TWI699274B - 高分子成型加工系統 - Google Patents

Abstract

本發明所提供之高分子成型加工系統，乃係係包含有複數之升溫單元以及至少一降溫單元，並使一模具依序地於該些升溫單元與該降溫單元中分別停留預設的工作時間，以及使該模具於分別停留時，與所在處之該些升溫單元或該降溫單元進行熱交換，其中，該模具係依序於該些升溫單元中獲得熱能以增溫至一成型溫度，而使位於該模具內部之高分子物於該成型溫度下受模製成型，爾後，再使該模具於該降溫單元中失去熱能而降溫至一定型溫度，以使該模具中已被模製成型之高分子物受冷卻而定型。

Description

高分子成型加工系統

本發明係與高分子加工技術有關，特別是關於一種高分子成型加工系統。

應用模具進行高分子模製成型加工之技術中，為提供反應進行所需之溫度，即需提供熱能予模具，使模具升溫以滿足反應所需之溫度條件，而待模製成型後，則需降低模具之溫度使模製品冷卻定型，是等對於模具反覆進行的溫升及溫降作業乃為高分子模製成型加工之日常。

舉以EVA二次成型加工為例，一次模製成型後之發泡EVA初胚，續為進行二次成型加工時，係將一次發泡成型的EVA初胚填入模具之模室中，再對模具進行加熱，使位於模具中之初胚因受熱而熔融，而可由模具對之進行塑形，使之具備有與預定產品相同之形狀與花紋，而於塑形後，則再對模具施以降溫，使模具中已受塑形之模製品得以冷卻並定型。

其中，模具之溫升係藉由外部之加熱板提供熱能，而溫降則係以冷卻水作為介質帶離模具上之熱能，而一般來說，加熱板之升溫能力通常較冷卻水之冷卻能力為低，因此在加工時間上，溫升作業所需之時間通常即較溫降作業所需之時間為長，惟就習知技術而言，因欠缺較佳之技術內容，而未能有 效地運用溫升及溫降之作業時間差，致造成設備之閒置而未能使設備之利用率最大化。

因此，本發明之主要目的即係在提供一種高分子成型加工系統，其係可有效地調合模具溫度升溫與降溫之作業時間，避免設備之閒置並提高加工之效率。

緣是，為達成上術目的，本發明所提供之高分子成型加工系統，乃係係包含有複數之升溫單元以及至少一降溫單元，並使一模具依序地於該些升溫單元與該降溫單元中分別停留預設的工作時間，以及使該模具於分別停留時，與所在處之該些升溫單元或該降溫單元進行熱交換，其中，該模具係依序於該些升溫單元中獲得熱能以增溫至一成型溫度，而使位於該模具內部之高分子物於該成型溫度下受模製成型，爾後，再使該模具於該降溫單元中失去熱能而降溫至一定型溫度，以使該模具中已被模製成型之高分子物受冷卻而定型。

據此，該高分子成型加工系統即可將提高模具溫度之加熱程序分別由該些升溫單元接續進行，以縮短模具在各個升溫單元中之停留時間。

其中，該些模具於不同單元間所停留之時間，係可被設定為相同者，據此，即可使該些升溫單元與該降溫單元同時與不同之模具分別開始為熱交換之進行，以及同時為熱交換之停止，輔以使該些不同模具周而復始地在經過該些升溫單元為升溫後，接著進入該降溫單元中進行降溫之操作，係可使加工之連續得以被實現。

其中，該些升溫單元與該降溫單元係可彼此相鄰地排列於一圓盤之周側，並使該升溫單元集中於一加溫區段，以及使該降溫單元位於該加溫區段以外之一降溫區段。

其中，該加溫區段與該降溫區段係被集中於該圓盤周側的四分之三圓周範圍內，並以該圓盤周側未被使用的四分之一圓周範圍作為操作人員對模具進行處理之處理區段，惟是等以圓周特定範圍所為之區隔係可因應實際加工條件之變化而變動，並非固定不可變動者。

同時，該些升溫單元之數量與該降溫單元之數量亦可依據實際加工之條件進行變動，例如使升溫單元之數量為4、而降溫單元之數量為2，或使升溫單元之數量為8、而降溫單元之數量為4，惟升溫單元與降溫單元間之數量比亦不以之為限，仍可依據實際加工條件之變化而異動。

再者，為避免應用水等流體作為冷卻流體時之資源浪費，係可使該降溫單元具有一可封閉之容納空間，當該降溫單元對該模具進行降溫之熱交換時，係於該容納空間被封閉的狀態下，使該冷卻流體於該容納空間中流動，而可有效地回收冷卻流體，避免浪費。

(10):高分子成型加工系統

(20):模具移動機構

(21):圓盤

(211):盤體

(212):通孔

(22):加溫區段

(23):降溫區段

(24):處理區段

(30)(30a):模具

(31)(31a):模穴

(32)(32a):搭桿

(41)(42)(43)(44):升溫單元

(411):立桿

(412):頂組

(413):底組

(4121)(4131):加熱板

(51)(52):降溫單元

(511):底筒

(512):架桿

(513):上板

(514):頂筒

(515):滑桿

(516):灑水板

(517):動力源

(518):回收管路

(S1):第一站

(S2):第二站

(S3):第三站

(S4):第四站

(S5):第五站

(S6):第六站

(S7):第七站

(S8):第八站

第一圖係本發明一較佳實施例之立體圖。

第二圖係本發明一較佳實施例之俯視圖。

第三圖係本發明一較佳實施例之局部立體圖，顯示模具與圓盤間之分解。

第四圖係本發明一較佳實施例之局部立體圖，顯示模具與圓盤間之結合。

第五圖係本發明一較佳實施例中一升溫單元之立體圖。

第六圖係本發明一較佳實例例中一升溫單元之分解圖。

第七圖係本發明一較佳實例例中沿第五圖7-7割面線之剖視圖，並顯示緊夾模具之狀態。

第八圖係本發明一較佳實施例中一降溫單元之立體圖。

第九圖係本發明一較佳實例例中一降溫單元之分解圖。

第十圖係本發明一較佳實施例沿第八圖10-10割面線之剖視圖，並顯示對模具進行冷卻之狀態。

首先，請參閱第一圖與第二圖所示，在本發明一較佳實施例中所提供之高分子成型加工系統(10)，其係以習知8站圓盤式模具移動機構(20)為帶動模具(30)(30a)進行迴圈式的間歇運動為基礎，並使四個升溫單元(41)(42)(43)(44)與二個降溫單元(51)(52)等距間隔開來地排列於該移動機構(20)之環狀圓盤(21)周側，據此，當該移動機構(20)帶動固設於該圓盤(21)上的多數模具(30)(30a)進行迴圈式間歇運動時，即可依序地行經該些升溫單元(41)(42)(43)(44)與該些降溫單元(51)(52)，而使模具(30)(30a)與對應單元間進行熱交換，達到使模具(30)(30a)升溫或降溫之效果者。

具體而言，該些升溫單元(41)(42)(43)(44)係被集中於一圓弧形的加溫區段(22)內，而該些降溫單元(51)(52)則被集中於接續於該加溫區段(22)之一圓弧形的降溫區段(23)內，且進一步地使一圓弧形的處理區段(24)位於該降溫區段(23)與該加溫區段(22)之間，其中，該降溫區段(23)與該加溫區段(22)圓心角之和為270度並對應於該移動機構(20)的6個站位，該處理區段(24)之圓心角則為90度並對應於該移動機構(20)的2個站位，從而使該圓盤(21)周側之空間完全地被分配利用。

據此，該些模具(30)(30a)係分別位於該加溫區段(22)、該降溫區段(23)與該處理區段(24)中，而可分別依據其所在位置被進行不同之加工程序，而為便於說明，茲以該些模具中的單一模具(30a)為例進行說明，請參閱第二圖與第三圖所示，在以該高分子成型加工系統(10)進行如前述先前技術中所敘及之EVA二次加工時，其係包含了有下述之步驟：

A.於第一站(S1)進行填模

使該模具(30a)位於該處理區段(24)鄰接於該加溫區段(22)之位置上，並呈開模狀態而可由操作人員將一次成型之EVA發泡初胚填入該模具(30a)之開放模穴(31a)中。

B.於第二站(S2)進行第一階段之熱交換

將已填模之該模具(30a)合模，並使該移動機構(20)順時針轉動45度角，以帶動該模具(30a)進入相鄰之升溫單元(41)中並停留適當之工作時間，從而使升溫單元(41)中之熱源(圖上未示)得以將熱能傳遞至該模具(30a)上，以提高該模具(30a)之溫度。

C.於第三站(S3)進行第二階段之熱交換

使該移動機構(20)再順時針轉動45度角，帶動該模具(30a)位移，而自升溫單元(41)移動至升溫單元(42)中，且停留適當之工作時間，從而使升溫單元(42)中之熱源(圖上未示)將熱能傳遞至該模具(30a)上，以進一步地提高該模具(30a)之溫度，並使之達到一成型溫度。

D.於第四站(S4)進行第三階段之熱交換

使該移動機構(20)再順時針轉動45度角，帶動該模具(30a)位移，而自升溫單元(42)移動至升溫單元(43)中，且停留適當之工作時間，從而使升溫單元(43)中之熱源(圖上未示)得以將熱能傳遞至該模具(30a)上，使該模具(30a)內部溫度保持 為該成型溫度，從而使該EVA發泡初胚在該模具(30a)內部中受熱熔融而受模塑成與所在模穴(31a)相同之形狀。

E.於第五站(S5)進行第四階段之熱交換

使該移動機構(20)再順時針轉動45度角，帶動該模具(30a)位移，而自升溫單元(43)移動至升溫單元(44)中，且停留適當之工作時間，從而使升溫單元(44)中之熱源(圖上未示)得以將熱能傳遞至該待加工模具(30a)上，確保在EVA發泡初胚塑形完成之前，該模具(30a)維持著足夠之溫度，使該EVA發泡初胚維持可被塑形之狀態，直到EVA發泡初胚塑形完成。

F.於第六站(S6)進行第五階段之熱交換

使該移動機構(20)再順時針轉動45度角，帶動該模具(30a)位移，而自升溫單元(44)移動至降溫單元(51)中，停留適當之工作時間，並以冷卻流體對該模具(30a)進行冷卻，以降低該模具(30a)之溫度，從而降低該步驟E中受模製成型之EVA發泡物品之溫度。

G.於第七站(S7)進行第六階段之熱交換

使該移動機構(20)再順時針轉動45度角，帶動該模具(30a)位移，而自降溫單元(51)移動至降溫單元(52)中，停留適當之工作時間，繼續以冷卻流體對該模具(30a)進行冷卻，以持續地降低該模具(30a)之溫度，使之達到一冷卻溫度，以持續地降低在該步驟E中模製成型之EVA發泡物品之溫度，並使之冷卻定型。

H.於第八站(S8)取出成品

使該移動機構(20)再順時針轉動45度角，帶動該模具(30a)位移，而自降溫單元(52)移動至該處理區段(24)相鄰於該降溫區段(23)之位置上，再開啟該模具(30a)而由操作人員將已冷卻定型之EVA發泡物品取出。

藉由上述技術內容，當該移動機構(20)之圓盤(21)完成一圈360之迴轉時，即帶動該模具(30a)行經八個站位，依序進行步驟A至H並獲得完成並冷 卻之成型物品，相較於先前技術而言，由於該高分子成型加工系統(10)將模具之加溫與降溫程序分別以該些升溫單元與該些降溫單元切割進行，因此，模具在各個單站進行熱交換時所停留的工作時間除可以縮短外，亦使各站之工作時間為相同，使該些升溫單元與該些降溫單元可以同時啟動、同時停止，據以使位於該圓盤(21)上之多數模具得以在同時間在不同站位上進行不同之步驟，使設備的利用達到最佳化，避免設備與人力之閒置浪費。

茲並進一步配合圖式對該高分子成型加工系統(10)之各個組成再為詳細之說明，於此係先請參閱第三圖與第四圖所示，該些模具(30)(30a)與該圓盤(21)間之結合，係使該圓盤(21)具有八個等分貫設於盤體(211)上之通孔(212)，並使該些模具(30)(30a)分別位於該通孔(212)上方，而以側突之搭桿(32)(32a)搭接在該盤體(211)，使該些模具(30)(30a)得以分別懸置於對應通孔(212)之上方。

由於該些升溫單元彼此之構成相同，於此僅舉以其中之一進行說明，如第五圖至第七圖所示，升溫單元(41)係與習知之挾模技術相仿，而具有四立桿(411)，分別立設固定於於該圓盤(21)之內、外環側外，一板狀之頂組(412)則固設於該些立桿(411)之頂端，一可動之底組(413)係位於該圓盤(21)之下方，並可提供出力穿經對應之通孔(212)對模具(30)施加往上之推力，使模具(30)上移，而使模具(30)如第七圖所示般地受夾於該頂組(412)與該底組(413)之間，進而以位於該頂組(412)與該底組(413)上之習知加熱板(4121)(4131)對所夾之模具(30)進行加熱，使該模具(30)於該升溫單元(41)得以獲得熱能。

相同的，由於該些降溫單元彼此之構成亦為相同，是以於此亦僅舉其一進行說明，如第八圖至第十圖所示，降溫單元(51)係具有一底筒(511)，係位於該圓盤(21)之下方，朝上之筒口並可與對應之通孔(212)連通，四架桿(512)係成對地立設於該圓盤(21)之內、外環側外，並以底端固接於該底筒(511)之側突部位上，一上板(513)固設於該些架桿(512)之頂端，一頂筒(514)以滑桿(515)滑接 於該上板(513)上，並使朝下之筒口與該底筒(511)之筒口相向對應，一灑水板(516)係以該些滑桿(515)與該上板(513)滑接，藉此，位於該降溫單元(51)中之模具(30)，係介於該頂筒(514)與該底筒(511)之間，並位於該灑水板(516)之下方，當以該降溫單元(51)對該模具(30)進行熱交換時，係如第十圖所示般，先以設於該上板(513)上之動力源(517)提供動力，使該頂筒(514)與該灑水板(516)分別下降，並使該頂筒(514)之底端相鄰或貼接於該圓盤(21)之上側盤面上，而使該模具(30)位於由該頂筒(514)與該底筒(511)以筒口相向靠近所形成與外部有適當隔絕的容納空間中，再以該灑水板(516)將外部冷卻水灑淋於該模具(30)上，以降低該模具(30)之溫度，而使用後之冷卻水則由該底筒(511)予以集中，再經由一回收管路(518)予以回收處理； 藉此，該降溫單元(51)即可有效地避免冷卻水外灑，除可保持工作場所之乾燥免生危險外，亦可有效地利用資源，而其中，由於該容納空間之形成係以避免冷卻水外漏並可為有效收集回收再利用為其目的，因此，僅需達到足以防止冷卻水外流即足，無需達到完全密閉之狀態。

另外所需特別加以指出的是：

其一、該高分子成型加工系統(10)之升溫單元與降溫單元各自之數量並無需特別加以限制，其具體之數量配比係可因應不同高分子加工條件而作變動。

其二、當升溫單元為複數時，除可使各個升溫單元的加熱效率為相同者外，亦可將加熱效率予以差別化，例如在加熱程序之開始時，先以高加加熱效率之加熱技術提供熱能，快速地提高模具的溫度，在其後者即可選用較低加熱效率之加熱技術，以節省成本並縮短加工時程。

其三、在該處理區段中所進行之取成品與填料作業並不受限於需在不同站位上分別實施，其係可視實際加工之條件，而由操作人員自行變更即 可，該高分子成型加工系統提供該處理區段之目的，僅係在提供一可對模具進行取料、填料乃至於清理之工作空間，至於該工作空間之具體利用，並無特別加以限制之必要。

其四、習知圓盤之站數種類甚多，例如4站、8站、12站、16站或其他之站數等，其均得以作為本發明之實施例，於本說明書中僅舉以8站為說明，惟並不以之為限。

其五、於實際應用上，每次轉動之站數並不限制於僅得以單站漸進，舉以上揭8站之實施例而言，其亦得使每次之轉動為兩站之距離，使得每次之轉動可以使模具移動兩站之距離，例如位於第八站與第一站的兩個模具在單次轉動時，即可分別進入第二站與第三站，藉以延長每次轉動之間隔時間，以因應不同加工條件之所需者，換言之，即轉動之角度與站數係可因應實際加工條件之需求而作變動。

其六、上揭實施例固明確地指出了加溫區段、降溫區段與處理區段各自之範圍數值，但是項數值並非不可變動者，其係可因應不同之加工條件需求，分別增減各區段之範圍，均仍能達成本發明之目的與功效。

(21)‧‧‧圓盤

(22)‧‧‧加溫區段

(23)‧‧‧降溫區段

(24)‧‧‧處理區段

(30)(30a)‧‧‧模具

(41)(42)(43)(44)‧‧‧升溫單元

(51)(52)‧‧‧降溫單元

(S1)‧‧‧第一站

(S2)‧‧‧第二站

(S3)‧‧‧第三站

(S4)‧‧‧第四站

(S5)‧‧‧第五站

(S6)‧‧‧第六站

(S7)‧‧‧第七站

(S8)‧‧‧第八站

Claims (10)

1. 一種高分子成型加工系統，其係包含有：複數之升溫單元，係分別定著地位於一呈弧形之加溫區段中；至少一降溫單元，係定著地位於一呈弧形且接續於該加溫區段之降溫區段中，並使該加溫區段與該降溫區段之弧形為同一曲率中心，以及使各該升溫單元及該降溫單元之各個單元的相鄰彼此間之間隔為一等距間隔；複數之模具，相鄰彼此間係相距該等距間隔，並受外力驅動而以該曲率中心為中心地進行間歇性之迴圈移動，而依序地於分別於該些升溫單元與該降溫單元中各自停留預設的工作時間，以及使該些模具於停留時，與所在處之該些升溫單元或該降溫單元進行熱交換，其中，該些模具係依序於該些升溫單元中分別獲得熱能以累積增溫至一成型溫度，而使位於該些模具內部之高分子物於該成型溫度下受模製成型，爾後，再使該些模具於該降溫單元中失去熱能而降溫至一定型溫度，以使該些模具中已被模製成型之高分子物受冷卻而定型；其中，該些模具於依序停留之該些升溫單元中，從在前的升溫單元所獲得之熱量，係大於從在後的升溫單元所獲得之熱量；其中，該降溫單元係包括一底筒，具有一朝上之筒口；一灑水板，係位於該底筒之上方，並與該底筒之筒口位置相對應，用以承接該灑水板噴灑於該模具之外部冷卻水；一回收管路，係連接該底筒，得以將該外部冷卻水回收再利用。
2. 如請求項1所述之高分子成型加工系統，其中，該些模具分別於各該升溫單元與該降溫單元中所停留工作時間係為相同。
3. 如請求項1所述之高分子成型加工系統，其中，該些模具於各該升溫單元中所獲得之熱能係分別由各該升溫單元所提供。
4. 如請求項3所述之高分子成型加工系統，其中，該些模具於各該升溫單元中所獲得之熱量係為相異。
5. 如請求項1所述之高分子成型加工系統，其中，該些升溫單元之數量係大於該些降溫單元之數量。
6. 如請求項1或5所述之高分子成型加工系統，其中，該加溫區段與該降溫區段係相鄰地排列於一圓盤之周側。
7. 如請求項6所述之高分子成型加工系統，其係更包含有一處理區段，係介於該降溫區段與該加溫區段之間。
8. 如請求項7所述之高分子成型加工系統，其中，該些模具係分設於該圓盤上，而可藉由該圓盤之轉動，使該些模具依序地行經該加溫區段、該降溫區段與該處理區段。
9. 如請求項7所述之高分子成型加工系統，其中，該加溫區段與該降溫區段係排列於該圓盤周側四分之三的圓周範圍中，而該處理區段則位於該圓盤周側四分之一的圓周範圍內。
10. 如請求項1項所述之高分子成型加工系統，其中，該降溫單元係具有一可封閉之容納空間，並使一冷卻流體於該容納空間中流動，使該模具位於該容納空間內時，可與該冷卻流體接觸，使該模具因熱能傳遞至該冷卻流體而降低溫度。

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