Istruzioni sul nastro adesivo - La scienza dei nastri adesivi

La scienza dei nastri adesivi

Istruzioni sul nastro adesivo - La scienza dei nastri adesivi

La scienza dei nastri adesivi
La scienza dei nastri adesivi

Parti del legame

Lo strato adesivo formato da un nastro adesivo, mostrato macroscopicamente nell'immagine sottostante, presenta una sezione trasversale di un legame. Lo strato è costituito da una zona di adesione, una zona di coesione e uno strato di transizione.

Parti di un legame

La zona di adesione è lo strato interfacciale tra l'adesivo e il substrato. La zona di coesione è lo strato adesivo puro che trattiene l'adesivo e il materiale di supporto, o un altro substrato se l'adesivo non è supportato. Lo strato di transizione è intermedio tra le zone di adesione e coesione.

Meccanismo di azione

Il meccanismo di incollaggio del nastro adesivo avviene come segue. Questi passaggi possono essere eseguiti immediatamente dopo l'attivazione dell'adesivo sensibile alla pressione.

  1. L'adesivo sensibile alla pressione sul nastro viene fatto entrare in contatto con il substrato mediante una pressione minima.
  2. L'adesivo aumenta la sua superficie e penetra attraverso la superficie del supporto.
  3. L'adesivo si fissa sul supporto, producendo un forte legame.

I tre elementi di un nastro adesivo sensibile alla pressione per ottenere un'adesione di successo sono adesione, coesione e appiccicosità.

Adesione
  • Adesione: L'  adesione si riferisce alla capacità di un adesivo di aderire alla superficie del substrato attraverso forze adesive. Le forze adesive si riferiscono all'attrazione di due materiali diversi. Quando il substrato e le molecole adesive si avvicinano, le forze di adesione si verificano a livello microscopico attraverso forze intermolecolari (ad es. forze di van der Waals, forze di dispersione) tra di loro.

    L'energia superficiale è una delle proprietà che determina la bagnabilità del substrato quando viene a contatto con l'adesivo. La bagnabilità è importante per penetrare la superficie del substrato, creando così un legame continuo.

    L'energia superficiale è definita come la somma delle forze intermolecolari e delle energie di attrazione e repulsione che un liquido esercita sulla superficie di un solido. Se il substrato ha un'elevata energia superficiale, l'adesivo scorrerà facilmente sulla sua superficie e verrà coperta una superficie maggiore. Alcuni dei substrati ad alta energia includono policarbonato, cloruro di polivinile e zinco. D'altra parte, se il substrato ha una bassa energia superficiale, l'adesivo si accumulerà come "piccole perline" e verrà coperta solo una piccola area. I substrati a bassa energia superficiale includono teflon, gomma, rivestimenti in polvere, ecc.

    Energia superficiale alta e bassa

    I contaminanti superficiali impediscono la fusione dell'adesivo nel substrato. Pertanto, è importante mantenere la superficie libera da grasso, sporco e umidità prima dell'applicazione del nastro adesivo.

  • coesione: La  coesione è la forza interna dell'adesivo. Si riferisce all'incollaggio dell'adesivo al suo interno. La coesione mantiene intatto lo strato adesivo e ne impedisce la rottura.

    Le forze coesive attraggono le molecole vicine di un liquido tirandolo verso l'interno. Le molecole sulla superficie del liquido hanno maggiori forze attrattive che le legano insieme. Questo fenomeno è responsabile della proprietà di un liquido chiamato tensione superficiale. La tensione superficiale è la capacità dell'adesivo di resistere alla deformazione sulla superficie di un solido, riducendo così la sua area superficiale. Nel caso dei nastri adesivi, le molecole dell'adesivo devono essere forti forze coesive per trattenere e mantenere il legame nel tempo.

    Il silicone è un esempio di liquido con un'elevata tensione superficiale. Se il silicone è presente come rivestimento sulla superficie del substrato, sarà difficile che venga bagnato dall'adesivo. Se usato come adesivo, invece, produrrà un legame duraturo.

    L'adesione e la coesione devono essere considerate nella formulazione o nella scelta degli adesivi giusti. Un legame ideale consiste in una combinazione di un substrato ad alta energia superficiale e un adesivo a bassa tensione superficiale. Per ottenere una buona bagnatura del supporto, le forze adesive devono essere maggiori rispetto alle forze coesive e l'angolo di contatto deve essere inferiore a 90°.

  • Appiccicosità: l'  appiccicosità si riferisce alla caratteristica di un nastro sensibile alla pressione mediante la quale l'adesivo aderisce alla superficie del substrato sotto una pressione minima. Tutti gli adesivi sensibili alla pressione vengono attivati ​​da una pressione iniziale delle dita applicata al nastro, solitamente da 14,5 a 29 psi. La pressione e il tempo di contatto necessari per l'adesione del nastro adesivo variano a seconda del tipo di adesivo e del materiale del substrato. Sono necessari meno pressione e tempo di contatto per incollare nastri adesivi con maggiore aderenza.

    Il fenomeno descritto è attribuito alla viscoelasticità dell'adesivo a temperatura ambiente. Gli oggetti viscoelastici sono materiali che possiedono caratteristiche sia viscose che elastiche. Quando viene applicata una leggera pressione al nastro, diminuisce la sua viscosità favorendo così il flusso sul substrato a livello microscopico. Grazie alla sua proprietà elastica, la viscosità originale viene recuperata con una forza intermolecolare più forte con il substrato.

    Il Rolling Ball Test e il Loop Tack Test sono i controlli di qualità più comuni utilizzati per valutare l'appiccicosità dei nastri adesivi in ​​produzione.

    Prova della palla che rotola
    • Test della  sfera rotante : il test della sfera rotante misura direttamente il comportamento adesivo del nastro adesivo. Una sfera d'acciaio di peso e diametro standard viene fatta rotolare dall'alto di un binario inclinato costituito dal lato adesivo del nastro. L'appiccicosità è misurata dalla distanza percorsa dalla pallina sulla traccia del nastro adesivo; minore è la distanza, maggiore è la virata.

      Prova di virata ad anello
    • Loop Tack Test:  Il loop tack test è un metodo quantitativo e ripetibile per valutare l'appiccicosità del nastro adesivo. Un anello di nastro adesivo è attaccato alla sonda di una macchina di prova di trazione. L'anello viene fatto entrare in contatto con una superficie orizzontale per un breve periodo, quindi lo strumento lo allontana. I valori numerici della resistenza a trazione del legame sono registrati e sottoposti a valutazione.

Riferimento: 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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Comunicato stampa