垫子芯材料及垫子的制作方法_3

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点。多个挤压机可以用于生产复合体或多层结构。
[0121]此外,所述三维网状结构也可与盒子或填料层结合而一体化以提供座垫。硬垫子(优选为弹性体为基础的热结合长丝)用作填料层而且与盒子热结合而一体化以提供座垫。
[0122]如图2 (a)所示,根据第二实施例的垫子芯材料2不同于根据第一实施例的垫子芯材料1,其不同处在于包括聚乙烯热塑性树脂与聚乙烯热塑性弹性体的层45是堆栈的,而不是包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的层45。
[0123]如图2 (b)所示,根据第二实施例的垫子芯材料2不同于根据第一实施例的垫子芯材料1,其不同处在于包括聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体的层45是堆栈在包括聚烯烃树脂(作为芯或基础)的层43的两面。各层是由四个表面成型为具有平坦的表面。在根据第一实施例的垫子芯材料1中,从侧面向内的预定深度的区域形成为具有更高的密度,及内中间区域形成为具有较低的密度。换句话说,除了顶面及底面从所有侧面向内的预定深度的区域形成为具有更高的密度。
[0124]根据第三实施例的垫子芯材料3配置成各层或至少一层具有非典型形状或多边形的表面。这种配置的例子包括具有凸面的芯材料3A(如图4(a)所示),具有凹面的芯材料3B(如图4(b)所示),具有连续地形成凹凸表面的芯材料3C(如图4(c)所示),具有锯齿状表面的芯材料3D(如图4(d)所示),具有波状表面的芯材料3E(如图4(e)所示),具有弯曲角的芯材料3F(如图4(f)所示),具有以预定角度(在所示例子是45度)去除的角部的芯材料3G(如图4(g)所示)及它们的适当组合。凹/凸表面可形成在层的卧表面上。各层都可以形成凹/凸表面,并且各个层可以堆栈,使得凹/凸表面互相相对。在后一种情况下,各个层可以堆栈使得一层的凸面插入其它层的凹面,或者可以堆栈使得凸面互相接触。
[0125]根据第四实施例的垫子芯材料4(如图2(c)所示)配置为具有单一或多个(在所示例子有2个)空腔4A及4B形成在一层中以进一步减少成本。
[0126]根据第五实施例的垫子芯材料5 (如图2(d)所示)配置为具有相同或不同材料的再生成构件5C及f5D,例如回收的单板或再回收的粉碎残留板,放置在腔5A及5B其形成在一层其类似于根据第四实施例的垫子芯材料4的空腔4A及4B。放置回收的板件用于改善吸声功率及缓冲性能的目的。
[0127]根据第六实施例的垫子芯材料6 (如图2 (e)所示)配置成具有单一或多个(在所示例子是3个)梁状高密度区域6A,6B及6C,其以预定间隔形成,方法是藉由部分地增加第一实施例垫子芯材料1的各层内在厚度方向的密度。这种配置提高了吸音力,缓冲性及耐冲击性。
[0128]根据第七实施例的垫子芯材料7(如图2(f)所示)配置为具有单一或多个(在显示的例子是1个)高密度区域7A,其藉由部分地增加第一实施例垫子的芯材料1的下层(第一层)内在宽度方向的密度而形成。这种配置提高了吸音力,缓冲性及耐冲击性。
[0129]根据第八实施例的垫子芯材料8 (如图2(g)所示)配置为波纹高密度区8A以取代第七实施例的高密度区域。这种配置提高了吸音力,缓冲性及耐冲击性。
[0130]根据第九实施例的垫子芯材料9 (如图3(a)所示)配置为经由片9A(无孔区)而堆栈各层而形成。这种配置提高了吸音力,缓冲性及耐冲击性。长丝(树脂长丝)缠绕着片9A。片9A可以设置在整个宽度如图所示,或者可以部分地设置,例如在中央部分。在第九实施例的垫子芯材料9 (如图3(b)所示)中,片9A形成为大致波状以达到提高吸音力,缓冲性及耐冲击性的目的。所述波状由滚柱的牵引速度(其比长丝树脂的下落速度低)而形成如后所述。片9A的各波形的间隔,高度及宽度是制造条件而定并不限于图示的例子。在片9A波形的窄间隔情况下,相邻波形可互相连接。狭缝(线性贯穿槽)75a,如图11(e)所示,可以采用第九实施例的。
[0131](制造垫子芯材料的装置)
[0132]以下说明了一种制造第一到第九实施例的垫子芯材料的装置10。
[0133]如图5所示,所述制造装置10包括一挤压成型机11,一对环形传送带14及15其配置为具有环形带12及13 (图7),一驱动马达16配置为驱动环形输送带12及13,一传输件17配置成具有链条及齿轮及可以改变环形带12及13的移动速度,一水箱18配置为使所述环形传送带14及15部分地淹没在水中的,一控制器19及各种仪表及计。
[0134]藉由螺钉(未显示)将多个金属(例如不锈钢)板件20,以预定的间隙22(图8(a)),固定在多个(例如两个)环形链12a及13a (如图7(a)及7 (b)所示),而配置环形带12及13。或者使用无间隙22的不锈钢网(线)带23如图8(a)所示。此网带由螺旋及杆(肋骨)合并而形成。各种网带可以藉由改变形状,线的直径及这两个构件的间隔来形成。网带可平滑地移动,容易支撑带表面在水平位置并且可抗高温及易于维修及保养。如图7的虚线所示,不锈钢网带23围绕在环形带12及13,这有利于防止间隙22形成不规贝1J,板件20形成为矩形剖面状,但是也可以其它剖面状,例如凸状24 (图8 (c)),凹状25 (图8(d)),锯齿状26 (图8 (e))或连续的凹凸形状27 (图8 (f))。
[0135]如图7所示,环形输送带14具有:含链轮14b的垂直驱动轴14b,环形链条12a卷绕在链轮14b上,及含链轮14c的垂直从动轴14d。环形输送带15与环形传送带14同步地驱动。环形输送带15具有:含链轮15a的垂直驱动轴15b,环形链条13a卷绕在链轮15a上,及含链轮15c的垂直从动轴15d。
[0136]如图6所示,水箱18配置成使垫子芯材料制造装置10的预定部分淹没在水中,并由此冷却及将长丝集合体21固化在熔融状态。水位Η优选为设置为滑槽36的斜面37a及37b下端的高度或以上(图6)。水位Η的设定与高度无关,其中设置滑槽36,而是基于斜面37a及37b的下端而设定。环形传送带14及15的一部分可露出水面。水位Η优选为设定为满足0彡Wd彡45 (毫米),其中Wd表示从斜面37a及37b下端的高度,更优选为设定为满足0彡Wd彡30 (毫米),并被进一步优选为设定为满足0彡Wd彡22 (毫米)。水位Η优选为等于滑槽36下端的高度或更高。
[0137]如图5所示,挤出成型机11包括一容器31,一供料口 32其位于容器31的上方,一模具33及一喷嘴34其可拆卸地安装到模具33的下端。挤出成型机11的模具的内部温度范围设定为100-400摄氏度,挤出率设定为20-200千克/小时。模具33的压力范围为0.2至25兆帕,并且可以基于例如75毫米螺杆的喷出压力。在三维网状结构的各层厚度大于100mm情况下,齿轮栗等的模压均衡是需要的。在这种情况下,齿轮栗等应增加模具的内部压力以均匀地从模具的整个区域喷出长丝。环形传送带14及15的各表面可自由移动以形成三维网状片的形状。调节模具33的喷嘴34的形状(密度或孔的直径H)及调节环形传送带14及15的传送速度,可制造出具有所需密度及所需强度的产物,这满足产品多样性的需求。
[0138]如图6所示,由热塑性合成树脂作的长丝20无规则缠绕在环圈并在接触部分互相热结合。制造装置10包括滑槽36其放在喷嘴34下,水管38其放在喷嘴34上并在水管末端设有供水口 39。滑槽36放置在喷嘴34下并包括一对长边滑槽其横跨落下长丝集合体21的长侧面而互相面对,及(可选择的)的一对短边滑槽其横跨落下长丝集合体21的短侧面而互相面对并在下端形成模开口。各滑槽36有斜面37a及37b其向下朝长丝集合体21倾斜。同样的,相对的短边滑槽各有斜面其向下朝长丝集合体21倾斜。
[0139]水管38的供水口 39设置在滑槽36上方纵向的大约全部长度以供给的冷却水到斜面37a及37b。水管38与上游的供水源(未显示)连接。藉由调节水管38的水流量或在短边滑槽上方设置类似水管(未显示)可以将冷却水供给到短边滑槽。
[0140]以下说明制造垫子芯材料的装置50并提供二至四个表面成型机如图9 (a)及9(b)所示。制造垫子芯材料的装置50包括:环形传送带54及55其相应于图7的环形传送带14及15且分别具有转轴54a及55a,及一对滚柱56及57放置在环形传送带54及55的纵向的各端以便转轴垂直于环形传送带54及55,并配置成可绕转轴56a及57a旋转。转轴54a具有斜齿轮54b及54c。转轴56a及57a分别具有斜齿轮56b及57b。斜齿轮54b及54c啮合斜齿轮56b及57b。经由马达Μ及链条C同步地驱动转轴54a及55a,从而使转轴56a及57a中同步地驱动。转轴56a及57a的另一端藉由轴承58a及58b支承。如图9(c)所示,一对短环形传送带59a及59b具有与环形传送带54及55类似的配置是垂直设置。本配置确保更精确的成型及提高大小精度。所述装置可以应用到四表面成型如图9(d)所示或应用到三面成型如图9(e)所示。可根据三维网状结构的类型而设置两个管芯以平行地挤出长丝。这加倍了生产效率。
[0141]如图10(a)所示,替代上述同步驱动系统的一种改良配置提供分开的驱动源(例如马达)以独立地驱动环形传送带64及65以及滚柱66及67 (或环形传送带)。用于三面或四个表面成型的此改良配置包括环形传送带64及65其具有转轴64a及65a,及一对滚柱66及67其放置在环形传送带64及65纵向的各端,以便转轴垂直于环形传送带64及65并且配置为可绕着转轴66a及67a旋转。提供用于转轴66a及67a的分离马达Μ以独立地驱动转轴66a及67a。转轴66a及67a的另一端分别藉由轴承68a及68b支撑。
[0142]如图10(b)所示,另一种改良配置省略一对滚柱66及67,转轴66a及67a,轴承68a及68b及马达Μ的上述结构,并提供滑槽69a及69b其具有聚四氟乙烯的表面及放置在滚柱66及67的位置以简化驱动机构。在侧面视图中这些滑槽69a及69b配置成弧状以逐步缩小向下间隔及在平面图中形成为矩形。
[0143]喷嘴34的孔形成为朝下以使长丝掉下。孔可以布置成相等间隔或不同间隔。多个孔可布置在任何不同的数组,例如Z字形或直角。改变数组密度的有效方法目的是仅在末端区域增加密度。藉由改变喷嘴的配置来满足对产品需求的分散。喷嘴的可用实例包括具有0.5毫米直径的大约3500孔Η的喷嘴71其设置在基本上相等间隔的1米X 180毫米的区域(填充有喷嘴孔Η的区域大小占有90%以上的喷嘴71的总面积)(如图11 (a)所示);一喷嘴72,其在周边区域72a具有高密度的孔Η(如图11(b)所示);一喷嘴73,其在框架部分73a具有高密度的孔Η以形成网格区域(如图11 (c)所示);一喷嘴74,除了大量的孔Η(图11(d)),具有在短边方向互相平行的狭缝(线性通孔)74a-74c ;—喷嘴75,除了大量的孔Η (图11 (e)),它具有一狭缝(线性通孔)75a形成在纵向的中央部分;一喷嘴76,除了大量的孔H(图11(f)),它具有一狭缝(线性通孔)76a形成在纵向其位置接近纵向侧面;及一喷嘴77,它包括区域77c及77d,其没有形成在预定位置用于形成空腔的孔Η及具有矩形导构件(例如管道)77a及77b,其从区域77c及77d向下延伸(如图11(g)及11(h)所示)。形成在喷嘴中的孔Η的密度优选为1至5孔/cm2。
[0144](制造垫子芯材料的方法)
[0145]以下说明实施例的制造垫子芯材料1的示范方法,但所述制造方法是非限制性的。例如,日本特开2001-328153A揭露一种原料包括聚乙烯或热塑性弹性体作为主要成分,其在熔融温度熔融,所述熔融温度比主成分的熔点高10至20摄氏度。熔融的原料送入模具33,施加压力,多个长丝从喷嘴34下端的多个挤压孔喷出,根据数组的多个挤压孔而形成长丝集合体21及自由落下。在此情况下,聚烯烃树脂与聚酯弹性体和/或聚氨酯弹性体在冷却过程中,有显著不同的熔融温度或有属性的显著不同的变化,一般的制造过程在不同的水箱18或在分离的制程中单独地产生各个层,及堆栈各层以产生垫子芯材料1,各层是藉由下述方法制造。加热及干燥作为各层原料的热塑性树脂以防止水解等目的,并从材料进料口 32送入容器31,可适当地添加完工剂,抗微生物剂,阻燃剂及其它添加剂。在本文的说明中,藉由差分扫描量热法得到熔融温度。
[0146]模具的内部温度范围设定为100-400摄氏度,挤出率设定为20-200千克/小时。模具33的内部压力可以基于,例如75毫米螺杆的喷出压力及范围而设定为约0.2至25
百万帕。
[0147]模具中喷嘴的孔的直径相应于三维网状结构的长丝的长丝直径及优选为0.2至4.0毫米,更优选为0.4至1.8毫米。
[0148]由至少一对左及右滑槽36容纳熔融状态的长丝(W02012/157289A),水或加热水流入左及右滑槽36以便互相接触及熔化,形成三维网状状结构并到达水面。三维网状结构的属性是根据滑槽36的角度,供给的水流量,挤出孔的直径,喷嘴面之间的距离,滑槽及牵引传送带,树脂的熔融黏度,挤出孔的直径及喷出速度,环圈直径及长丝的长丝直径而决定。长丝直径(直径)为0.1至1.8毫米,及无规则环的平均直径(长度)为5mm至50mmo
[0149]位于外围纵向侧面的长丝集合体的长丝接触滑槽36的斜面37a及37b,而水在其上流动。这种构造扰乱了垂直下落轨迹,及长丝缠绕环圈的相邻长丝及在斜面37a及37b向下滑动,而水或加热水是从水管38供应,长丝直接接收重力效果及沿着斜面37a及37b缠绕以形成环圈。
[0150]水供给口 39位于水管38而所述水管38位于各滑槽36上方的纵向以将水或加热的水,在10-90摄氏度或优选为40-60摄氏度的温度范围,送到各斜面37a及37b。水管38与上游的供水源连接。加热的水可藉由调节水管38的水流而供给到滑槽36。
[0151]长丝集合体的长丝不接触滑槽的斜面,但是会落下而穿过模开口。穿过长丝间斜面37a及37b的下侧附近的长丝,通过模开口而接触长丝,其在斜面37a及37b下滑而缠绕成环状。长丝下降,同时接触缠结的落下轨迹的干扰在一定范围内传播到中心方向的相邻长丝。穿过长丝间模开口中心的长丝,通过模开口的中心而到达水面。环形传送带14及15的牵引速度比所述长丝集合体的下落速度低。到达水面的各个长丝是弯曲并且在水表面附近缠结成环状。环形传送带14及15的速度优选为5-40米/小时。
[0152]水箱18的水位Η优选为等于或高于滑槽36斜面37a及36下端的高度,水位Η的设定与滑槽37所在位置的高度无关而是根据斜面37a及37b下端而设定。环形传送带14及15的一部分可露出水面。
[0153]长丝集合体自由落入部分淹没的环形传送带14及15之间,并且在比下降速度低的速度牵引。环形传送带14及15之间的间隔设定为比熔融树脂的挤出集合体的宽度窄。熔融树脂的集合体的两面或单面与环形传送带14及15的下游或上游接触,其中环形传送带14及15淹没在水中。熔融热塑性树脂集合体的各表面部分落在环形传送带14及15且朝向熔融热塑性树脂集合体的内部移动以便更密集。各表面部分据此具有比中心部分低的孔隙率,而所述中心部分直接落入水中并且与具有较高多孔性的中心部分比较,具有较大数量的交叉点,这显著增加了拉伸强度。具有较低孔隙率的表面部分具有孔隙的更小区域,并作为冲击吸收层。
[0154]环形传送带14及15牵引并供给长丝集合体21,集合体21在熔融状态冷却下来并由水固化。固定形状的长丝集合体21放置在滚柱之间并取出水箱18。
[0155]将三维网状结构中的非典型形状形成为产品形状的过程均衡模具的内部压力,及牵引三维网状结构的两个表面,三个表面或四个表面或中间部分。在无规则螺旋状的熔丝形成为具有上述表观密度的平板状的形状。三维网状结构的厚度方向的前面,背面,左端面或右端面形成为平面或凸/凹非典型形状。形成三维网状结构的模具的喷嘴形状可设定为棒状,任何非典型形状(例如管形或Y形)或它们的组合,以便提供各种三维网状结构。三维网状结构由环形传送带的滚柱压缩形成为高密度的片材结构。模具的内部压力平衡以均匀地从模具喷出树脂及形成各个层。熔融树脂集合体的三或四个表面,所述熔融树脂集合体挤出以制造三维网状片,接触牵引传送带以形成特定形状。换句话说,熔融树脂集合体的各层的三或四个表面形成相应于最终产品形状的形状。例如,树脂集合体可以牵引至多边形传送带以适当地形成为最终产品的形状。制造三维网状片的方法使用多个模具向下挤出熔融树脂,以使熔融树脂自由落到水面或是在部分淹没的传送带之间。这形成无规则的螺旋状以产生三维网状结构。
[0156]三维网状结构的剖面具有与模开口的剖面类似的形状,由滚柱带到干燥热处理箱在其中用热空气作干燥加热处理以便退火。优选为设定滚柱的不同牵引速度,所述滚柱在干燥热处理箱的下游及上游。例如,在靠近干燥热处理箱出口的滚柱的牵引速度设定为比干燥热处理箱入口附近的滚柱的牵引速度低。干燥热处理后,所述三维网状结构切割成期望的长度。在干燥热处理前,或者将三维网状结构切割成期望的长度。
[0157]从水箱取出及排水的三维网状结构在干燥温度下持续一预定时间作干燥热处理及退火。在低密度聚乙烯的情况下,干燥温度优选为不高于低密度聚乙烯的熔点,更优选为比熔点低10至70摄氏度。在热塑性弹性体的情况下,干燥温度优选为不高于热塑性弹性体的熔点,更优选为比熔点低10至70摄氏度。
[0158]退火过程可将从水箱取出及排水的三维网状结构放在压缩状态中的框,用热空气进行热处理,然后将框从三维网状结构释出。在低密度聚乙烯的情况下,这样退火的干燥温度优选为不高于低密度聚乙烯的熔点,更优选为低于熔点10至70摄氏度。在热塑性弹性体的情况下,干燥温度优选为不高于热塑性弹性体的熔点,优选为低于熔点10至70摄氏度。
[0159]如上所述,在水箱中成型三维网状结构后,退火可以在后处理进行(以下简称为
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