[发明专利]排气式模具以及制造模塑制品的方法

说明书

本申请是申请人为普罗普里特公司，申请号为200580022278.8(PCT/CA2005/000709)，发明名称为“排气式模具以及制造模塑制品的方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及排气式模具以及制造模塑制品的方法。

背景技术

许多制品都是通过将原料放入模具模腔中制造的，所述原料在模腔中经历物理变化(例如其膨胀或发泡)，由此，制造的制品获得模腔的形状。具体而言，该技术通常用于制造由聚合物泡沫(例如聚氨酯泡沫、胶乳(例如天然橡胶和苯乙烯-丁二烯橡胶)等)制成的泡沫制品。

例如，汽车座椅通常是由聚氨酯衬垫制成的，先将所述聚氨酯衬垫模塑成型，然后覆盖以乙烯基的布料或皮革外罩(也称作装饰罩(trim cover))。聚氨酯泡沫的独特之处在于，发泡和至少一部分聚合过程同时进行。因此，在使用例如常规的冷泡沫(cold foam)技术制造聚氨酯泡沫时，常用的配方包括：

1.多元醇

2.水

3.四甲基乙二胺

4.二甲基乙醇胺

5.聚异氰酸酯

使用合适的混合头将该混合物分配到模具中，然后闭合模具，从而模塑其中的膨胀物质。因此，将最初分配到模具中的这种混合物称作“可发泡液体聚合物的组合物”，或者，在该情况下称作“可发泡液体聚氨酯组合物”通常是方便的。当组合物在模具中膨胀时，发生聚合反应并且使由此成型的聚合物发生固化。

当模塑可发泡液体聚合物组合物以形成诸如聚氨酯泡沫之类的制品时，通常使用包括下模和上模的蛤壳式模具，该模具在闭合时限定模腔。打开模具，将可发泡液体聚氨酯组合物分配到模腔中，当化学反应导致组合物膨胀时，模具闭合。模具闭合后，组合物膨胀填充模具的内部模腔。或者，可以将组合物分配到闭合模具中。在每种情况下，在聚合反应完成时，泡沫固化且永久地具有模腔的形状。

如本领域技术人员已知的，在该工艺过程中，模具充分排气以使存在于模具中的空气在可发泡组合物膨胀时从模具中排出是重要的。而且，使聚合过程中产生的一部分气体(通常是聚氨酯制备过程中产生的二氧化碳)从模具中排出是重要的。

无法充分排空模具将导致模塑制品存在缺陷，表现为不适当发泡例如表面硬化(或泡沫压实)的情况和/或由于夹带的气体或气泡造成在最终制品中形成空穴的情况。另一方面，过度排空模具也将会导致由于泡沫在固化前塌陷而造成模塑制品存在缺陷；该现象经常称作“吹气音(soufflé)”作用。因此，在制造具有可接受的品质的模塑制品过程中，适当地排空模具是重要因素。

通常，第一代蛤壳式模具被设计成在上模中钻有或切割有通道，以提供排气口。确定这些排气口的位置、确定它们的尺寸和决定它们的数目属于模具设计者和制造工程师的一部分技能，且经常是重复过程，更多的排气口添加在各种位置或者其他排气口在试验已经进行后被关闭。

在模塑操作中，进入排气口中的一些可发泡液体聚合物组合物被废弃。通常希望被废弃材料(也称作“飞边”、“蘑菇”、“芽”、“煎饼”等)的量最小，有两个原因，即，(1)废弃材料增加制造成品所需的化学物质的总体费用，以及(2)在施加外罩之前，必须从模塑制品上除去废弃材料，因此需要额外的劳动以及相关联的成本。

如下面所要描述的，对这种模塑操作过程中的排气的改进在一定程度上促进了本领域技术的发展。但是，模具设计者和制造工程师一直致力于优化以下两方面的平衡：在合适位置提供足够排气且同时避免过度排气；以及使排气期间的材料浪费最小化以及使实现模腔的充分排气所需的排气口数目最少。而且，如下面所要描述的，尽管有关排气的技术正在改进，但是模塑制品，特别是聚氨酯泡沫制成的模塑制品，仍然存在问题。具体而言，存在泡沫塌陷(如上所述)和下面将要详细描述的空穴和/或填充不足的问题。因此，本领域一直以来需要改进排气技术以解决泡沫塌陷，空穴和/或填充不足的问题。

发明内容

本发明的目的是消除或减轻现有技术的至少一个上述缺点。

因此，一方面，本发明提供用于制造模塑制品的模具，所述模具包括第一模具和第二模具，所述第二模具在打开位置和闭合位置之间可松开地配合，所述闭合位置限定模腔，模腔表面包括连接至至少一个排气口的至少一个凹槽，所述至少一个排气口包括使气体从模腔排出的通道。

在另一方面，本发明提供用于制造模塑制品的模具，所述模具包括盖和可松开地配合的盘，以限定模腔，所述盖包括：(i)排气口，其具有使气体从模腔排出的通道，和(ii)连接至所述排气口的多个凹槽。