Jeśli kiedykolwiek oderwaliście się od kartki z biurka lub usunęliście etykietę z słoika, byliście świadkami magii kleju wrażliwego na ciśnienie (PSA).Ale co sprawia, że materiał jest na tyle lepki, by przyczepić się natychmiast tylko lekkim naciskiem palca?? Dla chemików i inżynierów pracujących z klejnotami wrażliwymi na ciśnienie ciepłego topnienia (HMPSA) odpowiedź leży w słynnej zasadzie znanej jakoKryterium Dahlquista.
Co to jest kryterium Dahlquista?
Założone przez dr Carla A. Dahlquista w latach 60. tego wieku kryterium definiuje podstawową właściwość mechaniczną wymaganą do zachowania materiału jako kleju wrażliwego na ciśnienie w temperaturze pokojowej.
Klej musi mieć moduł przechowywania (G')mniejsze niż 3 × 105 Pa (300 000 pascalów lub 3 × 106dyn/cm2)Ponadto kryterium Dahlquista najlepiej spełnia się poprzez stosowanie tackifier na kleju w40 do 70°C powyżej Tg.
Rysunek 1. Kryterium Dahlquista - kryterium PSA
Dlaczego to ma znaczenie dla HMPSA?
Przyczepy gorąco rozpuszczalne to w 100% trwałe termoplasty, które stosuje się na gorąco, ochładza i tworzy wiązanie.ostatecznie schłodzona folia musi pozostać miękka i wystarczająco przepływna, aby "zwilżyć" (płynąć do mikroskopijnych dolin powierzchni) pod delikatnym ciśnieniem.
Jeśli G' jest zbyt wysoka (> 3×105 Pa): klejnot jest zbyt sztywny. Działa jak sztywny arkusz plastikowy. Przyciskiwany do powierzchni dotyka tylko szczytów tekstury powierzchni,powodujące słaby kontakt i brak przyczepnościNie będzie trzymać.
Jeśli G' jest zbyt niska (< 3×105 Pa): klejnot jest bardzo miękki i lepki. Łatwo wpada na powierzchnię, tworząc duży obszar kontaktu i silną początkową adhezję (szybki patyk).
Równowaga ta ma kluczowe znaczenie w formulacjach HMPSA. Poprzez dostosowanie stosunku bazowego polimeru (np. SIS, SBS, APAO), żywicy tackifying, oleju naftowego i wosku,Formularze dostosowują moduł do poziomu poniżej magicznych 300Prag 1000 Pa.
Rysunek 2. Dostosowanie proporcji różnych składników do kryterium Dahlquista
Aplikacja w świecie rzeczywistym w HMPSA
Wyobraźcie sobie, że formułujecie klej do etykiet. Jeśli dodacie zbyt dużo wosku, aby zmniejszyć koszty, moduł wzrośnie powyżej granicy Dahlquista. Etykieta będzie czuć się sucha i może nie przykleić się do kartonu.jeśli dodasz zbyt dużo oleju płynnego, moduluje się zbyt nisko; klejnot staje się zbyt miękki, może wyciekać z krawędzi etykiety i może się załamać w wyniku obciążenia cięciem.
Kryterium Dahlquista nie jest prawem doskonałym, ale jest pierwszym punktem kontroli, którego każdy programista HMPSA stosuje przy projektowaniu nowego produktu.
Sesja pytań i odpowiedzi: Kryterium Dahlquista i HMPSA
P1: Czy kryterium Dahlquista jest ustalonym, uniwersalnym prawem dla wszystkich klejów?
Odpowiedź: Nie. Jest to obserwacja empiryczna oparta na testowaniu w temperaturze pokojowej. Najlepiej działa dla konwencjonalnych PSA testowanych w 1 Hz.Niektóre nowoczesne kleje mikrostrukturyzowane mogą wykazywać przyczepność nawet z wyższym modułem, ale dla standardowej HMPSA pozostaje złotym standardem.
P2: Czy temperatura wpływa na kryterium Dahlquista?
Odpowiedź: Absolutnie. Moduł materiału wiśkoelastycznego zmienia się wraz z temperaturą.HMPSA może spełniać kryterium doskonale w temperaturze 23°C (temperatura pokojowa), ale staje się kruchy i nie spełnia kryterium w temperaturze 5°C (na zimno)Dlatego też formuły HMPSA o zimnej temperaturze wykorzystują różne polimery i żywice w celu utrzymania niskiego modułu nawet w chłodzie.
P3: Jak mierzyć G' w celu sprawdzenia kryterium?
Odpowiedź: Za pomocą analizatora mechanicznego dynamicznego (DMA) lub reometru umieszcza się małą próbkę schłodzonej HMPSA między równoległymi płytami, nakłada się małą siłę oscylacyjną (zwykle w 1 Hz),i zmierzyć odporność materiału na deformację (modul magazynowania G') oraz jego zdolność do rozpraszania energii (modul strat G").
P4: Co się dzieje, jeśli mój HMPSA ma G' dokładnie 300.000 Pa?
O: Prawdopodobnie będzie granica. Kryterium sugeruje, że materiał musi być poniżej tej wartości dla dobrego natychmiastowego przyczepienia.można uzyskać akceptowalną przyczepność na gładkich powierzchniach (np. szkło), ale słabą wydajność na szorstkich powierzchniach (np. karton z recyklingu)Formularze zazwyczaj dążą do marginesu bezpieczeństwa znacznie poniżej tej liczby.
P5: Czy można stosować kryterium Dahlquista w przypadku klejów innych niż HMPSA, takich jak UV-utwardzone lub PSA na bazie wody?
Odpowiedź: Tak! Chociaż w artykule mowa o gorących roztopach, kryterium Dahlquista ma zastosowanie do każdego rodzaju kleju wrażliwego na ciśnienie (na bazie rozpuszczalnika, na bazie wody lub wytrwalonego promieniowaniem).Zasadę wymagania niskiego modułu nawilżania stosuje się we wszystkich technologiach PSA..
Jeśli kiedykolwiek oderwaliście się od kartki z biurka lub usunęliście etykietę z słoika, byliście świadkami magii kleju wrażliwego na ciśnienie (PSA).Ale co sprawia, że materiał jest na tyle lepki, by przyczepić się natychmiast tylko lekkim naciskiem palca?? Dla chemików i inżynierów pracujących z klejnotami wrażliwymi na ciśnienie ciepłego topnienia (HMPSA) odpowiedź leży w słynnej zasadzie znanej jakoKryterium Dahlquista.
Co to jest kryterium Dahlquista?
Założone przez dr Carla A. Dahlquista w latach 60. tego wieku kryterium definiuje podstawową właściwość mechaniczną wymaganą do zachowania materiału jako kleju wrażliwego na ciśnienie w temperaturze pokojowej.
Klej musi mieć moduł przechowywania (G')mniejsze niż 3 × 105 Pa (300 000 pascalów lub 3 × 106dyn/cm2)Ponadto kryterium Dahlquista najlepiej spełnia się poprzez stosowanie tackifier na kleju w40 do 70°C powyżej Tg.
Rysunek 1. Kryterium Dahlquista - kryterium PSA
Dlaczego to ma znaczenie dla HMPSA?
Przyczepy gorąco rozpuszczalne to w 100% trwałe termoplasty, które stosuje się na gorąco, ochładza i tworzy wiązanie.ostatecznie schłodzona folia musi pozostać miękka i wystarczająco przepływna, aby "zwilżyć" (płynąć do mikroskopijnych dolin powierzchni) pod delikatnym ciśnieniem.
Jeśli G' jest zbyt wysoka (> 3×105 Pa): klejnot jest zbyt sztywny. Działa jak sztywny arkusz plastikowy. Przyciskiwany do powierzchni dotyka tylko szczytów tekstury powierzchni,powodujące słaby kontakt i brak przyczepnościNie będzie trzymać.
Jeśli G' jest zbyt niska (< 3×105 Pa): klejnot jest bardzo miękki i lepki. Łatwo wpada na powierzchnię, tworząc duży obszar kontaktu i silną początkową adhezję (szybki patyk).
Równowaga ta ma kluczowe znaczenie w formulacjach HMPSA. Poprzez dostosowanie stosunku bazowego polimeru (np. SIS, SBS, APAO), żywicy tackifying, oleju naftowego i wosku,Formularze dostosowują moduł do poziomu poniżej magicznych 300Prag 1000 Pa.
Rysunek 2. Dostosowanie proporcji różnych składników do kryterium Dahlquista
Aplikacja w świecie rzeczywistym w HMPSA
Wyobraźcie sobie, że formułujecie klej do etykiet. Jeśli dodacie zbyt dużo wosku, aby zmniejszyć koszty, moduł wzrośnie powyżej granicy Dahlquista. Etykieta będzie czuć się sucha i może nie przykleić się do kartonu.jeśli dodasz zbyt dużo oleju płynnego, moduluje się zbyt nisko; klejnot staje się zbyt miękki, może wyciekać z krawędzi etykiety i może się załamać w wyniku obciążenia cięciem.
Kryterium Dahlquista nie jest prawem doskonałym, ale jest pierwszym punktem kontroli, którego każdy programista HMPSA stosuje przy projektowaniu nowego produktu.
Sesja pytań i odpowiedzi: Kryterium Dahlquista i HMPSA
P1: Czy kryterium Dahlquista jest ustalonym, uniwersalnym prawem dla wszystkich klejów?
Odpowiedź: Nie. Jest to obserwacja empiryczna oparta na testowaniu w temperaturze pokojowej. Najlepiej działa dla konwencjonalnych PSA testowanych w 1 Hz.Niektóre nowoczesne kleje mikrostrukturyzowane mogą wykazywać przyczepność nawet z wyższym modułem, ale dla standardowej HMPSA pozostaje złotym standardem.
P2: Czy temperatura wpływa na kryterium Dahlquista?
Odpowiedź: Absolutnie. Moduł materiału wiśkoelastycznego zmienia się wraz z temperaturą.HMPSA może spełniać kryterium doskonale w temperaturze 23°C (temperatura pokojowa), ale staje się kruchy i nie spełnia kryterium w temperaturze 5°C (na zimno)Dlatego też formuły HMPSA o zimnej temperaturze wykorzystują różne polimery i żywice w celu utrzymania niskiego modułu nawet w chłodzie.
P3: Jak mierzyć G' w celu sprawdzenia kryterium?
Odpowiedź: Za pomocą analizatora mechanicznego dynamicznego (DMA) lub reometru umieszcza się małą próbkę schłodzonej HMPSA między równoległymi płytami, nakłada się małą siłę oscylacyjną (zwykle w 1 Hz),i zmierzyć odporność materiału na deformację (modul magazynowania G') oraz jego zdolność do rozpraszania energii (modul strat G").
P4: Co się dzieje, jeśli mój HMPSA ma G' dokładnie 300.000 Pa?
O: Prawdopodobnie będzie granica. Kryterium sugeruje, że materiał musi być poniżej tej wartości dla dobrego natychmiastowego przyczepienia.można uzyskać akceptowalną przyczepność na gładkich powierzchniach (np. szkło), ale słabą wydajność na szorstkich powierzchniach (np. karton z recyklingu)Formularze zazwyczaj dążą do marginesu bezpieczeństwa znacznie poniżej tej liczby.
P5: Czy można stosować kryterium Dahlquista w przypadku klejów innych niż HMPSA, takich jak UV-utwardzone lub PSA na bazie wody?
Odpowiedź: Tak! Chociaż w artykule mowa o gorących roztopach, kryterium Dahlquista ma zastosowanie do każdego rodzaju kleju wrażliwego na ciśnienie (na bazie rozpuszczalnika, na bazie wody lub wytrwalonego promieniowaniem).Zasadę wymagania niskiego modułu nawilżania stosuje się we wszystkich technologiach PSA..
