CN1191152C - 开放式的常压连续卷式聚乙烯发泡体的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种开放式的常压连续卷式聚乙烯发泡体的制造方法，将组成物，经混合装置及薄膜生产装置后，借由发泡装置加热发泡、冷却卷取，制得连续卷式发泡产品；亦可将补强材，经裱糊装置，与已成形胶片贴合后再予发泡并冷却卷取，即得复合卷式发泡产品。具有制法简易、生产效率高、强度均一及无接缝的连续发泡体。

Description

开放式的常压连续卷式聚乙烯发泡体的制造方法

技术领域

本发明关于一种聚乙烯系发泡体的开放式的常压发泡方法，形成发泡气囊均一，且性能优异的连续卷式发泡体。本发明的制法与传统制法比较、不仅制法简易且生产速度快，既可降低成本，又能制出强度均一及无接缝的连续发泡体。本发明的制法所生产的连续卷式发泡体应用范围非常广泛，适用于旅行箱、防护垫、浮板、地垫、玩具、衬片及鞋材等。

背景技术

传统的发泡体制法，通常采用加热高压的密闭方式予以发泡，如台湾专利公告第166585号和第222577号，发泡鞋中底的制程是于模中发泡，为计量射出在一次模内成型初胚，在加热高压发泡成为成型胚，进而将成型胚置入二次模内定型。台湾专利170689号，为于同一模具形成多种成品尺寸的发泡体。传统的发泡技术，均是在高压密闭方式下进行，才能制得发泡气囊均一的高发泡倍率的发泡体，但只能批式生产，存在发泡时间长、生产速度慢且生产步骤多的缺点；而后段加工业者需要用补强材时，需再自行贴合补强材，才可裁切使用，又因两片接合之处无法使用，而生产太多发泡体的废料。市面上所谓的发泡体连续材，如台湾专利公告第183161号，但其所谓的连续材乃是发泡体经裁切成薄片后，再逐片熔接而成，其接合处有外观不良、强度较弱的缺点。整体而言，传统聚乙烯系发泡制法，有生产效率低、成本高、废料多的缺陷，因此开放式常压连续卷式发泡的技术，一直为科学家寻求突破的重点技术。

为了解决传统工业发泡制法的缺点，本发明人经历长时间的探讨研究，创造出本发明的完整卷式连续常压发泡的制法。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种开放式的常压连续卷式聚乙烯发泡体的制造方法，克服现有技术的弊端，达到制法简易、生产效率高、强度均一及无接缝的连续发泡体的目的。

本发明的目的是这样实现的：一种开放式常压连续卷式聚乙烯发泡体的制造方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(一)原料组成物混合炼制步骤：

将组成物的各成分加入混合装置中混合分散，在炼制过程中，温度不要超过发泡剂及交联剂的分解温度，控制在90-170℃；

(二)薄膜制作步骤：

经由炼制完成的胶料出片，经过薄膜生产装置形成胶片，经由冷却卷取，准备进行发泡，于薄膜制作步骤中，该薄膜生产装置的温度控制在170℃以下；

(三)发泡步骤：

经由薄膜生产装置形成的胶片在发泡装置中发泡，其加热发泡的阶段分不同的温度带予以加热，其发泡条件为温度160-250℃，时间为1-4分钟，发泡完成后冷却卷取，即制得本发明的连续卷式发泡体。

所述炼制过程的温度是100-150℃。所述在发泡体若要贴合补强材时，将补强材经由裱糊装置，涂布一层粘接层，并予以烘干，烘干温度为80-140℃。所述补强材亦不经过裱糊制程而直接使用。所述能使用T型模头押出机将糊料涂布在补强材上。所述补强材选自于纤维制品、纸制品、塑胶薄膜或金属箔。该薄膜生产装置的温度是控制在160℃以下。所述薄膜生产装置是压延机、T型摸头押出机、涂布机或吹膜机。所述步骤(二)中所制得的胶片要贴合补强材时，则将形成的胶片与备好的补强材贴合，经由冷却卷取，准备进行发泡。所述有贴合补强材时，将贴合补强材的胶片于发泡装置中发泡，其加热发泡的阶段可分不同的温度带予以加热，其发泡条件为温度160-250℃，时间为1-4分钟，发泡完成后冷却卷取，即得连续卷式发泡体。所述发泡温度为180-230℃，时间为1.5-3分钟。它适用于聚乙烯系发泡体的生产，所述聚乙烯系发泡体指选自下列所构成的族群：聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、功能性聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、聚乙烯一醋酸乙烯酯或其共聚合物。

本实用新型的主要优点是具有形成发泡气囊均一，且性能优异的连续卷式发泡体，制法简易，可在常压下以开放方式连续生产，生产效率高，进而制出强度均一及无接缝的连续发泡体。

下面结合较佳实施例和附图进一步说明。

附图说明

图1是常用发泡体的制造流程示意图。

图2是本发明的制造流程示意图。

图3是本发明的制造流程方块示意图。

图4是本发明的设有补强材的制造流程方块示意图。

具体实施方式

参阅图2-4，本发明的制法的流程，如不需贴补强材，如图3所示；若需贴补强材，则如图4所示，其包括步骤如下：

(一)原料组成物混合炼制步骤：

将各成分加入混合装置中混合分散，在炼制过程中，温度不超过发泡剂及交联剂的分解温度，控制在90-170℃，以100-150℃为较佳的范围。

(二)裱糊步骤：

当发泡体需要补强材时，将补强材直接使用，或将补强材上浆，或在补强材上直接涂布一层糊料作为粘接层，涂布后将补强材卷取备用。

(三)薄膜制作步骤：

经由炼制完成的胶料出片，经过薄膜生产装置形成胶片，或将胶片料与备好的补强材贴合，经由冷却卷取，以备进行发泡。于此阶段制程中，其制造薄膜装置的温度控制在170℃以下，以160℃以下为较佳的条件。

(四)发泡步骤：

经由制造薄膜装置形成的胶片或贴合补强材的胶片，在发泡装置中发泡，其加热发泡的阶段可分不同的温度带予以加热，其发泡条件为温度160-250℃，时间为1-4分钟，所述温度以180-230℃，时间以1.5-3分钟为较佳的条件，发泡完成后冷却卷取，即得连续卷式发泡体。

上述为连续卷式发泡体的制程，其可为各步骤分开进行，亦可四个步骤连续进行，其各步骤之间亦不必有卷取的动作，而在最终完成的步骤再予以卷取。

由上述的叙述，已可确切说明本发明技术的新颖性，具有经济价值，且为工业上实施可行。下面结合具体的实施例与比较例予以详细说明，但本发明并不局限于所列的实施例内容。

实施例1：

本实施例1所使用的组成物：低密度聚乙烯100重量份、偶氮二甲酰胺6份、过氧化二异丙苯0.6份、硬脂酸锌1份。

其加工条件如表1中所示，用混合装置炼制，并经薄膜制造装置，做成厚度1.0毫米的胶片卷，将该胶片卷经过发泡装置发泡。分别测定所获得发泡薄片卷的发泡倍率、气囊状态硬度、拉力强度、伸长率、破裂度，其测定结果显示于表1中。

上述物性依下列方法测定：

发泡气囊状态：

○表示气囊直径为0.3毫米以下，且均一细致；

◇表示气囊大小分布不均；

×表示气囊有破坏现象。

拉力强度：按照标准ASTMD 3574

伸长率：  按照标准ASTMD 3574

破裂强度：按照标准J1SP 8131

剥离强度：按照标准J1SK 6772

实施例2-4

如表1中所示的加工条件，其组成物同实施例1。

实施例5：

如表1中所示的加工条件，其组成物同实施例1，胶片出片后与涂有粘接胶的补强材贴合后发泡。其贴合后的厚度为1.2毫米。其物性的测定项目同实施例1外，增加发体与补强材所构成的族群：聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、功能性聚乙烯、聚乙烯一醋酸乙烯酯及其共聚物。针对发泡倍率的测定，分别于加入发泡剂发泡前、后的厚度中扣除补强材的厚度予以计算。

实施例6-8

如表1中所示的加工条件，其组成物同实施例5。

实施例9

本制程所得到的连续卷式发泡体，如图2所示，由薄膜生产器1制成的薄膜2经发泡后连续卷取，而得连续卷式发泡体3。

比较例1

其组成物如实施例1，加工条件如表2中所示，其制程如传统的射出成型发泡制程，但未贴合补强材。

比较例2-4

其组成物如比较例1，加工条件如表2中所示。

比较例5

其组成物如实施例1，加工条件如表2中所示，其制程如传统的射出成型发泡制程，但另行加工贴合补强材。

比较例6-8

其组成物同比较例5，加工是件如表2中所示。

比较例9

依台湾专利公告第183161号的制法，如图1中所示。将制得的发泡体将裁切成一片片的发泡平板，再将发泡平板两端抵紧，以电热片穿过平板间的端接线，使端接线处迅速熔接，以成为连续发泡平板。

综合以上结果比较如下：

1、由表1的实施例1-4与表2比较例1-4的比较：

本发明的连续卷式的发泡制法与传统的发泡射出成型制法所得的产品，在相同的发泡倍率下其物性相当。但本发明的制法不仅制程简易，可在常压下以开放方式连续生产，生产效率较高。

2、由表1的实施例5-8与表2的比较例5-8的比较：

本发明的连续卷式的发泡制法与传统的发泡射出成型制法所得的产品，在相同的发泡倍率下其部分物性相当，但由于贴合方式的差异，本发明的制法所得的产品的剥离强度比传统的发泡射出成型制法所得的产品要好，显见本发明的制法不仅具有经济效益且产品性质更好。

3、由实施例9与比较例9比较：

市面上有所谓的发泡体连续材，乃是发泡体经截切成薄片后，再逐片熔接而成，其接合处会有外观不良、强度较弱的缺点，而本明的制法能制得强度均一及无接缝的连续卷式发泡体；相比较之下，本发明的制法不仅制程简易，具有经济效益，且产品性质更好。

4、由上述比较结果可知：

本发明的制法与传统制法比较其特点在于制法简易，可在常压下以开放方式连续生产，生产效率高，进而制出强度均一及无接缝的连续发泡体，极具经济价值。

表1、本发明的连续卷式发泡的制造方法的加工条件与物性

		实施例
												1	2	3	4	5	6	7	8
制程(注1)		A				B
										加工条件	炼制温度(℃)	110	130	120	130	110	130	120	130
混炼时间(秒)	90	90	90	90	90	90	90	90
									薄膜制作装置温度(℃)		130	150	130	150	130	150	130	150
发泡温度(℃)	185	185	200	200	185	185	200	200
									发泡时间(秒)		100	150	100	150	100	150	100	150
发泡体物性	发泡倍率(倍)	4.0	5.0	5.5	6.0	4.0	5.0	5.5											6.0
									气囊状态	○	○	○	○	○	○	○	○
	硬度(Shore-A)	48	44	41	38	50	45	41										38
									拉力强度(注2)	3.1	208	202	1.9	133	125	121	110
	伸长率(％)	440	412	370	335	39	37	35										34
									剥离强度(注3)	-	-	-	-	5.7	5.8	5.7	5.9
	破裂强度(注4)	-	-	-	-	40	41	39										40

注1：制程A：指将组成物用混合装置炼制，并经薄膜制造装置制成厚度1.0mm的胶片卷，将该胶片卷经过发泡装置发泡。

制程B：指将组成物用混合装置炼制，并经薄膜制造装置后，与涂有粘接胶的补强材贴合，经发泡装置发泡。其贴合后的厚度为1.2mm。

注2：未加上补强材：测量胶片发泡后的强度(kgf/cm²)。

加以补强材：测量补强材与胶粘接后的强度(kgf/3cm)。

补强材为尼龙布。

注3：布与胶的粘接强度(kgf/3cm)。

注4：胶或布的破裂强度(kgf/cm²)。

表2、传统射出成型发泡的制造方法的加工条件与物性

		比较例
												1	2	3	4	5	6	7	8
制程(注1)		C				D
										加工条件	混合温度(℃)	90	100	90	100	90	100	90	100
塑炼温度(℃)	110	120	110	120	110	120	110	120
									模压温度(℃)		160	160	160	160	160	160	160	160
模压压力(Mpa)	0.75	0.75	0.75	0.75	0.75	0.75	0.75	0.75
									模压时间(分)		10	10	10	10	10	10	10	10
发泡温度(℃)	100	100	120	120	100	100	120	120
									发泡压力(Mpa)		0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
发泡时间(分)	10	15	10	15	10	15	10	15
									发泡体物性		发泡倍率(倍)	4.0	5.0	5.5	6.0	4.0	5.0	5.5	6.0
气囊状态	○	○	○	○	○	○	○	○
										硬度(Shore-A)	50	42	39	37	50	44	42	37
拉力强度(注2)	3.3	2.9	2.0	1.8	130	122	119	110
										伸长率(％)	450	410	365	345	40	38	33	30
剥离强度(注3)	-	-	-	-	4.3	4.4	4.4	4.2
										破裂强度(注4)	-	-	-	-	44	45	44	42

注1：制程C：如传统射出成形的发泡制成，所生产的发泡体再予以裁切成1.0mm的发泡平板。

制程D：如传统射出成形的发泡制成，所生产的发泡体再予以裁切加工并贴合补强材，其贴合后的厚度为1.2mm。

注2：未加上补强材：测量胶片发泡后的强度(kgf/cm²)。

加以补强材：测量补强材与胶粘接后的强度(kgf/3cm)。补强材为尼龙布。

注3：布与胶的粘接强度(kgf/3cm)。

注4：胶或布的破裂强度(kgf/cm²)。

Claims (12)

1、一种开放式常压连续卷式聚乙烯发泡体的制造方法，其特征在于：它包括如下步骤：

(一)原料组成物混合炼制步骤：

将组成物的各成分加入混合装置中混合分散，在炼制过程中，温度不要超过发泡剂及交联剂的分解温度，控制在90-170℃；

(二)薄膜制作步骤：

经由炼制完成的胶料出片，经过薄膜生产装置形成胶片，经由冷却卷取，准备进行发泡，于薄膜制作步骤中，该薄膜生产装置的温度控制在170℃以下；

(三)发泡步骤：

经由薄膜生产装置形成的胶片在发泡装置中发泡，其加热发泡的阶段分为不同的温度带予以加热，其发泡条件为温度160-250℃，时间为1-4分钟，发泡完成后冷却卷取，即制得连续卷式发泡体。

2、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述炼制过程的温度是100-150℃。

3、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述发泡体包括贴合补强材，它是将补强材经由裱糊装置，涂布一层粘接层，并予以烘干，烘干温度为80-140℃。

4、如权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述补强材亦不经过裱糊制程，而直接使用。

5、如权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述涂布一层粘接层是使用T型模头押出机，将糊料涂布在补强材上。

6、如权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述补强材选自于纤维制品、纸制品、塑胶薄膜或金属箔。

7、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：该薄膜生产装置的温度是控制在160℃以下。

8、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述薄膜生产装置是压延机、T型摸头押出机、涂布机或吹膜机。

9、如权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述步骤(二)中所制得的胶片贴合补强材，是将形成的胶片与备好的补强材贴合，经由冷却卷取，准备进行发泡。

10、如权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述贴合补强材，是将贴合补强材的胶片于发泡装置中发泡，其加热发泡的阶段分不同的温度带子以加热，其发泡条件为温度160-250℃，时间为1-4分钟，发泡完成后冷却卷取，即得连续卷式发泡体。

11、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述发泡温度为180-230℃，时间为1.5-3分钟。

12、如权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述聚乙烯发泡体选自下列所构成的族群：聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、功能性聚乙烯、茂金属催化聚乙烯、聚乙烯-醋酸乙烯酯或其共聚合物。