Instruction de ruban adhésif - La science des rubans adhésifs

La science des rubans adhésifs

Instruction de ruban adhésif - La science des rubans adhésifs

La science des rubans adhésifs
La science des rubans adhésifs

Parties du lien

La couche de liaison constituée d'un ruban adhésif, représentée macroscopiquement dans l'image ci-dessous, présente une coupe transversale d'une liaison. La couche est constituée d'une zone d'adhésion, d'une zone de cohésion et d'une couche de transition.

Parties d'un lien

La zone d'adhésion est la couche interfaciale entre l'adhésif et le substrat. La zone de cohésion est la couche d'adhésif pur qui retient l'adhésif et le matériau de support, ou un autre substrat si l'adhésif n'est pas supporté. La couche de transition est intermédiaire entre les zones d'adhésion et de cohésion.

Mécanisme d'action

Le mécanisme de collage du ruban adhésif se produit comme suit. Ces étapes peuvent être accomplies instantanément après l'activation de l'adhésif sensible à la pression.

  1. L'adhésif sensible à la pression sur le ruban est mis en contact avec le substrat par une pression minimale.
  2. L'adhésif augmente sa surface et pénètre à travers la surface du substrat.
  3. L'adhésif se fixe sur le substrat, produisant une forte adhérence.

Les trois éléments d'un ruban adhésif sensible à la pression pour obtenir une liaison réussie sont l'adhérence, la cohésion et l'adhésivité.

Adhésion
  • Adhérence:  L'adhérence fait référence à la capacité d'un adhésif à coller à la surface du substrat par le biais de forces adhésives. Les forces d'adhérence font référence à l'attraction de deux matériaux différents. Lorsque le substrat et les molécules adhésives se trouvent à proximité, des forces d'adhésion se produisent au niveau microscopique par le biais de forces intermoléculaires (par exemple, les forces de van der Waals, les forces de dispersion) entre elles.

    L'énergie de surface est l'une des propriétés qui détermine la mouillabilité du substrat lorsqu'il entre en contact avec l'adhésif. La mouillabilité est importante pour pénétrer la surface du substrat, créant ainsi une liaison continue.

    L'énergie de surface est définie comme la somme des forces intermoléculaires et des énergies d'attraction et de répulsion qu'un liquide exerce sur la surface d'un solide. Si le substrat a une énergie de surface élevée, l'adhésif s'écoulera facilement sur sa surface et une plus grande surface sera couverte. Certains des substrats à haute énergie comprennent le polycarbonate, le chlorure de polyvinyle et le zinc. D'un autre côté, si le substrat a une faible énergie de surface, l'adhésif s'accumulera sous forme de « petites billes » et seule une petite zone sera recouverte. Les substrats à faible énergie de surface comprennent le téflon, le caoutchouc, les revêtements en poudre, etc.

    Énergie de surface élevée et faible

    Les contaminants de surface empêchent la fusion de l'adhésif dans le substrat. Par conséquent, il est important de garder la surface exempte de graisse, de saleté et d'humidité avant l'application du ruban adhésif.

  • Cohésion: La  cohésion est la résistance interne de l'adhésif. Il fait référence au collage de l'adhésif en lui-même. La cohésion maintient la couche adhésive intacte et l'empêche de se fendre.

    Les forces de cohésion attirent les molécules voisines d'un liquide en le tirant vers l'intérieur. Les molécules à la surface du liquide ont des forces d'attraction plus importantes qui les lient entre elles. Ce phénomène est responsable de la propriété d'un liquide appelé tension superficielle. La tension superficielle est la capacité de l'adhésif à résister à la déformation à la surface d'un solide, réduisant ainsi sa surface. Dans le cas des rubans adhésifs, les molécules de l'adhésif doivent avoir de fortes forces de cohésion pour tenir et maintenir la liaison dans le temps.

    Le silicone est un exemple de liquide avec une tension superficielle élevée. Si du silicone est présent en tant que revêtement sur la surface du substrat, il sera difficile d'être mouillé par l'adhésif. S'il est utilisé comme adhésif, en revanche, il produira une liaison durable.

    L'adhérence et la cohésion doivent être prises en compte lors de la formulation ou du choix des bons adhésifs. Une liaison idéale consiste en une combinaison d'un substrat à haute énergie de surface et d'un adhésif à faible tension de surface. Pour obtenir un bon mouillage du substrat, les forces d'adhérence doivent être supérieures aux forces de cohésion et l'angle de contact doit être inférieur à 90°.

  • Adhésivité : l'  adhésivité fait référence à la caractéristique d'un ruban sensible à la pression par lequel l'adhésif adhère à la surface du substrat sous une pression minimale. Tous les adhésifs sensibles à la pression sont activés par une pression initiale du doigt appliquée sur le ruban, généralement de 14,5 à 29 psi. La pression et le temps de contact requis pour que le ruban adhésif adhère varient en fonction du type d'adhésif et du matériau du substrat. Moins de pression et de temps de contact sont nécessaires pour coller pour les rubans adhésifs avec une adhérence plus élevée.

    Le phénomène décrit est attribué à la viscoélasticité de l'adhésif à température ambiante. Les objets viscoélastiques sont des matériaux qui possèdent à la fois des caractéristiques visqueuses et élastiques. Lorsqu'une légère pression est appliquée sur le ruban, cela diminue sa viscosité favorisant ainsi l'écoulement sur le substrat au niveau microscopique. En raison de sa propriété élastique, la viscosité d'origine est retrouvée avec une force intermoléculaire plus forte avec le substrat.

    Le Rolling Ball Test et le Loop Tack Test sont les contrôles de qualité les plus courants utilisés pour évaluer l'adhésivité des rubans adhésifs produits.

    Test de la bille roulante
    • Test de la  bille roulante : Le test de la bille roulante évalue directement le comportement adhésif du ruban adhésif. Une bille d'acier d'un poids et d'un diamètre standard est conçue pour rouler depuis le haut d'une piste inclinée constituée du côté collant du ruban. L'adhésivité est mesurée par la distance parcourue par la balle sur la piste du ruban adhésif ; plus la distance est courte, plus le point d'amure est grand.

      Test d'adhérence en boucle
    • Test d'  adhérence en boucle : Le test d'adhérence en boucle est une méthode quantitative et reproductible pour évaluer l'adhésivité du ruban adhésif. Une boucle de ruban adhésif est fixée à la sonde d'une machine d'essai de traction. La boucle est mise en contact avec une surface horizontale pendant une courte période, puis l'outil la retire. Les valeurs numériques de la résistance à la traction de la liaison sont enregistrées et soumises à une évaluation.

Référence : https://www.iqsdirectory.com/articles/tape-suppliers/adhesive-tape.html?msID=1f7798fc-4305-49eb-8ba4-85ca244c575d#different-types-of-adhesive-tapes

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Communiqué de presse