利用加工成形机在聚合物内产生微气泡的加工方法与流程

本发明涉及发泡技术领域，特别是涉及一种利用加工成形机在聚合物内产生微气泡的加工方法。

背景技术：

一般来说，聚合物的发泡方式大致上可以区分成以下三种类型：第一种类型为机械发泡，主要是借助机械的强烈搅拌，使气体均匀地混入聚合物内来形成气泡，第二种类型为物理发泡，主要是利用物理发泡剂在聚合物内所产生的物理变化来形成气泡，第三种类型为化学发泡，主要是利用化学发泡剂在受热后分解释放出的气体来促使聚合物的内部形成气泡。

有别于前述三种方式，如先前有台湾第I233877号专利公告是在输送螺杆内埋设一气体输送管，再在输送螺杆的前端装设多个微孔透气块，当加压气体进入气体输送管内之后会透过一电热器进行间接加热，在经过高温加热后再由各微孔透气块将气体输出至流体聚合物内，使气体随着输送螺杆的搅拌而与流体聚合物混合在一起，最后再注入一模具内，如此即能达到在聚合物内形成气泡的效果。

然而在前述专利公告中，微孔透气块是埋设在透气孔当中且与输送螺杆的表面之间大致上呈现相互齐平的状态，也就是说，微孔透气块只能接触到流体聚合物的表面而无法伸入流体聚合物的内部，所以在输出气体的过程中没有办法让气体能够充分地与流体聚合物进行混合，导致后续在聚合物内所形成的气泡会产生不均匀的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种利用加工成形机在聚合物内产生微气泡的加工方法，其能增加气体与聚合物之间的混合效果，以提升微气泡分布在聚合物内的均匀程度。

为了达成上述目的，本发明第1实施例的加工方法主要是将一微气泡产生元件安装在一模具上。首先驱动一输送螺杆将一流体聚合物推送至该模具内，使该流体聚合物被该微气泡产生元件的多孔部所插设，接着启动一微气泡产生装置来产生一高压高温气体，该高压高温气体在通过该微气泡产生元件的一多孔部之后会在该模具内产生多个微气泡，这些微气泡会跟进入该模具内的流体聚合物进行混合，如此在冷却之后即能得到表面光滑且内部发泡的产品。

本发明第2实施例的加工方法主要是将该微气泡产生元件安装在一固定座上，该固定座介于该输送螺杆与一模具之间。首先驱动该输送螺杆推送该流体聚合物，使该流体聚合物流经该固定座的一流道后被该微气泡产生元件的多孔部所插设，接着启动该微气泡产生装置来产生该高压高温气体，该高压高温气体在通过该微气泡产生元件的多孔部后会在该流道内产生多个微气泡，这些微气泡会跟进入该流道内的流体聚合物进行混合，如此在冷却后即能得到表面光滑且内部发泡的产品。

本发明第3实施例的加工方法主要是将该微气泡产生元件安装在一固定环上，该固定环安装在该输送螺杆的前端。首先驱动该输送螺杆推送该流体聚合物，使该流体聚合部在流动过程中被该微气泡产生元件的多孔部所插设，接着再启动该微气泡产生装置将一高压空气注入该输送螺杆的一气道内，该高压空气在沿着该气道流动的过程中会同时进行加热，该高压气体在完成加热后会从该输送螺杆的气道进入该微气泡产生元件，接着在通过该微气泡产生元件的多孔部后会产生多个微气泡，使该多个微气泡能通过该输送螺杆的转动而与该流体聚合物进行混合。

本发明第4实施例的加工方法主要是将一微气泡产生元件安装在一料管的一出料端上，另外将一液体输送元件安装在该料管的一入料端。首先驱动该输送螺杆推送该流体聚合物，该流体聚合物从该料管的入料端朝该料管的出料端的方向流动的过程中会进行加热且被该微气泡产生元件的多孔部所插设，此时可以使用该液体输送元件对该料管内注入一发泡液体，使该发泡液体跟该流体聚合物进行混合且在流动过程中一起进行加热，接着启动该微气泡产生装置将一高压空气注入该料管的一气道中，使该高压空气沿着该气道流动的过程中同时进行加热，该高压气体在完成加热后会 从该料管的气道进入该微气泡产生元件，在通过该微气泡产生元件的多孔部后会在该料管内产生多个微气泡，这些微气泡能通过该输送螺杆的转动而与该流体聚合物进行混合，此外，该发泡液体在流动过程中会因为加热的关系而逐渐气化，在气化后会在该流体聚合物内产生多个微气泡，两者相互搭配之下即能得到具有良好发泡效果的产品。

附图说明

图1为本发明第1实施例的流程示意图；

图2为本发明第1实施例的微气泡产生装置的结构平面图；

图3为本发明第2实施例的流程示意图；

图4为本发明第3实施例的结构示意图，主要显示逆止环抵靠于输送螺杆的挡止环部时的状态；

图5类同于图4，主要显示逆止环在脱离输送螺杆的挡止环部的状态；

图6为本发明第4实施例的结构示意图；

图7为本发明第5实施例的结构示意图；

图8为本发明第6实施例的结构示意图。

【符号说明】

10 加工成形机

12 流体聚合物

14 模具

16 入口端

20 料管

21 入料端

22 出料端

23 气道

30 加热器

40 输送螺杆

42 气道

44 挡止环部

50 微气泡产生装置

51 加压缸

52 储气缸

53 电热片

54 微气泡产生元件

542 多孔部

55 固定座

552 流道

56 静态混合器

57 固定环

58 逆止环

59 管路

60 液体输送元件

具体实施方式

请先参阅图6，本发明的加工方法是透过一加工成形机10来执行，前述加工成形机10在本实施例中为挤出成形机且包含有一料管20、一加热器30、一输送螺杆40，加热器30装设在料管20的外周缘，用以将固体聚合物熔化成流体聚合物12，输送螺杆40设于料管20内，用以将流体聚合物12往一模具14的方向推送，此外，如图2所示，前述加工成形机10具有一微气泡产生装置50，该微气泡产生装置50可以是空气压缩机或其他等效的空气加压设备，在本实施例中该微气泡产生装置50具有一加压缸51、一储气缸52、多个电热片53，以及多个微气泡产生元件54，加压缸51用来增加自外界注入的空气的压力，储气缸52连接加压缸51，用来储存加压后的空气，电热片53装设在储气缸52的外周缘，用以对储气缸52所储存的空气进行加热，微气泡产生元件54连接于储气缸52，用以输出一高压高温空气。此外，微气泡产生元件54多孔部542的材质可以是金属、陶瓷或金属与陶瓷的混合物，在此并不特别加以限定，在本发明第1实施例中，各微气泡产生元件54安装在模具14的一入口端142且具有一伸入模具14内的多孔部542。

请再参阅图1，本发明第1实施例的加工方法包含有下列步骤：

步骤a)：驱动输送螺杆40将流体聚合物12推送至模具14内，当流体聚合物12流入模具14内后会被微气泡产生元件54的多孔部542所插设。

步骤b)：启动微气泡产生装置50来产生高压高温气体，当高压高温气体在通过微气泡产生元件54的多孔部542后会在流体聚合物12内产生多个微气泡，这些微气泡能与进入模具14内的流体聚合物12进行混合，待冷却后即能得到具有良好发泡效果的聚合物产品。

请再参阅图3，本发明第2实施例的加工方法可以利用挤出成形机或射出成形机来执行，在结构上与前述第1实施例的差异在于各微气泡产生元件54以倾斜方式安装在一固定座55上，固定座55介于输送螺杆40与模具14之间且具有一流道552供流体聚合物12通过，微气泡产生元件54具有一伸入至流道552内的多孔部542，由此，各微气泡产生元件54所产生的微气泡能以低压的方式注入流体聚合物12内，此外，微气泡产生装置50更具有一静态混合器56，静态混合器56安装在固定座55的流道552且介于微气泡产生元件54与模具14之间，用以使微气泡与流体聚合物12之间能够顺利混合。由上述可知，本发明第2实施例的加工方法包含有下列步骤：

步骤a)：驱动输送螺杆40推送流体聚合物12，当流体聚合物12流入固定座55的流道552时会被微气泡产生元件54的多孔部542所插设，接着通过固定座55的流道552后再注入模具14内。

步骤b)：启动微气泡产生装置50来产生高压高温气体，当高压高温气体在通过微气泡产生元件54的多孔部542后会在流体聚合物12内产生多个微气泡，接着通过静态混合器56让这些微气泡能与进入流道552内的流体聚合物12充分混合，待进入模具14进行冷却后即能得到具有良好发泡效果的聚合物产品。

请参阅图4，本发明第3实施例的加工方法是利用挤出成形机来执行，在结构上与前述第1、第2实施例的差异在于各微气泡产生元件54以径向方式安装在一固定环57上，固定环57安装在输送螺杆40的前端，而且，各微气泡产生元件54的多孔部542突出在输送螺杆40的表面，此外，各微气泡产生元件54共同连接一空气压缩机(图中未示出)而形成微气泡 产生装置50，而在该输送螺杆40前端设有一静态混合器56，由上述可知，本发明第3实施例的加工方法包含有下列步骤：

步骤a)：驱动输送螺杆40推送流体聚合物12，使流体聚合物12在流动过程中被微气泡产生元件54的多孔部542所插设。

步骤b)：启动微气泡产生装置50的空气压缩机将一高压空气注入输送螺杆40的一气道42内，使高压空气沿着气道42流动的过程中同时被加热器30进行加热。

步骤c)：高压气体在完成加热后会从输送螺杆40的气道42进入微气泡产生元件54，接着在通过微气泡产生元件54的多孔部542后会产生多个微气泡，使得这些微气泡能通过输送螺杆40的转动而与流体聚合物12进行混合并且更进一步的可以在混合后再经由该静态混合器再一次的混合。

另一方面，输送螺杆40的前端具有一邻设在固定环57的挡止环部44上，且输送螺杆40的前端套设有一逆止环58，如图5所示，当输送螺杆40开始旋转进行储料时，逆止环58会脱离输送螺杆40的挡止环部44，使料管20内能够储存到足够容纳高压高温气体与流体聚合物12的容积，当将流体聚合物12射出至模具14内的过程中，逆止环58会抵靠在输送螺杆40的挡止环部44上，使流体聚合物12不会逆流且可避免微气泡产生元件54的多孔部542被流体聚合物12在高压射出时所产生的细小分子所阻塞。

请参阅图6，本发明第4实施例的加工方法中是利用挤出成形机来执行，在结构上前述各实施例的差异在于微气泡产生元件54安装在料管20的一出料端22且微气泡产生元件54的多孔部542伸入料管20内，此外，各微气泡产生元件54共同连接一空气压缩机(图中未示出)而形成微气泡产生装置50。本发明第4实施例的加工方法包含有下列步骤：

步骤a)：驱动输送螺杆40推送流体聚合物12，流体聚合物12从料管20的入料端21朝料管20的出料端22的方向流动的过程中会被加热器30所加热且被微气泡产生元件54的多孔部542所插设。

步骤b)：启动微气泡产生装置50的空气压缩机将高压空气注入料管20的一气道23内，使高压空气沿着气道23流动的过程中同时被加热器30所加热。

步骤c)：高压气体在完成加热后会从料管20的气道经由一管路59进入微气泡产生元件54，接着在通过微气泡产生元件54的多孔部542后会产生多个微气泡，这些微气泡即可在输送螺杆40的旋转过程中与流体聚合物12进行混合。

另一方面，微气泡产生装置50更具有一液体输送元件60，液体输送元件60安装在料管20的一入料端21且伸入料管20内，由此，在前述步骤a)中，使用液体输送元件60对料管20内注入一发泡液体，让发泡液体跟流体聚合物12进行混合且在流动过程中一起被加热器30所加热，当发泡液体在气化后即可在流体聚合物12内产生多个微气泡，这些微气泡可以配合微气泡产生元件54所产生的微气泡而让聚合物产品具有良好的发泡效果。

在此需要补充说明的是，如图7及图8所示，微气泡产生元件54与液体输送元件60不一定要同时设置，可以根据实际需要而设置其中一个，如图6所示为微气泡产生元件54与液体输送元件60同时设置，而图7所示为仅设置微气泡产生元件54，图8所示则为设置液体输送元件60而无设置微气泡产生元件54的状态，但不论是哪一种设置，两者所产生的微气泡都可以让聚合物产品具有良好的发泡效果，当然以同时设置两个的方式可以达到最佳化的效果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。