Tarraliimojen märkäominaisuuksien kartoitus ja vaikutus applikointiin

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli tehdä alustavaa tutkimusta vesipohjaisten liimaseosten ominaisuuksista ja niiden vaikutuksista liiman kuroutumiseen tarralaminaatin valmistusprosessin applikointivaiheessa. Tarkastelukohteina olivat pintajännitys, leikkausviskositeetti, ekstensioviskositeetti, viskoelastiset ominaisuudet ja zeta-potentiaali. Ominaisuuksien suhdetta käytäntöön verrattiin näytteiden koesivelyillä.

Tuloksia tarkasteltaessa selvisi, että pintajännityksellä oli suurin vaikutus vesipohjaisten liimaemulsioiden levittyvyyteen. Liimojen pintajännitystä laskettiin pinta-aktiivisilla aineilla. Pienempi pintajännitys aiheutti vähemmän kuroutumista, mikä paransi levittyvyyttä. Leikkausviskositeetilla oli myös vaikutusta kuroutumiseen, mutta vaikutus oli pienempi kuin pintajännityksellä. Viskoelastiset ominaisuudet saattoivat vaikuttaa kuroutumiseen, mutta lisätutkimuksia on syytä tehdä, sillä siihen osoittavat tulokset olivat melko suppeat. Zeta-potentiaalin vaikutusta kuroutumiseen ei voitu todeta, sillä testitulokset olivat liian samankaltaiset.

Pintajännityksen laskeminen näyttäisi nostavan ekstensioviskositeettia, mikä on tärkeä huomioida, sillä se vaikuttaa liiman kulkuun muissa prosessivaiheissa. Pinta-aktiivi pienentää pintajännitystä, mutta jos sitä lisätään liikaa, lisäys saattaa heikentää liiman tarttuvuusominaisuuksia. Jos tässä vaiheessa liima vielä kuroutuu prosessissa, liiman leikkausviskositeetin nosto saattaa olla ratkaisu.

Liimakomponenttien nimet ovat luottamuksellista tietoa, minkä takia näytteissä käytetyt aineet on nimetty opinnäytetyöhön numeraalisesti.

The objective of this thesis was to do ground research on the properties of water based adhesive recipes and how these properties affect the wetting ability of the adhesive in the application stage of the process of manufacturing pressure sensitive labels. Variables that were studied were surface tension, shear viscosity, extensional viscosity, amplitude sweep and zeta potential. These variables were compared to trial applications of samples that were under examination.

From reviewing the results, it is clear that surface tension plays the most significant role in the application of pressure sensitive adhesives. Surfactants were used to lower the surface tension of the samples. Low surface tension decreased the retractions of the adhesive making the application consistent. Shear viscosity is also important in the application of adhesives. High shear viscosity will help the adhesive resist retracting and by doing so increases its wetting ability. Amplitude sweep may also affect the application of adhesives, but further studies will have to be made to verify this due to the scarcity of results that point in this direction. Zeta potential did not seem to affect the wetting ability of the samples, this is largely due to the similarity of the results.

Lowering surface tension seems to increase extensional viscosity. This is important to take into account because it can affect the runnability of the adhesive in other stages of the process. Surfactants lower surface tension but if surfactants are applied to an adhesive emulsion at a stage where surface tension does not decrease significantly anymore, the adding of surfactants may decrease adhesive properties. In the case that an adhesive still retracts greatly after reaching this stage, a solution may be to increase the shear viscosity of the adhesive.

The names of the adhesive components are not revealed in this report due to a confidentiality agreement. The components are numerically named instead.