装饰塑料的耐磨、耐化学品及耐防晒霜测试
要点总结
- 附着力测试无法预测磨损。一个图案可以通过所有胶带测试，却在六个月后被拇指蹭得无影无踪。
- 防晒霜和洗手消毒液才是手持类产品真正接触的化学品，而它们几乎从不出现在规格中。
- 使磨损方式与使用情况匹配：旋转式、线性和擦拭测试对表面的损伤方式各不相同。
- 应测试包含任何面漆在内的最终装饰表面，因为面漆提供了大部分耐久性。
装饰塑料表面很少因剥落而失效。它们的失效方式是在手持过程中被磨掉，被人用错误的产品清洁时软化，或在沾有防晒霜的手反复触摸处溶解。围绕附着力测试建立的验证项目，测量的并不是真正面临风险的那项性能。
附着力与耐久性是不同的性能
胶带或划格测试问的是涂层是否附着在基材上。这是一项必要的性能，却是预测使用寿命的糟糕指标，因为常见的失效路径根本不涉及脱离：涂膜被磨损自上而下逐渐去除，或被化学降解到可以擦掉的程度。
因此，印刷图案可以在验证的每个阶段通过所做的每一项附着力测试，却在一件被人们手持的产品上使用八个月后变得无法辨认。规格自始至终测量的都是错误的东西。
选择磨损方式
磨损不是单一现象，标准方法对表面造成的损伤各不相同。
使用带负载轮的旋转磨损，在圆形路径上施加滑动与滚动相结合的接触，产生可重复且应用广泛的一般性磨损结果。它适用于平面区域和比较性工作。
线性磨损使磨料沿路径往复运动，更能代表擦拭、滑动接触和定向磨损，并可用于较小且有轮廓的区域。
采用规定的布、载荷、介质和行程次数的受控擦拭测试，最能代表清洁和手部接触，尤其是当介质是实际的清洁产品而非干磨料时。
选择与真实损伤相似的方式很重要，因为结果在不同方式之间无法互相转换。对旋转磨损表现良好的涂层，对溶剂擦拭可能表现很差，而产品会遇到用户使用的是哪一种。
真正接触产品的化学品
耐化学性清单往往列出溶剂和工业流体，却遗漏了在消费品、医疗和汽车内饰产品上引起大多数现场失效的物质。
防晒霜是最臭名昭著的。其成分会强烈侵蚀许多涂层和印刷膜，它沾在手上，转移到表面并停留在那里。户外使用或夏季手持的产品会经常遇到它。
洗手消毒液在医疗、酒店和消费环境中已无处不在，高酒精配方会使许多油墨和涂层体系软化，反复接触时尤其如此。
含避蚊胺（DEET）的驱虫剂对塑料和涂层的破坏异常严重。
医疗场所的清洁和消毒产品涉及与季铵化合物、醇类、过氧化物和漂白液的反复接触，往往每天多次，持续多年。
护手霜、化妆品和食用油脂会经常转移到被手持的产品上。
将这些物质加入清单几乎不花什么成本，却能使测试项目大大贴近实际。测试方法同样重要：固定时间的点滴暴露测试的是一回事，而用带负载的布反复擦拭测试的则是实际发生的化学侵蚀与机械作用的组合。
测试出厂时的表面
当装饰表面带有保护性面漆时，产品大部分的耐磨和耐化学性都由该面漆提供。不带面漆测试印刷层，测量的是顾客永远不会接触的表面，得到的结果悲观到毫无用处。
反过来，测试必须包括面漆最薄的位置——边缘、拐角、凸起特征、装饰区域的边界——因为失效正是从那里开始的。试验板平坦的中心区域会系统性地高估性能。
规定条件，使结果有意义
耐磨和耐化学性测试标准留下了大量空白，不同的选择会产生不同的数字。引用某方法却不固定其选项的规格，会在供应商与客户的实验室之间引发争议，而这种争议双方都完全合理。
需要说明的条件包括：磨料或布的类型及其更换或修整周期；施加的载荷；循环次数或持续时间；线性方法的行程长度和速度；测试前的试样调节；化学品、其浓度和接触方式；以及评定标准——失效是以可见变化、测得的光学性能还是以可读性来定义。
磨料状态尤其需要注意。磨轮和布会随使用而退化，使用严重磨损磨料的实验室，其结果会系统性地优于使用新材料的实验室。规定更换间隔，才能使结果在不同时间和不同场所之间具有可比性。
建立具有区分力的项目
开发期间耐久性测试的目的是在各方案之间做出选择，这要求测试能够将它们区分开来。如果每个候选方案都通过，这个项目就没有为决策提供任何信息。
进行到失效而不是到固定终点，是最有效的改变：报告每个候选方案变得不可接受时的循环次数，既可对它们排序，又能量化裕度，而三者在 500 次循环时全部通过则什么也说明不了。如果生产需要固定的验收标准，可以在事后了解临界点的真实位置后再设定。
第二项是组合应力：先老化样品，再磨损，然后暴露于化学品，这比对新试样进行三个独立测试更能再现真实产品所经历的顺序。每项测试单独通过却在序列测试中失败的涂层很常见，在开发期间发现这一点远比事后发现便宜得多。
一致地评估结果
大多数耐久性项目中最薄弱的环节不在暴露，而在事后的判断。除非标准有明确定义，否则“不可接受”只是一种意见，而不同的评估者在逐渐磨损的图案上划定的界线各不相同。
在可行的情况下，仪器评估可以消除这种模糊性。暴露前后测得的光密度或对比度可直接量化损失。光泽测量可捕捉先于可见磨损出现的表面退化。颜色测量可量化紫外线和化学暴露引起的色变。对于机读码，暴露前后的验证等级是自然的衡量标准，并且已经标准化。
在无法避免目视评估时，它需要与任何其他属性测量相同的规范：定义验收界线的参考样品、受控的观察条件和距离、不止一名评估者，以及定期检查评估者之间以及评估者自身前后的一致性。没有这些，耐久性项目可以产生大量数据，却仍无法可靠地区分哪种涂层持久、哪种不持久。
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常见问题
为什么附着力测试不足以评估装饰表面？
因为它测量的是涂层是否附着，而不是它能否经受多年的触摸、清洁和摩擦。磨损会从附着良好的涂膜上逐渐去除材料，化学侵蚀则使其软化或溶解。两者都会导致整个图案消失，而这样的表面在胶带测试中却始终能够通过。
应使用哪种耐磨测试？
与实际使用损伤相似的那一种。使用带负载轮的旋转磨损适用于平面区域的一般磨损；线性磨损更能代表沿单一方向的擦拭和摩擦；采用规定的布、载荷和介质的受控擦拭测试最能代表清洁和手持。使用错误的方式会得到与现场性能不相关的数字。
应包含哪些化学品？
产品实际接触到的那些，它们往往超出规格范围。对于手持的消费品和医疗产品，这意味着防晒霜、驱虫剂、洗手消毒液、护手霜、清洁喷剂和消毒湿巾。对于汽车内饰，还要加上清洁产品以及从相邻材料迁移出来的增塑剂。
应对面漆还是对图案进行测试？
应对出厂时的最终表面进行测试，包括任何保护性面漆，因为面漆提供了大部分耐磨和耐化学性。测试未受保护的印刷层，测量的是顾客永远不会触碰的东西，并会大幅低估耐久性。
如何使不同实验室的结果具有可比性？
通过规定标准中留空的每一项条件：磨料类型及其更换周期、施加的载荷、循环次数、行程长度和速度、试样调节以及评定标准。仅磨料批次不同就可能使结果出现可测量的变化，这正是在条件未完全匹配的情况下进行实验室间比对不可靠的原因。
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