CN111906985B - 多段发泡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明所提供多段发泡的方法，其主要的技术特征为令高分子原料的发泡结构通过两阶段的发泡制程所产生，其中，在第一阶段的发泡制程中，将高分子原料与发泡剂混合后，通过射出机或押出机等供料装置的辅助，使混合后的材料进入一第一模具中，经发泡并受该第一模具模制成型为具有一第一发泡倍率的发泡胚，再将该发泡胚自该第一模具中取出；在第二阶段的发泡制程中，则以超临界流体为发泡剂，对被置入于一密闭空间中的该发泡胚在预设的温度及压力下进行第二次发泡，使之成为具有一第二发泡倍率的发泡物，并使该第一发泡倍率小于该第二发泡倍率。

Description

多段发泡的方法

技术领域

本发明与高分子加工技术有关，特别是关于一种多段发泡的方法。

背景技术

高分子的发泡成型技术，是利用适当的发泡剂在高分子成型加工的制程中，使成型物具有多孔性的结构，以达到降低密度、减轻重量或者提高弹性等物性的改变，而在进行中、低倍率的发泡时，通常采用化学发泡剂，相对的，在进行中、高倍率的发泡时，通常采用的则是物理发泡剂。

但在进行高倍率的发泡时，由于激烈的气泡成长容易导致气泡壁的破裂，使小气泡相互地结合成为大的气泡，造成机械强度的降低，甚至于形成为开放性的发泡结构(opened-cell foam)，这些技术上的限制导致了以密闭性发泡结构(closed-cell foam)为必要条件的发泡物、例如海上飘浮设备、轮胎、鞋底等物品，在进行高倍率发泡成型加工时，不易获得品质良好及稳定的成品。

发明内容

因此，本发明的主要目的即在提供一种多段发泡的方法，其可使进行高倍率发泡加工的高分子发泡成型物获得稳定及良好品质的高倍率发泡结构。

于是，为达成上述目的，本发明所提供多段发泡的方法，其主要的技术特征为令高分子原料的发泡结构通过两阶段的发泡制程所产生，其中，在第一阶段的发泡制程中，将高分子原料与发泡剂混合后，通过射出机或押出机等供料装置的辅助，使混合后的材料进入一第一模具中，经发泡并受该第一模具模制成型为具有一第一发泡倍率的发泡胚，再将该发泡胚自该第一模具中取出。

在第二阶段的发泡制程中，则以超临界流体为发泡剂，对被置入于一密闭空间中的该发泡胚在预设的温度及压力下进行第二次发泡，使之成为具有一第二发泡倍率的发泡物，并使该第一发泡倍率小于该第二发泡倍率。

其中，第一阶段发泡可为已知应用物理性发泡剂或化学性发泡剂所进行的发泡，而其发泡结构除为密闭性外亦可为开放性。

本发明的另一目的则在提供一种多段发泡的方法，其可增加高发泡倍率发泡物的强度。

而为达成是一目的，在本发明所提供的多段发泡的方法中，使通过一第一发泡剂进行发泡的高分子原料，在所进入的一第一模具的模室中，预先置入一固态的补强元件，从而使该高分子原料与该第一发泡剂的混合物在进入该第一模具的模室后，包覆该补强元件，同时使该高分子原料在该第一模具的模室中进行发泡时，该补强元件不随的发泡。

进一步地，该高分子原料在该第一模具中以该第一发泡剂完成上述的第一阶段发泡并将该补强件包裹于内部所形成的发泡胚，被移置至一密闭空间中，以超临界流体含浸之，而在预设的压力及温度下进行第二阶段发泡，使该发泡胚与该补强元件各自进行发泡，而获得一发泡物。

其中，该高分子原料在该第一阶段发泡后具有一第一发泡倍率的发泡程度，并在该第二阶段发泡后则具有一第二发泡倍率的发泡程度，且使该第一发泡倍率小于该第二发泡倍率。

其中，该补强元件在该第二阶段发泡时，以该超临界流体为发泡剂地以一第三发泡倍率进行发泡，并使该第三发泡倍率小于该第二发泡倍率。

进一步地，该补强元件与该高分子原料具有相同的成分。

更进一步地，该补强元件在该第一次发泡进行时，不进行发泡。

更进一步地，该第一发泡剂为物理性发泡剂或化学性发泡剂。

更进一步地，该密闭空间位于一压力釜中。

更进一步地，该超临界流体选自于由氮、二氧化碳与惰性气体所组成的群。

更进一步地，该发泡胚具有鞋底、轮胎或自行车座垫的形状。

更进一步地，该发泡物被置入一第二模具内并经加热加压塑形后冷却而定型。

本发明的有益效果在于：

本发明提供一种多段发泡的方法，该方法其可使进行高倍率发泡加工的高分子发泡成型物获得稳定及良好品质的高倍率发泡结构。

具体实施方式

兹即举以本发明二较佳实施例加以详细说明如后。

在本发明第一较佳实施例中所提供的多段发泡的方法，其令所预设的高发泡倍率通过至少两阶段的发泡制程来达成，以克服已知技术以单一发泡制程进行高倍率发泡时所易产生的缺失，具体上来说，该多段发泡的方法至少包含了有在实施的时间上有先后顺序的一第一阶段发泡制程及一第二阶段发泡制程。

在该第一阶段发泡制程中，将高分子原料与一第一发泡剂的混合物，利用射出机或押出机等已知的适当供料技术，定量地供给至一第一模具内的模室空间中，从而使该高分子原料得通过该第一发泡剂进行第一阶段的发泡并通过该第一模具赋予其与该模室空间相同的形状，制得一具有第一发泡倍率的发泡胚。

继之，该第二阶段发泡制程即以该发泡胚所具有的第一发泡倍率为基础，进一步地提高该发泡胚的发泡倍率，来达到所需的预设高发泡倍率，在实施上，将该发泡胚自该第一模具移出后，再移入一不同于该模室空间的密闭空间中，并以超临界流体为一第二发泡剂地灌注至该密闭空间内，使该发泡胚在该密闭空间中受到该第二发泡剂所含浸，据以令该发泡胚在该第二发泡剂的作用下发泡为一具有第二发泡倍率的发泡物，而由于发泡程度的累积，该第二发泡倍率于是大于该第一发泡倍率。

通过使该高分子原料先以相对较低的第一发泡倍率进行发泡，使发泡胚的内部因为发泡所形成的多孔构造具有相对较小空间或较低密度的气孔，以此为基础所进行的该第二阶段发泡制程，可在提高发泡倍率的同时，保持多孔构造的完整性，以确保该发泡物在相对较高的第二发泡倍率状态下，仍能保持其结构的完整性，来稳定产品的品质。

由于该第一阶段发泡制程以提供较低发泡倍率的发泡胚为目的，因此关于其具体的技术内容并不存在需加以特别进行限制的必要，换言之，该发泡胚的取得可采用本发明所属技术领域技术人员所已周知的发泡技术来达成，例如采用化学性发泡剂或物理性发泡剂、采用模内发泡的方法或模外发泡的方法等，均无碍于其提供发泡胚的目的，亦即并无加以限制的必要性存在；

另外，该第一模具所提供的模室空间形状，对于本发明所属技术领域技术人员而言，其变化及选择并无需再特别加以说明的必要，举凡如鞋底、实心轮胎或自行车座垫垫体等需求发泡结构来提供弹性，或其他以减重为目的，均可被选用，并无特别需加以限制的必要。

再者，在该第二阶段发泡制程中，该密闭空间可被开启呈开放状并可被关闭呈与大气隔绝的密闭状态，例如已知的压力釜等，以便于该发泡胚移入该密闭空间中，以及将该发泡物自该密闭空间移出，这些容纳技术应属本发明所属技术领域技术人员所周知，在此即无再加赘言的必要；

另外，构成该第二发泡剂的超临界流体可视该高分子原料的组成而选择适当的气体，例如氮、二氧化碳或惰性气体等均得以被作为该第二发泡剂的组成成分；

至于以超临界流体进行高分子发泡的发泡技术，属已经公开的已知技术内容，且就本发明而言，如何以超临界流体进行发泡的技术本身，并非本发明的技术特征所在，因而关其发泡技术的本身即予以略之。

更有进者，该发泡物在完成该第二发泡倍率的发泡后，可再被移置至一第二模具内进行再加热加压的塑形后，将之冷却以定型成为成品。

通过上述技术，该多段发泡的方法所获得的高发泡倍率的发泡物，除可使其产品的品质稳定外，更能获得较于已知单一程序所能完成发泡倍率更高的发泡倍率，以扩大产品的应用范围，提升经济效益。

惟由于发泡物的发泡倍率与其机械强度二者间，通常呈反比的状态，因此，通过上述第一实施例所揭多段发泡的方法所制成的发泡物成品，在机械强度上可能会因此而有不足，为此，本发明即再举以一第二较佳实施例来增加高倍率发泡物的机械强度。

具体而言，该第二较佳实施例的技术内容，除了包含该第一较佳实施例所揭的全部技术内容外，其更进一步地在第一阶段发泡制程中，在高分子原料与第一发泡剂的混合物尚未进入该第一模具前，预先将具有固定形状的一补强元件固体置入该第一模具的模室空间中，并使该混合物进入该模室空间后将该补强元件的全部或一部进行包覆，以及使该补强元件在该第一阶段发泡制程中不进行发泡，借此，所制成的具有第一发泡倍率的发泡胚即与该补强元件固结成一体。

而在后续的第二阶段制程中，该发泡胚与所固接的该补强元件同时地被置入密闭空间中，但接续所灌注的第二发泡剂则使该发泡胚与该补强元件同时浸于该第二发泡剂中，这些状态下，该发泡胚固可如前述第一较佳实施例所揭般地利用该第二发泡剂进行再发泡至第二发泡倍率的状态，惟该补强元件则视其本身的成分组成而有不同，举例而言，如该补强元件为金属元素或金属化合物为组成成分时，超临界流体并不会在其内部进行发泡反应，但如其组成成分为可进行发泡的高分子物时，则超临界流体即可在其内部进行发泡，从而使该补强元件在该第二阶段制程中亦进行发泡而具有一第三发泡倍率，且由于该补强元件仅在第二阶段制程中进行发泡，相较于该发泡物通过第一发泡倍率的发泡胚所再发泡的第二发泡倍率而言，该第三发泡倍率自会小于该第二发泡倍率，从而使得该发泡物可以通过较低发泡配率的补强元件来强化其整体的机械强度，以补足第一较佳实施例的不足。

更进一步来说，在该补强元件为高分子材料时，为确保其与该发泡物间的结合性，可选用与该高分子原料相同的成分，来确保两者间良好的结合程度，惟此属最佳的实施例，不应限缩本发明应受保护的范围。

Claims (4)

1.一种多段发泡的方法，其特征在于，将一第一发泡剂与一高分子原料混合后以一第一模具进行第一次发泡以模制成型为具有一第一发泡倍率的发泡胚，再将该发泡胚置于一非该第一模具所提供的、不以成型为目的之密闭空间中并以超临界流体为一第二发泡剂进行第二次发泡，且该密闭空间可被开启呈开放状并可被关闭呈与大气隔绝的密闭状态，使之成为具有一第二发泡倍率的发泡物后，再使该发泡物被置入一第二模具内并经加热加压塑形后冷却而定型，并使该发泡胚具有鞋底、轮胎或自行车座垫的形状，其中，该第一发泡倍率小于该第二发泡倍率；

在该高分子原料进入该第一模具的模室中以进行该第一次发泡成型前，在该第一模具的模室中预先置入一固态的补强元件，并使该高分子原料与该第一发泡剂的混合物进入该第一模具的模室空间后将该补强元件的全部或一部进行包覆；

该补强元件与该高分子原料具有相同的成分；

该补强元件在该第一次发泡进行时，不进行发泡；

该补强元件在该第二次发泡时，以该第二发泡剂以一第三发泡倍率进行发泡，并使该第三发泡倍率小于该第二发泡倍率。

2.如权利要求1所述多段发泡的方法，其特征在于，该第一发泡剂为物理性发泡剂或化学性发泡剂。

3.如权利要求1所述多段发泡的方法，其特征在于，该密闭空间位于一压力釜中。

4.如权利要求1所述多段发泡的方法，其特征在于，该超临界流体选自于由氮、二氧化碳与惰性气体所组成的群。