TWI363072B - A method for the manufacture of a foamed polymer body - Google Patents

Description

1363072 Π) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明有關一種按照申請專利範圍第1項之序文的發 泡聚合物體之製造方法，及有關一用於施行該方法之設備 。該發泡聚合物體之製造能以一計量之方式藉著射出成型 或連續地藉著擠出發生。 I 【先前技術】 射出成型法及對應設備係敘述在德國專利第0£_八-198 5.3 02 1號中，而該等發泡聚合塑造物能以此方法製成 。一設備將被揭示，該設備包含一習知射出成型機，且以 此射出成型機’ 一物理發泡劑（例如氮 '二氧化碳、水） 能使用一氣體計量系統被導入一聚合溶化物。按照所敘述 之具體實施例，該發泡劑在一環間隙流動之表面被帶入與 該溶化物流動造成接觸，使得藉著擴散發生具有該發泡劑 • 的聚合物之浸漬處理。該環間隙係藉著二中空之圓柱體所 形成，該圓柱體係由燒結金屬所製成，且該發泡劑之一均 質的氣體放出係經過其壁面在一大介面上方成爲可能的。 一模製成份亦可被使用，以代替一聚合溶化物，其藉 著混合二分量被帶入一可處理之狀態，於該狀態中，該模 製成份係以一計量方式供給進入一成形工具之孔腔，及在 此同時以一交聯反應發泡。用於一想要發泡程度所需要之 未發泡模製成份之數量係藉著該計量操作配成適當份量。 於處理之前’該模製成份係以二分開容置分量之形式呈現 -5- (2) (2)1363072 ，每一分量包含用於進行該交聯反應之局部機制，且藉著 這些局部機制而不同。爲處理之目的，該二模製成份分量 被混合供製備。於聚氨基甲酸酯PUR之製造中，用於此 二分量之模製成份的範例是液體矽酮橡膠LSR及反應混 合物。 LSR係一像漿糊之成份，其能在一射出成型機上藉著 一特別之泵吸及計量技術被處理成模製零件。LSR係一在 升高之溫度（在大約攝氏150-200度）下交聯的矽酮橡膠 ，換句話說一所謂“高溫硫化矽酮橡膠”或簡稱“ HTV 矽酮橡膠”。該模製成份分量未能個別地反應。發生交聯 反應之模製成份係藉著混合該等分量及升高該溫度所建立 。此反應譬如發生爲一白金催化增加交聯，其中一聚矽氧 烷與一交聯劑（由短聚合物鏈所組成）及在一鉑觸媒之影 響下反應。該交聯劑及該觸媒是用於進行該交聯反應之局 部機制，及形成一交聯劑之二分量。 化學發泡劑被用於橡膠處理中之發泡，其中發泡氣體 係藉著熱引發分解所建立。泡沫由一橡膠質量中之發泡氣 體形成，而仍可於該交聯（硫化作用）之前流動。此方法 不能用於LSR之發泡，因爲相較於橡膠發泡中所使用之 發泡劑的分解，該交聯反應在用於形成發泡氣體所需之溫 度程度下運轉太快，致使同時之交聯及發泡係不可能的。 PUR係一反應塑膠，其係藉著混合二液體反應物所建 立。這些模製成份分量是多元醇（具有數個醇基團之化學 化合物）及多異氰酸酯。一胺基甲酸酯基團係於該反應中 -6- (3) 1363072 被建立’其中藉著由每一醇基團及異氰酸酯 成反應發生交聯。以PUR，該二反應物係該 部機制。在此亦有一觸媒，其係混合進入該 之一。 【發明內容】 本發明之目的係提供一發泡聚合物體的 • 係適合使用LSR或PUR，譬如當作一可發 ’並使泡沫之產生大部份必需與一交聯反應 此目的係藉著申請專利範圍第1項所界定之 由一模製成份製造發泡聚合物體之方法 工具進行，其中一交聯反應及一發泡泡沬之 生。在一模製成份的處理之前，其係以二分 形式呈現，每一分量包含用於進行該交聯反 及藉著這些局部機制而不同。爲處理之故， • 分量係混合供製備。該二分量係在升高之壓 之最初在二流動中分開地運送。於此製程中 僅只該等分量之一係以一發泡劑浸漬，特別 泡流體。在該浸漬處理之後，該二流動係仍 力下結合及在此製程中混合。最後，藉著混 應混合物係連續地擠製，而降低該壓力，或 射入該成形工具之孔腔。該孔腔係選擇性地 交聯反應之加速度。 於LSR之處理中，在周圍之溫度下， 群基團之聚加 交聯反應之局 模製成份分量 製造方法，其 泡之模製成份 同時地發生。 方法所滿足。 係使用一成形 形成同時地發 開容置分量之 應之局部機制 該二模製成份 力下於該製備 ，兩分量、或 是以一物理發 然在升高之壓 合所形成之反 以計量之方式 加熱，用於該 既然該交聯反 (4) 1363072 應在此溫度下極緩慢地發生，該反應混合物亦能以該發泡 流體浸漬。於此製程中，其優點係該技術製程之複雜性係 低的。 對比之下’於另一 δ(Β點中’既然該分開之模製成份分 量不能夠反應’按照本發明之方法係有利的。如果在該浸 漬處理中發生附帶事件，所使用之浸漬處理裝置不會藉著 交聯模製成份造成不能操作。因此，於具有一簡單之技術 φ 製程的方法中，該操作安全性係較大。此外，修護費力之 事係較小的；特別是在該方法之中斷時，省卻費時及損耗 材料之沖洗程序。 申請專利範圍第2至5項之附屬項有關按照本發明的 方法之有利具體實施例。用於進行按照本發明的方法之設 備是申請專利範圍第6至10項之主題。 【實施方式】 • —可進行按照本發明之方法的設備1係於圖1中顯示 爲一槪要方塊圖。用於模製成份分量Α及Β之貯槽11及 1 2係分別經由幫浦1 1 a，1 1 b連接至浸漬裝置2 a及2 b (亦 可僅只提供一浸漬裝置）。參考圖2及3敘述一用於該浸 漬裝置2a，2b之具體實施例2。按照本發明所發泡之聚合 物體或模製聚合零件可藉著一射出成型機、該等裝置 2a，2b及一混合裝置3製成。於一成形工具5中，該發泡 係與一交聯反應同時地進行。以一擠出工具，該方法之一 新版本係亦可能的。 (5) 1363072 在該模製成份的處理之前，其係以二分 及B之形式呈現。它們每一分量包含局部機 ' 該交聯反應；它們藉著這些局部機制而不同 .·，該二模製成份分量A及B係在該混合裝置 備。按照本發明，於二流動中，在升高之壓 泡劑，特別藉著一物理發泡流體C，該二分 亦僅只分量A，B之一）係在該製備之最初分 φ 流體C係使用一幫浦13a (或壓縮機）由- —管線132’及入口短管132餵入該浸漬裝覆 分量A及B之一係更易於浸漬，其僅只浸漬 。於該混合裝置3中之隨後統一中，該發泡 分佈在待發泡之整個模製成份中。 在該二分量或僅只該等分量之一的浸漬 等分量A及B之流動經過管線32a，32b被運 裝置3，在此它們被結合及再者在升高之壓 # 後，該混合物係以一計量方式注射進入該成 孔腔，同時降低該壓力。該孔腔被加熱， 理上加速該交聯反應。包含一計量設備及一 未示出-，一連接裝置4係隨後連接至該湏 節流器噴嘴通入該成形工具5之孔腔。該已 份能夠在該連接裝置4中藉著一運送裝置被 工具5，譬如使用一塑化單元之螺旋推進器 濃度之補償發生在此一運送裝置（通常，大 )中，且以一充分長之暫留時間，導致此濃 開容置分量A 制，用於進行 。爲處理之故 3中混合供製 力下藉著一發 量A及B (或 開地浸漬，該 貯槽13經過 t 2a，2b。如果 之可爲有利的 流體C係接著 處理之後，該 送進入該混合 力下混合。最 形工具5之一 ，在LSR之處 節流器噴嘴-合裝置3。該 製備之模製成 運送至該成形 。該發泡流體 部份由於擴散 度之均質化， (7) 1363072 上游及被平行地連接於該設備1中。此一浸漬裝置2係藉 著圖2所顯示，並已經局部由DE-C- 1 0 1 50 329得知，（ 然而，一反應混合物之個別分量A或B的浸漬處理未設有 所敘述之裝置，但爲一聚合物溶化物）：於該左手區域中 ，如一縱向剖面，且於該右手區域中，如一側視圖。一相 同型式之裝置2—有利地是於尺寸中多少較大一亦可被用 於該混合裝置3。一經過該裝置2之橫截面係按照圖2中 B 之剖線III-III顯示在圖3中。 該浸漬裝置2包含以下之零組件：一圓柱形混合室 2 1之外殻20，在其內側配置該靜態攪拌器元件22 ;及連 接短管20a,2〇b，其用於待浸漬之成份；此外一管狀壁面 23(或套管23)，其位於該外殼20及該混合室21之間 ，並由一多小孔材料（譬如由燒結金屬顆粒）所製成。能 在壓力之下餵入之發泡流體C可經過該壁面23均一地分 佈在該混合室21之夾.套表面上方。在該管狀壁面23之外 φ 部表面上方，經過該等短管132餵入之發泡流體C切線及 軸向地流經一環間隙24。間隔元件（未示出）係配置在 該環間隙24中。如果該發泡流體C於該環間隙24中之一 不足分佈造成此需要，取代該一入口短管132，亦可提供 複數短管132。除了該連接短管20a，20b以外，能提供額 外之短管（未示出），一額外之添加劑能經過該等短管被 運送進入該混合室21。 一用於熱傳送媒介之通道系統6係整合（藉著箭頭 7,7’所示）在該外殼20中，特別是一用於冷卻劑之通道 (8) 1363072 系統’於該浸漬處理期間，熱量能由藉著該攪拌器元件 22所處理之模製成份分量A或B被帶離。在一強烈之混 合時，其中由於內摩擦發生高剪力及對應之局部溫度增加 ，冷卻係需要，以致交聯業已不會於該混合裝置3中開始 。該通道系統6包含軸向通道61，其係在該浸漬裝置2 之兩端經由環通道60平行地連接及係彼此連接。該冷卻 劑係經過一入口短管60a餵入所示環通道60。位在圖3 B 之橫截面示中未示出的側面上之一出口短管6 0b在此係藉 著虛線所指示。取代該八通道61，四通道係亦充足的， 譬如，其能夠串連。對比於所顯示者，該外殼20必需由 數個零件所組成，以致可在施工中製成該通道系統6。 該攪拌器元件22有利地具有交錯腹板（技術人員熟 悉之“ SMX”結構）之一習知設計。每一鄰接之攪拌器元 件22係以一有角度之方式相對彼此偏置達90度。以此設 計，待浸漬之成份係連續地帶離該外圍（該混合室21之 φ 夾套表面）進入該混合室21之內部，在此發泡流體C係 藉著該壁面23所吸收，且一反之亦然-仍然必需進一步 以發泡流體C充滿之成份被運送出該混合室21之內部至 該外圍。 於參考圖2及3所敘述之按照本發明方法的具體實施 例中浸漬處理係於一圓柱形混合室2 1中進行。此方法步 驟亦可於一環形混合室中進行，諸如由該最初著名之DE-A-198 53 021 得知者。 於此製程中，該發泡流體被經由該混合室之內部及外 -12- ⑧ (9) (9)1363072 部夾套表面帶入與待浸漬之成份造成接觸。如果該環間隙 係緊密的，能發生該發泡流體C之混合，而不需靜態混合 元件。 【圖式簡單說明】 本發明將在下文參考該等圖面作說明。在此顯示： 圖1係一設備之槪要方塊圖，並可用該設備進行按照 本發明之方法； 圖2係一浸漬裝置，並顯示爲一縱向剖面或一側視圖 :及 圖3係經過圖2之裝置的剖面圖。 【主要元件符號說明】 1 設 備 2 具 體 實 施例 2 a 浸 漬 裝 置 2b 浸 漬 裝 置 3 .混 合 裝 置 4 連 接 裝 置 5 成形 工 具 1363072

(10) 11a 幫浦 lib 幫浦 12 貯槽 13 貯槽 13a 幫浦 20 外殼 20a 短管 20b 短管 2 1 混合室 22 攪拌器元件 23 壁面 24 環間隙 32a 管線 3 2b 管線 60 環通道 60a 短管 60b 短管 6 1 通道 132 短管 1325 管線 1335 管線 ⑧

Claims (1)

1363072 .函 观 y. 2 ί- 年月曰修正本 附件5Α :第094114734號申請專利範圍修正本 民國100年9'月21日修正 十、申請專利範圍 1. 一種由模製成份製造發泡聚合物體之方法，該模製 成份同時以交聯反應於一成形工具（5)中發泡，其中在 該模製成份的處理之前，其係以二分開容置之分量（Α，Β )的形式存在，藉此’第一分量（Α)是聚矽氧烷或聚醇 φ ’且第二分量（B)是交聯劑或聚異氰酸酯，每一分量（ A，B )包含用於進行該交聯反應之局部機制，且該等分量 藉著這些局部機制而不同，同時爲處理之故，該二模製成 份分量被混合供製備， 其特徵爲在該製備之起初，該二分量（A，B)係在升 高之壓力下於二流動中分開地運送，且於此製程中，在兩 分量或僅只在該二分量之一以物理發泡劑（C)進行一浸 漬處理；其中，在該浸漬處理之後，該二流動（32a，32b φ )係仍然在升高之壓力下結合及被混合；及其中，最後， 藉著該混合所形成之反應混合物被同時降低該壓力地連續 擠出’或以一計量方式被注入該成形工具之一孔腔，並選 擇性地加熱該孔腔，以加速該交聯反應。 2. 如申請專利範圍第丨項由模製成份製造發泡聚合物 體之方法，其中該物理發泡劑（C)是惰性氣體中的至少 —種’譬如二氧化碳、氮氣、或碳氫化合物例如戊烷。 3. 如申請專利範圍第丨或2項由模製成份製造發泡聚 合物體之方法，其中使用靜態攪拌器（21，22 )進行浸漬 1363072 處理和該兩流動的混合。 4·如申請專利範圍第1或2項由模製成份製造發泡聚 合物體之方法，其中用於進行該交聯反應之局部機制係一 交聯劑之二分量；或其中該局部機制係藉著該交聯反應之 二反應物所提供。 5. 如申請專利範圍第1或2項由模製成份製造發泡聚 合物體之方法，其中至少另一添加劑，譬如一染料或一可 有效當作觸媒之物質，與該浸漬處理同時混合進入該模製 成份分量（Α,Β )。 6. 如申請專利範圍第1或2項由模製成份製造發泡聚 合物體之方法，其中 在升高溫度下交聯之一液態矽酮橡膠LSR、一 “固體 (HTV)矽酮橡膠”被處理成該模製成份；其中該物理發 泡劑（C )可在混合該已浸漬模製成份分量（Α,Β )時被 附帶地傳送；且其中在該混合後，該已製備之模製成份係 藉著一運送裝置運送至該成形工具（5)，及以一計量方 式被注入該成形工具；或 其中一反應混合物被處理供聚亞胺酯PUR之製造， 且其中該混合物緊接在該製備之後以一計量方式被注入該 成形工具（5)，該等混合物分量（Α，Β)已用發泡劑（C )個別地浸漬。 7. 如申請專利範圍第6項由模製成份製造發泡聚合物 體之方法，其中該運送裝置是在塑化單元內的螺旋推進器 -2- 1363072 t 8. —種用於進行如申請專利範圍第1或2項由模製成 份製造發泡聚合物體之方法的設備，其特徵爲用於該二模 製成份分量（A，B)之一流動的至少—浸漬裝置（2a，2b) ，係連接在一混合裝置（3)的上游：及 其中該混合裝置係藉著一連接裝置（4)與一計量裝 置及一節流器噴嘴鄰接，該噴嘴連通一成形工具（5)之 孔腔；或 其中該混合裝置係藉著一擠壓成形工具所鄰接。 9. 如申請專利範圍第8項之設備，其中兩個浸漬裝置 平行地連接。 10. 如申請專利範圍第8項之設備，其中 一螺旋輸送機係配置於該連接裝置（4)中，用於運 送該已浸漬模製成份，使得在攝氏20及40度間之低溫下 ，該輸送機中之反應混合物的暫留時間係相對地長，對於 處理LSR之案例中，其中該聚合物之熱引發交聯僅只發 生在該成形工具（5)中；或 其中該連接裝置（4)被製成使得該反應混合物之暫 留時間係盡可能的短，對於處理PUR之案例中，其中該 聚合物之交聯業已由該模製成份分量（A，B)之混合開始 〇 11. 如申請專利範圍第8項之設備，其中每一浸漬裝 置（2,2a，2b )包含以下零組件： —外殼（20)，其用於一圓筒形或類似環狀間隙之混 合室（21);及一管狀壁面（23)或二面由多小孔材料所 1363072 製成之此等壁面，可在壓力之下被餵入的物理發泡劑（C )經過該壁面均一地分佈在該混合室之夾套表面上方或在 該混合室之內部或外側夾套表面上方。 12. 如申請專利範圍第11項之設備，其中該靜態型攪 拌器元件（22)被配置在該混合室中。 13. 如申請專利範圍第12項之設備，其中一用於熱傳 送媒介（7,7')之通道系統（6 )被整合在該外殼（20 )中 ，且於該浸漬期間’熱量被該熱傳送媒介由受該攪拌器元 件（22)中之剪力所影響的模製成份分量（A，B )帶離。

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