排气式模具以及制造模塑制品的方法技术

本发明专利技术涉及模具，特别是涉及用于制造泡沫制品的模具。在优选实施方式中，所述模具包括盖和可松开地配合的盘，以限定模腔，所述盖包括：（ｉ）排气口，其具有使气体排出模腔的通道，以及（ｉｉ）连接至所述排气口的多个凹槽。使用位于模腔表面的多个凹槽／狭缝可有效充当虹吸管，从而从待模塑的组合物中抽出气体。所述多个凹槽／狭缝连接至一个或多个排气口，所述排气口使气体从模腔排出至模具外部。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。
技术介绍
许多制品都是通过将原料放入模具模腔中制造的，所述原料在模腔中经历物理变化(例如其膨胀或发泡)，由此，制造的制品获得模腔的形状。具体而言，该技术通常用于制造由聚合物泡沫(例如聚氨酯泡沫、胶乳(例如天然橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶)等)制成的泡沫制品。例如，汽车座椅通常是由聚氨酯衬垫制成的，先将所述聚氨酯衬垫模塑成型，然后覆盖以乙烯基的布料或皮革外罩(也称作装饰罩(trimcover))。聚氨酯泡沫的独特之处在于，发泡和至少一部分聚合过程同时进行。因此，在使用例如常规的冷泡沫(cold foam)技术制造聚氨酯泡沫时，常用的配方包括1.多元醇2.水3.四甲基乙二胺4.二甲基乙醇胺5.聚异氰酸酯使用合适的混合头将该混合物分配到模具中，然后闭合模具，从而模塑其中的膨胀物质。因此，将最初分配到模具中的这种混合物称作“可发泡液体聚合物的组合物”，或者，在该情况下称作“可发泡液体聚氨酯组合物”通常是方便的。当组合物在模具中膨胀时，发生聚合反应并且使由此成型的聚合物发生固化。当模塑可发泡液体聚合物组合物以形成诸如聚氨酯泡沫之类的制品时，通常使用包括下模和上模的蛤壳式模具，该模具在闭合时限定模腔。打开模具，将可发泡液体聚氨酯组合物分配到模腔中，当化学反应导致组合物膨胀时，模具闭合。模具闭合后，组合物膨胀填充模具的内部模腔。或者，可以将组合物分配到闭合模具中。在每种情况下，在聚合反应完成时，泡沫固化且永久地具有模腔的形状。如本领域技术人员已知的，在该工艺过程中，模具充分排气以使存在于模具中的空气在可发泡组合物膨胀时从模具中排出是重要的。而且，使聚合过程中产生的一部分气体(通常是聚氨酯制备过程中产生的二氧化碳)从模具中排出是重要的。无法充分排空模具将导致模塑制品存在缺陷，表现为不适当发泡例如表面硬化(或泡沫压实)的情况和/或由于夹带的气体或气泡造成在最终制品中形成空穴的情况。另一方面，过度排空模具也将会导致由于泡沫在固化前塌陷而造成模塑制品存在缺陷；该现象经常称作“吹气音(soufflé)”作用。因此，在制造具有可接受的品质的模塑制品过程中，适当地排空模具是重要因素。通常，第一代蛤壳式模具被设计成在上模中钻有或切割有通道，以提供排气口。确定这些排气口的位置、确定它们的尺寸和决定它们的数目属于模具设计者和制造工程师的一部分技能，且经常是重复过程，更多的排气口添加在各种位置或者其他排气口在试验已经进行后被关闭。在模塑操作中，进入排气口中的一些可发泡液体聚合物组合物被废弃。通常希望被废弃材料(也称作“飞边”、“蘑菇”、“芽”、“煎饼”等)的量最小，有两个原因，即，(1)废弃材料增加制造成品所需的化学物质的总体费用，以及(2)在施加外罩之前，必须从模塑制品上除去废弃材料，因此需要额外的劳动以及相关联的成本。如下面所要描述的，对这种模塑操作过程中的排气的改进在一定程度上促进了本领域技术的发展。但是，模具设计者和制造工程师一直致力于优化以下两方面的平衡在合适位置提供足够排气且同时避免过度排气；以及使排气期间的材料浪费最小化以及使实现模腔的充分排气所需的排气口数目最少。而且，如下面所要描述的，尽管有关排气的技术正在改进，但是模塑制品，特别是聚氨酯泡沫制成的模塑制品，仍然存在问题。具体而言，存在泡沫塌陷(如上所述)和下面将要详细描述的空穴和/或填充不足的问题。因此，本领域一直以来需要改进排气技术以解决泡沫塌陷，空穴和/或填充不足的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是消除或减轻现有技术的至少一个上述缺点。因此，一方面，本专利技术提供用于制造模塑制品的模具，所述模具包括第一模具和第二模具，所述第二模具在打开位置和闭合位置之间可松开地配合，所述闭合位置限定模腔，模腔表面包括连接至至少一个排气口的至少一个凹槽，所述至少一个排气口包括使气体从模腔排出的通道。在另一方面，本专利技术提供用于制造模塑制品的模具，所述模具包括盖和可松开地配合的盘，以限定模腔，所述盖包括(i)排气口，其具有使气体从模腔排出的通道，和(ii)连接至所述排气口的多个凹槽。在又一方面，本专利技术提供制造模塑制品的设备，该设备包括盖和在打开位置和闭合位置之间可松开地配合的盘，所述闭合位置限定模腔，所述盖和盘中至少之一包括(i)多个排气口，每个排气口都具有使气体从模腔排出的通道，以及(ii)多个被互连的凹槽，其被设置为与所述多个排气口流体相通。本专利技术的其他方面涉及使用上述模具和设备制造模塑部件，优选模塑泡沫部件。因此，本专利技术已经发现改进模具排气的新方法，特别是用于制造泡沫制品的模具。该方法与过去使用的方法有显著区别。常规的排气方法涉及在被认为气体在模腔中会发生局部聚集的模具区域设置多个排气口。在许多情况下，以重复方式设置排气口。具体地，当制造泡沫部件并且观察到表面缺陷时，所做出的反应仅仅是在相应于所得泡沫部件上的缺陷位置的模具区域设置排气口(例如，一个或两个所谓的“自动排气口”和“条带排气口(ribbon vent)”，如下文所述)。结果是在模具的合模线和/或上模或盖中设置大量排气口(40个或更多)。即使按照这种方法，也不能避免出现泡沫塌陷和空穴，且填充不足的发生仅仅在很小程度上得以改善，部分原因是(错误)假定成品中缺陷的位置与泡沫膨胀期间要被排出的气体的位置是邻接的。本专利技术的专利技术人使用的方法是不再强调大量排气口在模具的所述潜在区域中的位置。而是，已经发现模腔中的一个或多个凹槽/狭缝可以有效地用作虹吸管，从而将气体从待模塑的组合物中抽出。所述至少一个凹槽和/或狭缝连接至一个或多个排气口，所述排气口允许气体从模腔排出至模具外部。在非常优选的实施方式中，将一个或多个凹槽/狭缝设置成所谓的类似于网络或网格的排列，从而以网的形式覆盖模腔的大部分表面(例如，相应于成品件的B表面的大部分模腔表面)。这允许使用明显更少的排气口且不再强调模腔的每个所述潜在区域中的排气口的精确位置。同样重要地或更为重要地，设置所述的凹槽和/或狭缝导致不存在泡沫塌陷、空穴和/或填充不足的问题的模塑制品的制备具有显著优势，优选以所述类似于网络或网格形式设置。其他许多优点来自于在模腔表面有效使用一个或多个凹槽/狭缝作为虹吸管，从而将气体从待模塑的组合物中抽出且将所述气体引导至一个或多个排气口。这些优点包括·能够制造具有相对低的密度的泡沫部件且同时消除和/或减小发生泡沫塌陷的风险。以前，解决上述风险的一种方法是设计可发泡组合物的化学性质，从而得到具有相对高的密度的产品。使用排气法制备相对低密度的制品的可能性将会导致得到轻质制品-考虑到燃料成本的增加，这在车辆应用中将是非常有利的。·能够将异相元件引入待模塑的组合物中，同时消除和/或减小发生泡沫塌陷的风险。例如，如果将可发泡液体组合物分配在模腔中，则所述异相元件可以是一个或多个泡沫插入元件(例如，用于制备双重硬度/坚实度或多硬度/坚实度泡沫产品)或非泡沫插入物(例如，接触固定体系的一部分(也称作VelcroTM紧固件)、机械钳、布料插入物等)。以前，这种异相元件的性质、尺寸和/或位置由于泡沫塌陷的风险而受到限制。·能够集中解决泡沫塌陷和在泡沫产品中出现填充不足和空穴的问题。·能够显著减少实现模具充分排气所需的排气口的数目。这可节省资金成本和维护费用。而且，本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制造模塑制品的模具，所述模具包括第一模具和第二模具，所述第二模具在打开位置和闭合位置之间可松开地配合，所述闭合位置限定模腔，模腔表面包括连接至至少一个排气口的至少一个凹槽，所述至少一个排气口包括用于使气体排出模腔的通道。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾伦K卡思卡特，莱斯利E克拉克，拉里A格尼恩，路易J梅内塞斯，兰德尔J兰修，
申请(专利权)人：木桥泡沫塑料公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]