■震雄機械廠 / 技術總監陳文魁
從化學轉變為物理發泡技術的技術困難
塑料的化學發泡技術已運用了幾十年歷史，物理發泡技術已發表了約40年了，多所大學、業界，也都曾深入研究與探討，培養出許多傑出的專家。「物理發泡」因存在技術難點，推出以來，大都侷限在較小的射出件或約250T合模力以下的機器來量產，但當射出件（射出量）及合模力提升之後，伴隨的技術難度也急劇上升。若要達到微孔發泡的境界，就需克服相當多的技術問題。
我從事微發泡技術應用已經20年，歸納出下列技術難題，以供探討：
- 模具結構設計、溫度控制、精準度；
- 螺桿、混煉能力、溶氣能力；
- 斷續運行、中停時的均相控制；
- 斷續運行、溫度控制；
- 氣體在料管內的熱力控制；
- 注氣量的控制精度；
- 成型條件的調控；
- 週邊設備的搭配；
- 其他：塑料選用、發泡劑選用……等。
對於上述九個問題，限於篇幅，僅就其中斷續運行、溫度控制及氣體在料管內的熱力控制兩部分做說明。
微發泡基礎理論乃運用熱力學不穩定理論。然而射出成型機是斷續運行的機制，尤其當機器螺桿停止運行，但機器仍在進行其他運動（開模、頂出、取件……）的期間，料管內的塑料，發泡劑仍在吸收熱能。此時操作人員幾乎處在「失控狀態」，對於塑料吸收多少熱能，完全無法精準調控，且當料管剛加熱完成，此時料管處在高溫狀態，運行幾模之後，又處在低溫狀態，此高低溫變化，也大大影響到發泡的效果（泡孔大小變化很大）。
模具設計主要是也是溫度控制，微孔發泡的製品表面會佈滿氣孔拉痕及小孔洞，此因氣泡在表面爆裂所造成。在高壓含氣塑料進入模穴，而未充模完成前，此料流短暫處在失控狀態，前端塑料會因氣泡所內含壓力瞬間解壓，而伴隨氣泡減壓膨脹的氣體會推著塑料任意流動，產生密布流紋。
若要消除此流紋，可以採用急速加熱，重新使表面塑料層熔合，以降低流紋。因此模具的溫控必須深入探討，謹慎設計與分析，才能產生表面近於光滑的效果。
微孔發泡的優勢
通常所有問題都同時存在，也需綜合考量，並且清楚每個問題彼此間的因果關係，才能做出最佳的決策。雖然困難很多，但微孔發泡的市場發展機會，仍然被樂觀的期待。微孔發泡具備了化學發泡或不發泡塑件所無可取代的優勢，概述如下：
- 無毒性，適用於人類生活領域的應用；
- 可大幅提升彈性、耐衝擊性；
- 產品耐氧化性較佳（內含大量惰性氣體）；
- 流動性優異，能做1mm厚的射出件；
- 成型塑件，具有優異的隔音能力；
- 可降低大型塑件的變形量；
- 可改善成型充模的速度；
- 其他：高度發泡，可減重12~80%。
結語
目前震雄目前已銷售多套微發泡射出機，包括學校、業界，除了研究，也已經成功地投入量產，但此領域仍待大力投入與研究，期能逐一突破技術瓶頸，給業界無限商機。
表1：表1：MuCell® 四大特性
圖1：微發泡塑件
