(上海理工大學 上海 200093)
車身貼,也被常稱為“自粘貼”的復合材料,它通常由離型紙(塑料)通過涂布機器涂布水型(或溶劑型)丙烯酸酯壓敏膠,經(jīng)過烘干后,貼合塑料基材而形成的產(chǎn)品,是一種新型的、廣泛使用的數(shù)碼噴繪材料。由于使用的介質(zhì)都是玻璃、鋼板、油漆面等極性表面物質(zhì),因此會產(chǎn)生壓敏膠殘留在被貼物上的情況,因此針對制程中的4M1E,運用田口方法中的實驗設計進行研究,找到最優(yōu)化的制程條件。
根據(jù)楊玉昆 和 呂鳳亭主編的《壓敏膠制品技術手冊》上描述,壓敏膠張貼在被貼物上有三項粘結力值,即與基材的投錨力T,壓敏膠層的內(nèi)聚力C和壓敏膠與被貼物之間的粘接力F,如果T (一)膠粘劑的性能,其物理性能決定了膠水的各項物理粘性值; (二)膠水在涂布到基材上的膠水均勻度,根據(jù)剪切力的公式: (1-1) 跟涂布機的線速度和壓敏膠的粘度有關聯(lián),膠水的涂布越均勻,其連續(xù)性粘結力就越平穩(wěn),殘留風險就會小很多。 (三)烘箱溫度,因為膠水中存在大量的有機溶劑,因此在涂布在基材上之后,需要經(jīng)過熱風烘箱把膠水中的有機溶劑揮發(fā)出去,形成一層致密、干燥的膠膜,通過干燥率公式: (1-2) 主要影響因素是烘箱設置的溫度,不同溫度的到不同的干燥效率,干燥效率不一致會導致粘接力的不同,影響膠水殘留的風險。 (四)在烘干膠水之后,離型紙載著膠水會經(jīng)過一組表面拋光的冷缸與硬度為60邵氏A的硅膠輥組成的貼合單元,在這里與面材進行貼合,膠水轉移到面材上形成最終的成品,通過貼合壓力公式 (1-3) 決定膠水層轉移到面材上的好壞,這樣會影響到基材投錨力T值的大小,也決定了膠水殘留的可能性。 (一)通過頭腦風暴法匯集信息后,通過單因素方差分析排出干擾因素,確定可控主要因子水平和噪聲因子水平,見表1和表2 表1可控因子一覽表 表2 噪聲因子一覽表 (二)制定正交表,見表3 表3內(nèi)外正交偏差平方和分析表 利用minitab軟件創(chuàng)建正交表,然后取3*3水平27次實驗中的9次記錄,記錄下在這些水平因素下所得到的數(shù)據(jù),然后使用minitab軟件中-DOE-田口-分析田口設計模型, (三)信噪比分析 在分析田口模型中選擇望小值,得到標準差、信噪比和均值和信噪比及均值的響應表,見表4和表5 表4分析田口模型中標準差、信噪比和均值 表5 信噪比和均值的響應表 從表中可以得到各因素的排軼:壓敏膠粘度>烘箱溫度>貼合壓力,通過信噪比均值圖表6: 表6信噪比主效應圖 得到壓敏膠粘度在3000cps,烘箱溫度在96℃和貼合壓力在2.5kg時,最佳的工藝參數(shù)。 在Minitab里選擇統(tǒng)計-DOE-田口-預測田口結果,在預測對話框中選定均值(M)、信噪比(N)、標準差(D)及標準差的Ln(A)選項,然后再水平對話框中,在指定新因子水平方法中(M)選定從列表中選定水平,選定因子壓敏膠粘度、烘箱溫度和貼合張力的水平為3000cps、96℃和2.5kg的水平,見表7: 表7田口設計預測圖 得到預測數(shù)據(jù)為信噪比:-17.1200,均值為6.94444 (一)結論 通過本次試驗得出以下結論: 1.A(壓敏膠的粘度)對S/N的影響最大; 2.對S/N影響最大的各因素組水平是第4組數(shù)據(jù),即:壓敏膠粘度3000cps、烘箱溫度96℃和貼合壓力2.5kg; 3.用對S/N影響最大的這組因素水平得到的預測值為: 信噪比:-17.1200 預測均值:6.94444 輸出標準差:1.99140 本文以P可移除壓敏膠車貼為研究對象,針對其在被貼物上有殘膠的現(xiàn)象,研究其殘膠機理及在制程中5M1E影響的因素。結合頭腦風暴的討論法,使用石川圖收集和分析,找到影響殘膠性能的的環(huán)節(jié)和參數(shù),使用田口設計理念,找出輸出Y與影響過程因素的因子X之間的函數(shù)關系式:Y=F(X),運用實驗設計及信噪比手法,在Minitab軟件幫助下,找到影響信噪比最大因素的水平,找到最佳的設計方案。合格率相比改善前93.2%提升至97.5%,很好的完成了既定目標。二、正交實驗
三、試驗結果在minitab中的預測
四、總結