CN110678097B - 利用泡沫颗粒制造物品的方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于制造鞋类物品的方法。在各个方面中,该方法包括利用使用泡沫颗粒的添加制造方法。在一些方面中,所公开的方法包括将结合材料选择性地沉积在目标区域中的泡沫颗粒上,使得结合材料用结合材料包覆泡沫颗粒的界定表面的至少一部分。然后结合材料被固化以将目标区域中的泡沫颗粒彼此附连。在各个方面中,所公开的方法可以用于制造物品,该物品具有在泡沫颗粒之间不同的附连水平的子区域,并且从而产生具有不同性质诸如密度、弹性和/或弯曲模量的子区域。本摘要意图作为用于在特定领域中检索目的的浏览工具且不意图限制本公开内容。

Description

利用泡沫颗粒制造物品的方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月1日提交的美国临时申请第62/513,959号和于2018年2月5日提交的美国临时申请第62/626,358号的权益,它们中的每一个通过引用以其整体并入本文。
技术领域
本公开内容总体上涉及在添加制造方法中利用泡沫颗粒制造物品的方法,并且特别是,在包括选择性激光烧结技术的方法中利用泡沫颗粒制造物品的方法。
背景
运动装备和服装以及鞋类的设计涉及多种因素,从美学方面,到舒适性和感觉,到性能和耐用性。虽然设计和时尚可能迅速地变化,但市场中对于增强性能的需求是不变的。为了平衡这些需求,设计者采用多种材料和设计用于构成运动装备和服装以及鞋类的各种部件。
发明内容
在下文的一个或多个实施方案中可实现本公开的各方面。
1.一种形成物品的方法,所述方法包括:
布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中所述布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;
将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中所述结合材料目标区域包括所述布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用所述结合材料包覆所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;和
固化在至少所述结合材料目标区域内的、包覆所述布置的多个泡沫颗粒的所述界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将所述目标区域内的所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连。
2.根据项目1所述的方法,其中所述固化包括固化所述沉积的结合材料并且将所述沉积的结合材料结合至所述布置的多个泡沫颗粒的所述界定表面的被包覆的至少一部分。
3.根据项目1所述的方法,其中所述固化包括:
向所述沉积的结合材料和所述布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化所述布置的多个泡沫颗粒的所述界定表面的被包覆的至少一部分的所述热塑性弹性体材料;以及
将所述布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性弹性体材料再固化的温度或低于所述软化的热塑性弹性体材料再固化的温度;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分的至少一部分附连。
4.根据项目3所述的方法,其中所述施加能量包括向大体上所有的所述布置的多个泡沫颗粒施加能量。
5.根据项目3或4所述的方法,其中所述施加能量包括施加红外光谱内的能量。
6.根据项目1-5中任一项所述的方法,其中所述结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且
其中固化包括:
在所述结合材料的所述一种或更多种单体、所述一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或
在所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分和所述结合材料的所述一种或更多种单体、所述一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
7.根据项目1-6中任一项所述的方法,其中沉积结合材料包括通过喷射、喷雾或其组合沉积所述结合材料;
其中所述结合材料包括溶剂;
其中所述方法还包括,在所述沉积之后,用所述溶剂溶解所述布置的多个泡沫颗粒的所述界定表面的至少一部分,形成所述布置的泡沫颗粒的溶解的界定表面;并且
其中所述固化包括,在所述溶解之后,除去所述结合材料的所述溶剂的至少一部分,并且固化所述布置的泡沫颗粒的所述溶解的界定表面的所述至少一部分;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
8.根据项目1-7中任一项所述的方法,其中所述沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;
其中所述第一结合材料包括溶剂,
其中所述第二结合材料包括所述溶剂中可溶的结合热塑性弹性体材料;并且
其中所述固化包括除去所述溶剂并且将所述结合热塑性弹性体材料固化在所述布置的泡沫颗粒的所述界定表面的至少一部分上;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
9.根据项目1-8中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒包括具有约0.1克每立方厘米至约0.8克每立方厘米的密度的泡沫颗粒。
10.根据项目1-9中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒具有约80克每升至约200克每升的堆积密度。
11.根据项目1-10中任一项所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
12.根据项目1-11中任一项所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料通过至少10摄氏度的熔化温度范围来表征,在该熔化温度范围内,所述第一热塑性弹性体材料和所述第二热塑性弹性体材料两者均呈现出按照使用差示扫描量热法确定的软化和熔化行为。
13.一种物品,所述物品通过根据项目1-12中任一项所述的方法制造。
14.根据项目13所述的物品,其中所述物品是用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件。
15.根据项目14所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是用于鞋类物品的缓冲元件。
16.根据项目13-15中任一项所述的物品,其中所述物品通过多个子区域表征,所述多个子区域包括通过第一性质表征的第一子区域和通过第二性质表征的第二子区域,其中所述第一性质比所述第二性质大至少10%,并且其中所述第一性质和所述第二性质选自弯曲模量、刚度、堆积密度、弹性及其组合。
17.一种物品,包括:
由多个附连的泡沫颗粒形成的结构,其中
所述多个附连的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在所述单独的泡沫颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将所述单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒,
所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含所述热塑性弹性体材料,
所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒的结合材料的一部分、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自所述单独的泡沫颗粒的所述热塑性弹性体材料的与来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的所述热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合,
由所述多个附连的泡沫颗粒形成的所述结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%,
其中,在附连之前,所述多个泡沫颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,并且所述结构中的球形或椭球形的泡沫颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
18.根据项目17所述的物品,其中所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的所述至少一个、或两者的溶解且再固化的热塑性弹性体材料。
19.根据项目17或18所述的物品,其中所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的所述至少一个、或两者的溶解且再固化的结合剂材料。
20.一种制造鞋类物品的方法,包括:
将鞋面附连到鞋底结构,其中所述鞋底结构包括缓冲元件,所述缓冲元件包括由多个附连的泡沫颗粒形成的结构,其中
所述多个附连的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在所述单独的泡沫颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将所述单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒,
所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含所述热塑性弹性体材料,
所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒的结合材料的一部分、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自所述单独的泡沫颗粒的所述热塑性弹性体材料的与来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的所述热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合,
由所述多个附连的泡沫颗粒形成的所述结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%,
其中,在附连之前,所述多个泡沫颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,并且所述结构中的球形或椭球形的泡沫颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
附图简述
当结合附图,在回顾下文描述的详细描述之后,将容易地理解本公开内容的另外的方面。
图1是根据本发明的一个方面的具有鞋底部件的鞋类物品的正视图。
图2是图1的鞋类物品的鞋底部件的分解图。
图3是图1的鞋类物品的鞋底部件的底部的平面图。
图4是在鞋类物品的鞋底部件中使用的插入件的仰视图。
图5是插入第一部分中以形成鞋底部件的图4的插入件的俯视图。
图6是鞋类物品的外侧视图,示出了鞋的鞋面和鞋外底。
图7是鞋外底部件的底部的平面图。
图8是图7中所示的鞋外底部件的仰视横截面图,描绘了不同的泡沫颗粒熔合的子区域。
图9是图8中所示的鞋外底部件的沿线A-A的横向横截面图,描绘了不同的泡沫颗粒熔合的子区域。
图10是图7中所示的鞋外底部件的仰视横截面图,描绘了不同的泡沫颗粒熔合的子区域。
图11示出了代表性公开的热塑性弹性体泡沫颗粒的代表性差示扫描量热法数据。
图12示出了代表性公开的热塑性弹性体泡沫颗粒(样品尺寸=2,000个泡沫颗粒)的代表性粒度分布数据,该热塑性弹性体泡沫颗粒的圆度(roundness)或圆度(circularity)分布数据在图13中示出。
图13示出了代表性公开的热塑性弹性体泡沫颗粒(样品尺寸=2,000个泡沫颗粒)的代表性圆度或圆度分布数据,该热塑性弹性体泡沫颗粒的粒度分布数据在图12中示出。
图14示出了使用所公开的方法制备的代表性物品的图像。
图15示出了生产平台上的代表性鞋底夹层的图像,其中未熔合的颗粒环绕鞋底夹层。
图16示出了图15中所示的代表性鞋底夹层在清理和除去未熔合的颗粒后的图像。
图17示出了使用所公开的方法制备的代表性鞋底夹层的图像。在通过将鞋底夹层浸入加热至60摄氏度的水性染料溶液中将泡沫颗粒熔合后,对代表性鞋底夹层进行染色,水性染料溶液包含在异丙醇中的酸性染料和/或反应性染料中的一种或更多种。
图18以较高的放大率示出了图17中所示的代表性鞋底夹层的区段的图像。
图19示出了使用所公开的方法制备的代表性鞋底夹层的图像。在通过将鞋底夹层浸入加热至60摄氏度的水性染料溶液中将泡沫颗粒熔合后,对代表性鞋底夹层进行染色,水性染料溶液包含在异丙醇中的酸性染料和/或反应性染料中的一种或更多种。
图20示出了使用所公开的方法制备的代表性鞋底夹层的图像。简言之,白色泡沫颗粒被布置,然后通过沉积黑色的能量吸收油墨彼此附连,随后加热泡沫颗粒以熔化泡沫颗粒的表面,从而将它们熔合在一起。
图21示出了使用与图20所描述的方法类似的所公开的方法制备的代表性物品的图像。该物品包括未经历能量吸收油墨的沉积的区域(在物品的内表面上明显的圆形白色区域),并且这样,泡沫颗粒在这些区域中是大体上未附连的(参见用虚线突出显示的包括未附连的泡沫物品并且由适当的箭头指示的两个区域的图)。该物品的其它区域经历能量吸收油墨的沉积,然后加热。这样,这些区域中的泡沫颗粒彼此附连。
图22示出了图21中描述的代表性物品的图像。然而,在包括未附连的泡沫颗粒的区域中的泡沫颗粒已经被除去,从而产生空隙区域(参见用虚线突出显示的其中未附连的泡沫物品被除去并且由适当的箭头指示的两个空隙区域的图)。该物品的其它区域经历能量吸收油墨的沉积,然后加热。这样,这些区域中的泡沫颗粒保持彼此附连。
图23示出了使用与图20所描述的方法类似的所公开的方法制备的代表性物品的图像。然而,对于所示的物品,与右侧相比,较大浓度的结合剂材料(binder material)被施加到方框的左侧,使得左侧的堆积密度(bulk density)和刚度大于右侧。
图24以较高的放大率示出了图23中所示的代表性鞋底夹层的沿左边缘的区段的图像。
图25以较高的放大率示出了图23中所示的代表性鞋底夹层的沿右边缘的区段的图像。该图像示出了由泡沫颗粒上的结合剂材料的液滴形成的单独的斑点。
详细描述
本公开内容涉及用于在添加制造方法中利用泡沫颗粒制造物品的方法。由于这些方法的速度、可定制性和灵活性,添加制造方法例如选择性激光烧结,对于制造许多类型的物品是高度合意的。特别地,添加制造方法可用于制造可以通过传统的模制、铸造或机加工方法以极大的成本或以极大的难度制造的物品。在一些情况下,期望的物品甚至可能不适合通过传统的模制、铸造或机加工方法制造。
通常,添加制造工艺被理解为通常以逐层的方式根据3D模型数据连接材料以制造物体的工艺,与减量制造方法学(subtractive manufacturing methodology)相反。添加制造方法可以包括一个步骤,该步骤包括以允许调节传输到x-y平面中的每个点的能量的量的方式在包含材料的x-y平面中引导能量束。这样,x-y平面中的每个点处的材料可以经历不同程度的加热和熔化,从而允许操作者改变x-y平面的子区域的材料性质差异。然而,在其它方面中,如本文公开的添加制造方法可以包括布置,包括但不限于层叠(layering)材料,诸如泡沫颗粒,所述材料然后可以通过在其上沉积结合材料来连接。然后任选地将结合材料固化以便将该材料附连到另一材料。在一个方面中,固化结合材料包括至少向用结合材料包覆的泡沫颗粒施加能量以固化结合材料,从而将包覆的泡沫颗粒彼此附连。在另一个方面中,固化结合材料包括向结合材料施加能量以软化用结合材料包覆的被包覆的泡沫颗粒的热塑性材料,并且再固化软化的热塑性材料,从而将被包覆的泡沫颗粒彼此附连。在又另一个方面中,固化结合材料包括至少向用结合材料包覆的泡沫颗粒施加能量以软化用结合材料包覆的被包覆的泡沫颗粒的热塑性材料,并且再固化软化的热塑性材料,从而将被包覆的泡沫颗粒彼此附连。
已经发现添加制造方法可以用于包含热塑性弹性体的泡沫颗粒。在添加制造方法中使用泡沫颗粒的能力首次允许方法将物品制造成具有例如堆积密度的性质,这些性质使用聚合物粉末是不可能的。除了将多个泡沫颗粒彼此附连以形成结构之外,所公开的方法还可以包括将多个泡沫颗粒附连到部件的表面诸如纺织品元件或固体树脂元件。所公开的方法允许制造这样的物品,该物品将发泡的聚合物材料在工艺中发现的有用的性能和材料性质与添加制造方法的灵活性、可定制性和快速生产率(rapid throughput)组合。特别地,已经发现,所公开的使用泡沫颗粒的添加制造方法可以用于制造在鞋类的制造中使用的部件,诸如预成型件、鞋底夹层、鞋外底、鞋垫和鞋跟缓冲衬垫。
还已经发现,添加制造方法可以用于包含热塑性弹性体的固体(即未发泡的)树脂颗粒,诸如具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度的树脂颗粒,包括在形状上是大体上椭球形或球形的树脂颗粒。也就是说,物品可以使用所公开的方法用固体树脂颗粒单独地或与泡沫颗粒组合来制造。除了将多个固体树脂颗粒彼此附连以形成结构之外,所公开的方法还可以包括将多个树脂颗粒附连到部件的表面,所述部件诸如纺织品元件或固体树脂元件,诸如例如注射模制的树脂元件。能量吸收结合材料可以被施加到固体树脂颗粒,使得光化辐射然后可以用于使树脂颗粒的温度升高到高于形成树脂颗粒的热塑性弹性体的熔点或软化点。此方法可以用于将树脂颗粒彼此附连、附连到泡沫颗粒或附连到其它元件。将树脂颗粒的温度升高到高于热塑性弹性体的熔点可以允许熔化的树脂颗粒材料在多个泡沫颗粒的表面上流动并流入其中,以将泡沫颗粒彼此附连以形成结构,或在结构内形成高度熔合的树脂颗粒的区域,诸如该结构的外边缘或内边缘,或者以将树脂颗粒或泡沫颗粒两者附连以形成结构并在该结构内提供高度熔合的区域。
此外,已经发现,所公开的方法可以减少物品构建时间,同时允许制造具有多个子区域的部件,这些子区域包括区别地附连的泡沫颗粒。多个子区域可以是包括期望的几何形状和/或形状的离散区域。可选择地,物品可以包括一定梯度的区别地附连的泡沫颗粒。已经发现,所公开的方法可以提供具有高度附连的泡沫颗粒的区域的物品,诸如对其中是完全未附连的泡沫颗粒的子区域进行划界的物品外边缘或内边缘。
在第一方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫颗粒的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连。
在第二方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括固化沉积的结合材料并且将沉积的结合材料结合至布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分,从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分彼此附连。
在第三方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括:向布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以熔化或软化布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的热塑性材料;并且将布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到熔化或软化的热塑性材料再固化的温度或低于熔化或软化的热塑性材料再固化的温度;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分彼此附连。
在第四方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;并且其中结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物、或其组合;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第五方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第六方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括固化沉积的结合材料并且将沉积的结合材料结合至布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分,从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第七方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连,其中固化包括:向布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的热塑性材料;以及将布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性材料再固化的温度或低于软化的热塑性材料再固化的温度;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第八方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第九方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连。
在第十方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括固化沉积的结合材料并且将沉积的结合材料结合至布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分,从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连。
在第十一方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括:向布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的热塑性材料;并且将布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性材料再固化的温度或低于软化的热塑性材料再固化的温度;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连。
在第十二方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;并且其中结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物、或其组合;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第十三方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第十四方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括固化沉积的结合材料并且将沉积的结合材料结合至布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分,从而将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第十五方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连,其中固化包括:向布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的热塑性材料;以及将布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性材料再固化的温度或低于软化的热塑性材料再固化的温度;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第十六方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层,并且其中该层具有基本上平面的构造;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒;并且其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
在第十七方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连。
在第十八方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;其中结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且其中固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第十九方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;其中沉积结合材料包括通过喷射、喷雾或其组合沉积结合材料;其中结合材料包括溶剂,其中布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分被溶剂溶解;并且其中所述固化包括除去溶剂并且固化布置的泡沫颗粒的溶解的界定表面的至少一部分;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第二十方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;其中所述沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;其中所述第一结合材料包括溶剂;其中第二结合材料包括可溶解的结合热塑性弹性体材料;并且其中所述固化包括除去溶剂并且将可溶解的结合热塑性弹性体材料固化在布置的泡沫颗粒的界定表面的至少一部分上;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第二十一方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连。
在第二十二方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;其中结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且其中固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第二十三方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;其中沉积结合材料包括通过喷射、喷雾或其组合沉积结合材料;其中结合材料包括溶剂,其中布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分被溶剂溶解;并且其中所述固化包括除去溶剂并且固化布置的泡沫颗粒的溶解的界定表面的至少一部分;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第二十四方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连;其中所述沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;其中所述第一结合材料包括溶剂;其中第二结合材料包括可溶解的结合热塑性弹性体材料;并且其中所述固化包括除去溶剂并且将可溶解的结合热塑性弹性体材料固化在布置的泡沫颗粒的界定表面的至少一部分上;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在第二十五方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品包括:由多个熔合的泡沫颗粒形成的结构;其中多个熔合的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括将单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒的一个或更多个熔合的区域;其中一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料;其中熔合的区域包括来自单独的泡沫颗粒的热塑性弹性体材料的与来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分;其中由多个熔合的泡沫颗粒形成的结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据该结构的总体积的至少10%;并且其中,在熔合之前,多个泡沫颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;并且该结构中的球形或椭球形的泡沫颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
在第二十六方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个树脂颗粒,其中布置的多个树脂颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个树脂颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个树脂颗粒的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个树脂颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个树脂颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将结合材料目标区域内的布置的多个树脂颗粒的至少一部分彼此附连。在一个实例中,结合材料目标区域还包括多个泡沫颗粒,并且固化包括将布置的多个树脂颗粒的至少一部分附连到多个泡沫颗粒的至少一部分。
在可选择的方面中,泡沫颗粒通过引导能量束被彼此熔合。使用这样的方法,已经发现,所公开的方法将物品的构建时间减少了至少三分之一,同时允许制造具有多个子区域的部件,这些子区域包括区别地熔合的泡沫颗粒。多个子区域可以是包括期望的几何形状和/或形状的离散区域。可选择地,物品可以包括一定梯度的区别地熔合的泡沫颗粒。已经发现,所公开的方法可以提供具有高度熔合的泡沫颗粒的区域的物品,诸如对其中是完全未熔合的泡沫颗粒的子区域进行划界的物品外边缘或内边缘。
在可选择的第一方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于熔合多个泡沫颗粒的目标区域的条件下,用光化辐射升高多个泡沫颗粒的目标区域的温度,其中升高温度被进行至少一次迭代。
在可选择的第二方面中,本公开内容涉及一种制造物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,使得多个泡沫颗粒包括第一颗粒,该第一颗粒具有与相邻颗粒的第二表面接触的第一表面,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于将第一颗粒的第一表面熔合到相邻颗粒的第二表面的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在可选择的第三方面中,本公开内容涉及一种制造物品的方法,所述方法包括:形成多个泡沫颗粒的层,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒具有约0.04毫米至约10毫米的数均直径;将能量束引导在多个泡沫颗粒的该层的目标区域处持续一定的时间段,其中多个泡沫颗粒的该层的选定部分被能量束加热,从而熔化位于其中的多个泡沫颗粒上的一个或更多个表面的一部分;以及重复所述形成步骤和所述引导能量步骤以按分层方式形成物品。
在可选择的第四方面中,本公开内容涉及一种制造物品的方法,所述方法包括:形成多个球形形状的泡沫颗粒的层,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒具有约0.04毫米至约10毫米的数均直径;将激光束引导在多个泡沫颗粒的层的目标区域处持续一定的时间段,其中多个泡沫颗粒的层的选定部分被激光束加热,从而熔化位于其中的多个泡沫颗粒上的一个或更多个表面的一部分;以及重复所述形成步骤和所述引导能量步骤以按分层方式形成物品。
在可选择的第五方面中,本公开内容涉及一种制造物品的方法,所述方法包括:形成多个球形形状的泡沫颗粒的层,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒具有约0.04毫米至约10毫米的数均直径;将激光束引导在多个泡沫颗粒的层的目标区域处持续一定的时间段,其中多个泡沫颗粒的层的一部分使用选择性激光烧结来烧结;以及重复所述形成步骤和所述引导能量步骤以按分层方式形成物品。
在可选择的第六方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于熔合多个泡沫颗粒的目标区域的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在可选择的第七方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,使得多个泡沫颗粒包括第一颗粒,该第一颗粒具有与相邻颗粒的第二表面接触的第一表面,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于将第一颗粒的第一表面熔合到相邻颗粒的第二表面的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在可选择的第八方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:形成多个泡沫颗粒的层,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒具有约0.04毫米至约10毫米的数均直径;将能量束引导在多个泡沫颗粒的层的目标区域处持续一定的时间段,其中多个泡沫颗粒的层的选定部分被能量束加热,从而熔化位于其中的多个泡沫颗粒上的一个或更多个表面的一部分;以及重复所述形成步骤和所述引导能量步骤以按分层方式形成物品。
在可选择的第九方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:形成多个球形形状的泡沫颗粒的层,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒具有约0.04毫米至约10毫米的数均直径;将激光束引导在多个泡沫颗粒的层的目标区域处持续一定的时间段,其中多个泡沫颗粒的层的选定部分被激光束加热,从而熔化位于其中的多个泡沫颗粒上的一个或更多个表面的一部分;以及重复所述形成步骤和所述引导能量步骤以按分层方式形成物品。
在可选择的第十方面中,本公开内容涉及一种物品,所述物品通过形成物品的方法制造,所述方法包括:形成多个球形形状的泡沫颗粒的层,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒具有约0.04毫米至约10毫米的数均直径;将激光束引导在多个泡沫颗粒的层的目标区域处持续一定的时间段,其中多个泡沫颗粒的层的一部分使用选择性激光烧结来烧结;以及重复所述形成步骤和所述引导能量步骤以按分层方式形成物品。
在可选择的第十一方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个树脂颗粒,其中多个树脂颗粒包含热塑性弹性体,其中多个树脂颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;在有效用于将目标区域中的多个树脂颗粒的至少一部分彼此熔合的条件下,用光化辐射升高多个树脂颗粒的目标区域的温度,其中升高温度被进行至少一次迭代。在一个实例中,目标区域还包括多个泡沫颗粒,并且该方法在将目标区域中的多个泡沫颗粒的至少一部分熔合到树脂颗粒的一部分中是有效的。
使用所公开的方法制造的物品。
鞋类10是运动鞋类的示例性物品,其包括使用本公开内容的方法制造的一个或更多个部件物品。虽然图示为跑步鞋,但是鞋类10可以可选择地被配置为用于任何合适的运动表现,诸如棒球鞋、篮球鞋、英式足球鞋/国际足球鞋、美式足球鞋、跑步鞋、交叉训练鞋、啦啦队鞋(cheerleading shoe)、高尔夫鞋等。虽然运动鞋在图1中例示,但是将容易理解,所采用的一些术语还将适于其它鞋类物品或适于其它款式的鞋。鞋类10包括鞋面12和固定至鞋面12的鞋底部件14。鞋底部件14可以通过粘合剂或任何其它合适的手段被固定至鞋面12。如本文使用的,鞋底部件14可以是完全由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品形成的整体式部件,或是由多个整体式部件形成的多部件组件,其中整体式部件中的至少一个完全由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品形成。
鞋类10具有内侧面或内侧16和外侧面或外侧18。为了易于讨论,鞋类10可以被分成三个部分:鞋前部部分20、鞋中部部分22和鞋跟部分24。部分20、22和24并不旨在精确地划分鞋类10的区域。相反地,部分20、22和24旨在表示鞋类10的各个区域,这在下面的讨论期间提供了参考框架。除非另有指示,否则在本文中使用的方向性术语,诸如向后、向前、顶部、底部、向内、向下、向上等,指的是相对于鞋类10本身的方向。鞋类10在图1中被示出为大体上水平的取向,因为其被穿戴者穿戴时将被定位在水平表面上。然而,应理解鞋类10不需要被限制为这样的取向。因此,在图1中,向后是朝向鞋跟部分24(如在图1中所看到的向右),向前是朝向鞋前部部分20(如在图1中所看到的向左),并且向下是朝向页面的底部,如在图1中所看到的。顶部指的是朝向图1中的视图的顶部的元件,而底部指的是朝向图1中的视图的底部的元件。向内是朝向鞋类10的中心,并且向外是朝向鞋类10的外围边缘。
在一些方面中,部件是鞋底部件,诸如在图1-图5中描绘的鞋底部件14,其包括使用如本文描述的所公开的方法制造的物品。在一些方面中,部件是插入件,诸如在图4-图5中描绘的插入件36或插入件60,插入件包括使用如本文描述的所公开的方法制造的物品。鞋底部件和用于鞋底部件的插入件可以部分地或完全地由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品制造。鞋底部件的任何部分或用于鞋底部件的插入件可以由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品制造。例如,鞋底部件的第一部分26(任选地包括地面接合下表面44,诸如多个突出部46和/或环绕突出部的凹槽48)、整个插入件36、插入件60的部分62或64、单独的鞋外底部件或其任何组合,可以包括使用如本文描述的所公开的方法制造的物品。
通常设置在穿戴者的脚和地面之间的鞋底部件14提供对地面反作用力的衰减(即,赋予缓冲)、附着摩擦力,并且可以控制脚的运动,诸如内旋(pronation)。与常规的鞋类物品一样,鞋底部件14可以包括位于鞋面12内的鞋内底(未示出)。在一些方面中,鞋底部件是鞋内底或鞋垫或者是包括鞋内底或鞋垫的多部件组件,还可以包括位于鞋面内的鞋内底或鞋垫,其中鞋内底或鞋垫完全地或部分地由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品形成。本文描述的鞋类物品可以包括完全地或部分地由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品形成的鞋内底或鞋垫。
如在图2中可以看到的,鞋底部件14由具有上表面27的第一部分26组成,该上表面27具有在其中形成的凹部28。用粘合剂或其它合适的紧固手段将上表面27固定至鞋面12。多个大体上水平的肋30在第一部分26的外部上形成。在某些方面中,肋30从内侧面16上的鞋前部部分20的中心部分沿着第一部分26向后延伸,围绕鞋跟部分24并在第一部分26的外侧面18上向前延伸到鞋前部部分20的中心部分。
第一部分26提供鞋底部件14的外部附着摩擦力表面。在某些方面中,应当理解,单独的鞋外底部件可以被固定至第一部分26的下表面。当单独的鞋外底部件被固定至第一部分26的下表面时,第一部分26是鞋底夹层部件。在一些方面中,物品是用于鞋类物品的鞋底夹层部件。
在一些方面中,物品是插入件。插入件36可以容纳在凹部28中。如图2中图示的,插入件36可以在鞋底部件中提供缓冲或弹性。第一部分26可以为插入件36提供结构和支撑。在这样的方面中,第一部分26可以由与插入件36相比较高的密度和/或硬度的材料形成,所述材料诸如例如包括橡胶和热塑性聚氨酯的非泡沫材料,以及泡沫材料。在某些方面中,插入件36可以由使用如本文描述的所公开的方法制造的物品形成。
插入件36具有弯曲的后表面38以与凹部28的弯曲的后表面32配合,以及横向的前表面40以与凹部28的横向的前表面34配合。插入件36的上表面42与鞋面12接触并且用粘合剂或其它合适的紧固手段固定至鞋面12。例如,当存在插入件36时,凹部28可以从鞋跟部分24延伸到鞋前部部分20。在某些方面中,凹部28的后表面32弯曲成大体上遵循鞋跟部分24的后部的轮廓,并且凹部28的前表面34跨过第一部分26横向地延伸。
如在图3中最佳地看出的,第一部分26的地面接合下表面44包括多个突出部46。每个突出部46被凹槽48环绕。多个横向狭槽50在下表面44中形成,在相邻的突出部46之间延伸。纵向狭槽52沿着下表面44从鞋跟部分26延伸到鞋前部部分20。
图4和图5示出了插入件60的仰视图和俯视图,该插入件60可以在如本文描述的鞋底部件中使用。插入件60类似于插入件36,但是如图4和图5中图示的,插入件60由两种类型的材料62和64形成,其中材料中的至少一种是使用如本文描述的所公开的方法制造的物品。图4示出了插入件60的仰视图,而图5示出了插入件60的俯视图,该插入件60由两种类型的材料62和64形成,其中插入件放置在第一部分66内部以形成鞋底部件14。还可以使用具有多于两种类型的材料的插入件,多于两种类型的材料中的至少一种是使用如本文描述的所公开的方法制造的物品。在图4和图5中图示的实例中,第一材料62的一部分可以在插入件的鞋跟区域中使用,并且第二材料64的一部分可以在插入件的鞋头区域中使用。较高密度的材料可以用于支撑鞋跟区域,而较低密度的材料可以用于支撑鞋头区域。例如,第一材料的密度可以比第二材料的密度大至少0.02克每立方厘米。插入件的两种材料62和64的部分的形状可以是任何合适的形状。例如,鞋跟区域可以呈楔形形状。由两种类型的材料形成的插入件在跑步鞋中以及在篮球鞋中是有用的。
图6示出了鞋类物品100,诸如运动鞋类物品的外侧视图,鞋类物品100具有鞋面110和鞋外底120。鞋类物品100还可以包括鞋类或运动鞋类的典型的其它部件,例如鞋底夹层、鞋垫、带衬垫的鞋领等。然而,为了易于在本文中讨论,仅鞋面110和鞋外底120在图中具体示出。在各个方面中,所公开的物品可以是鞋外底120,该鞋外底120具有如图6中所示的外侧形状或如由特定的鞋类物品的要求所确定的其它外侧形状。图7示出了鞋外底120的相应的平面图,鞋外底120的相应的外侧视图在图6中示出。在各个方面中,所公开的物品可以是鞋外底120,该鞋外底120具有如图7中所示的平面图形状或如由特定的鞋类物品的要求所确定的其它平面图形状。
图8示出了鞋外底120的平面图,该鞋外底120包括使用本文描述的所公开的方法制备的具有不同性质的三个子区域。在各个方面中,鞋外底120可以包括两个或更多个具有不同性质的子区域,所述性质诸如密度、弯曲模量、弹性等,这些性质可以与每个子区域在该方法中经历的不同的加热水平相关联。例如,子区域121a、121b和121c具有大致位于鞋外底的鞋跟部分内的界定的平面图几何形状。尽管这些子区域121a、121b和121c被示出为具有矩形几何形状,但是本领域技术人员可以理解,任何数目的几何形状是可能的,并且在本公开内容中被设想。此外,这些子区域121a、121b和121c的布置可以基于具有期望密度的期望的子区域的几何形状、尺寸和位置而变化,以为鞋外底提供期望的性能特性。
在一些方面中,在这些子区域121a、121b和121c内的泡沫颗粒可以是完全未熔合的。也就是说,当能量束经过121a、121b和121c内的x-y坐标时,能量束可以暂停这些子区域内的能量束发射。因此,这些子区域121a、121b和121c的密度可以小于暴露于能量束的一次或更多次迭代的其它子区域。在可选择的方面中,这些子区域121a、121b和121c内的泡沫颗粒经历暴露于能量束的仅单次迭代。在另外的可选择的方面中,这些子区域121a、121b和121c内的泡沫颗粒经历暴露于能量束的2-7次迭代,但比子区域122或123经历更少的暴露于能量束的迭代。
相比之下,图8中的子区域122包括具有大致相同的性质例如密度的熔合的泡沫颗粒。也就是说,子区域122中的泡沫颗粒暴露于相同的强度和持续时间的能量束。在所示的平面图中,子区域123基本上是鞋外底120的边缘。此子区域中的泡沫颗粒被表征为是高度熔合的。在一些方面中,子区域122和123的密度大于子区域121a、121b和121c的密度。在一些方面中,子区域123的密度大于子区域122的密度。
图9示出了图8中所示的鞋外底120沿着线A-A的横截面图。该横截面图示出了,子区域121a、121b和121c不仅可以具有界定的平面图几何形状,而且可以沿着鞋外底120的深度(或z轴)的不同部分延伸。
图10示出了鞋外底120的平面图,该平面图包括包含在其中的泡沫颗粒的熔合的梯度变化。例如,能量束输出和暴露时间的变量可以在非常小的x-y维步骤中改变,使得泡沫颗粒的熔合水平具有从子区域124a到子区域124b到子区域124c的梯度特性。因此,与熔合水平相关联的性质,例如子区域的密度,可以从一个子区域到另一个子区域以梯度的方式变化。在图10中,泡沫颗粒的熔合水平由所示的灰度表示,其中较亮的区域具有较低的泡沫颗粒熔合水平,并且较暗的区域具有较高的泡沫颗粒熔合水平。如图10中所示,鞋外底120包括另一个子区域123,该子区域123界定鞋外底120的高度熔合的外边缘。
虽然本文描述的所公开的方法可以用于制造多种部件中的任一种,包括用于鞋类物品的多种部件,但是在特定的方面中,部件包括预成型件、鞋底夹层、鞋外底、鞋垫、鞋跟缓冲衬垫、鞋内底或插入件。另外的物品可以包括鞋舌衬垫、鞋领衬垫及其组合。如上文描述的且在下文更完整地详述的,使用本文描述的所公开的方法制造的物品可以呈现出具有不同性质的子区域,所述性质诸如但不限于堆积密度、弹性或弯曲模量。子区域可以是具有在子区域内或多或少均匀分布的性质的离散区域。在其它方面中,通过所公开的方法制造的物品可以通过以下表征:性质沿着物品的x轴、y轴和/或z轴的梯度分布。
在一些方面中,物品可以是护胫、肩垫、胸部保护器、罩件、头盔或其它头戴物、膝盖保护器和其它保护性装备中的衬垫部件;放置在衣服物品中的纺织品层之间的部件;或者可以用于其它已知的用于保护或舒适性的衬垫应用,尤其是关注衬垫的重量的应用。
在各个方面中,本公开内容涉及通过如本文描述的所公开的方法制造的物品。在一些方面中,物品用于制造鞋类物品。在另外的方面中,用于制造鞋类物品的物品是鞋底夹层、鞋外底、鞋垫或鞋跟缓冲衬垫。在一些方面中,物品是用于运动头盔、背包、服装、运动制服衬垫或战斗装备(combat gear)的衬垫部件。
在各个方面中,物品通过多个子区域表征,多个子区域包括通过第一性质表征的第一子区域和通过第二性质表征的第二子区域,其中第一性质不等于第二性质,并且其中第一性质和第二性质是弯曲模量、刚度、堆积密度或弹性。
在各个方面中,物品通过多个横截面子区域表征,多个横截面子区域包括通过第一弯曲模量表征的第一子区域和通过第二弯曲模量表征的第二子区域,其中第一弯曲模量不等于第二弯曲模量。
在各个方面中,物品通过多个横截面子区域表征,多个横截面子区域包括通过第一堆积密度表征的第一子区域和通过第二堆积密度表征的第二子区域,其中第一堆积密度不等于第二堆积密度。
在各个方面中,物品通过多个横截面子区域表征,多个横截面子区域包括通过第一刚度表征的第一子区域和通过第二刚度表征的第二子区域,其中第一刚度不等于第二刚度。
在各个方面中,物品通过多个横截面子区域表征,多个横截面子区域包括通过第一弹性表征的第一子区域和通过第二弹性表征的第二子区域,其中第一弹性不等于第二弹性。
使用泡沫颗粒制造物品的方法。
在各个方面中,本公开内容涉及用于形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连。布置多个泡沫颗粒、将结合材料沉积在结合材料目标区域中以及固化沉积的结合材料可以被进行一次或多次迭代。
本文描述的方法包括各个公开的步骤,每个步骤可以被重复,并且如本文使用的,“迭代”被理解为是指步骤或步骤集合的重复。例如,所公开的方法可以包括如上文描述的步骤,诸如布置多个泡沫颗粒、将结合材料沉积在结合材料目标区域中以及固化沉积的结合材料。因此,应当理解,本公开内容包括每个步骤独立于其它步骤的一次或更多次迭代。例如,布置步骤可以被重复一次或更多次迭代,使得每次迭代是所进行的布置步骤。以类似的方式,将结合材料沉积在结合材料目标区域中可以独立于前述实例中的布置步骤或固化沉积的结合材料的迭代被重复一次或更多次迭代。同样地,固化沉积的结合材料可以独立于前述实例中的布置步骤或将结合材料沉积在结合材料目标区域中的迭代被重复一次或更多次迭代。
在另外的方面中,迭代可以包括步骤全体或一组步骤的一次或更多次重复。例如,在前述实例中,如上文描述的布置多个泡沫颗粒、将结合材料沉积在结合材料目标区域中以及固化沉积的结合材料的步骤可以作为从布置到升高温度到降低温度的一系列步骤来进行,并且该系列步骤将包括方法的循环。因此,包括一系列步骤的循环可以被重复一次或更多次迭代。迭代的数目可以是从1次至约500次迭代、从1次至约400次迭代、从1次至约300次迭代、从1次至约250次迭代、从1次至约200次迭代、从1次至约150次迭代、从1次至约100次迭代、从1次至约90次迭代、从1次至约80次迭代、从1次至约70次迭代、从1次至约60次迭代、从1次至约50次迭代、从1次至约40次迭代、从1次至约30次迭代、从1次至约20次迭代、从1次至约10次迭代、从1次至约9次迭代、从1次至约8次迭代、从1次至约7次迭代、从1次至约6次迭代、从1次至约5次迭代、从1次至约4次迭代、从1次至约3次迭代、从1次至约2次迭代、前述范围内的任何子范围、或前述范围内的任一组值。
目标区域被理解为包括包含结合材料被引导至其中的多个泡沫颗粒的任何区域。目标区域可以包括区域或子区域的外表面,以及与区域或子区域的外表面邻接或连通的下面的部分。在该实例中,目标区域不仅包括多个泡沫颗粒的外表面,而且还包括多个泡沫颗粒可接近结合材料的那些部分。例如,目标区域可以是多个泡沫颗粒的层的一部分。在一些情况下,结合材料可以经由喷嘴诸如压电印刷头提供,该喷嘴用于在多个泡沫颗粒的层的某些部分中将结合材料喷雾或包覆在多个泡沫颗粒的子集上。可选择地,如果期望的目标区域包括所有泡沫颗粒,则可以将结合材料提供到所有或大体上所有的多个泡沫颗粒。
在各个方面中,本公开内容涉及包括添加制造方法的方法。在另外的方面中,所公开的方法包括在有效用于熔合包含一种或更多种热塑性弹性体的多个泡沫颗粒的一部分的条件下,用定向能量束加热包含多个泡沫颗粒的目标区域。目标区域的加热可以被进行一次或更多次迭代。在一些方面中,用定向能量束加热目标区域包括泡沫颗粒的选择性激光烧结。
如上文讨论的,本文描述的方法包括各个公开的步骤,每个步骤可以被重复,并且如本文使用的,“迭代”被理解为是指步骤或步骤集合的重复。例如,所公开的方法可以包括以下步骤:布置由第一热塑性弹性体材料形成的多个泡沫颗粒;在有效用于熔化或软化多个泡沫颗粒的第一热塑性弹性体材料的一部分的条件下,用光化辐射升高多个泡沫颗粒的至少一部分的温度;以及降低第一热塑性弹性体材料的熔化的或软化的部分的温度,从而固化第一热塑性弹性体材料的熔化的或软化的部分并且形成多个熔合的泡沫颗粒。因此,应当理解,本公开内容包括每个步骤独立于其它步骤的一次或更多次迭代。例如,布置步骤可以被重复一次或更多次迭代,使得每次迭代是所进行的布置步骤。以类似的方式,升高温度可以独立于前述实例中的布置步骤或降低温度步骤的迭代被重复一次或更多次迭代。同样地,降低温度步骤可以独立于前述实例中的布置步骤或升高温度步骤的迭代被重复一次或更多次迭代。
在另外的方面中,迭代可以包括步骤全体或一组步骤的一次或更多次重复。例如,在前述实例中,布置、升高温度和降低温度的步骤可以作为从布置到升高温度到降低温度的一系列步骤来进行,并且该系列步骤将包括方法的循环。因此,包括一系列步骤的循环可以被重复一次或更多次迭代。
在各个方面中,本公开内容涉及包括添加制造方法的方法。在另外的方面中,所公开的方法包括在有效用于熔合包含一种或更多种热塑性弹性体的多个泡沫颗粒的一部分的条件下,用定向能量束加热包含多个泡沫颗粒的目标区域。目标区域的加热可以被进行一次或多次迭代。在一些方面中,用定向能量束加热目标区域包括泡沫颗粒的选择性激光烧结。
本文描述的方法包括各个公开的步骤,每个步骤可以被重复,并且如本文使用的,“迭代”被理解为是指步骤或步骤集合的重复。例如,所公开的方法可以包括以下步骤:布置由第一热塑性弹性体材料形成的多个泡沫颗粒;在有效用于熔化或软化多个泡沫颗粒的第一热塑性弹性体材料的一部分的条件下,用光化辐射升高多个泡沫颗粒的至少一部分的温度;以及降低第一热塑性弹性体材料的熔化的或软化的部分的温度,从而固化第一热塑性弹性体材料的熔化的或软化的部分并且形成多个熔合的泡沫颗粒。因此,应当理解,本公开内容包括每个步骤独立于其它步骤的一次或更多次迭代。例如,布置步骤可以被重复一次或更多次迭代,使得每次迭代是所进行的布置步骤。以类似的方式,升高温度可以独立于前述实例中的布置步骤或降低温度步骤的迭代被重复一次或更多次迭代。同样地,降低温度步骤可以独立于前述实例中的布置步骤或升高温度步骤的迭代被重复一次或更多次迭代。
在另外的方面中,迭代可以包括步骤全体或一组步骤的一次或更多次重复。例如,在前述实例中,布置、升高温度和降低温度的步骤可以作为从布置到升高温度到降低温度的一系列步骤来进行,并且该系列步骤将包括方法的循环。因此,包括一系列步骤的循环可以被重复一次或更多次迭代。迭代的数目可以是从1次至约500次迭代、从1次至约400次迭代、从1次至约300次迭代、从1次至约250次迭代、从1次至约200次迭代、从1次至约150次迭代、从1次至约100次迭代、从1次至约90次迭代、从1次至约80次迭代、从1次至约70次迭代、从1次至约60次迭代、从1次至约50次迭代、从1次至约40次迭代、从1次至约30次迭代、从1次至约20次迭代、从1次至约10次迭代、从1次至约9次迭代、从1次至约8次迭代、从1次至约7次迭代、从1次至约6次迭代、从1次至约5次迭代、从1次至约4次迭代、从1次至约3次迭代、从1次至约2次迭代、前述范围内的任何子范围、或前述范围内的任一组值。
目标区域被理解为包括包含光化辐射被引导至其中的多个泡沫颗粒的任何区域。目标区域可以包括区域或子区域的外表面,以及与区域或子区域的外表面邻接或连通的下面的部分。在该实例中,目标区域不仅包括多个泡沫颗粒的外表面,而且还包括多个泡沫颗粒可接近用于软化或熔化泡沫颗粒的光化辐射的那些部分。例如,目标区域可以是多个泡沫颗粒的层的一部分。在一些情况下,光化辐射可以经由定向能量束提供,该定向能量束用于升高多个泡沫颗粒的层的某些部分中的多个泡沫颗粒的子集的温度。可选择地,如果期望的目标区域包括所有的泡沫颗粒,则可以将光化辐射提供到所有或大体上所有的多个泡沫颗粒。
在一个方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于熔合多个泡沫颗粒的目标区域的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在一个方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.1毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于熔合多个泡沫颗粒的目标区域的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在一个方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,使得多个泡沫颗粒包括第一颗粒,该第一颗粒具有与相邻颗粒的第二表面接触的第一表面,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于将第一颗粒的第一表面熔合到相邻颗粒的第二表面的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在一个方面中,本公开内容涉及一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,使得多个泡沫颗粒包括第一颗粒,该第一颗粒具有与相邻颗粒的第二表面接触的第一表面,其中多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.1毫米至约10毫米的数均粒度;以及在有效用于将第一颗粒的第一表面熔合到相邻颗粒的第二表面的条件下,用定向能量束加热多个泡沫颗粒的目标区域,其中该加热被进行至少一次迭代。
在另外的方面中,布置多个泡沫颗粒包括沉积包含多个泡沫颗粒的层。在一些方面中,该层是基本上平面的。通过所公开的方法形成的物品可以由单层形成。可选择地,通过所公开的方法形成的物品可以由至少两层形成。在另外的方面中,物品由2层至50层;2层至40层;2层至30层;2层至25层;2层至20层;2层至15层;2层至10层;或2层至5层形成。在仍另外的方面中,物品由多个层逐层形成。
应当理解,布置步骤和加热步骤可以在给定的层上重复,以便实现对于该层或对于该层内的子区域期望的性质。在一个方面中,布置的迭代包括沉积包含多个泡沫颗粒的层。
在各个方面中,在所公开的方法中布置多个泡沫颗粒的步骤包括使用辊机构、擦拭件机构或鼓风机机构进行布置。在另外的方面中,布置多个泡沫颗粒包括使用辊机构进行布置。辊机构可以包括光滑的辊表面,或可选择地,纹理化的辊表面。在一个方面中,布置多个泡沫颗粒包括使用擦拭件机构进行布置。应当理解,布置多个泡沫颗粒可以是布置多个泡沫颗粒的层。
在各个方面中,定向能量束是激光束。激光束可以由气体动态激光器、二极管激光器或铅盐激光器发射。在一个方面中,激光束由二氧化碳激光器发射。在一些方面中,激光束在红外光谱内。激光束可以广泛地包括全部或大部分红外光谱,或可选择地,激光束可以包括红外光谱的子区域,诸如远红外光谱、近红外光谱、中红外光谱。
在各个方面中,激光束包括两种或更多种激光束,其中每种激光束被引导在目标区域处。在另外的方面中,两种或更多种激光束中的每一种可以包括电磁光谱的不同部分。例如,激光束可以包括在近红外光谱中发射的一种激光和在远红外光谱中发射的第二激光束。
在各个方面中,激光束发射具有约700纳米至约1毫米;约1微米至约20微米;约3微米至约15微米;约3微米至约8微米;约8微米至约15微米;或约9微米至约11微米的波长的束。
在各个方面中,激光束具有约0.1毫米至约0.7毫米;约0.2毫米至约0.6毫米;约0.3毫米至约0.5毫米;或约0.3毫米至约0.4毫米的束宽度。在一些方面中,激光束是散焦的。
在各个方面中,激光束具有扫描模式(scan pattern),使得激光束的每次通过与激光束的相邻通过重叠约0.1至0.5的分数量(fractional amount)。在另外的方面中,激光束具有扫描模式,使得激光束的每次通过与激光束的相邻通过重叠约0.3的分数量。
在各个方面中,定向能量束具有约25瓦至约75瓦;约35瓦至约55瓦;约45瓦至约65瓦;或约50瓦至约60瓦的功率输出。在另外的方面中,定向能量束具有约55瓦的功率输出。
在各个方面中,加工条件包括以约7,500毫米每秒至约25,000毫米每秒的跨过目标区域的扫描速率;或可选择地以约10,000毫米每秒至约15,000毫米每秒的跨过目标区域的扫描速率引导定向能量束。在一些方面中,加工条件包括以约12,500毫米每秒的跨过目标区域的扫描速率引导定向能量束。
对包括多个泡沫颗粒的给定目标区域的加热可以被进行不同次数的迭代,例如1次迭代至500次迭代;1次迭代至10次迭代;1次迭代至8次迭代;1次迭代至7次迭代;2次迭代至10次迭代;2次迭代至8次迭代;或2次迭代至7次迭代。在一些方面中,加热多个泡沫颗粒的目标区域被进行至少2次迭代。在一些方面中,加热目标区域被进行1次迭代、2次迭代、3次迭代、4次迭代、5次迭代、6次迭代或7次迭代。
在一些方面中,加热目标区域将目标区域中的第一泡沫颗粒熔合到第二泡沫颗粒,其中第一泡沫颗粒被熔化到从第一泡沫颗粒的表面测量的约10微米至约500微米的深度,并且其中第二泡沫颗粒被熔化到从第二泡沫颗粒的表面测量的约10微米至约500微米的深度。在其它方面中,加热目标区域将目标区域中的第一泡沫颗粒熔合到第二泡沫颗粒,其中第一泡沫颗粒被熔化到从第一泡沫颗粒的表面测量的约25微米至约200微米的深度,并且其中第二泡沫颗粒被熔化到从第二泡沫颗粒的表面测量的约25微米至约200微米的深度。
在各个方面中,所公开的形成物品的方法还可以包括向层提供添加剂。在一些方面中,添加剂在形成多个泡沫颗粒的层期间提供。可选择地,在一个方面中,添加剂在形成多个泡沫颗粒的层之后并且在引导能量束之前提供。在另外的方面中,添加剂在引导能量束的同时或大约同时提供。在仍另外的方面中,添加剂在引导能量束之后提供。应当理解,提供添加剂可以包括喷雾、升华、刷涂、浸泡或适合于使添加剂与物品的至少一个表面接触的其它手段。
在另外的方面中,添加剂是聚脲涂料或聚氨酯涂料。在仍另外的方面中,聚脲涂料或聚氨酯涂料被喷雾到多个泡沫颗粒上。在又另外的方面中,添加剂包括结合剂、粘合剂、润滑剂、抗氧化剂、着色剂、填充剂、激光敏化剂及其任何组合。在一个方面中,添加剂是粘合剂。在方面中,粘合剂可以包括光固化弹性体树脂、热活化的树脂及其组合。
在一个方面中,添加剂包括激光敏化剂,诸如红外吸收剂。红外吸收剂可以是红外染料或红外颜料。在一些方面中,红外颜料是炭黑。
在各个方面中,在将能量束引导在目标区域处之后,多个泡沫颗粒的目标区域具有约0.100克每立方厘米至约0.700克每立方厘米,或可选择地约0.300克每立方厘米至约0.500克每立方厘米的密度。
所公开的形成物品的方法还可以包括加热多个颗粒上的多个目标区域。在一些方面中,物品具有由多个目标区域的子集界定的边界区域。在另外的方面中,物品包括物品的第一横截面区域,该第一横截面区域包括多个目标区域的子集,并且其中第一横截面区域被加热。可选择地,在各个方面中,物品包括物品的第一横截面区域,该第一横截面区域包括多个目标区域的子集,并且其中第一横截面区域不被加热。多个目标区域的加热可以通过使用矢量扫描方法将定向能量束引导到每个目标区域来进行。可选择地,多个目标区域的加热可以通过使用光栅扫描方法将定向能量束引导到每个目标区域来进行。在一些方面中,多个目标区域包括第一多个目标区域和第二多个目标区域。
在一些方面中,该方法还包括将聚脲、聚氨酯或其组合的一层或更多层喷雾或包覆到使用本文描述的所公开的方法制造的物品上。例如,物品,例如使用所公开的方法制造的鞋外底或包含该鞋外底的鞋可以用聚脲、聚氨酯或其组合的一层或更多层喷涂。合适的可喷雾的聚脲或聚氨酯是可商购的,例如由ArmorThane USA,Inc.(Springfield,Missouri)制造的STS 300聚氨酯、HIGHLINE 200聚氨酯、SUREGRIP聚脲、HIGHLINE 310聚脲或HIGHLINE 510聚脲。在另外的方面中,鞋外底的至少面向地面的表面用聚脲、聚氨酯或其组合包覆。在仍另外的方面中,鞋外底的至少面向地面的表面和侧表面用聚脲、聚氨酯或其组合包覆。
在各个方面中,该方法还可以包括:在物品的表面上布置选择性激光烧结粉末,使得选择性激光烧结粉末包括第二热塑性弹性体;以及在有效用于熔合激光烧结粉末的条件下,用定向能量束加热激光烧结粉末的目标区域,其中加热激光烧结粉末的目标区域被进行至少一次迭代。
选择性激光烧结粉末可以是包含热塑性弹性体的常规的选择性激光烧结粉末。紧接上文在本文中被称为第二热塑性弹性体的热塑性弹性体可以独立地包括如本文公开的任何热塑性弹性体或热塑性弹性体的组合,包括但不限于热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。在一些方面中,所使用的选择性激光烧结粉末可以具有约0.020毫米至约0.100毫米的粒度。在另外的方面中,所使用的选择性激光烧结粉末是大体上非泡沫材料。
将选择性激光烧结粉末布置在物品的表面上和加热激光烧结粉末的目标区域可以被重复多次迭代。在一些情况下,布置的迭代包括沉积包含选择性激光烧结粉末的层。布置和加热选择性激光烧结粉末的多次迭代可以用于在使用所公开的方法使用泡沫颗粒制造的物品上形成表层(skin)。因此,表层的厚度可以通过布置和加热放置在泡沫物品的表面上的选择性激光烧结粉末的迭代的次数来调节。加热可以在使得选择性激光烧结粉末熔合的温度进行持续一定的时间段。在一些情况下,加热可以在使得选择性激光烧结粉末熔化,使得选择性激光烧结粉末以熔化的状态流动的温度进行持续一定的时间段。也就是说,在各个方面中,加热是在足以熔化选择性激光烧结粉末的温度并且以足以熔化选择性激光烧结粉末的时间进行,从而形成熔化的选择性激光烧结粉末;并且使得熔化的选择性激光烧结粉末的一部分是可流动的。选择性激光烧结粉末可以基于它处于熔化状态将具有的粘度来选择。例如,如果期望熔化的选择性激光烧结粉末不显著地渗透到物品(即,使用所公开的方法使用泡沫颗粒制备的发泡物品)中,则可以选择更粘性的熔化的选择性激光烧结粉末。可选择地,当选择性激光烧结粉末能够更深地流入泡沫物品中时,在熔化状态具有低粘度的选择性激光烧结粉末可能是期望的。
在一些方面中,布置选择性激光烧结粉末是将选择性激光烧结粉末沉积在物品的表面上。可选择地,布置选择性激光烧结粉末是将选择性激光烧结粉末在溶剂中的悬浮液喷雾在物品的表面上。溶剂可以是水或水溶液,或可选择地,有机溶剂。
所公开的方法还可以包括压缩模制。也就是说,使用所公开的方法制造的物品可以是用于制造鞋类的部件的预成型件。应当理解,物品可以是发泡物品,该发泡物品然后将在热和压力下在封闭的模具中被压缩模制。压缩模制工艺在模制的物品上产生外部表层。外部表层可以为用于制造鞋类的部件提供合意的美感,例如,它可以赋予更均匀的外观与更可控的外形,以及修改部件的性质,诸如其压缩形变。常规地,预成型件从泡沫片料(foamsheetstock)中切割,或者同时被注射模制和发泡。本文公开了使用所公开的添加制造方法使用泡沫颗粒制造预成型件,并且然后使用本领域技术人员已知的压缩模制方法压缩模制预成型件的方法。所公开的方法提供了用于减少通常与制造鞋类中使用的部件相关联的废物的一种令人惊讶地有效的方法,所述废物例如来自片料的未使用部分或来自注射模制的流道(runner)。如果预成型件由片料制造,则所公开的方法通常还消除了对切割工具的需求,或可选择地,如果预成型件是注射模制的预成型件,则所公开的方法消除了与工具加工相关的大量成本。
在各个方面中,所公开的添加制造方法还可以包括直接地构建如本文描述的熔合的泡沫颗粒结构,并且从而粘附到元件,诸如纺织品元件、膜元件、模制的树脂元件等。可选择地或另外地,元件诸如纺织品元件、膜元件、模制的树脂元件等可以被放置成与熔合的或未熔合的颗粒泡沫接触,并且然后更多的颗粒可以被熔合在元件的顶部上和/或围绕元件被熔合。该工艺可以用于在熔合的泡沫颗粒的一层或更多层之间产生包括一个或更多个层状元件的层状结构。可选择地或另外地,一个或更多个元件可以完全地或部分地被熔合的泡沫颗粒环绕。任选地,熔合的泡沫颗粒可以被粘附到元件。例如,泡沫颗粒可以通过在熔合过程期间形成的物理结合或者通过将粘合剂施加到元件的至少一部分粘附到元件,在熔合过程期间形成的物理结合通过在熔合过程期间熔化或软化并且然后再固化泡沫颗粒、或者通过熔化或软化元件的一部分(例如,形成元件的本体的热塑性材料,或形成元件的外层的热塑性材料)实现。
熔合的泡沫颗粒结构被构建到其上的元件可以是柔性元件,诸如纺织品元件或膜元件。例如,柔性元件可以是鞋类物品的部件,诸如斯创贝尔或鞋面,并且在柔性元件上构建的熔合的泡沫颗粒结构可以是缓冲元件,诸如用于鞋类物品的鞋底夹层部件或踝部缓冲件或鞋舌。可选择地,柔性元件可以是服装物品或运动装备物品的部件,并且在柔性元件上构建的泡沫颗粒结构可以是缓冲元件或冲击吸收元件。使用添加制造工艺来熔合泡沫颗粒以形成部件允许部件的熔合的泡沫颗粒部分基于个体的测量结果、期望的缓冲层或冲击吸收层或两者被容易地定制。
在另外的方面中,熔合的泡沫颗粒结构被构建到其上的元件可以是包括膜元件诸如例如囊的元件。囊可以是密封的、流体填充的囊,或者可以是尚未填充有流体并密封的囊。囊的膜部分可以是由多层不同的聚合物材料形成的屏障膜。例如,膜元件可以是鞋类物品的部件,诸如囊,并且熔合的泡沫颗粒结构和膜元件的组合可以是用于鞋类物品的鞋底结构,诸如用于鞋类物品的鞋底夹层或鞋底夹层的部件。可选择地,膜元件可以是服装物品或运动装备物品的部件,并且在膜元件上构建的泡沫颗粒结构可以是缓冲元件或冲击吸收元件。使用所公开的添加制造工艺来熔合泡沫颗粒以形成部件允许部件的熔合的泡沫颗粒部分基于个体的测量结果、期望的缓冲层或冲击吸收层或两者被容易地定制。
在另外的方面中,熔合的泡沫颗粒结构被构建到其上的元件可以是刚性元件,诸如模制的树脂元件,包括注射模制的或挤出的树脂元件。例如,刚性元件可以是鞋类物品的部件,诸如鞋底夹层部件(诸如支撑件或板结构)或鞋跟稳定器,并且在刚性元件上构建的熔合的泡沫颗粒结构可以是缓冲元件,诸如用于鞋类物品的鞋底夹层部件或踝部缓冲件。可选择地,刚性元件可以是服装物品或运动装备物品的部件,并且在刚性元件上构建的泡沫颗粒结构可以是缓冲元件或冲击吸收元件。例如,刚性元件可以是保护性装备物品的部件,并且熔合的泡沫颗粒结构可以直接地构建到刚性元件上以形成用于保护性装备物品的缓冲元件或冲击吸收元件。使用所公开的制造工艺来熔合泡沫颗粒以形成物品的缓冲部分或冲击吸收部分允许基于个体的测量结果、期望的缓冲层或冲击吸收层或两者被容易地定制。
在各个方面中,所公开的添加制造方法还可以包括直接地熔合如本文描述制备的泡沫颗粒,并且从而粘附到多种结构,进入多种结构中。在一个实例中,熔合的泡沫颗粒可以被熔合以形成具有内表面和外表面的结构。熔合的泡沫颗粒结构可以是具有多个内表面和多个外表面的结构,诸如蜂窝结构。熔合的泡沫颗粒结构可以包括被密封或开放的中空区域。任选地,中空区域可以用多个未熔合的泡沫颗粒或用一个或更多个刚性元件填充。熔合的泡沫颗粒结构可以具有圆柱形或多边形的几何形状。在一个实例中,熔合的泡沫颗粒结构可以是具有内表面和外表面的密封的结构,并且可以具有球形、椭球形、圆柱形或多边形的几何形状。与具有相同几何形状的固体结构相比,使用中空泡沫颗粒结构可以允许总体结构的密度的降低。中空或密封的泡沫颗粒结构可以用于形成支撑元件,诸如支撑柱。在一个实例中,基于泡沫颗粒在柱结构的特定区域中被熔合的程度,柱可以被设计成以特定方向或在特定负载下变弯。多个中空或密封的泡沫颗粒结构可以被组合或熔合在一起以形成更大的结构,诸如鞋底夹层或其它缓冲部件。
在各个方面中,所公开的形成物品的添加制造方法,包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中结合材料目标区域包括布置的多个泡沫珠的至少一部分,并且其中所述沉积用结合材料包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连。
在一些方面中,固化可以包括:向布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的热塑性弹性体材料;以及将布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性弹性体材料再固化的温度或低于软化的热塑性弹性体材料再固化的温度;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连。
在一些方面中,结合材料包含一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且固化包括:在结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在一些方面中,沉积结合材料包括通过喷射、喷雾或其组合来沉积结合材料;使得结合材料包括溶剂;布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分被溶剂溶解;并且固化包括除去溶剂以及固化布置的泡沫颗粒的溶解的界定表面的至少一部分;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在一些方面中,沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;使得第一结合材料包括溶剂;第二结合材料包括可溶解的结合热塑性弹性体材料;并且固化包括除去溶剂以及将可溶解的结合热塑性弹性体材料固化在布置的泡沫颗粒的界定表面的至少一部分上;从而将结合材料目标区域中的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
在一些方面中,所公开的添加制造方法可以包括将包含溶剂的结合材料的液滴模式施加到泡沫颗粒,诸如发泡的或未发泡的热塑性弹性体颗粒,其中溶剂溶解并软化珠的外层的一部分,其中珠中的至少一些包括与其它珠的外层直接接触的外层。在一些情况下,溶剂可以被印刷到珠的层中的珠的仅一部分上,或者可以使用丝网印刷方法或掩蔽方法。
在一些方面中,结合材料可以通过一个或更多个喷嘴例如压电喷嘴来分配。包括多个喷嘴的装置可以被配置成使得每个喷嘴可以被单独地控制,以便改变流体分配速度、液滴尺寸和/或其它性质,这些性质改变每次沉积迭代将结合材料沉积到其上的目标区域的面积和/或每次沉积迭代沉积到目标区域上的结合材料的量。在另外的方面中,结合材料可以经由一个或更多个喷嘴以约0.1千赫、0.5千赫、1千赫、2千赫、3千赫、4千赫、5千赫、6千赫、7千赫、8千赫、9千赫、10千赫、15千赫、20千赫、由前述值中的一个包含的范围、或由前述值中的一个包含的范围内的一组值的频率沉积。在另外的方面中,结合材料可以经由一个或更多个喷嘴沉积,使得从每个喷嘴分配的液滴在最长尺寸上是约1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、10微米、15微米、20微米、25微米、30微米、35微米、40微米、45微米、50微米、55微米、60微米、70微米、80微米、90微米、100微米、150微米、200微米、由前述值中的一个包含的范围、或由前述值中的一个包含的范围内的一组值。在一些情况下,从一个或更多个喷嘴分配的液滴是球形或椭球形的。
泡沫颗粒。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以经由悬浮液或挤出工艺制备。术语“泡沫颗粒”在本文中用于是指呈颗粒形式的发泡聚合物,使得颗粒在泡沫颗粒的内部体积的至少一部分内具有气体填充的孔的即呈颗粒形式的发泡聚合物,气体填充的孔包括开孔结构、闭孔结构或其组合。在一些情况下,大于泡沫颗粒的内部体积的约50%、约60%、约70%、约80%、约90%或更多可以由气体填充的孔形成。在一些情况下合意的是,大体上所有的内部体积由气体填充的孔形成。泡沫颗粒可以任选地具有覆盖泡沫颗粒的外表面区域的大于约50%、约60%、约70%、约80%、约90%或更多的表层。在一些情况下,任选的表层可以覆盖泡沫颗粒的大体上所有的外表面区域。泡沫颗粒可以具有多种形状,或者包括形状的混合物,诸如规则地成形的颗粒,例如棒形状、球形形状、椭球形形状或卵形形状;或诸如不规则地成形的颗粒。泡沫颗粒可以任选地包括非泡沫表层。
在悬浮工艺中,呈小球的形式的热塑性弹性体可以在水的情况下、在悬浮剂的情况下和在发泡剂的情况下在封闭的反应器中加热到高于小球的软化点。小球因此被发泡剂浸渍。然后可能的是,冷却热悬浮液,于是颗粒在包含发泡剂的情况下固化,并且使反应器减压。包含发泡剂并且以这种方式获得的小球经由加热被发泡以给出泡沫颗粒。作为替代方案,可能的是在不冷却的情况下使热悬浮液突然减压(爆炸膨胀过程),于是包含发泡剂的软化的珠立即发泡以给出泡沫颗粒。
在挤出工艺中,热塑性弹性体可以在挤出机中在熔化的情况下与被引入到挤出机中的发泡剂混合。包含发泡剂的混合物可以在压力和温度的条件下被挤出和造粒,使得热塑性弹性体不发泡。例如,为了此目的使用的方法可以是水下造粒,其用大于2巴的水压进行操作以提供包含发泡剂的可膨胀的珠,然后经由随后的加热使可膨胀的珠发泡以给出泡沫颗粒。可选择地,混合物还可以在大气压被挤出和造粒。在该工艺中,熔体挤出物(meltextrudate)发泡并且经由造粒获得的产品包括泡沫颗粒。
热塑性弹性体可以以可商购的小球、粉末、粒剂或以任何其它形式被使用。使用小球是有利的。合适的形式的实例是已知为迷你小球(minipellet)的形式,迷你小球的优选的平均直径是从0.2毫米至10毫米,特别地从0.5毫米至5毫米。这些大部分圆柱形或圆形的迷你小球经由以下来产生:热塑性弹性体的挤出和在适当的情况下从挤出机中排放的其它添加剂的挤出,并且在适当的情况下冷却和造粒。在圆柱形迷你小球的情况下,长度可以是0.2毫米至10毫米,或可选择地,可以是从0.5毫米至5毫米。小球还可以具有层片状形状(lamellar shape)。包含发泡剂的热塑性弹性体的平均直径优选地是从0.2毫米至10毫米。
取决于所使用的特定工艺,优选的发泡剂可以在适当的情况下变化。在悬浮工艺的情况下,所使用的发泡剂可以包括有机液体或无机气体、或其混合物。可以使用的液体包括卤代烃,但优选给出的是饱和的脂肪族烃,特别是具有从3个至8个碳原子的脂肪族烃。合适的无机气体是氮气、空气、氨气或二氧化碳。
在各个方面中,发泡剂可以是超临界流体。合适的超临界流体的非限制性实例包括二氧化碳(临界温度31.1摄氏度,临界压力7.38兆帕)、一氧化二氮(临界温度36.5摄氏度,临界压力7.24兆帕)、乙烷(临界温度32.3摄氏度,临界压力4.88兆帕)、乙烯(临界温度9.3摄氏度,临界压力5.12兆帕)、氮气(临界温度-147摄氏度,临界压力3.39兆帕)和氧气(临界温度-118.6摄氏度,临界压力5.08兆帕)。在另外的方面中,发泡剂是选自超临界氮气、超临界二氧化碳或其混合物的超临界流体。
通过将超临界二氧化碳流体与极性流体诸如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇混合,可以使超临界二氧化碳流体与极性热塑性弹性体(特别是热塑性聚氨酯、聚脲和聚酰胺弹性体)更相容。所使用的极性流体应该具有等于或大于9兆帕-1/2的Hildebrand溶解度参数。增加极性流体的重量分数增加二氧化碳吸收的量,但极性流体也被吸收,并且在某个点,存在从超临界二氧化碳的最大吸收量至正被热塑性弹性体物品吸收的非发泡剂极性流体的增加量的转变。在某些方面中,当用于注入聚氨酯弹性体、聚脲弹性体或聚酰胺弹性体时,基于总流体,从约0.1摩尔百分比至约7摩尔百分比的极性流体被包含在超临界流体中。
超临界流体可以组合使用。在一些情况下,超临界氮气可以以小的重量百分比连同超临界二氧化碳或充当发泡剂的另一种超临界流体一起被用作成核剂。纳米尺寸的颗粒诸如纳米粘土、炭黑、晶体(crystalline)、不混溶的聚合物和无机晶体诸如盐可以作为成核剂被包含。
在经由挤出工艺生产泡沫颗粒中,发泡剂可以包含挥发性有机化合物,挥发性有机化合物在约1013毫巴的大气压的沸点是从-25摄氏度至150摄氏度。在各个方面中,有机化合物在约1013毫巴的大气压可以具有从-10摄氏度至125摄氏度的沸点。烃,在一些方面中其优选地是不含卤素的,具有良好的适应性,特别是C4-10烷烃,例如丁烷、戊烷、己烷、庚烷和辛烷的异构体,特别优选地是仲戊烷。其它合适的发泡剂是较大的化合物,实例为醇、酮、酯、醚和有机碳酸酯。
还可能的是使用卤代烃,但是发泡剂优选地不含卤素。然而,不排除发泡剂混合物中的非常小比例的含卤素的发泡剂。当然,还可能的是使用提及的发泡剂的混合物。
发泡剂的量基于所使用的按重量计100份的热塑性弹性体优选地是按重量计从0.1份至40份,特别是按重量计从0.5份至35份,并且特别优选地按重量计从1份至30份。
在悬浮工艺中,操作通常在浸渍器中例如在搅拌罐反应器中分批进行。热塑性弹性体例如以迷你小球的形式被进料到反应器中,水或另一种悬浮介质、和发泡剂以及在适当的情况下悬浮剂同样被进料。水不溶性的无机稳定剂适合作为悬浮剂,实例为磷酸三钙、焦磷酸镁和金属碳酸盐;以及还有聚乙烯醇和表面活性剂诸如十二烷基芳基磺酸钠。基于热塑性弹性体,这些物质的通常使用的量是从0.05重量百分比至10重量百分比。
然后密封反应器,并且将反应器内容物加热至浸渍温度,浸渍温度通常是至少100摄氏度。发泡剂可以在加热反应器内容物之前、期间或之后添加。浸渍温度应该接近热塑性弹性体的软化点。例如,可以使用从约100摄氏度至约150摄氏度或可选择地从约110摄氏度至约145摄氏度的浸渍温度。
作为发泡剂的量和性质以及还有温度的函数,压力(即,浸渍压力)在密封的反应器中变得确定并且通常是从2巴至100巴(绝对值)。如果需要,可以经由压力控制阀或在压力下经由另外的发泡剂的引入来调节压力。在由浸渍条件提供的升高的温度和超大气压,发泡剂扩散到聚合物小球中。浸渍时间通常可以是从0.5小时至10小时。
在悬浮工艺的一个方面中,将加热的悬浮液冷却到通常低于合适的温度,例如约100摄氏度,在浸渍过程之后发生,结果是热塑性物质的再固化和发泡剂的包含。然后将材料减压。产品是泡沫颗粒,其最终被常规地从悬浮液中分离。粘附的水通常经由干燥例如在气动干燥器中被除去。随后或先前地,如果需要,粘附的悬浮剂可以通过用合适的试剂处理珠来除去。通过实例的方式,可以使用用酸诸如硝酸、盐酸或硫酸的处理,以便除去酸可溶的悬浮剂,例如金属碳酸盐或磷酸三钙。
在挤出工艺中,可以合意的是,热塑性弹性体、发泡剂以及在适当的情况下的添加剂在挤出机的一个或多个位置处被一起引入(以混合物的形式)或彼此单独地引入。此处可能但不是要求的是,预先由固体组分制备混合物。通过实例的方式,可能的是从混合热塑性弹性体和在适当的情况下的添加剂开始,并且将混合物引入到挤出机中,并且然后将发泡剂引入到挤出机中,使得挤出机将发泡剂混合到聚合物熔体中。还可能的是将发泡剂和添加剂的混合物引入到挤出机中,即,将添加剂与发泡剂预混合。
在挤出机中,将所提及的起始材料混合,同时熔化热塑性弹性体。任何常规的基于螺杆的机器可以用作挤出机,特别是如本领域技术人员已知的单螺杆挤出机和双螺杆挤出机(例如Werner&Pfleiderer ZSK机器)、共捏合机、Kombiplast机器、MPC捏合混合器、FCM混合器、KEX捏合螺杆挤出机和剪切辊挤出机。挤出机可以在热塑性弹性体以熔体的形式存在的温度操作,例如从约150摄氏度至约250摄氏度或从约180摄氏度至约210摄氏度。然而,期望的温度将取决于给定的热塑性弹性体的熔化温度特性。
挤出机螺杆的旋转、长度、直径和设计、被引入的量和挤出机生产率以已知的方式以便于给出添加剂在挤出的热塑性弹性体中的均匀分布的这样的方式被选择。
在挤出工艺的一个方面中,产生泡沫颗粒。为了防止包含发泡剂的熔体在从挤出机中排放时过早发泡,熔体挤出物可以从挤出机中排放并且在使得基本上没有发泡发生的温度和压力的条件下造粒。这些条件可以作为聚合物、添加剂、以及特别是发泡剂的类型和量的函数而变化。理想的条件可以经由初步实验容易地确定。
在另外的方面中,制备在本文描述的所公开的方法中使用的泡沫颗粒的有吸引力的方法是在水浴中水下造粒,水浴的温度低于100摄氏度并且水浴经历至少2巴的压力(绝对值)。应该避免过低的温度,因为否则熔体在模板(die plate)上硬化,并且还应该避免过高的温度,因为否则熔体膨胀。随着发泡剂的沸点增加和发泡剂的量变得更小,可允许的水温变得更高并且可允许的水压变得更低。在特别优选的发泡剂仲戊烷的情况下,理想的水浴温度是从约30摄氏度至约60摄氏度,并且理想的水压是从8巴至12巴(绝对值)。还可能的是使用其它合适的冷却剂代替水。还可能的是使用水冷却的模面造粒(die-facepelletization)。在此工艺中,将切割腔室封装为使得允许造粒设备在压力下操作。泡沫颗粒然后可以从水中分离,并且在适当的情况下干燥。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以使用连续工艺制备,其中热塑性弹性体在双螺杆挤出机中在第一阶段中被熔化,并且然后聚合物熔体在第二阶段中传送通过一个或更多个静态的和/或动态的混合元件,并且用发泡剂浸渍。然后,被发泡剂浸渍的负载的熔体可以通过适当的模具挤出并切割,以给出泡沫颗粒材料,例如使用水下造粒系统(UWPS)。UWPS还可以用于切割从模具中直接出来的熔体,以给出泡沫颗粒材料或以给出具有受控的初始发泡程度的泡沫颗粒材料。因此,通过在UWPS的水浴中设置适当的反压力和适当的温度,泡沫珠材料的受控生产是可能的。
水下造粒通常在从1.5巴至10巴的范围内的压力进行,以产生可膨胀的聚合物珠材料。模板通常具有多个带有多个孔洞的腔系统。在从0.2毫米至1毫米的范围内的孔洞直径给出了具有在从0.5毫米至1.5毫米的范围内的优选的平均珠直径的可膨胀的聚合物珠材料。具有窄的粒度分布和具有在从0.6毫米至0.8毫米的范围内的平均颗粒直径的可膨胀的聚合物珠材料导致自动模制系统的更好填充,其中模制件的设计具有相对精细的结构。这还在模制件上给出了更好的表面,与较小体积的空隙。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有广泛范围的形状,通常包括球形、圆柱形、椭球形、立方体形、矩形和其他大致多边形的形状以及不规则形状或其他形状,包括具有圆形、椭球形、方形、矩形或其他多边形横截面外围形状或沿着轴线具有或不具有均匀的宽度或直径的不规则的横截面形状的形状。如本文使用的,如用于描述形状的“大致(generally)”旨在指示可能具有缺陷和不规则性诸如凸起、凹陷、不完全对齐的边缘、角或侧面等等的总体形状。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以是大致球形或椭球形的。在另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒是椭球形形状的或大致椭球形形状的。在仍另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒是球形形状的或大致球形形状的。
在各个方面中,泡沫颗粒是不规则地成形的。可选择地,在方面中,泡沫颗粒是规则地成形的或是多边形形状的。在非球形颗粒的情况下,例如椭球形颗粒,纵横比是横截面的最大的主直径垂直于椭球体的主(最长)轴线的比率。在另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约0.1至约1.0;约0.60至约0.99;约0.89至约0.99;或约0.92至约0.99的纵横比。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒在最长尺寸上可以具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度。在另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有在最长尺寸上约0.04毫米至约7毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约5毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约4毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约3毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约2毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约1.5毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约1毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.9毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.8毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.7毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.6毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.5毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.4毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.3毫米;在最长尺寸上约0.04毫米至约0.2毫米;或在最长尺寸上约0.04毫米至约0.1毫米的数均粒度。在仍另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约0.04毫米;约0.05毫米;约0.06毫米;约0.07毫米;约0.08毫米;约0.09毫米;约0.10毫米;约0.15毫米;约0.20毫米;约0.25毫米;约0.30毫米;约0.35毫米;约0.40毫米;约0.45毫米;约0.50毫米;约0.55毫米;约0.60毫米;约0.65毫米;约0.70毫米;约0.75毫米;约0.80毫米;约0.85毫米;约0.90毫米;约0.95毫米;约1.0毫米;约1.1毫米;约1.2毫米;约1.3毫米;约1.4毫米;约1.5毫米;约1.6毫米;约1.7毫米;约1.8毫米;约1.9毫米;约2.0毫米;约2.1毫米;约2.2毫米;约2.3毫米;约2.4毫米;约2.5毫米;约2.6毫米;约2.7毫米;约2.8毫米;约2.9毫米;约3.0毫米;约3.5毫米;约4.0毫米;约4.5毫米;约5.0毫米;约5.5毫米;约6.0毫米;约6.5毫米;约7.0毫米;约7.5毫米;约8.0毫米;约8.5毫米;约9.0毫米;约9.5毫米;约10毫米;或前述值的任何范围或任何组合的数均粒度。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有在最长尺寸上约0.1毫米至约10毫米的数均粒度。在另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有在最长尺寸上约0.3毫米至约7毫米;在最长尺寸上约0.5毫米至约5毫米;在最长尺寸上约1毫米至约5毫米;在最长尺寸上约1毫米至约4毫米;在最长尺寸上约1毫米至约3毫米;在最长尺寸上约1毫米至约2毫米;在最长尺寸上约1.5毫米至约5毫米;在最长尺寸上约1.5毫米至约4毫米;在最长尺寸上约1.5毫米至约3毫米;或在最长尺寸上约1.5毫米至约2.5毫米的数均粒度。在仍另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约0.10毫米;约0.15毫米;约0.20毫米;约0.25毫米;约0.30毫米;约0.35毫米;约0.40毫米;约0.45毫米;约0.50毫米;约0.55毫米;约0.60毫米;约0.65毫米;约0.70毫米;约0.75毫米;约0.80毫米;约0.85毫米;约0.90毫米;约0.95毫米;约1.0毫米;约1.1毫米;约1.2毫米;约1.3毫米;约1.4毫米;约1.5毫米;约1.6毫米;约1.7毫米;约1.8毫米;约1.9毫米;约2.0毫米;约2.1毫米;约2.2毫米;约2.3毫米;约2.4毫米;约2.5毫米;约2.6毫米;约2.7毫米;约2.8毫米;约2.9毫米;约3.0毫米;约3.5毫米;约4.0毫米;约4.5毫米;约5.0毫米;约5.5毫米;约6.0毫米;约6.5毫米;约7.0毫米;约7.5毫米;约8.0毫米;约8.5毫米;约9.0毫米;约9.5毫米;约10毫米;或前述值的任何范围或任何组合的数均粒度。
在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约0.1克每立方厘米至约0.8克每立方厘米的密度。在另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约0.30克每立方厘米至约0.50克每立方厘米;或约0.32克每立方厘米至约0.48克每立方厘米的密度。可选择地,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以通过它们的堆积密度来表征。因此,在各个方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约80克每升至约200克每升的堆积密度。在另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约90克每升至约200克每升;约90克每升至约190克每升;约90克每升至约180克每升;约90克每升至约170克每升;约90克每升至约160克每升;约90克每升至约150克每升;约90克每升至约140克每升;约90克每升至约130克每升;约100克每升至约200克每升;约100克每升至约190克每升;约100克每升至约180克每升;约100克每升至约170克每升;约100克每升至约160克每升;约100克每升至约150克每升;约100克每升至约140克每升;约100克每升至约130克每升;约110克每升至约200克每升;约110克每升至约190克每升;约110克每升至约180克每升;约110克每升至约170克每升;约110克每升至约160克每升;约110克每升至约150克每升;约110克每升至约140克每升;或约110克每升至约130克每升的堆积密度。在仍另外的方面中,在所公开的方法中使用的泡沫颗粒可以具有约80克每升;约85克每升;约90克每升;约95克每升;约100克每升;约105克每升;约110克每升;约115克每升;约120克每升;约125克每升;约130克每升;约135克每升;约140克每升;约145克每升;约150克每升;约155克每升;约160克每升;约165克每升;约170克每升;约175克每升;约180克每升;约185克每升;约190克每升;约195克每升;约200克每升;或前述值的任何范围或任何组合的堆积密度。
在各个方面中,每个单独的颗粒在重量上可以是例如从约2.5毫克至约50毫克。
在各个方面中,发泡颗粒可以具有致密的外部表层。如本文使用的,“致密表层”意指发泡颗粒的外部区域中的泡沫孔小于内部区域中的泡沫孔。在一些方面中,发泡颗粒的外部区域没有孔。
在各个方面中,泡沫颗粒还可以包括下文公开的染料或颜料,以便提供合意的外观。
结合材料。
在各个方面中,所公开的结合材料可以是热能吸收剂,例如微波热能吸收剂或红外热能吸收剂;粘合剂材料,例如包含一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合的粘合剂;一种或更多种能够软化或部分地溶解一部分泡沫颗粒或者能够软化或部分地溶解施加到泡沫颗粒的涂层的溶剂;或其组合。
在各个方面中,所公开的结合材料可以包括热能吸收剂。包含热能吸收剂的结合材料可以是液体或可流动的凝胶。在一些方面中,热能吸收剂作为分散体存在于结合材料中。可选择地,在一些方面中,热能吸收剂作为乳剂存在于结合材料中。在各个方面中,包含热能吸收剂的结合材料通过印刷头诸如喷墨印刷头提供。因此,包含热能吸收剂的结合材料具有允许分散体通过印刷头的粘度。在其它方面中,热能吸收剂存在于结合材料中并使用具有一个或更多个合适直径的孔口的喷头经由喷雾提供。在这样的情况下,包含热能吸收剂的结合材料具有允许经由喷头施加的粘度。在一些方面中,热能吸收剂包括石墨、碳纤维、碳纳米管、炭黑或其组合。在另外的方面中,炭黑呈纳米颗粒的形式。
在另外的方面中,热能吸收剂是微波能量吸收剂。微波能量吸收剂可以包括金属、金属盐、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、水合盐、碳、粘土、硅酸盐、陶瓷、沸石、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛凝胶、蠕虫状土(vermiculate)、凹凸棒土(attapulgite)、分子筛或其组合。在另外的方面中,作为金属盐存在的微波能量吸收剂可以是CuXn,其中n是从1至6的整数并且X是卤素;ZnX2或SnX2,其中X是卤素;或其组合。在仍另外的方面中,作为水合盐存在的微波能量吸收剂可以是NiCl2·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O或其组合。在又另外的方面中,作为金属氧化物存在的微波能量吸收剂可以作为CuO、NiO、Fe3O4、Co2O3、BaTiO3或其组合存在。在甚至另外的方面中,作为金属硫化物存在的微波能量吸收剂可以是Ag2S、CuS、MoS3、PbS、ZnS、FeS、FeS2或其组合。在各个另外的方面中,作为金属碳化物存在的微波能量吸收剂可以是SiC、W2C、B4C或其组合。多种不同的金属氮化物适合于用作微波能量吸收剂,包括但不限于TiN。在另外的方面中,作为碳存在的微波能量吸收剂呈石墨、碳纤维、碳纳米管、炭黑或其组合的形式。炭黑可以是用作微波能量吸收剂的任何合适的形式,诸如纳米颗粒或微粒。多种不同的粘土适合于用作微波能量吸收剂,包括但不限于海泡石粘土。在一些方面中,微波能量吸收剂还可以包括水。在各个方面中,微波能量吸收剂具有从约0.1纳米至约50微米的平均粒度。在另外的方面中,微波能量吸收剂以基于结合材料的总重量的从约0.1重量百分比至约25重量百分比存在于结合材料中。
在各个方面中,热能吸收剂是红外能量吸收剂。存在多种可以在所公开的结合材料中使用的合适的红外能量吸收剂。在一些方面中,红外能量吸收剂包括金属氧化物、金属络合化合物、红外吸收染料或其组合。在另外的方面中,作为金属氧化物存在的红外能量吸收剂可以是氧化锡、氧化锌、氧化铜;锑掺杂的氧化锡、铟掺杂的氧化锡或其组合。在仍另外的方面中,作为金属络合物存在的红外能量吸收剂可以是包含选自由In、Ga、Al和Sb或其组合组成的组的至少一种元素的锌氧化物。在又另外的方面中,作为红外吸收染料存在的红外能量吸收剂可以是蒽醌染料、菁染料、聚次甲基染料、偶氮甲碱染料(azomethine dye)、偶氮染料、多偶氮染料、二亚铵染料(diimonium dye)、铵染料(aminium dye)、酞菁染料、萘酞菁染料、吲哚菁染料、萘醌染料、吲哚酚染料、三烯丙基甲烷染料、金属络合物染料、二硫醇镍络合物染料、偶氮钴络合物染料、方酸菁染料(squarylium dye)或其组合。在各个方面中,红外能量吸收剂以基于结合材料的总重量的从约0.001重量百分比至约0.08重量百分比存在于结合材料中。在另外的方面中,红外能量吸收剂以基于结合材料的总重量的从约0.005重量百分比至约0.06重量百分比存在于结合材料中。
在各个方面中,所公开的结合材料可以包括粘合剂材料。结合材料中的粘合剂材料可以包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合。包含粘合剂材料的结合材料可以是液体或可流动的凝胶。在一些方面中,粘合剂材料作为分散体存在于结合材料中。可选择地,在一些方面中,粘合剂材料作为乳液存在于结合材料中。在各个方面中,包含粘合剂材料的结合材料通过印刷头诸如喷墨印刷头提供。因此,包含粘合剂材料的结合材料具有允许分散体通过印刷头的粘度。在其它方面中,粘合剂材料存在于结合材料中并使用具有一个或更多个合适的直径的孔口的喷头经由喷雾提供。在这样的情况下,包含粘合剂材料的结合材料具有允许经由喷头施加的粘度。
在各个方面中,结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合。在另外的方面中,一种或更多种单体包括一种或更多种环氧基基团、一种或更多种丙烯酸基团、一种或更多种甲基丙烯酸、一种或更多种甲基甲基丙烯酸基团或其组合。在仍另外的方面中,一种或更多种聚合物包括光固化弹性体树脂、热活化的树脂及其组合。在一些方面中,一种或更多种聚合物包括聚丙烯酸酯;聚环氧化物;衍生自一种或更多种单体的共聚物,所述一种或更多种单体包括一种或更多种环氧基基团、一种或更多种丙烯酸基团、一种或更多种甲基丙烯酸、一种或更多种甲基甲基丙烯酸基团;或其组合。有用的共聚物是包含至少一种聚丙烯酸酯嵌段、聚甲基丙烯酸酯嵌段、聚甲基丙烯酸甲酯嵌段或其组合的嵌段共聚物。在其他方面中,结合材料还包括紫外(UV)光活化的自由基聚合引发剂、热能活化的聚合引发剂或其组合。
在各个方面中,结合材料包括一种或更多种能够软化或部分地溶解一部分泡沫颗粒或者能够软化或部分地溶解施加到泡沫颗粒的涂层的溶剂。一种或更多种能够软化或部分地溶解一部分泡沫颗粒或者能够软化或部分地溶解施加到泡沫颗粒的涂层的溶剂在本文中被称为“结合溶剂”。在一些情况下,结合溶剂可以被施加到多个泡沫颗粒,例如施加结合溶剂液滴的模式,使得溶剂溶解和软化泡沫颗粒的外层的一部分,其中珠中的至少一些包括与其它珠的外层直接接触的外层。在其他方面中,结合溶剂可以被施加到包括涂层的多个泡沫颗粒,例如施加结合溶剂液滴的模式,使得溶剂溶解和软化涂层的一部分,其中珠中的至少一些在外层上包括与其它珠的外层上的涂层直接接触的外层。
在另外的方面中,结合材料可以具有适合于将结合材料沉积在结合材料目标区域中的应用的粘度。例如,粘度可以在约1厘泊和约50厘泊、约1厘泊和约40厘泊、约1厘泊和约30厘泊、约1厘泊和约20厘泊、约1厘泊和约10厘泊、约1厘泊和约5厘泊、约5厘泊和约50厘泊、约5厘泊和约40厘泊、约5厘泊和约30厘泊、约5厘泊和约20厘泊、约5厘泊和约10厘泊、约10厘泊和约50厘泊、约20厘泊和约50厘泊、约30厘泊和约50厘泊、约40厘泊和约50厘泊之间、是任何前述范围的子范围、或任何前述范围内的一组值。
在另外的方面中,结合材料可以具有适合于将结合材料沉积在结合材料目标区域中的应用的表面张力。例如,表面张力可以在约1毫牛顿每米至约50毫牛顿每米、约1毫牛顿每米至约40毫牛顿每米、约1毫牛顿每米至约30毫牛顿每米、约1毫牛顿每米至约20毫牛顿每米、约1毫牛顿每米至约10毫牛顿每米、约5毫牛顿每米至约50毫牛顿每米、约5毫牛顿每米至约40毫牛顿每米、约5毫牛顿每米至约30毫牛顿每米、约5毫牛顿每米至约20毫牛顿每米、约5毫牛顿每米至约10毫牛顿每米、约10毫牛顿每米至约50毫牛顿每米、约10毫牛顿每米至约40毫牛顿每米、约10毫牛顿每米至约30毫牛顿每米、约10毫牛顿每米至约20毫牛顿每米、约20毫牛顿每米至约50毫牛顿每米、约30毫牛顿每米至约50毫牛顿每米、约40毫牛顿每米至约50毫牛顿每米之间、任何前述范围的子范围、或任何前述范围内的一组值。
在另外的方面中,结合材料可以具有适合于将结合材料沉积在结合材料目标区域中的应用的蒸汽压。例如,蒸汽压可以小于约60百帕斯卡、约55百帕斯卡、约50百帕斯卡、约45百帕斯卡、约40百帕斯卡、约35百帕斯卡、或约30百帕斯卡。
在一些方面中,结合材料可以包括添加剂诸如引发剂、催化剂,并且可以将延缓剂(delayer)添加到颗粒材料,例如,以增强结合反应。例如,结合材料可以包括基于氨基甲酸乙酯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙烯、由UV光、辐射、热、反应性活化剂触发的交联的或非交联的聚合的单体结合剂系统。例如,结合材料可以包括形成聚氨酯的单体和一种或更多种异氰酸酯。这样的结合材料可以通过将水或水雾沉积在结合材料上以引发反应被固化。
在一些方面中,结合材料可以包括多组分胶系统,诸如聚氨酯树脂或环氧树脂,通过两种组分的反应发生交联。应当理解,结合材料包含多组分系统,诸如上文提及的胶系统,多组分系统的每种组分可以经由单独的喷嘴分配并且在沉积期间混合,例如以喷雾使得从每个喷嘴分配的流在沉积在多个泡沫颗粒的表面上之前混合。可选择地,多组分系统的每种组分可以从单独的进料供应部(feed supply)传送,并且在从喷嘴分配之前立即在混合腔室中混合。
在一些方面中,结合材料可以包括诸如有机溶剂或水溶液的物质,该物质溶解泡沫颗粒中的全部或部分并且以这种方式将它们结合。
结合材料还可以包括不同的溶剂和/或单体的混合物、引起交联的化学品和/或反应辅助化学品诸如如本文公开的或如本领域技术人员已知的延缓剂、催化剂和填充剂。例如,为了改善用于沉积结合材料的特性,结合剂材料可以包括又另外的添加剂,例如用于改变粘度的添加剂。也就是说,结合材料可以包括添加剂,以增加或减少粘度、表面张力和/或改变结合材料沉积在泡沫颗粒上的方式例如流动、喷雾、从喷嘴分配或其组合的其它特性。以这种方式,可以改善结合材料的沉积。
在另外的方面中,泡沫颗粒的结合可以通过结合材料来实现,结合材料包括一种或更多种溶剂、混合溶剂体系(system)和任选地水或水溶液,混合溶剂体系包括包含一种或更多种有机溶剂的混合溶剂体系。溶剂的非限制性实例包括醇、酮、乙酸酯或其混合物。它还可以是不同溶剂的混合物。溶剂的结合功能基于至少部分地溶解在其中包含溶剂的结合材料被沉积的区域中的泡沫颗粒。当溶剂逸出时,泡沫颗粒的接触表面被结合,并且确立固体区域。在一些情况下,可以看到材料的减少。
结合材料中包含的一种或更多种溶剂的选择至少部分地基于泡沫颗粒制剂和组合物,例如存在的热塑性弹性体、添加剂和填充剂的类型和量,以及所公开的方法的固化步骤和附连步骤的性能参数,例如将热塑性弹性体溶解在泡沫颗粒中的期望的速率,无论泡沫颗粒制剂和组合物的全部或仅某些组分是否应该溶解,成本以及与所使用的添加制造设备的相容性。应当理解,可以调节结合材料组合物,例如所使用的一种具体溶剂或多种具体溶剂和所使用的相对量,以将结合材料微调或调整到泡沫颗粒制剂和组合物的溶解度指数,例如其中存在的热塑性弹性体的类型和相对量。
也就是说,不同的溶剂将更有效地溶解不同的聚合物,并且因此,使用所公开的方法的技术人员将评估泡沫颗粒制剂和组合物,例如其中存在的热塑性弹性体的类型和相对量,并且以匹配有效溶解该特定的化学品或制剂的溶剂的方式修改或调整结合材料组合物。例如,包含四氢呋喃和二甲基甲酰胺的结合材料可以用于包含聚酯和/或低熔热塑性弹性体的泡沫颗粒;或可选择地,包含六氟异丙醇和甲酸的结合材料可以用于包含脂肪族聚醚和各种共聚物的泡沫颗粒。在泡沫颗粒包含聚酰胺(尼龙)的情况下,可以使用包含六氟异丙醇的结合材料。确定在结合材料中使用的溶剂的工艺可以利用实验测定、各种聚合物溶解度数据库以及利用Hildebrand溶解度参数和/或Hansen溶解度参数的预测方法(包括软件)。
在一些方面中,结合材料可以包括作为水或水溶液的溶剂。例如,水溶液可以包括但不限于乙酸、甲酸、三氟乙酸或其组合。
在其它方面中,结合材料可以包括作为有机溶剂的溶剂。例如,有机溶剂可以包括但不限于四氢呋喃、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、二氯甲烷或其组合。
在仍另外的方面中,结合材料可以包括溶剂,该溶剂是包含至少两种溶剂的组合的混合溶剂体系。例如,混合溶剂体系可以包括但不限于包含以下中的两种或更多种的组合的混合溶剂体系:乙酸、甲酸、三氟乙酸、四氢呋喃、氯酚、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇和二氯甲烷。在特定的非限制性实例中,混合溶剂体系可以包括甲酸和二氯甲烷;甲酸和乙酸;甲酸和氯酚;或甲酸和六氟异丙醇。
在一些方面中,包含溶剂的结合材料还可以包含减缓蒸发速率从而减少变形的化合物或材料。例如,醇的挥发速率可以通过将含水分的材料诸如单乙二醇添加到结合材料来减慢。可选择地,或除了前述之外,蒸发速率可以通过适当选择固化步骤期间使用的温度来控制。
在另外的方面中,溶剂或溶剂的混合物可以被改变以优化蒸发速率。例如,具有较高沸点和较低蒸汽压力的高级醇(正丁醇、戊醇、己醇等),可以提供降低蒸发速率的简单且有效的方式。
结合材料可以包括一种或更多种被溶解或部分地溶解在水、水溶液或有机溶剂中的聚合物。在一些方面中,这些可以是水溶性材料,诸如淀粉或蛋白质或盐。
在一些方面中,结合材料以这样的方式沉积和固化,该方式在目标区域内提供相对弱地或暂时地附连布置的多个泡沫颗粒的至少一部分。例如,物品可以用作预成型件,随后将该预成型件压缩模制。因此,珠之间所需要的粘附水平可能仅需要足够使预成型件可以被处理,包括机器人处理,以便转移到压缩模具。相比之下,如果物品和其中的泡沫珠在没有压缩模制步骤的情况下使用,则将目标区域内的布置的多个泡沫颗粒的至少一部分附连可能需要是相对强的和/或持久的。
在各个方面中,结合材料还可以包括下文公开的染料或颜料,以便提供合意的外观。
添加剂。
在各个方面中,所公开的泡沫颗粒或结合材料还可以独立地包含添加剂。添加剂可以直接地并入所公开的泡沫颗粒或结合材料中,或可选择地施加于所公开的泡沫颗粒或结合材料。可以在所公开的泡沫颗粒或结合材料中使用的添加剂包括但不限于染料、颜料、着色剂、紫外光吸收剂、受阻胺光稳定剂、抗氧化剂、加工助剂或加工剂、增塑剂、润滑剂、乳化剂、颜料、染料、光学增白剂、流变学添加剂、催化剂、流动控制剂、滑爽剂(slip agent)、交联剂、交联促进剂(crosslinking booster)、卤素清除剂、烟雾抑制剂、耐火剂(flameproofing agent)、抗静电剂、填充剂或前述中的两种或更多种的混合物。当使用时,添加剂可以以从约0.01重量百分比至约10重量百分比、约0.025重量百分比至约5重量百分比或约0.1重量百分比至3重量百分比的量存在,其中重量百分比是基于热塑性组合物、纤维、长丝、纱线或织物中的材料组分的总和。
单独的组分可以与热塑性组合物的其它组分在连续混合器或分批混合器中,例如在相互啮合的转子混合器诸如杂混混合器(Intermix mixer)、双螺杆挤出机中,在切向转子混合器诸如使用双辊磨机的Banbury混合器中,或这些的一些组合混合在一起,以制造包含热塑性聚合物和添加剂的组合物。混合器可以经由单个步骤或多个步骤将组分共混在一起,并且可以经由分散混合或分布混合将组分混合以形成产生的热塑性组合物。此步骤通常被称为“复合”。
在一些方面中,添加剂是抗氧化剂,诸如抗坏血酸、烷基化的单酚、烷基硫代甲基苯酚、氢醌或烷基化的氢醌、生育酚、羟基化的硫代二苯醚、亚烷基双酚、苄基化合物、羟基化的丙二酸酯、芳香族羟基苄基化合物、三嗪化合物、苄基膦酸酯、酰基氨基苯酚、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯、β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯、β-(3,5-二环己基-4-羟基苯基)丙酸与一元醇或多元醇的酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸与一元醇或多元醇的酯、β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸的酰胺、胺类抗氧化剂(aminic antioxidant),或前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的烷基化的单酚包括但不限于2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-4,6-二甲基苯酚、2,6-二叔丁基-4-乙基苯酚、2,6-二叔丁基-4-正丁基苯酚、2,6-二叔丁基-4-异丁基苯酚、2,6-二环戊基-4-甲基苯酚、2-(α-乙基环己基)-4,6-二甲基苯酚、2,6-双十八烷基-4-甲基苯酚、2,4,6-三环己基苯酚、2,6-二叔丁基-4-甲氧基甲基苯酚、侧链是直链或支链的壬基苯酚例如2,6-二壬基-4-甲基苯酚、2,4-二甲基-6-(1-甲基十一烷-1-基)苯酚、2,4-二甲基-6-(1-甲基十七烷-1-基)苯酚、2,4-二甲基-6-(1-甲基十三烷-1-基)苯酚,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的烷基硫代甲基苯酚包括但不限于2,4-二辛基硫代甲基-6-叔丁基苯酚、2,4-二辛基硫代甲基-6-甲基苯酚、2,4-二辛基硫代甲基-6-乙基苯酚、2,6-二-十二烷基硫代甲基-4-壬基苯酚,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的氢醌和烷基化的氢醌包括但不限于2,6-二叔丁基-4-甲氧基苯酚、2,5-二叔丁基氢醌、2,5-二叔戊基氢醌、2,6-二苯基-4-十八烷氧基苯酚、2,6-二叔丁基氢醌、2,5-二叔丁基-4-羟基茴香醚、3,5-二叔丁基-4-羟基茴香醚、3,5-二叔丁基-4-羟基苯基硬脂酸酯、双-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)己二酸酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的生育酚包括但不限于α-生育酚、p-生育酚、7-生育酚、6-生育酚以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的羟基化的硫代二苯基醚包括但不限于2,2'-硫代双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、2,2'-硫代双(4-辛基苯酚)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-3-甲基苯酚)、4,4'-硫代双(6-叔丁基-2-甲基苯酚)、4,4'-硫代双-(3,6-二仲戊基苯酚)、4,4'-双(2,6-二甲基-4-羟基苯基)二硫化物,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的亚烷基双酚包括但不限于2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-甲基苯酚)、2,2'-亚甲基双(6-叔丁基-4-乙基苯酚)、2,2'-亚甲基双[4-甲基-6-(α-甲基环己基)苯酚]、2,2'-亚甲基双(4-甲基-6-环己基苯酚)、2,2'-亚甲基双(6-壬基-4-甲基苯酚)、2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚乙基双(4,6-二叔丁基苯酚)、2,2'-亚乙基双(6-叔丁基-4-异丁基苯酚)、2,2'-亚甲基双[6-(α-甲基苄基)-4-壬基苯酚]、2,2'-亚甲基双[6-(α,α-二甲基苄基)-4-壬基苯酚]、4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、4,4'-亚甲基双(6-叔丁基-2-甲基苯酚)、1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷、2,6-双(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苄基)-4-甲基苯酚、1,1,3-三(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)丁烷、1,1-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基-苯基)-3-正十二烷基巯基丁烷、乙二醇双[3,3-双(3-叔丁基-4-羟基苯基)丁酸酯]、双(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基-苯基)二环戊二烯、双[2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苄基)-6-叔丁基-4-甲基苯基]对苯二甲酸酯、1,1-双(3,5-二甲基-2-羟基苯基)丁烷、2,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-正十二烷基巯基丁烷、1,1,5,5-四(5-叔丁基-4-羟基-2-甲基苯基)戊烷,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的苄基化合物包括但不限于3,5,3′,5′-四叔丁基-4,4′-二羟基二苄基醚、十八烷基-4-羟基-3,5-二甲基苄基巯基乙酸酯、十三烷基-4-羟基-3,5-二叔丁基苄基巯基乙酸酯、三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)胺、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2,4,6-三甲基苯、二(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)硫化物、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基-巯基-乙酸异辛基酯、双(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)二硫醇对苯二甲酸酯、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基-磷酸双十八烷基酯和3,5-二叔丁基-4-羟基苄基-磷酸单乙酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的羟基苄基化的丙二酸酯包括但不限于双十八烷基-2,2-双(3,5-二叔丁基-2-羟基苄基)丙二酸酯、双十八烷基-2-(3-叔丁基-4-羟基-5-乙基苄基)丙二酸酯、双十二烷基巯基乙基-2,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯、双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基]-2,2-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)丙二酸酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的芳香族羟基苄基化合物包括但不限于1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2,4,6-三甲基苯、1,4-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-2,3,5,6-四甲基苯、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)苯酚,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的三嗪化合物包括但不限于2,4-双(辛基巯基)-6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2-辛基巯基-4,6-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯胺基)-1,3,5-三嗪、2-辛基巯基-4,6-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯氧基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯氧基)-1,2,3-三嗪、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基-苄基)异氰脲酸酯、1,3,5-三(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲基苄基)异氰脲酸酯、2,4,6-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙基)-1,3,5-三嗪、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基-苯基丙酰基)-六氢-1,3,5-三嗪、1,3,5-三(3,5-二环己基-4-羟基苄基)异氰脲酸酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的苄基膦酸酯包括但不限于二甲基-2,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、二乙基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、双十八烷基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸酯、双十八烷基-5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苄基膦酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苄基膦酸的单乙酯的钙盐,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的酰基氨基苯酚包括但不限于4-羟基-月桂酸酰苯胺、4-羟基-硬脂酸酰苯胺、2,4-双-辛基巯基-6-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯胺基)-s-三嗪和辛基-N-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)氨基甲酸酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸的示例性酯包括但不限于与一元醇或多元醇的酯,所述一元醇或多元醇诸如甲醇、乙醇、正辛醇、异辛醇、十八烷醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、硫代二乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、季戊四醇、三(羟基乙基)异氰脲酸酯、N,N′-双(羟基乙基)草酰胺、3-硫代十一烷醇、3-硫代十五烷醇、三甲基己二醇、三羟甲基丙烷、4-羟基甲基-1-磷-2,6,7-三氧杂二环[2.2.2]辛烷,以及衍生自前述一元醇或多元醇中的两种或更多种的酯的混合物。
β-(5-叔丁基-4-羟基-3-甲基苯基)丙酸的示例性酯包括但不限于与一元醇或多元醇的酯,所述一元醇或多元醇诸如甲醇、乙醇、正辛醇、异辛醇、十八烷醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、硫代二乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、季戊四醇、三(羟基乙基)异氰脲酸酯、N,N′-双(羟基乙基)草酰胺、3-硫代十一烷醇、3-硫代十五烷醇、三甲基己二醇、三羟甲基丙烷、4-羟基甲基-1-磷-2,6,7-三氧杂二环[2.2.2]辛烷,以及衍生自前述一元醇或多元醇中的两种或更多种的酯的混合物。
β-(3,5-二环己基-4-羟基苯基)丙酸的示例性酯包括但不限于与一元醇或多元醇的酯,所述一元醇或多元醇诸如甲醇、乙醇、正辛醇、异辛醇、十八烷醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、硫代二乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、季戊四醇、三(羟基乙基)异氰脲酸酯、N,N′-双(羟基乙基)草酰胺、3-硫代十一烷醇、3-硫代十五烷醇、三甲基己二醇、三羟甲基丙烷、4-羟基甲基-1-磷-2,6,7-三氧杂二环[2.2.2]辛烷,以及衍生自前述一元醇或多元醇中的两种或更多种的酯的混合物。
3,5-二叔丁基-4-羟基苯基乙酸的示例性酯包括但不限于与一元醇或多元醇的酯,所述一元醇或多元醇诸如甲醇、乙醇、正辛醇、异辛醇、十八烷醇、1,6-己二醇、1,9-壬二醇、乙二醇、1,2-丙二醇、新戊二醇、硫代二乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、季戊四醇、三(羟基乙基)异氰脲酸酯、N,N′-双(羟基乙基)草酰胺、3-硫代十一烷醇、3-硫代十五烷醇、三甲基己二醇、三羟甲基丙烷、4-羟基甲基-1-磷-2,6,7-三氧杂二环[2.2.2]辛烷,以及衍生自前述一元醇或多元醇中的两种或更多种的酯的混合物。
β-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸的示例性酰胺包括但不限于N,N′-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)六亚甲基二酰胺、N,N′-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)三亚甲基二酰胺、N,N′-双(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基丙酰基)酰肼、N,N′-双[2-(3-[3,5-二叔丁基-4-羟基苯基]丙酰氧基)乙基]草酰胺,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的胺类抗氧化剂包括但不限于N,N′-二异丙基-对亚苯基二胺、N,N′-二仲丁基-对亚苯基二胺、N,N′-双(1,4-二甲基戊基)-对亚苯基二胺、N,N′-双(1-乙基-3-甲基戊基)-对亚苯基二胺、N,N′-双(1-甲基庚基)-对亚苯基二胺、N,N′-二环己基-对亚苯基二胺、N,N′-二苯基对亚苯基二胺、N,N′-双(2-萘基)对亚苯基二胺、N-异丙基-N′-苯基-对亚苯基二胺、N-(1,3-二甲基丁基)-N′-苯基对亚苯基二胺、N-(1-甲基庚基)-N′-苯基对亚苯基二胺、N-环己基-N′-苯基对亚苯基二胺、4-(对甲苯氨磺酰基)二苯基胺、N,N′-二甲基-N,N′-二仲丁基对亚苯基二胺、二苯基胺、N-烯丙基二苯基胺、4-异丙氧基二苯基胺、N-苯基-1-萘基胺、N-(4-叔辛基苯基)-1-萘基胺、N-苯基-2-萘基胺、辛基化的二苯基胺例如p,p′-二叔辛基二苯基胺、4-正丁基氨基苯酚、4-丁酰基氨基苯酚、4-壬酰基氨基苯酚、4-十二烷酰基氨基苯酚、4-十八烷酰基氨基苯酚、双(4-甲氧基苯基)胺、2,6-二叔丁基-4-二甲基氨基甲基苯酚、2,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨基二苯基甲烷、N,N,N′,N′-四甲基-4,4′-二氨基二苯基甲烷、1,2-双[(2-甲基苯基)氨基]乙烷、1,2-双(苯基氨基)丙烷、(邻甲苯基)双胍、双[4-(1′,3′-二甲基丁基)苯基]胺、叔辛基化的N-苯基-1-萘基胺、单烷基化和二烷基化的叔丁基/叔辛基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的壬基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的十二烷基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的异丙基二苯基胺/异己基二苯基胺的混合物、单烷基化和二烷基化的叔丁基二苯基胺的混合物、2,3-二氢-3,3-二甲基-4H-1,4-苯并噻嗪、吩噻嗪、单烷基化和二烷基化的叔丁基吩噻嗪/叔辛基吩噻嗪的混合物、单烷基化和二烷基化的叔辛基吩噻嗪的混合物、N-烯丙基吩噻嗪、N,N,N′,N′-四苯基-1,4-二氨基丁-2-烯、N,N-双(2,2,6,6-四甲基-哌啶-4-基-六亚甲基二胺、双(2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、2,2,6,6-四甲基哌啶-4-酮、2,2,6,6-四甲基哌啶-4-醇,以及前述中的两种或更多种的混合物。
在一些方面中,添加剂是UV吸收剂和/或光稳定剂,包括但不限于2-(2-羟基苯基)-2H-苯并三唑化合物、2-羟基二苯甲酮化合物、被取代的和未被取代的苯甲酸的酯、丙烯酸酯或丙二酸酯化合物、空间受阻胺稳定剂化合物、草酰胺化合物、三芳基邻羟基苯基-s-三嗪化合物,或前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的2-(2-羟基苯基)-2H-苯并三唑化合物包括但不限于2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(3,5-二叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-仲丁基-5-叔丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-二叔戊基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3,5-双-α-枯基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-(ω)-羟基-八(亚乙基氧基)羰基-乙基)-苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-十二烷基-2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-辛氧基羰基)乙基苯基)-2H-苯并三唑、十二烷基化的2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-(2-(2-乙基己氧基)-羰基乙基)-2-羟基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-5-(2-(2-乙基己氧基)羰基乙基)-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基-2H-苯并三唑、2,2′-亚甲基-双(4-叔辛基-(6-2H-苯并三唑-2-基)苯酚)、2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-3-叔辛基-5-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氟-2-(2-羟基-3,5-二-α-枯基-苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3,5-二-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-氯-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(3-叔丁基-2-羟基-5-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3,5-二叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、3-(5-三氟甲基-2H-苯并三唑-2-基)-5-叔丁基-4-羟基氢化肉桂酸甲酯、5-丁基磺酰基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3-α-枯基-5-叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑、5-三氟甲基-2-(2-羟基-3,5-二-α-枯基苯基)-2H-苯并三唑、5-丁基磺酰基-2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑和5-苯基磺酰基-2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的2-羟基二苯甲酮化合物包括但不限于2-羟基二苯甲酮的4-羟基衍生物、4-甲氧基衍生物、4-辛氧基衍生物、4-癸氧基衍生物、4-十二烷氧基衍生物、4-苄氧基衍生物、4,2′,4′-三羟基衍生物和2′-羟基-4,4′-二甲氧基衍生物,以及两种或更多种这样的衍生物的混合物。
被取代的和未被取代的苯甲酸的示例性酯包括但不限于4-叔丁基-苯基水杨酸酯、苯基水杨酸酯、辛基苯基水杨酸酯、二苯甲酰基雷锁酚、双(4-叔丁基苯甲酰基)雷锁酚、苯甲酰基雷锁酚、2,4-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯、3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十八烷基酯、2-甲基-4,6-二叔丁基苯基-3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的丙烯酸酯化合物或丙二酸酯化合物包括但不限于α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸乙酯或α-氰基-β,β-二苯基丙烯酸异辛酯、α-羰基甲氧基-肉桂酸甲酯、α-氰基-β-甲基-对甲氧基肉桂酸甲酯或α-氰基-β-甲基-对甲氧基肉桂酸丁酯、α-羰基甲氧基-对甲氧基肉桂酸甲酯、N-(β-羰基甲氧基-β-氰基乙烯基)-2-甲基-吲哚啉、二甲基对甲氧基亚苄基丙二酸酯、二(1,2,2,6,6-五甲基哌啶-4-基)对甲氧基亚苄基丙二酸酯,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的空间受阻胺稳定剂化合物包括但不限于4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-烯丙基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-苄基-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)琥珀酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)正丁基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基丙二酸酯、三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)次氮基三乙酸酯、四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷-四羧酸酯、1,1′-(1,2-乙烷二基)-双(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮)、4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-硬脂氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-2-正丁基-2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苄基)丙二酸酯、3-正辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸-2,4-二酮、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯、双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基-哌啶基)琥珀酸酯、N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-六亚甲基二胺和4-吗啉基-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的直链或环状的缩合物、8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸-2,4-二酮、3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮、3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮、N-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-正十二烷基琥珀酰亚胺、N-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-正十二烷基琥珀酰亚胺、2-十一烷基-7,7,9,9-四甲基-1-氧杂-3,8-二氮杂-4-氧代-螺[4,5]癸烷、1,1-双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶氧基羰基)-2-(4-甲氧基苯基)乙烯、N,N′-双-甲酰基-N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺、聚[甲基丙基-3-氧代-4-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)]硅氧烷、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-十八烷酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-十六烷酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-羟基-2,2,6,6-四甲基哌啶、1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-4-氧代-2,2,6,6-四甲基哌啶、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)癸二酸酯、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)己二酸酯、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)琥珀酸酯、双(1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基)戊二酸酯和2,4-双{N-[1-(2-羟基-2-甲基丙氧基)-2,2,6,6-四甲基哌啶-4-基]-N-丁基氨基}-6-(2-羟基乙基-氨基)-s-三嗪,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的草酰胺化合物包括但不限于4,4′-二辛氧基草酰苯胺(4,4′-dioctyloxyoxanilide)、2,2′-二乙氧基草酰苯胺、2,2′-二辛氧基-5,5′-二叔丁基草酰苯胺(2,2′-dioctyloxy-5,5′-di-tert-butoxanilide)、2,2′-双十二烷氧基-5,5′-二叔丁基草酰苯胺、2-乙氧基-2′-乙基草酰苯胺、N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)草酰胺、2-乙氧基-5-叔丁基-2′-乙基草酰苯胺及其与2-乙氧基-2′-乙基-5,4′-二叔丁基草酰苯胺的混合物、邻甲氧基二取代的草酰苯胺和对甲氧基二取代的草酰苯胺的混合物以及邻乙氧基二取代的草酰苯胺和对乙氧基二取代的草酰苯胺的混合物,以及前述中的两种或更多种的混合物。
示例性的三芳基-邻羟基苯基-s-三嗪化合物包括但不限于4,6-双(2,4-二甲基苯基)-2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-s-三嗪、4,6-双(2,4-二甲基苯基)-2-(2,4-二羟基苯基)-s-三嗪、2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(4-氯苯基)-s-三嗪、2,4-双[2-羟基-4-(2-羟基-乙氧基)苯基]-6-(4-氯苯基)-s-三嗪、2,4-双[2-羟基-4-(2-羟基-4-(2-羟基-乙氧基)苯基]-6-(2,4-二甲基苯基)-s-三嗪、2,4-双[2-羟基-4-(2-羟基乙氧基)苯基]-6-(4-溴苯基)-s-三嗪、2,4-双[2-羟基-4-(2-乙酰氧基乙氧基)苯基]-6-(4-氯苯基)-s-三嗪、2,4-双(2,4-二羟基苯基)-6-(2,4-二甲基苯基)-s-三嗪、2,4-双(4-联苯基)-6-(2-羟基-4-辛氧基羰基亚乙基氧基苯基)-s-三嗪、2-苯基-4-[2-羟基-4-(3-仲丁氧基-2-羟基丙氧基)苯基J-642-羟基-4-(3-仲戊氧基-2-羟基丙氧基)-苯基]-s-三嗪、2,4-双(2,4-二甲基苯基)-6-[2-羟基-4-(3-苄氧基-2-羟基-丙氧基)苯基]-s-三嗪、2,4-双(2-羟基-4-正丁氧基苯基)-6-(2,4-二正丁氧基苯基)-s-三嗪、亚甲基双{2,4-双(2,4-二甲基苯基)-6-[2-羟基-4-(3-丁氧基-2-羟基丙氧基)-苯基]-s-三嗪}、2,4,6-三(2-羟基-4-异辛氧基羰基异亚丙基氧基苯基)-s-三嗪、2,4-双(2,4-二甲基苯基)-6-(2-羟基-4-己氧基-5-α-枯基苯基)-s-三嗪、2-(2,4,6-三甲基苯基)-4,6-双[2-羟基-4-(3-丁氧基-2-羟基丙氧基)苯基]-s-三嗪、2,4,6-三[2-羟基-4-(3-仲丁氧基-2-羟基丙氧基)苯基-s-三嗪、4,6-双(2,4-二甲基苯基)-2-(2-羟基-4-(3-(2-乙基己氧基)-2-羟基丙氧基)-苯基)-s-三嗪、4,6-二苯基-2-(4-己氧基-2-羟基苯基)-s-三嗪,以及前述中的两种或更多种的混合物。
在一些方面中,添加剂是过氧化物清除剂,诸如β-硫代二丙酸的酯例如月桂基酯、硬脂基酯、肉豆蔻基酯或十三烷基酯;巯基苯并咪唑;和2-巯基-苯并咪唑的锌盐、二丁基二硫代氨基甲酸锌、双十八烷基二硫化物、四(β-十二烷基巯基)丙酸季戊四醇酯,或前述中任一种的混合物。
在一些方面中,添加剂是聚酰胺稳定剂,诸如卤素例如碘的铜盐,和/或磷化合物以及二价锰的盐。
在一些方面中,添加剂是碱性的助稳定剂,诸如三聚氰胺、聚乙烯吡咯烷酮、双氰胺(dicyandiamide)、氰脲酸三烯丙酯、脲衍生物、肼衍生物、胺、聚酰胺、聚氨酯、高级脂肪酸的碱金属盐和碱土金属盐,例如硬脂酸钙、硬脂酸锌、山嵛酸镁、硬脂酸镁、蓖麻油酸钠和棕榈酸钾、焦儿茶酚锑(antimony pyrocatecholate)或焦儿茶酚锌。
在一些方面中,添加剂是成核剂,诸如滑石,金属氧化物诸如二氧化钛或氧化镁,优选地碱土金属的磷酸盐、碳酸盐或硫酸盐,或者其混合物。可选择地,成核剂可以是单羧酸或多羧酸及其盐,例如4-叔丁基苯甲酸、己二酸、二苯基乙酸、琥珀酸钠、苯甲酸钠或其混合物。在另外的方面中,添加剂可以是包含如上文公开的无机材料和有机材料两者的成核剂。
在一些方面中,流变学改性剂可以是具有相当高的纵横比的纳米颗粒、纳米粘土、纳米碳、石墨、纳米二氧化硅等。
在一些方面中,添加剂是填充剂或加强剂,诸如粘土、高岭土、滑石、石棉、石墨、玻璃(诸如玻璃纤维、玻璃颗粒和玻璃泡(glass bulb)、玻璃球体或玻璃类球体)、云母、偏硅酸钙、硫酸钡、硫化锌、氢氧化铝、硅酸盐、硅藻土、碳酸盐(诸如碳酸钙、碳酸镁等)、金属(诸如钛、钨、锌、铝、铋、镍、钼、铁、铜、黄铜、硼、青铜、钴、铍以及这些的合金)、金属氧化物(诸如氧化锌、氧化铁、氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化锆等)、金属氢氧化物、颗粒状合成塑料(诸如高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯离聚物树脂、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺等)、合成纤维(诸如包含高分子量聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯离聚物树脂、聚酰胺、聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺等的纤维)、颗粒含碳材料(诸如炭黑等)、木粉和其它天然产物的粉或纤维,以及棉绒、纤维素绒、纤维素浆、皮革纤维、以及上文中任一种的组合。可以用于增加固化的弹性体组合物的比重的重质填充剂组分的非限制性实例可以包括钛、钨、铝、铋、镍、钼、铁、钢、铅、铜、黄铜、硼、碳化硼晶须、青铜、钴、铍、锌、锡、金属氧化物(诸如氧化锌、氧化铁、氧化铝、氧化钛、氧化镁和氧化锆)、金属硫酸盐(诸如硫酸钡)、金属碳酸盐(诸如碳酸钙)以及这些的组合。可以用于降低弹性体化合物的比重的轻质填充剂组分的非限制性实例可以包括颗粒塑料、中空玻璃球、陶瓷和中空球、再研磨物和泡沫,它们可以以组合使用。
在一些方面中,添加剂是交联剂。存在多种可以在所公开的热塑性组合物中使用的交联剂。例如,交联剂可以是自由基引发剂。自由基引发剂可以通过热裂解或UV辐射生成自由基。自由基引发剂可以以从约0.001重量百分比至约1.0重量百分比的量存在。多种自由基引发剂可以用作自由基源,以制造具有交联结构的热塑性组合物。所施加的合适的自由基引发剂包括过氧化物、硫和硫化物。示例性的过氧化物包括但不限于脂肪族过氧化物和芳香族过氧化物,诸如二乙酰基过氧化物、二叔丁基过氧化物、二枯基过氧化物、二苯甲酰基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰基过氧基)己烷、2,5-二甲基-2,5-二(丁基过氧基)-3-己炔、2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷、正丁基-4,4-双(叔丁基过氧基)戊酸酯、1,4-双(叔丁基过氧基异丙基)苯、叔丁基过氧基苯甲酸酯、1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷和二(2,4-二氯苯甲酰),或前述中的两种或更多种的组合。
在一些方面中,添加剂是着色剂。如本文使用的术语“着色剂”意指向基底提供颜色的化合物,例如所公开的热塑性组合物。着色剂可以是有机颜料或无机颜料、染料或其混合物或组合。在另外的方面中,颜料或染料是无机材料,诸如金属氧化物,例如氧化铁或二氧化钛。可选择地,无机颜料或染料可以是金属化合物例如铬酸锶或硫酸钡,或者金属颜料例如铝片或铝颗粒。其它示例性无机颜料包括炭黑、滑石等。在一些情况下,金属化合物不是包含镉的金属化合物。在一些情况下可能合意的是,无机颜料或染料不是包含铅化合物、镉化合物和铬(VI)化合物的无机颜料或染料。在另外的方面中,颜料或染料是有机化合物,诸如苝、酞菁衍生物(例如酞菁铜)、靛蒽醌、苯并咪唑酮、喹吖啶酮、紫环酮(perinone)和甲亚胺衍生物。例如,着色剂可以在混合装置诸如挤出机中直接地或否则借助于母料添加到热塑性组合物。在各个方面中,所公开的热塑性组合物可以构成相对于组合物的重量的在约0.005重量百分比和约5重量百分比之间。在另外的方面中,所公开的热塑性组合物可以构成相对于组合物的重量的在约0.01重量百分比和约3重量百分比之间。
泡沫颗粒和/或结合材料可以包含一种或更多种着色剂。在一些方面中,泡沫颗粒可以包含第一着色剂,并且结合材料可以包含第二着色剂。在此情况下,应理解,第一着色剂可以包括一种或更多种染料或颜料。类似地,应理解,第二着色剂可以包括一种或更多种染料或颜料。
存在至少两种类型的可以用作着色剂的金属络合物染料。酸性金属络合物染料可溶于水,并且因此在使用前溶解在水溶剂体系中。溶剂金属络合物染料不溶于水,并且因此在使用前溶解在水/有机溶剂体系中。
用于金属络合物染料的溶剂体系应该溶解染料并且促进染料分子在温和条件下扩散到弹性体基底中两者。因此,发现某些有机溶剂不仅溶解不溶于水的染料,诸如溶剂金属络合物染料,而且还促进或有利于染料扩散到酸性金属络合物染料和溶剂金属络合物染料两者的聚合物基质中。
合适的有机溶剂包括乙二醇苯基醚(EGPE)和异丙醇。通常需要相对较少量的有机溶剂。
用于酸性金属络合物染料的合适的溶剂体系包含例如90体积百分比至100体积百分比的水和0体积百分比至10体积百分比的有机溶剂。有机溶剂的典型的量是0.5体积百分比至7体积百分比或1体积百分比至5体积百分比。
用于溶剂金属络合物染料的合适的溶剂体系包含除了水和乙二醇苯基醚之外的第三组分,通常是有机溶剂,以增加染料的溶解度。例如,溶剂体系可以包含40体积百分比至80体积百分比的水和60体积百分比至20体积百分比的有机溶剂。合适的有机溶剂包括但不限于醇、醚、酯和酮。合适的溶剂金属络合物染料包括Orasol Yellow 2RLN、OrasolYellow2GLN-M、Pylam Solvent Red、Pylam Brilliant Yellow和Resofast Orange M2Y。
可选择地,可以使用两相溶剂体系,其中染料可溶于有机溶剂,但不溶于水,并且有机溶剂仅部分地可混溶于水或不溶于水或几乎不溶于水。形成两相体系的合适的有机溶剂包括是极性的且不溶于水的有机溶剂,诸如合适的烃、醇、醛、酮、醚、酯、酰胺、酸和卤代化合物。实例包括但不限于正丁醇、环己醇、乙酸丁酯和乙二醇苯基醚。
在两相溶剂体系中,制备含有大量水和少量有机溶剂的溶液。有机溶剂与水部分混溶,或几乎不溶于水,使得水和有机溶剂形成两相体系。两相溶剂组合物允许例如泡沫颗粒的快速且均匀的染色。
染料可以首先溶解在有机溶剂中以形成均匀的溶液,并且然后溶液可以在搅动(agitation)或搅拌(stirring)下作为液滴分散在水中。可选择地,有机溶剂可以与水组合形成两相溶剂。然后将染料在搅动或搅拌下添加到两相溶剂以形成液滴。
两相溶剂组合物可以包含1体积百分比至30体积百分比,例如1体积百分比至25体积百分比的有机溶剂,以及70体积百分比至99体积百分比,例如75体积百分比至99体积百分比的水。这些两相溶剂组合物特别适合于在有机溶剂中具有高溶解度的溶剂染料。通常,适合在此实施方案中使用的染料包括高度可溶于有机溶剂但几乎不溶于水的染料。
当合适的基底浸没在两相溶剂染料体系中时,有机溶剂和染料的液滴被优先吸附到基底的表面上。这在基底的表面上产生具有高浓度染料的有机溶剂的薄层。此外,有机溶剂引起基底膨胀,提供开放的聚合物结构。基底中的这样的开放结构和高浓度染料的组合有利于染料分子快速扩散到基底中。
因此,两相溶剂组合物既溶解染料,又促进染料分子在温和条件下扩散到柔性基底中。与常规的染色体系相比,两相溶剂染料体系提供快速染色,使用较少的有机溶剂,使用温和的染色条件,并且提供从溶剂中有效的染料回收/除去的潜力。
在一些方面中,染料可以是金属络合物染料,诸如但不限于Bezanyl Black、Bezanyl Red、Bezanyl Yellow、Orasol Black、Orasol Blue GN、Orasol Red G、OrasolYellow 2GLN、Isolan Blue、SP-R、Isolan Grey SP-G、Isolan Red SP-G、Isolan YellowSP-2RL、Pylam Solvent Blue、Pylam Solvent Red、Pylam Solvent Yellow、ResofastBlue、Resofast Orange和Resofast Yellow。
在一些方面中,泡沫颗粒可以用非离子染料或阴离子(“酸性”)染料通过以下中的一种染色:(1)在注入有超临界流体之前,(2)在注入有超临界流体期间通过溶解或分散在超临界流体中的非离子染料或阴离子染料,所述超临界流体任选地包含极性液体,(3)在浸没在加热的流体中期间,其中加热的流体包含染料,或(4)在发泡之后。
在一些方面中,着色剂可以是酸性染料,诸如水溶性阴离子染料。各种各样的酸性染料是可获得的,从暗淡色调(dull tone)到鲜亮色调(brilliant shade)。在化学上,酸性染料包括偶氮化合物、蒽醌化合物和三芳基甲烷化合物。
“颜色指数”(C.I.),由Society of Dyers and Colourists(UK)和AmericanAssociation of Textile Chemists and Colorists(USA)联合出版,是用于大规模着色目的的染料和颜料的最广泛的概略,包括依据2000C.I.通用名称的12000种产品。在C.I.中,每种化合物用两个数字呈现,指代色彩类别和化学品类别。“通用名称”指的是应用的领域和/或着色的方法,而另一个数字是“构造号”。酸性染料的非限制性实例包括酸性黄1、17、23、25、34、42、44、49、61、79、99、110、116、127、151、158:1、159、166、169、194、199、204、220、232、241、246和250;酸性红1、14、17、18、42、57、88、97、118、119、151、183、184、186、194、195、198、211、225、226、249、251、257、260、266、278、283、315、336、337、357、359、361、362、374、405、407、414、418、419和447;酸性紫3、5、7、17、54、90和92;酸性棕4、14、15、45、50、58、75、97、98、147、160:1、161、165、191、235、239、248、282、283、289、298、322、343、349、354、355、357、365、384、392、402、414、420、422、425、432和434;酸性橙3、7、10、19、33、56、60、61、67、74、80、86、94、139、142、144、154和162;酸性蓝1、7、9、15、92、133、158、185、193、277、277:1、314、324、335和342;酸性绿1、12、68:1、73、80、104、114和119;酸性黑1、26、52、58、60、64、65、71、82、84、107、164、172、187、194、207、210、234、235,以及这些的组合。酸性染料可以在染料溶液中单独使用或以任何组合使用。
酸性染料和非离子分散染料是从许多来源可商购的,包括Dystar L.P.,Charlotte,North Carolina,以商标TELON;Huntsman Corporation,Woodlands,Texas,以商标ERIONYL和TECTILON;BASF SE,Ludwigshafen,Germany,以商标BASACID;ClariantInternational Ltd.,Muttenz,Switzerland,以商标SOLVAPERM、HOSTASOL、POLYSYNTHREN和SAVINYL;以及Bezema AG,Montlingen,Switzerland,以商品名Bemacid。
非离子分散染料还以许多颜色是可商购的,并且包括荧光染料。
在一些方面中,泡沫颗粒可以在发泡之前被染色。小球或其它物品在其中被染色的酸性分散染料溶液或非离子分散染料溶液可以包括例如从约0.001克每升至约5.0克每升,优选地从约0.01克每升至约2克每升的酸性分散染料化合物或非离子分散染料化合物或者酸性分散染料化合物或非离子分散染料化合物的组合。所使用的酸性分散染料化合物或非离子分散染料化合物的量将确定颜色有多强烈(strong)和小球或其它物品多快地被染色,并且可以以直接的方式被优化;通常,更加浓缩的染料溶液可以提供更强(更深、更暗、更强烈)染色的颜色,并且可以将包含热塑性弹性体的小球或其它物品更快地染色。
染料溶液可以包括水溶性有机溶剂。在20摄氏度和1atm压力在醇待被用于染料溶液中的浓度确定染料溶液中以特定量使用的特定有机溶剂的水溶性;如果有机溶剂在20摄氏度和1atm压力在醇待被用于染料溶液中并且不形成任何单独的相或层的浓度完全地溶解或完全地可混溶于水中,则有机溶剂是水溶性的。可以使用的水溶性有机溶剂的合适的非限制性实例包括醇,诸如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇和甘油;酮,诸如丙酮和甲基乙基酮;酯,诸如乙酸丁酯,其以有限的量可溶于水中;以及乙二醇醚和乙二醇醚酯(特别是乙酸酯),诸如乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯。水溶性有机溶剂可以以用于制造染料溶液的水性介质的按体积计高达约50%、或按体积计高达约25%、或按体积计从约1%至约50%、或按体积计从约5%至约40%、或按体积计从约10%至约30%、或按体积计从约15%至约25%的浓度被包含。是否使用有机溶剂和使用多少有机溶剂可以根据被使用的哪种染料和用于使染料溶液与小球或其它物品接触的施加方法而变化。
当泡沫颗粒或结合材料包含热塑性聚氨酯弹性体或热塑性聚脲弹性体时,阴离子染料溶液还有利地包含选自可溶性四丁基铵化合物和四己基铵化合物的季(四烷基)铵盐。这样的物品有利地在酸性染料溶液中被染色,酸性染料溶液包含阴离子染料化合物、选自可溶性四丁基铵化合物和四己基铵化合物的季铵盐,以及任选地水溶性有机溶剂。
季铵盐的抗衡离子应该被选择为使得季铵盐与阴离子染料形成稳定的溶液。季铵化合物可以是例如卤化物(诸如氯化物、溴化物或碘化物)、氢氧化物、硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐、高氯酸盐、氯酸盐、溴酸盐、碘酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐、亚磷酸盐、六氟亚磷酸盐、硼酸盐、四氟硼酸盐、氰化物、异氰化物、叠氮化物、硫代硫酸盐、硫氰酸盐或羧酸盐(诸如乙酸盐或草酸盐)。在某些实施方案中,较弱路易斯碱的阴离子可以被选择用于四烷基铵化合物,以产生较暗的颜色用于染色的覆盖层(cover layer)或涂层。在各种实施方案中,四烷基铵化合物是或包括四丁基铵卤化物或四己基铵卤化物,特别是四丁基溴化铵或四丁基氯化铵或四己基溴化铵或四己基氯化铵。
当泡沫颗粒或结合材料包含热塑性聚氨酯弹性体或热塑性聚脲弹性体时,用于将泡沫颗粒或结合材料染色的酸性染料溶液可以包含从约0.1当量至约5当量的可溶性四烷基铵化合物每当量染料化合物。在各种实施方案中,酸性染料溶液可以包含从约0.5当量至约4当量、优选地从约1当量至约4当量的四烷基铵化合物每当量染料化合物。与特定的酸性染料化合物一起使用的四烷基铵化合物的量取决于染料扩散到覆盖层或涂层中和在覆盖层或涂层中扩散的速率,并且可以以直接的方式优化。用包含可溶性四烷基铵化合物的此染料溶液将包含热塑性聚氨酯弹性体或热塑性聚脲弹性体的泡沫颗粒或结合材料染色的工艺可以在染色的泡沫颗粒或结合材料中产生强烈的颜色强度。
泡沫颗粒可以在注入有超临界流体之前用非离子染料或阴离子染料染色。小球还可以在注入有超临界流体的同时通过溶解或分散在超临界流体中的非离子染料或阴离子染料来染色,该超临界流体任选地包含极性液体。小球还可以在被浸没在加热的流体中的同时被染色,其中加热的流体包含染料。特别地,加热的流体可以是加热的水性染料溶液,其可以包含如所描述的季铵盐和有机溶剂。最后,泡沫颗粒可以在发泡之后使用如已经描述的染色工艺来染色。
弹性体热塑性聚合物。
在各个方面中,本公开内容的泡沫颗粒可以由合适的热塑性弹性体制备。例如,热塑性弹性体可以选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
在各个方面中,用于制备泡沫颗粒的热塑性弹性体包括热塑性共聚醚酯弹性体。应当理解,如本文使用的,“热塑性共聚醚酯弹性体”可以与“热塑性聚醚-聚酯嵌段共聚物”、“热塑性聚酯/聚醚嵌段共聚物”、“共聚酯弹性体”、“聚-醚-酯嵌段共聚物”、“嵌段聚-醚-酯”、“聚酯弹性体”、“热塑性聚-醚-酯”、“共聚(醚酯)”和“共聚酯热塑性弹性体”可互换地使用。在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包括分散在软(或无定形)的聚醚链段中的硬(或结晶)的聚酯链段。在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体是嵌段共聚物。在仍另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体是链段嵌段共聚物。在一些方面中,热塑性共聚醚酯弹性体是包含聚酯的链段或嵌段以及聚醚的链段或嵌段的嵌段共聚物。
在各个方面中,用于制备泡沫颗粒的热塑性共聚醚酯弹性体包括聚酯链段和聚醚链段(诸如聚亚烷基(醚)乙二醇或聚亚烷基(醚)多元醇),该聚酯链段通过二羧酸衍生物(诸如对苯二甲酸酯)和二醇(诸如丁二醇)的反应产生。
在各个方面中,聚酯链段包括聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。在另外的方面中,聚酯链段具有约3000道尔顿至约9000道尔顿的链段分子。在仍另外的方面中,聚酯链段具有约5000道尔顿至约7000道尔顿的链段分子。
在各个方面中,聚醚链段包含长链多元醇,例如聚乙二醇(PEG)、聚丙二醇(PPG)或聚亚丙基醚二醇(PPEG)、聚四亚甲基二醇(PTMG或PTHF)、聚四亚甲基醚二醇及其组合。在另外的方面中,聚醚链段具有约200道尔顿至约4000道尔顿的链段分子。在仍另外的方面中,聚醚链段具有约1000道尔顿至约3000道尔顿的链段分子。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包括聚四亚甲基醚对苯二甲酸酯软链段和聚对苯二甲酸丁二醇酯硬链段。热塑性共聚醚酯弹性体是可商购的,并且非限制性实例以商品名HYTREL(DuPont Company,Wilmington,Delaware)、ARNITEL(DSM EngineeringPlastics,Evansville,Indiana)和PELPRENE(Toyobo Co.,Ltd.,Osaka,Japan)是可获得的。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体聚合物包括通过四氢呋喃的聚合(即聚(四亚甲基醚))获得的聚醚链段和通过四亚甲基二醇和邻苯二甲酸的聚合(即对苯二甲酸-1,4-丁二醇酯)获得的聚酯链段。并入共聚醚酯中的聚醚单元越多,聚合物越软。用于制备共聚醚酯的聚(四亚甲基醚)二醇可以具有从约500道尔顿至约3500道尔顿、或约800道尔顿至约2500道尔顿的分子量。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体聚合物包含衍生自30重量百分比至70重量百分比的1,4-对苯二甲酸丁二醇酯和10重量百分比至70重量百分比的聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯的重复单元。在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体聚合物包含衍生自55重量百分比至60重量百分比的1,4-对苯二甲酸丁二醇酯、23重量百分比至27重量百分比的1,4-间苯二甲酸丁二醇酯、10重量百分比至15重量百分比的聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯和3重量百分比至7重量百分比的聚(四亚甲基醚)间苯二甲酸酯的重复单元。用于制备共聚醚酯的聚(四亚甲基醚)二醇可以具有从约800道尔顿至约1200道尔顿的分子量。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体聚合物包含衍生自30重量百分比至40重量百分比的1,4-对苯二甲酸丁二醇酯和60重量百分比至70重量百分比的聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯的重复单元。用于制备共聚醚酯的聚(四亚甲基醚)二醇优选地具有从1500道尔顿至约2500道尔顿的分子量。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体是短链对苯二甲酸二醇酯和长链对苯二甲酸聚醚二醇酯的嵌段共聚物,该嵌段共聚物包含约60重量百分比的聚对苯二甲酸丁二醇酯的硬链段和约40重量百分比的聚四亚甲基醚对苯二甲酸酯的软链段,该热塑性共聚醚酯弹性体具有肖氏硬度55D的硬度计硬度(ASTM D-2240)、211℃的熔点(ASTM D-2117)、180℃的维卡软化点(ASTM D1525)和207兆帕(MPa)的弯曲模量(ASTM D790)。具有前述特性的合适的材料以商品名HYTRELO 5556(DuPont Company,Wilmington,Delaware)是可获得的。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体是短链对苯二甲酸二醇酯和长链对苯二甲酸聚醚二醇酯的嵌段共聚物,该嵌段共聚物包含约42重量百分比的聚对苯二甲酸丁二醇酯的硬链段和约58重量百分比的聚四亚甲基醚对苯二甲酸酯的软链段,该热塑性共聚醚酯弹性体具有92A/40D的硬度计硬度、168摄氏度的熔点、112摄氏度的维卡软化点和48.3兆帕的弯曲模量。具有前述特性的合适的材料以商品名HYTREL 4056(DuPont Company,Wilmington,Delaware)是可获得的。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体是短链对苯二甲酸二醇酯和长链对苯二甲酸聚醚二醇酯的嵌段共聚物,该嵌段共聚物包含约80重量百分比的聚对苯二甲酸丁二醇酯的硬链段和约20重量百分比的聚四亚甲基醚对苯二甲酸酯的软链段,该热塑性共聚醚酯弹性体具有约72D的硬度计硬度、219摄氏度的熔点、207摄氏度的维卡软化点和585兆帕的弯曲模量。具有前述特性的合适的材料以商品名HYTRELO 7246(DuPont Company,Wilmington,Delaware)是可获得的。
在各个方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包含式I的长链酯单元:
Figure GDA0002293359550000771
和式II的短链酯单元:
Figure GDA0002293359550000781
其中R1包括从聚(亚烷基醚)中除去末端羟基基团之后剩余的二价基团,所述聚(亚烷基醚)具有从约2.0至约4.3的碳氧比率和从约400道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量;其中R2包括从具有小于约300道尔顿的分子量的二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团;其中R3包括从具有小于约250道尔顿的分子量的低分子量二醇中除去羟基基团之后剩余的二价基团;其中R4包括从具有小于约300道尔顿的分子量的二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团;其中由式I表示的长链酯单元构成热塑性共聚醚酯弹性体的约5重量百分比至约95重量百分比;并且其中由式II表示的短链酯单元构成热塑性共聚醚酯弹性体的约95重量百分比至约5重量百分比。
在另外的方面中,R1包括从聚(四亚甲基醚)中除去末端羟基基团之后剩余的二价基团。在仍另外的方面中,R1具有从约500道尔顿至约3500道尔顿;约600道尔顿至约3000道尔顿;约800道尔顿至约1200道尔顿;约800道尔顿至约2000道尔顿;约800道尔顿至约2500道尔顿;约800道尔顿至约3000道尔顿;约800道尔顿至约3500道尔顿;约800道尔顿至约4000道尔顿;约1000道尔顿至约3000道尔顿;或约1500道尔顿至约2500道尔顿的数均分子量。
在另外的方面中,R2包括从芳香族二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团。在仍另外的方面中,R2包括从1,4-苯二甲酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团。
在另外的方面中,R3包括从C2-C6烷基二醇中除去羟基基团之后剩余的二价基团。在仍另外的方面中,R3包括从1,4-丁二醇中除去羟基基团之后剩余的二价基团。
在另外的方面中,R4是从芳香族二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团。在仍另外的方面中,R4是从1,4-苯二甲酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团。
在另外的方面中,由式I表示的长链酯单元构成热塑性共聚醚酯弹性体的约10重量百分比至约60重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约60重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约30重量百分比至约60重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约10重量百分比至约70重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约70重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约30重量百分比至约70重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约10重量百分比至约80重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约80重量百分比;或热塑性共聚醚酯弹性体的约30重量百分比至约80重量百分比。
在另外的方面中,由式II表示的短链酯单元构成热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约90重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约90重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约80重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约80重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约70重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约70重量百分比;热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约60重量百分比;或热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约60重量百分比。
在另外的方面中,至少约50重量百分比的由式II表示的短链酯单元是相同的。
在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包含聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段和聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段,其中聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约95重量百分比至约5重量百分比,其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约5重量百分比至约95重量百分比,并且其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约200道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量。
在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包含聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段和聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段,其中聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约70重量百分比至约20重量百分比,其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约5重量百分比至约95重量百分比,并且其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约200道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量。
在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包含聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段和聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段,其中聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约80重量百分比至约30重量百分比,其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约5重量百分比至约95重量百分比,并且其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约200道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量。
在另外的方面中,热塑性共聚醚酯弹性体包含聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段和聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段,其中聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约70重量百分比至约20重量百分比,其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成热塑性共聚醚酯弹性体的从约30重量百分比至约80重量百分比,并且其中聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约200道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量。
在另外的方面中,聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约800道尔顿至约1200道尔顿;约1500道尔顿至约2500道尔顿;或约1000道尔顿至约3000道尔顿的数均分子量。
在各个方面中,用于制备泡沫颗粒的热塑性弹性体包括热塑性聚氨酯弹性体。在仍另外的方面中,热塑性聚氨酯弹性体选自热塑性聚酯-聚氨酯弹性体、热塑性聚醚-聚氨酯弹性体、热塑性聚碳酸酯-聚氨酯弹性体、热塑性聚烯烃-聚氨酯弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。在又另外的方面中,热塑性聚氨酯弹性体是热塑性聚酯-聚氨酯弹性体。在仍另外的方面中,热塑性聚氨酯弹性体是热塑性聚醚-聚氨酯弹性体。在又另外的方面中,热塑性聚氨酯弹性体是热塑性聚碳酸酯-聚氨酯弹性体。
制备泡沫颗粒的热塑性聚氨酯可以具有至少约160克/10分钟(在190摄氏度,21.6千克)的熔体指数(还被称为熔体流动指数或熔体流动速率),如根据ASTM D1238测量的。在各种实施方案中,溶体指数可以是从约160克/10分钟至约250克/10分钟(在190摄氏度,21.6千克)或从约160克/10分钟至约220克/10分钟(在190摄氏度,21.6千克),在每种情况下如根据ASTM D1238测量的。
热塑性聚氨酯可以经由(a)二异氰酸酯与对于异氰酸酯反应性的双官能化合物的反应来产生。通常,双官能化合物具有两个羟基基团(二醇)并且可以具有从62道尔顿(乙二醇的摩尔质量)至约10,000道尔顿的摩尔质量,尽管具有其它异氰酸酯基团的双官能化合物(例如仲胺)可以通常以少量被使用,并且可以使用有限摩尔分数的三官能的和单官能的异氰酸酯反应性化合物。优选地,聚氨酯是线性的。包括具有约400或更大的摩尔质量的双官能化合物将软链段引入聚氨酯中。聚氨酯中的软链段与硬链段的增大的比率引起聚氨酯变得越来越柔性,并且最终成为弹性体。在某些方面中,诸如当模制物品是用于鞋类物品的鞋外底时,颗粒可以有利地使用刚性热塑性聚氨酯或热塑性聚氨酯的组合来制备。在各个其他方面中,诸如当模制物品是用于鞋类的鞋底夹层时,颗粒可以有利地使用弹性体热塑性聚氨酯或弹性体热塑性聚氨酯的组合来制备。
合适的热塑性聚氨酯包括热塑性聚酯-聚氨酯、聚醚-聚氨酯和聚碳酸酯-聚氨酯。这些的非限制性的合适的实例包括但不限于使用以下作为二醇反应物聚合的聚氨酯:由二醇和二羧酸或酸酐制备的聚酯二醇;聚内酯聚酯二醇(例如聚己内酯二醇);由为包含一个羟基基团的单羧酸的羟基酸制备的聚酯二醇;聚四氢呋喃二醇;由环氧乙烷、环氧丙烷或环氧乙烷和环氧丙烷的组合制备的聚醚二醇;以及聚碳酸酯二醇诸如聚六亚甲基碳酸酯二醇和聚(六亚甲基-共-五亚甲基)碳酸酯二醇。弹性体热塑性聚氨酯可以通过这些聚合物二醇(聚酯二醇、聚醚二醇、聚内酯二醇、聚四氢呋喃二醇、聚碳酸酯二醇)中的一种、一种或更多种聚异氰酸酯和任选地一种或更多种单体扩链化合物的反应来制备。扩链化合物是具有两个或更多个与异氰酸酯基团反应性的官能团、优选地两个官能团的化合物。优选地,弹性体热塑性聚氨酯是大体上线性的(即大体上所有的反应物是双官能的)。
用于形成弹性体热塑性聚氨酯的聚酯二醇的非限制性实例包括通过二羧酸化合物、它们的酸酐和它们的可聚合的酯(例如甲酯)与二醇化合物的缩聚制备的聚酯二醇。优选地,所有的反应物是双官能的,尽管可以包括少量单官能的、三官能的和更高官能度的材料(可能高达几摩尔百分比)。合适的二羧酸包括但不限于戊二酸、琥珀酸、丙二酸、草酸、邻苯二甲酸、六氢邻苯二甲酸、己二酸、马来酸、这些二羧酸的酸酐及其混合物。合适的多元醇包括但不限于,其中扩展剂选自由以下组成的组:乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、环己烷二甲醇、2-乙基-1,6-己二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,3-丙二醇、丁二醇、新戊二醇及其组合。有时包括少量的三元醇或更高官能度的多元醇,诸如三羟甲基丙烷或季戊四醇。在优选的方面中,羧酸包括己二酸,并且二醇包括1,4-丁二醇。用于酯化聚合的典型催化剂是质子酸、路易斯酸、钛醇盐和二烷基锡氧化物。
羟基羧酸化合物诸如12-羟基硬脂酸也可以聚合以产生聚酯二醇。这样的反应可以在有或没有引发二醇诸如已经提及的二醇中的一种的情况下进行。
聚内酯二醇反应物还可以用于制备弹性体热塑性聚氨酯。聚内酯二醇可以通过使二醇引发剂例如二醇诸如乙二醇或丙二醇或已经提及的二醇中的另一种与内酯反应来制备。可以通过活性氢开环的内酯可以被聚合,所述内酯诸如但不限于,ε-己内酯、γ-己内酯、β-丁内酯、β-丙内酯、γ-丁内酯、α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯、γ-癸内酯、δ-癸内酯、γ-壬内酯,γ-辛内酯以及这些的组合。内酯环可以被1个-7个碳原子的烷基基团取代。在一个优选的方面中,内酯是ε-己内酯。有用的催化剂包括上文关于聚酯合成提及的催化剂。可选择地,反应可以通过形成将与内酯环反应的在分子上的羟基基团的钠盐来引发。
四氢呋喃可以通过使用抗衡离子诸如SbF6 -、AsF6 -、PF6 -、SbCl6 -、BF4 -、CF3SO3 -、FSO3 -和ClO4 -的阳离子开环反应来聚合。引发是通过形成叔氧鎓离子。聚四氢呋喃链段可以被制备为“活性聚合物”并且通过与诸如上文提及的二醇中的任一种的二醇的羟基基团的反应被终止。
脂肪族聚碳酸酯可以通过脂肪族二醇与碳酸二烷基酯(诸如碳酸二乙酯)、环状二醇碳酸酯(诸如具有五元环和六元环的环状碳酸酯)或碳酸二苯酯在如碱金属、锡催化剂或钛化合物的催化剂的存在下的缩聚来制备。另一种制造脂肪族聚碳酸酯的方式是通过有机金属催化剂催化的环状脂肪族碳酸酯的开环聚合。聚碳酸酯二醇还可以通过环氧化物与二氧化碳的共聚来制造。脂肪族聚碳酸酯二醇通过二醇与碳酸二烷基酯(诸如碳酸二乙酯)、碳酸二苯酯或二氧杂戊环酮类(dioxolanones)(诸如具有五元环和六元环的环状碳酸酯)在如碱金属、锡催化剂或钛化合物的催化剂的存在下的反应来制备。有用的二醇包括但不限于已经提及的任何二醇。芳香族聚碳酸酯通常由双酚例如双酚A与光气或碳酸二苯酯的反应来制备。
用于制造弹性体热塑性聚氨酯的聚合物二醇,诸如上文描述的聚合物聚酯二醇和聚醚二醇,优选地具有从约300道尔顿至约8,000道尔顿、或从约300道尔顿至约5000道尔顿、或从约300道尔顿至约3000道尔顿的数均分子量(例如通过ASTM D-4274方法确定的)。
热塑性聚氨酯的合成可以通过使聚合物二醇中的一种或更多种、一种或更多种具有至少两个(优选地两个)异氰酸酯基团的化合物和任选地一种或更多种扩链剂反应来进行。弹性体热塑性聚氨酯优选地是线性的,并且因此聚异氰酸酯组分优选地是大体上双官能的。用于制备弹性体热塑性聚氨酯的有用的二异氰酸酯化合物包括但不限于亚甲基双-4-环己基异氰酸酯;亚环己基二异氰酸酯(CHDI);异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI);间四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(m-TMXDI);对四甲基亚二甲苯基二异氰酸酯(p-TMXDI);亚乙基二异氰酸酯;1,2-二异氰酸酯基丙烷;1,3-二异氰酸酯基丙烷;1,6-二异氰酸酯基己烷(六亚甲基二异氰酸酯或HDI);1,4-亚丁基二异氰酸酯;赖氨酸二异氰酸酯;1,4-亚甲基双(环己基异氰酸酯);2,4-甲代亚苯基(“甲苯”)二异氰酸酯和2,6-甲代亚苯基二异氰酸酯(TDI);2,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI);4,4'-亚甲基二苯基二异氰酸酯(MDI);邻亚二甲苯基二异氰酸酯、间亚二甲苯基二异氰酸酯和对亚二甲苯基二异氰酸酯(XDI);4-氯-1,3-亚苯基二异氰酸酯;亚萘基二异氰酸酯,包括1,2-亚萘基二异氰酸酯、1,3-亚萘基二异氰酸酯、1,4-亚萘基二异氰酸酯、1,5-亚萘基二异氰酸酯和2,6-亚萘基二异氰酸酯;4,4'-二苄基二异氰酸酯;4,5'-二苯基二异氰酸酯;4,4'-二异氰酸酯基二苄基(4,4′-diisocyanatodibenzyl);3,3'-二甲氧基-4,4'-亚联苯基二异氰酸酯;3,3'-二甲基-4,4'-亚联苯基二异氰酸酯;1,3-二异氰酸酯基苯、1,4-二异氰酸酯基苯及其组合。特别有用的是二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)。
有用的含活性氢的扩链剂通常含有至少两个活性氢基团,例如二醇、二硫醇、二胺或具有羟基基团、硫醇基团和胺基团的混合物的化合物,诸如烷醇胺、氨基烷基硫醇和羟基烷基硫醇以及其他。扩链剂的分子量可以在从约60g/mol至约400g/mol的范围内。在一些方面中,醇和胺是优选的。用作聚氨酯扩链剂的有用的二醇的典型实例包括但不限于1,6-己二醇;环己烷二甲醇(由Eastman Chemical Co.作为CHDM出售);2-乙基-1,6-己二醇;1,4-丁二醇;乙二醇和乙二醇的低级低聚物,包括二乙二醇、三乙二醇和四乙二醇;丙二醇和丙二醇的低级低聚物,包括二丙二醇、三丙二醇和四丙二醇;1,3-丙二醇;新戊二醇;二羟基烷基化的芳香族化合物,诸如氢醌和间苯二酚的双(2-羟基乙基)醚;对二甲苯-α,α′-二醇;对二甲苯-α,α′-二醇的双(2-羟基乙基)醚;间二甲苯-α,α′-二醇和双(2-羟基乙基)醚;3-羟基-2,2-二甲基丙基-3-羟基-2,2-二甲基丙酸酯;及其混合物。合适的二胺扩展剂包括但不限于对亚苯基二胺、间亚苯基二胺、联苯胺、4,4'-亚甲基二苯胺、4,4'-亚甲基双(2-氯苯胺)、乙二胺及这些的组合。其它典型的扩链剂是氨基醇,诸如乙醇胺、丙醇胺、丁醇胺以及这些的组合。优选的扩展剂包括乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、四乙二醇、丙二醇、二丙二醇、三丙二醇、四丙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,6-己二醇以及这些的组合。
除了上文描述的双官能扩展剂之外,还可以存在少量的三官能扩展剂诸如三羟甲基丙烷、1,2,6-己三醇和甘油,和/或单官能的活性氢化合物诸如丁醇或二甲胺。所采用的三官能扩展剂和/或单官能化合物的量将优选地是基于所采用的反应产物和含活性氢的基团的总重量的几个当量百分比或更少。
聚异氰酸酯、聚合物二醇和任选地扩链剂的反应通常在催化剂的存在下典型地通过加热组分来进行。用于该反应的典型催化剂包括有机锡催化剂,诸如辛酸亚锡或二月桂酸二丁基锡。通常,聚合物二醇诸如聚酯二醇与扩展剂的比率可以在相对宽的范围内变化,这极大地取决于弹性体热塑性聚氨酯的期望的硬度。例如,聚酯二醇与扩展剂的当量比可以在1:0至1:12,并且更优选地从1:1至1:8的范围内。优选地,所采用的二异氰酸酯是成比例的,使得异氰酸酯的当量与含活性氢的材料的当量的总体比在0.95:1至1.10:1,并且更优选地0.98:1至1.04:1的范围内。聚合物二醇链段典型地是弹性体热塑性聚氨酯的从约25重量百分比至约65重量百分比,并且优选地是弹性体热塑性聚氨酯的从约25重量百分比至约50重量百分比。
在各个方面中,用于制备泡沫颗粒的热塑性聚氨酯弹性体包含长链多元醇。在仍另外的方面中,长链多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、聚丙烯多元醇及其任何共聚物。在又另外的方面中,长链多元醇是聚醚多元醇、聚酯多元醇及其任何共聚物。在一个方面中,长链多元醇是聚醚多元醇。在一个方面中,长链多元醇是聚酯多元醇。在另外的方面中,长链多元醇具有不小于约500道尔顿的数均分子量。在仍另外的方面中,长链多元醇具有约500道尔顿至约10,000道尔顿;约600道尔顿至约6,000道尔顿;或约800道尔顿至约4,000道尔顿的数均分子量。
适合于制造热塑性聚氨酯泡沫颗粒的具有从约160克/10分钟至约220克/10分钟(在190摄氏度,21.6千克)的熔体流动指数的可商购的弹性体热塑性聚氨酯的一个非限制性实例是从BASF Polyurethanes GmbH可获得的ELASTOLLAN SP9213(200克/10分钟的熔体流动指数(在190摄氏度,21.6千克))。
更刚性的热塑性聚氨酯可以以相同的方式但用较低含量的聚合物二醇链段合成。刚性热塑性聚氨酯可以例如包括从约0至约25重量百分比的聚酯二醇链段、聚醚二醇链段或聚碳酸酯二醇链段。刚性聚氨酯的合成是本领域熟知的并且在许多参考文献中被描述。具有如根据ASTM D 1238测量的至少约160克/10分钟(在190摄氏度,21.6千克)的溶体指数的刚性热塑性聚氨酯是可商购的,并且包括由Lubrizol Corp.,Wickliffe,Ohio以商品名
Figure GDA0002293359550000851
ETPU出售的那些。
合适的热塑性聚脲弹性体可以通过一种或更多种聚合物二胺或多元醇与已经提及的聚异氰酸酯中的一种或更多种和一种或更多种二胺扩展剂的反应来制备。合适的二胺扩展剂的非限制性实例包括乙二胺、1,3-丙二胺、2-甲基-戊二胺、六亚甲基二胺、2,2,4-三甲基-1,6-己二胺和2,4,4-三甲基-1,6-己二胺、亚氨基-双(丙基胺)、酰亚胺-双(丙基胺)、N-(3-氨基丙基)-N-甲基-1,3-丙二胺、1,4-双(3-氨基丙氧基)丁烷、二乙二醇二(氨基丙基)醚、1-甲基-2,6-二氨基-环己烷、1,4-二氨基-环己烷、1,3-双(甲基氨基)环己烷或1,4-双(甲基氨基)环己烷、异佛尔酮二胺、1,2-双(仲丁基氨基)环己烷或1,4-双(仲丁基氨基)环己烷、N,N'-二异丙基异佛尔酮二胺、4,4'-二氨基二环己基甲烷、3,3'-二甲基-4,4'-二氨基-二环己基甲烷、N,N'-二烷基氨基二环己基甲烷和3,3'-二乙基-5,5'-二甲基-4,4'-二氨基二环己基甲烷。聚合物二胺包括聚氧乙烯二胺、聚氧丙烯二胺、聚(氧乙烯-氧丙烯)二胺和聚(四亚甲基醚)二胺。还可以使用已经提及的胺官能的扩展剂和羟基官能的扩展剂。通常,如以前,三官能的反应物被限制,并且可以与单官能的反应物结合使用以防止交联。
在各个方面中,热塑性弹性体包括热塑性聚酰胺弹性体。在另外的方面中,热塑性聚酰胺弹性体包括尼龙6、尼龙12或其组合。
合适的热塑性聚酰胺弹性体可以通过以下获得:(1)(a)二羧酸诸如草酸、己二酸、癸二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-环己烷二甲酸或任何已经提及的其他二羧酸与(b)二胺诸如乙二胺、四亚甲基二胺、五亚甲基二胺、六亚甲基二胺或癸二胺、1,4-环己烷二胺、间亚二甲苯基二胺或任何已经提及的其他二胺的缩聚;(2)环状内酰胺诸如ε-己内酰胺或ω-月桂内酰胺的开环聚合;(3)氨基羧酸诸如6-氨基己酸、9-氨基壬酸、11-氨基十一烷酸或12-氨基十二烷酸的缩聚;或者(4)环状内酰胺与二羧酸和二胺的共聚以制备羧酸官能的聚酰胺嵌段,然后与聚合物醚二醇(聚氧化亚烷基二醇(polyoxyalkylene glycol))诸如任何已经提及的聚合物醚二醇反应。聚合可以例如在从约180摄氏度至约300摄氏度的温度进行。合适的聚酰胺嵌段的具体实例包括尼龙6、尼龙66、尼龙610、尼龙11、尼龙12、共聚的尼龙、尼龙MXD6和尼龙46。
在各个方面中,热塑性弹性体包括至少一种热塑性聚苯乙烯弹性体。在另外的方面中,热塑性聚苯乙烯弹性体是苯乙烯嵌段共聚物弹性体。在另外的方面中,热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体是苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯嵌段共聚物。在仍另外的方面中,苯乙烯嵌段共聚物弹性体是聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-共-丁烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、其任何共聚物及其任何共混物。
在各个方面中,当使用差示扫描量热法确定时,用于制备泡沫颗粒的热塑性弹性体通过宽峰表征,该宽峰指示熔化温度(Tm)的范围。在另外的方面中,熔化温度通过约15摄氏度至约200摄氏度或约50摄氏度至约90摄氏度的熔化范围表征。在仍另外的方面中,熔化温度通过从初始开始到熔化温度峰的约30摄氏度至约150摄氏度的熔化范围表征。在又另外的方面中,熔化温度通过至少约30摄氏度的熔化范围或通过至少约50摄氏度的熔化范围表征。
表征所公开的物品的方法。
本领域中存在几种测量泡沫的弹性和/或能量返回的方法。一种测量泡沫的弹性的方法是基于ASTM D 2632-92,它是针对固体橡胶材料的测试。为了与泡沫一起使用,测试样品如ASTM D2632-92中描述的制备,但是使用泡沫的样品代替固体橡胶的样品。该测试使用柱塞,柱塞在被竖直杆引导的同时从一定高度下落到测试样品上。下落高度被分成100个相等的部分,并且柱塞回弹的高度使用此100部分标度来测量,以确定样品的弹性。还可以使用可选择的方法,这些方法使用下落到样品上的标准重量的球并且测量球的回弹高度以确定样品的弹性。在一些方面中,使用力/位移行为来确定弹性和/或能量返回,力/位移行为使用本领域技术人员已知的方法确定。
在各个方面中,所公开的物品的力/位移行为可以使用具有不锈钢45mm圆形横截面冲击几何形状的Instron Electropuls E10000(Instron,Norwood,Massachusetts,USA)来测量。测试泡沫平板可以是约10毫米,尽管还可以使用较薄或较厚的泡沫平板。每个样品可以通过两个不同的压缩循环来评估:“跑步”和“行走”。“跑步”压缩循环由以下组成:样品在位移控制下在180毫秒内从0牛顿压缩到300牛顿,并且回到0牛顿,然后暂停400毫秒,总计~1.7赫兹。“行走”压缩循环由以下组成:样品在600毫秒内从0牛顿压缩到144牛顿并且回到0牛顿,然后暂停400毫秒,总计~1赫兹。
压缩可以通过制备泡沫的标准厚度(例如10毫米)的样品来测量。具有小于标准的厚度的样品可以被堆叠以制造具有标准厚度的样品。将样品负载到金属压缩板中,并压缩至原始厚度的50%的高度(例如,5毫米)。将样品放置在其侧面上50摄氏度的烘箱中持续6小时。在6小时结束时,将样品从烘箱中和从金属压缩板中取出,并允许冷却持续30分钟。在冷却后,测量样品的厚度。压缩形变(C.S.)百分比通过以下计算:(a)从原始样品厚度减去最终样品厚度,并且(b)从原始样品厚度减去50%的压缩厚度,(c)将(a)除以(b),以及(d)将结果乘以100以获得压缩形变百分比(其中所有厚度以毫米测量)。
能量输入可以被视为压缩力负载期间力-位移曲线的积分。滞后被视为比率:(能量输出)/(能量输入),其还可以被视为泡沫的能量效率。疲劳行为通过在循环的最大负载的泡沫位移的变化来判断。所有测量的性质:针对跑步压缩循环和行走压缩循环两者的多个循环测量刚度、滞后和疲劳。使用上文的压缩顺序的典型表征可以运行5000个循环,这模拟大约~5-10英里的行走/跑步,并且在Instron Electropuls E10000仪器上花费约45分钟的测试时间。可以进行高达100,000次压缩循环的较长的运行,以模拟对~100-200英里使用的加速的材料响应。
拉伸强度可以对标准尺寸的哑铃形状的物品的冲切样品进行测量,所述标准尺寸诸如宽度2.5厘米,长度11.5厘米与最小厚度3毫米至4毫米。哑铃遵循在ASTM D412,模具C中描述的形状。将样品对称地负载到长行程引伸计(long travel extensometer)诸如Instron 2603-080中并且使用该长行程引伸计进行测试,该长行程引伸计允许1000%应变的最小值,具有25毫米的标距长度和至少0.1毫米的分辨率。记录样品的失效点(测试期间当负载值初始地下落的点)处的拉伸值。
除非另有明确地陈述,否则决不意图本文阐述的任何方法被解释为要求其步骤以特定的顺序进行。因此,在方法权利要求实际上没有叙述其步骤所遵循的顺序,或者在权利要求或说明书中没有另外具体地声明这些步骤将被限制为特定的顺序的情况下,决不意图在任何方面中推断出顺序。这适用于任何可能的非明示解释基础,包括:关于步骤的布置或操作流程的逻辑问题;源自语法组织或标点符号的简单意思;和说明书中描述的方面的数目或类型。
定义
除非另有定义,否则本文使用的所有技术术语和科学术语具有与本公开内容所属的领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。还将理解,术语,诸如在通常使用的字典中定义的术语,应当被解释为具有与其在说明书的上下文以及相关领域中的含义相一致的含义,并且不应当以理想化或过度正式的意义来解释,除非本文明确地定义。
术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”是包含性的,并且因此指定特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多个其它的特征、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。
如本说明书和所附权利要求中所使用的,除非上下文另外清楚地指出,否则单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”包括复数指示物。因此,例如,提及“泡沫颗粒”、“鞋底夹层”或“粘合剂”包括但不限于两种或更多种这样的泡沫颗粒、鞋底夹层或粘合剂等。
如本文使用的,术语“和/或”包括相关的所列举项目中的一个或更多个的任何组合和所有组合。
如本文使用的,大体上(in substance)或大体上(substantially)意指如基于重量或体积确定的至少50%、60%、75%、90%、95%或更多。
术语第一、第二、第三等可以在本文中用于描述不同的元件、部件、区域、层和/或区段。这些元件、部件、区域、层和/或区段不应受这些术语限制。这些术语可以仅用于将一个元件、部件、区域、层或区段与另一个区域、层或区段区别。术语诸如“第一”、“第二”和其它数字术语不暗示序列或顺序,除非上下文清楚地指示。因此,下文讨论的第一元件、第一部件、第一区域、第一层或第一区段可以被称为第二元件、第二部件、第二区域、第二层或第二区段,而不偏离实施例构型的教导。
如本文使用的,修饰词“上”、“下”、“顶”、“底”、“向上”、“向下”、“竖直”、“水平”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”等,除非另有定义或从本公开内容中是清楚的,是意指由站立于平坦水平表面上的用户所穿戴的鞋类物品的上下文中放置鞋类物品的各种结构或结构的取向的相对术语。
应注意,比率、浓度、量和其它数值数据可以在本文中以范围格式表达。在所陈述的范围包含极值中的一个或两个的情况下,排除那些所包含的极值中的任一个或两个的范围也包括在本公开内容中,例如短语“x至y”包括从‘x’至‘y’的范围以及大于‘x’且小于‘y”的范围。范围还可以被表达为上限,例如‘约x、y、z或更小’并且应解释为包括‘约x’、‘约y’和‘约z’的具体范围以及‘小于x’、‘小于y’和‘小于z’的范围。同样地,短语‘约x、y、z或更大’应解释为包括‘约x’、‘约y’和‘约z’的具体范围以及‘大于x’、‘大于y’和‘大于z’的范围。此外,短语“约‘x’至‘y’”,其中‘x’和‘y’是数值,包括“约‘x’至约‘y’”。应理解,使用这样的范围格式以便方便和简洁,并且因此应当以灵活的方式解释为不仅包括作为范围的极值明确地叙述的数值,而且还包括该范围内涵盖的所有各个数值或子范围,如同每个数值和子范围被明确地叙述。为了说明,“约0.1%至5%”的数字范围应被解释为不仅包括约0.1%至约5%的明确地叙述的值,而且还包括在所指示范围内的各个值(例如,1%、2%、3%和4%)和子范围(例如,0.5%、1.1%、2.4%、3.2%和4.4%)。
如本文使用的,术语“约(about)”、“大约(approximate)”、“在(at)或约”以及“大体上”意指,所讨论的量或值可以是精确值或者提供与权利要求书中所叙述的或本文所教导的等效的结果或效果的值。也就是说,应理解,量、大小、制剂、参数和其它的数量和特性不是且不需要是精确的,但可以如期望是近似的和/或更大或更小的,反映公差、转换因子、四舍五入、测量误差等以及本领域技术人员已知的其它因素,使得获得等效的结果或效果。在一些情况下,提供等效的结果或效果的值不能被合理地确定。在这样的情况下,通常应理解,如本文使用的,“约”和“在或约”意指所指示的标称值加或减10%的变化,除非另有指示或推断。通常,量、大小、制剂、参数或其它的数量或特性是“约”、“大约”或“在或约”,无论是否明确地陈述为是这样。应理解,在“约”、“大约”、或“在或约”在定量值之前被使用的情况下,参数还包括特定的定量值本身,除非另外具体地陈述。
提及“化学化合物”指的是化学化合物的一个或更多个分子,而不受限于该化学化合物的单个分子。此外,一个或更多个分子可以是或可以不是相同的,只要它们落入该化学化合物的类别下。因此,例如“聚酰胺”被解释为包括聚酰胺的一个或更多个聚合物分子,其中聚合物分子可以是或可以不是相同的(例如不同的分子量和/或异构体)。
术语“至少一个”元件和元件“中的一个或更多个”可互换地被使用,并且具有相同的含义,含义包括单个元件和多个元件,并且还可以在元件的结尾通过(一个或多个)后缀表示。例如,“至少一种聚酰胺”、“一种或更多种聚酰胺”以及“(一种或多种)聚酰胺”可以可互换地被使用并且具有相同的含义。
如本文使用的,术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的部件、事件或情况可以发生或可以不发生,并且该描述包括其中所述部件、事件或情况发生的情形和其中所述部件、事件或情况不发生的情形。
当在权利要求书中叙述时,术语“接纳”,诸如对于“接纳用于鞋类物品的鞋面”,不意图要求所接纳的项目的任何特定的递送或接纳。而是,术语“接纳”仅仅用于叙述将在权利要求的后续要素中提及的项目,以用于清楚和易于阅读的目的。
如本文使用的,可以被可互换地使用的术语“按重量计的百分比”、“重量百分比”、“wt%”和“wt.%”,指示基于组合物或物品的总重量的给定组分的重量百分比,除非另外指出。也就是说,除非另外指出,否则所有重量百分比值是基于组合物的总重量。应理解,在所公开的组合物或制剂中所有组分的重量百分比值的总和等于100。类似地,可以被可互换地使用的术语“按体积计的百分比”、“体积百分比”、“vol%”和“vol.%”,指示基于组合物或物品的总体积的给定组分的按体积计的百分比,除非另外指出。也就是说,除非另外指出,否则所有体积百分比值是基于组合物或物品的总体积。应理解,在所公开的组合物或制剂或物品中所有组分的体积百分比值的总和等于100。
使用标准命名法来描述化合物。例如,未被任何指示的基团取代的任何位置被理解为使其化合价通过如指示的键或氢原子填充。不在两个字母或符号之间的破折号(“-”)用于指示用于取代基的附接点。例如,-CHO通过羰基基团的碳附接。除非另有定义,否则本文使用的技术术语和科学术语具有与本发明所属的领域的技术人员通常理解的相同的含义。
如本文使用的,术语“有效量”指的是足以实现组合物或材料的物理性质的期望改变的量。例如,填充剂的“有效量”指的是足以实现由制剂组分调节的性质的期望改善的量,例如实现期望的模量水平的量。在作为有效量所需的组合物的重量百分比方面的具体水平将取决于多种因素,包括聚碳酸酯的量和类型、导热填充剂的量和类型以及使用该组合物制造的物品的最终用途。
如本文使用的,术语“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件或情况可以发生或可以不发生,并且该描述包括其中所述事件或情况发生的情形和其中所述事件或情况不发生的情形。
如本文使用的,术语“单元”可以用于是指单独的(共)单体单元,使得例如苯乙烯重复单元指的是聚合物中的单独的苯乙烯(共)单体单元。此外,术语“单元”可以用于是指聚合物嵌段单元,使得例如,“苯乙烯重复单元”还可以是指聚苯乙烯嵌段;“聚乙烯的单元”指的是聚乙烯的嵌段单元;“聚丙烯的单元”指的是聚丙烯的嵌段单元;“聚丁烯的单元”指的是聚丁烯的嵌段单元诸如此类。这样的用法将从上下文中是清楚的。
术语“共聚物”指的是具有两种或更多种单体物质的聚合物,并且包括三元共聚物(即具有三种单体物质的共聚物)。
除非另外指出,否则本文中提及的温度是在标准大气压(即1atm)确定的。
公开了用于制备本发明的组合物的组分以及在本文公开的方法中使用的组合物本身。本文公开了这些和其它材料,并且应当理解,当这些材料的组合、子集、相互作用、组等被公开时,虽然不能明确地公开这些化合物的每一种各种单独的和集合的组合和排列的具体参考文献,但是在本文中具体地预期和描述了每一种。例如,如果公开和讨论了特定的化合物,并且讨论了可以对包括该化合物的许多分子进行的许多修饰,则具体地预期的是该化合物的每一种和每种组合和排列以及可能的修饰,除非相反地具体指示。因此,如果公开了一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F,并且公开了组合分子A-D的实例,那么即使每一个没有被单独地叙述,但每一个是单独地和集合地预期的含义组合,认为公开了A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F。同样地,还公开了这些的任何子集或组合。因此,例如,A-E、B-F和C-E的子组将被认为是公开的。此概念适于本申请的所有方面,包括但不限于制造和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此,如果存在多种可以进行的另外的步骤,则应当理解,这些另外的步骤中的每一个可以用本发明的方法的任何特定方面或方面的组合来进行。
如本文使用的术语“烷基基团”是1个至24个碳原子的支链的或无支链的饱和烃基团,诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四基等。“低级烷基”基团是包含从1个至6个碳原子的烷基基团。
如本文使用的术语“芳基基团”是任何基于碳的芳香族基团,包括但不限于苯、萘等。术语“芳香族”还包括“杂芳基基团”,其被定义为具有在芳香族基团的环内并入的至少一个杂原子的芳香族基团。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫和磷。芳基基团可以是被取代的或未被取代的。芳基基团可以被一个或更多个基团取代,包括但不限于烷基、炔基、烯基、芳基、卤化物、硝基、氨基、酯、酮、醛、羟基、羧酸或烷氧基。
如本文使用的术语“芳烷基”是具有附接至芳香族基团的如上文定义的烷基基团、炔基基团或烯基基团的芳基基团。芳烷基基团的实例是苄基基团。
术语“有机残基”定义含碳残基,即包含至少一个碳原子的残基,并且包括但不限于含碳的基团、残基或上文定义的基团。有机残基可以包含各种杂原子,或者可以通过杂原子键合到另一个分子,所述杂原子包括氧、氮、硫、磷等。有机残基的实例包括但不限于烷基或被取代的烷基、烷氧基或被取代的烷氧基、单取代的氨基或二取代的氨基、酰胺基团等。有机残基可以优选地包含1个至18个碳原子、1个至15个碳原子、1个至12个碳原子、1个至8个碳原子、1个至6个碳原子或1个至4个碳原子。在另外的方面中,有机残基可以包含2个至18个碳原子、2个至15个碳原子、2个至12个碳原子、2个至8个碳原子、2个至4个碳原子或2个至4个碳原子。
术语“残基”的非常接近的同义词是术语“基团(radical)”,如在说明书和结论性权利要求中所使用的,术语“残基”指的是本文描述的分子的片段、基团或子结构,不管该分子如何被制备。例如,特定化合物中的2,4-二羟基苯基基团具有以下结构:
Figure GDA0002293359550000941
不管2,4-二羟基苯基是否用于制备该化合物。在一些方面中,基团(例如烷基)可以通过具有键合至其的一个或更多个“取代基基团”被进一步修饰(即,被取代的烷基)。给定基团中的原子的数目对于本发明不是关键的,除非在本文中在别处相反地指示。
如本文使用的,术语“数均分子量”或“Mn”可以被互换地使用,并且指的是样品中所有聚合物链的统计学平均分子量,并且由下式定义:
Figure GDA0002293359550000942
其中Mi是链的分子量并且Ni是该分子量的链的数目。可以使用分子量标准,例如聚碳酸酯标准或聚苯乙烯标准,优选地经认证的或可追溯的分子量标准,通过本领域普通技术人员熟知的方法来确定聚合物例如聚碳酸酯聚合物的Mn
方面。
示例性方面的以下清单支持本文提供的公开内容并且被本文提供的公开内容支持。
方面1.一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中所述布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中所述结合材料目标区域包括所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分,并且其中所述沉积用所述结合材料包覆所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连。
方面2.根据方面1所述的方法,其中所述固化包括固化所述沉积的结合材料并且将所述沉积的结合材料结合至所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分。
方面3.根据方面1所述的方法,其中所述固化包括:向所述沉积的结合材料和所述布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的热塑性弹性体材料;以及将所述布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性弹性体材料再固化的温度或低于软化的热塑性弹性体材料再固化的温度;从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分的至少一部分附连。
方面4.根据方面3所述的方法,其中所述施加能量包括向大体上所有的所述布置的多个泡沫颗粒施加能量。
方面5.根据方面3所述的方法,其中所述施加能量包括使用定向能量束向所述结合材料目标区域的至少一部分施加能量。
方面6.根据方面3-5中任一项所述的方法,其中所述施加能量包括施加热能源。
方面7.根据方面6所述的方法,其中所述热能源是红外能量源。
方面8.根据方面7所述的方法,其中所述红外能量源具有从约1微米至约10微米的波长。
方面9.根据方面6所述的方法,其中所述热量源是微波能量源。
方面10.根据方面9所述的方法,其中所述微波能量源具有从约0.1厘米至约20厘米的波长。
方面11.根据方面1-10中任一项所述的方法,其中所述结合材料包括热能吸收剂。
方面12.根据方面11所述的方法,其中所述热能吸收剂包括石墨、碳纤维、碳纳米管、炭黑或其组合。
方面13.根据方面12所述的方法,其中所述炭黑是纳米颗粒。
方面14.根据方面11-13中任一项所述的方法,其中所述热能吸收剂是微波能量吸收剂。
方面15.根据方面14所述的方法,其中所述微波能量吸收剂包括金属、金属盐、金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物、金属硫化物、水合盐、碳、粘土、硅酸盐、陶瓷、沸石、二氧化硅、氧化铝、二氧化钛凝胶、蠕虫状土(vermiculate)、凹凸棒土、分子筛或其组合。
方面16.根据方面15所述的方法,其中所述金属盐是CuXn,其中n是从1至6的整数并且X是卤素;ZnX2或SnX2,其中X是卤素;或其组合。
方面17.根据方面15所述的方法,其中所述水合盐是NiCl2·6H2O、Al2(SO4)3·18H2O或其组合。
方面18.根据方面15所述的方法,其中所述金属氧化物是CuO、NiO、Fe3O4、Co2O3、BaTiO3或其组合。
方面19.根据方面15所述的方法,其中所述金属硫化物是Ag2S、CuS、MoS3、PbS、ZnS、FeS、FeS2或其组合。
方面20.根据方面15所述的方法,其中所述金属碳化物是SiC、W2C、B4C或其组合。
方面21.根据方面15所述的方法,其中所述金属氮化物是TiN。
方面22.根据方面15所述的方法,其中所述碳是石墨、碳纤维、碳纳米管、炭黑或其组合。
方面23.根据方面22所述的方法,其中所述炭黑是纳米颗粒。
方面24.根据方面15所述的方法,其中所述粘土是海泡石粘土。
方面25.根据方面15-24中任一项所述的方法,其中所述微波能量吸收剂还包括水。
方面26.根据方面15-25中任一项所述的方法,其中所述微波能量吸收剂具有从约0.1纳米至约50微米的平均粒度。
方面27.根据方面15-26中任一项所述的方法,其中所述微波能量吸收剂以基于所述结合材料的总重量的从约0.1重量百分比至约25重量百分比存在于所述结合材料中。
方面28.根据方面11-13中任一项所述的方法,其中所述热能吸收剂是红外能量吸收剂。
方面29.根据方面28所述的方法,其中所述红外能量吸收剂包括金属氧化物、金属络合化合物、红外吸收染料或其组合。
方面30.根据方面29所述的方法,其中所述金属氧化物是氧化锡、氧化锌、氧化铜;锑掺杂的氧化锡、铟掺杂的氧化锡或其组合。
方面31.根据方面29所述的方法,其中所述金属络合化合物包括包含选自由In、Ga、Al和Sb或其组合组成的组的至少一种元素的锌氧化物。
方面32.根据方面29所述的方法,其中红外吸收染料是蒽醌染料、菁染料、聚次甲基染料、偶氮甲碱染料、偶氮染料、多偶氮染料、二亚铵染料、铵染料、酞菁染料、萘酞菁染料、吲哚菁染料、萘醌染料、吲哚酚染料、三烯丙基甲烷染料、金属络合物染料、二硫醇镍络合物染料、偶氮钴络合物染料、方酸菁染料或其组合。
方面33.根据方面28-32中任一项所述的方法,其中所述红外能量吸收剂以基于所述结合材料的总重量的从约0.001重量百分比至约0.08重量百分比存在于所述结合材料中。
方面34.根据方面28-32中任一项所述的方法,其中所述红外能量吸收剂以基于所述结合材料的总重量的从约0.005重量百分比至约0.06重量百分比存在于所述结合材料中。
方面35.根据方面1-3中任一项所述的方法,其中所述结合材料包含一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且其中固化包括:在所述结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或在所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的被包覆的至少一部分和所述结合材料的一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
方面36.根据方面35所述的方法,其中所述一种或更多种单体包括一种或更多种环氧基基团、一种或更多种丙烯酸基团、一种或更多种甲基丙烯酸、一种或更多种甲基甲基丙烯酸基团或其组合。
方面37.根据方面35或36所述的方法,其中所述一种或更多种聚合物包括光固化弹性体树脂、热活化的树脂及其组合。
方面38.根据方面35或36所述的方法,其中所述一种或更多种聚合物包括聚丙烯酸酯;聚环氧化物;衍生自一种或更多种单体的共聚物,所述一种或更多种单体包括一种或更多种环氧基基团、一种或更多种丙烯酸基团、一种或更多种甲基丙烯酸、一种或更多种甲基甲基丙烯酸基团;或其组合。
方面39.根据方面38所述的方法,其中所述共聚物是包含至少一种聚丙烯酸酯嵌段、聚甲基丙烯酸酯嵌段、聚甲基丙烯酸甲酯嵌段或其组合的嵌段共聚物。
方面40.根据方面35-39中任一项所述的方法,其中所述结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合在溶剂中的溶液。
方面41.根据方面35-39中任一项所述的方法,其中所述结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合在溶剂中的悬浮液。
方面42.根据方面41所述的方法,其中一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或组合被均质地分布在溶剂中。
方面43.根据方面40-42中任一项所述的方法,其中所述溶剂是水或水溶液。
方面44.根据方面43所述的方法,其中所述水溶液包含乙酸、甲酸、三氟乙酸或其组合。
方面45.根据方面40-42中任一项所述的方法,其中所述溶剂是有机溶剂。
方面46.根据方面45所述的方法,其中所述有机溶剂是四氢呋喃、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、二氯甲烷或其组合。
方面47.根据方面40-42中任一项所述的方法,其中所述溶剂是混合溶剂体系,所述混合溶剂体系包括选自乙酸、甲酸、三氟乙酸、四氢呋喃、氯酚、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇和二氯甲烷的至少两种溶剂的组合。
方面48.根据方面47所述的方法,其中所述混合溶剂体系包括甲酸和二氯甲烷;甲酸和乙酸;甲酸和氯酚;或甲酸和六氟异丙醇。
方面49.根据方面35-46中任一项所述的方法,其中所述结合材料还包括紫外(UV)辐射光活化的自由基聚合引发剂、热能活化的聚合引发剂或其组合。
方面50.根据方面35-49中任一项所述的方法,其中固化还包括以足以形成至少一个化学键的量和持续时间向所述布置的多个泡沫颗粒施加能量。
方面51.根据方面50所述的方法,其中所述施加能量包括施加热能源。
方面52.根据方面50或51所述的方法,其中所述施加能量包括向大体上所有的所述布置的多个泡沫颗粒施加能量。
方面53.根据方面50或51所述的方法,其中所述施加能量包括使用定向能量束向所述结合材料目标区域的至少一部分施加能量。
方面54.根据方面50-53中任一项所述的方法,其中所述施加能量包括施加热能源。
方面55.根据方面54所述的方法,其中所述热能源是辐射热源、蒸汽热源或其组合。
方面56.根据方面54所述的方法,其中所述热能源是红外能量源。
方面57.根据方面54所述的方法,其中所述热能源是微波能量源。
方面58.根据方面57所述的方法,其中所述微波能量源具有从约0.1厘米至约20厘米的波长。
方面59.根据方面1-3中任一项所述的方法,其中沉积结合材料包括通过喷射、喷雾或其组合来沉积所述结合材料;其中所述结合材料包括溶剂;其中所述方法还包括,在所述沉积之后,用溶剂溶解所述布置的多个泡沫颗粒的界定表面的至少一部分,形成所述布置的泡沫颗粒的溶解的界定表面;并且其中所述固化包括,在所述溶解之后,除去所述结合材料的溶剂的至少一部分并且固化所述布置的泡沫颗粒的溶解的界定表面的至少一部分;从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
方面60.根据方面59所述的方法,其中所述沉积包括使用压电印刷头进行沉积。
方面61.根据方面59或60所述的方法,其中所述溶剂是水或水溶液。
方面62.根据方面61所述的方法,其中所述水溶液包含乙酸、甲酸、三氟乙酸或其组合。
方面63.根据方面59或60所述的方法,其中所述溶剂是有机溶剂。
方面64.根据方面63所述的方法,其中所述有机溶剂是四氢呋喃、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、二氯甲烷或其组合。
方面65.根据方面59或60所述的方法,其中所述溶剂是混合溶剂体系,所述混合溶剂体系包括选自乙酸、甲酸、三氟乙酸、四氢呋喃、氯酚、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇和二氯甲烷的至少两种溶剂的组合。
方面66.根据方面65所述的方法,其中所述混合溶剂体系包括甲酸和二氯甲烷;甲酸和乙酸;甲酸和氯酚;或甲酸和六氟异丙醇。
方面67.根据方面59-66中任一项所述的方法,其中将溶剂沉积包括雾化(atomizing)、挥发、结雾(misting)或其组合。
方面68.根据方面67所述的方法,其中所述溶剂大体上是蒸汽。
方面69.根据方面1-3中任一项所述的方法,其中所述沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;其中所述第一结合材料包括溶剂;其中所述第二结合材料包括溶剂中可溶的结合热塑性弹性体材料;并且其中所述固化包括除去溶剂以及将结合热塑性弹性体材料固化在所述布置的泡沫颗粒的界定表面的至少一部分上;从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒。
方面70.根据方面69所述的方法,其中所述第一结合材料和所述第二结合材料被按顺序地沉积。
方面71.根据方面70所述的方法,其中所述第一结合材料在所述第二结合材料之前沉积。
方面72.根据方面70所述的方法,其中所述第一结合材料在所述第二结合材料之后沉积。
方面73.根据方面69所述的方法,其中所述第一结合材料和所述第二结合材料被同时地沉积。
方面74.根据方面73所述的方法,其中所述第一结合材料和所述第二结合材料形成悬浮液;并且其中所述悬浮液被沉积。
方面75.根据方面73所述的方法,其中所述第一结合材料和所述第二结合材料形成溶液;并且其中所述溶液被沉积。
方面76.根据方面69-75中任一项所述的方法,其中所述第一结合材料从一个或更多个第一喷嘴沉积;并且其中所述第二结合材料从一个或更多个第二喷嘴沉积。
方面77.根据方面69-75中任一项所述的方法,其中所述第一结合材料和所述第二结合材料经由相同的喷嘴或多个喷嘴沉积。
方面78.根据方面77所述的方法,其中所述第一结合材料和所述第二结合材料在被传送到一个喷嘴或多个喷嘴之前在一个或更多个腔室中混合。
方面79.根据方面69-78中任一项所述的方法,其中所述溶剂是水或水溶液。
方面80.根据方面70所述的方法,其中所述水溶液包含乙酸、甲酸、三氟乙酸或其组合。
方面81.根据方面69-78中任一项所述的方法,其中所述溶剂是有机溶剂。
方面82.根据方面81所述的方法,其中所述有机溶剂是四氢呋喃、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇、二氯甲烷或其组合。
方面83.根据方面69所述的方法,其中所述溶剂是混合溶剂体系,所述混合溶剂体系包括选自乙酸、甲酸、三氟乙酸、四氢呋喃、氯酚、二甲基甲酰胺、六氟异丙醇和二氯甲烷的至少两种溶剂的组合。
方面84.根据方面83所述的方法,其中所述混合溶剂体系包括甲酸和二氯甲烷;甲酸和乙酸;甲酸和氯酚;或甲酸和六氟异丙醇。
方面85.根据方面69-84中任一项所述的方法,其中溶解的热塑性聚合物独立地是方面115-182中任一项所述的热塑性聚合物、淀粉、蛋白质、碳水化合物、脂质、脂肪酸或其组合。
方面86.根据方面1-85中任一项所述的方法,其中布置多个泡沫颗粒包括形成包含多个泡沫颗粒的层。
方面87.根据方面86所述的方法,其中所述层具有基本上平面的构造。
方面88.根据方面86-87中任一项所述的方法,其中所述物品由单层形成。
方面89.根据方面1-88中任一项所述的方法,其中重复所述布置、所述沉积和所述固化。
方面90.根据方面89所述的方法,其中所述布置的迭代包括形成包含多个泡沫颗粒的层。
方面91.根据方面90所述的方法,其中所述物品由多个层逐层形成。
方面92.根据方面1-91中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒被不规则地成形。
方面93.根据方面92所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒具有约0.1至约1.0的纵横比。
方面94.根据方面1-91中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒具有约0.60至约0.99的数均圆度值。
方面95.根据方面1-91中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒具有约0.89至约0.99的数均圆度值。
方面96.根据方面1-91中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒具有约0.92至约0.99的数均圆度值。
方面97.根据方面1-91中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒是椭球形形状的。
方面98.根据方面1-91中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒是基本上球形形状的。
方面99.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.3毫米至约7毫米的数均粒度。
方面100.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约0.5毫米至约5毫米的数均粒度。
方面101.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1毫米至约5毫米的数均粒度。
方面102.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1毫米至约4毫米的数均粒度。
方面103.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1毫米至约3毫米的数均粒度。
方面104.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1毫米至约2毫米的数均粒度。
方面105.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1.5毫米至约5毫米的数均粒度。
方面106.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1.5毫米至约4毫米的数均粒度。
方面107.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1.5毫米至约3毫米的数均粒度。
方面108.根据方面1-98中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有约1.5毫米至约2.5毫米的数均粒度。
方面109.根据方面1-108中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒包括具有约0.1克每立方厘米至约0.8克每立方厘米的密度的泡沫颗粒。
方面110.根据方面109所述的方法,其中所述泡沫颗粒具有约0.30克每立方厘米至约0.50克每立方厘米的密度。
方面111.根据方面109所述的方法,其中所述泡沫颗粒具有约0.32克每立方厘米至约0.48克每立方厘米的密度。
方面112.根据方面1-108中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒具有约80克每升至约200克每升的堆积密度。
方面113.根据方面112所述的方法,其中所述布置的多个泡沫颗粒具有约100克每升至约150克每升的堆积密度。
方面114.根据方面112所述的方法,其中所述布置的多个泡沫颗粒具有约110克每升至约140克每升的堆积密度。
方面115.根据方面1-114中任一项所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
方面116.根据方面115所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料包括热塑性聚酰胺弹性体。
方面117.根据方面116所述的方法,其中所述热塑性聚酰胺弹性体包括尼龙6、尼龙12或其组合。
方面118.根据方面115所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料包括热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体。
方面119.根据方面118所述的方法,其中热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体是苯乙烯乙烯丁烯苯乙烯嵌段共聚物。
方面120.根据方面115所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料包括热塑性共聚醚酯弹性体。
方面121.根据方面120所述的方法,其中所述热塑性共聚醚酯弹性体是嵌段共聚物。
方面122.根据方面120-121中任一项所述的方法,其中所述嵌段共聚物是链段嵌段共聚物。
方面123.根据方面120-122中任一项所述的方法,其中所述热塑性共聚醚酯弹性体包含式I的长链酯单元:
Figure GDA0002293359550001051
和式II的短链酯单元:
Figure GDA0002293359550001052
其中R1包括从聚(亚烷基醚)中除去末端羟基基团之后剩余的二价基团,所述聚(亚烷基醚)具有从约2.0至约4.3的碳氧比率和从约400道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量;其中R2包括从具有小于约300道尔顿的分子量的二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团;其中R3包括从具有小于约250道尔顿的分子量的低分子量二醇中除去羟基基团之后剩余的二价基团;其中R4包括从具有小于约300道尔顿的分子量的二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团;其中由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约5重量百分比至约95重量百分比;并且其中由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约95重量百分比至约5重量百分比。
方面124.根据方面123所述的方法,其中R1包括从聚(四亚甲基醚)中除去末端羟基基团之后剩余的二价基团。
方面125.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约500道尔顿至约3500道尔顿的数均分子量。
方面126.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约600道尔顿至约3000道尔顿的数均分子量。
方面127.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约800道尔顿至约1200道尔顿的数均分子量。
方面128.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约800道尔顿至约2000道尔顿的数均分子量。
方面129.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约800道尔顿至约2500道尔顿的数均分子量。
方面130.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约800道尔顿至约3000道尔顿的数均分子量。
方面131.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约800道尔顿至约3500道尔顿的数均分子量。
方面132.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约800道尔顿至约4000道尔顿的数均分子量。
方面133.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约1000道尔顿至约3000道尔顿的数均分子量。
方面134.根据方面123-124中任一项所述的方法,其中R1具有从约1500道尔顿至约2500道尔顿的数均分子量。
方面135.根据方面123-134中任一项所述的方法,其中R2包括从芳香族二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团。
方面136.根据方面135所述的方法,其中所述芳香族二羧酸是1,4-苯二甲酸。
方面137.根据方面123-135中任一项所述的方法,其中R3包括从C2-C6烷基二醇中除去羟基基团之后剩余的二价基团。
方面138.根据方面137所述的方法,其中所述C2-C6烷基二醇是1,4-丁二醇。
方面139.根据方面123-138中任一项所述的方法,其中R4是从芳香族二羧酸中除去羧基基团之后剩余的二价基团。
方面140.根据方面139所述的方法,其中所述芳香族二羧酸是1,4-苯二甲酸。
方面141.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约10重量百分比至约60重量百分比。
方面142.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约60重量百分比。
方面143.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约30重量百分比至约60重量百分比。
方面144.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约10重量百分比至约70重量百分比。
方面145.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约70重量百分比。
方面146.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约30重量百分比至约70重量百分比。
方面147.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约10重量百分比至约80重量百分比。
方面148.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约80重量百分比。
方面149.根据方面123-140中任一项所述的方法,其中所述由式I表示的长链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约30重量百分比至约80重量百分比。
方面150.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约90重量百分比。
方面151.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约90重量百分比。
方面152.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约80重量百分比。
方面153.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约80重量百分比。
方面154.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约70重量百分比。
方面155.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约70重量百分比。
方面156.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约40重量百分比至约60重量百分比。
方面157.根据方面123-149中任一项所述的方法,其中所述由式II表示的短链酯单元构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的约20重量百分比至约60重量百分比。
方面158.根据方面123-157中任一项所述的方法,其中至少约50重量百分比的由式II表示的短链酯单元是相同的。
方面159.根据方面120-122中任一项所述的方法,其中所述热塑性共聚醚酯弹性体包含聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段和聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段,其中所述聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的从约95重量百分比至约5重量百分比,其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的从约5重量百分比至约95重量百分比,并且其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约200道尔顿至约6000道尔顿的数均分子量。
方面160.根据方面159所述的方法,其中所述聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的从约20重量百分比至约70重量百分比。
方面161.根据方面159-160中任一项所述的方法,其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的从约30重量百分比至约80重量百分比。
方面162.根据方面159所述的方法,其中所述聚对苯二甲酸丁二醇酯嵌段构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的从约70重量百分比至约20重量百分比,其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段构成所述热塑性共聚醚酯弹性体的从约30重量百分比至约80重量百分比。
方面163.根据方面159-162中任一项所述的方法,其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约800道尔顿至约1200道尔顿的数均分子量。
方面164.根据方面159-162中任一项所述的方法,其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约1500道尔顿至约2500道尔顿的数均分子量。
方面165.根据方面159-162中任一项所述的方法,其中所述聚(四亚甲基醚)对苯二甲酸酯嵌段具有从约1000道尔顿至约3000道尔顿的数均分子量。
方面166.根据方面115所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料包括热塑性聚氨酯弹性体。
方面167.根据方面166所述的方法,其中所述热塑性聚氨酯弹性体选自热塑性聚酯-聚氨酯弹性体、热塑性聚醚-聚氨酯弹性体、热塑性聚碳酸酯-聚氨酯弹性体、热塑性聚烯烃-聚氨酯弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
方面168.根据方面167所述的方法,其中所述热塑性聚氨酯弹性体是热塑性聚酯-聚氨酯弹性体。
方面169.根据方面167所述的方法,其中所述热塑性聚氨酯弹性体是热塑性聚醚-聚氨酯弹性体。
方面170.根据方面167所述的方法,其中所述热塑性聚氨酯弹性体是热塑性聚碳酸酯-聚氨酯弹性体。
方面171.根据方面167所述的方法,其中所述热塑性聚氨酯弹性体包含长链多元醇。
方面172.根据方面171所述的方法,其中所述长链多元醇选自聚醚多元醇、聚酯多元醇、聚碳酸酯多元醇、聚烯烃多元醇、聚丙烯多元醇及其任何共聚物。
方面173.根据方面171所述的方法,其中所述长链多元醇是聚醚多元醇、聚酯多元醇及其任何共聚物。
方面174.根据方面171所述的方法,其中所述长链多元醇是聚醚多元醇。
方面175.根据方面171所述的方法,其中所述长链多元醇是聚酯多元醇。
方面176.根据方面171-175中任一项所述的方法,其中所述长链多元醇具有不小于约500道尔顿的数均分子量。
方面177.根据方面171-175中任一项所述的方法,其中所述长链多元醇具有约500道尔顿至约10,000道尔顿的数均分子量。
方面178.根据方面171-175中任一项所述的方法,其中所述长链多元醇具有约600道尔顿至约6,000道尔顿的数均分子量。
方面179.根据方面171-175中任一项所述的方法,其中所述长链多元醇具有约800道尔顿至约4,000道尔顿的数均分子量。
方面180.根据方面115所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料包括至少一种热塑性聚苯乙烯弹性体。
方面181.根据方面180所述的方法,其中热塑性苯乙烯弹性体是苯乙烯嵌段共聚物弹性体。
方面182.根据方面181所述的方法,其中所述苯乙烯嵌段共聚物弹性体是聚(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-乙烯-共-丁烯-苯乙烯)、聚(苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯)、其任何共聚物及其任何共混物。
方面183.根据方面1-182中任一项所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料通过至少10摄氏度的熔化温度范围表征,在该熔化温度范围内,所述第一热塑性弹性体材料和所述第二热塑性弹性体材料两者均呈现出按照使用差示扫描量热法确定的软化和熔化行为。
方面184.根据方面183所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料在其内呈现出软化和熔化行为的范围是至少35摄氏度。
方面185.根据方面184所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料在其内呈现出软化和熔化行为的范围是至少50摄氏度。
方面186.根据方面183所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料的熔化温度在从约15摄氏度至约200摄氏度的范围内。
方面187.根据方面186所述的方法,其中所述熔化温度在从约30摄氏度至约150摄氏度的范围内。
方面188.根据方面187所述的方法,其中所述熔化温度在从约50摄氏度至约90摄氏度的范围内。
方面189.根据方面183所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料的熔化温度是至少约30摄氏度。
方面190.根据方面189所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料的熔化温度是至少约50摄氏度。
方面191.根据方面1-190中任一项所述的方法,其中布置所述布置的多个泡沫颗粒包括使用辊机构、擦拭件机构或鼓风机机构进行布置。
方面192.根据方面184所述的方法,其中布置所述布置的多个泡沫颗粒包括使用辊机构进行布置。
方面193.根据方面192所述的方法,其中所述辊机构具有光滑的辊表面。
方面194.根据方面192所述的方法,其中所述辊机构具有纹理化的辊表面。
方面195.根据方面184所述的方法,其中布置所述布置的多个泡沫颗粒包括使用擦拭件机构进行布置。
方面196.根据方面1-195中任一项所述的方法,其中布置所述布置的多个泡沫颗粒是布置多个泡沫颗粒的层。
方面197.根据方面5或53所述的方法,其中施加能量是向所述结合材料目标区域施加定向能量。
方面198.根据方面195所述的方法,其中所述定向能量是激光束。
方面199.根据方面196所述的方法,其中所述激光束由气体动态激光器、二极管激光器或铅盐激光器发射。
方面200.根据方面196或197所述的方法,其中所述激光束由二氧化碳激光器发射。
方面201.根据方面196或197所述的方法,其中所述激光束包括两个或更多个激光束,其中每个激光束被引导在目标区域处。
方面202.根据方面196-199中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约0.1毫米至约0.7毫米的束宽度。
方面203.根据方面196-199中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约0.2毫米至约0.6毫米的束宽度。
方面204.根据方面196-199中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约0.3毫米至约0.5毫米的束宽度。
方面205.根据方面196-199中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约0.3毫米至约0.4毫米的束宽度。
方面206.根据方面196-199中任一项所述的方法,其中所述激光束具有扫描模式,使得所述激光束的每次通过与所述激光束的相邻通过重叠约0.1至0.5的分数量。
方面207.根据方面196-199中任一项所述的方法,其中所述激光束具有扫描模式,使得所述激光束的每次通过与所述激光束的相邻通过重叠约0.3的分数量。
方面208.根据方面196-205中任一项所述的方法,其中所述激光束是散焦的。
方面209.根据方面196-206中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约25瓦至约75瓦的功率输出。
方面210.根据方面196-206中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约35瓦至约55瓦的功率输出。
方面211.根据方面196-206中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约45瓦至约65瓦的功率输出。
方面212.根据方面196-206中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约50瓦至约60瓦的功率输出。
方面213.根据方面196-206中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约55瓦的功率输出。
方面214.根据方面196-206中任一项所述的方法,其中所述激光束具有约65瓦的功率输出。
方面215.根据方面2、50或196-212中任一项所述的方法,其中所述施加能量包括施加红外光谱内的能量。
方面216.根据方面213所述的方法,其中所述红外光谱是远红外光谱。
方面217.根据方面213所述的方法,其中所述红外光谱是近红外光谱。
方面218.根据方面213所述的方法,其中所述红外光谱是中红外光谱。
方面219.根据方面213-216中任一项所述的方法,其中所述红外光谱具有约700纳米至约1毫米的波长。
方面220.根据方面213-216中任一项所述的方法,其中所述红外光谱具有约1微米至约20微米的波长。
方面221.根据方面213-216中任一项所述的方法,其中所述红外光谱具有约3微米至约15微米的波长。
方面222.根据方面213-216中任一项所述的方法,其中所述红外光谱具有约3微米至约8微米的波长。
方面223.根据方面213-216中任一项所述的方法,其中所述红外光谱具有约8微米至约15微米的波长。
方面224.根据方面213-216中任一项所述的方法,其中所述红外光谱具有约9微米至约11微米的波长。
方面225.根据方面86或90中任一项所述的方法,还包括向所述层提供添加剂。
方面226.根据方面223所述的方法,其中所述添加剂在形成多个泡沫颗粒的层期间被提供。
方面227.根据方面223所述的方法,其中所述添加剂在所述布置之前、在所述沉积之前、在所述固化之前、在所述固化之后或其组合被提供。
方面228.根据方面223-225中任一项所述的方法,其中所述添加剂是聚脲涂料或聚氨酯涂料。
方面229.根据方面226所述的方法,其中所述聚脲涂料或所述聚氨酯涂料被喷雾到所述布置的多个泡沫颗粒上。
方面230.根据方面223-227中任一项所述的方法,其中所述添加剂包括结合剂、润滑剂、抗氧化剂、着色剂、填充剂或其组合。
方面231.根据方面1-228中任一项所述的方法,还包括将所述结合材料沉积到多个结合材料目标区域,并且向所述多个结合材料目标区域施加能量。
方面232.根据方面229所述的方法,其中所述物品具有由所述多个结合材料目标区域的子集界定的边界区域。
方面233.根据方面229-230中任一项所述的方法,其中所述物品的第一横截面区域包括所述多个结合材料目标区域的子集,并且其中能量被施加到所述第一横截面区域。
方面234.根据方面229-230中任一项所述的方法,其中所述物品的第一横截面区域包括所述多个结合材料目标区域的子集,并且其中能量不被施加到所述第一横截面区域。
方面235.根据方面229-232中任一项所述的方法,其中将能量施加到所述多个目标区域通过使用矢量扫描方法将能量引导到每个结合材料目标区域来进行。
方面236.根据方面229-232中任一项所述的方法,其中将能量施加到所述多个目标区域通过使用光栅扫描方法将能量引导到每个目标区域来进行。
方面237.根据方面229-234中任一项所述的方法,其中所述多个目标区域包括第一多个目标区域和第二多个目标区域。
方面238.一种物品,所述物品通过根据方面1-235中任一项所述的方法制造。
方面239.根据方面238所述的物品,其中所述物品是用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件。
方面240.根据方面239所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是缓冲元件或冲击吸收元件。
方面241.根据方面240所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是用于鞋类物品的缓冲元件。
方面242.根据方面241所述的物品,其中用于鞋类物品的缓冲元件是鞋底夹层、鞋外底、组合的鞋底夹层-鞋外底单元、鞋内衬、踝部鞋领或鞋跟缓冲衬垫。
方面243.根据方面239所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是预成型件。
方面244.根据方面238所述的物品,其中所述物品是用于制造运动头盔、背包、服装、运动制服衬垫或战斗装备的衬垫部件。
方面245.根据方面238所述的物品,其中所述物品是用于制造战术装备物品的部件。
方面246.根据方面245所述的物品,其中所述战术装备物品是包、背物架(packframe)、装备袋(gear bag)、胸挂包(chest rig)、步枪吊索(rifle sling)、皮带(belt)、手枪套(holster)、马甲(vest)或夹克。
方面247.根据方面245或方面246所述的物品,其中用于制造战术装备物品的部件是衬垫部件。
方面248.根据方面238所述的物品,其中所述物品是用于制造工作安全装备物品的部件。
方面249.如方面248所述的物品,其中所述工作安全装备物品是安全服、工作头盔、工作靴或工作手套。
方面250.如方面248或方面249所述的物品,其中用于制造工作安全装备物品的部件是衬垫部件。
方面251.根据方面238-250中任一项所述的物品,其中所述物品通过多个子区域表征,所述多个子区域包括通过第一性质表征的第一子区域和通过第二性质表征的第二子区域,其中所述第一性质不等于所述第二性质,并且其中所述第一性质和所述第二性质是弯曲模量、刚度、堆积密度或弹性。
方面252.根据方面251所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一弯曲模量表征的第一子区域和通过第二弯曲模量表征的第二子区域,其中所述第一弯曲模量不等于所述第二弯曲模量。
方面253.根据方面251所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一堆积密度表征的第一子区域和通过第二堆积密度表征的第二子区域,其中所述第一堆积密度不等于所述第二堆积密度。
方面254.根据方面251所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一刚度表征的第一子区域和通过第二刚度表征的第二子区域,其中所述第一刚度不等于所述第二刚度。
方面255.根据方面251所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一弹性表征的第一子区域和通过第二弹性表征的第二子区域,其中所述第一弹性不等于所述第二弹性。
方面256.一种物品,包括:由多个附连的泡沫颗粒形成的结构;其中所述多个附连的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在单独的泡沫颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒;其中一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料;其中所述结合区域包括来自单独的泡沫颗粒的结合材料的一部分、来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自单独的泡沫颗粒的热塑性弹性体材料的与来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合;其中由多个附连的泡沫颗粒形成的结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%;其中,在附连之前,多个泡沫颗粒的至少20%在形状上是椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;并且其中所述结构中的椭球形泡沫颗粒的至少20%保持大体上椭球形形状。
方面257.根据方面256所述的物品,其中所述结合区域包括来自单独的泡沫颗粒、来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个、或两者的溶解且再固化的热塑性弹性体材料。
方面258.根据方面256所述的物品,其中所述结合区域包括来自单独的泡沫颗粒、来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个、或两者的溶解且再固化的结合剂材料。
方面259.根据方面256-258中任一项所述的物品,其中所述热塑性弹性体材料包括方面115-190中任一项所述的热塑性弹性体。
方面260.根据方面256-259中任一项所述的物品,其中所述泡沫颗粒是根据方面92-114中任一项所述的泡沫颗粒。
方面261.根据方面256-260中任一项所述的物品,其中所述物品是用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件。
方面262.根据方面261所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是缓冲元件或冲击吸收元件。
方面263.根据方面262所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是用于鞋类物品的缓冲元件。
方面264.根据方面263所述的物品,其中用于鞋类物品的缓冲元件是鞋底夹层、鞋外底、组合的鞋底夹层-鞋外底单元、鞋内衬、踝部鞋领或鞋跟缓冲衬垫。
方面265.根据方面261所述的物品,其中用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件是预成型件。
方面266.根据方面256-260中任一项所述的物品,其中所述物品是用于制造运动头盔、背包、服装、运动制服衬垫或战斗装备的衬垫部件。
方面267.根据方面256-260中任一项所述的物品,其中所述物品是用于制造战术装备物品的部件。
方面268.根据方面267所述的物品,其中所述战术装备物品是包、背物架、装备袋、胸挂包、步枪吊索、皮带、手枪套、马甲或夹克。
方面269.根据方面267或方面268所述的物品,其中用于制造战术装备物品的部件是衬垫部件。
方面270.根据方面256-260中任一项所述的物品,其中所述物品是用于制造工作安全装备物品的部件。
方面271.如方面270所述的物品,其中所述工作安全装备物品是安全服、工作头盔、工作靴或工作手套。
方面272.如方面270或方面271所述的物品,其中用于制造工作安全装备物品的部件是衬垫部件。
方面273.根据方面256-272中任一项所述的物品,其中所述物品通过多个子区域表征,所述多个子区域包括通过第一性质表征的第一子区域和通过第二性质表征的第二子区域,其中所述第一性质不等于所述第二性质,并且其中所述第一性质和所述第二性质是弯曲模量、刚度、堆积密度或弹性。
方面274.根据方面273所述的物品,其中所述第一性质比所述第二性质大至少10%。
方面275.根据方面273所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一弯曲模量表征的第一子区域和通过第二弯曲模量表征的第二子区域,其中所述第一弯曲模量不等于所述第二弯曲模量。
方面276.根据方面273所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一堆积密度表征的第一子区域和通过第二堆积密度表征的第二子区域,其中所述第一堆积密度不等于所述第二堆积密度。
方面277.根据方面273所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一刚度表征的第一子区域和通过第二刚度表征的第二子区域,其中所述第一刚度不等于所述第二刚度。
方面278.根据方面273所述的物品,其中所述物品通过多个横截面子区域表征,所述多个横截面子区域包括通过第一弹性表征的第一子区域和通过第二弹性表征的第二子区域,其中所述第一弹性不等于所述第二弹性。
方面279.一种制造鞋类物品的方法,包括:将鞋面附连到鞋底结构,其中所述鞋底结构包括缓冲元件,所述缓冲元件包括由多个附连的泡沫颗粒形成的结构;其中所述多个附连的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在单独的泡沫颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒;其中一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料;其中所述结合区域包括来自单独的泡沫颗粒的结合材料的一部分、来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自单独的泡沫颗粒的热塑性弹性体材料的与来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合;其中由多个附连的泡沫颗粒形成的结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%;其中,在附连之前,多个泡沫颗粒的至少20%在形状上是椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度,并且所述结构中的椭球形泡沫颗粒的至少20%保持大体上椭球形形状。
方面280.一种形成物品的方法,所述方法包括:布置多个树脂颗粒,其中布置的多个树脂颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中所述布置的多个树脂颗粒在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中所述结合材料目标区域包括所述布置的多个树脂颗粒的至少一部分,并且其中所述沉积用所述结合材料包覆所述布置的多个树脂颗粒的界定表面的至少一部分;以及固化在至少结合材料目标区域内的、包覆所述布置的多个树脂颗粒的界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将目标区域内的所述布置的多个树脂颗粒的至少一部分彼此附连。
方面281.根据方面280所述的方法,其中所述目标区域还包括多个泡沫颗粒,并且所述固化还包括将目标区域内的多个泡沫颗粒的一部分附连到多个树脂颗粒。
方面282.根据方面281所述的方法,其中所述泡沫颗粒是如方面1至279中任一项描述的泡沫颗粒。
方面283.根据方面280-282中任一项所述的方法,其中所述方法还包括如方面1至279中任一项所叙述的步骤。
方面284.根据方面280-283中任一项所述的方法,其中所述树脂颗粒的热塑性弹性体是根据方面1至279中任一项的热塑性弹性体。
方面285.根据方面280-284中任一项所述的方法,其中所述树脂颗粒的热塑性弹性体和所述泡沫颗粒的热塑性弹性体是相同的。
方面286.根据方面280-285中任一项所述的方法,其中所述树脂颗粒的物理尺寸或化学组成或两者与如关于根据方面1-279中任一项的泡沫颗粒所描述的物理尺寸或化学组成或两者是相同的,除了在固化之前,所述树脂颗粒大体上不含发泡材料。
方面287.一种物品,所述物品通过方面280-286中任一项所述的方法制造。
方面288.如方面287所述的物品,其中所述物品是如方面1至279中任一项所描述的物品。
方面289.一种物品,包括:由多个附连的树脂颗粒形成的结构;其中所述多个附连的树脂颗粒中的每个单独的树脂颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在单独的树脂颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将单独的树脂颗粒附连到一个或更多个相邻的树脂颗粒;其中一个或更多个相邻的树脂颗粒包含热塑性弹性体材料;其中所述结合区域包括来自单独的树脂颗粒的结合材料的一部分、来自一个或更多个相邻的树脂颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自单独的树脂颗粒的热塑性弹性体材料的与来自一个或更多个相邻的树脂颗粒中的至少一个的热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合;其中由多个附连的树脂颗粒形成的结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%;其中,在附连之前,多个树脂颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;并且其中所述结构中的球形或椭球形树脂颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
方面290.一种物品,包括:由多个附连的树脂颗粒形成的结构;其中所述多个附连的树脂颗粒中的每个单独的树脂颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在单独的树脂颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将单独的树脂颗粒附连到一个或更多个相邻的树脂颗粒或者附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒或两者;其中一个或更多个相邻的树脂颗粒、一个或更多个相邻的泡沫颗粒或两者包含热塑性弹性体材料;其中所述结合区域包括来自单独的树脂颗粒的结合材料的一部分、来自一个或更多个相邻的树脂颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自单独的树脂颗粒的热塑性弹性体材料的与来自一个或更多个相邻的树脂颗粒中的至少一个或来自一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合;其中由多个附连的树脂颗粒形成的结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%;其中,在附连之前,多个树脂颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有约0.04毫米至约10毫米的数均粒度;并且其中所述结构中的球形或椭球形树脂颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
方面291.一种制造物品的方法,包括:将第一部件和第二部件彼此附连,其中所述第一部件包括包含根据方面238-278或287-290中任一项的多个附连的树脂颗粒或泡沫颗粒或两者的物品。
从前述中将看出的是,本文的方面很好地适于达到上文所陈述的所有目标和目的以及其它优点,这些优点是明显的并且是结构所固有的。
将理解,某些特征和子组合具备实用性,并且可以在不参考其它特征和子组合的情况下采用。这由权利要求的范围预期并且在权利要求的范围内。
由于可以作出许多可能的方面而不偏离本文的范围,因此应当理解,本文中所陈述的或附图中示出的所有内容应被解释为说明性的而非以限制性意义来解释。
虽然相互结合地讨论了具体元件和步骤,但是应当理解,本文提供的任何元件和/或步骤被预期为与任何其它元件和/或步骤可组合,不管是否有明确规定,而仍在本文提供的范围内。由于许多可能的方面可以由本公开内容形成,而不偏离本公开内容的范围,因此应理解,本文中所陈述的或附图中示出的所有内容被解释为说明性的而非以限制性意义来解释。
实施例
现在已经描述了本公开内容的方面,一般而言,以下实施例描述了本公开内容的一些另外的方面。虽然结合以下实施例以及相应的文本和附图描述了本公开内容的方面,但是并不意图将本公开内容的方面限制于本描述。相反,意图是覆盖包括在本公开内容的精神和范围内的所有可选方案、修改和等效物。
泡沫颗粒的制备和表征。
使用包含含有聚对苯二甲酸丁二醇酯的结晶(或硬)链段和含有聚醚的无定形(或软)链段的热塑性嵌段共聚酯制备泡沫颗粒(在本文中被称为“热塑性COPE泡沫颗粒”)。泡沫颗粒被制备为具有1毫米或2毫米的标称直径。还使用热塑性聚烯烃嵌段共聚物制备泡沫颗粒(在本文中被称为“TPO泡沫颗粒”)。简言之,在挤出工艺中使用物理发泡剂(例如,超临界流体,诸如超临界二氧化碳或超临界氮气)制备泡沫颗粒,该挤出工艺包括与水下造粒机组合使用的MUCELL工艺(Trexel,Inc.,Wilmington,Massachussetts),该水下造粒机具有模板和设置成提供期望尺寸的颗粒的切割刀片,模板具有适当地设定尺寸的圆形开口(根据需要1毫米或2毫米)。
对热塑性COPE泡沫颗粒的代表性样品(9毫克)进行差示扫描量热法(“DSC”),并且扫描数据在图11中示出。数据示出,热塑性COPE泡沫颗粒通过三种玻璃化转变温度和宽的熔化概况表征。熔化开始(melting onset)在约120.54摄氏度开始,具有在152.0摄氏度的峰值,以及从约120摄氏度至约180摄氏度的总体熔化范围。在单独的研究中,使用DSC表征TPO泡沫颗粒的代表性样品(4.89毫克)。这些颗粒通过在122.73摄氏度的尖锐的熔化峰表征,其中熔化范围从约105摄氏度至约130摄氏度。对于TPO泡沫颗粒,没有观察到明显的玻璃化转变温度转变。
对热塑性COPE泡沫颗粒和TPO泡沫颗粒的样品进行粒度分布和圆度的分析。使用Microtrac Particle Analyzer 3D机器进行分析,以针对每种样品分析计数至少2000个颗粒。所分析的热塑性COPE泡沫颗粒样品的数据在图12(粒度分布)和图13(圆度分布)中示出。针对所分析的两种类型的样品获得的数据在下表I中示出。
表I.
Figure GDA0002293359550001241
使用标准方法确定代表性批次的热塑性COPE泡沫颗粒(1毫米标称直径)的堆积密度为约130克每升。
使用泡沫颗粒制备的物品的示例性数据。
使用上文描述的泡沫颗粒,使用选择性激光烧结仪器(由Integra,LLC,RoundRock,Texas制造的Sinterstation Vanguard)加热和熔合(即烧结)泡沫颗粒来制备物品。将仪器进行修改,以允许辊在形成层时容纳1-2毫米直径的泡沫颗粒。将仪器设置为对于泡沫颗粒或对照粉末的添加后2秒,对于泡沫颗粒或对照粉末的添加前7秒,和对于最小层时间(layer time)10秒。泡沫颗粒的加热和激光烧结在惰性气氛下利用由顶部热灯提供的对腔室的辐射加热进行。所使用的泡沫颗粒是1毫米或2毫米标称直径的热塑性COPE泡沫颗粒。使用非发泡的热塑性聚氨酯弹性体粉末(TPU-70A,Prodways Group,Les Mureaux,France;热塑性聚氨酯粉末;粒度D90,88微米;密度,自然(20摄氏度),1020-1150千克每立方米)制备对照物品。
暴露的时间使用具有101.6毫米x 76.2毫米的XY扫描面积的横截面文件片(fileslice)如下确定:
表II.
Figure GDA0002293359550001251
使用具有约0.3毫米至约0.4毫米的束宽度的红外激光束(10.53微米-10.63微米的波长)。将激光束的扫描速率设置在每秒12,500毫米。激光束重叠分数(fractionaloverlap)是0.3(即移动激光束位置,它与相邻的束路径重叠0.3)。使用48瓦(用于对照TPU粉末)或55瓦(弹性体COPE泡沫颗粒)的激光功率输出。
扫描模式使用3D CAD文件进行定义,然后用数学方法将这些文件分割成2D横截面以定义每一层的扫描模式。在一些情况下,扫描模式被执行多于一次迭代(或暴露),如下文指示的。
完整物品的密度使用标准水位移方法用GT-7190Densicom测试仪(GoTechTesting Machines,Inc.,台中市,中国台湾)确定。
数据在下表III、表IV和表V中给出。表中所示的数据是:(a)使用与对照材料相比的1毫米热塑性COPE泡沫颗粒制备的物品,其中密度作为激光加热的迭代次数的函数(表III);和(b)使用与对照材料相比的2毫米热塑性COPE泡沫颗粒制备的物品,其中密度作为激光加热的迭代次数的函数(表IV和表V)。使用COPE泡沫颗粒制备的物品通过合意的烧结水平表征。使用COPE泡沫颗粒制备的物品通过合意的烧结水平表征;视觉检查后证实泡沫颗粒被完全烧结,没有明显的壁结构。表中所指示的对照TPU粉末是上文提及的非发泡的热塑性聚氨酯弹性体粉末(Prodways TPU-70A)。弹性数据根据ASTM D-2632获得。
表III中的数据令人惊讶地示出,当暴露于处于55瓦的IR激光能量的多次通过时,当使用1毫米泡沫颗粒进行时,通过本文描述的方法制备的物品保持约0.362克每立方厘米至约0.475克每立方厘米的非常低的密度。相比之下,暴露于处于48瓦的IR激光能量的仅单次迭代或单次通过的TPU粉末产生具有高达2.0倍至2.6倍更大密度(约0.945克每立方厘米)的物品。
表IV中的数据令人惊讶地示出,当暴露于处于55瓦的IR激光能量的多次通过时,当使用2毫米泡沫颗粒进行时,通过本文描述的方法制备的物品保持约0.336克每立方厘米至约0.425克每立方厘米的非常低的密度。相比之下,暴露于处于48瓦的IR激光能量的仅单次迭代或单次通过的TPU粉末产生具有高达2.4倍至2.7倍更大密度(约1.005克每立方厘米)的物品。此外,与使用暴露于IR激光能量的单次通过的TPU粉末制备的对照物品相比,对于通过本文描述的方法使用泡沫颗粒制备的物品观察到相当水平的弹性。
表V中的数据令人惊讶地示出,当暴露于处于55瓦的IR激光能量的多次通过时,当使用2毫米泡沫颗粒进行时,通过本文描述的方法制备的物品保持约0.338克每立方厘米至约0.397克每立方厘米的非常低的密度。相比之下,暴露于处于48瓦的IR激光能量的仅单次迭代或单次通过的TPU粉末产生具有高达2.4倍至2.9倍更大密度(约0.971克每立方厘米)的物品。此外,与使用暴露于IR激光能量的单次通过的TPU粉末制备的对照物品相比,对于通过本文描述的方法使用泡沫颗粒制备的物品观察到相当水平的弹性。因此,所公开的方法能够提供保持极低密度的高度弹性的物品,尽管能量源诸如IR激光束的多次暴露或多次通过。
表III.
Figure GDA0002293359550001271
*“nd”-未确定。
表IV.
Figure GDA0002293359550001272
表V.
Figure GDA0002293359550001273
数据示出,使用泡沫颗粒制备的物品的密度随着激光束的迭代次数或暴露次数而增加。此外,使用泡沫颗粒制备的物品的密度显著小于使用TPU非发泡的粉末制备的物品的密度。
示例性物品
使用上文公开的方法和材料制造示例性物品(参见图14-图16)。图14示出了包含热塑性COPE泡沫颗粒的物品,所述热塑性COPE泡沫颗粒已经以一系列层被提供,这些层以产生四个实心墩结构(solid pier structure)的方式被烧结,所述四个实心墩结构从具有带有高度烧结的边缘的中心空腔的泡沫颗粒的表面升高。图15和图16示出了包含热塑性COPE泡沫颗粒的鞋的鞋外底物品。图15中的鞋外底在烧结平台上生产后被立即示出,并且被松散的、未烧结的泡沫颗粒环绕,使鞋外底在其中。在除去未烧结的泡沫颗粒后,清洁的鞋外底在图16中示出。
应该强调的是,本公开内容的上文描述的方面仅仅是实施方式的可能的实施例,并且仅仅是为了清楚理解本公开内容的原理而阐述。可以对本公开内容的上文描述的方面进行许多变化和修改,而大体上不偏离本公开内容的精神和原理。所有此类修改和变化在本文中旨在包括在本公开内容的范围内。

Claims (33)

1.一种形成用于鞋类物品或服装物品的缓冲元件的方法,所述缓冲元件具有包含区别地附连的发泡颗粒的多个子区域,所述方法包括:
布置多个泡沫颗粒,其中布置的多个泡沫颗粒包含热塑性弹性体材料,并且其中所述布置的多个泡沫颗粒在最长尺寸上具有0.04毫米至10毫米的数均粒度;
将结合材料沉积在结合材料目标区域中,其中所述结合材料目标区域包括所述布置的多个泡沫颗粒的一部分,并且其中所述沉积用所述结合材料包覆所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的界定表面的至少一部分,其中所述结合材料包括热能吸收剂,所述热能吸收剂是红外能量吸收剂;和
固化在所述结合材料目标区域内的、包覆所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的至少一部分的沉积的结合材料,其中固化包括将所述结合材料目标区域内的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分附连;
其中所述固化包括:
向所述沉积的结合材料和所述布置的多个泡沫颗粒以一定的量施加能量并持续一定持续时间,所述量和所述持续时间足以软化所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的被包覆的至少一部分的所述热塑性弹性体材料;其中所述施加能量包括施加红外光谱内的能量,和
将所述布置的多个泡沫颗粒的区域的温度降低到软化的热塑性弹性体材料再固化的温度或低于所述软化的热塑性弹性体材料再固化的温度;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分的至少一部分附连,形成所述缓冲元件。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述施加能量包括向大体上所有的所述布置的多个泡沫颗粒施加能量。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且
其中固化包括:
在所述结合材料的所述一种或更多种单体、所述一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或
在所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分和所述结合材料的所述一种或更多种单体、所述一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒,形成所述缓冲元件。
4.根据权利要求2所述的方法,其中所述结合材料包括一种或更多种单体、一种或更多种聚合物或其组合;并且
其中固化包括:
在所述结合材料的所述一种或更多种单体、所述一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;和/或
在所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分和所述结合材料的所述一种或更多种单体、所述一种或更多种聚合物或其组合之间形成至少一个化学键;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的所述被包覆的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒,形成所述缓冲元件。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中沉积结合材料包括通过喷射、喷雾或其组合沉积所述结合材料;
其中所述结合材料包括溶剂;
其中所述方法还包括,在所述沉积之后,用所述溶剂溶解所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的至少一部分,形成所述布置的多个泡沫颗粒的溶解的界定表面;并且
其中所述固化包括,在所述溶解之后,除去所述结合材料的所述溶剂的至少一部分,并且固化所述布置的多个泡沫颗粒的所述溶解的界定表面的至少一部分;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒,形成所述缓冲元件。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其中所述沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;
其中所述第一结合材料包括溶剂;
其中所述第二结合材料包括所述溶剂中可溶的结合热塑性弹性体材料;并且
其中所述固化包括除去所述溶剂并且将所述结合热塑性弹性体材料固化在所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的至少一部分上;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒,形成所述缓冲元件。
7.根据权利要求5所述的方法,其中所述沉积包括沉积第一结合材料和第二结合材料;
其中所述第一结合材料包括溶剂;
其中所述第二结合材料包括所述溶剂中可溶的结合热塑性弹性体材料;并且
其中所述固化包括除去所述溶剂并且将所述结合热塑性弹性体材料固化在所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的所述界定表面的至少一部分上;
从而将所述结合材料目标区域中的所述布置的多个泡沫颗粒的所述部分的至少一部分彼此附连或附连到未包覆的泡沫颗粒,形成所述缓冲元件。
8.根据权利要求1-4和7中任一项所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒包括具有0.1克每立方厘米至0.8克每立方厘米的密度的泡沫颗粒,或者其中所述多个泡沫颗粒具有80克每升至200克每升的堆积密度。
9.根据权利要求5所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒包括具有0.1克每立方厘米至0.8克每立方厘米的密度的泡沫颗粒,或者其中所述多个泡沫颗粒具有80克每升至200克每升的堆积密度。
10.根据权利要求6所述的方法,其中所述多个泡沫颗粒包括具有0.1克每立方厘米至0.8克每立方厘米的密度的泡沫颗粒,或者其中所述多个泡沫颗粒具有80克每升至200克每升的堆积密度。
11.根据权利要求1-4、7和9-10中任一项所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
12.根据权利要求5所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
13.根据权利要求6所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
14.根据权利要求8所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料选自热塑性聚氨酯弹性体、热塑性聚脲弹性体、热塑性聚醚弹性体、热塑性共聚醚酯弹性体、热塑性聚酰胺弹性体、热塑性聚苯乙烯弹性体、热塑性聚烯烃弹性体、热塑性共聚醚酰胺弹性体、热塑性苯乙烯二烯共聚物弹性体、热塑性苯乙烯嵌段共聚物弹性体、热塑性聚酰亚胺弹性体、其任何共聚物及其任何共混物。
15.根据权利要求11所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料通过至少10摄氏度的熔化温度范围来表征,在该熔化温度范围内,所述热塑性弹性体材料呈现出按照使用差示扫描量热法确定的软化和熔化行为。
16.根据权利要求12-14中任一项所述的方法,其中所述热塑性弹性体材料通过至少10摄氏度的熔化温度范围来表征,在该熔化温度范围内,所述热塑性弹性体材料呈现出按照使用差示扫描量热法确定的软化和熔化行为。
17.根据权利要求1-4、7、9-10和12-15中任一项所述的方法,其中布置所述多个泡沫颗粒、将所述结合材料沉积在所述结合材料目标区域中、以及固化所述沉积的结合材料中的一种或更多种被进行多次迭代。
18.根据权利要求5所述的方法,其中布置所述多个泡沫颗粒、将所述结合材料沉积在所述结合材料目标区域中、以及固化所述沉积的结合材料中的一种或更多种被进行多次迭代。
19.根据权利要求6所述的方法,其中布置所述多个泡沫颗粒、将所述结合材料沉积在所述结合材料目标区域中、以及固化所述沉积的结合材料中的一种或更多种被进行多次迭代。
20.根据权利要求8所述的方法,其中布置所述多个泡沫颗粒、将所述结合材料沉积在所述结合材料目标区域中、以及固化所述沉积的结合材料中的一种或更多种被进行多次迭代。
21.根据权利要求11所述的方法,其中布置所述多个泡沫颗粒、将所述结合材料沉积在所述结合材料目标区域中、以及固化所述沉积的结合材料中的一种或更多种被进行多次迭代。
22.根据权利要求16所述的方法,其中布置所述多个泡沫颗粒、将所述结合材料沉积在所述结合材料目标区域中、以及固化所述沉积的结合材料中的一种或更多种被进行多次迭代。
23.根据权利要求17所述的方法,其中所述鞋类物品或服装物品由多个层逐层形成。
24.根据权利要求18-22中任一项所述的方法,其中所述鞋类物品或服装物品由多个层逐层形成。
25.一种缓冲元件,所述缓冲元件通过根据权利要求1-24中任一项所述的方法制造。
26.根据权利要求25所述的缓冲元件,其中所述缓冲元件是用于制造鞋类物品、服装物品或运动装备物品的部件。
27.根据权利要求26所述的缓冲元件,其中所述缓冲元件用于鞋类物品(10;100)。
28.根据权利要求25-27中任一项所述的缓冲元件,所述缓冲元件通过多个子区域表征,所述多个子区域包括通过第一性质表征的第一子区域和通过第二性质表征的第二子区域,其中所述第一性质比所述第二性质大至少10%,并且其中所述第一性质和所述第二性质选自弯曲模量、刚度、堆积密度、弹性及其组合。
29.一种缓冲元件,包括:
由多个附连的泡沫颗粒形成的结构,其中
所述多个附连的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在所述单独的泡沫颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将所述单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒,结合材料包覆所述泡沫颗粒的界定表面的至少一部分,所述结合材料包括热能吸收剂,所述热能吸收剂是红外能量吸收剂,
所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含所述热塑性弹性体材料,
所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒的所述结合材料的一部分、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的所述结合材料的一部分、来自所述单独的泡沫颗粒的所述热塑性弹性体材料的与来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的所述热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合,
由所述多个附连的泡沫颗粒形成的所述结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%,
其中,在附连之前,未附连的泡沫颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有0.04毫米至10毫米的数均粒度,并且所述结构中的球形或椭球形的泡沫颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
30.根据权利要求29所述的缓冲元件,其中所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的所述至少一个、或两者的溶解且再固化的热塑性弹性体材料。
31.根据权利要求29或30所述的缓冲元件,其中所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的所述至少一个、或两者的溶解且再固化的结合剂材料。
32.一种制造鞋类物品的方法,包括:
将鞋面附连到鞋底结构,其中所述鞋底结构包括缓冲元件,所述缓冲元件包括由多个附连的泡沫颗粒形成的结构,所述缓冲元件通过根据权利要求1-24中任一项所述的方法制造,其中
所述多个附连的泡沫颗粒中的每个单独的泡沫颗粒由热塑性弹性体材料形成,并且包括在所述单独的泡沫颗粒的外表面上的一个或更多个结合区域,所述结合区域将所述单独的泡沫颗粒附连到一个或更多个相邻的泡沫颗粒,
所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒包含所述热塑性弹性体材料,
所述结合区域包括来自所述单独的泡沫颗粒的结合材料的一部分、来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的结合材料的一部分、来自所述单独的泡沫颗粒的所述热塑性弹性体材料的与来自所述一个或更多个相邻的泡沫颗粒中的至少一个的所述热塑性弹性体材料的一部分混合的一部分、或其任何组合,
由所述多个附连的泡沫颗粒形成的所述结构包括颗粒之间的多个间隙,其中所述间隙占据所述结构的总体积的至少10%,
其中,在附连之前,未附连的泡沫颗粒的至少20%在形状上是球形或椭球形的并且在最长尺寸上具有0.04毫米至10毫米的数均粒度,并且所述结构中的球形或椭球形的泡沫颗粒的至少20%保持大体上球形或椭球形形状。
33.根据权利要求32所述的方法,其中所述鞋类物品由多个层逐层形成。
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