熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌性能評(píng)價(jià)方法的研究

李蓬烈，鐘濟(jì)清，楊子文

（廣州合成材料研究院有限公司，廣東廣州 510665）

近年來，熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌以其綠色環(huán)保、制作周期短、方便快捷、使用壽命長(zhǎng)、造價(jià)低等優(yōu)勢(shì)迅速占領(lǐng)標(biāo)識(shí)牌市場(chǎng)，逐漸取代陶瓷牌、鋁合金、不銹鋼牌等傳統(tǒng)行業(yè)標(biāo)識(shí)［1］，在電力系統(tǒng)的應(yīng)用尤為廣泛。熱轉(zhuǎn)印從生產(chǎn)到使用以及回收的整個(gè)過程都符合環(huán)境保護(hù)，對(duì)生態(tài)環(huán)境無害或危害極小，并利于資源的再生和回收。毋庸置疑，這種綠色標(biāo)識(shí)的市場(chǎng)前景廣闊，需求將會(huì)更大。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌的研究數(shù)據(jù)比較匱乏，相關(guān)的性能檢測(cè)方法和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)還未完善，從而無法準(zhǔn)確對(duì)熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)進(jìn)行質(zhì)量控制和性能評(píng)價(jià)。因此，通過研究熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌的性能評(píng)價(jià)方法，有利于引導(dǎo)生產(chǎn)企業(yè)提高產(chǎn)品質(zhì)量，升級(jí)配方，促進(jìn)我國(guó)熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌的發(fā)展。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)材料

隨機(jī)搜集十家企業(yè)的熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌產(chǎn)品，編號(hào)為1～10。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備

UTM4204 電子萬能試驗(yàn)機(jī)：深圳市科比試驗(yàn)設(shè)備有限公司；QUV-Spray老化試驗(yàn)機(jī)：美國(guó)Q-Lab公司；BTH-80D恒溫恒濕試驗(yàn)箱：東莞貝爾試驗(yàn)設(shè)備有限公司；PHH101高溫試驗(yàn)箱：廣州愛思佩克環(huán)境儀器有限公司；BGD523漆膜磨耗儀：廣州標(biāo)格達(dá)實(shí)驗(yàn)室儀器用品有限公司；FB224電子天平：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司； Q-FOG CCT-1100鹽霧試驗(yàn)箱：美國(guó)Q-LAB公司；常溫型膠帶保持力試驗(yàn)機(jī)：東莞市科健檢測(cè)儀器有限公司。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 高低溫試驗(yàn)

依據(jù)GB/T 2423.22-2012《環(huán)境試驗(yàn) 第2部分：試驗(yàn)方法 試驗(yàn)N：溫度變化》進(jìn)行。

1.3.2 熒光紫外老化試驗(yàn)

依據(jù)GB/T 16422.3-2014《塑料 實(shí)驗(yàn)室光源暴露試驗(yàn)方法 第3部分：熒光紫外燈》進(jìn)行。

1.3.3 耐磨性

依據(jù)GB/T 1768-2006《色漆和清漆 耐磨性的測(cè)定旋轉(zhuǎn)橡膠砂輪法》進(jìn)行。

1.3.4 抗酸性

依據(jù)GB/T 11547-2008《塑料 耐液體化學(xué)試劑性能的測(cè)定》進(jìn)行。

1.3.5 耐化學(xué)試劑性

依據(jù)GB/T 11547-2008《塑料 耐液體化學(xué)試劑性能的測(cè)定》進(jìn)行。

1.3.6 拉伸性能

依據(jù)GB/T 1040.3-2006《塑料 拉伸性能的測(cè)定 第3部分：薄膜和薄片的試驗(yàn)條件》進(jìn)行。

1.3.7 粘結(jié)性能

依據(jù)GB/T 4851-2014《膠粘帶持粘性的試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

1.3.8 耐中性鹽霧

依據(jù)GB/T 10125-2012《人造氣氛腐蝕試驗(yàn) 鹽霧試驗(yàn)》中性鹽霧試驗(yàn)進(jìn)行。

1.3.9 耐溶劑性

取25mm×150mm的標(biāo)識(shí)牌試樣，粘貼在2.0厚的鋁合金板上，制成耐溶劑性能試樣。將試樣浸沒在乙醇（99.8%）溶劑中1min，到規(guī)定的時(shí)間后取出，室溫下在通風(fēng)處內(nèi)干燥。

1.3.10 180 °剝離強(qiáng)度

依據(jù)GB/T 2792-2014《膠粘帶剝離強(qiáng)度的試驗(yàn)方法》進(jìn)行。

2 結(jié)果與討論

2.1 10組樣品性能測(cè)評(píng)

2.1.1 高低溫試驗(yàn)

將熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌粘在不銹鋼板上后放置在(-40±2)℃低溫箱中冷凍72h，再將樣品立即放入(80±2)℃恒溫箱中熱烘72h，試驗(yàn)后評(píng)價(jià)標(biāo)識(shí)牌外觀。10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表1。

表1 10組試樣高低溫試驗(yàn)結(jié)果Table 1 High and low temperature test results of 10 groups of samples

從表1可以看出，大部分試樣沒有明顯變化，有3組試樣有明顯變色現(xiàn)象。其中，發(fā)生變色的部位一般出現(xiàn)在非字體的底色部位，這可能是標(biāo)識(shí)牌中使用的高分子薄膜樹脂材料受到溫度的影響導(dǎo)致老化。

2.1.2 熒光紫外老化試驗(yàn)

熒光紫外老化試驗(yàn)條件為：UVA-340燈，輻照度0.76W/(m2·nm)，黑標(biāo)溫度 (60±3)℃ 光照 8h，黑標(biāo)溫度(50±3)℃冷凝4h。測(cè)試時(shí)間為3600h，每500h觀察試樣并記錄其外觀變化，評(píng)價(jià)樣品標(biāo)識(shí)是否完好，有無明顯變色。10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表2，其中，“是”代表標(biāo)識(shí)完好、無明顯變色。從表2可以看出，標(biāo)識(shí)牌熒光紫外老化后標(biāo)識(shí)都還完好，只是部分產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)變色。1500h開始，有3組試樣出現(xiàn)變色現(xiàn)象，3600h試驗(yàn)后有5組樣品變色較明顯，其中，字體的變色較輕，非字體的底色部位較易變色。熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌的變色可能是標(biāo)識(shí)牌中使用的高分子薄膜樹脂材料的老化造成的［2］。從整體來看，目前市場(chǎng)上的熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌具有較強(qiáng)的耐候性能。

2.1.3 耐磨性

將500g的CS-10橡膠砂輪刮擦熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌表面500r，觀察標(biāo)識(shí)有無明顯脫色并計(jì)算質(zhì)量損失。10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 10組試樣耐磨性試驗(yàn)結(jié)果Table 3 Wear resistance test results of 10 groups of samples

從表3可以看出，有6組試樣經(jīng)過耐磨性試驗(yàn)后，標(biāo)識(shí)出現(xiàn)明顯的脫色，全部試樣的質(zhì)量減輕不高于10mg。觀察樣品表面可發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)脫色的主要是油墨印刷部位，可能是部分產(chǎn)品的油墨在紙張上的滲透不夠到位，油墨與紙面結(jié)合的牢固性略有不足，難以抵抗來自橡膠砂輪的機(jī)械力，從而導(dǎo)致物理破壞。此外，紙張的耐磨性較好，不會(huì)出現(xiàn)明顯的質(zhì)量減輕現(xiàn)象。

2.1.4 抗酸性

將試樣浸泡在pH=4的HCl溶液中168h，環(huán)境溫度23℃，試驗(yàn)后觀察標(biāo)識(shí)牌外觀變化情況。10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4 10組試樣抗酸性試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Acid resistance test results of 10 groups of samples

從表4可以看出，抗酸性試驗(yàn)168h后，10組試樣變化均不明顯，熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌抗酸性較好。標(biāo)識(shí)牌中使用的高分子薄膜樹脂和油墨具有較強(qiáng)的耐酸性能。

2.1.5 耐化學(xué)試劑性

將試樣浸泡在10%的HCl溶液中168h，環(huán)境溫度23℃，試驗(yàn)后觀察標(biāo)識(shí)牌外觀變化情況，10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 10組試樣耐化學(xué)試劑性試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Chemical resistance test results of 10 groups of samples

從表5可以看出，大部分試樣在10%的HCl溶液中能保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)，其中有3組試樣出現(xiàn)變色現(xiàn)象，變色的部位主要出現(xiàn)在字體即油墨，可能是部分產(chǎn)品使用的油墨在10%的HCl溶液中，色淀性顏料分子結(jié)構(gòu)改變，導(dǎo)致變色。

2.1.6 拉伸性能

裁取25mm×150mm的熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)試樣5個(gè)，拉伸速度50mm/min，標(biāo)距50mm，記錄拉伸強(qiáng)度和斷裂標(biāo)稱應(yīng)變。10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表6。

表6 10組試樣拉伸性能試驗(yàn)結(jié)果Table 6 10 Sets of tensile properties test results

從表6可以看出，有6組試樣的斷裂標(biāo)稱應(yīng)變高于210%，9組試樣在150%及以上，有9組樣品的拉伸強(qiáng)度高于20MPa。從整體來看，試樣具有較強(qiáng)的抗拉力和延展性，高分子材料的優(yōu)勢(shì)尤其突出。

2.1.7 粘結(jié)性能

將熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌在2kg/0.02m2的條件下保持264h，觀察試樣有無發(fā)生移位和變形，10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表7。

表7 10組試樣粘結(jié)性能試驗(yàn)結(jié)果Table 7 10 Groups of sample bonding performance test results

從表7可以看出，9組樣品未發(fā)生位移、無變形，只有1組樣品發(fā)生位移，熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌背膠的粘結(jié)性能良好，能滿足使用要求。

2.1.8 耐中性鹽霧試驗(yàn)

將熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌試樣進(jìn)行96h的中性鹽霧試驗(yàn)，觀察外觀變化情況，10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表8。

表8 10組試樣中性鹽霧試驗(yàn)結(jié)果Table 8 Neutral salt spray test results of 10 groups of samples

從表8可以看出，10組試樣都具有較強(qiáng)的耐腐蝕性，熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌受鹽霧環(huán)境的影響不明顯，油墨和紙張的分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

2.1.9 耐溶劑性能

將試樣浸沒在乙醇（99.8%）溶劑中1min后干燥觀察試樣變化情況，10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表9。

表9 10組試樣耐溶劑性試驗(yàn)結(jié)果Table 9 Solvent resistance test results of 10 groups of samples

從表9可以看出，10組試樣耐溶劑性能良好，可能是熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌使用的是耐醇類溶劑較好的色淀性顏料，也可能是廠家在制作工藝上對(duì)熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌表面進(jìn)行特殊的處理，形成保護(hù)機(jī)制，從而解決標(biāo)識(shí)牌的耐溶劑不適性。

2.1.10 180 °剝離強(qiáng)度

將熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)，記錄剝離強(qiáng)度，10組樣品的試驗(yàn)結(jié)果見表10。

表10 10組試樣180°剝離強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果Table 10 180° Peel strength test results of 10 groups of samples

從表10可以看出，5號(hào)試樣的剝離強(qiáng)度最好，達(dá)到9.4N/cm，9號(hào)最差，大部分試樣在4～6 N/cm之間，試樣間的剝離強(qiáng)度差異較小。

2.2 結(jié)果討論

根據(jù)各項(xiàng)測(cè)評(píng)試驗(yàn)結(jié)果可以看出，耐高低溫和熒光紫外老化試驗(yàn)后主要表現(xiàn)是變色，特別是非油墨印刷部位，標(biāo)識(shí)牌中使用的高分子薄膜樹脂材料會(huì)受到溫度和光的影響；耐磨性主要表現(xiàn)是油墨的脫色，油墨與紙張的牢固性受較強(qiáng)的機(jī)械力影響；耐化學(xué)試劑性主要表現(xiàn)在油墨印刷部位的變色，部分色淀性顏料在化學(xué)試劑中結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定；10個(gè)測(cè)評(píng)項(xiàng)目中，抗酸性、粘結(jié)性能、中性鹽霧和耐溶劑性這4個(gè)測(cè)試項(xiàng)目變化不明顯。

3 結(jié)語

我國(guó)生產(chǎn)熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌工藝趨于成熟，產(chǎn)品普遍能滿足使用要求，不過，今后企業(yè)可重點(diǎn)研究非油墨印刷部位的耐候性能和油墨的耐磨性，攻破技術(shù)壁壘，進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量。目前，關(guān)于熱轉(zhuǎn)印標(biāo)識(shí)牌的產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)方法有待進(jìn)一步完善，綜合考慮各方面的因素，建立一套更加準(zhǔn)確評(píng)價(jià)產(chǎn)品質(zhì)量的方法，形成標(biāo)準(zhǔn)文件，可為生產(chǎn)企業(yè)和檢測(cè)機(jī)構(gòu)提供技術(shù)指標(biāo)參考，保障產(chǎn)品質(zhì)量。