透气弹性体结构的制作方法

本实用新型涉及发泡弹性体的加工与产品结构设计
技术领域：
，具体来说涉及一种具有透气孔的透气弹性体结构。
背景技术：
：目前发泡弹性体的构成材料主要有PU、EVA、POE、PCP等，所述材料有不同的生产工艺，其中，PU主要是二液型化学反应自然发泡，EVA、POE、PCP等则是添加发泡剂发泡，另有Mucell技术及聚烯烃发泡。值得注意的是，该些发泡弹性体因密度降低，包覆了空气或其他气体，造成隔热效果良好，却也在应用于坐垫、床垫、胸垫、枕头等与人体皮肤接触的物品时，容易造成闷热与不适。为了解决前述发泡材透气度不佳的技术问题，现有技术中已有将发泡粒子通过在模内加热加压，以使发泡粒子彼此充分熔合，并经由模穴结构使固化后的发泡弹性体成形有透气孔，改善透气度不佳的状况。然而，此一技术方案中，为了使发泡粒子彼此充分熔合，需要高的加热蒸汽压力，使制造成本的花费变高；且发泡粒子在模具中加热熔合时的流动性差，进而不易均匀受热，使加工控制的困难度增加及良率不易超过75％的技术问题。因此，一般会采用二次加工的方法来制造多孔洞性发泡弹性体，例如对成型后的发泡弹性体打孔，但在此一技术方案中，打孔时的冲击力容易被弹性体吸收，影响打孔的力道及位置准确度，不仅良率低、耗费二次加工的工时且损失了原本位于孔洞中的发泡材料。另外，现有技术制成的发泡弹性体基于本身材料特性导致其不易与例如薄膜、布或其他材质接着，所述材质往往需要二次加工的过程才能与发泡材结合，也导致了现有技术制得的发泡弹性体加工较为繁复的技术问题。技术实现要素：鉴于上述情况，本实用新型提供一种透气弹性体结构，将发泡颗粒通过粘结层固定胶结形成发泡弹性体，并通过模内成形技术使所述发泡弹性体形成具有透气孔的透气弹性体，以解决现有发泡弹性体容易造成闷热与不适，以及现有技术将发泡粒子直接在模内加热加压以使发泡粒子彼此充分熔合，造成高加热蒸汽压力提高制造成本，及发泡粒子在模具中流动性差且不易均匀受热，或者为了形成透气孔进行二次加工，导致增加加工困难度并降低良率的技术问题。为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案是提供一种透气弹性体结构，其包括粘结层及固定胶结在所述粘结层中的发泡颗粒；所述粘结层通过模内成型形成透气孔，所述透气孔各具有一完整孔壁围设构成所述透气孔的相对二端口。本实用新型透气弹性体结构的有益效果在于，本实用新型的发泡颗粒经由固设胶结于所述粘结层中，以利用粘结层粘结发泡颗粒，所述粘结层并在模内成型过程中以液态胶流体形态提高发泡颗粒在模具内的流动性，使透气弹性体能够易于在模内形成透气孔，达到提供具透气效果的发泡弹性体，且使所述发泡弹性体的加工困难度降低并增加良率至95％以上等技术效果。本实用新型透气弹性体结构的进一步改进在于，所述粘结层是由选自PU(聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯，polyurethane)或TPEE(热塑性聚酯弹性体)或其组合的热塑性弹性体经热塑及固化后形成。本实用新型透气弹性体结构的进一步改进在于，所述发泡颗粒可选自TPU发泡颗粒(热塑性聚氨酯弹性体橡胶，Thermoplasticpolyurethanes)、TPEE发泡颗粒(热塑性聚酯弹性体)、SBS颗粒(苯乙烯系热塑性弹性体，StyreneicBlockCopolymers)、SEBS发泡颗粒(氢化SBS，Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene)、EVA发泡颗粒(乙烯-醋酸乙烯共聚物，EthyleneVinylAcetate)或其组合。本实用新型透气弹性体结构的进一步改进在于，所述发泡颗粒具有1-10mm的直径，以及0.10-0.25g/cm3的密度。本实用新型透气弹性体结构的更进一步改进在于，所述发泡颗粒为TPU发泡颗粒，所述TPU发泡颗粒具有1-5mm的直径，以及0.10-0.20g/cm3的密度。本实用新型透气弹性体结构的更进一步改进在于，所述发泡颗粒为EVA发泡颗粒，所述EVA发泡颗粒具有0.20-0.21g/cm3的密度。本实用新型透气弹性体结构的进一步改进在于，所述透气孔在二端口之间的横截面形状呈几何形状。本实用新型透气弹性体结构的更进一步改进在于，所述透气孔的横截面形状呈六角形、四角形、三角形或其变化形状。附图说明图1为本实用新型透气弹性体结构的透气孔成形为六角形的俯视示意图。图2是本实用新型图1的A-A剖线剖视示意图。图3是本实用新型透气弹性体结构的透气孔成形为四角形(四边形)的示意图。图4是本实用新型透气弹性体结构的透气孔成形为三角形的示意图。图5是本实用新型透气弹性体结构的透气孔成形为菱形或其变化的示意图。附图标记与部件的对应关系如下：粘结层10；透气孔11；端口111、112；孔壁12；发泡颗粒20。具体实施方式为利于对本实用新型的了解，以下结合图1至图5及实施例进行说明。请参阅图1、图2，本实用新型提供一种透气弹性体结构，其包括粘结层10及固定胶结在所述粘结层10中的发泡颗粒20；所述粘结层10通过模内成型形成透气孔11，所述透气孔11各具有一完整孔壁12围设构成所述透气孔11的相对二端口111、112。具体地，本实用新型透气弹性体的制法步骤包括：将热塑性弹性体材料热熔形成液态胶流体；将发泡颗粒与所述液态胶流体充份搅拌混合，形成一混合液态胶流体；将所述混合液态胶流体引入一内部设有透气孔成形结构的模具中；待所述混合液态胶流体固化后脱模形成一透气弹性体成品，所述透气弹性体成品通过所述模具的透气孔成形结构形成具有完整孔壁12的透气孔11，所述发泡颗粒胶结固定于固化后的塑性弹性体材料之中。其中，所述粘结层10是将热塑性弹性体材料(例如PU、TPEE等)加热至形成液态胶流体(例如液态PU、TPEE胶水)后，将发泡颗粒20倒入所述液态胶流体中使两者充份搅拌混合，再将混合液态胶流体置入模具中塑形以形成透气孔11及所需要的透气弹性体外形，待冷却使热塑性弹性体材料固化后，即得所述粘结层10，且使所述发泡颗粒20均匀分布地固定粘结于粘结层10内部。于本实用新型中，构成粘结层10的热塑性弹性体材料可以是选自PU(聚氨酯材料是聚氨基甲酸酯，polyurethane)、TPEE(热塑性聚酯弹性体)或其组合的热塑性弹性体经热塑及固化后形成；又，所述发泡颗粒20可以是选自TPU发泡颗粒(热塑性聚氨酯弹性体橡胶，Thermoplasticpolyurethanes)、TPEE发泡颗粒(热塑性聚酯弹性体)、SBS发泡颗粒(苯乙烯系热塑性弹性体，StyreneicBlockCopolymers)、SEBS发泡颗粒(氢化SBS，Styrene-Ethylene-Butylene-Styrene)、EVA发泡颗粒(乙烯-醋酸乙烯共聚物，EthyleneVinylAcetate)或其组合。但本实用新型的热塑性弹性体材料及发泡颗粒材料并不限于前述种类，其他本领域公知可经热熔搅拌混合，接着模内成型的热塑性弹性体材料及发泡颗粒材料皆属于本实用新型的保护范围。于本实用新型中，所述发泡颗粒20较佳具有1-10mm的直径，以及0.10-0.25g/cm3的密度。如下表1，显示用于制备本实用新型透气弹性体的两种发泡颗粒实施例，包括TPU发泡颗粒及EVA发泡颗粒。其中，所述TPU发泡颗粒优选具有1-5mm的直径，以及0.10-0.20g/cm3的密度；所述EVA发泡颗粒优选具有0.20-0.21g/cm3的密度。表1的物性“硬度，C”是指根据洛氏硬度试验标尺C测得的硬度值，单位为HRC。其中，TPU发泡颗粒的硬度为43HRC，EVA发泡颗粒的硬度为53-55HRC。表1的物性“压缩(70C6H50％)”是指弹性体的压缩率，其中，TPU发泡颗粒的压缩率为30％，EVA发泡颗粒的压缩率为29-33％。表1的“回弹”是指弹性体的回弹率，其中，TPU发泡颗粒的回弹率为62％，EVA发泡颗粒的回弹率为29-33％。表1的“MarkII止滑，干(>0.68)”、“MarkII止滑，湿(>0.68)”分别是指以MarkⅡ止滑试验机测得的干式止滑效果及湿式止滑效果。其中，TPU发泡颗粒的干式止滑试验数值为0.93，相较优于止滑橡胶(0.77)，TPU发泡颗粒的湿式止滑试验数值为0.70，相较仅略小于止滑橡胶(0.76)。物性TPUEVA止滑橡胶密度,g/cm30.180.20-0.21-硬度,C4353-55-压缩(70C6H50％)30％29-33％-回弹62％40-50％-MarkII止滑,干(>0.68)0.93-0.77MarkII止滑,湿(>0.68)0.70-0.76于本实用新型中，透气弹性体的透气孔11形状可以通过产品需求，预先设计模具而达成不同的形状。请配合参阅图1、图3至图5，本实用新型透气弹性体的透气孔11在二端口111、112之间的横截面形状较佳呈几何形状，如图1的六角形孔、图3的四边形或方形孔、图4的三角形孔或图5由菱孔及其重叠构成的多边形孔；但本实用新型透气弹性体的透气孔11形状并不限于此，也可以是例如圆形、椭圆等其他几何形状，亦可视实际产品需求形成具有孔径变化的透气孔结构。其中，所述六角形是指由至少六个边连接构成六个向外凸出角部的形状，例如六边形、六角星形；所述四角形是指由至少四个边连接构成四个向外凸出角部的形状，例如四边形、菱形、四角星形；所述三角形是指由三个边连接构成三个向外凸出角部的形状，例如三角形。进一步地，本实用新型透气弹性体结构的制备方法中，在将发泡颗粒20与热塑性弹性体材料热熔形成的液态胶流体混合成混合液态胶流体后，在将混合液态胶流体引入模具之前，可将用以结合于所述透气弹性体成品表面的材料预设于所述模具内部，所述材料于混合液态胶流体固化后胶结于所述透气弹性体成品表面。于本实用新型中，所述用以结合于透气弹性体成品表面的材料可以是塑料、橡胶、薄膜、无纺布、各式人造或天然材质的布料等；且本实用新型透气弹性体结构的制备方法中，可依产品设计在形成液态胶流体时添加颜色或添加各种助剂，以改变透气弹性体成品的外观或产品特性。再者，本实用新型透气弹性体也可以直接喷涂色粉于成品表面，藉以改变透气弹性体成品的外观。需说明的是，本实用新型可以根据制得的透气弹性体应用领域及使用需求(例如软硬度、弹性、设于透气弹性体外部的材质)，选择以单一种或两种以上的热塑性弹性体材料作为所述粘结层10的选材，同样地，所述发泡颗粒的选材也可以视实际需求选择单一种或混合两种以上材质的发泡颗粒，配合前述热塑性弹性体材料的选材，以制成适应于实际使用或制造需求的产品。是以，本实用新型透气弹性体结构通过前述技术方案，具有以下有益技术效果：(1)本实用新型使用液态胶与发泡颗粒20混合，形成混合液态胶流体，此流体于是可以用浇注成形，使发泡弹性体的制造良率提高至95％以上。(2)为了降低传统材料的闷热与不适，利用前述混合液态胶流体使得发泡颗粒易于在模内流动成形，配合将模内的透气孔成形结构设计为蜂巢六角形或其他几何形状，以形成多穿透孔(透气孔)，使空气易于流动。(3)本实用新型通过使发泡颗粒在模内易于流动，使发泡弹性体能够在模内形成透气孔，避免现有技术对发泡弹性二体次加工造成工序繁锁及耗费材料的问题，本实用新型不仅降低原材料的使用量，也达到对透气弹性体轻量化的要求。(4)所述热塑性弹性体材料热熔形成的液态胶流体除了在模内成型过程中确保发泡颗粒均匀分布外及增加发泡颗粒的流动性外，也在固化后起到粘结发泡颗粒的作用并强化发泡弹性体整个结构的机械强度，使多穿透孔设计变成可行。(5)经前述制法制成的透气弹性体表面将由所述热塑性弹性体材料与发泡颗粒共同构成，使得本实用新型透气弹性体表面具有对其他材料/形式的接着能力被有效提高的有益技术效果；且除了能易于二次加工接着其他材料外，也可以将其他材料直接入模与混合液态胶流体一次性模内加工形成具有外表层的透气弹性体，具有大幅减少加工工序的技术效果。另，本实用新型透气弹性体在直接喷涂色粉于表面时，也具有较优于传统发泡材料的效果。以上结合附图及实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本实用新型做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本实用新型的限定，本实用新型将以所附权利要求书界定的范围作为本实用新型的保护范围。当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