涂布用胶粘剂过滤常见问题剖析及解决方案

涂布用胶粘剂过滤常见问题剖析及解决方案

本文作者：张琦，工业过滤应用工程师，杭州科百特过滤器材有限公司
引言
近年来平板电脑、触屏手机等智能产品不断更新换代，其化学阻抗性、尺寸安全性等方面要求越来越高，而赋予这些性能的保护膜、光学膜，除了需要具有传统保护膜的性能外，还需兼具高透明性、低雾度、优良的接触性与平滑性等特点。功能性胶粘剂和涂布的品质是决定这些性能的基本条件，而在涂布前胶粘剂的过滤工艺又直接影响到涂布的品质，因此胶粘剂的过滤情况受到涂布企业的格外关注。
目前，涂布企业较多采用的是滤芯过滤的方法，但由于滤芯种类、过滤机理不同和适用范围的差异，过滤时经常出现“掉毛”、过滤不干净等现象。本文从滤芯去除凝胶的机理出发，对这些过滤问题作以简单剖析，并介绍几种合适过滤技术及解决方案，以帮助涂布企业解决胶粘剂过滤的问题，进而提高产品品质。
1 涂布用胶粘剂过滤常见问题及解决方法
1.1 纤维脱落
部分涂布企业选用廉价的滤芯对胶粘剂进行过滤时，在过滤后的胶粘剂中或涂布时会出现“毛发”状物质，实为从滤芯中脱落的纤维。滤芯组成的单元是纤维过滤材料，而纤维间是通过热熔作用形成一定程度的半固化结构，但在过滤较高粘度胶粘剂时，持续的摩擦力会逐渐破坏纤维间的半固化结构，造成纤维断裂并脱落于胶粘剂中。
对此问题，我们引进热熔固化技术、纤维防脱落技术等，前者可以降低纤维断裂的风险，后者可以降低已断裂纤维脱落的可能性，通过双重技术保障解决了纤维脱落的问题。热熔固化技术是通过对过滤材料施加一定的温度及压力，在不影响材料结构及精度的情况下，使纤维之间由半固化结构加强为固化结构，从而提高强度（见图1）；纤维防脱落技术是采用与短纤维不同的长丝材料，在过滤层下游增设一道保护层，避免断裂的纤维从滤芯中脱离落入胶粘剂（见图2）。

1.2. 凝胶挤穿
凝胶挤穿是胶粘剂过滤常见的问题之一，直接会导致涂布不匀、晶点等现象，造成此问题的主要原因是滤芯种类的选型及过滤工艺设计不佳。涂布企业配制的胶粘剂，一般固含量不低于30%，而大多原胶并未经过过滤，或仅采用滤网、滤布进行简单的过滤，因此稀释后的胶粘剂中可能仍有较多的胶粒。对此情况，如果采用表面过滤工艺如折叠滤芯直接进行过滤，会导致胶粒快速堵塞滤芯表面，胶粒也会在流动胶粘剂的粘着力作用下变形挤穿滤芯的过滤层，进入过滤后的胶粘剂中，而选用深层过滤类型的卷绕滤芯等，则可以将大部分胶粒层层拦截，束缚在滤芯的过滤层中，有效去除胶粒。

1.3 细小胶粒残留
在经过深层滤芯过滤后，大部分胶粒已经被去除掉，但尺寸细小的凝胶仍有可能穿过层层过滤，残留在胶粘剂中。这些微量、细小的凝胶，与普通滤芯过滤层中纤维相比尺寸较小，仅仅通过过滤作用不易将其拦截，而胶粒具有一定的粘附性，当选择纤维更细的超细纤维材料（纳米材料）进行过滤时，过滤材料具有更大的比表面积与凝胶接触，两者间相互粘附与交缠的作用得到增强，胶粒更容易从胶粘剂体系中脱离。因此，对于残留的细小凝胶粒子，选择具有吸附作用的纳米过滤材料，可以起到良好的去除效果。

2 胶粘剂过滤工艺的推荐
滤芯的种类一般分为表面过滤型和深层过滤型两种，前者如常见的折叠滤芯，后者有热固型熔喷滤芯和卷绕滤芯等。表面过滤型的滤芯过滤速度较快，但对凝胶类的去除程度有限，仅适用于凝胶含量较低的胶粘剂；深层过滤型滤芯由于过滤层较多，胶粒不易穿透，因此较适合用于胶粒杂质含量高的胶粘剂。
2.1 胶粘剂的凝胶预过滤
高胶粒杂质含量的胶粘剂，建议先选用低精度的深层型滤芯（如卷绕滤芯、热熔固型熔喷滤芯）作为预过滤，通过深层过滤结构对大部分胶粒进行截留，过滤后胶粘剂中的胶粒杂质大幅度减少，可以满足一些要求并不十分苛刻的保护膜涂布要求。
2.2 胶粘剂的凝胶精密过滤
经过预过滤后的胶粘剂中一般仍会残留少量的、微细的胶粒，对于要求较高的保护膜和光学膜，需要再进行精密过滤。此时可选用高精度的表面过滤型滤芯（折叠滤芯）作为终端过滤，由于胶粒含量少，不易穿透滤芯致密的过滤层，因此可以进一步提高胶粘剂的洁净度。