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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，合成不同物性之生膠料。

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常見之橡膠

氯丁二烯異戊二烯乙烯丙烯聚丁二烯本乙烯丁二烯

天然橡膠學名

優良：★ 良好：○ 尚可： ▲ 不良：×

○▲★★○×耐候性

▲★★×▲▲耐溶劑

★★★★○×耐老化

○○▲○▲★抗撕裂

★▲○○○★彈性

○○○○★★拉力

CRIREPDMBRSBRNR橡膠

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何謂橡膠發泡？

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。

俗稱：發泡橡膠、海棉體、海棉床…等。

橡膠發泡後，可增加體積、降低密度、增加浮力。

主要功能：彈性、緩衝、保暖。

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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/cm3。中發泡倍率：密度0.1～0.4g/cm3。低發泡倍率：密度＞0.4g/cm3。

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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/cm3

• 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

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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+

模具裁切

強韌耐磨、高抗壓縮尺寸穩定性、阻燃、耐油、耐候

工業用

貼合品超延伸性、低模數、保暖性

水上、水下運動

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具、3C袋材...等之製造材料。

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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、鞋材、手套、運動及醫療護具、馬護具、軟包袋材、3C袋材...等用途。

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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(World Business Council For Sustainable Development)

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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、褲、鞋材、手套、運動及醫療護具、馬護具、一般袋材、3C袋材...等用途。

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一般Sponge VS. ECO-Sponge

☆☆☆☆☆☆☆☆售價

☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆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

中低高防水性

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

橡膠發泡複合材

項目

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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

5. 市場領導

品牌

專利產品

認證類產品

技術型產品

一般性產品