用于低密度產(chǎn)品的原位生成蒸汽的珠泡沫壓塑方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及模制發(fā)泡制品，特別是用于鞋類的模制發(fā)泡制品。
【背景技術(shù)】
[0002] 本部分提供了有助于理解本發(fā)明的信息，但不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003] 作為可循環(huán)材料，熱塑性塑料是期望的。然而，熱固性材料可具有更適合某些應用 的特性。
[0004] Brant等人在美國專利No. 6759443中描述了通過聚氨酯的發(fā)泡制造的聚氨酯泡 沫鞋底，所述聚氨酯由乙烯基聚合物接枝的聚氧化烯聚醚制備。加入聚乙烯蠟和聚四氟乙 稀以提尚耐磨性。
[0005] Takemura等人在美國專利No. 6878753中描述了由熱固性聚氨酯泡沫制成的鞋底 和中底。所述泡沫通過包括以下的方法制成：將多元醇溶液、擴鏈劑和需要時的添加劑與聚 異氰酸酯化合物在攪拌下在模制機中混合，所述多元醇溶液預先通過將多元醇與催化劑、 水和脲混合制備；以及將所得混合物注入模具并使該混合物發(fā)泡。聚氨酯泡沫的模制品的 密度據(jù)說是〇? 15至0? 45g/cm3。
[0006] Fischer等人在WO94/20568中描述了平均直徑為1-20毫米的熱塑性聚氨酯微粒 或珠泡沫。所述聚氨酯為聚酯基和聚醚基材料。通過引入加壓蒸汽將所述珠泡沫加熱和在 壓力下模制。
[0007] Prissok等人在美國專利申請公開No. 2010/0047550中描述了具有聚氨酯基質(zhì)和 嵌在所述基質(zhì)內(nèi)的熱塑性聚氨酯泡沫顆粒的混合材料。所述混合材料可用于制造鞋底。所 述基質(zhì)聚氨酯可在模制過程中發(fā)泡。
[0008] Prissok等人在美國專利申請公開No. 2010/0222442中描述了包含發(fā)泡劑并具有 A44至A84肖氏硬度的可膨脹熱塑性聚氨酯。泡沫可以由膨脹的聚氨酯珠通過在暴露于 熱的封閉模具中將其彼此熔合而生產(chǎn)。Prissok等人教導將珠填充到模具中，閉合模具，并 且將蒸汽或熱空氣引入模具來進一步使珠膨脹并使其熔合在一起。以這種方式制成的泡沫 據(jù)說密度為8g/L至600g/L。
[0009] 然而，已發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的模制發(fā)泡珠或微粒的方法可引起所述珠部分地壓縮，這在期 望低密度的應用中是不期望的。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本部分提供了本發(fā)明的總體描述。
[0011] 所公開的是用于模制發(fā)泡制品（如鞋類的中底）的方法，其中首先將水然后將所 需量的熱塑性聚氨酯泡沫珠放置在壓縮模具中，每約8至約15重量份的熱塑性聚氨酯泡沫 珠使用1重量份的水。將水和珠裝載到模具中之后，閉合模具，然后經(jīng)過約300秒至1500 秒的時間使其達到約130°C至180°C的峰值溫度，然后在達到峰值溫度后約30秒之內(nèi)，經(jīng)過 約300秒至1500秒的時間冷卻至約5°C至約80°C。所述泡沫珠的密度可為約0. 01g/cm3至 約0. 3g/cm3,且該模制品的密度可為約0. lg/cm3至約0. 45g/cm3。
[0012]與采用引入蒸汽到模具內(nèi)以將珠熔合到一起的現(xiàn)有已知方法獲得的制品的密度 相比較，通過該方法模制的制品具有驚人的低密度。
[0013] 所述方法可用來制造用于鞋類制品的部件（如中底、中底的部件（如緩沖墊）、鞋 幫的一部分（如鞋領(lǐng)上的泡沫元件）、鞋墊或鞋墊的一部分、或者外底或外底的一部分）；防 護裝備如護脛、肩墊、護胸、面罩、頭盔或其他頭部遮蓋物、護膝和其他防護裝備中的泡沫墊 料；用于墊料帶（例如用于高爾夫球袋或背包）的墊料；放置在織物層之間的服裝制品的 元件；或可用于其他已知的用于防護或舒適的墊料應用，尤其是關(guān)注墊料重量的那些。本發(fā) 明還提供包括如泡沫、墊料或緩沖部件的填充制品。
[0014] 未用量詞限定時、"至少一個/種"和"一個/種或更多個/種"可互換使用以表 明存在至少一個/種項目，但是也可存在多個/種這樣的項目，除非上下文另有明確說明。 本說明書（包括所附的權(quán)利要求）中的參數(shù)（例如，數(shù)量或條件）的所有數(shù)值，在所有情況 下應理解為被術(shù)語"約"修飾，而無論"約"是否實際出現(xiàn)在數(shù)值之前。"約"表明指定的數(shù) 值允許有一些輕微的不精確（一定程度上近似于數(shù)值中的精確度；近似地或合理地接近數(shù) 值；近似）。如果"約"提供的不精確性不能用本領(lǐng)域種的普通含義理解，則本文所用的"約" 至少可指由測量和使用這些參數(shù)的常規(guī)方法引起的變化。此外，范圍的公開內(nèi)容包括所有 數(shù)值的公開內(nèi)容和在整個范圍內(nèi)進一步劃分的范圍。
[0015] 進一步的應用領(lǐng)域從以下的描述中將變得明顯。應當理解的是，該描述和具體實 施例僅用于說明目的，而不旨在限制本發(fā)明的范圍。
【附圖說明】
[0016] 附圖闡明了發(fā)明詳述中描述的所選實施方案。
[0017] 該圖示出了用于將熱塑性聚氨酯泡沫珠模制成為制品如用于鞋類制品或其他制 品的部件的方法的流程圖。
[0018] 發(fā)明詳述
[0019] 以下是示例性的非限制性實施方案的詳細描述。
[0020] 在用于模制熱塑性聚氨酯泡沫珠的方法中，首先將水放置在模具中。每約1. 5至 約20重量份的熱塑性聚氨酯（其在水之后放置在模具中）使用1重量份的量的水。在模制 過程中，當對模具加熱時，水蒸發(fā)形成蒸汽。蒸汽的量受限于加入熱塑性聚氨酯泡沫珠前引 入模具的水的量。與模具中無水的模制相比，以這種方式產(chǎn)生的有限量的蒸汽在模制的制 品中心提供了更短的循環(huán)時間和珠間彼此更好的粘附。與使用注入模具的蒸汽相比，以這 種方式產(chǎn)生的有限量的蒸汽還提供了更少的能量消耗和對模制品中特征線的更好的限定。
[0021] 對于水進入模具時的溫度沒有特別的要求，只要其在液體狀態(tài)即可，不過其優(yōu)選 應該在模具的環(huán)境溫度或更高。在多個實施方案中，可將約5至約40重量份的水放置到模 具中，隨后放置約60至約100重量份的熱塑性聚氨酯泡沫珠。在某些實施方案中，每約3 至約12分重量的熱塑性聚氨酯泡沫珠可使用1重量份的量的水。
[0022] 水填充到模具中之后，將熱塑性聚氨酯泡沫珠放置到模具中。所述熱塑性聚氨酯 發(fā)泡微球或珠的密度可為約0.〇lg/cm3至約0. 3g/cm3。通常，較低的熱塑性聚氨酯泡沫珠 密度允許較低的由該珠模制的產(chǎn)品密度。在多個實施方案中，泡沫珠的密度可等于或小于 約0. 3g/cm3,或者等于或小于約0. lg/cm3。例如，熱塑性聚氨酯泡沫珠的密度可為約0. 03g/ cm3至約O.lg/cm3。熱塑性聚氨酯泡沫珠由熱塑性聚氨酯制備。所述珠可使用僅一種熱塑 性聚氨酯制備或可由兩種或多種熱塑性聚氨酯的聚合物共混物制備。所述珠可以是整合的 泡沫。
[0023] 制備泡沫珠的熱塑性聚氨酯如根據(jù)ASTMD1238所測量的熔融指數(shù)（也稱為熔體 流動指數(shù)或熔體流動速率）可為至少約160克/10分鐘（在190°C、21. 6kg下）。在多個實 施方案中，所述熔融指數(shù)可為約160至250克/10分鐘（在190°C、21. 6kg下）或約160至 220克/10分鐘（在190°C、21. 6kg下），每種情況下均如根據(jù)ASTMD1238所測。
[0024] 熱塑性聚氨酯可通過二異氰酸酯與對異氰酸酯具有反應性的雙官能性化合物的 反應制備。通常，雙官能性化合物具有兩個羥基（二元醇），并且可具有62 (乙二醇的摩爾 質(zhì)量）至約10000的摩爾質(zhì)量，不過也可使用具有其他異氰酸酯基團（例如，仲胺）的雙官 能性化合物（通常少量），并且可使用有限摩爾分數(shù)的三官能性和單官能性的對異氰酸酯 具有反應性的化合物。優(yōu)選地，所述聚氨酯為線性的。包含約400或更大分子量的雙官能 性化合物向聚氨酯中引入柔性鏈段。在聚氨酯中柔性鏈段與硬鏈段的比例增加使聚氨酯變 得越來越柔性并且最終變成彈性體。在某些實施