[发明专利]制造多层泡沫制品的方法

说明书

本发明涉及通过将不同的泡沫配方组合物灌注进模具中而进行的多层聚氨酯泡沫制品的制备。

多层或多硬度聚氨酯泡沫是具有共同平坦边界的多个不同硬度(承载力)和/或密度的柔韧泡沫层。这些泡沫通常用来制作高SAG因子(即高变形时硬度对低变形时硬度的比率)和较为舒适的，特别是在具有H-点保持力(H-point retention)(坐座位的人的垂直姿势)方面舒适度的坐垫或靠垫。

目前已有多种制造多层聚氨酯泡沫制品的方法。然而这些已知的方法都存在许多缺点，如由于产率低而造成的生产成本高、泡沫配方组合物的灌注时间长、泡沫配方组合物的混合而导致的泡沫层边界的变形，因此使坐座位的人感到不舒适。

制造多层聚氨酯泡沫座位的一种方法在美国专利NO.4,190,679中有报道。该专利描述的方法包括将制造硬泡沫的第一种泡沫配方组合物灌注到一个模具中，使其起发至多45秒，随后将制造软泡沫的第二种泡沫配方组合物灌注到第一种泡沫配方组合物的上面。第二种泡沫配方组合物(软泡沫)贯穿第一种泡沫配方组合物(硬泡沫)并以液体的形式在第一种泡沫配方组合物的下面扩散，此时第一种泡沫配方组合物已经起发至其最大起发能力的10％至80％。此方法基于的原理是起发泡沫比液态泡沫配方组合物的比重低。由于需要较长的灌注时间，因此该方法不适于大规模工业生产，其应用范围受到限制。

制造多层聚氨酯泡沫座位的另一种方法在欧洲专利No.0,251,659中有报道。此专利描述的方法包括将两种或多种设计用来生产两种或多种不同硬度泡沫的泡沫配方组合物相继连续地灌注到一个座位模具的底部的特定点上，然后使泡沫配方组合物进行起发和固化。该座位模具倾斜放置于水平面上，灌注点位于或接近模具倾斜的底面的顶端。该方法的特征是配方组合物在没有任何间歇时间的情况下连续灌注，因此通常在灌注过程中任何配方组合物都很少发泡或不发泡。虽然按照该专利在这种条件下配方组合物之间应该是相互混合的，但实际上并没有实现充分混合，并且在固化后得到的是一个由各种离散的泡沫层所构成的泡沫座位。该离散的泡沫层相互粘结。在此方法中，例如硬的和软的等不同的泡沫配方组合物都从生产配方组合物的混合头的同一出口流出。依赖于模具的倾斜的底表面上的每种泡沫配方组合物的自然流动使其平整地填充在模具中。但当此方法应用到那些例如用来制造汽车后座等的大模具时就会出现问题。在这种情况下，不仅是要得到对模具底面均匀的覆盖很困难，而且配方组合物需要相对较长的乳白期以确保在配方组合物基本上仍为液态时实现完全的覆盖。该方法的另一个缺点是灌注两个不同泡沫配方组合物的时间间隔必须相当短，以避免在模具较低部位的泡沫配方组合物的相互混合而导致泡沫层的边界的变形。

制造多层聚氨酯泡沫座位的另一种方法在欧洲专利NO.0,279,324中有报道。该方法包括将一种用来制造软泡沫的泡沫配方组合物灌注到座位模具底部的给定的点上并使其乳白化，然后当第一种泡沫配方组合物发泡到能被第二种泡沫配方组合物抬起并包围时的合适的密度和粘度时，灌注第二种用来制造硬泡沫的泡沫配方组合物。在第二种配方组合物灌注进模具之前第一种配方必须部分膨胀，这使得该方法具有与美国专利NO.4,190,679相同的缺点，即因为需要长的灌注时间而不适合大规模工业化生产。

还有一种制造多层聚氨酯泡沫座位的方法在欧洲专利No.0,393,827中有报道。该专利描述的方法包括将两种不同的泡沫配方组合物从位于一条线上的两个不同的出口横向(strip-wise)灌注入倾斜的模具中。当这两个出口贯穿模具和在模具上方移动时它们同时灌注不同的泡沫配方组合物。这两个出口接在同一个自动机械臂上且它们之间的距离低于模具的宽度。尽管自动机械臂的速度在此专利中未有提及，但是很明显灌注两种不同泡沫配方组合物的间隔时间是很短的。业已发现，当泡沫配方组合物的灌注量增加或需要在很接近模具侧壁上方灌注泡沫配方组合物时，在灌注两种泡沫配方组合物的时间间隔较短的情况下，由于这两种液体的速度而使它们在撞击模具的底面时会发生涡流问题。如果这样，灌注到第一种泡沫配方组合物上的第二种泡沫配方组合物会将第一种泡沫配方组合物向下推并使位于模具较低部分的两种泡沫配方组合物相互混合。这会使多层泡沫制品具有较差的舒适性。进一步地，由于两个灌注出口安装在同一个自动机械臂上，并且泡沫配方组合物被同时灌注进模具中，间歇时间和灌注时间均无法进行调节以满足不同模具设计的需要。