用于低密度产品的原位生成蒸汽的珠泡沫压塑方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及模制发泡制品，特别是用于鞋类的模制发泡制品。
【背景技术】
[0002] 本部分提供了有助于理解本发明的信息，但不一定是现有技术。
[0003] 作为可循环材料，热塑性塑料是期望的。然而，热固性材料可具有更适合某些应用 的特性。
[0004] Brant等人在美国专利No. 6759443中描述了通过聚氨酯的发泡制造的聚氨酯泡 沫鞋底，所述聚氨酯由乙烯基聚合物接枝的聚氧化烯聚醚制备。加入聚乙烯蜡和聚四氟乙 稀以提尚耐磨性。
[0005] Takemura等人在美国专利No. 6878753中描述了由热固性聚氨酯泡沫制成的鞋底 和中底。所述泡沫通过包括以下的方法制成：将多元醇溶液、扩链剂和需要时的添加剂与聚 异氰酸酯化合物在搅拌下在模制机中混合，所述多元醇溶液预先通过将多元醇与催化剂、 水和脲混合制备；以及将所得混合物注入模具并使该混合物发泡。聚氨酯泡沫的模制品的 密度据说是〇? 15至0? 45g/cm3。
[0006] Fischer等人在WO94/20568中描述了平均直径为1-20毫米的热塑性聚氨酯微粒 或珠泡沫。所述聚氨酯为聚酯基和聚醚基材料。通过引入加压蒸汽将所述珠泡沫加热和在 压力下模制。
[0007] Prissok等人在美国专利申请公开No. 2010/0047550中描述了具有聚氨酯基质和 嵌在所述基质内的热塑性聚氨酯泡沫颗粒的混合材料。所述混合材料可用于制造鞋底。所 述基质聚氨酯可在模制过程中发泡。
[0008] Prissok等人在美国专利申请公开No. 2010/0222442中描述了包含发泡剂并具有 A44至A84肖氏硬度的可膨胀热塑性聚氨酯。泡沫可以由膨胀的聚氨酯珠通过在暴露于 热的封闭模具中将其彼此熔合而生产。Prissok等人教导将珠填充到模具中，闭合模具，并 且将蒸汽或热空气引入模具来进一步使珠膨胀并使其熔合在一起。以这种方式制成的泡沫 据说密度为8g/L至600g/L。
[0009] 然而，已发现现有的模制发泡珠或微粒的方法可引起所述珠部分地压缩，这在期 望低密度的应用中是不期望的。
【发明内容】
[0010] 本部分提供了本发明的总体描述。
[0011] 所公开的是用于模制发泡制品（如鞋类的中底）的方法，其中首先将水然后将所 需量的热塑性聚氨酯泡沫珠放置在压缩模具中，每约8至约15重量份的热塑性聚氨酯泡沫 珠使用1重量份的水。将水和珠装载到模具中之后，闭合模具，然后经过约300秒至1500 秒的时间使其达到约130°C至180°C的峰值温度，然后在达到峰值温度后约30秒之内，经过 约300秒至1500秒的时间冷却至约5°C至约80°C。所述泡沫珠的密度可为约0. 01g/cm3至 约0. 3g/cm3,且该模制品的密度可为约0. lg/cm3至约0. 45g/cm3。
[0012]与采用引入蒸汽到模具内以将珠熔合到一起的现有已知方法获得的制品的密度 相比较，通过该方法模制的制品具有惊人的低密度。
[0013] 所述方法可用来制造用于鞋类制品的部件（如中底、中底的部件（如缓冲垫）、鞋 帮的一部分（如鞋领上的泡沫元件）、鞋垫或鞋垫的一部分、或者外底或外底的一部分）；防 护装备如护胫、肩垫、护胸、面罩、头盔或其他头部遮盖物、护膝和其他防护装备中的泡沫垫 料；用于垫料带（例如用于高尔夫球袋或背包）的垫料；放置在织物层之间的服装制品的 元件；或可用于其他已知的用于防护或舒适的垫料应用，尤其是关注垫料重量的那些。本发 明还提供包括如泡沫、垫料或缓冲部件的填充制品。
[0014] 未用量词限定时、"至少一个/种"和"一个/种或更多个/种"可互换使用以表 明存在至少一个/种项目，但是也可存在多个/种这样的项目，除非上下文另有明确说明。 本说明书（包括所附的权利要求）中的参数（例如，数量或条件）的所有数值，在所有情况 下应理解为被术语"约"修饰，而无论"约"是否实际出现在数值之前。"约"表明指定的数 值允许有一些轻微的不精确（一定程度上近似于数值中的精确度；近似地或合理地接近数 值；近似）。如果"约"提供的不精确性不能用本领域种的普通含义理解，则本文所用的"约" 至少可指由测量和使用这些参数的常规方法引起的变化。此外，范围的公开内容包括所有 数值的公开内容和在整个范围内进一步划分的范围。
[0015] 进一步的应用领域从以下的描述中将变得明显。应当理解的是，该描述和具体实 施例仅用于说明目的，而不旨在限制本发明的范围。
【附图说明】
[0016] 附图阐明了发明详述中描述的所选实施方案。
[0017] 该图示出了用于将热塑性聚氨酯泡沫珠模制成为制品如用于鞋类制品或其他制 品的部件的方法的流程图。
[0018] 发明详述
[0019] 以下是示例性的非限制性实施方案的详细描述。
[0020] 在用于模制热塑性聚氨酯泡沫珠的方法中，首先将水放置在模具中。每约1. 5至 约20重量份的热塑性聚氨酯（其在水之后放置在模具中）使用1重量份的量的水。在模制 过程中，当对模具加热时，水蒸发形成蒸汽。蒸汽的量受限于加入热塑性聚氨酯泡沫珠前引 入模具的水的量。与模具中无水的模制相比，以这种方式产生的有限量的蒸汽在模制的制 品中心提供了更短的循环时间和珠间彼此更好的粘附。与使用注入模具的蒸汽相比，以这 种方式产生的有限量的蒸汽还提供了更少的能量消耗和对模制品中特征线的更好的限定。
[0021] 对于水进入模具时的温度没有特别的要求，只要其在液体状态即可，不过其优选 应该在模具的环境温度或更高。在多个实施方案中，可将约5至约40重量份的水放置到模 具中，随后放置约60至约100重量份的热塑性聚氨酯泡沫珠。在某些实施方案中，每约3 至约12分重量的热塑性聚氨酯泡沫珠可使用1重量份的量的水。
[0022] 水填充到模具中之后，将热塑性聚氨酯泡沫珠放置到模具中。所述热塑性聚氨酯 发泡微球或珠的密度可为约0.〇lg/cm3至约0. 3g/cm3。通常，较低的热塑性聚氨酯泡沫珠 密度允许较低的由该珠模制的产品密度。在多个实施方案中，泡沫珠的密度可等于或小于 约0. 3g/cm3,或者等于或小于约0. lg/cm3。例如，热塑性聚氨酯泡沫珠的密度可为约0. 03g/ cm3至约O.lg/cm3。热塑性聚氨酯泡沫珠由热塑性聚氨酯制备。所述珠可使用仅一种热塑 性聚氨酯制备或可由两种或多种热塑性聚氨酯的聚合物共混物制备。所述珠可以是整合的 泡沫。
[0023] 制备泡沫珠的热塑性聚氨酯如根据ASTMD1238所测量的熔融指数（也称为熔体 流动指数或熔体流动速率）可为至少约160克/10分钟（在190°C、21. 6kg下）。在多个实 施方案中，所述熔融指数可为约160至250克/10分钟（在190°C、21. 6kg下）或约160至 220克/10分钟（在190°C、21. 6kg下），每种情况下均如根据ASTMD1238所测。
[0024] 热塑性聚氨酯可通过二异氰酸酯与对异氰酸酯具有反应性的双官能性化合物的 反应制备。通常，双官能性化合物具有两个羟基（二元醇），并且可具有62 (乙二醇的摩尔 质量）至约10000的摩尔质量，不过也可使用具有其他异氰酸酯基团（例如，仲胺）的双官 能性化合物（通常少量），并且可使用有限摩尔分数的三官能性和单官能性的对异氰酸酯 具有反应性的化合物。优选地，所述聚氨酯为线性的。包含约400或更大分子量的双官能 性化合物向聚氨酯中引入柔性链段。在聚氨酯中柔性链段与硬链段的比例增加使聚氨酯变 得越来越柔性并且最终变成弹性体。在某些实施