Comparison of the silicone coverage using the Finat FTM25 test, camera application and optical profilometry

Abstract

Opinnäytetyön tarkoituksena oli vertailla tarralaminaatin taustapaperin silikonipäällysteen peittävyyttä erilaisia mittausmenetelmiä käyttäen ja kartoittaa uusien mittausmenetelmien kehittämis- ja soveltamismahdollisuuksia. Taustapaperin silikonipäällyste suojaa etiketin ja taustan välillä olevaa liimakerrosta sekä varmistaa etiketin hyvän irtoavuuden, mistä syystä sen laadun varmistaminen on olennaista.

Mittausmenetelminä käytettiin Finat FTM25 -värjäystestiä, profilometrimittausta sekä kamerasovellusta, jonka toimivuutta testattiin järjestelmä-, konenäkö- sekä mikroskooppikameralla. Ennen värjäystestiä näytteet mitattiin profilometrillä ja kuvattiin kameralaitteistoilla pintakiiltokuvien saamiseksi. Värjäystestin jälkeen näytteistä otettiin vertailukuvat järjestelmäkameralla.

Opinnäytetyössä arvioitiin kamerasovelluksen ja profilometrimittauksen soveltuvuutta silikonipäällysteen mittaamisessa sekä mahdollisuuksia online-mittauksen kehittämiseen ja barrier-päällysteiden laadunvarmistukseen. Näytteiden vertailuarvoina käytettiin profilometrillä havaittua poikkeamien määrää, silikonin määrää, Delta-E-arvoja sekä kamerasovelluksen kuvista havainnoitujen väriarvon kynnysarvon ylittävien poikkeamien määrää. Lisäksi kamerasovelluksella otetuille kuville suoritettiin visuaalinen vertailu.

Tulokset osoittivat, että profilometrillä havaittujen poikkeamien määrän, Delta-E-arvojen ja silikonimäärien välillä oli kohtalaista korrelaatiota. Kamerasovelluksen kuvien vertailussa todettiin, että järjestelmä- ja mikroskooppikameran kuvat eivät olleet vertailukelpoisia epätarkan laadun takia, mutta konenäkökamera kykeni tallentamaan pienetkin poikkeamat päällysteessä melko tarkasti. Visuaalisessa vertailussa näytteiden päällystepinnassa havaittiin useita yhteneväisyyksiä pintakiiltokuvien ja värjättyjen näytteiden kuvien välillä.

Nopea ja näytettä vahingoittamaton mittausmenetelmä parantaa tuotannon tehokkuutta ja vähentää raaka-ainehävikkiä. Tutkimuksen tulosten pohjalta on perusteltua jatkaa profilometrin ja kamerasovelluksen toimivuuden testaamista silikonipäällysteen peittävyyden mittauksessa. Kamerasovelluksen kehittäminen online-mittausmenetelmäksi on mahdollista tulosten perusteella, ja se olisi kannattavaa sekä toimeksiantajan että asiakkaiden näkökulmasta.

The objective of this thesis was to compare the coverage of silicone coatings on the release liners used in pressure-sensitive laminates using different measurement methods. The possibility of developing new measurement methods was also explored. The silicone coating protects the adhesive layer between the label and the release liner and ensures easy removal of the label. Therefore, ensuring the quality of the coating is essential.

The measurement methods included the Finat FTM25 staining test, optical profilometry, and a camera-application, which was tested using a single-lens reflex camera, a machine vision camera, and a microscope camera. Before the staining test, the samples were measured using a profilometer and photographed with the camera application to capture surface gloss pictures. After the staining test, comparative pictures were taken with the single-lens reflex camera.

The study evaluated the suitability of the camera-application and profilometry in assessing silicone coating coverage, and their potential for online measurement and quality assurance of barrier coatings. Comparative metrics included the number of detected deviations on profilometry, the amount of silicone, Delta-E values, and colour-based threshold deviations in pictures. In addition, a visual comparison of the pictures was conducted.

The results showed a moderate correlation between the profilometric deviations, Delta-E values, and silicone quantity. In visual comparison, the images captured by the single-lens reflex and microscope cameras were found to be unsuitable for comparison due to inconsistent quality. However, the machine vision camera detected defects in the coating effectively. Visual comparisons showed consistent features between the surface gloss and stained sample images.

Based on the results, further research of the profilometer and camera application would be recommended. Development of the camera-application into an online measurement method could also be considered. It would be beneficial from the perspective of both the commissioning company and its customers.