ليبل جزء جدانشدني بسته‌بندي‌هاي امروزي است، البته به‌شرط آنکه خوب به بسته‌بندي چسبيده باشد. چسب‌ها در بسته‌بندي‌هاي امروز بايد ويژگي‌هاي زيادي علاوه بر خاصيت اصلي خود داشته باشند؛ بي‌خطر، دوستدار محيط‌زيست و حامي يکدستي و خواب خوب ليبل روي بسته‌بندي.
مقاله حاضر نگاهي دوباره است به موقعيت چسب در ليبل‌گذاري که پيش از اين به صورتي مشروح‌تر در ماهنامه صنعت چاپ به خوانندگان عرضه شده بود.
براي رسيدن به يك زبان مشترك لازم است مفاهيم اوليه از قبيل چسبندگي، چسب‌هاي حساس به فشار، انواع و تقسيم‌بندي چسب‌ها به‌درستي تعريف شود تا در بحث‌هاي بعدي و هنگام استفاده از دستورالعمل‌ها دچار اشتباه نشويم.
چسبندگي
طبق تعريف، چسبندگي عبارت است از حالتي كه دو سطح از دو جسم (كه چسبنده ناميده مي‌شوند) توسط نيروهاي فصل مشترك از نوع نيروهاي والانسي يا ارتباط مكانيكي يا تركيبي از آن‌ها، به هم متصل شوند. در هنگام چسبندگي، چسب بايد بتواند سطح را به‌اندازه كافي مرطوب كند تا پيوند بين دو سطح به‌طور كامل برقرار شود.
چسب‌هاي حساس به فشار
اين چسب‌ها در ليبل‌هاي پشت چسب‌دار مورداستفاده قرار مي‌گيرند و به‌اندازه كافي توانايي خيس كردن دو سطح را دارا هستند و به‌صورت جامد هم‌چسبي لازم را دارند. اين دسته از چسب‌ها داراي مواد ويسكوالاستيك هستند تا با اندكي فشار بتوانند سطح مقابل را مرطوب کنند و درعين‌حال هم‌چسبي كافي براي استحكام متوسطي را فراهم آورند تا با حذف فشار خارجي دو سطح از يكديگر جدا نشوند.
كيفيت چسب
كيفيت يك ليبل خودچسب به ارتباط بين دو عامل چسبندگي Adhesion (نيروي چسبندگي بين سطح موردنظر و لايه چسب) و هم‌چسبي Cohesion (نيروي چسبندگي بين مولكول‌هاي چسب) بستگي دارد. آنچه بيشتر موردتوجه است عامل چسبندگي است ولي برخي از مشكلات نيز در اثر عدم تعادل بين عامل هم‌چسبي و كاربرد ليبل به وجود مي‌آيد.
به‌عنوان‌مثال اگر بخواهيم فيلم‌هاي محافظتي داشته باشيم بايد چسب به‌کاررفته چسبندگي كم ولي هم‌چسبي بالا داشته باشد و يا در نوارچسب‌هاي بسته‌بندي هم چسبندگي بالا و نيز هم‌چسبي بالا هر دو مورد نياز است. در ليبل‌هاي خودچسب دائمي چسبندگي بالا موردنياز است تا بتواند به هر سطحي به‌راحتي بچسبد ولي هم‌چسبي بايد به‌اندازه‌اي باشد كه در هنگام برش ليبل با تيغ اثري از چسب بر روي تيغ، نماند.
انـواع چــسب در لـيـبــل‌هـاي خودچسب
سه نوع چسب ازنظر بسپارش و اعمال چسب براي توليد ليبل‌هاي خودچسب به كار مي‌رود:
۱- به‌وسيله تبخير حلال
۲- به‌وسيله تكنيك ذوب (Hot Melt)
۳- به‌وسيله فعل‌وانفعالات شيميايي بدون حلال (چسب‌هاي دو جزيي يا UV)
انـواع چـسـب ازنظر قـدرت چسبندگي
چسب‌ها ازنظر استحكام و قدرت چسبندگي به سطوح، به دو دسته اصلي دائمي Permanent و قابل برداشتن (قابل كندن) Removable تقسيم مي‌شوند.
۱- چسب دائمي Permanent:
الف: دائمي چندمنظوره (General Purpose Permanent): اين دسته از ليبل‌ها به‌راحتي از روي سطح جدا نمي‌شوند مگر اين‌كه با حلال و يا خراشيدن، آن‌ها را از بين ببريم. اين دسته از چسب‌ها براي انواع مختلفي از سطوح مانند كارتن، مقوا، كاغذ و سطوح پلاستيكي به كار مي‌روند ولي براي هر كاربردي توصيه نمي‌شوند. اين نوع چسب‌ها در محدوده دماي ۰ تا ۸۰ درجه سانتي‌گراد كاربرد دارند.
ب: دائمي فوق‌العاده
(Extra Permanent): در مواقعي كه چسب‌هاي دائمي عادي چسبندگي لازم را ندارند و به چسب‌هاي قوي‌تر نياز باشد به كار مي‌روند. اين چسب‌ها چسبندگي اوليه (initial tack) بالايي دارند و قدرت چسبندگي آن‌ها براي سطوح لاستيكي مانند تايرها، باطري‌ها و سطوح چوبي و الوار بسيار مناسب است.
ج: مـحـدوده حـرارتي وسيـع
(wide temperature):
اين چسب‌ها در محدوده حرارتي زير صفر درجه و بالاي ۸۰ درجه سانتي‌گراد كاربرد دارند؛ و بعد از گذشت ۲۴ ساعت به چسبندگي دائمي مي‌رسند.
دارويي (Pharmaceutical):
اين چسب‌ها از نوع دائمي با چسبندگي اوليه بسيار بالا براي سطوح شيشه‌اي و پلاستيكي مانند سرم‌ها و ويال (Vial) طراحي‌شده‌اند كه در اثر مرور زمان به‌هيچ‌وجه از روي ظرف جدا نمي‌شوند.
۲-چـــسـب‌هــاي قــابــل بـرداشـتـن Removable:
الف: چندمنظوره(General Purpose Removoble): اين چسب‌ها بدون اين‌كه اثري به‌جا گذارند از روي سطوح برداشته مي‌شوند. بسته به درجه چسبندگي، اين چسب‌ها مي‌توانند به سطحي كه چسبيده‌اند (مانند سطوح چوبي) آسيب برسانند. اين چسب‌ها در شرايط آب‌وهوايي خاص يا پس از گذشت مدت‌زمان خاصي مي‌توانند حالت دائمي پيدا كنند.
ب: قـابـــل جــابـجــايــي (Ultra-removable Repositionable):
اين دسته از چسب‌ها اين امكان را دارند كه به‌راحتي بتوان آن‌ها را از يك سطح برداشت و به سطح ديگر يا جاي ديگري چسباند بدون آنكه خراب شوند يا اثري از خود به‌جاي گذارند. اين ليبل‌ها را مي‌توان بارها و بارها كند و جابه‌جا كرد بدون آنكه خراب شوند. اين ليبل‌ها معمولا براي روي شيشه، كريستال و چيني به كار مي‌روند و باگذشت زمان چسبندگي آن افزايش نيافته و حالت دائمي پيدا نمي‌كنند.
ج: منجمدکننده (Freezer):
اين ليبل‌ها در دماي معمولي قابل جابجايي هستند ولي در دماي زير صفر به‌سختي جدا مي‌شوند.
د: نساجي(Textile):
اين چسب‌ها به‌راحتي از روي الياف جدا مي‌شوند. اگر براي مدت زيادي روي الياف بمانند ممكن است اثر داغي روي سطح بگذارند. اين چسب‌ها نبايد روي سطوح مخملي، خز، جير، چرم يا پلاستيك به كار روند، زيرا ممكن است به اين سطوح آسيب برساند. تست قبل از كاربرد ضروري است.
البته ممكن است توليدكنندگان مختلف نام‌گذاري ديگري براي اقسام چسب داشته باشند يا براي كاربردهاي خاص چسب‌هاي ديگري استفاده شود.
چه چسبي براي چه‌کاري؟
چسب مورداستفاده بايد با كاربرد ليبل و شرايط محيطي ليبل مطابقت داشته باشد. براي سفارش ليبل خودچسب موارد زير را بايد مدنظر داشت و در موقع سفارش ليبل، آن‌ها را اعلام نمود:
– مشخصات سطحي كه ليبل قرار است بر روي آن نصب شود؛ مانند بافت، شكل و ماده‌اي كه سطح از آن تشکيل‌شده است.
– شرايط بستر ظرف در هنگام چسبيدن ليبل مانند دما، رطوبت، چربي و كثيفي سطح.
– شرايط آب و هوايي كه ليبل در طول مدت مصرف در آن شرايط قرار مي‌گيرد؛ مانند رطوبت، حداكثر و حداقل دما و آب‌وهوا (شرايط اقليمي)
– جنس بستر چاپي يا سطح ليبل
– نحوه الصاق ليبل به سطح ظرف
– مدت‌زماني كه ليبل روي ظرف بايد بماند (طول عمر چسب)
– مدت‌زمان لازم براي جابجايي ليبل قبل از رسيدن به حالت چسبندگي دائمي
– استانداردهاي آزمودن چسبندگي.
تا اينجا با اطلاعات كلي در مورد چسب و چسبندگي در ليبل‌هاي پشت چسب‌دار (خودچسب) آشنا شديم. ولي هنوز راه‌حلي را براي رسيدن به شرايط مطلوب و استاندارد چسبندگي ارائه نكرده‌ايم. همان‌گونه كه در بين مطالب اشاره شد، ليبل‌هاي خودچسب داراي دو فاكتور ظاهري در چسبندگي هستند: چسبندگي اوليه و چسبندگي نهايي (final tack). چسبندگي اوليه در هنگام تماس به سطح ظاهر مي‌شود و پس از گذشت چند ده دقيقه يا ساعت چسبندگي به حداكثر خود مي‌رسد (چسبندگي نهايي). براي سنجش ميزان چسبندگي اوليه و نهايي، روش‌هاي استانداردي وجود دارد كه برخي از آن‌ها به وسايل اندازه‌گيري آزمايشگاهي دقيق نياز دارد ولي برخي از آن‌ها را مي‌توان با روش‌هاي ساده‌تري كه در چاپخانه‌ها قابل‌استفاده است، به كار برد.
سطوح استاندارد براي تست
هر ليبل ممكن است در عمل به سطوح مختلفي بچسبد. اين سطوح در استاندارد ASTM – LC به‌صورت زير طبقه‌بندي‌شده است كه بسته به نوع سطحي كه بايد ليبل روي آن بچسبد از يكي از سطوح زير استفاده مي‌شود.
PM-1: پلي‌پروپيلن
PM-2: پلي‌استر
PM-3: پلي استايرن
۴- PM: HDPE
۵- PM: PVC
M M-1: استيل
M M-2: آلومينيوم خش‌دار
آزمون استاندارد ASTM D2860-90 براي قدرت چسبندگي
اين روش قدرت چسبندگي ليبل خودچسب را در زاويه ۹۰ درجه مورد آزمون قرار مي‌دهد. براي انجام تست يك قطعه از ليبل خودچسب را به‌اندازه ۱ اينچ در ۵/۲ اينچ برش مي‌زنيم و با يك نورد لاستيكي استاندارد ۳M مدل
P.A.-1 بـر روي سطـح PM-1 مي‌چسبانيم. P.A.-1 ابزاري است براي چسباندن سطوح خودچسب كه با فشار استاندارد مورد استفاده قرار مي‌گيرد. در صورت عدم دسترسي به اين ابزار، مي‌توان از نوردهاي معمولي (رولرهاي دستي) با وزن مشخص مثلاً ۲۵۰ گرم كه بدون فشار اضافي توانايي الصاق ليبل را داشته باشد، استفاده كرد. بعدازآن براي مدت ۷ روز در شرايط استاندارد ۲۵ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۵۰ درصد ليبل را نگهداري مي‌كنيم. پس‌ازاين مدت در انتهاي آزاد ليبل خودچسب، وزنه ۲۰۰ گرمي آويزان كرده و پس از ۱۰ دقيقه شرايط را كنترل مي‌كنيم. در اين حالت اگر ميزان كنده شدن (جابه‌جايي) ليبل زير ۱۰ ميلي‌متر باشد، چسبندگي ليبل موردقبول است و در غير اين صورت قابل‌قبول نيست. اين آزمون روي سه نمونه تكرار مي‌شود.
آزمون تست
ASTM D2860 – 90 اصلاح‌شده براي قدرت چسبندگي پس از كهنه شدن (Aging)بعد از اين‌كه ليبل آزمون قبلي را پشت سر گذاشت بايد مطمئن شويم كه ليبل در شرايط عادي و باگذشت زمان و در طول مدت عمر خود هنوز از قدرت چسبندگي لازم برخوردار است و از روي ظرف جدا نمي‌شود.
براي انجام اين تست درست مانند قبل يك قطعه ۱ اينچ در ۵/۲ اينچ را برش مي‌زنيم و با نورد استاندارد ۳M مدل P.A.-1 بر روي سطح PM-1 مي‌چسبانيم. بعد ليبل چسبيده شده را در شرايط ۸۰ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۵۰ درصد به مدت ۲۸ روز نگه مي‌داريم. در پايان مدت كهنگي، نمونه را به مدت ۲۴ ساعت در شرايط استاندارد ۲۵ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۵۰ درصد نگهداري كرده و در پايان اين مدت تست كنده شدن ۹۰ درجه را مانند روش قبل اجرا مي‌كنيم. اگر در پايان اين مدت ميزان كنده شدن ليبل (جابه‌جايي) كمتر از ۱۰ ميلي‌متر باشد چسبندگي قابل‌قبول است. در غير اين صورت چسبندگي قابل‌قبول نيست. اين تست بايد روي سه نمونه تكرار شود.
آزمون خم برداشتن (Curling) لـبـه لـيـبــل از روي ظــرف يا باز شدن آن
ليبل‌ها نبايد هيچ نشانه‌اي از خم برداشتن لبه، بازشدگي، چروك شدن يا شيره دادن (Oozing) چسب در لبه‌ها داشته باشند. براي انجام اين تست سه نمونه در ابعاد ۲۵/۱ اينچ در ۲۵/۱ اينچ برش مي‌زنيم؛ و آن را روي يكي از سطوح استاندارد LC به‌وسيله رول استاندارد ۳m مدل P.A.-1 مي‌چسبانيم. سپس نمونه‌ها را در شرايط كهنگي ۸۰ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۵۰ درصد به مدت ۲۸ روز نگهداري مي‌نماييم.
در پايان اين مدت ليبل‌ها با ابزار مشاهده مورد آزمون قرار مي‌گيرند و نبايد هيچ نشانه‌اي از خم‌شدگي، چروكيدگي، بازشدن يا شيره دادن در آن مشاهده شود. در غير اين صورت چسب و ليبل از كيفيت لازم برخوردار نيستند.
مقاومت در برابر عوامل شيميايي
به روش غوطه‌وري
در بسياري از مواقع در اثر نشت مواد شيميايي يا شوينده، ليبل از روي ظرف كنده مي‌شود. براي تست قدرت چسبندگي ليبل در اثر تماس با مواد شيميايي به روش غوطه‌وري با ادغام روش تست استاندارد
ASTM D2860 -90 با روش تست استاندارد FM17 روش تست زير پيشنهاد مي‌شود. البته اين روش مي‌تواند با توجه به امكانات آزمون در محيط چاپخانه تغيير كند.
براي انجام اين تست سه نمونه در ابعاد ۱ اينچ در ۵/۲ اينچ آماده مي‌كنيم. با رول ۳M مدل P.A.-1 نمونه را به يك سطح شيشه‌اي مسطح مي‌چسبانيم. سپس در دماي ۲۵ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۵۰ درصد، نمونه چسبيده شده را در محلول موردنظر به مدت ۲۴ ساعت به‌صورت كامل غوطه‌ور مي‌كنيم. بعد از مدت مذكور نمونه را از محلول درآورده و پس از آب‌كشي، آن را با استفاده از دستمال و كاغذ خشک‌کن رطوبت‌گيري مي‌كنيم، به صورتي كه سطح ليبل و نمونه داراي هيچ رطوبتي نباشـد. پس از يك ساعـت، روش تسـت
ASTM D2860 -90 را مانند آنچه در ابتدا گفته شد اجرا مي‌كنيم. نمونه دوم را پس از خشك شدن و بعد از مدت ۲۴ ساعت در دماي ۲۵ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۵۰ درصد مورد آزمون با روش
ASTM D2860 -90 قـرار مي‌دهيم. در تمام نمونه‌هاي به‌دست‌آمده درصورتي‌که ميزان كنده شدن ليبل كمتر از ۱۰ ميلي‌متر باشد نمونه موردقبول با مقاومت چسبندگي خوب است و اگر تا ۱۵ ميلي‌متر باشد نمونه داراي مقاومت چسبندگي متوسط و مقدار كنده شدن بيش از آن داراي مقاومت چسبندگي كم است.
اندازه‌گيري چسبندگي اوليه با روش سطح شيب‌دار
اين روش اندازه‌گيري بيشتر براي نوارچسب به كار مي‌رود، ولي براي اندازه‌گيري چسبندگي اوليه ليبل‌هاي خودچسب نيز مي‌توان از آن استفاده كرد. در اين روش ليبل را از نقطه معيني از سطح شيب‌دار چسبانده و از محل مشخصي، روي سطح شيب‌دار ساچمه (گوي استيل) را بر روي آن حركت مي‌دهند. گوي با استفاده از نيروي ثقل و جرمي خودروي سطح شيب‌دار حركت مي‌كند. در اثر نيروي چسبندگي بين چسب و گوي بعد از طي مسير مشخصي، گوي روي چسب مي‌چسبد و از حركت بازمي‌ماند. مسافتي كه گوي طي مي‌نمايد نشان‌دهنده قدرت چسبندگي است. هرچه مسير كوتاه‌تر باشد قدرت چسبندگي بيشتر است. از اين روش مي‌توان براي مقايسه چسبندگي اوليه بين چند نوع ليبل مختلف به‌راحتي استفاده نمود.
روش‌هاي استاندارد ديگر:
البته روش‌هاي استاندارد ديگري براي ليبل‌ها وجود دارد كه نياز به دستگاه‌هاي اندازه‌گيري دقيق دارند و در بسياري از چاپخانه‌ها در ايران قابل اجرا نيستند. اين روش‌ها توسط FINAT تهيه‌شده و در مجموعه‌اي به نام FINAT Test Methods for self adhesive materials ارائه‌شده است. در زير به‌صورت خلاصه روش‌هاي استاندارد مربوط به آزمون‌هاي چسبندگي معرفي‌شده‌اند:
FTM1: اندازه‌گيري نيروي كنده شدن چسب در زاويه ۱۸۰ درجه و با سرعت ۳۰۰ ميلي‌متر در دقيقه
FTM2: اندازه‌گيري نيروي كنده شدن چسب در زاويه ۹۰ درجه و با سرعت ۳۰۰ ميلي‌متر در دقيقه
FTM3: تست جدا شدن از زيره سيليكون در سرعت پايين
FTM4: تست جدا شدن از زيره سيليكون در سرعت‌بالا
FTM9: تست قدرت چسبندگي به روش حلقه
FTM12: اندازه‌گيري گرماژ لايه چسب
FTM16: مقاومت چسب در برابر عوامل شيميايي به روش نقطه‌اي
FTM17: مقاومت چسب در برابر عوامل شيميايي به روش غوطه‌وري
نتيجه‌گيري
براي ارزيابي چسبندگي كاغذهاي پشت چسب‌دار، روش‌هاي معيني بر اساس استانداردهاي بين‌المللي و يا روش‌هاي تست ملي آمريكا و اروپا، تدوين شده است. ولي به‌هرحال مي‌توان از آن به‌عنوان پايه‌اي براي رسيدن به يك استاندارد بومي و محلي استفاده كرد. اين استانداردها هرچه باشند بايستي بين توليدكننده و مصرف‌كننده به‌عنوان يك روش، موردتوافق قرار گيرد تا بتوان به كيفيت مطلوب دست يافت.
سفارش‌دهنده در هنگام سفارش بايد تمام شرايط مصرف و آزمون‌هاي موردنظر خود را به توليد‌کننده بازگو كند و در نظر داشته باشد كه توليدكننده ايراني با توجه به محدوديت‌ها شايد نتواند از روش‌هاي خاص او استفاده كند. پس روشي كه براي كنترل به كار خواهيم برد بايد در توان هر دو طرف مساله باشد. برخي از روش‌ها ممكن است ابتكاري و به‌صورت تجربي به‌دست‌آمده باشد و مورد استفاده قرار گيرد يا تركيبي از روش‌هاي استاندارد ديگر باشد.
نكته آخر اين‌كه بايد در قبول يا رد نتايج به‌دست‌آمده در نظر داشت، ميزان سخت‌گيري يا به‌عبارت‌ديگر بازه قابل‌قبول باشد. در شروع بهتر است اين بازه از محدوده‌اي با تلرانس‌هاي قابل‌قبول (بزرگ‌تر از استانداردهاي جهاني) در نظر گرفته شود و در ادامه با به‌دست آوردن تجربه بيشتر، اين تلرانس‌ها كمتر و نتايج به‌صورت سخت‌گيرانه‌تر موردبررسي قرار گيرد.
