اختبار الشريط اللاصق ASTM D3359

اختبار الشريط اللاصق ASTM D3359

أبرز النقاط

• يقيّم المعيار ASTM D3359 الالتصاق عبر قطع الطلاء ثم نزع شريط لاصق حساس للضغط عنه. وهو اختبار سريع ونوعي، ويتأثر بطريقة القطع والتثبيت والنزع على يد المشغّل.
• الطريقة A (القطع على شكل X) مخصصة للاستخدام الميداني والطلاءات الأكثر سماكة؛ أما الطريقة B (شبكة التقطيع المتقاطع) فمخصصة للمختبر والأغشية التي يقل سمكها عن نحو 125 µm (5 mils).
• الشريط جزء من الطريقة. فقد توقف إنتاج الشريط 3M Scotch 610 المحدد في الأصل، ولا يمكن مقارنة النتائج المستخرجة بأشرطة مختلفة.
• النتيجة 5B تثبت أن الطلاء صمد أمام هذا الشريط اليوم فحسب، ولا تدل على المتانة. لذا يُستحسن استكمالها باختبارات التآكل أو الرطوبة أو الالتصاق بعد التقادم.

اختبار الشريط اللاصق ASTM D3359

المعيار ASTM D3359، وهو طرق الاختبار القياسية لتقييم الالتصاق بالشريط اللاصق، إجراء لتقدير مدى التصاق طبقة الطلاء بالركيزة، وذلك بقطع الطبقة، ثم وضع شريط حساس للضغط فوق القطوع ونزعه، وتقدير كمية الطلاء المنزوعة على مقياس من 0 إلى 5. وُضع المعيار أصلاً للدهانات على المعادن، لكنه يُستخدم في قطاع البلاستيك فحصاً يومياً للأحبار والطلاءات والتشطيبات الزخرفية على القطع المقولبة والأغشية، ويعود ذلك في الأساس إلى أنه لا يحتاج إلا إلى شفرة ومسطرة ولفة شريط ومخطط مرجعي.

غير أن شيوعه هو نقطة ضعفه أيضاً. فالاختبار نوعي، ويجري القطع والنزع فيه يدوياً، والشريط نفسه متغير غير مضبوط ما لم يُحدَّد ويُسجَّل. وعند استخدامه بهذا الفهم يكون أداة فرز ممتازة؛ أما اعتماده مواصفة قبول/رفض دون ذكر الشريط والطريقة فيؤدي إلى خلافات بين المورّد والعميل لا يستطيع أي طرف حسمها.

الطريقتان

الطريقة A: القطع على شكل X

يُجرى قطعان بطول نحو 40 mm عبر الطلاء حتى الركيزة، يتقاطعان قرب منتصفيهما بزاوية تتراوح بين 30 و45 درجة. يوضع الشريط فوق نقطة التقاطع ويُمسح جيداً ثم يُنزع. وتُقدَّر النتيجة من 5A (لا تقشر ولا إزالة) نزولاً إلى 0A (إزالة تتجاوز مساحة الحرف X). والطريقة A مخصصة للطلاءات التي يزيد سمكها على نحو 125 µm (5 mils) وللاستخدام الميداني، حيث يصعب إجراء شبكة تقطيع دقيقة.

الطريقة B: شبكة التقطيع المتقاطع

تُجرى شبكة من ستة أو أحد عشر قطعاً متوازياً في كل اتجاه، فتنتج مربعات صغيرة. وتعتمد المسافة بين القطوع على سمك الغشاء الجاف: 1 mm للأغشية حتى نحو 50 µm (2 mils) و2 mm للأغشية التي يتراوح سمكها بين 50 و125 µm. أما الطلاءات الأسمك من 125 µm فتُختبر بالطريقة A. وبعد نزع الشريط تُفحص الشبكة وتُقدَّر كما يلي:

تفاصيل الإجراء التي تغيّر النتيجة

• يجب أن يصل القطع إلى الركيزة. فالشفرة الكليلة أو القطع السطحي يُبقيان الطلاء متصلاً تحت الشبكة ويرفعان التقدير زيفاً. وفي البلاستيك يهمّ الخطأ المعاكس أيضاً: فالحفر في ركيزة لينة يولّد إجهاداً ويبدأ تشققات لا علاقة لها بالالتصاق.
• تثبيت الشريط. يوضع الشريط في منتصف القطوع ويُمسح بالإصبع ثم يُفرك بقوة بممحاة قلم رصاص أو أداة مشابهة لضمان تلامس كامل. فالهواء المحبوس أو المنطقة غير المفروكة يعطيان نزعاً ضعيفاً ونجاحاً كاذباً.
• مدة التثبيت والنزع. ينص المعيار على نزع الشريط خلال فترة قصيرة بعد وضعه (نحو 90 ثانية)، وسحبه بسرعة على نفسه بزاوية أقرب ما تكون إلى 180 درجة. فالنزع البطيء أو بزاوية منخفضة يقلل الإجهاد الواقع على الطلاء ويرفع التقدير مرة أخرى.
• الفحص. تُمنح التقديرات بالمقارنة مع الصور المرجعية في المعيار تحت إضاءة جيدة، ويُفضّل أن يجريها مشغّل لا يعرف أي عينة هي أي عينة.
• إعداد التقرير. الطريقة، وسمك الغشاء الجاف، وعلامة الشريط ومنتجه، وعدد التكرارات، والتقدير لكل منها. والتقدير دون ذكر الشريط بجانبه ناقص.

أي شريط: 3M 610 أم 600 أم 810

ذكرت الإصدارات السابقة من المعيار منتجاً بعينه: 3M Scotch 610، وهو شريط حساس للضغط شبه شفاف بعرض 25 mm. وعندما أوقفت 3M إنتاج 610 أصبح Permacel P-99 البديل الأوسع استخداماً وأُشير إليه بدوره؛ وهو أيضاً لم يعد يُنتج. ولم تعد الإصدارات الحالية من D3359 تربط الطريقة بمنتج واحد. فالشريط يُتفق عليه بين الطرفين ويُذكر مع النتيجة، ويصرّح المعيار بأن قوة الالتصاق تختلف من شريط إلى آخر، ولذلك لا يمكن مقارنة النتائج المستخرجة بأشرطة مختلفة.

عملياً، تستأثر ثلاثة أشرطة بمعظم ما تستخدمه المختبرات فعلاً:

• الشريط 3M Scotch 600 شريط شفاف لامع للأغراض العامة، وهو الخيار الحالي الشائع للأعمال الرسمية وفق D3359، وهو عموماً الأشد التصاقاً بين الثلاثة.
• الشريط 3M Scotch Magic 810 هو الشريط «الخفي» غير اللامع الموجود على كل مكتب، ويُستخدم على نطاق واسع في فحوص التصاق الأحبار غير الرسمية على أرضية الإنتاج. والتصاقه عموماً أقل من 600، فالطلاء الذي ينجح مع 810 لا ينجح بالضرورة مع 600.
• الشريط 610 المتوقف إنتاجه ما زال يظهر في المواصفات وتعليمات العمل القديمة. ينبغي تحديث المواصفة التي تشترط 610 لتسمّي شريطاً متاحاً للشراء، مع بيانات ارتباط إن أُريد نقل النتائج التاريخية.

المقصود ليس أن شريطاً بعينه هو الصحيح، بل أن الشريط معامل اختبار، تماماً كالمسافة بين القطوع، ولا معنى للنتيجة إلا بجانبه.

استخدام D3359 على البلاستيك والأحبار المطبوعة

على القطع المقولبة والأغشية، يكون اختبار الشريط عادةً فحصاً للمعالجة الأولية بقدر ما هو فحص للطلاء. فالقطعة التي تحصل على 0B أو 1B مع انفصال مربعات كاملة بنظافة عن الركيزة تعاني مشكلة في السطح البيني: انخفاض طاقة السطح، أو تلوثاً، أو مادة فصل من القالب، أو هجرة إضافات، أو طبقة حدية ضعيفة. وهذا فشل التصاقي، وعلاجه في المراحل السابقة، أي في المعالجة الأولية للسطح أو التنظيف، لا في الحبر. أما التقشر المقتصر على حواف القطوع ونقاط تقاطعها فيشير إلى غشاء هش أو مفرط المعالجة يفشل تماسكياً عند تركّز الإجهاد الذي أحدثته الشفرة. ويتناول دليلنا حول أسباب فشل الوصلات اللاصقة على البلاستيك التمييز بين الفشل الالتصاقي والفشل التماسكي.

وتنطبق نقطتان إضافيتان على البلاستيك المطبوع. أولاً، تُختبر الأحبار عادةً فور الطباعة، ثم مجدداً بعد المعالجة الكاملة وبعد التعرض للظروف البيئية، لأن الأحبار المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية والأحبار ثنائية المكوّن تواصل اكتساب الالتصاق أو فقدانه لساعات أو أيام. ثانياً، بالنسبة إلى التغليف المرن المطبوع يصف المعيار ASTM F2252 ممارسة للشريط كُتبت خصيصاً للأحبار على الركائز المرنة، وكثيراً ما يكون المرجع الأنسب. وحيثما يلزم رقم لا تقدير، يحل اختبار قوة الانتزاع وفق ASTM D4541 أو عينة القص بالتراكب محل اختبار الشريط؛ وتُناقش المفاضلات في Techniques for Measuring Adhesion and Abrasion Durability of Coatings and Inks.

تفسير النتيجة

تشترط المواصفات الإنتاجية للأحبار والطلاءات الزخرفية على البلاستيك عادةً 4B أو أفضل، مع توقع 5B على الأسطح المعالجة أولياً جيداً. تعاملوا مع التقدير بوصفه أداة فرز: فالنتيجة 5B اليوم تخبركم بأن الطلاء ملتصق الآن، بهذا الشريط، وعند درجة الحرارة هذه. ولا تخبركم بما سيحدث بعد 500 ساعة من الرطوبة، أو دورة غسل في غسالة الصحون، أو عام في مقصورة سيارة. لذا استكملوا اختبار الشريط باختبارات التآكل والمواد الكيميائية والظروف البيئية التي يتعرض لها التطبيق فعلاً، واستخدموه أثناء التطوير للمقارنة بين المعالجات الأولية جنباً إلى جنب، حيث تكون سرعته ميزة حقيقية.

مصطلحات ومراجع ذات صلة

• تقنيات قياس الالتصاق ومتانة الطلاءات والأحبار ضد التآكل
• طاقة السطح
• زاوية التلامس
• حالات فشل الوصلات اللاصقة على البلاستيك
• الطباعة النفاثة للحبر على البلاستيك

التطبيق في الإنتاج

تقدم The Sabreen Group دعماً هندسياً مستقلاً لالتصاق الأحبار والطلاءات على البلاستيك، بدءاً من اختيار المعالجة الأولية وحتى تحديد طريقة الاختبار وتحليل الأعطال. وإذا كنتم تعدّون مواصفة للالتصاق، أو تؤهلون معالجة أولية، أو تحققون في عطل ميداني، فبإمكان فريق الخدمات الهندسية لدينا مساعدتكم. اتصلوا بنا لمناقشة تطبيقكم.

الأسئلة الشائعة

ما هو اختبار الشريط اللاصق ASTM D3359؟

طريقة قياسية لتقدير التصاق الطلاء بقطعه حتى الركيزة، ووضع شريط حساس للضغط فوق القطوع، ثم نزعه وتقدير كمية الطلاء المنزوعة على مقياس من 0 إلى 5. وهو سريع ونوعي، ويُستخدم على نطاق واسع للأحبار والطلاءات على البلاستيك.

أي شريط يحدده المعيار ASTM D3359؟

تاريخياً 3M Scotch 610، ثم Permacel P-99، وقد توقف إنتاجهما كلاهما. وتشترط الإصدارات الحالية أن يتفق الطرفان على شريط ويذكراه مع النتيجة، لأن الالتصاق يختلف بين الأشرطة ولا يمكن مقارنة النتائج بينها. والشريط 3M 600 هو الخيار الرسمي الشائع، أما Magic Tape 810 فشائع للفحوص غير الرسمية.

ما الفرق بين الطريقة A والطريقة B؟

تستخدم الطريقة A قطعاً واحداً على شكل X، وهي مخصصة للاستخدام الميداني والطلاءات التي يزيد سمكها على نحو 125 µm. وتستخدم الطريقة B شبكة تقطيع متقاطع بمسافة 1 mm أو 2 mm، وهي مخصصة للاختبار المخبري للأغشية الأرق.

ماذا يعني التقدير 5B؟

لم يُنزع أي طلاء وحواف القطوع ملساء تماماً. أما 4B فيسمح بانفصال رقائق صغيرة عند نقاط التقاطع تقل عن 5% من مساحة الشبكة. وتشترط معظم المواصفات الإنتاجية للأحبار على البلاستيك 4B أو أفضل.

هل يكفي اختبار الشريط لتأهيل حبر أو طلاء؟

لا. فهو يؤكد الالتصاق لحظة الاختبار وبشريط واحد. ويجب اختبار المتانة ضد التآكل والمواد الكيميائية والرطوبة والحرارة بشكل منفصل، وحيثما يلزم رقم كمي تُستخدم طريقة الانتزاع أو القص بالتراكب بدلاً منه.

---