層壓泡沫產品和制造層壓泡沫產品的方法
【專利說明】層壓泡沫產品和制造層壓泡沫產品的方法
[0001 ] 本申請是2013年5月22日提交的、國際申請號為PCT/US2013/042207、國家申請號 為201380038769.6、名稱為"層壓泡沫產品和制造層壓泡沫產品的方法"的中國專利申請的 分案申請。
[000^ 相關申請
[0003] 本發明要求2012年5月22日提交的名稱為"泡沫板層壓機和用于層壓泡沫板的方 法"的臨時專利申請61/650,248的優先權，該臨時專利申請通過引用合并于此。
【背景技術】
[0004] 本發明設及聚合物剛性泡沫板。發現了利用熱層壓過程生產的具有大厚度范圍的 聚合物剛性泡沫板的特定應用，并且將對其進行描述。然而，應該明白，本發明還可用于其 它應用。
[0005] 工程擠塑聚苯乙締(XPS)已被證明可用于建筑隔熱和許多建造應用。例如，XPS管 制造泡沫巧料相對地不含塵±，并且提供耐熱耐潮的大規格泡沫，W便操作者進行低溫冷 加工。運些工程XPS應用通常需要制造大規格的泡沫，然而，在常規加工中擠塑泡沫板的厚 度受限，諸如小于300mm(約12英寸），或更可能地小于120mm(約5英寸）。由于許多工程學和 操作上的障礙(例如，在操作中需要的大模唇間隙，運使得難W保持模具壓力）而難W擠塑 較厚的產品。
[0006] 本發明提供用于制造相對厚的泡沫板的改進的新設備和方法W及根據該較厚 的泡沫板制造的泡沫產品。
【發明內容】
[0007] 本申請公開了熱層壓泡沫板的若干不同實施例，用于制造熱層壓泡沫板的方法， 用于制造熱層壓泡沫板的設備、由熱層壓泡沫板制成的較小泡沫件，用于利用熱層壓泡沫 板制成的較小泡沫件的方法，由熱層壓泡沫板制成的零件，用于利用熱層壓泡沫板制造零 件的方法，W及用于利用熱層壓泡沫板制造零件的工具。在一個示例性實施例中，通過將至 少兩個聚苯乙締板熱結合在一起W制造厚層壓板來制造泡沫產品。加工厚層壓板，W去除 部分聚苯乙締并由此形成泡沫產品。回收被去除的部分。
[000引在一個實施例中，一種泡沫產品包括:被結合在一起W制造厚層壓板的至少兩個 擠塑聚苯乙締板。去除擠塑聚苯乙締板的一部分W形成泡沫產品的形狀。形成的泡沫產品 由聚苯乙締板材料構成。
[0009] 在制造泡沫產品的一個示例性方法中，向一對相對的聚苯乙締板的表面施加熱量 和壓力，W通過至少為2的系數平整所述表面。將該對擠塑聚苯乙締板熱結合在一起，W制 造厚層壓板。加工厚層壓板W去除擠塑聚苯乙締的一部分并由此形成泡沫產品。
[0010] 在一個示例性實施例中，一種層壓泡沫板包括各自具有在擠塑聚苯乙締板期間形 成的外皮的第一和第二擠塑聚苯乙締板。在不去除結合在一起的表面的外皮的情況下，將 聚苯乙締板層壓在一起。每個聚苯乙締板之間的結合區域是基本平坦的并且具有小于 0.020英寸的結合厚度變化。
[0011] 在制造泡沫產品的一個示例性方法中，將至少兩個擠塑聚苯乙締板熱結合在一 起，W制造厚層壓板。將厚層壓板切割成較小的泡沫件。加工較小的泡沫件，W去除擠塑聚 苯乙締的一部分并由此形成泡沫產品。在橫跨擠塑聚苯乙締板之間的熱結合線加工較小的 泡沫件之處、從結合線一側到另一側的型面公差小于或等于0.015英寸。
[0012] 在一個示例性實施例中，一種用于對泡沫產品進行塑形的旋轉切割工具包括環形 支撐件、切割元件和基底。環形支撐件由金屬板形成。切割元件被固定到金屬板環形支撐件 上。基底被固定到金屬板環形支撐件上用于旋轉金屬板環形支撐件和所附接的切割元件。
[0013] 在一個實施例中，一種用于層壓泡沫板的系統包括服務框架、泡沫板層壓機和接 收框架。泡沫板層壓機包括加熱框架和粘附框架。加熱框架包括用于加熱多個泡沫板的加 熱元件。粘附框架包括用于向被加熱的泡沫板施加壓力W將泡沫板層壓在一起的機構。月良 務框架將板放置在加熱框架的入口處，并且接收框架從粘附框架的出口接收板。
【附圖說明】
[0014] 在包括在說明書中并構成說明書的一部分的附圖中圖示本發明的實施例，附圖與 W上給出的本發明的總體描述及W下給出的詳細描述一起用于例示本發明的實施例。
[0015] 圖1是擠塑聚苯乙締板的示例性實施例的視圖；
[0016] 圖2是沿圖1的由線2-2指示的平面截取的擠塑聚苯乙締板的剖視圖；
[0017] 圖2A示出可W通過沿著板的表面在各點處測量板的厚度而確定厚度范圍；
[0018] 圖3圖示層疊在第二聚苯乙締板之上的第一聚苯乙締板；
[0019] 圖4是來自美國專利4,608，103的圖；
[0020] 圖4A是來自美國專利4,608,103的圖；
[0021] 圖4B是來自美國專利4,608,103的圖；
[0022] 圖5是根據圖4、4A和4B所示的方法已被從層壓的泡沫板分離的單個泡沫板；
[0023] 圖6是沿圖5的由線6-6指示的平面截取的剖視圖；
[0024] 圖7是用于使泡沫板的主表面變平的設備的示例性實施例的示意圖；
[0025] 圖8是具有平坦的主表面的泡沫板的示例性實施例的示意圖；
[0026] 圖9圖示層疊在具有經平整的表面的第二泡沫板之上的第一泡沫板的示例性實施 例；
[0027] 圖10是圖示制造層壓泡沫板的方法的示例性實施例的流程圖。
[0028] 圖11是用于同時平整一對泡沫板的相對主表面的設備的示例性實施例的示意圖；
[0029] 圖12是用于將圖11所示的泡沫板擠壓在一起W形成層壓泡沫板的設備的示例性 實施例的示意圖；
[0030] 圖13是通過圖11和12所示的設備制造的層壓泡沫板的示例性實施例的剖視圖；
[0031] 圖14是圖13中由附圖標記圖14指示的層壓泡沫板的結合線的示例性實施例的放 大部分。
[0032] 圖14A是層壓泡沫板的示例性實施例的剖視圖，圖示了測量結合區域的變化的方 法；
[0033] 圖15是用于同時平整泡沫板和層壓泡沫板的相對的主表面的設備的示例性實施 例的示意圖；
[0034] 圖16是用于將圖16所示的泡沫板和層壓泡沫板擠壓在一起W形成=層層壓泡沫 板的設備的示例性實施例的示意圖；
[0035] 圖17是通過圖15和16所示的設備制造的層壓泡沫板的示例性實施例的剖視圖；
[0036] 圖18是用于平整一對泡沫板的相對表面并將泡沫板擠壓在一起的設備的示例性 實施例的示意圖；
[0037] 圖19是用于制造層壓泡沫板的設備的示例性實施例的示意圖；
[0038] 圖20是用于制造層壓泡沫板的設備的另一示例性實施例的示意圖；
[0039] 圖21是根據說明本發明的原理一個實施例的層壓泡沫板的示例性方法；
[0040] 圖22圖示根據說明本發明的原理一個實施例的用于使泡沫板穿過加熱框架的替 代裝置的示例性實施例的俯視圖；
[0041] 圖23是用于制造層壓泡沫板的設備的另一示例性實施例的示意圖；
[0042] 圖23A是根據說明本發明的原理一個設備實施例的泡沫板經過加熱棒的示意圖；
[0043] 圖23B是根據說明本發明的原理另一設備實施例的泡沫板經過加熱棒的示意圖；
[0044] 圖24圖示利用根據本發明的示例性實施例制造的層壓板制造的巧料的示例性實 施例；
[0045] 圖25A圖示用于利用泡沫制造泡沫產品的工具的示例性實施例；
[0046] 圖25B圖示用于利用泡沫制造泡沫產品的工具的示例性實施例；
[0047] 圖26是相對于層壓泡沫件放置的工具的示意圖；
[0048] 圖27是利用工具進行第一切割操作之后的層壓泡沫件的示意圖；
[0049] 圖28是利用工具進行第二切割操作之后的層壓泡沫件的示意圖；
[0050] 圖29是利用工具進行第=切割操作之后的形成的泡沫產品的示意圖；
[0051 ]圖30是利用層壓泡沫件形成的泡沫產品的示例性實施例的立體圖；
[0052] 圖31示意性地圖示形成泡沫產品和回收形成泡沫產品期間去除的泡沫材料W制 造新的泡沫板；
[0053] 圖32是一片平坦的金屬板的示例性實施例的平面圖；
[0054] 圖33是圖32所示的平坦的金屬板的側視圖；
[0055] 圖34是泡沫切割工具的金屬板環形支撐件的示例性實施例的剖視圖；
[0056] 圖35是圖示與基底的示例性實施例組裝在一起的金屬板環形支撐件的剖視圖；
[0057] 圖36是粘附到結合材料帶上的多個切割元件的示例性實施例的俯視圖；
[0058] 圖37是粘附到圖36所示的結合材料帶上的多個切割元件的側視圖；W及
[0059] 圖38是用于對泡沫產品進行塑形的旋轉切割工具的示例性實施例的剖視圖。
【具體實施方式】
[0060] 圖1示出泡沫板110的示例性實施例，諸如擠塑聚苯乙締板。泡沫板可由多種不同 材料制成。例如，泡沫板110可由多種熱塑性材料制成。在一個示例性實施例中，泡沫板110 是聚苯乙締泡沫板，諸如擠塑聚苯乙締泡沫板或膨脹聚苯乙締泡沫板。所示泡沫板110是矩 形的，具有間隔開厚度t的第一主面表面112和第二主面表面114。泡沫板110具有在第一主 表面112和第二主表面114之間延伸的側緣116、118、120、122。主表面112、114都可包括在擠 塑過程期間形成的皮124。擠塑皮124是比板的內部泡沫部分126致密的一層聚苯乙締材料。 就是說，薄擠塑皮基本是實屯、的，而泡沫部分126包括膨脹的泡沫單元。合適的泡沫板110的 例子包括可從Owens Corning購買的FOAMULAR?的擠塑聚苯乙締隔熱產品。
[0061] 在一個實施例中，預期泡沫板110是分子量在約100,000和約350,000之間的工程 擠塑聚苯乙締(XPS)泡沫。在一個實施例中，泡沫板110的分子量在約120,000和約150,000 之間，并且由回收的膨脹聚苯乙締制成。然而，在其他實施例中可考慮使用其他泡沫。并且， 預期泡沫板110的尺寸形成為約600mm至約1524mm寬X約1200mm至約2769mm長。板還可W是 由任何熱塑性聚合物材料制成的任何片料。
[0062] 圖2是泡沫板110的剖視圖。在一個示例性實施例中，圖1中的剖面線2-2垂直于擠 塑板110的方向。就是說，在本示例性實施例中，剖面2-2橫跨擠塑泡沫板的寬度。圖2圖示橫 跨擠塑聚苯乙締泡沫板110的寬度在第一主表面112和第二主表面114中通常存在表面變化 200。在圖2中夸大了表面變化，W清楚顯示表面變化200的存在。
[0063] 在本申請中，平面度是具有在一個平面內的所有要素點的表面的情況。一般而言， 平面度變化具體說明由兩個平行平面(表面處于其內）限定的變化區。在圖2所示的例子中， 平面度變化Fl是兩個平行平面202、204(表面114處于其間）之間的距離。在一個示例性實施 例中，2英尺長乘2英尺寬的板110的主表面112和/或主表面114的平面