保護膜是一種具有表面保護功能的膜狀材料,也是壓敏膠(PSA)中最重要的產(chǎn)品之一。保護膜通常是以聚烯烴塑料膜為基材,以丙烯酸酯類聚合物為壓敏膠的基體樹脂,經(jīng)涂布機加工制成。保護膜的真正意義是在商品儲運流通的過程中,或基材加工的工序之間,為防止表面劃傷而采取的一種臨時性的防護措施。保護膜廣泛應(yīng)用于鋁板、鋁塑復(fù)合板、鏡鋼板、彩板、有機玻璃板、裝飾板以及鋁型材、塑鋼型材、不銹鋼卷材、大理石材和顯示屏等的表面保護。
圖為:已經(jīng)貼好保護膜的鋁型材成品
鋁材保護膜是以特定配方的聚乙烯(PE)薄膜為基材,以聚丙烯酸(酯)樹脂作為壓敏膠的主要材料,再配以幾種特定助膠劑經(jīng)涂布、分切、包裝等工序加工而成,保護膜性質(zhì)柔軟,粘著力好,容易粘貼、容易剝離。壓敏膠的穩(wěn)定性好,不會對被貼產(chǎn)品表面產(chǎn)生任何不良影響。
應(yīng)用范圍 :主要用于各種塑料、木制板材 (片材)的表面保護,如:PVC、PET、PC、PMMA雙色板、發(fā)泡板 UV板、玻璃等板材表面在運輸 、儲存以及加工、安裝過程中不受損傷。
1 保護膜的結(jié)構(gòu)及材料特性
保護膜一般為聚丙烯酸酯型保護膜,聚丙烯酸酯型保護膜的基本結(jié)構(gòu)(圖一):從上到下依次為:隔離層;印刷層;薄膜;膠粘層。
(1、隔離層;2、印刷層;3、薄膜;4、膠粘層)
圖一 聚丙烯酸酯型鋁材保護膜結(jié)構(gòu)
1.1 薄膜
薄膜一般以低高密度聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)為原材料。通過擠壓成形、注塑成形、吹塑即可獲得。由于聚乙烯價格比較便宜,環(huán)保性更佳,90%的薄膜是用聚乙烯做的,以吹塑成形的工藝為主,聚乙烯有許多種類,熔點、密度各有不同。
1.2 膠體
保護膜的好壞的關(guān)鍵是由膠體的特性所決定的。保護膜所用的壓敏膠有2種:溶劑型聚丙烯酸酯膠、水溶型聚丙烯酸酯膠,它們有不同的特性。
1.2.1 溶劑型聚丙烯酸酯膠
溶劑型聚丙烯酸酯膠是用有機溶劑作為介質(zhì)來溶解丙烯酸單體的,膠體非常透明,初粘性比較低,非常耐老化,可長達10年,當(dāng)暴露在紫外線下時,膠體也會慢慢固化。將薄膜經(jīng)電暈處理后聚丙烯酸酯膠可直接涂布,不需底涂劑。聚丙烯酸酯膠較硬,流動性差,所以保護膜的粘著力發(fā)揮比較緩慢,即使經(jīng)過壓力后,膠體和被貼表面還是不能充分接觸,放置30 ~ 60天后,才會充分接觸被貼表面從而達到最終粘性,而且最終粘性往往比貼著時的粘性大2 ~ 3倍,保護膜的粘性如果適合板廠切割的話,最終用戶撕膜時有可能很費力,甚至撕不掉。
1.2.2 水溶型聚丙烯酸酯膠
水溶型聚丙烯酸酯膠是用水作為介質(zhì)來溶解丙烯酸單體的,基本上也具備溶劑型聚丙烯酸酯膠的特點,但該膠體要避免、減少與水汽接觸,以避免殘膠。由于水溶型聚丙烯酸酯膠比較環(huán)保,不需要溶劑回收裝置,在發(fā)展中國家往往采用該膠體來生產(chǎn)保護膜。
1.3 膠體的特性
1.3.1 粘著力
指在一段時間后,將保護膜從被貼表面剝離所需要的力。粘著力與被貼材料、壓力、貼膜時間、撕膜時的角度、溫度有關(guān)。一般隨著時間和壓力的上升,粘著力也會上升,保護膜的粘性不能升高過多,以確保撕膜時不殘膠。一般用180度剝離實驗來測粘著力。
1.3.2 內(nèi)聚力
指膠體內(nèi)部的強度,作為保護膜的膠體內(nèi)聚力必須非常高,否則在撕開保護膜時,膠體內(nèi)部會開裂造成殘膠。內(nèi)聚力的測量方法:將保護膜貼在不銹鋼表面上,在保護膜上懸掛一定重量的砝碼,來測量需要多少時間保護膜被砝碼拉脫。如果粘著力大于內(nèi)聚力的話,撕掉保護膜,膠分子之間的連接鍵將會斷裂造成殘膠。
1.3.3 附著力
指膠體和薄膜的結(jié)合力。如果粘著力大于附著力的話,撕掉保護膜,膠分子和薄膜之間的連接鍵將會斷裂,造成殘膠。
1.3.4 耐紫外線性
聚丙烯酸酯膠耐紫外線,透明聚丙烯酸酯膠保護膜加了紫外線穩(wěn)定劑后,它的耐紫外線可達3 ~ 6個月。一般用氣候模擬設(shè)備來檢驗保護膜的耐紫外線強度,通過調(diào)節(jié)溫度和輻射強度并用冷凝水來模仿氣候變化,每3小時高濕環(huán)境和7小時紫外線照射為一循環(huán),50小時循環(huán)實驗等于大約相當(dāng)于室外放置一個月。[3]
2 保護膜的生產(chǎn)
2.1 吹塑薄膜的生產(chǎn)
在加熱的滾筒內(nèi),聚乙烯粒子被螺桿推進到圓形的模頭口,壓縮空氣將熔融液吹脹,通過風(fēng)冷后,收卷成膜。吹塑薄膜橫向和縱向的性質(zhì)是不一樣的,保護膜的機器方向的延伸率一般大于180%,橫向的延伸率一般大于380%。但延伸率的大小和機械強度成反比,延伸率過大(如大于500%),則薄膜的機械強度往往會很低,易造成保護膜在運輸、搬運過程中破損,而且在解卷時,保護膜很容易被拉長,在切板后,保護膜將會回彈、翹邊。
2.2 膠體的涂布
電暈過的薄膜可直接涂聚丙烯酸酯膠,不需要涂底涂劑。然后保護膜通過較長的空氣加熱通道(80 ~ 120℃),以確保水或溶劑被蒸發(fā)掉,接著保護膜經(jīng)冷卻輥冷卻,最后收卷。
2.3 復(fù)卷、分切、存放
保護膜在涂布機上被直接復(fù)卷成客戶所需要的長度。如果客戶需要保護膜的外觀漂亮,沒有氣泡包裹,可用高質(zhì)量的復(fù)卷機重新復(fù)卷,才能確保沒有空氣的包裹。對于短的保護膜(500米以下),可用直刀來分切。超過500米,用直刀分切時產(chǎn)生的熱量可能使聚乙烯融化,造成難以解卷,甚至解卷撕爛膜。保護膜一般可在室溫30℃,無陽光直射的倉庫中存放12個月,溫度越高,存放期越短,每高10℃,存放期將降低一半。
3 保護膜的使用
貼膜機上一般有香蕉展開棍,使保護膜張開,來避免氣泡和皺紋。對低粘性保護膜,解開時張力越小越好,否則邊緣會翹起。貼膜溫度應(yīng)大于10℃,撕膜溫度也應(yīng)大于10℃,剝離力和撕膜的速度、角度密切相關(guān),太低的溫度使保護膜硬化、翹邊。在這種情況下,應(yīng)用熱吹風(fēng)先加熱,或在空調(diào)車間中生產(chǎn)。橡膠壓力滾輪的硬度一般為60A。由于保護膜在收卷時,或多或少有空氣被包裹在膠體中造成膠面略有不平整,橡膠壓力滾輪如果太軟的話,將不能有效的趕走氣泡,并將膠體壓平。如果橡膠壓力滾輪太硬的話,產(chǎn)生的壓力會不夠,不能使膠體和板有效的接觸,易造成在切邊時保護膜的翹邊。由于橡膠壓力滾輪在使用過程中會逐漸老化和硬化,所以應(yīng)經(jīng)常檢查和更換橡膠滾輪。
4 保護膜在鋁材行業(yè)中的應(yīng)用
中國鋁材工業(yè)起步于50年代,經(jīng)歷了將近60年的發(fā)展,已經(jīng)成為全球產(chǎn)鋁大國和鋁材消費大國。在中國巨大的鋁材市場上,國產(chǎn)的品牌疊起,其質(zhì)量已可以和國際品牌爭雄,其市場已占有絕對多數(shù),并且已有了專業(yè)協(xié)會,形成了統(tǒng)一的國標(biāo),以確保鋁材的質(zhì)量。保護膜是鋁材上貼有的一層塑料膜,目的是保護生產(chǎn)好的鋁材在搬運、庫存、運輸、加工、安裝等一系列過程中不受損傷,在鋁材安裝完成之后,由安裝工程隊撕去,從而使鋁材表面光潔如新,起到應(yīng)有的裝飾效果。
中國市場上的鋁材產(chǎn)品種類繁多,鋁材表面處理技術(shù)也不斷的改進。中國各種鋁材表面處理技術(shù)包括:機械拋光、化學(xué)拋光、陽極氧化著色、電泳涂漆、化學(xué)著色、氟碳噴涂、靜電粉末噴涂、表面圖紋處理等,不同的鋁材表面需要選用不同的粘性保護膜。而保護膜產(chǎn)品一般有低粘、中粘、高粘和特高粘4大系列;顏色有透明、奶白、藍色、黑白等;厚度為30 ~ 200μm,所以需要根據(jù)鋁材不同的表面選用不同的保護膜。根據(jù)表面和貼膜壓力不同,粘性上升速度有所不同,一般應(yīng)放置足夠時間后再剝離保護膜才能確定粘性是否合適。對一給定的表面,選擇適當(dāng)?shù)哪z體和粘性的保護膜是極其重要的,后續(xù)的加工步驟則是決定粘性的關(guān)鍵,后續(xù)加工一般有切割、折彎、鉆孔、沖壓等。一般光滑表面選用低粘保護膜,如機械拋光、化學(xué)拋光鋁材;中等粗糙表面選用中粘保護膜,如陽極氧化著色、電泳涂漆、化學(xué)著色、氟碳噴涂、光面靜電粉末噴涂鋁材;非常粗糙表面選用高粘保護膜,如靜電粉末噴砂鋁材;需要進行激光切割的話,由于保護膜遇熱收縮,所以應(yīng)選用特高粘的保護膜。除了粘性以外,用戶還需測試保護膜的抗張強度和延伸率,以確保保護膜的柔韌性和強度能達到使用要求。
5 結(jié)語
鋁材在運榆、貯存、加工、組裝期間,需要對鋁材表面加以保護,以防止有害氣體、微生物的腐蝕,粉塵污染,機械劃傷,刮痕等,使產(chǎn)品表面保留原來的較高光潔度,提高了二次加工成品率,此外還可用于電鍍、印刷、涂布、印染等方面的暫時保護。對材料表面進行保護最常使用的方法是在被保護材料表面復(fù)貼上一層保護膜。保護膜在鋁材行業(yè)所占的價值比重很小,只是生產(chǎn)商使用的一個輔料,但是如果使用不當(dāng)或使用了不符合要求的保護膜,其危害是不僅不能起到保護作用,反而有可能破壞產(chǎn)品的表面質(zhì)量,給使用者帶來有形的物質(zhì)損失和無形的品牌形象損失,從而最終影響產(chǎn)品生產(chǎn)商的價格地位以及商品銷售。而保護膜的正確使用,不僅改善了產(chǎn)品的外觀質(zhì)量、方便了材料加工,提高了材料的利用率,降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本,同時也可以提高企業(yè)的品牌形象。