Drukgevoelige lijmen
Drukgevoelige lijm zorgt in combinatie met de gekozen drager voor een tape die geschikt is voor de toepassing waar deze voor ontwikkeld is. Alle lijmtypes die worden gebruikt tijdens de productie van de lijmen staan in de literatuur bekend als drukgevoelig (ook wel PSA= Pressure Sensitive Adhesives). Een groot voordeel van drukgevoelige lijm is dat deze na productie niet meer “actief” is, aan de chemische samenstelling van de tape verandert tijdens het gebruik niets meer. Daarom zijn tapes dan ook vrijgesteld van REACH voorschriften.
Hoofdgroepen drukgevoelige lijm
Lijmen zijn al zo oud als de mensheid en hadden in het begin een natuurlijke oorsprong, zoals beenderen en hars uit hout. De laatste eeuw zijn er door de technologische ontwikkelingen vele varianten ontwikkeld, waardoor het spectrum aan mogelijke toepassingen steeds breder is geworden. Ook de originele lijmen met beenderen en hars worden nog steeds gebruikt. We kennen nu de volgende hoofdgroepen:
- Acrylaat schuimtapes (deze worden apart behandeld)
- Acrylaat op waterbasis en solventbasis
- Natuur en synthetische rubbers
- Natuur en synthetische harsen
Acrylaat op waterbasis (1042)
Hierbij is het bindmiddel een acrylaathars die in water is opgelost. Dispergeren (oplossen) is het zeer fijn verdelen van vaste bindmiddeldeeltjes in water. Ze zijn dus met water te verdunnen, wat deze lijm goedkoper maakt dan andere types drukgevoelige lijm. Watergedragen acrylaatlijm heeft daarnaast het voordeel dat het bijna niet vergeelt en een hoge aanvangshechting heeft. Dit drukgevoelige lijmtype wordt voornamelijk toegepast bij verpakkingstapes.
Acrylaat op solventbasis (3083)
De naam zegt het eigenlijk al: hier is niet water, maar een solvent het oplosmiddel (bijvoorbeeld terpentine of tolueen). De solvents moeten na productie van de tape weer uitdampen door ovenwarmte. Hierdoor is de productiesnelheid veel lager dan bij de watergedragen acrylaatlijmen, dus zijn de productiekosten hoger. Daarnaast zijn de grondstoffen die worden gebruikt veel hoogwaardiger. Het grote voordeel van acrylaatlijmen op basis van solvents is dat ze veel beter tegen hoge temperaturen kunnen dan andere drukgevoelige lijmen, dat ze bestand zijn tegen vocht en UV en dat ze niet verkleuren. Hierdoor zijn tapes met dit lijmtype geschikt voor jarenlang buitengebruik.
Een nadeel van dit lijmtype is dat het vaak langere tijd nodig heeft om een verbinding aan te gaan met het oppervlak. Een ander nadeel is dat de solvents die vrijkomen bij de productie afgevangen en verbrand moeten worden, voordat ze uitgestoten kunnen worden in de buitenlucht. Dit is een forse investering, vandaar dat slechts een paar producenten in Europa dit lijmtype produceren.
Natuurrubbers (2011)
Bij deze lijmsoort is het rubber van de rubberboom de basis. Om dit vloeibaar te maken worden er solvents ingezet die uit moeten dampen nadat de lijm is aangebracht. Daarom heten deze lijmen ook wel rubbersolvent lijmen. Omdat hier natuurrubber voor wordt gebruikt is dit een van de duurdere drukgevoelige lijmsoorten. Het grote voordeel van deze natuurrubbers is dat ze zuurvrij zijn, een hoge aanvangshechting hebben, goed bestand zijn tegen lage temperaturen en lang houdbaar zijn.
Ook hier geldt (net als bij acrylaatlijm op solventbasis) dat de solvents die vrijkomen bij productie afgevangen en verbrand moeten worden voordat ze uitgestoten kunnen worden in de buitenlucht. Dit is een forse investering, waardoor er in Europa maar een paar producenten zijn die dit lijmtype produceren.
Synthetische rubbers/ kunsthars rubbers (1065)
Vanwege de hoge kostprijs van natuurrubbers zijn er ook alternatieven ontwikkeld waarbij het rubber vervangen is door een vergelijkbaar synthetisch product. Door het toevoegen van bepaalde polymeren zijn de eigenschappen van deze drukgevoelige lijm vaak vergelijkbaar met het natuurlijke broertje. Natuurlijk rubber en synthetisch rubber worden overigens steeds vaker gecombineerd toegepast in drukgevoelige lijmen.
Natuurlijke harsen
Natuurlijke harsen vinden hun oorsprong in naaldbomen. In onze tapes gebruiken we ze niet als zodanig.
Kunst- en synthetische harsen (2020)
Deze synthetische rubbers zijn ook wel bekend als kunstharsrubbers of hotmelts. Het zijn feitelijk in het laboratorium nagebootste broertjes van de natuurharsen. Ook hier geldt dat door toevoeging van bepaalde polymeren de eigenschappen van het natuurlijke broertje worden overtroffen, vaak tegen een fors lagere prijs. Kunst- en synthetische harsen zijn thermoplastisch, dus gevoelig voor hoge temperaturen. In de eerste jaren hadden deze hotmelt tapes een slechte naam. Door technologische ontwikkelingen is de kwaliteit van dit type lijm de laatste jaren echter enorm verbeterd, waardoor de toepassingen flink zijn toegenomen.
Aanbrengen van de drukgevoelige lijm op de drager
Er zijn verschillende methoden in gebruik voor het aanbrengen van de drukgevoelige lijm:
- Vloeibaar coaten
- Extrusie coaten
- Lamineren (eigenlijk aanbrengen van een dubbelzijdige tape op een drager)
De keuze uit bovenstaande productiemethodes is geheel afhankelijk van de toepassing.
Vloeibaar coaten
Dit is de meest voorkomende productiemethode. Hierbij verspreid je de drukgevoelige lijm met een nozzle (spuitmond) op de drager. De verschillende soorten drukgevoelige lijmen worden vervolgens op basis van hun unieke eigenschappen verder behandeld (ovenwarmte/UV). Bij een dubbelzijdige tape wordt het proces herhaald aan de andere kant van de drager en wordt de lijm daarna afgedekt met een liner, ook wel afdekpapier genoemd. Zo voorkom je dat de tape gaat kleven aan de lijm die in de vorige productiegang is aangebracht. Deze productiemethode is snel en goedkoop, afhankelijk van het type drager en lijm.
Omdat de breedte van de machine beperkt is tot maximaal 1500mm is een moederrol tape dus ook nagenoeg nooit breder dan deze 1500mm. Deze moederrol noemen we ook wel jumborol en kan afhankelijk van het type eindproduct oplopen tot wel 1.000 meter lengte.
Extrusie coaten
Dit wordt toegepast bij de productie van acrylaat schuimtapes en transfertapes, waarbij je de drukgevoelige lijm op de liner aanbrengt door middel van extrusie. Hierbij wordt de samenstelling van de drukgevoelige lijm gemengd net voor deze compound op de liner gegoten wordt. Dit is dus een verschil ten opzichte van vloeibaar coaten. Daarbij wordt de drukgevoelige lijm op de drager gespoten.
Lamineren
Dit is het samenvoegen van een dubbelzijdige tape met een drager van bijvoorbeeld EPDM. Met dit proces kun je dus bijvoorbeeld EPDM rubber zelfklevend maken. Het is wel een dure methode, omdat je feitelijk eerst een tape produceert of inkoopt en deze vervolgens samenvoegt met het EPDM. Waarom het toch wordt toegepast is voornamelijk omdat het je als producent in staat stelt om kleinere series te maken, waarbij je de keuze hebt uit de verschillende types tape met de specifieke eigenschappen die de klant nodig heeft.
Toegevoegde stoffen aan drukgevoelige lijmen
Oplosmiddelen
Oplosmiddelen worden voornamelijk toegevoegd om de drukgevoelige lijm vloeibaar te maken, zodat het mogelijk is om de lijm via de nozzle op de drager aan te brengen tijdens productie. Ze dampen later in het productieproces uit onder invloed van ovenwarmte.
Pigmenten
Pigmenten worden toegevoegd om de drukgevoelige lijm een kleur te geven. Dit is vaak het geval bij (bedrukte) verpakkingstapes (1020). De drukgevoelige lijm wordt dan gekleurd en aangebracht op een transparante film. Hierdoor lijkt het of de tape een kleur heeft, maar feitelijk is het de drukgevoelige lijm die de kleur aan de tape geeft.
Antioxidanten
Veel lijmtypes hebben de neiging zuurstof op te nemen. Daarom worden er antioxidanten aan toegevoegd. Dit gaat de afbraak van de kunststof (de lijm dus) ten gevolge van deze zuurstofabsorptie tegen.
Polymeren
Door bepaalde polymeren toe te voegen kan ook bijvoorbeeld de aanvangskleefkracht verhoogd worden. Een van de meest bekende polymeren is de zogenaamde Tackifier. Dit specifieke polymeer is ontwikkeld om de aanvangskleefkracht te verhogen.
Hoe en waarom kiezen uit de vele verschillende drukgevoelige lijmen?
Dit heeft natuurlijk alles met de toepassing te maken, dus waar en waarvoor wil de gebruiker drukgevoelige lijmen inzetten? Onderstaand geven we uitleg over een aantal termen die een rol spelen bij het maken van een keuze.
Adhesie
De adhesie is een van de belangrijkste eigenschappen van drukgevoelige lijm. Dit wordt uitgedrukt in onder andere kleefkracht en weerstand tegen afschuifbelasting. Deze term wordt verder uitgelegd in het artikel ‘Wat is lijmen?’.
Cohesie
De mate van cohesie van de drukgevoelige lijm is medebepalend voor de lijmkeuze. Een voorbeeld zijn de tapes die zo ontworpen zijn dat ze geen lijmresten nalaten. Onder andere de dubbelzijdige makelaarsbordentape (3043) en de automotive afplaktape (1065) zijn voorzien van een drukgevoelige lijm met een hoge cohesie. Deze term wordt verder uitgelegd in het artikel ‘Wat is lijmen?’.
Temperatuurbestendigheid
De eisen die je stelt aan de temperatuurbestendigheid zijn bepalend voor het type lijm dat je inzet bij een bepaalde toepassing. Het spreekt voor zich dat een toepassing binnen hele andere eisen met zich meebrengt dan het toepassen bij productie van een auto of bij een display voor buitengebruik. Een voorbeeld is onze aluminium tape (1090). Door de toevoeging van een bepaald polymeer is deze ook geschikt voor het gebruik bij lagere temperaturen. De minimale aanbrengtemperatuur is +10 C°, maar na hechting kun je deze tape tot -25 C° belasten.
Dikte
De dikte van de lijm is afhankelijk van de gewenste adhesie. De regel is: hoe dikker de opgebrachte drukgevoelige lijm, hoe hoger de adhesie. De eenheid waarin dit wordt aangegeven is de dikte van de lijm (Mu of Microns). Een voorbeeld is onze aluminium tape (1089). De drager van aluminium is 30Mu en de opgebrachte lijm is 40Mu, dus de drukgevoelige lijm is dikker dan de drager.
Verouderingsbestendigheid
Ook deze eigenschap is van groot belang bij de keuze van het type drukgevoelige lijm. Het spreekt voor zich dat de inzetduur van het eindproduct waar de tape voor wordt gebruikt van belang is voor de keuze van het drukgevoelige lijmsysteem. Zo zal een kartonnen display dat maar 2-3 weken mee hoeft te gaan veelal met een goedkoper drukgevoelige lijmsysteem zijn uitgerust dan een tape die wordt ingezet bij de productie van een auto.
UV-bestendigheid
De UV-bestendigheid van een lijm is medebepalend voor de levensduur ervan. Natuur- en synthetische rubbers zijn van nature gevoelig voor UV, hoewel dit effect door het toevoegen van bepaalde polymeren sterk verminderd kan worden. Onze fixatietape (2048) heeft een drukgevoelige lijmlaag van acrylaat op basis van solvent, wat deze tape uitermate geschikt maakt voor het toepassen bij UV-lijmen (BUV-01).
Overige begrippen die voorkomen bij het begrip drukgevoelige lijmen
Vernetten
Vernetting vindt zowel plaats bij de productie van de drager als bij de productie van de drukgevoelige lijm. Vernetten is het chemische proces dat onder hoge temperatuur plaatsvindt. Het proces zorgt ervoor dat de molecuulketens in de drukgevoelige lijm “in elkaar haken” en dus een beter bestendigheid opbouwen tegen onder andere weersinvloeden, UV, hoge temperaturen et cetera.