標貼起翹的原因分析和改善措施

■ 文/袁 維

（廣東美的制冷設備有限公司，廣東 順德 528311）

0 引言

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

家電產(chǎn)品每個訂單都會用到標貼，由于生產(chǎn)使用頻率高，往往出現(xiàn)標貼起翹的故障，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)品上的標貼，需要重新拆包返修，費時費力，非常麻煩。從標貼失效的表現(xiàn)形式看，標貼邊角位置起翹脫落為嚴重故障，標貼內(nèi)部褶皺或者邊角位置輕微起翹為輕微故障。本文對標貼起翹的主要故障原因進行詳細分析，并通過測試驗證，復現(xiàn)標貼起翹的失效現(xiàn)象，以期找到相應的改善措施和質(zhì)量控制方法。

1 標貼起翹分析

標貼因起翹而失效，其原因主要涉及標貼的用膠質(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：水性膠和油性膠。

（2）膠黏劑的黏性特點：可移膠、不可移膠。

（3）膠黏劑的溫濕度環(huán)境及保質(zhì)期。

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

（5）標貼表面的處理方式：覆膜、涂布普通光油、涂布UV光油。

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

（7）被貼物的材質(zhì)：?？ㄏ洌ū砻娲植诙龋?、白板箱、彩箱（覆膜、涂布UV光油等）、塑料、鈑金等。

（8）粘貼生產(chǎn)方式和撫標工序。

（9）環(huán)境溫濕度變化。

依據(jù)上述標貼起翹主要原因，建立故障分析圖，如圖1所示。

圖1 標貼起翹原因分析圖

2 標貼背膠的選用

有些宣傳用標貼到達用戶家中后被要求撕掉不殘留膠痕，這種場景建議使用可移膠。大部分標貼選用不可移膠的標貼，可一直貼在機身和紙箱上。出于環(huán)?？紤]，一般使用丙烯酸類膠黏劑，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

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

3.2 質(zhì)量控制

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

圖2 標貼外卷例圖

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

圖3 標貼內(nèi)卷示圖

4 標貼與被貼物之間的選型設計

用于家電類的標貼常使用以下材質(zhì)：PET、PET＋覆膜、銅版紙、銅版紙＋覆膜。典型的被貼物包括紙箱（?？ㄏ洹⒉氏洌?、塑料和鈑金。為了復現(xiàn)標貼起翹故障，設計如下4種測試方案。

4.1 溫濕度環(huán)境測試

施加不同環(huán)境溫濕度的影響，測量標貼物料的變形量，并記錄標貼起翹情況。標貼的長度和寬度統(tǒng)一為250 mm×70 mm，按濕熱40 ℃/95%RH、高溫60 ℃和低溫－40 ℃分別設置不同環(huán)境溫濕度條件，測試24 h，觀察標貼是否起翹或出現(xiàn)氣泡，并測量和記錄標貼尺寸變形量，再將標貼粘貼在對應的被貼物上，觀察在不同溫濕度條件下標貼的變形情況。測試結(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驗條件下的尺寸變化，如表2所示。

表2 溫濕度條件下，不同材料的測試結(jié)果匯總表

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

（1）在溫度40℃、相對濕度95%RH的濕熱條件下，紙纖維吸潮，紙箱紙板和銅版紙標貼的尺寸變長，而PET覆膜標貼、PET標貼、鈑金件和塑料件的尺寸基本不受溫濕度影響。當標貼和被貼物的尺寸變化不一致時，PET覆膜標貼和PET標貼在?？ㄏ浼埌?、彩箱紙板上起翹，而銅版紙標貼和銅版紙覆膜標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；銅版紙標貼貼在牛卡箱紙板上無異常情況發(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貼的尺寸縮短，而PET覆膜標貼、PET標貼、鈑金件和塑料件不受高溫影響，尺寸不變。當標貼和被貼物的尺寸變化不一致時，PET覆膜標貼和PET標貼在牛卡箱和彩箱的紙板上產(chǎn)生褶皺，而PET覆膜標貼和PET標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；銅版紙標貼貼在?？ㄏ浼埌迳蠠o異常情況發(fā)生。

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

由此可見，當被貼物是?？ㄏ鋾r，標貼的材質(zhì)應采用銅版紙；當被貼物是彩箱時，標貼的材質(zhì)應采用銅版紙或者銅版紙覆膜標貼；當被貼物是鈑金件或塑料件時，標貼的材質(zhì)應采用PET標貼或者PET覆膜標貼。

4.2 油墨附著力測試

為了對比驗證印刷油墨對非覆膜的PET標貼和銅版紙標貼的附著力，根據(jù)實際生產(chǎn)情況分別采用批量印刷和色帶打印的測試方法。覆膜的標貼是先印刷后覆膜，由于擦拭子無法直接接觸油墨，不適合進行油墨附著力測試。測試油墨附著力的儀器是摩擦色牢度測試儀，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。測試結(jié)果表明：對于非覆膜的PET標貼和銅版紙標貼，用油墨批量印刷，再用摩擦色牢度測試儀來回摩擦600次，標貼上的油墨線條正常；對于非覆膜的PET標貼，用色帶打印，再用摩擦色牢度測試儀來回摩擦600次，標貼上的油墨線條正常；對于非覆膜的銅版紙標貼，用色帶打印，再用摩擦色牢度測試儀來回摩擦20次，標貼上的油墨線條被擦斷線。由此可見，如果按照生產(chǎn)訂單需要采用色帶打印帶有流水號的條碼，應采用PET標貼。

4.3 常溫老化測試

選取非覆膜的PET標貼和銅版紙標貼作為試樣并粘貼在噴涂鈑金上，每周在標貼上淋水一次，觀察標貼的變化情況。半年的測試結(jié)果顯示：PET標貼無起翹、無氣泡，印刷油墨正常；而銅版紙標貼受紙張吸水循環(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)開裂。由此可見，PET標貼受環(huán)境溫濕度影響很小，測試后的PET標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-冷凝老化測試

對印有油墨的銅版紙標貼和PET標貼進行紫外光-冷凝老化測試，記錄和觀察油墨的變化情況，檢測標貼材質(zhì)的變色情況。實驗方法如下：將非覆膜的銅版紙標貼和PET標貼試樣粘貼在噴涂鈑金上，再放入紫外光-冷凝設備內(nèi)，按照GB/T 14522《機械工業(yè)產(chǎn)品用塑料、涂料、橡膠材料人工氣候老化試驗方法 熒光紫外燈》中“4 試驗條件”的規(guī)定進行熒光紫外-冷凝試驗；使用波長為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為一個循環(huán)，測試500 h。測試后發(fā)現(xiàn)，銅版紙標貼的油墨線條斷線比較多，而PET標貼的油墨線條還比較完整。對于銅版紙標貼和PET標貼的無印刷部分，用色差儀記錄同一個測試點的L*、a*、b*值，在老化測試前記為L0*、a0*、b0*，老化后的色差值記為L*、a*、b*，色差值ΔE*的計算公式如式（1）所示，測試完后的數(shù)據(jù)匯總?cè)绫?所示。

表3 色差測試后數(shù)據(jù)匯總表

從如上測試數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，PET標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-冷凝老化的測試和分析，根據(jù)實際的使用環(huán)境需要，針對不同的被貼物，我們可以得到標貼的優(yōu)選型號，如表4所示。為了防止標貼起翹，需要使用合適的膠以及膠必須在保質(zhì)期內(nèi)，并且要嚴格控制標貼的本身卷曲變形的程度。對于標貼的印刷油墨質(zhì)量，可以通過摩擦色牢度測試儀進行擦拭測試，或者通過熒光紫外-冷凝加速老化試驗進行評估。只有選擇合適的標貼材質(zhì)并控制好標貼質(zhì)量，才能減少車間生產(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 標貼材質(zhì)優(yōu)選表