201120120 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種塑膠楦頭之配方及其製法，尤其是，本發 明係關於一種可使塑膠楦頭輕量化之配方及其製法。 【先前技術】
按’習知利用純高密度聚乙烯（簡稱HDPE)發泡，而無添加 其他直鏈狀低密度聚乙烯（LL-DPE)或乙丙橡膠（簡稱EPDM)等 來增進發泡效果的，幾乎沒有，況且，現有技術對純HDpE微發 泡技術要求控制氣泡孔徑的大小規格很困難，也不穩定，原因在 於HDPE的熔點比較高，熔點的限制很窄，且賴的強度很低， 加工f生相虽苛刻，要適用於楦用減重發泡材料相當困難。 此外’現有的HDPE+EVA發泡材料或EPDM或辽_赃有 的是採用-次發泡法或二次發泡法，來生產微發泡材料，除了這 ^材料物性無法適合來生產製鞋所需的楦頭，同時存在著以下問 、设備之成本甚高，需有二次合模裴置； 2 製私較長·大多需要势g|# 你m 0錢母拉’而在射*機之螺桿中4 位置添加發泡劑，不僅製程長， 率較低。 長且亦不方便生產操作，且其之/ 3、操作及品質不穩定·届 固定模的速度及發泡比率來計算二次模：模：， 題點。-次 201120120 尺寸’即孔控為ΐ〇μιη〜5〇Μιη，、泡孔密度為1〇9〜1〇12條瓜3，逕 影響成品之品質穩定度。 4客知材料之成本咼：若以微米級泡沫塑膠微粒來做輕質 微發泡HDPE，此種微粒係以炫點高的高分子包覆空氣與聰^ & +力由於鬲为子膜的炫點高於HDPE，故不會被融炫破裂， 而達到輕1：化的目的’但價格昂貴，除特殊的玉程瓣所需外， 並不符合一般泛用型產品的成本考量。 是故’瞭諸前述習用之缺失，實有將之作進一步改良之必要。 本七明人有鑑於目前習用仍有改進的地方，所以就從事相關 產时的夕年產L驗’料對目前存在的蝴問題，深思改善的 方法在I過夕次改良測試後，終於創造出一種輕量化之塑膠楦 頭之配方及其製法。 '一 【發明内容】 有鑑於此’本發明之主要目的係在於提供一種成品具有均句 刀佈的微孔’印質具歡度，且材料加工車難仍具有表面的光 滑性之輕量化之塑膠楦頭之配方及其製法。 本發明之另—目的係在於提供—種節省材料、製程縮短，使 傳統HDPE治具變輕’並節省人工體力支出，增加工廠產能，又 可達到回收再糊之職訴求之輕量化之轉楦頭之配方及其製 法。 本發月之又目的係在於提供一種實現高密度聚乙稀(腦⑹ 微發泡擠出型來生產姆化_ HOPE楦稱料，錢大幅降低 201120120 現有HDPE檀頭及材料的成本之輕量化之塑膠楦頭之配方及其製 法。 為達上述及其他目的，本發明係提供一種輕量化之塑膠楦頭 之配方包括： 80至85重量％之高密度聚乙烯； 5至7.4重量％之碳酸鈣； 5至7.4重量％之鎂鹽晶鬚；以及 • 剩餘含量之微量元素。 其中’該高密度聚乙烯之含量為83至85重量％。 其中，該碳酸鈣之含量為6至7重量％。 其中’該鎂鹽晶鬚之含量為6至7重量％。 其中’該微量元素具有10〜20CC之鄰苯二甲酸二異癸醋。 其中’該微量元素具有_1至請重量％之偶氮二甲酿錢。 其中，該微量元素具有〇.〇〇01至〇 〇〇〇5重量％之色粉。 籲 為達上述及其他目的，本發明係提供—種輕量化之塑膠植頭 之製法，包括下列步驟： 在『準備填紐料』步驟時：先活化無機奈米或微米填充材 ’且加入高密度聚乙烯及活化劑’並進行第-次高速混合； ^『添加顏料』步驟時：於第一次高速混合後，進行有機顏 /目二，且進仃第二次高速混合，並將高速混合後之混合料置於 一減壓裝置之儲料反應槽内； 、 在『注人合模之模具内』步驟時：模具合碰，利用注塑機 201120120 保持之溫度奴’以及射出壓力’將混合料注人該模具内，進行 射出成型； 在『冷卻』步驟時：利用循環之冷卻水冷卻模具内之待成型 cr ♦ 口 Π 9 在『開模』步驟時：使該模具分離，並將成型物取出； 在『表面加工處理』步驟時：對該成型物進行表面加工處理， 如此即完成本發明之成品。 其中’該活化劑係為鈦酸酯偶聯劑、紹酸酷偶聯劑、單體偶 聯劑、梦烧類偶聯劑或二聚磷酸二異辛酯硬酯酸鎂。 其中，第-次高速混合高速混合時，可加人適量塑化助劑。 其中，該塑化助劑係為鄰苯二甲酸二異癸酯。 其中，第二次高速混合高速混合時，可加入適量發泡劑。 其中，該發泡劑係為偶氮二甲醯銨。 其中，該在『冷卻』步驟之冷卻水水溫保持在8〜13。(：之間。 其中，該注塑機之溫度設定保持在15〇〜18〇<t之間。 其中’該注塑機之射出壓力約100〜130kg/m2。 ，、中該填充材料係為碳酸!弓、氧化辞、蛋白石、滑石粉、 微晶粉、氫氧化鎂、玻璃纖維或粉鎮鹽晶鬚。 以下兹配合本發明較佳實施例之圖式進—步說明如下，以期 能使熟悉本發明侧技術之人士，得依本制書之陳述據以實施。 【實施方式】 以下係藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟習 此技藝之人士可由本朗書所揭示之内容瞭解本發狀其他優點 201120120 與功效。 於本說明書中’除非另有說明，否則塑膠楦頭所包含之成分 皆以該塑膠楦頭之配方總重量為基準，並以重量百分比(wt%)表 示。 本發明係一種輕量化之塑膠楦頭之配方，包括： 80至85重量％之高密度聚乙烯（簡稱HDPE); 5至7.4重量％之碳酸鈣(CaC〇3); • 5 至 7·4 重量％之鎂鹽晶鬚(MgS04.5Mg(OH)2 . 3H20); 以及 剩餘含量之微量元素。 其中，該高密度聚乙烯之含量為83至85重量％。 其中，該碳酸妈之含量為6至7重量％。 其中，該鎂鹽晶鬚之含量為6至7重量％。 其中，該微量元素具有10〜20CC之鄰苯二甲酸二異癸酿（簡 •稱 DIDP)。 9 其中’該微量元素具有㈣丨至_重量％之偶氮二甲酿錄 (簡稱ADC)。 其中，該微量元素具有〇._至〇 〇〇〇5重量％之色粉。 本案發明人發現，當以習知高含量之碳酸缺鎮鹽晶鬚（皆 為以上）添加入高密度聚乙烯時，在微觀上，易於實現^ 度聚乙烯微發泡擠出型來生產輕量化娜檀頭材料，其可大巾^ 低現有高密度聚乙稀楦頭之材料成本，且針對需求的物性貝^幅 201120120 超出純南密度聚乙烯材料的物性，實現產品的優勢，不但可解決 習知塑膠材料所衍生出的缺點，轉於商業量產及顧上極具優 勢。 ’、 另外，依縣發_量化之瓣楦頭之配方，轉泡後之材 料’其重量比原實心材料減重至少2〇%以上，確實達到輕量化之 需求。因此，鎌本㈣之歸楦舰树#册製造鞋檀。 請配合參閱第-圖所雜本發明之轉鞋楦製程；本發明係 鲁 種輕量化之塑膠楦頭製法，包括下列步驟： ' ;在『準備填充材料』步驟時：先活化無機奈米或微米填充材 料，且加入高密度聚乙烯及活化劑，並進行第一次高速混合； 在『添加顏料』步驟時：於第一次高速混合後，進行有機顏 料杰加，且進行第二次高速齡’並將高速混合後之混合料置於 具減壓裴置之儲料反應槽内； ' 在『注入合模之模具内』步驟時：模具合模後，利用注塑機 • 保持之溫度設定，以及射出壓力，將混合料注入該模且内，進杆 射出成型； ’、 〇在『冷卻』步驟時：利用循環之冷卻水冷卻模具内之待成型 品； 在『開模』步驟時：使該模具分離，並將成型物取出； 在『表面加工處理』步驟時：對該成型物進行表面加工處理， 如此即完成本發明之成品。 其中，該活化劑係為鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、單體偶 聯劍、矽烷類偶聯劑或二聚磷酸二異辛酯硬酯酸鎂。 201120120 ,:人呵速混合鬲速混合時，可加入適量塑化助劑。 料速屍合係採用三次元域高速混合機，來級混合塑 枓HDPE與填充^ R '、，在此活化劑在無機填充奈米或微米粒與 之界面起了架橋作用，得以緊密結合再加入約0.5%的塑性 _ ’ =增塑_笨二曱酸二異癸㈣腑) 。以增進塑化完全。 i、，⑴亦取雙螺桿或單螺桿触機觸出造減聯結來製 θ:;'、政果更佳，能得到更為均勻的混合，但本法因成本的 1題僅&取一次元立體高速混合筒與改造射出機注塑裝置，即 可達到楦頭材質要求的標準。 其中，該塑化助劑係為鄰苯二甲酸二異癸醋。 其中’第二次高速混合高速混合時，可加人適量發泡劑。 其中，該發泡劑係為偶氮二曱醯銨。 其中，邊在『冷卻』步驟之冷卻水水溫保持在8〜13°C之間。 其中’該注塑機之溫度設定保持在15〇〜18〇ΐ之間。 其中，該注塑機之射出壓力約l〇〇〜13〇kg/m2。 其中，該填充材料係為碳酸妈、氧化鋅、蛋白石、滑石粉、 微晶粉、氫氧化鎂、玻璃纖維或粉鎂鹽晶鬚。 於實施例中，本發明輕量化之塑膠檀頭之配方，包括8〇至85 重量％之高密度聚乙烯（簡稱HDPE); 5至7.4重量％之碳酸妈 (CaC03); 5 至 7.4 重量％之鎂鹽晶鬚(MgS04 · 5Mg(OH；h · 3H2〇); 以及剩餘含量之微量元素。 以下’將以例不性貫施例詳細闡述本發明。 201120120 在此較佳實施例中，本發明之塑膠鞋楦之成分（單位為重量 百分比）如下： 高密度聚乙烯：約84.8% 碳酸#5 :約6.7% 鎂鹽晶鬚：約6.7% 微量元素，包含以下： 鄰苯二甲酸二異癸酯DIDP約I5cc， • 偶氮二甲醯銨ADC約〇.〇〇6〇/0，以及 色粉約0.0003%。 藉由本發明難實_之配比，以及本發财述之製程 造出之塑膠鞋楦’進—步進行衝擊強度、f曲強度、張力及斷裂 拉伸試驗’以確保本發明得以符合既定之需求，俾達到本發明既 定之功效與目的。 請續配合參閱第二圖至第七圖所示，係本發明製造出之塑膠 鞋楦成本所做的各項試驗，其中： ’ 衝擊強度試驗部分，如第二圖所示， _含量的影響，並比較經過硬_面處理_耐衝擊 =’tr式中可明確得知，經過酸表面處理後的耐 強度較^=處理_難，树實可刻本㈣之耐衝擊 請配合第三圖撕_ _劑）含量㈣面_( SMA1_太酸 椅輕度趣，該SMA1_ (大分子偶聯劑） 201120120 及鈦㈣偶·，這兩觀合錢，使無機觀物糾這此助劑 起架橋侧’而令無機填充材料與Η腦緊密結合，使得複人物 得以增加整體之_、衝擊強度、硬度，並增加分散性，複合物 的鱗流動料祕啡㈣。其中，試驗紐之财比例係為 HDPE ’ 84%，CaC03 : 8% ;鎂鹽晶鬚：8%。
另針對本發明之成品進行彎曲強度試驗，請配合參閱第四圖 所示，HDPE之彎曲強度為29 89MPA，其之表面處理劑 (SMA1000+鈦酸醋偶聯劑）為2%，改變中碳酸妈含量所 做的彎曲強度戦，其確實可達到本發魏定之彎曲強度。 再者’針對本發明之成品進行拉伸強度試驗，請配合參閱第 五圖所不’由®式中明顯可知，本發明HDpE之拉伸強度為 22.8MPA’ 其係可比較出 HDPE+CaC〇3 與 HDPE + CaC03+表面 處理劑(2%)於不同碳酸鈣含量時於拉伸強度上的比較；其中： A線段係為HDPE + CaC03 ; B線段係為HDPE + CaC03 +表面處理劑(2%)。 很清楚可以得知，添加2%的表面處理劑可以使得拉伸強度 提高，並可達到本發明預定之效果。 進者，如第六圖所示，其係比較HDPE+鎂鹽晶鬚+表面處理 劑(2%)、HDPE + CaC03 + 表面處理劑(2%)、HDPE : 84%+ (鎂鹽 晶鬚+CaC〇3) 16% +表面處理劑(2%)於不同含量填充物下（鎂鹽 晶鬚、CaC03、鎮鹽晶鬚+CaC03)之拉伸強度表現；其中： A線段係為HDPE+鎂鹽晶鬚+表面處理劑(2%);
[S 11 201120120 B線段係為HDPE + CaC〇3 +表面處理劑(2%); C線段係為HDPE : 84%+ (鎂鹽晶鬚+CaC〇3) 16%+表面處 理劑(2%)。 此外，請續配合參閱第七圖所示，係為本發明成品之斷裂拉 伸試驗；由圖式中可明顯得知，HDPE之斷裂伸長率為28 5%，而 經過鎂鹽晶鬚(16%)處理後之HDPE，其斷裂伸長率為23 9〇/〇 ; 而使用不同劑量的表面處理劑（SMA1000+鈦酸酯偶聯劑） • 對斷裂伸長率的影響如該圖所示；其中： A線段係為CaC〇3 : 16%+HDPE : 84%以不同重量百分比之 表面處理劑（SMA1000+鈦酸酯偶聯劑）所產生對斷裂伸長率之影 B線段係為CaC03 : 8% +鎂鹽晶鬚：8% + HDPE : 84%以 不同重量百分比之表面處理劑（SMA1000+鈦酸酯偶聯劑）所產生 對斷裂伸長率之影響。 由本發明前述之各項試驗可知，其於楦頭材質的需求本法填 充材料用碳酸鈣(CaC03)與鎂鹽晶鬚各50%的比例來混合添加使 用’其原因為碳酸約的剛性高，微孔發泡HDPE材料硬度隨著氣 泡的密度高而降低，而用碳酸約填充來強化微孔發泡HDPE的材 料硬度’但其缺點是隨著碳酸趟含量的增加，微孔發泡HDPE材 料的彎曲強度、拉伸強度及斷裂伸長率都有所下降，其中，又以 斷裂伸長率下降太多，而用鎂鹽晶鬚來做微孔發泡HDPE的增強 拉伸強度等上列的缺點，即補足碳酸鈣填充材料的缺點，其確實 12 201120120 可達到本發明之預定效果及目的。 藉由上述本發瓶方娜及製程設計，確實可達到 定成效： 頂 -、貫現HDPE微發泡擠出絲生產輕量化轉HDpE檀頭 材料，以及大幅降低現有HDPE楦頭及材料的成本。 、 貝現HOPE微發泡複合材料物性，某部分小或等於純 HDPE材_概’㈣情^㈣物_大幅超iti純HDPE材料 • 的物性，以實現產品的優勢。 三、 縮短製程可實現生產所需目標，並大幅降低設備及生 成本。 四、 成品具有均勻分佈的微孔，及材料加工車削後，仍具有 表面的光滑性。 ，五、結合奈料料改性技術及HDPE輕魏之微孔發泡技 術，充份克服HDPE微孔發泡受限於HDPE的溶點高，溶限窄， 鲁炼體強度低，要加工為微孔發泡相當困難等缺點，並實現節省材 料、製程縮短、降低成本，使傳統HDPE治具變輕，節省人工體 力支出’增加錢產能’又可達到·翻狀娜訴求，且依 產品的特性需求，可減輕重量約2 0%〜5 0%左右。 综上所述，本發明係用於楦頭及其材料的生產技術，可產出 一種質量輕的材料，並以此做為材料生產的治具之用；不僅易於 使用者操作，節省人力負擔，使產能進—步提昇，且此材料散熱 ^裝程短，有效友1向產品良率，使得成品的品質穩定，同時 13 201120120 可大里gp省材料，有效地降低生產成本，册前量產及應用上 極具優勢，深具經濟實用性。 ，上述Λ施例僅例示性說明本發明輕量化之塑膠楦頭之配方及 其製法，而非用於限制本發明。任何熟習此項技藝之人士均可在 不違背本翻之精神及範針，對上述實施舰行_與改變。 口此本發明之權梅護範圍如後述巾請專利範圍所載。 【圖式簡單說明】 • 帛—嶋為本發明之製造流程示意圖； 第-圖係為本發明成品之衝擊強度試驗。 =三圖係為本發明成品之另-衝擊強度試驗。 弟四圖係為本發明成品之彎曲強度試驗。 第五圖係為本發明成品之拉伸強度試驗。 第，、圖係為本發明成品之另一拉伸強度試驗。 第七圖係為本發明成品之斷裂拉伸試驗。 • 【主要元件符號說明】