CN108349125A

CN108349125A - 排气模具

Info

Publication number: CN108349125A
Application number: CN201680050518.3A
Authority: CN
Inventors: B·比米什; S·T·麦格拉斯; K·G·堪加斯
Original assignee: Proprietect LP
Current assignee: Proprietect LP
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-07-31
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: BR112018003920B1; RU2018110876A; US20180243954A1; US11745400B2; JP7387688B2; MX2018002150A; JP7019573B2; WO2017035644A1; US20230356444A1; CA2996708A1; EP3344429A4; BR112018003920A2; EP3344429A1; JP2022017289A; CA2996708C; JP2018532627A; KR20180048941A; CN108349125B

Abstract

描述了包括第一模具元件和第二模具元件的模具，所述第一模具元件和第二模具元件能够在打开位置和闭合位置之间释放地接合，以在闭合位置限定模具腔，并且在第一模具元件和第二模具元件之间限定第一分模线。第一模具元件包括第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和第二模具部分配置成能够彼此可逆地分离，以限定在它们之间相对于第一分模线的边缘设置在内部的第二分模线。在第二分模线中设置至少一个排气口。在一个实施例中，所述至少一个排气口包括通道，所述通道配置成允许模具腔中的模制材料进入但不离开通道，以引起通道中的模制材料的至少部分固化。

Description

排气模具

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119(e)主张2015年8月31日提交的临时专利申请S.N.62/212,109的权益，其内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及用于制造模制品的改进的模具。在其最优选的实施例中，本发明的排气被定位成使得仅在模制品的B表面上实现将原材料挤出到排气口中，避免了在施加修饰或整饰覆盖物之前去除挤出的原材料的需要。

背景技术

许多制品通过将原材料放入模具的腔中，且令原材料在其中发生物理变化(例如膨胀或发泡)来制造，而由此制造的制品获得了腔的形状。该技术通常用于制造由聚合物泡沫制成的模制品，聚合物泡沫例如为聚氨酯泡沫、胶乳(例如天然和丁苯橡胶)泡沫等。

例如，汽车座椅通常由聚氨酯衬垫制造，聚氨酯衬垫被模制成型并且随后以乙烯基、布或皮革整饰覆盖物(也被称为“修饰覆盖物”)覆盖。聚氨酯泡沫的一些独特之处在于发泡和聚合过程的至少一部分是同时发生的。因此，在使用例如常规冷发泡技术制造聚氨酯泡沫时，典型的配方包括：

1.多元醇(树脂)，

2.水(间接吹剂)，

3.四甲基乙二胺(催化剂)，

4.二甲基乙醇胺，和

5.多异氰酸酯。

使用合适的混合头将混合物分配到模具中，之后闭合模具以允许其内的膨胀物质被模制。因此，通常方便地将最初分配到模具中的混合物称为“液体可发泡聚合物组合物”或在此情况下称为“液体可发泡聚氨酯组合物”。随着组合物在模具中膨胀，发生聚合反应并且如此形成的聚合物变得固化。

当模制液体可发泡聚合物组合物以形成诸如聚氨酯泡沫制品的制品时，通常使用包括底部模具和顶部模具的蛤壳式模具，其在闭合时限定模具腔。打开模具，将液体可发泡聚氨酯组合物分配到模具腔中，并且当化学反应导致组合物膨胀时闭合模具。模具闭合后，组合物膨胀以填充模具的内腔。替代地，可将组合物分配到闭合的模具中。在任何一种情况下，当聚合反应完成时，泡沫固化并永久呈现模具腔的形状。

如本领域技术人员所知，在此过程中必须将模具充分排气，以允许存在于模具中的空气在可发泡组合物膨胀时离开模具。此外，允许在聚合过程中产生的一部分气体(通常是聚氨酯产生中的CO₂)离开模具是很重要的。

未能使模具充分排气会导致展现不适当发泡症状的缺陷模制品，不适当发泡症状例如为表面硬化(或泡沫致密化)和/或由于截留的气体或空气泡而在成品中形成空隙。在另一个极端情况下，模具的过度排气也会因泡沫在固化之前塌缩而导致模制品有缺陷；这种现象通常被称为“蛋奶酥(souffle)”效应。因此，模具适当排气是制造具有可接受质量的模制品的重要因素。

通常，第一代蛤壳式模具已被设计为在顶部模具中具有钻出或切割的通道以提供排气口。定位这些排气口、确定这些排气口的大小和决定这些排气口的数量对模具设计者和制造工程师来说需要一些技巧，并且通常是迭代的过程，其中在测试运行已经完成之后，更多排气口被添加到各个位置或者其他排气口被封堵。

在模制操作期间，一些移入排气口的液体可发泡聚合物组合物被浪费。通常希望最大限度地减少浪费的材料(也称为“飞刺”、“蘑菇”、“芽”、“煎饼”等)量，原因有两个，即(1)浪费的材料增加了制造成品所需化学品的总体花费，以及(2)在施加整饰覆盖物之前，必须从模制品除去浪费材料，因此需要额外的工时和相关的成本。

如下面将要展开的那样，对在这种模制操作期间的排气的改进已经将本领域推进到一定程度。然而，模具设计人员和制造工程师不断努力优化在适当位置提供足够的排气和同时避免过多的排气以及最大限度地减少排气期间的材料浪费之间的折衷。

传统的排气方法涉及在模具的表面上安置排气口。其结果是使原材料突出，该原材料随后要从模制品中移除，这增加了制造过程的工时和浪费。改进的排气技术在常规(“第一”)分模线(例如下面讨论的所谓的“条带排气口(ribbon vent)”)处增加了排气口。

产生泡沫薄条带的排气模具在过去的20年中已经流行起来。但是，随着座椅设计变得越来越复杂，并且修饰覆盖物材料变得越来越薄，有时可以通过修饰覆盖物看到泡沫部件上的条带。因此，尽管在开发产生泡沫材料薄条带的排气模具方面取得了进展，但仍然需要解决在部件完成后在可以通过整饰看到条带的情况下必须去除这些条带的问题。

发明内容

本发明的目的是消除或减轻现有技术的上述缺点中的至少一个。

本发明的另一个目的是提供一种新颖的模具。

因此，在其一个方面中，本发明提供一种模具，其包括：

第一模具元件和第二模具元件，所述第一模具元件和所述第二模具元件能够在打开位置和闭合位置之间释放地接合，以在所述闭合位置中限定模具腔，并且在所述第一模具元件和第二模具元件之间限定第一分模线；

所述第一模具元件包括第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和所述第二模具部分配置成能够彼此可逆地分离以在其之间限定第二分模线，所述第二分模线相对于所述第一分模线的边缘在内部布置；

至少一个排气口，其设置在所述第二分模线中，所述至少一个排气口包括通道，所述通道被配置成允许所述模具腔中的模制材料进入但不离开所述通道，以引起所述通道中的所述模制材料的至少部分固化。

在其另一个方面中，本发明提供一种模具，其包括：

第一模具元件和第二模具元件，所述第一模具元件和所述第二模具元件能够在打开位置和闭合位置之间释放地接合以在所述闭合位置中限定模具腔，所述第一分模线绕所述第一模具元件和第二模具元件的边缘设置；

所述第一模具元件包括环形模具部分和中央模具部分，所述环形模具部分和所述中央模具部分被配置成能够相对于彼此可逆地分离，以限定绕所述中央模具部分的边缘的第二分模线，所述第二分模线相对于所述第一部分在内部布置，

在其另一个方面中，本发明提供了一种模具，其包括：

所述第一模具元件包括第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和所述第二模具部分配置成能够彼此可逆地分离以在其之间限定第二分模线，所述第二分模线相对于所述第一分模线的边缘在内部设置；

设置在所述第二分模线中的至少一个排气口，所述至少一个排气口包括在大约0.002英寸至大约0.030英寸范围内的通道厚度。

因此，本发明人已经开发了具有改进的排气技术的新型模具，特别是用于制造发泡制品的模具。这种方法与过去使用的方法完全不同。

本发明人开发的方法有效地在模具中形成对应于成品部件的底侧或B-表面的第二分模线。这种方法不同于传统方法，因为常规方法在泡沫部件侧面(技术上为A-表面)和B-表面之间的交叉处产生条带。通过在传统分模线的内部结合第二分模线，发明人随后将排气口放置在第二分模线中，并且在高度优选的实施例中，密封传统分模线以防止任何模制材料进入该分模线。模制部件仍然制造一个或多个附接到部件的模制材料条带，但是这些条带现在完全安置在模制部件的B表面上，这意味着一旦将修饰覆盖物施加于其上，无法通过装饰盖看到连接到模制部件的一个或多个条带。因此，本发明的模具可用于制造具有一个或多个条带的模制产品，即使在使用薄修饰覆盖物来覆盖该部件时，也不必去除该条带。

附图说明

将参考附图描述本发明的实施例，其中相同的附图标记表示相同的部分，并且其中：

图1示出了现有技术模具的透视图；

图2示出了当模具闭合时图1所示的模具的横截面；

图3示出了在图1和2所示的现有技术模具中制造的模制品；

图4示出了在施加修饰覆盖物之后来自图3的模制品的截面图；

图5示出了根据本发明优选实施例的模具的透视图；

图6示出了图5中所示的模具的横截面；

图7示出了在图5和6所示的模具中制造的模制品；

图8示出了在模制品的制造中示出的图5和6中所示的模具的横截面；

图9示出了脱模使用图8所示的模具制造的模制品的第一顺序的部分截面图(模具元件和部分处于打开位置并且附件附接到模制品)；

图9a示出了脱模使用图8所示的模具制造的模制品的第二顺序的部分截面图(模具元件和部分处于打开位置并且附件附接到模制品)；

图10示出了脱模使用图8所示的模具制造的模制品的第三顺序的部分截面图(模具元件处于打开位置，附件保留在第一部分和第二部分之间)；

图11示出了根据本发明优选实施例的模具的一部分的横截面；

图12示出了由图11所示的模具制造的模制产品的一部分；和

图13示出了在施加修饰覆盖物之后的通过图8所示的过程制造的模制品。

具体实施方式

本发明涉及段落[0016]、[0017]和[0018]中提出的新型模具。该模具的优选实施例可以包括以下特征中的任何一个或任何两个或更多个的组合：

·通道具有基本矩形的横截面，使得所述通道内的至少部分固化的模制材料具有条带形状；

·通道的厚度在约0.002英寸至约0.030英寸的范围内；

·通道的厚度在约0.005英寸至约0.020英寸的范围内；

·通道的厚度在约0.002英寸至约0.030英寸的范围内，并且围绕分模线的宽度是连续的-优选地该宽度高达约6英寸；

·通道的厚度在约0.005英寸至约0.020英寸的范围内，并且宽度在分模线周围是连续的-优选地该宽度高达约6英寸；

·第一模具部分基本上是环形的以限定敞开的中央部分并且第二模具部分配置成可逆地装配在敞开的中央部分中；

·第一模具部分和第二模具部分配置成相对于彼此可线性移动；

·第一模具部分和第二模具部分配置成相对于彼此可非线性移动；

·第一模具部分和第二模具部分配置成相对于彼此可枢转地移动；

·模具还包括配置成使第一模具部分相对于第二模具部分移动的第一运动元件；

·模具还包括配置为将第一模具部分与第二模具部分分离的第一运动元件；

·第一运动元件是机械的；

·第一运动元件是液压的；

·第一运动元件是气动的；

·第一运动元件配置成在从模具腔移除模制元件之前分离第一模具部分和第二模具部分；

·第一运动元件配置成在从模具腔移除模制元件之后分离第一模具部分和第二模具部分；

·模具还包括配置成在打开位置和闭合位置之间可释放地接合第一元件和第二模具元件的第二运动元件；

·第二运动元件配置成在分离第一模具部分和第二模具部分之前将第一模具元件和第二模具元件布置在打开位置；

·第二运动元件配置成在分离第一模具部分和第二模具部分之后将第一模具元件和第二模具元件布置在打开位置；

·模具还包括密封元件，所述密封元件配置成在所述模具的闭合位置中密封第一分模线；

·密封元件设置在第一模具元件上；

·密封元件设置在第二模具元件上；

·密封元件包括设置在第一模具元件上的第一密封元件和设置在第一模具元件上的第二密封元件；

·密封元件配置成基本上防止模制材料进入第一分模线

·模具包括设置在第二分模线中的多个间隔开的排气口；

·模具还包括设置在限定模具腔的第一模具元件的表面的至少一部分上的至少一个凹槽元件；

·模具还包括设置在限定模具腔的第一模具元件的表面的至少一部分上的多个凹槽元件；

·模具还包括设置在限定模具腔的第一模具元件的表面的至少一部分上的多个互连的凹槽元件；

·模具还包括设置在限定模具腔的第一模具元件的表面的至少一部分上的多个凹槽元件，所述凹槽元件中的至少一个与所述多个排气口中的至少一个流体连通；和/或

·模具还包括设置在限定模具腔的第一模具元件的表面的至少一部分上的多个凹槽元件，所述多个凹槽元件中的至少一些与所述多个排气口中的至少一些流体连通。

在描述本发明的优选实施例之前，以下是对根据美国专利5,356,580(Re.36,413)、美国专利5,482,271(Re.36572)和美国专利5,587,183[均以Clark等人的名义(Clark)]的现有技术模具和由其制造的泡沫产品的讨论。

因此，参考图1-2，示出了包括盖15和盆20的模具10。图1示出了处于所谓的打开位置的模具10，并且图2示出了处于所谓的闭合位置的模具10。

参考图2，当模具10处于闭合位置时，分模线25被限定在盖15和盆20之间。

参考图1，一系列通道30设置在盆20的与分模线25对应的部分中。

图3示出了已经在图1-2中示出的模具10中制造的泡沫部件50。如图所示，泡沫部件50包括一系列条带55，这些条带由进入盆20中的通道30的泡沫材料产生。

图4示出了上面提到的问题。具体而言，当相对薄的修饰覆盖物60布置在泡沫部件50上时，可以通过修饰覆盖物60看到带55的印记，如A所示。

如在图3中可以进一步看到的那样，在泡沫部件50的下侧(即，B-表面)和泡沫部件50的侧部(即，A-表面)之间的交叉处产生条带55。

参考图5，以示意图形式示出了作为本发明的优选实施例的模具100。模具100包括盖105和盆110。盖105实际上是两部件结构并且包括环形模具部分115和中央部分120。一系列排气通道125设置在中央模具部分120中。

参考图6所示，环形模具部分115和中央模具部分120被配置成配合在一起并形成分模线130。布置在分模线130中的排气通道125优选地以与在Clark中所公开的方式类似的方式配置。

在非常优选的实施例中，环形模具部分115包括沿着其外围的密封件135。密封件135配置成接触盆110的表面并且与其形成基本上不透流体的密封-参见图6。设置这样的密封实际上意味着在模具的闭合位置中，所有的排气都发生在分模线130处--即在环形模具部分115与盆110之间的分模线处基本上不发生排气。

因此，当在模具100中制造泡沫部件时，可以通过泡沫材料进入通道125来形成条带，但是这些条带完全布置在下侧(泡沫部件的B-表面)上。如图7-8所示。

因此，图示了泡沫部件200，泡沫部件200具有连接到泡沫部件200的下侧210(B-表面)的一系列泡沫条带205。在模具100中设置密封件135防止沿着泡沫部件200的下侧210和侧壁220之间的边缘215形成条带。

图9、9a和10示出了用于从模具100脱模泡沫部件200的各种顺序。

在第一顺序中，在图9中，一旦发泡完成，就分别沿箭头B和C的方向顺序移动环形模具部分115和中央模具部分120。这允许条带205保持附接到泡沫部件200，泡沫部件200然后可以从盆110移除。

在顺序中，参考图9a，一旦发泡完成，沿箭头B的方向与泡沫部件200一起同时移动环形模具部分115和中央模具部分120。困在环形模具部分115和中央模具部分120之间的条带205有助于从盆110中抽出泡沫部件200。一旦从盆110抽出泡沫部件200，就然后在方向C上从环形模具部分115移开中央模具部分120。泡沫部件200保持附接到中央模具部分120。这允许条带205保持附接到泡沫部件200。

在第三顺序中，参考图10，一起移动环形部分115和中央模具部分120，这具有夹持条带205并将其从泡沫部件200移除的效果。这可以导致产生完全没有条带的泡沫部件。

为了清楚起见，没有示出环形模具部分115和中央模具部分120相对于彼此移动的方式。选择合适的运动元件或实现该移动的手段在本领域普通技术人员的知识范围内。例如，这些模具部分可以被机械地、液压地或气动地移动。

参考图13，图示了在施加修饰覆盖物250之后来自图7的泡沫部件200。如从图13可以理解的，一旦将泡沫部件200安装在车辆中，附接到泡沫部件200的条带205在修饰覆盖物250下方将不可见。

参考图11-12，示出了模具300的一部分和由模具300制造的泡沫部件400的相应部分。在图6和11中，相似的元件用相同的最后两位参考数字表示。因此，图6中的盆110与图11中的盆310相对应，如此等等。图11中所示的模具300的改进在于中央模具部分320已经被修改为在其一部分上包括凹槽350的网络。凹槽350的设计和布置在美国专利7,481,637、7,878,785、7,366,429和8,850,644[Cathcart等人(Cathcart)]中有更为详细的描述。

在图12中示出了在模具300中产生的相应泡沫部件400。再次参考图7和12，相似的元件用相同的最后两位参考数字表示。可以看出，泡沫部件400包括与图11中所示的模具300中的凹槽350对应的一系列445。

虽然已经参考说明性实施例和示例描述了本发明，但是该描述不旨在被解释为限制性的含义。因此，对于本领域技术人员来说，参考该描述时，说明性实施例的各种修改以及本发明的其他实施例将是显而易见的。因此设想所附权利要求将覆盖任何这样的修改或实施例。

本文提及的所有出版物，专利和专利申请通过引用整体并入于此，其程度如同每个单独的出版物、专利或专利申请被具体地和单独地指出为通过引用而整体并入。

Claims

1.一种模具，包括：

所述第一模具元件包括第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和所述第二模具部分配置成能够相对于彼此可逆地分离，以在它们之间限定第二分模线，所述第二分模线相对于所述第一分模线的边缘设置在内部；

2.根据权利要求1所述的模具，其中，所述通道具有基本上矩形的横截面，使得所述通道内的至少部分固化的模制材料具有条带形状。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的模具，其中，所述通道具有约0.002英寸至约0.030英寸的范围内的厚度。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的模具，其中，所述通道具有在约0.005英寸至约0.020英寸的范围内的厚度。

5.根据权利要求1-2中任一项所述的模具，其中，所述通道具有在约0.002英寸至约0.030英寸的厚度，以及达到约6英寸的宽度。

6.根据权利要求1-2中任一项所述的模具，其中，所述通道具有在约0.005英寸至约0.020英寸的范围内的厚度，以及达到约6英寸的宽度。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的模具，其中，所述第一模具部分基本上是环形的以限定敞开的中央部分，并且所述第二模具部分配置成可逆地装配在所述敞开的中央部分中。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的模具，其中，所述第一模具部分和所述第二模具部分配置成能够相对于彼此线性移动。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的模具，其中，所述第一模具部分和所述第二模具部分配置成能够相对于彼此非线性移动。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的模具，其中，所述第一模具部分和所述第二模具部分配置成能够相对于彼此枢转地移动。

11.根据权利要求1-10中任一项所述的模具，还包括第一运动元件，所述第一运动元件配置成使所述第一模具部分相对于所述第二模具部分移动。

12.根据权利要求1-10中任一项所述的模具，还包括第一运动元件，所述第一运动元件配置成将所述第一模具部分与所述第二模具部分分离。

13.根据权利要求11-12中任一项所述的模具，其中，所述第一运动元件是机械的。

14.根据权利要求11-12中任一项所述的模具，其中，所述第一运动元件是液压的。

15.根据权利要求11-12中任一项所述的模具，其中，所述第一运动元件是气动的。

16.根据权利要求11-15中任一项所述的模具，其中，所述第一运动元件配置成在从所述模具腔移除模制元件之前分离所述第一模具部分和所述第二模具部分。

17.根据权利要求11-15中任一项所述的模具，其中，所述第一运动元件配置成在从所述模具腔移除模制元件之后分离所述第一模具部分和所述第二模具部分。

18.根据权利要求1-17所述的模具，还包括第二运动元件，所述第二运动元件配置成在所述打开位置与所述闭合位置之间可释放地接合所述第一元件和所述第二模具元件。

19.根据权利要求18所述的模具，其中，所述第二运动元件配置成在分离所述第一模具部分和所述第二模具部分之前将所述第一模具元件和所述第二模具元件设置在所述打开位置。

20.根据权利要求18所述的模具，其中，所述第二运动元件配置成在分离所述第一模具部分和所述第二模具部分之后将所述第一模具元件和所述第二模具元件设置在所述打开位置。

21.根据权利要求1-20中任一项所述的模具，还包括密封元件，所述密封元件配置成在所述模具的闭合位置中密封所述第一分模线。

22.根据权利要求21所述的模具，其中，所述密封元件设置在所述第一模具元件上。

23.根据权利要求21所述的模具，其中，所述密封元件设置在所述第二模具元件上。

24.根据权利要求21所述的模具，其中，所述密封元件包括设置在所述第一模具元件上的第一密封元件和设置在所述第一模具元件上的第二密封元件。

25.根据权利要求21-24中任一项所述的模具，其中，所述密封元件配置成基本上防止模制材料进入所述第一分模线。

26.根据权利要求1-25中任一项所述的模具，包括设置在所述第二分模线中的多个间隔开的排气口。

27.根据权利要求1-26中任一项所述的模具，还包括设置在限定所述模具腔的所述第一模具元件的表面的至少一部分上的至少一个凹槽元件。

28.根据权利要求1-26中任一项所述的模具，还包括设置在限定所述模具腔的所述第一模具元件的表面的至少一部分上的多个凹槽元件。

29.根据权利要求1-26中任一项所述的模具，还包括设置在限定所述模具腔的所述第一模具元件的表面的至少一部分上的多个互连的凹槽元件。

30.根据权利要求1-26中任一项所述的模具，还包括设置在限定所述模具腔的所述第一模具元件的表面的至少一部分上的多个凹槽元件，所述凹槽元件中的至少一个与多个排气口中的至少一个流体连通。

31.根据权利要求1-26中任一项所述的模具，还包括设置在限定所述模具腔的所述第一模具元件的表面的至少一部分上的多个凹槽元件，所述多个凹槽元件中的至少一些与所述多个排气口中的至少一些流体连通。

32.一种模具，包括：

第一模具元件和第二模具元件，所述第一模具元件和所述第二模具元件能够在打开位置和闭合位置之间释放地接合，以在所述闭合位置中限定模具腔，并且限定设置在绕所述第一模具元件和第二模具元件的边缘的第一分模线；

所述第一模具元件包括环形模具部分和中央模具部分，所述环形模具部分和所述中央模具部分被配置成能够相对于彼此可逆地分离，以限定绕所述中央模具部分的边缘的第二分模线，所述第二分模线相对于所述第一分模线向内设置；

33.一种模具，包括：

所述第一模具元件包括第一模具部分和第二模具部分，所述第一模具部分和所述第二模具部分被配置为能够相对于彼此可逆地分离，以限定在所述第一模具元件和所述第二模具部分之间相对于所述第一分模线的边缘向内设置的第二分模线，

34.一种在根据权利要求1-33中任一项所述的模具中制造的模制元件。

35.一种在根据权利要求1-33中任一项所述的模具中制造的模制泡沫元件。

36.一种在权利要求1-33中任一项所述的模具中制造的模制聚氨酯泡沫元件。