TWI667115B - 模內發泡用發泡母粒及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明為一種模內發泡用發泡母粒及其製造方法，該發泡母粒具有複數個發泡區域，每一個該發泡區域的該發泡母粒通過電子束照射並具有一架橋程度，每一個該發泡區域的該發泡母粒的該架橋程度均不同。每一個該發泡區域的該發泡母粒的該架橋程度不同，其主要通過控制對每一個該發泡區域的該發泡母粒照射的電子束的照射劑量及照射深度不同。本發明的該發泡母粒發泡後，每一個發泡區域因架橋程度不同而具有不同彈性及緩衝程度。

Description

模內發泡用發泡母粒及其製造方法

本發明係有關於一種發泡母粒及其製造方法，尤指一種模內發泡用發泡母粒及其製造方法。

發泡材料係由不同高分子做為基材，利用適當的發泡劑及催化劑在基材內部形成無數個微小的氣孔而製成，其種類繁多，可依據發泡倍率、軟硬度及發泡結構加以分類，分別適用於不同工業產品上。

其中，軟質發泡材係以塑料(如PE、EVA)及橡膠(如SBR、CR)等原料，進行交聯、發泡後，使該塑料及橡膠內部形成大量的氣孔而製成，依照氣孔分布方式又可分為封閉型氣孔(closed cell)及開放型氣孔(open cell)；如氣孔與氣孔互相連通，則稱為開孔型發泡材料，如氣孔與氣孔互相隔絕，則稱為閉孔型發泡材料。開孔型發泡材料具有較佳之吸水性、透氣性及吸音性，閉孔型發泡材料則具有較佳之隔熱性、比強度及反彈性。由於軟質發泡材具備上述之特性，可作為密封墊片、防水膠條、絕緣材料等，廣泛運用在電子、家電、汽車、體育休閒等行業，與民生活動息息相關，為工業上不可或缺的材料，而不同工業產品所需求之發泡材料厚度也不盡相同。

發泡製程建立初期，於發泡前須先加入交聯劑以進行架橋反應，再加熱發泡，後加工成型。常見的交聯劑為有機過氧化物，其具毒性且成本較高，且不同混合比例之發泡材料適用不同成分之交聯劑，需耗費時間及成本進行測試，除對操作人員造成健康危害外，亦造成環境危害。隨著環保意識抬頭，產業致力於研發交聯劑替代方式，其中一種方式係利用電子束照射法，取代交聯劑以進行架橋反應，除可排除有機化學物質的危害，尚可減少添加交聯劑之製造成本，並縮短架橋反應條件之測試時間；利用電子束照射進行架橋反應，使分子間相互交聯，形成一網狀結構，可提高發泡材之物性，且其發泡均勻性較佳。

目前用於模內發泡的發泡母粒均使用化學交聯劑進行交聯，化學交聯劑使發泡母粒具有毒性且成本較高，危害使用者的健康及造成環境汙染，使用化學交聯劑交聯的發泡母粒的發泡均勻性不佳。通過化學交聯劑交聯的發泡母粒也僅具有單一架橋程度，其發泡後的成品的彈性及緩衝程度單一。

本發明之一目的，在於提供一種模內發泡用發泡母粒及其製造方法，發泡母粒通過電子束照射進行交聯，其不同發泡區域具有不同的架橋程度，使發泡母粒發泡後具有不同的彈性及緩衝程度，用以製作多功能發泡產品。

本發明提供一種模內發泡用發泡母粒，其具有複數個發泡區域，每一個該發泡區域的該發泡母粒通過電子束照射並具有一架橋程度，每一個該發泡區域的該發泡母粒的該架橋程度均不同。

根據本發明的一實施方式，上述該些發泡區域包括第一發泡區域及第二發泡區域，該第一發泡區域包覆該第二發泡區域，該第一發泡區域的該發泡母粒具有一第一架橋程度，該第二發泡區域的該發泡母粒具有一第二架橋程度，該第一架橋程度不同於該第二架橋程度。

根據本發明的一實施方式，上述該些發泡區域包括第一發泡區域及第二發泡區域，該第一發泡區域位在該第二發泡區域的一側，該第一發泡區域的該發泡母粒具有一第一架橋程度，該第二發泡區域的該發泡母粒具有一第二架橋程度，該第一架橋程度不同於該第二架橋程度。

根據本發明的一實施方式，上述發泡母粒具有一第一發泡板體及一第二發泡板體，該第一發泡板體設置在該第二發泡板體，該第一發泡板體為該第一發泡區域，該第二發泡板體為該第二發泡區域，該第一發泡板體的一發泡材料與該第二發泡板體的一發泡材料不同。

根據本發明的一實施方式，上述發泡母粒為球體、板體或條狀體。

根據本發明的一實施方式，上述發泡母粒包括一發泡材料及一發泡劑。

根據本發明的一實施方式，上述發泡材料包括三元乙丙橡膠、聚烯烴塑膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及氯化聚乙烯。

根據本發明的一實施方式，上述發泡劑選自偶氮二甲醯胺(ADCA)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、N，N'-二亞硝基五次甲基四胺(DPT)、二亞硝基五亞甲基四胺(DNPT)及碳酸氫鈉(NaHCO ₃)中一者。

本發明另提供一種發泡母粒的製造方法，其步驟包括：混煉一發泡材料及一發泡劑為一中間物；壓製該中間物為至少一個該發泡母粒；以及通過電子束照射裝置所發出的一電子束照射每一個該發泡母粒的每一個發泡區域；其中照射每一個該發泡區域的該發泡母粒的該電子束的照射劑量及照射深度不同，每一個該發泡區域的該發泡母粒的該架橋程度不同。

根據本發明的一實施方式，上述發泡材料包括三元乙丙橡膠、聚烯烴塑膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及氯化聚乙烯。

根據本發明的一實施方式，上述三元乙丙橡膠、該聚烯烴塑膠、該乙烯乙酸乙烯酯共聚物、該氯化聚乙烯及該發泡劑的組成比例介於0%與100%之間。

根據本發明的一實施方式，上述發泡劑選自偶氮二甲醯胺(ADCA)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、N，N'-二亞硝基五次甲基四胺(DPT)、二亞硝基五亞甲基四胺(DNPT)及碳酸氫鈉(NaHCO ₃)中一者。

根據本發明的一實施方式，上述電子束的照射劑量介於為200kv與3000kv之間。

根據本發明的一實施方式，上述混煉該發泡材料及該發泡劑為該中間物的步驟包括加熱該中間物，加熱該中間物的溫度介於攝氏60度與攝氏200度間。

爲對本發明的特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，僅佐以實施例及配合詳細之說明，說明如後：

請參閱圖1，其為本發明第一實施例的發泡母粒的示意圖。如圖所示，本實施例提供一種模內發泡用發泡母粒1，本實施例的發泡母粒1具有複數個發泡區域，每一個發泡區域的架橋程度不同，所以每一個發泡區域的發泡程度也不同。每一個發泡區域的發泡母粒1的架橋程度不同是通過控制電子束的照射劑量及照射深度而形成，使用本實施例的發泡母粒1進行模內發泡，每一個發泡區域的發泡母粒1發泡後的彈性及緩衝程度均不同。其中發泡母粒1的材料包括發泡材料及發泡劑，其中發泡材料包括三元乙丙橡膠、聚烯烴塑膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及氯化聚乙烯。其中發泡劑選自偶氮二甲醯胺(ADCA)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、N，N'-二亞硝基五次甲基四胺(DPT)、二亞硝基五亞甲基四胺(DNPT)及碳酸氫鈉(NaHCO ₃)中一者。上述三元乙丙橡膠、聚烯烴塑膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物、氯化聚乙烯及發泡劑的組成比例介於0%與100%之間。

本實施例的發泡母粒1為球體，其具有第一發泡區域10及第二發泡區域11，第一發泡區域10包覆第二發泡區域11，第一發泡區域10的發泡母粒1具有第一架橋程度，第二發泡區域11的發泡母粒1具有第二架橋程度，第一架橋程度不同於第二架橋程度，本實施例的第二架橋程度為0，也就表示第二發泡區域11內的發泡母粒1是未發生架橋反應，即第二發泡區域11內的發泡母粒1不經電子束照射。

請一併參閱圖2，其是本發明第一實施例的發泡母粒的製造流程圖；如圖所示，本實施例的發泡母粒1的製造方法使先執行步驟S10，混煉發泡材料及發泡劑為中間物，混煉過程中需加熱中間物，加熱中間物的溫度控制在攝氏60度與攝氏200度間。接著執行步驟S11，壓製中間物為至少一個發泡母粒1。然後執行步驟S12，通過電子束照射裝置所發出的電子束照射每一個發泡母粒1的第一發泡區域10，使第一發泡區域10內的發泡母粒1進行架橋反應，第一發泡區域10內的發泡母粒1具有第一架橋程度，其中第一架橋程度是根據第一發泡區域10的發泡母粒1的厚度及預設架橋程度控制電子束照射裝置所發出的電子束的照射劑量及照射深度。其中電子束照射裝置在電子束照射時的照射劑量介於200kv與3000kv之間。

再一併參閱圖3，其是本發明第一實施例的電子束照射裝置的示意圖；如圖所示，本實施例的電子束照射裝置2包括電子束照射器21及母粒傳輸機構22，電子束照射器21設置在母粒傳輸機構22的上方，其電子束211的照射方向與母粒傳輸機構22的傳輸方向相互垂直。本實施例的母粒傳輸機構22是通過複數個傳輸滾筒221構成。當至少一個發泡母粒1放置在母粒傳輸機構22時，複數個傳輸滾筒221滾動而帶動至少一個發泡母粒1沿著傳輸方向前進，電子束照射器21發出電子束211至母粒傳輸機構22，經過電子束照射器21的至少一個發泡母粒1受到電子束211照射，在至少一個發泡母粒1受到電子束211照射時，控制電子束照射器21所發出的電子束211的照射劑量及照射深度，以控制僅有第一發泡區域10內的發泡母粒1受到電子束211照射而進行架橋反應。然母粒傳輸機構22的複數個傳輸滾筒221滾動時能帶動發泡母粒1翻轉，以讓第一發泡區域10內的發泡母粒1能均勻地受到電子束211照射。本實施例的電子束照射裝置2僅為本發明的一實施態樣，也能使用其他電子束照射裝置也能作出本實施例的發泡母粒1，於此不再贅述。

本實施例的第二發泡區域11內的發泡母粒1也能具有一定的架橋程度，僅要控制電子束照射器21所發出的電子束211的照射劑量及照射深度，能使第一發泡區域10及第二發泡區域11內的發泡母粒1均受到電子束211照射，然第一發泡區域10內的發泡母粒1的第一架橋程度大於第二發泡區域11的發泡母粒1的第二架橋程度，同樣能使發泡母粒1具有多種架橋程度，當發泡母粒1發泡後，發泡後的發泡母粒1具有多種彈性，也代表發泡後的發泡母粒1能具有多種緩衝程度，通過本實施例的發泡母粒1能製作出多功能發泡產品。

請參閱圖4，其是本發明第二實施例的發泡母粒的示意圖；如圖所示，本實施例的發泡母粒1是球體，第一發泡區域10位在第二發泡區域11的一側，本實施例的第一發泡區域10與第二發泡區域11的體積比為1:1，其中第一發泡區域10內的發泡母粒1的第一架橋程度與第二發泡區域11內的發泡母粒1的第二架橋程度不同。上述第一發泡區域及第二發泡區域的體積比也可為其他比例，於此不再贅述。請一併參閱圖5及圖6，其是本發明第二實施例的發泡母粒的製造流程圖及電子束照射裝置的示意圖；如圖所示，本實施例的發泡母粒1的製造方法使先執行步驟S20，混煉發泡材料及發泡劑為中間物。接著執行步驟S21，壓製中間物為至少一個發泡母粒。然後執行步驟S22，通過電子束照射裝置2所發出的電子束211照射每一個發泡母粒1的第一發泡區域10，使第一發泡區域10內的發泡母粒1進行架橋反應，第一發泡區域10內的發泡母粒1具有第一架橋程度。最後執行步驟S23，通過電子束照射裝置2所發出的電子束211照射每一個發泡母粒1的第二發泡區域11，使第二發泡區域11內的發泡母粒1進行架橋反應，第二發泡區域11內的發泡母粒1具有第二架橋程度。

其中第一發泡區域10的發泡母粒1具有第一架橋程度是根據第一發泡區域10的發泡母粒1的厚度及預設的第一架橋程度而控制電子束照射裝置2所發出的電子束211的照射劑量及照射深度，第一發泡區域10的發泡母粒1經上述電子束211照射後而具有第一架橋程度。其中第二發泡區域11的發泡母粒1具有第二架橋程度是根據第二發泡區域11的發泡母粒1的厚度及預設的第二架橋程度而控制電子束照射裝置2所發出的電子束211的照射劑量及照射深度，第二發泡區域11的發泡母粒1經上述電子束211照射後而具有第一架橋程度。

本實施例的電子束照射裝置2包括電子束照射器21、母粒傳輸機構22及母粒固定件23，當發泡母粒1通過電子束照射裝置2進行電子束211照射時，先通過母粒固定件23固定發泡母粒1，並將固定發泡母粒1的母粒固定件23放置在母粒傳輸機構22上，通過母粒固定件23將發泡母粒1的第一發泡區域10朝向電子束照射器21，如此電子束照射器21先對第一發泡區域內的發泡母粒1作電子束211照射，其中電子束照射器21所發出的電子束211的照射劑量及照射深度是根據第一發泡區域10內的發泡母粒1的厚度及預設的第一架橋程度而定。

當發泡母粒1的第一發泡區域10均完成電子束照射時，翻轉母粒固定件23而讓發泡母粒1的第二發泡區域11朝向電子照射器21，接著根據發泡母粒1的第二發泡區域11的厚度及預設的第二架橋程度調整電子照射器21所發出的電子束211的照射劑量及照射深度，讓第二發泡區域11的發泡母粒1經電子束211照射而達到預設的第二架橋程度。上述電子束照射裝置2僅為本發明一實施態樣，使用其他電子束照射裝置2也能作出本實施例的發泡母粒1，於此不再贅述。本實施例的發泡母粒1也可為板體或條狀體，若發泡母粒1為板體或條狀體時，電子束照射裝置2可省略母粒固定件23的設置。

請參閱圖7，其是本發明第三實施例的發泡母粒的示意圖；如圖所示，本實施例的發泡母粒1為複合板體，其包括第一發泡板體12及設置在第一發泡板體12的第二發泡板體13，第一發泡板體12的發泡材料與第二發泡板體13的發泡材料不同。第一發泡板體12為上述實施例的第一發泡區域，第二發泡板體13為上述實施例的第二發泡區域，第一發泡板體12經電子束照射後具有第一架橋程度，第二發泡板體13經電子束照射後具有第二架橋程度，第一架橋程度不同於第二架橋程度。

然本實施例的發泡母粒1直接送入電子束照射裝置進行電子束照射，使用同一種電子束對第一發泡板體12及第二發泡板體13進行照射，換句話說，對第一發泡板體12及第二發泡板體13照射的電子束的照射劑量及照射深度均相同，因第一發泡板體12的發泡材料與第二發泡板體13的發泡材料不同，使第一發泡板體12的第一架橋程度與第二發泡板體13的第二架橋程度不同。

綜上所述，本發明提供一種模內發泡用發泡母粒及其製造方法，發泡母粒具有該些發泡區域，每一個發泡區域的發泡母粒具有不同的架橋程度，也表示每一發泡區域的發泡母粒發泡後的彈性及緩衝程度不同，即發泡後的發泡母粒能同時具有不同彈性及不同緩衝程度，用以製造多功能發泡產品。然本發明的發泡母粒通過電子束照射而產生不同架橋程度，其主要通過控制電子束的照射劑量及照射深度使每一個發泡區域的發泡母粒具有不同的架橋程度。

1‧‧‧發泡母粒

10‧‧‧第一發泡區域

11‧‧‧第二發泡區域

12‧‧‧第一發泡板體

13‧‧‧第二發泡板體

2‧‧‧電子束照射裝置

21‧‧‧電子束照射器

211‧‧‧電子束

22‧‧‧母粒傳輸機構

221‧‧‧傳輸滾筒

23‧‧‧母粒固定件

圖1：其為本發明第一實施例的發泡母粒的示意圖。 圖2：其為本發明第一實施例的發泡母粒的製造流程圖。 圖3：其為本發明第一實施例的電子束照射裝置的示意圖。 圖4：其為本發明第二實施例的發泡母粒的示意圖。 圖5：其為本發明第二實施例的發泡母粒的製造流程圖。 圖6：其為本發明第二實施例的電子束照射裝置的示意圖。 圖7：其為本發明第三實施例的發泡母粒的示意圖。

Claims (14)

1. 一種模內發泡用發泡母粒，其具有複數個發泡區域，每一個該發泡區域的該發泡母粒通過電子束照射並具有一架橋程度，每一個該發泡區域的該發泡母粒的該架橋程度均不同。
2. 如請求項第1項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該些發泡區域包括第一發泡區域及第二發泡區域，該第一發泡區域包覆該第二發泡區域，該第一發泡區域的該發泡母粒具有一第一架橋程度，該第二發泡區域的該發泡母粒具有一第二架橋程度，該第一架橋程度不同於該第二架橋程度。
3. 如請求項第1項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該些發泡區域包括第一發泡區域及第二發泡區域，該第一發泡區域位在該第二發泡區域的一側，該第一發泡區域的該發泡母粒具有一第一架橋程度，該第二發泡區域的該發泡母粒具有一第二架橋程度，該第一架橋程度不同於該第二架橋程度。
4. 如請求項第3項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該發泡母粒具有一第一發泡板體及一第二發泡板體，該第一發泡板體設置在該第二發泡板體，該第一發泡板體為該第一發泡區域，該第二發泡板體為該第二發泡區域，該第一發泡板體的一發泡材料與該第二發泡板體的一發泡材料不同。
5. 如請求項第2或3項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該發泡母粒為球體、板體或條狀體。
6. 如請求項第1項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該發泡母粒包括一發泡材料及一發泡劑。
7. 如請求項第4或6項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該發泡材料包括三元乙丙橡膠、聚烯烴塑膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及氯化聚乙烯。
8. 如請求項第6項所述之模內發泡用發泡母粒，其中該發泡劑選自偶氮二甲醯胺(ADCA)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、N，N'-二亞硝基五次甲基四胺(DPT)、二亞硝基五亞甲基四胺(DNPT)及碳酸氫鈉(NaHCO ₃)中一者。
9. 一種如請求項第1項所述之發泡母粒的製造方法，其步驟包括： 混煉一發泡材料及一發泡劑為一中間物； 壓製該中間物為至少一個該發泡母粒；以及 通過電子束照射裝置所發出的一電子束照射每一個該發泡母粒的每一個發泡區域； 其中照射每一個該發泡區域的該發泡母粒的該電子束的照射劑量及照射深度不同，每一個該發泡區域的該發泡母粒的該架橋程度不同。
10. 如請求項第9項所述之發泡母粒的製造方法，其中該發泡材料包括三元乙丙橡膠、聚烯烴塑膠、乙烯乙酸乙烯酯共聚物及氯化聚乙烯。
11. 如請求項第10項所述之發泡母粒的製造方法，其中該三元乙丙橡膠、該聚烯烴塑膠、該乙烯乙酸乙烯酯共聚物、該氯化聚乙烯及該發泡劑的組成比例介於0%與100%之間。
12. 如請求項第9項所述之發泡母粒的製造方法，其中該發泡劑選自偶氮二甲醯胺(ADCA)、4,4'-氧代雙苯磺醯肼(OBSH)、N，N'-二亞硝基五次甲基四胺(DPT)、二亞硝基五亞甲基四胺(DNPT)及碳酸氫鈉(NaHCO ₃)中一者。
13. 如請求項第9項所述之發泡母粒的製造方法，其中該電子束的照射劑量介於為200kv與3000kv之間。
14. 如請求項第9項所述之發泡母粒的製造方法，其中混煉該發泡材料及該發泡劑為該中間物的步驟包括加熱該中間物，加熱該中間物的溫度介於攝氏60度與攝氏200度間。