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    自從美(mei)國艾(ai)利有(you)限(xian)公司創(chuang)始(shi)人(ren)R·斯坦頓·艾(ai)利發明壓敏(min)膠(jiao)(jiao)標(biao)簽(qian)材料(liao)以來，全(quan)球標(biao)簽(qian)業便(bian)發生(sheng)了一(yi)場革命，越(yue)來越(yue)多的直接絲網印刷標(biao)簽(qian)被壓敏(min)膠(jiao)(jiao)標(biao)簽(qian)所(suo)代替(ti)。由(you)于(yu)具有(you)印刷工藝簡單、適(shi)應方(fang)式(shi)廣(guang)、成本較低等特點，紙標(biao)簽(qian)開始(shi)進(jin)入(ru)到人(ren)們生(sheng)活中的方(fang)方(fang)面面，如超(chao)市標(biao)價帖，化妝品(pin)、日(ri)用品(pin)、醫藥包裝(zhuang)、電子電器類產品(pin)宣(xuan)傳、促(cu)銷標(biao)簽(qian)，食(shi)品(pin)標(biao)簽(qian)，服裝(zhuang)吊牌(pai)等

    銅(tong)版(ban)紙(zhi)(zhi)(zhi)（印刷(shua)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)紙(zhi)(zhi)(zhi)）是紙(zhi)(zhi)(zhi)標簽主(zhu)要(yao)(yao)使用的(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)之一，它是由涂(tu)(tu)料(liao)(liao)原紙(zhi)(zhi)(zhi)經涂(tu)(tu)布(bu)(bu)和(he)裝飾加(jia)工(gong)后制成的(de)紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)，表面平滑(hua)細致，涂(tu)(tu)布(bu)(bu)有雙(shuang)面、單面之分。銅(tong)版(ban)紙(zhi)(zhi)(zhi)的(de)主(zhu)要(yao)(yao)原料(liao)(liao)是銅(tong)版(ban)原紙(zhi)(zhi)(zhi)和(he)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)，用來(lai)涂(tu)(tu)布(bu)(bu)的(de)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)是由優質(zhi)的(de)白色顏料(liao)(liao)（如(ru)高嶺土、硫酸鋇等）、膠粘劑（如(ru)聚乙烯(xi)醇(chun)、干(gan)酪素等）及輔助添加(jia)劑等組成。近年來(lai)，由于銅(tong)版(ban)紙(zhi)(zhi)(zhi)生產(chan)工(gong)藝的(de)改變及成本控制的(de)要(yao)(yao)求，人們開始向紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)涂(tu)(tu)料(liao)(liao)中加(jia)入大(da)量碳(tan)酸鈣(gai)(gai)(gai)＂。此舉雖然降低了紙(zhi)(zhi)(zhi)張(zhang)的(de)成本，但同時也對(dui)(dui)紙(zhi)(zhi)(zhi)標簽壓敏(min)膠的(de)性能(neng)帶來(lai)影響，對(dui)(dui)壓敏(min)膠提出了更高的(de)要(yao)(yao)求。筆者通(tong)過對(dui)(dui)比在(zai)各種不同老化條件(jian)下兩種主(zhu)要(yao)(yao)壓敏(min)膠體系在(zai)高鈣(gai)(gai)(gai)銅(tong)版(ban)紙(zhi)(zhi)(zhi)上(shang)的(de)性能(neng)表現，考察了影響鈣(gai)(gai)(gai)離子(zi)遷(qian)移的(de)主(zhu)要(yao)(yao)因素及鈣(gai)(gai)(gai)離子(zi)遷(qian)移對(dui)(dui)壓敏(min)膠性能(neng)的(de)影響。

一、實驗部分

1.1原材料

    壓敏(min)膠A(主(zhu)要成(cheng)分為丙烯酸丁酯）：

    壓敏膠B(主要成分為丙(bing)烯酸異辛酯）：

    銅版紙（雙面涂布）：

    離型紙：

1.2標簽膠樣(yang)的制備

    將壓敏膠乳液先涂(tu)布于(yu)離型(xing)紙(zhi)上(shang)，然后(hou)在100℃下(xia)干燥6min再轉(zhuan)移至(zhi)銅版紙(zhi)上(shang)，室(shi)溫(wen)放置24h待用。

    將涂布(bu)好膠樣分(fen)(fen)成4份(fen)，一份(fen)作(zuo)為(wei)標(biao)準(zhun)樣直(zhi)接(jie)進行(xing)性能(neng)測(ce)試，另外三份(fen)分(fen)(fen)別置于70℃、70℃/(90±5)%RH、25℃/(90±5)%RH環境中老化7d然后(hou)取出進行(xing)性能(neng)測(ce)試。

    測試前將所有膠(jiao)樣都裁剪成1英(ying)尺寬，分別測試其初粘強度、剝離強度和剪切強度。老化(hua)條件縮寫如下：

    標準：未老化(hua)；

    老(lao)化(hua)1置于(yu)70℃/(90±5)%RH老(lao)化(hua)7d

    老化2置于70℃老化7d

    老化3置于25℃/(90±5)%RH老化7d

1.3性能測試

    初粘(zhan)強度按FNATFIM-9-2005測試(shi)，在300mm/min的剝離(li)速度下，將(jiang)壓敏膠環形樣(yang)條(tiao)（膠面向外(wai)）與標(biao)準鋼板(ban)以一定的面積（1英尺)接(jie)觸后的瞬時(shi)分離(li)力；

    180°剝離(li)強度(du)按FNATFTM-1-2005測(ce)試(shi)(shi)(shi)，測(ce)試(shi)(shi)(shi)將壓(ya)敏膠(jiao)樣(yang)(yang)從(cong)標準測(ce)試(shi)(shi)(shi)鋼板上以180°的(de)角度(du)和300mm/min的(de)速度(du)剝離(li)時所需的(de)力(li)，膠(jiao)樣(yang)(yang)與(yu)標準測(ce)試(shi)(shi)(shi)鋼板貼(tie)合時間(jian)為20mim

    剪切強度按FNATFIM-8-2005測(ce)試．測(ce)定壓敏膠膠樣從平行于該膠樣的標準鋼板上滑離的時間：

    性能(neng)測(ce)試(shi)條(tiao)件：溫度(du)（23±2)℃/(50±5)%RH.測(ce)試(shi)樣在(zai)測(ce)試(shi)前應(ying)個少放置4h.

1.4試驗儀器

環形初粘試驗機

高精度拉力試驗機

可程式恒溫恒濕試驗箱

精密烘箱

二、結果與討論

2.1不同老化(hua)條(tiao)件(jian)對初粘強(qiang)度的(de)影響(xiang)

    壓敏(min)(min)膠初(chu)粘(zhan)強(qiang)度(du)的形成需(xu)要(yao)壓敏(min)(min)膠能很好(hao)濕潤被粘(zhan)物(wu)表面(mian)，使兩界面(mian)接觸，從而賦于粘(zhan)合力(li)。圖(tu)1示出膠樣老化前后的初(chu)粘(zhan)性能。從圖(tu)1可以看出，兩種(zhong)壓敏(min)(min)膠具有(you)很高的初(chu)粘(zhan)強(qiang)度(du)，經(jing)過三(san)種(zhong)不同的老化條件(jian)后都有(you)不同幅度(du)的下降(jiang)。

    以(yi)丙(bing)烯(xi)酸異辛酯為(wei)基體的(de)B膠(jiao)(jiao)樣的(de)耐(nai)老化(hua)(hua)性能(neng)明顯優于(yu)以(yi)丙(bing)烯(xi)酸丁酯為(wei)基體的(de)A膠(jiao)(jiao)樣。這是由于(yu)丙(bing)烯(xi)酸異辛酯的(de)玻(bo)璃(li)化(hua)(hua)轉(zhuan)變溫度較丙(bing)烯(xi)酸丁酯低(di)，大分子鏈段柔(rou)(rou)順性也較丙(bing)烯(xi)酸丁酯的(de)好，而玻(bo)璃(li)化(hua)(hua)轉(zhuan)變溫度越(yue)(yue)(yue)低(di)，大分子的(de)鏈段柔(rou)(rou)順性越(yue)(yue)(yue)好，初粘強(qiang)度就(jiu)越(yue)(yue)(yue)大。

    從老(lao)化條件上看，單純的(de)熱(re)(re)老(lao)化對兩種壓敏(min)膠初粘(zhan)(zhan)強(qiang)(qiang)度(du)影響并(bing)不(bu)是很(hen)大(da)，老(lao)化7d后的(de)保持(chi)率仍可以達到80%左右。而(er)濕(shi)熱(re)(re)老(lao)化后（老(lao)化1)的(de)初粘(zhan)(zhan)強(qiang)(qiang)度(du)下(xia)降(jiang)最為明(ming)顯(xian)，A膠樣下(xia)降(jiang)了(le)70%,B膠樣下(xia)降(jiang)了(le)55%.常溫(wen)高濕(shi)老(lao)化（老(lao)化3)對壓敏(min)膠的(de)初粘(zhan)(zhan)強(qiang)(qiang)度(du)影響也比較大(da)，膠樣A、B的(de)初粘(zhan)(zhan)強(qiang)(qiang)度(du)分別下(xia)降(jiang)了(le)50%和35%.

    2.2不同老化條件對剝離強(qiang)度的影響(xiang)

    剝(bo)離強度(du)(du)(du)是指用適(shi)當的壓力(li)和(he)時間進行粘貼后，壓敏膠(jiao)粘制品和(he)被粘表(biao)面之(zhi)間所表(biao)現出來的抵抗界面分離的能力(li)，一般(ban)用180°剝(bo)離強度(du)(du)(du)來度(du)(du)(du)量(liang)。圖2示出膠(jiao)樣老化前后的剝(bo)離強度(du)(du)(du)。膠(jiao)粘劑的玻(bo)璃化轉(zhuan)變溫度(du)(du)(du)和(he)大分子鏈段柔順性是影響剝(bo)離強度(du)(du)(du)的主要因素。

    從圖(tu)2可以看(kan)出(chu)，兩種(zhong)膠樣在(zai)老(lao)化(hua)后(hou)剝離強度(du)的(de)表現(xian)基(ji)本和初粘強度(du)一致，都呈現(xian)了不(bu)同幅度(du)的(de)下(xia)降趨(qu)勢(shi)。而膠樣B的(de)下(xia)降幅度(du)明(ming)顯小于膠樣A.這(zhe)種(zhong)下(xia)降是由于老(lao)化(hua)導(dao)致了壓敏膠交聯(lian)，從而限(xian)制了大(da)分(fen)子的(de)柔(rou)順性造成(cheng)的(de)。

    同樣(yang)從老化(hua)條件(jian)的角(jiao)度，可以發現單(dan)純的熱老化(hua)對剝離(li)強度的影響并不大，而濕(shi)度老化(hua)則是影響壓敏膠性能的關(guan)鍵因(yin)素。

2.3不同老化條件對(dui)剪切強度的影響(xiang)

    剪切(qie)強度(du)是以(yi)膠(jiao)粘(zhan)層(ceng)沿負載作用方向的(de)(de)位移超過一定距離所需(xu)的(de)(de)時(shi)間為考察指標，即抗(kang)蠕變性(xing)能，它反映(ying)了膠(jiao)粘(zhan)劑的(de)(de)內聚(ju)強度(du)和(he)(he)抵抗(kang)膠(jiao)粘(zhan)劑層(ceng)本身(shen)破壞的(de)(de)能力，其與膠(jiao)粘(zhan)劑的(de)(de)模(mo)量(liang)和(he)(he)交(jiao)聯度(du)有關。

    圖3示出膠(jiao)樣(yang)老(lao)化前(qian)后的(de)(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)強度(du)(du)(du)。由圖3可(ke)(ke)知(zhi)，老(lao)化后膠(jiao)樣(yang)A的(de)(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)強度(du)(du)(du)明顯升高(gao)，這(zhe)可(ke)(ke)能是銅版紙中的(de)(de)(de)(de)物質與壓敏(min)膠(jiao)發(fa)生了交(jiao)聯(lian)反應，從(cong)而大幅(fu)度(du)(du)(du)提高(gao)了其剪(jian)切(qie)強度(du)(du)(du)，這(zhe)與前(qian)面壓敏(min)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)剝離強度(du)(du)(du)和初粘強度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)下降一致(zhi)。而且(qie)可(ke)(ke)以看出，壓敏(min)膠(jiao)的(de)(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)強度(du)(du)(du)在(zai)(zai)濕熱老(lao)化的(de)(de)(de)(de)條(tiao)件（老(lao)化1)下升高(gao)幅(fu)度(du)(du)(du)最大。對于膠(jiao)樣(yang)B,雖然剪(jian)切(qie)強度(du)(du)(du)在(zai)(zai)濕熱老(lao)化（老(lao)化1)后有一定幅(fu)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)升高(gao)，但幅(fu)度(du)(du)(du)遠(yuan)小于膠(jiao)樣(yang)A,其在(zai)(zai)其它兩種老(lao)化條(tiao)件下的(de)(de)(de)(de)剪(jian)切(qie)強度(du)(du)(du)基本變化不大。

2.4鈣離子(zi)老化的初探(tan)

    根據王任芳等(deng)的(de)研究，金(jin)屬離子可(ke)以與聚合(he)物中(zhong)的(de)氨(an)基(ji)或羧基(ji)發(fa)生交聯(lian)反應(ying)(ying)，其(qi)可(ke)能的(de)反應(ying)(ying)方程式(shi)如(ru)下所示：

    2RCOOH+CaCO3→RCOCaOCR+H2CO3

    交(jiao)聯大幅度(du)(du)地提高了聚合物的分子量，降(jiang)低了分子的柔(rou)順性，故其初粘(zhan)強度(du)(du)和剝離強度(du)(du)呈(cheng)下(xia)降(jiang)趨(qu)(qu)勢(shi)，而剪切強度(du)(du)呈(cheng)上(shang)升趨(qu)(qu)勢(shi)，交(jiao)聯密(mi)度(du)(du)越高，則趨(qu)(qu)勢(shi)越明顯。

    圖(tu)4圖(tu)5是膠(jiao)(jiao)(jiao)樣(yang)(yang)A、膠(jiao)(jiao)(jiao)樣(yang)(yang)B老(lao)化前后(hou)元(yuan)素成分的(de)(de)能譜圖(tu)。由圖(tu)4、圖(tu)5可知，膠(jiao)(jiao)(jiao)樣(yang)(yang)A、膠(jiao)(jiao)(jiao)樣(yang)(yang)B老(lao)化前后(hou)最大的(de)(de)區別就(jiu)是均在膠(jiao)(jiao)(jiao)中出現(xian)了鈣離(li)子(zi)。筆者認為壓(ya)(ya)敏(min)膠(jiao)(jiao)(jiao)老(lao)化前后(hou)性能的(de)(de)變化，是由于紙張中碳酸鈣中的(de)(de)鈣離(li)子(zi)遷移至壓(ya)(ya)敏(min)膠(jiao)(jiao)(jiao)，并且與壓(ya)(ya)敏(min)膠(jiao)(jiao)(jiao)發生了交(jiao)聯反應，從(cong)而導致壓(ya)(ya)敏(min)膠(jiao)(jiao)(jiao)的(de)(de)初粘強度和剝(bo)離(li)強度下降(jiang)，剪切強度升(sheng)高。

三、結語

    壓敏(min)膠(jiao)的耐老化性能(neng)(neng)會(hui)受(shou)到銅版紙(zhi)面材的影(ying)響(xiang)，這主要是由于(yu)紙(zhi)張(zhang)涂料中(zhong)的鈣離子(zi)遷移到壓敏(min)膠(jiao)中(zhong)發(fa)(fa)生(sheng)交(jiao)聯反應造(zao)成的。交(jiao)聯反應會(hui)引起壓敏(min)膠(jiao)的初粘強度(du)和剝離強度(du)大幅(fu)下(xia)降，剪切強度(du)大幅(fu)升高(gao)。該交(jiao)聯反應受(shou)相對濕(shi)度(du)的影(ying)響(xiang)非常明顯(xian)，而對于(yu)溫度(du)則不太敏(min)感，這應該是濕(shi)氣能(neng)(neng)夠更快地(di)幫助鈣離子(zi)穿過紙(zhi)張(zhang)涂層遷移到壓敏(min)膠(jiao)，并發(fa)(fa)生(sheng)

    交(jiao)聯反應造(zao)成的。同時，丙烯酸異辛(xin)酯類(lei)壓敏(min)膠相對(dui)于丙烯酸丁(ding)酯類(lei)壓敏(min)膠具有(you)更好的耐(nai)鈣離子老(lao)化(hua)性能(neng)。