TW202041347A - 多段發泡之方法 - Google Patents

Abstract

本發明所提供多段成型之方法，其主要之技術特徵係令高分子原料之發泡結構係經由兩階段的發泡製程所產生，其中，在第一階段的發泡製程中，係將高分子原料與發泡劑混合後，經由射出機或押出機等供料裝置之輔助，使混合後的材料進入一第一模具中，經發泡並受該第一模具模製成型為具有一第一發泡倍率之發泡胚，再將該發泡胚自該第一模具中取出；在第二階段之發泡製程中，則係以超臨界流體為發泡劑，對被置入於一密閉空間中之該發泡胚在預設之溫度及壓力下進行第二次發泡，使之成為具有一第二發泡倍率之發泡物，並使該第一發泡倍率小於該第二發泡倍率。

Description

多段發泡之方法

本發明係與高分子加工技術有關，特別是關於一種多段發泡之方法。

按，高分子之發泡成型技術，乃係利用適當之發泡劑在高分子成型加工的製程中，使成型物具有多孔性之結構，以達到降低密度、減輕重量或者提高彈性等物性的改變，而在進行中、低倍率之發泡時，通常係採用化學發泡劑，相對的，在進行中、高倍率之發泡時，通常採用的則是物理發泡劑。

但在進行高倍率之發泡時，由於激烈的氣泡成長容易導致氣泡壁的破裂，使小氣泡相互地結合成為大的氣泡，造成機械強度的降低，甚至於形成為開放性之發泡結構(opened-cell foam)，是等技術上的限制導致了以密閉性發泡結構(closed-cell foam)為必要條件的發泡物、例如海上飄浮設備、輪胎、鞋底等物品，在進行高倍率發泡成型加工時，不易獲得品質良好及穩定的成品。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種多段發泡之方法，其係可使進行高倍率發泡加工之高分子發泡成型物獲得穩定及良好品質的高倍率發泡結構。

緣是，為達成上述目的，本發明所提供多段成型之方法，其主要之技術特徵係令高分子原料之發泡結構係經由兩階段的發泡製程所產生，其中，在第一階段的發泡製程中，係將高分子原料與發泡劑混合後，經由射出機或押出機等供料裝置之輔助，使混合後的材料進入一第一模具中，經發泡並受該第一模具模製成型為具有一第一發泡倍率之發泡胚，再將該發泡胚自該第一模具中取出。

在第二階段之發泡製程中，則係以超臨界流體為發泡劑，對被置入於一密閉空間中之該發泡胚在預設之溫度及壓力下進行第二次發泡，使之成為具有一第二發泡倍率之發泡物，並使該第一發泡倍率小於該第二發泡倍率。

其中，第一階段發泡係可為習知應用物理性發泡劑或化學性發泡劑所進行之發泡，而其發泡結構除為密閉性外亦可為開放性者。

本發明之另一目的則在提供一種多段發泡之方法，其係可增加高發泡倍率發泡物之強度。

而為達成是一目的，在本發明所提供的多段發泡之方法中，係使藉由一第一發泡劑進行發泡的高分子原料，在所進入之一第一模具的模室中，預先置入一固態之補強元件，從而使該高分子原料與該第一發泡劑之混合物在進入該第一模具之模室後，包覆該補強元件，同時使該高分子原料在該第一模具之模室中進行發泡時，該補強元件不隨之發泡。

進一步地，該高分子原料於該第一模具中以該第一發泡劑完成上述的第一階段發泡並將該補強件包裹於內部所形成的發泡胚，係被移置至一密閉空間中，以超臨界流體含浸之，而在預設的壓力及溫度下進行第二階段發泡，使該發泡胚與該補強元件各自進行發泡，而獲得一發泡物。

其中，該高分子原料於該第一階段發泡後係具有一第一發泡倍率之發泡程度，並於該第二階段發泡後則具有一第二發泡倍率之發泡程度，且使該第一發泡倍率小於該第二發泡倍率。

其中，該補強元件於該第二階段發泡時，係以該超臨界流體為發泡劑地以一第三發泡倍率進行發泡，並使該第三發泡倍率小於該第二發泡倍率。

茲即舉以本發明二較佳實施例加以詳細說明如后。

在本發明第一較佳實施例中所提供的多段發泡之方法，其係令所預設的高發泡倍率係經由至少兩階段的發泡製程來達成，以克服習知技術以單一發泡製程進行高倍率發泡時所易產生之缺失，具體上來說，該多段發泡之方法係至少包含了有在實施的時間上有先後順序的一第一階段發泡製程及一第二階段發泡製程。

在該第一階段發泡製程中，係將高分子原料與一第一發泡劑之混合物，利用射出機或押出機等習知的適當供料技術，定量地供給至一第一模具內的模室空間中，從而使該高分子原料得藉由該第一發泡劑進行第一階段之發泡並藉由該第一模具賦予其與該模室空間相同之形狀，製得一具有第一發泡倍率的發泡胚。

繼之，該第二階段發泡製程即以該發泡胚所具有的第一發泡倍率為基礎，進一步地提高該發泡胚的發泡倍率，來達到所需的預設高發泡倍率者，在實施上，係將該發泡胚自該第一模具移出後，再移入一不同於該模室空間的密閉空間中，並以超臨界流體為一第二發泡劑地灌注至該密閉空間內，使該發泡胚在該密閉空間中受到該第二發泡劑所含浸，據以令該發泡胚在該第二發泡劑的作用下發泡為一具有第二發泡倍率之發泡物，而由於發泡程度的累積，該第二發泡倍率乃大於該第一發泡倍率。

藉由使該高分子原料先以相對較低的第一發泡倍率進行發泡，使發泡胚的內部因為發泡所形成的多孔構造具有相對較小空間或較低密度的氣孔，以此為基礎所進行的該第二階段發泡製程，乃可在提高發泡倍率之同時，保持多孔構造的完整性，以確保該發泡物在相對較高的第二發泡倍率狀態下，仍能保持其結構的完整性，來穩定產品的品質。

由於該第一階段發泡製程係以提供較低發泡倍率之發泡胚為目的，因此關於其具體之技術內容並不存在需加以特別進行限制之必要，換言之，該發泡胚之取得係可採用本發明所屬技術領域中之通常知識者所已周知的發泡技術來達成，例如採用化學性發泡劑或物理性發泡劑、採用模內發泡之方法或模外發泡之方法等，均無礙於其提供發泡胚之目的，亦即並無加以限制之必要性存在；

另外，該第一模具所提供的模室空間形狀，對於本發明所屬技術領域具有通常知識者而言，其變化及選擇並無需再特別加以說明之必要，舉凡如鞋底、實心輪胎或自行車座墊墊體等需求發泡結構來提供彈性者，或其他以減重為目的者，均可被選用，並無特別需加以限制之必要。

再者，在該第二階段發泡製程中，該密閉空間乃係可被開啟呈開放狀並可被關閉呈與大氣隔絕的密閉狀態，例如習知的壓力釜等，以便於該發泡胚移入該密閉空間中，以及將該發泡物自該密閉空間移出，是等容納技術應屬本發明所屬技術中具有通常知識者所周知，於此即無再加贅言之必要；

另外，構成該第二發泡劑之超臨界流體係可視該高分子原料之組成而選擇適當的氣體，例如氮、二氧化碳或惰性氣體等均得以被作為該第二發泡劑之組成成分；

至於以超臨界流體進行高分子發泡之發泡技術，係屬已經公開之習知技術內容，且就本發明而言，如何以超臨界流體進行發泡之技術本身，並非本發明之技術特徵所在，因而關其發泡技術之本身即予以略之。

更有進者，該發泡物在完成該第二發泡倍率之發泡後，係可再被移置至一第二模具內進行再加熱加壓之塑形後，將之冷卻以定型成為成品。

藉由上述技術，該多段發泡之方法所獲得之高發泡倍率之發泡物，除可使其產品之品質穩定外，更能獲得較於習知單一程序所能完成發泡倍率更高的發泡倍率，以擴大產品之應用範圍，提昇經濟效益。

惟由於發泡物的發泡倍率與其機械強度二者間，通常係呈反比的狀態，因此，藉由上述第一實施例所揭多段發泡之方法所製成之發泡物成品，在機械強度上可能會因此而有不足，為此，本發明即再舉以一第二較佳實施例來增加高倍率發泡物之機械強度。

具體而言，該第二較佳實施例之技術內容，除了包含該第一較佳實施例所揭之全部技術內容外，其係更進一步地在第一階段發泡製程中，在高分子原料與第一發泡劑之混合物尚未進入該第一模具前，預先將具有固定形狀之一補強元件固體置入該第一模具之模室空間中，並使該混合物進入該模室空間後將該補強元件之全部或一部進行包覆，以及使該補強元件在該第一階段發泡製程中不進行發泡，藉此，所製成的具有第一發泡倍率之發泡胚即與該補強元件固結成一體。

而在後續之第二階段製程中，該發泡胚與所固接的該補強元件係同時地被置入密閉空間中，但接續所灌注之第二發泡劑則使該發泡胚與該補強元件同時浸於該第二發泡劑中，是等狀態下，該發泡胚固可如前述第一較佳實施例所揭般地利用該第二發泡劑進行再發泡至第二發泡倍率之狀態，惟該補強元件則視其本身之成分組成而有不同，舉例而言，如該補強元件係為金屬元素或金屬化合物為組成成分時，超臨界流體並不會在其內部進行發泡反應，但如其組成成分為可進行發泡之高分子物時，則超臨界流體即可於其內部進行發泡，從而使該補強元件在該第二階段製程中亦進行發泡而具有一第三發泡倍率，且由於該補強元件僅在第二階段製程中進行發泡，相較於該發泡物係經由第一發泡倍率的發泡胚所再發泡的第二發泡倍率而言，該第三發泡倍率自會小於該第二發泡倍率，從而使得該發泡物可以藉由較低發泡配率的補強元件來強化其整體的機械強度，以補足第一較佳實施例之不足。

更進一步來說，在該補強元件係為高分子材料時，為確保其與該發泡物間的結合性，係可選用與該高分子原料相同的成分，來確保兩者間良好的結合程度，惟此乃屬最佳之實施例，不應限縮本發明應受保護的範圍。

無

無

Claims (10)

1. 一種多段發泡之方法，係將一第一發泡劑與一高分子原料混合後以一第一模具進行第一次發泡以模製成型為具有一第一發泡倍率之發泡胚，再將該發泡胚置於一密閉空間中並以超臨界流體為一第二發泡劑進行第二次發泡，使之成為具有一第二發泡倍率之發泡物，其中，該第一發泡倍率係小於該第二發泡倍率。
2. 如請求項1所述多段發泡之方法，其中，在該高分子原料進入該第一模具之模室中以進行該第一次發泡成型前，係於該第一模具之模室中預先置入一固態之補強元件。
3. 如請求項2所述多段發泡之方法，其中，該補強元件與該高分子原料係具有相同之成分。
4. 如請求項3所述多段發泡之方法，其中，該補強元件於該第一次發泡進行時，不進行發泡。
5. 如請求項4所述多段發泡之方法，其中，該補強元件於該第二次發泡時，係以該第二發泡劑以一第三發泡倍率進行發泡，並使該第三發泡倍率小於該第二發泡倍率。
6. 2、3、4或5所述多段發泡之方法，其中，該第一發泡劑係為物理性發泡劑或化學性發泡劑。
7. 2、3、4或5所述多段發泡之方法，其中，該密閉空間係位於一壓力釜中。
8. 2、3、4或5所述多段發泡之方法，其中，該超臨界流體係選自於由氮、二氧化碳與惰性氣體所組成之群。
9. 2、3、4或5所述多段發泡之方法，其中，該發泡胚係具有鞋底、輪胎或自行車座墊之形狀。
10. 2、3、4或5所述多段發泡之方法，其中，該發泡物係被置入一第二模具內並經加熱加壓塑形後冷卻而定型。