TPU薄膜是在TPU顆粒料的基礎(chǔ)上，經(jīng)壓延、流延、吹膜、涂覆等特殊工藝制成的薄膜。由于TPU薄膜具有高透濕、透氣性、耐寒、抗熱、耐磨、高張力、高拉力、高負(fù)載支撐力的特點(diǎn)，其應(yīng)用非常廣泛，日常生活中的方方面面都可以發(fā)現(xiàn)TPU薄膜的身影，比如包裝材料、塑料帳篷、水囊氣囊、箱包復(fù)合布等，都會用到TPU薄膜。
目前，TPU薄膜應(yīng)用在汽車領(lǐng)域，最受關(guān)注的非TPU隱形車衣莫屬。
從結(jié)構(gòu)上來講，TPU隱形車衣主要由功能涂層、TPU基膜、膠層復(fù)合而成。其中，TPU基膜作為隱形車衣的靈魂，品質(zhì)至關(guān)重要，在性能方面的要求極高。
該圖簡要地描述了脂肪族熱塑性聚氨酯從顆粒母粒加工成薄膜的整個(gè)流程。涉及到材料的混合配方、除濕干燥系統(tǒng)，把固體顆粒加熱剪切塑化成melting（熔體），經(jīng)過過濾、計(jì)量，采用自動模頭（早上海朝分享過）定型冷卻、貼合 PET， 以及測厚。
一般用X光測厚，跟自動模頭有負(fù)反饋的機(jī)密控制系統(tǒng)，最后要切邊，經(jīng)過瑕疵檢驗(yàn)，質(zhì)檢人員在不同的角度檢驗(yàn)薄膜，看物性、“表面功夫”是否達(dá)到要求，最后收卷提供給客戶，中間還有熟化的過程。
下面我將展開講工藝要點(diǎn)，首先特別強(qiáng)調(diào)，材料在進(jìn)行加工之前要除濕干燥，上午有公司的專家講了 TPU 的結(jié)構(gòu)，TPU 是很親水的材料，它跟水有天然的親和性。
生產(chǎn)出來的TPU粒子，在生產(chǎn)、儲運(yùn)、放置的過程中會吸水，水是 TPU 的一個(gè)大敵，單螺桿擠出機(jī)中的溫度很高，壓力很大，在這個(gè)狀態(tài)下，水分的存在使得 TPU 發(fā)生degradation（降解），降解之后車衣膜的性能就會變差，所以在塑化前要把水分除掉，標(biāo)準(zhǔn)要求是水分含量低于 100 ppm。
工藝溫度也很重要，各家用的粒子不一樣，需要跟母粒顆粒的供應(yīng)商探究，結(jié)合供應(yīng)商推薦的加工工藝溫度，一般會根據(jù)硬度、材料的分子量、熔融指數(shù)等有一定的調(diào)整。
因?yàn)檐囈履な荰PU膜界的皇冠上的明珠，使用的TPU材料非常的特別，非常的昂貴，制造工藝也非常的困難。即便是大公司也不能保證每一批材料的分子量、分子量分布都是完美的，所以要建立識別能力，在生產(chǎn)工藝中加以調(diào)節(jié)。
過濾也是很關(guān)鍵的步驟，因?yàn)槌瞬牧系奶匦?，“表面功夫”就是要肉眼檢查薄膜表面平整度、雜質(zhì)、晶點(diǎn)、留痕情況，這就需要比較好的過濾。過濾器的使用是一個(gè)很繁瑣的過程，要遵循專業(yè)廠家的推薦，過濾器的使用周期，要遵循科學(xué)的規(guī)律，防止產(chǎn)生黑點(diǎn)異物。
客戶對薄膜厚度的偏差要求是微米級的，用手工是萬萬達(dá)不到的。除了測厚儀之外，還要配備melting pump（熔體泵），通過計(jì)量泵準(zhǔn)確地把擠出量穩(wěn)定在非常高的水平。同時(shí)melting pump跟擠出點(diǎn)要做閉環(huán)控制，使得整個(gè)擠出過程的壓力穩(wěn)定，壓力的波動一定會帶來厚度的波動，造成瑕疵品。業(yè)界會區(qū)分A級品和B級品，一旦變成B級品，就只能打落牙齒往肚里吞，價(jià)格連顆粒的成本都收不回來。
加工過程還有一個(gè)重要的部件是擠出機(jī)，車衣膜加工一般采用單螺桿擠出機(jī)，擠出機(jī)最核心的部件就是螺桿和機(jī)筒，螺桿的結(jié)構(gòu)有很多種，有適合 TPU 的專有的結(jié)構(gòu)，一般采用低剪切，塑化比較好的。如果采用高剪切，那么材料的物性會下降。假如廠家提供的粒子分子量很高，但是經(jīng)過加工后分子量下降，超過一定標(biāo)準(zhǔn)后，材料的物性就不達(dá)標(biāo)了。
模具也是裝備制造中非常精密、非常關(guān)鍵、非常困難的部件。在訂購設(shè)備的時(shí)候，要拿著顆粒樣品，看供應(yīng)商、顆粒特性，給有實(shí)力的模具廠家，他會做rheology（流變學(xué)）分析，確定什么樣的流道設(shè)計(jì)適合該顆粒。流道設(shè)計(jì)不合理，做出來的產(chǎn)品會產(chǎn)生厚度不好、表面平整度不好、留痕嚴(yán)重等等缺陷。
原文始發(fā)于微信公眾號（艾邦車衣膜論壇）：博銳斯車衣TPU基膜加工工藝