CN106661250A - 涂覆泡沫方法和设备 - Google Patents

Abstract

本申请包括泡沫产品，该泡沫产品具有泡沫构件，而该泡沫构件在其表面下方具有一个或多个腔。干填充材料在一个或多个腔内定位成泡沫构件的表面的水平。涂覆材料被施加到结合的泡沫构件和干填充材料上。涂覆材料被允许绕过干填充材料并填充一个或多个腔。灌注到泡沫构件的涂覆材料位于整个一个或多个腔内。

Description

涂覆泡沫方法和设备

技术领域

本申请总体上涉及柔性涂覆，更具体地，涉及将涂覆施加到各种泡沫基材的新的工艺。

背景技术

如今，有多种类型的泡沫是容易购买的。在一些情况下，泡沫被提供为已切割自较大形状的形状。作为切割工艺的结果，切割的泡沫片的表面是不规则的，因为表面上的孔已被切开。这对于开孔泡沫和闭孔泡沫都是真是存在的问题。由于这种不规则的表面状况，对于在以产生具有光滑外表面的完全覆盖的方式将涂覆直接施加到泡沫表面上而言存在着挑战。

一些解决方案在于使用粘附或熔合到主泡沫基材的表面上的材料(例如，其它泡沫、织物等)。粘附泡沫或织物试图减轻不规则的“切割孔”表面，但是需要另外的材料(即材料本身)和在涂覆之前施加和粘结材料的附加处理步骤。

有时使用的另一种解决方案涉及使用液体涂覆。然而，液体涂覆将趋向于被吸收到泡沫中，从而使泡沫返回到不规则的“切割单元”表面条件。这包括中间涂覆(例如底漆)以及可能的最终涂覆(例如油漆，聚氨酯等)。施加几层底漆和/或外部涂覆可能最终导致光滑的外表面，但是这种方法具有以下几种缺点：(1)多层底漆/涂覆将使得努力在涂覆成本方面成本过高；(2)当层建立时允许多层干燥所需的劳动力费用将倾向于显着增加劳动力成本；(3)在延长的时间内将工作产品保持在涂装室中将招致在等待进入工作间的其它涂料作业方面的时机成本；(4)每层涂覆向泡沫构件增加额外的重量，由此导致最终产品中显着的重量增加；以及(5)每层将使最终产品的柔性降低。液体底漆的另一个缺点是它们可能降低所期望的最终外涂覆相对于底层泡沫基材的粘合强度。其结果将是涂覆将过早地与泡沫基材分离的可能性较高。

不完全覆盖底层泡沫的涂覆的一些最常见的可见结果是针孔。这些针孔通常由涂覆至泡沫基材中的涂层的正进行的吸收而导致。在施加一些两部分涂覆的情况下，涂覆的放热反应(加热)可导致底层基材中的小气泡(缺陷)被加热并在外涂覆中导致不期望的针孔和/或气泡。

尽管在涂覆泡沫基材的领域已经取得了巨大进步，但仍然存在相当大的缺点。

附图说明

所附权利要求中阐述了被认为是本申请的特性的新颖的特征。然而，当结合附图参照下面的详细说明时，本申请本身以及优选的使用模式及其进一步的目的和优点将被最好地理解，其中：

图1是根据本申请优选实施方式的涂覆泡沫产品的放大侧剖视图；

图2是放大的示例性侧剖视图，其中具有分散在干填充材料内的涂覆泡沫产品的涂覆材料；以及

图3是制造图1的涂覆泡沫产品的过程的图。

尽管本申请的设备和方法易于进行各种修改和替代形式，但是其具体实施方式已在附图中以示例的方式示出并且在此详细描述。然而，应当理解，本文中对特定实施方式的描述不旨在将本申请限制于所公开的特定实施方式，而是相反地，本发明旨在涵盖落入如所附权利要求中限定的本发明的精神和范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

下面将对优选实施方式的说明性实施方式进行描述。为了清楚起见，本说明书中并不是描述了实际实现的所有特征。当然应当理解，在任何这样的实际实施方式的开发中，必须做出许多实现方式具体的决定以实现开发者的特定目标，诸如将从一个实现方式到另一个实现方式符合系统相关和商业相关的约束。此外，应当理解，这样的开发努力可能是复杂和耗时的，但是对于受益于本公开的本领域普通技术人员而言仍然是常规任务。

在说明书中，因为附图中描绘了产品，所以可以参考各种元件之间的空间关系以及元件的各个方面的空间取向。然而，如本领域技术人员在完整阅读本申请之后将认识到的，本文所描述的元件、构件、设备等可以以其它期望的取向定位。因此，用于描述各种部件之间的空间关系或描述这些部件的各方面的空间取向的诸如上方和下方的术语的使用应被理解为分别描述元件之间的相对关系或者这些元件的各方面的空间取向，因为本文中所描述的产品可以在任意期望的方向上取向。

根据本申请的设备和方法克服了通常与传统的泡沫涂覆方法和产品相关的一个或多个上述问题。具体地，本申请的设备和方法在切割泡沫构件之后结合干填充材料的使用来填充沿着表面展开的泡沫构件的腔。干填充材料用于产生用于施加涂覆材料的水平表面。涂覆材料在一个或多个步骤中施加到泡沫构件和干填充材料。涂覆材料的固化将干填充材料的温度提高到足以使干填充材料灌注泡沫构件的温度。在干填充材料、泡沫构件和涂覆材料之间产生结合。如本文所述实现了许多优点。

本申请的具体特征是不使用胶、覆盖织物或液体的事实。涂覆材料在灌注时提供有干填充材料的基底，加强泡沫产品，增加隔热性能并增加泡沫产品的隔音能力。干填充材料允许涂覆材料最小化，同时提供无针孔的光洁度。在下面对系统的这些和其它独特的特征进行讨论并在附图中示出。

设备和方法的关于其结构和操作经通过附图以及结合附图说明得到理解。设备和方法的若干实施方式可呈现在本文中。应当理解，即使不是所有的变型和特定实施方式都被示出在附图中，不同实施方式的各种部件、部分和特征也可以组合在一起和/或彼此互换，所有这些都落入本申请的范围内，。还应当理解，除非另有描述，否则各种实施方式之间的特征、元件和/或功能的混合和匹配在本文中明确熟虑的，以使得本领域普通技术人员将从本公开认识到特征、元件和/或功能可以在适当的情况下并入另一实施方式中。

本申请的泡沫产品在相关附图中示出。现在参考附图，其中贯穿几个附图相同的附图标记表示在形式和功能上对应或相似的元件。在图1和图2中，示出了泡沫产品101的放大侧剖视图。泡沫产品101包括泡沫构件103、多个干填充材料105和涂覆材料107。泡沫产品101的优点是干填充材料105替代了使用溶剂、粘合剂、密封剂或其它液体基材和粘结剂来产生与涂覆材料107和泡沫构件103的水平表面或与之粘结的需要。图1中的涂覆材料107示出了如最初施加的处于预固化状态的涂覆材料107的代表性实例。而图2用于示出处于代表性后固化状态的涂覆材料107。

泡沫构件103选择性地成形为具有彼此处于某一相对取向上的一个或多个侧面。一个或多个侧面已受到切割以形成所选择的形状。在切割后，泡沫构件103的孔暴露，产生一个或多个腔109。腔109是沿着泡沫构件103的表面111的小凹陷。每个腔109在表面111下方延伸。这种腔109呈现用于施加涂覆材料107的不平坦表面，并且可能导致最终产品中不期望的表面特性，例如针孔。应当理解，腔109可以通过切割不同类型的泡沫而产生。泡沫构件103可包括闭孔泡沫和/或开孔泡沫。当切割和成形时，两种类型的泡沫遇到类似的腔109的问题。

干填充材料105位于腔109内并且分布在将接收涂覆材料107的表面111的指定部分上。材料105被配置为提供用于施加涂覆材料107的合适的基材。在应用中，腔109被填充，以使得干填充材料105与泡沫构件103的相对表面111齐平。换句话说，干填充材料105均匀地分布在表面111上以足以填充腔109，并避免材料109的过度累积而从表面111上方通过。

干填充材料105还配置成允许泡沫构件103和涂覆材料107的选择性结合或浸泡。涂覆材料107通过一个或多个施加步骤施加在泡沫构件103的表面111上。干填充材料105和泡沫构件103用于提供相对水平的表面以产生涂覆材料107的均匀且无针孔的表面。涂覆材料107分布在配置成与泡沫构件103和干填充材料105接触的均匀的层中。涂覆材料107被配置成通过在单独的材料105之间和/或材料105和构件103之间，从而在每个腔109内围绕干填充材料105工作。一些干填充材料105被包封在涂覆材料107的底部部分内，而其它材料105保留在涂覆材料107的内表面下方的泡沫材料103内。这在图2中以放大的示例性视图最佳地示出，以示出干填充材料105之间和周围的涂覆材料107。在图2中，涂覆材料107在固化之前已经有时间分散在腔109内。因此，在图2中表面111上方的涂覆材料107的厚度小于图1中所示的厚度。

涂覆材料107以液态施加，而所得到的最终状态是柔顺的柔性固态。在将涂覆材料107施加到表面111之后，在涂覆材料107的固化期间发生放热反应。当处于液体状态时，干填充材料105的形状和尺寸允许涂覆材料107向下通过，并且在腔109的底部处接触泡沫构件103的部分。在固化之后，涂覆材料107沿着每个腔109的长度和深度注入泡沫构件107。涂覆材料107还结合到干填充材料105，使得材料105相对于泡沫构件103和涂覆材料107固定。

涂覆材料107的固化和由此产生的泡沫构件103的注入形成牢固的完全粘合/注入的关系，同时避免在涂覆材料107的表面处产生针孔的困难。

此外，明显地，干填充材料105也被配置成以干燥形式施加。干材料的使用相对于现有技术具有许多优点。作为干燥材料，不需要如用液体那样等待层之间的干燥时间。此外，重量减少，因为干燥材料不会如用液体那样被吸收到泡沫构件103中。作为干填充材料，材料105可比液体基材料更快地被施加。材料105可按照每平方英尺泡沫表面111以1分钟速度快速施加。此外，材料105的处理和清理比常规液体、溶剂、粘合剂等更简单并且毒性更小。这导致每个产品的生产时间较少并且成本降低。

干填充材料105可以是任何类型的小材料。合适的干填充材料的主要实例是陶瓷微球。材料105被配置为具有小于一(1)的比重，以便最小化泡沫产品101在被完成时的任何附加重量。具有如上所述的干材料105和涂覆材料107的产品101的另外的优点是：(1)增加泡沫产品101的隔热性能；(2)增加泡沫产品101的隔音能力以使得声音通过泡沫构件103的传输减少；以及(3)增加对来自外部源的穿刺的抵抗力。

应当理解，由于干填充材料105实际上是干材料，所以材料105的施加在泡沫构件103的相对水平取向的表面上进行。还应当理解，涂覆材料107可以是施加到柔性和柔顺表面(如泡沫)的许多类型的液化涂覆中的一种。涂覆材料107的实例是聚氨酯材料的实例。

泡沫产品101的一些其它关键特征被实现。因为干填充材料105在施加涂覆材料107之前用于填充腔109，所以更薄的涂覆材料层107可被施加，并且也能获得光滑的无针孔表面的相同的期望特性。干填充材料105用于减小腔109内的空气体积。因此，空气体积在固化期间不会膨胀并“流出”通过涂覆材料107。多层涂覆材料107的重新施加对于实现期望的表面特性不是必需的。例如，涂覆材料层107可以薄至30密耳厚并且保持无针孔。而且，用以实现产品101的期望的表面特性的较少层的涂覆材料107的使用至少产生了：更快的生产时间，更少的干燥时间，减少每层的施加时间，更少的总重量和更柔性的最终产品表面，仅举几例。

现在还参考附图中的图3，示出了泡沫产品101的制造工艺的图。适当的泡沫件被获得201。泡沫件可以是开孔泡沫或闭孔泡沫。一个实例是具有1.8磅密度和90IRD的开孔聚氨酯。泡沫构件以特定取向被固定203，通常具有处于相对水平的位置的待涂覆的表面。

干填充材料在泡沫构件的表面上方被放置205，并根据需要被扩展207，以实现泡沫构件和干填充材料之间的水平表面。干填充材料落入由泡沫构件的切割和成形形成的腔内。该材料用于提供用于涂覆材料的施加的水平和可用的基底。干填充材料以固态施加并干燥，使得在铺展阶段期间其不结合到泡沫构件。过量的干填充材料被除去209以根据需要在泡沫构件的第二表面上再次施加。

涂覆材料沿着泡沫构件和干填充材料的顶部上方的表面被施加211。涂覆材料的施加可以在一个或多个步骤/阶段中进行。施加涂覆材料的第一阶段可以通过间接施加来进行。初级初始层可以通过“除尘”施加，其中允许涂覆材料的细雾在重力的作用下落在表面上。在该阶段中，涂覆材料不直接喷涂到表面上。除尘初级层被配置为将干填充材料保持在腔内。第二阶段包括在表面上施加直接喷涂覆。现在干填充材料被初级层保持，最终层可以直接施加到表面，而不用担心从加压喷雾中去除腔中的干填充材料。在初始灌注步骤和外部涂覆材料的最终施加之间不存在等待时间。

理想地，涂覆材料保持相对短的凝胶时间(固化)。它可以快达10-25秒。在此期间，涂覆材料的化学物质经历放热反应并在短时间内加热，然后返回到环境温度。正是这种放热反应有助于允许涂覆材料通过每个腔足够的时间。根据需要涂覆允许被“干燥”213。应当理解，固化或干燥时间可以根据所使用的涂覆材料和干填充材料的类型而变化。

在本申请中公开的系统具有优于现有技术的许多优点，至少包括：(1)减小的重量；(2)增加泡沫产品的隔热性能；(3)增加泡沫产品的隔音能力，使得声音通过泡沫构件的传输减少；(4)增加对来自外部源的穿刺的抵抗力；(5)缩短生产时间；(6)涂覆材料时出现的填充材料的结合；以及(7)在干燥条件下施加填充材料以节省与液体相关的时间、成本和风险的能力。

上文中公开的特定实施方式仅是说明性的，因为本申请可以以对于具有本文的教导的本领域技术人员显而易见的不同但等同的方式被修改和实践。因此，显然的是，上文中所公开的特定实施方式可被改变或修改，并且所有这些变化都被认为在本申请的范围和精神内。

因此，本文所要保护的是如说明书中所阐述的。应明确，具有显着优点的应用已被描述和示出。尽管本申请以有限数目的形式示出，但是本发明不限于这些形式，而是在不脱离其精神的情况下可以进行各种改变和修改。

Claims (18)

1.一种泡沫产品，包括：

泡沫构件，具有沿着表面的一个或多个腔；

干填充材料，位于所述一个或多个腔内并且配置成使所述泡沫的表面呈水平；以及

涂覆材料，沿着所述表面施加到所述干填充材料和所述泡沫构件，

其中，所述涂覆材料被允许在固化和填充所述一个或多个腔之前通过在所述干填充材料之间和周围，并且所述泡沫构件在固化后被灌注到所述涂覆构件。

2.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述泡沫构件的表面包括闭孔泡沫。

3.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述泡沫构件的表面包括开孔泡沫。

4.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述干填充材料是陶瓷微球。

5.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述干填充材料配置成具有小于1的比重，以便向所述泡沫构件增加最小重量。

6.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述干填充材料配置成增加所述泡沫构件的绝热性能。

7.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述干填充材料配置成降低所述泡沫构件的隔音能力，以便限制声音通过所述泡沫构件的传输。

8.根据权利要求1所述的泡沫产品，其中所述干填充材料配置成增加所述涂覆材料和泡沫构件的抗穿刺性。

9.一种将涂覆材料施加到泡沫构件的方法，包括：

获取泡沫构件；

将所述泡沫构件固定在特定取向上；

将干填充材料放置在所述泡沫构件的表面上方，其中所述干填充材料配置成减小所述泡沫构件的一个或多个腔内的空气体积；

将所述干填充材料散布在所述表面的一部分上；以及

将所述涂覆材料施加在所述泡沫材料和所述干填充材料的顶部上，其中所述涂覆材料被允许通过所述干填充材料并填充所述一个或多个腔，

其中，所述涂覆材料和所述泡沫构件在所述一个或多个腔中的每一个中被灌注在一起。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述泡沫构件包括闭孔泡沫。

11.根据权利要求9所述的方法，其中所述泡沫构件包括开孔泡沫。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述干填充材料是陶瓷微球。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述干填充材料配置成具有小于1的比重，以便向所述泡沫构件增加最小重量。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述涂覆材料的施加不依赖于干燥时间。

15.根据权利要求9所述的方法，还包括：

将过量的干填充材料移除以用于在所述泡沫构件的第二表面上再施加。

16.根据权利要求9所述的方法，其中所述涂覆材料的施加包括：

间接施加所述涂覆材料的初级层，其中所述间接施加配置成将所述干填充材料保持在所述腔内；以及

将所述涂覆材料的一层直接喷涂在所述泡沫构件的表面上，

其中，所述干填充材料通过间接施加的初级层保持在所述腔内。

17.根据权利要求9所述的方法，其中所述干填充材料在所述涂覆材料的施加期间结合到所述泡沫构件。

18.根据权利要求9所述的方法，还包括：

允许结合的泡沫、干填充材料和涂层在所述涂覆材料的固化期间粘结在一起。