Вебер Етикетен България: Минусовите температури влияят на лепилото, затова са важен фактор при подбора на етикети

Знаете ли, че всяко лепило има своя „точка на замръзване“, известна като температура на остъкляване (Glass Transition Temperature Tg)? Отвъд този температурен праг лепилото престава да бъде свързващ агент – неговите молекули се „заключват“, и то губи способността си да се вклинява в порите на опаковката. Именно това е и най-честият повод за масово отлепване на етикети в хранително-вкусовата промишленост (ХВП), особено при производството на замразени храни. Как да разберем дали избраните етикети са подходящи за шоково замразяване? Защо „по-силното“ лепило не е решението, когато говорим за ниски температури и възможно ли е да се измести този праг на остъкляване чрез инженерни методи? За професионален коментар по тези технологични предизвикателства се обърнахме към специалистите на Вебер Етикетен България, чиято експертиза в самозалепващите и картонените етикети дава отговор на едни от предизвикателните въпроси в сектора.

Защо стандартните лепила се провалят при отрицателни температури?

В индустриалната практика масово се използва акрилен адхезив, който е отличен за стайна температура, но има една сериозна слабост – неговата молекулярна структура е проектирана да бъде подвижна само в тесен температурен диапазон. Когато температурата се понижи под прага на остъкляване (Tg), се наблюдава фазов преход, който променя самата природа на материала, или с други думи лепилото спира да се държи като флуид и се превръща в твърдо тяло. В това състояние то вече не може да „задържа“ повърхността или да прониква в микропорите на опаковката. Истинският проблем обаче идва от движението на материалите, тъй като студът свива картона или фолиото, а втвърденото лепило остава неподвижно. В тези условия „остъклената“ връзка е станала напълно нееластична и не може да компенсира това движение, заради което лепилото се пропуква механично и етикетът се отлепва.

„За да се избегне подобен сценарий, е важно лепилото да има нисък модул на еластичност при минусови температури. В противен случай етикетът се държи като парче лед върху гъвкава повърхност – при най-малкото напрежение връзката просто се „чупи“, споделиха от Вебер Етикетен България.

Защо „по-силното“ лепило не е решението?

Честа практика в областта на хранително-вкусовата промишленост (ХВП) е при проблем с разлепването да се търси лепило с по-висок интензитет на сцепление (т.нар. high tack). Логиката на пръв поглед изглежда правилна – ако етикетът пада, трябва лепило, което „държи по-здраво“. При температури около и под точката на остъкляване обаче тази логика освен че спира да работи, често се превръща в контрапродуктивна.

„Силата“ на стандартните лепила обикновено е функция на тяхната плътност и вискозитет при стайна температура. Когато увеличим количеството на един стандартен адхезив, ние просто увеличаваме обема на материала. Колкото по-дебел е слоят на едно вече втвърдено и нееластично лепило, толкова по-голямо е вътрешното напрежение в него. По този начин вместо да държи етикета, този плътен стъкловиден слой става още по-податлив на механично напукване при най-малкото огъване на опаковката.

Затова в условията на ниски температури решаващият фактор е динамичната еластичност. Надеждното лепило запазва своята мобилност дори при -20 ^оC, като се адаптира към промените в размерите на продукта и гарантира непрекъснат контакт с повърхността. „Грешно е да се бърка агресивността на лепилото при стайна температура с неговата надеждност в хладилния склад. Можете да имате лепило, което е почти невъзможно да се отлепи в цеха, но да става абсолютно безполезно, щом премине точката си на остъкляване. В този момент то губи своята връзка с материала и се превръща в обикновен крехък полимер“, поясниха експертите от Вебер Етикетен България.

Инженерният отговор – изместване на границите на физиката

Възможността за управление на температурата на остъкляване (Tg) е фундаменталният въпрос, който разделя стандартното етикетиране от високотехнологичните индустриални решения. Управлението на този фазов преход изисква използването на специфични групи от иновативни адхезиви, всяка от които решава различен аспект на проблема в условията на студ и влага.

• Криогенни лепила на базата на хибридни акрили: Това са високите технологии в сектора. За разлика от стандартните акрилни лепила, криогенните версии използват „омрежени полимери“ (cross-linked polymers). Те са проектирани така, че дори при температури от -196 ^оC (течен азот), веригите им да запазват мобилност. Или дори в състояние на пълно замръзване, тези лепила не стават крехки. Те запазват структурната си цялост, което не позволява на етикета да се „отлепи“ при механично огъване на кашона, бутилката или флакона.
• Каучукови системи с висок вискозитет под нулата: Докато стандартните каучукови лепила често се провалят при студ, иновативните формули за дълбоко замразяване (т.нар. Deep Freeze серии) използват синтетичен каучук, обогатен с течни смолисти пластификатори. Така смолите действат като „вътрешен антифриз“. Те поддържат лепилото в момента на допир, дори ако повърхността е леко заскрежена, за да достигнат до истинската повърхност на картона, преди да настъпи окончателното втвърдяване.
• Лепила с ниско повърхностно напрежение (Low Surface Energy Adhesives): Едно от най-големите предизвикателства в областта на ХВП е етикетирането на полиетиленови (PE) и полипропиленови (PP) торби, които пък се използват масово за замразени зеленчуци и меса. Тези повърхности са „нелепими“ по природа, но новите поколения адхезиви са проектирани да имат по-ниско повърхностно напрежение от самата пластмаса. Това позволява на лепилото да се разлее на тънък филм, вместо да се свие на капки.

„В съвременните производства вече не се разчита на универсални лепила, а на таргетирани иновации като Deep Freeze и Cryo сериите. Тези материали притежават уникалната способност да залепнат върху повърхността дори при наличие на скреж, като буквално изтласкват микроконденза“, споделиха от Вебер Етикетен България.

• Иновации в „дишащите“ лепила: При шоковото замразяване често се образуват микроскопични мехурчета въздух или газ между етикета и опаковката. Ако лепилото е твърде плътно и вече остъклено, тези мехурчета се превръщат в центрове на напрежение и етикетът пада. Новите технологии позволяват на адхезивния слой да има микропореста структура, която поема тези газови разширения без да губи контакт с повърхността.

Чрез иновативни технологични методи прагът на остъкляване се измества така, че лепилото преминава от течна в твърда фаза едва след пълната си дифузия в материала „Интеграцията между качествен консуматив и прецизна машина е нашият начин да превърнем маркировката в сигурен актив за бизнеса“, допълниха още от екипа на Вебер Етикетен България. Дружеството е съвместно предприятие на германската Bluhm Weber Group със СИС 45. Вебер Етикетен България предлага цялостни решения за проследимост – от производството на специализирани етикети до внедряването на индустриален хардуер, гарантиращ надеждност във всеки етап от жизнения цикъл.

Източник на снимковия материал: Вебер Етикетен България, Weber Marking Systems