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          Last update : February 12, 2013
Design of self-adhesive labels by microencapsulation adhesive

Conception d'étiquettes auto-adhésives par microencapsulation d'adhésif


Robin Abderrahmen

Grenoble INP-Pagora


Ph.D. thesis defended on December 12, 2012
Thèse soutenue le 12 Décembre 2012

LGP2

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Abstract

   


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The main objective of this study is to prepare innovative silicone liner-free labels. It can be achieved by the adhesive self protection', thanks to its incorporation into microcapsules. This allows the preparation of dry labels' gluing under the application of a pressure, which induces the rupture of the microcapsules, thus releasing the core material, a pressure sensitive adhesive.

The first step was to analyse 3 water-based PSA in view of their encapsulation. Then, the most suitable adhesive was microencapsulated by coacervation (using biopolymer as shell) and by in situ polymerisation. Two other encapsulation processes (spray-cooling and spray-drying), were also carried out and were compared with the 2 former processes. Coating colour formulations were prepared with spray-cooling microcapsules (the most adhesive ones). Coating trials were carried out by blade coating, and by screen printing.

Compatibility between microcapsules and the label making process, using a flexographic printing press, was determined. Finally, the mains characteristics of the prepared innovative products (adhesion, application pressure) were compared to industrial self-adhesive homologues, and found that they could be suitable for the preparation of silicon liner-free envelops and stamps.

Résumé

L'objectif de ce projet est de concevoir un nouveau type d'étiquette 'écologique' n'utilisant pas de dorsal siliconé. Ainsi, la couche d'adhésif est remplacée par une couche de microcapsules d'adhésif. Ces microcapsules doivent avoir une paroi suffisamment étanche et résistante pour envelopper l'adhésif et ne pas se rompre lors des étapes de fabrication du produit. En revanche, elles doivent céder sous l'effet d'une pression et libérer l'adhésif au moment de leur utilisation.

Dans un premier temps, trois adhésifs en émulsion aqueuse ont été caractérisés en vue de leur microencapsulation. Par la suite, un adhésif a été sélectionné et encapsulé par coacervation (avec des biomatériaux comme carapace) et par polymérisation in situ aminoplaste. Ensuite, deux autres procédés d'encapsulation le spray-drying et le spray-cooling ont été comparés aux deux techniques précédentes. Les particules produites par spray-cooling, les plus adhésives, ont été utilisées pour la formulation d'un bain d'enduction adapté au procédé de couchage à lame et au procédé d'impression sérigraphique.

La compatibilité de ces microparticules avec le procédé de fabrication classique d'une étiquette autoadhésive (presse d'impression flexographique) a été démontrée. Les caractéristiques finales du produit ainsi fabriqué (adhésion, pression d'application) ont été comparées avec celles de différents produits autoadhésifs industriels (étiquette, enveloppe et timbre).

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