رفتن به مطلب

پست های پیشنهاد شده

تست‌هاي استاندارد براي ارزيابي كاغذهاي پشت چسبدار

چسبندگي پشت چسبدار، مسأله اين است!

 

 

 

1347_Labeling.gif

 

براي رسيدن به يك زبان مشترك لازم است مفاهيم اوليه از قبيل چسبندگي، چسب‌هاي حساس به فشار، انواع و تقسيم‌بندي چسب‌ها به درستي تعريف شود تا در بحث‌هاي بعدي و هنگام استفاده از دستورالعمل‌ها دچار اشتباه نشويم.

 

 

چسبندگي:

طبق تعريف، چسبندگي عبارتست از حالتي كه دو سطح از دو جسم (كه چسبنده‌ ناميده مي‌شوند) توسط نيروهاي فصل مشترك از نوع نيروهاي والانسي يا ارتباط مكانيكي يا تركيبي از آن‌ها، به هم متصل شوند. در هنگام چسبندگي، چسب بايد بتواند سطح را به اندازه كافي مرطوب كند تا پيوند بين دو سطح به طور كامل برقرار شود.

 

 

چسب‌هاي حساس به فشار:

اين چسب‌ها در ليبل‌هاي پشت چسبدار مورد استفاده قرار مي‌گيرند و به اندازه كافي توانايي خيس كردن دو سطح را دارا هستند و به صورت جامد هم‌چسبي لازم را دارند. اين دسته از چسب‌ها داراي مواد ويسكوالاستيك هستند تا با اندكي فشار بتوانند سطح مقابل را مرطوب‌ سازند و در عين حال هم‌چسبي كافي براي استحكام متوسطي را فراهم آورند تا با حذف فشار خارجي دو سطح از يكديگر جدا نشوند.

 

 

كيفيت چسب:

در عمل، كيفيت يك ليبل خود چسب به ارتباط بين دو عامل چسبندگي Adhesion (نيروي چسبندگي بين سطح مورد نظر و لايه چسب) و هم‌چسبيCohesion (نيروي چسبندگي بين مولكول‌هاي چسب) بستگي دارد. اگر چه آنچه بيشتر مورد توجه است عامل چسبندگي است ولي برخي از مشكلات نيز در اثر عدم تعادل بين عامل هم‌چسبي و كاربرد ليبل به وجود مي‌آيد.

به عنوان مثال اگر بخواهيم فيلم‌هاي محافظتي داشته باشيم بايد چسب به كار رفته چسبندگي كم ولي هم‌چسبي بالا داشته باشد و يا در نوار چسب‌هاي بسته بندي هم چسبندگي بالا و نيز هم‌چسبي بالا هر دو مورد نياز است. در ليبل‌هاي خود چسب دايمي چسبندگي بالا مورد نياز است تا بتواند به هر سطحي به راحتي بچسبد ولي هم چسبي بايد به اندازه‌اي باشد كه در هنگام برش ليبل با تيغ اثري از چسب بر روي تيغ، نماند. نمودار (1) ارتباط بين اين دو عامل را در كاربردهاي مختلف نمايش مي‌دهد.

 

 

انـواع چــسب در لـيـبــل‌هـاي خودچسب:

سه نوع چسب از نظر بسپارش و اعمال چسب براي توليد ليبل‌هاي خودچسب به كار مي‌رود:

1- به وسيله تبخير حلال

2- به وسيله تكنيك ذوب

(Hot Melt)

3- به وسيله فعل و انفعالات شيميايي بدون حلال (چسب‌هاي دو جزيي يا UV)

 

 

 

انـواع چـسـب از نـظـر قـدرت چسبندگي:

چسب‌ها از نظر استحكام و قدرت چسبندگي به سطوح به دو دسته اصلي دايمي Permanent و قابل برداشتن (قابل كندن) Removable تقسيم مي‌شوند.

1- چسب دايمي Permanent :

 

الف) دايمي چند منظوره

(General Purpose Permanent): اين دسته از ليبل‌ها به راحتي از روي سطح جدا نمي‌شوند مگر اين‌كه با حلال و يا خراشيدن، آن‌ها را از بين ببريم. اين دسته از چسب‌ها براي انواع مختلفي از سطوح مانند كارتن، مقوا، كاغذ و سطوح پلاستيكي به كار مي‌روند ولي براي هر كاربردي توصيه نمي‌شوند. اين نوع چسب‌ها در محدوده دماي 0 تا 80 درجه سانتيگراد كاربرد دارند.

 

ب) دايمي فوق‌العاده

(Extra Permanent): در مواقعي كه چسب‌هاي دايمي عادي چسبندگي لازم را ندارند و به چسب‌هاي قوي تر نياز باشد به كار مي‌روند. اين چسب‌ها چسبندگي اوليه (initial tack) بالايي دارند و قدرت چسبندگي آنها براي سطوح لاستيكي مانند تايرها، باطري‌ها و سطوح چوبي و الوار بسيار مناسب است.

 

ج) مـحـدوده حـرارتي وسيـع(wide temperature):

اين چسب‌ها در محدوده حرارتي زير صفر درجه و بالاي 80 درجه سانتي‌گراد كاربرد دارند. و بعد از گذشت 24 ساعت به چسبندگي دائمي مي‌رسند.

 

د) دارويي (Pharmaceutical):

اين چسب‌ها از نوع دايمي با چسبندگي اوليه بسيار بالا براي سطوح شيشه‌اي و پلاستيكي مانند سرم‌ها و ويال (Vial) طراحي شده اند كه در اثر مرور زمان به هيج وجه از روي ظرف جدا نمي‌شوند.

 

 

2- چـــسـب‌هــاي قــابــل بـرداشـتـن Removable:

الف) چــنـد مــنـظوره

(General Purpose Removoble): اين چسب‌ها بدون اين‌كه اثري به جا گذارند از روي سطوح برداشته مي‌شوند. بسته به درجه چسبندگي، اين چسب‌ها مي‌توانند به سطحي كه چسبيده‌اند (مانند سطوح چوبي) آسيب برسانند. اين چسب‌ها در شرايط آب و هوايي خاص يا پس از گذشت مدت زمان خاصي مي‌توانند حالت دايمي پيدا كنند.

 

ب) قـابـــل جــابـجــايــي(Ultra-removable Repositionable):

اين دسته از چسب‌ها اين امكان را دارند كه به راحتي بتوان آن‌ها را از يك سطح برداشت و به سطح ديگر يا جاي ديگري چسباند بدون آنكه خراب شوند يا اثري از خود به جاي گذارند. اين ليبل‌ها را مي‌توان بارها و بارها كند و جا به جا كرد بدون آنكه خراب شوند. اين ليبل‌ها معمولا براي روي شيشه، كريستال و چيني به كار مي‌روند و با گذشت زمان چسبندگي آن افزايش نيافته و حالت دايمي پيدا نمي‌كنند.

ج) منجمد كننده (Freezer):

اين ليبل‌ها در دماي معمولي قابل جابجايي هستند ولي در دماي زير صفر به سختي جدا مي‌شوند.

 

د) نساجي(Textile):

اين چسب‌ها به راحتي از روي الياف جدا مي‌شوند. اگر براي مدت زيادي روي الياف بمانند ممكن است اثر داغي روي سطح بگذارند. اين چسب‌ها نبايد روي سطوح مخملي، خز، جير، چرم يا پلاستيك به كار روند، زيرا ممكن است به اين سطوح آسيب برساند. تست قبل از كاربرد ضروري است.

البته ممكن است توليدكنندگان مختلف نام‌گذاري ديگري براي اقسام چسب داشته باشند يا براي كاربردهاي خاص چسب‌هاي ديگري استفاده شود.

 

 

چه چسبي براي چه كاري؟

چسب مورد استفاده بايد با كاربرد ليبل و شرايط محيطي ليبل مطابقت داشته باشد. براي سفارش ليبل خودچسب موارد زير را بايد مد نظر داشت و در موقع سفارش ليبل، آن‌ها را اعلام نمود:

 

- مشخصات سطحي كه ليبل قرار است بر روي آن نصب شود. مانند بافت، شكل و ماده‌اي كه سطح از آن تشكيل شده‌است.

- شرايط بستر ظرف در هنگام چسبيدن ليبل مانند دما، رطوبت، چربي و كثيفي سطح.

- شرايط آب و هوايي كه ليبل در طول مدت مصرف در آن شرايط قرار مي‌گيرد. مانند رطوبت، حداكثر و حداقل دما و آب و هوا (شرايط اقليمي)

- جنس بستر چاپي يا سطح ليبل

- نحوه الصاق ليبل به سطح ظرف

- مدت زماني كه ليبل روي ظرف بايد بماند (طول عمر چسب)

- مدت زمان لازم براي جابجايي ليبل قبل از رسيدن به حالت چسبندگي دايمي

- استانداردهاي تست چسبندگي

 

تا اينجا با اطلاعات كلي در مورد چسب و چسبندگي در ليبل‌هاي پشت چسبدار (خودچسب) آشنا شديم. ولي هنوز راه‌حلي را براي رسيدن به شرايط مطلوب و استاندارد چسبندگي ارايه نكرده‌ايم. همانگونه كه در بين مطالب اشاره شد، ليبل‌هاي خودچسب داراي دو فاكتور ظاهري در چسبندگي هستند: چسبندگي اوليه و چسبندگي نهايي (final tack). چسبندگي اوليه در هنگام تماس به سطح ظاهر مي‌شود و پس ازگذشت چند ده دقيقه يا ساعت چسبندگي به حداكثر خود مي‌رسد (جسبندگي نهايي). براي سنجش ميزان چسبندگي اوليه و نهايي، روش‌هاي استانداردي وجود دارد كه برخي از آن‌ها به وسايل اندازه‌گيري آزمايشگاهي دقيق نياز دارد ولي برخي از آن‌ها را مي‌توان با روش‌هاي ساده‌تري كه در چاپخانه‌ها قابل استفاده است، به كار برد.

 

 

سطوح استاندارد براي تست

هر ليبل ممكن است در عمل به سطوح مختلفي بچسبد. اين سطوح در استاندارد ASTM - LC به صورت زير طبقه بندي شده است كه بسته به نوع سطحي كه بايد ليبل روي آن بچسبد از يكي از سطوح زير استفاده مي‌شود.

PM-1 : پلي پروپيلن

PM-2 : پلي استر

PM-3: پلي استايرن

4 - PM : ا HDPE

5 - PM : ا PVC

M M-1 : استيل

M M-2 : آلومينيوم خش دار

 

 

آزمون استاندارد ASTM D2860-90 براي قدرت چسبندگي

اين روش قدرت چسبندگي ليبل خود چسب را در زاويه 90 درجه مورد آزمون قرار مي‌دهد. براي انجام تست يك قطعه از ليبل خود چسب را به اندازه 1 اينچ در 5‌/‌2 اينچ برش مي‌زنيم و با يك نورد لاستيكي استاندارد 3M مدل P.A.-1 بر روي سطح PM-1 مي‌چسبانيم. P.A.-1 ابزاري است براي چسباندن سطوح خودچسب كه با فشار استاندارد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در صورت عدم دسترسي به اين ابزار، مي‌توان از نوردهاي معمولي (رولرهاي دستي) با وزن مشخص مثلاً 250 گرم كه بدون فشار اضافي توانايي الصاق ليبل را داشته باشد، استفاده كرد. بعد از آن براي مدت 7 روز در شرايط استاندارد 25 درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي 50 % ليبل را نگهداري مي‌كنيم. پس از اين مدت در انتهاي آزاد ليبل خودچسب، وزنه 200 گرمي آويزان كرده و پس از 10 دقيقه شرايط را كنترل مي‌كنيم. در اين حالت اگر ميزان كنده شدن (جابجايي) ليبل زير 10 ميليمتر باشد، چسبندگي ليبل مورد قبول است و در غير اين صورت قابل قبول نيست. اين آزمون روي سه نمونه تكرار مي‌شود.

 

 

آزمون تست

ASTM D2860 - 90 اصلاح شده براي قدرت چسبندگي پس از كهنه شدن (Aging)

بعد از اين‌كه ليبل آزمون قبلي را پشت سرگذاشت بايد مطمئن شويم كه ليبل در شرايط عادي و با گذشت زمان و در طول مدت عمر خود هنوز از قدرت چسبندگي لازم برخوردار است و از روي ظرف جدا نمي شود.

براي انجام اين تست درست مانند قبل يك قطعه 1 اينچ در 5‌/‌2 اينچ را برش مي‌زنيم و با نورد استاندارد 3M مدل P.A.-1 بر روي سطح PM-1 مي‌چسبانيم. بعد ليبل چسبيده شده را در شرايط 80 درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي 50% به مدت 28 روز نگه مي‌داريم. در پايان مدت كهنگي، نمونه را به مدت 24 ساعت در شرايط استاندارد 25 درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي 50% نگهداري كرده و در پايان اين مدت تست كنده شدن 90 درجه را مانند روش قبل اجرا مي‌كنيم. اگر در پايان اين مدت ميزان كنده شدن ليبل (جابجايي) كمتر از 10 ميليمتر باشد چسبندگي قابل قبول است. در غير اين صورت چسبندگي قابل قبول نيست. اين تست بايد روي سه نمونه تكرار شود.

 

 

آزمون خم برداشتن (Curling) لـبـه لـيـبــل از روي ظــرف يا باز شدن آن

ليبل‌ها نبايد هيچ نشانه‌اي از خم برداشتن لبه، بازشدگي، چروك شدن يا شيره دادن (Oozing) چسب در لبه‌ها داشته باشند. براي انجام اين تست سه نمونه در ابعاد 25‌/‌1 اينچ در 25‌/‌1 اينچ برش مي‌زنيم. و آن را روي يكي از سطوح استاندارد LC بوسيله رول استاندارد 3m مدل P.A.-1 مي‌چسبانيم. سپس نمونه‌ها را در شرايط كهنگي 80 درجه سانتيگراد و رطوبت نسبي 50% به مدت 28 روز نگهداري مي‌نماييم.

در پايان اين مدت ليبل‌ها با ابزار مشاهده مورد آزمون قرار مي‌گيرند و نبايد هيچ نشانه‌اي از خم‌شدگي، چروكيدگي، بازشدن يا شيره دادن در آن مشاهده شود. در غير اين‌صورت چسب و ليبل از كيفيت لازم برخوردار نيستند.

 

مقاومت در برابر عوامل شيميايي به روش غوطه وري

در بسياري از مواقع در اثر نشت مواد شيميايي يا شوينده، ليبل از روي ظرف كنده مي‌شود. براي تست قدرت چسبندگي ليبل در اثر تماس با مواد شيميايي به روش غوطه‌وري با ادغام روش تست استاندارد

ASTM D2860‌‌‌‌ -90 با روش تست استاندارد FM17 روش تست زير پيشنهاد مي‌شود. البته اين روش مي‌تواند با توجه به امكانات آزمون در محيط چاپخانه تغيير كند.

براي انجام اين تست سه نمونه در ابعاد 1 اينچ در 5‌/‌2 اينچ آماده مي‌كنيم. با رول 3M مدل P.A.-1 نمونه را به يك سطح شيشه‌اي مسطح مي‌چسبانيم. سپس در دماي 25 درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي 50% ، نمونه چسبيده شده را در محلول مورد نظر به مدت 24 ساعت به صورت كامل غوطه ور مي‌كنيم. بعد از مدت مذكور نمونه را از محلول درآورده و پس از آب‌كشي، آن را با استفاده از دستمال و كاغذ خشك كن رطوبت‌گيري مي‌كنيم، به صورتي كه سطح ليبل و نمونه داراي هيچ رطوبتي نباشد. پس از يك ساعت، روش تست ASTM D2860‌‌‌‌ -90 را مانند آنچه در ابتدا گفته شد اجرا مي‌كنيم. نمونه دوم را پس از خشك شدن و بعد از مدت 24 ساعت در دماي 25 درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي 50% مورد آزمون با روش ASTM D2860‌‌‌‌ -90 قرار مي‌دهيم. در تمام نمونه‌هاي به دست آمده در صورتي كه ميزان كنده شدن ليبل كمتر از 10 ميلي متر باشد نمونه مورد قبول با مقاومت چسبندگي خوب است و اگر تا 15 ميليمتر باشد نمونه داراي مقاومت چسبندگي متوسط و مقدار كنده شدن بيش از آن داراي مقاومت چسبندگي كم مي‌باشد.

 

 

اندازه‌گيري چسبندگي اوليه با روش سطح شيب‌دار

اين روش اندازه‌گيري بيشتر براي نوارچسب به كار مي‌رود، ولي براي اندازه‌گيري چسبندگي اوليه ليبل‌هاي خودچسب نيز مي‌توان از آن استفاده كرد. در اين روش ليبل را از نقطه معيني از سطح شيب‌دار چسبانده و از محل مشخصي، روي سطح شيب‌دار ساچمه (گوي استيل) را بر روي آن حركت مي‌دهند. گوي با استفاده از نيروي ثقل و جرمي خود روي سطح شيب دار حركت مي‌كند. در اثر نيروي چسبندگي بين چسب و گوي بعد از طي مسير مشخصي، گوي روي چسب مي‌چسبد و از حركت باز مي‌ماند. مسافتي كه گوي طي مي‌نمايد نشان دهنده قدرت چسبندگي است. هرچه مسير كوتاه‌تر باشد قدرت چسبندگي بيشتر است. از اين روش مي‌توان براي مقايسه چسبندگي اوليه بين چند نوع ليبل مختلف به راحتي استفاده نمود.

روش‌هاي استاندارد ديگر:

البته روش‌هاي استاندارد ديگري براي ليبل‌ها وجود دارد كه نياز به دستگاه‌هاي اندازه گيري دقيق دارند و در بسياري از چاپخانه‌ها در ايران قابل اجرا نيستند. اين روش‌ها توسط FINAT تهيه شده و در مجموعه‌اي به نام FINAT Test Methods for self adhesive materials ارايه شده است. در زير به صورت خلاصه روش‌هاي استاندارد مربوط به آزمون‌هاي چسبندگي معرفي شده‌اند:

FTM1: اندازه گيري نيروي كنده شدن چسب در زاويه 180 درجه و با سرعت 300 ميليمتر در دقيقه

FTM2: اندازه گيري نيروي كنده شدن چسب در زاويه 90 درجه و با سرعت 300 ميليمتر در دقيقه

FTM3: تست جداشدن از زيره سيليكون در سرعت پايين

FTM4: تست جداشدن از زيره سيليكون در سرعت بالا

FTM9: تست قدرت چسبندگي به روش حلقه

FTM12: اندازه‌گيري گرماژ لايه چسب

FTM16: مقاومت چسب در برابر عوامل شيميايي به روش نقطه‌اي

FTM17: مقاومت چسب در برابر عوامل شيميايي به روش غوطه‌وري

 

 

نتيجه گيري

براي ارزيابي چسبندگي كاغذهاي پشت چسبدار، روش‌هاي معيني بر اساس استانداردهاي بين المللي و يا روش‌هاي تست ملي آمريكا و اروپا، تدوين شده است. ولي به هر حال مي‌توان از آن به عنوان پايه‌اي براي رسيدن به يك استاندارد بومي و محلي استفاده كرد. اين استانداردها هرچه باشند بايستي بين توليد كننده و مصرف كننده به عنوان يك روش، مورد توافق قرار گيرد تا بتوان به كيفيت مطلوب دست يافت.

سفارش دهنده در هنگام سفارش بايد تمام شرايط مصرف و آزمون‌هاي مورد نظر خود را به توليد كننده بازگو كند و در نظر داشته باشد كه توليد كننده ايراني با توجه به محدوديت‌ها شايد نتواند از روش‌هاي خاص او استفاده كند. پس روشي كه براي كنترل به كار خواهيم برد بايد در توان هر دو طرف مساله باشد. برخي از روش‌ها ممكن است ابتكاري و به صورت تجربي بدست آمده باشد و مورد استفاده قرار گيرد يا تركيبي از روش‌هاي استاندارد ديگر باشد.

نكته آخر اين‌كه بايد در قبول يا رد نتايج بدست آمده در نظر داشت، ميزان سخت گيري و يا به عبارت ديگر بازه قابل قبول باشد. در شروع بهتر است اين بازه از محدوده‌اي با تلرانس‌هاي قابل قبول (بزرگتر از استانداردهاي جهاني) در نظر گرفته شود و در ادامه با بدست آوردن تجربه بيشتر، اين تلرانس‌ها كمتر و نتايج به صورت سختگيرانه‌تر مورد بررسي قرار گيرد.

 

 

 

 

 

منبع: iranprint

  • Like 2

به اشتراک گذاری این ارسال


لینک به ارسال
به اشتراک گذاری در سایت های دیگر

برای ارسال دیدگاه یک حساب کاربری ایجاد کنید یا وارد حساب خود شوید

برای اینکه بتوانید دیدگاهی ارسال کنید نیاز دارید که کاربر سایت شوید

ایجاد یک حساب کاربری

برای حساب کاربری جدید در سایت ما ثبت نام کنید. عضویت خیلی ساده است !

ثبت نام یک حساب کاربری جدید

ورود به حساب کاربری

دارای حساب کاربری هستید؟ از اینجا وارد شوید

ورود به حساب کاربری

×