В экстремальных условиях: как адгезия клеевого слоя зависит от температуры и влажности?
Производители и потребители этикетки задаются вопросом: когда условия этикетирования далеки от нормальных, что может пойти не так с этикеткой? Как прогнозировать адгезию клеевого слоя при горячем розливе или выпадении конденсата? Поговорим об этом в статье.
Сначала база: адгезия клеевого слоя — это способность клея образовывать прочное соединение с поверхностью за счет межмолекулярных взаимодействий. При изменении температуры, влажности, свойств этикетируемой поверхности и химического состава клея связи эти могут усиливаться или, напротив, ослабевать.
Когда температура и влажность оптимальные, с адгезией обычно проблем не бывает. Но, если температура или влажность отличаются, то эти факторы повлияют на клей, а вместе с тем изменится и адгезия.
Влияние температуры на адгезию
Сразу оговоримся: речь как о высоких температурах среды, так и самой этикетируемой поверхности. При температуре полимерных материалов выше 35°C начинается деформация – расширение. При дальнейшем увеличении температуры геометрические искажения могут быть заметны невооруженным глазом. Как следствие, этикетка хуже держится на измененной поверхности, вплоть до частичного отклеивания.
Такую зависимость искажений от перепада температур сложно формализовать: этикетируемые поверхности выполнены из разных материалов и отличаются по свойствам. Однако приблизиться к пониманию процесса позволяет закон Гей-Люссака (закон теплового расширения) — он качественно и количественно описывает указанную проблему.
Закон теплового расширения:
Большинство материалов расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Коэффициент теплового расширения характеризует, насколько сильно материал изменяет свои размеры при изменении температуры. Для полимерных материалов, используемых в этикетках, этот коэффициент может быть значительным, что приводит к заметным деформациям при повышении температуры.
Схематическая зависимость изменения адгезии клеевого слоя от температуры представлены на графике:
При этикетировании горячих поверхностей необходимо учитывать возможные деформации и искажения. Свойства адгезива при высоких температурах тоже изменяются. Клей может потечь, что затруднит сходимость с подложки из-за затекания клея по контуру вырубки, а также выдавливания. Экстремально высоких температур следует избегать, так как при перегреве клей может терять свои адгезивные свойства.
Напротив, в холодных условиях (от 5°С) адгезия практически не меняется со временем. Однако наклеивание может быть затруднено — при низких температурах происходит затвердевание адгезива, что уменьшает его адгезию к этикетируемой поверхности, и, следовательно, мешает нормальному приклеиванию. Только теплые (акклиматизированные) этикетки можно наклеивать на холодные поверхности, если состав адгезива это позволяет.
Влияние влажности на адгезию клеевого слоя
При низкой влажности возникают проблемы со статикой, на полимерных пленках накапливается заряд, затрудняющий этикетирование, также может притягиваться пыль, загрязняющая поверхность. Помимо этого, низкая влажность может вызвать высыхание клея, адгезив может преждевременно затвердеть, не успев сформировать прочное соединение.
Избыточная влажность может вызвать появление конденсата на поверхности, а также набухание подложки, что в свою очередь может приводить к отклеиванию.
Закон теплового расширения:
Большинство материалов расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Коэффициент теплового расширения характеризует, насколько сильно материал изменяет свои размеры при изменении температуры. Для полимерных материалов, используемых в этикетках, этот коэффициент может быть значительным, что приводит к заметным деформациям при повышении температуры.
Влияние типа поверхности на адгезию
• Полярные поверхности — стекло, некоторые металлы и некоторые пластмассы (ПВХ) — имеют хорошую адгезию за счет высокой полярности и смачиваемости.
• Неполярные поверхности — полипропилен, полиэтилен — имеют низкую поверхностную энергию, что затрудняет смачивание. Поэтому адгезия к ним низкая.
• Поверхности с низкой энергией — силиконы, тефлон — имеют наименьшую адгезия из-за крайне низкой смачиваемости.
Схематическая зависимость изменения адгезии клея от типа поверхности:
Что необходимо для обеспечения надежного приклеивания?
• Правильно хранить расходные материалы.
• Обязательно проводить акклиматизацию расходных материалов перед этикетированием.
• Учитывать сроки годности расходных материалов.
• Подбирать клей с учетом рабочих температур. Проведение предварительного тестирования и наблюдение за качеством приклеенных этикеток не менее 48 часов позволит избежать ошибок при подборе. Иногда может потребоваться провести и более жесткие испытания, такие как транспортный тест, чтобы убедиться, что этикетка не потеряет своих рабочих свойств.
• Контролировать влажность и температуру в процессе этикетирования.
• Обрабатывать поверхности с низкой энергией для улучшения адгезии.
Оптимизация этих параметров позволит повысить качество этикетирования и долговечность клеевых соединений в различных условиях эксплуатации.
Если есть вопросы или требуется дополнительная информация, мы всегда готовы помочь!
-
08 сентября 2025
