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國際中橡首創3D列印改質碳黑 市場潛力十足

2020-08-27 16:35經濟日報 許夷雯

碳黑技術大躍進,國際中橡集團碳黑事業(Continental Carbon)與亞洲大學3D列印研究中心跨界合作,對碳黑表面進行改質處理,成功開發出「為光敏樹脂設計的色素碳黑」,透過光固化3D列印技術製成多孔鞋墊後,不僅較無添加改質碳黑之樹脂材料提高了支撐性與耐磨性,延展性也更加優異,甚至彎折180度也不會斷裂,極具多元應用潛力。

Continental Carbon研發中心李正光博士暨計畫主持人(圖右)與亞洲...
Continental Carbon研發中心李正光博士暨計畫主持人(圖右)與亞洲大學3D列印研究中心陳大正主任(圖左)開發多元應用碳黑,共同簽署產學合作意向書。 國際中橡集團/提供

「光固化3D列印技術大多會在光敏樹脂中添加色漿,但若是色漿顏色較深,容易阻擋紫外光,使物件難以成型。」亞大3D列印研究中心主任陳大正表示,光固化3D列印技術是利用特定波長光源,投射在光敏樹脂以促進交聯反應,生成高分子固化物而成形,其中光敏樹脂的黏度較大,一旦加入過深色料,將會影響光固化效果,造成製品斷裂。

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Continental Carbon與亞大3D列印中心合作,成功列印出添加改質碳...
Continental Carbon與亞大3D列印中心合作,成功列印出添加改質碳黑的多孔鞋墊,改質碳黑的樹脂材料,彎折180度也不會斷裂,極具應用潛力。。 國際中橡集團/提供

全球指標性碳黑製造商國際中橡集團,為追求碳黑應用創新並提升產品性能,與亞洲大學3D列印中心合作,共同開發專為光敏樹脂設計的色素碳黑。首將碳黑表面改質形成親水的官能基,讓其在具較大黏度的光敏樹脂中達成良好的分散性,達到理想的光固化效果,精準掌握光固化色漿的性能訴求,為產品的多元應用再添一筆。

除了提供光固化3D列印技術在分散性上的解決方案,改質碳黑在樹脂材料配方中亦有卓越表現。亞大郭哲男助理教授研究團隊進行多次實驗發現,添加了Continental Carbon改質碳黑的樹脂材料,抗拉強度因為碳黑的補強性大大提升了約60 %,且成品並未因此產生常見的硬化或脆化問題,伸長量反而提升了14.7 %,補強性提高的同時更具備彈性力。

為進一步評估此材料應於民生產業之產品可行性,經多次調整實驗後,更成功列印出添加改質碳黑的多孔鞋墊。因改質碳黑的優異補強性,從延展性、支撐性到耐磨性,皆可看到效能的改善,此創新是Continental Carbon改質碳黑發展的關鍵,能讓原料更具備補強性且維持彈性的改質碳黑,將為材料市場提供更多的發展可能。

自2017年碳黑研發中心成立,Continental Carbon持續積極開發新型碳黑產品,推出「EREBOS系列」特用改質碳黑,因應油墨、塗料或樹脂配方對碳黑表面進行改質處理。包括為光固化技術研發的色素碳黑,系列碳黑皆有不同程度的流動性、分散性及絕緣性,可應用於膠印與遮光油墨、工業與建築塗料、無論是傳統文房四寶墨條中,甚至是電子絕緣需求,以因應未來多變的市場需求。

Continental Carbon亞太研發中心表示,Continental Carbon將持續與亞洲大學3D列印中心合作,進行技術互補,深入研究不同含量的改質碳黑添加與配方參數對於彈性樹脂物件的物理性能影響,並進而擴大到其他應用測試,如安全防護工具、機械物件及民生產業產品等,相信能提供不同領域產業更創新的材料選擇。

Continental Carbon與亞洲大學3D列印中心該項產學合作案,透過雙方技術的完美融合,未來將積極研究開發新型碳黑產品,期許突破更多功能性應用,提升人類生活品質的同時,更致力推動循環經濟。與多元產業共創價值,以突破創新的思維,開拓多元發展,實踐 Continental Carbon身為世界級的碳黑製造商和循環經濟推動者的使命。

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