TWI623417B - Mold for making thermoplastic film coated polyurethane foam material and its preparation law - Google Patents

Abstract

一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具及其製作方法，其中模具包括具有模穴的第一模座、具有模仁的第二模座，以及一中框設置於第一模座與第二模座之間。其中第一模座與中框之間安置一熱塑性膜，第二模座與中框之間安置另一熱塑性膜，於該二熱塑性膜之間設有聚氨酯混合物。藉此於關閉並加熱模具後，將使得聚氨酯混合物反應形成發泡材且與該二熱塑性膜反應結合；打開模具即可取出已成型且表面包覆有熱塑性膜的發泡材。

Description

製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具及其製作方 法

本發明係與製鞋技術有關；特別是指一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具及其製作方法。

眾所周知，聚氨酯發泡材因具備良好的柔韌性及緩衝減震效果，故常被做為鞋製品的中底(midsole)或大底(outsole)。

然而，聚氨酯材料的易水解性、易黃變及耐磨性不佳等因素，使得其應用受到限制。為克服前述因素，已知方式是在製成聚氨酯發泡材之後，對其表面施以噴漆處理，以提高聚氨酯發泡材的耐水解性、耐黃變及耐磨性。惟，噴漆作業對施作人員之健康與環境均會造成一定程度的傷害。

為解決上述問題，台灣專利公告第563624號「具耐磨立體發泡物之結構」提供以膠膜包覆發泡材外部的技術，藉以提高發泡材的磨損及防水性。類似的技術尚有台灣專利公告第583919號「TPU保護裝置」及台灣專利公告第M397168號「具有熱可塑性側牆包覆層之鞋中、大底」等。然而，前揭專利結構的膠膜受制於模具結構或製作技術，僅能對發泡材作局部性的包覆，而無法達到全面性包覆效果，也因此，降低了耐水解性、耐黃變及耐磨等特性。

另外，為方便自模具內取出成品，已知方式是在模具內噴塗離型劑以防止成型材料附著於模具內壁。然而實務上的離型劑可能殘留於模具內壁而影響後續的再加工；再者，離型劑的噴塗及後續清除作業，皆使得製程增加。

有鑑於此，本發明之目的在於提供一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具及其製作方法，係可對聚氨酯發泡材產生全包覆效果。

本發明之另一目的在於提供一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具及其製作方法，係可縮短製程提升產率。

緣以達成上述目的，本發明提供一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具，包含一第一模座、一第二模座與一中框。其中第一模座具有一模穴；第二模座具有一突起的模仁對應該模穴；中框設置於該第一模座與該第二模座之間，且該中框具有一鏤空部對應該模穴，該模仁通過該鏤空部。其中，在該第一模座與該中框之間安置一第一熱塑性膜，在該第二模座與該中框之間安置一第二熱塑性膜，而於該第一及第二熱塑性膜之間設有聚氨酯混合物。

本發明再提供一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之方法，包含步驟有：將該第一及該第二熱塑性膜分別安置在該第一模座與該中框之間，以及該第二模座與該中框之間，其中該第一熱塑性膜貼附該模穴內壁，該第二熱塑性貼附該模仁表面；放置聚氨酯混合物於第一熱塑性膜上，且聚氨酯混合物位於該模穴內；關閉並加熱該模具，使聚 氨酯混合物反應形成一發泡材且與該第一及該第二熱塑性膜反應結合；以及打開該模具，取出已成型且表面包覆有熱塑性膜的發泡材。

本發明之效果在於利用二熱塑性膜上下包覆聚氨酯發泡材，以提高聚氨酯發泡材的耐水解性、耐黃變及耐磨性，同時提升產率。

〔本發明〕

100‧‧‧模具

10‧‧‧第一模座

12‧‧‧模穴

14‧‧‧溝槽

16‧‧‧第一掛釘

18‧‧‧第一氣孔

19‧‧‧密封件

20、20A、20B‧‧‧第二模座

22‧‧‧模仁

24‧‧‧第一插孔

26‧‧‧第二氣孔

28‧‧‧掛釘

30‧‧‧中框

32‧‧‧第一模板

32a‧‧‧第一開放區域

32b‧‧‧承窩

32c‧‧‧定位柱

32d‧‧‧第二插孔

32e‧‧‧第一穿孔

34‧‧‧第二模板

34a‧‧‧第二開放區域

34b‧‧‧定位孔

34c‧‧‧第二掛釘

34d‧‧‧第二穿孔

40‧‧‧插銷

101‧‧‧第一熱塑性膜

102‧‧‧第二熱塑性膜

103‧‧‧聚氨酯混合物

104‧‧‧聚氨酯發泡材

圖1為本發明一較佳實施例之模具的立體分解圖；圖2為圖1中結構的分解剖視圖；圖3為圖1中結構的組合剖視圖；圖4為圖1中結構的部分元件俯視圖；圖5為以本發明上述較佳實施例之模具製作的成品之剖視圖；圖6為本發明用於製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之方法的流程圖；圖7為剖視圖，揭示模具之第二模座具有氣孔；圖8為示意圖，揭示模具之第二模座具有掛釘。

為能更清楚地說明本發明，茲舉較佳實施例並配合圖式詳細說明如後。請參圖1至圖4所示，為本發明一較佳實施例之模具100，其係用以將二熱塑性膜上下包覆一聚氨酯發泡材。該模具100包含有一第一模座10、一第二模座20與一中框30，其中，第一模座10具有用以成型的模穴12，第二模座20具有突起且對應該模穴12的模仁22，中框30設 置於該第一模座10與該第二模座20之間，且該中框30具有一鏤空部對應該模穴12，該模仁22可通過該鏤空部。

該第一模座10之頂面具有一溝槽14圍繞該模穴12，以及於溝槽14外圍設置有多數根第一掛釘16。第一模座10另設有多數個第一氣孔18，該些第一氣孔18一端連通該模穴12，另一端連通至該第一模座10外部；另有一以橡膠製成的密封件19係嵌入該溝槽14中。該第二模座20則以可打開或關閉的方式與該第一模座10結合，在本實施例中，第一模座10與第二模座20是以樞接方式為連結；該第二模座20於模仁22周圍設有多數個第一插孔24。

在本實施例中，該中框30包括有一第一模板32與一第二模板34，該第一模板32具有一第一開放區域32a，該第二模板34具有一第二開放區域34a，該第一開放區域32a與該第二開放區域34a共同形成上述的鏤空部。其中，該第一模板32之上表面於該第一開放區域32a之周圍凹陷形成有一承窩32b，且該承窩32b中立設有多數根定位柱32c；該第一模板32之下表面則設有多數個第二插孔32d以供第一模座10之第一掛釘16插入。

該中框30之第二模板34具有多數個定位孔34b，且其上表面設置有多數根第二掛釘34c。該第二模板34面積小於該第一模板32的面積，其厚度相當於該承窩32b的深度，使得該第二模板34可放置於該承窩32b中，且第二模板34之上表面與第一模板32之上表面近乎平齊，同時第一模板32之定位柱32c穿設第二模板34之定位孔34b，以固定該第二模板34的位置。前述第二模板34之第二掛釘34c係可插入第二模座20之第一插孔24中。

另外，本發明提供有一固定手段，用以將位於該承窩32b中的第二模板34牢固結合於第一模板32上。在本實施例中，該固定手段包括有至少一插銷40，以及在該第一模板32上設置有至少一第一穿孔32e、該第二模板34上設置有至少一第二穿孔34d，較佳者，插銷40、第一穿孔32e與第二穿孔34d為等量的多數。其中，第一穿孔32e呈橫向設置，其兩端開口分別連通第一模板32外部與承窩32b；第二穿孔34d亦呈橫向設置；插銷40則以可抽離的方式穿設第一穿孔32e及第二穿孔34d，其中，在插銷40的一部分位於第一穿孔32e中，另一部分位於第二穿孔34d中時，該第二模板34無法相對該第一模板32分離；反之，只要插銷40脫離第二穿孔34d時，則該第二模板34可以相對該第一模板32分離。

上述為本發明較佳實施例之模具100的各部件及其相關位置說明，以下請配合圖6所示，說明其用於製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材的方法，其中，所選用的熱塑性膜之厚度介於0.05mm至0.3mm之間，材料則選自聚氨酯、聚脲、聚醯胺、聚酯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸所構成族群之一或其組合者。本實施例係選用熱塑性聚氨酯(Thermoplastic Polyurethane，TPU)。

首先，將一第一熱塑性膜101放置在該第一模座10上，且第一熱塑性膜101為第一掛釘16所穿過，接著，以第一模板32之第二插孔32d對準第一模座10的第一掛釘16，並於第一掛釘16插入第二插孔32d時使得第一模板32結合於第一模座10。於此同時，第一模板32以面接觸方式將該第一熱塑性膜101固定於該第一模板32與該第一模座10之間，且第一熱塑性膜101呈張設於該模穴12與該第一開放區域32a之間，其底面並與密封件19接觸。

取一第二熱塑性膜102，且令第二模板34之第二掛釘34c穿過第二熱塑性膜102並插入第一插孔24中，以使第二模板34結合於第二模座20。該第二模板34同樣是以面接觸方式將第二熱塑性膜102固定於第二模板34與第二模座20之間。雖然第二熱塑性膜102受到第二掛釘34c的限制，但因其具備柔韌及伸展特性，遂於第二模座20的模仁22通過第二模板34的第二開放區域34a時，使得第二熱塑性膜102緊貼附於第二模座20之模仁22表面。

接著，對安置在第一模座10與第一模板32之間的第一熱塑性膜101加熱使其軟化，之後再施以抽真空作業使得該第一熱塑性膜101貼附該模穴12內壁。在本實施例中，係使用外部熱源對該第一熱塑性膜101加熱，前述外部熱源包括但不限於使用紅外線熱源、熱風或是電熱等手段，目的皆在於使第一熱塑性膜101預熱軟化。抽真空作業在於預熱作業之後，其包括使用接管連接第一模座10與抽真空機具(圖未示)，於啟動抽真空機具後透過該些第一氣孔18而將第一熱塑性膜101與模穴12內壁之間的空氣抽出。至此，第一熱塑性膜101即貼附於模穴12內壁。

在第一熱塑性膜101貼附模穴12內壁之後，再放置聚氨酯混合物103於第一熱塑性膜101上，且聚氨酯混合物103位於該模穴12內。接著關閉模具100(圖3參照)，並將插銷40逐一地插入第一穿孔32e及第二穿孔34d中。爾後，對模具100加熱使得內部的聚氨酯混合物103反應形成發泡材，且在反應過程中同時與該二熱塑性膜101、102因反應而結合在一起。之後，先將第二模座20相對第一模座10打開，由於第二模板34透過插銷40而固結於第一模板32，且第一模板32結合於第一模座10，故使得第二熱塑性膜102不會黏附於第二模座20；接著再取出已成型且表面包覆有熱塑性膜的聚氨酯發泡材，如圖5所示之成品剖 視圖，可見聚氨酯發泡材104的上、下表面及側面皆被第一熱塑性膜101及第二熱塑性膜102完全的包覆著。

以下彙整本實施例之模具100及製作方法所產生效果如 後：

1、模具100的設計，使得熱塑性膜101、102能完全地包覆聚氨酯發泡材104，進而對所包覆的聚氨酯發泡材104產生良好的耐水解性、耐黃變及耐磨等特性。在所成型的產品為鞋製品的中底或大底時，前述效果使得產品更具競爭力。

2、熱塑性膜101、102分別貼附於模穴12內壁及模仁22表面，俾於加工完成後方便取下表面包覆有熱塑性膜的聚氨酯發泡材。無須在模具內預先噴塗離型劑，當然也無後續清除離型劑之必要，大幅縮短製程而可提升產率。

3、本發明製作方法可降低對施作人員之健康與環境造成的傷害。

上述實施例所使用的密封件19在抽真空作業中提供第一熱塑性膜101密貼而強化抽真空效果。然而，在所選用的熱塑性膜具有一定厚度，能使熱塑性膜的上下表面分別與第一模座10之頂面、第一模板32之底面密接的情形下，則該密封件19可以省去，連帶地無須在第一模座10上製作溝槽14。

另外一提的是，為了增加成品的裝飾性，本發明可選擇地在該模穴12內壁設有凹凸紋路，且視需求而在特定部位設置一種或是多種的紋路，藉此以於熱塑性膜的外表面形成對應的紋理結構。或者，在上述二熱塑性膜的至少其中之一者的內表面設有印刷層，以使該印刷層形成於熱塑性膜與聚氨酯發泡材之間。

上述實施例之模具100的中框30是由第一模板32與第二模板34所組成，分別用以將二熱塑性膜各別地固定於第一模板32與第一模座10之間，以及第二模板34與第二模座20之間。然而，達成固定該二熱塑性膜的結構並不以必須同時具備有第一模板32與第二模板34為限。易言之，在模具具備有第一模座、第二模座及單件式中框的基礎下，將需要加熱軟化的第一熱塑性膜101維持固定於第一模座及中框之間，將第二熱塑性膜102固定於第二模座亦可。

在固定第二熱塑性膜102於第二模座的具體實現上，有圖7及圖8所示的態樣，其中圖7揭示的第二模座20A設置有多數個第二氣孔26，該些第二氣孔26一端連通至模仁22表面，另一端連通至第二模座20A外部，同樣的，以接管連接第二模座20A與抽真空機具(圖未示)，透過啟動抽真空機具而將空氣自第二氣孔26抽出於外，如此即可促使第二熱塑性膜102貼附在模仁22表面。另外，圖8揭示的結構包括有多數個掛釘28，該些掛釘28一端位於第二模座20B內，另一端突出於模仁22表面並穿刺第二熱塑性膜102；其中掛釘28可以是固定於第二模座20B，亦可採用可在模仁22內移動的活動式設計。

以上所述僅為本發明較佳可行實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之等效變化，理應包含在本發明之專利範圍內。

Claims (15)

1. 一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具，包含：一第一模座，具有一模穴；一第二模座，具有一突起的模仁對應該模穴；以及一中框，設置於該第一模座與該第二模座之間，該中框具有一鏤空部對應該模穴，該模仁通過該鏤空部；其中，該第一模座與該中框之間安置一第一熱塑性膜，該第二模座與該中框之間安置一第二熱塑性膜，該第一及該第二熱塑性膜之間設有聚氨酯混合物；其中該中框包括有一第一模板與一第二模板，該第一模板具有一第一開放區域，該第二模板具有一第二開放區域，該第一開放區域與該第二開放區域共同形成該鏤空部；其中該第一模板與該第一模座之間設有該第一熱塑性膜，該第二模板與該第二模座之間設有該第二熱塑性膜。
2. 如請求項1所述之模具，其中該第一模座具有多數個第一氣孔，該些第一氣孔一端連通該模穴，另一端連通至該第一模座外部。
3. 如請求項1或2所述之模具，包括一固定手段，用以於該第二模座相對該第一模座打開時將該第一模板與該第二模板固定，且該第一模板結合於該第一模座。
4. 如請求項3所述之模具，其中該第一模板之表面於該第一開放區域之周圍凹陷形成有一承窩，該第二模板位於該承窩中；該固定手段包括至少一插銷，以及在該第一模板上設置有至少一第一穿孔、該第二模板上設置有至少一第二穿孔，其中該插銷以可抽離的方式穿設於該第一穿孔及該第二穿孔中。
5. 如請求項1或2所述之模具，其中該第二模座具有多數個第二氣孔，該些第二氣孔一端連通至該模仁表面，另一端連通至該第二模座外部。
6. 一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材之模具，包含：一第一模座，具有一模穴；一第二模座，具有一突起的模仁對應該模穴；以及一中框，設置於該第一模座與該第二模座之間，該中框具有一鏤空部對應該模穴，該模仁通過該鏤空部；其中，該第一模座與該中框之間安置一第一熱塑性膜，該第二模座與該中框之間安置一第二熱塑性膜，該第一及該第二熱塑性膜之間設有聚氨酯混合物；多數個掛釘，該些掛釘一端位於該第二模座內，另一端突出於該模仁表面並穿刺設於該第二模座與該中框之間的該第二熱塑性膜。
7. 一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材的方法，包含下列步驟：將一第一及一第二熱塑性膜分別安置在一第一模座與一中框之間，以及一第二模座與該中框之間，其中該第一熱塑性膜貼附該第一模座之一模穴內壁，該第二熱塑性膜貼附該第二模座之一模仁表面；放置聚氨酯混合物於該第一熱塑性膜上，且聚氨酯混合物位於該模穴內；關閉並且加熱該模具，使聚氨酯混合物反應形成一發泡材且與該第一及該第二熱塑性膜反應結合；以及打開該模具，取出已成型且表面包覆有熱塑性膜的發泡材； 其中該中框包括有一第一模板與一第二模板，該第一模板具有一第一開放區域，該第二模板具有一第二開放區域，該第一開放區域與該第二開放區域共同形成一鏤空部，該模仁通過該鏤空部；其中該第一模板與該第一模座之間設有該第一熱塑性膜，該第二模板與該第二模座之間設有該第二熱塑性膜。
8. 如請求項7所述的方法，包括對安置在該第一模座與該第一模板之間的該第一熱塑性膜加熱使其軟化，接著施以抽真空作業以使該第一熱塑性膜貼附該模穴內壁。
9. 如請求項8所述的方法，其中係使用外部熱源對安置在該第一模座與該第一模板之間的該第一熱塑性膜加熱至軟化。
10. 如請求項8所述的方法，其中該抽真空作業包括在該第一模座上設置有多數個第一氣孔，透過該些第一氣孔而將該第一熱塑性膜與模穴內壁之間的空氣抽出。
11. 如請求項7所述的方法，其中該第一模板係以面接觸方式將該第一熱塑性膜固定於該第一模板與該第一模座之間，且該第一熱塑性膜設於該模穴與該第一模板之第一開放區域之間。
12. 一種製作熱塑性膜包覆聚氨酯發泡材的方法，包含下列步驟：將一第一及一第二熱塑性膜分別安置在一第一模座與一中框之間，以及一第二模座與該中框之間，其中該第一熱塑性膜貼附該第一模座之一模穴內壁，該第二熱塑性膜貼附該第二模座之一模仁表面；放置聚氨酯混合物於該第一熱塑性膜上，且聚氨酯混合物位於該模穴內； 關閉並且加熱該模具，使聚氨酯混合物反應形成一發泡材且與該第一及該第二熱塑性膜反應結合；以及打開該模具，取出已成型且表面包覆有熱塑性膜的發泡材；其中該第一及該第二熱塑性膜的至少其中之一者的表面設有一印刷層，該印刷層形成於該熱塑性膜與該發泡材之間。
13. 如請求項7或12所述的方法，其中該模穴至少有一表面設有至少一種紋路。
14. 如請求項7或12所述的方法，其中該第一及該第二熱塑性膜之材料係選自聚氨酯、聚脲、聚醯胺、聚酯、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸所構成族群之一或其組合者。
15. 如請求項14所述的方法，其中該第一及該第二熱塑性膜之厚度介於0.05mm至0.3mm之間。