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美国Sheldahl公司胶带胶水和砂带对接技术

陈天仁编写

一、美国Sheldahl公司简介：

Sheldahl公司（国内俗称为“小岛”和“胜达”公司）是美国和全世界最大及最先进的对接（也称平接）砂带所用的胶带的生产公司。 Sheldahl公司位于美国明尼苏达州Northfield, 成立于1955年，是世界闻名的电子集团企业-伟创力公司(Flextronics)的子公司。伟创力公司(Flextronics)的年收入达300亿美元。Sheldahl公司生产的真空金属镀膜及热控材料和塑膜材料居世界领先水平，广泛地应用于航天、航空、军事、电子、汽车、和涂附磨具领域。Sheldahl公司生产的对接砂带用的对接胶带，以其优异的质量和“强而薄”的特性，在全球的对接胶带的市场上独占鳌头（70%的国际市场占有率），其客户囊括了全世界所有著名的涂附磨具转换公司（厂），以及中国80%以上的对接砂带的转换公司（厂）。　　　　　

Sheldahl公司生产的对接胶带有以下五个“世界唯一”：

唯一的集胶带基材制造、基材涂胶、置纤维加强筋、烘烤、分角度、裁切包装、各项性能测试为一体。

唯一的在各个生产环节中全部用电脑电子仪器监控质量。

　　唯一的同时拥有ISO9001, ISO14001, TS16949，QS9000 质量认证证书。

　　唯一的拥有对接胶带专利。

　　唯一的18年来从来没有涨过价。

　　以下照片是Sheldahl 公司胶带的原材料 – 聚酯薄膜的先进的处理设备：

二、对接（平接）砂带对搭接砂带的优势：

对接（平接）砂带在发达国家的砂带市场中已占90%以上。在中国，1992年以前对接（平接）砂带的产量是零，现在对接（平接）砂带已占全部砂带产量的60%以上，并逐年逐月在快速增长。与搭接砂带相比，对接（平接）砂带有以下优越性：

1、制作砂带的成本降低。省去了金刚石砂轮刮磨砂带接头的工序和费用；

2、砂带在正反两个方向都可以运转，使砂带的使用寿命增长；

3、接头较搭接接头坚固，不易脱开，大大减少事故发生率；

4、磨削平稳。尤其在磨削复合板，装饰板时，表面没有震颤纹；

5、外观较搭接砂带漂亮，更专业化，更受客户喜爱！

三、Sheldahl公司对接胶带技术参数：

Sheldahl公司制造和提供从最粗到最细各种粒度磨料及各种基材的砂带所需的对接胶带。胶带的聚酯基材上粘有排列整齐的单向的纤维加强筋。这些单向纤维加强筋与砂带的拼接角度成同一斜向，其优点是抗拉强度很大，而胶带的厚度却能保持很小。

Sheldahl公司的对接胶带分两大类：

1、需要用户自己涂胶水的胶带（Uncoated Tapes）;

2、不需要用户自己涂胶水的胶带（Coated Tapes）.

这种胶带是Sheldahl公司在制作时，在有加强筋的一面预涂上了一层均匀的热固性粘结剂。用户使用时，只要将隔离膜剥离，不需要再在胶带上涂胶，只需将砂带接头的磨边部位涂胶，将胶带附上，即可在压接机上压接。这种胶带的优点是省去用户自己在胶带上涂胶以及可能出现的涂胶的不均匀性。缺点这种胶带在运输过程中必须用干冰冷藏，因此不适合长途运输。这种胶带成本和价格较高。主要供应给美国国内的客户，不供应海外的客户。因此我们以下仅讨论需要用户自己涂胶水的胶带（Uncoated Tapes）.

　　胶带代号、颜色、及适用范围：

此外，Sheldahl公司开发的以下新品种胶带已经批量供应：

　　胶带技术参数：

以上胶带中，工厂用得最多的是白色胶带，其次是红色胶带。

注：

1、纤维加强筋标准角度:  55°, 67°, 75°.

A)    胶带代号后若有R，则表示该角度是反向角度。

B)    每种角度的适用范围为+/-1°. 比如说，67°胶带也适用于66°和68° 切角的砂带接头。75°胶带也适用于74°和76° 切角的砂带接头。

C)    窄砂带的接头切角多为67°，宽砂带的接头切角多为75°.

D)   也可以根据客户需要制成其它角度。

2、胶带标准宽度:  19 mm 和 25 mm 两种. 最广泛使用的是19 mm 宽的胶带。

3、胶带卷的胶带标准长度:  100 米 （也可以根据客户需要提供200 米长的胶带卷。）

4、关于胶带厚度的测量：由于胶带又软又薄，不能用千分卡规或者游标卡尺来测量，否则所测结果的误差会很大。Sheldahl公司是用一种弹簧垂落式测厚仪（见下图）来测量胶带的厚度的。

5、关于胶带抗拉强度的测量：抗拉强度的定义是材料在拉伸断裂前所能够承受的最大拉应力，抗拉强度的测量方式一般是材料在拉断时所承受的最大力（Fb），除以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度，单位为N/mm2（MPa）。但是由于胶带非常薄，只有0.05 – 0.21mm, 其横截面积非常小，因此，不能用上述计算公式。胶带抗拉强度的正确和标准的计算公式应该是胶带在拉断时所承受的最大力(N 牛顿)，除以胶带的宽度（cm）。单位为 N/cm.  再则，请大家特别注意的是，以上表格所提供的是胶带的抗拉强度，而不是砂带接头的抗拉强度。这两者不要搞混。Sheldahl公司之所以没有提供砂带接头的抗拉强度，是因为砂带接头的抗拉强度不仅仅取决于胶带本身的强度，还受到许多变量的影响，如砂带的基材，接头的制作情况（磨边的深浅好坏，所用的胶水的成分和配制情况，所涂胶水的厚度），等等。一般来说，砂带接头的抗拉强度会比同型胶带的抗拉强度稍低一些。因此不能将胶带的抗拉强度视作砂带接头的抗拉强度。

6、砂带接头耐揉曲性能测试：除了对胶带本身进行抗拉强度测试，Sheldahl公司还用各种胶带做成对接砂带接头样品，然后再将制作好的1/2” (12.7mm) 宽的砂带短样在专门的耐揉曲性试验仪器PAC-TESTER上做耐揉曲性能测试 （见以下照片）。测试前，将砂带短样调整至一定的张紧度（约40磅的拉力），然后，开动仪器，该仪器便以每分钟500次以上的速度来回拉扯揉曲该试验砂带。砂带绕直径为6mm的小柱来回拉扯运动，一个来回算作一次揉曲。Sheldahl公司的耐揉曲测试标准是：用黄色、红色、白色、蓝色胶带制成的砂带接头短样，要能经得起至少7000次的揉曲而不断裂。用绿色胶带制成的砂带接头短样，要能经得起至少2500次的揉曲而不断裂。

四、Sheldahl公司胶水技术参数：

Sheldahl公司生产的胶水由胶料和溶剂两部分组成。

胶料是一种热固性直链聚酯氨基甲酸乙酯（尿烷）树脂，呈珍珠灰色或珍珠黄色，稀糖浆状。在22°C 时的比重是 0.87克/立方厘米。 溶剂是醋酸乙酯和丙酮。

胶水性能参数如下：

注：

1、冬天购进的桶装胶水可能会有胶凍和分层（上面稀清，下面粘稠）的现象。这是正常的，不是质量问题。使用前，应将桶装胶水充分搅拌均匀。

2、胶水应存放在阴凉干燥，通风良好的地方，无火焰，无火星，禁烟。

3、胶水储藏期没有限制。但对于已经储藏期超过6个月之久的胶水，在使用前，要先测试胶水的粘度。必要时，要添加溶剂，使胶水粘度在规定的范围之内。

4、胶水和固化剂混配后，必须在3至4小时内用完。

五、对接（平接）砂带制作技术：

1、刮磨砂带接头边：布基砂带接头最好用钢丝轮来刮磨。用钢丝轮来磨边。钢丝轮的方向一定要和砂布的走向角度一致！否则会严重损伤基材的纤维，进而削弱砂带接头的强 度。钢丝轮使用时间过长，钢丝会朝一个方向偏。这时可以将钢丝轮掉转方向使用，也可以用工具将钢丝轮上的钢丝翘头磨掉。也可以用砂轮来刮磨边。对于X重和Y重的基底，如聚酯基底，也多用喷砂（玻璃砂或白刚玉砂）的方式刮磨边。对于J重基底，也多用砂带轮来刮磨边。现在中国国内一些进口的砂带磨边机同时带有钢丝轮和喷砂或砂带轮的工位。磨边时，我们还建议在基底接头端部磨出一个小倒角。这样，在砂带打弯时，接头处会变得柔软些，不易折断。

磨边时，磨得太深或太浅都不好。若磨边磨得过浅，则会看到许多基底上的颜料仍留在 接头上，胶不容易透过基材的纤维之间，胶带不易粘结牢固。

磨边时，一定要把基底表层带颜色的浆料刮磨干净，使浆料下面的纤维露出。若刮得过浅，浆料未刮干净，胶带就会粘接到浆料上，而不是直接粘接到基底上。由于浆料本身对基底的附着性较弱，胶带和基底的粘接性也就很弱。这也是砂带接头不正常断裂的主要原因之一。可看到断裂的砂带接头处的胶带本身并没有断裂，而胶带上明显的粘有带颜色的浆料。这类砂带做接头的抗拉强度试验时，也会看到断裂处的胶带上粘有带颜色的浆料。但也不能把接头刮磨过深，否则，剩余的基材太薄，强度就差，易断裂。在断裂的接头处，会看到胶带上粘有整片断裂的基材。用手很容易撕裂接头的边缘（即接头边缘“发脆”）；

正确的磨边的深度应等于胶带的厚度加上涂胶层的厚度。

上述这些仅是一般经验，更准确的经验应由工厂在实际操作中得出。正确的做法是，做 多种磨边浅不同及喷胶量不同的试验，由此做好接头后，在上述接头耐揉曲性试验仪器上做 模拟实际应用的接头耐揉曲性能测试，从而积累磨边及喷胶的经验数据。

以下是使用磨边机的注意事项：

A)　磨边喷胶机的压杆下衬橡胶皮，橡皮视磨“毛的程度予以更换。

B)　机器中的液压油每年要换一次。

C)    工作台的边缘最好用两面胶带衬贴一下，纺织砂带在来回移动过程中将工作台磨损。用手将磨好的砂带移出工位时的姿势很重要。正确的姿势是避免手的动作幅度过大，无意中将砂带磨蹭着工作台。

注：有的磨边机装有两个工位的钢丝轮，第一个工位的钢丝轮做主要的大部分的刮磨工作，第二个工位的钢丝轮对已磨好的边再磨一下，求的完善。

也可以在磨边机上装两个喷砂的工位（预磨边和精磨边工位）。用喷砂的方式来磨接头的边。这种磨边的效果也非常好。

2、涂胶：

A)    接头胶的配料工艺：A651-15胶水的干胶料含量为15%，与固化剂混配后适于机器或者喷胶器喷胶；而A651-20胶水的干胶料含量为20%，与固化剂混配后适于用刷子或者胶辊手工涂胶。

由于国内工厂多使用手工涂胶，以下着重叙述A651-20胶水的使用工艺。

所谓涂胶，是要在胶带和砂带接头基底磨边的部位都涂上胶。

给胶带上胶的胶水的配制：A651-20胶水已含约20% 的干胶料。先用溶剂（醋酸乙酯或者丙酮）将A651-20胶水稀释至含干胶料13%的浓度，然后与固化剂混配。

按重量配：100克A651-20胶水，加10克左右的固化剂。

按容积配：100份A651-20胶水，加 8 – 9份的固化剂。

    给砂带接头基底磨边部位上胶的胶水的配制：为了便于胶水渗入刮磨过的基底的纤维，胶水要配得较稀一些。

按重量配：100克A651-20胶水，加10克左右的固化剂，再加70 – 100克溶剂（醋酸乙酯或者丙酮）。

按容积配：100份A651-20胶水，加 8 – 9份的固化剂，再加85 – 120份溶剂（醋酸乙酯或者丙酮）。

胶料混配时，建议将所需量的胶水和固化剂加入到一铝制的金属罐（盒）内，用盖子盖紧后，放置到机械旋转震动器上快速旋转震动10分钟，使胶料搅拌均匀。此后，将此胶罐放到磨边涂胶机或者手工涂胶的胶罐工位上。混配好的胶料最好在四小时内用完。若胶料用到呈紫色时，胶料的功能会有所下降。

B)    涂胶工艺：按上述方法配好的胶称为接头胶。接头胶配好后应在室温下放置约30分钟，或者在65°C温度下放置4 – 6分钟后再使用，以便接头胶中的胶水和固化剂起反应以及溶剂的挥发。

在胶带上涂胶：涂在胶带上的胶水和胶带上原有的复胶层起化学反应，以形成化学键，使涂在胶带上的胶水要和胶带上原有的复胶层牢牢地结合在一起。为此，涂在胶带上的胶水的量一定要足，并且，该化学反应需要有足够的时间（约30分钟）。在胶带上涂胶的厚度最好控制在0.635mm左右. 人工刷胶时，请不要用刷子来回用力刷。这样用刷子用力来回刷，反而会使胶带上的胶水量过少和过薄，或有局部漏涂情况发生（压接后胶带下有“白斑”出现），这会影响接头的强度。如果胶带上涂的胶水量过少，再加上涂胶后马上就将胶带粘附在接头上然后上压机压接，这样砂带接头的强度肯定会降低。为此，工厂可以自制一种能够控制在胶带上涂胶厚度，使涂胶厚度均匀和稳定的简单实用的人工涂胶装置。并要采取措施确保胶带涂上胶水后要等30分钟后才能压接接头。

在刮磨好的砂带接头基底上涂胶：

若用机械喷胶，胶喷头下的接胶漏斗上常有胶粘在上面，不易清洗干净，解决方法是，在漏斗上喷上一层液态蜡，这样，上面所粘的胶就很容易被清洗掉。此漏斗每天停机下班前要清理一次。漏斗下的大斗也要喷液体蜡，每周清理一次。

上述胶罐中的吸胶管的尾端应切成如图之型：

以防止平头塑料管触底影响吸胶，此塑料管应一周换一次。

磨边喷胶机在工间休息时，应定时（自动）让胶喷头每分钟喷一次胶，以防喷头堵塞。

喷胶时可根据基底材质的轻重适当调节胶量和空气量的配比。对重型基材，胶量要适当增多，对轻型基材，如J-W布基，可适当减少胶量，加大空气量。

若用手工涂胶，要确认胶水渗入到基底纤维之中。对重型基材，胶量要适当增加。

3、砂带接头压接：在压接前，最理想的是让涂了胶的胶带在烘箱中烘一下，以助溶剂的挥发。这可以大大加快生产速度，提高效率，并提高质量。但是实际上，许多工厂没有烘箱，或不用烘箱，而是让胶带在室温下自然干燥。也有的工厂有意大利METIS和BIKO公司生产的胶带涂胶机，机器本身就带有一个烘干器。若使用上述公司的带烘干的胶带涂胶机，则在压接时注意：若压接窄砂带，就可用70°C的温度；若压接宽砂带，则必须用50°C的温度，不能过高。

若胶带在室温下自然干燥，则一定要干燥30分钟后才能压接。

请注意：若胶带涂胶后干燥时间不足，如只干燥15分钟或者更短时间，溶剂尚未充分发挥出去，这时若用较高温度来压接，胶带上的溶剂会起泡，反而会降低胶带的粘结强度和牢度，在这种情况下应用较低的温度（50°C）来压接。请记住：干燥时的时间越短，干燥时的温度越低，压接的温度就要越低。当然，用50°C左右来压接，所接好的砂带接头并不一定是最佳状态的接头，但只要掌握好磨边涂胶等工艺，掌握好压接压力盒压接时间等参数，也能生产出较好质量的接头。

我们建议：有条件的工厂应尽量使用烘干设备，这样就可用较高的压接温度，从而做出 高质量的接头。

此后，将涂了胶并且已干燥的胶带粘附在已经磨好边并涂上胶的接头基底边上，在压接机的热压杠下衬上一层隔离纸以防粘连，将预粘接好的砂带接头放到压接机上进行压接。

有的工厂在压机的压杠下衬附一层有花纹的尼龙带，这种尼龙带有点象汽车座位上的 保险带，这是为了使压力的分布更加均匀，并且又不容易将砂带上的磨粒压损。让砂带接头带砂的一面对着该尼龙带。

压接时间：10–15秒

压接稳定：50 -70°C

压力：2,000–3,000 磅/平方英寸 （13.8–20.7 Mpa）
请一定注意：砂带在压接后的接头的粘结强度在很大程度上取决于粘结剂的固化的程度。粘结剂的固化速度又取决于当时的环境的温度和湿度。温度和湿度越高，需要固化的时间就越短。反之则需要固化的时间就越长。一般来说，压接后的接头的粘结剂在室温下要待48小时才能完全固化，才能达到接头的最大的粘结强度。我们发现有些转换厂为了求快，在砂带压接后几小时之内就将砂带捆绑打包发往用户。这些粘结剂没有完全固化的砂带经捆绑打包以及汽车运输的颠簸，会严重影响接头的粘结性和强度；加上如果用户马上就使用这些粘结剂尚未完全固化的砂带，就有可能在砂带磨床上发生砂带接头崩裂脱落的事故。请一定要采取相应措施和制定严格的工艺规程，以彻底避免和杜绝上述事故的发生！
总之，砂带对接（平接）过程的各个工序–磨边，胶水配制，涂胶，压接，压接后接头胶的完全固化都非常重要。各个环节都不能有闪失，不能企图走捷径，不能只图快。切记“欲速则不达”。一定要遵循科学规律，并根据本厂的生产情况，制定出科学的、有效的、切实可行的生产和质量管理制度和措施，才能生产出优质的对接（平接）砂带。