通過發泡注塑制造模制品的方法、由發泡的熱塑性塑料制成的模制品及其用途技術

本發明專利技術涉及通過發泡注塑制造模制品(50)的方法，其中通過熱塑性塑料的熔融提供塑料熔體(18)，其中向塑料熔體(18)中裝載發泡劑(22)，且其中將載有發泡劑(22)的塑料熔體(18)在壓力下注入模具(28)的腔室(26)，以使塑料熔體(18)填滿在行經腔室(26)的熔體前沿(34)后方的腔室(26)，其中調節將塑料熔體(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序過程中的一個時間點，在熔體前沿(34)面后的時間間隔最多0.15秒的區域(40)中，塑料熔體(18)在腔室(26)中的內壓大于發泡劑(22)的臨界壓力。本發明專利技術還涉及由發泡的熱塑性塑料制成的模制品(50)，其中模制品(50)具有的表面區域具有由發泡的熱塑性塑料形成的光學結構化，其在流動方向上測得的光澤度和與流動方向橫向測得的光澤度的平均比率低于1.9，優選低于1.5，特別低于1.2。本發明專利技術還涉及這種模制品的用途。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及通過發泡注塑制造模制品的方法，其中通過熱塑性塑料的熔融提供塑料熔體，其中向該塑料熔體中裝載發泡劑，且其中將載有發泡劑的塑料熔體在壓力下注入模具腔室以使塑料熔體填滿在行經腔室的熔體前沿后方的腔室。本專利技術還涉及由發泡的熱塑性塑料制成的模制品，其特別通過發泡注塑制成，優選可通過上述方法制成。本專利技術還涉及這種模制品的用途。注塑法（發泡注塑）或擠出法（發泡擠出）中的熱塑性塑料體系的發泡是已有幾十年歷史的現有技術。在此主要區分化學和物理發泡法。在化學發泡的過程中，將特定劑量的合適發泡劑添加到丸粒形式的熱塑性塑料中，并借助注塑或擠出法過程中的高溫發生反應并釋放使熱塑性塑料發泡的氣體。在主要用于注射工藝的物理發泡的情況下，有各種計量加入發泡劑的工業方法。常見方法的一個實例在于在用于傳送塑料熔體的螺桿附近向液態塑料熔體中引入超臨界狀態的氣體，如氮氣或二氧化碳。借助專門設計的螺桿幾何，在該熱塑性塑料的注射前在高壓下實現充分混合，以使氣體在塑料熔體中非常均勻地分布（超臨界溶液）。當塑料熔體從螺桿送入腔室時，在該塑料熔體中發生顯著壓降，因此將超臨界氣體轉化成亞臨界狀態并可膨脹形成微小氣泡，并由此使該熱塑性塑料發泡。由此制成的模制品含有具有由這些微小氣泡帶來的微孔結構的芯。發泡的熱塑性塑料的性質大多明顯不同于緊密的注塑或擠出熱塑性塑料的性質。使用發泡工藝的常見原因在于，可以在其體積保持相同的同時降低模制品的重量。還可以顯著改進基于重量的特定機械性質，特別例如抗彎剛度和抗扭剛度。發泡的熱塑性塑料的另一優點在于載有發泡劑的塑料熔體在模具腔室中發泡的過程中具有純塑料熔體低的粘度。由此特別可以實現具有又長又窄的流徑的模制品的更好填充。發泡的熱塑性塑料不僅具有所提到的機械和流變優點，還具有極好的隔絕性質。通過與非發泡的塑料相比的額外減重，因此也可以在構造上有利地制造具有高壁厚度和極好隔絕性質的模制品。發泡工藝，特別是發泡注塑的一個主要缺點在于，由這些工藝制成的模制品具有非常不均勻和粗糙的表面。模制品的不均勻表面由在發泡工藝的過程中可能出現的非常多樣的表面缺陷造成。這些缺陷取決于非常多的因素，并在現有技術中難以預知。例如，加工參數，如注射速度、模具溫度、氣體填充等具有強烈影響；但是，模制品本身的幾何，例如模制品的厚度、斷裂處（Ausbruch）或接片（Steg）、壁厚度、裂縫等也會對表面缺陷產生巨大影響。為了遮蓋模制品上的表面缺陷以改善它們的光學外觀，在現有技術中已經作出各種嘗試并具有各種成功。在發泡擠出的情況下，可以例如使用非發泡的共擠層，其遮蓋發泡芯的缺陷。在發泡注塑的情況下，可以例如在模具腔室內使用反壓，其防止在熔體前沿從載有發泡劑的塑料熔體中釋出氣體，以致可形成封閉的覆蓋層。還已經發現，模具壁的高溫對所得模制品的表面品質具有有利影響。在簡單模制品幾何的情況下，還常將薄膜插入模具腔室，然后用發泡的熱塑性塑料進行后注塑，并遮蓋發泡的表面。但是，遮蓋表面缺陷的這些方法在一些情況下非常復雜并有時僅部分成功，或影響模制品表面的性質。在現有技術中對通過發泡注塑法制成的模制品的需求量原則上很大，因為該材料具有上述有利性質。但是，這些模制品應同時具有光學上有吸引力的表面，并且盡可能不對制造工藝作出復雜修改。由上述現有技術出發，本專利技術的一個目的是提供通過發泡注塑制造模制品的方法，以及提供通過發泡注塑制成的模制品，用其可實現該模制品的光學上有吸引力的表面，特別是避免上述現有技術的缺點。根據本專利技術，在通過發泡注塑制造模制品的方法中，其中通過熱塑性塑料的熔融提供塑料熔體，其中向所述塑料熔體中裝載發泡劑，且其中將載有發泡劑的塑料熔體在壓力下注入模具腔室以使塑料熔體填滿在行經腔室的熔體前沿后方的腔室，至少部分地通過以下方式實現此目的：調節將塑料熔體注入模具腔室的注射速度以使至少在注射程序過程中的一個時間點，在熔體前沿面后的時間間隔最多0.15秒的區域中，塑料熔體在腔室中的內壓大于發泡劑的臨界壓力。在發泡注塑中，將載有發泡劑的塑料熔體在壓力下注入模具腔室。為此，該模具具有至少一個注射孔，在其上連接用于經模具注射孔注入塑料熔體的注射裝置。模具腔室包含相當于要制造的模制品的負形的模制品區以及通常至少一個將所述至少一個注射孔連向模制品區的進料道。如果存在多個注射孔，可相應地存在多個進料道。進料道也可設計成分配通道，其將所述至少一個注射孔連向模制品區的多個位置。術語澆口用于描述在注射后已凝固在進料道中并連接到實際模制品上的塑料熔體。在進一步使用該模制品前，通常例如通過鋸切、折斷、切割等除去這種澆口，以獲得具有所需形狀的實際模制品。術語澆口痕（Angusspunkt）用于描述從澆口到實際模制品的過渡。將塑料熔體注入模具腔室的注射速度在此是指將塑料熔體輸送到模具注射孔的速度。例如，可以使用螺桿輸送機將塑料熔體輸送到模具注射孔。螺桿輸送機的螺桿可以首先將填充腔室所需的量的塑料熔體輸送到螺桿前的腔室中。在注射過程中，該螺桿可隨后平移向前移動，以使其以活塞方式將塑料熔體經注射孔壓入腔室。注射速度在此相當于螺桿向前移動的速度。由于在螺桿的特定平移速度下輸送到注射孔的塑料熔體量還依賴于各螺桿輸送機的橫截面，在上述方法中設定的注射速度是設備依賴性的。對特定模具應設定的注射速度因此不僅可取決于模具的幾何，還可取決于將塑料熔體輸送到模具注射孔的機器的幾何。因此在每種情況下可以確定對預定模具、預定塑料熔體和用于將塑料熔體輸送到注射孔的預定機器應設定的注射速度。塑料熔體的內壓是指塑料熔體內的位置依賴性的局部動態背壓（Staudruck）。在注射程序的過程中，在塑料熔體中出現取決于注射速度的壓力分布，其中塑料熔體的內壓從用于引入塑料熔體的腔室注射孔至熔體前沿降低。塑料熔體在熔體前沿處的內壓由于該模具的剩余未填充腔室中的氣體的可能的反壓產生，因此通常相對小，特別接近0巴或環境壓力/大氣壓。熔體前沿面在此優選是指熔體前沿的連貫面（zusammenh?ngend），例如在腔室的特定子區域中向前移動的熔體前沿面。在這一熔體前沿面后的時間間隔最多0.15秒的區域是指塑料熔體內的在給定時間點位于某一位置的區域：該位置在腔室內并且相應的熔體前沿面在這一時間點前最多0.15秒時存在于該位置。換言之，這一區域與相應熔體前沿面的空間間隔相當于該熔體前沿面在最多0.15秒內行進的距離。如果例如相關的熔體前沿面以100mm/s的恒速移過腔室，容許相關區域與熔體前沿之間的距離為本文檔來自技高網...

【技術保護點】
通過發泡注塑制造模制品(50)的方法，??其中通過熱塑性塑料的熔融提供塑料熔體(18)，??其中向塑料熔體(18)中裝載發泡劑(22)，且??其中將載有發泡劑(22)的塑料熔體(18)在壓力下注入模具(28)的腔室(26)以使塑料熔體(18)填滿在行經腔室(26)的熔體前沿(34)后方的腔室(26)，其特征在于??調節將塑料熔體(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序過程中的一個時間點，在熔體前沿(34)面后的時間間隔最多0.15秒的區域(40)中，塑料熔體(18)在腔室(26)中的內壓大于發泡劑(22)的臨界壓力。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2013.10.02 EP 13187158.41.通過發泡注塑制造模制品(50)的方法，
-其中通過熱塑性塑料的熔融提供塑料熔體(18)，
-其中向塑料熔體(18)中裝載發泡劑(22)，且
-其中將載有發泡劑(22)的塑料熔體(18)在壓力下注入模具(28)的腔室(26)以使塑
料熔體(18)填滿在行經腔室(26)的熔體前沿(34)后方的腔室(26)，
其特征在于
-調節將塑料熔體(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序過
程中的一個時間點，在熔體前沿(34)面后的時間間隔最多0.15秒的區域(40)中，塑料熔體
(18)在腔室(26)中的內壓大于發泡劑(22)的臨界壓力。
2.如權利要求1中所述的方法，其特征在于至少在注射程序過程中的一個時間點塑料
熔體(18)的內壓大于發泡劑(22)的臨界壓力的區域(40)在熔體前沿(34)面后最多0.1秒，
特別是最多0.05秒的時間間隔。
3.如權利要求1或2中所述的方法，其特征在于所述熱塑性塑料是透明塑料，特別是選
自下列組或包含來自這組的至少一種塑料的透明塑料：聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲
基丙烯酸甲酯（PMMA）、苯乙烯-丙烯腈（SAN）、環烯烴共聚物（COC）、透明聚酰胺（PA）、透明聚
酯例如A-PET（非晶PET、含有5%環己烷二甲醇或新戊二醇的PET）、PEN（聚萘二甲酸乙二醇
酯）、PTT（聚對苯二甲酸丙二醇酯）、PETG（對苯二甲酸；乙二醇/環己烷二甲醇）、由對苯二
甲酸與環己烷二甲醇和四甲基環丁二醇制成的聚酯或這些聚合物的混合物。
4.如權利要求1至3任一項中所述的方法，其特征在于所述熱塑性塑料選自下列組或至
少包含來自這組的至少一種塑料：聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯
（PMMA）、環烯烴共聚物（COC）、苯乙烯-丙烯腈（SAN）、透明聚酰胺（PA）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯
醚（PPE）或它們的混合物。
5.如權利要求1至4任一項中所述的方法，其特征在于通過將氣體，特別是氮氣或二氧
化碳引入塑料熔體而向塑料熔體(18)中裝載發泡劑(22)。
6.如權利要求1至5任一項中所述的方法，其特征在于在注入腔室(26)前，載有發泡劑
的塑料熔體(18)中的發泡劑(22)濃度在化學發泡劑的情況下為0.5至3重量%，在...

【專利技術屬性】
技術研發人員：U格羅澤，J黑爾米希，T舒爾茨，T格里姆，L溫克勒，
申請(專利權)人：科思創德國股份有限公司，
類型：發明
國別省市：德國;DE