CN102731991A - 搪皮玩具及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搪皮玩具及其制作方法，该玩具由外皮及内料构成，所述外皮为采用搪皮工艺制作的外皮，其配方含有组份P1及组份I1，以质量份计，P1/I1=100∶30~40，其中组份P1含主料聚醚及助剂,组份I1含改性异氰酸酯和ISO-125；所述内料配方含组份P2及组份I2，以质量份计，P2/I2=100∶50~70，其中组份P2含主料聚醚及助剂，组份I2含改性异氰酸酯和粗MDI。本发明采用生产的搪皮玩具其内料及外层采用不同的原料配方、不同的工艺操作，即采用先搪自结皮泡沫体材外皮再灌注高回弹泡沫体材内料的工艺，使外皮具有较高的密度，耐磨耐冲击，而内料具有较低的密度，整体重量较轻，既能解决发泡表皮容易破裂的问题、使产品具有仿真皮效果，亦能控制产品的重量及成本在一个合理的范围。

Description

搪皮玩具及其制作方法

技术领域

本发明涉及搪胶技术领域。

背景技术

现有的聚氨脂PU发泡料运动球采用的是一次发泡成型的生产工艺，如采用纯高回弹泡沫体材料生产，则产品在在玩耍过程中发泡表皮容易破裂，而且缺乏仿真皮的效果。采用纯自结皮泡沫体材料所生产出来的产品可以解决玩耍时发泡表皮容易破裂的问题并且具有仿真皮的效果，但它有一个致命的缺点：由于自结皮泡沫体材料的密度是高回弹泡沫体材料密度的3倍以上，所以有重量过重、成本高的弱点。

搪胶工艺，是以PVC糊状树脂（也有说用PVC颗粒的），加上各种增塑剂调节软硬度等过程，形成一种乳胶状态，然后倒入金属模具，把模具放在火上烤，不停的转动，使其受热均匀，然后取出冷却，开模取出产品。一般来说，以生产中空成型的产品为主，由于采用PVC糊状树脂制作，糊状树脂比普通的PVC树脂要细腻些，所以手感会不同。

现时的PVC搪胶技术一般采取单轴单速360度旋转的方式，搪胶制得产品的厚度最薄通常在2mm左右，搪皮厚薄不均是经常会出现的现象。受到产品形状的局限性，某些产品在进行搪皮技术生产时，出现产品搪制不完整、缺料的状况。

公开号为CN101297995，公开日为2008年.11月5日，发明名称为“新型球或哑铃及其生产方法”的中国发明专利申请公开了一种新型球或哑铃的制造方法，其采用搪胶制作外皮并填充内部填充料的方法。搪胶制作的软塑料外壳上装有气门，壳内为填充物，填充物成分含有吸水树脂及水。其生产方法包括以下步骤：（1）以搪胶工艺生产软塑料的器械外壳；（2）将含有吸水树脂的填充物注入塑料外壳中，然后注入一定比例的水；（3）装上气门，充气；（4）吸水树脂吸水膨胀后利用软塑料外壳的自收缩将多余气体放出使内部接近真空状态。该发明的目的在于改变球或哑铃的外壳材料，用软塑料代替橡胶、铁等坚硬材料，增强安全性及改善手感。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的搪皮玩具及其制作方法，其生产出来的搪皮球具有不易破裂、具有仿真皮效果、重量轻等优点。

为了达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种搪皮玩具，由外皮及内料构成，所述外皮为采用搪皮工艺制作的外皮，其配方含有组份P1及组份I1，以质量份计，P1/I1=100：30~40，其中组份P1含主料聚醚及助剂,组份I1含改性异氰酸酯和ISO-125；所述内料配方含组份P2及组份I2，以质量份计，P2/I2=100：50~70，其中组份P2含主料聚醚及助剂，组份I2含改性异氰酸酯和粗MDI。

具体来说，所述组份P1助剂选自33LV、乙二醇、二甲氨基乙氧基乙醇、二乙醇胺、二氯甲烷中的一种或若干种的混合，优先为占P1质量百分含量为0.2~0.35的33LV、4~5%的乙二醇、0.05~0.09%的二甲氨基乙氧基乙醇、0.6~0.75%的二乙醇胺、25~28%的二氯甲烷的混合。

具体来说，所述组份P1的聚醚由70%的GEP-330N和30%的GPOP-36/28混合而成。

具体来说，所述组份P2助剂选自氧化丙烯氧化乙烯丙二醇醚、整泡剂、丙三醇、33LV、二甲氨基乙氧基乙醇、二乙醇胺、乙二醇、二氧甲烷中的一种或若干种的混合，优选为占P2质量百分含量为1~2%的氧化丙烯氧化乙烯丙二醇醚、0.3~0.4的整泡剂、1~2%的丙三醇、0.1~0.18的33LV、0.2~0.35%的二甲氨基乙氧基乙醇、0.2~0.35%的二乙醇胺、0.1~0.3%的乙二醇、15~20%的二氧甲烷及1.5~2%的水的混合。

具体来说，所述组份P2的聚醚由30％的GEP-560S、35％的GPOP-36/28、16％的GEP-330N、10％的GE-210和9％的GMN3050混合而成。

一种搪皮球的制作方法，包括以下步骤：

(1)按以上任一配方分别配制搪胶外皮物料及内料；

(2)制造搪胶外皮，将配好的搪胶外皮物料注入模具中，按搪胶制作工艺制作，使外皮物料随着模具360度旋转均匀地在模具型腔壁表面铺上薄薄一层皮层，待凝胶成型；

（3）凝胶后，模具中注入内料，待凝固成型后封填进料口。

采用以下结构的搪胶机完成步骤（2）或（3）的操作，该搪胶机至少包括支架、模具、驱动系统及传动装置，所述驱动系统通过传动装置使模具绕第一轴线及第二轴线分别做360度的旋转，第一轴线与第二轴线相交。

具体来说，所述传动装置包括

-变速箱，所述变速箱通过第一带传动装置传动于驱动系统的马达输出轴，及

-固定于支架上的转轴，所述转轴由变速箱通过第二带传动装置传动而绕第一轴线转动，及

-变向传动机构，所述变向传动机构包括第一部件及第二部件，第一部件连动于所述转轴，第二部件与第一部件啮合并将第一部件的转动转变为绕与第一轴线相交的第二轴线的转动，所述模具通过模具固定机构连动于所述变向传动机构的第二部件。

进一步地，所述模具包括顶模、底模和合模装置，顶模和底模的连接位设置有连通模具内腔与大气的进料口及排气管，在步骤（3）中须保持排气管管口向上。

进一步地，步骤（2）包括以下操作步骤：

（A1）封堵进料口和排气管，在模具内壁喷离型剂模内漆，注入外皮原料，料温约25-30度，模具温度约40-45度；

（B1）合模后变频旋转，速度为2800-3100转/分钟，待凝胶成型；

步骤（3）包括以下操作步骤：

（A2）旋转模具，使排气管和进料口竖直向上，拔开排气管塞和进料口塞，在闭模状态下进行第二次注料，料温约25-30度；

（B2）注料后封堵模具进料口，保持进料口竖直向上的静止状态，待物料在内腔凝固，反应过程产生的气体从排气孔中排出；

(C2)开模，封堵搪皮球表面的进料口。

本发明采用搪胶设备生产搪皮玩具，内料及外层采用不同的原料配方、不同的工艺操作，即采用先搪自结皮泡沫体材外皮再灌注高回弹泡沫体材内料的工艺，使外皮具有较高的密度，耐磨耐冲击，而内料具有较低的密度，整体重量较轻，既能解决发泡表皮容易破裂的问题、使产品具有仿真皮效果，亦能控制产品的重量及成本在一个合理的范围。特别地，本发明所采用的搪胶设备，具有同时绕两根相交的轴线转动的特点，可令到模内的物料按照模内型腔壁做螺旋状流动，使物料在模腔内壁铺放成均匀的薄层,进一步减少了厚度、重量及成本。

附图说明

图1是本发明所采用的搪皮机结构示意图。

图2是外皮物料注入模具的示意图。

图3是进料口及排气管的放大图。

图4是合模后旋转示意图。

图5是第二次注料时模具所处位置及方向示意图。

图6是开模示意图。

图7是在半成品上填平进料口示意图。

图8是成品剖面示意图。

具体实施方式

如无特别说明，本说明书中的百分含量均指质量百分含量。

本发明搪皮球的制作方法，按以下步骤进行：

(1)按以下配方分别配制搪胶外皮物料及内料，

搪胶外皮物料含组份P1及组份I1，以质量份计，P1/I1=100：30~40，其中组份P1含主料聚醚及助剂,组份I1含改性异氰酸酯和ISO-125,

内料含组份P2及组份I2，以质量份计，P2/I2=100：50~70，其中组份P2含主料聚醚及助剂，组份I含改性异氰酸酯和粗MDI；

(2)制造搪胶外皮，将配好的搪胶外皮物料注入模具中，按搪胶制作工艺制作，使外皮物料随着模具360度旋转均匀地在模具型腔壁表面铺上薄薄一层皮层，待凝胶成型；

（3）凝胶后，模具中注入内料，待凝固成型后封填进料口。

在步骤（2）中，为了使物料均匀的铺排至模腔内壁成一薄层，模具须进行多方向的360度的旋转。在步骤（3）中，内料在已基本成型的外皮所形成的腔内主要起凝固反应，此时不需要旋转，以静止为宜，而此时由于物料在腔内发生化学反应产生气体、气泡与外皮内壁接触时气泡破裂，形成泡沫环境绕模壁不断向上填充，气泡与模壁接触时破裂，气体迅速向模具排气孔排出。随着泡沫聚合物数量越来越多，不断在模具形腔内向上填充，真至填充江形腔向排气孔排出泡沫。

为了达到以上的技术要求，本发明所采用的搪皮设备必须包括支架、模具、驱动系统及传动装置，所述驱动系统通过传动装置使模具绕第一轴线及第二轴线分别做360度的旋转，第一轴线与第二轴线为相交的两轴。模具上设置有排气口。

本发明采用了如图1所示的搪皮机，其包括支架，模具、模具固定机构、驱动系统、传动装置。

驱动系统主要包括马达110。变速箱114通过第一带传动装置（皮带轮111、皮带112、皮带轮113）传动于马达输出轴。通过变速箱减慢下一节皮带轮转速，并改变传动方向。

转轴117固定于支架125上，转轴上固定有皮带轮116，皮带轮116与皮带115构成第二带传动装置，变速箱通过第二带传动装置传动转轴117绕沿转轴中心线方向的第一轴线转动。

转轴117上固定有第一锥齿轮118，第二锥齿轮119啮合连接于第一锥齿轮118。第二锥齿轮119与第一锥齿轮118构成变向传动机构，将第一锥齿轮118跟随转轴117绕第一轴线的转动转变为与第一轴线相交的第二轴线的转动。本例中，第二轴线为第二锥齿轮118的中心线，其与第一轴线垂直相交。

第二锥齿轮119的上底面固定有底座120，模具121通过螺栓连接固定于底座120。

图2为注入外皮物料的示意图。注入外皮物料时，模具121处于打开状态。如图3所示，模具121的顶模与底模的连接部位上设置有进料口122及排气管123，进料口122与排气管123连通模具内腔与大气。在本图中，两支排气管123分设于进料口122两侧，且位于顶模与底模的连接部位。在实际应用中，不限于此种结构方式。

马达110开启后经皮带112带动变速箱114进行定速，定速后由皮带115带动转轴117绕轴心（第一轴线）旋转，转轴转动使第一锥齿轮118转动，经过与之啮合的第二锥齿轮的转向带动底座及其上的模具逆时针旋转，从而达到绕第一轴线和第二轴线的转动相联动。

具体操作可按以下步骤进行：

（A）把进料口和排气管封堵起来。模具内壁喷离型剂和模内漆，注入外皮原料。

第一次注料（外皮注料）前：料温约25-30度，模具温度约40-45度。合模后调整变频器的旋转速度为2800-3100转/分钟。其旋转工作状态如图4所示。液态混合物随着模具绕第一轴线和第二轴线分别作360度旋转而均匀地在模具内腔壁表面铺上薄薄一层皮层，5-10分钟后凝胶成型。

其中，所述离型剂优选石油加氢轻石脑油类型离型剂，其主要作用利于外皮成形后容易脱离模具，不会与模具黏合。

所述模内漆为树脂油漆混合物，主要成分为聚氨酯树脂和染料，作用为使产品有特定颜色和外观。

(B)如图5所示，将模具旋转至与水平面垂直角度，使排气管123和进料口122向上，拔开两支排气管塞和进料口塞，在闭模状态下进行第二次注料（内料）。

料温约25-30度。

注料后封堵模具进料口，保持进料口竖直向上的静止状态。原料在模具内发生化学反应，产生气泡，形成泡沫环绕模腔壁不断向上聚集，气泡与模壁接触时气体破裂并迅速向排气孔排出。

(C)如图6所示，开模，取出半成品。并如图7所示，填上搪皮球表面的进料口。

所得产品剖面如图8所示。

实施例1

本例为物料配比及制作工艺的实施例。

外皮原料的配方如下表1所示：

表1

注：其中MP113改性异氰酸酯从市场购得，购自BASF厂家。

内料采用的是高回弹泡沫体材，其配方组成如下表2所示，

表2

模具内壁喷洒的离型剂可按以下配方配料：20%的石油加氢轻石脑油、20%石脑精和60%的聚硅氧烷。

模内漆可按以下配方配料：50%的聚氨酯树脂、15%的环己酮、20%的色粉和15%的丁酮。

根据本法制作的搪皮球，其外皮厚度可达到0.8mm的均匀厚度。为了控制球体的整体密度，内料注入时不注满模具形腔，以使物料反应具有更多的反应空间。外皮密度为0.35克/立方厘米，内料密度为0.065克/立方厘米。内料密度远比外皮密度轻，而产品的整体重量较轻。

实施例2

本例为聚氨酯搪皮球玩具的制造实施例。

步骤一：在烤炉中加热模具温度为40-45度，向模具安装两支排气孔塞和二支进料孔塞，如图3所示。

步骤二：维持模具温度为40-45度，向模具内腔壁12喷洒离型剂和模内漆。

步骤三：把外皮聚氨酯材料注射入模具中，如图2所示。

外皮聚氨酯材料为按实施例1中的组份P1及组份I1进行配料。

步骤四：合模及聚合反应，驱动系统主要包括马达，使模具产生双轴联动的360度匀速旋转，可令到模内的聚氨酯液体混合原料按照模内型腔壁做螺旋状流动，以达到均匀铺满整个模内型腔的目的，如图4所示。

步骤五：将模具旋转至与水平面垂直角度排气孔和进料孔向上，拔开两支排气孔塞和二次进料孔塞，如图5所示。

步骤六：在拔开的进料孔塞的孔中注射入聚氨酯内料，重量按照产品体积重量计算，（注料前储存缸温度约25-30度）注料后塞紧模具注料孔，不用旋转模具，进料口保持向上为90度角，原料发生化学反应产生的气体，气泡与外皮内壁接触时气泡破裂，形成泡沫环绕模壁不断向上填充，气泡与模壁接触时破裂气体亦迅速向模具进料口旁边两个排气孔排出，随着泡沫聚合物数量越来越多，不断在模具型腔内向上填充，直至填充满型腔向排气孔排出泡沫。

内料聚氨酯材料按实施例1的配方配料。

步骤七：开模，取出半成品。如图6所示。

步骤八：填上搪皮球表面的进料口。如图7所示。

Claims (10)

1.一种搪皮玩具，其特征在于：由外皮及内料构成，所述外皮为采用搪皮工艺制作的外皮，其配方含有组份P1及组份I1，以质量份计，P1/I1=100：30~40，其中组份P1含主料聚醚及助剂,组份I1含改性异氰酸酯和ISO-125；所述内料配方含组份P2及组份I2，以质量份计，P2/I2=100：50~70，其中组份P2含主料聚醚及助剂，组份I2含改性异氰酸酯和粗MDI。

2.根据权利要求1所述的搪皮玩具，其特征在于：所述组份P1助剂选自33LV、乙二醇、二甲氨基乙氧基乙醇、二乙醇胺、二氯甲烷中的一种或若干种的混合，优先为占P1质量百分含量为0.2~0.35的33LV、4~5%的乙二醇、0.05~0.09%的二甲氨基乙氧基乙醇、0.6~0.75%的二乙醇胺、25~28%的二氯甲烷的混合。

3.根据权利要求2所述的搪皮玩具，其特征在于：所述组份P1的聚醚由70%的GEP-330N和30%的GPOP-36/28混合而成。

4.根据权利要求1所述的搪皮玩具，其特征在于：所述组份P2助剂选自氧化丙烯氧化乙烯丙二醇醚、整泡剂、丙三醇、33LV、二甲氨基乙氧基乙醇、二乙醇胺、乙二醇、二氧甲烷中的一种或若干种的混合，优选为占P2质量百分含量为1~2%的氧化丙烯氧化乙烯丙二醇醚、0.3~0.4的整泡剂、1~2%的丙三醇、0.1~0.18的33LV、0.2~0.35%的二甲氨基乙氧基乙醇、0.2~0.35%的二乙醇胺、0.1~0.3%的乙二醇、15~20%的二氧甲烷及1.5~2%的水的混合。

5.根据权利要求4所述的搪皮玩具，其特征在于：所述组份P2的聚醚由30％的GEP-560S、35％的GPOP-36/28、16％的GEP-330N、10％的GE-210和9％的GMN3050混合而成。

6.一种搪皮球的制作方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)按权利要求1~5任一权利要求的配方分别配制搪胶外皮物料及内料；

(2)制造搪胶外皮，将配好的搪胶外皮物料注入模具中，按搪胶制作工艺制作，使外皮物料随着模具360度旋转均匀地在模具型腔壁表面铺上薄薄一层皮层，待凝胶成型；

（3）凝胶后，模具中注入内料，待凝固成型后封填进料口。

7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于：采用以下结构的搪胶机完成步骤（2）或（3）的操作，该搪胶机至少包括支架、模具、驱动系统及传动装置，所述驱动系统通过传动装置使模具绕第一轴线及第二轴线分别做360度的旋转，第一轴线与第二轴线相交。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述传动装置包括

-变速箱，所述变速箱通过第一带传动装置传动于驱动系统的马达输出轴，及

-固定于支架上的转轴，所述转轴由变速箱通过第二带传动装置传动而绕第一轴线转动，及

-变向传动机构，所述变向传动机构包括第一部件及第二部件，第一部件连动于所述转轴，第二部件与第一部件啮合并将第一部件的转动转变为绕与第一轴线相交的第二轴线的转动，所述模具通过模具固定机构连动于所述变向传动机构的第二部件。

9.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于：所述模具包括顶模、底模和合模装置，顶模和底模的连接位设置有连通模具内腔与大气的进料口及排气管，在步骤（3）中须保持排气管管口向上。

10.根据权利要求9所述的制作方法，其特征在于：步骤（2）包括以下操作步骤：

（A1）封堵进料口和排气管，在模具内壁喷离型剂模内漆，注入外皮原料，料温约25-30度，模具温度约40-45度；

（B1）合模后变频旋转，速度为2800-3100转/分钟，待凝胶成型；

步骤（3）包括以下操作步骤：

（A2）旋转模具，使排气管和进料口竖直向上，拔开排气管塞和进料口塞，在闭模状态下进行第二次注料，料温约25-30度；

（B2）注料后封堵模具进料口，保持进料口竖直向上的静止状态，待物料在内腔凝固，反应过程产生的气体从排气孔中排出；

(C2)开模，封堵搪皮球表面的进料口。

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