专利名称：由可流动反应混合物制备塑料模塑品的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及由可流动反应混合物制备塑料模塑品的方法和设备，该可流动的反应混合物是由在混料头的混料腔内的若干可流动的反应组分以注模方式制备的并经由一个卸料管连续地被注入到模具中，在固化之后，塑料模塑品从模具中脱模取出。
为了达到上述目的，通常采用一种循环运转的模具输送装置，该装置是一种称作旋转工作台或连续传送带的装置，其上排列着大量的模具。借助模具输送装置的向前移动，每一次都将下一个模具移放到混料头或卸料管下部停留足够的时间间隔以使模腔内充满物料。此处所说的每一次充满模腔所需的时间间隔基本上相当于一次的注模时间。在固定式混料头的情况下，向前移动是循环式的；或者，当模具输送装置以连续方式作圆周移动时，则每一次混料头都要停泊下来以便充模同时伴随移动适当距离以便使两次充模的循环时间间隔达到最短。每一次注模之后，都必须清洗混料头和卸料管，以便除掉粘附着的并反应着的残留混合物，而具体地说，通常是采用机械作业的方法。
本发明的目的在于发现一种消除或至少缩短清洗所需时间的可行方法，同时这种方法又能避免或降低因清洗而带来的反应混合物的损耗。
这个目的现已达到，其做法是在新一轮的生产循环开始时，在混料腔和卸料管中充满反应混合物，该反应混合物的反应引发时间至少相当于一次注模结束与下一次注模开始这之间的等待时间；而在此等待时间内，混合物的制备被中断，但混料腔和卸料管中仍充满反应混合物且只在每一生产循环结束后才对混料腔和卸料管进行清洗。
此处应理解的是，一次注模结束与下一次注模开始这之间的等待时间应至多相当于为避免混料腔内和卸料管内各反应组分发生反应并为将下一个模具放到混料头下以备充模所需的时间。但是，模具充满物料之后的脱模所需时间(这取决于固化时间)可以由模具输送装置上适当的模具数目所决定的可能注模频率来调节。
此处所说的“生产循环”指的是生产给定数量相似模塑品所需的时间周期，其中不考虑操作的中断时间，如设备的损坏或修复时间以及移动过程的中断时间。
由于采用了所说的新方法，基本上可以免除混料腔和卸料管的清洗。因为将一个新模具放到混料头下所需的时间间隔至多相当于注模之后仍留在混合腔和卸料管中的反应混合物的反应引发时间，所以这种留下的反应混合物可以在下一次注模时被注入到模腔中而不致发生损耗。时间和/或物料的损耗只在新一轮生产循环的开始和结束时或在生产过程出现中断事件时才会发生。这种情况与移动的开始和终止及生产的中断同时发生，还与转变为生产新的塑料模塑品的其它因素有关，例如转变为采用不同的反应混合物或者转变为生产不同颜色的类似塑料模塑品。在生产不同颜色制品的情况下，因夹带空气条纹所引起的颜色的最初变化和由此所产生的边角废料可以得到消除。
随着每一次新的注模的进行，各反应组分就同时被注入到充料的混料腔内，这一事实也是本发明的一个独特优点。所存在的这种充料作用确保了物料更好地分配与混合，这样，在注模的开始和结束时因不适当的混合而造成模塑品的缺损就不再会发生。如果将所说反应混合物倒入到一个敞口模具中，则所制得的塑料模塑品是没有胶边的；如果将该反应混合物注入到一个封闭的模具中，则会出现轻微的胶边。
本发明的新方法尤其在应用于模具中使鞋底与鞋面产生粘接的做法更有独特之处。
采用浇铸模塑或注射模塑使鞋底粘接到鞋面上的方法确实是已知的。但是，本文以上清楚地述及的优点表明，采用本发明的方法制作的鞋底一般不再会有缺损，因而也就更加经久耐用。此外，采用这种新方法可以提高生产效率，同时可以避免制品的色差。
当本发明的新方法用于在模具中使鞋底与鞋面进行粘合时，该模具包含一个含鞋底外层型腔的基底阳模、模具颚夹和一个鞋楦、一个用于使鞋底外层粘合到鞋面上的混料头；该新方法的特征在于，在生产循环过程中，每次都以连续操作方式向鞋底外层型腔中注入反应混合物，在一次注料结束与下一次特定注料开始这之间的等待时间要比所用反应混合物的反应引发时间短或者与之相同，然后令所说的鞋底外层固化，再将成品鞋脱模并取下鞋楦。
如果该新方法用于在模具中使鞋底外层和鞋底内层粘合到鞋面上时，该模具包含一个含鞋底外层型腔的基底阳模、带有鞋底内层流道的模具颚夹、一个带有切换适配器的空鞋楦和一个与同一切换适配器适配的鞋楦、一个用于粘合鞋底外层的第一混料头和一个用于使鞋底内层粘合到鞋面上去的第二混料头；该方法的特征在于在生产循环过程中，每次都以连续操作方式向鞋底外层型腔中注入第一种反应混合物并使之固化，然后将空鞋楦转换成鞋楦，再用第二混料头将第二种反应混合物注入到鞋底内层的型腔中去；一次注料结束与下一次注料开始这之间的等待时间至多相当于两种反应混合物的最短引发时间；令鞋底内层固化；然后将成品鞋脱模，并取下鞋楦。
要力图使该两种反应混合物的反应引发时间尽可能相同，因为这对于所说方法是有利的。如果模具设计得当，则可避免产生胶边。
使用高压混料头是有利的。
结果就有可能快速地使反应混合物充满模具的型腔。如果这种混料头还另外带有一个注射器柱塞，则在必要的少数余下的注模次数下，例如其中包括在流水线移动终止时还可以毫不困难地利用这种注射器柱塞来清洗混料腔和卸料管。
最好，所用的反应混合物是在20～60℃的温度和150～300巴压力下的混料头的混料腔中经过混合的，而且要在0.1～5秒的时间内以60～300克/秒的注料量向敞口模具中注入该反应混合物，同时该反应混合物还要在30～150秒的锁模时间内发生反应。
按照本发明，除了上述优点之外，所说的这种方法还考虑到如何加速工艺流程，从而能优化利用工厂的生产能力。所说的反应混合物在本发明中是优选注入到一种敞口模具中的。
所说的反应混合物的反应引发时间最好不超过5秒钟。
该反应混合物的引发时间本来就是很短的。但是，鉴于所述的各种原因，引发时间延长到约5秒钟的最大限度对于所述的加速工艺流程提供了许多有利条件。而更长的引发时间将会牺牲产量。
为了实施本发明的新方法，所采用的反应混合物优选包含如下组分a.一种异氰酸酯，例如二异氰酸根合-二苯甲烷或甲苯二异氰酸酯，以及这些异氰酸酯与部分碳化二亚胺化的、以预扩链形式存在的含5～30％NCO基的异氰酸酯和按如下所述方法制成的、起预扩链作用的聚醚或聚酯的混合物，b.一种多元醇，例如羟基官能度为2.00的聚酯多元醇或聚醚多元醇，或者平均OH官能度为2.00～3.00且分子量为1,000～8,000克/摩尔并具有如下组成的一种混合物ba.OH值为10～115mg KOH的聚醚二元醇，该聚醚二元醇系由双-或三官能团的原料经丙氧基化且随后又用含量为15～40％的环氧乙烷对该丙氧基化产物进行乙氧基化后而制得，其中任选包含高达20％的苯乙烯/丙烯腈共聚物、聚脲或多羟基酰胺这些填料，和/或bb.由己二酸、琥珀酸和/或戊二酸与1，4-丁二醇、异丁二醇、己二醇、新戊二醇、甘油和/或三羟甲基丙烷反应而成的、具有相应OH值的聚酯多元醇，c.典型的NH-和/或OH-官能团扩链剂，例如丁二醇、异丁二醇、一缩二乙二醇、乙二醇、新戊二醇、己二醇、三乙醇胺、三羟甲基丙烷、甘油、二乙基甲苯二胺、甲苯二胺、二氨基乙基苯甲酸和/或其丁酯、二氨基二乙基苯或二甲基硫代甲苯二胺，d.用于调节容积密度的常规发泡剂，例如水、二氧化碳、戊烷和/或氢氟烷烃，e.称为催化剂的活化剂，例如叔胺或锡和钛化合物，f.任选作为助剂的以硫酸季胺盐为基料的抗静电剂、稳定剂、泡孔调节剂如硅氧烷/二元醇共聚物、增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯、染料或色浆。
本发明中，组分b)～f)是优选加入到混料腔中作为预混液流的。
这样的配方特别适用于浇注鞋底外层和/或将浇注与注射模塑工艺相结合以使鞋底外层和内层粘合起来。通常，为了实施本发明的新方法，所采用的聚氨酯体系的配制必须符合反应动力学要求，以使按照本发明的操作总是能够满足充满混料腔和卸料管的要求。通过催化剂浓度以及配方中各个组分反应活性的选择，就可确保在某一时间内，即优选＜5秒钟的时间内使所说的液体反应混合物仍保持可倾倒或可注射的状态。
本新发明的目的在于提供一种由一种反应混合物生产塑料模塑品的设备，该反应混合物包含至少两种组分；该设备包含至少一个连接于储放反应混合物的储料罐的混料头以及一个放置有若干模具的模具输送装置，该装置以连续方式或变速方式作圆周运动；所说的混料头装备有一个混料腔和一个卸料管。
本发明的新颖性在于，卸料管的端部装有一个包含可控制注料时间的控制器的关闭机构，且这种控制器能确保每次注料时该关闭机构处于开启状态，而在每次注料结束后直至下一次注料开始前则处于关闭状态。
如果混料头是一种注射器型的混料头，如通常所知的那种混料头，则所说的关闭装置包含例如一个带有出口开孔的横向滑动阀门，该出口开孔的大小相当于注射器的截面。为确保混料腔和卸料管处于充料状态，该横向滑动阀使卸料管关闭。当要注料时，横向滑动阀的卸料开孔被推扣到卸料管的端部正好接通卸料管。在这一位置时，如果必要，还能够做到使注射器推入到卸料开孔中以便对其进行清洗。本发明中，混料头可安排成固定式的，在这种情况下模具输送装置以环形方式移动以便相继地进行注模；或者，模具输送装置以连续方式作圆周运动而混料头则以停泊方式作同步移动，以便达到尽可能最短的循环时间的目的。
混料头优选的是一种高压的混料头。这样的混料头可以缩短生产时间。
本发明的新设备连同实施本发明的新方法一并显于附图中并作如下的更详尽的说明。在附图中
图1表明将鞋底外层粘合到鞋面上去的一种设备的示意图。
图2表明将鞋底外层和鞋底内层粘合到鞋面上去的一种设备的示意图。
图3表明包含横向滑动阀以及关闭元件和卸料管的一种高压混料头的剖视图。
图4～8表明包含敞口式鞋底外层型腔和封闭式鞋底内层型腔的一种模具的剖面图。
在图1中，该设备包含用于储放异氰酸酯和多元醇反应组分的储料罐1和2，导料管3和4经计量泵5和6从储料罐通向一个混料头7，该混料头可以泊停并可同步移动，而且是按照图3的设计制造的。每一次都在混料头7的卸料管8下方安放一个待注料的模具9，而具体地说模具9是安放在所谓的注料台10之上的。在一个环形传送带11上安放着许多这样的模具9。在注料台10之后是固化区12，而固化区之后则是脱模区13。混料头7和环形传送带11连接到一个共同的控制器14上。
按照图2所示的设备基本上做成如上相同的样子。因此，其中采用了如图1所示的参照标识符号并仅仅添加了部分标识符号。由于这个设备是设计用于使鞋底外层和新增加的鞋底内层粘合于鞋面上的，所以提供了包含注料台16并能泊停且同步移动的第二个混料头15。因此，在固化区12之后与混料头15之前的区段内安装有一个切换台17，其作用在于将原先的空鞋楦切换成套有鞋面的鞋楦，正如图4～7中所显示和所描述的那样。第二个混料头15之后是第二固化区18，并紧接此之后才是脱模区13。混料头15通过合计量泵19和20的导料管21和22连接到储料罐23和24上，这两个储料罐用于储放另外的异氰酸酯或多元醇以便注塑鞋底内层。有关模具的细节可参见图4～7。
按照图3所示，图1和图2所示的设备安装有混料头7和15，它们都做成注射器式的混料头31。这样一种注射器式的混料头31包含带混料腔33的一个壳体32，反应组分汇合通过进料口34和35进入该混料腔33中。可被一个做成横向滑动阀的关闭机构37关闭的卸料管36是与混料腔33连通的。这个关闭机构37有一个贯通的孔道38，其横截面与注射器39的横截面相当，这就能使注射器39经过混料腔33并经过设置在混料腔33与卸料管36之间的横向滑动阀41的孔道40、再经过卸料管36一直推进到孔道38中去。
按照图4～7所示，模具51包含模具颚夹52、贴合于该颚夹52上的是一个可以沿垂直方向从其上取下的基底阳模53。在该基底阳模53中有一个鞋底外层的型腔54。经过计量的反应混合物56可以按照指令用混料头55向初始敞开的模具51的鞋底外层的型腔54中倾倒。图6显示已制成的鞋底外层57，在其上部扣盖着一个安装在切换适配器58上的空鞋楦59。当鞋底外层57固化之后，在切换区60处从切换适配器58中取出空鞋楦59并换上套有鞋面61的鞋楦。该操作结果示于图7中。模具颚夹52环绕着套在鞋楦上的鞋面61。将含有鞋底外层57的基底阳模53下撤，以使得在鞋底外层57与鞋楦60及鞋面61之间形成一个中间空间62。可通过流道63向这个空间注入反应混合物，从而制成鞋底内层65；该鞋底内层在图中没有显示。通过升起基底阳模53的操作，于是就在该隔离空间62中形成鞋底内层的型腔64。由此关闭了流道63。在鞋底内层65固化之后，成品鞋即可从模具中脱出并可将形成的鞋底内层的胶边削除。
权利要求
1.由一种可流动反应混合物生产塑料模型品的方法，该可流动反应混合物是在混料头(7，15；31)的混料腔(33)中由可流动反应组分以注塑方式制备的，且以连续方式通过一个卸料管(8；36)被注入到模具(9；51)中去，在固化之后所说的塑料模塑品从模具中脱模，其特征在于在每轮生产循环开始时，混料腔(33)和卸料管(8；36)中充满反应混合物(56)，该反应混合物的反应引发时间至少相当于一次注模结束与下一次注模开始这之间的等待时间；其特征还在于在这段等待时间中，混合物的制备被中断，但混料腔(33)和卸料管(8；36)中仍充满反应混合物，而仅在每一轮生产循环结束时才对混料腔(33)和卸料管(8；36)进行清洗。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于该方法用于在模具(9；51)中使鞋底(57)粘合到鞋面(61)上去。
3.按照权利要求2的方法，当其用于在模具(9；51)中使鞋底(57)粘合到鞋面(61)上时，该模具包含一个基底阳模(53)和鞋底外层型腔(54)、模具颚夹(52)和一个鞋楦(60)、一个用于使鞋底外层(57)粘合到鞋面(61)上去的混料头(7；55)，其特征在于在生产循环过程中以连续操作方式每一次向鞋底外层型腔(54)中注满反应混合物(56)，一次注模结束与下一次特定注模结束这之间的等待时间要比所用的反应混合物(56)的反应引发时间短或与之相同；其特征还在于使鞋底外层(57)固化；以及将成品鞋从模具中脱出并取出鞋楦(60)。
4.按照权利要求2的方法，当其用于在模具(9；51)中使鞋底外层(57)与鞋底内层(65)粘合到鞋面(61)上时，该模具包含一个基底阳模(53)和鞋底外层型腔(54)、含鞋底内层流道(63)的模具颚夹(52)一个含切换适配器(58)的空鞋楦(59)和一个与同一个适配器(58)适配的鞋楦(60)、一个用于粘合鞋底外层(57)的第一混料头(7；31)和一个用于使鞋底内层(65)粘合到鞋面(61)上去的第二混料头(15；31)，其特征在于在生产循环过程中以连续操作方式每一次向鞋底外层型腔(54)中注满第一种反应混合物(56)，且令其固化，然后将空鞋楦(59)切换成套有鞋面(61)的鞋楦(60)；再用第二混料头(15；31)向鞋底内层型腔(62)中注满第二种反应混合物；一次注模结束与下一次特定注模开始这之间的等待时间不超过该两种反应混合物的最短的引发时间；使鞋底内层(65)固化，再将成品鞋从模具中脱出并取出鞋楦(60)。
5.按照权利要求1～4中之一的方法，其特征在于使用了高压混料头(33)。
6.按照权利要求1～5中之一的方法，其特征在于，所用的反应混合物是在20～60℃温度和150～300巴压力下在混料头(7，15；31；55)的混料腔(33)中经过混合并以60～300克/秒的注料量、在0.1～5秒钟内注入到模具(9；51)中去的，同时在30～150秒的锁模时间内发生反应。
7.按照权利要求1～5中之一的方法，其特征在于反应混合物的引发时间不超过5秒钟。
8.按照权利要求1～7中之一的方法，其特征在于所用的反应混合物包含a.一种异氰酸酯，例如二异氰酸根合-二苯甲烷或甲苯二异氰酸酯，以及这些异氰酸酯与部分碳化二亚胺化的、以预扩链形式存在的含5～30％ NCO基的异氰酸酯和按如下所述方法制成的、起预扩链作用的聚醚或聚酯的混合物，b.一种多元醇，例如羟基官能度为2.00的聚酯多元醇或聚醚多元醇，或者平均OH官能度为2.00～3.00且分子量为1,000～8,000克/摩尔并具有如下组成的一种混合物ba.OH值为10～115mg KOH的聚醚二元醇，该聚醚二元醇系由双-或三官能团的原料经丙氧基化且随后又用含量为15～40％的环氧乙烷对该丙氧基化产物进行乙氧基化后而制得，其中任选包含高达20％的苯乙烯/丙烯腈共聚物、聚脲或多羟基酰胺这些填料，和/或bb.由己二酸、琥珀酸和/或戊二酸与1，4-丁二醇、异丁二醇、己二醇、新戊二醇、甘油和/或三羟甲基丙烷反应而成的、具有相应OH值的聚酯多元醇，c.典型的NH-和/或OH-官能团扩链剂，例如丁二醇、异丁二醇、一缩二乙二醇、乙二醇、新戊二醇、己二醇、三乙醇胺、三羟甲基丙烷、甘油、二乙基甲苯二胺、甲苯二胺、二氨基乙基苯甲酸和/或其丁酯、二氨基二乙基苯或二甲基硫代甲苯二胺，d.用于调节容积密度的常规发泡剂，例如水、二氧化碳、戊烷和/或氢氟烷烃，e.称为催化剂的活化剂，例如叔胺或锡和钛化合物，f.任选作为助剂的以硫酸季胺盐为基料的抗静电剂、稳定剂、泡孔调节剂如硅氧烷/二元醇共聚物、增塑剂如邻苯二甲酸二辛酯、染料或色浆。
9.由包含至少两种反应组分的反应混合物生产模塑品的设备，该设备包含至少一个混料头(7，15；33；55)，该混料头连接到储放反应组分的储料罐(1，2或22，23)上，以及一个放有若干模具(9；52)的作环形运动的模具输送装置(11)；该混料头(7，15；33；55)包含一个混料腔(33)和一个卸料管(8；36)；其特征在于该卸料管(8；38)的末端带有一个包含用以控制注模时间的控制器(14)的关闭机构(37)，且该控制器在每次注模期间能使关闭机构(37)处于开启状态而在每次注模结束和下一次注模开始前能使关闭机构(37)处于关闭状态。
10.按照权利要求9的设备，其特征在于，所说混料头(7，15)包含一个高压混料头(33)。
全文摘要
由一种可流动反应混合物生产塑料模型品,尤其是使鞋底粘合到鞋面上的方法可以得到简化且加快了生产速度而又几乎不产生废品;该方法的特征在于:在一种混料头(7)中以注模方式制备的反应混合物经过一个卸料管被注入到模具(9)中;在两次注模之间的等待时间内,借助一个关闭机构使混料腔和卸料管(8)中保持充料状态;且所用的反应混合物的反应引发时间不超过一次注模结束与下一次注模开始这之间的等待时间,使得每次留下的反应混合物可用于制备下一个模塑品。
文档编号B29C33/00GK1266771SQ0010385
公开日2000年9月20日 申请日期2000年3月3日 优先权日1999年3月4日
发明者J·维尔斯, W·米勒, W·格林, K·布雷希特 申请人:亨内克股份有限公司, 拜尔公司