模切工艺中的压敏与非压敏材料解析

       压敏与非压敏材料，这个词语在一般人听起来会不懂其含义，其实这些材料每天都在我们身边陪伴着我们 ， 只不过它的隐藏性比较好，我们发现不到它的存在罢了。

       其实它们是电子产品的附属配件，但不属于电子配 件，只属于给电子产品增加一些实际意义的配件，在这里我所说的可能会不懂，我可以举个例子来说明其意义。

       打个最简单的压敏模切材料：手机屏幕保护膜，这种产品可以说用过手机的人都见过，也知道其功 能，就是保护手机屏幕不被划伤与刮伤。

       这就是其中一种用在电子产品手机上的可以看的见的压敏材料，其 实在手机的里面还有许多的压敏与非压敏材料的产品，只不过材料不同，功能就不同，在手机里的职责也就不一样。这些材料的功能在下面的讲述中可以提的到。

一、压敏胶材料的特性对模切质量的影响

       压敏胶材料是一种复合材料，由基材、粘合剂、硅油涂层和离型纸组成，压敏胶材料的模切不同于传统印刷材料，如纸张模切，是将材料整体切穿；而压敏胶材料的模切仅仅是将基材和粘合剂层切穿，保留离型 纸和其表面的硅油涂层，最终使模切成型的形状保留在离型纸上。

       压敏胶材料的模切质量同多种因素有关 ， 如模切方式，模切装置精度、模切版的精度，模切刀片同材料的匹配情况，此外，模切质量还与压敏胶材 料的特性有关，如基材，粘合剂和离型纸性能不同，各种压敏胶材料的模切特性也不一样。

       下面我们将分别就压敏胶材料的基材、粘合剂和离型纸对模切质量的影响给予简单介绍。基材对模切的影晌、影响模切质量的因素有基材的种类、强度和厚度。

01 基材的种类

       基材基本上可分为纸张和薄膜两大类。普通纸张类的切断原理同薄膜材料略有不同。虽然从理论上讲，模 切时必须将基材和粘合剂一同切穿，但实际上模切纸张类材料是刀具切削和纸张受力断裂的综合结果，即 刀刃向下切削的同时也将纸张向两侧挤压，所以，相对而言，纸张类材料的模切精度不是很高。在分析样 品时经常会看到一些标签有毛边，这就是由于材料纤维较粗，自然断裂形成的现象。

       基于纸张类材料的模切特性，并考虑到刀刃的磨损，平压平模切刀片的角度通常规定为 52。如果角度大， 对材料的挤压变形就大，即水平方向的分离力就会使材料断裂分离现象加剧。

       薄膜类材料的模切，简单地说就是完全切穿的过程。因为薄膜类材料大多具有韧性，不会自然断裂，所以 切穿三分之二是不适合的，必须完全切穿或者切穿五分之四的厚度，否则排废时会连同标签一同剥离。

        因此，模切薄膜材料的刀刃要锋利，硬度要高，要采用小角度模切刀，刀刃角度通常为 30°~ 42°。如果 使用大角度的模切刀，不仅模切困难，而且如果刀刃不锋利还会出现基材切不穿，离型纸断裂的情况，或 者使成品标签的边缘出现翻边现象，造成渗胶。

       总之，模切薄膜的精度要高于纸张类材料，所以模切薄膜 材料对设备精度、模切版的精度和离型纸都有一定的要求。

02 基材的强度 

       基材的强度同基材的厚度、纤维(高分子) 结构和自身的湿度有关。在压敏胶材料的模切过程中，与基材关联最大的因素是排废速度。环境湿度越大，材料受潮后自身的强度就越弱，从而容易拉断，甚至无法排废 。

       设计版式时，要根据材料的强度，通过试验合理安排标签的排废尺寸和排废速度，这样不仅可以提高生产 效率，还能减少材料浪费。

03 基材的厚度 

       材料的厚度直接影响模切的深度，材料越厚，越容易模切。因为材料越厚，模切的公差越大，切穿离型纸的几率就越小。相对而言，材料薄，容易出现切穿离型纸的故障。如在同一台平压平标签模切机上分别模 切 80g/m2  和 60g/m2 ，离型纸相同的基材。

       结果发现：80g/m2 的材料模切排废正常，而换上 60g/m2  的材 料，模切时经常出现排废断裂、离型纸切穿和掉标现象，需要经常停机，进行垫版，浪费很大。出现这类 情况有多种原因，如果使用圆压圆模切方式或减小模切面积，使用精度高的设备等，这种现象可减少或避免。

       所以模切薄型基材时，一定要在精度高的设备上进行，尽量减少模切面积(尤其是小标签) ，使用专业模切 版生产商的模切版，另外还要注意垫版精度。基材的厚度同强度成正比，直接影响排废速度。可分别用 80g/m2  和 60g/m2  的材料做排废对比试验，结 果是前者比后者的生产效率提高了 20％一 30％。

二、粘合剂对模切的影响

       压敏胶材料中常用的粘合剂有 4  种类型：丙烯酸类水性乳胶，橡胶类热熔胶和溶剂型橡胶或丙烯酸类粘合 剂，其中使用最广泛的是乳胶和热熔胶。

       由于粘合剂的原材料和配方不同，所以理化特性也不一样。水乳胶是由微小的胶囊构成，内聚力相对小， 胶膜间容易分离，而热熔胶是由内聚力大的橡胶类物质构成，胶膜之间很难分离。

       所以在模切时，如果是 水乳胶材料，在粘合剂层未被切断或完全没有切断的情况下，标签照样排废，因为排废时的拉力很容易拉 断胶层。

       而在模切热熔胶型压敏胶材料时，如果模切不到位，不是标签连同废纸边一齐剥下，就是离型纸 切穿。

       因为热熔胶层只有完全切断(或大部分切断) 才能正常排废，否则未被切穿的胶膜会连同标签一同剥 下，提高了模切难度。

       为此，模切乳胶型压敏胶材料相对容易，热熔胶型压敏胶材料对模切技术要求较高。这也是加工热熔胶材 料消耗大、生产效率低的主要原因。

       离型纸对模切的影响 离型纸质量是影响模切质量的关键，离型纸的厚度，平整度、纤维结构和强度都直接影响模切质量。目前 ，常用的离型纸 分为两大类，即不透明离型纸和半透明离型纸。

       不透明离型纸型压敏胶材料定量一般在90g/m2 以上，有一定的挺度，适合单张纸印刷，也适合卷筒纸印刷，成品标签多用于手工贴标。

       透明离 型纸型压敏胶材料定量一般为 60—70g/m2 ，离型纸纤维有一定的密度或紧度，主要用于卷筒纸印刷，不 适合单张纸印刷，成品标签用于自动贴标。

       压敏胶材料要求离型纸平整度好，厚度均匀，整体透光度一致，密度越大越好，以便于基材完整模切。

01 不透明离型纸

       常用的不透明离型纸以颜色区分，可分为黄色和白色两种；以结构区分，分为预涂 PF 涂层和不带 PE 涂 层两种。

       涂布 PE  涂层有两个目的：

       一是封住纸张表面的毛孔使其光滑平整，在其上涂布硅油，减少涂布 量，可降低成本；

       另一个作用就是改善模切特性，因为 PE 涂层相当于一层缓；

       中垫，有一定的韧性和弹 性，可减少离型纸的断裂。

       实践表明，带 PE 涂层的离型纸，抗断裂性能远远低于不带 PE 涂层的离型纸 材料。

       由于厚离型纸标签主要用于手工贴标，模切质量不合格对手工贴标有一定影口向，如模切不断，手工排废 时会连同标签一同揭下来；若将离型纸切穿或切穿一半，操作者揭标也非常困难。 

       不透明离型纸在平压平模切机上模切时，常见故障是离型纸断裂，所以在保证模切刀精度和衬垫平整的基 础上，要尽量选用平整度好、纤维拉力大和厚度均匀的离型纸，以提高模切质量。

02 半透明离型纸 

       半透明离型纸又称薄离型纸，目前，模切压敏胶材料常用格拉辛离型纸(玻璃离型纸) 。

       格拉辛离型纸有两个指标会影响模切质量：一是厚薄均匀性，二是纤维结构。

       其中离型纸厚薄均匀性是最 为重要的，尤其是圆压圆模切时，因为模切刀辊的尺寸由离型纸的厚度决定，如果离型纸厚度不均匀，刀 刃就会切穿或切不到离型纸，给排废工序带来麻烦。

       格拉辛离型纸的纤维结构对圆压圆模切来说，主要影响模切速度，因为纤维强度直接影响排废断裂速度，速度越快、拉力越大，排废越容易。如果材料本身强度大，即可提高模切速度。但是，对于速度较慢的平 压平式模切，纤维结构对模切质量影响不大。

       此外，纤维的韧性和抗断裂性对模切质量影响非常大，纤维 韧性好的离型纸，在精度低的设备上模切可能不会出问题，但是，如果离型纸的纤维脆、韧性差，就只能 在设备精度高、模切质量好的设备上进行模切加工，这说明，设备精度也是影响模切质量的因素之一。

        我们曾遇到过这样的案例：有两种基材相同，离型纸不同的压敏胶材料，在两台标签设备上同时加工，结果是在精度高的设备上模切，两种材料的模切质量都正常；而在精度低的设备上模切，离型纸纤维韧性差的材料经常出问题，无法正常生产。这个案例说明，模切质量与压敏胶材料本身有关，也同设备的精度有关。

       模切技术要点：既然压敏胶标签材料的各项性能，如压敏胶基材的强度，粘合剂的特性和离型纸的强度对标签的模切质量有一定的影响，则在选择压敏胶材料和标签加工中，就应有一定的要求采用高质量的材料或相应的模切工艺，以提高标签模切质量。

       我们通过多年实践，并将工作中遇到的问题进行了归纳总结，提出正确选择压 敏胶材料，有效提高模切质量的几个注意事项。

1) 不要使用模切过纸张类材料的模切版模切薄膜材料，因为刀刃已经磨损，不适合再模切薄膜。

2) 平压平模切时，尽量减少模切面积，尤其是满版小标签，因为版面大，排刀多，质量很难保证。

3) 平压平模切时垫版要经常更换，尤其是加工长版活，因为切痕会影响新版式标签的模切质量。

4) 平压平模切时，模切力度要刚刚好，这就是师傅的调刀技术，有时候宁可切的浅一些。

5) 经常检查模切质量，尤其是自动贴标的标签。以避免出现大批量的质量问题。具体检测查方法是，用信 号笔在离型纸上涂抹，检查离型纸的切痕渗透情况。

6) 模切大面积、图案复杂的标签，要到专业厂家制作模切版，这样可保证模切精度。

7) 要保持刀刃的锋利，建立档案，记录每块模切版的使用情况，以便及时更换刀片。要用小角度、硬度高 的专用刀片模切薄膜压敏胶材料，尤其是 PE 材料。

三、压敏胶粘带的实用粘合性能

       正是压敏胶粘剂本身的粘弹性质以及对被粘物表面很好的润湿性质，才赋予压敏胶粘带对外压力敏感的粘 合特性。然而，对于压敏胶粘粘带的这种粘合特性，还可以用一些能够进行测试的实用粘合性能加以定量 地表征。

       这些实用粘合性能就是：初粘(tack)力T、粘合(adhesion)力A、内聚(cohesion)力．C 和粘基(keying) 力K。

       对于一个实用的压敏胶粘带来说 ， 这些性能之间 必须满足如下的要求 ：

       初粘力亦称快粘力，是指当压敏胶粘带的压敏胶面与被粘物表面以很轻的压力接触后、立即快速分离所表 现出来的抵抗分离的能力。一般即所谓用手指轻轻接触压敏胶面并立即移开时所显示出来的手感粘力。这 是压敏胶粘带所特有的一种实用粘合性能。

       粘合力是指用适当的外压力和时间进行粘贴后压敏胶粘带和被粘物表面之间所表现出来的、抵抗粘合界面 分离的能力。一般用压敏胶粘带的剥离强度试验来进行量度和表征。

       内聚力是指压敏胶粘带中压敏胶粘剂层本身的内聚力，即压敏胶粘剂层抵抗因外力作用而受到破坏的能 力。一般用压敏胶粘带持粘力试验来测量。

       粘基力是指压敏胶粘剂与基材或者压敏胶粘剂与底涂剂及底涂剂与基材之间的粘合力，压敏胶粘带进行剥 离强度测试中发生完全的胶层与基材脱开时所测得的剥离强度值即可视为粘基力的大小。正常情况下，压 敏胶的粘基力大于粘合力，所以无法测得此值。

       在实用的压敏胶粘带中，压敏胶粘带是制成卷盘状供应的，此时压敏胶粘剂被粘贴在基材背面上保护着， 压敏胶粘片材中的压敏胶粘剂则是被粘贴在隔离纸或隔离膜的防粘层面上保护着。使用时都必须首先解开 压敏胶粘带的盘卷或揭去隔离纸(或膜) 。

       因此，压敏胶粘剂与基材背而或隔离纸(或膜)的防粘层之间的粘 合力也是压敏胶粘带重要的实用粘合性能之一。这种粘合性能一般是用压敏胶粘带的解卷力测试或压敏胶 对隔离纸(或膜) 的剥离力测试来量度和表征的。

       上述几种实用的粘合性能之间如能满足公式T<a<c<k 漂浮的情况。

       可见，压敏胶粘带的上述几种实用粘合性能及其相互之间的关系，就是它们最重要也是最基本的性能。在 研究和制造压敏胶粘剂及其各种粘带时，首先必须考虑并满足这些基本性能的要求。

       当然，其它性能要求 ， 如压敏胶粘带的机械强度、柔韧性、透明性和色泽、电绝缘性能、耐热、耐燃、耐腐蚀、耐介质和耐大气 老化等，在选择基材和压敏胶粘剂的配方时也是必须考虑的。

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