TWM543243U - 加熱發泡系統 - Google Patents

Description

加熱發泡系統

本創作係關於一種加熱發泡系統，尤指用於電子束交聯發泡組成物製造方法之加熱系統。

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，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。

習知電子束照射技術，一次僅照射單層發泡片材，電子束照射劑量須隨發泡母板厚度增加而提高，較厚的發泡母板可能因高照射劑量而產熱，同時受輸送機構上輪軸之拉伸，進而造成應力變形，藉由降低輸送機構之速度雖可緩和應力變形的問題，卻也降低生產效率，因此，電子束照射單層發泡母板僅侷限於照射特定厚度之發泡母板；此外，發泡製程中，混煉而得之發泡原料，需先經押製並裁切成片段式發泡母板，再進行交聯反應，該片段式之發泡母板不僅因固定之長度而限制終端產品之應用領域，同時也降低後續發泡製程之效率。

為能改善發泡製程中，使用毒性物質而對環境及人體造成的影響，並解決習知發泡製程效率不佳、發泡成品之應用彈性受限及電子束照射交聯技術之限制，遂針對電子交聯發泡組成物之製造方法進行改良，其依據發泡母板厚度而設定一次照射發泡片狀母板之層數，以提高電子束照射劑量之利用率，並提高生產效率，使電子束照射交聯之技術運用於更廣泛之發泡片材厚度上；本創作提出一加熱發泡系統，以搭配該電子交聯發泡組成物之製造方法使用。

本創作之主要目的，係提供一種加熱發泡系統，其包含至少一垂直爐或至少一水平爐或其組合，可依據發泡倍率及發泡材厚度等特性，決定該些爐體之組合形式。

本創作之另一目的，係提供一種加熱發泡系統，其於加熱爐之爐體中設置至少一個溫控模組，該些溫控模組可獨立溫控且其所使用之加熱方式不拘，意即該些爐體可獨立設定溫度，並將發泡母板以一固定速度輸送，經該些爐體之不同溫度而完成加熱發泡反應，提升發泡效果及效率。

為了達到上述之目的，本創作揭示了一種加熱發泡系統，其包含至少一垂直爐，係包含至少一個溫控模組，該溫控模組控制該垂直爐之溫度；以及至少一捲軸裝置，係設置於該垂直爐之一進料口或一出料口；其中，該捲軸裝置係用以捲動一捲狀發泡母板(roll form foaming board)而輸送至該垂直爐內或自該垂直爐輸送出，並以固定輸送速度行經該垂直爐，透過該些垂直爐所設定之溫度進行發泡反應。

本創作之技術手段進一步包括：至少一垂直爐及至少一水平爐，連接次序及方式不拘，該垂直爐及該水平爐分別包含至少一個溫控模組，分別控制該垂直爐、該水平爐之溫度；一捲軸裝置，係設置於該垂直爐之一進料口或一出料口；以及一輸送機構，係設置於該水平爐內；其中，該捲軸裝置及該輸送機構係用以輸送一捲狀發泡母板(roll form foaming board)至該垂直爐、該水平爐內，並以固定輸送速度行經該垂直爐、該水平爐，透過該垂直爐、該水平爐所設定之溫度進行發泡反應。

本創作之技術手段進一步包括：至少一水平爐，係包含至少一溫控模組，該溫控模組控制該水平爐之溫度；一捲軸裝置，係設置於該水平爐體之一進料口或一出料口；以及一輸送機構，係設置於該水平爐體內；其中，該捲軸裝置及該輸送機構係用以輸送一捲狀發泡母板(roll form foaming board)至該水平爐內，並以固定輸送速度行經該水平爐體，透過該水平爐所設定之溫度進行發泡反應。

為使　貴審查委員對本創作之特徵及所達成之功效有更進一步之瞭解與認識，謹佐以較佳之實施例及配合詳細之說明，說明如後：

本實施案例提供一種加熱發泡系統，其係用於一種電子束交聯發泡組成物之製造方法中；當一捲狀發泡母板經電子束照射進行架橋反應後，接著輸送至該加熱發泡系統，該加熱發泡系統係可依據發泡倍率及發泡材厚度，以至少一個垂直爐或至少一個水平爐組合或以至少一垂直爐及至少一水平爐組合而成，此外，該些爐體可透過溫控模組獨立設定溫度，進而使該捲狀發泡母板於一固定輸送速度下，經由該垂直爐及該水平爐之不同溫度進行發泡反應；本創作之加熱發泡系統，搭配該電子束交聯發泡組成物之製造方法，除可解決習知因片段式發泡母板所造成之發泡成品尺寸限制外，更可提高發泡品質及生產效率。

請參閱第一圖，其係本創作之第一實施例之結構示意圖，如圖所示，一加熱發泡系統10包括：垂直爐100，係串接成一密閉的加熱空間，垂直爐100係包含溫控模組110；捲軸裝置120，設置於垂直爐100之進料口101及一出料口102；捲狀發泡母板130透過捲軸裝置120捲動而垂置於該些垂直爐100內，或透過捲軸裝置121捲動而從垂直爐100輸出，且依箭頭所示之方向進行輸送。

上述之加熱發泡系統10，係用於一種電子束交聯發泡組成物之製造方法中；為了排除習知片段式發泡母板造成發泡成品尺寸之限制，該製造方法於混煉一發泡原料後，將該發泡原料壓製成一發泡母板，接著將該發泡母板捲成捲狀發泡母板130，再以捲狀發泡母板130進行後續電子束交聯反應及加熱發泡反應。

由於捲狀發泡母板130係一連續不間斷型態，可透過兩種方式於垂直爐100中進行輸送；其一係透過捲軸裝置120捲動捲狀發泡母板130，自進料口101輸入而垂置於垂直爐100內；另一係透過捲軸裝置121捲動捲狀發泡母板130，將垂置於該些垂直爐100內之捲狀發泡母板130自出料口102輸出，捲軸裝置120、121除輸送捲狀發泡母板130外，更可進一步控制輸送速度，該輸送速度係介於2~50公尺/分鐘。

此外，加熱發泡反應即透過提高發泡母板之溫度，於聚合物內部形成適當的氣泡密度，而氣泡之生長又與聚合物熔體之黏性、彈性相關；加熱發泡過程主要有三個階段，第一階段為聚合物熔融，當加熱爐溫度達到聚合物之熔點，聚合物即熔解並呈流動態，流動之聚合物必須均勻包覆於發泡劑周圍，如因爐體內溫度不均而導致聚合物熔體流動性改變，將影響氣泡生長均勻性；第二階段為氣泡生長，當聚合物熔體溫度高於發泡劑分解溫度，發泡劑即開始分解並在聚合物內產生氣泡；第三階段為發泡成型，隨氣泡生長持續進行，相鄰之氣泡將彼此聚結，待氣泡密度達到需求時，須快速冷卻以固化，使氣泡結構安定；由上述內容可以知道，發泡的每一階段之需求溫度皆不同，且精準的溫度控制及均勻的加熱方式為影響發泡品質之關鍵因素。

本實施例之垂直爐100，分別設置至少一以上個溫控模組110，並可獨立設定各個爐體之溫度，其溫度控制範圍係介於攝氏100度至攝氏350度，習知水平式加熱爐僅能於單一側設置加熱器，然本實施例之垂直爐100，可於爐體兩側均設置溫控模組110，提昇單一爐體之溫度均勻性，以確保聚合物熔體之流動性及氣泡生長之均勻性，由於每一爐體可個別設定溫度，因此可將捲狀發泡母板130以一固定輸送速度，行經該些垂直爐100，於各個溫度下完成加熱發泡反應，達到提升發泡品質及生產效率之目的。

本創作之加熱發泡系統，可依據發泡倍率及發泡材厚度等需求，決定加熱爐之組合形式；請參閱第二圖，其係本創作之第二實施例之結構示意圖，如圖所示，一加熱發泡系統20包含水平爐200，其由單一水平爐構成，亦可由一個以上之水平爐連接而成，並可以本領域常用之技術將其組裝而不因組裝方式影響加熱發泡系統之效能；溫控模組210，設置於水平爐200內，並可依據需求單側設置或兩側設置；輸送機構220，設置於水平爐200內；以及捲軸裝置120、121，分別設置於進料口201及出料口202。

上述第二實施例進行加熱發泡反應時，係將捲狀發泡母板130透過輸送機構220輸送至水平爐200，並於發泡母板131行經水平爐200之過程中受該捲軸裝置120、121及輸送機構220之推送而以一輸送速度完成加熱發泡；所述之溫控模組210之溫度控制範圍係介於攝氏100度至攝氏350度；所述之輸送速度係介於2~50 公尺/分鐘。

請接續參閱第三圖，其係本創作之第三實施例之結構示意圖，如圖所示，一加熱發泡系統30包含水平爐200及垂直爐201，其係相互連接，但連接處之轉折方向不在此限，並可以本領域常用之技術將其組裝而不因組裝方式影響加熱發泡系統之效能；溫控模組110、210，分別設置於垂直爐100之ㄧ側或兩側，以及水平爐200之ㄧ側或兩側；輸送機構220，設置於該水平爐200內；以及捲軸裝置120、121，分別設置於進料口201及出料口102。

上述第三實施例進行加熱發泡反應時，係將捲狀發泡母板130透過輸送機構220輸送至水平爐200，接著，該捲狀發泡母板131輸送至轉折處時，即垂置於該垂直爐201中，最後，透過捲軸裝置121將發泡母板131自出料口102輸出，並於發泡母板131行經該些爐體之過程中以一輸送速度完成加熱發泡反應。所述輸送速度係介於2~50公尺/分鐘，且所述之溫控模組110、210之溫度控制範圍係介於攝氏100度至攝氏350度。

請接續參閱第四圖，其係本創作之第四實施例之結構示意圖，如圖所示，一加熱發泡系統40係包含垂直爐100，水平爐200係連接於垂直爐100之後，以形成一加熱空間，但連接處之轉折方向不在此限，並可以本領域常用之技術將其組裝而不因組裝方式影響加熱發泡系統之效能；溫控模組110、210，分別設置於垂直爐100之ㄧ側或兩側及水平爐200之ㄧ側；輸送機構250，自轉折處延伸設置於水平爐200內；以及一捲軸裝置120、121，分別設置於進料口101及出料口201。

上述第四實施例進行加熱發泡反應時，係透過捲軸裝置120捲動捲狀發泡母板130，自進料口101輸入並垂置於該垂直爐100內，接著，發泡母板131行經轉折處後，透過該輸送機構250自水平爐200輸出，並於發泡母板131行經該些爐體之過程中以一輸送速度完成加熱發泡反應。所述該輸送速度係介於2~50公尺/分鐘，且所述之溫控模組110、210之溫度控制範圍係介於攝氏100度至攝氏350度。

綜合上述內容可以得知，本創作之加熱發泡系統，係應用於一種電子交聯發泡組成物之製造方法中，該加熱發泡系統可由至少一個垂直爐或至少一個水平爐連接，或由至少一垂直爐或至少一水平爐及其組合連接，形成一加熱空間，並於該些加熱爐內設置至少一個以上溫控模組，使一捲狀發泡母板藉由一輸送機構之輸送或由一捲軸裝置帶動，以固定輸送速度，行經該些爐體，以各爐體獨立設定之溫度完成聚合物熔體軟化、氣泡生長及氣泡結構固化等發泡步驟，藉由優化該些爐體內之溫度均勻性及準確性，達到提升發泡品質及生產效率之目的。

在前揭實施例之結構基礎上，係可以至少一垂直爐或至少一水平爐進行運作，並於該垂直爐或該水平爐內設置至少一個溫控模組，若設置複數個溫控模組時，用以分別控制該垂直爐或該水平爐內其各區段之溫度，使於爐內各區段之不同溫度進行發泡反應，同樣可達其預期之交聯、發泡效果，不再贅述。另，該輸送機構使用於垂直爐與水平爐之組合時其輸送速度係介於2~50公尺/分鐘。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，並非用來限定本創作實施之範圍，舉凡依本創作申請專利範圍所述之形狀、構造、特徵及精神所為之均等變化與修飾，均應包括於本創作之申請專利範圍內。

10‧‧‧加熱發泡系統
100‧‧‧垂直爐
101‧‧‧進料口
102‧‧‧出料口
110‧‧‧溫控模組
120‧‧‧捲軸裝置
121‧‧‧捲軸裝置
130‧‧‧捲狀發泡母板
131‧‧‧發泡母板
20‧‧‧加熱發泡系統
200‧‧‧水平爐
201‧‧‧進料口
202‧‧‧出料口
210‧‧‧溫控模組
220‧‧‧輸送機構
250‧‧‧輸送機構
30‧‧‧加熱發泡系統
40‧‧‧加熱發泡系統

第一圖：其係本創作之第一實施例之結構示意圖； 第二圖：其係本創作之第二實施例之結構示意圖； 第三圖：其係本創作之第三實施例之結構示意圖；以及 第四圖：其係本創作之第四實施例之結構示意圖。

10‧‧‧加熱發泡系統

100‧‧‧垂直爐

101‧‧‧進料口

102‧‧‧出料口

110‧‧‧溫控模組

120‧‧‧捲軸裝置

121‧‧‧捲軸裝置

130‧‧‧捲狀發泡母板

131‧‧‧發泡母板

Claims (12)

1. 一種加熱發泡系統，其係包括： 至少一垂直爐，係包含至少一個溫控模組，該溫控模組控制該垂直爐之溫度；以及 至少一捲軸裝置，係設置於該垂直爐之一進料口或一出料口； 其中，該捲軸裝置係用以捲動一捲狀發泡母板(roll form foaming board)而輸送至該垂直爐內或自該垂直爐輸送出，並以固定之一輸送速度行經該垂直爐，透過該些垂直爐所設定之溫度進行發泡反應。
2. 如申請專利範圍第1項所述之加熱發泡系統，其中該溫控模組之溫度設定範圍係介於攝氏100度至攝氏350度。
3. 如申請專利範圍第1項所述之加熱發泡系統，其中該輸送速度係介於2-50 公尺/分鐘。
4. 如申請專利範圍第1項所述之加熱發泡系統，其中該垂直爐係包括有複數溫控模組，該些溫控模組可獨立設定溫度，該些溫控模組係分別控制該垂直爐之各區段不同溫度。
5. 一種加熱發泡系統，其係包括： 至少一水平爐，係包含至少一溫控模組，該溫控模組控制該水平爐之溫度； 一捲軸裝置，係設置於該水平爐體之一進料口或一出料口；以及 一輸送機構，係設置於該水平爐體內； 其中，該捲軸裝置及該輸送機構係用以輸送一捲狀發泡母板(roll form foaming board)至該水平爐內，並以固定之一輸送速度行經該水平爐體，透過該水平爐所設定之溫度進行發泡反應。
6. 如申請專利範圍第5項所述之加熱發泡系統，其中該溫控模組之溫度設定範圍係介於攝氏100度至攝氏350度。
7. 如申請專利範圍第5項所述之加熱發泡系統，其中該輸送速度係介於2~50 公尺/分鐘。
8. 如申請專利範圍第5項所述之加熱發泡系統，其中該水平爐係包括有複數溫控模組，該些溫控模組可獨立設定溫度，該些溫控模組係分別控制該水平爐之各區段不同溫度。
9. 一種加熱發泡系統，其係包括： 至少一垂直爐及至少一水平爐，該垂直爐及該水平爐分別包含至少一個溫控模組，且該些溫控模組並分別控制該垂直爐、該水平爐之溫度； 一捲軸裝置，係設置於該垂直爐及該水平爐之一進料口或一出料口；以及 一輸送機構，係設置於該水平爐內； 其中，該捲軸裝置及該輸送機構係用以輸送一捲狀發泡母板(roll form foaming board)至該垂直爐、該水平爐內，並以固定之ㄧ輸送速度行經該垂直爐、該水平爐，透過該垂直爐、該水平爐所設定之溫度進行發泡反應。
10. 如申請專利範圍第9項所述之加熱發泡系統，其中該些溫控模組可獨立設定溫度。
11. 如申請專利範圍第9項所述之加熱發泡系統，其中該些溫控模組之溫度設定範圍係介於攝氏100度至攝氏350度。
12. 如申請專利範圍第9項所述之加熱發泡系統，其中該輸送速度係介於2-50 公尺/分鐘。