TWI832255B - 防焦性之橡膠產品的製法及防焦性之橡膠產品 - Google Patents

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Abstract

本創作提供一種防焦性之橡膠產品的製法，其包括：步驟(A)：齊備一含橡膠的原料；步驟(B)：輸送至少一部分的該原料至第一密閉區段中進行第一混煉程序，得到第一混合物；步驟(C)：輸送該第一混合物至第一開放區段中進行第二混煉程序，得到第二混合物；步驟(D)：輸送該第二混合物至第二密閉區段中進行第三混煉程序，得到第三混合物；步驟(E)：輸送該第三混合物至第二開放區段中進行第四混煉程序，得到一膠料；以及步驟(F)：輸送該膠料至一成型裝置，得到該防焦性之橡膠產品；其中，該第一開放區段和該第二開放區段各自包含至少一組進氣口和出氣口。

Description

防焦性之橡膠產品的製法及防焦性之橡膠產品
本創作涉及橡膠產品及其製程。
因橡膠具有良好的彈性、回復性、耐疲勞性、止滑性和/或耐磨性等特性而被廣泛用於製造運動器材、醫療輔具、鞋材、文具用品、機械設備、汽機車零件等各類日常用品及工業用品。然而，由於橡膠的黏度高，使得所述原料於加工過程中不易攪拌均勻，一旦配方改變、用量改變、或者加工溫度偏差，前述橡膠產品之製程就很容易發生焦燒現象。當所述製程中出現焦燒現象，不僅最後製得的橡膠產品會散發出難聞的氣味，且可能劣化橡膠產品的機械性能。
為了解決上述問題，目前常見的做法是於原料中添加防焦劑以延長膠料的焦燒時間；然而，所述防焦劑有時會損害最終製得的橡膠產品的回彈性或彈性模量等性能，此外，並不是所有含橡膠的原料都能與所述防膠劑混合均勻或起到相同作用，因此即便添加防焦劑仍無法有效延緩發生焦燒的時間。
有鑑於上述橡膠產品的製法存在技術缺陷，本創作之目的在於提供一種橡膠產品的製法，其可有效延緩發生焦燒的時間，故能降低、甚至避免生產橡膠產品時出現焦燒現象。
本創作之另一目的在於提供一種橡膠產品的製法，其製程簡單而能符合成本效益，進而更具商業實施的潛力。
為達成前述目的，本創作提供一種防焦性之橡膠產品的製法，其包括步驟(A)至步驟(F)；步驟(A)：齊備一含橡膠的原料；步驟(B)：輸送至少一部分的該含橡膠的原料至第一密閉區段中進行第一混煉程序，得到第一混合物；步驟(C)：輸送該第一混合物至第一開放區段中進行第二混煉程序，得到第二混合物；步驟(D)：輸送該第二混合物至第二密閉區段中進行第三混煉程序，得到第三混合物；步驟(E)：輸送該第三混合物至第二開放區段中進行第四混煉程序，得到一膠料；以及步驟(F)：輸送該膠料至一成型裝置，得到該防焦性之橡膠產品；其中，該第一開放區段和該第二開放區段各自包含至少一組進氣口和出氣口。
本創作通過設置交替的密閉區段和開放區段，由於所述開放區段(例如第一開放區段和第二開放區段)皆包含至少一組進氣口和出氣口，有助於混煉過程的溫度控制，能避免發生溫度急劇升高的情況，因此所述含橡膠的原料可於整體製程中充分混煉，進而可確保所述橡膠產品之製法的焦燒安全性(scorch safety)獲得改善，提高所述橡膠產品的品質和良率。此外，所述橡膠產品之製法能有效簡化整體製程的管控點，具有製程簡單等優點。
依據本創作，所述密閉區段(例如第一密閉區段、第二密閉區段)係指所述區段中未包含任何進氣口和出氣口，而所述密閉區段的型態可以是通道或腔室，但不限於此。
依據本創作，所述開放區段(例如第一開放區段、第二開放區段)係指所述區段中包含至少一組進氣口和出氣口，而所述開放區段的型態可以是通道或腔室，但不限於此。較佳的，所述進氣口和出氣口分別設置於該區段的同一側。
較佳的，該第二混煉程序的溫度小於該第一混煉程序的溫度，但不限於此。較佳的，該第四混煉程序的溫度小於該第一混煉程序的溫度，但不限於此。較佳的，該第三混煉程序的溫度比該第一混煉程序的溫度更高。
在一些實施態樣中，於該步驟(B)中，該第一混煉程序的溫度可大於110℃，較佳的，該第一混煉程序的溫度可大於125℃，但不限於此。
在一些實施態樣中，於該步驟(D)中，該第三混煉程序的溫度可大於140℃，但不限於此。
較佳的，該第一混煉程序的持續時間比該第三混煉程序的持續時間更長。
較佳的，所述第一開放區段和所述第二開放區段各自包含的進氣口可通入一適量氣壓的冷卻氣體，所述冷卻氣體的種類為大氣氣氛或氮氣氣氛，但不限於此。
依據本創作，所述橡膠可以是天然橡膠(natural rubber，NR)、合成橡膠(synthetic rubber)、再生橡膠或其組合。舉例而言，該合成橡膠可包括順式-1,4-聚丁二烯橡膠(又稱順丁橡膠，butadiene rubber，BR)、丁苯橡膠(styrene butadiene rubber，SBR)、氯丁二烯橡膠(chloroprene rubber，CR)、丁腈橡膠(nitrile butadiene rubber，NBR)、三元乙丙橡膠(ethylene propylene diene monomer，EPDM)、丁基異丁烯異戊二烯橡膠(isobutylene isoprene butyl rubber，IIR)等，但不限於此。而再生橡膠是指以橡膠產品生產中已硫化的邊角料或廢棄的橡膠產品為原料、經過再生處理後所獲得之具有可塑性、能重新使用的橡膠。
在不影響本創作之防焦性之橡膠產品的製法的效果之情況下，還可以視不同使用需求，於該步驟(A)的該含橡膠的原料中，進一步包含硫化劑和/或搭配熱塑性塑膠和輔劑，所述輔劑例如促進劑、界面活性劑、阻燃劑、填 料或色料等，但不限於此。舉例而言，所述硫化劑包括硫磺、4，4’-二硫代二嗎啉(4-(4-morpholinyldisulfanyl)morpholine，DTDM)、二異丁基酚(di-tert-butylphenol，DTBP)、叔丁酚醛硫化樹脂(又稱2402樹脂)等，但不限於此；所述熱塑性塑膠包括乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(ethylene vinyl acetate，EVA)、聚乙烯(polyethylene，PE)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene，ABS)等，但不限於此；所述阻燃劑可以是70%氯化蠟等氯系阻燃劑、溴系阻燃劑、磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯等有機磷系阻燃劑，但不限於此；所述填料可以是滑石粉、雲母、氧化鋁、氮化硼、輕質碳酸鈣、重質碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、氫氧化鎂、氫氧化鋁，但不限於此；所述色料可以是二氧化矽、氧化鈦、碳黑等，但不限於此。
依據本創作，該含橡膠的原料包含的各成分可同時(即一次性)加至橡膠產品的製程中。或者，為了使所述原料中除了橡膠成份的其他各成份能更好地分散於橡膠成份中，較佳的，該含橡膠的原料係採用分段的方式加入所述橡膠產品的製程中，例如該含橡膠的原料可分成二等份以上，各等份係分段加至橡膠產品的製程中。
舉例而言，在一些實施態樣中，可於該步驟(B)即輸送所有的該含橡膠的原料於該第一密閉區段中進行該第一混煉程序。
在一些實施態樣中，於該步驟(B)先輸送部分的該含橡膠的原料(例如橡膠、碳黑等部分成份)於該第一密閉區段中進行該第一混煉程序；接著，在該步驟(C)中更包括第二入料步驟，將剩餘的該含橡膠的原料(例如硫化劑和/或促進劑等部分成份)加入該第一開放區段中與該第一混合物一起進行該第二混煉程序；或者，在另一些實施態樣中，於該步驟(B)先輸送二等份中之其中一等份的該含橡膠的原料於該第一密閉區段中進行該第一混煉程序；接著， 在該步驟(C)中更包括第二入料步驟，將剩餘的另一等份之該含橡膠的原料加入該第一開放區段中與該第一混合物一起進行該第二混煉程序，得到該第二混合物。
在另一些實施態樣中，於該步驟(B)先輸送部分的該含橡膠的原料(例如橡膠、碳黑等部分成份)於該第一密閉區段中進行該第一混煉程序；直到該步驟(E)中可再進一步包括第四入料步驟，將剩餘的該含橡膠的原料(例如硫化劑和/或促進劑等)加入該第二開放區段中與該第三混合物一起進行該第四混煉程序，得到該膠料。或者，在另一些實施態樣中，於該步驟(B)先輸送二等份中之其中一等份的該含橡膠的原料於該第一密閉區段中進行該第一混煉程序；接著，直到該步驟(E)可再進一步包括第四入料步驟，將剩餘的另一等份之該含橡膠的原料加入該第二開放區段中與該第三混合物一起進行該第四混煉程序，得到該膠料。
又另一些實施態樣中，在該步驟(C)中更包括所述第二入料步驟且在該步驟(E)中更包括所述第四入料步驟。
此外，可視實際需求，例如欲投入較大量的原料，而適當地增加本創作之防焦性之橡膠產品的製法之密閉區段和開放區段的交替組數。具體而言，可將基本的兩組交替組數(即第一組為第一密閉區段和第一開放區段，第二組為第二密閉區段和第二開放區段)增加成總共三組、四組、或五組等，但不限於此。
在一些實施態樣中，該步驟(E)可更包括步驟(E1)至步驟(E3)，即所述防焦性之橡膠產品的製法總共包含三組所述密閉區段和開放區段的交替組數；步驟(E1)：輸送該第三混合物至該第二開放區段中進行該第四混煉程序，得到第四混合物；步驟(E2)：輸送該第四混合物至第三密閉區段中進行第五混煉程序，得到第五混合物；以及步驟(E3)：輸送該第五混合物至第三開放 區段中進行第六混煉程序，得到該膠料；其中，該第三開放區段包含至少一組進氣口和出氣口。
在另一些實施態樣中，該步驟(E)可更包括步驟(E1)至步驟(E5)，即所述防焦性之橡膠產品的製法總共包含四組所述密閉區段和開放區段的交替組數；步驟(E1)：輸送該第三混合物至該第二開放區段中進行該第四混煉程序，得到第四混合物；步驟(E2)：輸送該第四混合物至第三密閉區段中進行第五混煉程序，得到第五混合物；步驟(E3)：輸送該第五混合物至第三開放區段中進行第六混煉程序，得到第六混合物；該第三開放區段包含至少一組進氣口和出氣口；步驟(E4)：輸送該第六混合物至第四密閉區段中進行第七混煉程序，得到第七混合物；以及步驟(E5)：輸送該第七混合物至第四開放區段中進行第八混煉程序，得到該膠料；該第四開放區段包含至少一組進氣口和出氣口。
依據本創作，該成型裝置並無特別限制；較佳的，該成型裝置可以是射出成型裝置、壓模成型裝置、螺旋擠出成型裝置、或鋼輪出片成型裝置等。
由於本創作所述之防焦性之橡膠產品的製法可確保所述橡膠產品之製法的焦燒安全性獲得改善，因此本創作之製法可採用回收料作為原料之成份，例如採用回收的再生橡膠和/或再生熱塑性塑膠，不僅可降低生產成本，還可實現環保的需求。較佳的，該含橡膠的原料含有佔總重之50重量百分比以上的回收料；更佳的，該含橡膠的原料含有佔總重之100重量百分比的回收料。
另外，本創作的另提供一種如前述防焦性之橡膠產品的製法所製備而得的防焦性之橡膠產品。
11:第一入料口
12:含橡膠的原料
13:第一密閉區段
15:第一開放區段
151:第一進氣口
152:第一出氣口
153:第二入料口
17:第二密閉區段
19:第二開放區段
191:第二進氣口
192:第二出氣口
193:第三入料口
21:成型裝置
S1:步驟
S2:步驟
S3:步驟
S4:步驟
S5:步驟
S6:步驟
圖1為本創作之防焦性之橡膠產品的製法之流程示意圖；圖2為實施例1之防焦性之橡膠產品的製法之側視示意圖；圖3為實施例2之防焦性之橡膠產品的製法之側視示意圖。
以下列舉數種實施例說明本創作之實施方式，熟習此技藝者可經由本說明書之內容輕易地了解本創作所能達成之優點與功效，並且於不悖離本創作之精神下進行各種修飾與變更，以施行或應用本創作之內容。
如圖1所示，本創作之防焦性之橡膠產品的製法包含：步驟S1(即步驟(A))：齊備一含橡膠的原料；步驟S2(即步驟(B))：輸送至少一部分的該含橡膠的原料至第一密閉區段中進行第一混煉程序，得到第一混合物；步驟S3(即步驟(C))：輸送該第一混合物至第一開放區段中進行第二混煉程序，得到第二混合物；步驟S4(即步驟(D))：輸送該第二混合物至第二密閉區段中進行第三混煉程序，得到第三混合物；步驟S5(即步驟(E))：輸送該第三混合物至第二開放區段中進行第四混煉程序，得到一膠料；步驟S6(即步驟(F))：輸送該膠料至一成型裝置，得到該防焦性之橡膠產品。
實施例1
請參考圖2所示，首先，齊備一含橡膠的原料12；所述含橡膠的原料12包括100重量份的橡膠和適量的添加劑(例如碳黑等)。隨後，將全部的含橡膠的原料12從第一入料口11投入並輸送至第一密閉區段13中進行第一混煉程序，得到第一混合物；其中，該第一密閉區段13具有通道的型態，該第一混煉程序的溫度為135℃，該第一混煉程序持續一段時間。接著，輸送該第一混合 物至第一開放區段15中進行第二混煉程序，得到第二混合物；該第一開放區段15包含一組第一進氣口151和第一出氣口152，該第二混煉程序的溫度為110℃至125℃，該第二混煉程序持續一段時間；並且，從該第一進氣口151通入大氣氣氛。接著，輸送該第二混合物至第二密閉區段17中進行第三混煉程序，得到第三混合物；其中，該第二密閉區段17亦具有通道的型態，該第三混煉程序的溫度為155℃，該第三混煉程序持續一段時間，該第一混煉程序的持續時間比該第三混煉程序的持續時間更長。接著，輸送該第三混合物至第二開放區段19中進行第四混煉程序，得到一膠料；該第二開放區段19包含一組第二進氣口191和第二出氣口192，該第四混煉程序的溫度係不大於100℃；並且，從該第二進氣口191通入大氣氣氛。待該第四混煉程序完成後，將所得之膠料輸送至一成型裝置21，最終可得防焦性之橡膠產品I。
實施例2
請參考圖3所示，首先，齊備一含橡膠的原料12；所述含橡膠的原料12包括100重量份的橡膠和適量的添加劑(例如硫化劑或促進劑等)。隨後，將含橡膠的原料12分成三等份，然後將含橡膠的原料12的第一等份從第一入料口11投入並輸送至第一密閉區段13中進行第一混煉程序，得到第一混合物；其中，該第一密閉區段13具有腔室的型態，該第一混煉程序的溫度為135℃，該第一混煉程序持續一段時間。接著，將含橡膠的原料12的第二等份從第二入料口153投入該第一開放區段15中，並與輸送至第一開放區段15的該第一混合物一起進行第二混煉程序，得到第二混合物；該第一開放區段15包含一組第一進氣口151和第一出氣口152，該第二混煉程序的溫度為110℃，該第二混煉程序持續一段時間；從該第一進氣口151通入大氣氣氛。接著，輸送該第二混合物至第二密閉區段17中進行第三混煉程序，得到第三混合物；其中，該第二密閉區段17具有腔室的型態，該第三混煉程序的溫度為155℃，該第三混煉程序持 續一段時間。接著，將含橡膠的原料12的第三等份從第三入料口193投入該第二開放區段19中，並與輸送至第二開放區段19的該第三混合物一起進行第四混煉程序，得到一膠料；該第二開放區段19包含一組第二進氣口191和第二出氣口192，該第四混煉程序的溫度為125℃，該第四混煉程序持續一段時間；從該第二進氣口191通入大氣氣氛。待該第四混煉程序完成後，將所得之膠料輸送至一成型裝置21，最終可得防焦性之橡膠產品II。
綜上所述，本創作之防焦性之橡膠產品的製法，其製程簡單而能符合成本效益，且由於可以減少、甚至不需添加防焦劑而能以更多元的材料組合製得符合各式規格需求的橡膠產品以提高應用潛力；另外，由本創作之製法所製得的防焦性之橡膠產品，確實獲得改善的焦燒安全性，故能提高所述橡膠產品的品質和良率。
上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，惟該實施方式並非用以限定本創作之申請專利範圍；舉凡其他未悖離本創作揭示內容下所完成的變化、修飾等變更，均應包含於本創作涵蓋的專利範圍中。
S1:步驟 S2:步驟 S3:步驟 S4:步驟 S5:步驟 S6:步驟

Claims (7)

  1. 一種防焦性之橡膠產品的製法，其包括以下步驟：步驟(A)：齊備一含橡膠的原料；其中，該含橡膠的原料更包含硫化劑、熱塑性塑膠、輔劑或其組合；步驟(B)：輸送一部分的該含橡膠的原料至第一密閉區段中進行第一混煉程序，得到第一混合物；其中，該第一混煉程序的溫度大於110℃；步驟(C)：輸送該第一混合物至第一開放區段中進行第二混煉程序，得到第二混合物；其中，該步驟(C)中更包括第二入料步驟，將至少一部分的剩餘的該含橡膠的原料加入該第一開放區段中與該第一混合物一起進行該第二混煉程序，得到該第二混合物；步驟(D)：輸送該第二混合物至第二密閉區段中進行第三混煉程序，得到第三混合物；其中，該第三混煉的溫度大於140℃；步驟(E)：輸送該第三混合物至第二開放區段中進行第四混煉程序，得到一膠料；以及步驟(F)：輸送該膠料至一成型裝置，得到該防焦性之橡膠產品；其中，該第一開放區段和該第二開放區段各自包含至少一組進氣口和出氣口。
  2. 如請求項1所述之防焦性之橡膠產品的製法，其中，該步驟(E)中更包括第四入料步驟，將剩餘的該含橡膠的原料加入該第二開放區段中與該第三混合物一起進行該第四混煉程序，得到該膠料。
  3. 如請求項1所述之防焦性之橡膠產品的製法，其中，該步驟(E)包括：步驟(E1)：輸送該第三混合物至該第二開放區段中進行該第四混煉程序，得到第四混合物； 步驟(E2)：輸送該第四混合物至第三密閉區段中進行第五混煉程序，得到第五混合物；以及步驟(E3)：輸送該第五混合物至第三開放區段中進行第六混煉程序，得到該膠料；其中，該第三開放區段包含至少一組進氣口和出氣口。
  4. 如請求項1所述之防焦性之橡膠產品的製法，其中，該第一開放區段的該進氣口和該出氣口設置於該第一開放區段的同一側；該第二開放區段的該進氣口和該出氣口設置於該第二開放區段的同一側。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之防焦性之橡膠產品的製法，其中，該第三混煉程序的溫度比該第一混煉程序的溫度更高。
  6. 如請求項1至4中任一項所述之防焦性之橡膠產品的製法，其中，該第一混煉程序的持續時間比該第三混煉程序的持續時間更長。
  7. 一種防焦性之橡膠產品，其係由請求項1至6中任一項所述之防焦性之橡膠產品的製法製備而得。
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