压敏胶标签质量改善的研究

(上海理工大学 上海 200093)

车身贴，也被常称为“自粘贴”的复合材料，它通常由离型纸(塑料)通过涂布机器涂布水型(或溶剂型)丙烯酸酯压敏胶，经过烘干后，贴合塑料基材而形成的产品，是一种新型的、广泛使用的数码喷绘材料。由于使用的介质都是玻璃、钢板、油漆面等极性表面物质，因此会产生压敏胶残留在被贴物上的情况，因此针对制程中的4M1E，运用田口方法中的实验设计进行研究，找到最优化的制程条件。

一、压敏胶残胶原理及影响因素

根据杨玉昆 和 吕凤亭主编的《压敏胶制品技术手册》上描述，压敏胶张贴在被贴物上有三项粘结力值，即与基材的投锚力T，压敏胶层的内聚力C和压敏胶与被贴物之间的粘接力F，如果T

(一)胶粘剂的性能，其物理性能决定了胶水的各项物理粘性值；

(二)胶水在涂布到基材上的胶水均匀度，根据剪切力的公式：

(1-1)

跟涂布机的线速度和压敏胶的粘度有关联，胶水的涂布越均匀，其连续性粘结力就越平稳，残留风险就会小很多。

(三)烘箱温度，因为胶水中存在大量的有机溶剂，因此在涂布在基材上之后，需要经过热风烘箱把胶水中的有机溶剂挥发出去，形成一层致密、干燥的胶膜，通过干燥率公式：

(1-2)

主要影响因素是烘箱设置的温度，不同温度的到不同的干燥效率，干燥效率不一致会导致粘接力的不同，影响胶水残留的风险。

(四)在烘干胶水之后，离型纸载着胶水会经过一组表面抛光的冷缸与硬度为60邵氏A的硅胶辊组成的贴合单元，在这里与面材进行贴合，胶水转移到面材上形成最终的成品，通过贴合压力公式

(1-3)

决定胶水层转移到面材上的好坏，这样会影响到基材投锚力T值的大小，也决定了胶水残留的可能性。

二、正交实验

(一)通过头脑风暴法汇集信息后，通过单因素方差分析排出干扰因素，确定可控主要因子水平和噪声因子水平，见表1和表2

表1可控因子一览表

表2 噪声因子一览表

(二)制定正交表，见表3

表3内外正交偏差平方和分析表

利用minitab软件创建正交表，然后取3*3水平27次实验中的9次记录，记录下在这些水平因素下所得到的数据，然后使用minitab软件中-DOE-田口-分析田口设计模型，

(三)信噪比分析

在分析田口模型中选择望小值，得到标准差、信噪比和均值和信噪比及均值的响应表，见表4和表5

表4分析田口模型中标准差、信噪比和均值

表5 信噪比和均值的响应表

从表中可以得到各因素的排轶：压敏胶粘度>烘箱温度>贴合压力，通过信噪比均值图表6：

表6信噪比主效应图

得到压敏胶粘度在3000cps，烘箱温度在96℃和贴合压力在2.5kg时，最佳的工艺参数。

三、试验结果在minitab中的预测

在Minitab里选择统计-DOE-田口-预测田口结果，在预测对话框中选定均值(M)、信噪比(N)、标准差(D)及标准差的Ln(A)选项，然后再水平对话框中，在指定新因子水平方法中(M)选定从列表中选定水平，选定因子压敏胶粘度、烘箱温度和贴合张力的水平为3000cps、96℃和2.5kg的水平，见表7：

表7田口设计预测图

得到预测数据为信噪比：-17.1200，均值为6.94444

(一)结论

通过本次试验得出以下结论：

1.A(压敏胶的粘度)对S/N的影响最大；

2.对S/N影响最大的各因素组水平是第4组数据，即：压敏胶粘度3000cps、烘箱温度96℃和贴合压力2.5kg；

3.用对S/N影响最大的这组因素水平得到的预测值为：

信噪比：-17.1200

预测均值：6.94444

输出标准差：1.99140

四、总结

本文以P可移除压敏胶车贴为研究对象，针对其在被贴物上有残胶的现象，研究其残胶机理及在制程中5M1E影响的因素。结合头脑风暴的讨论法，使用石川图收集和分析，找到影响残胶性能的的环节和参数，使用田口设计理念，找出输出Y与影响过程因素的因子X之间的函数关系式：Y=F(X)，运用实验设计及信噪比手法，在Minitab软件帮助下，找到影响信噪比最大因素的水平，找到最佳的设计方案。合格率相比改善前93.2%提升至97.5%，很好的完成了既定目标。