油墨附着力检测

[b]1 前言与目的[/b]　　在各种产品的表面处理工艺中， 喷漆与底材的附着力差，出现掉漆、起泡、划格法测试不合格的问题会经常出现。 而底材表面不干净，有油污、油尘、指纹等污染物是造成附着力不良的关键原因。而表面处理70%的不良都是在清洗过程造成的。　　德国SITA公司研发的Cleanospector油污清洁度仪是目前世界上唯一可以量化输出金属、陶瓷、玻璃表面清洁度的仪器。SITA Cleanospector油污清洁度仪通过荧光激发法量化检测金属、陶瓷、玻璃上的如油、脂、蜡、胶黏剂、指纹、残留的清洗剂等有机污染物、研究结果与长期的经验表明，这些有机污染物的过量残留是影响后工序如焊接、喷涂效果的主要原因之一，通过SITA Cleanospector油污清洁度仪监控清洗后工件的清洁度，建立清洁度标准，可以避免因胶黏剂残留过量造成的喷涂附着力差、甚至喷涂不上的问题。　　SITA CleanoSpector有两种测量结果的表示方式可供选择。第一种Cleanliness模式，测量仪器以百分比显示的清洁度值的高低。一个100%的清洁度值，表示一个绝对干净和无荧光的表面。第二种Fluolevel模式，测量仪器以RFU值(Relative Fluorescence Units)表示清洁度的高低。RFU为相对荧光强度值，RFU值越大，零件表面的残留污染物含量也越高。此外，通过搭配SITA-Fluoscan软件，在较暗环境下进行手动扫描式测量、扫描时间为30秒，可获得整个样品的清洁度变化曲线。[b]2样品[/b]　　样品背景：深圳某公司的汽车铭牌毛坯在加工过后通过贴膜来防止毛坯板刮花和二次污染。目前的贴膜方式有两种：第一种为静电吸附膜，第二种为丙烯酸胶黏剂(丙烯酸)粘合膜。粘合膜在撕掉后会有胶黏剂残留在毛坯板上，工程师认为这是造成后续工序中喷涂效果不好的主要原因，使喷涂涂层有附着不上或涂层脱落的风险。　　测试目的：　　验证SITA清洁度仪的数据是否能明显区分各种不同样品的表面清洁度。　　例如：是否能区分贴静电膜毛坯板与贴胶粘膜毛坯板的清洁程度 　　样品类别：[table=100%][tr][td] [/td][td]处理与描述[/td][td]测试数量[/td][td]备注[/td][/tr][tr][td]A[/td][td]贴520胶粘膜[/td][td]3[/td][td]使用百分比模式测量，并取其中一个作扫描式测量[/td][/tr][tr][td]B[/td][td]贴静电膜[/td][td]3[/td][td]使用百分比模式测量，并取其中一个作扫描式测量[/td][/tr][/table]　　测试模式：Cleanliness 测量软件：1.SITA-Fluoscan 2. 测量方式：线性扫描　　样品测试采用线性扫描，测量点的直径为1毫米。以图线直观比较。测量的所有数值详见附件。　　注： SITA-Fluoscan是专门作为扫描式测量的软件，单次最长测量时间为30秒。结果以图线呈现。同时，用户可以读取、管理和导出所有数据记录。[b]　　扫描方式应用：[/b][align=center][img=直线扫描模式]http://www.sita-china.com/literature/m1705/0311460765.jpg[/img][/align]　　使用一个或者多个传感器，连续测量带状平面样品的清洁度[b]　　表面扫描模式[/b][align=center][img=平面扫描模式]http://www.sita-china.com/literature/m1705/0311474942.jpg[/img][/align]　　使用一个X-Y定位驱动装置检测平面样品的清洁度[b]　　自由扫描模式[/b][align=center][img=3D自由扫描模式]http://www.sita-china.com/literature/m1705/031148288.jpg[/img][/align]　　使用3D定位系统测量样品表面的清洁度　　本次测试的扫描方式为：单直线扫描。[align=center][img=,690,335]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705081116_01_2818848_3.jpg[/img][/align][align=center]测试现场[/align][b]3测试结果分析：[/b]　　 A有胶黏剂样品，扫描图像如图所示[align=center][img=测试样品一]http://www.sita-china.com/literature/m1705/0311525960.jpg[/img][/align]　　B 静电吸附样品[align=center][img=,800,432]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/05/201705081116_02_2818848_3.jpg[/img][/align]　　分析：　　通过比较A、B两样品的清洁度曲线可以发现：　　A样品曲线平稳的地方为底材干净的部位，示值为5RFU左右 示值在中后部有波动，最大值达到了15RFU，说明此区域有胶黏剂残留。　　B样品曲线一直平稳在5RFU左右，几乎没有波动，说明B样品这个板面清洁度很均匀，相对比较干净。[b]4结论[/b]　　1. SITA Cleanospector表面清洁度仪可以很好的检测出的铭牌毛坯板上的丙烯酸胶黏剂。　　2. SITA Cleanospector表面清洁度仪扫描出来的示值可如实反映扫描区域的清洁度情况。　　3. A、B样品曲线比较与预期相符，A结果呈现出在胶黏剂板上的确会有胶黏剂的残留，而且是残留在中间部位。B样品，为静电吸附，理应洁净，结果也说明了其清洁度很好且没有受到二次污染。　　4. 手持式 SITA CleanoSpector适用于工厂车间或实验室的简便快速的清洁度监测，以评估铭牌毛坯在下工序喷涂前的的清洁度质量。

[img]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2009/11/200911052306_181674_1610969_3.jpg[/img]　　　[color=#00008B]水性油墨简称为水墨，柔性版水性墨也称液体油墨[/color]，它主要由[color=#DC143C]水溶性树脂、有机颜料、溶剂及相关助剂经复合研磨加工而成。[/color]水性油墨特别适用于烟、酒、食品、饮料、药品、儿童玩具等卫生条件要求严格的包装印刷产品。 　　1.水溶性树脂 　　水溶性树脂或水分散性树脂皆为水性油墨的连接料，它对油墨的粘度、附着力、光泽、干燥及印刷适应性都有很大的影响。在国内，常采用松香改性马来酸树脂作连接料来制作油墨，但此种油墨仅能用于印刷一般纸箱，满足不了中、高档包装印刷所要求的光泽和耐水性的要求。氨基甲酸乙酯树脂的稳定性较好，但印刷适应性和可溶性略差一些，其他还有用苯乙烯改性马来酸树脂、水性氨基树脂以及聚乙烯醇和羧甲基纤维素等，这些高分子树脂一般均含有－COOH（羧基）、－OH（羟基）、－NH2（胺基）等亲水基团，经过特定的工艺处理，成为完全溶于水的树脂，可以作为水性油墨的连接料。但是，依然明显地存在一些不尽人意的地方，且对水性油墨的印刷适应性、光泽度、耐水性等都有不同的影响（见表1）。 　　马来酸树脂 氨基甲酸乙酯树脂 　　水性氨基树脂 羧甲基纤维素 水溶性丙烯酸树脂 　　颜料分散性 中 中 良 良 优 　　印刷适应性 中 中 中 良 优 　　耐湿摩擦性 中 中 良 中 优 　　耐干摩擦性 差 中 差 中 优 　　油墨稳定性 中 良 中 中 优 　　耐热性 差 差 中 中 极优 　　耐水性 差 差 中 差 优 　　着色性 中 中 差 中 良 　　光泽 差 差 中 差 良 　　由表1可知，选用水溶性丙烯酸改性树脂作水性油墨的连接料，其光泽度、耐候性、耐热性、耐水性、耐化学性和耐污染性等方面均具有显著的优势，在直接分散溶解或合成高分子乳液时，也均能表现出优良的性能。用该树脂制成油墨，产品可达到国外先进产品的质量水平。

[align=center][font='myriad pro'][size=29px]橡胶涂层与金属基材的附着力研究[/size][/font][/align][font='myriad pro'][size=16px] 金属罐[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]或[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]听[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]经常[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]被[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]用于货物的密封包装。在应用中需要对金属进行表面改性，以防止产品与包装相互作用。其中一种方式是使用水性分散剂，将其涂覆在金属表面形成橡胶层。这种应用多见于食品和动物饲料的包装。选用这种包装的客户需要关注橡胶在被[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]涂覆的[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]金属上的附着力。[/size][/font][font='等线 light'][size=21px]样品制备[/size][/font] [font='myriad pro'][size=16px]涂橡胶层[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]([/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]未知粘合剂，客户提供[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px])[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]的薄钢板两组样品[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]([/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]厚度[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]1mm)[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] 用[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]不锈钢[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]支撑板[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]板加固[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]([/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]厚度[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]3[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]毫米[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px])[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] 粘附体[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]:[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]铝质粘附体[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]，粘接面积[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]78.5 mm[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]2[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] 胶粘剂[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]: Scotch Weld DP 490[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]，室温固化[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]24[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]小时[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] 表面处理[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]:[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]用[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]180[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]级砂光纸手工砂光[/size][/font][font='等线 light'][size=21px]实验设计[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] 共检测[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]36[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]个样本[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]([/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]每组[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]18[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]个[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px])[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] 每组切割[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]10[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]个样品的橡胶涂层[/size][/font][font=&][size=16px] 设备[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]:[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px] [/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]LUMiFrac[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]粘附[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]力分析仪[/size][/font][font='等线 light'][size=21px]实验条件[/size][/font] [font='myriad pro'][size=16px]测量温度[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]:25°C[/size][/font] [font='myriad pro'][size=16px]负载增加形式[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]:[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]负载线性增加，速度[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]2 N/s[/size][/font] [font='myriad pro'][size=16px]测试基座[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]:TSU-M (17.09 g)[/size][/font][font='等线 light'][size=21px]测试结果[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111121538301204_7262_5247763_3.png[/img][font='等线 light'][size=21px]失效模式[/size][/font][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111121538307606_2931_5247763_3.png[/img][font='myriad pro'][size=16px] 由失效模式可以观察发现：未切割涂层的样品在涂层被从基材拉开后，由于涂层本身的弹性特点，和涂层内聚力的影响，涂层粘结范围周边的涂层也[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]被[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]拉开，导致测试结果偏大，而在[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]对[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]粘结范围周边涂层[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]进行[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]环切[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]的[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]样品则不存在这种问题。[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]而测试样品本身如果不是硬质的刚性材料，也会出现类似的问题。如下示意图所示：[/size][/font][align=center][img]https://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2021/11/202111121538310858_9670_5247763_3.png[/img][/align][font='等线 light'][size=21px]结论[/size][/font] a. [font='myriad pro'][size=16px]利用[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]LUMiFrac[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]可以分析橡胶涂层在金属基材的附着强度[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]，同样适用于相似类型的复合材料[/size][/font] b. [font='myriad pro'][size=16px]基材的厚度应足以避免变形，否则要附加刚性的支撑板。[/size][/font] c. [font='myriad pro'][size=16px]柔软或厚的涂层导致更高的[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]破裂强度[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]。[/size][/font] d. [font='myriad pro'][size=16px]建议参照[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]DIN EN 4624:2016-08[/size][/font][font='myriad pro'][size=16px]（色漆和清漆：粘附力拉脱试验）对涂层进行环切，避免涂层厚度及形变造成的影响。[/size][/font]