发泡水管加工装置及发泡水管加工方法与流程

本发明是关于制作出发泡水管的加工装置，以及其加工方法，具有节省成本功效。

背景技术：

利用聚氯乙烯(polyvinylchloride，缩写：pvc)制作管体是长久以来常见选择之一，以下描述则简称为pvc管。pvc管可透过加工过程改变其产品软硬度，使其大致分类有pvc软管、pvc硬管两种。因此，pvc软管具有极佳弯曲特性适合因应环境摆放、调整适当位置。而pvc硬管应用也相当广泛，例如有电器电信工程、下水道工程等。此外，pvc管因材质轻搬运施工便利，施工简易，施工费用低，又耐酸、耐碱、耐腐蚀性适合用于化学工业。

近年来因相关制造业者大幅增加并大量生产pvc管，彼此商业竞争下，往往走向以压低贩卖价格，造成pvc管卖价已经相当接近购买pvc材料成本，且各家所生产的pvc管，因每重量单位的pvc材料所能生产的pvc管长度大致相同，扣除其它添加剂以及生产成本，其所能产生的利润对于小规模制造业者来讲所能获取利润相当有限，对于长期仰赖制造pvc管来维持业者营运相当困难。

前述说明可知现今制造并贩卖pvc管上，因其卖价相当接近制造成本，导致能够获取利润相当低，如何能够提供降低产品制作成本，或是在降低产品制作成本之后再添加各种可以提升其产品物性的添加剂以创造出更优良的产品，是本发明人研发重点。

技术实现要素：

本发明所要解决的主要技术问题在于，克服现有技术存在的上述缺陷，而提供一种发泡水管加工装置及发泡水管加工方法，主要透过超临界细微发泡射出技术，将发泡剂与预发泡的基材混炼与温度控制操作，如此得以让发泡水管管壁充满均匀细微气泡，得以与现有pvc管相同管径、长度下，本发明提供使用更少材料来制作相同尺寸的发泡管材，如此得以较少生产成本获取更加利润。另外，本发明与现有pvc管以相同材料重量制作时，可以提供相较pvc管来得较长尺寸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种发泡水管加工装置，包括：一细微发泡押出机，其具有一基座、一押出管、一控制部、一入料斗与一模头，该押出管与控制部间隔组设于该基座，而该入料斗与该模头分别对应该押出管的两端，该入料斗用以置入发泡基材与发泡剂且进入押出管，该押出管包括有相连的一个预热段、一个发泡段，该押出管的预热段与发泡段周侧上并沿其轴向间隔设置数个加热板并对押出管内传递热，用以预热发泡基材以及达到发泡基材的熔融、发泡温度，而发泡剂分散溶解于熔融发泡基材中，并由该模头押出而扩散细微气泡成型含有均匀细微气泡的发泡水管，该数个加热板由控制部的数个控制钮讯号控制，另于该模头、押出管的预热段及发泡段设置数个温度传感器，且该数个温度传感器分别传输温度讯号至该控制部的数个温度表，而该发泡段的温度大于模头的温度；一冷却机，其具有一冷却槽，且该冷却槽两端分别设有一输入孔以及一输出孔，该输入孔与输出孔分别用以提供发泡水管穿入冷却槽与穿出冷却槽，且该冷却机另具有注入冷却槽的数个冷却管，且该数个冷却管用以输送冷却液并可直接对发泡水管接触式冷却降温；一滚压牵引机，其具有至少一对上、下滚轮，以该至少一对上、下滚轮滚动压抵降温后发泡水管周侧并牵引；以及一卷收机，其具有一旋转座用以转动卷收发泡水管呈捆状。

前述泡水管加工装置，其中该押出管的发泡段温度大于或等于预热段温度。

前述泡水管加工装置，进一步包括有数个风鼓间隔设置于该细微发泡押出机的基座并与该控制部的该数个控制钮电性连接，且该数个风鼓朝向该押出管的发泡段周侧输出气流控制温度。

前述发泡水管加工装置，其中该滚压牵引机的下滚轮环绕设置有用以滚动接触发泡水管周侧的一凹槽。该冷却机的冷却槽间隔设置数个转轮，该数个转轮用以转动输送发泡水管由输入孔往输出孔方向移动。

本发明一种发泡水管加工方法，包括下列步骤：押出成型，发泡基材与发泡剂置入细微发泡押出机的入料斗，并由入料斗进入押出管内，以致发泡基材于细微发泡押出机的押出管以及与押出管相接的模头内受热熔融，且发泡剂于熔融发泡基材中均匀混练，并由模头向外输送发泡成型含有均匀细微气泡的发泡水管，且发泡基材于押出管依序承受预热温度、发泡温度以及模头温度，而发泡温度大于或等于模头温度；降温成型，由押出成型半成品的发泡水管进入冷却机，并进行液体接触式降温成型；滚压，降温后的半成品的发泡水管其周侧由滚压牵引机以上、下滚轮牵引；以及卷收，由卷收机将经滚轮牵引的发泡水管卷收呈捆。

前述所指发泡基材为聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(ethylenevinylacetate，eva)、聚乙烯(polyethylene，pe)或聚胺酯(polyurethane，pu)，而发泡剂为偶氮二甲酰胺(azodicarbonamide)、二磺酰肼二苯醚或二亚硝基五次甲基四胺，每1公斤发泡基材使用0.1公克至0.6公克的发泡剂。又发泡温度大于预热温度。

本发明的有益效果是，主要透过超临界细微发泡射出技术，将发泡剂与预发泡的基材混炼与温度控制操作，如此得以让发泡水管管壁充满均匀细微气泡，得以与现有pvc管相同管径、长度下，本发明提供使用更少材料来制作相同尺寸的发泡管材，如此得以较少生产成本获取更加利润。另外，本发明与现有pvc管以相同材料重量制作时，可以提供相较pvc管来得较长尺寸。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明发泡水管加工装置示意图。

图2是图1细微发泡押出机放大示意图。

图3是图1冷却机放大示意图。

图4是本发明发泡水管加工方法的流程图。

图中标号说明：

1细微发泡押出机

11基座

12押出管

121预热段

122发泡段

123加热板

124温度传感器

125风鼓

13控制部

131控制钮

132温度表

14入料斗

15模头

151温度传感器

2冷却机

21冷却槽

22输入孔

23输出孔

24冷却管

25转轮

3滚压牵引机

31上滚轮

32下滚轮

321凹槽

4卷收机

41旋转座

5发泡水管

具体实施方式

请参阅图1至图3所示，附图揭示发泡水管加工装置其包括有：一细微发泡押出机1、一冷却机2、一滚压牵引机3以及一卷收机4。

该细微发泡押出机1，其具有一基座11、一押出管12、一控制部13、一入料斗14与一模头15。该押出管12与控制部13间隔组设于该基座11，而该入料斗14与该模头15分别对应该押出管12的两端，该入料斗14用以置入发泡基材与发泡剂且进入押出管12，该押出管12包括有相连的一个预热段121、一个发泡段122，该押出管12的预热段121与发泡段122周侧上并沿其轴向间隔设置数个加热板123并对押出管12内传递热，用以预热发泡基材以及达到发泡基材的熔融、发泡温度，而发泡剂溶解于熔融发泡基材中，并由该模头15押出成型含有均匀细微气泡的发泡水管5，该数个加热板123由控制部13的数个控制钮131讯号控制，另于该模头15、押出管12的预热段121及发泡段122设置数个温度传感器151、124，且该数个温度传感器151、124分别传输温度讯号至该控制部13的数个温度表132，并操作控制钮131后加热板123对押出管12提升温度以致该发泡段122的温度大于模头15的温度；

该冷却机2，其具有一冷却槽21，且该冷却槽21两端分别设有一输入孔22以及一输出孔23，该输入孔22与输出孔23分别用以提供发泡水管5穿入冷却槽21与穿出冷却槽21，且该冷却机2另具有注入冷却槽21的数个冷却管24，且该数个冷却管24用以输送冷却液并可直接对发泡水管5接触式冷却降温；该滚压牵引机3，其具有至少一对上、下滚轮31、32，以该至少一对上、下滚轮31、32连续滚动压抵于降温后发泡水管5周侧牵引(在此是以两对上、下滚轮31、32间隔排列)；该卷收机4，其具有一旋转座41用以转动卷收发泡水管5呈捆状。

本发明发泡水管加工装置操作方式，是将发泡基材与发泡剂由入料斗14置入押出管12，且押出管12周侧的加热板121对内传递热，押出管12内的发泡基材形成熔融、流体状，且发泡剂溶解于熔融发泡基材中而扩散细微气泡，以致由该模头15押出成型含有均匀细微气泡的发泡水管5，在经由冷却机2的冷却液冲涤降温，以及上、下滚轮31、32滚动压抵降温发泡水管5周侧牵引，最后由卷收机4的旋转座41卷收发泡水管5呈捆状。

如此可知，本发明透过发泡剂(控制其温度与压力条件下)溶解于熔融发泡基材中而扩散细微气泡得以让发泡水管5充满均匀细微气泡，得以与现有pvc管相同管径、长度下，提供使用更少材料来制作相同尺寸的发泡管材，以此达成本发明的目的与功效，同时并兼具有材质轻盈(节省资源)，且透过调整细微发泡多寡更能调整发泡水管软硬度。

进一步说明本发明发泡水管加工装置其相关组件组成以及细部特征。进一步包括有数个风鼓125间隔设置于该细微发泡押出机1的基座11并与该控制部13的该数个控制钮131电性连接，且该数个风鼓125分别朝向该押出管12的发泡段122周侧(本实施例是以朝向押出管12下方为例)输出气流，透过风鼓125的运作得以由气流调节发泡段122的温度。该数个温度传感器124部分分别安装于该押出管12的预热段121以及发泡段122。而该发泡段122的温度大于模头15的温度。

另外，该滚压牵引机3的下滚轮32环绕设置有用以滚动接触发泡水管5周侧的一凹槽321，透过此凹槽321得以对应发泡水管5都周侧压抵而牵引带动。

请参阅图2所示，该冷却机2的冷却槽21间隔设置数个转轮25(在此是以三个转轮25为例)，该数个转轮25用以转动输送发泡水管5由输入孔22往输出孔23方向移动。

请参阅图4所示(配合参阅图1至图3所示)，其是记载本发明发泡水管加工方法，包括下列步骤：押出成型，发泡基材与发泡剂置入细微发泡押出机1的入料斗14，并由入料斗14进入押出管12内，以致发泡剂于细微发泡押出机1的密闭押出管12中与发泡基材充分混炼受热且均匀分散融合，发泡基材瞬间由密闭押出管12中经模头15挤出释放压力，发泡剂于模头15长成均匀微细气泡并作用成核经瞬间冷却成型为细微发泡水管5向外输送，且发泡基材于押出管12依序承受预热温度、发泡温度以及模头温度，而发泡温度大于模头温度；降温成型，由押出成型半成品的发泡水管5进入冷却机2，并进行液体接触式降温；滚压牵引，降温后的半成品的发泡水管5其周侧由滚压牵引机3以上、下滚轮31、32牵引；以及卷收，由卷收机4将经滚压牵引的发泡水管5卷收呈捆。

前述发泡温度大于预热温度。

前述发泡基材为聚氯乙烯(polyvinylchloride，pvc)、乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(ethylenevinylacetate，eva)、聚乙烯(polyethylene，pe)或聚胺酯(polyurethane，pu)。

而本发明所采用发泡剂为有机化学发泡剂，发泡剂包括有偶氮类(adca)(azodicarbonamide)偶氮二甲酰胺c2h4o2n4(发泡剂ac)、酰肼类发泡剂(obsh)二磺酰肼二苯醚或亚硝基(dpt发泡剂)又称h发泡剂二亚硝基五次甲基四胺，每1公斤发泡基材使用0.1公克至0.6公克的发泡剂。

值得说明的是，上述发明实施例揭示了发泡剂有偶氮类(adca)、酰肼类发泡剂(obsh)以及亚硝基(dpt发泡剂)三种。其中发泡剂(ac)为高效发泡剂广泛应用于橡胶、聚乙烯和聚合树脂等工业，其是有机发泡剂中最常用的一种，在无添加剂时其热分解的气体产物主要是n2co2。发泡剂(ac)的发气量高分散性好以释放co2为主。金属氧化物、有机酸及铅、锌和镉等盐对纯发泡剂(ac)具有降低分解温度的作用。而酰肼类发泡剂(obsh)二磺酰肼二苯醚，毒性极低，适于接触食品的包装材料，电绝缘性能好。亚硝基(dpt发泡剂)又称h发泡剂，化学成分为二亚硝基五次甲基四胺，广泛应用于制造海绵橡胶，也可用于增塑pvc的压模，吹塑发泡。无臭味溶于二甲基甲酰胺和二甲亚砜。前述所揭示有机化学发泡剂毒性低，因此就算运用生产于发泡水管5时，因含量极低，仍可称为无毒害环境的产品，所以其制造生产过程以及最终产品对环境来说可是相当环保与友善。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。