進入石化工業(yè)時代以來,人類為了脫離天然材料的各種極限,不斷開發(fā)出各種各樣的高分子材料,以提高人類衣、食、住、行的生活水準,更對廣大范圍的科技發(fā)展有很大貢獻。
近30年來人類自省運動興起,開始審視各種科技發(fā)展對人類生活環(huán)境所造成的傷害,開展各種環(huán)保運動與簽訂相關國際公約。各種形態(tài)的廢棄物,造成整個地球生態(tài)、環(huán)境及氣候的嚴重影響。特別是近十年來,面臨地球暖室效應及如戴奧辛等毒物對地球環(huán)境的影響,大家對周遭自然生態(tài)保護的觀念逐漸抬頭,環(huán)境是人類國際公有財產(chǎn)的觀念也水漲船高,環(huán)境問題不再只限于制造業(yè)的問題,甚至更成為各企業(yè)重要的經(jīng)營課題?!皩せ嘏c環(huán)境協(xié)調(diào)的生活”、“追求產(chǎn)業(yè)的永續(xù)發(fā)展”已經(jīng)成為世界各國保護環(huán)境的新理念。而具環(huán)境意識的材料,對環(huán)境友善的材料,能與環(huán)境生態(tài)平衡的材料等環(huán)境材料亦為最近十年來世界各發(fā)達國家努力的方向。其中以歐盟最積極,RoHS Directive第4條預防明文規(guī)定歐盟國家市面上的電子電機產(chǎn)品,從2006年7月1曰起,不得含有鉛、鎘、六價鉻以及含溴耐燃劑如PBB(polybrominated biphenyls)或是PBDE(polybrominated diphenyl ethers),WEEE(wastefrom Electrical and Electronic Equipment)。Directive甚至提議從2008年起,禁用含有鹵素耐燃劑,意大利在1989年7月以后全面禁止PVC制塑料袋,德國綠黨要求95%PVC制品改用其它材料。
PVC樹脂,學名為聚氯乙烯(Poly vinyl chloride),其價格便宜、加工性佳,還有耐候性、耐藥品性、不易燃等優(yōu)點,此外在使用可塑劑、填充劑等各種添加劑等時,可以制出從硬質(zhì)到軟質(zhì)各式各樣的成品,可說是一種萬能塑料。“軟性聚氯乙烯膠帶”(俗稱SPVC或是PVC膠帶)為臺灣膠帶產(chǎn)品第二大項,因為上游石化廠能夠提供物美價廉的PVC樹脂,中游塑料工廠能夠提供品質(zhì)佳的PVC膠帶背膜,所以島內(nèi)幾家膠帶大廠如四維工業(yè)、亞洲化學、地球綜合等能生產(chǎn)出具國際競爭力的PVC膠帶。2001年島內(nèi)總產(chǎn)量近2億4仟萬米,總產(chǎn)值約新臺幣35億元,其中。PVC電氣絕緣膠帶占1.6億米,不僅能滿足島內(nèi)大部分需要,且外銷世界各地,在國際市場占有舉足輕重的地位。
因為PVC被國際環(huán)保組織認為公害最嚴重之塑料類制品,以各國日漸重視環(huán)保的趨勢,日后是否會遭受嚴格管制或全面禁用備受關注。而設法利用其它替代基材制造產(chǎn)品,對于國內(nèi)膠帶產(chǎn)業(yè)界的永續(xù)經(jīng)營是重要關鍵。粘性膠帶乃是指在背膜基材上涂布粘著劑,藉由粘著劑之流動與被粘著體結合而產(chǎn)生粘著效果之產(chǎn)品,粘性膠帶之種類繁多,依粘著方式之不同,一般分為溶劑活化型、熱活化型及感壓性膠帶三種;此三類粘性膠帶中感壓性膠帶因使用方便,應用廣泛為成長最迅速之性膠帶,電氣絕緣膠帶即屬于此類。
臺灣工研院環(huán)安中心投入環(huán)保型電氣絕緣膠帶技術開發(fā),對于如何應用對環(huán)境友善的eco-material作為PVC電氣絕緣膠帶的替代品,研究中曾經(jīng)做過地毯式的專利文獻檢索以及與業(yè)界充分溝通,發(fā)現(xiàn)在此部分之技術及產(chǎn)品仍待開發(fā),當時也獲得亞洲化學、地球綜合以及遠企塑料三家的支持,連續(xù)兩年加入有關業(yè)界合作計劃。目前研發(fā)成果已申請專利,三家公司對于產(chǎn)品的商品化極具信心。研究期間開發(fā)polyolefin環(huán)保型膠帶背膜,深入探討耐燃規(guī)格之塑料背膜基材,同時增強塑料背膜之表面處理,令其表面張力大于38 dyne/cm;并以全球業(yè)界公認的UL-510為測試標準,針對研發(fā)背膜與膠帶的性質(zhì)評估,包括斷裂強度、斷裂伸長率、破壞電壓、耐熱性、耐燃性、變形度、耐寒性以及撕裂度(ASTMd1004)等。結果令業(yè)合廠商滿意,開發(fā)polyolefin環(huán)保型材料結合耐燃劑配方,可以通過耐燃性試驗,效果比商品化PVC膠帶佳,是否添加耐燃劑,端視使用端需求而定。
目前開發(fā)的膠帶背膜除了耐熱性外,其它特性皆可達UL-510標準,甚至破壞電壓、變形度皆比傳統(tǒng)PVC膠帶更好,適用低溫或常溫環(huán)境,將來調(diào)整樹脂分子量與結晶度,經(jīng)過改良的膠帶背膜應可適用于高溫環(huán)境。polyolefin低成本與彈性的良好組合,可以去除PE樹脂固有而且不適用于膠帶用途的YieldPoint,各種背?;牡膕tress-strain曲線圖中,PE有非常明顯的Yield Point,在膠帶應用上有很大缺感,拉伸量僅10%時就感覺膠帶沒有彈性,而且PE拉伸恢復比(變形量)達30%,無法達成電氣絕緣膠帶包覆后自動緊縮防止水氣滲入的要求。本研究之改良Polyolefin基材與3M商品化膠帶都能達到去除Yield Point以及降低拉伸恢復比的效果。
隨著全球綠色環(huán)保課題逐漸被重視,新一代具綠色環(huán)保及清潔生產(chǎn)概念之制程及材料技術亦不斷被要求。因此開發(fā)非PVC型電氣絕緣膠帶或其它項產(chǎn)品將會是未來幾年產(chǎn)業(yè)即將面臨的新挑戰(zhàn)。目前已有部分廠商將此產(chǎn)品商業(yè)化。此一全新清潔生產(chǎn)制程所量產(chǎn)的產(chǎn)品,將為傳統(tǒng)膠帶產(chǎn)業(yè)開辟一條永續(xù)發(fā)展的坦途。
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