2003 IKE 09-0

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PIKE-icon-IKE-20-50 Read document Expensive   技術專題: TPU 樹脂的結構與應用•0080•

 
Materials  │ Compounding  │ Tech@R.D  │
 PU; Themoset; thermoplastic; TPU; application
*PIKE-F09T06P08V02S0080*
Table.Formula.Figure   ..施文昌 博士
國立勤益技術學院
 
TPU 樹脂 (Thermoplastic Polyurethane) ,由在1950年時即由 Schollenberger 等人開發出來,由於其具有優異之機械性質和彈性 (excellent mechanical and elastic property),極具耐磨耗性 (high abrasion) 和抗化學性質 (high chemical resistance),以及其與血液和細胞組織有很好的相容性…等等特殊性質,因此迅速的發展成為一種日生活中和醫療上極為重要的材料。又因為TPU具有上述之優越性能,所以其應用範圍相當廣泛,如皮革工業、接著劑、彈性纖維 (elastic fiber、Spandex fiber) 、生醫材料 (biomaterial) ,橡膠業改質劑…等等皆有其產品。另外,TPU之加工技術亦極為容易,使用一般之聚合物加工設備便可以加工之,如:射出成型 (injection molding)、擠壓成型 (extrusion)、延壓成型 (calendar)、紡絲 (spinning)、溶劑澆鑄 (solvent casting)…皆可。


樹脂與橡膠系樹脂之硬度比照表




Polyurethane Block Copolymer




Polyurethane/urea Elastomers




Thermoplastic Polyurethane Elastomers

   


Hardness (ASTM-2240)
Polyether Polyol
Polyester Polyol
70A-65D
75A-65D


 

Belt/Extruder (Semi-Continuous) Process



Belt/Oven (Batch) Process



Reactive Extrusion (Continuous) Process

   


TPU供應商之介紹

SOME SUPPLIERS OF COMMERCIAL   TPU s
Trade name of series
Supplier
Desmopan
Elastolan
Caprolan
Jectothane

Texin
Estane
Bayer
Elastogran
Elastogran
Albis Plastics (UK)

Mobay
BF Goodrich



典型TPU之射出成型的加工條件

TYPICAL INJECTION MOULDING CONDITIONS FOR A TPU
Mould temperature (℃)
Period of maximum injection pressure (s)
Period of holding pressure (s)
Cooling time (s)
Screw speed (rpm)
Cylinder zone temperature (℃)
  Feed chamber
Transfer area of screw
Compression area of screw
Injection nozzle
40
5
10
40
80

150
170
180
190


 

TPU射或擠壓成型時壁厚度與硬度及收縮率之關係



TPU射成型之螺桿及轉速設計
   


TPU
Feed
Middle
Front
Nozzle
hardness
(IRHD)
zone
zone
zone
  
85
170
190
200
190
90
175
200
210
205
95
190
205
220
210



TPU之射出成型產生缺陷時之改進對策

Typical defect

Cause of problem
 Voids
Splintering and flaking
Surface blisters
 Flow lines and marks
 Burns, burn streaks
 Sink spots
Flash formation
 Part adheres to mould
Material temperature too high
×
×
×
×
×
×
Material temperature too low
×
Mould temperature too high
×
×
Mould temperature too low
×
Granulate too moist
×
×
×
Follow-up pressure too low
×
×
Clamping pressure too low
×
Injection pressure too high
×
Injection pressure too low
×
×
Injection speed too slow
×
Injection speed too fast
×
×
×

Some causes of typical moulding defects in injection moulded TPU.



 
TPU加工條件之設計
  • TPU 粒子加工前,必須充分乾燥,水份最好維持在 0.03 以下。
  • TPU 粒子之回收料加工,一般以不超過總量的 25% 為原則。
  • 為了提高 TPU 之加工成型品的條件及物性,可加入 BS/PVC予以改變其流動性或物性,但以不超過總量的 15% 為原則。
  • TPU 加工時碰到換色的場合,建議使用 PP/LDPE 來清洗料管,可獲得最佳之利益。
  • TPU 射出成品之收縮率約在 0.3-0.8% 之間,在射出時增大模具澆口之口徑、增長保壓時間及射出壓力及降低模具溫度,都能有效減少成型品的收縮率。
   


WORLD CONSUMPTION OF POLYURETHANES

INDUSTRY
% of  Total
Furniture and Mattresses
Automotive
Building
Refrigeration
Shoe
Textiles
Coatings
Others
39
16
13
7
4
6
7
8


 
The Technology Trend
Environment:環保
  • no ODP blowing agent:不使用 ODP 發泡劑 (不破壞臭氧層)
  • water or HFC, liquid CO2 blown. recyclable, using natural fiber or polyol. 使用水氣、HFC 或二氧化碳發泡﹔使用天然纖維或多元醇、回收再利用

Comfort:舒適性
  • energy absorption, better humid compression set for HR cushion, gel, sound insulation. 吸震、防濕、隔音

Special functions:特殊機能
  • high ball rebound, transparent. 高回彈性、透明性

Lower cost:低價位
  • lower density. 低密度

Strength:強度
  • replace steel, engineering plastic. 取代鋼材、工程塑膠

Production efficiency:生產效率
  • faster cycle time, using IMR. 更短工作週期

Working conditions:工作環境
  • using MDI system instead of TDI system. 使用 MDI 取代 TDI

Energy saving:
  • VIP, other low K value material. 使用低 K 值材料
   

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  更新期別: 2003IKE09-0. Date: 2003/11/27.
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