感壓膠之基礎技術 3M Taiwan C.T.C. 东莞联和电子有限公司 唐先生：13724584921
兩大信條 四元素
兩大信條 PSA=Adhesion+Cohesion 膠帶=黏性+結構 最大的貼合效果 =最大的接觸面積
四元素 溫度 壓力 時間 貼合表面
膠的種類 強力膠 -油膠或溶劑膠 膠水 -水膠 熱熔膠 -熱熔膠 AB膠 -結構膠 膠帶 -感壓膠
感壓膠 感壓膠之黏彈性質 感壓膠如何產生鍵結 感壓膠的種類 感壓膠性質的實驗量測 使用感壓膠的注意事項 感壓膠的化學
感壓膠的定義 自然的黏彈性質 快速及長久的黏性 使用手或手指施壓即發生黏性 不須水,溶劑或熱與之反應即可得其黏性 擁有相當的保持力(內聚力) 有足夠的內聚力與彈性 Pressure Sensitive Tape Council
感壓膠的好處 不須塗佈或混合等預處理步驟 均勻的膠量 使用上方便,快捷 可模切成各種形狀 持久的黏彈性可避免脆化及斷裂等現象 使用時無臭,無味和無溶劑
膠的鍵結情形 黏性的 黏性的目地在於能流動 及接觸被貼物表面(黏著力) 彈性的 彈性的目地在於抓住發生 被貼物 膠 被貼物 黏性的 黏性的目地在於能流動 及接觸被貼物表面(黏著力) 彈性的 彈性的目地在於抓住發生 鍵結之兩部份及抵抗外界 施予之壓力(內聚力)
黏著力與內聚力 黏著力 不同表面之力 被貼物 膠 被貼物 內聚力 物質本身內部之力 被貼物 膠 被貼物
黏性與剪切應力 低黏度之物質 (如 水) 流動容易 不須施壓 沒有剪切應力 較高黏度之物質 (如 油, 蜂蜜) 須施以適當壓力方得以流動 具些微之剪切應力 在持續的施以剪力下,將破壞其結構 黏彈性物質 (如 感壓膠) 須施以相當的壓力 須滯留一段時間 有相當的剪力性質 非黏彈性物質 (如 硬化膠) 沒有流動性質 沒有任何黏性 具相當大的剪切應力
黏彈性 黏性的 黏彈性的 彈性的 固體的 軟的 硬的 感壓膠 黏著力的性質 極大 極大 內聚力的性質
感壓膠如何產生鍵結 ? 膠必須 流動 後去 接觸 到被貼物
初期和最終黏性 在沒有滯留時 間的初期黏性 在70度C,72小時後的最終黏性
軟性和硬性的膠 硬性膠 較少的立即性接觸 低的初期鍵結力 須較長的滯留時間 軟性膠 相當好的立即性接觸 高的初期鍵結力 須很少或不須滯留時間
軟性和硬性的膠 硬的 軟的 黏著力的大小 滯留時間
達到最大接觸面積的因素 時間 使膠流動 溫度 增加膠的黏度 加速膠的流動 增加溼潤 壓力 增加表面溼潤 去除氣泡 壓力
感壓膠如何產生鍵結 ? 膠必須 流動 後去 接觸 到被貼物 膠與被貼物的交互作用
表面能量 低表面能 高表面能 容易黏貼 不易黏貼 金屬 ABS PVA PE Kapton PC PS PP PET PVC PU Acrylic PVA PE PS PP Acetal PVF EVA Teflon
感壓膠 橡膠系感壓膠 天然橡膠 合成橡膠 壓克力系感壓膠 標準壓克力 改良壓克力 矽樹脂系感壓膠
橡膠系感壓膠 使用歷史久遠及多種種類 混合使用天然或合成橡膠 利用天然或合成樹脂增加其黏性 性質因配方而定
典型特性 橡膠系感壓膠 可有效的"溼潤"被貼物表面 高的初期鍵結力量 對低表面能之塑件有較好的黏性 相對較低之成本 有使用溫度之限制 較差的抗老化性質 較差的抗化學及抗U.V.性質
標準壓克力感壓膠 全部人工高分子原料 相當高的黏彈性質 適用於須長久之鍵結效果 適合特殊之應用
典型特性 標準壓克力感壓膠 有限的"濕潤"能力 初期鍵結力與鍵結之成型依分子合成效果而定 相當好的抗老化特性 相當好的抗化學及抗U.V.性質 典型特性 標準壓克力感壓膠 有限的"濕潤"能力 初期鍵結力與鍵結之成型依分子合成效果而定 相當好的抗老化特性 相當好的抗化學及抗U.V.性質 溫度之穩定性質與合成效果有相當關連
改良壓克力感壓膠 利用樹脂改良合成之高分子 高的黏彈性質 可用於低表面能之表面 用於橡膠和標準壓克力膠之間無法涵蓋之範圍
典型特性 改良壓克力感壓膠 主要增進其溼潤之能力與性質 對低能量表面有相當好的鍵結能力 好的抗老化特性 有限的抗化學性及抗U.V.性質 有限的耐溫效果
膠的種類 橡膠系 標準壓克力膠系 改良壓克力膠系 較硬 使用於高能量表 面 高達 230度C 相當好的 抗化學性 抗UV 抗老化性 較軟 使用於多種表面 150度C 好的抗化學性 抗UV 老化性 較軟 使用於多種表面 < 90度C 較差的抗化學性 抗UV 抗老化性
膠的種類 (續) 矽利康 膠系 較硬 使用於矽利康表 面 高達 260度C以上 相當好的 抗化學性 抗UV 抗老化性
橡膠 / 壓克力 / 矽利康膠系之鍵結比較 滯留時間 黏著力大小 橡膠 壓克力 矽利康
剝離與剪力測試 剝離 量測 黏著力 剪力 量測 內聚力
剝離力 剝離 量測 黏著力 - 膠之鍵結力量 一般而言 軟的膠 - 高的剝離力 硬的膠 - 低的剝離力 厚的膠 - 高的剝離力 薄的膠 - 低的剝離力
靜態剝離黏性 在固定的負重與剝離角度下, 量測膠帶被剝離一固定距離, 所須之時間 變數 負重 測試板材質與其表面情形 溫度
動態剝離黏性 在固定的拉伸速度與剝離角度下, 量測膠帶被剝離一固定距離, 所須之力量 變數 180度 剝離 速度 測試板材質與其表面情形 溫度 180度 剝離 90度 剝離
剪切應力 剪力 量測 內聚力 - 膠的內部分子力量 一般而言 軟的膠 - 低的剪力 硬的膠 - 高的剪力 厚的膠 - 低的剪力 薄的膠 - 高的剪力
靜態之剪切應力 (保持力) 在固定的負重與貼覆面積下, 量測膠帶之膠被破壞時, 所須之時間 變數 測試板 負重 測試板材質與其表面情形 溫度
動態之剪切應力 在固定的拉伸速度與貼覆面積下, 量測膠帶之膠被破壞時, 所須之力量 變數 速度 測試板材質與其表面情形 溫度
感壓膠使用時應注意之事項 被貼物 粗糙度 使用者之要素 種類(Selection Guide) 樣本(實驗室測試) 平滑或粗糙 剝離力 環境因素
表面粗糙度 薄的膠 有限的接觸面積 厚的膠 最大的接觸面積 粗糙的表面
感壓膠使用時應注意之事項 清潔且乾淨之表面 接觸壓力 滯留時間 表面溫度 塑料使用異丙醇(IPA)或庚烷(Heptane) 至少15psi 滯留時間 在測試或使用前,至少在室溫下靜置1~3天 表面溫度 操作溫度必須高於15℃ 選擇膠帶必須考慮運送及使用時之溫度
表面污染 油脂, 指紋, 水氣, 油, 脫模劑 造成膠與被貼物表面間之障礙 灰塵, 滑石粉, 纖維, 污染粒子 影響膠的黏性 降低接觸面積
破壞鍵結的原因 膠與被貼物表面是不相容的 過粗糙之表面 表面污染 塑化劑之游離 溢氣 脫模劑, 灰塵粒子 可撓式PVC, 橡膠 Polycarbonate(PC)
難貼的表面應如何處理 清潔表面 脫模劑 表面研磨 Corona/Frame處理 極性化/氧化表面至高能量表面 底膠(Primer)
壓克力膠的化學 交聯結構(Crosslinking) 助黏效果
交聯結構 將高分子鏈緊密連接 沒有交聯 高度交聯 增加交聯結構 : 增強耐高溫性 對塑料只有短暫之貼和能力 增強抗溶劑性 容易沖型與操作
增黏劑 加入樹脂以對低表面能材質增加黏著力 沒有增黏劑 高度增黏劑 增加增黏劑 : 增高黏性 降低耐高溫性 降低抗溶劑性 膠軟及易產生溢膠
交聯結構 vs 剪力 #200 #220 #100 #400 9502,9505 #200MP 保持力I 1000 mins 6000 mins 10000+mins 保持力II 20 mins 4000 mins 10000+mins 靜態剪力條件 面積 : 0.5"x1" 負重 :I 1000克重 於室溫 II 500克重 於158度F 增加交聯結構
交聯結構 vs 剪力 #310 #300 #350 保持力I 1000 mins 1000 mins 2500+mins #310 #300 #350 保持力I 1000 mins 1000 mins 2500+mins 保持力II 10 mins 10 mins 2500+mins 靜態剪力條件 面積 : 0.5"x1" 負重 :I 1000克重 於室溫 II 500克重 於158度F 增加交聯結構
感壓膠之剝離能力 膠(2mil) 不銹鋼片 ABS PP #100 92 73 13 #200MP 103 57 22 #100 92 73 13 #200MP 103 57 22 #350 63 61 39 #300LSE 73 72 70 #300 72 83 52 ASTM D3330 - 90 degree, 72 小時 於室溫靜置