澆注型聚氨酯的自動成形的制作方法
【專利說明】澆注型聚氨酯的自動成形發(fā)明領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及用于成形饒注型聚氨酯(cast polyurethane)的材料、系統(tǒng)和/或方法。更特別地，本發(fā)明涉及用于在鞋和其它物品中使用的澆注型聚氨酯部件的自動生產(chǎn)。
[0002]發(fā)明背景
[0003]澆注型聚氨酯是很多產(chǎn)品比如鞋的有用成分。澆注型聚氨酯具有比如相對柔軟和輕質(zhì)的性質(zhì)，其對構(gòu)造各種物品和/或物品的元件部分是有用的。將聚氨酯成形為期望的形狀、大小和期望的構(gòu)型的能力是特別有用的。然而，用于成形澆注型聚氨酯的已知的工藝是不希望地效率低下并且是浪費的。例如，在常規(guī)的澆注型聚氨酯成形方法中，使用刮板、刮刀或類似物的工人必須重復(fù)地刮擦液相聚氨酯，以將聚氨酯分布在模具空腔內(nèi)并且從模具的表面除去過量的聚氨酯。通過手動刮擦除去的過量的聚氨酯通常不能夠被重復(fù)使用，從而導(dǎo)致不希望的浪費。除了浪費液體聚氨酯的重復(fù)且勞動密集的手動刮擦步驟之外，液體聚氨酯必須重復(fù)地經(jīng)受真空力以從液體中抽出氣泡。通常，刮擦步驟必須既在每個真空步驟之前又在每個真空步驟之后進行，這進一步增加了成形澆注型聚氨酯的勞動成本和材料浪費。此外，依據(jù)質(zhì)量控制評價，成形澆注型聚氨酯的很大程度上手動的過程的不規(guī)則性可能導(dǎo)致不穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量、不可預(yù)測的產(chǎn)品性能和過多的拒絕。
[0004]發(fā)明概述
[0005]聚氨酯是在多種產(chǎn)品比如鞋、并且更特別地運動鞋中使用的有用的材料。在運動鞋中聚氨酯可以用于多種用途，比如但不限于，鞋底、鞋底夾層、鞋面、結(jié)構(gòu)支撐件、鞋的鞋面上的功能元件、裝飾部件諸如此類。鞋中的聚氨酯成分可以使用保持液相聚氨酯混合物以用于固化從而產(chǎn)生澆注型聚氨酯部件的模具來成形。澆注型聚氨酯可以被稱為“CPU”。成形澆注型聚氨酯傳統(tǒng)上是勞動密集型工藝。然而，用于鞋部件的手動地成形澆注型聚氨酯可能導(dǎo)致所得部件的不穩(wěn)定和不可預(yù)測的特性，以及需要參與成形澆注型聚氨酯的工人的另外的培訓(xùn)和其它預(yù)防措施。
[0006]因此，在本文中描述了根據(jù)本發(fā)明的用于自動成形澆注型聚氨酯的系統(tǒng)和方法。澆注型聚氨酯可以使用具有一個或多個空腔的模具或模型來成形，該一個或多個空腔對應(yīng)于待成形的澆注型聚氨酯部件的大小和形狀。模具可以具有空腔在其下方延伸的大體上的平坦表面。根據(jù)本發(fā)明所使用的模具可以以預(yù)定的一種速率或多種速率在傳送機構(gòu)比如一系列的推進器和滾筒、傳送帶或任何其它傳送機構(gòu)上移動穿過根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)。模具可以暫停和/或在各個站處保持適當(dāng)位置，以便對聚氨酯和/或模具進行操作。模具可以使用止動器、擋塊、導(dǎo)軌、夾子或?qū)⒛＞弑３衷谶m當(dāng)位置的其它機構(gòu)保持在適當(dāng)位置，同時對模具和/或在模具上或內(nèi)的聚氨酯進行操作。單獨的模具前進穿過系統(tǒng)的速率可以基于系統(tǒng)的模具正遇到的部分、質(zhì)量控制要求、性能要求諸如此類而改變。作為液相聚氨酯混合物分配系統(tǒng)的一部分或緊接在液相聚氨酯混合物分配系統(tǒng)之前，混合站可以組合液體聚氨酯、異氰酸酯和多元醇的組成材料。液相聚氨酯混合物分配系統(tǒng)可以將液體聚氨酯分配到根據(jù)本發(fā)明的模具的空腔中和/或大體上的平坦表面上?？梢允褂酶鞣N方式在模具的面上實現(xiàn)聚氨酯的期望的分布和量，比如通過使用具有期望的分布模式的噴嘴，該期望的分布模式相對于模具的面移動分配器以將聚氨酯按期望的圖案分配在該面之上。例如，分配噴嘴可以以預(yù)定的量、以預(yù)定的速率和/或以預(yù)定的圖案分布液體聚氨酯，以便使用超出填充空腔所需要的量的極少過?；虿贿^剩的液體聚氨酯大體上完全地填充模具的空腔。與現(xiàn)有聚氨酯工藝相比，通過控制被分配的液相聚氨酯混合物的量和/或其中液相聚氨酯混合物被分配在模具的平坦表面之上以對應(yīng)于模具中的至少一個空腔的圖案，聚氨酯的浪費可以被減少并且所生產(chǎn)的澆注型聚氨酯部件的質(zhì)量可以被改進。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還可以在模具的面之上分散聚氨酯，例如在液相聚氨酯混合物已經(jīng)被沉積之后，通過使用流動的空氣以橫跨模具的面散布液相聚氨酯混合物。流動的空氣可以通過吹風(fēng)機、氣刀、壓縮空氣源或其它機構(gòu)來施加?？梢砸砸环N預(yù)定的角度或多種預(yù)定的角度來施加空氣，這用于在模具的空腔內(nèi)和/或模具的平坦表面上以期望的方向移動或散布聚氨酯。另外地/可選擇地，振動單元比如振動臺可以用于將液相聚氨酯混合物分散在模具的空腔內(nèi)和/或模具的平坦表面上。真空系統(tǒng)可以將真空施加至模具的平坦表面和液相聚氨酯混合物，以從液相聚氨酯中抽出氣泡。真空系統(tǒng)可以與模具相連接，以建立大體上的氣密的密封，從而允許極低的壓力施加到液體聚氨酯，從而以單次施加而不是多次施加從液體聚氨酯中抽出氣泡。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)還可以提供柔性刀片，比如刮刀，以推動液相聚氨酯混合物進入到模具的空腔中和/或從模具的面去除過剩的液體聚氨酯。模具可以保持在適當(dāng)位置，同時柔性刀片接觸模具的平坦表面并且橫跨模具的平坦表面移動?？蛇x擇地，柔性刀片可以被定位使得傳送機構(gòu)在柔性刀片下方移動模具，使得當(dāng)模具被移動時，模具的平坦表面至少接觸刀片的邊緣，以促使柔性刀片橫跨平坦表面。各種方式的偏置機構(gòu)比如彈簧、氣動缸諸如此類可以被用來朝向彼此偏置柔性刀片和/或模具和/或傳送機構(gòu)，以抵靠模具的平坦表面充分地接合柔性刀片。柔性刀片可以以與施加流動的空氣的一種角度或多種角度相同、不同或相關(guān)的一種預(yù)定的角度或多種預(yù)定的角度接合模具的面。例如，可以以一定角度或以與施加移動空氣的方向相反的方向來施加柔性刀片，這可以幫助液體聚氨酯在模具中的均勻分布。清理單元可以以合適的間隔(比如在每次使用、每五次使用、每十分鐘等等之后)從柔性刀片清潔殘留的液體聚氨酯。
[0009]在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法的各種實施方式中，這些各種部件可以以不同的方式排序、復(fù)制或省略。此外，可以使用加熱裝置或其它固化裝置以有利于從根據(jù)本發(fā)明所使用的液相聚氨酯混合物成形固體聚氨酯。例如，可以使用烤箱、加熱墊、加熱臺、熱壓機或其它類型的加熱裝置來加熱模具，以有利于液相聚氨酯混合物在模具的空腔中的部分或完全固化。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和/或方法可以在使用之前預(yù)清潔模具(例如，通過擦洗或鼓風(fēng))、使用脫模劑或類似物處理模具、在使用之前檢查模具等等。此外，在根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法中，在需要時可以提供設(shè)備以從模具中去除固化的聚氨酯件并且清潔模型以用于重復(fù)使用。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的方法可以將具有在模具的平坦表面下方延伸的至少一個空腔的模具傳送穿過系統(tǒng)的一系列的站或部件，以成形澆注型聚氨酯，被傳送的模具可以被移動以便將平坦表面保持在大體水平的方向。預(yù)定量的液相聚氨酯混合物可以以預(yù)定的圖案分配到模具的平坦表面上和/或模具的至少一個空腔中。所分配的預(yù)定量的液體聚氨酯混合物可以對應(yīng)于至少一個空腔的容積，并且其中液相聚氨酯混合物被分配的預(yù)定的圖案可以對應(yīng)于模具的至少一個空腔的構(gòu)型和位置。例如，可以使用流動的空氣來分散被分配的液相聚氨酯混合物，以有利于填充模具的至少一個空腔?？梢詫⒄婵帐┘又烈合嗑郯滨セ旌衔镆詮囊合嗑郯滨セ旌衔镏谐槌鰵馀?。過剩的液相聚氨酯混合物可以使用接觸模具的平坦表面并且橫跨模具的平坦表面移動的柔性刀片從模具的平坦表面去除。柔性刀片可以被周期性地清潔以去除液相聚氨酯混合物。另外的步驟，比如模具制備、聚氨酯固化、脫模澆注型聚氨酯部件諸如此類也可以包含在這種方法中。
[0012]附圖簡述
[0013]本文所描述的附圖僅僅是為了說明所選定的實施方案，并非所有可能的實施方式的目的，并且不意圖限制本公開的范圍。
[0014]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的示例系統(tǒng)的示意圖。
[0015]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的分配系統(tǒng)的一個示例。
[0016]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的分配系統(tǒng)的另一個示例。
[0017]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的將液體聚氨酯混合物分配到模具上的分配噴嘴的示例。
[0018]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的在分配聚氨酯混合物之后的模具的示例。
[0019]圖6示出了在分配聚氨酯混合物之后但在橫跨模具的平坦表面分散聚氨酯之前的模具的示例。
[0020]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的橫跨模具分散的聚氨酯混合物的示例。
[0021]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的具有聚氨酯混合物的模具在施加真空以去除氣泡時的示例。
[0022]圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的在聚氨酯混合物已經(jīng)沉積在其面上、橫跨該面分散、經(jīng)歷真空并且過剩的聚氨酯混合物已經(jīng)被去除之后的模具的示例。
[0023]圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的用于成形澆注型聚氨酯的方法的示例。
[0024]圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的可以結(jié)合成形澆注型聚氨酯使用的偏置的柔性刀片的示例。
[0025]圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的可以用來分散液體聚氨酯混合物的振動系統(tǒng)的示例。
[0026]圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的刀片清理設(shè)備的示例，其可以用來清潔用于成形澆注型聚氨酯的柔性刀片。
[0027]圖14示出了將材料的片材粘附到根據(jù)本發(fā)明成形的澆注型聚氨酯的示例。
[0028]圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的另一示例性系統(tǒng)的示意圖。
[0029]發(fā)明的詳細描述
[0030]本發(fā)明提供用于成形澆注型聚氨酯的系統(tǒng)和方法。雖然在本文中本發(fā)明被描述為例如成形用