CN101879767A - 非粘接防噪音耳塞及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非粘接防噪音耳塞的制造方法，用于制造包括以芯部构成框架的内部部件和以围绕所述内部部件一面的形式结合并插入耳朵里的外部部件的防噪音耳塞，所述方法包括以下步骤：(a)成型上述内部部件；(b)在用于成型上述外部部件的模具上板上固定上述内部部件；(c)将上述模具上板与具有用于上述外部部件成型的腔体的模具下板对齐；(d)向上述模具下板注入用于制造上述外部部件的树脂混合物；(e)将上述模具上板挤压至上述模具下板；(f)硬化上述树脂混合物，以使外部部件结合于上述内部部件；及(g)从上述模具下板分离上述模具上板之后，从上述模具下板分离在内部部件上一体结合有外部部件的耳塞。

Description

非粘接防噪音耳塞及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种非粘接防噪音耳塞及其制造方法，尤其涉及在结合用于阻止噪音的外部部件及用于维持耳塞结构的内部部件时不使用胶粘剂的技术。
背景技术
一般而言，防噪音耳塞在其内侧形成作为芯部的内部部件，以维持整体的形状，而在上述内部部件的外侧形成外部部件，以使耳塞更紧贴于耳朵，防止泄露噪音，而且还可提高佩戴舒适性及防水性。
现有技术的耳塞，若将主体插入使用者的两侧耳朵，则内部部件紧贴于使用者的两侧耳洞被支撑，而此时，通过具有向上述内部部件的一侧突出的弹性罩形式的外部部件，提高防漏音性及佩戴舒适性。
但是，上述外部部件独立于内部部件制作而成，并利用胶粘剂结合于内部部件，因此，若结合力弱，则在长时间使用时，容易使内部部件脱落或破损。另外，因有害的胶粘剂成分，经过一定时间之后，经常会诱发耳部的疼痛或炎症。
另外，利用粘接方式的耳塞，需各自准备用于内部部件成型的模具设备和用于外部部件成型的模具设备，而且最后还需要用于结合内部部件和外部部件的设备，从而增加设备维护费用，降低生产性及经济性。
如上所述，使用现有技术的耳塞时，若长时间使用，将可能诱发耳部疼痛，而且有害的胶粘剂成分与人体接触。因此，无法应用大量生产耳塞的成型设备，从而增加制造费用，最终导致耳塞单价及销售价格的增加。
发明内容
本发明的目的是通过使用非粘接方法结合内部部件和外部部件，从而最大限度地减小胶粘剂物质对人体的危害。
为此，本发明的目的在于，首先成型内部部件并提供具有与外部部件外形对应的腔体的模具下板和起到上述模具下板的盖子作用的模具上板，在上述模具上板上固定上述内部部件并向上述腔体注入用于制造外部部件的树脂混合物的状态下，挤压上述模具上板，从而制造出在外部部件的一侧外周边围绕树脂混合物的防噪音耳塞。
与此同时，其目的在于，提供一种防噪音耳塞，其通过上述非粘接方式的工艺，可使耳塞制造工艺通过内联(In-line)工艺制作而成，而且无需在上述内部部件和上述外部部件之间添加有害的胶粘剂，即可将内部部件及外部部件形成为一体。
本发明一实施例提供一种非粘接防噪音耳塞的制造方法，用于制造包括以心材构成框架的内部部件和以围绕上述内部部件一面的形式结合并插入耳朵里的外部部件的防噪音耳塞，所述方法包括以下步骤：(a)成型上述内部部件；(b)在用于成型上述外部部件的模具上板上固定上述内部部件；(c)将上述模具上板与具有用于上述外部部件成型的腔体(Cavity)的模具下板对齐；(d)向上述模具下板注入用于制造上述外部部件的树脂混合物；(e)将上述模具上板挤压至上述模具下板；(f)硬化上述树脂混合物，以使外部部件结合于上述内部部件；及(g)从上述模具下板分离上述模具上板之后，从上述模具下板分离在内部部件上一体结合有外部部件的耳塞。
在此，上述内部部件由从聚乙烯(polyethylene，PE)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrene copolymer，ABS)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、氨基钾酸酯橡胶(urethane rubber)、硬质聚氨酯(rigid polyurethane)中选择的一种或多种材料制作而成。
另外，用于制造上述外部部件的树脂混合物由软质聚氨酯(flexible polyurethane)制备而成，而上述软质聚氨酯(flexiblepolyurethane)使用混合粘度为300～500cps/40℃的第一材料及粘度为500～900cps/40℃的第二材料的原液，而原液的使用温度介于48～52℃的范围中，而且相对于100重量份的上述第一材料，混合220～240重量份的第二材料。
另外，设置上述模具上板，以使上述内部部件和上述腔体形成同心，而且将内部部件固定于上述模具上板，以在上述模具上板挤压至上述模具下板的状态下，使上述内部部件与上述腔体分开。
另外，从上述(d)步骤进行至上述(f)步骤的过程中，乳稠时间(Cream Time)，即从为准备上述树脂混合物而混合原液至反应开始为止的时间，其介于18～25秒的范围中；表干时间(Tack FreeTime)，即从混合树脂混合物原液至泡沫外表面失去粘着力和结合力为止的时间(用木棒等轻轻接触泡沫表面时泡沫不粘附在木棒的时间)，其介于160～240秒的范围中；起发时间(Rise Time)，即从混合树脂混合物原液至泡沫增大至最大为止的时间，其介于60～140秒的范围中。此时，自由发泡比重为0.13～0.14g/cc。
另外，从上述(e)步骤至上述(g)步骤的上述模具上板及模具下板的温度可在60～80℃的范围中调节，而分离上述耳塞的脱模时间为8～15分钟。
另外，制造内部部件的(a)步骤，还可包括以下步骤：(a-1)提供用于定义成型上述内部部件用腔体的辅助成型框架；(a-2)将上述辅助成型框架插入上述(c)步骤的模具下板腔体内；(a-3)向上述辅助成型框架内注入用于制造内部部件的树脂混合物；(a-4)将上述模具上板挤压至上述模具下板之后，经过硬化形成内部部件；及(a-5)将上述模具上板从上述模具下板分离之后，去除上述辅助成型框架。
另外，本发明非粘接防噪音耳塞通过上述方法制作而成，并通过内联(In-line)工艺使内部部件和外部部件形成一体，而在上述内部部件和上述外部部件之间无需其他胶粘剂。
本发明通过非粘接方式结合防噪音耳塞的内部部件和外部部件，最大限度地减少有害胶粘剂物质对人体的危害，且简化制造工艺。
尤其是，本发明通过首先成型内部部件，在外部部件的成型工序中直接投入使用内部部件，从而减少工艺步骤，而且通过在用于外部部件成型的模具中添加简单的辅助模具，即可制造出内部部件，从而减少设备制造及维护费用。
与此同时，可通过调节用于制造外部部件的树脂混合物的组合及成型条件，即可在无胶粘剂的情况下使外部部件更牢固地结合在内部部件上，从而节省防噪音耳塞的制造成本，提高生产效率。
附图说明
图1为本发明一实施例的非粘接防噪音耳塞制造方法流程图；
图2至图6为本发明一实施例的非粘接防噪音耳塞及其制造方法剖面图；
图7至图10为本发明另一实施例的非粘接防噪音耳塞及其制造方法剖面图；
图11为上述图7所示的本发明辅助成型框架的另一实施例剖面图。
＊附图符号*
100、300、500：内部部件    100a：内部部件核心部
100b：内部部件把手部
110、310：外部部件制造用树脂混合物
120、320：外部部件         150、350：耳塞
200、400：模具上板         210、410：模具下板
220、420：外部部件成型用腔体
430：辅助成型框架          440：垫片
630a：第一辅助成型框架        630b：第二辅助成型框架
具体实施方式
下面，结合附图对本发明实施例进行详细说明。
本发明的优点、特征及达成上述目的的方法，通过将要详细说明的实施例及附图变得明了。但是，本发明不受将要描述的实施例的限制，可通过其他各种实施方式实现，如下实施例只是用于完整地说明本发明，并向本领域技术人员明确说明本发明的范围，而本发明只受权利要求书的限制。
图1为本发明一实施例的非粘接防噪音耳塞制造方法流程图。
如图1所示，首先进行形成内部部件的步骤S10。此处，内部部件作为构成耳塞框架的芯部，可选用从聚乙烯(polyethylene，PE)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(acrylonitrile butadiene styrenecopolymer，ABS)、聚丙烯(polypropylene，PP)、聚苯乙烯(polystyrene，PS)、氨基钾酸酯橡胶(urethane rubber)、硬质聚氨酯(rigid polyurethane)中选择的一种或多种材料制成。
在本发明中，因需考虑内部部件与将要后述的软质聚氨酯(flexible polyurethane)外部部件的结合，因此，内部部件选用硬质聚氨酯材料时，可获得更好的结合效果。此时，硬化硬质聚氨酯的时间为3～6分钟，从而可使其具备作为芯部的足够的强度，而且可增加弹性及与其他树脂材料的结合力。若硬化时间不足3分钟，则不能形成足够强度的内部部件，而若超过6分钟，则将降低弹性及结合力。
接着，进行将内部部件的一侧固定在用于成型外部部件的模具上板的步骤S20。执行此步骤，以便通过向在成型外部部件的模具挤压步骤中定义外部部件形状的模具下板的腔体内插入内部部件而形成外部部件的同时，将外部部件与内部部件结合。
接着，进行向模具下板的腔体内注入用于制造外部部件的树脂混合物的步骤S30。此处，树脂混合物采用软质聚氨酯(flexiblepolyurethane)，而较佳地，混合粘度为300～500cps/40℃的第一材料及粘度为500～900cps/40℃的第二材料形成原液成型外部部件。
在此，较佳地，上述原液的使用温度介于48～52℃的范围中，而其配比为相对于100重量份的上述第一材料混合220～240重量份的第二材料。
在此，若粘度更高的第二材料不足220重量份，则不能获得适合于耳塞外部部件的硬度，而若第二材料超过240重量份，则可能因硬度过高而难以插入耳洞，而且明显降低触摸(Touch)感。
接着，进行将固定有上述内部部件的模具上板挤压至模具下板的步骤S40。此时，内部部件处于浸泡在填充于腔体内的树脂混合物的状态，而内部部件的一面被树脂混合物围绕。
为完成上述工艺，在挤压之前设置上述模具上板，以使上述内部部件和上述腔体形成同心，而且将内部部件固定于上述模具上板，以在上述模具上板挤压至上述模具下板的状态下，使上述内部部件与上述腔体分开一预定间距。此时，分开的间距成为外部部件的厚度，而这样成型的外部部件将插入于耳洞而起到阻止噪音的作用。
接着，进行在将模具上板挤压至模具下板的状态下硬化树脂混合物的步骤S50。
此处，较佳地，模具上板及模具下板的硬化温度在60～80℃的范围内调节。
与此同时，较佳地，在上述步骤中，乳稠时间(Cream Time)，即从为准备在通过混合形成原液以形成上述树脂混合物之后而混合原液至反应开始为止的时间，其介于18～25秒的范围中；表干时间(Tack Free Time)，即从混合树脂混合物原液至泡沫外表面失去粘着力和结合力为止的时间(用木棒等轻轻接触泡沫表面时泡沫不粘附在木棒的时间)，其介于160～240秒的范围中；起发时间(RiseTime)，即从混合树脂混合物原液至泡沫增大至最大为止的时间，其介于60～140秒的范围内。而此时，自由发泡比重为0.13～0.14g/cc。
接着，进行从模具下板分离已成型的耳塞的步骤S60。
在此，较佳地，从制备树脂混合物原料至最终硬化脱模为止的时间介于8～15分钟范围中，而成型温度可在60～80℃的范围中调节。
乳稠时间、表干时间、起发时间及脱模时间处于上升范围中。若工艺时间短于各时间范围的最小时间或成型温度小于60℃，则有可能不能获得所需的耳塞外部部件形状，而若工艺时间超过各个时间范围的最大时间或成型温度超过80℃，则因树脂混合物的劣化，不能形成正常的外部部件且降低其特性。
如上所述，本发明防噪音耳塞制造方法，不是通过单独工序制造作为防噪音部件的外部部件并胶粘至内部部件，而是采用在硬化软质聚氨酯材料的外部部件的成型工艺过程中，使内部部件自然结合于外部部件的方法，从而解决现有技术中因使用有害胶粘剂所导致的人体损害或耐久性问题。
下面，通过结合内部部件的具体实施例，对本发明非粘接防噪音耳塞制造方法进行详细说明。
图2至图6为本发明一实施例的非粘接防噪音耳塞及其制造方法剖面图。
如图2所示，内部部件100，通过结合作为内部部件的把手部100b的部分和作为内部芯部的内部部件核心部100a成型而成。此处，内部部件100的形状不受图示形状的限制，也可以为单纯的圆筒形。因此，只要是易于插入耳朵的形状，均可采用。
与此同时，在此所示的为利用单独的内部部件100成型用模具成型而成的，但也可如图7所示，用外部部件成型用模具成型而成。
此时，较之现有技术的内部部件制造设备，因可减少模具数量，从而可节省制造设备投资费用，而且也可节省维护费用。此时，即使利用单独的模具来形成内部部件100，也应将内部部件100固定于用于成型外部部件的模具上板上，因此，共用用于成型内部部件的模具上板和用于成型外部部件的模具上板。
因此，同样具有减少模具数量的效果。
另外，由于所形成的内部部件可直接传送至用于成型外部部件的模具，因此，耳塞的整个制造工艺可设计成内联(In-line)工艺。
现有技术中，因各自生产产品，因此在移送中可能会造成对部件的污染或破损，但若为上述内联设备，可解决产品不良问题，缩短工艺时间，从而可实现经济生产。
另外，如图3所示，将如上成型的内部部件100固定在用于成型外部部件的模具上板200上。
此时，内部部件100被设置为使得内部部件100的虚拟中心线与腔体的虚拟中心线重叠，而用于成型内部部件100的模具上板可用作成型外部部件的模具上板200。
因此，可在内部部件100的把手部形成特定的突起部，从而在内部部件100硬化之后，容易从用于制造内部部件的模具上板分离，但若不需从模具上板分离则可保留于模具上板上。
另外，如图4所示，将用于制造本发明外部部件的树脂混合物110注入模具下板210的腔体220内。此时，较佳地，树脂混合物110的注入量为相对于腔体220高度的80～100％。
若注入量不足80％高度，则因注入量过少，有可能不能形成完整形状的外部部件，而若注入量超过100％，则因注入量过多，可能溢出至模具表面，而这样溢出至腔体外的树脂混合物有可能成为模具的污染源。
另外，如图5所示，将模具上板200挤压至模具下板210，从而通过固定于模具上板200的内部部件100形成外部部件120的形状。
此时，外部部件120可自然结合于内部部件100。
另外，在硬化外部部件120的树脂混合物的过程中增强结合力，从而制造出的耳塞的结合力较之现有技术中利用胶粘剂制造的耳塞的结合力更强。
另外，如图6所示，结束通过模具下板210和模具上板200制造内部部件100上结合外部部件120的形式的耳塞150的制造工艺。
如上所述的实施例中，说明了通过首先成型内部部件之后，将其固定在用于成型外部部件的方式，制造非粘接防噪音耳塞的方法。此时，耳塞因不包含作为有毒化学物质的胶粘剂，从而对身体无害。因此，可解决发生炎症等问题。
与此同时，可省略用于成型内部部件的上部模具，实现内联工艺，从而可简化制造工艺。
在此，本发明另一实施例的非粘接防噪音耳塞制造方法提供只用一个模具成型内部部件和外部部件的方法。在该构造中，可进一步节省设备制造及维护费用，从而提高生产效率。其具体过程如下：
图7至图10为本发明另一实施例的非粘接防噪音耳塞及其制造方法剖面图。
如图7所示，通过在用于成型外部部件的模具上板400及模具下板410中以插入用于成型外部部件的腔体420方式插入用于定义成型内部部件用腔体的辅助成型框架430，从而只利用一个模具形成内部部件300和外部部件。
此时，辅助成型框架430可通过各种方式形成，可提供具有外部部件形状的辅助成型框架430，如图所示，辅助成型框架具有薄板形状，且在其外部接合有垫片440，垫片440对应于外部部件厚度。
另外，辅助成型框架430可形成为一体型或由两个以上可分离的部件构成的分离型。
上述辅助成型框架430，可在结束对内部部件300的成型之后，从模具分离，并在结束后续的外部部件成型工艺之后，重新将其插入用于成型外部部件的腔体内，以此循环重复使用。
如图8所示，在除去辅助成型框架430的状态下，向用于成型外部部件的腔体420内注入用于成型外部部件的树脂混合物310。
另外，如图9所示，通过挤压模具上板400，从而使内部部件300插入模具下板410的腔体420内，而在内部部件300和腔体420的相隔间距区域中形成外部部件320。
接着，通过进行硬化工艺来加固内部部件300和外部部件320的结合状态。
另外，如图10所示，通过去除模具上板400及模具下板410，结束通过非粘接方式制造内部部件300上结合外部部件320的形式的耳塞350的制造工艺。
上述实施例，在非粘接防噪音耳塞的制造方法中，进一步提供可节省工艺设备的方法，从而可节省设备投资费用并提高制造效率。
在上述方式中，其芯部为如图所示的辅助成型框架，而图11为上述辅助成型框架的另一实施例剖面图。
如图11所示，若在内部部件500上还形成用于提高结合力的多个翼，则需要具有对应于各翼的腔体的辅助成型框架。
与此同时，若此时采用一体型辅助成型框架，则因内部部件的翼的下拉作用，可能不容易去除。
因此，可通过可分离的方式形成辅助成型框架。如图所示的形式为通过可分离的方式制造第一辅助成型框架630a和第二辅助成型框架630b，以在结束对具有外部翼的内部部件500制造之后容易去除。
如上所述，本发明通过非粘接方式结合防噪音耳塞的内部部件和外部部件，最大限度地减少有害胶粘剂物质对人体的危害，且简化制造工艺。
尤其是，本发明除用作防噪音耳塞之外，也可用于休闲体育为目的的耳塞等，而且可通过对内部部件的简单变更，制造成束带型等各种形式。
另外，也可用于助听器领域及用于听音乐的耳机等，可容易扩展应用领域。
上述实施例仅用以说明本发明而非限制本发明，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对本发明进行修改、变形或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种非粘接防噪音耳塞的制造方法，用于制造包括以芯部构成框架的内部部件和以围绕所述内部部件一面的形式结合并插入耳朵里的外部部件的防噪音耳塞，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(a)成型所述内部部件；
(b)在用于成型所述外部部件的模具上板上固定所述内部部件；
(c)将所述模具上板与具有用于所述外部部件成型的腔体的模具下板对齐；
(d)向所述模具下板注入用于制造所述外部部件的树脂混合物；
(e)将所述模具上板挤压至所述模具下板；
(f)硬化所述树脂混合物，以使所述外部部件结合于所述内部部件；以及
(g)从所述模具下板分离所述模具上板之后，从所述模具下板分离在所述内部部件上一体结合有所述外部部件的耳塞。
2.根据权利要求1所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，所述内部部件由从聚乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、氨基钾酸酯橡胶、硬质聚氨酯中选择的一种或多种材料制作而成。
3.根据权利要求1所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，用于制造所述外部部件的树脂混合物由软质聚氨酯制备而成。
4.根据权利要求3所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，所述软质聚氨酯使用混合粘度为300～500cps/40℃的第一材料及粘度为500～900cps/40℃的第二材料的原液，而原液的温度介于48～52℃的范围中。
5.根据权利要求4所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，相对于100重量份的所述第一材料，混合220～240重量份的第二材料。
6.根据权利要求1所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，设置所述模具上板，以使所述内部部件和所述腔体形成同心，而且将所述内部部件固定于所述模具上板，以在所述模具上板挤压至所述模具下板的状态下，使所述内部部件与所述腔体分开。
7.根据权利要求1所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，从所述(d)步骤进行至所述(f)步骤的过程中，成型所述树脂混合物的乳稠时间为18～25秒，表干时间为160～240秒，起发时间为60～140秒，而自由发泡比重为0.13～0.14g/cc。
8.根据权利要求1所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，从所述(e)步骤至所述(g)步骤的所述模具上板及模具下板的温度在60～80℃的范围中调节，而分离所述耳塞的脱模时间为8～15分钟。
9.根据权利要求1所述的非粘接防噪音耳塞的制造方法，其特征在于，所述(a)步骤包括以下步骤：
(a-1)提供用于定义成型所述内部部件用腔体的辅助成型框架；
(a-2)将所述辅助成型框架插入所述(c)步骤的模具下板腔体内；
(a-3)向所述辅助成型框架内注入用于制造内部部件的树脂混合物；
(a-4)将所述模具上板挤压至所述模具下板之后，经过硬化形成内部部件；以及
(a-5)将所述模具上板从所述模具下板分离之后，去除所述辅助成型框架。
10.一种由权利要求1至9中任一项所述的方法制造而成的非粘接防噪音耳塞，其特征在于，通过内联工艺形成一体型的所述内部部件和所述外部部件，而且在所述内部部件和外部部件之间未添加其它胶粘剂。
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