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Mucell微發泡射出成型技術

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關於微發泡射出製程技術
塑料微發泡射出製程(MuCell®)是將超臨界流體(N2 或CO2)注入射出機料管中,透過螺桿將超臨界流體與 塑料混煉成均勻單相流體。超臨界流體與熔融態高分子 之勻相混合物在射出過程中因為瞬間壓降造成熱力學不 平衡,使得流體進入模穴後氣體得以從熔融態塑料當中 擴散成核並長成均勻微細氣泡。含有微細氣泡的塑料經 模具冷卻固化得到微細發泡成品。 此一製程省去傳統製程的保壓階段而節省製程週期時 間,同時解決傳統射出產品不均勻收縮與翹曲變形等問 題,而使得產品尺寸精度大幅提升。另外,微發泡製程 較一般射出製程有較短的生產週期,其產品因使用氣體 做為發泡媒介而兼具製程環保、產品輕量化的優點且產 品塑料可回收。

微發泡成型技術研發歷程
1993年MIT授權Trexel公司進行商業化製程研發, 1997 年 發 展 出 PS 微 細 押 出 發 泡 製 程 (MuCell), Engel 於 2000 年推出微細發泡射出成型機 (MuCell Molding),1998 年 3 月 Trexel 公司在臺灣提出申請 射出製程專利,2000 年 10 月 Asahi chemical 宣稱開 發完成 Amotec 技術,1998 年臺灣 ITRI/UCL 開始進 行微細押出發泡製程之研發;1999~2000年持續研發 微細發泡押出及射出技術。

在過去20年塑料加工工藝中的重大創新
用於熱塑性材料的MuCell® 微孔發泡,為射出成型技 術提供了傳統射出前所未有的設計,增強了靈活性並 大大降低成本。MuCell® 技術在設計塑件壁厚時,只 需考慮發揮材料最大功能,而不用擔心射出成型工藝 問題。密度降低和功能化設計兩者結合,通常可以減 少材料和製件重量20%以上。MuCell® 技術用泡孔成 長代替射出機保壓階段,製作出的低應力零件尺寸穩 定性增強,而且大幅減少了翹曲、泡孔成長,同時也 消除了縮痕。不同於化學發泡劑,MuCell® 物理髮泡 工藝沒有溫度限制,在聚合物中不留下任何化學殘留 物。使用過的產品完全適合以原來聚合物級別回收,
並允許回收料重新進入加工流程。適合回收原來聚合 物的分類,並允許重新粉碎材料重新進入處理流程。 成本及加工方面的眾多優勢,使得MuCell® 技術在全 球範圍內被快速採用,主要應用於汽車、消費電子品、 醫療器械、包裝和消費品等領域。優勢分析如下: 降低成本 使用較小噸位射出機與更低成本的填充聚烯烴材料, 除減少樹脂消耗,以及達成更快的成型週期時間外, 還能提高良品率。 設計自由度高 不同於傳統射出成型,可由薄壁至厚壁填充,並採1:1 的主壁與筋位結構,在設計上相對於流動性,可優先 考慮功能性。此技術具提高產品尺寸穩定性、減少翹 曲變形的特性。 可持續發展 Mucell技術除降低射出機的能耗外,也減少對石油類 原料的消耗,相比傳統射出成型減少了碳排放。另外, 此技術產出的產品還具備可回收循環再利用的特性。 投放市場快 除可減少模具的修改次數外,還可預計塑件的幾何形 狀,且透過此技術,在產出大尺寸製品時可一體成型。

微發泡成型技術優勢及應用領域
微細發泡成型技術具有優越之物性,其泡孔密度非 常高 (106~109cells/cm3),其發泡體密度可控制在 0.03~0.95之間,且具有高抗張力及壓縮強度,在高 熱下穩定性高、低熱傳導係數、適用於低溫,介電常 數低,訊號傳輸性能佳。另因其無污染、潔淨度高的 特點,可適用於製造生醫多孔性材料,並且與未發泡 成品相較之下,具高衝擊強度、高韌性、比強度、高 耐疲勞性,且產品壽命較長。

MuCell® 微孔發泡技術除增加產品設計的靈活性, 也大幅降低生產的成本,為產業帶來巨大變革, Trexel亞太區董事郭啟東總經理對於MuCell® 微孔 發泡技術在亞太地區的推廣不遺餘力,今日該技術 能在亞太地區被廣泛應用,郭啟東總經理可說是最 大的功臣。謹以此文,敬獻Trexel亞太區董事郭啟 東總經理,紀念其為整個產業做出的貢獻。■

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