CN1097681A - 一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材 的制造方法，其特征是将发泡塑胶组成物中的碳酸钙 用量调整为1～30phr，该组成物的粒料通过挤压机 挤入一有芯模具后，进入冷却模中成型，在有芯模具 之模头出口处四周设有一个宽度与厚度均为3～ 5mm的缓冲层，使塑胶熔融体进入冷却模之前先获 得一缓冲，使其分子键与分子键能充分结合，该缓冲 层与冷却模之间设有一个0.1～0.8mm的间隙，使有 芯模具的热量不会传至冷却模，可制得比传统方法更 厚的硬壳光滑面塑胶发泡人造木材。

Description

本发明涉及一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材之制造方法。
目前，木材资源由於受国家绿色环境保护政策之影响，甚不易取得。现有技术中，虽然一九六0年有U·KUHLMAN氏发明CHLUKA内胀法制造聚氯乙烯塑胶发泡人造木材之方法，但当时木材资源丰富，采伐成本低，加之KUHLMAN制得之人造木材厚度仅限于10至25mm之范围内，品质上亦未较原木材佳，所以该项塑胶发泡人造木材之技术并未实际发展。
通常聚氯乙烯发泡塑胶板以其不腐蚀特性可用作广告板及车库门板等各种室外用途上，其均匀表面可适於印刷。由于木材来源不易，所以研制出可供切、割、锯、刨、钻及印刷、粘合等工作性能的高厚度塑胶发泡人造木材以取代原木材。
一般用於挤压发泡塑胶板片之制法大致可分为自由发泡法及内胀法，其中自由发泡法之制品截面是均匀之泡沫状结构，塑胶板片自模头挤出并令其在模头与卷取拉曳装置间自由膨胀，聚氯乙烯发泡塑胶板片之模头后设有一冷却装置以使其形成光滑表面，如图1所示，但此自由发泡法制得之塑胶发泡人造木材厚度较薄，且沿整个截面均为有部份连通之敞孔，使期用途大受限制。至於内胀法之制品表面有较稠细紧密之结构，如图2所示，中央部有较大孔洞，其模头（A）特别设计成具有一模芯（A1）以分开熔融体，当熔融体自模头（A）挤出时，立即进往冷却模（B），挤出料之表面层与冷却模（B）接触而形成坚硬层，内层熔融体则向内膨胀发泡填满缝隙，形成一硬壳光滑面塑胶发泡人造木材，但此种内胀法因模具（A）与冷却模（B）直接接触，熔融体在进入冷却模（B）前尚未安定，分子键间之连结亦尚未完全，在挤压高厚度之塑胶板片时，会发生弯曲裂痕或内部碳化现象，故内胀法所制得之发泡塑胶板片厚度至目前为止，仅在10至25mm之范围间。
传统Celuka内胀法之制品因无法即时冷却有弯曲裂痕，内部碳化现象或内部发泡塑胶未填满等问题而无法制得高厚度之硬壳光滑面塑胶发泡人造木材，其原因是在挤压温度约130至160℃下之聚氯乙烯熔融体之安定性不佳，在该熔融体被挤出模头时，立即受急剧冷却，以致表面虽可形成坚硬光滑层，但内部未受冷却而仍在高温状态下之熔融体向内胀，其热量集中向内而容易发生碳化之现象，又因内、外层分属不同状态，在拉曳时容易造成弯曲裂痕。
鉴於此，本发明的目的就是研制一种克服上述缺点的人造木材制造方法，本发明人深感无论是自由发泡法或内胀法均无法制出25mm以上厚度之硬壳光滑面塑胶发泡人造木材，其原因乃在於发泡塑胶组成物之成分，配合比率及挤出成型装置上仍有缺欠，乃积多年来从事该类产品设计制之经验长期研思，终於获得一种可制造出25mm以上厚度之硬壳光滑面塑胶发泡人造木材制法。
本发明“一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材制造方法”主要的目的是这样实现的，在提供一种在有芯模具之模头四周设有一缓冲层以使塑胶熔融体在进入冷却模之前获得缓冲及安定效果，使分子键与分子键充分结合，该缓冲层与冷却模之间设有一0.1至0.8mm之间隙，使有芯模具之热度不会传至冷却模，而可制出25mm以上厚度之硬壳光滑面塑胶发泡人造木材。
为了进一步说明本发明之结构特征，以下列附图说明于后。
图1为自由发泡法流程剖视示意图。
图2为Celuka内胀法流程剖视示意图。
图3为本发明之流程剖视示意图。
图中：（1）挤压机  （11）螺杆  （2）熔融体
（3）有芯模具  （31）模芯  （32）模头
（33）缓冲层  （34）间隙  （4）冷却模
请参阅图3，进一步说明，本发明属一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材之制造方法，其中塑胶原料须添加相当比例之发泡剂，安定剂、润滑剂、制泡剂、颜料及填充剂等加以搅拌均匀而成，该塑胶原料放入挤压机（1）内加热成熔融体（2）并藉螺杆（11）推送至有芯模具（3）内，该有芯模具（3）内设有一模心（31），模头（32）出口四周设有一宽度与厚度均为3至5mm之缓冲层（33），使熔融体（2）进入冷却模（3）之前，由於有空气层隔开而获致缓冲与安定之效果，使熔融体之分子键能充分结合，不致因熔融体（2）之安定性不佳或分子键未充分结合，即进入冷却模（3）急速冷却，造成表面虽硬化，内层熔融体（2）热量却集中向内发生碳化或内部发泡未填满等情形，而可制得25mm至60mm厚度，甚至100mm厚之硬壳光滑面塑胶发泡人造木材。此外该缓冲层（33）与冷却模（4）之间设有一0.1至0.8mm之间隙（34），使有芯模具（3）上之热度不致传到冷却模（2），而可保持一定的冷却水温（约5℃），当熔融体（2）进入冷却模（4）后，其表面在均一的冷却温度下，可获得一光滑之硬化表面，内层熔融体则因缓冲层（34）获得安定及缓冲效果，而能充分向内发泡填充。
以下进一步以实施例说明本发明，但此并非用以限定本发明之范畴，仅对缓冲层及间隙之改变并未脱离本发明之创新精神，并与自由发泡法及Celuka内胀法进行比较。
实施例1：
取聚氯乙烯树脂（k58～61）100phr，安定剂4phr，润滑剂0.2phr，制泡剂（丙烯酸加工助剂）6～8phr，发泡剂0.6phr，碳酸钙填充剂1～30phr，颜料0.2phr而成之聚氯乙烯发泡塑胶组成物置入图3所示本发明之装置，熔融体自模头被挤压流经缓冲层及0.1mm之间隙后，进入冷却模内形成厚度26mm之硬壳光滑面聚氯乙烯发泡塑胶制品，其物理性质如表1所示。
实施例2：
取聚氯乙烯塑胶粉100phr，安定剂5phr，润滑剂0.6phr，制泡剂（丙烯酸为加工助剂）7.5phr，发泡剂0.8phr，填充剂碳酸钙10phr，颜料3phr而成的聚氯乙烯发泡塑胶组成物置入图3所示本发明之装置内，熔融体自模头被挤压出，流经缓冲层及0.2mm之间隙后进入冷却模内，形成厚度30mm之坚硬表面层之聚氯乙烯发泡塑胶制品，其物理性质如表1所示。
实施例1 实施例2
厚度（mm） 26 30
宽度（mm) 50 300
密度（g/cm3) 0.55 0.55
抗折强度（kgf/cm2) ASTM(D790)294 ASTM(D790)294
抗压强度（kgf/cm2) ASTM(C579)纵向：191横向：73.2 ASTM(C579)纵向：190横向：72
比较例1-自由发泡法
取聚氯乙烯树脂（K-61）100phr，安定剂1.2phr，石蜡1.0phr，硬脂酸钙0.5phr，二氧化钛1.0phr，碳酸钙5.0phr发泡剂0.65phr，制泡剂（丙烯酸系加工且剂）8.0phr而成之聚氯乙烯发泡塑胶组成物置入图1之装置内，令熔融体自模头被挤压出后，於模头出口处自由发泡后进入冷却模成型。其物理性质如表2所示。
比较例2-传统Celuka内胀法
取聚氯乙烯树脂（k-58）100phr，有机锡系安定剂2.0phr，有机铅系安定剂1.0phr，润滑剂0.9phr，二氧化钛3.0phr，碳酸钙2.0phr，碳酸氢钠2.0phr，制泡剂（丙烯酸系加工助剂）8.0phr而成之聚氯乙烯发泡塑胶组成物置入图2之装置内，令熔融体自模头被挤压出，并直接进入冷却模形成10至25mm厚之坚硬表面层之聚氯乙烯发泡塑胶制品，其物理性质如表2所示。
实施例1 实施例2
厚度（mm) 3～13 10～25
宽度最大（mm) 1500 1200
密度（mm） 0.50 0.60～0.70
抗折强度（kgf/cm2) ASTM(D79)275 ASTM(D790)282
截面状况 均匀泡沫状 表面坚硬，内部有较大孔洞
综上所述，本发明“一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材之制法”，其制品不论是在厚度或物理性质上皆较自由发泡法及Celuka内胀法有大幅之改进。其在模头出口面四周设一缓冲层，使熔融体进入冷却模之前先获得缓冲及安定之效果，该缓冲层与冷却模之间设有一0.1至0.8mm之间隙，使有芯模具之热度不会传到冷却模影响冷却效果，解决制品弯曲裂痕及内部碳化等问题而可获得25mm至60mm，甚至100mm厚度的硬壳光滑面塑胶发泡人造木材，确实为一具有产业上利用价值之发明。

Claims (1)

1、一种硬壳光滑面塑胶发泡人造木材制造方法，主要是在塑胶材料中加入相当比例的发泡剂、安定剂、润滑剂、制泡剂、颜料及填充剂搅拌均匀而成发泡塑胶原料，该原料靠挤压机送至有芯模具后，再由模头挤入冷却模内，使其表面硬化、内部发泡填充而成一硬壳光滑面塑胶发泡人造木材，其特征在於：该有芯模具之模头出口面设有一缓冲层(33)，使发泡塑胶熔融体进入冷却模之前获得安定及缓冲之程序，使其分子键能完全结合安定后，再进入冷却模内冷却成型，又该缓冲层与冷却模间设有一0.1至0.8mm之间隙(34)，使有芯模具之热不致传给冷却模而可使熔融体表面获得均匀冷却制得25mm～60mm厚度之塑胶发泡人造木材。
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