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    壓敏膠中添加紫外線吸收劑對剝離力的影響
    來源:科健儀器 時間:2020-08-31

    壓敏膠中添加紫外線吸收劑對剝離力的影響

    所謂壓敏膠又稱感壓膠,是指不需要溶劑、熱、光等作用,僅以外力輕壓,即可黏附于被著物之接著劑,且欲剝離時,在黏著表面沒有被污染的情況下,很容易剝除。壓敏膠很少單獨直接使用,通常加工成膠帶、標簽等產品,因此使用壓敏膠有幾項必須考量的重點:
    (1) 瞬間接著力佳,以確保黏著性;
    (2) 剝離性好,防止殘膠;
    (3) 使用方便,利于操作。
    市面上常見的抗紫外線膠帶,即是于壓敏膠中添加紫外線吸收劑來吸收紫外線,保護膠材及基材的耐候特性,延長使用壽命;另一種常見的則是運用于光學領域的紫外線阻隔膠帶,也是于壓敏膠中添加紫外線吸收劑來阻隔紫外線,此類型一般會要求阻隔特定波段,保護后方的光學元件避免受紫外線傷害,且常會要求承受耐熱等制程上的沖擊。壓敏膠的測試項目包含:
    (1) 初黏力;
    (2) 剝離力;
    (3) 持黏力;
    (4) 感壓接著劑耐熱溫度.
                       
     環形初粘測試儀器                                                                   電腦式剝離力試驗儀器
               
                  保持力測試儀器                                                       壓敏膠粘帶剪切破壞溫度試驗
     
     
    初黏力又叫潤濕力,是膠黏劑與被黏物輕輕的快速接觸時,膠黏劑對被著物表面的黏合能力;剝離力是每單位寬度破壞壓敏膠和基材之間鍵結所需的力;持黏力是沿黏貼在被黏物上的壓敏膠帶長度方向,垂直懸掛一規定重量的砝碼時,膠帶抵抗位移的能力。上述各項皆有許多國際標準檢驗規范,具體見表1.在光學保護膜領域中,最重要的感壓膠特性為剝離力, 因此本文將只探討對剝離力的影響。
     
     1實驗部分
    1. 1 材料
    壓敏膠選用體系為固化溶劑型丙烯酸系 , 并將此作為空白組(即Blank) .選擇常添加于壓敏膠的紫外光吸收劑:Benzophenone 結構的粉態產品EV51 、Benzotriazole 結構的液態產品EV109  、Triazine結構的液態產品UV477, 以上材料皆為工業級。上述材料之UV-vis 穿透光譜見圖1, 其溶劑為Tet-rahydrofuran (THF) , 濃度為100mg/L, 量測路徑為1cm.比較各添加2. 5phr于壓敏膠中對剝離力的影響。
     
    1. 2 試片制作方法
    各組依比例稱取樣品,均勻攪拌、消除氣泡后,使用金屬涂布棒與自動涂布機臺, 將壓敏膠平均地涂布于透明離型膜上,烘烤后制得25m干燥膠層,再以滾輪護貝機將壓敏膠面與光學級PET進行貼合,并裁剪成25X130mm的尺寸,得到PET/壓敏膠/離型膜的三層結構,待熟成完畢后將離型膜剝除,以電動碾壓滾輪來回共碾壓2次,將壓敏膠面與玻璃貼合,最終得到 PET/壓敏膠/玻璃的三層結構,并再次進行熟成,試片即制作完畢。
    自動涂布機臺

     
    1. 3 檢測項目與方法
    依據 ASTM-D1876檢驗規范進行剝離力試驗,并利用電腦式剝離力試驗儀器判讀數據,每組樣品測試3個試片,量測剝離力的區間平均值,數值越大代表越不易剝離;最佳情況為添加紫外線吸收劑并不會影響壓敏膠的本質。此外,再比較樣品經紫外線加速老化試驗機測試過后,剝離力的差異。其中紫外線加速老化試驗機的測試條件為UV光波長 340nm 光源、曝照能量為0. 89W/㎡、恒溫60℃、以玻璃面為照射面、分別照射72h與168h.
    UV紫外線加速老化試驗機

    2 結果與討論
    觀察圖1發現在相同濃度下,不論是可見光或是紫外線,EV51具有最強的阻隔能力;UV477 位于380nm的穿透度與 EV51 相當;而EV109在380nm的阻隔能力則是略低于上述兩者。對剝離力的影響,使用統計多重群組比較(Dunnett's Method) 進行數據分析,數據與結果列于圖2與表2.可發現與Blank 相比,添加EV51或是 EV109對剝離力沒有顯著影響;而UV477的P值小于0. 05, 代表有顯著影響,換句話說UV477存在于系統時,對剝離力會造成明顯的改變。
    觀察各樣品經過72h及168h的UV后,確認其與0h 相比剝離力是否改變,數據分別列于表3~6, 并同樣利用多重群組比較(Dunnett's Method) 進行分析。Blank 經過加速老化(UV)72h, 剝離力沒有顯著改變,于168h 后試片直接斷裂無法上夾具,故無法量測出數值,推測是因為壓敏膠中沒有紫外線吸收劑存在,無法保護后方的PET, 導致 PET裂化所致。而EV51、EV109與UV477, 隨著QUV 時間增長,剝離力皆隨之提升,但是EV51及EV109在QUV后,與0h相比并無顯著差異;然而,UV477雖然在光學上的行為表現優異,但不論是經過紫外線照射72h 或是168h時,依統計軟件分析顯示皆有顯著變化,且UV477經過QUV 后會衍生殘膠的問題,如圖3 所示

    3 結論



    本研究使用不同的紫外線吸收劑,各添加2. 5phr 于壓敏膠中,藉由統計軟件分析剝離力數據,并依ASTM-D1876檢驗規范進行試驗。發現添加永光化學的EV51 或EV109于系統時,剝離力沒有明顯的改變。在紫外線加速老化試驗中,發現空白組無法承受168h 的紫外線照射;添加EV51或EV109 與0h 相比不影響剝離力的表現;而UV477之剝離力有顯著提升,且有殘膠的問題存在。


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