專利名稱：制造多層泡沫制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過(guò)將不同的泡沫配方組合物灌注進(jìn)模具中而進(jìn)行的多層聚氨酯泡沫制品的制備。
多層或多硬度聚氨酯泡沫是具有共同平坦邊界的多個(gè)不同硬度(承載力)和/或密度的柔韌泡沫層。這些泡沫通常用來(lái)制作高SAG因子(即高變形時(shí)硬度對(duì)低變形時(shí)硬度的比率)和較為舒適的，特別是在具有H-點(diǎn)保持力(H-point retention)(坐座位的人的垂直姿勢(shì))方面舒適度的坐墊或靠墊。
目前已有多種制造多層聚氨酯泡沫制品的方法。然而這些已知的方法都存在許多缺點(diǎn)，如由于產(chǎn)率低而造成的生產(chǎn)成本高、泡沫配方組合物的灌注時(shí)間長(zhǎng)、泡沫配方組合物的混合而導(dǎo)致的泡沫層邊界的變形，因此使坐座位的人感到不舒適。
制造多層聚氨酯泡沫座位的一種方法在美國(guó)專利NO.4,190,679中有報(bào)道。該專利描述的方法包括將制造硬泡沫的第一種泡沫配方組合物灌注到一個(gè)模具中，使其起發(fā)至多45秒，隨后將制造軟泡沫的第二種泡沫配方組合物灌注到第一種泡沫配方組合物的上面。第二種泡沫配方組合物(軟泡沫)貫穿第一種泡沫配方組合物(硬泡沫)并以液體的形式在第一種泡沫配方組合物的下面擴(kuò)散，此時(shí)第一種泡沫配方組合物已經(jīng)起發(fā)至其最大起發(fā)能力的10％至80％。此方法基于的原理是起發(fā)泡沫比液態(tài)泡沫配方組合物的比重低。由于需要較長(zhǎng)的灌注時(shí)間，因此該方法不適于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，其應(yīng)用范圍受到限制。
制造多層聚氨酯泡沫座位的另一種方法在歐洲專利No.0,251,659中有報(bào)道。此專利描述的方法包括將兩種或多種設(shè)計(jì)用來(lái)生產(chǎn)兩種或多種不同硬度泡沫的泡沫配方組合物相繼連續(xù)地灌注到一個(gè)座位模具的底部的特定點(diǎn)上，然后使泡沫配方組合物進(jìn)行起發(fā)和固化。該座位模具傾斜放置于水平面上，灌注點(diǎn)位于或接近模具傾斜的底面的頂端。該方法的特征是配方組合物在沒(méi)有任何間歇時(shí)間的情況下連續(xù)灌注，因此通常在灌注過(guò)程中任何配方組合物都很少發(fā)泡或不發(fā)泡。雖然按照該專利在這種條件下配方組合物之間應(yīng)該是相互混合的，但實(shí)際上并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)充分混合，并且在固化后得到的是一個(gè)由各種離散的泡沫層所構(gòu)成的泡沫座位。該離散的泡沫層相互粘結(jié)。在此方法中，例如硬的和軟的等不同的泡沫配方組合物都從生產(chǎn)配方組合物的混合頭的同一出口流出。依賴于模具的傾斜的底表面上的每種泡沫配方組合物的自然流動(dòng)使其平整地填充在模具中。但當(dāng)此方法應(yīng)用到那些例如用來(lái)制造汽車后座等的大模具時(shí)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。在這種情況下，不僅是要得到對(duì)模具底面均勻的覆蓋很困難，而且配方組合物需要相對(duì)較長(zhǎng)的乳白期以確保在配方組合物基本上仍為液態(tài)時(shí)實(shí)現(xiàn)完全的覆蓋。該方法的另一個(gè)缺點(diǎn)是灌注兩個(gè)不同泡沫配方組合物的時(shí)間間隔必須相當(dāng)短，以避免在模具較低部位的泡沫配方組合物的相互混合而導(dǎo)致泡沫層的邊界的變形。
制造多層聚氨酯泡沫座位的另一種方法在歐洲專利NO.0,279,324中有報(bào)道。該方法包括將一種用來(lái)制造軟泡沫的泡沫配方組合物灌注到座位模具底部的給定的點(diǎn)上并使其乳白化，然后當(dāng)?shù)谝环N泡沫配方組合物發(fā)泡到能被第二種泡沫配方組合物抬起并包圍時(shí)的合適的密度和粘度時(shí)，灌注第二種用來(lái)制造硬泡沫的泡沫配方組合物。在第二種配方組合物灌注進(jìn)模具之前第一種配方必須部分膨脹，這使得該方法具有與美國(guó)專利NO.4,190,679相同的缺點(diǎn)，即因?yàn)樾枰L(zhǎng)的灌注時(shí)間而不適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
還有一種制造多層聚氨酯泡沫座位的方法在歐洲專利No.0,393,827中有報(bào)道。該專利描述的方法包括將兩種不同的泡沫配方組合物從位于一條線上的兩個(gè)不同的出口橫向(strip-wise)灌注入傾斜的模具中。當(dāng)這兩個(gè)出口貫穿模具和在模具上方移動(dòng)時(shí)它們同時(shí)灌注不同的泡沫配方組合物。這兩個(gè)出口接在同一個(gè)自動(dòng)機(jī)械臂上且它們之間的距離低于模具的寬度。盡管自動(dòng)機(jī)械臂的速度在此專利中未有提及，但是很明顯灌注兩種不同泡沫配方組合物的間隔時(shí)間是很短的。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，當(dāng)泡沫配方組合物的灌注量增加或需要在很接近模具側(cè)壁上方灌注泡沫配方組合物時(shí)，在灌注兩種泡沫配方組合物的時(shí)間間隔較短的情況下，由于這兩種液體的速度而使它們?cè)谧矒裟＞叩牡酌鏁r(shí)會(huì)發(fā)生渦流問(wèn)題。如果這樣，灌注到第一種泡沫配方組合物上的第二種泡沫配方組合物會(huì)將第一種泡沫配方組合物向下推并使位于模具較低部分的兩種泡沫配方組合物相互混合。這會(huì)使多層泡沫制品具有較差的舒適性。進(jìn)一步地，由于兩個(gè)灌注出口安裝在同一個(gè)自動(dòng)機(jī)械臂上，并且泡沫配方組合物被同時(shí)灌注進(jìn)模具中，間歇時(shí)間和灌注時(shí)間均無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足不同模具設(shè)計(jì)的需要。
很明顯，仍然需要一種制造多層泡沫制品的方法，該方法應(yīng)能滿足不同的模具設(shè)計(jì)需要，能有好的泡沫振動(dòng)性能并且仍能允許將液態(tài)泡沫配方組合物快速灌注進(jìn)能適合快速移動(dòng)的工業(yè)化泡沫產(chǎn)品生產(chǎn)線的模具中。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，前述專利中的各種問(wèn)題可通過(guò)對(duì)泡沫配方組合物灌注進(jìn)模具的工序進(jìn)行特定調(diào)整來(lái)得以克服。
特別地，與歐洲專利No.0,251,659所描述的不同，我們驚奇地發(fā)現(xiàn)，將用來(lái)制造硬泡沫的第二種泡沫配方組合物從沒(méi)有被用來(lái)制造軟泡沫的第一種泡沫配方組合物所浸濕的地方灌注到與水平面有一定傾角的模具底面上，就會(huì)在第一種液態(tài)泡沫配方組合物上面形成第二種液態(tài)泡沫配方組合物的層狀流動(dòng)。
令人吃驚的是，我們還發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明的液態(tài)泡沫配方組合物的橫向(strip-wise)灌注工藝，不僅使灌注兩種泡沫配方組合物的時(shí)間間隔比采用固定灌注(即在一個(gè)點(diǎn)上灌注)更長(zhǎng)，而且也可使第二種泡沫配方組合物在第一種泡沫配方組合物上形成流動(dòng)。因此兩步灌注工藝可以在僅有一個(gè)混合頭的雙硬度發(fā)泡裝置上實(shí)施。此外，兩步橫向灌注允許將液態(tài)泡沫配方組合物灌注到水平的，甚至是與液態(tài)泡沫配方組合物流向的相反方向有稍微傾角的模具表面，并仍然能形成泡沫層。
我們還發(fā)現(xiàn)，不管從單一出口或兩個(gè)出口，按照本發(fā)明，兩步橫向灌注液態(tài)泡沫配方組合物都可使一種液態(tài)泡沫配方組合物比另一種液態(tài)泡沫配方組合物有更長(zhǎng)的灌注時(shí)間。這樣就能控制兩個(gè)泡沫層的厚度。
還發(fā)現(xiàn)，在正常情況下與水平面保持垂直的混合頭出口在灌注過(guò)程中可以傾斜以改變發(fā)泡反應(yīng)物流的方向。令人吃驚的是，混合頭出口的傾斜在不改變液態(tài)泡沫配方組合物輸出量或灌注時(shí)間的情況下，相對(duì)于先被灌注的泡沫，會(huì)導(dǎo)致第二種泡沫(軟)厚度的增加。
同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，按本發(fā)明的方法制得的層狀泡沫制品具有良好的振動(dòng)性能。
因此，本發(fā)明涉及一種在模具中制造多層泡沫制品的方法，模具的底面被設(shè)置為水平或與水平面有至多40度、優(yōu)選0.1到15度的傾角，它是將第一種和第二種液態(tài)泡沫配方組合物在與多層制品的座區(qū)相對(duì)應(yīng)的模具中發(fā)泡和固化，特征在于該方法包括以下步驟(a)將第一種液態(tài)泡沫配方組合物從混合頭出口橫向貫穿模具的一個(gè)區(qū)域灌注到模具中；和(b)將第二種液態(tài)泡沫配方組合物從相同或不同的混合頭出口流出橫向貫穿模具的一個(gè)區(qū)域灌注到模具中，灌注路線與第一種液態(tài)泡沫配方組合物的路線平行，但兩者隔開(kāi)，使第二種液態(tài)泡沫配方組合物與模具接觸的區(qū)域沒(méi)被第一種液態(tài)泡沫配方組合物浸濕，并使第二種液態(tài)泡沫配方組合物擴(kuò)展到第一種液態(tài)泡沫配方組合物的上面。
當(dāng)該制品具有座區(qū)時(shí)，優(yōu)選采取以下步驟(a)制造軟泡沫的第一種液態(tài)泡沫配方組合物從一個(gè)混合頭出口流出，橫向貫穿模具的座區(qū)，沿著平行和接近模具座區(qū)的外壁的路線灌注入模具中；和(b)制造硬泡沫的第二種液態(tài)泡沫配方組合物從同一個(gè)或不同的混合頭出口流出，貫穿模具的座區(qū)，沿著平行但比第一種液態(tài)泡沫配方組合物更接近模具座區(qū)的外壁的路線橫向灌注入模具中，并且使第二種液態(tài)泡沫配方組合物擴(kuò)展到第一種液態(tài)泡沫配方組合物上。
本發(fā)明解決了前述先有技術(shù)中的各種問(wèn)題，并提供了一種能滿足不同模具設(shè)計(jì)要求制造多層泡沫制品的方法，該方法能制造在泡沫層與層之間有好的明確的共同平坦邊界和好的泡沫振動(dòng)性能的多層泡沫制品，并且允許將液態(tài)泡沫配方組合物快速灌注到能適用于快速運(yùn)轉(zhuǎn)的工業(yè)化泡沫制品生產(chǎn)線的模具中。
本發(fā)明的方法可在模具底面與水平面平行的模具或模具底面從前到后與水平面有0.1到40度傾角的模具中操作。模具底面的傾角可以通過(guò)模具實(shí)際的傾斜或使用特制的底面有傾角的模具來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，對(duì)于絕大部分通用的汽車座位模具，模具從前到后的傾斜足以達(dá)到本發(fā)明的目的。傾角優(yōu)選4到20度，最優(yōu)選5到12度。
本發(fā)明的方法特別適用于汽車座位模具，用以制造座位或諸如那些在兩個(gè)支持側(cè)伸展區(qū)之間有一個(gè)中央座區(qū)的背椅。
本發(fā)明的方法適于采用低壓或最高到250巴的高壓，以及安裝在5-軸自動(dòng)機(jī)械臂或2-軸控制器上的單一混合頭或多重混合頭。在本發(fā)明的方法中可以采用能夠連續(xù)灌注兩個(gè)不同泡沫配方組合物的單個(gè)混合頭，或有獨(dú)立控制器的多個(gè)混合頭。本發(fā)明的方法適于采用具有兩種或多種，至多八種，優(yōu)選二到四種添加劑和多元醇混合物料流和一或二種異氰酸酯料流的混合頭。在灌注不同的泡沫配方組合物過(guò)程中混合頭的速度可以改變，甚至為了在模具的某一特定區(qū)域增加灌注時(shí)間混合頭可在模具上方的一些點(diǎn)上停留一段時(shí)間。
如果使用多個(gè)混合頭，出口間的距離和它們各自的位置可以根據(jù)模具的要求加以改變。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，將用來(lái)制造不同硬度(承載力)泡沫的液態(tài)泡沫配方組合物從至少兩個(gè)混合頭流出，在混合頭在模具座區(qū)上方并貫穿移動(dòng)時(shí)沿著不同的線路將其同時(shí)橫向灌注到模具的座區(qū)中。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，將用來(lái)制造軟泡沫的第一種液態(tài)泡沫配方組合物從一個(gè)混合頭出口流出、沿著平行和接近模具座區(qū)外壁的線路橫向灌注到模具中，然后間隔0.05到10秒，將用來(lái)制造硬泡沫的第二種液態(tài)泡沫配方組合物沿著平行于但比第一種液態(tài)泡沫配方組合物的灌注線路更接近模具外壁的線路橫向灌注進(jìn)模具中。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，將用來(lái)制造軟泡沫的第一種液態(tài)泡沫配方組合物從一個(gè)混合頭出口流出、沿著平行于和接近模具座區(qū)外壁的線路橫向灌注到模具中，然后，從相同或不同的混合頭出口流出，將用來(lái)制造硬泡沫的第二種液態(tài)泡沫配方組合物沿著平行于但比第一種液態(tài)泡沫配方組合物的灌注線路更接近模具外壁的線路、在與第一種液態(tài)泡沫配方組合物的灌注方向相反的方向上灌注進(jìn)模具中。
在本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施方案中，將用來(lái)制造不同硬度泡沫的液態(tài)泡沫配方組合物從至少兩個(gè)混合頭出口依次流出、沿著不同線路貫穿模具座區(qū)依次橫向灌注到模具座區(qū)中。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，在灌注液態(tài)泡沫配方組合物時(shí)模具相對(duì)于混合頭出口移動(dòng)。
正常情況下，當(dāng)液態(tài)泡沫配方組合物灌注進(jìn)模具時(shí)混合頭與水平面保持垂直。然而，當(dāng)液態(tài)泡沫配方組合物灌注進(jìn)模具時(shí)混合頭出口也可以相對(duì)于垂直面傾斜。
混合頭在模具上方移動(dòng)的速度或者模具相對(duì)于混合頭移動(dòng)的速度可以在0.1到150米/分鐘、優(yōu)選0.5到30米/分鐘間變動(dòng)。
盡管其他聚合物發(fā)泡體系如聚脲等可以應(yīng)用在本發(fā)明的方法中，但聚氨酯泡沫配方組合物作為本發(fā)明的泡沫配方組合物是合適的。
在本專業(yè)中聚氨酯泡沫被廣為所知，并且包括在存在發(fā)泡劑的情況下通過(guò)混合多官能團(tuán)異氰酸酯與含有多個(gè)活潑氫的化合物(如聚醚多元醇)、并使它們?cè)谔囟刂频臏囟?、壓力和催化劑下反?yīng)所得到的產(chǎn)品。在本發(fā)明的方法中，這些混合物在混合頭中混合并在這些混合物開(kāi)始起發(fā)之前、即當(dāng)這些泡沫配方組合物仍處于液態(tài)時(shí)通過(guò)出口灌注到模具中。任何類型的韌性聚氨酯泡沫配方組合物、包括熱固性和冷固性配方都能應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。
能應(yīng)用在本發(fā)明的方法中的聚氨酯泡沫配方組合物是那些能產(chǎn)生韌性泡沫、特別是柔韌高彈性(HR)泡沫的配方。在這種情況下，兩種物流被加入到混合頭中，一種組分包括配混的多元醇，即部分或全部多元醇、聚合物多元醇、發(fā)泡劑、催化劑、硅氧烷表面活性劑、發(fā)泡劑和其它添加劑；另一種組分是多異氰酸酯。
任何已知的聚醚多元醇、聚醚多元醇的混合物、共聚物多元醇(如，SAN、PHD、PIPA)、共聚物多元醇的混合物、共聚物多元醇與多元醇的混合物都能應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。
任何已知的有機(jī)多異氰酸酯都能應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。這些多異氰酸酯包括那些每分子至少包含大約兩個(gè)異氰酸酯基團(tuán)、并優(yōu)選每分子平均包含2.0到3.0個(gè)異氰酸酯基團(tuán)的多異氰酸酯。在本發(fā)明的實(shí)施過(guò)程中優(yōu)選的多異氰酸酯為芳香族多異氰酸酯，包括甲苯二異氰酸酯、特別是2，4-和2，6-異構(gòu)體的混合物，如那些包含65％2，4-異構(gòu)體和35％2，6-異構(gòu)體的混合物(TDI65/35)，和那些包含80％2，4-異構(gòu)體和20％2，6-異構(gòu)體的混合物(TDI80/20)；和包含2，4’-或4，4’-亞甲基二苯基異氰酸酯(MDDI)的多異氰酸酯混合物；1，6-己二異氰酸酯(HMDI)；聚合的MDI；以及它們的含異氰酸酯端基的預(yù)聚物。兩種或多種多異氰酸酯混合物也能應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。多異氰酸酯能在所有已知的比率下應(yīng)用。
任何已知的應(yīng)用在聚氨酯的制備中的催化劑、如單獨(dú)使用或結(jié)合在一起使用的胺和金屬鹽可以應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。通常所應(yīng)用的催化劑的量占多元醇總量的0.002％到10％(重量)之間。
在本發(fā)明方法中，水用作主要的發(fā)泡劑，水的量為多元醇的量的0.5％到10％、優(yōu)選2％到6％。輔助發(fā)泡劑也能被應(yīng)用在本發(fā)明的方法中，它們例如是羧酸，能與多異氰酸酯反應(yīng)或在加熱條件下放出氣體的有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物，和惰性氣體如二氧化碳。
任何已知的應(yīng)用在聚氨酯的制備中的交聯(lián)劑如甘油、二乙醇胺(DEOA)和三乙醇胺(TEOA)可以應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。交聯(lián)劑的用量為在聚氨酯專業(yè)技術(shù)人員所熟知。
任何類型的已知的泡沫調(diào)節(jié)劑、如那些在美國(guó)專利No.4,686,240所描述的都可以應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。泡沫調(diào)節(jié)劑的用量為聚氨酯專業(yè)技術(shù)人員所熟知。
其它已知的添加劑如硅氧烷表面活性劑、顏料、填料和塑化劑也能應(yīng)用在本發(fā)明的方法中。添加劑的用量為聚氨酯專業(yè)技術(shù)人員所熟知。
液態(tài)泡沫配方組合物(多元醇和多異氰酸酯組分)的溫度可以在10到80攝氏度、優(yōu)選15到35攝氏度間變動(dòng)。
本發(fā)明的方法中所采用的各種柔性聚氨酯泡沫配方組合物優(yōu)選它們之間在硬度(承載力)上互不相同。進(jìn)一步地優(yōu)選這些配方組合物通過(guò)以下一種或多種組分的含量變化而在硬度上有所差別(a)多元醇，(b)官能度大于2、即每分子具有2個(gè)以上異氰酸酯基團(tuán)的多異氰酸酯，(c)可作為擴(kuò)鏈劑或交聯(lián)劑的含有活潑氫的化合物，和(d)發(fā)泡劑。在本發(fā)明中軟泡沫比硬泡沫具有更低的硬度(承載力)。
在灌注過(guò)程中，模具的溫度保持在20到80攝氏度、優(yōu)選35到75攝氏度之間。本發(fā)明的方法也可以如美國(guó)專利No.4,755,411所描述的那樣，在有或無(wú)絕緣薄膜或泡沫夾層存在下，在模具內(nèi)部具有織物成型件的模具中進(jìn)行成型。
成型的聚氨酯泡沫制品在室溫到250攝氏度下固化，通常在去除模具前固化2到20分鐘。
如下的名稱、符號(hào)、術(shù)語(yǔ)和縮寫用在后面的實(shí)施例中CP-6001是Dow化學(xué)公司所出售的商標(biāo)為VORANOL CP6001的一種甘油引發(fā)的多元醇(分子量為6,000,75％的EO含量)。
CP-1421是Dow化學(xué)公司所出售的商標(biāo)為VORANOL CP1421的一種開(kāi)孔劑。
Dabco 33LV是Air產(chǎn)品和化學(xué)品公司所出售的商標(biāo)為DABCO 33LV的三亞乙基二胺在二丙二醇中的濃度為33％的溶液。
Dabco 8154是Air產(chǎn)品和化學(xué)品公司所出售的商標(biāo)為DABCO 8154的一種胺催化劑。
Niax A-1是Osi Specialties公司所出售的濃度為70％的二(2-二甲基氨基乙基)醚的DPG溶液。
Niax A-4是0si Specialties公司所出售的胺催化劑。
DIPA是二異丙醇胺(包含90％的二異丙醇胺和10％的水)。
TIPA是三異丙醇胺(包含90％的三異丙醇胺和10％的水)。
DC-5043是Air產(chǎn)品和化學(xué)品公司所出售的商標(biāo)為DABCO 5043的一種表面活性劑。
B-4113是Th.Goldschmidt所出售的商標(biāo)為Tegostab B-4113的一種硅氧烷表面活性劑。
B-4690是Th.Goldschmidt所出售的商標(biāo)為Tegostab B-4690的一種硅氧烷表面活性劑。
NE-106是Dow化學(xué)公司所出售的商標(biāo)為SPECFLEX NE 106的一種MDI預(yù)聚體。
現(xiàn)在參考附圖通過(guò)下面的實(shí)施例對(duì)上面所描述的本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，其中

圖1是展示兩種液態(tài)泡沫配方組合物從垂直放置的混合頭出口灌注的前座模具的側(cè)面圖。
圖2是圖1所示的前座模具的俯視圖。
圖3是展示兩種液態(tài)泡沫配方組合物從相對(duì)于垂直面傾斜的混合頭出口灌注的另一個(gè)前座模具的側(cè)面圖。
圖4A和4B是圖1和圖2所示的模具中成型的泡沫制品的橫截面圖。
圖5是另一個(gè)前座模具的俯視圖。
圖6是按照本發(fā)明在圖3和圖5所示的模具中制造的成型泡沫制品的橫截面圖。
圖7是一個(gè)按先有技術(shù)制造的成型泡沫制品的橫截面圖。
圖8是圖5所示模具的俯視圖，表示出兩個(gè)混合頭與平行于模具座區(qū)外壁的線成25度角。
實(shí)施例1使用圖5所示的包括一個(gè)被長(zhǎng)方形A、A’、R和R’所限定的中央座區(qū)、兩個(gè)側(cè)伸展區(qū)(a，b)和一個(gè)大腿支持區(qū)的汽車座模具(1)。模具由鋁制造并使其底面與水平面有4度傾角。模具的內(nèi)表面在55攝氏度下涂上Th.Goldschmidt所出售的脫模劑LK260。將帶出口(4，4’)的兩個(gè)混合頭(3，3’)各自連接在Krauss Maffei RIMSTAR 40/10和Krauss Maffei KK10-5/5機(jī)械上。這兩個(gè)混合頭出口被安裝在一個(gè)5-軸ASEA 90自動(dòng)機(jī)械臂上并使兩者之間距離為12厘米?；旌项^出口被用來(lái)分別分配軟的和硬的液態(tài)泡沫配方組合物。在灌注時(shí)這兩個(gè)混合頭出口垂直位于模具的底面的上方40毫米。泡沫配方組合物的實(shí)際組成在表1給出。
操作條件如下多元醇料流的溫度為30℃。多異氰酸酯料流的溫度為22℃。多元醇和多異氰酸酯料流的壓力為170巴。泡沫配方組合物A的進(jìn)料量為214克/秒，泡沫配方組合物B的進(jìn)料量為172克/秒。灌注進(jìn)模具中的泡沫配方組合物A的總重量為1355克、泡沫配方組合物B的總重量為250克。
灌注程序如下安放兩個(gè)帶出口(4，4’)的垂直混合頭(3，3’)與模具座區(qū)的外壁(5)成25度角γ。混合頭的安放在圖8中圖解說(shuō)明，圖8中兩個(gè)混合頭分別標(biāo)記為13和12。軟泡沫配方組合物A從混合頭出口(12)灌注，硬泡沫配方組合物B從混合頭出口(13)灌注。用泡沫配方組合物A填充完被隔離壁(6)與座區(qū)分隔的側(cè)伸展區(qū)(a，b)和大腿支持區(qū)(c)后，將泡沫配方組合物A和B從兩個(gè)混合頭出口同時(shí)橫向灌注入模具的座區(qū)中。第一種泡沫配方組合物A沿著線路P-P’灌注，而第二種泡沫配方組合物B沿著更接近模具座區(qū)外壁的線路R-R’灌注。在橫向灌注泡沫配方組合物時(shí)自動(dòng)機(jī)械臂的速度大約為14米/分鐘。
兩種泡沫配方組合物灌注完成后，用蓋子(2)將模具關(guān)閉并使之起發(fā)和固化。圖6展示了沿著圖5中所示的去除了模具的座墊的E-E’線的橫切面。去除了模具的座墊有一個(gè)優(yōu)異的平坦的在硬泡沫層(9)上面的軟泡沫層(8)。在距離座區(qū)的外壁14厘米處測(cè)量硬泡沫層厚度為40毫米，軟泡沫層厚度為30毫米。
令人吃驚的是，用這種灌注技術(shù)將第二種泡沫配方組合物B(硬泡沫)灌注在沒(méi)有被第一種泡沫配方組合物A(軟泡沫)所浸濕的地方，然后流到第一種泡沫配方組合物的上面并且形成一個(gè)規(guī)則的平坦的泡沫層。
表1
實(shí)施例2該實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案。除了二種泡沫配方組合物被依次灌注外，模具、混合頭出口、工藝條件和所用的泡沫配方組合物都如在實(shí)施例1中所描述。如圖8所示，灌注程序如下從混合頭出口(12)沿著線路P-P’橫向灌注第一種泡沫配方組合物A〔軟泡沫〕。然后自動(dòng)機(jī)械臂移動(dòng)將混合頭出口帶回原來(lái)的位置。0.5秒后，從混合頭出口(13)沿著線路R-R’橫向灌注第二種泡沫配方組合物B〔硬泡沫〕。由于自動(dòng)機(jī)械臂的速度與實(shí)施例1中的相同并且座區(qū)的寬度為350毫米，可以計(jì)算出兩種泡沫配方組合物的灌注時(shí)間超過(guò)3秒。
除去了模具的座墊在硬泡沫的上部有一個(gè)如實(shí)施例1中的均一軟泡沫層。
比較實(shí)施例1
模具、混合頭出口、工藝條件和所用的泡沫配方組合物都如在實(shí)施例1中所描述，但兩種泡沫配方組合物按照歐洲專利No.0,393,827所述的方式灌注，即這兩種泡沫配方組合物從兩個(gè)混合頭出口(安排在一條線上)流出沿著線路R-R’同時(shí)橫向灌注入圖5所示的模具中。這兩種泡沫配方組合物在接近分割墻A-A’處混合。與本發(fā)明的方法所得到的40毫米厚度的硬泡沫層相比，該方法所得到的硬泡沫的厚度僅為35毫米。很明顯，由于兩種泡沫配方組合物的相互混合和導(dǎo)致低的支持或松弛因子的硬泡沫層低的厚度，按照前述的歐洲專利No.0,393,827的方法制造出較差的多層泡沫座墊。所制造的除去模具的座墊示于圖7中。
實(shí)施例3除了分配兩種泡沫配方組合物的兩個(gè)混合頭被安放成與模具座區(qū)的外壁成90度角γ外，模具、混合頭出口、工藝條件和所用的泡沫配方組合物都如在實(shí)施例1中所描述。兩個(gè)混合頭出口的這種安放導(dǎo)致在泡沫配方組合物A(軟泡沫)上面接近12厘米處灌注泡沫配方組合物B(硬泡沫)。這樣所得到的去除了模具的座墊有在硬泡沫層上面的平整軟泡沫層。
實(shí)施例4使用如圖1和圖2所示的汽車座模具。模具包括一個(gè)被長(zhǎng)方形A、A’、R和R’所限定的中央座區(qū)、兩個(gè)側(cè)伸展區(qū)(a，b)和一個(gè)在圖2示出的大腿支持區(qū)。模具由鋁制造并使其底面與水平面有3度的角β。模具的內(nèi)表面在60攝氏度下涂上Th.Goldschmidt所出售的脫模劑LK260。將兩個(gè)帶出口(4，4’)的混合頭(3，3’)各自連接在Krauss Maffei RIMSTAR 40/10和Krauss Maffei KK10-5/5機(jī)械上。這兩個(gè)混合頭出口被安裝在一個(gè)5-軸ASEA 90自動(dòng)機(jī)械臂上并使兩者間距離為12厘米。在分別灌注液態(tài)泡沫配方組合物C(軟泡沫)和液態(tài)泡沫配方組合物D(硬泡沫)時(shí)這兩個(gè)混合頭出口垂直于水平面。泡沫配方組合物的實(shí)際組成在表1給出。
操作條件如下多元醇料流的溫度為30℃。多異氰酸酯料流的溫度為22℃。多元醇和多異氰酸酯的壓力為160巴。泡沫配方組合物C的總流出速度為214克/秒，泡沫配方組合物D的總流出速度為150克/秒。
軟泡沫配方組合物C從混合頭出口(4)灌注，硬泡沫配方組合物D從混合頭出口(4’)灌注。用泡沫配方組合物C填充完側(cè)伸展區(qū)和大腿支持區(qū)(c)后，將兩種泡沫配方組合物C和D從兩個(gè)混合頭出口同時(shí)橫向灌注入模具的座區(qū)。第一種泡沫配方組合物C沿著線P-P’灌注，而第二種泡沫配方組合物D沿著更接近模具座區(qū)外壁的線R-R’灌注。在橫向灌注泡沫配方組合物時(shí)自動(dòng)機(jī)械臂的速度大約為14米/分鐘。
兩種泡沫配方組合物灌注完成后，用蓋子將模具關(guān)閉并使之起發(fā)和固化。所得的去除了模具的座墊重量為1,440克，并且如圖4A所示，它具有在硬泡沫層(9)上面的平坦軟泡沫層(8)。在距離座區(qū)的外壁14厘米處測(cè)量硬泡沫層厚度為45毫米，軟泡沫層厚度為35毫米。
實(shí)施例5除了分配兩種泡沫配方組合物的兩個(gè)混合頭出口如圖3所示沿模具的底面的斜面方向與垂直面呈8度的α角外，模具、混合頭出口、工藝條件和所用的泡沫配方組合物都如在實(shí)施例4中所描述。
所得的去除了模具的座墊重量為1,432克，并有一個(gè)優(yōu)異的平坦的在硬泡沫層上面的軟泡沫層。在距離座區(qū)的外壁14厘米處測(cè)量硬泡沫層厚度為50毫米，軟泡沫層厚度為30毫米。
實(shí)施例6除了分配兩種泡沫配方組合物的兩個(gè)混合頭出口如圖3所示沿模具的底面的斜面方向與垂直面呈14度的α角外，模具、混合頭出口、工藝條件和所用的泡沫配方組合物都如在實(shí)施例4中所描述。
所得的去除了模具的座墊重量為1,430克，并有一個(gè)優(yōu)異的平坦的在硬泡沫層上面的軟泡沫層。在距離座區(qū)的外壁14厘米處測(cè)量硬泡沫層厚度為52毫米，軟泡沫層厚度為28毫米。
實(shí)施例7除了分配兩種泡沫配方組合物的兩個(gè)混合頭出口如圖3所示沿模具的底面的斜面方向與垂直面呈25度的α角外，模具、混合頭出口、工藝條件和所用的泡沫配方組合物都如在實(shí)施例4中所描述。
所得的去除了模具的座墊重量為1,405克，并且，如圖4B所示，它具有優(yōu)異的平坦的在硬泡沫層上面的軟泡沫層。在距離座區(qū)的外壁14厘米處測(cè)量硬泡沫層厚度為50毫米，軟泡沫層厚度為30毫米。
本發(fā)明可以有多種形式的變動(dòng)。這些變動(dòng)不應(yīng)被看作是對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的背離，并且對(duì)于本專業(yè)技術(shù)人員來(lái)說(shuō)所有這些顯而易見(jiàn)的變動(dòng)都在如下權(quán)利要求書所要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1一種制備多層泡沫制品的方法，它包括使用于制造軟泡沫的第一種液態(tài)泡沫配方組合物和用于制造硬泡沫的第二種液態(tài)泡沫配方組合物在一個(gè)底面是平坦的或與水平面最大有40度傾角的模具中發(fā)泡和固化，其特征在于，該方法包括如下步驟(a)將第一種液態(tài)泡沫配方組合物從一個(gè)混合頭出口橫向貫穿模具的一個(gè)區(qū)域灌注進(jìn)模具中；和(b)將第二種液態(tài)泡沫配方組合物從相同或不同的混合頭出口橫向貫穿模具的所述區(qū)域灌注進(jìn)模具中，第二種液態(tài)泡沫配方組合物的灌注線路平行于第一種泡沫組合物的灌注線路但兩者隔開(kāi)，使第二種液態(tài)泡沫配方組合物與沒(méi)有被第一種液態(tài)泡沫配方組合物所浸濕的模具的表面接觸，并且使第二種液態(tài)泡沫配方組合物擴(kuò)展到第一種液態(tài)泡沫配方組合物上面。
2根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，設(shè)計(jì)用來(lái)生產(chǎn)不同硬度泡沫的液態(tài)泡沫配方組合物從至少兩個(gè)混合頭出口沿著不同的線路隨著混合頭貫穿模具的所述區(qū)域和在其上方移動(dòng)時(shí)同時(shí)橫向灌注進(jìn)模具的所述區(qū)域中。
3根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，設(shè)計(jì)用來(lái)生產(chǎn)不同硬度泡沫的液態(tài)泡沫配方組合物從一個(gè)混合頭出口沿著不同的線路貫穿模具的所述的區(qū)域依次橫向灌注進(jìn)模具中。
4根據(jù)權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，將用來(lái)制造軟泡沫的第一種液態(tài)泡沫配方組合物橫向灌注到模具中，間隔0.05到10秒后，將用來(lái)制造硬泡沫的第二種液態(tài)泡沫配方組合物橫向灌注進(jìn)模具中。
5根據(jù)權(quán)利要求1到4中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，將第一種液態(tài)泡沫配方組合物沿第一個(gè)方向橫向灌注到模具中，然后，將第二種液態(tài)泡沫配方組合物沿與灌注第一種液態(tài)泡沫配方組合物相反的方向橫向灌注進(jìn)模具中。
6根據(jù)權(quán)利要求1到5中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，在灌注液態(tài)泡沫配方組合物時(shí)，模具相對(duì)于混合頭出口移動(dòng)。
7根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，當(dāng)液態(tài)泡沫配方組合物被灌注進(jìn)模具中時(shí)，混合頭出口與水平面保持垂直。
8根據(jù)權(quán)利要求1到6中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，當(dāng)液態(tài)泡沫配方組合物被灌注進(jìn)模具中時(shí)，混合頭出口相對(duì)于垂直面傾斜。
9根據(jù)權(quán)利要求1到8中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，液態(tài)泡沫配方組合物是柔韌的聚氨酯泡沫配方組合物。
10根據(jù)權(quán)利要求1到9中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，制造包含一個(gè)層狀泡沫座區(qū)的制品。
11根據(jù)權(quán)利要求1到10中任何一項(xiàng)的方法，其特征在于，沿著接近模具外壁的各自線路灌注第一種和第二種配方組合物。
12根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其特征在于，所述的灌注線路與所述的模具的壁平行。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種多層泡沫制品如汽車座的制備方法。所用的模具被設(shè)定為其底面是水平的或與水平面有至多40度的傾角。將第一種用來(lái)制造軟泡沫的泡沫配方組合物從一個(gè)混合頭的出口流出，在整個(gè)模具的座區(qū)內(nèi)沿著平行和接近模具座區(qū)的外壁的線路橫向灌注入模具。然后將第二種用來(lái)制造硬泡沫的泡沫配方組合物從相同或不同的混合頭的出口流出，在整個(gè)模具的座區(qū)內(nèi)沿著平行但比灌注第一種泡沫配方組合物的更接近模具座區(qū)的外壁的線路橫向灌注入模具。使第二種液態(tài)泡沫配方組合物在第一種泡沫配方組合物的頂部擴(kuò)展，關(guān)閉模具并使泡沫配方組合物在模具中發(fā)泡和固化。該方法制造出一個(gè)具有優(yōu)異的層狀泡沫座區(qū)的制品。
文檔編號(hào)B29K75/00GK1239914SQ97180520
公開(kāi)日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1997年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月10日
發(fā)明者F·M·卡薩提, M·J·布朗, P·布克爾 申請(qǐng)人:陶氏化學(xué)公司