Closed cell vs Open cell foam

先講結論:閉孔是同一道牆的兩面。每顆氣泡各自密封,水進不去,氣也出不來 —— 耐水、隔熱、浮力與密封都靠這道牆;而複合界面鼓包、真空袋被回彈頂起、薄片壓合時對不齊,也一樣是這道牆造成的。

本頁只處理「氣出不來」這一面。閉孔與開孔差在哪裡、什麼場合該用哪一種,請看 泡棉材料有哪幾類 與 隔音泡棉;複合件的結合層如何形成、到貨怎麼驗,請看 泡棉複合。這幾篇各自展開,本頁不重述。

一、把「閉孔」拆成兩句話

「閉孔」講的是泡孔結構,拆開只有兩句:

  • 每一顆氣泡都有自己的壁,相鄰兩顆並不連通;
  • 所以水與氣都只能沿著泡棉外面走 —— 進不到裡面,也出不來。

前一句是結構,後一句是它的全部後果。好處與麻煩,出自同一句。

還要補一句:「閉孔」是結構描述,不是性能等級。博丰的 XPE / IXPE / IXPP 都是閉孔,型號之間不按「閉孔程度」分檔,而是按密度、厚度與表面處理分檔 —— 所以「換一種更閉孔的材料」這句話本身不成立。

資料上看得見的是「水」這一側。依 GB/T 1034-method 4、23±2℃ 22 小時,XPE 與 IXPE 的吸水率都落在 ≤0.2% 到 ≤0.4% 之間:

兩端各取一檔;完整十檔見 XPE 泡棉密度怎麼選。
發泡倍數表觀密度(kg/m³)XPE 吸水率(%)IXPE 吸水率(%)XPE 壓縮永久變形(%)IXPE 壓縮永久變形(%)
10 倍100±10≤0.2≤0.2≤5≤5
30 倍33.3±3≤0.4≤0.4≤10≤10

表註:吸水率依 GB/T 1034-method 4,壓縮永久變形依 GB/T 6669,條件同為 23±2℃ 22 小時,數值取自廠方技術指標表。倍數越高,這兩個數都往寬的方向走。

這一串數字常被讀成「閉孔等於防水」。更準確的說法是:水沒有通路,所以吸水率低;而「沒有通路」這件事,對氣同樣成立。把這兩句連起來,後面的現場問題就不必再另外找原因 —— 它們只是同一句話在不同工位上的樣子。

「氣」這一側沒有對應的廠方指標 —— 但原因與「水」那一側是同一個。吸水率低不是刷了防水層,而是沒有通路。沒有通路的,氣也一樣。

二、氣被困在三個地方

把現場的問題拆開,氣被困住的位置只有三處:

  • 層與層之間:複合、貼合、背膠時夾進去的空氣;
  • 泡棉內部:每一顆氣泡裡的氣,抽不出來,也壓不出去;
  • 泡棉與另一個平面之間:袋膜、板材、另一片泡棉。

下面三節依這三處展開;第六節換個方向,看同一個性質在哪裡是優點。

把這三處分開是有用的,因為每一處能改的地方不同:層與層之間靠工藝參數,泡棉內部的氣改不了(只能換不同的密度與厚度),泡棉與平面之間往往要靠件型與結構設計。位置認錯,改的東西就會全錯。

三、複合:兩層之間那一層空氣

熱貼合的界面,是兩層泡棉自己熔接形成的 —— 結合層怎麼形成、強度靠什麼,見 泡棉複合。然而界面之間夾帶的空氣沒有出口:兩側被壓輥封住,中間是閉孔,氣穿不過去。

現場看到的是鼓包、局部沒黏上、按下去有回彈感。剖開來看是一個空腔,不是「膠沒化開」—— 這兩件事的斷面不同,先分清楚再動工藝。

能動的旋鈕有三個:壓輥方向與壓力,把氣往邊緣趕;線速,留給氣走掉的時間;張力與進料角度,決定氣被夾在哪一段。厚件還可以分層貼合:先貼薄,厚度夠了再貼下一次,讓每一道界面各自排氣。

塗膠複合多一個變數:膠本身也會夾氣。塗布量、開放時間、輥壓方向決定氣泡多寡。但「膠不好」與「氣沒地方去」是兩件事,黏不牢改膠,鼓包多半要改氣。

現場可以這樣判:同一台設備、同一卷料,只把進料方向換掉,鼓包的位置也跟著換 —— 問題就在氣的路徑上,不在配方裡。反過來,換一批料鼓包明顯變多,才該回頭看料本身(厚度公差、表面狀態、是否受潮)。

四、真空包裝:抽不走的氣

袋內抽真空,抽走的是袋膜與泡棉之間的空氣。泡棉內部每顆氣泡裡的氣抽不出來 —— 所以閉孔泡棉不會像開孔海綿那樣被抽扁,袋子壓不進去多少,也就談不上「抽得很實」。

反過來,袋子壓下去之後,泡棉會回彈。壓縮永久變形在 23±2℃ 22 小時後是 ≤5%(10 倍)到 ≤10%(30 倍),也就是壓過之後大部分厚度會回來。袋子已經封住,回彈就把袋膜頂起來,封口承受的力最大。

於是兩件事常被說錯:

  • 袋子鼓起來不是漏氣,是回彈撐著袋膜。剪開一個小口會有氣進去,那是從外面進去的,不是從裡面漏出來的。
  • 抽不扁不等於沒固定住。抽真空的目的是定位與隔絕水氣,不是把泡棉壓成紙片 —— 想更薄,靠的是選更低的密度或更薄的規格,不是加真空度。

包裝設計上真正管用的,是留壓縮餘量、把件固定在袋內,讓回彈有地方去。抽氣口的位置也有關係:氣只能從袋口那一側走,件越大,最後一段越難抽。把件順著抽氣方向排、或在件與件之間留出通道,比單純拉長抽氣時間有效。內襯怎麼排、結構怎麼定,見 包裝泡棉與泡棉內襯。

五、快速壓合與堆疊:氣墊、吸附與定位

兩片閉孔泡棉合在一起,中間是一層很薄的氣墊。壓合時氣只能從邊緣走;壓合時間短了、氣沒排完,兩片就像浮著一樣,定位會漂 —— 表現出來是貼偏、起皺、邊緣對不齊,而不是「黏不住」。

薄片堆疊取片也是同一回事:片與片貼成負壓,機械取片會帶起第二片。分片方式、取片速度、片與片之間留不留氣口,比換一種泡棉更有用。

模切堆疊也是同一回事:切好的片疊在一起,片與片之間是負壓,整疊拿起來會帶走上面幾片。分張、吹氣,或讓片與片錯開一點,都比換材料直接。

同一個性質在自動化裡反而是優點:真空吸盤吸得住閉孔片,因為氣不穿透;開孔片吸不住。搬運、上料、成型吸附,靠的都是這一條。

六、反過來:氣出不來也有三個用處

  • 密封墊:氣泡裡的氣就是支撐。壓下去多少,彈回來多少(壓縮永久變形 ≤5%~≤10%),密封靠的是這份回彈,不是膠。密封泡棉
  • 浮力:每顆氣泡都是一個獨立浮子。密度與浮力的關係、長期表現看什麼,見 浮力泡棉。
  • 緩衝與搬運:氣墊本身就是緩衝層,吸盤搬運靠的也是氣不穿透;鍵盤與輸入設備裡的薄片墊,用的也是這類結構,見 超薄 IXPE。

這三件事與前三節的麻煩,是同一個結構的兩種結果。不能只留好處、不留麻煩。所以選型時該問的是「這件東西需不需要把氣攔住」,而不是「閉孔是不是比較好」。

七、開孔材料為什麼沒有這個問題

開孔的氣泡彼此連通,氣與水都能走 —— 它不攔水、不做密封、不提供浮力,也就不需要「排氣」:它本來就不攔氣。

權威資料裡開孔材料的參考值是:開孔率 60~90%,30% 壓縮應力 ≤10 kPa(慢回彈開孔 PE,B 源口徑,非本站三大主產品)。這組數與閉孔件不是同一個用途,不能互相替代。

真正要透氣、要吸聲,那是換題,不是改良。閉孔與開孔的差別、按場合怎麼選,見 泡棉材料有哪幾類 與 隔音泡棉。

這裡還有一個常被混用的詞:隔聲與吸聲不是同一件事。隔聲是把聲音擋在外面,靠的是質量與封閉;吸聲是把聲音在室內消耗掉,靠的是空氣在孔裡摩擦,所以吸聲材料多半是開孔的。閉孔件常做前者,開孔件常做後者 —— 選之前先確認你要的是哪一個。

八、製程上能動的四個旋鈕

  1. 給氣一條路:件上開槽、開通氣孔,或分片貼合;不要整面同時壓死。氣有了出口,排出時間就從「整段」縮成「一條邊」。
  2. 給氣時間:線速、壓合時間、抽氣節奏。氣排不排得完,先看時間夠不夠,再看壓力夠不夠 —— 壓力再大,氣排不出去也只是被壓在界面裡,鬆手照樣鼓回來。
  3. 改接觸面:壓花會改變兩片之間的接觸,減少整面吸附。但壓花不改變泡棉內部的閉孔 —— 它讓兩片不是整面貼著,不等於把泡棉變成排氣材料。
  4. 換材料:真要透氣、吸聲,選開孔。這是換題,見第七節。

一處必須分清:電暈處理改的是表面張力,目的是讓膠黏得牢,與排氣無關。XPE 可壓光與電暈,IXPE 可電暈與壓花(廠方常規參數);三種處理各有各的目的,不能互相替代,也不能拿一種去頂另一種。

九、材料解決不了的三件事

  • 真空袋被回彈頂起:這是回彈與袋膜剛度的關係。材料側能做的只有選壓縮永久變形更低的一檔;剩下的是包裝設計。
  • 複合界面夾氣:與線速、壓力、貼合方式有關。材料能提供的是厚度公差與平整度,不能消除夾在中間的那層氣。
  • 厚件內部的「排氣」:閉孔件內部不需要排氣,也沒有可排的通道。要處理的是界面,不是體內 —— 把這兩件事分開,方案才會對。

把材料做不到的部分寫成一張看起來很專業的表,是這類頁面最容易犯的錯。下一節就是我們明確不給的部分。

材料側的邊界也是一條成本線:凡是能靠工藝解決的氣,改用更貴的材料都不划算;凡是靠工藝解決不了的(袋膜剛度、件型、設備節拍),換材料同樣解決不了。

十、我們不給的數

  • 透氣率 / 排氣量:無廠方資料。
  • 抽真空後的尺寸保持時間:無資料。
  • 貼合後的氣泡率:與工藝、設備、件型都有關,沒有可承諾的數值。
  • 壓花後的接觸面積:無資料。
  • 隔聲量:無資料,見 隔音泡棉。

十一、常見問題

閉孔泡棉真的不進水嗎?

不是絕對不吸。依 GB/T 1034-method 4、23±2℃ 22 小時,XPE 與 IXPE 的吸水率在 ≤0.2%~≤0.4% 之間,倍數越高數值越大。它攔的是「通路」,不是每一滴水。

真空包裝會把泡棉壓扁嗎?

不會像開孔海綿那樣被抽扁,因為氣在每顆氣泡裡抽不出來。拆袋前袋子被頂起是回彈,不是漏氣。

複合鼓包是膠的問題嗎?

先看氣。熱貼合的界面夾氣、塗膠的膠層夾氣,都會鼓包;「膠沒化開」是另一種,剖開斷面就能分出來。

壓花能解決排氣嗎?

能減少兩片之間的整面吸附,但不改變內部閉孔,也不等於給氣體開了一條路。

件越厚,氣越難排嗎?

要排的是界面之間那一層氣,與件本身多厚沒有直接關係。厚件真正難的是壓力均勻 —— 中間壓不到,氣就更排不掉,所以厚件更適合分層貼合。

能不能用開孔材料替代?

那是換題:開孔不攔水、不密封、不浮。先定清楚這件東西要的是什麼,再談替代。

十二、博丰泡棉供應什麼

博丰泡棉供應 XPE / IXPE / IXPP 三種閉孔交聯泡棉:密度依發泡倍數分十檔(26.8~300 kg/m³);單層厚度 XPE 3~15 mm、IXPE 0.1~15 mm,多層熱複合 15~200 mm;幅寬 500~2000 mm;XPE 可壓光與電暈,IXPE 可電暈與壓花;可按件做複合、模切與背膠。

複合件的結合層與到貨驗收,見 泡棉複合;材料本身是什麼,見 XPE 泡棉;全部產品見 泡棉產品。

如果你手上的問題已經定位到某個工位 —— 複合鼓包、真空袋被頂起,還是取片帶片 —— 請把工位、件型與泡棉規格(材料 / 倍數 / 厚度)寫清楚。我們可以依你的工藝條件給規格建議;不能承諾的,是我們沒見過的設備與件型上的排氣效果。

十三、延伸閱讀