標(biāo)貼起翹的原因分析和改善措施

■ 文/袁 維

（廣東美的制冷設(shè)備有限公司，廣東 順德 528311）

0 引言

標(biāo)貼廣泛應(yīng)用于家電產(chǎn)品，多貼在產(chǎn)品表面及包裝紙箱上，例如，用于宣傳產(chǎn)品功能的標(biāo)貼、用于標(biāo)識(shí)產(chǎn)品的型號(hào)、重量、尺寸的標(biāo)貼、用于警告或注意事項(xiàng)說(shuō)明的標(biāo)貼、用于標(biāo)識(shí)產(chǎn)品能力參數(shù)的標(biāo)貼，用于標(biāo)識(shí)商家品牌的商標(biāo)，用于標(biāo)識(shí)產(chǎn)品性能參數(shù)的銘牌，以及用于標(biāo)識(shí)產(chǎn)品批次、生產(chǎn)日期、產(chǎn)地的條碼紙。標(biāo)貼是家電產(chǎn)品不可或缺的組成部分。

家電產(chǎn)品每個(gè)訂單都會(huì)用到標(biāo)貼，由于生產(chǎn)使用頻率高，往往出現(xiàn)標(biāo)貼起翹的故障，特別是干燥的秋冬季節(jié)。雖然故障率不高，但是每次故障發(fā)生后都需要返修，特別是貼在產(chǎn)品上的標(biāo)貼，需要重新拆包返修，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，非常麻煩。從標(biāo)貼失效的表現(xiàn)形式看，標(biāo)貼邊角位置起翹脫落為嚴(yán)重故障，標(biāo)貼內(nèi)部褶皺或者邊角位置輕微起翹為輕微故障。本文對(duì)標(biāo)貼起翹的主要故障原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并通過(guò)測(cè)試驗(yàn)證，復(fù)現(xiàn)標(biāo)貼起翹的失效現(xiàn)象，以期找到相應(yīng)的改善措施和質(zhì)量控制方法。

1 標(biāo)貼起翹分析

標(biāo)貼因起翹而失效，其原因主要涉及標(biāo)貼的用膠質(zhì)量、材質(zhì)性能、被貼物性狀、生產(chǎn)工藝控制、環(huán)境溫濕度及使用有效期等方面。具體的影響因素可分為以下9種。

（1）膠黏劑的種類(lèi)：水性膠和油性膠。

（2）膠黏劑的黏性特點(diǎn)：可移膠、不可移膠。

（3）膠黏劑的溫濕度環(huán)境及保質(zhì)期。

（4）標(biāo)貼面紙的材質(zhì)：PET、PET覆膜、銅版紙、銅版紙覆膜等[1]。

（5）標(biāo)貼表面的處理方式：覆膜、涂布普通光油、涂布UV光油。

（6）標(biāo)貼的生產(chǎn)方式：大批量采用印刷和模壓，小批量采用打印和刀刻（刀刻標(biāo)貼在邊角的位置容易起翹）。

（7）被貼物的材質(zhì)：牛卡箱（表面粗糙度）、白板箱、彩箱（覆膜、涂布UV光油等）、塑料、鈑金等。

（8）粘貼生產(chǎn)方式和撫標(biāo)工序。

（9）環(huán)境溫濕度變化。

依據(jù)上述標(biāo)貼起翹主要原因，建立故障分析圖，如圖1所示。

圖1 標(biāo)貼起翹原因分析圖

2 標(biāo)貼背膠的選用

有些宣傳用標(biāo)貼到達(dá)用戶家中后被要求撕掉不殘留膠痕，這種場(chǎng)景建議使用可移膠。大部分標(biāo)貼選用不可移膠的標(biāo)貼，可一直貼在機(jī)身和紙箱上。出于環(huán)?？紤]，一般使用丙烯酸類(lèi)膠黏劑，在溫度23±2℃、濕度50±5%的情況下保質(zhì)期為1年，不得使用超保質(zhì)期的膠黏劑。

3 原因分析和質(zhì)量控制

3.1 原因分析

標(biāo)貼起翹的表現(xiàn)形式可分為外卷和內(nèi)卷兩種。所謂標(biāo)貼外卷，就是當(dāng)標(biāo)貼的面材和基材分開(kāi)后標(biāo)貼自動(dòng)反向卷曲。造成標(biāo)貼外卷的主要原因是標(biāo)貼在印后覆膜時(shí)，膜的轉(zhuǎn)動(dòng)速度大于標(biāo)貼的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，膜被拉伸，導(dǎo)致標(biāo)貼內(nèi)存在膜的應(yīng)力[2]。標(biāo)貼粘貼一段時(shí)間后，因膜的內(nèi)應(yīng)力作用而收縮，可能造成邊角起翹。所謂標(biāo)貼內(nèi)卷，就是當(dāng)標(biāo)貼的面材和基材分開(kāi)后標(biāo)貼自動(dòng)向內(nèi)卷曲。造成標(biāo)貼內(nèi)卷的主要原因是標(biāo)貼在整卷收卷時(shí)受力太大，紙張被拉伸，標(biāo)貼所使用紙芯的外徑太小，存儲(chǔ)放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，產(chǎn)生永久變形。這樣的標(biāo)貼粘貼前須拉平，將降低車(chē)間的生產(chǎn)效率。

3.2 質(zhì)量控制

（1）標(biāo)貼外卷超標(biāo)的質(zhì)量控制方法。將標(biāo)貼的面材和基材分開(kāi)，分別取2件標(biāo)貼，沿標(biāo)貼的長(zhǎng)邊方向，將標(biāo)貼的一半尺寸粘貼在被貼實(shí)物上；沿標(biāo)貼的短邊方向，將標(biāo)貼的一半尺寸粘貼在被貼實(shí)物上。邊長(zhǎng)L≥150 mm的標(biāo)貼，翹起的邊高H須小于20 mm；邊長(zhǎng)L在30 mm和150 mm之間的標(biāo)貼，翹起的邊高H須小于10 mm；邊長(zhǎng)L≤30 mm，翹起的邊高H須小于5 mm。標(biāo)貼外卷的改善措施是在標(biāo)貼覆膜時(shí)調(diào)整標(biāo)貼和膜的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，如圖2所示。

圖2 標(biāo)貼外卷例圖

（2）標(biāo)貼內(nèi)卷超標(biāo)的質(zhì)量控制方法。將標(biāo)貼的面材和基材分開(kāi)，若標(biāo)貼向膠面內(nèi)卷，則內(nèi)卷邊的距離L1須大于內(nèi)卷邊長(zhǎng)度L的2/3。標(biāo)貼內(nèi)卷的改善措施是調(diào)整標(biāo)貼在整卷收卷時(shí)的拉力，并且采用合適直徑的卷紙芯，如圖3所示。

圖3 標(biāo)貼內(nèi)卷示圖

4 標(biāo)貼與被貼物之間的選型設(shè)計(jì)

用于家電類(lèi)的標(biāo)貼常使用以下材質(zhì)：PET、PET＋覆膜、銅版紙、銅版紙＋覆膜。典型的被貼物包括紙箱（牛卡箱、彩箱）、塑料和鈑金。為了復(fù)現(xiàn)標(biāo)貼起翹故障，設(shè)計(jì)如下4種測(cè)試方案。

4.1 溫濕度環(huán)境測(cè)試

施加不同環(huán)境溫濕度的影響，測(cè)量標(biāo)貼物料的變形量，并記錄標(biāo)貼起翹情況。標(biāo)貼的長(zhǎng)度和寬度統(tǒng)一為250 mm×70 mm，按濕熱40 ℃/95%RH、高溫60 ℃和低溫－40 ℃分別設(shè)置不同環(huán)境溫濕度條件，測(cè)試24 h，觀察標(biāo)貼是否起翹或出現(xiàn)氣泡，并測(cè)量和記錄標(biāo)貼尺寸變形量，再將標(biāo)貼粘貼在對(duì)應(yīng)的被貼物上，觀察在不同溫濕度條件下標(biāo)貼的變形情況。測(cè)試結(jié)果如表1所示。

表1 線性分析結(jié)果

被貼物在不同溫濕度實(shí)驗(yàn)條件下的尺寸變化，如表2所示。

表2 溫濕度條件下，不同材料的測(cè)試結(jié)果匯總表

根據(jù)以上測(cè)試數(shù)據(jù)，可以分析得出以下結(jié)論。

（1）在溫度40℃、相對(duì)濕度95%RH的濕熱條件下，紙纖維吸潮，紙箱紙板和銅版紙標(biāo)貼的尺寸變長(zhǎng)，而PET覆膜標(biāo)貼、PET標(biāo)貼、鈑金件和塑料件的尺寸基本不受溫濕度影響。當(dāng)標(biāo)貼和被貼物的尺寸變化不一致時(shí)，PET覆膜標(biāo)貼和PET標(biāo)貼在?？ㄏ浼埌濉⒉氏浼埌迳掀鹇N，而銅版紙標(biāo)貼和銅版紙覆膜標(biāo)貼在鈑金件和塑料件上產(chǎn)生氣泡，在常溫下放置24 h后仍有氣泡痕跡；銅版紙標(biāo)貼貼在牛卡箱紙板上無(wú)異常情況發(fā)生。

（2）在高溫60℃條件下，紙板的含水率降低，紙纖維收縮，紙箱紙板和銅版紙標(biāo)貼的尺寸縮短，而PET覆膜標(biāo)貼、PET標(biāo)貼、鈑金件和塑料件不受高溫影響，尺寸不變。當(dāng)標(biāo)貼和被貼物的尺寸變化不一致時(shí)，PET覆膜標(biāo)貼和PET標(biāo)貼在?？ㄏ浜筒氏涞募埌迳袭a(chǎn)生褶皺，而PET覆膜標(biāo)貼和PET標(biāo)貼在鈑金件和塑料件上產(chǎn)生氣泡，在常溫下放置24 h后氣泡痕跡消失；銅版紙標(biāo)貼貼在?？ㄏ浼埌迳蠠o(wú)異常情況發(fā)生。

（3）在低溫－40℃條件下，被貼物和標(biāo)貼的測(cè)試結(jié)果是尺寸變化小，標(biāo)貼沒(méi)有發(fā)生起翹、褶皺、氣泡等不良情況。

由此可見(jiàn)，當(dāng)被貼物是?？ㄏ鋾r(shí)，標(biāo)貼的材質(zhì)應(yīng)采用銅版紙；當(dāng)被貼物是彩箱時(shí)，標(biāo)貼的材質(zhì)應(yīng)采用銅版紙或者銅版紙覆膜標(biāo)貼；當(dāng)被貼物是鈑金件或塑料件時(shí)，標(biāo)貼的材質(zhì)應(yīng)采用PET標(biāo)貼或者PET覆膜標(biāo)貼。

4.2 油墨附著力測(cè)試

為了對(duì)比驗(yàn)證印刷油墨對(duì)非覆膜的PET標(biāo)貼和銅版紙標(biāo)貼的附著力，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況分別采用批量印刷和色帶打印的測(cè)試方法。覆膜的標(biāo)貼是先印刷后覆膜，由于擦拭子無(wú)法直接接觸油墨，不適合進(jìn)行油墨附著力測(cè)試。測(cè)試油墨附著力的儀器是摩擦色牢度測(cè)試儀，其摩擦頭參數(shù)如下：面積約為211 mm2，質(zhì)量約為0.9 kg，用棉布包覆，垂直于瓦楞方向，轉(zhuǎn)速約為42次/min。測(cè)試結(jié)果表明：對(duì)于非覆膜的PET標(biāo)貼和銅版紙標(biāo)貼，用油墨批量印刷，再用摩擦色牢度測(cè)試儀來(lái)回摩擦600次，標(biāo)貼上的油墨線條正常；對(duì)于非覆膜的PET標(biāo)貼，用色帶打印，再用摩擦色牢度測(cè)試儀來(lái)回摩擦600次，標(biāo)貼上的油墨線條正常；對(duì)于非覆膜的銅版紙標(biāo)貼，用色帶打印，再用摩擦色牢度測(cè)試儀來(lái)回摩擦20次，標(biāo)貼上的油墨線條被擦斷線。由此可見(jiàn)，如果按照生產(chǎn)訂單需要采用色帶打印帶有流水號(hào)的條碼，應(yīng)采用PET標(biāo)貼。

4.3 常溫老化測(cè)試

選取非覆膜的PET標(biāo)貼和銅版紙標(biāo)貼作為試樣并粘貼在噴涂鈑金上，每周在標(biāo)貼上淋水一次，觀察標(biāo)貼的變化情況。半年的測(cè)試結(jié)果顯示：PET標(biāo)貼無(wú)起翹、無(wú)氣泡，印刷油墨正常；而銅版紙標(biāo)貼受紙張吸水循環(huán)伸縮影響，邊角位置發(fā)生起翹，中間位置出現(xiàn)褶皺，邊角泛黃，并且油墨線條出現(xiàn)開(kāi)裂。由此可見(jiàn)，PET標(biāo)貼受環(huán)境溫濕度影響很小，測(cè)試后的PET標(biāo)貼本身和油墨都比較正常，在戶外環(huán)境下，若產(chǎn)品上使用條碼紙，建議使用PET材質(zhì)。

4.4 紫外光-冷凝老化測(cè)試

對(duì)印有油墨的銅版紙標(biāo)貼和PET標(biāo)貼進(jìn)行紫外光-冷凝老化測(cè)試，記錄和觀察油墨的變化情況，檢測(cè)標(biāo)貼材質(zhì)的變色情況。實(shí)驗(yàn)方法如下：將非覆膜的銅版紙標(biāo)貼和PET標(biāo)貼試樣粘貼在噴涂鈑金上，再放入紫外光-冷凝設(shè)備內(nèi)，按照GB/T 14522《機(jī)械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗(yàn)方法 熒光紫外燈》中“4 試驗(yàn)條件”的規(guī)定進(jìn)行熒光紫外-冷凝試驗(yàn)；使用波長(zhǎng)為280 nm～315 nm的熒光紫外燈（UV-B），光照8 h，光照溫度60 ℃±3 ℃，冷凝4 h，冷凝溫度50 ℃±3 ℃，12 h為一個(gè)循環(huán)，測(cè)試500 h。測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，銅版紙標(biāo)貼的油墨線條斷線比較多，而PET標(biāo)貼的油墨線條還比較完整。對(duì)于銅版紙標(biāo)貼和PET標(biāo)貼的無(wú)印刷部分，用色差儀記錄同一個(gè)測(cè)試點(diǎn)的L*、a*、b*值，在老化測(cè)試前記為L(zhǎng)0*、a0*、b0*，老化后的色差值記為L(zhǎng)*、a*、b*，色差值ΔE*的計(jì)算公式如式（1）所示，測(cè)試完后的數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

表3 色差測(cè)試后數(shù)據(jù)匯總表

從如上測(cè)試數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，PET標(biāo)貼的抗光老化性能優(yōu)于銅版紙的光老化性能。

5 結(jié)論

通過(guò)溫濕度環(huán)境、油墨附著力、常溫老化和紫外光-冷凝老化的測(cè)試和分析，根據(jù)實(shí)際的使用環(huán)境需要，針對(duì)不同的被貼物，我們可以得到標(biāo)貼的優(yōu)選型號(hào)，如表4所示。為了防止標(biāo)貼起翹，需要使用合適的膠以及膠必須在保質(zhì)期內(nèi)，并且要嚴(yán)格控制標(biāo)貼的本身卷曲變形的程度。對(duì)于標(biāo)貼的印刷油墨質(zhì)量，可以通過(guò)摩擦色牢度測(cè)試儀進(jìn)行擦拭測(cè)試，或者通過(guò)熒光紫外-冷凝加速老化試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)估。只有選擇合適的標(biāo)貼材質(zhì)并控制好標(biāo)貼質(zhì)量，才能減少車(chē)間生產(chǎn)返工，提高企業(yè)效益，才能減少客戶投訴，提升品牌形象。

表4 標(biāo)貼材質(zhì)優(yōu)選表