多一點想像,應用大不同 積層押出智慧功能型線材為未來帶來無限可能

09 / 20 . 2019
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老鼠、辣椒、電纜、塑膠中心,四個看似八竿子打不著的事物,卻因「積層押出智慧功能型線材」把看似無關的事物串連在一起。原來,有家電線電纜大廠,其位於花蓮的客戶,苦於埋在地裡或裝在牆裡的纜線被老鼠、白蟻啃咬,維修不易,極需防咬的措施。於是,電纜大廠找上塑膠中心,用積層押出技術,把辣椒素包覆在纜線外皮,解決客戶頭痛的問題。

「押出」是一種塑膠成形的製程,可以把熱塑性材料想像成餅乾的麵糊,透過模具押出製作成不同的形狀。塑膠中心在經濟部技術處科技專案支持下,開發的「積層押出智慧功能型線材」,則是在押出製程時,以特殊的模頭設計被覆(意指包覆)一層材料,讓製造出來的功能型線材呈現「芯鞘」的結構,裡面的芯層主要提供強度的來源,另包覆在芯材表面的外部材料則稱為鞘層,主要在提供不同的功能。也就是說,當鞘層的材料替換,就可以創造出各種不同功能的線材,例如吸震、可發光、自我修復等功能。

以防鼠咬的積層押出智慧功能型線材為例,就是在鞘層裡摻入了用微膠囊包覆的辣椒素,這麼一來,一旦老鼠、白蟻咬破電線電纜的外皮,添加在電線電纜裡、用微膠囊包覆的辣椒素就會自動釋放出來,灼傷生物,讓老鼠、白蟻

不敢再咬,也就自然而然地達到了防咬目的。

塑膠中心技術研發部研發專員劉文傑指出,其實積層押出智慧功能型線材的製造原理就是將功能性線材和一般線材押合在一起,這麼一來就可以彌補單一材料性能不足的問題,但要將兩種不同功能的線材結合在一起,第一個面臨的就是跨領域的整合,如何找出可以增加產品不同功能的各式材料?還要想辦法做各種實測,抓出兩種不同材料結合的最佳參數,進而讓積層押出智慧功能型線材得以呈現出最佳的效果,都是考驗。

經過一再的試煉,塑膠中心現已摸索出一套公式,即藉由改良傳統積層成型製程及模頭設計的物理加壓方式,配合關鍵材料配方設計及參數控制,再以此基礎,開發出眾多新材料的應用,也讓積層押出智慧功能型線材的功能可以無限擴展,從自我補強、耐燃、抗靜電、自我修復、可吸震,甚至可發光功能,都難不倒它 。

小標:加了吸震功能,安全更有保障

舉例來說,在鞘層添加了具「自我修復」功能的智慧線材,運用線材製成的板材,一旦表面被刮傷,原先添加在鞘層、具有自我修復功能的材料就會自動釋放出來修復裂紋。此外,在鞘層添加吸震材料或是發光材料,用在安全帽上,讓原本只具有阻隔功能的安全帽可以兼具吸震效果,或可自動發光,讓人身安全更有保障。

隨著產品的成熟,塑膠中心開發的積層押出智慧功能型線材應用的場域也愈來愈多,例如具強化功能的線材可應用在次結構補強、安全護具上,具發光功能的線材,可用於車內裝飾,未來則會進一步將自我修復材料應用到耐磨高強度的產品市場。