KR20140111691A - 밀봉된 주조 금속 몰드를 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20140111691A
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제임스 토마스 맥이보이
Original Assignee
존슨 컨트롤스 테크놀러지 컴퍼니
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Abstract

본 발명은 일반적으로 폴리머 부품들의 제조에 사용되는 주조 금속 몰드들, 및 구체적으로 폴리머 부품들의 제조에 사용된 주조 금속 몰드들을 밀봉하는 방법에 관한 것이다. 본 기술의 일 실시예는 몰드 캐비티(24)의 표면 상의 기공(60)들 내부에 배치된 밀봉제(62)를 갖는 주조 금속 몰드(26)에 관한 것이고, 상기 밀봉제는 몰드 캐비티의 표면을 밀봉해서, 밀봉된 표면을 생산하도록 구성된다. 밀봉된 표면은 폴리머 부품의 생산 동안 가스가 흡착 또는 방출되는 것이 차단된다. 몰드는 몰드 캐비티로부터 제품의 이형을 용이하게 하기 위해 표면 코팅(64, 66)을 더 포함한다. 표면 코팅은 몰드 캐비티의 밀봉된 표면에 부착하도록 구성되는 플루오로폴리머 베이스층(64)을 포함한다.

Description

밀봉된 주조 금속 몰드를 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR SEALED CAST METAL MOLDS}
[관련 출원들의 상호 참조]
본원은, 이로써 모든 목적에 대하여 그 전부가 참조로 포함되는, 2012년 1월 5일자로 출원된 "SYSTEMS AND METHODS FOR SEALED CAST METAL MOLDS" 명칭의 미국 가출원 제61/583,545호로부터 우선권 및 그 이익을 주장한다.
[기술분야]
본 발명은 일반적으로 폴리머 부품들의 제조에 사용되는 주조 금속 몰드, 및 구체적으로 폴리머 부품들의 제조에 사용된 주조 금속 몰드를 밀봉하는 방법에 관한 것이다.
플라스틱 및 발포체를 포함하는 폴리머 재료들은 발포 좌석, 패딩, 밀봉물, 개스킷 등을 포함하는 소비재에 있어서 다양한 부품들을 제작하는데 폭넓게 사용된다. 일반적으로, 폴리머 부품들의 제조 동안에는, 최종 폴리머에 부품 형상을 부과하는 몰드의 내측에서 폴리머 재료들이 서로 반응한다. 예컨대, 폴리우레탄 발포 부품들이 제조될 때, 이소시아네이트 재료 및 폴리올의 배합물(blend)이 몰드 내부에서 결합될 수 있고, 이어서 몰드가 가열되어, 재료들을 반응(예컨대, 몰드의 형상을 취하도록 중합, 가교, 및 성장)시킬 수 있다. 부가적으로, 이들 반응을 더 용이하게 하기 위해, 촉매가 제공될 수 있다. 생산 중에, 혼합물은 몰드 캐비티의 내부를 채우도록 발포 및 팽창하고, 이로써 몰드의 캐비티의 형상이 취해진다. 혼합물의 발포를 강화하기 위해 다른 재료들이 또한 제공될 수 있다. 예컨대, 발포제(blowing agent)의 일 유형으로서 물이 사용되어, 몰드 캐비티 내부에서 경화하기 전에 우레탄 혼합물이 몰드를 채우게 할 수 있다. 발포체가 경화하고 나서, 발포 물체(예컨대, 좌석 쿠션)가 몰드로부터 제거되고, 이소시아네이트 및 폴리올의 배합물에 기초한 결정된 경화 시간 이후에 사용(예컨대, 좌석 내부에서)된다.
몰드로부터 제거되고 나서, 폴리머 부품의 결함이 검사될 수 있다. 예컨대, 성형된 폴리우레탄 발포 부품에 대해서는, 실질적으로 결함(예컨대, 보이드, 찢김, 또는 간극)이 없는, 일반적으로 균일한 평활면을 갖는 것이 바람직하다. 그에 따라, 부품에 상기와 같은 표면 결함이 존재할 경우에는, 폴리머 부품들은 폐기될 수 있다. 예컨대, 각각의 발포 부품의 제조 사이에 몰드의 표면에는 몰드 이형 코팅(예컨대, 왁스층)이 도포될 수 있다. 그러나, 이형 코팅이 몰드를 균일하게 완전히 코팅하기에는 불충분한 경우에는, 발포체가 몰드에 들러붙어서, 생산 가동의 초기 10, 20, 50, 100, 또는 그 이상의 발포 부품에 표면 결함(즉, 가시적인 간극 또는 찢김)을 발생시킬 수도 있다. 상기 생산 가동의 그 이후의 부품들이 허용 가능할 수 있겠지만, 결함이 있는 발포 부품들은 통상적으로 폐기되어, 생산 비용 및 폐기물이 증가될 것이다.
여기에 개시된 특정 실시예들의 개요를 이하에 기술한다. 이들 양태는 이들 특정 실시예의 간략한 개요를 독자에게 제공하기 위해서만 제시되는 것이며, 이들 양태는 본 개시물의 범위를 제한하기 위한 것이 아님을 이해해야 한다. 실제로, 본 개시물은 이하에 기술되지 않을 수도 있는 다양한 양태를 포괄할 수 있다.
본 개시물은 폴리머 부품들의 제조 동안 몰드의 표면이 흡착된 가스(예컨대, 수소, 질소, 산소, 이산화탄소, 아르곤, 또는 다른 가스들)를 방출하는 것을 억제하기 위해 폴리머 부품들의 제조에서 사용되는 임의의 주조 또는 기계가공된 금속 몰드(예컨대, 알루미늄)의 표면을 밀봉하는 것에 관련된다. 예컨대, 본 기술의 일 실시예는, 밀봉제가 몰드 캐비티의 표면을 밀봉해서 밀봉된 표면을 형성하도록 구성되게, 몰드 캐비티의 표면 상의 기공들 내부에 배치된 밀봉제를 갖는 주조 금속 몰드에 관한 것이다. 밀봉된 표면은 폴리머 부품의 생산 동안 가스를 흡착 또는 방출하는 것이 차단된다. 몰드는 몰드 캐비티로부터 제품을 이형하는 것을 용이하게 하기 위해 표면 코팅을 더 포함한다. 표면 코팅은 몰드 캐비티의 밀봉된 표면에 부착하도록 구성되는 플루오로폴리머 베이스층을 포함한다.
본 기술의 다른 예는 폴리머 생산 시스템에 관한 것이다. 폴리머 몰딩 시스템은 다공질 표면을 갖춘 몰드 캐비티를 갖는 금속 몰드를 포함한다. 밀봉제는 몰드 캐비티의 다공질 표면 내부에 배치되어 밀봉된 표면을 생산하고, 또한 밀봉제는 다공질 표면을 밀봉해서, 폴리머 부품의 제조 동안 밀봉된 표면이 가스를 흡착 또는 방출하는 것이 차단되게 한다. 폴리머 몰딩 시스템은 밀봉된 표면 상에 배치된 표면 코팅을 또한 포함한다. 표면 코팅은 폴리머 부품이 생산된 후에 몰드 캐비티로부터 폴리머 부품을 이형하는 것을 용이하게 하도록 구성된다.
본 기술의 다른 예는 발포 물체의 생산시에 몰드를 밀봉 및 이용하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 발포체 생산 동안 가스를 흡착 또는 방출하는 것이 차단되는 밀봉된 표면을 생산하기 위해 밀봉제로 몰드 캐비티의 표면을 밀봉하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 몰드 캐비티의 밀봉된 표면에 표면 코팅을 도포하는 단계를 더 포함한다. 상기 방법은 몰드 캐비티를 이용해서 발포 생산 주기를 수행하는 단계를 또한 수반한다. 발포 생산 주기는, 몰드 캐비티 내에 발포 화학조합물(formulation)을 배치하는 단계, 몰드 캐비티의 기하구조에 대응하는 형상을 갖는 발포 물체를 형성하기 위해 몰드 캐비티 내의 발포 화학조합물을 중합시키는 단계, 및 몰드 캐비티로부터 발포 물체를 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명의 이들 및 다른 특징들, 양태들, 및 장점들은, 도면들에 걸쳐 유사한 부호들이 유사한 부품들을 나타내고 있는 첨부 도면을 참조로 하기의 상세한 설명을 숙지할 때 더욱 잘 이해될 것이다:
도 1은 발포 부품을 생산하기 위해 몰드의 캐비티에 발포 화학조합물이 제공되는 발포 부품 생산 시스템의 실시예의 개략적인 도면이고;
도 2는 발포 부품을 생산하기 위해 몰드를 밀봉하고 밀봉된 몰드를 이용하는 방법의 실시예를 도시하는 프로세스 흐름도이고;
도 3은 다공질 표면을 갖는 몰드의 실시예를 도시하는 도 1의 3-3 선에서 취해진 단면도이고;
도 4는 밀봉제로 밀봉된 후에 도 3의 다공질 몰드 표면의 실시예를 도시하는 단면도이고;
도 5는 표면 코팅의 도포 후에 도 4의 밀봉된 몰드 표면의 실시예를 도시하는 단면도이다.
본 발명의 하나 이상의 구체적인 실시예를 후술한다. 이들 실시예의 간결한 기재를 제공하려는 노력으로, 명세서에서는 실제 구현의 양태들이 모두 기재되지 않을 수 있다. 임의의 상기와 같은 구현의 개발에 있어서, 임의의 공학적 또는 설계 기획에서와 같이, 다수의 구현-특정 결정들은 하나의 구현에서 다른 구현으로 변경될 수 있는 시스템-관련 및 비지니스-관련 제약들을 준수하는 바와 같은 개발자의 특정 목표를 달성하도록 이루어져야 한다는 것을 인식해야 한다. 또한, 상기와 같은 개발 노력은 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 이 개시물의 수익자인 당업자에게는 정례적인 설계, 제작, 및 제조의 착수라는 점을 인식해야 한다.
본 발명의 다양한 실시예의 요소들을 도입할 때, 관사("a," "an," "the," 및 "said")는 하나 이상의 요소가 존재함을 의미하기 위한 것이다. "구성하는", "포함하는", 및 "갖는"의 용어는 포괄적인 것으로 의도되며, 열거된 요소들 외에 추가적인 요소들이 존재할 수 있음을 의미한다.
위에 주지된 바와 같이, 개시된 실시예들은, 몰드 캐비티를 이용해서 물품(예컨대, 폴리머 부품)을 생산하는 동안, 다공질 몰드 캐비티로부터 가스의 흡착 및/또는 방출을 차단하기 위해 하나 이상의 밀봉제 및/또는 코팅을 사용하는 것에 관련된다. 몰드 캐비티에 의해 상기와 같은 흡착/방출을 차단하게 되면, 환경에 긍정적인 영향을 미칠 수 있는, 그 생산과 연계된 폐기물의 저감과 동시에, 평활면과 같은 원하는 특징들을 갖는 물품들을 생산할 수 있다. 그에 따라, 본 발명의 몰드 밀봉 해법들이 폴리우레탄 발포 부품들의 제조에 사용된 몰드들의 맥락에서 논의되고 있지만, 본 발명의 실시예들은 균일한 표면이 바람직한 다른 유형의 폴리머 재료들(예컨대, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리염화비닐 등)로 이루어진 부품들의 제조에 사용된 몰드들에도 적합할 수 있다는 점에 유의해야 한다.
도 1은 몰드(14) 내부에서 발포 부품(12)(예컨대, 폴리우레탄 좌석 쿠션)을 준비하기 위한 시스템(10)의 도식적인 개요이다. 몰드(14)는 베이스 재료(16) 및 베이스 재료(16) 안에 형성된 몰드 캐비티(18)를 포함한다. 몰드 캐비티(18)는, 후술하는 화학 반응들에 의해 발포체가 생산될 때, 발포 부품(12)을 성형하도록 구성된다. 몰드(14)의 베이스 재료(16)는, 캐비티(18) 내부에서 생산된 발포체에 기계적인 안정성을 제공할 수 있는, 주조 또는 기계가공된 금속(예컨대, 알루미늄, 스틸, 니켈, 또는 그 밖의 합금들), 에폭시, 합성물, 또는 유사한 재료들을 포함할 수 있다. 베이스 재료(16)는 몰드 캐비티(18) 내부에서 수행되는 중합 프로세스에 외부 공급원으로부터 열이 전해지게 하기 위해 특정한 열 특성(예컨대, 열전달계수)을 갖도록 선택될 수 있다.
발포 부품(12)을 형성하도록 성형되는, 도시된 몰드 캐비티(18)는 내부면(24)을 각각 갖는 제 1 및 제 2 피스(20, 22)에 의해 규정된다. 그러나, 다른 실시예들에서는, 몰드 캐비티(18)가 단일 피스로 형성될 수 있거나, 또는 각 피스가 발포 부품(12)에 접하는 내부면(24)을 갖는 2개 이상의 피스로 형성될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 몰드 캐비티(18)를 형성하는 피스의 개수는 생산될 발포 부품의 특정 형상 및/또는 사이즈와, 발포 부품을 생산하는데 사용된 방법에 의존할 수 있다. 인식할 수 있듯이, 몰드 캐비티(18)는, 제 1 및 제 2 피스(20, 22)가 캐비티(18)를 둘러싸는 그 범위에서 서로 접하도록 놓일 때, 발포 부품(12)의 원하는 형상의 형태를 취한다.
추가적으로, 몰드(14)의 내부면(24)은 어느 정도 다공질일 수 있다. 상세히 후술하는 바와 같이, 베이스 재료(16)의 기공들은, 발포 부품(12)을 준비하는 동안 몰드(14)의 내부면(24)이 가스들(예컨대, 흡착된 공기)을 방출하는 것이 차단되도록, 본 발명의 기술에 따라 밀봉될 수 있다. 폴리머 전구체들의 반응에 가스들이 도입되는 것을 몰드(14)의 내부면(24)이 효과적으로 제한함으로써, 본 발명의 기술은 보이드 또는 그와 유사한 결함이 거의 없는 상대적으로 평활하고 균일한 표면들을 가진 폴리머 부품들의 생산을 용이하게 한다. 일반적으로, 본 발명의 기술들은, 폴리머 부품 생산 동안 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)에서의 압력 변동의 결과물인 결함 부품들의 폐기를 현저하게 줄일 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 몰드(14)의 내부면(24)은, 몰딩 프로세스가 완료되었을 때, 몰드(14)로부터 발포 부품(12)의 이형을 돕기 위해 하나 이상의 표면 코팅으로 코팅될 수도 있다.
시스템(10)의 가동 중에는, 적절한 중합 조건을 거칠 때 궁극적으로 몰드(14) 내측에서 발포 부품(12)을 형성할 수 있는 반응성 혼합물인 발포 화학조합물(foam formulation)(28)을 생산하기 위해 다양한 재료들이 혼합된다. 이러한 맥락에서, 발포 부품(12)은 폴리우레탄 발포 부품이다. 그에 따라, 발포 화학조합물(28)은 물 및 이소시아네이트로부터 반복적인 카르밤산염 연쇄(carbamate linkages)(즉, 폴리우레탄) 및 요소 연쇄(urea linkages)를 형성할 수 있는 재료들로부터 생산된다. 예시된 실시예에 있어서, 발포 화학조합물(28)은 혼합 헤드(30)에서 폴리올 화학조합물(32)과 이소시아네이트 혼합물(34)을 혼합함으로써 생산된다. 그러나, 어떤 실시예에 있어서는, 발포 화학조합물(28)이 폴리올 화학조합물(32)과 이소시아네이트 혼합물(34)을 몰드 캐비티(18) 내에서 직접 혼합해서 생산될 수 있음을 인식할 것이다.
폴리올 화학조합물(32)은, 다른 반응제 중에서도, Bayer Materials Science LLC에서 시판중인 폴리에테르 폴리올, 합성 수지와 같은 폴리히드록실 화합물(즉, 폴리올과 코폴리머 폴리올을 포함하는 하나 이상의 히드록실 유닛을 갖는 소분자 또는 폴리머)을 포함할 수 있다. 폴리올 화학조합물(32)은 발포제(예컨대, 물, 휘발성 유기 용매), 가교제, 계면활성제, 및 그 밖의 첨가제(예컨대, 셀 오프너(cell openers), 안정제)를 포함할 수도 있다. 폴리올 화학조합물(32)은 발포 부품(12)에 특정 물리적 성질을 부여하도록 구성되는 코폴리머 재료와 같은 다른 고분자 재료를 더 포함할 수 있다. 상기와 같은 코폴리머의 일례가 스티렌-아크릴로니트릴(SAN) 코폴리머이다. 또한, 어떤 실시예에 있어서는, 폴리우레탄 생산(즉, 폴리올 화학조합물(32)의 히드롤실기와 이소시아네이트 혼합물(34)의 이소시아네이트기 사이의 반응)을 용이하게 하도록 구성된 촉매가 사용될 수 있으며, 폴리올 화학조합물(32)의 일부를 이룰 수 있다.
부가적으로, 촉매는 폴리올 화학조합물(32)에 혼입될 수 있다. 예를 들어, 특정 아민(예컨대, 삼급 아민), 아민 염, 유기금속(예컨대, 유기비스무트 및/또는 유기아연 화합물), 또는 그 밖의 유사한 촉매들이 채용될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따라 폴리올 화학조합물(32)에 혼입될 수 있는 상업적인 촉매의 예들은 미국 미주리주 세인트 루이스 소재의 Sigma Aldrich Co., LLC에서 시판중인 DABCO® 331v 아민 촉매(1,4-디아자비시클로[2.2.2]옥탄) 및 미국 오하이오주 노우드 소재의 The Shepherd Chemical Company에서 시판중인 BiCAT® 비스무트 촉매를 포함한다. 하기의 표 1은 폴리올 화학조합물(28)의 예시적인 성분들 및 그들 각각의 양을 제공한다.
Figure pct00001

몰드(14) 내에서 폴리올 화학조합물(32)과 반응하는 이소시아네이트 혼합물(34)은 하나 이상의 상이한 폴리이소시아네이트 화합물을 포함할 수 있다. 상기와 같은 화합물의 예들은 메틸렌 디페닐 디이소시아네이트(MDI), 톨루엔 디이소시아네이트(TDI), 또는 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 그 밖의 상기와 같은 화합물을 포함한다. 폴리이소시아네이트 화합물은 분자당 평균 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 프리폴리머 또는 폴리머를 또한 포함할 수 있다. 사용된 특정 폴리이소시아네이트 화합물은 발포 부품(12)의 원하는 최종 용도(즉, 원하는 물리적 성질)에 의존할 수 있다. 이소시아네이트종들의 농도는 일반적으로 표 1에 열거된 폴리올 및 물의 농도들에 대응해야 한다는 점을 인식해야 한다. 그에 따라, 어떤 실시예들에 있어서는, 이소시아네이트종들의 농도가 특정 생산 가동시에 사용된 폴리올 및 물의 양에 기초하여 100당 2.4 내지 100부의 범위일 수 있다.
언급한 바와 같이, 몰드(14)의 내부면(24)을 밀봉하면, 발포 부품(12)의 제조 중에는 몰드 캐비티(18)의 표면으로부터의 가스의 방출이 방지될 수 있다. 도 2는 발포 부품(12)을 제조하기 위해 몰드(14)를 이용하고 몰드 캐비티(18)의 내부면을 밀봉하는 프로세스(40)의 실시예를 예시한다. 하기의 논의는 몰드 캐비티(18) 전체를 밀봉하는 것에 관련되지만, 몰드(14)의 각 피스(20 및 22)의 내부면(24)은 개별적으로 밀봉될 수 있으며 후술하는 바와 같이 코팅된 표면일 수 있음을 인식해야 한다.
도 2에 예시된 프로세스(40)는 몰드 캐비티(18)의 내부면(24) 내의 기공들의 총 용적을 결정하는 단계(블록 42)에서 시작한다. 언급한 바와 같이, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)은 초기에는, 기공들의 구체적인 성질(예컨대, 크기, 규칙성, 다공성 등)이 적어도 부분적으로 베이스 재료(16)에 의해 및 몰드(14)를 제조하는 방법에 의해 결정되는, 다공질일 수 있다. 도 3은 밀봉제 또는 표면 코팅의 도포 전에 블록 42에 따라 분석될 수 있는 내부면(24)의 부분(26)의 단면도를 제공한다. 도 3에서는, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)에 다수의 기공(60)이 예시된다. 또한, 몰드(14)가 주조 금속 몰드(예컨대, 주조 알루미늄 베이스 재료(16))이기 때문에, 기공(60)들은 일반적으로 몰드(14)의 내부면(24)의 1밀리미터 정도 이내에만 존재할 수 있다. 부가적으로, 예시된 기공(60)들은 일반적으로 간략화를 위해 균일한 사이즈로 되어 있지만, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)은 다양한 크기의 기공(60)들로 이루어진 복잡한 망상 또는 격자상일 수 있다. 또한, 기공(60)들은 몰드(14)를 제조하는데 사용된 프로세스들 동안 내부면(24)이 노출되는 대기로부터의 공기 또는 그 밖의 가스들과 같은 가스를 가둘 수 있는 것이 일반적이다. 상기와 같이, 이들 기공(60)은 또한 몰드(14)의 가열시에 이 가둬진 가스를 방출할 수 있다. 그에 따라, 이것이 발포 부품(12)의 제조 중에 발생하면, 이 가스 방출은 발포 부품(12)의 표면에 패인자국(pits), 보이드, 또는 유사한 변형부의 형성을 초래할 수 있다.
예컨대, 몰드 캐비티(18)는 주조 알루미늄 베이스 재료(16)로 이루어질 수 있으며, 대략 0.001mm 내지 0.05mm 범위의 표면 다공성을 갖는다. 또한, 주조 알루미늄 몰드(14)의 내부면(24)은 직경이 대략 39㎛ 내지 대략 50㎛ 범위인 기공들을 가질 수 있다. 그에 따라, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)의 기공들의 총 용적은 대략 10㎤ 내지 대략 50㎤ 범위일 수 있지만, 기공들의 총 용적은 몰드(14)가 어떻게 제조되었는지에 따라 다를 수 있다. 상기와 같이, 밀봉되지 않은 내부면(24)을 갖는 몰드 캐비티(18)에 대해서는, 도 3에 예시된 바와 같이, 기공들은 초기에는 내부면(24)의 기공(60)들에 흡착된 가스가 차지할 수 있다.
그러므로, 도 2의 방법(40)으로 돌아가서, 어떤 실시예들에 있어서는, 몰드 캐비티(18)의 표면 내의 모든 기공(60)들의 용적을 차지하는데 필요한 밀봉제의 용적이 블록 42에 따라 먼저 결정될 수 있다. 예컨대, 어떤 실시예에 있어서는, 기지의 용적의 비휘발성 유체(예컨대, 오일)로 몰드 캐비티(18)를 충전하고, 비휘발성 유체로 내부면(24)의 기공(60)들 내의 임의의 흡착된 가스들을 대체하기 위해 몰드(14)를 충분히 가열하고 나서, 내부면(24)의 기공(60)들에 잔존하는 비휘발성 유체의 용적을 결정하기 위해 비휘발성 유체의 용적을 회복 및 측정함으로써, 기공(60)들의 용적이 결정될 수 있다. 부가적인 예로서, 어떤 실시예에 있어서는, 피스(22)의 내부면(24)의 기공(60)들로부터 방출된 가스의 용적이 측정되는 동안, 몰드(14)의 피스(22)의 내부면(24)은 진공하에 놓여서 가열될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)을 효과적으로 밀봉하는데 필요해지는 밀봉제의 양을 계산하기 위해 총 표면 기공 용적에 대하여 추정된 값(예컨대, 표면 분석 기술 또는 모사 모델에 기초함)이 대신 사용될 수 있다.
몰드 캐비티(18)의 표면에서 기공(60)들의 총 용적이 결정되었을 때, 몰드 캐비티(18)는 본원에서 논의된 바와 같이 몇몇 단계를 포함할 수 있는 발포 부품(12)의 제조 동안 가스-방출(예컨대, 발포 부품(12)의 표면 내의 가스 방출)을 방지하기 위해 밀봉될 수 있다. 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)을 밀봉하기 위해, 내부면(24)은 먼저 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)과 연계된(예컨대, 흡착된, 물리흡착된, 또는 상호작용하는) 가스를 실질적으로 제거하기 위해 일정 기간 동안 특정 온도로 가열될 수 있다(블록 44). 예컨대, 어떤 실시예들에 있어서, 몰드(14)는 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)의 기공(60)들에 축적된 임의의 가스가 방출되는 것을 보장하기 위해 대략 4시간 동안 대략 375℉로 가열될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 몰드(14)는 특정 시간(예컨대, 4시간) 동안 최고 몰딩 온도(예컨대, 대략 130℉ 내지 170℉)로 가열될 수 있다. 또한, 어떤 실시예들에 있어서, 블록 42 및 44에서 기술된 단계들은 조합될 수 있으며, 몰드 캐비티(18)의 표면 내의 기공들의 총 용적은 기공(60)들로부터 가스를 제거하기 위해 몰드(14)가 가열될 때 방출된 가스를 측정함으로써 결정될 수 있다.
임의의 연계된 가스 분자들을 제거하기 위해 몰드(14)를 가열한 후에, 결정된 또는 추정된 총 기공 용적에 기초하여 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)에 밀봉제가 도포될 수 있다(블록 46). 또한, 어떤 실시예들에 있어서, 가열된 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)에 초기에는 과잉의 밀봉제가 도포될 수 있으며, 이후에 초과 밀봉제가 후술하는 표면 코팅의 기상 증착 전에 몰드 캐비티(18)에서 닦아내질 수 있다. 일반적으로, 밀봉제는 스프레이 코팅, 브러시, 또는 다른 액체 코팅 방법을 통해 도포될 수 있는 영구적인 또는 반-영구적인 아크릴 밀봉제, 실리콘화된 아크릴 밀봉제, 에폭시 밀봉제, 또는 실리콘-기반의 밀봉제일 수 있다. 예컨대, 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 E80-106 (ALFA, Inc.에서 시판) 또는 High Temp Epoxy Resin (Aeromarine Products, Inc.에서 시판)과 같은 에폭시 밀봉제일 수 있다. 추가적인 예로서, 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 732 Multi-Purpose Silicone Sealant (Dow Corning, Inc.에서 시판)와 같은 실리콘 밀봉제일 수 있다. 또 다른 실시예들에 있어서, 밀봉제는 RCS20 siliconized acrylic sealant (Momentive Performance Materials, Inc.에서 시판)와 같은 실시콘화된 아크릴 밀봉제일 수 있다.
또한, 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 미국특허 제4,761,443호에 개시된 실록산 혼합물과 유사한 실리콘-기반의(예컨대, 실록산) 재료들로 이루어진 혼합물일 수 있다. 즉, 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 하기의 것들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: 높은 분자량(예컨대, 대략 20,000 내지 대략 500,000의 분자량)을 갖고 하나 이상의 말단 히드록실기를 갖는 제 1 실록산(예컨대, 폴리디메틸실록산) 성분; 보다 낮은 분자량(예컨대, 대략 1,000 내지 대략 5,000의 분자량)을 갖고 하나 이상의 말단 히드록실기를 갖는 제 2 실록산(예컨대, 폴리디메틸실록산) 성분; 낮은 분자량(예컨대, 1,000 미만)을 갖고 다수의 Si-H 부분(예컨대, 분자당 대략 3 Si-H 부분)을 포함하는 제 3 실록산(예컨대, 폴리디메틸실록산 또는 다른 폴리실록산). 부가적으로, 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 미국특허 제5,302,326호에 개시된 혼합물과 유사한 실리콘-기반(예컨대, 실록산) 재료들로 이루어진 혼합물일 수 있다. 즉, 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 하기의 것들 중 하나 이상을 포함할 수 있다: Si에 결합된 비닐기 및 메틸기를 갖고 디메틸비닐실록시기로 종단된 제 1 오가노폴리실록산; Si에 결합된 비닐기 및 메틸기를 갖고 다수의 Si-H 부분(예컨대, 분자당 3 Si-H 결합)을 갖는 제 2 오가노폴리실록산; 비닐의 일부분 및 제 1 및 제 2 오가노폴리실록산의 Si-H 부분들을 야기하도록 구성된 촉매. 현재 개시된 실리콘-기반(예컨대, 실록산) 밀봉제는 약간의 차이를 두고, 후술하는 증량제층에서 사용된 실록산 재료들과 유사할 수 있음이 일반적으로 인식될 것이다. 먼저, 어떤 실시예들에 있어서, 실록산 밀봉제는 일반적으로 실온에서는 오일로서 존재할 수 있는 후술하는 실록산 증량제층 재료들에 비해 높은 융점(예컨대, 대략 300℉까지는 고형물일 수 있음)을 가질 수 있다. 이는 부분적으로, 어떤 실시예들에 있어서, 실록산 밀봉제가 일반적으로 실록산 증량제층 재료들에 비해 높은 분자량(예컨대, 대략 20,000 내지 대략 500,000의 분자량을 갖는 하나 이상의 실록산을 가짐)을 가질 수 있다는 사실에 기인한다. 또한, 어떤 실시예들에 있어서, 실록산 밀봉제는, 주로 또는 전적으로 비-반응성 지방족(예컨대, 하이드로카본) 부분들을 포함할 수 있는 실록산 증량제층 재료들과는 대조적으로, 몰드의 표면을 밀봉할 때 일부분이 반응할 수 있는 말단 히드록실기 또는 비닐기를 포함할 수 있다.
밀봉제는, 제한되는 것은 아니지만, 밀봉제의 화학적 반응성, 몰딩 온도에서의 밀봉제의 열적 안정성, 밀봉제의 강인성, 밀봉제의 열전달계수 등과 같은 특정한 바람직한 성질들에 기초하여 선택될 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서, 밀봉제는 먼저 블록 44에 기술된 가열로부터 몰드를 냉각하지 않고 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)에 도포될 수 있다. 다른 실시예들에 있어서, 피스(20 또는 22)의 내부면(24)은 블록 44의 가열 프로세스가 완료된 후에 피스의 기공(60)들(도 3)에 의한 대기중의 가스들의 재흡착을 방지하기 위해 진공하에서 냉각될 수 있다. 어떤 실시예들에 있어서는, 몰드 캐비티(18)가 진공하에 있는 동안 밀봉제의 기상 증착도 발생할 수 있다. 부가적으로, 어떤 실시예들에 있어서, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24) 상에서의 밀봉제의 증착의 진행은 광학적, 전기적, 중량적, 또는 유사한 분석 기술을 이용해서 모니터링될 수 있다. 또한, 내부면(24)의 밀봉은 광학적 분석 기술 또는 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 표면 분석 또는 유사한 기술을 이용해서 검증될 수 있다.
몰드(14)의 내부면(24)에 밀봉제가 도포되었을 때, 몰드(14) 및/또는 도포된 밀봉제는 몰드의 표면을 효과적으로 밀봉하도록 가열(블록 48)될 수 있다. 즉, 밀봉제를 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)에 도포한 후에, 이어서 몰드(14) 및/또는 밀봉제는 기공(60)들 내부의 밀봉제를 경화시키기 위해 가열될 수 있다. 예컨대, 실로콘화된 아크릴 밀봉제를 몰드(14)의 피스(20)의 내부면(24)에 도포한 후에(예컨대, CVD를 이용), 기공들 내부의 실리콘화된 아크릴 밀봉제를 경화시키기 위해 피스(20)는 1시간 동안 245℉로 가열될 수 있다. 도 4는 밀봉된 후의 몰드 캐비티(18)의 부분(26) 부근의 내부면(24)의 일례를 도시한다(예컨대, 도 2의 프로세스(40)의 단계 44 내지 단계 48에 의해). 그에 따라, 도 4는, 공기의 존재하에 가열 또는 냉각될 때에도, 내부면(24)이 공기를 가두거나 또는 흡착하는 것이 방지되도록, 밀봉제(62)(예컨대, 실리콘화된 아크릴 밀봉제, 에폭시 밀봉제, 또는 실리콘-기반의 밀봉제)로 채워진 내부면(24)에서의 다수의 기공(60)들을 도시한다.
도 2를 참조하면, 앞서 주지된 바와 같이, 제조된 발포 부품(12)의 이형을 용이하게 하기 위해 몰드(14)의 밀봉된 내부면(24)에 하나 이상의 표면 코팅이 적용될 수 있다. 예컨대, 본 실시예들은 통용되는 왁스-기반의 이형제에 비해 연장된 횟수의 주기 동안 몰드 캐비티(18)로부터 발포 부품(12)들의 제거를 위해 적절한 윤활성을 제공하도록 일반적으로 하나 이상의 표면 코팅을 채용한다. 상기와 같은 표면 코팅들을 갖는 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)의 부분(26)의 실시예가 도 5에 도시된다. 도시된 실시예에 있어서는, 2개의 표면 코팅이 이용되지만, 임의의 적절한 개수의 코팅이 채용될 수 있음에 유의해야 한다. 도시된 코팅들은 영구적인 또는 반-영구적인 베이스층(64) 및 증량제층(66)을 포함한다. 일반적으로, 영구적인 또는 반-영구적인 코팅(64)은 기존의 왁스-기반의 이형제보다 많은 횟수의 발포 생산 주기 동안 적절한 윤활성을 제공할 수 있다. 또한, 증량제층(66)은 영구적인 또는 반-영구적인 코팅이 훨씬 많은 횟수의 주기 동안 적절한 레벨의 윤활성을 제공하도록 영구적인 또는 반-영구적인 코팅(64)의 수명을 연장할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 베이스층(64)은 몰드 캐비티(18)의 밀봉된 내부면(24) 상에 직접 배치될 수 있다. 또한, 증량제층(66)은 베이스층(40) 상에 직접 배치될 수 있다. 본 실시예들에 따르면, 베이스층(64)은 상대적으로 많은 횟수의 발포 생산 주기(예컨대, 5000회 이상) 동안 몰드 캐비티(18)에 대한 적절한 윤활성을 제공할 수 있다는 점에서 영구적인 또는 반영구적인 코팅인 것으로 간주될 수 있다. 베이스층(64)은 금속, 세라믹, 플라스틱, 또는 그 임의의 조합을 포함할 수 있거나, 또는 전체적으로 이로부터 형성될 수 있다. 일례로서, 베이스층(64)은 금속 산화물(예컨대, 이산화 실리콘(SiO2), 이산화 티탄(TiO2)), 탄화물(예컨대, 탄화 규소), 붕소화물, 질화물(예컨대, 질화 붕소), 또는 규화물과 같은 세라믹, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 또는 다른 플루오로폴리머 또는 윤활성 코팅과 같은 플라스틱, 또는 니켈-PTFE와 같은 재료들의 조합(예컨대, 금속과 플라스틱의 조합)을 포함할 수 있다.
또한, 베이스층(64)은 선택한 특정 재료들에 적합한 기술들을 이용해서 내부면(24) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 세라믹 및/또는 금속은 내부면(24) 상에 가압, 소결, 또는 도금될 수 있는 반면, 플라스틱은 내부면(24) 상에 코팅 또는 분사될 수 있다. 또한, 베이스층(64)은 증량제층(66)과 구별되지만, 어떤 실시예에 있어서는, 베이스층(64)은 증량제층(66)으로서 사용된 재료와 동일 또는 유사한 재료를, 일부로서, 포함할 수 있다. 실제로, 베이스층(64)의 재료들은 열화 및 수반되는 윤활성의 손실을 겪을 수 있기 때문에, 증량제층(66)은 베이스층(64)에 적절한 이형 횟수를 늘리기 위해 회복제로서 작용할 수 있다.
구체적으로, 증량제층(66)은 발포 생산 조건하에서 적절한 양의 윤활을 제공하도록 선택될 수 있으며, 몰드 캐비티(18)의 베이스층(64), 밀봉제(62), 및 내부면(24)의 강화된 보호를 제공하도록 선택될 수도 있다. 본 개시물의 특정 실시예들에 따라, 증량제 재료는 베이스층(64) 위로 도포될 수 있는 실록산 기반의 오일과 같은 실록산 기반의 재료들을 포함할 수 있다. 즉, 증량제층(66)은 중합 실록산, 실록산 올리고머, 사이클릭 실록산, 또는 그 조합일 수 있다. 예컨대, 증량제층(66)은 폴리디메틸 실록산(PDMS), 사이클릭 디메틸실록산(예컨대, 헥사메틸시클로트리실록산(HMCTS) 또는 옥타메틸시클로테트라실록산(OMCTS)), 또는 원하는 윤활성 및 다른 바람직한 성질들을 갖는 임의의 다른 실록산을 포함할 수 있다. 일반적으로, 증량제층(66)의 실록산 폴리머 또는 올리고머의 분자량을 증가시키면, 윤활성이 높아질 수 있으며, 베이스층(64)의 지속이 더 길어질 수 있고, 몰드(14)의 사용이 연장될 수 있다. 적절한 베이스층(64)들 및 증량제층(66)들의 예들은, 모든 목적에 대하여 그전부가 여기에 참조로 포함되는, "SEMI PERMANENT TOOL COATING ENHANCEMENT FOR EXTENDED NUMBER OF RELEASES" 명칭의 2011년 8월 15일에 출원된 계류중인 가특허출원, 출원번호 61/523,783에 기술된 것들을 포함한다.
밀봉제(62), 베이스층(64), 및 증량제층(66)에 사용된 재료들은, 특정한 바람직한 성질들 뿐만 아니라, 촉매 선택, 발포 생산 프로세스의 온도, 발포 화학조합물(28) 내의 다른 재료들, 생산될 폴리우레탄 발포체의 유형, 및 몰드(14)로부터 발포 물체(12)를 이형하기 위한 원하는 표면 프로세스들에 기초하여 선택될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예컨대, 상술한 성질들 외에, 밀봉제(62), 베이스층(64), 및/또는 증량제층(66)은 몰드 캐비티(18) 내에서 원하는 반응 온도에 이르기 위한 몰드(14)에 제공된 에너지의 양을 감소시킬 수도 있다. 즉, 밀봉제(62), 베이스층(64) 및/또는 증량제층(66)은 각각 몰드 베이스 재료(16)와 발포 화학조합물(28) 사이에서 왁스-기반의 이형제보다 높은 열전달 효율을 가능하게 하는 열전달계수를 가질 수 있다. 또한, 가둬진 가스를 대신해서 밀봉제(62)가 존재하면, 생산 가동의 전체에 걸쳐 보다 균일한 열전달 및 국소 압력이 보장된다.
부가적으로, 어떤 실시예들에 있어서, 베이스층(64)의 두께(68) 및 증량제층(66)의 두께(70)는, 원하는 표면 코팅 레벨 뿐만 아니라, 화학조합물(28)이 몰드 캐비티(18) 내에 있을 때 몰드(14)로부터 발포 화학조합물(28)까지의 열전달 효율에 기초하여 선택될 수 있다. 또한, 어떤 실시예에들에 있어서, 베이스층(40)에 도포된 증량제 재료(42)의 두께는 베이스층(40)이 찢김-없는 이형을 제공할 수 있는 이형 횟수의 함수일 수도 있다. 즉, 두께(46)는 증량제 재료(42)가 베이스층(40)에 도포된 횟수 뿐만 아니라 베이스층(40)이 작동 중에 있던 주기의 양의 함수일 수 있다. 예컨대, 일 실시예에 있어서, 베이스층(40)의 두께(44)는 대략 60 내지 70μ일 수 있으며, 증량제 재료(46)의 두께(46)는 1 내지 7μ일 수 있다. 다른 실시예들에 있어서는, 증량제 재료(42)의 두께(46)는, 대략 5 내지 150μ과 같이 대략 1 내지 200μ의 범위일 수 있으며, 베이스층(40)의 두께(44)는, 대략 1 내지 90μ, 1 내지 75μ, 10 내지 70μ, 또는 20 내지 50μ과 같이, 대략 1 내지 100μ의 범위일 수 있다.
도 2의 방법(40)으로 돌아가서, 하나 이상의 표면 코팅(예컨대, 베이스층(64) 및 증량제층(66))이 몰드(14)의 밀봉된 내부면(24)에 도포되어 있을 때, 몰드는 도 1을 참조로 상술한 바와 같이, 성형된 발포 또는 플라스틱 부품들을 제조하는데 사용될 수 있다(블록 52). 발포 부품(12)의 제조 동안, 발포 화학조합물(28)이 반응해서 발포 제품(12)을 형성할 수 있도록 몰드(14)에 열이 가해질 수 있다. 그러나, 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)의 기공(60)들(도 4 참조)을 밀봉제(62)가 차지하고 있기 때문에, 발포체 생산 동안 몰드 캐비티(18)의 내부면(24)은 실질적으로 가스를 가두거나 또는 방출하지 않는다.
본 발명의 특정한 특징들 및 실시예들만이 도시 및 기재되어 있지만, 청구항들에서 인용된 요지의 신규한 교시 및 장점으로부터 실질적으로 일탈함이 없이, 당업자에게는 다양한 수정 및 변화(예컨대, 다양한 요소의 사이즈, 크기, 구조, 형상, 및 비율과, 파라미터(예컨대, 온도, 압력 등)의 값, 탑재 배치구조, 재료의 용도, 컬러, 방위 등에 있어서의 변경)가 가능하다. 임의의 프로세스 또는 방법 단계들의 순서 또는 시퀀스는 대안적인 실시예들에 따라 변경 또는 재배열될 수 있다. 따라서, 첨부된 청구항들은 본 발명의 진정한 정신의 범위 내에서 상기와 같은 수정 또는 변화를 포함하기 위한 것임을 이해해야 한다. 또한, 예시적인 실시예들의 간결한 기재를 제공하려는 노력으로, 실제 구현의 모든 특징들이 기재되지 않을 수 있다(즉, 본 발명을 수행하는 현재 고려된 최선의 모드와 관련 없는 것들, 또는 청구된 발명을 가능하게 하는 것과 관련 없는 것들). 임의의 상기와 같은 실제 구현의 발전에 있어서, 임의의 공학적 또는 디자인적 과제에서와 같이, 다수의 구현을 특정하는 결정이 이루어질 수 있음을 인식해야 한다. 상기와 같은 발전 노력은, 복잡하고 시간 소모적일 수 있지만, 그럼에도 불구하고 본 개시물의 이익을 향유하는 당업자에게는 과도한 실험 없이, 설계, 제작, 및 제조하는 정례적인 일일 수 있다.

Claims (34)

  1. 주조 금속 몰드 장치로서,
    몰드 캐비티의 표면 상의 복수의 기공 내부에 배치된 밀봉제―상기 밀봉제는 상기 몰드 캐비티의 표면을 밀봉해서, 폴리머 부품의 생산 동안 가스를 흡착 또는 방출하는 것이 차단되는 밀봉된 표면을 생산하도록 구성됨―; 및
    상기 밀봉된 표면 상에 배치되며 상기 몰드 캐비티로부터 상기 폴리머 부품의 이형을 용이하게 하도록 구성된 표면 코팅―상기 표면 코팅은 상기 몰드 캐비티의 상기 밀봉된 표면에 부착하도록 구성되는 플루오로폴리머 베이스층을 포함함―을 포함하는
    몰드.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 실리콘화된 아크릴 밀봉제 또는 에폭시 밀봉제를 포함하는
    몰드.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 실리콘-기반의 밀봉제를 포함하는
    몰드.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 실리콘-기반의 밀봉제는 하나 이상의 실록산으로 이루어진 혼합물을 포함하는
    몰드.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 액상 증착법을 이용해서 상기 몰드 캐비티의 표면 상의 상기 복수의 기공 내부에 배치되는
    몰드.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 플루오로폴리머 베이스층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는
    몰드.
  7. 제 1 항에 있어서,
    실록산 오일 증량제층은 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는
    몰드.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰드 캐비티는 알루미늄, 스틸, 니켈, 또는 그 임의의 조합으로 구성되는
    몰드.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 폴리머 제품은 폴리우레탄 발포체를 포함하는
    몰드.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 표면 코팅은 상기 플루오로폴리머 베이스층의 상부에 배치된 실록산 오일 증량제층을 포함하는
    몰드.
  11. 폴리머 생산 시스템으로서,
    다공질 표면을 갖춘 몰드 캐비티를 갖는 금속 몰드;
    밀봉된 표면을 생산하기 위해 상기 몰드 캐비티의 상기 다공질 표면 내부에 배치되는 밀봉제―상기 밀봉제는 상기 다공질 표면을 밀봉해서, 폴리머 부품의 생산 동안 상기 밀봉된 표면이 가스를 흡착 또는 방출하는 것이 차단되게 하도록 구성됨―; 및
    상기 밀봉된 표면 상에 배치된 표면 코팅―상기 표면 코팅은 상기 폴리머 부품이 생산된 후에 상기 몰드 캐비티로부터 상기 폴리머 부품의 이형을 용이하게 하도록 구성됨―을 포함하는
    시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 금속 몰드는 알루미늄, 스틸, 니켈, 또는 그 임의의 조합을 포함하는
    시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 화학 기상 증착된 밀봉제인
    시스템.
  14. 제 14 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 아크릴 밀봉제, 실리콘화된 아크릴 밀봉제, 에폭시 밀봉제, 실리콘 밀봉제, 또는 그 임의의 조합을 포함하는
    시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 표면 코팅은 베이스층 및 증량제층을 포함하는
    시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 베이스층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)을 포함하는
    시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 베이스층은 이산화 실리콘(SiO2), 이산화 티탄(TiO2), 또는 그 임의의 조합을 포함하는
    시스템.
  18. 제 15 항에 있어서,
    상기 증량제층은 실록산 오일을 포함하는
    시스템.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 실록산 오일은 폴리디메틸실록산(PDMS)을 포함하는
    시스템.
  20. 제 11 항에 있어서,
    상기 폴리머 부품은 폴리우레탄 발포체를 포함하는
    시스템.
  21. 발포체 생산 동안 가스를 흡착 또는 방출하는 것이 차단되는 밀봉된 표면을 생산하기 위해 밀봉제로 몰드 캐비티의 표면을 밀봉하는 단계;
    상기 몰드 캐비티의 상기 밀봉된 표면에 표면 코팅을 도포하는 단계;
    상기 몰드 캐비티를 이용해서 발포체 생산 주기를 수행하는 단계를 포함하는 방법으로서,
    상기 발포체 생산 주기는:
    상기 몰드 캐비티 내에 발포 화학조합물을 배치하는 단계;
    상기 몰드 캐비티의 기하구조에 대응하는 형상을 갖는 발포 물체를 생산하기 위해 상기 몰드 캐비티 내의 상기 발포 화학조합물을 중합시키는 단계; 및
    상기 몰드 캐비티로부터 상기 발포 물체를 제거하는 단계를 포함하는
    방법.
  22. 제 21 항에 있어서,
    상기 몰드 캐비티의 표면에 있는 복수의 기공의 총 용적을 결정하는 단계를 포함하는
    방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 표면 코팅을 도포하는 단계는, 상기 몰드 캐비티의 표면에 있는 상기 복수의 기공의 상기 결정된 총 용적에 적어도 부분적으로 기초하여 상기 표면 코팅을 도포하는 단계를 포함하는
    방법.
  24. 제 21 항에 있어서,
    상기 표면 코팅을 도포하는 단계는, 상기 표면 코팅을 도포하기 전에 상기 몰드의 상기 밀봉된 표면을 냉각하는 단계를 포함하는
    방법.
  25. 제 21 항에 있어서,
    상기 몰드의 내부면의 복수의 기공과 연계된 가스를 제거하기 위해 상기 몰드를 일정 기간 동안 소정의 온도로 가열하는 단계를 포함하는
    방법.
  26. 제 21 항에 있어서,
    특정 횟수의 발포체 생산 주기 이후에 상기 몰드의 상기 밀봉된 표면에 대체 표면 코팅을 도포하는 단계를 포함하는
    방법.
  27. 제 21 항에 있어서,
    상기 몰드 캐비티의 표면을 밀봉하는 단계는, 액상 증착법을 이용해서 상기 밀봉제를 도포하는 단계를 포함하는
    방법.
  28. 제 21 항에 있어서,
    상기 몰드 캐비티의 표면을 밀봉하는 단계는, 상기 밀봉제가 경화될 때까지 상기 밀봉제가 도포되어 있는 상기 몰드 캐비티를 가열하는 단계를 포함하는
    방법.
  29. 제 21 항에 있어서,
    상기 표면 코팅을 도포하는 단계는, 상기 몰드의 상기 밀봉된 표면에 베이스층을 도포하는 단계 및 상기 도포된 베이스층에 증량제층을 도포하는 단계를 포함하는
    방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 베이스층은 세라믹, 플라스틱, 및 금속으로 구성되는 그룹으로부터 선택되고, 상기 증량제층은 실록산 오일을 포함하는
    방법.
  31. 제 21 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 실리콘화된 아크릴-기반의 밀봉제, 아크릴-기반의 밀봉제, 에폭시-기반의 밀봉제, 실리콘-기반의 밀봉제, 또는 그 임의의 조합을 포함하는
    방법.
  32. 제 21 항에 있어서,
    상기 밀봉제는 실록산 밀봉제를 포함하는
    방법.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 실록산 밀봉제는 말단 히드록실기를 갖는 적어도 하나의 실록산을 포함하는
    방법.
  34. 제 32 항에 있어서,
    상기 실록산 밀봉제는 대략 20,000 내지 500,000의 분자량을 갖는 적어도 하나의 실록산을 포함하는
    방법.
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