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1、(10)申请公布号 CN 104302456 A (43)申请公布日 2015.01.21 C N 1 0 4 3 0 2 4 5 6 A (21)申请号 201380013009.X (22)申请日 2013.01.09 61/586,578 2012.01.13 US B29C 44/12(2006.01) B29C 33/60(2006.01) B29C 35/08(2006.01) B29K 75/00(2006.01) (71)申请人约翰逊控制技术公司 地址美国密歇根州 (72)发明人 JT麦克沃伊 (74)专利代理机构永新专利商标代理有限公司 72002 代理人于辉 (54) 发明。
2、名称 制造泡沫部件的系统和方法 (57) 摘要 本发明公开一般地涉及模制多孔泡沫部件， 更具体地涉及制造多孔聚氨酯泡沫部件的方法。 在具体实施方式中，聚合物制造系统包括能量源 (21)，其被构造成向泡沫配制物(28)提供活化能 (19)从而制造泡沫部件(12)。该系统进一步包括 聚合物模具(14)，其被构造成在制造所述泡沫部 件的期间，将所述泡沫配制物容纳在模具腔内。而 且，模具被构造成被构造成基本上不与活化能相 互作用，所述活化能在制造所述泡沫部件的期间 贯穿所述聚合物模具。该系统还包括设置在模具 腔表面上的半永久性表面涂层(52)，其被构造成 便于使所述泡沫部件从所述模具腔脱模。 (30)。
3、优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.09.05 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/US2013/020771 2013.01.09 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/106391 EN 2013.07.18 (51)Int.Cl. 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书10页 附图5页 (10)申请公布号 CN 104302456 A CN 104302456 A 1/3页 2 1.聚合物制造系统，其包括： 能量源，其向泡沫配制物提供活化能从而制造泡沫部件； 聚合物。
4、模具，其在制造所述泡沫部件的期间，将所述泡沫配制物容纳在模具腔内，其 中，所述聚合物模具基本上不与所述活化能相互作用，所述活化能在制造所述泡沫部件的 期间贯穿所述聚合物模具；以及 半永久性表面涂层，其被设置在所述模具腔的表面，其中，所述半永久性聚合物涂层便 于使所述泡沫部件从所述模具腔脱模。 2.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述能量源包括感应能量源、微波能量源 和红外(IR)能量源，或它们的任意组合。 3.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述能量源被构造成将所述泡沫配制物 加热到大约70F至大约100F，以便向所述泡沫配制物提供活化能。 4.根据权利要求3的聚合物制造系统，其中。
5、，所述能量源被构造成在制造所述泡沫部 件的期间，以不均匀的方式加热所述泡沫配制物。 5.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述泡沫配制物包含一种或多种金属活 化剂，其中所述金属活化剂被构造成接收所述能量源提供的活化能，以便加热泡沫配制物。 6.根据权利要求5的聚合物制造系统，其中，所述一种或多种金属活化剂被构造成接 收感应、微波辐射或IR辐射形式的活化能，并将所述活化能转化成所述泡沫配制物中的热 量。 7.根据权利要求5的聚合物制造系统，其中，所述一种或多种金属活化剂包含一种或 多种金属颗粒，其包括铋、镉、锌、钴、铁、钢或它们的任意组合。 8.根据权利要求7的聚合物制造系统，其中，所述一种。
6、或多种金属颗粒包括金属片、金 属涂覆的陶瓷珠、或它们的任意组合。 9.根据权利要求7的聚合物制造系统，其中，所述一种或多种金属活化剂包括来自再 生金属源的一种或多种金属颗粒。 10.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述聚合物模具包括聚乙烯、聚丙烯、丙 烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚砜、或它们的任意组合或复合物。 11.根据权利要求10的聚合物制造系统，其中，所述聚合物模具包括发泡高密度聚乙 烯、低密度聚乙烯、发泡聚丙烯、发泡丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、或它们的任意组合 或复合物。 12.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述半永久性表面涂层包括聚四氟乙烯 (PTEE)、。
7、二氧化硅、二氧化钛、或它们的组合。 13.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述半永久性表面涂层在整个模具腔上 具有不均匀的厚度。 14.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述泡沫部件包括聚氨酯泡沫部件。 15.根据权利要求1的聚合物制造系统，其中，所述泡沫部件包括具有聚合物衬底层的 聚氨酯泡沫部件。 16.根据权利要求15的聚合物制造系统，其中，所述聚合物衬底层包括发泡聚乙烯、发 泡聚苯乙烯或它们的任意组合。 17.模具，其包含： 权 利 要 求 书CN 104302456 A 2/3页 3 基础材料，其包括一种或多种聚合物材料，所述聚合物材料对感应加热、微波加热或红 外(IR)加热。
8、中的一种或多种是基本上透明的，其中这些加热是从所述模具外部施加的，以 便在制造模制泡沫部件期间，活化容纳在所述模具内的泡沫配制物；以及 表面涂层，其被设置在基础材料的表面，其中，所述表面涂层便于使所述模制泡沫部件 从所述模具脱模。 18.根据权利要求17的模具，其中，所述基础材料包括发泡高密度聚乙烯、低密度聚乙 烯、发泡聚丙烯、聚砜、发泡丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、或它们的任意组合或复合物。 19.根据权利要求17的模具，其中，所述表面涂层对感应加热、微波加热或红外(IR)加 热中的一种或多种是基本上透明的，其中这些加热是从所述模具外部施加的，以便在制造 模制泡沫部件期间，活化容纳在所述模具内的。
9、泡沫配制物。 20.根据权利要求17的模具，其中，所述表面涂层包括聚四氟乙烯(PTEE)、二氧化硅 层、二氧化钛层或它们的任意组合。 21.根据权利要求17的模具，其中，所述表面涂层包括两个以上厚度，并且其中，所述 两个以上厚度被构造成向所述模制泡沫部件提供两个以上相应的脱模温度。 22.根据权利要求17的模具，其中，所述模制泡沫部件包括具有发泡聚乙烯或发泡聚 苯乙烯衬底层的聚氨酯模制泡沫部件。 23.根据权利要求17的模具，其中，所述泡沫配制物包括一种或多种金属颗粒，所述金 属颗粒在制造所述模制泡沫部件期间，被感应加热、微波加热、或红外(IR)加热中的一种 或多种活化。 24.根据权利要求2。
10、3的模具，其中，所述金属颗粒包括金属片或金属涂覆的颗粒，金属 片或金属涂覆的颗粒包含铋、镉、锌、钴、铁或钢中的一种或多种。 25.用于制造聚氨酯泡沫部件的配制物，其包括： 多元醇前体配制物； 异氰酸酯前体；以及 活化剂，所述活化剂包含一种或多种金属颗粒，所述一种或多种金属颗粒被构造成响 应感应、微波辐射、或红外(IR)辐射中的一种或多种，以便在制造所述聚氨酯泡沫部件时， 活化至少所述多元醇前体配制物与所述异氰酸酯前体之间的一种或多种化学反应。 26.根据权利要求25的配制物，其中，所述多元醇前体配制物包括聚醚多元醇合成树 脂、来自非石油来源的油或它们的任意组合。 27.根据权利要求25的配制物。
11、，其中，所述异氰酸酯前体包括二苯基亚甲基二异氰酸 酯(MDI)、MDI预聚物、甲苯二异氰酸酯(TDI)、TDI预聚物或它们的任意组合。 28.根据权利要求25的配制物，其中，所述多元醇前体配制物包括一种或多种发泡剂、 交联剂、表面活性剂、开孔剂、稳定剂或共聚物。 29.根据权利要求25的配制物，其中，所述一种或多种金属颗粒的尺寸为大约10m到 大约300m。 30.根据权利要求25的配制物，其中，所述一种或多种金属颗粒包括铋、镉、锌、钴、铁、 钢或它们的任意组合的金属片。 31.根据权利要求25的配制物，其中，一种或多种金属颗粒包括涂覆有铋、镉、锌、钴、 铁、钢、或它们的任意组合的陶瓷珠。 权。
12、 利 要 求 书CN 104302456 A 3/3页 4 32.根据权利要求25的配制物，其中，所述配制物与复合模具腔联合使用，所述复合模 具腔具有半永久性的表面结合的氟化聚合物涂层。 33.制造泡沫部件的方法，其包括： 将泡沫配制物设置在聚合物模具的模具腔内，其中，所述模具腔具有形状并包含氟化 表面涂层； 直接加热设置在所述模具腔内的泡沫配制物，以便在不直接加热所述模具的情形下， 形成具有所述模具腔的形状的泡沫部件；以及 在从所述模具腔移出所述泡沫部件之前，将所述模具腔中的泡沫部件固化一段时间。 34.根据权利要求33的方法，其包括将衬底设置在所述模具腔内，其中，所述衬底被包 含在所述泡沫。
13、部件中。 35.根据权利要求34的方法，其中，所述衬底包括发泡聚乙烯，发泡聚苯乙烯或它们的 任意组合。 36.根据权利要求34的方法，其中，设置所述泡沫配制物包括将所述泡沫配制物封闭 铸型或注射到所述模具腔内。 37.根据权利要求34的方法，其中，所述氟化表面涂层包括PTFE。 38.根据权利要求34的方法，其中，所述氟化表面涂层具有至少两个不同的厚度。 39.根据权利要求34的方法，其中，所述泡沫配制物包括一个或多个金属表面，所述一 个或多个金属表面有利于形成所述泡沫部件的一个或多个化学反应。 40.根据权利要求34的方法，其中，所述一个或多个金属表面包括金属片或涂覆有金 属的颗粒，并且其中。
14、，所述金属包括铋、镉、锌、钴、铁或钢中的一种或多种。 41.根据权利要求34的方法，其中，直接加热泡沫配制物包括利用感应加热、微波加 热、红外(IR)加热或它们的任意组合来直接加热所述泡沫配制物。 42.根据权利要求34的方法，其中，直接加热所述泡沫配制物包括以不均匀的方式直 接加热所述泡沫配制物以制造所述泡沫部件，并且其中，所述泡沫部件具有多于一个密度。 43.根据权利要求34的方法，其中，直接加热所述泡沫配制物包括在不直接加热所述 模具腔的情形下，直接将所述泡沫配制物加热到大约70F至大约100F。 44.根据权利要求34的方法，其中，所述聚合物模具包括发泡高密度聚乙烯、低密度 聚乙烯、发。
15、泡聚丙烯、发泡丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚砜或它们的任意组合或复合 物。 45.根据权利要求34的方法制造的泡沫部件。 权 利 要 求 书CN 104302456 A 1/10页 5 制造泡沫部件的系统和方法 0001 交叉引用相关申请 0002 本申请要求2012年1月13日申请的，名称为“制造泡沫部件的系统和方法”的美 国临时申请61/586,578的优先权和利益，将其全部援引加入本文中。 背景技术 0003 本发明公开一般地涉及模制聚氨酯泡沫部件，更具体地涉及制造多孔聚氨酯泡沫 部件的方法。 0004 诸如多孔泡沫的聚合物材料广泛用于制造日用消费品中的各种部件，其包括泡沫 基座、衬垫、密。
16、封件、垫圈等等。在制造泡沫部件期间，泡沫配制物中的泡沫前体可在模具内 相互反应，模具将所期望的形状赋予生成的泡沫。例如，当聚氨酯泡沫部件被制造和模制 时，异氰酸酯前体和多元醇前体(例如，多元醇前体混合物)可在模具中结合，且模具随后 可被加热以克服前体反应(例如，聚合，交联等等)的活化能垒。此外，为了进一步便于这 些反应，可以提供催化剂从而以成本有效的方式来制造这样的部件。例如，在制造泡沫部件 期间，发泡剂(例如，水)可使得化合物起泡(例如，形成多孔结构)并膨胀以填充模具腔 的内部(例如，利用诸如二氧化碳的气体)，由此呈现模具腔的形状。也可提供其它的材料 来加强混合物的起泡。一旦固化，泡沫物体(。
17、例如，座垫)可被从模具移出并(例如，在座 椅内)使用。对于特定的过程，泡沫部件可被进一步固化(例如，大约196小时)，以使 任何残余的催化剂蒸发并促使泡沫形成反应完成。 0005 制造泡沫部件的传统方法会消耗大量的能量，其每年消耗掉数百亿BTUs的热量。 总体来说，在贯穿整个制造过程的加热模具的过程中可消耗大量的能量，包括在模具中没 有呈现泡沫配制物的阶段(例如，当准备制造线或位于泡沫部件之间时)，其可代表大约 3050的制造时间。而且，制造泡沫部件的传统方法也可产生大量挥发性有机化学物 质(VOC)(例如，醛类、胺类或类似的化学物质)，作为制造过程的环境有害副产品。例如，传 统泡沫配制物中的。
18、某些催化剂或其它组分在泡沫部件的制造期间以及在固化期间(例如， 制造后的大约170小时)可挥发和/或分解以释放一种或多种VOC(例如，甲醛、苯胺、或类 似化合物)。这些VOC可造成环境问题以及对于泡沫制造者的安全隐患，通常需要大量的通 风以维持符合政府规定。而且，作为一种普遍趋势，许多消耗泡沫部件的行业，诸如汽车和 运输相关的行业(例如，用于客车、飞机、火车、公共汽车、摩托车等等的消耗型部件)正迈 向将较轻的、较薄的泡沫部件整合到车辆中以改善燃油效率。因此，期望制造出具有减轻重 量的泡沫部件，其仍旧能够为期望的应用提供可接受的性能(例如，静态及动态的舒适度、 耐用性、热气流等等)。 发明内容 。
19、0006 本文所公开的一些具体实施方式的概要如下阐述。应理解，这些方面仅仅被呈现 以为读者提供这些具体实施方式的简单概要，且这些方面不打算限定本发明公开的范围。 事实上，本发明公开可包括可能未在下面阐释的多个方面。 说 明 书CN 104302456 A 2/10页 6 0007 本发明公开包括针对聚合物或复合物模具的具体实施方式，其具有在制造多孔泡 沫中使用的永久或半永久表面涂层。一个具体实施方式涉及聚合物制造系统。该聚合物制 造系统包括能源，其被构造成向泡沫配制物提供活化能从而产生泡沫部件。该系统进一步 包括聚合物模具，其被构造成在制造所述泡沫部件的期间，在模具腔内容纳所述泡沫配制 物。而。
20、且，所述模具被构造成基本上不与活化能相互作用，所述活化能在制造所述泡沫部件 的期间贯穿所述聚合物模具。该系统还可包括半永久性表面涂层，其被设置在所述模具腔 的表面，其中，所述半永久性表面涂层被构造成便于使所述泡沫部件从所述模具腔脱模。 0008 另一个具体实施方式涉及模具。该模具具有基础材料，其包括一种或多种聚合物 材料，所述聚合物材料对感应加热、微波加热或红外(IR)加热中的一种或多种是基本上透 明的，其中这些加热是从所述模具外部施加的，以便在制造模制泡沫部件的期间，活化容纳 在所述模具内的泡沫配制物。该模具还包括表面涂层，其被设置在基础材料的表面，其中， 所述表面涂层被构造成便于使所述模制。
21、泡沫部件从所述模具脱模。 0009 另一个具体实施方式涉及用于制造聚氨酯泡沫部件的配制物。该配制物包括多元 醇前体配制物、异氰酸酯前体和活化剂。活化剂包括一种或多种金属颗粒，所述一种或多种 金属颗粒被构造成响应感应、微波辐射、或红外(IR)辐射中的一种或多种，以便在制造所 述聚氨酯泡沫部件时，活化至少所述多元醇前体配制物与异氰酸酯前体之间的一种或多种 化学反应。 0010 另一个具体实施方式涉及一种制造泡沫部件的方法。该方法包括将泡沫配制物设 置在复合模具的模具腔内，其中，所述模具腔具有形状并包含氟化表面涂层。该方法还包括 直接加热设置在所述模具腔内的泡沫配制物，以便在不直接加热所述模具的情形。
22、下，形成 具有所述模具腔的形状的泡沫部件。该方法进一步包括在从所述模具腔移出所述泡沫部件 之前，将所述模具腔中的泡沫部件固化。 附图说明 0011 当参考附图读取阅读的详细说明时，本发明的这些以及其它特征、方面和优点将 变得更好理解，其中，在所有附图中，同样的符号表示同样的部件，其中： 0012 图1为根据本发明技术的一些方面的泡沫部件制造系统的具体实施方式的示意 图； 0013 图2为根据本发明技术的一些方面阐释制造泡沫部件的方法的具体实施方式的 过程流程图； 0014 图3为根据本发明技术的一些方面的模具的具体实施方式的侧透视图； 0015 图4为根据本发明技术的一些方面的图3中所阐释的模。
23、具的顶部透视图； 0016 图5为阐释图1的模具的具体实施方式的表面，沿图1的线55截取的剖视图； 以及 0017 图6为根据本发明技术的一些方面制造的泡沫部件的剖视图。 0018 详细说明 0019 下面将描述本发明的一种或多种具体具体实施方式。为了试图提供这些具体实施 方式的简洁描述，在说明中可能不描述实际的实施方式的所有特征。应理解，在任何这种实 际的具体实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中一样，必须针对许多具体实施方 说 明 书CN 104302456 A 3/10页 7 式做出具体决策，以获得开发人员的具体目标，诸如符合系统相关的和商业相关的约束，其 可从一种实施方式变化到另一。
24、种。而且，应理解，这种开发的努力可能是复杂且耗时的，但 是对于阅读了本发明公开的普通技术人员来说，这却是设计、制造和加工的日常工作。 0020 当介绍本发明的各种具体实施方式的元件时，冠词“一个”、“一种”、“所述”和“其” 意味着存在一种或多种元件。术语“包括”、“包含”和“具有”意欲表示包括在内，且意味着 可具有除了所列出的元件之外的其他元件。 0021 如上所述，所公开的具体实施方式涉及以与传统泡沫模制技术相比更高效并且更 环境友好的方式制造泡沫部件。利用对加热泡沫配制物的方法(例如，感应加热或利用可 见或不可见辐射波诸如红外(IR)光、紫外(UV)光或微波加热)基本上透明的(即，基本上。
25、 对所述加热方法不可见的)模具，所公开的具体实施方式使得相当多的能量可在制造泡沫 部件期间守恒。此外，目前所公开的模具具体实施方式包括永久或半永久表面涂层(例如， 蜡状物、含氟聚合物、二氧化硅、二氧化钛、或类似的表面涂层)以便于使所制造的泡沫部 件从模具脱模。本发明公开还包括具有活化剂(例如，金属片和/或金属涂覆的陶瓷珠)的 泡沫配制物具体实施方式，其可便于有效活化形成泡沫的反应，这进一步降低了所制造的 每个泡沫部件的能量成本。此外，目前所公开的技术与其它制造方法相比，可允许制造具有 最小泡沫厚度更小(例如，10mm)和/或最小部件厚度更小(例如，20mm)的泡沫部件。而 且，所公开的配制物和。
26、技术与传统的泡沫模制技术相比，通常在制造泡沫部件期间可产生 较少的VOC副产品。因此，本发明公开的技术使得能够以相当低的生产成本和环境成本来 制造泡沫部件。 0022 考虑到上述内容，图1阐释了用于在模具14内制备泡沫部件12(例如，聚氨酯座 垫)的系统的示意图。模具14包括基础材料16和形成(例如，机械加工)在基础材料16 中的模具腔18。当由下面所讨论的化学反应制造泡沫时，模具腔18通常赋予泡沫部件12 形状。模具14的基础材料16可由聚合物材料(例如，发泡(expanded)聚乙烯(EPE)、高 密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、发泡聚丙烯(EPP)、发泡丙烯腈丁二烯苯乙。
27、 烯共聚物(ABS-E)、聚苯乙烯、聚砜、尼龙、聚氯乙烯、或类似的聚合物材料)、或几种聚合物 材料的复合物(例如，塑料复合物、环氧复合物或类似的复合物)制成，其能够为腔18内所 制造的泡沫提供机械稳定性。实际上，根据下面所描述的本发明技术的其它方面，基础材料 16可包括任何硬的、耐用的聚合物材料。此外，尽管图1中所阐释的模具14包括集合在一 起以形成模具腔18的两个部件20和22，应注意到，在某些具体实施方式中，模具腔18可由 单个部件、或多于两个部件形成，每一部件具有用于接触泡沫部件12的内表面26。而且， 形成模具腔18的部件(例如，部件20和22)的数目可取决于待制造的泡沫部件12的具体。
28、 形状和/或尺寸以及用于制造泡沫部件12的具体方法。进一步，如下面所讨论的，模具腔 18的内表面26可具有一种或多种永久的或半永久表面涂层(例如，氟化聚合物涂层)，其 可便于一旦部件12已经制造好，就将泡沫部件12从模具腔18脱模。 0023 进一步，基础材料16对于将活化能19(例如，由能量源21提供的外部刺激或能量 输入)传递到模具腔18从而产生泡沫部件12的方式基本上是透明的。即，模具14的基础 材料16可不显著地响应(例如，吸收、散射、或显著地干涉)活化能19，该活化能19贯穿模 具14以活化(例如，加热)容纳在模具腔18内的泡沫配制物28。例如，在某些具体实施方 式中，活化能19可为。
29、(例如，由IR能量源21供给的)IR光的形式，且模具14的基础材料 说 明 书CN 104302456 A 4/10页 8 16对于IR光可为基本上透明的，以使得供给到模具14外部的IR光以近乎相同的强度到达 模具腔18。通过进一步的示例，在某些具体实施方式中，可以(例如，由产生微波的能量源 21供给的)微波辐射的形式提供活化能19，且模具14的基础材料16一般可允许微波相对 未减弱地到达模具腔18的容纳物。通过进一步的示例，在某些具体实施方式中，可以(例 如，经由射频(RF)感应加热能量源21)感应加热模具腔18的容纳物中的一个或多个金属 表面的形式提供活化能19，且基础材料16对于该电磁感。
30、应(例如，电磁场和/或RF辐射) 基本上可为透明的，以使得基础材料16不直接由贯穿模具14的能量加热。 0024 在操作系统10期间，混合各种材料以最终产生泡沫配制物28，其为在经受适当的 聚合条件(例如，由活化能19引起的加热)时能够在模具14内形成泡沫部件12的反应混 合物。在本发明的上下文中，泡沫部件12为由泡沫配制物28制造的聚氨酯泡沫部件。因 此，由以下材料制造泡沫配制物28：能够从水及异氰酸酯形成重复氨基甲酸酯键(即，聚氨 酯)和脲键的材料。在所阐释的具体实施方式中，通过在搅拌头30中将多元醇配制物32 和异氰酸酯混合物34混合来制造泡沫配制物28。然而，要理解，在某些具体实施方式。
31、中， 泡沫配制物28可通过直接在模具腔18中将多元醇配制物32及异氰酸酯混合物34混合来 产生。也就是说，如下面所讨论的，在某些具体实施方式中，模具14可被设计为封闭铸型 (closed-pour)或注射成型，其中，在形成泡沫部件12期间，模具14可保持基本上封闭。 0025 多元醇配制物32可包括多羟基化合物(即，具有多于一个羟基单元的小分子物质 或聚合物，包括多元醇和共聚多元醇)。下面的表1提供多元醇配制物28的示例组分和它 们各自的量。它可被理解为，对于表1中所呈现的各种配制物的具体实施方式，其它因素 (例如，固化时间和热量输入)可改变。 0026 0027 例如，多元醇配制物32可包括。
32、商业上可从Bayer Materials Science,LLC获得的 聚醚多元醇合成树脂。多元醇配制物32还可包括发泡剂(例如，水)、交联剂、表面活性剂 和其它添加剂(例如，开孔剂、稳定剂)。多元醇配制物32可进一步包括其它的聚合物材 料，诸如共聚物材料，其被构造成将某些物理特性赋予泡沫部件12。这种共聚物中的一个示 例为苯乙烯-丙烯腈(SAN)共聚物。在表1中，水被作为发泡剂的示例提供；然而，在某些 具体实施方式中，应理解，某些程度的起泡可在不添加发泡剂的情形下由异氰酸酯前体和 多元醇前体发生，例如以形成弹性体。可理解，不添加水的配制物的具体实施方式可提供高 说 明 书CN 1043024。
33、56 A 5/10页 9 密度的弹性体材料(例如，适用于垫圈)，以及可允许快速或飞速地固化弹性体。而且，可理 解，本文所讨论的表1的具体共聚物、交联剂、和/或表面活性剂不是限制性的。相反，在某 些具体实施方式中，这些组分可替换为本领域技术人员公知并可与本发明的方法相容的一 种或多种共聚物、交联剂和/或表面活性剂。 0028 进一步，在某些具体实施方式中，可使用一种或多种金属活化剂，其被构造成便于 聚氨酯制造(即，多元醇配制物32的羟基与异氰酸酯混合物34的异氰酸酯基之间的反应) 的，并且可为多元醇配制物32的一部分。例如，在某些具体实施方式中，多元醇配制物32 可包含一个或多个金属表面，其可降。
34、低泡沫配制物28的活化能垒和/或响应活化能19来 加热和活化泡沫配制物28。在某些具体实施方式中，多元醇配制物32可包括小的金属片和 /或金属涂覆的陶瓷珠作为泡沫配制物中的活化剂。例如，多元醇配制物32可包括尺寸从 纳米到毫米范围的金属(例如，铋、镉、锌、钴、铁、钢和/或其它类似的金属)的片。例如， 在某些具体实施方式中，多元醇配制物可包括200m以下的锌片。通过另一个示例，多元 醇配制物32可包括直径从纳米到毫米范围并涂覆有金属(例如，铋、镉、锌、钴、铁、钢或其 它类似金属)的陶瓷珠(例如，氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆或类似的陶瓷珠)。此 外，在某些具体实施方式中，金属活化剂可包括来自。
35、再生源的铁、钢、或类似的金属。而且， 在某些具体实施方式中，这些金属活化剂可为以纳米尺寸测量的金属涂覆的空心微珠或玻 璃珠。进一步，在某些具体实施方式中，可另外或作为替代地采用某些有机金属化合物(例 如，有机铋合物和/或有机锌化合物)、或其它类似的材料。 0029 应理解，一种或多种金属活化剂可代替传统的胺-基催化剂(例如，苯胺)以便于 形成泡沫部件12。进一步应理解，通过使用一种或多种金属活化剂，本发明的泡沫配制物 28的具体实施方式的优点是，可具有独特的化学性质和/或是传统的泡沫制造方法通常难 以达到或存在问题的材料。例如，由于本发明所公开的泡沫配制物28的具体实施方式可不 包含胺-基催化。
36、剂，泡沫配制物28能够使用非石油-基(non-petroleum-based)或部分非 石油-基的混合的多元醇配制物32，其可不与胺-基催化剂兼容。也就是说，非石油-基的 多元醇配制物32可包含残留酸，因此在传统工艺中，可能需要过量的胺-基催化剂以便促 进形成泡沫的反应。与此相反，这些残留酸会对一种或多种金属活化剂的能力产生很少影 响或不产生影响，在本发明所公开的泡沫制造方法中，所述一种或多种金属活化剂促进的 泡沫部件12的形成。因此，本发明所公开的技术使得能够使用具有一种或多种非传统材料 (例如，再生金属或聚合物材料、再生或天然存在的油，等等)的泡沫配制物28来提供进一 步的成本优势。 00。
37、30 在某些具体实施方式中，一种或多种金属活化剂(例如，金属片和/或金属涂覆的 陶瓷珠)可具体地响应活化能19，该活化能在制造泡沫部件12期间被施加到泡沫配制物 28。也就是说，活化剂的尺寸和材料可被选择以使得，例如在感应加热被用于将活化能19 施加到设置在模具腔18内的泡沫配制物28时，在泡沫配制物28中存在的一种或多种活化 剂可具体地被电磁感应(例如，RF信号)加热，然后加热周围的泡沫配制物28。通过另一 个示例，当微波辐射被用于将活化能19传递到模具腔18内的泡沫配制物28时，具体地，活 化剂(例如，金属片或金属涂覆的陶瓷珠的表面)基本上吸收微波辐射，然后加热剩余的泡 沫配制物28。因此。
38、，通过控制这些活化剂的浓度和位置和/或通过控制将活化能19传递到 模具腔18内的泡沫配制物28，可以不均匀的方式加热泡沫配制物28，这导致泡沫部件12 说 明 书CN 104302456 A 6/10页 10 具有多种密度和硬度。如下面所详细讨论的，对于某些具体实施方式，可使用具有不均匀厚 度的永久的或半永久表面涂层(例如，氟化聚合物涂层)，以使得可在不同的温度使泡沫部 件12的不同部分从模具腔18脱模。而且，应理解，不像其它的泡沫配制物，在某些具体实 施方式中，泡沫配制物28通常可保持惰性(即，不开始大量反应)，直到活化能19被施加， 这提供对泡沫制造方法的更好的控制。 0031 与模具14。
39、中的多元醇配制物32反应的异氰酸酯化合物34，可包括一种或多种不 同的聚异氰酸酯化合物。这种化合物的示例包括二苯基亚甲基二异氰酸酯(MDI)、甲苯二 异氰酸酯(TDI)，或具有两个或多个异氰酸酯基的其它的这种化合物。聚异氰酸酯化合物 还可包括平均每个分子具有两个以上异氰酸酯基的预聚物或聚合物。所采用的具体的聚异 氰酸酯化合物可取决于泡沫部件12的所期望的最终用途(即，所期望的物理特性)。应注 意，异氰酸酯物质的浓度通常应与表1中所列出的多元醇和水的浓度相对应。因此，在某些 具体实施方式中，取决于所使用的多元醇和水的量，异氰酸酯物质的浓度可为2.4-100份/ 百份。 0032 如所述的，本发明。
40、具体实施方式通常采用一种或多种永久的或半永久表面涂层来 为从模具腔18移出泡沫部件12提供适当的润滑性，同时还提供相对化学惰性的表面(例 如，基本上不与泡沫配制物28或局部环境中存在的其它化学物质反应)。在某些具体实 施方式中，可采用传统的表面涂层，例如包括溶剂-基蜡(例如，来自水或溶剂油)、清漆 (vanish makers)用及打印机用(VM&P)石脑油、或水和有机溶剂的组合，其应该同金属模 具和聚合物模具都相处地很好。 0033 而且，在某些具体实施方式中，与传统、常用的蜡基的脱模剂相比，表面涂层通常 可提供延长的周期数。例如，在某些具体实施方式中，可使用单一的表面涂层，然而应注意 到，。
41、可采用任何适当数量的涂层。在某些具体实施方式中，一种或多种永久或半永久表面涂 层可为氟化聚合物涂层。例如，表面涂层例如可包括聚四氟乙烯(PTFE)或其它的含氟聚合 物，或者材料的组合(诸如，金属和塑料的组合)诸如镍PTFE。在其它的具体实施方式中， 一种或多种永久或半永久表面涂层可包括二氧化硅、二氧化钛或其它类似的氧化物基表面 涂层。通常应注意到，同模具14的基础材料16一样，一种或多种表面涂层可对于将活化能 19提供到模具腔18内的泡沫配制物28的方法基本上是透明的。也就是说，一种或多种表 面涂层可不与活化能19显著地反应(例如，吸收、散射或减小或干涉)，该活化能在到达容 纳于模具14和一种。
42、或多种表面涂层内的泡沫配制物28之前，贯穿模具14和一种或多种表 面涂层。 0034 而且，在某些具体实施方式中，一种或多种表面涂层(例如，氟化聚合物层)通常 可具有不均匀的厚度。例如，不均匀的氟化聚合物层的厚度可相应于模具14的特定部分处 的期望的脱模温度。也就是说，在某些具体实施方式中，较厚的氟化聚合物层通常可导致较 低的脱模温度，同时较厚的氟化聚合物层通常可导致多密度泡沫部件12在较高温度下从 模具腔18脱模。因此，在这种具体实施方式中，不均匀的氟化聚合物层可便于以不均匀的 局部温度制造多密度泡沫部件12和使其脱模。 0035 在某些具体实施方式中，可利用化学气相沉积法将一种或多种表面涂。
43、层(CVD)沉 积在模具腔18的内表面26。而且，可施加一种或多种表面涂层以使得涂层的厚度可被控 制。例如，可利用CVD和一种或多种掩模将氟化聚合物(例如，PTFE)沉积到模具腔18的 说 明 书CN 104302456 A 10 7/10页 11 内表面26上，以限制沉积在模具腔18的特定部分上的聚合物的数量。因此，可以受控的方 式将可变厚度的表面涂层(例如，含氟聚合物层)沉积在模具腔18的内表面26上。通常， 本发明可以想到一种或多种涂层的任何适当的厚度。例如，在一个具体实施方式中，一种或 多种表面涂层的厚度可为120m。在其它的具体实施方式中，取决于所期望的脱模温 度，一种或多种表面涂层。
44、的厚度可为大约1-100m，诸如位于1-90m、1-75m、5-30m、 或7-15m。通过另一个示例，在其它的具体实施方式中，一种或多种表面涂层在整个模具 腔18上可具有均匀的厚度(例如，25m)。应进一步注意到，可基于以下具体的期望特性及 其它考虑因素来选择表面涂层，包括但不限于，金属活化剂的选择、泡沫制造方法的温度、 泡沫配制物28中的其它材料、待制造的聚氨酯泡沫的类型、以及用于使泡沫物体12从模具 14脱模的期望的表面工艺。 0036 图2阐释了根据本发明技术的一些方面制造泡沫部件12的方法40的具体实施方 式。方法40从以下步骤开始：在闭合模具14之前将衬底插入打开的模具14(方框4。
45、2)。暂 时转到图3，阐释了打开形式的模具14的示例。更具体地，图3阐释了在下面所详细讨论的 衬底60被插入62打开的模具14时的情形。如所阐释的，模具14可包括一个或多个铰接 部分64，其将模具14的两个以上的部件(例如，部件20或22)耦连在一起，以使得模具14 可围绕铰接部分64打开和闭合。在某些具体实施方式中，模具14的铰接部分64可由与模 具14的剩余部分相同的基础材料16或不同的基础材料16(例如，不同的塑料、复合材料、 或其它材料)构建。而且，在某些具体实施方式中，模具14还可包括一个或多个汽缸66(例 如，液压缸或气体压缩缸)，其可用于致动一个或多个杆68(例如，由硬的、高耐久。
46、性的的聚 合物材料例如尼龙构建)以便于模具14的打开或闭合。同铰接部分64一样，这些一个或 多个汽缸66及它们相应的杆68也可由与模具14的剩余部分相同的基础材料16或不同的 基础材料16构建。在某些具体实施方式中，铰接部分64、一个或多个汽缸66、和/或一个 或多个杆68可由对活化能19基本上透明的基础材料16制成，该活化能19贯穿模具14以 到达模具腔18内的泡沫配制物28。 0037 通常来说，衬底60可为聚合物或复合物衬底，其可被包含在泡沫部件12中，以便 将所期望的特性赋予泡沫部件12。衬底60通常可为聚合物衬底(例如，发泡聚乙烯、发泡 聚苯乙烯、或它们的任何适当的复合物)，如箭头6。
47、2所示的，在制造泡沫部件12之前聚合物 衬底可被插入打开的模具14中。因此，一旦已制造泡沫部件12，衬底60可在得到的泡沫部 件12中提供一种或多种层，且这些层可具有某些物理性能(例如，密度、硬度、柔韧性、可压 缩性、或类似的物理性能)，其可影响得到泡沫部件12的物理性能。此外，在某些具体实施 方式中，衬底60可被自动地插入到打开的模具14中(例如，经由自动化过程控制系统)，且 模具14可在制造泡沫部件12之前自动闭合。应注意到，在某些具体实施方式中，可以不使 用衬底60。在这样的具体实施方式中，由方框42所代表的动作可被跳过，且得到的泡沫部 件12可完全由泡沫制成，而不具有聚合物层。 003。
48、8 回到图2，一旦已将衬底60插入打开的模具14中，且已将模具14闭合，可将泡沫 配制物28添加到闭合的模具14(方框44)。通常来说，可以任何适当的方式将泡沫配制物 28添加到模具14。在某些具体实施方式中，可利用封闭铸型或注射成型技术将泡沫配制物 28引入模具腔18中。转到图4，阐释了闭合的模具14的顶部透视图。对于图4中所阐释 的模具14，模具14的两个部件20和22已开始彼此接触以使得在模具14的顶部仅仅存在 说 明 书CN 104302456 A 11 8/10页 12 小的缝隙80(例如，用于将泡沫配制物28引入到模具腔18)。而且，在某些具体实施方式 中，模具14的一个或多个部件。
49、20或22可包括门82，可在制造泡沫部件12之前将门82闭 合以密封模具腔18。对于利用注射成型技术的具体实施方式，除了缝隙80之外或替代缝隙 80，一种或多种端口(ports)可存在于模具14的各个部分，其可被用于将泡沫配制物28注 射到模具腔18中。此外，在某些具体实施方式中，当将泡沫配制物28添加到模具腔18时， 可垂直(例如，相对于地板90或垂直)放置模具14，而在其它的具体实施方式中，基于泡 沫部件12的流动和设计，可以(相对于地板)大约5 -175或大约75 -135的任何 角度放置模具14。 0039 参考图2，在已将泡沫配制物28添加到模具腔18之后，可加热泡沫配制物28(方 框46)以便活化泡沫配制物28中的泡沫形成反应。而且，加热泡沫配制物28的方法(即， 提供活化能19的方法)，基本上不加热模具14。也就是说，基础材料16和施加到模具腔18 的表面涂层对于向泡沫配制物28提供的活化能19通常为透明的。应理解，尽管在活化能 19贯穿模具14时模具可基本上不与活化能相互作用，但是小部分的活化能19可被无意地 损失。而且，应理解，尽管在活。