En etikett som fungerer perfekt på en glasskrukke kan løfte av en polyetylen-klemmeflaske i løpet av dager på samme butikkhylle. Forskjellen er sjelden limmengden, men selve underlaget. Polyetylen, polypropylen, silikon, PTFE og mange pulverlakker er materialer med lav overflateenergi (LSE), generelt definert som overflater under omtrent 36 dyn/cm. På disse overflatene kan de fleste konvensjonelle trykkfølsomme lim ikke fuktes ordentlig ut, så bindingen utvikler aldri sin fulle styrke.
Det praktiske for etikettkjøpere og omformere: heftproblemer på plast løses ved å tilpasse limkjemi, overflatebehandling og konstruksjonsdesign til underlagets energi, ikke ved å påføre mer lim. Avsnittene nedenfor forklarer hva overflateenergi betyr i tall, hvilke materialer som sitter i det lave båndet, hvorfor standard lim svikter der, og hvordan du spesifiserer etikettkonstruksjoner som holder på polyolefinflasker, fat og belagte utstyrshus.
Hva overflateenergi betyr i praktiske tall
Overflateenergi beskriver hvor sterkt en overflate tiltrekker og sprer væskene som er plassert på den. Når en væskes overflatespenning er lavere enn substratets overflateenergi, sprer væsken seg til en tynn, kontinuerlig film som fukter. Når substratets energi er lavere, perler væsken opp. Vann på nyvokset maling er hverdagseksemplet: vokslaget senker overflateenergien, så vann danner kuler i stedet for å spre seg.
Trykkfølsomme lim følger samme regel. Et lim kan bare binde seg til overflater det kan fukte, så forholdet mellom lim og underlagsenergi avgjør om en etikett griper eller skreller. Industrien jobber vanligvis med tre band:
- Høy overflateenergi, over omtrent 50 dyn/cm: glass, keramikk, bare metaller og de fleste papiroverflater. Nesten alle lim fukter disse umiddelbart.
- Middels overflateenergi, omtrent 36 til 50 dyn/cm: PET, polystyren, ABS og nylon. Generelle akryllim er vanligvis pålitelige her.
- Lav overflateenergi, under omtrent 36 dyn/cm: PE, PP, silikon, PTFE, EVA og mange pulverlakker. Disse krever matchende lim eller overflatebehandling.
Tabellen nedenfor plasserer substratetikettomformere som oftest møter mot denne skalaen.
| Substrat | Typisk overflateenergi (dynes/cm) | Bindingsadferd med standard lim |
|---|---|---|
| PTFE | 18 til 20 | Selvklebende perler og skreller rent; spesielle LSE-lim eller behandling kreves |
| Herdet silikon | 20 til 24 | Svært dårlig fukting; blant de vanskeligste hverdagsflatene å merke |
| Polypropylen (PP) | 29 til 34 | Svak initial tackling; kantløft vanlig på buede containere |
| Polyetylen (PE) | 31 til 36 | Langsom bindingsoppbygging; etiketter kan løsne etter håndtering eller avkjøling |
| Polystyren / ABS | 35 til 42 | Borderline ytelse; de fleste akryllim akseptable |
| PET | 41 til 44 | Pålitelig liming med universallim |
| Glass og bart metall | Godt over 100 | Umiddelbar fukting; referansepunktet for enkel liming |
Materialer som vanligvis sitter i lavenergibåndet
Materialene bak de fleste lavenergimerkingsproblemene er polyolefinene. HDPE og LDPE klemmeflasker, vaskemiddelbeholdere, jerrycans og kasser, sammen med PP-lukkinger, spann og tynnveggede kar, utgjør en stor andel av forbruker- og industriemballasje. Overflatene deres avviser de fleste lim sterkt nok til at en konstruksjon testet på papp vil mislykkes på dem.
Utover polyolefiner er de tilbakevendende navnene PTFE og andre fluorpolymerbelegg som brukes for kjemisk motstand og ikke-klebende oppførsel; herdet silikon funnet i pakninger, slanger og bestrøket papir; EVA-skum i dekselinnlegg og demping; acetal (POM) tekniske deler; og pulverlakkerte eller bakt-emaljerte hus på apparater og utstyr. En felle fortjener vekt: muggrester og prosessoljer kan trekke til og med en middels energisk plast ned i lavenergiterritorium. Et underlag som skal binde seg akseptabelt kan teste ved 30 dyn/cm fordi silikonslippmiddel fra støpeprosessen fortsatt sitter på overflaten.
Hvorfor standard lim svikter på disse overflatene
Når et lim ikke kan fukte en overflate, kommer det bare i kontakt med de mikroskopiske toppene på den overflaten i stedet for å strømme inn i dalene. Kontaktområdet kollapser, og med det skrellstyrke og skjærhold. De synlige symptomene er forutsigbare: lav initial klebrighet ved merkehodet, ingen bindingsoppbygging i løpet av de påfølgende timene, og etiketter som trekkes av rent uten klebemiddeloverføring, som om limet aldri hadde festet seg til underlaget i det hele tatt.
To skjerpende faktorer gjør LSE-applikasjoner vanskeligere enn de rå tallene tilsier. For det første bøyer polyolefinbeholdere seg og avkjøles etter fylling, og en svakt festet filmetikett konsentrerer stress ved kantene, og produserer kantløft. For det andre passerer mange LSE-produkter gjennom kjølte eller fuktige omgivelser, og kondens på en kald flaske oppfører seg som et slippmiddel mot et lim som allerede sliter med å bli fuktig. Et tyngre limbelegg løser ingen av problemene; det øker kostnadene og inviterer til søl mens fuktingsfysikken forblir uendret.
Hvordan oppnå pålitelig vedheft på LSE-materialer
Pålitelig vedheft på materialer med lav overflateenergi kommer fra tre beslutninger tatt sammen: limet, overflaten og påføringsforholdene.
Velg et lim formulert for underlaget
Limprodusenter har utviklet akrylformuleringer med lavere overflatespenning og høyere affinitet for polyolefiner spesielt for dette båndet av substrater. Gummi-harpiks-smeltelim er det andre vanlige svaret: deres sterke første grep passer til høyhastighetslinjer og mange plastoverflater, selv om de har andre temperaturgrenser og aldringsadferd enn akryl. Spør leverandøren om limets testede underlagsliste, dens minste påføringstemperatur og forventede avskallingsverdier på din spesifikke plast, og sammenlign deretter kandidater på disse tallene.
For høyhastighetsmerking av plastbeholdere kan en konstruksjon som vår smeltelim blank hvit PP-etikettmateriale parer et lyst BOPP-overflate med et klebemiddel som er valgt for sterk første grep på filmlignende overflater.
Hotmelt selvklebende glans hvit PP etikettmateriale Kombinerer et lyst BOPP-overflatemateriale med et smeltelim som er valgt for sterkt første grep på plastfilmoverflater. Et praktisk alternativ for høyhastighetsmerking av beholdere der hurtig vedheft betyr noe før behandlede overflater taper energi. Se produkt → Behandle eller grunne overflaten der prosessen tillater det
Korona-, flamme- og plasmabehandling kan heve en polyolefinoverflate fra rundt 30 til over 40 dyn/cm, og flytte den inn i området der standard lim fungerer. Gevinsten er midlertidig, fordi behandlede overflater mister energi over dager og uker, så behandlingen fungerer best når merking følger raskt, som ved inline-konvertering. Dyne penner gir en rask verifisering før og etter behandling. Der behandling er umulig, for eksempel et fyllingsanlegg som legger etiketter på innkommende flasker, må selve limet bære belastningen, og primere eller bindelag blir tilbakeskuddet på ekstreme underlag.
Match applikasjonsmiljøet
De fleste standard lim spesifiserer en minimum påføringstemperatur rundt 10 °C; under det stivner limet og kan ikke fukte selv en vennlig overflate. Kaldekjede-, meieri- og fryseapplikasjoner trenger derfor lim med lavtemperaturklassifisering, påført på tørre, kondensfrie beholdere. Gi hver konstruksjon 24 timers opphold før du bedømmer skrelleytelsen, og test med de faktiske beholderne i stedet for glassplater, fordi en etikett som passerer på en flat laboratorieplate fortsatt kan feile på en buet HDPE-flaske.
Utløserforinger setter lav overflateenergi i arbeid
Den samme fysikken som forårsaker feil er bevisst konstruert i hver trykkfølsom konstruksjon. Releaseliners har et silikonbelegg med overflateenergi rundt 20 dyn/cm, lavere enn selve limet, så et lag som griper en PP-flaske fast vil fortsatt skille seg rent fra foringen ved merkehodet. Slippytelsen justeres gjennom silikonbeleggets vekt og herding, og foringens bærer, enten det er glassin, PE-belagt kraft eller PET-film, former stansekvalitet, dispenseringshastighet og avfallsstripping.
For omformere som balanserer lett frigjøring mot dimensjonsstabilitet under stansing, vår silikonfrigjøringspapirserie spenner over glassin, PE-belagt kraft og spesialforinger for forskjellige overflate- og limsystemer. For en nærmere titt på mekanismen bak kontrollert utløsning, se vår forklaring på hvordan silikonfrigjøringspapir forhindrer at materialer fester seg .
Silikonbelagt slipepapir Tilgjengelig i glassin, PE-belagt kraft, PET-film og andre foringer på tvers av forskjellige gsm og farger. Hjelper omformere med å oppnå kontrollert frigjøring og samtidig opprettholde dimensjonsstabilitet under stansing av selvklebende etikettkonstruksjoner. Se produkt → En utvalgssjekkliste for etikettkjøpere
En kort, disiplinert sekvens forhindrer de fleste LSE-overraskelser før de når merkelinjen:
- Identifiser det nøyaktige underlaget. "Plast" er ikke en spesifikasjon; PE-, PP- og pulverlakk oppfører seg annerledes, og beholderharpiks skiller seg ofte fra det merket antar.
- Sjekk overflatens tilstand. Se etter muggslippmidler, belegg og oljer, og bekreft overflateenergi med dyne-penner eller leverandørdata på produksjonsrepresentative prøver.
- Skjermlim for det målte energibåndet og hele temperaturområdet, fra fyllingsforhold gjennom lagring til sluttbruk.
- Bestem varighet tidlig. Returglass, reklamedekaler og prismerking krever avtakbare systemer i stedet for maksimal vedheft.
- Prøve under produksjonslignende forhold: ekte beholdere, reell linjehastighet og temperatur, og skrelletester etter en 24-timers pause.
- Test på nytt etter aldring. Fuktighet, kjøling og sollys kan skille konstruksjoner som så like ut på dag én.
Der ren fjerning er prioritert, en konstruksjon som vår avtagbar akryl gjennomsiktig PVC-film er designet for å løfte fra glass og glatt plast uten å etterlate rester, holde primærpakningen intakt for gjenbruk eller ommerking.
Avtakbar akryl gjennomsiktig PVC-film En akryllim gjennomsiktig PVC-konstruksjon designet for å løfte rent fra glass og glatt plast uten rester. Egnet for applikasjoner der primærpakken må forbli intakt for gjenbruk eller ommerking. Se produkt → Materialer med lav overflateenergi er nå standardemballasje i stedet for en spesiell kasse, så vedheft må konstrueres i stedet for å antas. Kjøpere som unngår feil i felten, behandler hver konstruksjon som en tre-lags avgjørelse, som matcher overflate, lim og frigjøringsfôr til underlagets målte energi. Arbeider med en produsent som produserer alle tre lagene internt, slik PUODEHUA gjør på tvers av sine selvklebende etikettmaterialer portefølje av papir-, film-, spesial- og silikonfrigjøringslinjer, holder hvert lag spesifisert mot det samme bindingsmålet fra den første prøven til volumlevering.
