Un'etichetta che funziona perfettamente su un barattolo di vetro può sostenere una bottiglia di polietilene in pochi giorni sullo stesso scaffale del negozio. La differenza raramente è nella quantità di colla, ma nel substrato stesso. Il polietilene, il polipropilene, il silicone, il PTFE e molti rivestimenti in polvere sono materiali a bassa energia superficiale (LSE), generalmente definiti come superfici inferiori a circa 36 dyne/cm. Su queste superfici, la maggior parte degli adesivi sensibili alla pressione convenzionale non possono bagnarsi adeguatamente, quindi il legame non si sviluppa mai la sua piena forza.
Il punto pratico per acquirenti e trasformatori di etichette: i problemi di adesione sulla plastica vengono risolti abbinando la chimica dell'adesivo, il trattamento superficiale e la progettazione costruttiva all'energia del substrato, non applicando più adesivo. Le sezioni seguenti spiegano cosa significa energia superficiale in numeri, quali materiali si trovano nella fascia bassa, perché gli adesivi standard falliscono in quel punto e come specificare la struttura delle etichette che contengono bottiglie, fusti e alloggiamenti di apparecchiature rivestite in poliolefina.
Cosa significa l'energia superficiale in numeri pratici
L'energia superficiale descrive la forza con cui una superficie attrae e diffonde i liquidi posti su di essa. Quando la tensione superficiale di un liquido è inferiore all'energia del substrato superficiale, il liquido si diffonde in una pellicola sottile e continua, che si bagna. Quando l'energia del substrato è inferiore, il liquido si accumula. L'acqua sulla vernice appena cerata è l'esempio quotidiano: lo strato di cera abbassa l'energia superficiale, quindi l'acqua forma sfere invece di diffondersi.
Gli adesivi sensibili alla pressione obbediscono alla stessa regola. Un adesivo può aderire solo a superfici che può bagnare, quindi il rapporto tra l'energia dell'adesivo e quella del substrato decide se un'etichetta fa presa o si stacca. L'industria lavora comunemente con tre bande:
- Elevata energia superficiale, superiore a circa 50 dyne/cm: vetro, ceramica, metalli nudi e la maggior parte delle superfici cartacee. Quasi tutti gli adesivi li bagnano istantaneamente.
- Energia superficiale media, circa da 36 a 50 dine/cm: ANIMALE DOMESTICO, polistirene, ABS e nylon. Gli adesivi acrilici per uso generale sono generalmente affidabili in questo caso.
- Bassa energia superficiale, inferiore a circa 36 dine/cm: PE, PP, silicone, PTFE, EVA e molti rivestimenti in polvere. Questi richiedono adesivi o trattamenti superficiali adeguati.
La seguente tabella classifica i substrati che i trasformatori di etichette incontrano più spesso rispetto a questa scala.
| Substrato | Energia superficiale tipica (dyne/cm) | Comportamento di adesione con adesivi standard |
|---|---|---|
| PTFE | dalle 18 alle 20 | L'adesivo si stacca e si stacca in modo pulito; sono richiesti adesivi o trattamenti speciali LSE |
| Silicone polimerizzato | dalle 20 alle 24 | Bagnabilità molto scarsa; tra le superfici quotidiane più difficili da etichettare |
| Polipropilene (PP) | 29-34 | Virata iniziale debole; sollevamento del bordo comune sui contenitori curvi |
| Polietilene (PE) | dal 31 al 36 | Lento accumulo di legami; le etichette potrebbero staccarsi dopo la manipolazione o il raffreddamento |
| Polistirolo/ABS | 35-42 | Prestazioni al limite; è accettabile la maggior parte degli adesivi acrilici |
| ANIMALE DOMESTICO | da 41 a 44 | Incollaggio affidabile con adesivi per uso generale |
| Vetro e metalli nudi | Ben sopra i 100 | Bagnatura immediata; il punto di riferimento per un facile incollaggio |
Materiali che comunemente si trovano nella banda a bassa energia
I materiali alla base della maggior parte dei problemi di etichettatura a basso consumo energetico sono le poliolefine. Bottiglie spremute in HDPE e LDPE, contenitori per detersivi, taniche e casse, insieme a chiusure in PP, secchi e vaschette a pareti sottili, costituiscono un'ampia quota degli imballaggi industriali e di consumo. Le loro superfici respingono la maggior parte degli adesivi con una forza racconto da far sì che una struttura testata su cartone fallisca.
Oltre alle poliolefine, i nomi ricorrenti sono PTFE e altri rivestimenti fluoropolimerici utilizzati per la resistenza chimica e il comportamento antiaderente; silicone polimerizzato presente in guarnizioni, tubi e carta patinata; Schiume EVA negli inserti della custodia e nell'imbottitura; parti tecniche in acetale (POM); e alloggiamenti verniciati a polvere o smaltati a forno su apparecchi e apparecchiature. Una trappola merita di essere sottolineata: i residui di distacco dello stampo e gli oli di lavorazione possono trascinare anche una plastica a media energia in un territorio a bassa energia. Un substrato che dovrebbe aderire in modo accettabile può essere testato a 30 dine/cm poiché l'agente distaccante siliconico derivante dal processo di stampaggio è ancora presente sulla superficie.
Perché gli adesivi standard falliscono su queste superfici
Quando un adesivo non può bagnare una superficie, entra in contatto solo con i picchi microscopici di quella superficie invece di scorrere nelle valli. L'area di contatto collassa e con essa la resistenza alla pelatura e la tenuta al taglio. I sintomi visibili sono prevedibili: bassa appiccicosità iniziale sulla testa di etichettatura, assenza di accumulo di adesivo nelle ore successive ed etichette che si staccano in modo netto senza trasferimento di adesivo, come se la colla non si fosse mai ancorata al substrato.
Due fattori aggravanti rendono le richieste LSE più difficili di quanto suggeriscano i numeri grezzi. In primo luogo, i contenitori in poliolefina si flettono e si raffreddano dopo il riempimento, e un'etichetta in film poco aderente concentra lo stress sui bordi, producendo il sollevamento dei bordi. In secondo luogo, molti prodotti LSE attraversano ambienti freddi o umidi e la condensa su una bottiglia fredda si comporta come un agente distaccante contro un adesivo che già fatica a bagnarsi. Un rivestimento adesivo più pesante non risolve nessuno dei due problemi; aumenta i costi e invita alla fusione mentre la fisica della bagnatura rimane invariata.
Come ottenere un'adesione affidabile sui materiali LSE
L'adesione affidabile su materiali a bassa energia superficiale deriva da tre decisioni prese insieme: l'adesivo, la superficie e le condizioni di applicazione.
Scegli un adesivo formulato per il supporto
I produttori di adesivi hanno sviluppato formulazioni acriliche con tensione superficiale inferiore e maggiore affinità per le poliolefine specifiche per questa fascia di substrati. Gli adesivi hot melt in resina di gomma sono l'altra risposta comune: la loro forte presa iniziale si adatta alle linee ad alta velocità e a molte superfici plastiche, sebbene abbiano limiti di temperatura e comportamento all'invecchiamento diversi rispetto agli acrilici. Chiedere al fornitore l'elenco dei substrati testati dell'adesivo, la temperatura minima di applicazione e i valori di distacco previsti sulla plastica specifica, quindi confrontare i candidati in base a tali numeri.
Per l'etichettatura ad alta velocità di contenitori di plastica, una costruzione come la nostra materiale per etichette in PP bianco lucido adesivo hot melt accoppia un frontale in BOPP lucido con un adesivo selezionato per una forte presa iniziale su superfici simili a pellicole.
Materiale per etichette in PP bianco lucido adesivo hotmelt Combina un frontale BOPP lucido con un adesivo hot melt scelto per una forte presa iniziale sulle superfici della pellicola di plastica. Un'opzione pratica per l'etichettatura ad alta velocità dei contenitori in cui è importante una rapida adesione prima che le superfici trattate perdano energia. Visualizza il prodotto → Trattare o adescare la superficie laddove il processo lo consente
Il trattamento corona, fiamma e plasma può aumentare la superficie di una poliolefina da circa 30 a oltre 40 dine/cm, portandola nell'intervallo in cui funzionano gli adesivi standard. Il guadagno è temporaneo, perché le superfici trattano il perdono energia nel corso di giorni e settimane, quindi il trattamento funziona meglio quando l'etichettatura segue rapidamente, come nella trasformazione in linea. Le penne Dyne forniscono una rapida verifica prima e dopo il trattamento. Laddove il trattamento è impossibile, come ad esempio in un impianto di riempimento che applica etichette alle bottiglie in entrata, è l'adesivo stesso a sostenere il carico e i primer o gli strati di collegamento diventano il ripiego su substrati estremi.
Corrispondenza all'ambiente dell'applicazione
La maggior parte degli adesivi standard specificano una temperatura minima di applicazione intorno ai 10 °C; al di sotto di esso l'adesivo si irrigidisce e non riesce a bagnare nemmeno una superficie amica. Le applicazioni della catena del freddo, dei prodotti lattiero-caseari e dei congelatori richiedono pertanto adesivi con temperatura bassa, applicazioni su contenitori asciutti e privi di condensa. Concedere a ogni costruzione 24 ore di permanenza prima di giudicare le prestazioni di pelatura e testare con i contenitori reali anziché con lastre di vetro, perché un'etichetta che passa su una piastra piana da laboratorio può comunque fallire su una bottiglia curva in HDPE.
I rivestimenti di rilascio mettono in funzione la bassa energia superficiale
La stessa fisica che causa i guasti è deliberatamente progettata in ogni costruzione sensibile alla pressione. I rivestimenti di rilascio trasportano un rivestimento in silicone con un'energia superficiale di circa 20 dyne/cm, inferiore all'adesivo stesso, quindi uno strato che afferra saldamente una bottiglia in PP si separerà comunque in modo pulito dal rivestimento sulla testa di etichettatura. Le prestazioni di rilascio sono regolate dal peso e dall'essiccazione del rivestimento in silicone e il supporto del supporto, sia esso glassine, kraft rivestito in PE o pellicola PET, determina la qualità della fustellatura, la velocità di erogazione e l'eliminazione degli scarti.
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Una sequenza breve e disciplinata previene la maggior parte delle sorprese LSE prima che raggiungano la linea di etichettatura:
- Identificare il substrato esatto. "Plastica" non è una specifica; I rivestimenti in PE, PP e in polvere si comportano diversamente e la resina del contenitore spesso differisce da quanto ipotizzato dal marchio.
- Controllare le condizioni della superficie. Cerca agenti distaccanti, rivestimenti e oli e conferma l'energia superficiale con penne Dyne o dati dei fornitori su campioni rappresentativi della produzione.
- Adesivi per schermi per la banda energetica misurata e l'intero intervallo di temperatura, dalle condizioni di riempimento allo stoccaggio fino all'uso finale.
- Decidi presto la permanenza. Il vetro a rendere, le decalcomanie promozionali e la marcatura dei prezzi richiedono sistemi rimovibili piuttosto che la massima adesione.
- Prova in condizioni simili alla produzione: contenitori reali, velocità e temperatura reali della linea e test di pelatura dopo una permanenza di 24 ore.
- Ritestare dopo l'invecchiamento. Umidità, refrigerazione e luce solare possono separare costruzioni che sembravano uguali il primo giorno.
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Pellicola in PVC acrilico trasparente removibile Una struttura in PVC trasparente adesivo acrilico progettata per sollevarsi in modo pulito dal vetro e dalla plastica liscia senza lasciare residui. Adatto per applicazioni in cui la confezione primaria deve rimanere intatta per essere riutilizzata o rietichettata. Visualizza il prodotto → I materiali a bassa energia superficiale sono ora imballaggi standard piuttosto che un caso speciale, quindi l'adesione deve essere progettata anziché scontata. Gli acquirenti che evitano i fallimenti sul campo trattano ogni costruzione come una decisione a tre strati, abbinando il frontale, l'adesivo e il rivestimento di rilascio all'energia misurata del substrato. Lavorare con un produttore che produce internamente tutti e tre gli strati, come fa PUODEHUA in tutti i suoi prodotti materiali per etichette autoadesive portfolio di linee di carta, pellicola, speciali e liner siliconici, mantiene ogni strato specificato rispetto allo stesso target di adesione dal primo campione fino alla consegna in volume.
