專利名稱：熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，尤其是指一種將聚氨基 甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合以得到硬發(fā)泡材料，并使該硬發(fā)泡材料進(jìn)行 發(fā)泡反應(yīng)以成型出一種無接合縫的成品的方法。
背景技術(shù)：
由于科技的進(jìn)步日新月異，且人們對于生活品質(zhì)的要求也不斷提高，各 行各業(yè)一直致力于研發(fā)更新、更進(jìn)步的產(chǎn)品，以產(chǎn)生更便利的功效。且這一 趨勢不僅局限于高科技產(chǎn)品領(lǐng)域，連與人們生活息息相關(guān)的庶務(wù)用品，借著 人們對其不便利與不良設(shè)計(jì)的抱怨，也被改良而大幅提高其便利性及進(jìn)步 性。這樣使得各制造商在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，是以更好的生活品質(zhì)、更便利的 功能作為設(shè)計(jì)導(dǎo)向。為了迎合消費(fèi)者的需要，現(xiàn)今已有許多不同的材料(例 如發(fā)泡材料)被運(yùn)用在各種產(chǎn)品上，以制造出令使用者更為滿意的商品。
傳統(tǒng)的發(fā)泡材料依其所使用原料的不同，大概可分為塑料發(fā)泡材料及 橡膠發(fā)泡材料等兩種，由于這兩種材料的材質(zhì)特性不同，導(dǎo)致其應(yīng)用領(lǐng)域 也不相同。以傳統(tǒng)的塑料發(fā)泡材料為例，在其發(fā)泡工藝技術(shù)中， 一般均是
以乙烯-醋酸乙烯共聚合物(Ethylene Vinyl Acetate,簡稱EVA)或EVA與聚 乙烯(Polyethylene， PE)的摻合物為主要原料，故所制作出的塑料發(fā)泡材料 除易于在后段加工程序中將其成型為其它復(fù)雜形狀的成品外，還具有配方 簡易、易于著色等優(yōu)點(diǎn)，由于其發(fā)泡工藝及應(yīng)用在相關(guān)產(chǎn)品上的技術(shù)已相 當(dāng)成熟，日常生活中隨處可見的鞋材或地墊材料大多是以這種塑料發(fā)泡材 料所制成，但是，其缺點(diǎn)在于這種塑料發(fā)泡材料本身的彈性與止滑性較差。 至于傳統(tǒng)的另一種橡膠發(fā)泡材料，是一種在常壓(即大氣壓力)狀態(tài)下所
制出的發(fā)泡材料，其是以聚氯乙烯(Polyvinyl Chloride,簡稱PVC)或丁腈 橡膠(Acrylonitrile butadiene rubber,簡稱NBR)摻合物等橡膠類材料為主 要原料，所制作出的橡膠發(fā)泡材料雖可彌補(bǔ)前述塑料發(fā)泡材料的缺點(diǎn)，具 有較佳的彈性及止滑性，而可被應(yīng)用在制作水上浮材或運(yùn)動地墊等產(chǎn)品上。 然而，這種橡膠發(fā)泡材料的配方卻相當(dāng)復(fù)雜，且在制造過程中所產(chǎn)生的粉 塵或化學(xué)物質(zhì)對環(huán)境的污染相當(dāng)大，且所產(chǎn)生的廢料也不易回收，而有逐 漸被禁用的趨勢。除此之外，這種橡膠發(fā)泡材料最大的缺點(diǎn)是在于其后段 的加工程序中很難將其成型為形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。
因此，前述兩種發(fā)泡材料無論是哪一種材料的特性及制作方式均有其 缺失及難以兼顧之處，，故，如何通過改變制作工藝得以在常壓狀態(tài)下連續(xù) 制作出兼具一般橡膠及塑料發(fā)泡材料優(yōu)點(diǎn)的發(fā)泡材料，以有效發(fā)揮各種發(fā) 泡材料的優(yōu)點(diǎn)并擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域，已成為當(dāng)前各制造商所面對的重要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述傳統(tǒng)橡膠、塑料發(fā)泡材料及其發(fā)泡技術(shù)長久以來所存在的 缺失，本案發(fā)明人乃根據(jù)多年的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及研究心得，研發(fā)出本發(fā)明的一 種熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法。
本發(fā)明的一目的在于提供一種熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，以解決 傳統(tǒng)發(fā)泡材料及發(fā)泡技術(shù)所衍生的缺失。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，該方法主要 包括將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合，以得到硬發(fā)泡材料；將該 硬發(fā)泡材料在第一溫度及第一壓力下注入模具中；然后搖動該模具，使硬 發(fā)泡材料在第二溫度及第二壓力下得以均勻成形于該模具內(nèi)；再靜置該模 具，使硬發(fā)泡材料在模具內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，并依模具內(nèi)的形狀成形；待反應(yīng)及 成形完成后，即制作出無接合縫的成品。
根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施方案，所述硬發(fā)泡材料可以是依下列步驟進(jìn)行 混合得到的將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑置入混合裝置內(nèi)；利用該
混合裝置將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料；再將硬化劑
添加到混合裝置內(nèi)，將該硬化劑與發(fā)泡材料混合為硬發(fā)泡材料。
在混合所述聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑時(shí)，可在2(TC 22'C的溫 度下將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料?；旌媳壤蔀?聚氨基甲酸酯占發(fā)泡材料總重量的98.9% 99.47%、發(fā)泡劑占發(fā)泡材料總 重量的0.5% 1%、催化劑占發(fā)泡材料總重量的0.03% 0.1%。將聚氨基甲 酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料的混合時(shí)間可為20 30分鐘。在將 聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料后，可再在2(TC 22"C的溫 度下將該發(fā)泡材料與硬化劑進(jìn)行混合。在將所述硬化劑與發(fā)泡材料混合為硬 發(fā)泡材料時(shí)，發(fā)泡材料與硬化劑可以1: 0.8 1: 0.95的重量比例進(jìn)行混合。
本發(fā)明的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法中，在將所述硬發(fā)泡材料注入 模具中時(shí)，可將該硬發(fā)泡材料在5(TC 8(TC的第一溫度以及150kg/cm2 200kg/crr^的第一壓力的條件下，自混合裝置的一噴出口注入模具中。在搖 動所述模具時(shí)，可令所述硬發(fā)泡材料在50'C 8(TC的第二溫度以及第二壓 力為常壓的條件下得以均勻成形于該模具內(nèi)。
本發(fā)明的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法中，所述硬發(fā)泡材料在進(jìn)行反 應(yīng)后與進(jìn)行反應(yīng)前，其體積可有2.5 3,3倍的膨脹。
利用本發(fā)明的方法所制出的無接合縫的成品除有防潮、防火的功能外， 并且兼?zhèn)湟话阆鹉z發(fā)泡材料所擁有的可控制硬度及耐腐蝕特性，以及一般 塑料發(fā)泡材料所擁有的配方簡易、易著色、易二次加工及可環(huán)保回收再生 等優(yōu)點(diǎn)，這樣，通過本發(fā)明的制造方法，即可完全解決傳統(tǒng)發(fā)泡材料及發(fā) 泡技術(shù)所衍生的缺失。


圖1為本發(fā)明的制造方法的流程圖2為本發(fā)明的無接合縫的成品的示意圖3為本發(fā)明的硬發(fā)泡材料的配制工藝流程圖。
圖中主要符號說明l無接合縫的成品；ll柜體；12柜門；13面盆。
具體實(shí)施例方式
為能對本發(fā)明的目的、發(fā)明理念及技術(shù)原理有更清楚的認(rèn)識與了解， 現(xiàn)列舉具體實(shí)施例并配合附圖，詳細(xì)說明如下
本發(fā)明提供了一種熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，請參閱圖1所示，
該方法是先將聚氨基甲酸酯(Polyurethane，簡稱PU)、發(fā)泡劑及催化劑(如 水)等材料添加在一混合裝置內(nèi)，并混合為硬發(fā)泡材料；即可將該硬發(fā)泡 材料在第一溫度及第一壓力下注入一模具中；再搖動該模具，使硬發(fā)泡材 料在第二溫度及第二壓力下得以均勻成形于該模具內(nèi)；其后靜置該模具， 使硬發(fā)泡材料在該模具進(jìn)行反應(yīng)，并依該模具內(nèi)的形狀成形，待反應(yīng)及成 形完成后，如圖2所示，即可制作出一種無接合縫的成品1。這樣，本發(fā)明 的制造方法不僅具備配方簡易、易著色等優(yōu)點(diǎn)，且可輕易地控制所制出的 無接合縫的成品1的防火、防潮、硬度及耐腐蝕能力，即可在不大幅更動現(xiàn) 有工藝條件的狀態(tài)下，制造出兼具塑料發(fā)泡材料及橡膠發(fā)泡材料優(yōu)點(diǎn)的無 接合縫的成品1，并可避免制造過程中所產(chǎn)生的廢棄物對環(huán)境造成的污染。 為能更進(jìn)一步了解本發(fā)明的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，請?jiān)賲㈤?圖l所示，現(xiàn)依照該制造方法的步驟依序說明各步驟的細(xì)節(jié)如下-(101)將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為硬發(fā)泡材料；
在本發(fā)明的一實(shí)施例中，請參閱圖3所示，該硬發(fā)泡材料是依 下列步驟進(jìn)行混合
(301) 將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑置入一混合裝置內(nèi)；
(302) 令該混合裝置將所述聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合 為發(fā)泡材料；及
(303) 再將硬化劑添加到該混合裝置內(nèi)，將該硬化劑與該發(fā)泡材 料混合為硬發(fā)泡材料。
在該實(shí)施例中，所述混合裝置可為一般混合(kneader)、混練
(roll mill)、雙滾輪混練(two-roll mill )、萬馬力混練(Banbury mixer)
或PU發(fā)泡混合機(jī)等類的混合設(shè)備。在混合發(fā)泡材料時(shí)，混合裝置內(nèi) 是在介于2(TC至22'C的溫度下對所述聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化 劑進(jìn)行混合；混合時(shí)間可為20 30分鐘。此外，該方法在混合出所 述發(fā)泡材料后，也在介于2(TC至22'C的溫度下對該發(fā)泡材料與所述 硬化劑進(jìn)行混合。
在本發(fā)明中，所述聚氨基甲酸酯的生成原料的化學(xué)組成成分(例 如二異氰酸醴原子團(tuán)(—NCO)、長鏈二醇(polyol)及二異氰酸 鹽(Diisocyanate))具有多樣性，而使聚氨基甲酸酯兼具橡膠、塑 料與纖維的特性，并使其在加工上具有非常好的選擇彈性，而所述 硬化劑添加在所述發(fā)泡材料內(nèi)，可用以控制發(fā)泡材料在發(fā)泡后所需 維持的硬度。
本發(fā)明的方法中，所用發(fā)泡劑、催化劑、硬化劑均可為本領(lǐng)域 中常規(guī)使用的發(fā)泡劑、催化劑和硬化劑。
在該實(shí)施例中，所述聚氨基甲酸酯占所述發(fā)泡材料總重量的百 分比是介于98.9%至99.47%之間，所述發(fā)泡劑占發(fā)泡材料總重量的 百分比是介于0.5%至1%之間，所述催化劑占發(fā)泡材料總重量的百 分比是介于0.03%至0.1%之間，而所述發(fā)泡材料與硬化劑的混合重 量比例是介于l: 0.8至l: 0.95之間。
(102) 將該硬發(fā)泡材料在第一溫度及第一壓力下注入模具中；
本實(shí)施例中，在將硬發(fā)泡材料注入模具中時(shí)，是將該硬發(fā)泡材 料在介于50"C至8CTC間的第一溫度以及介于150kg/cr^至200kg/cm2 間的第一壓力的條件下，自混合裝置的一噴出口注入模具內(nèi)。
(103) 搖動該模具，令所述硬發(fā)泡材料在第二溫度及第二壓力下得以均勻成
形于該模具內(nèi)；
在本實(shí)施例中，步驟(103)在搖動模具時(shí)是令硬發(fā)泡材料在介于 50'C至8(TC間的第二溫度以及常壓(將硬發(fā)泡材料注入模具后，模具
會留一個(gè)溢流口，令多余物料或模具內(nèi)的空氣流出，因此此時(shí)的壓力 應(yīng)為一般大氣壓力，即常壓)的條件下得以均勻成形于該模具內(nèi)。該 步驟中對搖動時(shí)間沒有特別限制，能使硬發(fā)泡材料均勻附著在模具壁 面即可。這樣，依前述步驟的制作，可使該硬發(fā)泡材料在進(jìn)行反應(yīng)后
與進(jìn)行反應(yīng)前，其體積有膨脹，體積膨脹比例介于2.5至3.3倍之間。 (104)靜置該模具，令硬發(fā)泡材料在模具內(nèi)反應(yīng)并依模具內(nèi)的形狀成形；
靜置時(shí)可控制模具的溫度為5(TC至80°C。硬發(fā)泡材料在模具內(nèi) 靜置所需的適當(dāng)時(shí)間需視硬發(fā)泡材料的份量而定其長短， 一般在介 于15至20分鐘的時(shí)間內(nèi)，可完全使該硬發(fā)泡材料在模具內(nèi)完全發(fā) 泡，但，依無接合縫的成品1體積大小的差異，該硬發(fā)泡材料的靜 置時(shí)間略有不同，例如無接合縫的成品1體積在100至200cm3間， 所需的靜置時(shí)間僅約15分鐘；無接合縫的成品1為200至300cm3 間，所需的靜置時(shí)間約20分鐘，這樣，在靜置之后，即可制出已成 型為固態(tài)的無接合縫的成品1。該實(shí)施例中，硬發(fā)泡材料在模具中靜 置一適當(dāng)時(shí)間完全發(fā)泡后的溫度約在卯'C至IO(TC之間。
實(shí)際上，僅在該硬發(fā)泡材料成型的厚度不同時(shí)，對于靜置時(shí)間 的長短才有較大的影響，如當(dāng)硬發(fā)泡材料成型的厚度在10mm以 內(nèi)，其發(fā)泡后的溫度約為9(TC至IO(TC，該硬發(fā)泡材料靜置在溫度 約為50'C的模具內(nèi)約僅需15分鐘的靜置時(shí)間；當(dāng)硬發(fā)泡材料成型的 厚度介于10至25mm間，其發(fā)泡后的溫度約為9(TC至IOO"C，該硬 發(fā)泡材料靜置在溫度約為6(TC的模具內(nèi)約需25分鐘的靜置時(shí)間； 而當(dāng)硬發(fā)泡材料成型的厚度在25mm以上，且其發(fā)泡后的溫度約為 90。C至IO(TC，該硬發(fā)泡材料靜置在溫度約為7(TC至80'C間的模具 內(nèi)，約需25至30分鐘的靜置時(shí)間。 (105)待反應(yīng)及成形完成后，即制作出無接合縫的成品1。
在該實(shí)施例中，無接合縫的成品1自模具取出后，即成為外觀完整的 產(chǎn)品，請?jiān)賲㈤唸D2所示，該無接合縫的成品1可為一面盆浴柜的主體，
即具有前述兼具塑料發(fā)泡材料及橡膠發(fā)泡材料等優(yōu)點(diǎn)，此外，為美化該無 接合縫的成品1的外觀，可在該無接合縫的成品1上打磨、噴、漆或貼皮(如 各樣式、各形態(tài)、色澤的木質(zhì)條紋)，以呈現(xiàn)不同的外觀，并可在該無接
合縫的成品1上裝設(shè)多個(gè)柜門12或一面盆13，以組成一面盆浴柜。
在此必須說明的是以上所述僅為本發(fā)明的一最佳實(shí)施例，本發(fā)明在 實(shí)際實(shí)施時(shí)，所述無接合縫的成品1泛指料理盤、鏡框、茶盤、浴桶、浴 室用的柜子、鞋柜、衣柜…等具有容積的成品，且該成品1的蕭氏硬度介
于60 80HS間。而傳統(tǒng)裝潢用的PU發(fā)泡裝飾線板、床頭板…等無容積的 產(chǎn)品，則非本發(fā)明所稱的無接合縫的成品1。
綜上所述，本發(fā)明所提供的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，可達(dá)到下
列目的、功效
1. 可在無需大幅改變傳統(tǒng)發(fā)泡工藝條件的狀態(tài)下，以一體成型的方式
制出無接合縫的成品；
2. 可避免產(chǎn)生出含PVC的不符合環(huán)保要求的廢棄物；
3. 本發(fā)明的制造方法不僅具備配方簡易、易著色等優(yōu)點(diǎn)，且可輕易地 控制所制出的無接合縫的成品的防火、防潮、硬度及耐腐蝕能力；
4. 利用本發(fā)明的制造方法所制出的無接合縫的成品，除有防潮、防火 的功能外，并且兼?zhèn)湟话阆鹉z發(fā)泡材料所擁有的可控制硬度及耐腐蝕特性， 以及一般塑料發(fā)泡材料所擁有的配方簡易、易著色、易二次加工及可環(huán)保 回收再生等優(yōu)點(diǎn)；
5. 利用本發(fā)明的制造方法所制出的無接合縫的成品，可在其上輕易加工 成型出形狀或圖案，故適合應(yīng)用在需進(jìn)行壓紋、轉(zhuǎn)印及貼合等設(shè)計(jì)的產(chǎn)品上;
6. 本發(fā)明有效增加了無接合縫的成品在應(yīng)用上的多樣性，例如料理 盤、床頭、鏡框、扶手、地板、茶盤、浴桶…等代替木頭的代木產(chǎn)品。
以上所述僅為本發(fā)明最佳的一具體實(shí)施例，本發(fā)明的技術(shù)特征并不局 限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明領(lǐng)域內(nèi)可輕易思及的變化或 修飾，皆可涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，該方法包括將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合，以得到硬發(fā)泡材料；將該硬發(fā)泡材料在第一溫度及第一壓力下注入模具中；搖動該模具，使硬發(fā)泡材料在第二溫度及第二壓力下得以均勻成形于該模具內(nèi)；靜置該模具，硬發(fā)泡材料在模具內(nèi)進(jìn)行反應(yīng)，并依模具內(nèi)的形狀成形；及待反應(yīng)及成形完成后，即制作出無接合縫的成品。
2、 如權(quán)利要求1所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，所述硬 發(fā)泡材料是依下列步驟進(jìn)行混合得到的將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑置入混合裝置內(nèi)； 利用該混合裝置將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料；及再將硬化劑添加到混合裝置內(nèi)，將該硬化劑與發(fā)泡材料混合為硬發(fā)泡 材料。
3、 如權(quán)利要求2所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，在混合 所述聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑時(shí)，是在2(TC 22'C的溫度下將該聚 氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料。
4、 如權(quán)利要求3所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，在將所 述聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料后，是在2(TC 22'C的 溫度下將該發(fā)泡材料與硬化劑進(jìn)行混合。
5、 如權(quán)利要求2所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，在將所 述硬發(fā)泡材料注入模具中時(shí)，是將該硬發(fā)泡材料在5(TC 8(TC的第一溫度 以及150kg/Cm2 200kg/cm2的第一壓力的條件下，自混合裝置的一噴出口 注入模具中。
6、 如權(quán)利要求2所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，在搖動 所述模具時(shí)，是令所述硬發(fā)泡材料在5(TC 8(TC的第二溫度以及第二壓力 為常壓的條件下得以均勻成形于該模具內(nèi)。
7、 如權(quán)利要求2、 5或6所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中， 所述硬發(fā)泡材料在進(jìn)行反應(yīng)后與進(jìn)行反應(yīng)前，其體積膨脹比例為2.5 3.3。
8、 如權(quán)利要求7所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，將所述 聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料時(shí)，是以聚氨基甲酸酯占 發(fā)泡材料總重量的98.9% 99.47%、發(fā)泡劑占發(fā)泡材料總重量的0.5% 1%、 以及催化劑占發(fā)泡材料總重量的0.03% 0.1%的比例進(jìn)行混合。
9、 如權(quán)利要求8所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，將所述 聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合為發(fā)泡材料時(shí)，是以20 30分鐘的時(shí) 間進(jìn)行混合。
10、 如權(quán)利要求8所述的熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，其中，在將 所述硬化劑與發(fā)泡材料混合為硬發(fā)泡材料時(shí)，所述發(fā)泡材料與硬化劑是以 1: 0.8 1: 0.95的重量比例進(jìn)行混合。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種熱塑性硬質(zhì)發(fā)泡體的制造方法，該方法是先以混合裝置將聚氨基甲酸酯、發(fā)泡劑及催化劑混合，以得到硬發(fā)泡材料；再將該硬發(fā)泡材料注入模具；并搖動該模具，使硬發(fā)泡材料得以均勻成形于該模具內(nèi)；再靜置該模具，使硬發(fā)泡材料在該模具進(jìn)行反應(yīng)，并依該模具內(nèi)的形狀成形，待反應(yīng)及成形完成后，即制作出一種無接合縫的成品。這種制造方法不僅具備配方簡易、易著色等特點(diǎn)，且可輕易控制所制出的無接合縫的成品的防火、防潮、硬度及耐腐蝕的能力。
文檔編號C08L75/00GK101381473SQ20071014924
公開日2009年3月11日 申請日期2007年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月7日
發(fā)明者許連祥 申請人:許連祥