CN116277692A - 一种多密度材质填充发泡枕及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多密度材质填充发泡枕制备方法，包括以下步骤：步骤一、备料：按比重制备发泡原料A和发泡原料B，并储存于原料罐中；步骤二、模具预处理：在模具成型腔内壁涂覆脱模剂，并将填充块放置于指定位置；步骤三、混合浇注：将发泡原料A和发泡原料B混合均匀，加压后浇注于模具下模；步骤四、加热成型：将模具加热，令模具内的发泡材料发泡成型，并保温成型；步骤五、静置熟化：取出枕芯放入货架静置熟化，枕芯一体发泡成型，避免了传统拼接枕头存在胶黏的牢度问题、榫卯拼接的缝隙过大导致不稳定等问题。

Description

一种多密度材质填充发泡枕及其制备方法
技术领域
本发明属于家居行业睡眠枕技术领域，特别是涉及一种多密度材质填充发泡枕制备方法。
背景技术
目前枕头大都为一种密度均匀的填充物，这无法满足人体睡眠时头部不同的软硬度需求，用户渴望枕头要软，但过软会导致颈部得不到支撑，睡久了会觉得颈部吃力并且酸痛；如果枕芯整体过硬就会导致脑窝得不到包覆，入睡体验不佳不舒适，市面上普遍解决方法就是将较软的海绵作为枕芯主体，会在模塑发泡时在枕芯底部颈部支撑区预留两个凹槽，方便后期填入不同硬度的材质，满足不同人群对颈部舒适性的要求，这就增加了工艺的复杂性；还有一种做法就是将不同软硬度的海绵等材料通过胶黏、榫卯等方式后期拼接起来，公开号：CN115489137A的中国发明专利申请文件公开一种若干拼接块拼接成型的拼接枕芯，拼接枕芯模压一体成型，至少两个拼接块的基材相差异，但是这方式的枕头会导致不同材料拼接处会因长时间的挤压而不稳定，从而变形减少寿命。
现有的填充发泡枕(如公开号为CN 108215047 A的中国发明专利)，一般采用的是车缝外套，在外套里面贴合多个TPU薄膜袋，将头枕造型车缝完成后在隐秘处留出注料口，将发泡原料打入TPU薄膜袋中，每个密度海绵之间会有薄膜隔阂，我们的枕头发泡不需要TPU薄膜袋，只需加装多个软硬度配方的原料喷头，将一种软度的发泡原料注入模具后，紧接着打另一种软度的发泡原料，多种软硬度原料会在起泡过程中相互融合，自然拼接完成。这种方式生产工艺复杂，且不能精准的控制枕芯中各个部位的硬度，并且成型的枕头一般都套有外套，难以适用于日常家居用睡眠枕。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种多密度材质填充发泡枕制备方法，通过一体发泡工艺：将不同硬度的材料(海绵、气袋、软管、凝胶、硅胶、纤维棉)预先放在指定位置，枕芯通过发泡技术将整体所包覆起来，枕芯主体为较软的记忆棉(硬度0-10度)，其他部位比如说：底部的颈部凹槽则为20-35密度，25-45硬度的聚氨酯海绵，或者是各种硬质的花包、药包，生产简化了工艺，能够准确控制枕头特定区域的硬度，满足人体睡眠时个部位的硬度要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
一种多密度材质填充发泡枕制备方法，包括以下步骤：
步骤一、备料：按比重制备发泡原料A和发泡原料B，并储存于原料罐中；
步骤二、模具预处理：在模具成型腔内壁涂覆脱模剂，并将填充块放置于指定位置；
步骤三、混合浇注：将发泡原料A和发泡原料B混合均匀，加压后浇注于模具下模；
步骤四、加热成型：将模具加热，令模具内的发泡材料发泡成型，并保温成型；
步骤五、静置熟化：取出枕芯放入货架静置24-48h熟化。
优选的是，所述发泡原料A包括按质量份数的聚醚多元醇(分子量3000)100-120份、催化剂0.1-0.5份、发泡剂2-4份、泡沫稳定剂0.5-2份、色浆0-0.1份、抗氧剂0.5-2份；
发泡原料B包括按质量份数为27-50份的甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
优选的是，所述发泡剂为水或者二氯甲烷；
所述催化剂包括叔胺类催化剂以及有机金属类催化剂；
所述泡沫稳定剂为硅油；
所述抗氧剂为含磷官能基和多羟基的抗黄剂；
所述脱模剂为熔点是30℃-60℃的聚硅氧烷。
优选的是，所述步骤三、混合浇注包括喷头顺时针沿下模的内壁浇注2-8s，喷头流速为100-200g/s。
优选的是，所述步骤二的将填充块放置于指定位置还包括将若干个填充块根据枕芯人体支撑位置粘贴或者悬挂于模具上模腔内。
优选的是，所述步骤四、加热成型的模具温度为30-60℃，所述保温时间温度为3-8min。
一种采用上述的多密度材质填充发泡枕制备方法制备的多密度材质填充发泡枕，包括一体发泡成型的枕芯，所述枕芯包括若干填充区，所述填充区内均设置有填充块。
优选的是，所述填充区包括左侧睡区、右侧睡区、脑窝区、前颈部支撑区以及后颈部支撑区，所述填充块包括分别设置于所述左侧睡区、所述右侧睡区、所述脑窝区、所述前颈部支撑区以及所述后颈部支撑区的左侧睡填充块、所述右侧睡填充块、所述脑窝填充块、所述前颈部支撑填充块以及所述后颈部支撑填充块。
优选的是，所述左侧睡填充块的硬度为10-20°，所述右侧填充块的硬度为10-20°，所述脑窝填充块的硬度为0-5°，所述前颈部支撑填充块的硬度为25-45°，所述后颈部支撑块的硬度为15-20°。
优选的是，所述填充块包括海绵、气袋、软管、凝胶、硅胶、纤维棉、中药以及草药的任意一个或者任意两个及以上的任意组合。
本发明的有益技术效果是：
一、本发明通过枕芯内的设置侧睡区、脑窝支撑区、颈部支撑区，并在对应部位设置有解决睡眠人群脑部支撑的差异性需求的填充模块，枕芯一体发泡成型，避免了传统拼接枕头存在胶黏的牢度问题、榫卯拼接的缝隙过大导致不稳定等问题。
二、本发明通过枕芯一体发泡成型，将不同硬度的材料预先放在指定位置，枕芯通过发泡技术将整体所包覆起来，避免了传统发泡枕头需要在外套内发泡的问题，同时通过本申请的制备工艺使得发泡枕不会产生异味和坏面，提升了发泡质量，并且使得发泡材质可以更好与填充材质相结合。
附图说明
图1是发明的多密度材质填充发泡枕一种结构示意图；
附图中各部分标记如下：
1、枕芯，2、左侧睡填充块，3、右侧睡填充块，4、脑窝填充块，5、前颈部支撑填充块，6、后颈部支撑填充块。
具体实施方式
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
本具体实施例详细公开了一种多密度材质填充发泡枕制备方法，包括以下步骤：
步骤一、备料：按比重制备发泡原料A和发泡原料B，并储存于原料罐中；
步骤二、模具预处理：在模具成型腔内壁涂覆脱模剂，并将填充块放置于指定位置；
步骤三、混合浇注：将发泡原料A和发泡原料B混合均匀，加压后浇注于模具下模；
步骤四、加热成型：将模具加热，令模具内的发泡材料发泡成型，并保温成型；
步骤五、静置熟化：取出枕芯放入货架静置24h熟化。
发泡原料A和发泡原料B分别储存在各个原料罐中，机器开动时会按照设定配方用量对原料组分进行抽取，并通过计量泵记录实际用量和流速，事先用脱模剂擦拭一遍模具内部(方便发泡完成后取出样品)，将硬质材料用双面胶固定粘着在模具凸模(上模)，将原料混合均匀后通过压力喷头注入到下模模具当中，加热成型，保温后取出，放入货架静置24h熟化加工完成。
优选的是，所述发泡原料A包括按质量份数的聚醚多元醇(分子量3000)100份、催化剂0.1份、发泡剂2份、泡沫稳定剂0.5份、色浆0份、抗氧剂0.5份；
发泡原料B包括按质量份数的甲苯二异氰酸酯(TDI)27份或者二苯基甲烷二异氰酸酯27或者甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物27份。
聚醚多元醇与异氰酸酯(TDI、MDI)生产氨基甲酸酯，是泡沫反应的骨架反应。
优选的是，所述发泡剂为二氯甲烷；二氯甲烷的气化热为29KJ/mol，因此二氯甲烷作为发泡剂会明显提高泡沫的延伸率，会降低泡沫反应时内部温度上升副度，这不利于硬段生成，所以添加二氯甲烷容易使泡沫变软并且手摸起来富有弹性。
所述催化剂包括叔胺类催化剂以及有机金属类催化剂；本实施例中叔胺类催化剂为三乙烯二胺，能够促进发泡原料B与发泡剂的反应；本实施例的有机金属类催化剂为辛酸亚锡，能够促进凝胶反应。
所述泡沫稳定剂为硅油；泡沫稳定剂可以使得气孔细密均匀，当体系处于低黏度阶段时，它使孔壁稳定/气孔能生长到适合于开孔的厚度，为最后开孔创造条件。泡开孔及爆孔是软泡发泡必须出现的阶段，否则便会出现闭孔现象，致使泡沫性能下降。但开孔及爆孔必须在发泡反应和凝胶反应基本完成并达到平衡时出现。即在泡沫升至最高点而且泡的强度已能支撑自身重量之时，否则也会导致泡沫塌陷。所以泡沫稳定剂的另一重要作用就是在发泡初期能够溶解反应生成的聚脲在发泡后期能帮助开孔和爆孔。
所述抗氧剂为含磷官能基和多羟基的抗黄剂；大分子基团通过磷原子链接具有很好的抗氧化作用；羟基可以和多余的TDI发生反应。该氧化剂的化学式如下所示：
Figure BDA0004166916970000051
其中：R1，R2以C和P(磷原子)连接，组成含磷官能基。具有抗氧化作用；R3是多轻基大分子,可以和多个磷官能基结合,并保留部分羟基，剩余的羟基可以和异氰酸酯(TDI)反应。
枕头发泡的时候，为了保持这个泡体稳定的发起来，往往会过量添加发泡原料B稳定泡体一定发起来。但发泡原料B会与发泡原料A的聚醚多元醇反应后多余的TDI会在空气中的水发生反应，就会产生苯胺和苯胺脲，同时苯胺和苯胺脲有气味和颜色，导致发泡枕芯出现异味和坏面。这种问题，本申请通过添加抗氧剂，抗氧剂与TDI的反应速率是比聚醚多元醇低，且比空气中的水要高，抗氧剂与TDI反应，消耗TDI，避免了发泡枕芯出现异味和坏面的问题。
所述脱模剂熔点为30℃的聚硅氧烷。常用的是油性蜡类分散液，经常擦拭会在模具内部形成白色蜡层，会影响产品大小和外观，采用低熔点水系聚硅氧烷，具有低熔点的特性，会在擦拭完后迅速挥发、干燥，能够在模具表面聚合成固态薄膜，一次施用可连续许多次生产循环，提高了生产效率。
优选的是，所述步骤三、混合浇注包括喷头顺时针沿下模的内壁浇注2-8s，喷头流速为100g/s，浇注时喷头流速过大会导致原料中会掺杂大量的空气，枕芯内的气泡也会更多，导致发泡效果不佳。
优选的是，所述步骤二的将填充块放置于指定位置还包括将若干个填充块根据枕芯人体支撑位置粘贴或者悬挂于模具上模腔内。
优选的是，所述步骤四、加热成型的模具温度为30℃，所述保温时间温度为3min。
一种采用上述的多密度材质填充发泡枕制备方法制备的多密度材质填充发泡枕，包括一体发泡成型的枕/1，所述枕芯包括若干填充区，所述填充区内均设置有填充块。
优选的是，所述填充区包括左侧睡区、右侧睡区、脑窝区、前颈部支撑区以及后颈部支撑区，所述填充块包括分别设置于所述左侧睡区、所述右侧睡区、所述脑窝区、所述前颈部支撑区以及所述后颈部支撑区的左侧睡填充块2、所述右侧睡填充块3、所述脑窝填充块4、所述前颈部支撑填充块5以及所述后颈部支撑填充块6。
优选的是，所述左侧睡填充块的硬度为10-20°，所述右侧填充块的硬度为10-20°，所述脑窝填充块的硬度为0-5°，所述前颈部支撑填充块的硬度为25-45°，所述后颈部支撑块的硬度为15-20°。
优选的是，所述填充块包括海绵、气袋、软管、凝胶、硅胶、纤维棉、中药以及草药的任意一个或者任意两个及以上的任意组合。
本申请通过枕芯内的包覆部设置侧睡区、脑窝支撑区、颈部支撑区，并在对应部位设置有解决睡眠人群脑部支撑的差异性需求的填充模块，枕芯一体发泡成型，避免了传统拼接枕头存在胶黏的牢度问题、榫卯拼接的缝隙过大导致不稳定等问题。
实施例2：
本具体实施例详细公开了一种多密度材质填充发泡枕制备方法，包括以下步骤：
步骤一、备料：按比重制备发泡原料A和发泡原料B，并储存于原料罐中；
步骤二、模具预处理：在模具成型腔内壁涂覆脱模剂，并将填充块放置于指定位置；
步骤三、混合浇注：将发泡原料A和发泡原料B混合均匀，加压后浇注于模具下模；
步骤四、加热成型：将模具加热，令模具内的发泡材料发泡成型，并保温成型；
步骤五、静置熟化：取出枕芯放入货架静置48h熟化。
发泡原料A和发泡原料B分别储存在各个原料罐中，机器开动时会按照设定配方用量对原料组分进行抽取，并通过计量泵记录实际用量和流速，事先用脱模剂擦拭一遍模具内部(方便发泡完成后取出样品)，将硬质材料用双面胶固定粘着在模具凸模(上模)，将原料混合均匀后通过压力喷头注入到下模模具当中，加热成型，保温后取出，放入货架静置48h熟化加工完成。
优选的是，所述发泡原料A包括按质量份数的聚醚多元醇(分子量3000)120份、催化剂0.5份、发泡剂4份、泡沫稳定剂2份、色浆0.1份、抗氧剂2份；
发泡原料B包括按质量份数的甲苯二异氰酸酯(TDI)50份或者二苯基甲烷二异氰酸酯50或者甲苯二异氰酸酯和二苯基甲烷二异氰酸酯的混合物50份。
聚醚多元醇与异氰酸酯(TDI、MDI)生产氨基甲酸酯，是泡沫反应的骨架反应。
优选的是，所述发泡剂为二氯甲烷；二氯甲烷的气化热为29KJ/mol，因此二氯甲烷作为发泡剂会明显提高泡沫的延伸率，会降低泡沫反应时内部温度上升副度，这不利于硬段生成，所以添加二氯甲烷容易使泡沫变软并且手摸起来富有弹性。
所述催化剂包括叔胺类催化剂以及有机金属类催化剂；本实施例中叔胺类催化剂为三乙烯二胺，能够促进发泡原料B与发泡剂的反应；本实施例的有机金属类催化剂为辛酸亚锡，能够促进凝胶反应。
所述泡沫稳定剂为硅油；泡沫稳定剂可以使得气孔细密均匀，当体系处于低黏度阶段时，它使孔壁稳定/气孔能生长到适合于开孔的厚度，为最后开孔创造条件。泡开孔及爆孔是软泡发泡必须出现的阶段，否则便会出现闭孔现象，致使泡沫性能下降。但开孔及爆孔必须在发泡反应和凝胶反应基本完成并达到平衡时出现。即在泡沫升至最高点而且泡的强度已能支撑自身重量之时，否则也会导致泡沫塌陷。所以泡沫稳定剂的另一重要作用就是在发泡初期能够溶解反应生成的聚脲在发泡后期能帮助开孔和爆孔。
所述抗氧剂为含磷官能基和多羟基的抗黄剂；大分子基团通过磷原子链接具有很好的抗氧化作用；羟基可以和多余的TDI发生反应。羟基可以和多余的TDI发生反应。该氧化剂的化学式如下所示：
Figure BDA0004166916970000081
其中：R1，R2以C和P(磷原子)连接，组成含磷官能基。具有抗氧化作用；R3是多轻基大分子,可以和多个磷官能基结合,并保留部分羟基，剩余的羟基可以和异氰酸酯(TDI)反应。
枕头发泡的时候，为了保持这个泡体稳定的发起来，往往会过量添加发泡原料B稳定泡体一定发起来。但发泡原料B会与发泡原料A的聚醚多元醇反应后多余的TDI会在空气中的水发生反应，就会产生苯胺和苯胺脲，同时苯胺和苯胺脲有气味和颜色，导致发泡枕芯出现异味和坏面。这种问题，本申请通过添加抗氧剂，抗氧剂与TDI的反应速率是比聚醚多元醇低，且比空气中的水要高，抗氧剂与TDI反应，消耗TDI，避免了发泡枕芯出现异味和坏面的问题。
所述脱模剂熔点为60℃的聚硅氧烷。常用的是油性蜡类分散液，经常擦拭会在模具内部形成白色蜡层，会影响产品大小和外观，采用低熔点水系聚硅氧烷，具有低熔点的特性，会在擦拭完后迅速挥发、干燥，能够在模具表面聚合成固态薄膜，一次施用可连续许多次生产循环，提高了生产效率。
优选的是，所述步骤三、混合浇注包括喷头顺时针沿下模的内壁浇注8s，喷头流速为200g/s，浇注时喷头流速过大会导致原料中会掺杂大量的空气，枕芯内的气泡也会更多，导致发泡效果不佳。
优选的是，所述步骤二的将填充块放置于指定位置还包括将若干个填充块根据枕芯人体支撑位置粘贴或者悬挂于模具上模腔内。
优选的是，所述步骤四、加热成型的模具温度为60℃，所述保温时间温度为8min。
一种采用上述的多密度材质填充发泡枕制备方法制备的多密度材质填充发泡枕，包括一体发泡成型的枕芯，所述枕芯包括若干填充区，所述填充区内均设置有填充块。
优选的是，所述填充区包括左侧睡区、右侧睡区、脑窝区、前颈部支撑区以及后颈部支撑区，所述填充块包括分别设置于所述左侧睡区、所述右侧睡区、所述脑窝区、所述前颈部支撑区以及所述后颈部支撑区的左侧睡填充块、所述右侧睡填充块、所述脑窝填充块、所述前颈部支撑填充块以及所述后颈部支撑填充块。
优选的是，所述左侧睡填充块为硬度是10-20°、形状为上底5cm、下底10cm、高10cm的直角梯形海绵密度20g/cm3，所述右侧睡填充块为硬度是10-20°、形状为上底5cm、下底10cm、高10cm的直角梯形海绵密度20g/cm3，所述脑窝填充块为硬度是0-5°、边长10cm的正方形海绵密度10g/cm3，所述前颈部支撑填充块为硬度是25-45°、长10cm宽5cm长方形海绵密度25g/cm3，所述后颈部支撑块为硬度是15-20°长8cm宽3cm长方形海绵密度25g/cm3。
优选的是，所述填充块包括海绵、气袋、软管、凝胶、硅胶、纤维棉、中药以及草药的任意一个或者任意两个及以上的任意组合。
本申请通过枕芯内的包覆部设置侧睡区、脑窝支撑区、颈部支撑区，并在对应部位设置有解决睡眠人群脑部支撑的差异性需求的填充模块，枕芯一体发泡成型，避免了传统拼接枕头存在胶黏的牢度问题、榫卯拼接的缝隙过大导致不稳定等问题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种多密度材质填充发泡枕制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、备料：按比重制备发泡原料A和发泡原料B，并储存于原料罐中；
步骤二、模具预处理：在模具成型腔内壁涂覆脱模剂，并将填充块放置于指定位置；
步骤三、混合浇注：将发泡原料A和发泡原料B混合均匀，加压后浇注于模具下模；
步骤四、加热成型：将模具加热，令模具内的发泡材料发泡成型，并保温成型；
步骤五、静置熟化：取出枕芯放入货架静置24-48h熟化。
2.根据权利要求1所述的多密度材质填充发泡枕制备方法，其特征在于：
所述发泡原料A包括按质量份数的聚醚多元醇(分子量3000)100-120份、催化剂0.1-0.5份、发泡剂2-4份、泡沫稳定剂0.5-2份、色浆0-0.1份、抗氧剂0.5-2份；
发泡原料B包括按质量份数为27-50份的甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的多密度材质填充发泡枕制备方法，其特征在于：
所述发泡剂为水或者二氯甲烷；
所述催化剂包括叔胺类催化剂以及有机金属类催化剂；
所述泡沫稳定剂为硅油；
所述抗氧剂为含磷官能基和多羟基的抗黄剂；
所述脱模剂为熔点是30℃-60℃的聚硅氧烷。
4.根据权利要求1所述的多密度材质填充发泡枕制备方法，其特征在于：所述步骤三、混合浇注包括喷头顺时针沿下模的内壁浇注2-8s，喷头流速为100-200g/s。
5.根据权利要求1所述的多密度材质填充发泡枕制备方法，其特征在于：所述步骤二的将填充块放置于指定位置还包括将若干个填充块根据枕芯人体支撑位置粘贴或者悬挂于模具上模腔内。
6.根据权利要求1所述的多密度材质填充发泡枕制备方法，其特征在于：所述步骤四、加热成型的模具温度为30-60℃，所述保温时间温度为3-8min。
7.一种采用权利要求1-6所述的多密度材质填充发泡枕制备方法制备的多密度材质填充发泡枕，其特征在于：包括一体发泡成型的枕芯，所述枕芯包括若干填充区，所述填充区内均设置有填充块。
8.根据权利要求7所述的多密度材质填充发泡枕，其特征在于：所述填充区包括左侧睡区、右侧睡区、脑窝区、前颈部支撑区以及后颈部支撑区，所述填充块包括分别设置于所述左侧睡区、所述右侧睡区、所述脑窝区、所述前颈部支撑区以及所述后颈部支撑区的左侧睡填充块、所述右侧睡填充块、所述脑窝填充块、所述前颈部支撑填充块以及所述后颈部支撑填充块。
9.根据权利要求7所述的多密度材质填充发泡枕，其特征在于：所述左侧睡填充块的硬度为10-20°，所述右侧填充块的硬度为10-20°，所述脑窝填充块的硬度为0-5°，所述前颈部支撑填充块的硬度为25-45°，所述后颈部支撑块的硬度为15-20°。
10.根据权利要求7所述的多密度材质填充发泡枕，其特征在于：所述填充块包括海绵、气袋、软管、凝胶、硅胶、纤维棉、中药以及草药的任意一个或者任意两个及以上的任意组合。
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