ちょっと、そこ！溶剤のないラミネーションのサプライヤーとして、私はこのプロセスに関連するあらゆる種類の側面を扱ってきました。しばしば見落とされるが非常に重要な重要な領域の1つは、基質表面処理です。それでは、溶剤のないラミネーションにおける基質表面処理の要件に沿って飛び込んでみましょう。
基質表面処理が重要な理由
まず、なぜ基質表面を治療する必要があるのか疑問に思うかもしれません。まあ、溶剤のない積層では、2つ以上の基質を結合しようとしています。基質の表面が適切な状態にない場合、結合は十分に強くなりません。これは、層が互いに分離されている層間剥離のようなあらゆる種類の問題につながる可能性があります。そして、それは大きなノーです - 包装業界では、積極的な製品が耐久性があり信頼できるものである必要があります。
表面の清潔
基質表面処理の最初の要件は清潔です。基質は、製造、貯蔵、または輸送中にあらゆる種類の汚染物質を拾うことができます。ほこり、油、その他の不純物は、接着剤と基質の間に障壁を作り出し、適切な結合を防ぐことができます。
たとえば、プラスチックフィルムをラミングしている場合、これらのフィルムは押出プロセス中に機械オイルにさらされていた可能性があります。これらのオイルは、積層前に除去する必要があります。溶媒洗浄やプラズマクリーニングなど、さまざまな洗浄方法を使用できます。溶媒洗浄には、適切な溶媒を使用して汚染物質を溶かして除去します。一方、プラズマクリーニングは、高エネルギープラズマを使用して、表面の不純物を分解して除去します。
表面エネルギー
もう1つの重要な要件は、適切な表面エネルギーです。表面エネルギーは、液体（この場合、接着剤）がどの程度適切に拡大し、基質の表面を濡らすかを測定する尺度です。基質の表面エネルギーが低すぎると、接着剤は均等に散布されず、結合は弱くなります。
溶媒のないラミネーションで使用されるほとんどの接着剤は、良好な結合を形成するために一定の最小表面エネルギーを必要とします。たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン膜は通常、表面エネルギーが低いです。表面エネルギーを増やすために、コロナ治療や炎治療などの技術を使用できます。
コロナ治療では、高電圧コロナ放電を通過する基質を渡すことが含まれます。この分泌物は、基質の表面にフリーラジカルを作成し、空気中の酸素と反応して極性基を形成します。これらの極性基は、基質の表面エネルギーを増加させ、接着剤をより受容させます。一方、炎治療は、基質を制御された炎にさらします。炎の熱と反応性の種は、基質の表面を変更し、表面エネルギーも増加させます。
表面の粗さ
表面の粗さは、溶媒のないラミネーションにおいても重要な役割を果たします。一定量の表面粗さは、接着剤と基質の間の接触面積を増加させる可能性があり、これにより結合強度が改善されます。
ただし、表面が粗すぎる場合、問題を引き起こす可能性があります。たとえば、接着剤と基質の間に気泡を閉じ込めて、結合内のボイドにつながる可能性があります。したがって、バランスをとる必要があります。場合によっては、サンディングや摩耗などの機械的方法を使用して、適切な量の表面粗さを作成できます。しかし、私たちはそれをやり過ぎないように注意する必要があります。
接着剤との互換性
基質表面処理は、接着剤との互換性も保証する必要があります。異なる接着剤には異なる化学的性質があり、処理された基質表面は接着剤とうまく相互作用できるはずです。
たとえば、ポリウレタンベースの接着剤を使用している場合、処理された基質表面には、ポリウレタンのイソシアネートグループと反応できる官能基が必要です。それ以外の場合、接着剤は適切に治癒せず、結合強度は損なわれます。
積層装置への影響
基質表面処理について考えているときは、それが積層装置にどのように影響するかを検討する必要があります。たとえば、aを使用している場合高速柔軟なパッケージングラミネーターと接着剤ミキサーとサーボモーター、処理された基質は、機械をスムーズに走らせることができるはずです。
表面処理が残留物を置き去りにしたり、基板を粘着性にしすぎたりすると、ジャムやラミネーターの摂食が不均一な問題を引き起こす可能性があります。したがって、表面処理プロセスが積層装置の機能と互換性があることを確認する必要があります。
異なる基板、異なる要件
異なる基質には、表面処理のために異なる要件があることに注意することが重要です。溶媒なしのラミネーションで使用されるいくつかの一般的な基質を見てみましょう。
プラスチックフィルム
前述のように、プラスチックフィルムは、表面エネルギーを増加させるために表面処理を必要とすることがよくあります。ポリエステルフィルムは、ポリオレフィンフィルムと比較して固有の表面エネルギーが高いため、比較的簡単に治療できます。しかし、彼らはまだ汚染物質を除去するためにいくらかの掃除が必要かもしれません。
一方、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン膜は、結合性を改善するために、コロナや炎治療などのより集中的な治療を必要とします。
紙と段ボール
紙と段ボールの基板もきれいで、適切な表面エネルギーを持つ必要があります。貯蔵中に水分を拾うことができ、結合強度に影響を与える可能性があります。したがって、積層前に紙と段ボールの水分含有量を制御することが重要です。
紙の上の表面サイジングエージェントも結合に影響を与える可能性があります。これらのサイジングエージェントは、印刷中のインクと水の吸収を制御するために使用されます。しかし、それらは接着剤の障壁を作成することができます。場合によっては、これらのサイジングエージェントを削除または変更して、良好な絆を確保する必要がある場合があります。
金属箔
アルミホイルのような金属箔は、バリア特性のパッケージングでよく使用されます。金属箔の表面は時間とともに酸化することができ、結合強度に影響を与える可能性があります。したがって、ホイルを清潔に保ち、酸化を防ぐことが重要です。
パッシベーション処理を使用して、金属箔の表面を酸化から保護できます。また、他の基質と同様に、金属箔の表面エネルギーを調整して、接着剤との良好な接着を確保する必要がある場合があります。
品質管理
基質を処理したら、適切な品質管理システムを配置する必要があります。さまざまなテスト方法を使用して、表面処理が要件を満たしていることを確認できます。
たとえば、接触角測定を使用して、基質の表面エネルギーを確認できます。接触角が低いと、表面エネルギーが高くなります。また、ピールテストを実行して、積層層間の結合強度を測定することもできます。結合強度が必要なレベルを下回っている場合は、戻って表面処理プロセスを調整する必要があります。
結論
結論として、基質表面処理は、溶媒のない積層の重要なステップです。清潔さ、適切な表面エネルギー、適切な表面粗さ、および接着剤との互換性を確保することが含まれます。さまざまな基板には異なる要件があり、治療が積層装置にどのように影響するかを考慮する必要があります。
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参照
- ASTM D2578-09（2018）。コロナの標準試験方法 - 水接触角を使用したポリオレフィンフィルムの処理。
- Pocius、AV（2002）。接着および接着剤技術：はじめに。ハンサーガードナー出版物。