浇注型聚氨酯的自动成形的制作方法
【专利说明】浇注型聚氨酯的自动成形发明领域
[0001]本发明涉及用于成形饶注型聚氨酯(cast polyurethane)的材料、系统和/或方法。更特别地，本发明涉及用于在鞋和其它物品中使用的浇注型聚氨酯部件的自动生产。
[0002]发明背景
[0003]浇注型聚氨酯是很多产品比如鞋的有用成分。浇注型聚氨酯具有比如相对柔软和轻质的性质，其对构造各种物品和/或物品的元件部分是有用的。将聚氨酯成形为期望的形状、大小和期望的构型的能力是特别有用的。然而，用于成形浇注型聚氨酯的已知的工艺是不希望地效率低下并且是浪费的。例如，在常规的浇注型聚氨酯成形方法中，使用刮板、刮刀或类似物的工人必须重复地刮擦液相聚氨酯，以将聚氨酯分布在模具空腔内并且从模具的表面除去过量的聚氨酯。通过手动刮擦除去的过量的聚氨酯通常不能够被重复使用，从而导致不希望的浪费。除了浪费液体聚氨酯的重复且劳动密集的手动刮擦步骤之外，液体聚氨酯必须重复地经受真空力以从液体中抽出气泡。通常，刮擦步骤必须既在每个真空步骤之前又在每个真空步骤之后进行，这进一步增加了成形浇注型聚氨酯的劳动成本和材料浪费。此外，依据质量控制评价，成形浇注型聚氨酯的很大程度上手动的过程的不规则性可能导致不稳定的产品质量、不可预测的产品性能和过多的拒绝。
[0004]发明概述
[0005]聚氨酯是在多种产品比如鞋、并且更特别地运动鞋中使用的有用的材料。在运动鞋中聚氨酯可以用于多种用途，比如但不限于，鞋底、鞋底夹层、鞋面、结构支撑件、鞋的鞋面上的功能元件、装饰部件诸如此类。鞋中的聚氨酯成分可以使用保持液相聚氨酯混合物以用于固化从而产生浇注型聚氨酯部件的模具来成形。浇注型聚氨酯可以被称为“CPU”。成形浇注型聚氨酯传统上是劳动密集型工艺。然而，用于鞋部件的手动地成形浇注型聚氨酯可能导致所得部件的不稳定和不可预测的特性，以及需要参与成形浇注型聚氨酯的工人的另外的培训和其它预防措施。
[0006]因此，在本文中描述了根据本发明的用于自动成形浇注型聚氨酯的系统和方法。浇注型聚氨酯可以使用具有一个或多个空腔的模具或模型来成形，该一个或多个空腔对应于待成形的浇注型聚氨酯部件的大小和形状。模具可以具有空腔在其下方延伸的大体上的平坦表面。根据本发明所使用的模具可以以预定的一种速率或多种速率在传送机构比如一系列的推进器和滚筒、传送带或任何其它传送机构上移动穿过根据本发明的系统。模具可以暂停和/或在各个站处保持适当位置，以便对聚氨酯和/或模具进行操作。模具可以使用止动器、挡块、导轨、夹子或将模具保持在适当位置的其它机构保持在适当位置，同时对模具和/或在模具上或内的聚氨酯进行操作。单独的模具前进穿过系统的速率可以基于系统的模具正遇到的部分、质量控制要求、性能要求诸如此类而改变。作为液相聚氨酯混合物分配系统的一部分或紧接在液相聚氨酯混合物分配系统之前，混合站可以组合液体聚氨酯、异氰酸酯和多元醇的组成材料。液相聚氨酯混合物分配系统可以将液体聚氨酯分配到根据本发明的模具的空腔中和/或大体上的平坦表面上。可以使用各种方式在模具的面上实现聚氨酯的期望的分布和量，比如通过使用具有期望的分布模式的喷嘴，该期望的分布模式相对于模具的面移动分配器以将聚氨酯按期望的图案分配在该面之上。例如，分配喷嘴可以以预定的量、以预定的速率和/或以预定的图案分布液体聚氨酯，以便使用超出填充空腔所需要的量的极少过剩或不过剩的液体聚氨酯大体上完全地填充模具的空腔。与现有聚氨酯工艺相比，通过控制被分配的液相聚氨酯混合物的量和/或其中液相聚氨酯混合物被分配在模具的平坦表面之上以对应于模具中的至少一个空腔的图案，聚氨酯的浪费可以被减少并且所生产的浇注型聚氨酯部件的质量可以被改进。
[0007]根据本发明的系统还可以在模具的面之上分散聚氨酯，例如在液相聚氨酯混合物已经被沉积之后，通过使用流动的空气以横跨模具的面散布液相聚氨酯混合物。流动的空气可以通过吹风机、气刀、压缩空气源或其它机构来施加。可以以一种预定的角度或多种预定的角度来施加空气，这用于在模具的空腔内和/或模具的平坦表面上以期望的方向移动或散布聚氨酯。另外地/可选择地，振动单元比如振动台可以用于将液相聚氨酯混合物分散在模具的空腔内和/或模具的平坦表面上。真空系统可以将真空施加至模具的平坦表面和液相聚氨酯混合物，以从液相聚氨酯中抽出气泡。真空系统可以与模具相连接，以建立大体上的气密的密封，从而允许极低的压力施加到液体聚氨酯，从而以单次施加而不是多次施加从液体聚氨酯中抽出气泡。
[0008]根据本发明的系统还可以提供柔性刀片，比如刮刀，以推动液相聚氨酯混合物进入到模具的空腔中和/或从模具的面去除过剩的液体聚氨酯。模具可以保持在适当位置，同时柔性刀片接触模具的平坦表面并且横跨模具的平坦表面移动。可选择地，柔性刀片可以被定位使得传送机构在柔性刀片下方移动模具，使得当模具被移动时，模具的平坦表面至少接触刀片的边缘，以促使柔性刀片横跨平坦表面。各种方式的偏置机构比如弹簧、气动缸诸如此类可以被用来朝向彼此偏置柔性刀片和/或模具和/或传送机构，以抵靠模具的平坦表面充分地接合柔性刀片。柔性刀片可以以与施加流动的空气的一种角度或多种角度相同、不同或相关的一种预定的角度或多种预定的角度接合模具的面。例如，可以以一定角度或以与施加移动空气的方向相反的方向来施加柔性刀片，这可以帮助液体聚氨酯在模具中的均匀分布。清理单元可以以合适的间隔(比如在每次使用、每五次使用、每十分钟等等之后)从柔性刀片清洁残留的液体聚氨酯。
[0009]在根据本发明的系统和方法的各种实施方式中，这些各种部件可以以不同的方式排序、复制或省略。此外，可以使用加热装置或其它固化装置以有利于从根据本发明所使用的液相聚氨酯混合物成形固体聚氨酯。例如，可以使用烤箱、加热垫、加热台、热压机或其它类型的加热装置来加热模具，以有利于液相聚氨酯混合物在模具的空腔中的部分或完全固化。
[0010]根据本发明的系统和/或方法可以在使用之前预清洁模具(例如，通过擦洗或鼓风)、使用脱模剂或类似物处理模具、在使用之前检查模具等等。此外，在根据本发明的系统和方法中，在需要时可以提供设备以从模具中去除固化的聚氨酯件并且清洁模型以用于重复使用。
[0011]根据本发明的方法可以将具有在模具的平坦表面下方延伸的至少一个空腔的模具传送穿过系统的一系列的站或部件，以成形浇注型聚氨酯，被传送的模具可以被移动以便将平坦表面保持在大体水平的方向。预定量的液相聚氨酯混合物可以以预定的图案分配到模具的平坦表面上和/或模具的至少一个空腔中。所分配的预定量的液体聚氨酯混合物可以对应于至少一个空腔的容积，并且其中液相聚氨酯混合物被分配的预定的图案可以对应于模具的至少一个空腔的构型和位置。例如，可以使用流动的空气来分散被分配的液相聚氨酯混合物，以有利于填充模具的至少一个空腔。可以将真空施加至液相聚氨酯混合物以从液相聚氨酯混合物中抽出气泡。过剩的液相聚氨酯混合物可以使用接触模具的平坦表面并且横跨模具的平坦表面移动的柔性刀片从模具的平坦表面去除。柔性刀片可以被周期性地清洁以去除液相聚氨酯混合物。另外的步骤，比如模具制备、聚氨酯固化、脱模浇注型聚氨酯部件诸如此类也可以包含在这种方法中。
[0012]附图简述
[0013]本文所描述的附图仅仅是为了说明所选定的实施方案，并非所有可能的实施方式的目的，并且不意图限制本公开的范围。
[0014]图1示出了根据本发明的示例系统的示意图。
[0015]图2示出了根据本发明的分配系统的一个示例。
[0016]图3示出了根据本发明的分配系统的另一个示例。
[0017]图4示意性地示出了根据本发明的将液体聚氨酯混合物分配到模具上的分配喷嘴的示例。
[0018]图5示出了根据本发明的在分配聚氨酯混合物之后的模具的示例。
[0019]图6示出了在分配聚氨酯混合物之后但在横跨模具的平坦表面分散聚氨酯之前的模具的示例。
[0020]图7示出了根据本发明的横跨模具分散的聚氨酯混合物的示例。
[0021]图8示出了根据本发明的具有聚氨酯混合物的模具在施加真空以去除气泡时的示例。
[0022]图9示出了根据本发明的在聚氨酯混合物已经沉积在其面上、横跨该面分散、经历真空并且过剩的聚氨酯混合物已经被去除之后的模具的示例。
[0023]图10示出了根据本发明的用于成形浇注型聚氨酯的方法的示例。
[0024]图11示出了根据本发明的可以结合成形浇注型聚氨酯使用的偏置的柔性刀片的示例。
[0025]图12示出了根据本发明的可以用来分散液体聚氨酯混合物的振动系统的示例。
[0026]图13示出了根据本发明的刀片清理设备的示例，其可以用来清洁用于成形浇注型聚氨酯的柔性刀片。
[0027]图14示出了将材料的片材粘附到根据本发明成形的浇注型聚氨酯的示例。
[0028]图15示出了根据本发明的另一示例性系统的示意图。
[0029]发明的详细描述
[0030]本发明提供用于成形浇注型聚氨酯的系统和方法。虽然在本文中本发明被描述为例如成形用