專利名稱：：膠帶、膠帶背膜及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種膠帶背膜(tapefilmbacking),更具體地涉及這種膠帶背膜在電氣絕緣中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：通常使用聚氯乙烯(PVC)背膜制造電氣絕緣膠帶，因?yàn)镻VC成本低、加工性佳、耐熱及耐燃，產(chǎn)量與用量極大。但是最近十年來，因響應(yīng)環(huán)保趨勢(shì)，世界各先進(jìn)國(guó)家積極開發(fā)對(duì)環(huán)境友善的材料(environmentallyfriendlymaterials),或稱生態(tài)材料(eco-materials),其中歐盟更倡議自2004年起，在電器用品中不使用含有鉛及卣素的產(chǎn)品。因此，亟需其它更環(huán)保的材料替代含有氯的PVC背膜，以用于電氣絕緣膠帶。本發(fā)明的發(fā)明人稍早在臺(tái)灣專利申請(qǐng)?zhí)柕?92123541號(hào)中公開了一種膠帶背膜。上述膠帶背膜的主要組成為乙烯丙烯二烯橡膠(EPDM)混摻聚乙烯(PE)，并視情況添加顏料、染料、紫外線穩(wěn)定劑、增塑劑、殺菌劑、抗氧化劑、蠟等加工助劑。美國(guó)專利第6106941號(hào)提供一種多層膠帶，由非極性粘結(jié)層、底漆層、及極性層所組成。此種膠帶不具有EPDM及PE的混摻層，且作為非極性粘結(jié)層的EPDM位于最外層，同樣具有加熱后小分子移行的問題。美國(guó)專利第6287685號(hào)提供一種多層膠帶，與美國(guó)專利6106941類似，作為橡膠物的EPDM依然位于膠帶的最外層，同樣具有加熱后小分子移行的問題。美國(guó)專利第5348801號(hào)及第5445848號(hào)提供一種五層膠帶，其制程較前幾種膠帶繁復(fù)，且中間的PE層夾設(shè)于兩EPDM層之間。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)無(wú)法有效解決EPDM與PE混#^層在加熱后小分子移行的問題。目前亟需新的膠帶背膜，在不降低物性如電性絕緣及抗拉伸應(yīng)力的前提下解決小分子移行的問題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種膠帶背膜的制造方法，包括下列步驟熔融聚乙烯與及乙烯丙烯二烯橡月交的混摻物；熔融聚乙烯；擠壓該熔融的混4參物；將該熔融的聚乙烯覆于該擠壓的混摻物上并鑄模形成膠帶背膜；以及拉伸該膠帶背膜。本發(fā)明還提供一種膠帶背膜，包括(a)第一層，其為聚乙烯；以及(b)第二層，其為聚乙烯及乙烯丙烯二烯橡膠的混摻物，其中第一層覆于第二層的一側(cè)。本發(fā)明還提供一種膠帶，包括上述膠帶背膜，以及涂覆于膠帶背膜的第一層或第二層表面的粘合劑。圖1為本發(fā)明的雙層膠帶背膜的剖視圖。主要附圖標(biāo)記說明10膠帶背膜；11聚乙烯層；12~混合層。具體實(shí)施方式本發(fā)明制造電氣絕緣膠帶背膜的方法首先提供聚乙烯與EPDM橡膠，及填充劑、加工助劑、或添加劑等原料，用混合機(jī)或擠壓機(jī)混合，形成混合物?；旌系臈l件并無(wú)限制，一般越是高速混合，則效果越好。聚乙烯(PE)可為低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、或線性低密度聚乙烯(LLDPE),優(yōu)選占混合物的40至60重量份，分子量范圍介于約50,000至300,000之間，優(yōu)選介于約100,000至200,000之間。乙烯丙烯二烯(EPDM)優(yōu)選占混合物的60至40重量份，可具有約50至95重量百分比的乙烯、約5至50重量百分比的丙烯及約0至3重量百分比的二烯。為調(diào)整混合物的物性及加工性，上述混合物可視情況添加約0.05至20重量份的阻燃劑；可視情況添加0.05至15重量份的著色劑如顏料或色料；可視情況添加約0.05至30重量份的填充劑如二氧化硅、二氧化鈦、碳酸鈣、碳酸鎂、石克酸鈣、硫酸鋇、硅酸鋁及其它類似物；亦可視情況添加約0.05至1O重量份的加工助劑如脫模劑、偶合劑、潤(rùn)滑劑、紫外線穩(wěn)定劑、增塑劑、殺菌劑、抗氧化劑或蠟?；旌虾罂砷_始制膜，但一般在機(jī)械操作便利的設(shè)計(jì)下，先進(jìn)行制粒(pellets)，例如，利用雙螺桿捏合擠出制粒，螺桿溫度大約100至240。C。將上述混合物或混合物粒錠在約220至280。C下熔融制膜以形成混合層。制膜的方法可使用單螺桿擠出制膜、雙螺桿擠出制膜、或壓延制膜。當(dāng)采用單螺桿擠出制膜時(shí)，優(yōu)選的螺桿長(zhǎng)度與直徑比為30。為了使上述混合層的EPDM耐熱性提高且內(nèi)含的小分子不致因加熱制程移行至背膜表面，特別將聚乙烯層覆于混合層。如圖1所示，膠帶背膜10的聚乙烯層11覆于混合層12。聚乙烯層11的厚度一般介于背膜厚度的約1/20至1/5之間。在此必需說明的是，混合層12占膠帶背膜10的厚度比例需考慮到EPDM的比例。一般說來，EPDM的比例越高，混合層12就越軟。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員自己可根據(jù)需要調(diào)整混合層12的EPDM比例及相應(yīng)的厚度。整體而言，膠帶背膜10的厚度優(yōu)選介于約0.02至0.30毫米之間。將一層聚乙烯層覆于上述的混合層，在170-320。C下鑄膜以形成厚膜，鑄膜方法包括多層共擠壓鑄膜或單層擠壓鑄膜。接著,'將厚膜進(jìn)行拉伸步驟以形成薄膜。拉伸步驟包括在縱向方向以約1:1至1:10,優(yōu)選以約1:1至1:5的拉伸比拉伸，及在橫向方向以約1:1至1:10,優(yōu)選以約1:1至1:5的拉伸比拉伸，以形成薄膜。本發(fā)明的拉伸步驟可賦予所制得的電氣絕緣膠帶背膜獨(dú)特的具有與PVC相近的物性。最后，將上述所得的薄膜予以表面處理，獲得本發(fā)明的電氣絕緣膠帶背膜。表面處理系增加膜表面附著力，使膜表面可與膠帶用的粘合劑進(jìn)行良好粘合?？墒褂玫谋砻嫣幚矸椒úo(wú)限制，可使用熟知的技術(shù)，例如電暈處理(例如，1000至5000伏特/cm"或化學(xué)處理(例如涂覆底漆)等等。最后所得的膜厚為約0.02至0.30mm,優(yōu)選為0.08至0.20mm。經(jīng)上述制程形成的膠帶背膜，其抗拉強(qiáng)度在1.05至2.5kgf/mm2之間，斷裂伸長(zhǎng)率在100至800%之間，破壞電壓在39至150kv/mm之間，變形恢復(fù)比在10至20%之間，這些物性均與PVC背膜及EPDM/PE的單層背膜類似，其中破壞電壓的性質(zhì)更優(yōu)于PVC背膜，長(zhǎng)時(shí)間加熱后也不會(huì)產(chǎn)生EPDM/PE單層背膜的小分子移行，甚至發(fā)生龜裂現(xiàn)象。進(jìn)一步通過分析背膜拉伸時(shí)與回縮時(shí)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線變化，可知本發(fā)明的背膜的手感與PVC背膜近似，亦即，純熟的PVC膠帶使用者在使用本發(fā)明的膠帶背膜制得的膠帶時(shí)，在包覆及撕開膠帶時(shí)，所感覺的膠帶彈性、韌性、觸摸感、及拉伸后回縮所致的緊密包覆等，與PVC膠帶近似。因此，本發(fā)明的電氣絕緣膠帶背膜可完全替代PVC膠帶及EPDM/PE單層背膜膠帶，而且還具有不含卣素、便于回收的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于本發(fā)明上述表面處理的背膜，在聚乙烯層或混合層上均勻涂上0.01至0.05mm高分子感壓膠如壓克力類、橡膠類等粘合劑，其粘結(jié)力在1.4至5.8kgf/19mm之間，即形成膠帶，與傳統(tǒng)PVC膠帶粘結(jié)力相當(dāng)，因此，本發(fā)明的膠帶可完全替代PVC膠帶，而且還具有不含卣素等環(huán)保優(yōu)點(diǎn)。在此必需說明的是，若粘合劑涂布于聚乙烯層上，之前的表面處理則需在電暈處理后涂覆底漆。但若將粘合劑涂布于混合層上，則可省略涂覆底漆的步驟。由于底漆具有大量溶劑，將粘合劑涂布于混合層上的作法可避免溶劑帶來的安全及環(huán)保問題。為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更加明顯易懂，以實(shí)施例說明如下。[實(shí)施例1]將100重量份的PE(亞聚7100,臺(tái)灣亞聚公司產(chǎn)品)、80重量份的EPDM(DuPontNordel1070)、IO重量份的填充劑、4重量份的加工助劑、2重量份的著色劑、及0.5重量份的抗氧化劑置入混合機(jī)中高速混合，經(jīng)雙螺桿機(jī)在19(TC下捏合擠出制粒。將所制得的粒錠置于單螺桿擠出機(jī)(所使用的螺桿直徑為90mm，螺桿長(zhǎng)度與直徑之比(L/D):30,^f莫孔直徑為400mm)在220至280。C的溫度范圍下擠出制膜。將此混合層與聚乙烯層鑄膜形成雙層膜后，使用拉伸設(shè)備將此雙層膜縱向拉伸3.0倍，及橫向拉伸4.0倍，獲得厚度為0.15mm的膜。接著，將膜予以電暈處理，電壓為2000伏特/cm2，獲得本發(fā)明的膠帶背膜成品。[對(duì)比例]將100重量份的PE(亞聚7100,臺(tái)灣亞聚公司產(chǎn)品)、118重量份的EPDM(DuPontNordel1070)、4重量份的加工助劑、及2重量份的著色劑置入混合機(jī)中高速混合，經(jīng)雙螺桿機(jī)在19(TC下捏合擠出制粒。將所制得的粒錠置于單螺桿擠出機(jī)(所使用的螺桿直徑為卯mm,螺桿長(zhǎng)度與直徑之比(170)=30，?？字睆綖?00mm)在160至240°C的溫度范圍下擠出制成單層膜。接著使用拉伸設(shè)備將此膜縱向拉伸3.0倍及橫向拉伸4.0倍，獲得厚度為0.15mm的膜。接著，將膜予以電暈處理，電壓2000伏特/cm2,獲得單層膠帶背膜成品。[測(cè)試1]分別測(cè)試現(xiàn)有技術(shù)的PVC膠帶背膜、對(duì)比例的EPDM/PE單層背膜、及實(shí)施例1所得的本發(fā)明的膠帶背膜的抗拉強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、破壞電壓及變形恢復(fù)比(依據(jù)UL-510測(cè)試規(guī)范)。結(jié)果如表1所示。由表1可知，實(shí)施例1的膠帶背膜與對(duì)比例的EPDM/PE單層背膜的物性相比較均較佳，特別是在長(zhǎng)時(shí)間加熱的耐熱性，單層背膜經(jīng)過常時(shí)間加熱會(huì)產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。實(shí)施例1的拉伸強(qiáng)度亦比對(duì)比例更接近現(xiàn)有技術(shù)的PVC膠帶背膜，且破壞電壓比PVC膠帶背膜還高，這都是對(duì)比例中EPDM/PE單層背膜所缺乏的。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>雖然本發(fā)明已以多個(gè)優(yōu)選實(shí)施例披露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，應(yīng)可作任意更改與潤(rùn)飾。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求書限定的范圍為準(zhǔn)。權(quán)利要求1.一種膠帶背膜的制造方法，包括下列步驟熔融聚乙烯與乙烯丙烯二烯橡膠的混摻物；熔融聚乙烯；擠壓該熔融的混摻物；將該熔融的聚乙烯覆于該擠壓的混摻物上鑄模形成膠帶背膜；以及拉伸該膠帶背膜。2.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，其中鑄膜形成該膠帶背膜的溫度為170至320°C。3.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，其中擠壓該熔融的混摻物的方法包括多層共擠壓鑄膜或單層共擠壓鑄膜。4.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，其中拉伸該膠帶背膜系在縱向方向以1:1至1:10的比例拉伸，而橫向方向是以1:1至1:10的比例^立伸。5.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，其中該混摻物包括40至60重量份的聚乙烯以及60至40重量份的乙烯丙烯二烯橡膠。6.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，進(jìn)一步包括在拉伸該膠帶背膜之后進(jìn)行表面處理，且該表面處理步驟包括電暈處理或化學(xué)處理。7.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，其中擠壓該熔融的混摻物的方法包括為單螺桿擠出制膜、雙螺桿擠出制膜或壓延制膜。8.如權(quán)利要求7所述的膠帶背膜的制造方法，其中擠壓該熔融的混摻物的方法包括單螺桿擠出制膜，而螺桿長(zhǎng)度與直徑之比為30。9.如權(quán)利要求1所述的膠帶背膜的制造方法，其中該混摻物的外觀為粒錠。10.如權(quán)利要求9所述的膠帶背膜的制造方法，其中該粒錠系經(jīng)由雙螺桿捏合擠出法制造。11.一種膠帶背膜，包括(a)第一層，其為聚乙烯；以及(b)第二層，其為聚乙烯及乙烯丙烯二烯橡膠的混摻物；其中該第一層覆于該第二層的一側(cè)。12.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第一層的厚度占該膠帶背膜總厚度的1/20至1/5。13.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該聚乙烯包括HDPE、LDPE或IXDPE。14.如權(quán)利要求13所述的膠帶背膜，其中該聚乙烯的分子量為50,000至300,000。15.如權(quán)利要求13所述的膠帶背膜，其中該聚乙烯的分子量為約100,000至200,000。16.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第二層的乙烯丙烯二烯橡膠包括約50至95重量百分比的乙烯、約5至50重量百分比的丙烯及約0至3重量百分比的二烯。17.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第二層的聚乙烯占約40至60重量份，乙烯丙烯二烯橡膠占約60至40重量份。18.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第二層進(jìn)一步包括0.05至20重量份的阻燃劑。19.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第二層進(jìn)一步包括0.05至15重量份的著色劑。20.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第二層進(jìn)一步包括0.05至30重量份的填充劑。21.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該第二層進(jìn)一步包括0.05至10重量^(分的加工助劑。22.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該膠帶背膜具有87°C*60天耐熱合格的特性。23.如權(quán)利要求U所述的膠帶背膜，其中該膠帶背膜具有1.05至2.5kgf/mm2的抗拉強(qiáng)度。24.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該膠帶背膜具有100至800%的斷裂伸長(zhǎng)率。25.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該膠帶背膜具有39至150kv/mm的石皮i不電壓。26.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該膠帶背膜具有10至20%的變形恢復(fù)比。27.如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜，其中該膠帶背膜的厚度為0.02至0.30mm。28.—種膠帶，包括如權(quán)利要求11所述的膠帶背膜；以及粘合劑，其涂覆于該第一層或第二層的表面。全文摘要本發(fā)明提供一種膠帶背膜，包括一層40至60重量份的聚乙烯及60至40重量份的乙烯丙烯二烯橡膠層與一層聚乙烯層。本發(fā)明還提供一種膠帶，其系以粘合劑涂覆于上述膠帶背膜的聚乙烯層或混合層的表面形成。本發(fā)明的膠帶及膠帶背膜具有良好的電氣絕緣特性，且不含鹵素，符合當(dāng)今的環(huán)保潮流。文檔編號(hào)B29C69/00GK101254650SQ20071014228公開日2008年9月3日申請(qǐng)日期2007年9月7日優(yōu)先權(quán)日2006年9月8日發(fā)明者李吉祥,李泰勛,楊炎勝,賴慶智申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院