用于高填充聚氨酯泡沫的制造方法技术

一种通过前体化学品和填料的双轴混合形成高填充泡沫以形成最终产品和部件的制造方法。该制造方法提供了改进的高填充泡沫材料以及将该泡沫成形为各种部件和最终产品的改进的方法。在该制造方法中，混合容器(33)可以用于将高填充泡沫直接模制成筒形形状件(40)以用于加工成部件和最终产品，或者可以用于将未固化的高填充泡沫运输至单独的模制工位(50)以形成模制的最终产品(56)，模制的最终产品中结合有充分混合的高填充泡沫。

Method for manufacturing highly filled polyurethane foam

A method of manufacturing a high filled foam to form final products and components by biaxial mixing of precursor chemicals and fillers. The manufacturing method provides an improved high filling foam material and an improved method of forming the foam into various components and final products. In the manufacturing method, the mixing container (33) can be used for directly molding high filled foams into cylindrical shaped parts (40) for processing components and final products, or for transporting the uncured high filled foams to separate molding workstations (50) to form moulded final products (56), and the finished products are combined with fully mixed high filled foams.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于高填充聚氨酯泡沫的制造方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年3月24日提交的美国临时专利申请No.62/475,956和于2017年7月28日提交的美国临时专利申请No.62/538,245的优先权，上述两个申请的全部公开内容通过参引并入本文中。
本专利技术涉及用于形成高填充泡沫(highlyfilledfoam)并且用于使该泡沫形成为部件和最终产品、比如汽车泡沫片材和座椅用衬垫的改进的方法。
技术介绍
在泡沫的制造以及由这种泡沫制成的产品或部件的制造期间，可能希望在泡沫中包含填料(filler)，从而形成高填充泡沫。通常，填料影响并增强泡沫的以其他方式难以实现或不可能实现的机械性能。然而，高填充泡沫的制造难以以大规模生产量进行。目前产生高填充泡沫的尝试导致泡沫产品不均匀并具有不一致或较差的强度性能。一个问题是极高粘度化学品流的混合产生具有富含树脂区域和富含填料区域的部件，并且部件与部件之间是不一致的。已知的混合技术、比如高压冲击混合和低压高剪切混合不能适当地使被混合的高粘度、糊状反应物材料共混来形成高填充泡沫。被捕获在该糊状物中的空气是不一致性的持续来源。除了与高填充泡沫的制造相关的这些问题之外，将泡沫产品制造成筒形块状件和其他形状件也存在与高填充泡沫的制造相关的问题。作为一个示例，当形成筒形泡沫块状件以用于随后加工成最终产品、比如泡沫片材时，现有技术可能是低效的并且导致泡沫的显著浪费。在一个示例中，参照图1和图2，已知以6'×5'×100'长的较大胶块(bun)来连续制造板坯泡沫。在该制造步骤中，首先将泡沫化合物送入具有大体矩形的模具11的成形工位10，最初通过模具11送入泡沫化合物。在图2中，固化泡沫的大胶块12从输送工位14排出。如所指出的，胶块12具有较大的横截面形状和显著的长度、比如100英尺，较大的横截面形状和显著的长度对于直接加工成部件和最终产品来说可能太大。如图3中所示，这些大胶块12被切割成矩形块状件13。然后泡沫块状件13可以沿着输送机14传送，以用于进一步加工或再成形为各种部件和最终产品。对于一些最终产品来说，希望在最后将泡沫成形为最终产品之前使泡沫块状件13在中间加工步骤中再成形。通常参照图4的示例，矩形块状件13被切削成筒形形状的块状件15，并且筒形形状的块状件15被剥离/切削成修整垫料(trimpadding)16，修整垫料16通常成形为薄的柔性片材。在将原始胶块12再成形为矩形块状件13然后将矩形块状件13切削成筒形形状块状件15的过程中存在大量的浪费。在该已知方法中，可以提供切割机17，切割机17包括对筒形块状件15进行支承的支承辊18。切割机17包括切割器单元19，切割器单元19绕块状件15的圆周进行薄切割以剥离或切削块状件15，从而形成连续的、柔性的薄且平坦的泡沫条带20，该泡沫条带被排出并卷起成为筒形片材卷21以限定修整垫料16。通过该过程，筒形块状件的形成需要三个步骤：形成胶块12、将胶块12切割成较小的矩形块状件13，然后切削矩形块状件以形成筒形形状的块状件15。而且，由于在形成大胶块时将泡沫化合物彻底混合存在挑战，因此使用该过程制备高填充泡沫是困难的。因此，本专利技术的一个目的是提供一种用于制备高填充泡沫并将高填充泡沫成形为部件和最后的最终产品的改进的制造方法。
技术实现思路
本专利技术涉及一种用于既形成高填充泡沫且将这种泡沫成形为各种部件和最终产品的改进的制造方法。在一个方面中，本专利技术的方法通过替代地将高填充泡沫直接模制成筒形件来绕过从大胶块制造筒形件的前三个步骤。结果，使用这种新的制造方法可以节省大量的材料、机器和人力，从而允许直接制造泡沫圆材(log)或筒形件。通过该方法，不需要执行将矩形泡沫块状件再成形为中间形状件、比如筒形件的中间步骤。而是，在形成泡沫圆材之后，该方法可以将圆材直接切成连续的片材。当形成高填充泡沫时，可以将未固化的泡沫装载到具有所需筒形形状的混合容器中。在本专利技术的第一方面中，该混合容器可以由5加仑桶状件或桶形成，用于未固化泡沫的化学品和填料装载到该混合容器中，然后被固化以形成泡沫圆材。然后可以将该圆材剥离或切削成薄的泡沫片材，其中，5加仑或更大的桶状件可以产出20+线性英尺的泡沫片材或垫料。在第二方面中，混合容器用于混合高填充泡沫，其中，然后将未固化的泡沫从混合器中取出并浇注到单独的模具中以成形为最终产品。优选地，本专利技术的制造方法使用新的双轴混合技术，这对泡沫工业来说是全新的。在优选的混合机中，混合容器可以用作模具，其中，优选的双轴混合机允许将混合容器装载到双轴混合机中。在这种双轴混合技术中，通过使混合容器中的材料在两个相反的轴线上同时旋转来产生离心力，这产生较高的剪切共混效果，因此使容器或桶内的材料彻底混合，同时避免了与上述已知技术相关的不一致性。利用这些双轴混合技术，由于逆流混合作用而发生脱气(degassing)。因此，提供了许多优点。这些优点包括：更高的填料装载是可能的(最终产品重量的60+％)；更高的粘度是可能的；更低的整体密度；更一致的产品；不需要预先混合化学品；以及混合过程非常有效，混合过程需要30秒或更短的混合时间。由于优选的混合单元可以利用较小的混合容器来处理较小批次，因此双轴混合机可以具有较小的尺度，使得制造可以位于最终使用装饰工厂附近，其中，泡沫片材可以被处理以用作适用于各种产品、比如汽车座椅的装饰。对于本专利技术制造方法的两个方面而言，第一步骤是通过泡沫分配单元将前体化学品(precursorchemicals)和任何填料装载到优选具有筒形容器腔的混合容器、比如5加仑桶中，该混合容器可以用作可运输模具或允许将混合泡沫输送至单独的模具工位。优选的混合机是作为StateMixVM-1000双轴离心混合器在市场上出售的双轴混合器。在第二步骤中，将混合容器放置到StateMixVM-1000或其他合适的混合机中，StateMixVM-1000或其他合适的混合机操作成将容器和内容物混合30秒。应当理解的是，混合容器也可以装载在合适的混合机或混合器内，并在合适的混合机或混合器内混合，该混合机或混合器既执行前体化学品和填料的分配又执行前体化学品和填料的混合。在本专利技术的第一方面中，接下来的步骤是从混合器中取出混合容器并使泡沫自由上升，然后以预定的时间、优选5分钟至6分钟来进行固化。下一个步骤是将泡沫筒形件脱模，然后进行长期固化。一旦泡沫从混合容器中取出并完全固化以形成泡沫圆材，则还希望修整泡沫筒形件或圆材的侧部或端部。因此，在这一个模制和固化的过程中，在将泡沫圆材装载到切割机中以将泡沫圆材连续旋转切割成具有所需厚度的修整衬垫或片材的下一个步骤之前，形成泡沫筒形件或圆材而无需额外的处理和再成形。然后可以将修整衬垫或片材与遮盖物衬层层合以用于各种用途、比如座椅或汽车座椅。此外，具有遮盖物衬层的泡沫片材随后可以被模切(diecut)以形成模切部件以用于缝制成组件、比如用于汽车座椅的组件。在本专利技术的第二方面中，可以从混合容器转移未固化的泡沫并将未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成高填充泡沫的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：/n利用分配单元将适于形成高填充泡沫的一种或多种前体化学品和一种或多种填料分配到便携式混合容器中；/n将所述混合容器在混合机中准备好用于混合；/n通过所述混合机使用双轴混合技术将所述前体化学品和所述填料混合，由所述双轴混合技术，所述混合容器绕多个轴线移位以使所述前体化学品和所述填料充分混合成未固化的高填充泡沫；/n使所述未固化的高填充泡沫在由所述混合容器和模具工具中的一者所限定的模具腔室内固化；并且/n在所述固化之后，由所述高填充泡沫形成最终产品。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170324 US 62/475,956;20170728 US 62/538,2451.一种用于形成高填充泡沫的制造方法，所述制造方法包括以下步骤：
利用分配单元将适于形成高填充泡沫的一种或多种前体化学品和一种或多种填料分配到便携式混合容器中；
将所述混合容器在混合机中准备好用于混合；
通过所述混合机使用双轴混合技术将所述前体化学品和所述填料混合，由所述双轴混合技术，所述混合容器绕多个轴线移位以使所述前体化学品和所述填料充分混合成未固化的高填充泡沫；
使所述未固化的高填充泡沫在由所述混合容器和模具工具中的一者所限定的模具腔室内固化；并且
在所述固化之后，由所述高填充泡沫形成最终产品。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述分配单元包括分配器组件，所述分配器组件构造成将经计量的量的所述前体化学品和所述填料分配到所述混合容器中，以用于产生所述高填充泡沫。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述填料增强所述高填充泡沫以用于改变所述加热或冷却特性，从而增进通过所述最终产品的热传递。


4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述填料包括用于增强所述高填充泡沫的热传导性以增进加热或冷却传递的热传导纤维。


5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述传导纤维是包括石墨、铝、银和铜中的至少一者的传导材料。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述混合容器具有敞开顶部以用于装载到所述分配单元中，所述敞开顶部随后由封闭件覆盖，以将所述一种或多种前体和填料容纳在所述混合容器中，以便随后在所述混合机中进行混合。


7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：将所述混合容器与所述未固化的高填充泡沫从所述混合机运输至所述模具工具并将所述未固化的高填充泡沫浇注到所述模具工具的所述模具腔室中以用于所述固化步骤。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述模具工具构造成形成泡沫部分，所述泡沫部分成形为座椅衬垫或片材中的一者，所述泡沫部分由所述填料增强，所述填料增强所述热传导性，以用于增进通过所述座椅衬垫或片材的热传递。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成步骤是通过以下步骤执行的：将所述高填充泡沫从所述混合容器中脱模成泡沫筒形件，并且在所述高填充泡沫固化之后，将所述泡沫筒形件加工成所述最终产品。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述混合容器用作限定所述模具腔室并使所述高填充泡沫在所述固化步骤之后成形为所述泡沫筒形件的可运输模具。


11.根据权利要求9所述的方法，还包括以下步骤：
使所述高填充泡沫在所述混合容器内自由地上升；
以初始固化时间使所述高填充泡沫在所述混合容器内进行初始固化，以在所述混合容器内形成所述泡沫筒形件；
通过从所述混合容器中取出所述泡沫筒形件，使所述泡沫筒形件从所述混合容器中脱模；
以最后固化时间使所述泡沫筒形件进行最后固化；并且
在所述最后固化之后，执行所述形成步骤以形成所述最终产...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·科兹洛夫斯基，马修·芬纳兰，勒内·肖万，
申请(专利权)人：麦格纳座椅公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA