CN108430726A - 具有延长的寿命的环境友好型浸渍模具及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种具有延长的使用寿命的浸渍模具，其中模型芯(1)涂覆有由耐用材料(例如NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物或其组合)或环氧树脂构成的外表面(2)，或者所述涂层被纹理化。

Description

具有延长的寿命的环境友好型浸渍模具及其制造方法
技术领域
本发明涉及浸渍模具，更具体地涉及具有较长使用寿命的浸渍模具以及使用绿色方法回收使用过的浸渍模具的方法。
背景技术
诸如检查用手套、手术用手套或工业用手套之类的橡胶手套以及诸如避孕套之类的许多其他弹性物品是通过多步骤工艺制作的。将本文中称为浸渍模具的清洁浸渍模具像手那样浸入凝结剂浴中以帮助下一步骤的胶乳混合物附着到浸渍模具并帮助确保胶乳均匀分布。然后，将被凝结剂覆盖的浸渍模具浸入胶乳混合物中，并最终行进通过一系列烘箱以使形成在模具上的胶乳混合物烘干。然后使浸渍模具通过浸取线，以从手套表面去除残留的化学物质和水溶性蛋白质。接下来，将乳胶手套从浸渍模具上剥离下来。
浸渍模具然后可以在下一个浸渍循环中重新使用。但在此之前，必须清洁浸渍模具以确保模具上没有灰尘或其他碎屑。未能适当地清洁浸渍模具将会导致最终的手套产品可能有缺陷(例如孔)或不均匀的厚度。
为了清洁浸渍模具，将其浸入酸浴中，然后用清水冲洗。然后将浸渍模具浸入碱性浴中以中和残留的酸，并再次用清水冲洗。然后对浸渍模具进行擦刷以确保它们的表面一致，以消除在乳胶手套上形成的小孔。
传统地，浸渍模具由陶瓷/瓷制成，因为陶瓷/瓷是制造模具最便宜且最容易的材料之一。由铝和热塑性塑料制成的浸渍模具也是已知的，但陶瓷仍然是行业的标准选择。
从上面概述的工艺步骤可以看出，浸渍模具在每个循环运行过程中都承受巨大的物理应力和化学应力。这些应力包括热膨胀、热收缩以及化学腐蚀。这些状况对由陶瓷材料制成的浸渍模具有着特别的影响，使其工作寿命相对较短。影响陶瓷浸渍模具的常见劣化问题包括点蚀、极细的裂缝、不可去除的污垢、污点、有缺陷的卷边(beading)、打褶和易碎性。如果使用具有这种缺陷的浸渍模具来制作手套，结果是出现不合格的具有缺陷的手套，其具有孔、撕裂和不均匀的厚度。一般的陶瓷浸渍模具的平均使用寿命少于12个月，这短得令人无法接受。这种短寿命再加上全球使用的数百万的手套模具，导致了每天都会产生数千个不可用的浸渍模具并被丢弃。目前的做法是直接丢弃使用过的模具。这会导致巨大的浪费、环境问题和不可接受的碳足迹。寿命短还导致了需要大量的替换模具，并且这导致了由气体燃烧产生的高能量需求，因为陶瓷模具必须在其制造过程的一部分中进行热处理。由此产生的碳足迹是相当大的并且对环境有很大的危害。
铝和热塑性浸渍模具的问题并不那么严重，因为它们具有更好的使用寿命。然而，铝和热塑性浸渍模具由于其较高的成本而在行业中使用得最少。
因此，丢弃的浸渍模具尤其对环境造成了严重问题。因此，在行业中需要一种降低或消除上述浸渍模具浪费问题的方法。对于陶瓷手套模具，丢弃的模具不能被回收利用并重新形成为新的模具。因此，丢弃的模具最终仅仅在垃圾填埋场结束其寿命，没有任何积极的经济或环境效益，这与许多其他可以很容易回收利用的工业材料不同。用于浸渍模具的陶瓷是一种不可再生资源，因为它通常含有诸如特殊粘土、长石和氧化铝等天然组分。
尽管使用陶瓷作为浸渍模具的优选材料存在一些缺点，但从成本的角度来看，它仍然是最具吸引力的材料。因此，任何解决方案都应该考虑到这一点。因此，通常有两个问题需要解决，第一个问题是延长新的陶瓷或其他材料浸渍模具的寿命，第二个问题是重新使用丢弃的浸渍模具。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种由现有材料制成但具有更长寿命的浸渍模具。
本发明的另一个目的是提供一种延长不可用或丢弃的浸渍模具的寿命的方法，即有效地重新使用磨损的浸渍模具，从而提供一种环境友好的方法来解决源自丢弃的浸渍模具的污染问题。
本发明的再一个目的是提供一种有效地延长不可用或丢弃的浸渍模具的寿命的方法。
本发明的再又一个目的是提供一种对丢弃的浸渍模具的严重问题的绿色技术解决方案。
本发明的另一个目的是提供一种用于制造具有延长的寿命的浸渍模具的方法。
上述目的通过本发明而实现，本发明包括包覆于由耐用材料构成的外部涂层内的模型芯。模型芯可以由陶瓷制成。构成外部涂层的耐用材料可以包括尼龙(NylonTM)、聚乙烯、聚丙烯、PVDF(聚偏氟乙烯)、PEEK(聚醚醚酮)和含氟聚合物中的任何一种或其组合，或者它可以由环氧树脂制成，并且涂层可以被纹理化。如果NylonTM用于外部涂层，则它可以适当地是Nylon 11TM。
关于提供由现有材料制成但寿命显著更长的浸渍模具的目的，采用新的陶瓷模型作为所述模型芯。以这种方式，陶瓷模型芯由构成NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK、含氟聚合物或其组合的外部涂层的耐用材料或由环氧树脂和纹理化的涂层保护，因而形成本发明的浸渍模具。由于外部涂层的耐用性，这种浸渍模具将具有更长的使用寿命。
关于提供由不可用或丢弃的浸渍模具制成的浸渍模具的目的，将使用过的或丢弃的陶瓷模型用作所述模型芯。以这种方式，使用的陶瓷模型芯由构成NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK、含氟聚合物或其组合的外部涂层的耐用材料或由环氧树脂和纹理化的涂层保护，因而形成本发明的浸渍模具。由于外部涂层的耐用性，这种浸渍模具将具有更长的使用寿命。
所述模型芯可以是由铝或热塑性塑料制成的模具，其可以是新的或使用过的。同样，外部涂层可以包括以下材料中的任何一种或其组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物，或者它可以由环氧树脂制成并且涂层可以被纹理化。如果NylonTM用于外部涂层，则它可以适当地是Nylon 11TM。
取决于模型芯，本发明的浸渍模具可用于制作手套或任何其他包装用弹性物品。
本发明还提供了一种制造具有延长的使用寿命的浸渍模具的方法，其包括用由耐用材料构成的外部涂层包围模型芯。模型芯可以是陶瓷、铝或热塑性塑料或任何其他材料，并且外部涂层可以包括以下材料中的任何一种或其组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物，或者外部涂层可以由环氧树脂制成，并且涂层可以被纹理化。如果NylonTM用于外部涂层，则它可以适当地是Nylon 11TM。模型芯可以是一个新的手套浸渍模具或旧的手套浸渍模具。如果模型芯是使用过的新的浸渍模具，那么根据需要，在被由耐用材料构成的外部涂层包围之前可以对使用过的手套浸渍模具进行清洁。由耐用材料构成的外部涂层对模型芯的涂覆可以以任何方式实现，例如静电喷涂或流化浸涂。如果采用静电喷涂，则模型芯在涂覆之前被预热。
在本发明的范围内，可以将多于一个外部涂层施加到模型芯上。
本发明的浸渍模具的优点之一是它允许重新使用或回收利用磨损的浸渍模具，从而减少了对制造起来消耗大量能量的新浸渍模具的需求。当浸渍模具由陶瓷制成时——在其制造过程中需要高温以及其他资源，如特殊粘土、长石和氧化铝，这些都会导致大量的碳足迹——情况尤其如此。
当使用热塑性塑料作为涂层时，本发明的浸渍模具的另一个优点是其制造相对经济，因为它需要的热量最少。通常对于热塑性涂层，温度低于300℃达1小时，而在陶瓷模具制造过程中需要温度超过1000℃达15小时，这通常使用液化石油气来实现。
因此已经宽泛地概述了本发明的特征，以便可以更好地理解随后对优选实施例的详细描述，并且可以更好地理解当前对本领域的贡献。
附图说明
为了更好地理解本发明、其操作优点和通过其使用而达到的具体目的，应该参考示出了本发明的优选实施例的附图和描述性内容。附图在本质上仅仅是说明性的，不应该被解释为以任何方式限制本发明。
图1是本发明的持久浸渍模具的横截面图。
在描述本发明的优选实施例时，为了清楚起见将采用特定的术语。然而，并不意在使本发明局限于所选择的特定术语，并且应该理解，每个特定术语包括以类似方式操作以实现类似目的的所有技术等同物。如本文所描述的本发明的各种实施例的组合也可以根据具体的设施要求来使用。
具体实施方式
参照附图，本发明的具有延长的使用寿命的浸渍模具包括装入在由耐用材料构成的外部涂层(2)内的模型芯(1)。模型芯(1)可以由陶瓷、铝或热塑性材料或任何其他材料构成，并且外部涂层可以包括以下材料中的任何一种或其组合：包括Nylon 11TM在内的NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物，或者外部涂层可以由环氧树脂制成并且涂层可以被纹理化。
本发明还提供了一种用于制造具有延长的寿命的浸渍模具的方法，该方法包括用由耐用材料构成的外部涂层(2)包围模型芯(1)。
通常，所述方法涉及多个步骤以获得最佳结果。以检查用手套、手术用手套或工业用手套等弹性手套的制作为例，首先选择一个适当的、磨损的、使用过的手套浸渍模具作为模型芯(1)。由于手套制作过程的严格，通常会有凹坑、表面磨损、真菌霉菌、污点、蚀刻缺陷和其他缺陷。所使用的手套浸渍模具本身可以由陶瓷、铝、热塑性材料或其他材料构成，但是最实用的是使用过的陶瓷模具；因为使用过的陶瓷模具基本上是废品，所以它们可以大量地获得且成本非常合理。为了获得最佳结果，模型芯(1)必须具有比外部涂层(2)更高的熔化温度。根据选择的模型芯(1)的缺陷类型，使用合适的清洁技术或清洁技术的组合进行清洁，所述清洁技术或其组合可以包括用清洁溶液清洗、冲洗、干燥、机械刷洗或在2至5巴气压下用适当地在60至100目的尺寸范围内的氧化铝介质喷砂。
根据需要选择外部涂层(2)的耐用材料。外部涂层(2)的材料选择可以是包括Nylon 11TM在内的NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物，或这些材料的组合，并且可以适当地为粉末形式或环氧树脂。由这些材料制成的外部涂层可以被纹理化以实现更好的手套形成。用由耐用材料构成的外部涂层(2)包围模型芯(1)可以通过各种施加方法例如静电喷涂、塑料浸涂或流化床涂覆来实现。
在使用静电喷涂方法施加外部涂层(2)的情况下，使用的模型芯(1)首先被加热但温度不超过外部涂层(2)材料的熔化温度。然后将粉末形式的外部涂层(2)材料静电充电并均匀喷涂。为了建立外部涂层(2)的厚度，可以执行多次喷涂循环直至达到所需的厚度。一旦涂覆工艺完成，便将涂覆的模型放置在热空气烘箱中；在该空气烘箱中，优选从低气流开始的气流逐渐将温度升高到外部涂层材料的熔化温度，使外部涂层材料熔化并且弹性地粘附到下方的模型芯(1)的表面。通常1小时或更短的停留时间就足够了。对于各种涂层材料，180℃至300℃的温度范围就足够了。外部涂层(2)的厚度适当地在0.2mm至0.5mm之间，以使使用过的模型芯(1)具有显著延长的寿命。
在使用流化床方法施加外部涂层(2)的情况下，使用过的模型芯(1)同样首先被加热但温度高于外部涂层(2)材料的熔化温度。然后将加热的模型芯(1)浸入容纳在具有底部穿孔的容器中的涂层材料的粉末浴中，其中空气被吹送通过所述底部穿孔以搅拌悬浮的粉末涂层材料，于是一层涂层材料将粘附、熔化并形成包围模型芯(1)的均匀涂层。该过程可以重复以达到所需的外部涂层(2)的厚度。
不管将外部涂层(2)施加到模型芯(1)的方法如何，外部涂层(2)然后都可以被调节以使其顺应于手套制作过程。这可能涉及表面纹理化，表面纹理化可以通过空气或用研磨介质(例如具有合适网孔尺寸的氧化铝)的喷丸处理来进行，以获得优化手套制作过程中的加工液或凝结剂溶液的润湿或吸收处理所需的期望表面粗糙度。
这里描述的本发明的任何实施例仅意在帮助理解本发明，不应被解释为将本发明仅限制于该实施例。
工业应用性
本发明的具有延长的使用寿命的浸渍模具及相关方法在手套制作行业中具有现成的工业应用。根据模型的形状，本发明也适用于避孕套和气球制作行业和制作薄弹性制品的其他行业。

Claims (26)

1.一种具有延长的寿命的浸渍模具，包括：
模型芯(1)，所述模型芯(1)包覆于由耐用材料构成的外部涂层(2)内。
2.根据权利要求1所述的浸渍模具，其中，所述模型芯(1)是陶瓷的，并且构成所述外部涂层(2)的所述耐用材料包括以下材料中的任一种或这些材料的组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物。
3.根据权利要求2所述的浸渍模具，其中，所述NylonTM是Nylon 11TM。
4.根据权利要求1或2所述的浸渍模具，其中，所述模型芯(1)是新的手套浸渍模具。
5.根据权利要求1或2所述的浸渍模具，其中，所述模型芯(1)是使用过的手套浸渍模具。
6.根据权利要求1所述的浸渍模具，其中，所述模型芯(1)为铝，并且构成所述外部涂层(2)的所述耐用材料包括以下材料中的任一种或这些材料的组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物。
7.根据权利要求6所述的浸渍模具，其中，所述NylonTM是Nylon 11TM。
8.根据权利要求1所述的浸渍模具，其中，所述模型芯(1)是热塑性塑料，并且构成所述外部涂层(2)的所述耐用材料包括以下材料中的任一种或这些材料的组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物。
9.根据权利要求8所述的浸渍模具，其中，所述NylonTM是Nylon 11TM。
10.根据前述权利要求中任一项所述的浸渍模具，其中，所述模具用于制作手套。
11.一种用于制造具有延长的寿命的浸渍模具的方法，包括用由耐用材料构成的外部涂层(2)包围模型芯(1)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述模型芯(1)是陶瓷的，并且构成所述外部涂层(2)的所述耐用材料包括以下材料中的任一种或这些材料的组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，所述模型芯(1)为铝，并且构成所述外部涂层(2)的所述耐用材料包括以下材料中的任一种或这些材料的组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述模型芯(1)是热塑性塑料，并且构成所述外部涂层(2)的所述耐用材料包括以下材料中的任一种或这些材料的组合：NylonTM、聚乙烯、聚丙烯、PVDF、PEEK和含氟聚合物。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，所述模型芯(1)是新的手套浸渍模具。
16.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中，所述模型芯(1)是使用过的手套浸渍模具。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，在用由耐用材料构成的外部涂层包围使用过的手套浸渍模具之前对所述使用过的手套浸渍模具进行清洁。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述外部涂层(2)通过静电喷涂来施加。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述模型芯(1)在所述静电喷涂之前被预热。
20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述外部涂层(2)通过流化浸渍涂覆来施加。
21.根据权利要求2、6或8中任一项所述的浸渍模具，其中，所述外部涂层被纹理化。
22.根据权利要求12、13或14中任一项所述的方法，其中，所述外部涂层被纹理化。
23.根据权利要求2、6或8中任一项所述的浸渍模具，其中，所述外部涂层还包括环氧树脂。
24.根据权利要求23所述的浸渍模具，其中，所述环氧树脂外部涂层被纹理化。
25.根据权利要求12、13或14中任一项所述的方法，其中，所述外部涂层还包括环氧树脂。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，所述环氧树脂外部涂层被纹理化。
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