新型壓敏膠和有機(jī)硅離型劑
多輥涂布系統(tǒng)通常被用于在紙張表面涂布有機(jī)硅。為此,需要在一號(hào)涂輥和二號(hào)涂輥之間的縫隙中添加DEHESIVE®混合物,然后經(jīng)過多個(gè)涂輥后涂覆在紙張上,形成1微米厚的均勻有機(jī)硅涂層。
無論是罐裝意面醬、瓶裝洗發(fā)水還是杯裝酸奶,這些產(chǎn)品的包裝容器通常都會(huì)貼上壓敏膠(PSA)標(biāo)簽。而粘性繃帶、膠帶和便利貼之所以能為消費(fèi)者的日常生活帶來便利,也都要?dú)w功于自粘工藝。但是,在貼到包裝容器上之前,不干膠標(biāo)簽需要暫時(shí)儲(chǔ)存在離型紙或離型膜上。標(biāo)簽應(yīng)當(dāng)可以從基材上輕易撕下,而且不留任何殘余物,也不會(huì)被撕裂或起皺。因此,通常要在離型紙或離型膜上涂覆一層1微米厚的有機(jī)硅離型層。所以,2014年全世界生產(chǎn)的基材總面積約達(dá)4.2萬平方公里——這相當(dāng)于荷蘭的國土面積。
一般而言,壓敏膠(PSA)標(biāo)簽的制作過程可分為以下步驟:第一步,標(biāo)簽生產(chǎn)商先在基材(底紙或底膜,常見材料為致密紙)上涂上一層液體有機(jī)硅離型劑。下一步,固化后涂布壓敏膠,最后,貼合標(biāo)簽面材。這樣,離型紙和粘貼材料(標(biāo)簽)共同構(gòu)成了“壓敏膠標(biāo)簽制品”。這種壓敏膠標(biāo)簽制品被卷成卷料后,按照所需寬度對其進(jìn)行縱向分切,然后根據(jù)所需形狀將標(biāo)簽?zāi)G谐尚,在模切的過程中應(yīng)確保下層的離型紙不會(huì)受損。粘貼標(biāo)簽前,還要移除標(biāo)簽成品間的邊角料(排廢)。
壓敏膠標(biāo)簽的構(gòu)成
壓敏膠標(biāo)簽通常由離型紙/離型膜和粘貼材料(標(biāo)簽)兩層構(gòu)成。第一步,先在基材(灰色,常見材料為致密紙)上涂上一層液態(tài)有機(jī)硅離型劑(黃色),固化后再涂布壓敏膠(粉紅色),最后才貼合標(biāo)簽面材(淺藍(lán)色)。這樣,離型紙和粘貼材料(標(biāo)簽)共同構(gòu)成了“壓敏膠標(biāo)簽制品”。這種壓敏膠標(biāo)簽制品被卷成卷料后,按照所需寬度對其進(jìn)行縱向分切,然后根據(jù)所需形狀將標(biāo)簽?zāi)G谐尚停谀G械倪^程中應(yīng)確保下層的離型紙不會(huì)受損。粘貼標(biāo)簽前,還要移除標(biāo)簽成品間的邊角料(排廢)。
從基材上分離
有機(jī)硅離型層與基材能夠牢牢地結(jié)合在一起,標(biāo)簽分離后亦是如此。它能夠在對膠粘劑起到保護(hù)作用的同時(shí),分隔膠粘劑層和基材,使標(biāo)簽在粘貼的過程中,適時(shí)準(zhǔn)確地以所需離型力從離型紙上剝離。“對于不干膠標(biāo)簽生產(chǎn)商而言,準(zhǔn)確設(shè)定所需離型力,使標(biāo)簽邊角料的移除和標(biāo)簽的粘貼均可順利完成,這是非常關(guān)鍵的,”負(fù)責(zé)為有機(jī)硅離型劑提供技術(shù)支持的瓦克化學(xué)師Hans Lautenschlager博士解釋道。“然而,這正是實(shí)際工作中的難處。”其中有兩個(gè)原因:原因之一是模切排廢和粘貼標(biāo)簽時(shí)的速度不同,原因之二是膠粘劑的粘彈特性和有機(jī)硅離型劑的離型特性會(huì)隨著剝離速度的加快而改變。“我們正在努力尋找離型涂層的最佳折中方案,”Lautenschlager博士在描述其工作時(shí)說道。膠粘劑在剝離速度較慢的時(shí)候,其粘彈性與口香糖相仿,會(huì)形成粘稠的絲狀物,剝離速度加快時(shí)會(huì)產(chǎn)生結(jié)構(gòu)化現(xiàn)象,速度極快時(shí),便會(huì)變得像玻璃那樣容易脆化。上述特征會(huì)對標(biāo)簽剝離時(shí)的離型力產(chǎn)生影響。如果剝離速度慢,柔軟的膠粘劑便很容易從寬網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅離型涂層脫離,密網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的離型涂層的剝離力則較大。高速模切排廢時(shí),情況與之相反,膠粘劑更容易從密網(wǎng)眼的有機(jī)硅離型涂層剝離。
平坦的離型力曲線
能夠生成寬網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅聚合物,離型力會(huì)隨著剝離速度的加快而增大,其離型力曲線因而是上升的。與之相反,形成密網(wǎng)眼結(jié)構(gòu)的有機(jī)硅離型劑主劑的離型力曲線則比較平坦。而這正是新型無溶劑有機(jī)硅聚合物的用武之地。
這種聚合物由Lautenschlager帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)專為DEHESIVE® SFX產(chǎn)品系列而開發(fā)。“此系列產(chǎn)品可生成離型力曲線平坦的高性能離型層,還適用于高速涂布的涂布機(jī),”瓦克有機(jī)硅業(yè)務(wù)部門護(hù)理產(chǎn)品和涂料業(yè)務(wù)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Laurent Morineaux強(qiáng)調(diào)說。
與傳統(tǒng)有機(jī)硅離型劑主劑的分子結(jié)構(gòu)不同,這些新型主劑產(chǎn)品為星型結(jié)構(gòu)。它們擁有高度支化的三維分子結(jié)構(gòu),主體結(jié)構(gòu)上有多個(gè)有機(jī)硅鏈節(jié)向不同空間方向伸展,每條支鏈末端帶有一個(gè)乙烯基團(tuán)。星型結(jié)構(gòu)的主劑分子因此含有多個(gè)可交聯(lián)的乙烯基,支鏈越多,乙烯基的數(shù)量也越多。這種星型結(jié)構(gòu)對這些新型主劑的性能產(chǎn)生了至關(guān)重要的影響。因?yàn)榉肿咏Y(jié)構(gòu)帶有支鏈,新型聚合物能夠生成密網(wǎng)眼的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種分子構(gòu)造能夠使產(chǎn)品具有平坦的離型力曲線,使產(chǎn)品應(yīng)用于高速涂布機(jī)時(shí)尤具優(yōu)勢。這些新的星型主劑由于擁有多個(gè)可交聯(lián)基團(tuán),因此化學(xué)活性也特別強(qiáng),“交聯(lián)速度明顯高于同等粘度的常規(guī)有機(jī)硅離型劑主劑,”瓦克化學(xué)師Lautenschlager博士強(qiáng)調(diào)說。這種高度的反應(yīng)活性也可節(jié)省用作離型層交聯(lián)催化劑的鉑用量,具體能夠節(jié)約多少,要視所選星型聚合物及其固化條件而定。