[發(fā)明專利]制造泡沫部件的系統(tǒng)和方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380013009.X
• 申請日: 2013-01-09
• 公開（公告）號: CN104302456A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·T·麥克沃伊
• 申請（專利權(quán)）人: 約翰遜控制技術(shù)公司
• 主分類號: B29C44/12
• 分類號: B29C44/12;B29C33/60;B29C35/08;B29K75/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 于輝

交叉引用相關(guān)申請

本申請要求2012年1月13日申請的，名稱為“制造泡沫部件的系統(tǒng)和方法”的美國臨時(shí)申請61/586,578的優(yōu)先權(quán)和利益，將其全部援引加入本文中。

背景技術(shù)

本發(fā)明公開一般地涉及模制聚氨酯泡沫部件，更具體地涉及制造多孔聚氨酯泡沫部件的方法。

諸如多孔泡沫的聚合物材料廣泛用于制造日用消費(fèi)品中的各種部件，其包括泡沫基座、襯墊、密封件、墊圈等等。在制造泡沫部件期間，泡沫配制物中的泡沫前體可在模具內(nèi)相互反應(yīng)，模具將所期望的形狀賦予生成的泡沫。例如，當(dāng)聚氨酯泡沫部件被制造和模制時(shí)，異氰酸酯前體和多元醇前體(例如，多元醇前體混合物)可在模具中結(jié)合，且模具隨后可被加熱以克服前體反應(yīng)(例如，聚合，交聯(lián)等等)的活化能壘。此外，為了進(jìn)一步便于這些反應(yīng)，可以提供催化劑從而以成本有效的方式來制造這樣的部件。例如，在制造泡沫部件期間，發(fā)泡劑(例如，水)可使得化合物起泡(例如，形成多孔結(jié)構(gòu))并膨脹以填充模具腔的內(nèi)部(例如，利用諸如二氧化碳的氣體)，由此呈現(xiàn)模具腔的形狀。也可提供其它的材料來加強(qiáng)混合物的起泡。一旦固化，泡沫物體(例如，座墊)可被從模具移出并(例如，在座椅內(nèi))使用。對于特定的過程，泡沫部件可被進(jìn)一步固化(例如，大約1－96小時(shí))，以使任何殘余的催化劑蒸發(fā)并促使泡沫形成反應(yīng)完成。

制造泡沫部件的傳統(tǒng)方法會消耗大量的能量，其每年消耗掉數(shù)百億BTUs的熱量。總體來說，在貫穿整個(gè)制造過程的加熱模具的過程中可消耗大量的能量，包括在模具中沒有呈現(xiàn)泡沫配制物的階段(例如，當(dāng)準(zhǔn)備制造線或位于泡沫部件之間時(shí))，其可代表大約30％－50％的制造時(shí)間。而且，制造泡沫部件的傳統(tǒng)方法也可產(chǎn)生大量揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物質(zhì)(VOC)(例如，醛類、胺類或類似的化學(xué)物質(zhì))，作為制造過程的環(huán)境有害副產(chǎn)品。例如，傳統(tǒng)泡沫配制物中的某些催化劑或其它組分在泡沫部件的制造期間以及在固化期間(例如，制造后的大約170小時(shí))可揮發(fā)和/或分解以釋放一種或多種VOC(例如，甲醛、苯胺、或類似化合物)。這些VOC可造成環(huán)境問題以及對于泡沫制造者的安全隱患，通常需要大量的通風(fēng)以維持符合政府規(guī)定。而且，作為一種普遍趨勢，許多消耗泡沫部件的行業(yè)，諸如汽車和運(yùn)輸相關(guān)的行業(yè)(例如，用于客車、飛機(jī)、火車、公共汽車、摩托車等等的消耗型部件)正邁向?qū)⑤^輕的、較薄的泡沫部件整合到車輛中以改善燃油效率。因此，期望制造出具有減輕重量的泡沫部件，其仍舊能夠?yàn)槠谕膽?yīng)用提供可接受的性能(例如，靜態(tài)及動態(tài)的舒適度、耐用性、熱氣流等等)。

發(fā)明內(nèi)容

本文所公開的一些具體實(shí)施方式的概要如下闡述。應(yīng)理解，這些方面僅僅被呈現(xiàn)以為讀者提供這些具體實(shí)施方式的簡單概要，且這些方面不打算限定本發(fā)明公開的范圍。事實(shí)上，本發(fā)明公開可包括可能未在下面闡釋的多個(gè)方面。

本發(fā)明公開包括針對聚合物或復(fù)合物模具的具體實(shí)施方式，其具有在制造多孔泡沫中使用的永久或半永久表面涂層。一個(gè)具體實(shí)施方式涉及聚合物制造系統(tǒng)。該聚合物制造系統(tǒng)包括能源，其被構(gòu)造成向泡沫配制物提供活化能從而產(chǎn)生泡沫部件。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括聚合物模具，其被構(gòu)造成在制造所述泡沫部件的期間，在模具腔內(nèi)容納所述泡沫配制物。而且，所述模具被構(gòu)造成基本上不與活化能相互作用，所述活化能在制造所述泡沫部件的期間貫穿所述聚合物模具。該系統(tǒng)還可包括半永久性表面涂層，其被設(shè)置在所述模具腔的表面，其中，所述半永久性表面涂層被構(gòu)造成便于使所述泡沫部件從所述模具腔脫模。

另一個(gè)具體實(shí)施方式涉及模具。該模具具有基礎(chǔ)材料，其包括一種或多種聚合物材料，所述聚合物材料對感應(yīng)加熱、微波加熱或紅外(IR)加熱中的一種或多種是基本上透明的，其中這些加熱是從所述模具外部施加的，以便在制造模制泡沫部件的期間，活化容納在所述模具內(nèi)的泡沫配制物。該模具還包括表面涂層，其被設(shè)置在基礎(chǔ)材料的表面，其中，所述表面涂層被構(gòu)造成便于使所述模制泡沫部件從所述模具脫模。

另一個(gè)具體實(shí)施方式涉及用于制造聚氨酯泡沫部件的配制物。該配制物包括多元醇前體配制物、異氰酸酯前體和活化劑。活化劑包括一種或多種金屬顆粒，所述一種或多種金屬顆粒被構(gòu)造成響應(yīng)感應(yīng)、微波輻射、或紅外(IR)輻射中的一種或多種，以便在制造所述聚氨酯泡沫部件時(shí)，活化至少所述多元醇前體配制物與異氰酸酯前體之間的一種或多種化學(xué)反應(yīng)。