CN108908848A - 一种高耐磨弹性支座及其加工工艺 - Google Patents

一种高耐磨弹性支座及其加工工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨弹性支座及其加工工艺，该一种高耐磨弹性支座涉及支座领域，包括由刚性或半刚性的材料形成框架、贴附于框架上由弹性材料形成的填料元件以及贴附于填料元件表层的接触元件，所述接触元件包括柔性或半柔性的载体层和密布于载体层上柔性或半柔性的耐磨颗粒，所述耐磨颗粒凸出于载体层的内外表面，接触元件的耐磨颗粒与填料元件相互嵌接咬合，配以载体层与填料元件之间的相互黏连，极大的提高了个组件之间的抗脱落能力；采用ETPU耐磨颗粒和聚氨酯载体层组合形成接触元件，代替传统的皮面，大大提高表面耐磨性能；耐磨颗粒的高回弹性和填料元件的弹性相得益彰，使得支座具备良好的按摩效果，极大提高舒适性。

Description

一种高耐磨弹性支座及其加工工艺
技术领域
本发明涉及支座领域，特别涉及一种高耐磨弹性支座及其加工工艺。
背景技术
支座通常用于但不限于自行车、电动车、游艇等的鞍座。
其通常包括：刚性或半刚性材料的基底元件；填料或填充元件，该填料或填充元件由弹性材料制成；表面覆盖层，一般由皮质材料构成。
如授权公告号为CN104477284A的中国专利公开了一种鞍座，包括皮革层、发泡层、底板支撑部和可插入变换件；所述皮革层位于所述发泡层上部，所述发泡层位于所述底板支撑部上部，底板支撑部下部设置可插入变换件；所述发泡层下部与底板支撑部上部直接接合，所述皮革层下部与所述发泡层上部直接接合。
现有技术的不足之处在于，皮革层只是简单的附着于发泡层，相互之间的抗偏移能力较差，容易产生脱落，并且皮质表层容易磨损，使其使用寿命较低。
发明内容
本发明的目的一是提供一种高耐磨弹性支座，其解决了常规支座抗脱落能力、耐磨性较差的问题，具有高使用寿命的优点。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种高耐磨弹性支座及其加工工艺，包括由刚性或半刚性的材料形成框架、贴附于框架上由弹性材料形成的填料元件以及贴附于填料元件表层的接触元件，所述接触元件包括柔性或半柔性的载体层和密布于载体层上柔性或半柔性的耐磨颗粒，所述耐磨颗粒凸出于载体层的内外表面，其中位于载体层内侧的耐磨颗粒嵌于填料元件。
采用上述方案， 密布的耐磨颗粒作为支座的外部的直接接触表面，相对于皮革的材料来说，其耐磨能力大幅度的增强；稳定性上载体层锁定耐磨颗粒的位置并将所有的耐磨颗粒连为整体，而耐磨颗粒嵌于填料元件，可直接提供滑移限位，并且以极大的表面积实现黏连；事实上，坐垫受到的可产生脱离的力往往是平行于支座表面，也就是说大部分偏移受力将由嵌接部分提供，其抗脱落能力极大增强。
此外，由于耐磨颗粒为柔性且为颗粒状，其内层更是由弹性材料制成的填料元件，两者组合可以使得坐垫具备良好的按摩效果，并且由于其接触点面积减少，在如炎热的夏季，可以大幅度减少灼热感。
进一步优选为：所述耐磨颗粒为ETPU颗粒。
采用上述方案，ETPU具有极佳的回弹性、温和舒适的触感、优良的抗老化、耐候性、极高的耐磨性能以及冲击吸收能力，可以极好的达到前面所说的耐磨、按摩效果；采用柔性或半柔性的载体层为骨架以及容纳式的填料元件可以避免破坏ETPU本身的结构，并充分的利用回弹性使其自由形变，以卸力的方式进一步增强支座的耐磨性能。
进一步优选为：所述载体层的材料为聚氨酯，组成接触元件的ETPU颗粒和聚氨酯的质量比为0.5-1.5:1。
采用上述方案，这个比例下，耐磨颗粒可以保持良好的分散度；即可以保证表层的耐磨颗粒的接触密度，又可以保持载体层有足够的承载空间，以保持耐磨颗粒足够的抗脱落能力。
进一步优选为：所述框架的边缘处全部环绕或部分环绕有与框架连为一体的延边，所述延边上沿框架的边缘设置有多个连通延边所包围的内侧和外侧的流延孔，所述弹性支座还包括穿过流延孔包裹延边并与填料元件连为一体的卷边，所述卷边与填料元件的材料相同。
采用上述方案，提高填料元件与筐架之间的连接稳定性，在实际生产过程中，卷边可以通过弹性材料穿过流延孔获得，巧妙的使得这两个部分可以为一体一次成型，大大减少了加工周期，也保证了产品的一致性，使得填料元件与卷边之间不易产生撕裂；并且受流延孔的限位作用，填料元件与框架之间不仅仅是通过粘粘力提供抵抗相互分离的力，流延孔壁与填料元件之间可以提供刚性周向各点的刚性支撑。
本发明的目的一是提供一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其包括以下步骤：a、将载体层材料与耐磨颗粒混合，其中载体层材料为熔融状态，耐磨颗粒为固体状态；将载体层与耐磨颗粒的混合料注入模具；所述模具包括至少一个凹模、定型模和凸模，其中凸模上具备可装载框架的结构，所述定型模和凹模合模所形成的型腔的间隙厚度小于非挤压状态下的耐磨颗粒的直径；注料时，混合料直接注入凹模的腔室内，注料完成后，所述定型模和凹模合模将上述混合料挤压、固化成接触元件；b、开模，将弹性材料的注入凹模内；采用凸模与凹模合模，弹性材料形成填料元件；c、通过模具上的排气孔穿插放气；d、开模。
采用上述方案，熔融状态下的载体层具有一定流动性，耐磨颗粒可以与其较好的混合，其后在混合料注入凹模的过程中因其流程性可以产生一定的平铺，并且在注料用的注塑机喷头一般都是可移动的，其也可在一定程度上提供状铺设；在合模的时候，定型模和凹模之间形成固定的型腔，也因此混合料将被挤压平铺，并且由于型腔的间隙小于耐磨颗粒的直径，使得尚为固体状态的耐磨不会重叠于一处，有效的将其分散；当型腔的间隙相对较小时，耐磨颗粒将被挤压，在成型开模之后，注入的弹性材料具备流动性，接触元件基本为固体，此时耐磨颗粒内侧逐渐复位，载体层也随之复位，即便有瑕疵的部位，弹性材料也将会将其填补，弹性材料发泡完成后将极好的与接触原元件黏连；其后的放气可以将多余的气体放出，避免空腔形成。
进一步优选为：所述框架具有延边以及贯穿延边并具连通延边所包围的内、外侧的流延孔；步骤b中，框架在合模的过程中挤压弹性材料，弹性材料在框架的外侧形成填料元件的同时弹性材料穿过流延孔并形成包裹延边与填料元件接合为一体的卷边；其中，弹性材料为具备基本抗撕裂强度的材料，在承受非基于卷边的250kg以内的受力时，填料元件、卷边以及框架之间不产生任何不希望的撕裂。
采用上述方案，可以一次性的完成填料元件和卷边的加工，相对于传统的支座加工方式节约了大量的工序和时间，并且在加工成型后，填料元件和卷边自然的连为受力整体，提高了整体的耐压、抗撕裂能力，材料的选用上也加强填料元件和卷边的抗撕裂能力；配合接触元件的成型工艺，可以极大的增强抗脱离性能。
进一步优选为：所述定型模和凸模分别分布于凹模的不同侧面，且分别以一端翻转连接于凹模；所述凹模的至少一个侧壁上设置有至少一个在合模时翻转将凹模与定型模之间或凹模与凸模之间压紧的锁模扣。
采用上述方案，可以迅速的实现定型模打开和凸模的合模，降低未成形的填料元件的空冷时间，锁模扣可以在定型模和凸模本身的重量基础增加压力，使得接触元件和填料元件的挤压分布更加均匀。
进一步优选为：步骤a中，在向凹模注入混合料之前，需在凹模内涂刷脱模剂，待干燥后向凹模内注入混合料；所述脱模剂包括相互羟基丙烯酸树脂和汽油，羟基丙烯酸树脂和汽油按体积的比例配比为1:5~15。
采用上述方案，脱模剂有助于接触元件与凹模的凹腔脱离，但在第二次注料以及填料元件成型的过程中，由于压力减少，耐磨颗粒会有一定程度的复位，在刷图脱模剂的时候就保持干燥可以使得次接触元件在此时可以保持一定的黏连，阻止填料元件滑移；而当脱模剂处于上述的比例值的时，既可以保证脱模效果，有又可以在第二道工序中保持较大的摩擦阻力和一定的黏连。
进一步优选为：步骤a合模后，保持合模3-10分钟之后进入步骤b；步骤b合模后，模具经过烘箱2-6分钟，并在出烘箱后进行放气；其中所述模具到达烘箱的出口时，根据外界稳定的不同需要达到不同的模温；当外界温度小于a时，模温需保持在40-50℃；当外界温度大于a时，模温需保持在25-40℃，其中a为5℃-15℃之间。
采用上述方案，根据外界温度的不同模温度，即散热速度的不同，调整到不同的出烘箱的模温范围，使得填料元件的冷却保持在一定的时间范围内，便于弹性支座的自动化生产。
进一步优选为：所述定型模和凹模合模所形成的型腔的间隙厚度小于非挤压状态下的耐磨颗粒的半径。
采用上述方案，耐磨颗粒的直径和圆度会有一定的浮动，以小于半径的间隙厚度可以将所有的耐磨颗粒都压缩至一定幅度，在其复位之后，对应的载体层也相当于耐磨颗粒的一半，可以充分的保持接触元件外表面的耐磨颗粒接触状况以及内侧与填料元件的连接。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、采用ETPU耐磨颗粒和聚氨酯载体层组合形成接触元件，代替传统的皮面，大大提高表面耐磨性能；
2、接触元件的耐磨颗粒与填料元件相互嵌接咬合，配以载体层与填料元件之间的相互黏连，极大的提高了个组件之间的抗脱落能力；
3、耐磨颗粒的高回弹性和填料元件的弹性相得益彰，使得支座具备良好的按摩效果，极大提高舒适性。
附图说明
图1是实施例1的支座的结构图；
图2是实施例1的支座截面图，其中分隔线a-a的左侧和右侧分别剖切于直接的不同位置；
图3是实施例1的框架的结构图；
图4是实施例1的框架的另一视角的结构图；
图5是实施例2的模具的结构图。
图中，1、框架；2、填料元件；3、接触元件；4、凹模；5、凸模；6、定型模；7、锁模扣；11、延边；12、流延孔；13、内边棱；21、卷边；31、载体层；32、耐磨颗粒；51、排气孔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。
实施例1：一种高耐磨弹性支座，如图1和图2所示，包括由刚性或半刚性的材料形成框架1、贴附于框架1上由弹性材料形成的填料元件2以及贴附于填料元件2表层的接触元件3。
接触元件3包括以聚氨酯为材料的载体层31和以ETPU为材料的耐磨颗粒32，其中耐磨颗粒32密布于载体层31并凸出于载体层31的内外表面，位于载体层31内侧的耐磨颗粒32嵌于填料元件2。组成接触元件3的ETPU颗粒和聚氨酯的质量比为0.5-1.5:1，当接触元件3作为自行车鞍座的表面时，ETPU颗粒和聚氨酯的质量以1:1为宜。
参照图3和图4，框架1的边缘处全部环绕或部分环绕有与框架1连为一体的延边11，延边11部分重叠于框架1的侧面。延边11上沿框架1的边缘设置有多个连通延边11所包围的内侧和外侧的流延孔12。框架1的端面位于流延孔12的开口处。框架11的端面与内侧壁接壤的位置设置有凸出于端面的内边棱13。
参照图2和图4，弹性材料在形成填料元件2的同时穿过流延孔12包裹延边11并与填料元件2连为一体的卷边21，卷边21与填料元件2的材料相同。弹性材料为具备基本抗撕裂强度的材料，即在承受非基于卷边21的250kg以内的受力时，填料元件2、卷边21以及框架1之间不产生任何不希望的撕裂。所谓非基于卷边21的受力指的是成型后的支座受不直接作用于卷边21的外力，以这种支座安装于立着的自行车上的方向为例，这种力包括右上至下、向下斜向的、侧向的以及由下至上自作用于框架1的。这种弹性材料可以为（非限制的）低孔隙聚氨酯、低孔隙聚醚多元醇。
实施例2：一种高耐磨弹性支座的加工工艺，如图5所示，该工艺将使用（非限制性的）一下模具，模具包括至少一个凹模4、定型模6和凸模5，其中凸模5上具备可装载框架1的结构，定型模6和凹模4合模所形成的型腔的间隙厚度小于非挤压状态下的耐磨颗粒32的直径，一般间隙厚度为非挤压状态下的耐磨颗粒32的半径。定型模6和凸模5分别分布于凹模4的不同侧面，且分别以一端翻转连接于凹模4；凹模4的至少一个侧壁上设置有至少一个在合模时翻转将凹模4与定型模6之间或凹模4与凸模5之间压紧的锁模扣7。
参照图2和图5，包括以下步骤：
步骤S1 刷脱模剂，将脱模剂均匀涂刷至凹模4的内腔以及凸模5的挂壳部位；其中凹模4需涂刷并擦干多次。脱模剂包括相互羟基丙烯酸树脂和汽油，羟基丙烯酸树脂和汽油按体积的比例配比为1:5~15。
步骤S2 凸模5挂壳，将框架1装至凸模5的挂壳部位。
步骤S3 注混合料，将ETPU颗粒和聚氨酯的混合料注入凹模4内，注料时移动注料喷头以提高凹模4内的注料均匀度；此时聚氨酯为熔融状态，ETPU颗粒为固体状态；并且聚氨酯和ETPU颗粒的质量比为1:1；
步骤S4 合定型模6，定型模6与凹模4合模，采用锁模扣7压紧定型模6；以定型模6的凸出部分挤压混合料以使其分布均匀；保持合模3-10分钟之后进入下一步骤，合模时间根据外界环境温度可做范围内调整。
步骤S5 二次注料；开定型模6，将弹性材料的注入凹模4内，而后立刻将带有框架1的凸模5合至凹模4，并用另一锁模扣7压紧凸模5。
步骤S6 烘箱保温，将模具送入烘箱2-6分钟，根据外界稳定的不同需要达到不同的模温；当外界温度小于a时，模温需保持在40-50℃；当外界温度大于a时，模温需保持在25-40℃，其中a为5℃-15℃之间。模具加温有两种方式，一种是水加温，二种是电加温，本模具一般采用电热直接加温。
步骤S7 放气，放气，在烘箱出口用工具插穿模具上的排气孔51进行放气，放气一分钟后进入下一步骤。
步骤S8 开模，取出其中的半成品，自检合格后静放在货架上8-12分钟，而后半成品进行修边，切除多余的载体层31。

Claims (10)

1.一种高耐磨弹性支座，包括由刚性或半刚性的材料形成框架(1)、贴附于框架(1)上由弹性材料形成的填料元件(2)以及贴附于填料元件(2)表层的接触元件(3)，其特征是：所述接触元件(3)包括柔性或半柔性的载体层(31)和密布于载体层(31)上柔性或半柔性的耐磨颗粒(32)，所述耐磨颗粒(32)凸出于载体层(31)的内外表面，其中位于载体层(31)内侧的耐磨颗粒(32)嵌于填料元件(2)。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨弹性支座，其特征是：所述耐磨颗粒(32)为ETPU颗粒。
3.根据权利要求2所述的一种高耐磨弹性支座，其特征是：所述载体层(31)的材料为聚氨酯，组成接触元件(3)的ETPU颗粒和聚氨酯的质量比为0.5-1.5:1。
4.根据权利要求1所述的一种高耐磨弹性支座，其特征是：所述框架(1)的边缘处全部环绕或部分环绕有与框架(1)连为一体的延边(11)，所述延边(11)上沿框架(1)的边缘设置有多个连通延边(11)所包围的内侧和外侧的流延孔(12)，所述弹性支座还包括穿过流延孔(12)包裹延边(11)并与填料元件(2)连为一体的卷边(21)，所述卷边(21)与填料元件(2)的材料相同。
5.一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其特征是：包括以下步骤：a、将载体层(31)材料与耐磨颗粒(32)混合，其中载体层(31)材料为熔融状态，耐磨颗粒(32)为固体状态；将载体层(31)与耐磨颗粒(32)的混合料注入模具；所述模具包括至少一个凹模(4)、定型模(6)和凸模(5)，其中凸模(5)上具备可装载框架(1)的结构，所述定型模(6)和凹模(4)合模所形成的型腔的间隙厚度小于非挤压状态下的耐磨颗粒(32)的直径；注料时，混合料直接注入凹模(4)的腔室内，注料完成后，所述定型模(6)和凹模(4)合模将上述混合料挤压、固化成接触元件(3)；b、开模，将弹性材料的注入凹模(4)内；采用凸模(5)与凹模(4)合模，弹性材料形成填料元件(2)；c、通过模具上的排气孔（51）穿插放气；d、开模。
6.根据权利要求5所述的一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其特征是：所述框架(1)具有延边(11)以及贯穿延边(11)并具连通延边(11)所包围的内、外侧的流延孔(12)；步骤b中，框架(1)在合模的过程中挤压弹性材料，弹性材料在框架(1)的外侧形成填料元件(2)的同时弹性材料穿过流延孔(12)并形成包裹延边(11)与填料元件(2)接合为一体的卷边(21)；其中，弹性材料为具备基本抗撕裂强度的材料，在承受非基于卷边(21)的250kg以内的受力时，填料元件(2)、卷边(21)以及框架(1)之间不产生任何不希望的撕裂。
7.根据权利要求5所述的一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其特征是：所述定型模(6)和凸模(5)分别分布于凹模(4)的不同侧面，且分别以一端翻转连接于凹模(4)；所述凹模(4)的至少一个侧壁上设置有至少一个在合模时翻转将凹模(4)与定型模(6)之间或凹模(4)与凸模(5)之间压紧的锁模扣(7)。
8.根据权利要求5所述的一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其特征是：步骤a中，在向凹模(4)注入混合料之前，需在凹模(4)内涂刷脱模剂，待干燥后向凹模(4)内注入混合料；所述脱模剂包括相互羟基丙烯酸树脂和汽油，羟基丙烯酸树脂和汽油按体积的比例配比为1:5~15。
9.根据权利要求5所述的一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其特征是：步骤a合模后，保持合模3-10分钟之后进入步骤b；步骤b合模后，模具经过烘箱2-6分钟，并在出烘箱后进行放气；其中所述模具到达烘箱的出口时，根据外界稳定的不同需要达到不同的模温；当外界温度小于a时，模温需保持在40-50℃；当外界温度大于a时，模温需保持在25-40℃，其中a为5℃-15℃之间。
10.根据权利要求5所述的一种高耐磨弹性支座的加工工艺，其特征是：所述定型模(6)和凹模(4)合模所形成的型腔的间隙厚度小于非挤压状态下的耐磨颗粒(32)的半径。
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