TW201946757A - 發泡模具裝置及製作發泡中底的方法 - Google Patents

發泡模具裝置及製作發泡中底的方法 Download PDF

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Abstract

一種發泡模具裝置，包含一外模具及一內模具。該外模具包括一外上模及一外下模，該外上模與該外下模間相配合界定形成一內模空間。該內模具呈可脫離方式設置於該內模空間，包括一內上模及一內下模，該內上模與該內下模相配合界定形成一發泡空間，該發泡空間適用於供一發泡材料發泡成型。藉由設計呈可脫離方式設置於該外模具內之該內模具，可以在高溫高壓的製程結束後，將該內模具取出並進行快速冷卻，因此可以達到快速降溫之功效，並能縮短製作時間，再者，在該發泡材料溫度仍然較高而會持續膨脹的時候，能藉由該內模具固定該發泡材料之尺寸形狀直到降溫完成，避免該發泡材料過度膨脹，達到良好控制尺寸形狀的功效。

Description

發泡模具裝置
本發明是有關於一種模具裝置，特別是指一種發泡模具裝置。
傳統鞋類一般以橡膠作為鞋底材料，然而，由於橡膠密度較高，導致所製成之鞋品的重量較大，而不符合現今對於運動鞋、休閒鞋等的輕量化需求。
為此，目前業者已開發出發泡鞋底，結合了吸震效果、柔軟、輕盈等特性，如中華民國發明專利編號第I614111號所示，即為一種發泡鞋底的製作方法。然而，由於製程中使用了超臨界流體，在發泡結束時，熱可塑高分子之發泡鞋底的溫度還高過其材料的玻璃轉移溫度，若此時即將該發泡鞋底取出模具，該發泡鞋底還會持續發泡膨脹，尺寸將難以控制，若是等待該發泡鞋底冷卻到其材料的玻璃轉移溫度之下再取出，則會有較長之製作時間，導致製作成本較高。
因此，本發明的目的，即在提供一種可快速降溫且能控制發泡尺寸的發泡模具裝置。
於是，本發明發泡模具裝置，包含一外模具及一內模具。
該外模具包括一外上模及一外下模，該外上模與該外下模間相配合界定形成一內模空間。
該內模具呈可脫離方式設置於該內模空間，包括一內上模及一內下模，該內上模與該內下模相配合界定形成一發泡空間，該發泡空間適用於供一發泡材料發泡成型。
本發明的功效在於：藉由設計呈可脫離方式設置於該外模具內之該內模具，可以在高溫高壓的製程結束後，將該內模具取出並進行快速冷卻，因此可以達到快速降溫之功效，並能縮短製作時間，再者，在該發泡材料溫度仍然較高而會持續膨脹的時候，能藉由該內模具固定該發泡材料之尺寸形狀直到降溫完成，避免該發泡材料過度膨脹，達到良好控制尺寸形狀的功效。
參閱圖1、圖2及圖3，本發明發泡模具裝置之一實施例，適用於製作一發泡中底(圖未示)，並包含一外模具2、一內模具3及一頂出單元4。其中，該發泡中底之材質可為乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚烯烴彈性體(POE)、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、熱塑性彈性體(TPE)其中至少之一。
該外模具2包括一外上模21及一外下模22，該外上模21與該外下模22間相配合界定形成一內模空間23。
該外模具2還包括一上流道模組24及一下流道模組25。該上流道模組24設置於該外上模21內，且用以加熱該外上模21，該下流道模組25設置於該外下模22內，且用以加熱該外下模22，例如：該上流道模組24及該下流道模組25可經由注入熱水以提供熱能。其中，該上流道模組24及該下流道模組25亦可使用電熱管作為替代，或是在需要進行冷卻時，注入冷水以移除熱能。
該內模具3呈可脫離方式設置於該內模空間23，包括一內上模31及一內下模32。該內上模31與該內下模32相配合界定形成一發泡空間33，該內上模31與該內下模32內設有至少一洩壓孔34，且該等洩壓孔34連通該發泡空間33與外界，該發泡空間33適用於供一發泡材料(圖未示)發泡成型，該發泡材料即為由上述該發泡中底之材質中所選定之材料。
其中，該內模具3之該洩壓孔34數量可依實際需求而定，不以此為限。
其中，該外模具2之耐壓性大於該內模具3，該內模具3之熱傳導係數高於該外模具2。
該外模具2之材質可耐壓高於1000 psi(每平方英吋磅重)，較佳為使用鋼材。該內模具3之熱傳導係數大於50 W/mK(瓦/公尺開爾文)，且該內模具3較佳之材料為一鋁材。
該頂出單元4設置於該內模空間23，用以於該外模具2開啟時提供將該內模具3向外頂出之推力。
該頂出單元4包括至少一彈性元件，如圖面所示設置有複數個該彈性元件，且該等彈性元件為彈簧41，該等彈簧41設置於該外下模22與該內模具3之間，該等彈簧41用以提供將該內模具3向外頂出之推力，於本實施例中，該頂出單元4藉由使用彈簧41提供推力，但該頂出單元4亦可為例如壓缸等伸縮元件，不以此為限。
於實際使用時，製作該發泡中底的步驟如下：
步驟51： 將該發泡材料置入該內模具3之該發泡空間33內。
步驟52：加熱該外模具2至該發泡材料之製成溫度，並將該內模具3置入該內模空間23。
其中，使用該上流道模組24及該下流道模組25加熱該外模具2，而該內模具3則於置入該內模空間23後，經該外模具2熱傳導受熱而達到所需溫度。
步驟53：注入一超臨界流體(圖中未示)至該發泡空間33，使該超臨界流體滲入該發泡材料。
其中，維持該超臨界流體及該發泡材料所需之高溫高壓環境，使該超臨界流體可滲入該發泡材料。例如，溫度可維持在大於或等於90℃且小於或等於180℃，壓力可大於或等於1000 psi且小於或等於3000 psi。
步驟54：開啟該外模具2，使該超臨界流體洩出而令該基材發泡成型。
其中，開啟該外模具2後，壓力降低，使該超臨界流體轉換為氣體由該等洩壓孔34逸出，此時，該內模具3仍維持閉合狀態，使發泡成型的發泡材料仍然可以維持住所需的尺寸形狀而不會過度膨脹。
步驟55：取出該內模具3，置入一冷卻水槽(圖中未示)冷卻至該發泡材料之玻璃轉移溫度之下。
步驟56：開啟該內模具3，取出發泡成型之該發泡材料。
其中，當該發泡材料冷卻至其玻璃轉移溫度之下後，該發泡材料即已定型，不會再繼續膨脹，因此，此時即可開啟該內模具3將其取出，而完成該發泡中底之製作。
經由以上的說明，可將本實施例的優點歸納如下：
一、藉由該內模具3設呈可脫離方式容置於該外模具2內，以供在高溫高壓的製程結束後，將該內模具3取出並進行快速冷卻，且由於該內模具3體積遠小於該外模具2，因此相較於習知技術需要等待整體模具降溫，本實施例可以快速降溫而完成該發泡中底的製作，達到縮短製作時間的功效，且此時該外模具2仍然可以維持在製程所需的高溫狀況，因此若是搭配使用複數該內模具3進行輪替，將上一個該內模具3取出後，在其冷卻降溫的時間中，就可以立即開始進行下一個發泡中底的製作，相較於習知技術，本實施例還縮減了該外模具2降溫後再升溫的過程，故可以更加縮短製作時間。
再者，由於可以將該內模具3取出冷卻，並在冷卻完成後再取出該發泡材料，因此，在該發泡材料溫度仍然較高而會持續膨脹的時候，可以藉由該內模具3固定該發泡材料之尺寸形狀直到降溫完成，所以，可以避免該發泡材料過度膨脹的問題，而達到良好控制該發泡中底之尺寸形狀的功效。
二、藉由使用熱傳導係數高的材質(如鋁材等)製作該內模具3，當該內模具3置入該內模空間23後，可以經熱傳導快速提升溫度，而當取出該內模具3進行冷卻時，同樣可以加快冷卻的速度，因此可以更加縮短製作時間。
三、藉由使用耐壓性大的材質(如鋼材等)製作該外模具2，可以避免該外模具2在高壓和高溫的合模壓力下變形，以達到較佳的成形效果。
四、藉由設置該頂出單元4提供將該內模具3向外頂出之推力，可以方便操作員取出該內模具3，故能提升使用上的便利性及節省操作時間。
五、藉由將該上流道模組24及該下流道模組25設置於該外模具2，可以維持該外模具2之高溫狀態，減少該外模具2降溫升溫的時間，故可以更加縮短製作時間。
綜上所述，本發明發泡模具裝置，確實能達成本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明的實施例而已，當不能以此限定本發明實施的範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。
2‧‧‧外模具
21‧‧‧外上模
22‧‧‧外下模
23‧‧‧內模空間
24‧‧‧上流道模組
25‧‧‧下流道模組
3‧‧‧內模具
31‧‧‧內上模
32‧‧‧內下模
33‧‧‧發泡空間
34‧‧‧洩壓孔
4‧‧‧頂出單元
41‧‧‧彈簧
51~56‧‧‧步驟
本發明的其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是本發明發泡模具裝置的一實施例的一立體分解圖； 圖2是該實施例的一剖面示意圖；及 圖3是該實施例的一使用步驟流程圖。

Claims (11)

  1. 一種發泡模具裝置，包含： 一外模具，包括一外上模及一外下模，該外上模與該外下模間相配合界定形成一內模空間；及 一內模具，呈可脫離方式設置於該內模空間，包括一內上模及一內下模，該內上模與該內下模相配合界定形成一發泡空間，該發泡空間適用於供一發泡材料發泡成型。
  2. 如請求項1所述的發泡模具裝置，其中，該內模具之熱傳導係數高於該外模具。
  3. 如請求項1所述的發泡模具裝置，其中，該外模具之耐壓性大於該內模具。
  4. 如請求項1所述的發泡模具裝置，還包含一頂出單元，該頂出單元設置於該內模空間，用以於該外模具開啟時提供將該內模具向外頂出之推力。
  5. 如請求項4所述的發泡模具裝置，其中，該頂出單元包括至少一彈性元件，該彈性元件設置於該外下模與該內模具之間，且用以提供將該內模具向外頂出之推力。
  6. 如請求項1所述的發泡模具裝置，其中，該外模具還包括一上流道模組及一下流道模組，該上流道模組設置於該外上模內，且用以加熱該外上模，該下流道模組設置於該外下模內，且用以加熱該外下模。
  7. 如請求項1所述的發泡模具裝置，其中，該外模具之材質可耐壓高於1000 psi。
  8. 如請求項7所述的發泡模具裝置，其中，該外模具之材質為鋼材。
  9. 如請求項1所述的發泡模具裝置，其中，該內模具之熱傳導係數大於50 W/mK。
  10. 如請求項9所述的發泡模具裝置，其中，該內模具之材質為鋁材。
  11. 如請求項1所述的發泡模具裝置，其中，該內模具還包括至少一連通該發泡空間的洩壓孔。
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