Вязкость и скорость сдвига Нехватка латексных адгезивных веществ при работе с высокими скоростями проявляется в виде снижения вязкости при скоростях сдвига, которые используются при операциях по высокоскоростному нанесению покрытия. Такая нехватка приводит к плохому смачиванию подложки и необходимости снизить скорость работы линии с соответствующими потерями в производительности. Тем не менее, при нанесении адгезивного вещества существуют и другие процессы помимо нанесения покрытия, которые реализуются при более низкой скорости сдвига. Различные скорости сдвига, которые имеют существенное значение для различных аспектов технологии нанесения покрытия, показаны на рисунке 1. Для рентабельного производства латексных связывающих веществ, таких как самоприклеивающиеся пленки и этикетки, необходимо тщательное управление реологией диспергирования при широком диапазоне скоростей сдвига. Такое управление обеспечивает и хорошую пропускную способность, и хорошее качество наносимого покрытия. Важность влияния скорости сдвига на различные процессы, которые реализуются в ходе нанесения адгезивного покрытия, обобщена в таблице 1.
Рисунок 1: Типичные значения скорости сдвига при нанесении дисперсий PSA.1 | Скорость сдвига | Параметр | | <1 сек.-1 | Хорошо сбалансированная степень вязкости необходима для обеспечения хорошего выравнивания поверхности и минимального снижения смачивающей способности | | 10 - 103 сек.-1 | Вязкость при такой скорости сдвига определяет параметры размешивания и прокачиваемости связывающего вещества и перемещения связывающего вещества на вальцы или цилиндры | | 102 - 104 сек.-1 | Высокие скорости сдвига обычно встречаются при нанесении покрытия наливом или же прочих высокоскоростных операциях. Вязкость должна быть сведена к минимуму при высокой скорости сдвига, и в то же время должно быть высокое содержание твердых частиц для сокращения сроков высушивания. |
Таблица 1: Параметры влияния скорости сдвига на технологические свойства Самые высокие скорости сдвига встречаются при использовании установок нанесения покрытия наливом или же систем для покрытий, наносимых с помощью гравированного цилиндра. В наши дни используются скорости работы линий до 1500 м/мин, что соответствует скорости сдвига до 106 сек.-1. Для измерения вязкости при различных значениях скорости сдвига используются различные методы. Традиционно для характеристики вязкости при низком сдвиге используется ротационная реометрия. Тем не менее, данные о вязкости при скоростях сдвига менее 103 сек.-1 можно получить с помощью капиллярного вискозиметра, а при скоростях сдвига, превышающих 105 сек.-1 , необходимо тщательное изучение вторичных воздействий потока (например, потери давления на входе). Было проведено несколько исследований для того, чтобы оптимизировать эмульсионные клеи для высокоскоростных применений. В рамках этих исследований усилия сосредотачивались, в основном, на воздействии на вязкость размеров диспергируемых частиц и распределения размеров частиц. Было установлено, что необходимо, по крайней мере, бимодальное распределение размеров частиц для получения низкой вязкости при высокой концентрации частиц (например, менее 55% по объему). Оптимальным соотношением крупных и мелких частиц является от 4 до 5, а доля содержания мелких частиц должна составлять около 25% по объему. В патентной литературе описываются усовершенствованные рецептуры с высоким содержанием твердых частиц. Так, например, в число таких рецептур входит синтетический бимодальный латекс с высоким содержанием твердых частиц, в состав которого входят два отдельных вида распределения размеров частиц. Такие рецептуры реализуются, демонстрируя хорошую пригодность к использованию во время применения.2 Прочие недостатки Еще одним недостатком латексных адгезивных веществ, используемых при высоких скоростях, является тенденция к накоплению коагулянта на дозирующих валиках при нанесении традиционных эмульсий с помощью устройств нанесения покрытий с использованием реверсивного валика. Такой коагулянт может возникать либо из-за плохой механической стабильности эмульсии при сдвиге, либо при несовершенном подмешивании, что приводит к образованию тонкого покрытия на вальцах, которое высыхает и более уже не может диспергироваться, так что эти частицы, в конце концов, перемещаются на применение и портят внешний вид покрытия. Такой дефект самоприклеивающихся адгезивных материалов, которые приготовлены с использованием традиционных поверхностно-активных веществ, возникает, по крайней мере, частично из-за необходимости включения в состав загустителей, таких как гидроксил алкил целлюлоза или полиоксипопионовая кислота. Без загустения традиционный латекс с низкой вязкостью не сможет полностью увлажнить силиконовое покрытие устройства для извлечения. В результате было разработано несколько адгезивных систем, для которых не нужно добавление дополнительных загустителей. Для таких покрытий характерны высочайшие реологические свойства с образованием значительно меньшего количества бороздок по сравнению с традиционными эмульсиями или же полностью без них. Относительно большое количество коллоида в связывающем веществе также придает исключительную механическую стабильность и позволяет перераспределять любое частично высохшее связывающее вещество. |
