專利名稱：常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法的制作方法
技術領域：
本發明涉及發泡體的加工方法，特指一種常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法。
常用的熱塑性聚氨酯發泡體的制法，大體分為兩大類，第一類是采用加熱高壓密閉方法發泡成型，如臺灣專利公告339265、382589、293825及美國專利4656199、4132840，其主要缺陷是為間斷批次式生產，發泡時間較長，需在高壓下進行，生產速度較慢，需補強材時，必須再自行貼合補強材，才可以使用；第二類是傳統的TDI石板泡沫體發泡法，其主要缺陷在于TDI的毒性較高，污染環境，其需補強材時，同樣必須自行貼合補強材，才可以使用。
本發明的主要目的在于提供一種常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其組成物中不含有毒的TDI，經混合及混煉生成簿膜后，在常壓下加熱發泡及冷卻卷取，制得連續卷式發泡產品，克服現有技術的弊端，達到節省能源、提高產速、連續生產、降低成本、無毒及保護環境的目的。
本發明的另一目的在于提供一種常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，將補強材先經裱糊貼合后再常壓下加熱發泡，制成復合連續卷式發泡產品，或配合表面處理、印刷或壓紋裝置進行表面處理，增加附加價值，并開發多種花色品種。
本發明的目的是這樣實現的一種常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于包括如下步驟(一)原料組合物混合將熱塑性聚氨酯樹脂100重量份、發泡劑2-15份、填充劑5-100份及添加助劑0.05-20份加入混合裝置中，充分攪拌混合均勻；(二)混煉
將上述(一)的混合物置入混煉裝置中煉制均勻，溫度控制在90-180℃，以不超過各混合物成份的分解溫度為限；(三)制造薄膜將混煉均勻的膠料送至薄膜生產裝置形成連續膠膜，溫度控制在180℃以下，經由冷卻卷取；(四)發泡制程將卷取的膠膜連續送入常壓發泡裝置中加熱發泡，濕度160-260℃，滯留時間1-10分鐘；(五)連續卷取將發泡完成后予以冷卻卷取，制成本發明的單一連續卷式發泡體。
該熱塑性聚氨酯樹酯包括聚氨基甲酸甲酯樹脂。該熱塑性聚氨酯樹酯包括酯型和/或醚型的聚氨基甲酸甲酯樹脂。該發泡劑包括偶氮甲酰胺、對甲苯磺酸酰肼、4，4-氧雙苯磺酸酰肼、2，4，6-三聯氨基-1，3，5-三嗪、對甲苯磺酸酚卡巴肼、5-苯基-四、二亞硝基戊撐四胺、碳酸氫鹽或碳酸氫鹽檸檬酸合劑。該填充劑包括重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、微粉硅膠、硅膠鹽、氧化鋁、鋁粉、石英粉、石棉粉、重晶石、鍛燒土、云母粉、氧化硅、滑石粉、天然纖維或玻璃纖維。該添加助劑包括硬酯酸鋅、硬酯酸鈣、氧化鋅或氧化銻。上述各步驟可以分別進行，也可以連續進行，各步驟間不必有卷取工序，只在發泡成型之后冷卻卷取。制成的連續卷式發泡體產品還可以經由(六)表面處理、(七)表面印刷及(八)壓紋處理。該(六)表面處理包括將連續卷式發泡體經由表面處理裝置，用表面處理劑進行表面處理，然后經烘干、冷卻及卷取，制成具有霧面、亮面、油臘、絨臘或色臘表面的產品。該表面處理劑選自聚氯乙烯、聚氨酯或聚丙烯酸酯系的表面處理劑。該烘干條件為80-150℃及5-60秒。該優選的烘干條件為85-145℃及15-40秒。該表面處理裝置包括輪轉表面處理機。該(七)表面印刷處理包括將連續卷式發泡體經由表面印刷裝置，用各種不同的印刷油墨進行單版或多版印刷，再經烘干、冷卻、卷取，制成具不同花型圖案的產品。該印刷油墨選自聚氯乙烯、聚氨酯或聚丙烯酸酯系的印刷油墨。該表面印刷裝置包括凸版或凹版的單版或多版輪轉印刷機或單版、多版網板印刷機。該(八)壓紋處理包括將邊續卷式發泡體置于壓紋裝置中，先經加熱后，用各種不同圖案的壓花輪壓制出所需的圖案紋路，再經冷卻及卷取。該加熱條件為120-200℃及加熱5-60秒。該優選的加熱條件為150-180℃及加熱10-40秒。該各表面處理步驟包括重疊交叉進行。該重疊交叉步驟包括先進行(六)表面處理，再進行(七)表面印刷。該重疊交叉步驟包括先進行(七)表面印刷，再進行(六)表面處理。該重疊交叉步驟包括先進行(八)壓紋處理，再經(六)表面處理和/或(七)表面印刷。該重疊交叉步驟包括先進行(八)壓紋處理，再經(七)表面印刷和/或(六)表面處理。組成物的成份為熱塑性聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，偶氮二甲酰胺6kg，輕質碳酸鈣50kg、硬酯酸鋅2kg，經25℃條件下混合1分鐘，130℃混煉均勻，再經薄膜制造裝置150℃下，制成厚度為0.6毫米的膠膜卷，再經發泡裝置，在常壓下220℃及80秒鐘發泡，制成本發明的常壓連續熱塑性聚氨基甲酸甲酯發泡體。包括增加(九)裱糊制程，該(九)裱糊制程為將補強材直接使用或經表糊裝置加工成補強材膜，再涂布一層糊料做為直接層，在溫度80-160℃及10-60秒烘干后卷取，再與步驟(三)制成的薄膜復合，再送入(四)發泡裝置中加熱發泡，制成包含補強材的復合連續卷式發泡體產品。該補強材包括纖維制品、紙制品、橡塑膠薄膜或金屬箔。該涂布糊料的方法包括使用T型模頭擠出機將糊料涂布于補強材上。
本發明的主要優點是具有節省能源、提高產速、連續生產、降低成本、無毒及保護環境的功效。
下面結合較佳實施例和工藝流程圖進一步說明。
圖1為本發明的實施例1-4的工藝流程示意圖2為本發明的實施例5-8的工藝流程示意圖。
實施例1參閱圖1，本發明的制法包括如下步驟(一)原料組合物混合將熱塑性聚氨酯樹脂100重量份、發泡劑2-15份、填充劑5-100份及添加助劑0.05-20份加入混合裝置中，充分攪拌混合均勻；(二)混煉將上述(一)的混合物置入混煉裝置中煉制均勻，溫度控制在90-180℃，以不超過各混合物成份的分解溫度為限；(三)制造薄膜將混煉均勻的膠料送至薄膜生產裝置形成連續膠膜，溫度控制在180℃以下，經由冷卻卷取；(四)發泡制程將卷取的膠膜連續送入常壓發泡裝置中加熱發泡，濕度160-260℃，滯留時間1-10分鐘；(五)連續卷取將發泡完成后予以冷卻卷取，制成本發明的單一連續卷式發泡體。
其中該熱塑性聚氨酯樹酯包括聚氨基甲酸甲酯樹脂，包括酯型和/或醚型，該發泡劑包括偶氮甲酰胺ADC(Azodicarbonamide)、對甲苯磺酸酰肼TSH(P-toluenesulphohydrazide)、4，4-氧雙苯磺酸酰肼OBSH(4，4-oxybis(benzenesulphohydrazide)、2，4，6-三聯氨基-1，3，5-三嗪THT(2，4，6-trihydrazino-1，3，5-triazine)、對甲苯磺酸酚卡巴肼TSS(P-toluenesulphonylsemicarbazide)、5-苯基-四唑5PT(5-phenyl-tetrazole)、二亞硝基戊撐四胺DNPT(dinitrosopertamethylenetetramine)、碳酸氫鹽(NaHCO3)及碳酸氫鹽檸檬酸合劑(NaHCO3/citric acid)；該填充劑包括重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、微粉硅膠、硅膠鹽、氧化鋁、鋁粉、石英粉、石棉粉、重晶石、鍛燒土、云母粉、氧化硅、滑石粉、天然纖維或玻璃纖維。該添加助劑包括硬酯酸鋅、硬酯酸鈣、氧化鋅或氧化銻。
上述各步驟可以分別進行，也可以連續進行，各步驟間不必有卷取工序，只在發泡成型之后冷卻卷取，具有生產靈活及方便性。
本發明的方法制成的連續卷式發泡體產品還可以經由(六)表面處理、(七)表面印刷及(八)壓紋處理，增進產品的多樣性及提高產品的附加價值。
該(六)表面處理包括將連續卷式發泡體經由表面處理裝置，用表面處理劑進行表面處理，然后經烘干、冷卻及卷取，制成具有霧面、亮面、油臘、絨臘或色臘表面的產品，該表面處理劑選自聚氯乙烯、聚氨酯或聚丙烯酸酯系的表面處理劑，該烘干條件為80-150℃及5-60秒，該優選的烘干條件為85-145℃及15-40秒。該表面處理裝置包括輪轉表面處理機。
該(七)表面印刷處理包括將連續卷式發泡體經由表面印刷裝置，用各種不同的印刷油墨進行單版或多版印刷，再經烘干、冷卻、卷取，制成具不同花型圖案的產品。該印刷油墨選自聚氯乙烯、聚氨酯或聚丙烯酸酯系的印刷油墨，該烘干條件同(六)，故不重述。該表面印刷裝置包括凸版或凹版的單版或多版輪轉印刷機或單版、多版網板印刷機。
該(八)壓紋處理包括將邊續卷式發泡體置于壓紋裝置中，先經加熱后，用各種不同圖案的壓花輪壓制出所需的圖案紋路，再經冷卻及卷取，該加熱條件為120-200℃及加熱5-60秒，該優選的加熱條件為150-180℃及加熱10-40秒。該各表面處理步驟包括重疊交叉進行，該重疊交叉步驟包括先進行(六)表面處理，再進行(七)表面印刷，或先進行(七)表面印刷，再進行(六)表面處理；或先進行(八)壓紋處理，再經(六)表面處理和/或(七)表面印刷，或先進行(八)壓紋處理，再經(七)表面印刷和/或(六)表面處理，如此變化處理，制造出表面變化多樣的產品，提高產品的附加值和使用范圍，廣泛應用于鞋材、手提袋、旅行箱、電腦袋、防護墊、桌墊、地墊、襯片、家具等。
本實施例中，組成物的成份為熱塑性聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，偶氮二甲酰胺6kg，輕質碳酸鈣50kg、硬酯酸鋅2kg，經25℃條件下混合1分鐘，130℃混煉均勻，再經薄膜制造裝置150℃下，制成厚度為0.6毫米的膠膜卷，再經發泡裝置，在常壓下220℃及80秒鐘發泡制成本發明的常壓連續熱塑性聚氨基甲酸甲酯發泡體。
用下述測試方法測定制成的發泡體的物理性能，見表11、發泡倍率為發泡后的膠膜厚度除以發泡前的膠膜厚度。厚度測定用精密度0.01×10mm的厚度計量器測定。發泡倍率測定結果為2.5。
2、氣囊狀態判定標準如下○、表示氣囊直徑為0.3mm以下，且均一細致；△、表示氣囊大小分布不均；×、表示氣囊有破裂現象。
測定結果為○，表示氣囊直徑為0.3mm以下，且均一細致。
3、硬度參照JISH6301的標準測試方法，由于未經過補強，故未測硬度，4、抗張強度kgf/3cm參照ASTMD412的標準測試方法，測試結果經向10，緯向8，5、伸長率％參照ASTMD412的標準測試方法，測試結果經向500，緯向400，6、撕裂強度kg/cm2參照ASTMD624的標準測試方法，測試結果經向0.5，緯向0.4，7、破裂強度kgf/cm2參照JISP8131的標準測試方法，8、剝離強度kgf/3cm參照JISK6772的標準測試方法，表示布與膠膜的接著強度。
9、透氣度g/m2.24小時參照JISK6772的標準測試方法，由于本實施例中，未經過補強，故不測定破裂強度、剝離強度和透氣度。
10、膠面磨耗g/1000轉參照ASTMD1044-56的測試方法，測試結果為0.0125g/1000轉。
實施例2組合物為酯型的聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，發泡劑為對甲苯橫酸酰肼TSH10kg，填充劑為微粉硅膠30kg，添加助劑為氧化鋅5克，其加工方法同實施例1，其加工條件及發泡體的物理性能見表1。
實施例3組合物為醚型的聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，發泡劑為5-苯基四唑5PT7kg，填充劑為硫酸鋇20kg，添加助劑為硬酯酸鋅5克，其加工方法同實施例1，其加工條件及發泡體的物理性能見表1。
實施例4組合物為酯型的聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，發泡劑為碳酸氫鈉13kg，填充劑為氧化鋁50kg，添加助劑為氧化銻5克，其加工方法同實施例1，其加工條件及發泡體的物理性能見表1。
實施例5參閱圖2，本實施例中包括增加(九)裱糊制程，該(九)裱糊制程為將補強材直接使用或經表糊裝置加工成補強材膜，再涂布一層糊料做為直接層在溫度80-160℃及10-60秒烘干后卷取，再與步驟(三)制成的薄膜復合，再送入(四)發泡裝置中加熱發泡，制成包含補強材的復合連續卷式發泡體產品。該補強材包括纖維制品、紙制品、橡塑膠薄膜或金屬箔，該涂布糊料的方法包括使用T型模頭擠出機將糊料涂布于補強材上。本實施例中的補強材選用T/C混紡布，復合膠膜發泡前厚度為1.5mm，發泡后厚度為3.75mm，發泡倍率為2.5倍，其加工條件及復合發泡體的物理性能見表1。
實施例6本實施例中，組合物為醚型的聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，發泡劑為5-苯基-四唑5PT7kg，填充劑為重晶石30kg，添加助劑為氧化銻2kg，其加工方法及補強材同實施例5，其加工條件及發泡體的物理性能見表1。
實施例7本實施例中，組合物為酯型的聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，發泡劑為偶氮甲酰胺7kg，填充劑為云母粉30kg，添加助劑為氧化鋅2kg，其加工方法及補強材同實施例5，未經步驟(九)的表糊裝置加工，直接涂布一層糊料再與步驟(三)制成的薄膜復合，其加工條件及發泡體的物理性能見表1。
實施例8本實施例中，組合物為醚型的聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，發泡劑為二亞硝基戊撐四胺10kg，填充劑為石棉粉60kg，添加助劑為硬酯酸鈣4kg，其補強材為無紡布，其加工方法同實施例7，其加工條件及發泡體的物理性能見表1。
上述復合連續卷式發泡體，同樣可進行表面處理加工，增加產品的附加值和開發眾多的花色品種，不再重述。
附表1
注*補強材實施例5-7使用T/C混紡布，實施例8使用不織布。**單一連續發泡體不測定破裂強度、剝離強度和透氣度。***剝離強度表示布與膠的接著強度，N表示無法剝離。
權利要求
1.一種常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于包括如下步驟(一)原料組合物混合將熱塑性聚氨酯樹脂100重量份、發泡劑2-15份、填充劑5-100份及添加助劑0.05-20份加入混合裝置中，充分攪拌混合均勻；(二)混煉將上述(一)的混合物置入混煉裝置中煉制均勻，溫度控制在90-180℃，以不超過各混合物成份的分解溫度為限；(三)制造薄膜將混煉均勻的膠料送至薄膜生產裝置形成連續膠膜，溫度控制在180℃以下，經由冷卻卷取；(四)發泡制程將卷取的膠膜連續送入常壓發泡裝置中加熱發泡，濕度160-260℃，滯留時間1-10分鐘；(五)連續卷取將發泡完成后予以冷卻卷取，制成本發明的單一連續卷式發泡體。
2.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該熱塑性聚氨酯樹酯包括聚氨基甲酸甲酯樹脂。
3.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該熱塑性聚氨酯樹酯包括酯型和/或醚型的聚氨基甲酸甲酯樹脂。
4.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該發泡劑包括偶氮甲酰胺、對甲苯磺酸酰肼、4，4-氧雙苯磺酸酰肼、2，4，6-三聯氨基-1，3，5-三嗪、對甲苯磺酸酚卡巴肼、5-苯基-四、二亞硝基戊撐四胺、碳酸氫鹽或碳酸氫鹽檸檬酸合劑。
5.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該填充劑包括重質碳酸鈣、輕質碳酸鈣、硫酸鋇、硫酸鈣、微粉硅膠、硅膠鹽、氧化鋁、鋁粉、石英粉、石棉粉、重晶石、鍛燒土、云母粉、氧化硅、滑石粉、天然纖維或玻璃纖維。
6.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該添加助劑包括硬酯酸鋅、硬酯酸鈣、氧化鋅或氧化銻。
7.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于上述各步驟可以分別進行，也可以連續進行，各步驟間不必有卷取工序，只在發泡成型之后冷卻卷取。
8.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于制成的連續卷式發泡體產品還可以經由(六)表面處理、(七)表面印刷及(八)壓紋處理。
9.如權利要求8所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該(六)表面處理包括將連續卷式發泡體經由表面處理裝置，用表面處理劑進行表面處理，然后經烘干、冷卻及卷取，制成具有霧面、亮面、油臘、絨臘或色臘表面的產品。
10.如權利要求9所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該表面處理劑選自聚氯乙烯、聚氨酯或聚丙烯酸酯系的表面處理劑。
11.如權利要求9所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該烘干條件為80-150℃及5-60秒。
12.如權利要求9所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該優選的烘干條件為85-145℃及15-40秒。
13.如權利要求9所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該表面處理裝置包括輪轉表面處理機。
14.如權利要求8所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該(七)表面印刷處理包括將連續卷式發泡體經由表面印刷裝置，用各種不同的印刷油墨進行單版或多版印刷，再經烘干、冷卻、卷取，制成具不同花型圖案的產品。
15.如權利要求14所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該印刷油墨選自聚氯乙烯、聚氨酯或聚丙烯酸酯系的印刷油墨。
16.如權利要求14所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該表面印刷裝置包括凸版或凹版的單版或多版輪轉印刷機或單版、多版網板印刷機。
17.如權利要求8所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該(八)壓紋處理包括將邊續卷式發泡體置于壓紋裝置中，先經加熱后，用各種不同圖案的壓花輪壓制出所需的圖案紋路，再經冷卻及卷取。
18.如權利要求17所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該加熱條件為120-200℃及加熱5-60秒。
19.如權利要求17所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該優選的加熱條件為150-180℃及加熱10-40秒。
20.如權利要求8所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該各表面處理步驟包括重疊交叉進行。
21.如權利要求20所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該重疊交叉步驟包括先進行(六)表面處理，再進行(七)表面印刷。
22.如權利要求20所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該重疊交叉步驟包括先進行(七)表面印刷，再進行(六)表面處理。
23.如權利要求20所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該重疊交叉步驟包括先進行(八)壓紋處理，再經(六)表面處理和/或(七)表面印刷。
24.如權利要求20所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該重疊交叉步驟包括先進行(八)壓紋處理，再經(七)表面印刷和/或(六)表面處理。
25.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于組成物的成份為熱塑性聚氨基甲酸甲酯樹脂100kg，偶氮二甲酰胺6kg，輕質碳酸鈣50kg、硬酯酸鋅2kg，經25℃條件下混合1分鐘，130℃混煉均勻，再經薄膜制造裝置150℃下，制成厚度為0.6毫米的膠膜卷，再經發泡裝置，在常壓下220℃及80秒鐘發泡，制成本發明的常壓連續熱塑性聚氨基甲酸甲酯發泡體。
26.如權利要求1所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于包括增加(九)裱糊制程，該(九)裱糊制程為將補強材直接使用或經表糊裝置加工成補強材膜，再涂布一層糊料做為直接層，在溫度80-160℃及10-60秒烘干后卷取，再與步驟(三)制成的薄膜復合，再送入(四)發泡裝置中加熱發泡，制成包含補強材的復合連續卷式發泡體產品。
27.如權利要求26所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該補強材包括纖維制品、紙制品、橡塑膠薄膜或金屬箔。
28.如權利要求26所述的常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法，其特征在于該涂布糊料的方法包括使用T型模頭擠出機將糊料涂布于補強材上。
全文摘要
一種常壓連續卷式熱塑性聚氨酯發泡體的制法,包括將熱塑性聚氨酯樹脂、發泡劑、填充劑及添加助劑經混合、混煉、制膜、常壓加熱發泡及連續卷取,制成連續卷式發泡體。具有節省能源、提高產速、連續生產、降低成本、無毒及保護環境的功效。
文檔編號C08J9/04GK1328076SQ0010780
公開日2001年12月26日 申請日期2000年6月12日 優先權日2000年6月12日
發明者劉文政, 李文炫, 劉瑩峰 申請人:厚生股份有限公司