TW572945B - Method for manufacturing synthetic resin moldings - Google Patents

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572945 A7 B7 五、發明説明（1 ) 〔發明之所屬技術領域〕 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本發明，係關於合成樹脂成型物之製造方法，詳加說 明，係關於使用熱膨脹性微粒製造厚度較厚之塑膠成品之 製造技術。 〔習知技術〕 塑膠成型品，係應用在各種領域之商品，工業商品更 不在話下，做爲一般消費生活商品也大量且廉價地提供於 市場，對生活水準之提昇有所幫助。 這些塑膠成型品，與金屬材料相比其爲低熔點，其特 性等因容易控制，故可藉由各種成型方法進行成型。其中 大部份，係藉由射出成型或擠出成型進行製造，一般而言 ，係考慮其之小型•輕型化及材料成本將其厚度設計成最 小需求° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 與此相對之一局部製品，係考慮其功能、性能或其設 計等需求，不得不設計成厚度較厚之製品。其中一例爲， 於使用在空調機之室外機的螺旋風扇中，爲要有風量增強 或低噪音等之良好送風性能而將其風扇葉片之厚度增厚。 然而，單純地增加樹脂量來增加厚度時，除了重量增 加使材料成本變高外，亦會使成型之冷卻時間變長，故大 部份之狀況，係採用發泡成型技術。於以下，列出習知之 發泡成型方法。 化學發泡法（chemical foaming) ··將做爲化學發泡材 之偶氮甲醯胺（azodicarboxylic amide)等混合於樹脂乃至攪 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） -4- 572945 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（2 ) 拌成型。 氮氣混合射出成型法（nitogen gas mixing injection molding) ·於成型機之溶解工程（screw cylinder)中途封入 氮氣，將攪拌混合後之樹脂材料高速射出在模具內。 氣助法（gas assist method ):從射出塡充中途將氮氣 從射出成型機之噴嘴或模具之模槽核心（core )進行注入， 形成中空部於成型品之厚度部份。 抽核工序法（core back process ):將已設在模具模槽 之可動核心（core )於射出時事先進行前進，在樹脂材料塡 充後，藉由邊注入氮氣之同時將核心進行後退，成型中空 構造之厚度較厚部份。 熱 張性微松法（thermal expansion micro capsule m e t h o d ):將熱膨張性微粒混合於樹脂（基材b a s e r e s i η ) )中，在模具內進行發泡。此時，熱膨脹性微粒爲微粉末 (粒徑爲0 · 2〜0 · 3 m m程度），即使將其與樹脂粒 料一起投入在射出成型機內也容易與樹脂粒料分離，故事 先將熱膨脹性微粒攪拌製成高濃度之母料（master batch ) ，使其得以與基材樹脂進行混合（母料法）。 然而，於上述（1 )〜（5)之成型方法中，有以下 之課題。即，使用（1 )或（2 )之成型方法所製成之發 泡成型製品，於其表面容易形成有稱爲漩渦痕（swirl mark )之漩渦狀模樣，對製品之外觀性而言產生許多問題。 此外，上述（3)及（4)之成型方法，因於其厚度 部份（thin)並無發泡效果而使厚度爲厚之構造部份有產生 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS )八4規格（210X297公釐） 572945 A7 B7 五、發明説明（3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 多數具集中空隙之中空部的傾向，故難控制發泡條件，對 模具等需要有經驗之設計。除此之外，對如螺旋風扇等之 旋轉體而言，要使其各葉片能有均勻之重量也相當難。 相對於此，根據上述（5 )之熱膨脹性微粒法，其幾 乎不產生漩渦痕，在厚度爲厚之構造部份亦無空隙其中， 再:者其有只要在基材樹脂混入母料就可簡單發泡成型之優 點’但尙有需解決之問題。 即，在將熱膨脹性微粒進行母料化時因加有熱過程（ heat history)，故在成型前會產生預膨脹（ pre-expansion) ， 其結果，使製品成型時之膨脹係數（expansion coefficient) 比原本應獲得之膨脹係數還低。 〔發明槪要〕 根據本發明時，使熱膨脹性微粒在模具內之樹脂成型 時可充分發揮原具有之膨脹係數。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 因此，本發明，係爲於將熱膨脹性微粒與基材樹脂進 行混合後，在模具內使用樹脂成型之熱膨脹性粒子進行合 成樹脂成型物之製造方法中，其特徵爲將上述熱膨脹性微 米立在使其不熱膨脹之溫度條件下藉由指定之黏合劑用樹脂 進行顆粒化（granule )後，與上述基材樹脂進行混合使樹 脂成型。 藉此，因使熱膨脹性微粒，在不受其膨脹溫度以上之 熱過程（即，無預膨脹）下進行顆粒化，故其在模具內之 樹脂成型時能獲得原有之膨脹係數。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -6 - 572945 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（4 ) 於熱膨脹性微粒中，雖含有例如低沸點液體碳氫化合 物（low boiling point liquid hydrocarbor )等有機溶劑（ organic solvent(s))，但考量到使其爲不膨脹以及其與黏合 劑用樹脂之結合作用等，顆粒化工程最好是在8 0〜 1 2 0 °C之範圍內進行。， 爲要使其與基材樹脂（直徑2〜3 Ώ2ΠΊ ’長度3〜5 m m )之混合性良好，熱膨脹性微粒成爲顆粒化狀態時之 平均粒徑以7 (粒徑約2 8 7 0 // m )〜1 0 0 (粒徑約 1 4 0 // m )篩號（mesh )爲佳。另，在上述顆粒化工程 ，視需求可混合耐候劑（weather ability additive)或顏料（ pigment(s) ) 〇 又，基材樹脂係可以低溫成形，成形時爲要使其不破 壞熱膨脹性微粒，以使用熔體流動率（Melt Flow Rate)爲 30〜90g/10mi η之聚烯烴類樹脂。 於樹脂成型時，雖可將基材樹脂與顆粒化後之熱膨脹 性微粒的混合物投入在射出成型機之加料斗（h ο p p e r )內， 但顧及到要盡量防止熱膨脹性微粒之預膨脹，最好是將顆 粒化後之熱膨脹性微粒投入在設於射出成型機圓筒（ cylinder)中間之風口（vent port)。 此外，於2材質成型中，對形成其核心（core )之材料 以使用混合有熱膨脹性微粒後之再生樹脂爲佳，藉此，以 更便宜之材料就可獲得良好品質之製品。 〔發明之實施形態〕 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21〇X29<7公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 572945 A7 ___ B7 _ 五、發明説明（5 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 於本發明，係將熱膨脹性微粒之顆粒物混合在基材樹 脂中，在模具內進行樹脂成型。其於實施形態中之成型對 象物，係爲空調室外機用之厚度較厚之螺旋風扇。 針對基材樹脂雖使用熱可塑性樹脂（thermoplastics resin)，但爲要不破壞熱膨脹性微粒故重視其之熔體流動 率（MFR)。以採用MFR爲30〜90g/10 m i η，可低溫成形之聚烯烴類樹脂（〇 1 e f i n r e s i η )爲佳。 藉此，藉由高流動性及高黏度，使熱膨脹性微粒之殼 (cell)不被破壞可確實與基材樹脂進行混合。做爲最佳基 材樹脂之一例，其爲出光石油化學公司製之聚丙烯（ polypropylene) J-6083HP (MFR* 60g/10 min) 〇 此外，於進行2材質成型（two-material molding)(夾 層成型（sandwich molding)時，於做爲其之核心（core) 材料中，藉由使用再生之聚丙烯等，可獲得確保其所需特 性的同時，以低成本又有環保之成型品。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 熱膨脹性微粒，係爲例如將低沸點液體碳氫化合物以 丙烯酸類樹脂塗裝（coating )後而形成者。以採用平均粒 徑爲2 0〜3 5 // m，膨脹係數在外徑比爲3〜5倍，在 體積膨脹比爲3 0〜6 0倍，膨脹溫度爲1 8 0 °C前後者 爲佳，於該實施形態中，係採用松本油脂製藥公司製之熱 膨脹性微粒F — 1〇〇 D、F — 1 1 〇 D。 將該熱膨脹性微粒，例如以濤和化學公司製之M C上 色加工用訂製方式與黏合劑用樹脂進行混合，藉此可使其 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） 572945 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B7五、發明説明（6 ) 調整爲平均粒徑爲7 (粒徑約2 8 7 0 // m )〜1 〇 〇 ( 粒徑約1 4 0 // m )篩號（11^8]1)程度之顆粒狀。 於該顆粒化工程所使用之黏合劑用樹脂以聚丙烯粉末 (例如，旭化成公司製之Μ - 1 5 0 0 )等爲佳。雖然根 據所使用之黏合劑用樹脂以常溫就可顆粒化，但於進行顆 粒化時爲需要加熱之狀況時，其溫度範圍以熱膨脹性微粒 將開始進行膨賬前之溫度8 0〜1 2 0 °C爲佳。 其次，將該熱膨脹性微粒顆粒與基材樹脂混合後投入 射出成型機進行厚度較厚之螺旋風扇成型，對此說明如下 。針對射出成型機係使用平常之射出成型機。圓筒溫度爲 比平常樹脂熔化溫度還低，設定成熱膨脹性微粒所示之峰 値膨脹溫度1 8 0 t附近。 模具係使用厚度範圍在5 m m以上3 0 m m程度之厚 度成型品用之模具，射出時之模具溫度係設定爲2 0〜 3 0 °C程度之較低溫度。射出工程盡量以高速對模具內之 樹脂塡充一氣喝成結束，在幾乎不占用時間使粒子不遭破 壞之狀況下進行壓力調整，並使其不妨礙膨脹。 於材料之熔化可塑性計測（m e 11 p 1 a s t i c a t i ο n m e t e r i n g ) 時，係將圓筒之轉動設定成與平常同程度之溫度還低，再 者適度抑制背壓（back pressure)，即使是在圓筒內亦盡量抑 制膨脹。 另，爲要更加抑制熱膨脹性微粒之預膨脹（事先膨脹 )，最好是將熱膨脹性微粒之顆粒投入在設於射出成型機 圓筒（cylinder)中間之風口（vent port)內。藉此，可使 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -9- 572945 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明説明（7 ) 熱膨脹性微粒至射出成型當前爲止幾乎沒有熱過程地進行 混合。 如此般地製作厚度較厚之螺旋風扇時，可獲得下述之 效果。即，藉由使熱膨脹性微粒在基材樹脂內進行均等之 膨脹，得以謀求低密度輕型之螺旋風扇，故可減輕馬達相 關之負載。其結果，可降低所需馬力，亦可降低馬達軸及 軸承相關之負載。 此外，於通常之發泡成型時，在表面多少會發現漩渦 痕而損及外觀，但根據該膨脹成型時，成型品表層具平滑 性，具有與實心成型品同等光澤之良好外觀故可提昇商品 價値。 再者，因容易控制膨脹係數，故不會有伴隨樹脂冷卻 收縮時之縮痕（sink mark)，得以正確表現螺旋風扇之立 體曲面形狀。 由於所使用之樹脂重量可少，故在模具內進行冷卻之 熱容量就可較少，又，因所膨脹之材料會被模具之模槽面 強制推緊，對模具之傳熱爲良好故可加速進行冷卻。藉此 ，得以縮短冷卻時間及縮短循環時間。 與將熱膨脹性微粒進行母料化者相比，因熱膨脹性微 粒沒有由熱過程造成之預膨脹，故基材樹脂之添加量就可 少。 附帶說明，於母料製法時，係利用軟質之彈性體（ elastomer)將熱膨脹性微粒進行粒料化，故至少需要 1 2 0 °C以上之加熱，藉此會造成某種程度之事先膨脹。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 音<» 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -10 - 572945 A7 _____B7 五、發明説明（8 ) 此外’因含有彈性體，故恐會損及基材樹脂之物性。根據 本發明時，就不會有這般問題產生。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 另’本發明，係不限於製造上述厚度較厚之螺旋風扇 ’例如亦可適用於椅子等之扶手或汽車之門把或冰箱等之 把手或較厚之鞋底等之製造。 以上’對本發明之實施形態進行了詳細說明，但於申 請專利範圍所記載之本發明之範圍中，應包括理解上述內 容之該當業者可容易進行變更及改變以及均等技術。 如以上說明，根據本發明時，於將熱膨脹性微粒與基 材樹脂進行混合，在模具內使用樹脂成型之熱膨脹性粒子 進行合成樹脂成型物之製造方法中，藉由將熱膨脹性微粒 在使其不熱膨脹之溫度條件下由指定之黏合劑用樹脂進行 顆粒化後，使熱膨脹性微粒與基材樹脂可大致進行均勻混 合，此外，因熱膨脹性微粒並不受熱過程進行顆粒化，故 在模具內樹脂成型時可獲得熱膨脹性微粒原具有之膨脹係 數0 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一適 度 一尺 I張 紙 準 標 家 國 國. |釐 公 97 2

Claims (1)

1. 572945' 公告本 A8 B8 C8 D8 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 、申請專利範圍 1 1 · 一種合成樹脂成型物之製造方法，其爲於於將熱 膨脹性微粒與基材樹脂進行混合，在模具內使用樹脂成型 之熱膨脹性粒子進行合成樹脂成型物之製造方法中， 其特徵爲將上述熱膨脹性微粒在使其不熱膨脹之溫度 條件下藉由指定之黏合劑用樹脂（binder resin )進行顆粒 化後’與上述基材樹脂（b a s s i* e s i η )混合進行樹脂成型。 2 .如申請專利範圍第1項記載之合成樹脂成型物之 製造方法，其中上述溫度條件係爲8 〇〜1 2 0 t之溫度 範圍。 3 ·如申請專利範圍第1項或第2項記載之合成樹脂 成型物之製造方法，其中上述熱膨脹性微粒爲顆粒化狀態 時之平均粒徑爲7〜1 〇 〇篩號（mesh)。 4 ·如申請專利範圍第1項或第2項記載之合成樹脂 成型物之製造方法，其中上述熱膨脹性微粒係與指定耐候 劑一起進行顆粒化。 5 ·如申請專利範圍第i項或第2項記載之合成樹脂 成型物之製造方法’其中上述熱膨脹性微粒係與指定顏料 一起進行顆粒化。 ' 6_如申請專利範圍第1項或第2項記載之合成樹脂 成型物之製造方法，其中做爲上述基材樹脂係使用熔體流 動十（MFR)爲30〜90g/l〇mi η之聚烯烴類 樹脂。 7 .如申請專利範圍第i項或第2項記載之合成樹脂 成型物之製造方法，宜由龙；^g f 云/、中在彳寸上选基材以射出成型機對模 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -12- 572945 A8 B8 C8 ____ D8 六、申請專利範圍 2 具內進行射出時，將上述顆粒化之熱膨脹性微粒藉由設在 上述射出成型機圓筒中間之風口進行投入。 8 ·如申請專利範圍第1項或第2項記載之合成樹脂 成型物之製造方法，其中於2材質成型時，對形成其核心 之材料係使用混合有上述顆粒化之熱膨脹性微粒之再生樹 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13-