで処理されました。積層とレトルト処理の後、接着剤はその結合強度を維持し、パッケージの完全性を確保しました。
接着性能に影響する要因
接着剤の製剤と表面処理に加えて、低表面 - エネルギー材料の溶媒なし積層接着剤の接着性能に影響を与える可能性のある他の要因があります。
温度と湿度
積層プロセス中の温度と湿度は、接着に大きな影響を与える可能性があります。高温は接着剤の反応性を高める可能性がありますが、低い表面のエネルギー材料を膨張または変形させる可能性もあり、これが結合に影響を与える可能性があります。湿度は、接着剤の硬化プロセスと基質の表面特性にも影響を与える可能性があります。
圧力と接触時間
積層中に加えられた圧力と、接着剤と基質の間の接触時間は、良好な接着を達成するために重要です。接着剤が低表面のエネルギー材料の表面を濡らすことを保証するために十分な圧力が必要であり、適切な接触時間により強い接着力の発達が可能になります。
将来の傾向
より持続可能で高いパフォーマンスパッケージングソリューションの需要が成長し続けるにつれて、低い表面のエネルギー材料によく結合できる溶剤の積層接着剤の開発がますます重要になります。将来の研究では、低表面のエネルギー材料とより効率的な表面処理方法とより互換性のある新しい接着化学の開発に焦点を当てることができます。
結論
結論として、溶媒のないラミネーション接着剤を低表面に結合することは困難な場合がありますが、接着剤製剤、表面処理、およびプロセス制御の適切な組み合わせで確実に達成可能です。溶剤のない積層接着剤としての私たちの経験は、適切な技術を使用すると、これらの接着剤がポリオレフィンなどの低表面エネルギー基質に強力で耐久性のある結合を提供できることを示しています。
溶剤のないラミネーション接着剤の市場にいて、低い表面 - エネルギー材料への結合に関する特定の要件がある場合、私たちはあなたのニーズについてさらに議論することを喜んでいます。調達ディスカッションを開始し、アプリケーションに最適な接着ソリューションを見つけてください。
参照
- ミッタル、KL（編）。 （2013）。接着科学と工学：表面、化学、および用途。エルゼビア。
- Wicks、ZW、Jones、FN、＆Pappas、SP（2007）。オーガニックコーティング：科学技術。ワイリー。
- Schultz、J。（1989）。接着および接着剤技術：はじめに。スプリンガー。
