[发明专利]形成在鞋类中使用的材料的注射成型系统和方法及通过所述系统和方法制成的材料

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年1月27日提交的美国临时专利申请No. 61/436,734的优先权和权益，该美国临时专利申请No. 61/436,734的公开内容通过引用整体并入本文。本申请与通过引用整体并入本文的以下美国专利和申请有关：2001年11月27日授权的美国专利No. 6,322,347；2003年9月9日授权的美国专利No. 6,616,434；2003年12月9日授权的美国专利No. 6,659,757；2005年4月26日授权的美国专利No. 6,884,823；2005年8月9日授权的美国专利No. 6,926,507；2006年12月5日授权的美国专利No. 7,144,532；2007年2月6日授权的美国专利No. 7,172,333；2007年9月11日授权的美国专利No. 7,267,534；2008年1月15日授权的美国专利No. 7,318,713；2009年11月10日授权的美国专利No. 7,615,170；2010年4月8日公开的美国专利申请公开号2010/0086636。

技术领域

本发明总体上涉及注射成型的领域，特别是，本发明涉及用于生产泡沫零件的方法和系统以及由此形成的零件。

背景技术

结构性聚合物泡沫材料在聚合物基体中包括多个空隙(也被称为气室)。在本领域中已公知若干种用于处理聚合材料以生产泡沫零件的技术。示例性技术可以采用挤出机，所述挤出机通过螺纹件在筒体内的旋转来使聚合材料塑化。在某些工艺中，可以例如穿过形成于挤出机的筒体内的发泡剂端口，向熔融的聚合材料中注射物理发泡剂，以形成聚合材料和发泡剂的混合物。该混合物然后可以被处理(例如，挤出、吹塑成型或者注射成型)，以形成所需的聚合泡沫制品。

虽然这些方法可以被用于生产各种泡沫零件，但是存在需求来改进与聚合材料的注射成型相关联的工艺，所述聚合材料的注射成型用于生产例如在鞋类工业中使用的各种泡沫零件。

发明内容

本发明涉及泡沫零件，以及用于生产泡沫零件的新颖方法和装置。

本发明的一个方面包括一种形成泡沫零件的方法。所述方法包括提供一种聚合物处理系统，所述聚合物处理系统包括：安装在筒体内以在筒体内限定出聚合物处理空间的螺纹件；与聚合物处理空间连通的聚合材料输送系统；与聚合物处理空间连通的发泡剂输送系统；和与聚合物处理空间的远端部分的流体连通的至少一个喷嘴。所述方法进一步包括：提供具有与所述喷嘴流体连通的至少一个可膨胀模具型腔的模具；在所述聚合物处理空间内混合聚合材料和发泡剂，以生产非发泡混合物；注射一定体积的聚合材料和发泡剂的混合物穿过所述喷嘴并进入所述可膨胀模具型腔中；和使所述模具型腔膨胀以形成所述泡沫零件。在多种不同实施例中，所述方法可以生产这样一种泡沫零件，其具有与未受处理的聚合材料的熔化温度相差在5℃内的估算熔化温度、具有估算表皮厚度在大约100μm～500μm之间的表皮层、具有在大约0.01μm～50μm之间的平均气室直径、和/或具有在大约10⁸～10¹⁶个气室/cm³之间的平均气室数量。

所述聚合材料可以包括从由聚合物、合成橡胶和热塑性塑料组成的组中选出的材料。所述聚合材料可以包括以下材料中的至少一种：热塑性聚氨酯(TPU)、乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)、DuPont™ Surlyn®（杜邦公司产品）、聚乙烯或者热塑性橡胶(TPRs)。TPU可以包括或者基本上由以下材料构成：Pellethane®或者Utechllan®中的至少一种，例如，Pellethane®2102-75A、Pellethane®2355-75A或者Utechllan®UT85-APU中的至少一种。在一个实施例中，所述聚合材料包括或者基本上由这样一种TPU构成：其具有在大约50～90或65～90或65～85之间的Shore A（肖氏）硬度，或者具有在大约30～90之间的Shore D（肖氏）硬度。TPR可以包括或者基本上由以下材料构成：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)或者苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯(SEBS)中的至少一种。发泡剂可以包括或者基本上由以下材料构成：氮气。

在一个实施例中，发泡剂输送系统包括计量系统。所述计量系统可适于控制所述发泡剂的流速和/或待注射的发泡剂的质量中的至少一种。向聚合物处理空间中注射的发泡剂的质量可以是非发泡混合物的按重量计的大约0.1～2%，例如，是非发泡混合物的按重量计的大约0.4～0.75%。