Inleiding
Tack of KleverigheidKleverigheid beschrijft de interactie tussen 2 lagen identieke (autohesie) of verschillende (cohesie) materialen in termen van kleverigheid van het oppervlak.kleverigheid in de context van materiaalgedrag wordt geassocieerd met KleverigheidKleverigheid beschrijft de interactie tussen 2 lagen identieke (autohesie) of verschillende (cohesie) materialen in termen van kleverigheid van het oppervlak.kleverigheid en kan het resultaat zijn van kleefkrachten tussen twee materialen die met elkaar in contact komen of cohesiekrachten in een materiaal dat twee substraten overbrugt.
Voor drukgevoelige kleefstoffen, waaronder tapes en etiketten, wordt kleefkracht gedefinieerd als het vermogen om onder lichte druk en kort contact een hechtende verbinding met een substraat te vormen en het is een essentiële vereiste voor dergelijke producten. Voor andere materialen en toepassingen kan kleefkracht een ongewenste eigenschap zijn. Een voorbeeld hiervan is botcement, dat volgens ISO5833 [3] kleefvrij moet zijn, zodat de gebruiker het cement kan vormen en aanbrengen zonder dat het aan handschoenen of applicatiehulpmiddelen blijft kleven.
Tack kan ook het gedrag en de perceptie van consumentenproducten beïnvloeden, zoals het extruderen van dikke visco-elastische producten zoals tandpasta uit tubes of het kauwen op of hanteren van kleverig voedsel. Het kan ook gebruikt worden om de eigenschappen van een oppervlak te beoordelen en te beoordelen of het schoon is of niet. Daarom kan een kwalitatieve beoordeling van de kleefkracht worden gemaakt door simpelweg aan te raken of te voelen, maar dergelijke beoordelingen zijn subjectief, moeilijk te kwantificeren en kunnen worden beïnvloed door andere bijkomende factoren.
Voor veel onderzoeks- en ontwikkelingsactiviteiten kan het nuttig zijn om de 'tack' of 'KleverigheidKleverigheid beschrijft de interactie tussen 2 lagen identieke (autohesie) of verschillende (cohesie) materialen in termen van kleverigheid van het oppervlak.kleverigheid' te screenen, vergelijken en kwantificeren met behulp van een eenvoudige objectieve test. Voor de kleefstoffenindustrie zijn er veel van dergelijke standaardtesten beschikbaar, afhankelijk van het producttype, waaronder testen zoals lushechting, snelhechten en rolkogeltesten.
Test met omgekeerde sonde
Deze toepassingsnotitie heeft betrekking op een andere test die vaak gebruikt wordt in de kleefstoffenindustrie, bekend als de omgekeerde sondetest. Bij deze test wordt een omgekeerde sonde met een vaste snelheid, contactdruk en contacttijd in contact gebracht met de lijm. De tack wordt vervolgens geregistreerd als de maximale kracht die nodig is om de resulterende verbinding te verbreken.
Hier kan de piek in negatieve normaalkracht (spanning) worden toegeschreven aan 'tack', het gebied onder de kracht-tijd curve aan de lijm- of cohesiekracht en de tijd die de piekkracht nodig heeft om af te nemen met 90% een vergelijkende maat voor bezwijksnelheid of -tijd zoals geïllustreerd in Figuur 1.
Experimenteel
- De hechtingseigenschappen van Blu-Tack® werden gemeten met een reeks contactkrachten (5 N, 10 N, 15 N en 20 N).
- De metingen werden uitgevoerd met een Kinexus rotationele reometer met een Peltier-plaatcartridge met een 20 mm bovenplaat en 65 mm onderplaat (roestvrij staal) en een standaard voorgeconfigureerde volgorde in de rSpace software.
- Een bol monster van 1,3 g werd zonder druk in het midden van de onderste plaat geplaatst en de bovenste plaat werd met een snelheid van 10 mm/s in contact gebracht met het monster totdat de vereiste contactkracht was bereikt.
- Na een contactperiode van 2 seconden werd de opening lineair vergroot met 10 mm/s en de normaalkracht werd geregistreerd als functie van de tijd.
- Alle metingen werden uitgevoerd bij 25°C.
Resultaten en discussie
Figuur 2 toont een spleet- en normaalkrachtprofiel voor de Blu-Tack® met 10 N normaalkracht. Dit toont de nadering van de bovenste plaat tot het monster bij 10 mm/s en de toename van de normaalkracht bij contact. Na een contactperiode van 2 s neemt de spleet lineair toe bij 10 mm/s, wat overeenkomt met een vermindering van de drukkracht maar een resterende trekkracht die overeenkomt met de hechting en adhesie.
Tabel 1: Analyseresultaten op basis van figuur 3 voor verschillende contactdrukken
| Beschrijving monster | Naam actie | Tijd (actie) (s) | Normaalkracht (N) | Kloof (mm) | Oppervlakte resultaat |
|---|---|---|---|---|---|
| 5 N | Pieknormale kracht | 0.3573 | -1.677 | 7.8614 | |
| 5 N | Tijd tot krachtafname van 90% van de piek | 0.7006 | -1.677 | 11.288 | |
| 5 N | Gebied onder krachttijdcurve (N/s) | 0.4799 | |||
| 10 N | Pieknormale kracht | 0.3525 | -3.492 | 6.6156 | |
| 10 N | Tijd tot krachtafname van 90% van piek | 0.6906 | -0.3492 | 9.9909 | |
| 10 N | Gebied onder krachttijdcurve (N/s) | 0.8353 | |||
| 15 N | Pieknormale kracht | 0.3690 | -4.220 | 6.0800 | |
| 15 N | Tijd tot krachtafname van 90% van piek | 0.7127 | -0.4220 | 9.5118 | |
| 15 N | Gebied onder krachttijdcurve (N/s) | 1.977 | |||
| 20 N | Pieknormale kracht | 0.3105 | -5.363 | 5.2124 | |
| 20 N | Tijd tot krachtafname van 90% van piek | 0.6522 | -0.5363 | 8.6237 | |
| 20 N | Gebied onder krachttijdcurve (N/s) | 1.280 |
Vergelijkende resultaten voor de verschillende contactdrukken worden getoond in Figuur 3 en Tabel 1. Deze resultaten hebben alleen betrekking op de trekkracht (negatieve), die overeenkomt met hechting en adhesie.
De resultaten tonen aan dat de restspanning of kleefkracht toeneemt met de toegepaste normaalkracht, vooral tot 15 N, met slechts een lichte toename waargenomen bij 20 N toegepaste normaalkracht. Het gebied onder de krommen, dat betrekking heeft op de kleefkracht van het materiaal, lijkt toe te nemen met de contactkracht tot 15 N en vervolgens wordt een afname bij 20 N waargenomen, wat aangeeft dat er een optimale contactkracht is tussen 10 N en 20 N die maximale hechting geeft onder deze omstandigheden.
De tijden voor het afnemen van de normaalkracht met 90% van de piekwaarden zijn vergelijkbaar voor contactkrachten van 5 N, 10 N en 15 N, maar iets lager voor 20 N, wat duidt op een iets snellere bezwijksnelheid na 20 N druk.
Conclusie
Een Kinexus rotatie reometer met geavanceerde axiale testmogelijkheden kan gebruikt worden om de KleverigheidKleverigheid beschrijft de interactie tussen 2 lagen identieke (autohesie) of verschillende (cohesie) materialen in termen van kleverigheid van het oppervlak.kleverigheid of cohesieve/adhesieve eigenschappen van drukgevoelige lijmen te beoordelen. In dit onderzoek werden dergelijke eigenschappen beoordeeld en vergeleken voor een monster van Blu-Tack® met verschillende contactkrachten. Dit suggereert dat er een optimale druk is tussen 10 N en 20 N die maximale kleefkracht geeft onder de omstandigheden van de test.