CN106564257A - 表面平整的发泡结构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种表面结构平整的发泡结构，于已发泡完成的发泡体层之上，以分子交联的方式包覆一第一结合层于发泡体层之上，并藉由该第一结合层的分子交联能力分别键结聚氨酯薄膜层与该发泡体层，透过该聚氨酯薄膜层填补发泡体层因发泡不均匀而于表面产生的孔洞，使该发泡体层的表面呈平整状。藉由此一结构，改善目前各种发泡体层因表面结构不平整而导致物理性质不足的状况，提供发泡体层更佳的应用性及效能。
Description
技术领域
本发明是有关于一种发泡结构，尤指一种表面平整的发泡结构。
背景技术
聚氨酯(Polyurethane,PU)是一种主链中带有氨基甲酸酯(-NH(CO)O-)特征单元的一缩合聚合物，由异氰酸酯类(Isocyanate)及多元醇类(polyol)的物质作为反应物所聚合而成，为相当重要的民生工业材料，广泛应用于运输、运动器材、家具、包装、织物等领域中。于工业应用上，通常会加入发泡剂(Foaming Agent)共同反应，与异氰酸酯类反应生成二氧化碳气体逸散之后，形成一发泡体，聚氨酯发泡体由于保温性好、抗湿性佳、耐磨抗震度高及且能耐腐蚀老化，加上其工业处理容易，且物质特性可随原料配方不同而改变，因此于日常生活中的应用相当广泛，与人类生活的关系有着密不可分的关系。
乙烯-乙酸乙烯酯(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)是一种由乙烯和醋酸乙烯酯共聚合而成的高分子聚合材料，其特点是可藉由控制共聚物中乙酸乙烯酯的含量(Vinyl Acetate content,VA content)使聚合材料兼顾良好的柔软性及弹性，特别是在低温条件下仍具有极佳的可挠性，除此的外，其透明性、表面光泽度、抗氧化性及化学稳定性等性质在高分子材料中都相当优秀，特别是应用于发泡制品的使用上时，其良好的缓冲、抗震、隔热、防潮及抗化学腐蚀的特性，更是作为鞋材、建筑材料、坐垫或缓冲垫等物品相当实用的材料。
依照EVA内含的乙酸乙烯酯(Vinyl Acetate,VA)的含量，其应用于工业设计的范畴可划分成几大类：如VA含量60％～90％的EVA乳胶可作为黏合涂料及改性剂，VA含量为40％～60％的EVA弹性体可作为增韧剂及汽车配件的用，以及应用范围最广、VA含量5％～40％的EVA树脂，其可运用于制造薄膜、电线电缆、发泡制品、模塑制品、热熔胶等，是目前塑料纤维产业中相当倚重的共聚物材料。
然而，尽管各种发泡体的运用层面广泛，但由于该些发泡体的发泡反应门坎较低，发泡体成形速度较快，因此发泡反应的均匀度不易控制，致使加热发泡后的聚氨酯发泡体表面常态性的具有微小孔洞，整体结构凹凸不平。此一表面不平整的缺陷，使得该些发泡体的表面，受到密度、比强度等基本参数改变所影响，其表面硬度、抗拉强度、伸长率及撕裂强度等物理性质的表现会连带降低，导致其抗挤压及抗磨损的能力不足，致使发泡体本身的耐用度降低。
再者，当于发泡体结构不平整的表面进行加工时，会因为发泡体的表面与发泡体的内里之间，其表面硬度、抗拉强度、伸长率及撕裂强度等物理性质差异，对加工质量造成影响。进而导致该些发泡材料应用于鞋垫、护具、车用设备、田径运动跑道及医用制品等加工品时，其产品特性产生改变，无法达到该些器具所欲彰显的功效或是有耐用度不足的情况。
有鉴于此，如何提供一表面平整的发泡结构，使发泡体的表面物理性质维持稳定，并可作为优秀的加工原料及建筑材料，是目前发泡产业亟欲开发突破的一个课题。
发明内容
本发明的主要目的，在于提供一表面平整的发泡结构，该发泡结构的表面平整，可提供发泡体层受到挤压及摩擦时具备充足的物理强度，提高产品耐用度。
本发明的次要目的，在于提供一表面平整的发泡结构，该发泡体层的表面物理性质稳定，可提供做为质量一致的加工材料。
为了达到上述所指称的各目的与功效，本发明揭示了一种表面平整的发泡结构，其包含有一发泡体层、至少一第一结合层及一聚氨酯薄膜层的结构。其中，该发泡体层的表面包含有至少一孔洞，而该第一结合层，包覆于该发泡体层外围，并以分子交联的方式与该发泡体层进行结合，最后该聚氨酯薄膜层，包覆于该第一结合层上，并以分子交联的方式与该第一结合层进行结合，透过该聚氨酯薄膜层填补该孔洞使该发泡体层的表面呈平整状。
本发明的一实施例中，其亦揭露所述的表面平整的发泡结构，其进一步包含有至少一第二结合层，设置于该第一结合层之上及该聚氨酯薄膜层之下，并以分子交联方式分别与该第一结合层及该聚氨酯薄膜层进行键结。
本发明的一实施例中，其亦揭露所述的表面平整的发泡结构，该发泡体层的材料可为一聚氨酯发泡体(Polyurethane,PU)、一乙烯-乙酸乙烯酯发泡体(Ethylene Vinyl Acetate,EVA)、一聚烯烃发泡体(Polyolefin,POF)、一氯丁橡胶发泡体(Chloroprene rubber,CR)或一三元乙丙发泡体(Ethylene-Propylene-Diene Monomer,EPDM)。
本发明的一实施例中，其亦揭露所述的表面平整的发泡结构，其中该第一结合层或该第二结合层的材料可为一聚氨酯(Polyurethane，PU)、一聚氮丙啶(Polyaziridine)、一可分散聚异氰酸酯(dispersible Polyisocyanate)、一碳二酰亚胺(Carbodiimide)、一环氧硅烷(Epoxy Silane)、一聚氰胺甲醛(Melamine Formaldehyde)、一锆盐(Zirconium Salt)、一丙烯酸酯、一苯乙烯或一邻苯二甲酸二烯丙酯的其一种或复数种的组合。
本发明的一实施例中，其亦揭露所述的表面平整的发泡结构，该聚氨酯薄膜层的异氰酸酯类(Isocyanate)及多元醇类(polyol)组成可进一步与一聚氨酯发泡体的组成相同。
附图说明
图1：其为本发明的第一实施例的表面结构平整的聚氨酯发泡结构的剖面图；
图2：其为本发明的第二实施例的表面结构平整的聚氨酯发泡结构的剖面图；
图3：其为本发明的第三实施例的表面结构平整的聚氨酯发泡结构的剖面图。
【图号对照说明】
11 发泡体层
12 孔洞
21 第一结合层
22 第二结合层
31 第一聚氨酯薄膜层
32 第二聚氨酯薄膜层
具体实施方式
为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：
在本发明中，针对目前各种发泡体表面结构无法平整的技术限制，提供一种表面平整的发泡结构。藉由本发明，可克服现有各种发泡体的表面因结构不完整而导致的表面硬度、抗拉强度、伸长率及撕裂强度等物理性质不足的情事，做为垫材材料或织物复合材料的运用时可提供其面临挤压及摩擦时所应具备充足的物理强度，增加产品的耐用度。此外，进行加工品加工时，结构致密的表面结构可提供发泡体进行加工时所需的物理性质一致性，使产品加工质量稳定，同时，平整的发泡体表面亦可提升与其它建筑材料使用时，与其它材料之间的组装密合度，提升其应用性及效能。
因此，本发明提供一新颖的发泡结构，于现有的发泡体上，包覆一可提供分子交联能力的结合层，凭借结合层所提供有助于连接聚合高分子的交互作用，使一聚氨酯薄膜层包覆于整体结构之上，藉由该聚氨酯薄膜层的致密表面结构，填补发泡体表面所具有的孔洞，使其表面呈现平整状。
以下，以具体实施的范例作为此发明的技术内容、特征及成果的阐述的用，并可据以实施，但本发明的保护范围并不以此为限。
请参阅图1，本发明的第一实施例的表面结构平整的发泡结构的剖面图，如图所示，提供一发泡体层11，该发泡体层11的表面散布有至少一孔洞12致使发泡体层11的表面结构呈现不平整状。于该发泡体层11的外侧，包覆有一第一结合层21，该第一结合层21以分子交联的结合方式与发泡体层11进行键结包覆，并另有一第一聚氨酯薄膜层31，包覆于该第一结合层21上，其以分子交联的方式与该第一结合层21进行键结，透过该第一聚氨酯薄膜层31填补该孔洞12使该发泡体层11的表面呈平整状。
其中，本发明所提供的发泡体层，由各种类别的聚合单体做为主体，辅以发泡剂及其它发泡反应所需助剂，经由聚合、交联的乳化反应以及气体逸散的发泡反应后，所获得的缩合发泡体。其中，该发泡体层的聚合单体材料可为一聚氨酯发泡体(Polyurethane,PU)、一乙烯-乙酸乙烯酯发泡体(EthyleneVinyl Acetate,EVA)、一聚烯烃发泡体(Polyolefin,POF)、一氯丁橡胶发泡体(Chloroprene rubber,CR)或一三元乙丙发泡体(Ethylene-Propylene-DieneMonomer,EPDM)。藉由调整聚合单体材料及相关佐剂的用量，可获得不同物理性质的发泡体，密度低且高回弹率的软质发泡体可做为垫材材料或织物复合材料，绝热效果好且比强度大的硬质发泡体则可做为建筑材料或绝热材料的用。
其中，本发明所提供的第一结合层，其材料来源为一聚氨酯(Polyurethane，PU)、一聚氮丙啶(Polyaziridine)、一可分散聚异氰酸酯(dispersible Polyisocyanate)、一碳二酰亚胺(Carbodiimide)、一环氧硅烷(Epoxy Silane)、一聚氰胺甲醛(Melamine Formaldehyde)、一锆盐(ZirconiumSalt)、一丙烯酸酯、一苯乙烯或一邻苯二甲酸二烯丙酯的其一种或复数种的组合。该些材料藉由与各种聚合物发泡体的高分子进行交互作用后，形成一网状交联结构达到使聚合物之间紧密结合的效果，利用此种的结合方式的连接材料，相较于其它种类的结合材料，可提供更强的结合强度，且具有充足的分散性，更适合用于连结复数个聚合物结构。
又其中，本发明所提供的聚氨酯薄膜层，其构成由异氰酸酯类材料及多元醇类材料依需求调整比例均匀分布而成，其具有的高分子结构，可与架桥层所提供的结合材料进行分子交联的结合方式，进而紧密结合；同时，其未经发泡反应的特性，可提供一致密的平面结构以填补聚氨酯发泡体表面所具有的微小孔洞，藉以提供本发明的聚氨酯发泡结构一平整的表面结构。
接下来，请参阅图2，其为本发明的第二实施例的表面结构平整的发泡结构的剖面图，如图所示，其于本发明的第一实施例的表面结构平整的聚氨酯发泡结构中，进一步包含有至少一第二结合层22，设置于该第一结合层21之上及该第一聚氨酯薄膜层31之下，并以分子交联方式分别与该第一结合层21及该第一聚氨酯薄膜层31进行键结。
因此，本发明第二实施例提供一表面结构平整的聚氨酯发泡结构，其于表面散布有至少一孔洞12的发泡体层11外侧，包覆有一第一结合层21，该第一结合层21以分子交联的结合方式与发泡体层11进行结合包覆，于该第一结合层21外侧包覆有一第二结合层22，同样是以分子交联的结合方式与第一结合层21进行结合包覆，最后同样具有一第一聚氨酯薄膜层31，包覆于该第一结合层21上，其以分子交联的方式与该第二结合层22进行结合，透过该第一聚氨酯薄膜层31填补该孔洞12使该发泡体层11的表面呈平整状。
其中，本发明所提供的第二结合层，其材料来源如同第一结合层，为一聚氨酯(Polyurethane，PU)、一聚氮丙啶(Polyaziridine)、一可分散聚异氰酸酯(dispersible Polyisocyanate)、一碳二酰亚胺(Carbodiimide)、一环氧硅烷(Epoxy Silane)、一聚氰胺甲醛(Melamine Formaldehyde)、一锆盐(Zirconium Salt)、一丙烯酸酯、一苯乙烯或一邻苯二甲酸二烯丙酯的其一种或复数种的组合。藉由设置该第二结合层于第一结合层及聚氨酯薄膜层之间，可提供既有的第一结合层及聚氨酯薄膜层结构，一种强度更强的结合结构，使聚氨酯薄膜层可更为紧密的包覆整个聚氨酯发泡体结构，藉由其致密的平面结构，提供本发明表面结构的平整性。
接着，再请参阅图3，其为本发明的第三实施例的表面结构平整的聚氨酯发泡结构的剖面图，如图所示，其结构组成与第一实施例大抵相同，惟第三实施例所提供的一第二聚氨酯薄膜层32，其异氰酸酯类及多元醇类的组成系与以聚氨酯作为发泡材料的发泡体层11的组成相同。
因此，本发明第三实施例提供一表面结构平整的聚氨酯发泡结构，其提供一发泡体层11，且该发泡体层11的表面散布有至少一孔洞12，并于该发泡体层11的外侧，包覆有一第一结合层21，该第一结合层21以分子交联的结合方式与发泡体层11进行结合包覆，并有一第二聚氨酯薄膜层32，其异氰酸酯类及多元醇类的组成系与该发泡体层11的组成相同，包覆于该第一结合层21上，并以分子交联的方式与该第一结合层21进行结合，透过该第一聚氨酯薄膜层31填补该孔洞12使该发泡体层11的表面呈平整状。
其中，本发明所提供的第二聚氨酯薄膜层，其异氰酸酯类及多元醇类的材料组成，系与以聚氨酯作为发泡材料的发泡体层11的组成相同。藉由此一结构设计，可提供一表面结构及内部发泡结构一致的物理性质，进而使发泡材料进行应用时，提供该聚氨酯发泡体进行加工时所需的稳定性，优化产品的加工质量，同时，一致的物理性质，将使聚氨酯发泡体与其它材料进行组合运用时，不仅是组装密合度提升，亦可增进聚氨酯发泡体所具有的隔热、隔音及防震效能。
综上所述，本发明所提供一发泡结构，藉由架桥层所提供的分子交联能力，使聚氨酯薄膜层得以包覆于聚氨酯发泡体上，填补发泡体表面因发泡反应而产生的微小孔洞，使该发泡结构的确具有本发明所主张的拥有一平整表面结构的特性。透过此一特性可补强现有技术下，发泡结构其表面的表面硬度、抗拉强度、伸长率及撕裂强度等物理性质不足的情况，且此聚氨酯发泡结构用于加工时，加工质量及产品特性稳定。
上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。
Claims (6)
1.一种表面平整的发泡结构，其特征在于，其包括：
一发泡体层，该发泡体层的表面包含有至少一孔洞；
一第一结合层，包覆于该发泡体层，其以分子交联的方式与该发泡体进行结合；及
一聚氨酯薄膜层，包覆于该第一结合层上，其以分子交联的方式与该第一结合层进行结合，透过该聚氨酯薄膜层填补该孔洞使该发泡体层的表面呈平整状。
2.如权利要求1所述的表面平整的发泡体结构，其特征在于，进一步包含有至少一第二结合层，设置于该第一结合层之上及该聚氨酯薄膜层之下，并以分子交联方式分别与该第一结合层及该聚氨酯薄膜层进行键结。
3.如权利要求1所述的表面平整的发泡体结构，其特征在于，其中该发泡体层的材料选自于由一聚氨酯发泡体Polyurethane、一乙烯-乙酸乙烯酯发泡体Ethylene Vinyl Acetate、一聚烯烃发泡体Polyolefin、一氯丁橡胶发泡体Chloroprene Rubber与一三元乙丙发泡体Ethylene-Propylene-Diene
Monomer所构成的群组。
4.如权利要求1所述的表面平整的发泡体结构，其特征在于，其中该第一结合层的材料选自于由一聚氨酯Polyurethane、一聚氮丙啶Polyaziridine、一可分散聚异氰酸酯Dispersible Polyisocyanate、一碳二酰亚胺Carbodiimide、一环氧硅烷Epoxy Silane、一聚氰胺甲醛Melamine Formaldehyde、一锆盐Zirconium Salt、一丙烯酸酯、一苯乙烯与一邻苯二甲酸二烯丙酯所构成的群组的其中之一者或上述的任意组合。
5.如权利要求2所述的表面平整的发泡体结构，其特征在于，其中该第二结合层的材料选自于由一聚氨酯Polyurethane、一聚氮丙啶Polyaziridine、一可分散聚异氰酸酯Dispersible Polyisocyanate、一碳二酰亚胺Carbodiimide)、一环氧硅烷Epoxy Silane、一聚氰胺甲醛Melamine Formaldehyde、一锆盐Zirconium Salt、一丙烯酸酯、一苯乙烯与一邻苯二甲酸二烯丙酯所构成的群组的其中之一者或上述的任意组合。
6.如权利要求3所述的表面平整的发泡体结构，其特征在于，其中该聚氨酯薄膜层的异氰酸酯类Isocyanate及多元醇类Polyol组成其进一步与该聚氨酯发泡体的组成相同。
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