TW201446162A

TW201446162A - 用於製造彈性物體的新式浸沒成型器

Info

Publication number: TW201446162A
Application number: TW103110267A
Authority: TW
Inventors: Weng Kee Richard Boey
Original assignee: Weng Kee Richard Boey
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2014-12-16
Also published as: WO2014148884A1

Abstract

一種用於浸沒式產品之製造的成型器總成，該總成包含：呈該產品之形狀的一導熱外部層，該外部層經佈置來接收一彈性體膜；用於將該成型器總成安裝至一成型器支架以與傳送裝置鏈條嚙合之一安裝部；位於該外部層中之一加熱介質，該加熱介質與用於加熱該介質之一能源連通；其中該加熱介質經佈置來經由該外部層施加熱量以便固化該樹脂。

Description

用於製造彈性物體的新式浸沒成型器

本發明係關於彈性材料之浸沒式產品的製造。特定而言，本發明係關於當彈性體位於成型器總成上時對該彈性體進行乾燥及固化來形成手套及其他浸沒式產品之方法。

彈性體手套及其他浸沒式產品之製造涉及附接有複數個成型器之傳送裝置或分批系統。該等成型器經過各種階段，該等階段包括：浸沒階段，在該浸沒階段中手套成型器浸沒於液體彈性體樹脂中；烘箱階段，用於對彈性體膜進行乾燥和固化；以及延長乾燥階段。

本發明係針對該烘箱階段。習知烘箱包含加熱源，該加熱源用於將烘箱中之空間提升至足夠的溫度從而對樹脂進行加熱以便例如固化手套以及將該烘箱維持於一溫度來防止產生可能影響固化製程之「冷點」。烘箱之長度係根據傳送裝置之速度與固化樹脂所需要之時間而確定。將手套之製造率最大化需要傳送裝置以高速行進，且因此為確保足夠的固化時間，烘箱之長度需要相當長，且因而需要對烘箱中之相當大的容積進行加熱。結果是，對此容積進行加熱所需之能量亦相當大。

就容積而言，手套及其他浸沒式產品僅佔用烘箱中之空間的一極小比例。因而，與用來維持烘箱的溫度所需之能量相比，用來固化樹脂之實際能量亦極小。據估計，加熱烘箱所需之能量係在所使用之總熱量的90%至95%的範圍內。亦即，用來固化樹脂之實際能量僅為總能量的約5%至10%。浪費之能量的成本佔手套製造成本之大部分，浪費之能量最終耗散至環境中。

因而結果是，對此浪費之能量的任何減少或節約將對手套製造成本具有直接影響，且因而提供顯著商業優勢。

在一第一態樣中，本發明提供一種用於浸沒式產品之製造的成型器總成，該總成包含：呈該產品之形狀的一導熱外部層，該外部層經佈置來接收一彈性體膜；用於將該成型器總成安裝至一成型器支架以與傳送裝置鏈條嚙合之一安裝部；位於該外部層中之一加熱介質，該加熱介質與用於加熱該介質之能源連通；其中該加熱介質經佈置來經由該外部層施加熱量以便固化該樹脂。

藉由在每一成型器中提供單獨熱源，可自傳送裝置線路捨棄該等烘箱，從而帶來兩大主要優勢。首要優勢是，使用根據本發明之系統來固化手套所需要的能量僅為使用先前技術系統的5%至10%。另外，移除烘箱中之基礎設施成本可使得製造廠之攤銷成本大幅減少。

再者，傳送裝置線路之長度可亦大幅減小，此係因為不需要用於烘箱階段之特定傳送裝置長度。

此外，可在由操作員控制的溫度下以比先前技術高得多的效率來固化手套。鑒於先前技術系統可能將90%至95%範圍內的所產生熱量浪費至大氣中，因此實際上不可能優化用來固化每一手套的能量之量。藉由使用根據本發明之系統，可對用來固化每一手套之能量的最佳量進行選擇，且除與先前技術相比採用本發明所實現的總節約之外，亦可獲得用來微調能量輸出之能力。

參考隨附圖式將便於進一步描述本發明，該等圖式繪示出本發明之可能配置。本發明之其他配置係可能的，且因此隨附圖式之特殊性不應被理解為代替本發明之先前描述的概括性。

圖1A及圖1B為根據本發明之一實施方式的手套成型器殼總成的各種視圖；圖2A及圖2B為根據本發明之另一實施方式的分解之手套成型器殼總成的各種視圖；圖3為根據本發明之又一實施方式的手套成型器內部加熱器核心總成之等角視圖；圖4為圖3之手套成型器總成的等角分解視圖；圖5為利用電氣化來為根據本發明之另一實施方式的手套成型器供電的手套製造傳送裝置之等角視圖；圖6為根據本發明之又一實施方式的手套成型器殼總成之內部層佈置的側視圖；圖7為結合圖6之內部層佈置的手套成型器殼總成之側視圖；圖8為根據本發明之另一實施方式的手套成型器殼總成之內部層佈置的側視圖。

為方便起見，以下描述將涉及應用於手套製造的本發明。將認識到，本發明可應用於任何浸沒式產品，包括避孕套、探頭護套及藉由浸沒至彈性體鍍槽中之模具形成的其他此類物件。因此，對手套製造之提及不應解讀為係對本發明之應用的限制。

本核心發明涉及在手套成型器總成中提供加熱介質以便自總成中之加熱介質傳遞熱量至形成於外部層上之彈性體，以便對手套進行乾燥及固化，該外部層可係該成型器之一外殼。此與以下情況不同，即傳送手套成型器總成穿過被加熱至一溫度的烘箱以不僅固化彈性體手套膜且亦將烘箱中之熱量維持於超出樹脂固化所需要之程度。

圖1A及圖1B示出用於手套成型器總成5之內部加熱系統的一實施方式。總成5包括用於接收彈性體膜之導熱外殼。在此實施方式中，該外部層可包含呈兩個半體10、15之一外殼，該外殼可經附接來封閉該外殼5之空隙17中的加熱介質。該等兩個半體可係永久性密封，諸如經由熱密封或可拆卸地嚙合來提供對內部加熱介質的維護。用於加熱介質(未圖示)之熱量可經由一連接提供至袖口區域20附近之支架。接著，產生熱量以便施加熱量至層25之表面，以將彈性體固化於該表面25上。內部熱量之一特徵包括確保手套成型器之末端30處產生足夠的熱量來建立均勻固化。

此種加熱源將取決於加熱介質，且可包括諸如像水的流動熱液體介質之對流熱源，或諸如加熱外殼中之凝膠駐留物的傳導熱源。在此情況中，可存在位於加熱源及凝膠中間的導熱構件來直接傳遞熱量。在任一情況中，可經由袖口20接近外殼/殼之內部部分。此可需要支架(未圖示) 之修改，諸如藉由提供環形可旋轉環以及經由該環傳送加熱導管。加熱手套成型器總成之其他方法可包括如將參考其他實施方式描述的各種形式之電氣加熱。

外殼/層5可係導熱材料，諸如足以有效地自熱源傳導熱量至外部層之彈性體塗層的改質聚苯硫醚(PPS)、改質玻璃強化塑膠(GRP)或陶瓷材料。

圖2A及圖2B示出一此種電氣系統，其中手套成型器總成35已一分為二來展示左側40及右側45。圖2A及圖2B中所示出之總成可係一內部核心，可在該內部核心上添加一外部層或殼(未圖示)，該外部層經佈置來接收該彈性體且該手套可形成於該外部層上。舉例而言，可藉由將圖2A及圖2B之內部核心置放於圖1之外部層5內來取代其他加熱介質。亦將瞭解，此匯流條構型可安裝於外殼之內部表面上，而非安裝至一離散內部核心，且因此使「內部核心」與該外殼成一體。

如可看出，匯流條構型55、60貫穿整個內部核心35分佈，該內部核心具有用於隔離匯流條陣列之隔離帶50。在此實施方式中，該等匯流條係使用交替之正極端子及負極端子佈置成並行定位之狹長細絲。該等匯流條係連接於成型器之端點(未圖示)處。藉由自電力供應(未圖示)施加電流至匯流條55、60，產生電阻熱量，其中細絲之密度愈大則產生之熱量愈高。接著，電阻熱量傳輸至外部層(未圖示)以便對手套進行加熱。此佈置之一優勢在於經由手套之手指部分將匯流條60置放於末端處的能力，以便確保手套之均勻固化，此係由於細絲之精細佈置。該等匯流條可經置放及黏附至核心之表面。或者，其可添加作為注射式模塑部分中之複合材料。又一替代方案可包括金屬鑲嵌構造，其中該等匯流條係置放於內部核心表面中之對應凹部中。

在一實施方式中，電力供應可在5伏至50伏的範圍內操作，且可能在更窄的10伏至30伏範圍內操作。此時，設計系統可在低電壓高電流下操作。因此，電力輸出係佈置成處於供人員互動之安全等級。

在另一實施方式中，加熱介質可與外部層/外殼成一體。為方便起見，在此佈置中，該等匯流條可置放於成型器之內側面上。在此情況中，該介質可包括成型器之相當一部分厚度。在特定情況下，外殼及介質可能無法在視覺上加以區分，其中自匯流條至外殼之外部表面上的彈性體之外部定向熱傳遞指示介質之象徵性位置。

圖3及圖4示出本發明之另一實施方式，其中內部核心65同樣包括貫穿整個核心分佈之匯流條70、80。然而，在此實施方式中，內部核心之部分90包括例如石墨之導電層。為此，匯流條構型包括兩個離散陣列70、80，其中陣列70、80之間的電氣連接係經由該導電層提供。或者，該層可係產生熱之石墨層或諸如聚乙炔、聚吡咯及聚苯胺之導電性高分子層。此實施方式之優勢在於提供均勻圍繞該核心而不僅僅是接近該等匯流條之電阻熱量。此具有為固化製程提供均勻性之特定優勢。特定而言，諸如手指部分之手套末端95需要傳遞足夠的熱量來為手套提供特別高品質的整飾。

而圖3示出內部核心65之一個半體的細節；圖4示出手套成型器總成105之一個半體的分解視圖，包含圖3之導熱外部層115及內部核心65。該內部核心配合於外部層115中，且可經由熱密封或黏附來永久性密封，或可選擇地經由螺釘或類似物分解。

儘管圖3示出極性環75、85直接附接至內部核心，但可方便地延伸該外部層達該內部核心之完整長度，且因此使極性環75、85嚙合於該外部層之末端部分100處，其中電氣貫穿件經由該外部層來與相應匯流條70、80連接。

將瞭解，儘管與圖1及圖2之彼等實施方式相比，圖3及圖4之實施方式可提供高品質整飾，但構造此種成型器之成本將相應地較高。因而，製造商應進行控制從而平衡基礎設施成本與成品所需要之品質等級。然而，涉及自手套成型器總成內部熱量產生的所有實施方式均在本發明之範疇內。

匯流條70、80連接至極性環75、85，例如其中負極環75連接至負極匯流條70，該負極匯流條經由導電層130經過正極匯流條80返回至正極環85。

內部核心之兩個半體之間提供有正極共用環主板55，該主板係由諸如鋁、銅、鋼等等之導電金屬製成的板。該導電板55係用於連接該等正極。

圖5示出複數個手套成型器總成140係安裝至支架175之情境中的手套成型器總成，該等支架係安裝185至傳送裝置180(未圖示)以便形成手套製造傳送裝置系統135。

此處，內部核心(未圖示)經由該等極性環145、150經過導電軌道155、160(具體為負極軌道170及正極軌道165)接收電力供應。該等極性環維持與該等軌道接觸，且因此用來旋轉該等手套成型器，旋轉方法與傳送裝置系統中不同階段之成型器支架嚙合單獨軌道以便旋轉支架之方法相同。因此，提供電力供應至內部核心的方法視需要順暢地引入至手套系統旋轉手套之習知設計中。

圖6為根據本發明之又一實施方式的手套成型器殼總成之內部層佈置602至610的側視圖。具體而言，以自上而下的次序描述如圖6中所描繪之內部層佈置602至610，內部層佈置602至610包括外部層602、第一匯流條層604、熱產生層606、第二匯流條層608以及隔熱層610，該熱產生層位於該第一匯流條層與該第二匯流條層中間。外部層602係由熱塑性材料(例如改質PPS)之薄層形成，該熱塑性材料實質上具有化學惰性且耐熱，因此外部層602將與彈性體鍍槽互動且曝露於該彈性體鍍槽。緊接於外部層602下方的係第一匯流條層604，該第一匯流條層係導電且導熱之整體層(例如薄鋁殼)，該整體層經組配來充當電氣匯流條層且亦充當散熱器。在此實例中，第一匯流條層604經電氣佈置具有正極性(亦即「+VE」)。

將瞭解，第一匯流條層及/或第二匯流條層可係足夠用來導電或導熱的細絲狀佈置之層。或者，且如圖6及圖8中所示出，該等層可係連續的。

進一步將瞭解，熱產生層可係連續的，其連續性在於其大致上覆蓋該成型器。或者，該熱產生層可係不連續層，諸如圍繞該成型器置放的離散「貼片」之陣列。

緊接於第一匯流條604層下方安置的係熱產生層606，該熱產生層為具有正溫度係數(PTC)屬性的碳奈米管石墨與陶瓷粉末之混合物。作為陶瓷粉末之一實例但並不僅限於所述之內容的係鈦酸鋇，其係以大約介於2%至40%(較佳為3%至35%且最較佳為5%至20%)之比例(依據精細鈦酸鋇粉末之重量計算)與碳奈米管石墨混合，且產生之混合物隨後經彎曲及熱固化來形成熱產生層606。應瞭解，熱產生層606係實心整體層且為約1mm至2mm厚。此外，熱產生層606係佈置於第一匯流條層604與第二匯流條層608中間，如將根據圖6所瞭解。

進一步而言，緊接於熱產生層606下方的係第二匯流條層608，該第二匯流條層在材料及結構上類似於第一匯流條層604，不同之處在於該第二匯流條層608經電氣佈置具有負極性(亦即「-VE」)。第一匯流條層604及第二匯流條層608共同電氣連接至電源(未圖示)以便提供必要之電能來為熱產生層606供電以用於產生熱量。換言之，熱產生層606因此為熱產生介質。最後，位於圖6之內部層佈置602至610之最底部層處的係熱產生層610(形成為一整體層)，該熱產生層係安置於第二匯流條層608下方。隔熱層610經佈置來密封且防止藉由第一匯流條層604、熱產生層606及第二匯流條層608共同產生的熱量在手套成型器殼總成之內部進一步傳播。亦即，隔熱層610經組配來促進產生之熱量向外或垂直朝向外部層602傳播，以便使用熱量固化形成於該外部層上之彈性體。因此，與經由水平定向之熱傳遞流量產生的能量損失相比，變得能夠更為有效地使用向外傳播之熱量。

進一步應瞭解，隔熱層610可替代地為塗層之形式，而非形成為一整體層。

圖6之內部層佈置602至610的優勢包括促進(藉由第一匯流條層604、熱產生層606及第二匯流條層608)所產生之熱量向外及垂直釋出及傳播，而非沿手套成型器殼總成之平面釋出及傳播，以確保產生之熱量的大致均勻分佈以便固化形成於手套成型器殼總成之外部層602上的彈性體。應瞭解，沿手套成型器殼總成之平面的定義意味熱量在沿手套成型器殼總成之表面的方向上傳播。此外，圖6之內部層佈置602至610在易於製作佈置602至610方面具有簡單性，且因此將具有成本效益。此外，圖6之內部層佈置602至610係獨立於幾何結構及尺寸，因為在不考慮手套成型器殼總成之形狀/幾何結構的簡單性/複雜性之情況下，產生之熱量仍可跨手套成型器殼總成大致上以均勻方式分佈。

圖7為結合圖6之內部層佈置602至610的手套成型器殼總成700之側立面視圖。將瞭解，圖7之手套成型器殼總成700亦併有一對極性環145、150，該對極性環類似於前面圖5中所述之極性環，且因此為簡明起見未重複描述。在此實例中，極性環145、150分別經電氣組配而具有正極性與負極性(亦即「+VE」及「-VE」)，但將瞭解，取決於擬定應用之要求，相反構型亦係可能的。

圖8為根據本發明之另一實施方式的手套成型器殼總成之內部層佈置602至606、802、610的側視圖。在此實例中，圖8之內部層佈置602至606、802、610在很大程度上類似於圖6之內部層佈置602至610，惟圖6之第二匯流條層608現被圖8之變體第二匯流條層802置換除外。具體而言，變體第二匯流條層802係使用諸如像銀導電性塗層之導電塗層形成，而非一整體層。變體第二匯流條層802亦經電氣佈置而具有負極性(亦即「-VE」)。應瞭解，圖8之內部層佈置602至606、802、610可亦由圖7之手套成型器殼總成700使用。圖8之此內部層佈置602至606、802、610 之有利之處在於，其為可用於手套成型器殼總成之幾何結構及複雜性提供更大靈活性，此對於佈置來製造具有複雜形狀的外科手術用手套、家用手套或類似物之手套成型器殼總成特別有用。

55‧‧‧匯流條構型/匯流條

65‧‧‧內部核心

70‧‧‧匯流條/陣列

75‧‧‧極性環

80‧‧‧匯流條/陣列

85‧‧‧極性環

90‧‧‧部分

95‧‧‧手套末端

Claims

一種用於製造浸沒式產品的成型器總成，該總成包含：呈該產品之形狀的一導熱外部層，該外部層經佈置來接收一彈性體膜；用於將該成型器總成安裝至一成型器支架以與一傳送裝置嚙合之一安裝部；位於該外部層中之一加熱介質，該加熱介質係與用於加熱該介質之一能源連通；其中該加熱介質經佈置來經由該外部層施加熱量以便固化該樹脂。
如申請專利範圍第1項之總成，其中該加熱介質包括以下中之任一者：熱液體介質、凝膠及導電陣列。
如申請專利範圍第2項之總成，其進一步包括位於該能源與該凝膠中間的一導熱構件，用於將該凝膠維持於足夠用來固化該彈性體之一溫度。
如申請專利範圍第2項之總成，其中該能源包括一電力供應且該導熱陣列包括安裝至一內部核心的一匯流條構型，以便當施加該電源時提供電阻熱量，該內部核心定位於該外部層中。
如申請專利範圍第4項之總成，其中該內部核心具有對應於該產品之形狀的一形狀，該匯流條構型提供圍繞該內部核心之一均勻分佈。
如申請專利範圍第4或5項之總成，其中該內部核心包含藉由一導電板分開之兩個半體。
如申請專利範圍第4至6項中任一項之總成，其進一步包括安裝於該外部層之一袖口附近的極性環，該等極性環中之每一者電氣連接至該等匯流條之正極端與負極端，以便提供至該電力供應之連接性。
如申請專利範圍第7項之總成，其中該等極性環經佈置來接觸相應負極軌道及正極軌道，以便當該手套成型器總成沿該傳送裝置移動時維持該等環之電氣接觸。
如申請專利範圍第4至8項中任一項之總成，其中該匯流條構型包含兩個離散陣列，該內部核心包括一導電層，該導電層在該等離散陣列之間提供一電氣連接。
如申請專利範圍第9項之總成，其中該導電層包括以下中之任一者或一組合：石墨及導電聚合物。
如申請專利範圍第4至10項中任一項之總成，其中該電力供應配置成在5V至50V範圍內操作。
如申請專利範圍第11項之總成，其中該電力供應配置成在10V至30V範圍內操作。
如申請專利範圍第2項之總成，其中該能源包括連接至第一導電匯流條層及第二導電匯流條層之一電力供應以及位於該等匯流條層中間的一熱產生介質。
如申請專利範圍第13項之總成，其中該第一匯流條層係定位於該熱產生層上方，該第一匯流條層係導熱的。
如申請專利範圍第13或14項之總成，其中該第一匯流條層及/或該第二匯流條層係連續的。
如申請專利範圍第13至15項中任一項之總成，其中該熱產生層係連續的。
如申請專利範圍第15或16項之總成，其中該第一匯流條層及/或該第二匯流條層包括一金屬殼。
如申請專利範圍第17項之總成，其中該第一匯流條層包括一鋁殼。
如申請專利範圍第13至18項中任一項之總成，其中該熱產生介質包括具有正溫度係數(PTC)之碳奈米管石墨與陶瓷粉末之一混合物。
如申請專利範圍第19項之總成，其中該陶瓷粉末包括鈦酸鋇粉末。