การศึกษาสมบัติของกาวร้อนเหลวชนิดต่าง ๆ สำหรับการใช้งานในกระบวนการขัดสไลเดอร์บาร์

Abstract

บทคัดย่อ

ปัญหาของอุตสาหกรรมฮาร์ดดิสก์ไดร์ฟที่เกิดขึ้นในกระบวนการขัดสไลเดอร์บาร์ คือ กาวที่ใช้ติดสไลเดอร์บาร์กับอุปกรณ์จับยึดเกิดการหลุดร่อน และการลอกกาวออกจากสไลเดอร์บาร์หลังผ่านขั้นตอนการขัด ซึ่งกาวที่นิยมใช้งานในลักษณะยึดติดชั่วคราวเช่นนี้คือกาวร้อนเหลว งานวิจัยนี้จึงศึกษากาวร้อนเหลว 4 ชนิด ได้แก่ กาวพอลิยูรีเทน กาวพอลิเอทิลีนไวนิลอะซิเตท กาวพอลิเอสเทอร์ และกาวพอลิเอไมด์ เนื่องจากกาวร้อนเหลวทั้ง 4 ชนิด นี้นิยมใช้งานในอุตสาหกรรมต่าง ๆ โดยได้ศึกษาโครงสร้างทางเคมี สมบัติทางความร้อน ความเป็นกรด สมบัติวิศโคอิลาสติก และความแข็งแรงต่อแรงดึงในแนวเฉือน ผลการวิจัยพบว่าความแข็งแรงต่อแรงดึงในแนวเฉือนของกาวพอลิเอไมด์สูงกว่ากาวพอลิเอสเทอร์ ในขณะที่กาวพอลิเอทิลีนไวนิลอะซิเตทมีความแข็งแรงต่ำใกล้เคียงกับกาวพอลิยูรีเทน นอกจากนี้ยังพบว่ากาวที่มีค่าความเป็นกรดและความเป็นผลึกมากขึ้นจะให้ความแข็งแรงต่อแรงดึงในแนวเฉือนเพิ่มสูงขึ้น เนื่องจากความเป็นผลึกมีผลทำให้กาวมีความแข็งแรงมากขึ้น และหมู่ฟังก์ชันที่มีความเป็นกรดทำให้การยึดติดกาวกับชิ้นงานที่เป็นเหล็กปลอดสนิมดีขึ้น ส่วนการลอกกาวออกจากชิ้นงานพบว่ากาวพอลิยูรีเทน กาวพอลิเอทิลีนไวนิลอะซิเตท และกาวพอลิเอสเทอร์สามารถลอกออกจากชิ้นงานได้ง่ายด้วยวิธีการให้ความร้อนหรือการใช้ตัวทำละลาย ในขณะที่กาวพอลิเอไมด์ไม่สามารถลอกออกได้โดยสมบรูณ์ ไม่ว่าจะเป็นการให้ความร้อนหรือการใช้ตัวทำละลาย เมื่อนำกาวพอลิยูรีเทน กาวพอลิเอทิลีนไวนิลอะซิเตท และกาวพอลิเอสเทอร์ไปใช้ในกระบวนการขัดของโรงงานอุตสาหกรรม พบว่าสไลเดอร์บาร์ที่ใช้กาวพอลิยูรีเทนและกาวพอลิเอทิลีนไวนิลอะซิเตทในกระบวนการขัดมีความขรุขระน้อยกว่ากาวพอลิเอสเทอร์ เนื่องจากกาวพอลิยูรีเทนจะใช้เวลาในการขัดโดยรวมต่ำที่สุด

คำสำคัญ : กาวร้อนเหลว; กระบวนการขัด; การหลุดร่อนของกาว

Abstract

In hard disk drive industry, a problem in slider bar lapping process involves adhesive failure in gripping slider bar to the holders and removing the adhesive film without a trace. The type of adhesive that is appropriate for such temporary applications is hot-melt type. Four polymer-based hot-melt adhesives including polyurethane (PU), poly (ethylene-vinyl acetate) (EVA), polyester (PES) and polyamide (PA) were chosen in this study due to their availability in other application thus avoiding supply shortage. Here, the adhesives were characterized for their chemical structures, thermal properties, acid number, viscoelastic properties and lap shear strength. It was found that the adhesion strength of PA was higher than PES, whereas the strengths of EVAs and PU were comparably low. In addition, lap shear strength was found to increase with increasing degree of crystallinity and acid number. This was because the crystallinity could improve cohesive strength and acid functionality, which in turn contributed to better adhesion to stainless steel. The debonding of PU, EVA and PES was easily accomplished by either heating or submerging adhesives in appropriate solvents. On the other hand, PA could not be completely debonded either by heating or using solvents. In the field test, it was found that PU and EVA adhesives could provide slider bars with less roughness than PES adhesive, where PU could provide the shortest overall lapping time.

Keywords: hot-melt adhesive; lapping process; adhesive failure