如何選擇矽膠?你需要考慮到哪一些因素?

當你要開始使用矽膠的時候,一定會很疑惑,我應該要如何選擇矽膠?我應該怎樣向廠商做詢問?那麼,豆腐今天就帶來一個指引讓你有一個方向,在做選擇的時候才不會那麼茫然。至少,當你去問廠商的時候,你知道該問什麼,或是當對方問你的需求時,你知道該怎麼回答,否則,什麼都沒有概念的情況之下會像海底撈針一樣。因為對你來說,矽膠只有一種,但對供應商來說,矽膠百百種,不同的應用、物性及加工方式等等就有很多種選擇。

挑選矽膠,你應該先問自己幾個問題。

你要如何成型?

如果你是個人玩家或用量不大的公司,最適合的是灌注成型的矽膠,所謂灌注成型,就是把液態矽膠倒入模具裡,透過室溫或加溫之後就可成型。此成型方式不需要使用特殊的設備,操作非常的簡單,像手工香皂矽膠模、食品巧克力模、公仔、裝置藝術、移印膠頭,所使用的成型方式就是灌注成型。

如果你是公司,願意花錢投資設備,那就要考慮你是要做什麼用途來決定如何成型。需要設備成型的的分別有射出、網版印刷及塗佈。

射出是使用射出成型機將液態矽膠的A、B兩劑抽到混料筒內進行混合,之後進到模具裡加溫成型。如果你要成型的東西小且數量多,一天需要做幾百到幾千個,甚至上萬個,這個成型方式就非常的適合,例如LED照明元件、奶嘴、文具或禮品類產品等等。

網版印刷是在網版上倒入攪拌好的矽膠,用橡膠刮板將矽膠從網面的一邊刮向另外一邊。當刮板在網版上移動時,矽膠會有往下的壓力,透過網孔印到放置在底下的承印物上。這個成型方式適合在布類的應用,例如在織帶上印上logo或在布上印圖案。

塗佈成型有很多種方式,例如噴塗(spray coating)、浸塗(dipping)、輥塗(roller coating)、刮刀塗佈(knife coating)及凹版塗佈(gravure coating)。這些塗佈方式所需要的設備均不同,在此就不一一講解 。舉例應用如下:

  • 噴塗(spray coating)跟浸塗(dipping) – 適合用在不規則狀的物體或只想在物體的局部上矽膠。
  • 輥塗(roller coating)、刮刀塗佈(knife coating)及凹版塗佈(gravure coating) – 適合用在捲材的產品,像紙張或塑膠捲材,就可以用這樣的塗佈方式來加工。

你的矽膠需要具備什麼樣的物性?

除了考慮成型方式,你同時需要考慮矽膠的物性。

  • 你需要單液或雙液

單液顧名思義就是只有一劑,如果你不想要攪拌或怕有攪拌不均勻的問題,那就要選擇單劑。不過,單液型有個普遍的特性就是操作時間短,材料一接觸空氣就會開始固化,大約只有幾分鐘的操作時間。雙液則是有分A、B兩劑,需要攪拌才反應固化。市面上的矽膠,大部分是雙劑型的,

  • 你要的固化方式是常溫或加溫?

矽膠有分常溫跟加溫固化。常溫固化的意思是矽膠攪拌好放著,在室溫下它就會自己乾,而加溫固化是需要加熱才會硬化,如放進烤箱或是置於電熱板上。如果沒有加溫設備或時間不是問題,那就選擇常溫固化。一般室溫固化型的矽膠的固化時間從數小時到一天,若你覺得這樣很慢,那就要選擇加溫型的矽膠,因為此類矽膠固化速度可以很快,若東西做得不厚(1 mm以下),在150°C的溫度下,大約5分鐘就會乾了。加熱設備方面,如果沒有工業烤箱,一般有顯示溫度的家用型烤箱就可以了。

  • 你需要什麼樣的矽膠外觀?

矽膠因為使用的初級原料及配方的不同,有三種原色:透明、半透明、白色。以透明外觀來說,還有分高透明或全透明及透明微霧。高透明/全透明的意思是矽膠可以做到像水或玻璃一樣的透明,這樣的矽膠透光度非常高,適合光學級的應用如LED封裝或OCA水膠。透明微霧的話外觀還是透明的,但是會有一點白白霧霧的感覺,像奶嘴就是。

矽膠外觀從左到右分別為高透明、透明微霧、半透明、白色。這些都是矽膠的原色,沒有添加任何色料。這些矽膠為仁菖有限公司的高透明膠及模具矽膠。
矽膠外觀,原色就有分3種:透明 (又分高透明及透明微霧)、半透明、白色。這些矽膠為仁菖有限公司的高透明矽膠及模具矽膠。
比較矽膠的外觀,有4杯灌入不同矽膠,高度約2 公分。底下墊一張紙,可以看出矽膠不同的透明度。高透明矽膠可以很清楚看到底部,透明微霧一樣可以看到底,但是會霧霧的。半透明做厚看不到底。白色因為原本就不透明,所以看不到底屬正常。
這幾杯所灌的矽膠高度約2公分,底下墊一張紙,可以看出不同的透明度。高透明的那一杯可以很清晰的看到底部,透明微霧的可以看到底,但是霧霧的,半透明的做厚看不到底,白色的因為原本就是不透明的外觀,看不到底是正常的。
  • 你需要的矽膠硬度要多少?

矽膠基本上是即軟又有彈性的材質,但它還是有分硬度。一般使用的量測儀器為邵氏A硬度計,英文叫Shore A durometer,單位是度,有時更軟的還會用到邵式OO (Shore OO),數值越高代表越硬。你可能會問,我又沒有硬度計,我怎麼知道我需要多少的硬度?以翻模矽膠來說,若你要成型的東西小,那就要選比較軟的,因為材料軟脫模會比較容易。若成型的東西很大或較硬,那就要選比較硬的矽膠,至少要20度以上,因為若材料太軟,你在脫模的過程中,可能會把你的矽膠模具弄壞了。

  • 你的成品需不需要有黏性?

一般的矽膠成型後表面是乾爽的,但有一些特殊用途,需要它在固化後表面有黏性。例如,市面上有人用矽膠做成清潔用品來沾灰塵,若矽膠沒有黏性,那這個應用就無法使用了。換個例子講,以矽膠鞋墊來說,若表面黏黏的,除非有穿襪子,要不然腳踩下去會很不舒服,這個時候就要挑選表面乾爽的矽膠了。

  • 你需要什麼樣的黏度?

剛剛所提到的黏性跟現在要講的黏度是不一樣的。黏性是成品表面會黏手,而黏度是液態矽膠的流動性,黏度越高,表示越不流動。例如水跟麥芽糖,水的黏度很低,流動性很好,麥芽糖黏度很高,不好流動。若你要灌注物件或是要翻模原型,當然是黏度越低越好,這樣比較好操作,且攪拌之後氣泡比較容易消除。若你是要拿矽膠當接著劑,那就要黏度高,因為黏度低矽膠會流掉。

  • 矽膠被接著的材質是什麼?

你的矽膠會接著什麼材質?例如你的模具是塑膠做的,很多塑膠不耐高溫,這個時候最好是選擇常溫固化型的或是加熱溫度不需太高的矽膠,否則,若矽膠的固化溫度超過你的塑膠模具可以承受的溫度,那你的模具就會變形。

  • 矽膠固化之後需要對模具或被塗物密著嗎?

你的矽膠灌入(塗上)固化之後需要與模具或被塗物分離還是就會直接黏在上面?這兩種不同的目的,矽膠完全不同,一個是要離模,一個是要有密著性。

常講的黏性經常易混淆,特別說明如下:

  • 黏度 (Viscosity) – 液體時之黏稠度
  • 表面黏性 (Tack or tackiness) – 表面手摸是否會黏手
  • 密著性 (Bonding) – 對被塗物之黏性

以上就是挑選矽膠時所要考慮到的項目。希望我今天講了這麼多,你有學到東西。下次聊!

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