TWI749245B

TWI749245B - 利用電子交聯進行模內發泡之方法

Info

Publication number: TWI749245B
Application number: TW107123590A
Authority: TW
Inventors: 周芳如; 尤利春; 尤淳永; 熊漢興
Original assignee: 泉碩科技股份有限公司
Priority date: 2018-07-06
Filing date: 2018-07-06
Publication date: 2021-12-11
Also published as: TW202005773A

Abstract

本發明為一種利用電子交聯進行模內發泡之方法，其步驟包含：壓製至少一發泡材料成至少一發泡件。電子束照射發泡件。將被電子束照射的發泡件置入一模具內。加熱發泡該模具內的發泡件。如此本發明透過電子束發泡架橋方式以取代化學架橋，以減少化學架橋劑使用，進而降低化學架橋劑對人體與環境的影響。再者，被電子束照射的發泡件置入模具內後，加熱模具內的發泡件，進行模內發泡的方式，其減少廢料問題。

Description

利用電子交聯進行模內發泡之方法

本發明係有關於一種模內發泡之方法，尤指一種透過電子束照射的利用電子交聯進行模內發泡之方法。

發泡材料是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。其中軟質發泡材料是以塑膠（如PE、EVA）及橡膠（如SBR、CR）等原料，進行交聯、發泡後，使該塑膠及橡膠內部形成大量的氣孔而製成。軟質發泡材料可作為密封墊片、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，上述行業皆與民生活動息息相關，發泡材料也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。

以目前來說，製鞋行業的材料等多半是透過模內發泡的方式，於鞋材進行發泡的製程中，於發泡前先加入交聯劑以進行架橋反應，再將上述混合後的發泡材料加熱熔融進行發泡，最後將加熱後的發泡材料射入模內，並加工成型。習知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的替代方式。又，發泡材料以射出成型的方式進行製作，其又容易產生多餘材料。故，本發明針對於上述缺點進行改良。

本發明之一目的，在於提供一種利用電子交聯進行模內發泡之方法，使用電子束照射進行電子架橋的過程簡單且快速，其可排除有機化學物質的危害，也可減少添加交聯劑之製造成本，並可縮短發泡材料架橋反應條件之測試時間。利用電子交聯進行模內發泡之方法可提高發泡材料之物性，且其發泡均勻性較佳，另外，電子束照射搭配使用模內發泡可避免廢料產生。

本發明提供一種利用電子交聯進行模內發泡之方法，其步驟包含：壓製至少一發泡材料成至少一發泡件；電子束照射該至少一發泡件；將被電子束照射的該至少一發泡件置入一模具內；以及加熱發泡該模具內的該至少一發泡件。

根據本發明的一實施方式，上述該至少一發泡材料為乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、茂金屬、三元乙丙橡膠（EPDM）、聚苯乙烯（PS）、丁腈橡膠（NBR）、苯乙烯丁二烯橡膠（SBR）、雙烯類彈性體（TPE）、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）、聚烯烴彈性體（TPO）、熱可塑性彈性體（TPR）或上述任選兩種以上組合。

根據本發明的一實施方式，上述於壓製至少一發泡材料成至少一發泡件的步驟中，加入架橋助劑。

根據本發明的一實施方式，上述該至少一發泡材料為聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、茂金屬、三元乙丙橡膠（EPDM）、聚苯乙烯（PS）、丁腈橡膠（NBR）、苯乙烯丁二烯橡膠（SBR）、雙烯類彈性體（TPE）、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）、聚烯烴彈性體（TPO）、熱可塑性彈性體（TPR）或上述任選兩種以上組合。

根據本發明的一實施方式，上述於壓製至少一發泡材料成至少一發泡件的步驟中，該至少一發泡件的外型為顆粒狀、片狀、板狀、粉末狀或條狀。

根據本發明的一實施方式，上述於電子束照射該至少一發泡件的步驟中，電子束照射劑量為400kv-2000kv。

根據本發明的一實施方式，上述於電子束照射該至少一發泡件的步驟中，電子束照射深度3KGY -60KGY。

根據本發明的一實施方式，上述於加熱發泡電子束照射後的該至少一發泡件的步驟後，該至少一發泡件的泡孔孔徑為0.002mm-0.4mm。

根據本發明的一實施方式，上述於加熱發泡電子束照射後的該至少一發泡件的步驟後，該至少一發泡件的架橋連接率為10%-80%。

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，其為本發明的利用電子交聯進行模內發泡之方法的步驟流程圖。如圖所示，本實施例提供一種利用電子交聯進行模內發泡之方法，其用於發泡物或材料的相關生產製造。本實施例的利用電子交聯進行模內發泡之方法能改善習知發泡製程的缺點，其可減少使用化學架橋劑（即有毒性物質）的劑量，甚至於以完全不使用化學架橋劑的方式進行發泡相關製程，如此可降低化學架橋劑對於環境及人體造成的影響，也可解決習知發泡製程效率不佳、發泡成品之應用彈性受限等問題。又，將發泡材料透過模內發泡也可以減少廢料的產生，避免不必要的浪費。

本發明的利用電子交聯進行模內發泡之方法的步驟在於，於步驟S1：壓製至少一發泡材料成至少一發泡件。於本實施例中，取至少一發泡材料為乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）、茂金屬、三元乙丙橡膠（EPDM）、聚苯乙烯（PS）、丁腈橡膠（NBR）、苯乙烯丁二烯橡膠（SBR）、雙烯類彈性體（TPE）、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）、聚烯烴彈性體（TPO）、熱可塑性彈性體（TPR）或上述任選兩種以上組合。使用者將上述取得的至少一發泡材料壓製成顆粒狀、片狀、板狀、粉末狀或條狀等各式形狀的至少一發泡件。

再者，部分發泡材料（如聚乙烯（PE）與聚丙烯（PP））的材料結構特性的主鏈長，側鏈少，有關於此類的發泡材料需要更進一步的加入架橋助劑（DCP）作為輔助，於進行加熱發泡前需加入架橋助劑以進行架橋反應，如此利於後續加熱發泡固定。另外，本實施例的發泡材料的種類繁多，其可依據使用者的需求混合使用，而得出不同特性（如吸水性、透氣性、吸音性、隔熱性、比強度及反彈性等）的發泡材料進行發泡。

於步驟S3：電子束照射該至少一發泡件。於本實施例中，電子束照射劑量為400kv-2000kv，照射深度3KGY-60KGY。如此該至少一發泡件透過電子束照射形成電子架橋的連接率為10%-80%。電子束照射的方式有很多種，其可透過照射劑量與照射深度控制造成電子束照射的差異，進而導致被照射的發泡件產生不同架橋方式。舉例而言，電子束照射於顆粒狀的發泡件，其可使顆粒狀的發泡件表面有架橋結構，其內層則無架橋結構；或是使顆粒狀的發泡件的一半有架橋結構，其另一半則無架橋結構。上述不同的電子束照射方式可依據使用者需求進行調整改變。本實施例使用電子束照射進行電子架橋的過程簡單且快速，使分子間相互交聯，形成一網狀結構，可提高發泡材料之物性，且其發泡均勻性較佳。

於步驟S5：將被電子束照射的該至少一發泡件置入一模具內。於本實施例中，將具有電子架橋的該至少一發泡件置於模具內，即先預設該至少一發泡件發泡後需要變形成的外形輪廓，使該至少一發泡件發泡後會變形成所需要的形狀大小。將該至少一發泡件透過模內發泡的方式，其可避免廢料產生。

於步驟S7：加熱發泡該模具內的該至少一發泡件。於本實施例中，加熱模具內具有電子架橋的該至少一發泡件，使該至少一發泡件進行發泡。其中該至少一發泡件的泡孔孔徑為0.002mm-0.4mm。

於本實施例中，以電子束照射該至少一發泡件，使該至少一發泡件內形成架橋。如此透過電子架橋取代化學架橋的方式，可減少現行化學架橋劑的使用量，或是可完全取代化學架橋劑的使用，如此減少化學架橋劑所產生的惡臭味與毒素，以降低對環境及人體造成的影響。電子架橋為一次架橋成型，該至少一發泡件的架橋在電子束照射完成後，其固定不再產生變化，所以不再受到後段加熱發泡製程的溫度影響，可易於回收可再生利用。反之，化學架橋劑會受到後段加熱發泡製程的溫度影響，因此造成回收上的困難。另外，將該至少一發泡件置入模內進行加熱發泡的方式不會產生廢料，而發泡材料以化學架橋方式混合，進而加熱熔融後，以射入模內的方式發泡，其容易會有多餘的廢料。使用電子束照射進行電子架橋的過程簡單且快速，使分子間相互交聯，形成一網狀結構，可提高發泡材料之物性，且其發泡均勻性較佳。

綜上所述，本發明提供一種利用電子交聯進行模內發泡之方法，其透過電子束照射進行電子架橋以取代利用交聯劑進行化學架橋的方式，如此可排除交聯劑內含的有機化學物質的危害，也可減少添加交聯劑之製造成本，並縮短發泡材料架橋反應條件的測試時間。使用電子束照射進行電子架橋的過程簡單且快速，可提高發泡材料之物性，且其發泡均勻性較佳。又，將至少一發泡件進行模內發泡可避免廢料產生，以減少不必要的浪費。

圖1：其為本發明的利用電子交聯進行模內發泡之方法的步驟流程圖。

Claims

一種利用電子交聯進行模內發泡之方法，其步驟包含：壓製至少一發泡材料成至少一發泡件；電子束照射該至少一發泡件；將被電子束照射的該至少一發泡件置入一模具內，其中透過照射劑量與照射深度控制電子束照射該至少一發泡件，使該至少一發泡件表面有架橋結構，其內層則無架橋結構；以及加熱發泡該模具內的該至少一發泡件，該至少一發泡件的架橋連接率為10%-80%。
如請求項1所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中該至少一發泡材料為乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、茂金屬、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚苯乙烯(PS)、丁腈橡膠(NBR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、雙烯類彈性體TPE、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚烯烴彈性體(TPO)、熱可塑性彈性體(TPR)或上述任選兩種以上組合。
如請求項1所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中於壓製至少一發泡材料成至少一發泡件的步驟中，加入架橋助劑。
如請求項3所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中該至少一發泡材料為聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)、茂金屬、三元乙丙橡膠(EPDM)、聚苯乙烯(PS)、丁腈橡膠(NBR)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、雙烯類彈性體TPE、熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)、聚烯烴彈性體(TPO)、熱可塑性彈性體(TPR)或上述任選兩種以上組合。
如請求項1所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中於壓製至少一發泡材料成至少一發泡件的步驟中，該至少一發泡件的外型為顆粒狀、片狀、板狀、粉末狀或條狀。
如請求項1所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中於電子束照射該至少一發泡件的步驟中，電子束照射劑量為400kv-2000kv。
如請求項1所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中於電子束照射該至少一發泡件的步驟中，電子束照射深度為3KGY-60KGY。
如請求項1所述之利用電子交聯進行模內發泡之方法，其中於加熱發泡該模具內的該至少一發泡件的步驟後，該至少一發泡件的泡孔孔徑為0.002mm-0.4mm。