Самоклеящиеся материалы

Под самоклеящимися материалами понимают материалы, способные прилипать к определенным типам поверхностей под воздействием давления. Примером такого материала может служить липкая монтажная лента. Первичное прилипание возможно и без давления, достаточно лишь статического напряжения. Однако для обеспечения прочного соединения давление, обеспечивающее равномерное распределение клея по всей площади монтажной поверхности, необходимо.

Самые распространенные форматы изготовления самоклеящихся материалов - это:

• безосновные: клей + лайнер;
• односторонние: основа + клей + лайнер ;
• двусторонние: клей + основа + клей + лайнер.
• специальные: лайнер + клей + основа + клей + лайнер

В качестве основы самоклеящихся материалов могут быть использованы лавсан (ПЭТФ), полипропилен, полиэтилен, вспененный материал, бумага, нетканый материал, стеклоткань и т.п.

Основные функции основы:

• Выполнить основную функцию самоклеящегося материала;
• Увеличить сопротивление к растяжению конечного продукта (для клеепереносящих лент);
• увеличить толщину для удобства монтажа;
• обеспечить возможность съема, удаления материала;
• создать барьер между клеевыми массами (в случае двусторонних материалов).

Лайнер служит для защиты клеевой поверхности от загрязнений и предотвращения нежелательного прилипания до момента монтажа изделия. В зависимости от требуемого результата, в качестве лайнера может применяться силиконизированная  бумага или полимерные пленки (ПЭТ, ПП, ПЭ). В производстве самоклеящихся материалов применяются клея (еще их называют клеевыми системами или композициями) на основе каучука, акрилатов или силикона.

Каучуковые клеевые системы  изготавливаются из натуральных или искусственных каучуков, которые становятся липкими при смешивании с другими химическими компонентами. Данная технология была изобретена самой первой, является достаточно экономичной, и позволяет придавать самоклеящимся материалам высокую первоначальную липкость. Материалы с каучуковыми клеями имеют  хорошую адгезию к металлам, полимерам, стеклу, высокую устойчивость к влаге и ограниченную устойчивость к химическому (реакция с некоторыми пластификаторами), температурному и прямому ультрафиолетовому воздействию.

Акриловые клеевые системы  представляют собой соединения мономеров акрилатов с другими компонентами, предназначенными для создания специальных, липких химических структур. В отличие от каучуковых клеевых систем, изменения в рецептуре акриловых клеев влечет за собой изменения их химических свойств.

Материалы, изготовленные с применением акриловых клеев, обеспечивают долговременную сцепку с подложкой и хорошо прилипают практически ко всем типам поверхностей. Их первоначальная липкость ниже, чем у аналогов с каучуковыми клеями, они более чувствительны к влаге, но они ведут себя более стабильно при воздействии повышенных температур. Они очень устойчивы к химическому и ультрафиолетовому воздействию, а также хорошо противостоят к процессам старения. Именно в силу этих причин эта разновидность самоклеящихся материалов рекомендована для решения задач, где требуется надежная постоянная склейка, ограждённая от прямого воздействия атмосферных осадков.

Каждая клеевая система обладает уникальными характеристиками «вязкость - упругость» и «адгезия - когезия». Тщательный подбор определенного баланса между этими характеристиками позволяет получить самоклеящиеся материалы с требуемыми для тех или иных целей свойствами (для герметизирующих лент, для этикеток, для съёмных защитных пленок, несъёмных защитных покрытий  и т.п.). При работе с самоклеящимися материалами наиболее интересными для нас характеристиками будут адгезия и когезия.

Адгезия - сила соединения неоднородных поверхностей. Для измерения адгезии применяется тест «На отслаивание» (методики PSTC или ASTM). Тест проводится при отслаивании под углом либо 180º , либо 90º:

Результаты теста «На отслаивание» показывают, насколько сильно материал приклеился к подложке из конкретного материала. Первоначальная адгезия измеряется по прошествии короткого времени (обычно несколько секунд или минут). Полная адгезия измеряется по прошествии 72 часов после соединения исследуемых материалов.

Когезия - внутренняя прочность клеевого слоя (шва). Измеряется с помощью теста «На сдвиг» (методики PSTC или ASTM). Также стоит отметить, что чем выше сила козегии, тем выше сопротивляемость самоклеящегося материала воздействию повышенных температур и химических веществ.

В процессе эксплуатации, самоклеящиеся материалы противостоят воздействию различных механических сил. На результат этого противостояния очень большое влияние оказывают следующие факторы:

• Текстура поверхности подложки. Для более грубых поверхностей с целью максимального увеличения площади контакта лучше использовать материалы с более толстым клеевым слоем. Следует отметить, что оптимальная толщина подбирается проведением испытаний, так как слишком толстый клеевой слой может повлечь «сползание» материала до момента отвердения клея.
• Геометрия поверхности подложи. При наклейке на сильно изогнутые поверхности самоклеящиеся материалы с упругой основой и тонким клеевым слоем будут пружинить, что не позволит создать прочную сцепку с поверхностью.
• Чистота поверхности подложки. Силикон, парафин масло, влага создают плёнку, препятствующую процессу склейки. Пыль, тальк, прочий мусор впитывают часть клеевого слоя в себя, а также уменьшают площадь контакта.
• Присутствие агрессивных химических веществ и растворителей. Воздействие этих веществ приводит к разбуханию клеевого слоя, его размягчению и полному разложению. Напоминаем, максимальной устойчивостью к агрессивной химии обладают акриловые клеевые системы.
• Температура окружающей среды. При низких температурах клей застывает, становится хрупким, уменьшается его липкость и устойчивость к резким механическим воздействиям. Повышенные температуры, наоборот, размягчают клей, уменьшают когезию, способность противостоять усилию «на сдвиг» падает.
• Ультрафиолетовое излучение. Длительное воздействие УФ-лучей на полимерную основу  самоклеящихся материалов делает их хрупкими, ломкими, и приводят к химическому разложению. Это же относится и к клею, не защищённому непрозрачной основой. Лицевые отражающие покрытия решают эту проблему
• Воздействие пластификаторов (эфиры, смолы, канифоль). При контакте с пластификаторами клей размягчается и становится тягучим. Про дальнейшее его отвердение не может быть и речи.
• Время. Для того, чтобы материал прочно приклеился к подложке, должно пройти минимум 24 часа.
• Давление. Не забывайте плотно прижимать материал к поверхности подложки. Это создаст необходимую площадь контакта и удалит из места соединения пузырьки воздуха.

Основные направления применения самоклеящихся материалов (по материалам «European Association for the Self Adhesive Tape Industry»). Самоклеящиеся материалы в том или ином виде могут применяться для решения очень широкого круга задач.

• Защита поверхностей. Защитные ленты и пленки используются для временной защиты поверхностей от физического и химического воздействия в процессе изготовления, сборки или транспортировки. Они могут быть легко удалены с защищаемых поверхностей, не оставляя при этом следов клея.
• Окрасочные работы. Малярные ленты защищают поверхность от краски, и позволяют задать четкие границы области покраски. В зависимости от целей применения, существует большое количество различных малярных лент - общего назначения, высокотемпературные, УФ-стойкие и т.д.
• Упаковка и транспортировка. Для решения задач по упаковке и транспортировке на рынке представлен широкой ассортимент упаковочных лент. Области применения - от заклеивания коробок до стяжки тяжелых грузов на поддонах. Также существуют специальные ленты, например для контроля вскрытия.
• Электроизоляция. Существуют ленты с различными типами основы и клеевыми системами для решения задач по надежной электроизоляции проводов. Сюда же относятся ленты для сборки пучков проводов, маркировки и стяжки электропроводки.
• Термо- и шумоизоляция. Для решения этих задач как в быту так и в промышленности в основном применяются ленты из вспененных материалов.
• Обвязка, скрепление, маркировка. Различные материалы для переплётных работ. Маркировочные материалы включают в себя ленты для маркировки электрических проводов, тротуаров и бордюров.
• Резка рулонных материалов. Односторонние и двусторонние ленты, применяемые в процессе переработки рулонных материалов (бумага, пленка, фольга, ткани). Сюда также относятся ленты, применяемые для крепления рулонных материалов к втулке при начале резки.
• Монтаж систем отопления, вентиляции и кондиционирования. Ленты из различных материалов, применяемые при монтаже, ремонте и техническом обслуживании вышеуказанных систем. Служат для герметизации швов и  влаго-паро-изоляции.
• Материалы медицинского назначения. Специальные ленты, применяемые в процессе производства и эксплуатации медицинского оборудования.
• Электронная промышленность. Широкий спектр специальных самоклеящихся материалов, применяемых в производстве и сборке электронных компонентов.
• Безопасность и светоотражающие ленты. В эту категорию входят светоотражающие материалов для маркировки транспортных средств, для изготовления дорожных и предупреждающих знаков.
• Клеепереносящие ленты. Специальные ленты, применяемые в процессе производства самоклеящейся продукции или для клеевого дублирования разнородных материалов.
• Трансфертные клеевые триплексы. Многослойная композиция из термопластичной подложки, клеевого слоя и защитной плёнки. Применяются в процессе производства самоклеящейся продукции на основе полиолефинов.