何謂橡膠發泡?

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(1)

橡膠複合材料~製程與應用介紹

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橡膠種類

• 橡膠為一種能伸長至原來兩倍長度以上且能迅速 恢復到原來大小的高分子量的聚合物,一般大略 可分為天然橡膠與合成橡膠。

• 天然橡膠:

由橡膠樹幹切割口,收集所流出之橡漿,經過去 雜質、凝固、煙薰、乾燥等加工程序,而形成的 生膠料。

• 合成橡膠:

由石化工業所產生之副產品,依不同需求,合成

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常見之橡膠

氯丁二烯 異戊二烯

乙烯丙烯 本乙烯 聚丁二烯

天然橡膠 丁二烯 學名

×

耐溶劑

× 耐老化

抗撕裂

彈性

拉力

CR IR

EPDM BR

SBR 橡膠 NR

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何謂橡膠發泡?

z將橡膠加工成孔隙狀結構,使成品的最終 密度低於原來橡膠者。

z俗稱:發泡橡膠、海棉體、海棉床…等。

z橡膠發泡後,可增加體積、降低密度、增 加浮力。

z主要功能:彈性、緩衝、保暖。

海棉製造/貼合

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橡膠發泡分類~1

‹硬度:

‡硬質(Type A 90↑)

‡半硬質(Type A 90~20)

‡軟質(Type A 20↓)

‹發泡倍率:

‡高發泡倍率:密度<0.1g/cm

3

‡中發泡倍率:密度0.1~0.4g/cm

3

依照需求來看

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橡膠發泡分類~2

‹氣泡型態:

‡閉孔式發泡體(closed cell):分為低壓模 製、高壓模製、連續壓出。

‡開孔式發泡體(open cell):

將受熱分解氣體之化學品加入橡膠配料

內,於配料受熱完全硫化前,可以釋放

出氣體形成多孔結構而得

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硬度檢測

• 測試項目:硬度(Hardness)

• 依據標準:JIS S 6050。

• 單位:度 (degree)

• 試片:厚度達 12 mm以上之海棉。

• 儀器:GS 701N硬度計。

• 步驟:保持垂直,輕輕加壓使與面 接觸後讀取值。

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密度檢測

• 測試項目:密度(Density)

• 依據標準:ASTM D1817(2002版)

• 單位:g/cm

3

• 試片:5 × 5 cm見方之試片。

• 儀器:厚度計、電子天平。

• 步驟:使用儀器分別測出試片體積及重量。

• 計算:密度 = 試片重量 ÷ 試片體積。

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橡膠複合材料~製造流程

1.主膠料 選擇合適 橡膠原料

2.素煉 破壞橡膠

分子鏈

3.押出 擠壓成型

4.混煉 添加藥劑

5.加硫 架橋反應 發泡成型

6.劈片 客製化

厚度

7.貼合 客製化

搭配 8.包裝 平放、

捲支、

木條箱

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配藥架構

‧主膠料:決定材料之基礎性質。

‧架橋劑:使不同橡膠互相結合。

‧促進劑:決定硫化速度。

‧軟化劑:提升加工操作性能。

‧填充劑:增大橡膠製品之容積。

‧發泡劑:產生氣體,增加體積。

‧其 他:功能性藥劑。

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素煉工段

• 破壞生橡膠分子鏈,使分子量分布均勻。

• 使混煉加工較為容易。

• 其效果是改善藥品的分散,防止作業中產

生摩擦熱,而致橡膠發生焦燒現象,進而

改變橡膠的加工性。

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混煉工段

• 將素煉膠與各種配合劑利用密閉式萬馬力 機(Banbury)或開放式雙滾輪機混合均勻的 過程。

• 混練是將配合藥物均勻混入素練完成的生 膠中。

• 素煉膠 + 添加物 = 配方 → 配方膠片

配方的由來

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押出工段

• 利用擠壓成型原理,使配方膠片以連續擠

壓裁切方式成為預成形膠片。

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膠料品質管控

• 硫變儀

– 加工安全時間(scorch time)、最適加硫時間 (curing time)。

– 預知混料是否均勻、配藥是否有誤。

• 木尼機

– 預知原料膠及混煉膠之木尼黏度,判定加工操 作之難易性。

– 做為配藥設定之依據。

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加硫工段

• 利用溫度及時間的控制,分二階段進形加硫與發 泡工程,使預成形膠片形成海棉床。

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劈片工段

• 依客戶所需厚度進行劈片,厚度範圍介於

0.7~10mm。

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貼合工段

• 發泡海棉與紡織布的黏合,如各式針織

布、超彈性布或其它功能性紡織布。

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其他特殊加工製程

• 壓紋:皮面、榔片、布面。

• 塗佈加工:

– 止滑、

– 耐磨、

– Neoskin。

• 超彈性加工。

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材料特性要求

貼合品 高強度、高回彈力

運動休閒護具類

橡膠發泡 +

強韌耐磨、高抗壓縮尺 寸穩定性、阻燃、耐 工業用

超延伸性、低模數、保 貼合品 水上、水下運動 暖性

產品型態 特性

市場

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橡膠發泡海棉及用途~1

• CR系列:

密閉氣泡式結構之橡膠發泡彈性體。

特性:

柔軟、防水、高強度、耐寒與優異的保溫特性與 彈性等特點,並具耐海水、耐化學、阻燃性和耐 臭氧之特點。

用途:

可搭配各式布類貼合用於潛水衣、衝浪衣、水上 活動、釣漁衣、手套、運動護具與高級醫療護

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橡膠發泡海棉及用途~2

• CR/SBR系列:

以SBR(苯乙烯一丁二烯橡膠)摻合CR後之SBR/CR 高級混合膠,兼具CR與SBR兩者橡膠特性。

特性:

有極佳的氣泡結構,防水並具有良好的緩衝性及 保溫性。

用途:

可搭配各式布類貼合,使用於釣魚衣、褲、鞋

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綠色/環保材料 定義~1

• 特點 (依據WBCSD的理念):

– 減少限用物質的擴散

• Oeko-Tex Standard 100--class 2

• EN14225-1 wetsuit

• Pass RoHS (Directive 2002/95/EC)

• Pass PAHS (Directive 2005/69/EC)

• PVC free

※WBCSD:世界企業永續發展協會

環保證明很重要

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綠色/環保材料 定義~2

• 特點 (依據WBCSD的理念):

– 製造產品時的能源與原料使用量

• 以原生產模式製造,在製程中並未造成能源浪費與 增加產品原料使用量。

– 減少製造產品時的天然原料使用量

• 以非石油提煉之Chloroprene Rubber作主膠料,

減少對石油之依賴度。

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綠色/環保材料 定義~3

• 特點 (依據WBCSD的理念):

– 增加產品的服務強度

• 多種不同類型產品可供選擇,並能搭配多種布類貼 合,以滿足客戶不同產品之材料與物性需求。

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綠色/環保複合材料

• ECO-SPONGE:

兼顧生態效益之材料,取得Oeko-Tex Standard 100認證。

特色:

提供全球化綠色產品(Green Product)品牌之材料選擇。

用途:

– CR等級,可搭配各式布類貼合用於潛水衣、衝浪

衣、水上活動、釣漁衣、手套、運動護具與高級醫療 護具、3C袋材...等之製造材料。

– CR/SBR等級,可搭配各式布類貼合用於釣魚衣、

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一般Sponge VS. ECO-Sponge

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

品質

☆☆☆☆☆

☆☆☆☆☆

機能性

☆☆☆☆☆

☆☆☆

耐候性

☆☆☆

☆ 再生性

☆☆☆

☆ 環保性

ECO-Sponge 一般Sponge

項目

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SWOT競爭分析

●石油危機。

●政治環境不穩定。

●員工穩定性。

●客製化需求日漸增強。

●新興市場需求增強。

●環保意識抬頭。

Threats威脅 Opportunities機會

●上游原料無法掌控。

●品牌推廣能力不足。

●業務專業不足。

●專業橡膠發泡廠。

●優秀技術團隊。

●全球化佈局。

Weakness弱勢 Strength優勢

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市場應用比較

低 低

高 延伸性

中 低

高 強度

差 佳

佳 緩衝性

低 高

高 彈性

硬挺 軟質

柔軟 手感

動物皮、合成 皮、塑膠皮 PU發泡

複合材 橡膠發泡

項目 複合材

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產品等級評價

採行作法:

1. 標準化 2. 功能導向 3. 客戶導向 4. 進入障礙

品牌 專利產品 認證類產品 技術型產品 一般性產品

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