JP2017061060A

JP2017061060A - 加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法

Info

Publication number: JP2017061060A
Application number: JP2015186791A
Authority: JP
Inventors: 廖偉智; Wei-Chih Liao; 廖翌如; Cristina Liao
Original assignee: Everfocus Int Co Ltd; Everfocus International Co Ltd
Current assignee: Everfocus Int Co Ltd; Everfocus International Co Ltd
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-03-30

Abstract

【課題】加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法を提供する
【解決手段】加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法は、型、輸送ボルトまたはチューブなどの適切な位置に微細気泡生成ユニットを配置する。微細気泡生成ユニットは流体重合体に入り込む多孔部を有する。上述した構造により、高圧高温気体を微細気泡生成ユニットの多孔部へ流動させ、微細気泡を生成させ、微細気泡と流体重合体とを均質に混ぜ合わせることができる。交じり合った微細気泡と流体重合体が冷却されると発泡効果が良好な製品が完成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、発泡技術に関し、詳しくは加工成形機によって重合体内に微細発泡を生成させる加工方法に関するものである。

重合体の発泡方式は一般的に機械発泡方式、物理発泡方式および化学発泡方式に分けられる。機械発泡方式は機械攪拌工法によって重合体に空気を均等に混ぜて気泡を生成させる方式である。物理発泡方式は物理発泡剤によって重合体内に物理変化が引き起こし、気泡を生成させる方式である。化学発泡方式は化学発泡剤を熱分解して気体を生じることによって重合体内に気泡を生成させる方式である。

上述した方式に対し、特許文献１の方式は輸送ボルト内に配置された気体輸送パイプと、輸送ボルトの先端に配置された複数の微細孔状の通気部とを備える。加圧気体は気体輸送パイプに流れ込み、電熱器による間接加熱工程および高温加熱工程によって処理される。続いて処理された気体は微細孔状の通気部によって流体重合体に流れ込む。続いて輸送ボルトは流体重合体と気圧とを攪拌し、混ぜ合わせ、そののちそれらを型に注入し、重合体内部に気泡を生成させる。

しかしながら、この方式において、微細孔状の通気部は輸送ボルトの表面と一線に並ぶように通気孔内に配置される。このため、微細孔状の通気部が流体重合体の表面にしか接触できず、流体重合体の内部に入り込むことができないため、気体を輸送する際、気体と流体重合体とを充分に混合できないことが原因で重合体の内部の気泡が均質にならないという問題が発生する。

台湾Ｉ２３３８７７号公報

本発明は、加工成形機によって気体と重合体の混合効果を増大させ、重合体内に微細気泡をより均質に生成させることが可能な加工方法を提供することを主な目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の第１実施形態による加工方法は微細気泡生成ユニットを型に装着することを特徴とする。輸送ボルトの回転によって流体重合体を型の中に押し込み、微細気泡生成ユニットの多孔部を流体重合体に入り込ませる。続いて、微細気泡生成装置によって高圧高温気体を生じる。続いて、高圧高温気体は微細気泡生成ユニットの多孔部を通り、型の中に複数の微細気泡を生成させる。微細気泡と型の中の流体重合体とを混ぜ合わせることによって表面が光沢かつ平滑で内部が発泡状となる製品を製作する。

本発明の第２実施形態による加工方法は微細気泡生成ユニットを固定ホルダーに装着することを特徴とする。固定ホルダーは輸送ボルトと型との間に配置される。輸送ボルトの回転によって流体重合体を前進させ、固定ホルダーの流動通路へ流動させ、微細気泡生成ユニットの多孔部を流体重合体に入り込ませる。続いて、微細気泡生成装置によって高圧高温気体を生じる。続いて、高圧高温気体は微細気泡生成ユニットの多孔部を通り、流動通路内に複数の微細気泡を生成させる。複数の微細気泡と流動通路内の流体重合体とを混ぜ合わせ、冷却すると、表面が光沢かつ平滑で内部が発泡状となる製品が完成する。

本発明の第３実施形態による加工方法は微細気泡生成ユニットを固定リングに装着することを特徴とする。固定リングは輸送ボルトの先端に装着される。輸送ボルトの回転によって流体重合体を前進させ、微細気泡生成ユニットの多孔部を流動中の流体重合体に入り込ませる。続いて、微細気泡生成装置によって輸送ボルトの気道に高圧空気を導入し、高圧空気を気道に沿って流動させ、加熱する。加熱された高圧気体は輸送ボルトの気道から微細気泡生成ユニットに流れ込み、微細気泡生成ユニットの多孔部を通り、複数の微細気泡を生成させる。複数の微細気泡は輸送ボルトの回転によって流体重合体に混じる。

本発明の第４実施形態による加工方法はチューブの材料流出部位に微細気泡生成ユニットを装着し、チューブの材料流入部位に液体輸送ユニットを装着することを特徴とする。輸送ボルトの回転によって流体重合体を前進させ、流体重合体をチューブの材料流入部位からチューブの材料流出部位へ流動させると同時に加熱し、微細気泡生成ユニットの多孔部を流体重合体に入り込ませる。このとき液体輸送ユニットによってチューブに発泡液体を注入し、発泡液体と流体重合体とを混ぜ合わせながら流動させると同時に加熱する。続いて微細気泡生成装置によってチューブの気道に高圧空気を導入し、高圧空気を気道に沿って流動させ、加熱する。加熱された高圧気体はチューブの気道から微細気泡生成ユニットに流れ込み、微細気泡生成ユニットの多孔部を通り、チューブ内に複数の微細気泡を生成させる。複数の微細気泡は輸送ボルトの回転によって流体重合体に混じる。一方、流動中の発泡液体は加熱されるとともに徐々に気化し、流体重合体内に複数の微細気泡を生成させる。従って、上述した相乗作用により発泡効果が良好な製品を得ることができる。

本発明の第１実施形態による加工方法のプロセスを示す模式図である。本発明の第１実施形態による加工方法の微細気泡生成装置の構造を示す平面図である。本発明の第２実施形態による加工方法のプロセスを示す模式図である。本発明の第３実施形態による加工方法において逆流防止リングが輸送ボルトの環状ストッパーに当接する状態を示す構造図である。本発明の第３実施形態による加工方法において逆流防止リングと輸送ボルトの環状ストッパーとが分離した状態を示す構造図である。本発明の第４実施形態による加工方法を示す構造図である。本発明の第５実施形態による加工方法を示す構造図である。本発明の第６実施形態による加工方法を示す構造図である。

（第１実施形態）
図６に示すように、本発明による加工方法は加工成形機１０を使用する。本実施形態において加工成形機１０、即ち押出成形機はチューブ２０、加熱器３０および輸送ボルト４０を備える。加熱器３０はチューブ２０の外側に配置され、固体重合体を流体重合体１２に溶解させる。輸送ボルト４０はチューブ２０内に配置され、流体重合体１２を型１４の方向へ前進させる。
図２に示すように、加工成形機１０はさらに微細気泡生成装置５０を有する。微細気泡生成装置５０は空気圧縮機または効果が同等な空気加圧設備から構成される。本実施形態において、微細気泡生成装置５０は加圧シリンダー５１、気体保存シリンダー５２、複数のヒーター５３および複数の微細気泡生成ユニット５４を有する。加圧シリンダー５１は外部からの空気の圧力を増大させる。気体保存シリンダー５２は加圧シリンダー５１に接続され、加圧された空気を保存する。ヒーター５３は気体保存シリンダー５２の外側に配置され、気体保存シリンダー５２内の空気を加熱する。微細気泡生成ユニット５４は気体保存シリンダー５２に接続され、高圧高熱空気を放出する。微細気泡生成ユニット５４は多孔部５４２を有する。多孔部５４２は金属、セラミックスまたは金属とセラミックスの混合物から構成されるが、これに限らない。本実施形態において微細気泡生成ユニット５４は型１４の入口部位１６に装着され、多孔部５４２が型１４に入り込む。

図１に示すように、本発明の第１実施形態による加工方法は、次のステップを含む。

ステップａ）において、輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２を型１４の中に押し込み、微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を流体重合体１２に入り込ませる。

ステップｂ）において、微細気泡生成装置５０によって高圧高温気体を生じる。高圧高温気体は微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を通り、流体重合体１２内に複数の微細気泡を生成させる。複数の微細気泡と型１４の中の流体重合体１２とが混じり合い、冷却されると、発泡効果が良好な製品が完成する。

（第２実施形態）
図３に示すように、本発明の第２実施形態による加工方法は押出成形機または射出成形機を使用する。第１実施形態との違いは次の通りである。微細気泡生成ユニット５４は固定ホルダー５５に斜めに装着される。固定ホルダー５５は輸送ボルト４０と型１４との間に配置され、流動通路５５２を有する。流体重合体１２は流動通路５２を流れる。微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２は流動通路５５２に入り込む。
微細気泡生成ユニット５４に生じた微細気泡は低圧注入工法によって流体重合体１２に流れ込む。微細気泡生成装置５０はさらに静態混合器５６を有する。静態混合器５６は微細気泡生成ユニット５４と型１４との間に位置するように固定ホルダー５５の流動通路５５２に配置され、微細気泡と流体重合体１２とをスムーズに混ぜ合わせる。本発明の第２実施形態による加工方法は次のステップを含む。

ステップａ）において、輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２を前進させ、固定ホルダー５５の流動通路５５２へ流動させ、微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を流体重合体１２に入り込ませ、そののち固定ホルダー５５の流動通路５５２を通った流体重合体１２を型１４内に注入する。

ステップｂ）において、微細気泡生成装置５０によって高圧高温気体を生じる。高圧高温気体は微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を通り、流体重合体１２内に複数の微細気泡を生成させる。続いて、静態混合器５６によって複数の微細気泡と流動通路５５２内の流体重合体１２とを充分に混ぜ合わせる。続いてそれらを型１４に注入し、冷却すれば、発泡効果が良好な重合体製品が完成する。

（第３実施形態）
図４に示すように、本発明の第３実施形態による加工方法は射出成形機を使用する。第１実施形態と第２実施形態との違いは次の通りである。微細気泡生成ユニット５４は径方向に位置するように固定リング５７に配置される。固定リング５７は輸送ボルト４０の先端に配置される。微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２は輸送ボルト４０の表面に突出する。微細気泡生成装置５０は微細気泡生成ユニット５４と空気圧縮機（図中未表示）との連結によって構成される。静態混合器５６は固定ホルダー５５の流動通路５５２の先端に配置される。本発明の第３実施形態による加工方法は次のステップを含む。

ステップａ）において、輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２を前進させ、微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を流動中の流体重合体１２に入り込ませる。

ステップｂ）において、微細気泡生成装置５０の空気圧縮機によって高圧空気を輸送ボルト４０の気道４２内に導入し、高圧空気を気道４２に沿って流動させると同時に加熱器３０によって加熱する。

ステップｃ）において、加熱された高圧気体は輸送ボルト４０の気道４２から微細気泡生成ユニット５４に流れ込み、微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を通り、複数の微細気泡を生成させる。複数の微細気泡は輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２に混じる。そののち交じり合って射出された微細気泡および流体重合体１２は静態混合器５６によって再び交じり合う。

輸送ボルト４０は先端に位置しかつ固定リング５７に接する環状ストッパー４４と、先端に被さる逆流防止リング５８とを有する。
図５に示すように、輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２を貯める際、逆流防止リング５８と輸送ボルト４０の環状ストッパー４４とは分離し、チューブ２０の容積が高圧高温気体と流体重合体１２を充分に格納できるまで流体重合体１２をチューブ２０に流入させ、貯める。射出工程によって流体重合体１２を型１４に注入する際、逆流防止リング５８と輸送ボルト４０の環状ストッパー４４とは相互に当接するため、流体重合体１２の逆流を抑制できるだけでなく、流体重合体１２を高圧で射出する際に生じた小分子が微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を塞げることを防止できる。

（第４実施形態）
図６に示すように、本発明の第４実施形態による加工方法は押出成形機を使用する。上述した実施形態との違いは、次の通りである。微細気泡生成ユニット５４はチューブ２０の材料流出部位２２に装着される。微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２はチューブ２０に入り込む。微細気泡生成装置５０は微細気泡生成ユニット５４と空気圧縮機（図中未表示）との連結によって構成される。本発明の第４実施形態による加工方法は次のステップを含む。

ステップａ）において、輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２を前進させ、流体重合体１２をチューブ２０の材料流入部位２１からチューブ２０の材料流出部位２２へ流動させると同時に加熱器３０によって加熱し、微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を流動中の流体重合体１２に入り込ませる。

ステップｂ）において、微細気泡生成装置５０の空気圧縮機によってチューブ２０の気道２３に高圧空気を導入し、高圧空気を気道２３に沿って流動させると同時に加熱器３０によって加熱する。

ステップｃ）において、加熱された高圧気体はチューブ２０の気道２３から管路５９を通って微細気泡生成ユニット５４に流れ込み、続いて微細気泡生成ユニット５４の多孔部５４２を通り、複数の微細気泡を生成させる。複数の微細気泡は輸送ボルト４０の回転によって流体重合体１２に混じる。

本実施形態において、微細気泡生成装置５０はさらに液体輸送ユニット６０を有する。液体輸送ユニット６０はチューブ２０に入り込むようにチューブ２０の材料流入部位２１に装着される。上述したステップａ）において、液体輸送ユニット６０によってチューブ２０に発泡液体を注入し、発泡液体と流体重合体１２とを混ぜ合わせ、流動させると同時に加熱器３０によって加熱する。加熱された発泡液体は気化するとともに流体重合体１２内に複数の微細気泡を生成させる。上述したとおり、重合体製品は発泡液体の生じた微細気泡と微細気泡生成ユニット５４の生じた微細気泡によって発泡効果がより良好になる。

図７および図８に示すように、本実施形態は微細気泡生成ユニット５４と液体輸送ユニット６０を同時に配置する構成に限られず、実際の状況に応じて微細気泡生成ユニット５４または液体輸送ユニット６０のいずれか一つを少なくとも配置すればよい。
図６は微細気泡生成ユニット５４および液体輸送ユニット６０を同時に配置した状態である。図７は微細気泡生成ユニット５４のみを配置した状態である。図８は液体輸送ユニット６０のみを配置した状態である。いずれにしても、微細気泡生成ユニット５４および液体輸送ユニット６０にそれぞれ生じた微細気泡は重合体に良好な発泡効果を発揮できる。両者を同時に配置すれば最良の発泡効果を発揮できる。

上述したとおり、従来の技術に対し、本発明による加工方法は微細気泡生成ユニット５４を流体重合体１２に差し込むため、両者の接触面積が増大することにより流体重合体１２に流れ込む気体の量を増加させ、流体重合体内に微細気泡をより均質に分布させ、本発明の目的を達成することができる。

１０加工成形機
１２流体重合体
１４型
１６入口部位
２０チューブ
２１材料流入部位
２２材料流出部位
２３気道
３０加熱器
４０輸送ボルト
４２気道
４４環状ストッパー
５０微細気泡生成装置
５１加圧シリンダー
５２気体保存シリンダー
５３ヒーター
５４微細気泡生成ユニット
５４２多孔部
５５固定ホルダー
５５２流動通路
５６静態混合器
５７固定リング
５８逆流防止リング
５９管路
６０液体輸送ユニット

Claims

輸送ボルトおよび微細気泡生成装置を備え、
前記微細気泡生成装置は微細気泡生成ユニットを有し、前記微細気泡生成ユニットは型に装着され、前記型に入り込む多孔部を有する加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法において、
ステップａ）は、前記輸送ボルトの回転によって流体重合体を前記型に押し込み、前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部を前記流体重合体に入り込ませ、
ステップｂ）は、前記微細気泡生成装置を起動して高圧高温気体を生じ、そののち前記高圧高温気体を前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部へ流動させることによって複数の微細気泡を生成させ、そののち複数の前記微細気泡と前記型の中の前記流体重合体とを混ぜ合わせることを特徴とする、
加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
前記微細気泡生成装置は、さらに加圧シリンダー、気体保存シリンダーおよびヒーターを有し、前記気体保存シリンダーは前記加圧シリンダーに接続され、前記ヒーターは前記気体保存シリンダーに付着し、前記微細気泡生成ユニットは前記気体保存シリンダーに接続されることを特徴とする請求項１に記載の加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
前記型は、入口部位を有し、前記微細気泡生成ユニットは前記型の前記入口部位に接することを特徴とする請求項１に記載の加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
輸送ボルトおよび微細気泡生成装置を備え、
前記微細気泡生成装置は固定ホルダーおよび微細気泡生成ユニットを有し、前記固定ホルダーは前記輸送ボルトと型との間に配置され、流動通路を有し、前記微細気泡生成ユニットは前記固定ホルダーに装着され、かつ前記固定ホルダーの前記流動通路に入り込む多孔部を有する加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法において、
ステップａ）は、前記輸送ボルトの回転によって流体重合体を前進させ、前記固定ホルダーの前記流動通路に流入させ、前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部を前記流体重合体に入り込ませ、
ステップｂ）は、前記微細気泡生成装置を起動して高圧高温気体を生じ、そののち前記高圧高温気体を前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部へ流動させることによって複数の微細気泡を生成させ、そののち複数の前記微細気泡と前記固定ホルダーの前記流動通路の中の前記流体重合体とを混ぜ合わせることを特徴とする、
加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
前記微細気泡生成装置は、さらに静態混合器を有し、前記静態混合器は前記微細気泡生成ユニットと前記型との間に位置するように前記固定ホルダーの前記流動通路に配置され、前記ステップｂ）において複数の前記微細気泡と前記流体重合体とをスムーズに混ぜ合わせることを特徴とする請求項４に記載の加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
前記微細気泡生成装置は、さらに加圧シリンダー、気体保存シリンダーおよびヒーターを有し、前記気体保存シリンダーは前記加圧シリンダーに接続され、前記ヒーターは前記気体保存シリンダーに付着し、前記微細気泡生成ユニットは前記気体保存シリンダーに接続されることを特徴とする請求項４に記載の加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
輸送ボルトおよび微細気泡生成装置を備え、
前記微細気泡生成装置は固定リングおよび微細気泡生成ユニットを有し、前記固定リングは前記輸送ボルトの先端に配置され、前記微細気泡生成ユニットは前記固定リングに装着され、かつ多孔部を有し、前記多孔部は前記輸送ボルトの表面に突出する加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法において、
ステップａ）は、前記輸送ボルトの回転によって前記流体重合体を前進させ、前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部を流動中の前記流体重合体に入り込ませ、
ステップｂ）において、前記微細気泡生成装置によって前記輸送ボルトの気道に高圧空気を導入し、前記高圧空気を前記気道に沿って流動させると同時に加熱し、
ステップｃ）は、加熱された前記高圧気体を前記輸送ボルトの前記気道から前記微細気泡生成ユニットに流入させ、そして前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部へ流動させ、複数の微細気泡を生成させ、そののち前記輸送ボルトの回転によって複数の前記微細気泡と前記流体重合体とを混ぜ合わせることを特徴とする、
加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
前記輸送ボルトは、先端に前記固定リングに接する環状ストッパーを有し、前記加工成形機はさらに逆流防止リングを備え、前記逆流防止リングは軸方向に移動可能なように前記輸送ボルトの前記先端に被さり、前記流体重合体を注入する際に前記逆流防止リングと前記環状ストッパーとは相互に当接し、前記流体重合体を貯める際に前記逆流防止リングと前記環状ストッパーとは分離することを特徴とする請求項７に記載の加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
チューブ、輸送ボルトおよび微細気泡生成装置を備え、
前記チューブは材料流入部位および材料流出部位を有し、
前記輸送ボルトは前記チューブ内に配置され、
前記微細気泡生成装置は微細気泡生成ユニットを有し、前記微細気泡生成ユニットは前記チューブの前記材料流出部位に装着され、かつ前記チューブに入り込む多孔部を有する加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法において、
ステップａ）は、前記輸送ボルトの回転によって前記流体重合体を前進させ、前記流体重合体を前記チューブの前記材料流入部位から前記チューブの前記材料流出部位へ流動させると同時に加熱し、前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部を流動中の前記流体重合体に入り込ませ、
ステップｂ）は、前記微細気泡生成装置によって前記チューブの気道に高圧空気を導入し、前記高圧空気を前記気道に沿って流動させると同時に加熱し、
ステップｃ）は、加熱された前記高圧気体を前記チューブの前記気道から前記微細気泡生成ユニットに流入させ、前記微細気泡生成ユニットの前記多孔部へ流動させ、複数の微細気泡を生成させ、そののち前記輸送ボルトの回転によって複数の前記微細気泡と前記流体重合体とを混ぜ合わせることを特徴とする、
加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。
前記微細気泡生成装置は、さらに液体輸送ユニットを有し、前記液体輸送ユニットは前記チューブの前記材料流入部位に装着され、前記ステップａ）はさらに前記液体輸送ユニットによって前記チューブに発泡液体を注入し、前記発泡液体と前記流体重合体とを混ぜ合わせ、流動させると同時に加熱し、そののち加熱された発泡液体を気化させることによって前記流体重合体内に複数の微細気泡を生成させることを特徴とする請求項９に記載の加工成形機によって重合体内に微細気泡を生成させる加工方法。