CN101462394B - 无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明关于一种无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于该多层结构以一热塑性发泡弹性体为主体基材，藉由添加微量架桥剂，维持该热塑性弹性体的热可塑特性，以进行热加工。该方法包括下述步骤：1)藉由架桥剂的添加与选用，以维持该热塑性发泡弹性体的热可塑特性，及2)热加工该多层结构进行结合，产生一无胶水双层热塑性发泡弹性体的多层结构。

Description

无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法

技术领域

本发明关于一种无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，特别关于一种无胶水热塑性发泡弹性体双层结构的制造方法。

背景技术

随着塑料产品应用的层面不断增加，人们对于塑料产品在加工制成、使用便利及后期回收处理的要求也越来越多，在加工过程中，要避免有毒物质的添加及制程中所产生的有毒气体，使用时，希望能够容易使用、美观、且耐用，后续回收处理则因塑料产生时多会产生戴奥辛(dioxin)的有毒气体对人体造成危害，若不使用燃烧法，而大量堆栈则会造成使用空间缩小，且多数塑料并不会自行分解，而造成对环境的二次伤害。

目前被广泛使用的塑料之一即为高分子发泡材料，该发泡材料依使用原料或特性的不同，大致可区分为塑料发泡材料及橡胶发泡材料，或热塑性材料及热固性材料两种，习知的塑料发泡材料，以乙烯-醋酸乙烯共聚物(ethylene vinyl acetate，EVA)为例，利用该材料进行发泡的发泡物可在加工后段程序轻易达到塑形的效果，且易于着色并进行回收利用，唯，该材料的弹性及止滑效果皆较不理想；而橡胶发泡材料虽可弥补塑料发泡材料的不足，但该橡胶发泡材料的加工制程较为复杂、塑形不易、容易产生对环境造成危害的污染物。

用于制造多层体的习知塑性材料皆有其优缺点，虽可针对具有不同特性材料的混合方式进行研究以产生的新颖的材料并改善前述缺点，但相异性质的材料的结合，在配制及制程条件上往往有不易控制的缺点。

因此，为避免发生上述缺点及能制得具有优异特性且环保的瑜珈垫，本发明人致力于研究及改良习知上用于制造热塑性弹性体多层结构的方法，因而研发出一种无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法。

请参考图1，图1为习知热塑性弹性体多层结构剖面图，该多层结构为一双层垫体1，该垫体包括一上层11、一网布层14、及一下层12，习知的热塑性弹性体要堆栈成为多层结构时，往往需在不同层体间加设该网布层14，并以胶水层15辅助进行黏合，该网布层14除了具有故定该上层11、及该下层12的功能之外，亦可防止因外界拉力造成该垫体1的形变。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种无胶水热塑性发泡弹性体(thermoplastic elastomer，下文简称为“TPE”)多层结构的制造方法，其特征在于利用相同材质进行热塑相熔黏合，以进行多层结构的结合。较佳地，该多层结构具有至少二层热塑性弹性体。根据本发明的方法，其具有制程简单及可有效降低生产成本的优点。

根据本发明的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其中该多层结构以一热塑性发泡弹性体为主体基材，该方法包括下述步骤：1)藉由架桥剂的添加与选用，以维持该热塑性发泡弹性体的热可塑特性，及2)热加工该多层结构进行结合，产生一无胶水热塑性发泡弹性体的多层结构，其特征在于藉由添加微量架桥剂进行微量架桥，并可维持该热塑性发泡弹性体的热可塑特性。

根据本发明的一具体实施例，无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，包括下列步骤：

步骤A：热塑性发泡弹性体(TPE)复合材料与一架桥剂进行混粒、压片、发泡，形成一热塑性发泡弹性体(TPE)发泡材；

步骤B：压制一热塑性发泡弹性体(TPE)薄膜；

步骤C：将该热塑性发泡弹性体(TPE)发泡材与该热塑性发泡弹性体(TPE)薄膜堆栈，于温度110至130℃、压力20至60kg/cm²的条件进行热压合，形成热塑性弹性体多层结构；以及

步骤D：该热塑性弹性体多层结构的后经冷却及进行裁切成需要的尺寸；

其特征在于该多层结构以一热塑性弹性体为主体基材，藉由添加该架桥剂，以该热塑性发泡弹性体发泡材的重量为基准计，该架桥剂重量百分比爲0.03至1.0％，维持该热塑性弹性体的热可塑特性，以进行热加工。

根据本发明的一较佳具体实施例，方法中使用的热塑性发泡弹性体(TPE)材料选自下述聚合物的组群：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-Butadiene-Styrene，SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(Styrene-Isoprene-Styrene，SIS)、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯弹性体(Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene Elastomer，SEBS)、苯乙烯-丁二烯橡胶(Styrene-butadiene rubber，SBR)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene，ABS)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、丙烯腈-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-styrene copolymer，AS)，或前述聚合物的混合物。其中以该热塑性发泡弹性体复合材料的重量为基准计，该SBS、SIS或SEBS较佳的添加重量百分比为0至99％，该SBR较佳的添加重量百分比为0.5至10％，该PS较佳的添加重量百分比为0.5至40％，该ABS、PP、EVA或AS较佳的添加重量百分比为0至40％。

根据本发明的一具体实施例，方法中使用的架桥剂选自一过氧化物，较佳地，架桥剂选自下述的过氧化物：二异苯基过氧化物(dicumylperoxide)、2，5-过氧三级丁基-2，5-二甲基己烷(2，5-(tert-butylperoxide)-2，5-(dimethylhexane))。

本发明的方法中，于步骤A可选择性添加一发泡剂，或者可选择性添加一发泡助剂。

本发明的方法中，于步骤A的发泡温度为155至165℃。

根据本发明的一较佳具体实施例，本发明的方法可用于制造无胶水双层热塑性弹性体多层结构。

因此，本发明的另一目的为提供一种比重轻、回弹性好、张力佳并具有封闭式泡孔结构的热塑性发泡弹性体多层结构，较佳为无胶水双层热塑性发泡弹性体多层结构。

与一般的高分子材料相较，根据本发明的方法，制得的TPE胶粒发泡后具有比重低、耐低温性及弹性佳的特性，且其发泡后的泡孔结构为封闭式，因而具备了防水的特性，可广泛使用于各种运动器材的弹性缓冲装置，例如瑜珈垫。

综上所述，本发明提供一种无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制备程序，除可免除以往要将两层热塑性弹性体结合时，需以一网布双面涂布胶水后再加以结合的繁复程序外，并因其技术特征在于架桥剂的选用及添加量的调控，使本发明所使用的热塑性弹性体没有在发泡反应后成为热固性材质，并保留其热可塑的特质，并进一步提供使用后可再加以回收利用的优点，且在制造加工过程中不会产生戴奥辛等有毒气体，使用时，亦不会释出有毒添加剂，更提升使用时对人体的安全性。

为使熟悉该项技艺人士了解本发明的目的、特征及功效，兹藉由下述实施方式，并配合所附的图式，对本发明详加说明，说明实施方式中。

附图说明

图1为习知热塑性弹性体多层结构剖面图；

图2为本发明无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法流程图；

图3为本发明无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的实施例剖面图。

【图号说明】

A  TPE复合材料混粒、压片、发泡形成一TPE发泡材

B  压制一TPE薄膜

C  将TPE发泡材与TPE薄膜堆栈压合

D   冷却、裁切

1   垫体          11  上层

12  下层          13  TPE薄膜层

14  网布层        15  胶水层

具体实施方式

图2为本发明无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法流程图，该制造方法包括下列步骤：

步骤A：TPE复合材料与一架桥剂混粒、压片、发泡形成一TPE发泡材；

步骤B：压制一TPE薄膜；

步骤C：将该TPE发泡材与该TPE薄膜堆栈压合；

步骤D：冷却、裁切。

实施例一

本实施例说明利用热塑性发泡弹性体(thermoplastic elastomer，TPE)复合材料进行一无胶水热塑性发泡弹性体双层结构的制备程序，其中所使用的复合热塑性发泡弹性体基材(后称TPE胶粒)如表1所示配方混合均匀制成胶粒。

表1

将100重量份的该TPE胶粒与5.2重量份发泡剂、1.5重量份发泡助剂及0.15重量份的过氧化物架桥剂均匀混合后进行压片，并在温度165℃、压力150Kg/cm²的条件下进行发泡反应，形成本实施例双层结构的一上层及一下层。

将前述的TPE胶粒配方，利用一胶布机，压制成一TPE薄膜。

根据本发明的一具体实施例，于方法中步骤C的压合方法为热压合，条件为温度110至130℃及压力20至60kg/cm²。在本实施例中，将前述的该上层、该TPE薄膜及该下层依序堆栈，在120℃下，以30Kg/cm²的压力进行热压反应，该薄膜因热力作用而熔化而具有黏性，且该上层及下层因该架桥剂的微量添加而在发泡反应后保有其热可塑性，在热力作用下而软化并具有流动性，能与该薄膜作用熔合形成一具有双层结构的半成品。

前述的双层结构的半成品冷却后，进行裁切，即可形成本发明的双层结构。

前述的TPE胶粒经发泡反应后，具有下列物理性质的特色：

请参考图3，图3为本发明无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的实施例剖面图，其中，该实施例为一垫体1，该垫体1为一双层结构，该垫体包括一上层11、一下层12及一TPE薄膜层13，该上层11及该下层12由TPE复合材料发泡成形，并具有封闭式的泡孔结构，该TPE薄膜层13位于该上层11与该下层12之间，并与该上层11及该下层12为同构型材料，当该上层11、该TPE薄膜层13与该下层12依序堆栈后，进行热压合，施以温度及压力，TPE因其热可塑性，而相互热熔结合，形成本发明的一体成形垫体1。

由以上较佳具体实施例的详述，希望能更加清楚描述本发明的特征与精神，而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。

Claims (10)

1.一种无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，包括下列步骤：

步骤A：热塑性发泡弹性体复合材料与一架桥剂进行混粒、压片、发泡，形成一热塑性发泡弹性体发泡材；

步骤B：压制一热塑性发泡弹性体薄膜；

步骤C：将该热塑性发泡弹性体发泡材与该热塑性发泡弹性体薄膜堆栈，于温度110至130℃、压力20至60kg/cm²的条件进行热压合，形成热塑性弹性体多层结构；

步骤D：该热塑性弹性体多层结构经冷却后及进行裁切成需要的尺寸；

其特征在于该多层结构以一热塑性弹性体为主体基材，藉由添加该架桥剂，以该热塑性发泡弹性体发泡材的重量为基准计，该架桥剂重量百分比爲0.03至1.0％，维持该热塑性弹性体的热可塑特性，以进行热加工。

2.如权利要求1所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中该多层结构具有至少二层体。

3.如权利要求1所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中该热塑性弹性体复合材料选自下述聚合物的组群：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物、苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯弹性体、苯乙烯-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯、聚丙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物，或前述聚合物的混合物。

4.如权利要求3所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中以该热塑性发泡弹性体复合材料的重量为基准计，该苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物或苯乙烯-乙烯-丁烯-苯乙烯弹性体的重量百分比为0-99％。

5.如权利要求3所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其中以该热塑性发泡弹性体复合材料的重量为基准计，该苯乙烯-丁二烯橡胶的重量百分比为0.5-10％。

6.如权利要求3所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中以该热塑性发泡弹性体复合材料的重量为基准计，该聚苯乙烯的重量百分比为0.5-40％。

7.如权利要求3所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中以该热塑性发泡弹性体复合材料的重量为基准计，该丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物或丙烯腈-苯乙烯共聚物的重量百分比为0-40％。

8.如权利要求1所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中该架桥剂为一过氧化物。

9.如权利要求1所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中该步骤A的发泡温度为155至165℃。

10.如权利要求8所述的无胶水热塑性发泡弹性体多层结构的制造方法，其特征在于：其中该过氧化物为二异苯基过氧化物或2，5-过氧叔丁基-2，5-二甲基己烷。

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