Introduktion
Tack eller KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed i forbindelse med materialeadfærd er forbundet med KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed og kan skyldes klæbekræfter mellem to materialer i kontakt eller kohæsive kræfter i et materiale, der bygger bro mellem to substrater.
For trykfølsomme klæbemidler, herunder tape og etiketter, defineres tack som evnen til at danne en klæbende binding til et substrat under let tryk og kortvarig kontakt og er et væsentligt krav til sådanne produkter. For andre materialer og anvendelser kan klæbeevne være en uønsket egenskab, et eksempel er knoglecementer, som ifølge ISO5833 [3] skal være klæbefri, så brugeren kan forme og påføre cementen uden at klæbe til handsker eller påføringshjælpemidler.
KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.Klæbrighed kan også påvirke adfærden og opfattelsen af forbrugerprodukter, f.eks. ekstrudering af tykke viskoelastiske produkter som tandpasta fra tuber eller tygning eller håndtering af klæbrige fødevarer. Det kan også bruges til at vurdere en overflades egenskaber og bedømme, om den er ren eller ej. Derfor kan man foretage en kvalitativ vurdering af klæbeevne blot ved at røre eller føle, men sådanne vurderinger er subjektive, vanskelige at kvantificere og kan påvirkes af andre faktorer.
I forbindelse med mange forsknings- og udviklingsaktiviteter kan det være nyttigt at screene, sammenligne og kvantificere "klæbeevne" eller "KlæbrighedKlæbrighed beskriver samspillet mellem to lag af identiske (autohæsion) eller forskellige (kohæsion) materialer i form af overfladeklæbrighed.klæbrighed" ved hjælp af en simpel, objektiv test. I limbranchen findes der mange sådanne standardtests afhængigt af produkttypen, herunder tests som loop tack, quick stick og rolling ball tests.
Test med inverteret probe
Denne applikationsnote vedrører en anden test, som ofte bruges i limindustrien, kendt som den omvendte sondetest. I denne test bringes en omvendt sonde i kontakt med limen med en fast hastighed, kontakttryk og kontakttid. Klæbeevnen registreres derefter som den maksimale kraft, der kræves for at bryde den resulterende binding.
Her kan spidsen af den negative normalkraft (spænding) tilskrives "klæbeevne", arealet under kraft-tid-kurven kan tilskrives klæbeevne eller sammenhængskraft, og den tid, det tager for spidskraften at falde med 90 %, er et sammenligneligt mål for svigtfrekvens eller -tid, som illustreret i figur 1.
Eksperimentel
- Klæbeegenskaberne for Blu-Tack® blev målt ved hjælp af en række kontaktkræfter (5 N, 10 N, 15 N og 20 N).
- Målingerne blev foretaget med et Kinexus rotationsreometer med en Peltier-pladepatron med en 20 mm øvre plade og en 65 mm nedre plade (rustfrit stål) og en standard forudkonfigureret sekvens i rSpace-softwaren.
- En prøvekugle på 1,3 g blev placeret i midten af den nederste plade uden tryk, og den øverste plade blev bragt i kontakt med prøven med en hastighed på 10 mm/s, indtil den nødvendige kontaktkraft var opnået.
- Efter en kontaktperiode på 2 sekunder blev afstanden øget lineært med 10 mm/s, og normalkraften blev registreret som en funktion af tiden.
- Alle målinger blev udført ved 25 °C.
Resultater og diskussion
En spalte- og normalkraftprofil for Blu-Tack® med en normalkraft på 10 N er vist i figur 2. Den viser den øverste plades tilnærmelse til prøven ved 10 mm/s og stigningen i normalkraften, når der skabes kontakt. Efter en kontaktperiode på 2 s øges mellemrummet lineært ved 10 mm/s, hvilket svarer til en reduktion i trykkraften, men en resterende trækkraft, der svarer til klæbning og vedhæftning.
Tabel 1: Analyseresultater baseret på figur 3 for forskellige kontakttryk
| Beskrivelse af prøven | Navn på handling | Tid (handling) (s) | Normal kraft (N) | Mellemrum (mm) | Resultat af område |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 N | Maksimal normalkraft | 0.3573 | -1.677 | 7.8614 | |
| 5 N | Tid til at reducere kraften med 90 % af spidsen | 0.7006 | -1.677 | 11.288 | |
| 5 N | Areal under kraft-tidskurve (N/s) | 0.4799 | |||
| 10 N | Maksimal normal kraft | 0.3525 | -3.492 | 6.6156 | |
| 10 N | Tid for kraft til at reducere med 90 % af peak | 0.6906 | -0.3492 | 9.9909 | |
| 10 N | Areal under kraft-tidskurve (N/s) | 0.8353 | |||
| 15 N | Maksimal normal kraft | 0.3690 | -4.220 | 6.0800 | |
| 15 N | Tid til at reducere kraften med 90 % af spidsbelastningen | 0.7127 | -0.4220 | 9.5118 | |
| 15 N | Areal under kraft-tidskurve (N/s) | 1.977 | |||
| 20 N | Maksimal normal kraft | 0.3105 | -5.363 | 5.2124 | |
| 20 N | Tid til at reducere kraften med 90 % af spidsen | 0.6522 | -0.5363 | 8.6237 | |
| 20 N | Areal under kraft-tidskurve (N/s) | 1.280 |
Sammenlignende resultater for de forskellige kontakttryk er vist i figur 3 og tabel 1. Disse resultater vedrører kun trækkraften (negativ), som svarer til klæbeevne og vedhæftning.
Resultaterne viser, at restspændingen eller klæbeevnen øges med den påførte normalkraft, især op til 15 N, og der ses kun en lille stigning med 20 N påført normalkraft. Med hensyn til arealet under kurverne, som relaterer til materialets klæbe-/klæbestyrke, ser det ud til at stige med kontaktkraften op til 15 N, hvorefter der observeres et fald ved 20 N, hvilket indikerer, at der er en optimal kontaktkraft mellem 10 N og 20 N, som giver maksimal vedhæftning under disse forhold.
Den tid, det tager for normalkraften at falde med 90 % af topværdien, er den samme for kontaktkræfter på 5 N, 10 N og 15 N, men lidt lavere for 20 N, hvilket tyder på en lidt hurtigere svigtrate efter 20 N tryk.
Konklusion
Et Kinexus rotationsreometer med avancerede aksiale testfunktioner kan bruges til at vurdere klæbeevnen eller de kohæsive/klæbende egenskaber hos trykfølsomme klæbemidler. I denne undersøgelse blev sådanne egenskaber vurderet og sammenlignet for en prøve af Blu-Tack® med forskellige kontaktkræfter. Det tyder på, at der er et optimalt tryk mellem 10 N og 20 N, som giver maksimal vedhæftning under testbetingelserne.