抗靜電高發泡材的製法的製作方法

2023-12-03 06:24:16

專利名稱：抗靜電高發泡材的製法的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種發泡材的製法，特別是涉及一種抗靜電高發泡材的製法。

背景技術：
一般在包裝電子電機零件或具有所述零件的儀器或裝置時，所使用的包裝材除了要質輕以免增加運輸負擔，及要提供可夠緩衝吸震的保護包覆外，為了避免包裝材累積靜電導致所述的電子電機零件受損，因此，必須使用兼具高緩衝、可使靜電消散，及有電磁波幹擾(Electro Magnetic Imterfering，簡稱為EMI)遮蔽等特性的材料製成包裝材，其中，經發泡技術發泡成型的抗靜電發泡材就是普遍被使用在電子產業中的包裝材。
參閱圖1，現有的一種抗靜電發泡材的製法包括有下列步驟 步驟101是將預定比例的基材(例如，乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)或聚乙烯(PE))、導電碳黑及其它添加助劑一起置入一攪拌機混煉攪拌，並經一出片機輾壓製成與押出成型為一母片板材。
步驟102是將該母片板材放置入一發泡成型模具內，並在140kg/cm2160kg/cm2的發泡模壓，與165℃～170℃的發泡溫度下進行模壓發泡。
步驟103是將發泡完成的一發泡成品自該成型模具取出。
步驟104是使該發泡成品冷卻至一適當溫度，就可作為一抗靜電發泡材使用，所製得的該抗靜電發泡材一般是具有106～109Ω-cm的體積電阻，及大於0.1g/cm3的密度。
雖然藉由上述方法所製得的抗靜電發泡材已能夠提供適當的抗靜電效果與可緩衝吸震的包裝特性，但實際上仍存有下列缺失 一、現有製法所製得的該抗靜電發泡材的密度相對較高(密度限制在0.1g/cm3以上)，使所製得的該抗靜電發泡材的質量也較重，除了所使用的原料相對較多外，也較容易增加包裝重量而成為運輸上的負擔，若欲使用如加入界面活性劑或發泡劑等其它方式，使該發泡材的密度降低到小於0.1g/cm3的範圍，則因發泡體出模時，所有分解氣體瞬間釋放，使發泡體發生瞬間膨脹，激烈膨脹容易導致發泡體破洞及撕裂現象，會有破洞不良率增加的情形，同樣會造成原材料的浪費，使現有製法有產品不良率較高與經濟效益較低的缺失。
二、一般抗靜電產品能夠依其不同的體積電阻值而被分為三個等級，分別是(a)導電級(conductive)體積電阻在104～106Ω-cm的範圍，(b)靜電消散級(Electric StaticDissipative)體積電阻在106～108Ω-cm的範圍，(c)抗靜電級(Anti-static)體積電阻在109～1012Ω-cm的範圍，其中，導電級是抗靜電效果最佳的等級，依據前述的分類標準，該現有製法所製得發泡材的體積電阻為106～109Ω-cm，顯示其抗靜電等級最佳只能達到靜電消散級，相對具有抗靜電效果較不佳的缺點。


發明內容
本發明的目的是在提供一種能夠制出具有較佳的抗靜電等級與較小材質密度的發泡材的抗靜電高發泡材的製法。
於是，本發明抗靜電高發泡材的製法包括有下列步驟 一、混煉押出，提供一發泡基材、一導電碳黑及一添加劑組份相混合攪拌，並於一預定溫度下混煉後，押出形成一初胚體； 二、一次模壓發泡，將該初胚體置入一第一發泡成型模具內，在一預定壓力與一預定溫度下成型發泡以製得一第一發泡體； 三、二次模壓發泡，將該第一發泡體自該第一發泡成型模具內取出，並置入一第二發泡成型模具內，在一預定壓力與一預定溫度下成型發泡，以製得一第二發泡體； 四、模內冷卻，使該第二發泡體在該第二發泡成型模具內停留一預定時間，進行冷卻降溫； 五、製得成品，該第二發泡體經降溫處理後，自該第二發泡成型模具取出，形成一抗靜電高發泡材。
本發明的有益效果在於透過上述製法，經過二次模壓發泡，並在模內冷卻後，就能夠製得具有較佳緩衝防震，及能夠有效消除靜電的材質特性的成品，形成比一般抗靜電發泡材效果佳的高抗靜電與低密度的高發泡材，進而能夠對電子零件提供極佳的包裝防護效果，使本發明具有能夠製得品質較佳的抗靜電高發泡材的優點。



圖1是現有抗靜電發泡材的製法的一流程圖； 圖2是本發明抗靜電高發泡材的製法一較佳實施例的一流程圖。

具體實施例方式 下面結合實施例對本發明進行詳細說明 參閱圖2，本發明抗靜電高發泡材的製法該較佳實施例是包括下列步驟 步驟201是混煉押出，提供一發泡基材、一導電碳黑及一添加劑組份，並依預定比例以一攪拌機相混合攪拌後，於100℃～130℃的溫度下進行混煉，再經一出片機押出形成一初胚體。
步驟202是一次模壓發泡，將步驟201所製得的該初胚體置入一第一發泡成型模具內，並分別將壓力設定在125kg/cm2～170kg/cm2的範圍內，及將溫度設定在140℃～155℃的範圍，對該初胚體進行第一次模壓發泡，發泡時間較佳為25～40分鐘，並製得一第一發泡體。
步驟203是二次模壓發泡，將該第一發泡體自該第一發泡成型模具內取出，並置入一第二發泡成型模具內，分別將壓力設定在常壓狀態，及將溫度設定在152℃～158℃的範圍，對該第一發泡體進行第二次模壓發泡，發泡時間較佳為20～50分鐘，並製得一第二發泡體。
步驟204是模內冷卻，使該第二發泡體仍留置在該第二發泡成型模具內，配合特定的冷卻裝置與方式(例如，以冷卻水循環方式)，使該第二發泡體在30～50分鐘的時間間隔內，自152℃～158℃的高溫降低到30℃～80℃的較低溫。
步驟205是製得成品，該第二發泡體經降溫處理後，就能夠較穩定地自該第二發泡成型模具內取出，並形成一抗靜電高發泡材，且該抗靜電高發泡材的密度是為0.04g/cm3～0.09g/cm3，及其體積電阻為105Ω-cm～109Ω-cm。
值得說明的是，在步驟201中所用的發泡基材能夠依實際應用需求，而選自於由下列材料所構成的群組EVA、PE、熱塑性彈性體(Thermoplastic Elastomer，簡稱TPE)，以及其等的組合作為原料，該添加劑組份則包括分散劑、發泡劑、架橋劑、發泡助劑及加工助劑。藉由混摻入該導電碳黑，使該發泡基材具有能夠抗靜電與導電的功能，再配合該添加劑組分中不同化學成分的作用，則能夠使含有該導電碳黑的發泡基材能夠順利發泡形成具預定尺寸與外型的發泡材成品。
實際製造該發泡基材時，會依照所要製造的成品規格，選用適當的成分相混合。下表為配合本發明製法使用的一參考配方，但本發明的製法不應受到該配方限制，在該配方中還顯示有各成分的較佳含量比例，其中，各成分可以選擇使用，不一定要全部使用，可以依所要求的成品規格選用，也就是說每一份量配方中雖然有發泡基材、導電碳黑與添加劑組份作為基本組成，但是作為發泡基材與添加劑組份的實際成分是能夠依照實際需求而選擇使用的。
參考配方
*Engage、DCP、AC-6、N-Znst、YC100、VG301為一般業界使用的成分代號。
在進行下列的具體例與比較例的說明以前，先說明在原料配方中各代號所代表的物質種類與其來源 以下分別就三個依照本發明製法制出該發泡材的具體例，與一個依照現有製法制出該發泡材的比較例為實例，說明以本發明製法所制出成品的特性，及與比較例的差異。
具體例一(二次模壓發泡)

混煉溫度115℃ 一次模壓壓力150kg/cm2 一次模壓溫度150℃ 二次模壓壓力常壓 二次模壓溫度155℃ 具體例二(二次模壓發泡)

混煉溫度120℃ 一次模壓壓力150kg/m2 一次模壓溫度149℃ 二次模壓壓力常壓 二次模壓溫度155℃ 具體例三(二次模壓發泡)

混煉溫度120℃ 一次模壓壓力150kg/cm2 一次模壓溫度151℃ 二次模壓壓力常壓 二次模壓溫度156℃ 比較例(一次模壓發泡)

混煉溫度115℃ 一次模壓壓力150kg/m2 一次模壓溫度165～170℃ 結果
上述具體例一、二、三皆經過如前所述的「混煉押出→一次模壓發泡→二次模壓發泡→模內冷卻→成品取出「的製法而分別製得發泡材A、發泡材B及發泡材C。該比較例則是經過「混煉押出→模壓發泡→成品取出→冷卻「的製法製得發泡材D。所製得的發泡材A、B、C、D再依據CNS5341與ASTM-D257-99的標準方法，分別以比重天秤與高阻計量測其密度與體積電阻值，結果如下 密度與體積電阻量測結果
根據量測結果，能夠看出利用本發明二次模壓發泡所製得的發泡材A、B、C的密度值皆小於0.1g/cm3，顯然比現有一次模壓製法所製得的發泡材D的密度小，且發泡材A、B、C的體積電阻皆落在105～106Ω-cm的範圍內，也比發泡材D的106～107Ω-cm的體積電阻小，顯示藉由本發明製法能夠制出具有較小密度與較低體積電阻值的發泡材成品，使該發泡材成品有高度發泡的特性，並能表現較佳的抗靜電效果。
值得說明的是，如果在比較例(一次模壓發泡)的製程中，為了降低密度(即提高發泡率)，而將使用的發泡劑(在該配方中為AC-6)用量提高到與本發明配方範圍相同的9～14重量份時，則由於該發泡材D出模時，所有分解氣體會瞬間釋放，使該發泡材D的體積相對於在模內時的體積，瞬間膨脹達10～20倍，激烈的膨脹將導致該發泡材D產生破洞及撕裂現象，反而造成該發泡材D的發泡品質不良。採用二次模壓的製程，就能夠先藉由一次模壓發泡將該發泡材A、B、C的尺寸控制在適當的膨脹體積倍率(在該較佳實施例中為3.5～6.5倍)，再將該發泡材A、B、C移置入一第二發泡成型模具，以進一步藉由二次模壓發泡的常壓與加熱到152℃～158℃的發泡條件，使殘留在該發泡材A、B、C內的氣體慢慢釋出，進而使該發泡材A、B、C的尺寸也跟著逐漸膨脹到依配方所設計的尺寸，因此，透過本發明二次模壓製程可以增加該發泡材A、B、C的發泡率，而使發泡材成品的密度顯著降低，同時，還能藉由二次模壓發泡，避免激烈發泡，以維持較佳的發泡品質，使本發明製程確實能製得抗靜電高發泡材。
值得一提的是，本發明製法所制出的發泡材成品良率能夠達到95％以上，在將發泡材成品密度降至小於0.1g/cm3的同時，破洞不良率並不會顯著增加，使本發明製法確實具有能夠實際應用於生產製造的經濟效益。
經由以上說明可以得知，本發明抗靜電高發泡材的製法能夠獲致下述的功效及優點，故確實能達到本發明的目的 一、本發明製法經過二次模壓發泡所製得的該抗靜電高發泡材的密度相對較低(密度能夠控制在0.1g/cm3以下)，使所製得的發泡材成品質量也較輕，除了可以減少原料的使用量外，還能夠利用高發泡的特性達到緩衝防震的保護效果，及減少運輸上的荷重，使本發明具有能夠高度發泡與節省原料成本的優點。
二、本發明製法所制出的發泡材成品，經量測其電阻值多在105～106Ω-cm的範圍內，是屬於抗靜電效果最佳的導電等級，顯示本發明製法藉由二次模壓與模內冷卻的製程設計，除了有較高的發泡率外，還能夠制出具有較佳抗靜電特性的發泡材，使本發明具有能夠提升產品品質的優點。
權利要求
1. 一種抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於該抗靜電高發泡材的製法包括有下列步驟
一、混煉押出，提供一發泡基材、一導電碳黑及一添加劑組份相混合攪拌，並於一預定溫度下混煉後，押出形成一初胚體；
二、一次模壓發泡，將該初胚體置入一第一發泡成型模具內，在一預定壓力與一預定溫度下成型發泡以製得一第一發泡體；
三、二次模壓發泡，將該第一發泡體自該第一發泡成型模具內取出，並置入一第二發泡成型模具內，在一預定壓力與一預定溫度下成型發泡，以製得一第二發泡體；
四、模內冷卻，使該第二發泡體在該第二發泡成型模具內停留一預定時間，進行冷卻降溫；
五、製得成品，該第二發泡體經降溫處理後，自該第二發泡成型模具取出，形成一抗靜電高發泡材。
2. 如權利要求1所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟一中的該發泡基材、導電碳黑與添加劑組份是在100℃～130℃的溫度下進行混煉。
3. 如權利要求1所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟二進行一次模壓發泡的壓力為125kg/cm2～170kg/cm2，及進行一次模壓發泡的溫度為140℃～155℃。
4. 如權利要求3所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟二進行一次模壓發泡的時間為25～40分鐘。
5. 如權利要求1所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟三進行二次模壓發泡的壓力為常壓，及進行二次模壓發泡的溫度為152℃～158℃。
6. 如權利要求5所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟三進行二次模壓發泡的時間為20～50分鐘。
7. 如權利要求1所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟四進行模內冷卻時，該第二發泡體在該第二發泡成型模具內的停留時間是30～50分鐘。
8. 如權利要求7所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟四進行模內冷卻是使該第二發泡體降溫至30～80℃。
9. 如權利要求1所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟五所製得的該抗靜電高發泡材的密度為0.04g/cm3～0.09g/cm3，及其體積電阻為105Ω-cm～109Ω-cm。
10. 如權利要求1所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟一中所用的該發泡基材是選自於由下列所構成的群組乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚乙烯、熱塑性彈性體，以及其等的組合。
11. 如權利要求10所述的抗靜電高發泡材的製法，其特徵在於步驟一中所用的該添加劑組份包括分散劑、發泡劑、架橋劑、發泡助劑及加工助劑。
全文摘要
本發明公開了一種抗靜電高發泡材的製法，包括下列步驟提供一發泡基材、一導電碳黑及一添加劑組份相混合以進行混煉並押出形成一初胚體，再將該初胚體置入一第一發泡成型模具進行一次模壓發泡以製得一第一發泡體，接著，將該第一發泡體置入一第二發泡成型模具進行二次模壓發泡，以形成一第二發泡體，將該第二發泡體留在模具內進行冷卻，即可製得一抗靜電高發泡材。透過二次模壓與模內冷卻的處理，使製得的成品具有較低的密度與較佳的抗靜電性，因此，使用本發明製法具有能夠進一步提升抗靜電高發泡材的產品品質的特性。
文檔編號B29K23/00GK101259741SQ200710086718
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月6日 優先權日2007年3月6日
發明者李文生 申請人:鎔利興業股份有限公司