CN102781990A - 包含聚氨酯泡沫的设备 - Google Patents

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Abstract

一种包括外罩的设备，所述外罩具有彼此相对设置的顶部面板和底部面板以及与所述顶部面板和底部面板相连的多个壁。所述顶部面板和底部面板以及所述多个壁限定了所述设备的空腔。所述外罩还具有其周围设置有聚氨酯泡沫的最外层表面。所述聚氨酯泡沫降低了使用过程中由所述设备产生的噪声和振动，且密度为20-50磅/立方英尺(pcf)。所述聚氨酯泡沫还具有在40℃-60℃温度下测得为至少0.2的阻尼因子。此外，所述聚氨酯泡沫具有小于2.0btu-in/hr-ft2-°F的K因子，这降低了运行所述设备所需的能量量。所述设备通过将所述聚氨酯泡沫施加至所述顶部面板、底部面板和多个壁中至少之一上而形成。

Description

包含聚氨酯泡沫的设备
发明领域
本发明通常涉及一种设备和一种形成所述设备的方法。所述设备包含具有特定阻尼性能和热性能且降低所述设备的噪声、振动和能量损耗的聚氨酯泡沫。
相关技术描述
设备如洗碗机、洗涤机和干衣机通常由不锈钢与其他金属和塑料组合制成。当使用时，这些设备往往产生金属中的回响且在商业上不期望的高水平噪声和振动。在洗碗机中，噪声和振动通常源自喷水、水泵和各种内部机械作用。
已进行了各种努力以使这些噪声和振动降至最低。通常将沥青胶泥覆盖物和/或玻璃纤维覆盖物粘合至设备的外表面上以降低噪声并吸收振动。然而，这些覆盖物使所述设备的热质显著增多，这导致更大的能量消耗和更高的使用成本。例如当洗碗机运行时，将内部加热至预先选定的温度。然而，由于从所述设备内部经由金属至所述设备外表面的传热，沥青胶泥覆盖物也被加热。由于设备和沥青胶泥覆盖物具有组合的高热质，因此需要长时间加热和大量能量。这不仅提高了所用的能量而且提高了成本，这二者在商业上都是不期望的。
目前的联邦标准以及提出的2012 Federal Energy Star规定极大地限制了常用设备可消耗的能量的量。此外，降低能量消耗也是商业上所希望的。因此，仍存在开发运行时具有降低的噪声和振动且同时是能量高效的设备的机会。还存在开发形成该改善的设备的方法的机会。
发明简述和优点
本发明提供一种包括外罩的设备，所述外罩具有设置成彼此相对的顶部面板和底部面板。所述外罩还具有与所述顶部和底部面板连接的多个壁。所述顶部和底部面板以及所述多个壁限定了空腔。所述外罩还具有周围设置有聚氨酯泡沫的最外层表面。所述聚氨酯泡沫包含异氰酸酯组合物与包含至少一种多元醇的树脂组合物的反应产物。所述聚氨酯泡沫还具有根据ASTM D 1622确定的为20-50磅/立方英尺(pcf)的密度和根据ASTM D 4065确定的在40℃-60℃的温度下测定为至少0.2的阻尼因子。此外，所述聚氨酯泡沫具有根据ASTM C 518确定的为小于2.0btu-in/hr-ft2-°F的k因子。所述设备使用包括将所述聚氨酯泡沫施加至顶部面板、底部面板和多个壁中至少之一上的步骤的方法形成。本发明聚氨酯泡沫降低了由所述设备所产生的噪声和振动，同时降低了运行所述设备所需的能量量。
附图简要说明
由于通过参照下文详述并与附图一起考虑时能更好地理解本发明，本发明的其他优点将会易于领会，在所述附图中：
图1为现有技术洗碗机(D)的透视图，其包括置于所述洗碗机最外层表面(S)周围的沥青胶泥覆盖物(M)；
图2为图1洗碗机的放大透视图且也代表现有技术；
图3为在将聚氨酯泡沫施加至洗碗机最外层表面的至少一部分周围之前的本发明洗碗机实施方案的透视图；
图3A为图3洗碗机的放大透视图；
图4为其中将聚氨酯泡沫置于洗碗机最外层表面的至少一部分周围的本发明洗碗机实施方案的剖开透视图；
图5为本发明洗碗机实施方案的正视图，其示意了将聚氨酯泡沫置于顶部面板和两个侧壁的至少一部分的周围；
图6为本发明洗碗机另一实施方案的正面透视图，其示意了置于顶部面板和两个侧壁的至少一部分周围的聚氨酯泡沫；
图7为图6洗碗机的后面透视图，其示意了置于底部面板、后壁和一个侧壁的至少一部分周围的聚氨酯泡沫；
图8为显示实施例的泡沫1的E’(储能模量)、E”(损耗模量)、tanδ(E’/E”)和Tm(熔融温度)的曲线图；
图9为显示实施例的泡沫2的E’(储能模量)、E”(损耗模量)、tanδ(E’/E”)和Tm(熔融温度)的曲线图；
图10为显示作为以标准洗涤模式运行的实施例洗碗机1-4的三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(dBA)的曲线图；
图11为显示作为以标准洗涤模式运行的实施例洗碗机5-8的三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(dBA)的曲线图；
图12为显示作为以标准排水模式运行的实施例洗碗机1、2和9的三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(dBA)的曲线图；
图13A为显示在0-800Hz频谱范围内在约27℃-31℃温度下在声级(db)中测得的实施例泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的结构共振测试(即阻尼)数据作为频率(Hz)函数的曲线图；
图13B为显示在800-1600Hz频谱范围内在约27℃-31℃温度下在声级(db)中测得的实施例泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的结构共振测试(即阻尼)数据作为频率(Hz)函数的曲线图；
图14A为显示在0-800Hz频谱范围内在约40℃-42℃温度下在声级(db)中测得的实施例泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的结构共振测试(即阻尼)数据作为频率(Hz)函数的曲线图；
图14B为显示在800-1600Hz频谱范围内在约40℃-42℃温度下在声级(db)中测得的实施例泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的结构共振测试(即阻尼)数据作为频率(Hz)函数的曲线图；
图15A为显示在0-800Hz频谱范围内在约55℃-59℃温度下在声级(db)中测得的实施例泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的结构共振测试(即阻尼)数据作为频率(Hz)函数的曲线图；和
图15B为显示在800-1600Hz频谱范围内在约55℃-59℃温度下在声级(db)中测得的实施例泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的结构共振测试(即阻尼)数据作为频率(Hz)函数的曲线图。
发明详述
本发明提供了一种如图3-7所示的包括具有最外层表面(S)的外罩(22)的设备(20)。所述设备(20)还包括置于外罩(22)的最外层表面(S)至少一部分的周围的聚氨酯泡沫(34)。术语“至少一部分的周围”通常是指所述聚氨酯泡沫(34)设置于下文更详细描述的外罩(22)的最外层表面(S)和/或任何面板、壁或面的所有部分、一些部分或少于所有部分的周围。
所述设备(20)可为本领域所已知的任何类型，包括但不限于洗碗机、垃圾压实器、洗衣机(洗涤机)、干衣机(干燥器)等。在一个实施方案中，所述设备(20)选自洗碗机和干衣机。通常，所述设备(20)进一步限定为也如图3-7所示的洗碗机。所述洗碗机可为典型的“台下式”洗碗机或可归类为如下洗碗机类型且为本领域所知晓的一种：(a)紧凑型；(b)台式；(c)槽中式(in-sink)；(d)轻便式；(e)单抽屉式；(f)双抽屉式；(g)高桶式；或(h)槽下式(under-sink)。
如图3-7所示，所述设备(20)包括外罩(22)，所述外罩(22)具有顶部面板(例如顶面)(24)、底部面板(26)(例如底面)和与顶部面板和底部面板(24，26)连接的多个壁。所述多个壁通常包括前壁(28)和后壁(30)和至少两个侧壁(32)。所述多个壁确定了设备(20)中的空腔(C)。所述空腔在本领域也称为桶、盆或转筒。通常，将碟子、衣物等塞入所述空腔中以进行洗涤和/或干燥。在一个实施方案中，所述空腔中设置有金属或塑料内衬。
所述前壁(28)通常起设备(20)的门的作用。顶部面板(24)、底部面板(26)以及一个或多个壁可含有本领域所已知的任何材料或由其制备，所述材料包括但不限于钢、不锈钢、铝、铁、塑料、聚合物及其组合。顶部面板(24)、底部面板(26)以及所述多个壁中一个或多个通常含有不锈钢。顶部面板(24)、底部面板(26)以及多个壁可相同或不同。顶部面板(24)、底部面板(26)以及所述多个壁通常含有不锈钢和/或铝。更通常地，所述顶部面板(24)、底部面板(26)以及所述多个壁中一个或多个为不锈钢板。顶部面板和底部面板(24，26)通常进一步限定为洗碗机的顶部和底部面板(24，26)。前壁(28)通常进一步限定为洗碗机的门。底部面板(26)和侧壁(32)通常分别进一步限定为洗碗机的底部面板(26)和侧壁(32)。
包括聚氨酯泡沫(34)的设备(20)通常具有18-42英寸，更通常为18-36英寸，甚至更通常为18-24英寸的宽度(WA)。在一个实施方案中，设备(20)的宽度(WA)为约18英寸。在另一实施方案中，设备(20)的宽度(WA)为约22英寸。在又一实施方案中，设备(20)的宽度(WA)为约24英寸。设备(20)通常还具有16-40英寸，更通常为18-36英寸，甚至更通常为30-36英寸的高度(HA)。在一个实施方案中，设备(20)的高度(HA)为18-22英寸。在另一实施方案中，设备(20)的高度(HA)为16-17英寸。在又一实施方案中，设备(20)的高度(HA)为30-36英寸。设备(20)通常还具有18-24英寸的深度(DA)。在其他各实施方案中，设备(20)进一步限定为洗碗机且具有如下尺寸：
Figure BDA00002063044400051
当然，本发明不限于这些特定洗碗机类型或这些特定尺寸。这些类型的洗碗机可具有上述尺寸(HA，WA，DA)±5%、±10%、±15%、±20%或±25%或可具有完全不同的尺寸。应理解的是设备(20)可具有任意高度、宽度和深度(HA，WA、DA)。在各实施方案中，设备(20)的高度、宽度和深度(HA，WA，DA)为上述一个或多个范围中的任何数值或数值范围。
顶部面板和底部面板(24，26)的高度(HT，HB)大致与设备(20)的深度(DA)±1/2-3英寸相同，这取决于前壁和后壁(28，30)的厚度。顶部面板和底部面板(24，26)的宽度(WT，WB)大致与设备(20)的宽度±1/2-3英寸相同，这也取决于侧壁(32)和聚氨酯泡沫(34)的厚度。顶部面板和底部面板(24，26)的厚度没有特别的限制且可由本领域技术人员选择。
前壁和后壁(28，30)高度(HF，HR)也与设备(20)的高度±1/2-3英寸大致相同，这取决于顶部面板和底部面板(24，26)的厚度。前壁和后壁(28，30)的宽度(WF，WR)也与设备(20)的宽度±1/2-3英寸大致相同，这取决于侧壁(32)和聚氨酯泡沫(34)的厚度。前壁和后壁(28，30)的厚度没有特别的限制且可由本领域技术人员选择。
侧壁(32)的高度(HS)也与设备(20)高度±1/2-3英寸大致相同，这取决于顶部面板和底部面板(24，26)以及聚氨酯泡沫(34)的厚度。侧壁(32)的宽度(WS)也与设备(20)深度(DA)±1/2-3英寸大致相同，这取决于前壁和后壁(28，30)以及聚氨酯泡沫(34)的厚度。侧壁(32)的厚度没有特别的限制且可由本领域技术人员选择。通常，前壁(28)、后壁(30)、顶部面板(24)、底部面板(26)和侧壁(32)的厚度为1/16-6英寸。甚至更通常地，后壁(30)、顶部面板(24)、底部面板(26)和侧壁(32)的厚度为1/16-3英寸、1/16-1英寸、1/16-3/4英寸、1/16-1/2英寸或1/16-1/8英寸。当设备(20)进一步限定为洗碗机时，前壁(28)通常比后壁(30)、顶部面板(24)、底部面板(26)和侧壁(32)更厚。如本领域所已知，前壁(28)可具有电子设备。
前壁(28)、后壁(30)、顶部面板(24)、底部面板(26)和多个壁中的一个或多个可为单层，可包括两层或者可进一步限定为三层或更多层的复合体。这些层可含有本领域所已知的任何材料，但通常含有钢、不锈钢、铝、铁、塑料、聚合物和/或其组合。通常，前壁(28)包括多个层且可包括约1英寸的气隙以放置并运行电子设备(如电路板)。更通常地，顶部面板(24)、底部面板(26)和多个壁包括单层金属层。然而，还预期也可将其他金属层、聚合物层或塑料层置于顶部面板(24)、底部面板(26)和/或多个壁中的一个或多个之上。
再参照外罩(22)，顶部面板和底部面板(24，26)通常基本上彼此平行。前壁和后壁(28，30)和侧壁(32)通常也基本上彼此分别平行。前壁(28)、后壁(30)和侧壁(32)各自置于顶部面板和底部面板(24，26)之间。顶部面板和底部面板(24，26)在一个或多个点处与所述多个壁连接。例如，当前壁(28)与后壁(30)大致平行设置时，例如当洗碗机或干衣机的正面为门且该门关闭时，顶部面板(24)通常与前壁(28)相连。
如上文首先介绍的那样，设备(20)还包括设置于所述外罩(22)最外层表面(S)的至少一部分的周围的聚氨酯泡沫(34)。聚氨酯泡沫(34)可部分或完全覆盖外罩(22)的最外层表面(S)。在一个实施方案中，聚氨酯泡沫(34)以使得聚氨酯泡沫(34)不完全覆盖最外层表面(S)的方式设置于最外层表面(S)周围的一部分或更多部分中或为条带状。还预期聚氨酯泡沫(34)也可设置于尺寸小于最外层表面(S)的区段或部分中。在一个实施方案中，将聚氨酯泡沫(34)置于位置与设备(20)的电动机或其他部件位置大致相同的最外层表面(S)的至少一部分的周围。在另一实施方案中，将聚氨酯泡沫(34)置于顶部面板(24)、底部面板(26)、侧壁(32)和后壁(30)的至少一部分的周围。在又一实施方案中，聚氨酯泡沫(34)置于顶部面板(24)、侧壁(32)和后壁(30)的至少一部分的周围。在又一实施方案中，所述多个壁进一步限定为四个壁且聚氨酯泡沫(34)置于顶部面板(24)和所述四个壁中至少三个的至少一部分的周围。当设备(20)为洗碗机时，通常不将聚氨酯泡沫(34)置于前壁(28)的至少一部分的周围。在一个实施方案中，聚氨酯泡沫(34)置于设备(20)的全部五个面/壁周围。
聚氨酯泡沫(34)可通过本领域的任意方法形成并可经由喷涂、使用粘合剂、通过层压或结合反应注射成型而置于最外层表面(S)的至少一部分的周围。聚氨酯泡沫(34)也可在设备(20)制造之前、之中或之后置于最外层表面(S)的至少一部分的周围。在一个实施方案中，在制造设备(20)之前，用聚氨酯泡沫(34)涂覆用于形成顶部面板和底部面板(24，26)、前壁和后壁(28，30)和/或多个侧壁(32)中的一块或多块金属板。在另一实施方案中，在将一个或多个顶部面板和底部面板(24，26)、前壁和后壁(28，30)和/或多个侧壁(32)组装以形成设备(20)的同时，将聚氨酯泡沫(34)施加至最外层表面(S)上。或者，可将聚氨酯泡沫(34)在制造设备(20)之后施加至最外层表面(S)上。
聚氨酯泡沫(34)具有根据ASTM D 1622所测得的为10-90磅/立方英尺(pcf)的密度。更通常地，聚氨酯泡沫(34)具有根据ASTM D 1622所测得的为20-60，20-50或25-40磅/立方英尺的密度。不希望受任何特定理论的束缚，据信聚氨酯泡沫(34)的密度有利于能量有利的热质，从而使得运行设备(20)所需能量的量得以降低。换言之，聚氨酯泡沫(34)的密度使其为优异的绝热体。同时，聚氨酯泡沫(34)的密度还有助于降低来自设备(20)的声音和振动。
聚氨酯泡沫(34)还具有根据ASTM D 4065确定的且在40℃-60℃的温度下测得为至少0.2的阻尼因子。聚氨酯泡沫(34)通常为半硬质泡沫，如所述阻尼因子所示。在一个实施方案中，聚氨酯泡沫(34)具有“记忆”性能。
所述阻尼因子是振动系统中阻尼量的度量。在这种情况下，使用动态力学分析(DMA)测量聚氨酯泡沫(34)以测定模量对温度的变化。如本领域所已知的那样，刚度和阻尼因子也基于模量和温度测定。阻尼因子通常以tanδ计算。本发明聚氨酯泡沫(34)的tanδ峰值可低至0.2，其在40℃-60℃温度下根据ASTM D 4065测定。对阻尼因子的上限没有特别的限制。在各实施方案中，聚氨酯的阻尼因子为0.2-2、0.5-1.5或1-1.5，在40℃-60℃温度下使用ASTM D 4065测定。
聚氨酯泡沫(34)的阻尼性能还可通过在聚氨酯泡沫(34)中产生振动并随后阻尼而评价。这种阻尼评价在本领域中通常称为结构共振测试，且0-500Hz频谱范围内的分贝(db)作为频率的函数获得。结构共振测试通常是定性的。如下表7所示，本发明的一个实施方案获得了在结构共振测试中，在0-500Hz频谱内为0-75的分贝值。
当以标准洗涤模式运行时，聚氨酯泡沫(34)通常在100-10,000Hz频谱范围内，更具体地在以下频率中任何一个或多个下：100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000或10000Hz，将设备(20)的噪声和振动降至小于35、小于30或小于25的分贝值(db)，根据IEC60704-2-3。在各实施方案中，当以标准排水模式运行时，设备(20)的噪声和振动在100-1000Hz频率下小于25db，且在1250-10000Hz频率下小于20db。不希望受任何特定理论的束缚，据信IEC 60704-2-3测试表征了洗碗机中水的飞溅(>1000Hz)和由以标准洗涤模式运行的洗碗机电机(<1000Hz)所产生的声音。
当以标准排水模式运行时，聚氨酯泡沫(34)通常还在100-10,000Hz频谱范围内，更具体地在以下频率中任何一个或多个下：100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150、4000、5000、6300、8000或10000Hz，将设备(20)的噪声和振动降至通常小于50，更通常小于45、40和30的分贝值(db)，根据IEC 60704-2-3。在各实施方案中，当以标准洗涤模式运行时，设备(20)的噪声和振动在100-1000Hz和1250-10000Hz频率下小于30db。不希望受任何特定理论的束缚，据信IEC 60704-2-3测试表征了洗碗机中的水的飞溅(>1000Hz)和由以标准排水模式运行的洗碗机电机(<1000Hz)所产生的声音。
聚氨酯泡沫(34)通常还具有根据ASTM C 518所测得的小于5.0、小于4.0、小于3.0或小于2.0btu-in/hr-ft2-°F的K因子。如本领域所已知的那样，热量以英国热单位(BTU)测量。一BTU为将一磅水的温度升高一华氏度所需的热量。导热系数(k因子)为聚氨酯泡沫(34)传热能力的度量。所述K因子基于每小时通过厚度为1英寸(1")且截面为1平方英尺(1')的聚氨酯泡沫(34)且表面之间的温差为1°F的BTU量。因此，K因子值降低表明聚氨酯泡沫(34)的绝热性能提高。聚氨酯泡沫(34)通常具有根据ASTM C 518所测得的为0.1-2、0.2-1或0.6-1btu-in/hr-ft2-°F的K因子。
聚氨酯泡沫(34)还具有与K因子有关的R值。对R值没有特别的限制但通常为聚氨酯泡沫(34)延缓热流而非传热的能力的度量。R值增大表明聚氨酯泡沫(34)的绝热性能提高。根据如下方程，聚氨酯泡沫(34)的R值通常与K因子有关：R值=聚氨酯泡沫(34)的厚度(英寸)/K因子(btu-in/hr-ft2-°F)。当本发明聚氨酯泡沫(34)置于外罩(22)的最外层表面(S)上时，其R值在0.5英寸厚度下通常为0.3-5.0、0.5-2.5或0.8-2.5。
如上所述，聚氨酯泡沫(34)具有根据DMA和ASTM D 4065所测得的为至少10℃的玻璃化转变温度(Tg)。在一个实施方案中，聚氨酯泡沫(34)具有使用DMA和ASTM D 4065所测得10-65℃的玻璃化转变温度。在另一实施方案中，聚氨酯泡沫(34)具有使用DMA和ASTMD 4065所测得25-35℃的玻璃化转变温度。在又一实施方案中，聚氨酯泡沫(34)具有使用DMA和ASTM D 4065所测得10℃-60℃、20℃-60℃、30℃-60℃、40℃-60℃或50-60℃的玻璃化转变温度。不希望受任何特定理论的束缚，据信阻尼的峰值水平与玻璃化转变温度同时出现，通常为40℃-60℃。例如，当将设备(20)和设置于外表面的至少一部分周围且Tg为40℃-60℃的聚氨酯泡沫(34)加热至40℃-60℃的温度时，据信在该温度范围内出现最大阻尼。预期聚氨酯泡沫(34)可具有处于上述范围内的任意玻璃化转变温度或玻璃化转变温度范围。
设置在最外层表面(S)的至少一部分周围的聚氨酯泡沫(34)可为任何厚度。所述厚度通常由应用需求决定。在各实施方案中，聚氨酯泡沫(34)的厚度为1/16-6、1/16-3、1/16-1、1/16-3/4、1/8-3/4或1/2-3/4英寸。预期聚氨酯泡沫(34)可具有处于上述范围内的任意厚度或厚度范围。
聚氨酯泡沫(34)包含异氰酸酯组合物与树脂组合物的反应产物。换言之，聚氨酯泡沫通常由所述树脂组合物与异氰酸酯组合物的反应产物形成。所述树脂组合物包含至少一种多元醇(即一种或多种多元醇)，所述多元醇各自可独立地进一步限定为聚醚多元醇、聚酯多元醇或其组合。甚至更通常地，所述一种或多种多元醇各自进一步限定为聚醚多元醇。所述一种或多种多元醇通常各自由引发剂与氧化烯的反应形成。还预期所述树脂组合物也可包含一种或多种多胺。
引发剂通常选自脂族引发剂、芳族引发剂及其组合。在一个实施方案中，所述引发剂选自乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三亚甲基二醇、1,2-丁二醇、1,3-丁二醇、1,4-丁二醇、1,2-戊二醇、1,4-戊二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、甘油、1，1,1-三羟甲基丙烷、1,1,1-三羟甲基乙烷、1,2,6-己三醇、α-甲基葡糖苷、季戊四醇、山梨醇、苯胺、邻氯苯胺、对氨基苯胺、1,5-二氨基萘、亚甲基二苯胺、苯胺与甲醛的缩合产物，2,3-、2,6-、3,4-、2,5-和2,4-二氨基甲苯和异构混合物，甲胺、三异丙醇胺、乙二胺、1,3-二氨基丙烷、1,3-二氨基丁烷、1,4-二氨基丁烷及其组合。在另一实施方案中，所述引发剂选自甘油、1，1,1-三羟甲基丙烷及其组合。然而，还预期可将本领域所已知的任何合适的引发剂用于本发明中。
与所述引发剂反应的氧化烯通常选自氧化乙烯、氧化丙烯、氧化丁烯、氧化戊烯、四氢呋喃、氧化烯-四氢呋喃混合物、表卤代醇、亚芳烷基氧化物及其组合。在一个实施方案中，所述氧化烯选自氧化乙烯、氧化丙烯及其组合。在另一实施方案中，所述氧化烯包括氧化乙烯。然而，还预期也可将本领域所已知的任何合适的氧化烯用于本发明中。
如上所述，所述树脂组合物可包含一种多元醇、两种多元醇或多种多元醇。在一个实施方案中，所述树脂组合物包含两种多元醇。在另一实施方案中，所述树脂组合物包含三种多元醇。所述树脂组合物通常包含数均分子量为400-700g/mol的第一多元醇。更通常地，所述第一多元醇为三醇。甚至更通常地，所述第一多元醇为具有约700g/mol数均分子量的三醇。所述树脂组合物还可包含数均分子量为约400g/mol的第二多元醇。更通常地，所述第二多元醇为二醇。甚至更通常地，所述第二多元醇为具有约400g/mol数均分子量的二醇。所述树脂组合物还可包含数均分子量为1,500-10,000g/mol的第三多元醇。更通常地，所述第三多元醇为三醇。甚至更通常地，所述第三多元醇为具有4,000-6,000g/mol或约5,000g/mol数均分子量的三醇。
在一个实施方案中，所述树脂组合物包含下文紧接着描述的三种多元醇：
  多元醇1   多元醇2   多元醇3
  近似羟基值(mg KOH/gm)   388-408   222-237   260
  标称官能度   3   3   2
  数均分子量   400   700   425
所述一种或多种多元醇的羟基值通常为10-500mg KOH/g。所述一种或多种多元醇通常还具有1-8，更通常为2-4的标称官能度。甚至更通常地，一种或多种多元醇具有2或3的标称官能度。更进一步地，所述一种或多种多元醇还可包含选自羧基、胺基、氨基甲酸酯基、酰胺基和环氧基的有机官能团。可用于本发明中的典型聚醚醇包括由BASF Corp.，Wyandotte，MI商购获得的那些，如
Figure BDA00002063044400121
GP430、
Figure BDA00002063044400122
GP730、
Figure BDA00002063044400123
P410及其组合。
在各实施方案中，所述树脂组合物包含其量基于每100重量份所述树脂组合物为25-95重量份、35-75重量份、40-60重量份或45-55重量份的第一多元醇。在其他实施方案中，所述树脂组合物包含基于其量每100重量份所述树脂组合物为小于70重量份、5-70重量份、10-60重量份、40-60重量份或45-55重量份的第二多元醇。
在其他实施方案中，聚氨酯泡沫(34)包含在与所述异氰酸酯组合物反应后以基于每100重量份聚氨酯为10-50重量份、20-40重量份、20-30重量份或22-28重量份的量存在的第一多元醇。聚氨酯泡沫(34)也可包含在与所述异氰酸酯组合物反应后以基于每100重量份聚氨酯为小于35重量份、2-35重量份、5-30重量份、20-30重量份或22-28重量份的量存在的第二多元醇。甚至更进一步地，所述聚氨酯可包含在与所述异氰酸酯组合物反应后以基于每100重量份聚氨酯为5-50重量份、10-30重量份或10-20重量份的量存在的第三多元醇。预期所述第一和第二多元醇可以以上述范围内的任何量或量的范围存在。
现在参照上文首先介绍的异氰酸酯组合物，所述异氰酸酯组合物可包含芳族异氰酸酯、脂族异氰酸酯及其组合。在一个实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含芳族异氰酸酯。如果所述异氰酸酯组合物包含芳族异氰酸酯，则所述芳族异氰酸酯优选对应于式R’(NCO)z，其中R’为多价芳族有机基团，z为对应于R’的化合价的整数。优选z至少为2。
所述异氰酸酯组合物可包含预聚物和/或改性的多价异氰酸酯，即通过芳族二异氰酸酯和/或芳族多异氰酸酯的化学反应所获得的产物。在一个实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含上述第三多元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯反应的预聚物。在各实施方案中，使5重量份、10重量份、15重量份、20重量份、25重量份、30重量份、35重量份、40重量份、45重量份或50重量份的第三多元醇与4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯反应以形成预聚物。在又一实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含脲酮亚胺改性的4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯。
所述异氰酸酯组合物中可包含的组分的非限制性实例为多异氰酸酯，包括但不限于包含酯、脲、缩二脲、脲基甲酸酯、碳二亚胺、脲酮亚胺、异氰脲酸酯和/或氨基甲酸酯基团的二异氰酸酯和/或多异氰酸酯。在一个实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含选自如下组的异氰酸酯：改性苯-和甲苯二异氰酸酯，其单独使用或以与如下物质的混合物形式使用，如二-和/或聚氧亚烷基二醇、二甘醇、二丙二醇、聚氧乙烯二醇、聚氧丙烯二醇、聚氧丙烯聚氧乙烯二醇及其组合。在另一实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含选自如下组的异氰酸酯：4-二异氰酸酯基苯、1,3-二异氰酸酯基邻二甲苯、1,3-二异氰酸酯基对二甲苯、1,3-二异氰酸酯基间二甲苯、2,4-二异氰酸酯基-1-氯苯、2,4-二异氰酸酯基-1-硝基苯、2,5-二异氰酸酯基-1-硝基苯、间亚苯基二异氰酸酯、对亚苯基二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯，2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物，1,5-萘二异氰酸酯、1-甲氧基-2,4-亚苯基二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-联苯二异氰酸酯、3,3’-二甲基-4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯和3,3’-二甲基二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯；三异氰酸酯，如4,4’,4”-三苯甲烷三异氰酸酯多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯和2,4,6-甲苯三异氰酸酯；四异氰酸酯，如4,4’-二甲基-2,2’,5,5’-二苯甲烷四异氰酸酯；甲苯二异氰酸酯、2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、多亚甲基多亚苯基多异氰酸酯及其组合。在又一实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含选自如下组的异氰酸酯：4,4’-、2,4’-和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯，2,4-和2,6-甲苯二异氰酸酯，4,4’-、2,4’-和2,2’-二苯基甲烷二异氰酸酯的相应异构混合物，4,4’-和2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的相应异构混合物及其组合。通常将聚合MDI的量降至小于或等于所述异氰酸酯组合物的约30重量%。在一个实施方案中，所述异氰酸酯选自2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯及其组合。2,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的典型实例以商品名
Figure BDA00002063044400141
MP102购自BASF Corporation，Wyandotte，MI。4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯的典型实例以商品名
Figure BDA00002063044400142
MM103购自BASF Corporation，Wyandotte，MI。
所述异氰酸酯组合物可具有任意%NCO和任意粘度。所述异氰酸酯组合物还可由本领域技术人员决定与任何量的树脂组合物反应。优选所述异氰酸酯组合物和所述树脂组合物在70-150，更优选80-105，甚至更优选85-95的异氰酸酯指数下反应。
在一个实施方案中，聚氨酯泡沫(34)包含所述树脂组合物与所述异氰酸酯组合物的反应产物，其中所述树脂组合物包含各自具有小于1,000g/mol的数均分子量的二醇和三醇，且其中所述异氰酸酯组合物包含异氰酸酯预聚物。在类似的实施方案中，所述异氰酸酯组合物包含少于30重量%的聚合物型二苯甲烷-4,4’-二异氰酸酯。
所述树脂组合物和/或异氰酸酯组合物也可包含选自如下组的添加剂：扩链剂、消泡剂、加工助剂、增塑剂、链终止剂、表面活性剂、增粘剂、阻燃剂、抗氧化剂、水清除剂、热解法二氧化硅、染料、紫外光稳定剂、填料、触变剂、聚硅氧烷、胺、过渡金属、催化剂、发泡剂、表面活性剂、交联剂、惰性稀释剂、扩链剂、阻燃剂及其组合。可以以本领域技术人员所需的任何量包含所述添加剂。
所述树脂组合物还可包含一种或多种聚合催化剂。此时，所述聚合催化剂可包含胺。如果所述聚合催化剂包含胺，则胺通常包括但不限于二甲基乙醇胺、三亚乙基二胺、N-甲基吗啉、N-乙基吗啉、二乙基乙醇胺、N-椰油基吗啉、1-甲基-4-二甲氨基乙基哌嗪、3-甲氧基丙基二甲胺、N,N,N'-三甲基异丙基丙二胺、3-二乙氨基丙基二乙胺、二甲基苄胺、乙基己酸封闭的1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯及其组合。所述聚合催化剂可进一步限定为金属催化剂，如锡催化剂例如二甲基硫醇锡。所述聚合催化剂可以以任意量存在于所述树脂组合物中。在各实施方案中，所述聚合催化剂以基于每100重量份的所述树脂组合物为小于或等于10重量份的量或以1-8重量份、1-7重量份、1-6重量份、1-5重量份、1-4重量份、1-3重量份或1-2重量份的量存在于所述树脂组合物中。应当理解的是所述聚合催化剂不限于上述量且可以以处于一个或多个上述范围内的量存在。不希望受任何特定理论的束缚，据信聚合催化剂的用量影响聚氨酯泡沫(34)的胶凝时间。在各实施方案中，聚氨酯泡沫(34)的胶凝时间小于60秒，小于50秒，小于40秒，小于30秒或小于20秒。
再参照设备(20)，设备(20)还可包括置于聚氨酯泡沫(34)至少一部分周围的最外层(36)，以将所述聚氨酯泡沫(34)夹在最外层(36)和外罩(22)的最外层表面(S)之间。所述最外层(36)可部分或完全覆盖聚氨酯泡沫(34)。在一个实施方案中，最外层(36)以使得最外层(36)不完全覆盖聚氨酯泡沫(34)的方式设置在聚氨酯泡沫(34)周围的一部分或更多部分或窄条中。在一个实施方案中，最外层(36)设置在位于顶部面板(24)、底部面板(26)、侧壁(32)和后壁(30)上的聚氨酯泡沫(34)的至少一部分的周围。在另一实施方案中，最外层(36)设置在位于顶部面板(24)、侧壁(32)和后壁(30)上的聚氨酯泡沫(34)的至少一部分的周围。在又一实施方案中，所述多个壁进一步限定为四个壁，且将最外层(36)设置在位于顶部面板(24)和所述四个壁中至少三个上的聚氨酯泡沫(34)的至少一部分的周围。通常，当设备(20)为洗碗机时，最外层(36)不设置于前壁(28)周围。在一个实施方案中，最外层(36)设置于设备(20)的全部五个面/壁周围。
最外层(36)的密度通常大于聚氨酯泡沫(34)的密度。在各实施方案中，最外层(36)的密度比聚氨酯泡沫(34)密度大至少10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%或60%。在其他实施方案中，最外层(36)的密度为50-60、50-70、50-80、50-90或50-100磅/立方英尺(pcf)。还预期最外层(36)的密度可落入上述值的一个或多个范围内。在一个实施方案中，最外层(36)的密度通过使用填料而得以增大，所述填料包括但不限于硫酸钡、碳酸钙、矿物质及其组合。最外层(36)通常为弹性体状，但可为泡沫。在另一实施方案中，最外层(36)为本领域所公知的沥青胶泥。不希望受任何特定理论的束缚，据信使用密度高于聚氨酯泡沫(34)密度的最外层(36)提高了聚氨酯泡沫(34)和最外层(36)组合的总质量，同时改善了噪声和振动的降低效果。此外，可对最外层(36)定位以使设备(20)的能量效率最大化。
最外层(36)可具有任意厚度。所述厚度通常基于应用需求决定。在各实施方案中，最外层(36)的厚度为1/16-6、1/16-3、1/16-1、1/16-3/4或1/8-1/4英寸。预期最外层(36)可具有处于上述范围内的任意厚度或厚度范围。
在各实施方案中，最外层(36)包含聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯-聚脲共聚物(例如聚氨酯-聚脲杂化弹性体)或其组合。在一个实施方案中，最外层(36)包含聚氨酯弹性体。在另一实施方案中，最外层(36)包含聚脲弹性体。在其他实施方案中，最外层(36)包含聚氨酯-聚脲杂化弹性体。在又一实施方案中，所述最外层(36)包含沥青胶泥。
本发明还提供了一种形成设备(20)的方法。所述方法包括将聚氨酯泡沫(34)施加至设备(20)的最外层表面(S)周围的步骤。在一个实施方案中，外罩(22)具有彼此相对设置的顶部面板(24)和底部面板(26)且具有多个与所述顶部面板和底部面板(26)相连的壁。在该实施方案中，施加聚氨酯泡沫(34)的步骤可进一步限定为在将顶部面板(24)与底部面板(26)通过多个壁相连前，将聚氨酯泡沫(34)施加至顶部面板(24)、底部面板(26)和多个壁之一上。更具体地，可将聚氨酯泡沫(34)施加至各顶部面板和底部面板(24，26)和多个壁上，而不施加至底部。相反地，施加聚氨酯泡沫(34)的步骤可进一步限定为在将顶部面板(24)与底部面板(26)通过多个壁相连后，将聚氨酯泡沫(34)施加至顶部面板(24)、底部面板(26)和多个壁至少之一上。所述方法还可包括如下步骤：将所述最外层(36)施加至聚氨酯泡沫(34)上以将所述聚氨酯泡沫(34)夹在所述最外层(36)和外罩(22)的最外层表面(S)之间。
与将顶部面板和底部面板(24，26)、前壁和后壁(28,30)和多个壁对准和连接有关的用于组装或制造设备(20)的步骤没有特别限制。换言之，形成设备(20)的步骤可为本领域所已知的任意步骤。在一个实施方案中，通过喷涂将聚氨酯泡沫(34)设置于最外层表面(S)的至少一部分的周围。喷涂步骤可进一步限定为使用碰撞式混合器喷涂所述树脂组合物与所述异氰酸酯组合物的反应混合物。在该实施方案中，在最外层表面(S)上形成聚氨酯泡沫(34)。
在各实施方案中，可使用诸如市售高压配料装置(例如GusmerH-20/35或Glascraft Model MH-22300 01)、使用喷枪如GlascraftProbler2、使用00混合室和/或使用01锥端加36/40风扇叶尖(直径~0.036英寸，扇角~40°)的设备喷涂所述反应混合物而施加聚氨酯泡沫(34)。聚氨酯泡沫(34)通常通过在1500-2000、1600-1900、1700-1900或约1800psi下喷涂所述树脂组合物和所述异氰酸酯组合物而设置。通常将所述树脂组合物和/或异氰酸酯组合物独立地加热至120-170、130-160、140-150或约150°F的温度。软管温度也可落入该温度范围内。也可使用400-800、500-700或约600psi的液压。在一个实施方案中，在环境温度下喷涂最外层表面(S)。然而，还预期可加热或冷却最外层表面(S)。
或者，施加步骤可进一步限定为将聚氨酯泡沫(34)粘合至最外层表面(S)上，其中聚氨酯泡沫(34)与最外层表面(S)分开形成，随后将其施加至所述表面(S)上。进一步地，施加步骤可进一步限定为层压。换言之，可在制造所述设备之前，将聚氨酯泡沫(34)施加至设备(20)的各部件最外层表面(S)上。在施加或层压之后，然后可组装各部件以形成其上已形成有聚氨酯泡沫(34)的设备(20)。还预期所述施加步骤也可与反应注射模塑联合使用。
实施例
根据本发明形成三种聚氨酯泡沫(泡沫1-3)。还与对照泡沫(对照泡沫1)一起制备了对照沥青胶泥(胶泥1)。泡沫1-3和对照泡沫1根据下表1中所述的配方配制，其中所有份均以克计，除非另有说明。更具体地，泡沫1-3各自包含树脂组合物与异氰酸酯组合物的反应产物。在形成之后，对泡沫1-3、对照泡沫1和胶泥1进行评价以确定各种物理性能。
表1
Figure BDA00002063044400181
多元醇1为三官能多元醇，其具有约398mg KOH/g的羟基值和约400g/mol的数均分子量。
多元醇2也为三官能多元醇，其具有约230mg KOH/g的羟基值和约700g/mol的数均分子量。
多元醇3为聚丙二醇，其具有约260mg KOH/g的羟基值和约400g/mol的数均分子量。
多元醇4为蔗糖和甘油引发的聚亚丙基多醇，其具有约5.6的平均官能度和约470mg KOH/g的羟基值和约670g/mol的数均分子量。
多元醇5为蔗糖和甘油引发的聚亚丙基多醇，其具有约4.5的平均官能度和约360mg KOH/g的羟基值和约700g/mol的数均分子量。
多元醇6为乙二胺引发的多元醇，其具有约800mg KOH/g的羟基值和约280g/mol的数均分子量。
扩链剂1为二丙二醇，其具有大约840的羟基值。
催化剂1为以商品名
Figure BDA00002063044400201
43商购的三聚催化剂。
催化剂2为二甲基乙醇胺。
催化剂3为以商品名
Figure BDA00002063044400202
33-LV商购的胶凝催化剂。
催化剂4为以商品名
Figure BDA00002063044400203
UL-28商购的二甲基硫醇锡。
表面活性剂1为以商品名
Figure BDA00002063044400204
B8404商购的聚硅氧烷表面活性剂。
表面活性剂2为每摩尔壬基酚具有10摩尔氧化乙烯的壬基酚乙氧基化物。
增塑剂为碳酸亚丙酯。
阻燃剂为TCPP(三(1-氯异丙基)磷酸酯)。
异氰酸酯1为70重量%脲酮亚胺改性的4,4’-MDI和30重量%甘油引发的多元醇的预聚物，其具有84重量%聚丙烯单元、16%氧化乙烯端基和约35mg KOH/g的羟基值。
异氰酸酯2为聚合MDI，其官能度为约2.7。
密度使用ASTM D 1622测定。
K因子根据ASTM C 518-04使用FOX50热流计装置(LaserComp，Inc.)和单厚度法测定。使用43℃的平均温度和20℃的温度差。试样为圆盘状，直径为50mm，厚度为4mm±1mm。
DMA根据ASTM D 4065测定。使用TA Instruments RSA 3以3点弯曲模式测试试样(尺寸为25mm×12mm×12mm)，频率=1Hz、应变=0.05%，升温速率为5℃/分钟，由-100℃升至100℃。
DMA结果还示于图8和9中，其分别表示泡沫1和2。这些图显示了E’(储能模量)、E”(损耗模量)、tanδ(E’/E”)(也称为阻尼因子)和Tm(熔融温度)。更具体地，E’对应于刚度，即所述泡沫在变化的温度下的压缩强度。这些值取决于所述泡沫的密度。所述泡沫的刚度通常随着阻尼(即tanδ)增大而降低。E”对应于能量在泡沫内部的耗散/吸收。E”峰表示泡沫玻璃化转变的起始点或软化转变的起始点。发生该转变时的温度称为玻璃化转变温度(Tg)。这些值也取决于泡沫的密度。tanδ曲线的峰也对应于玻璃化转变温度(Tg)。tanδ峰的宽度对应于泡沫中经历特定转变的聚合物链的分子量分布。窄峰表示均匀聚氨酯/脲结构，这是由于固化完全或存在均匀的异氰酸酯混合物/多元醇混合物所致。峰高表示交联强度。峰越高表示交联强度越低。这些值不依赖于所述泡沫的密度。熔融温度为泡沫开始流动时的温度和大规模聚合物链滑移时的温度。该值可由E’或E’′曲线获得。
洗碗机评价：
评价九台相同的洗碗机(洗碗机1-9)以根据IEC 60704-2-3确定作为三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(db)。当所述洗碗机以标准洗涤或排水模式运行时，进行这些评价。换言之，对九台洗碗机进行评价以确定正常使用过程中所产生的噪声量。
洗碗机为高级消费型号，其具有如下大致尺寸：24英寸宽×34英寸长×24英寸深。在不进行改造下(即其为市售的)对一些洗碗机进行评价。这些洗碗机用于对照目的。对其他洗碗机进行改造以除去商业用途中通常所包括的任何外部绝热和隔音材料。这些洗碗机也用于对照目的。用上文所述的对照泡沫1对其他洗碗机进行改造。这些洗碗机也用于对照目的。用泡沫1-3对另外的洗碗机进行改造并代表本发明实施例。下文将对这些不同洗碗机和实施例进行描述。
洗碗机1-4的喷涂门：
评价洗碗机1-4以根据IEC 60704-2-3确定作为三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(db)。洗碗机1-4的不同之处在于所述洗碗机门上或门中绝热和隔音材料的量。
对呈市售结构且不添加或除去任何绝热和隔音材料的洗碗机1进行评价。因此，所述洗碗机的侧壁、后壁、顶部面板和底部面板上设置有由原制造商提供的约1/8-1/4英寸的胶泥1。原制造商还在侧壁和顶部面板旁边以及前面板(门)中设置1/2-3/4英寸厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维毡。
通过将喷涂至横跨整个门的约1/2英寸厚度，用上述对照泡沫1对洗碗机2的门进行改造。所述洗碗机的侧壁、后壁、顶部面板和底部面板上设置有由原制造商提供的约1/8-1/4英寸的胶泥1。原制造商还在侧壁和顶部面板旁边设置1/2-3/4英寸厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维毡，但不设置于前面板(门)中。不添加或除去其他绝热或隔音材料。
如上文所述，通过喷涂至横跨整个门的约1/2英寸厚度，用泡沫1对洗碗机3的门进行改造。所述洗碗机的侧壁、后壁、顶部面板和底部面板上设置有由原制造商提供的约1/8-1/4英寸的胶泥1。原制造商还在侧壁和顶部面板旁边设置1/2-3/4英寸厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维毡，但不设置于前面板(门)中。不添加或除去其他绝热或隔音材料。
如上文所述，通过喷涂至横跨整个门的约1/2英寸厚度，用泡沫2对洗碗机4的门进行改造。所述洗碗机的侧壁、后壁、顶部面板和底部面板上设置有由原制造商提供的约1/8-1/4英寸的胶泥1。原制造商还在侧壁和顶部面板旁边设置1/2-3/4英寸厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维毡，但不设置于前面板(门)中。不添加或除去其他绝热或隔音材料。
评价洗碗机1-4以根据IEC 60704-2-3确定作为三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(db)。这些评价结果示于下表2中，其也图示于图10中。
表2
Figure BDA00002063044400231
紧上文所述的数据表明就噪声降低而言，本发明洗碗机3和4(包括泡沫1和2)的性能通常与洗碗机1(不包括泡沫)相同。此外，所述数据表明洗碗机3和4的性能优于洗碗机2(包括对照泡沫1)。换言之，洗碗机3和4产生与洗碗机1大致同样多的噪声，但小于洗碗机2的噪声。
喷涂的洗碗机5-8：
还对洗碗机5-8进行了评价以根据IEC 60704-2-3确定作为三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(db)。当所述洗碗机以标准洗涤模式运行时，进行这些评价。洗碗机5-8的不同之处在于所述洗碗机所有面上所施加的绝热和隔音材料的量。
在进行评价前，对洗碗机5进行改造以从外部除去所有绝热和隔音材料。不添加或除去其他绝热或隔音材料。
如对洗碗机1所述，对呈市售结构且不添加或除去任何绝热和隔音材料的洗碗机6进行评价。
对洗碗机7进行改造以从外部除去所有绝热和隔音材料。随后，通过将泡沫3以约1/2英寸的厚度喷涂至所有面(前壁、侧壁、后壁、顶部面板和底部面板)上用泡沫3对洗碗机7进行改造。不添加或除去其他绝热或隔音材料。
对洗碗机8进行改造以从外部除去所有绝热和隔音材料。随后，通过将泡沫3以约1/2英寸的厚度喷涂至所有面(前壁、侧壁、后壁、顶部面板和底部面板)上用泡沫3对洗碗机8进行改造。此外，将聚氨酯弹性体喷涂至泡沫3上达约1/2英寸的厚度以作为最外层。所述聚氨酯弹性体由树脂组合物与异氰酸酯组合物反应而形成。这些组合物的组分以重量份示于下文中。
Figure BDA00002063044400241
Figure BDA00002063044400251
评价洗碗机5-8以根据IEC 60704-2-3确定作为三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(db)。这些评价结果示于下表4中，还图示于图11中。
表4
Figure BDA00002063044400261
紧上文所述的数据表明就降低噪声而言，本发明洗碗机7和8(包括泡沫3)的性能通常与洗碗机6相同。此外，所述数据表明洗碗机7和8的性能优于洗碗机5。换言之，洗碗机7和8产生与洗碗机6大致同样多的噪声，但其噪声小于洗碗机5。
喷涂的洗碗机1、2和9：
还在以标准排水模式运行时，对洗碗机1、2和9进行评价以根据IEC 60704-2-3确定作为三分之一倍频程中心频率(Hz)函数的声压级(db)。如上文所述，通过喷涂至横跨整个门的约1/2英寸厚度，用泡沫3对洗碗机9的门进行改造。此外，将上文所述的聚氨酯弹性体以约1/2英寸的厚度喷涂至泡沫3之上以作为最外层。
这些评价结果示于下表5中，其也图示于图12中。
表5
Figure BDA00002063044400262
Figure BDA00002063044400271
紧上文所述的数据表明就标准排水模式过程中的噪声降低而言，本发明洗碗机9的性能通常与洗碗机1相同，但优于洗碗机2。换言之，在标准排水模式下，洗碗机9产生与洗碗机1大致同样多的噪声，但其噪声小于洗碗机2。
对洗碗机6和7进行进一步评价以根据10 CFR§430中所述的用于消费产品的节能程序(Energy Conservation Program for ConsumerProducts)测定在标准洗涤模式下的能量消耗(瓦)。这些评价结果示于紧下文表6中，其为在完整的标准洗涤和干燥周期内两次测量值的平均值。该数据表明本发明洗碗机7比洗碗机6使用更少的能量，因此运行时更经济。
表6
  能源消耗(瓦-小时)   洗碗机6(对照)   洗碗机7(本发明)
  1080   800
结构共振/阻尼的评价：
还在结构共振测试(即阻尼测试)中对泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1进行评价，在约27-31℃、40-42℃和55-59℃的不同温度下，在0-1600Hz频谱范围内测量作为频率(Hz)函数的声压级(db)。
在这些评价中，将泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1以约0.5英寸的厚度独立地施加至相同不锈钢面板(AK Steel 430光亮退火的，12英寸宽×12英寸长×0.02英寸厚)的一侧。在评价前，将各不锈钢面板在对流炉中在所需温度(即27-31℃、40-42℃或55-59℃)下预调节。
使用橡胶带将不锈钢面板悬挂于方框，使未涂覆的一面朝上。将加速度计(PCB型352C68)置于距各不锈钢面板的一个角为4.5英寸×4.5英寸处并使用粘合剂(Loctite 454)固定。然后使用模态调节的冲击锤(PCB Model 086CO3和中等尖端(medium tip))在距对角4.5英寸×4.5英寸的点处冲击不锈钢面板。使用PULSE数据采集系统和软件(Bruel and Kjaer)进行测量、计算和记录作为振动频率(Hz)函数的声级(即振动响应)(以分贝计，db)。各振动响应与锤所施加的峰值力成比例并记录为10次测量的平均值。由结构共振评价所获得的数据图示于图13-15中。
在分析结构共振测试结果中，最希望具有宽峰和低分贝测量值，这表明有效的阻尼和声音降低。图13-15中所示的数据表明随着温度升高，峰变窄且变尖。通常随着温度的升高，泡沫1、2和3、对照泡沫1和胶泥1的弹性增大并显示出更少的阻尼。总之，图13-15中所示的数据表明本发明泡沫1-3与对照泡沫1和胶泥1近乎相同地有效耗散噪声和振动，或者比其更好。就对照泡沫1而言，该泡沫通常归类为硬质泡沫，其尤其在观察到尖峰的高频率处不能提供许多阻尼。如上所述，除了改善的阻尼外，本发明同时还降低了洗碗机运行所需的能量量。
实施例中所示的数据证明将本发明聚氨酯泡沫置于设备(如洗碗机)最外层表面的周围，这产生了协同增效结果。更具体地，本发明的聚氨酯泡沫不仅使噪声和振动降至最低，而且同时降低了运行所述设备所需的能量量。尽管上文的一些对照实施例呈现出类似的噪声和振动降低效果，然而所有对照实施例均需要更多的能量运行，因此，其运行成本高于本发明。在本发明中，使用特定聚氨酯泡沫使所述设备更能量高效且更安静，这二者均是商业上所希望的。此外，本发明使得设备满足目前的联邦和未来的能源之星规定(Energy StarRequirements)，且降低噪声和振动而不降低其商业满意度。因此，本发明提供了远远超过使用消音的第一材料和绝热的第二材料的简单加和效果的效果。
已以示意性方式对本发明进行了描述，应理解是所用术语的目的是描述性的而非限制性的。显然，在考虑到上述教导下，可对本发明作出许多改变和变型，且本发明可以以不同于所述具体描述的其他方式描述。

Claims (28)

1.一种设备，其包括：
A．外罩，所述外罩具有彼此相对设置的顶部面板和底部面板以及具有与所述顶部面板和底部面板相连的多个壁，其中所述顶部面板和底部面板以及所述多个壁限定了空腔，且其中所述外罩具有最外层表面，
B．聚氨酯泡沫，其包含异氰酸酯组合物与包含至少一种多元醇的树脂组合物的反应产物，且置于所述外罩的所述最外层表面的至少一部分的周围，其中所述聚氨酯泡沫具有：
(1)根据ASTM D 1622确定的为20-50磅/立方英尺的密度；
(2)根据ASTM D 4065确定的在40℃-60℃温度下为至少0.2的阻尼因子；和
(3)根据ASTM C 518确定的为小于2.0btu-in/hr-ft2-°F的K因子。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述树脂组合物包含基于每100重量份所述树脂组合物为1-2重量份的聚合催化剂。
3.如权利要求2所述的设备，其中所述多个壁进一步限定为四个壁，且所述聚氨酯泡沫置于所述顶部面板的至少一部分的周围和所述四个壁中三个壁的至少一部分的周围。
4.如权利要求3所述的设备，其中所述聚氨酯泡沫具有根据ASTM D 4065确定的为30℃-60℃的玻璃化转变温度。
5.如权利要求4所述的设备，其进一步包括设置于所述聚氨酯泡沫的至少一部分的周围的最外层，以将所述聚氨酯泡沫夹在所述最外层和所述外罩的所述最外层表面之间，其中所述最外层的密度高于所述聚氨酯泡沫的密度。
6.如权利要求5所述的设备，其中所述最外层包含聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯-聚脲杂化弹性体或其组合。
7.如权利要求5所述的设备，其中所述最外层包含聚氨酯-聚脲杂化弹性体。
8.如权利要求5所述的设备，其中所述树脂组合物进一步包含各自具有小于1,000g/mol数均分子量的二醇和三醇，且其中所述异氰酸酯组合物包含异氰酸酯预聚物。
9.如权利要求8所述的设备，其中所述异氰酸酯组合物包含少于30重量%的聚合物型二苯基甲烷二异氰酸酯。
10.如权利要求1的所述设备，其中所述树脂组合物包含各自具有小于1,000g/mol数均分子量的二醇和三醇，且其中所述异氰酸酯组合物包含异氰酸酯预聚物。
11.如权利要求10所述的设备，其中所述异氰酸酯组合物包含少于30重量%的聚合物型二苯基甲烷二异氰酸酯。
12.如权利要求1所述的设备，其中所述密度进一步限定为根据ASTM D 1622确定的25-35磅/立方英尺。
13.如权利要求1所述的设备，其中所述阻尼因子进一步限定为根据ASTM D 4065确定的在40℃-60℃温度下测得的大于0.5。
14.如权利要求1所述的设备，进一步限定为洗碗机。
15.一种形成包括外罩的设备的方法，所述外罩具有彼此相对设置的顶部面板和底部面板以及多个与所述顶部面板和底部面板相连的壁，其中所述顶部面板和底部面板以及所述多个壁限定了空腔，其中所述外罩具有最外层表面，所述方法包括将聚氨酯泡沫施加至所述最外层表面的至少一部分的周围的步骤，其中所述聚氨酯泡沫包含异氰酸酯组合物与包含至少一种多元醇的树脂组合物的反应产物，且具有(1)根据ASTM D 1622确定的为20-50磅/立方英尺的密度；(2)根据ASTM D 4065确定的在40℃-60℃温度下测定为至少0.2的阻尼因子；和(3)根据ASTM C 518确定的为小于2.0btu-in/hr-ft2-°F的K因子。
16.如权利要求15所述的方法，其中所述树脂组合物包含基于每100重量份所述树脂组合物为1-2重量份的聚合催化剂。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述施加聚氨酯泡沫的步骤进一步限定为在通过多个壁将顶部面板和底部面板连接之前，将所述聚氨酯泡沫施加至顶部面板、底部面板和多个壁中至少之一上。
18.如权利要求17所述的方法，其中将所述聚氨酯泡沫施加至各顶部面板和底部面板以及多个壁的至少一部分上。
19.如权利要求17所述的方法，其中将所述聚氨酯泡沫施加至各顶部面板和多个壁的至少一部分上。
20.如权利要求15所述的方法，其中所述施加聚氨酯泡沫的步骤进一步限定为在通过多个壁将顶部面板和底部面板连接之后，将所述聚氨酯泡沫施加至顶部面板、底部面板和多个壁中至少之一的至少一部分上。
21.如权利要求20所述的方法，其中将所述聚氨酯泡沫施加至各顶部面板和底部面板以及多个壁的至少一部分上。
22.如权利要求20所述的方法，其中将所述聚氨酯泡沫施加至各顶部面板和多个壁的至少一部分上。
23.如权利要求15所述的方法，进一步包括将最外层施加至所述聚氨酯泡沫的至少一部分上，以将所述聚氨酯泡沫夹在最外层和所述外罩的最外层表面之间，其中所述最外层的密度高于所述聚氨酯泡沫的密度。
24.如权利要求23所述的方法，其中所述最外层包含聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯-聚脲杂化弹性体或其组合。
25.如权利要求23所述的方法，其中所述树脂组合物包含各自具有小于1,000g/mol数均分子量的二醇和三醇，且其中所述异氰酸酯组合物包含异氰酸酯预聚物。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述异氰酸酯组合物包含少于30重量%的聚合物型二苯基甲烷二异氰酸酯。
27.如权利要求15所述的方法，其中所述树脂组合物包含各自具有小于1,000g/mol数均分子量的二醇和三醇，且其中所述异氰酸酯组合物包含异氰酸酯预聚物。
28.一种洗碗机，其包括：
A．外罩，所述外罩具有彼此相对设置的顶部面板和底部面板以及与所述顶部面板和底部面板相连的四个壁，其中所述顶部面板和底部面板和所述四个壁限定了空腔，其中所述外罩具有最外层表面，
B．设置于所述外罩的所述最外层表面的至少一部分的周围的聚氨酯泡沫，其中所述聚氨酯泡沫具有：
(1)根据ASTM D 1622确定的为20-50磅/立方英尺的密度，
(2)根据ASTM D 4065确定的在40℃-60℃温度下测定为至少0.2的阻尼因子，和
(3)根据ASTM C 518确定的为小于2.0btu-in/hr-ft2-°F的K因子，和
(4)根据ASTM D 4065确定的为30℃-60℃的玻璃化转变温度，
其中所述聚氨酯泡沫包含异氰酸酯组合物与树脂组合物的反应产物，其中所述树脂组合物包含各自具有小于1,000g/mol数均分子量的二醇和三醇，且包含基于每100重量份所述树脂组合物为1-2重量份的聚合催化剂，且其中所述异氰酸酯组合物包含异氰酸酯预聚物；和
C．最外层，其设置于所述聚氨酯泡沫的至少一部分的周围，以将所述聚氨酯泡沫夹在所述最外层和所述外罩的所述最外层表面之间，其中所述最外层具有高于所述聚氨酯泡沫的密度且包含聚氨酯弹性体、聚脲弹性体、聚氨酯-聚脲杂化弹性体或其组合。
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