Единицы прочности на отслаивание: полное руководство по измерению характеристик клеевого соединения

Однажды инженер по закупкам спросил нас, достаточно ли значение прочности на отслаивание, равное 2,5 Н/см, указанное в паспорте этикетки, для применения в логистике холодовой цепи. Вопрос казался простым, но прямой ответ требовал преобразования единиц измерения, подробного описания метода тестирования и проверки реальности приложения. Вот основной принцип: сила отслаивания всегда выражается как сила на единицу ширины, а значение 2,5 Н/см также может отображаться как 250 Н/м, 0,025 Н/мм, 1,43 фунта/дюйм, 22,9 унции/дюйм или 637 г/25 мм.

Что на самом деле измеряет прочность отслаивания?

Сила отслаивания определяет среднюю силу на единицу ширины, необходимую для разделения двух склеенных материалов при растяжении под определенным углом отслаивания. В контексте материалов для этикеток, чувствительных к давлению, это измерение напрямую связано с тем, как готовая этикетка будет вести себя, когда ее прикрепят к контейнеру, а затем отклеят.

Есть два способа использования этого термина в этой области. Сила отрыва представляет собой общую измеренную силу, а сила отрыва делит эту силу на ширину образца. Испытание на отслаивание под углом 180 градусов на полосе шириной 25 мм, при котором регистрируется средняя сила 12,5 Н, дает прочность на отслаивание 0,5 Н/мм, или 500 Н/м, или 2,86 фунта/дюйм, или 1275 г/25 мм.

Понимание этого различия важно, потому что этикетка, которая слишком легко отслаивается, может выйти из строя при транспортировке, а этикетка, которая прилипает слишком агрессивно, может повредить поверхность при удалении. Спецификация поставщика, в которой указано только «прочность на отслаивание более 3» без устройства и метода испытаний, является неполной.

Стандартные единицы измерения прочности на отслаивание

Единицы прочности на отслаивание отражают простое соотношение усилия к ширине, но они появляются в нескольких системах в зависимости от стандарта, региона и отрасли. Наиболее распространенными единицами для самоклеящихся клеев являются:

• Н/м (Ньютоны на метр) используется в ISO 29862 и часто встречается в европейских таблицах данных. Поскольку этикеточные тест-полоски обычно имеют ширину 25 или 50 мм, результаты часто выглядят как 600 Н/м или 1250 Н/м.
• Н/см (Ньютоны на сантиметр) — это та же мера с меньшим делителем. Значение 6 Н/см соответствует 600 Н/м. Эта единица измерения очень распространена в документации по этикеточным материалам.
• Н/мm (Ньютоны на миллиметр) популярен в технике и некоторых контекстах ASTM. Значение 6 Н/см соответствует 0,06 Н/мм.
• фунт/дюйм (фунты на дюйм) — это стандарт, используемый в ASTM D903 и D3330, который широко встречается в таблицах данных Северной Америки.
• унция/дюйм (унции на дюйм) используется для более слабых клеев, таких как съемные этикетки, где значение представляет собой небольшое число.
• г/25 мм (грамм на 25 миллиметров) распространен в Азии, особенно в Китае и Японии. Многие фабрики по производству этикеток в регионе сообщают об этом таким образом.

При сравнении азиатского материала с североамериканским первым шагом должно быть преобразование обоих чисел в одну и ту же систему единиц. Обычный практический диапазон перманентных бумажных этикеток общего назначения составляет от 300 до 640 г/25 мм при измерении на нержавеющей стали под углом 180 градусов. Это примерно от 1,2 до 2,5 Н/см или от 0,69 до 1,43 фунта/дюйм.

Используйте таблицу для перекрестной проверки, если таблица данных отличается от вашей собственной настройки измерений. Приблизительные конверсии подходят для большинства решений о заказе. Для получения точного технического решения попросите поставщика предоставить результат для устройства, которое вы уже используете.

Как проверяется прочность на отслаивание

Значения прочности на отслаивание невозможно интерпретировать без знания метода испытания. Различные углы отслаивания и скорости испытания дают разные значения для одного и того же клея.

Тест на отслаивание под углом 180 градусов

Это наиболее распространенный метод для этикеточных материалов. Полоску маркированного материала оттягивают на 180 градусов и записывают среднюю силу на заданном расстоянии отслаивания. Затем результат делится на ширину полосы. ASTM D903 и ISO 29862 описывают этот тест.

Тест на отслаивание под углом 90 градусов

Метод 90 градусов ближе к тому, как этикетка отделяется от контейнера во многих реальных случаях. Он имеет тенденцию давать немного более низкие значения, чем тест на 180 градусов, поскольку большая часть силы передается через клеевой слой. ASTM D3330 описывает этот метод.

Т-пилинг-тест

Когда два гибких материала соединяются и разделяются в Т-образной форме, это тест на Т-образное отслаивание. Используется для ламинированных структур и реже для типичных этикеток.

Условия испытаний, влияющие на результат

• Скорость пилинга: Более быстрый пилинг обычно показывает более высокую пиковую силу, но среднее значение может оставаться стабильным.
• Угол пилинга: Изменение значения с 90 на 180 градусов меняет показания.
• Поверхность: Нержавеющая сталь и стекло являются общими эталонными стандартами в технических описаниях, но фактическая подложка этикетки может быть картоном, полиэтиленом высокой плотности, ПЭТ или стеклом.
• Время пребывания: Большинство клеев, чувствительных к давлению, приобретают прочность после нанесения. Тест, проведенный через 1 минуту после применения, сильно отличается от теста, проведенного через 24 часа.
• Температура и влажность: Многие клеи размягчаются при нагревании и затвердевают при охлаждении, что приводит к увеличению или уменьшению прочности на отслаивание.

Какие значения прочности на отслаивание необходимы для материалов для этикеток?

Не существует единого универсального значения прочности на отслаивание, поскольку каждое применение имеет разные допуски. Следующие диапазоны служат отправной точкой для планирования закупок.

Обратите внимание, что диапазоны широки. Меньшее значение допустимо, если этикетка предназначена только для использования внутри помещений и вес продукта небольшой. Более высокое значение необходимо, когда продукт будет подвергаться суровым условиям транспортировки, хранению в холодильнике или экстремальным погодным условиям на открытом воздухе.

Факторы, влияющие на прочность на отрыв материалов этикеток

Прочность на отслаивание не является фиксированным свойством клея. На конечный результат влияют четыре переменные:

1. Химический состав клея и вес покрытия. Клеи-расплавы обеспечивают быстрое схватывание и более высокое начальное отслаивание. Клеи на основе растворителей обеспечивают лучшее смачивание поверхности низкоэнергетических пластмасс. Клеи на водной основе часто обеспечивают баланс цены и производительности. Увеличение веса покрытия обычно увеличивает конечную прочность на отслаивание до оптимального уровня.
2. Поверхностная энергия и шероховатость подложки. Этикеточные материалы более прочно прилипают к стеклу и металлу, чем к необработанному полипропилену или полиэтилену высокой плотности. Шероховатая или пыльная поверхность создает пустоты, из которых клей не может намокнуть, что снижает измеримую прочность на отслаивание.
3. Жесткость лицевого материала. Толстая пленочная подложка распределяет усилие отслаивания по более широкой площади контакта, изменяя способ воздействия клея на переднюю часть отслаивания.
4. Воздействие окружающей среды. Тепло, влага, миграция пластификаторов и ультрафиолетовый свет могут со временем снизить прочность сцепления. Для контейнеров, изготовленных из гибкого ПВХ или материалов, содержащих пластификаторы, миграция пластификатора является распространенной причиной размягчения клея и проскальзывания этикетки.

Техническая статья о какие факторы влияют на прочность на отслаивание и качество склеивания этикеточных материалов? рассматривает эти взаимодействия более подробно. Для принятия практического решения о выборе стоит узнать, тестировал ли поставщик уже материал на подложке, аналогичной вашей.

Практическое руководство для покупателей и полиграфистов

Сравнивая значения прочности на отслаивание от разных поставщиков, помните о нескольких простых правилах.

• Преобразуйте оба значения в одни и те же единицы, прежде чем обсуждать их со своей производственной командой.
• Попросите поставщика указать метод и условия испытаний в таблице данных. Необъяснимое число бесполезно.
• Проверьте, является ли сообщаемое значение пиковым или средним. Средняя сила отслаивания более показательна для долгосрочных характеристик.
• Подберите тестовую поверхность к фактическому подложке для этикетки. Значение, измеренное на нержавеющей стали, может вводить в заблуждение из-за этикетки, нанесенной на ящик из полиэтилена высокой плотности.
• Помните, что возможность удаления зависит от типа клея, а не только от прочности отслаивания. Съемный клей может иметь умеренную степень отслаивания на чистой стеклянной поверхности, но все равно легко отделяться через несколько месяцев.

Выбор подходящего самоклеящегося материала также означает рассмотрение клеевого слоя вместе с лицевым материалом. Например, полуглянцевая бумажная этикетка с клеем на водной основе может идеально подойти для обычной упаковки. Бумага с литым покрытием и термоплавким клеем может обеспечить высокое качество печати и прочность склеивания, необходимые для косметики премиум-класса. Выбор продукта – это совокупное решение, касающееся возможности печати, возможности удаления и эффективности отслаивания.

Полуглянцевая бумага с синим пергаминовым вкладышем для качественной печати Эта полуглянцевая бумажная этикетка с синим пергаминовым вкладышем обеспечивает хорошие печатные свойства и прочность для обычной упаковки, что соответствует необходимости сбалансировать клей и лицевой материал при выборе этикетки. Посмотреть продукт →

Если вы покупаете этикетку на пленочной основе для изогнутой тары, клей должен смачивать пластик при нанесении и оставаться надежно зафиксированным при сдавливании тары. Пленочная этикетка может иметь более высокую прочность на отрыв на испытательной стали, но низкую эффективность на реальной поверхности контейнера, если клей не был разработан для этой основы.

Бумага с литым покрытием и белой защитной пленкой для этикеток премиум-класса Бумага с литым покрытием и белой защитной пленкой обеспечивает высокое качество печати и надежное склеивание, что делает ее подходящим выбором, когда рассматриваются пленочные этикетки для изогнутых контейнеров. Посмотреть продукт →

Подробную информацию о том, как сбалансировать тип клея с конкретной подложкой для этикеток, см. в руководстве по как правильно выбрать клей для этикеток предлагает практические критерии выбора.

Заключительный вывод

Единицы прочности на отслаивание существуют для того, чтобы сделать эффективность клея измеримой и сопоставимой. Когда вы оцениваете потенциальный материал для этикеток, всегда проверяйте три вещи: единицу измерения, угол испытания и поверхность испытания. Эта простая дисциплина избавит вас от заказа материала, номер спецификации которого впечатляет, но чьи реальные характеристики не соответствуют вашему приложению. Подтверждение единицы измерения и метода — небольшой шаг; сравнивать яблоки с яблоками - вот в чем вся суть.