通过发泡注塑制造模制品的方法、由发泡的热塑性塑料制成的模制品及其用途技术

本发明专利技术涉及通过发泡注塑制造模制品(50)的方法，其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体(18)，其中向塑料熔体(18)中装载发泡剂(22)，且其中将载有发泡剂(22)的塑料熔体(18)在压力下注入模具(28)的腔室(26)，以使塑料熔体(18)填满在行经腔室(26)的熔体前沿(34)后方的腔室(26)，其中调节将塑料熔体(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序过程中的一个时间点，在熔体前沿(34)面后的时间间隔最多0.15秒的区域(40)中，塑料熔体(18)在腔室(26)中的内压大于发泡剂(22)的临界压力。本发明专利技术还涉及由发泡的热塑性塑料制成的模制品(50)，其中模制品(50)具有的表面区域具有由发泡的热塑性塑料形成的光学结构化，其在流动方向上测得的光泽度和与流动方向横向测得的光泽度的平均比率低于1.9，优选低于1.5，特别低于1.2。本发明专利技术还涉及这种模制品的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及通过发泡注塑制造模制品的方法，其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体，其中向该塑料熔体中装载发泡剂，且其中将载有发泡剂的塑料熔体在压力下注入模具腔室以使塑料熔体填满在行经腔室的熔体前沿后方的腔室。本专利技术还涉及由发泡的热塑性塑料制成的模制品，其特别通过发泡注塑制成，优选可通过上述方法制成。本专利技术还涉及这种模制品的用途。注塑法（发泡注塑）或挤出法（发泡挤出）中的热塑性塑料体系的发泡是已有几十年历史的现有技术。在此主要区分化学和物理发泡法。在化学发泡的过程中，将特定剂量的合适发泡剂添加到丸粒形式的热塑性塑料中，并借助注塑或挤出法过程中的高温发生反应并释放使热塑性塑料发泡的气体。在主要用于注射工艺的物理发泡的情况下，有各种计量加入发泡剂的工业方法。常见方法的一个实例在于在用于传送塑料熔体的螺杆附近向液态塑料熔体中引入超临界状态的气体，如氮气或二氧化碳。借助专门设计的螺杆几何，在该热塑性塑料的注射前在高压下实现充分混合，以使气体在塑料熔体中非常均匀地分布（超临界溶液）。当塑料熔体从螺杆送入腔室时，在该塑料熔体中发生显著压降，因此将超临界气体转化成亚临界状态并可膨胀形成微小气泡，并由此使该热塑性塑料发泡。由此制成的模制品含有具有由这些微小气泡带来的微孔结构的芯。发泡的热塑性塑料的性质大多明显不同于紧密的注塑或挤出热塑性塑料的性质。使用发泡工艺的常见原因在于，可以在其体积保持相同的同时降低模制品的重量。还可以显著改进基于重量的特定机械性质，特别例如抗弯刚度和抗扭刚度。发泡的热塑性塑料的另一优点在于载有发泡剂的塑料熔体在模具腔室中发泡的过程中具有纯塑料熔体低的粘度。由此特别可以实现具有又长又窄的流径的模制品的更好填充。发泡的热塑性塑料不仅具有所提到的机械和流变优点，还具有极好的隔绝性质。通过与非发泡的塑料相比的额外减重，因此也可以在构造上有利地制造具有高壁厚度和极好隔绝性质的模制品。发泡工艺，特别是发泡注塑的一个主要缺点在于，由这些工艺制成的模制品具有非常不均匀和粗糙的表面。模制品的不均匀表面由在发泡工艺的过程中可能出现的非常多样的表面缺陷造成。这些缺陷取决于非常多的因素，并在现有技术中难以预知。例如，加工参数，如注射速度、模具温度、气体填充等具有强烈影响；但是，模制品本身的几何，例如模制品的厚度、断裂处（Ausbruch）或接片（Steg）、壁厚度、裂缝等也会对表面缺陷产生巨大影响。为了遮盖模制品上的表面缺陷以改善它们的光学外观，在现有技术中已经作出各种尝试并具有各种成功。在发泡挤出的情况下，可以例如使用非发泡的共挤层，其遮盖发泡芯的缺陷。在发泡注塑的情况下，可以例如在模具腔室内使用反压，其防止在熔体前沿从载有发泡剂的塑料熔体中释出气体，以致可形成封闭的覆盖层。还已经发现，模具壁的高温对所得模制品的表面品质具有有利影响。在简单模制品几何的情况下，还常将薄膜插入模具腔室，然后用发泡的热塑性塑料进行后注塑，并遮盖发泡的表面。但是，遮盖表面缺陷的这些方法在一些情况下非常复杂并有时仅部分成功，或影响模制品表面的性质。在现有技术中对通过发泡注塑法制成的模制品的需求量原则上很大，因为该材料具有上述有利性质。但是，这些模制品应同时具有光学上有吸引力的表面，并且尽可能不对制造工艺作出复杂修改。由上述现有技术出发，本专利技术的一个目的是提供通过发泡注塑制造模制品的方法，以及提供通过发泡注塑制成的模制品，用其可实现该模制品的光学上有吸引力的表面，特别是避免上述现有技术的缺点。根据本专利技术，在通过发泡注塑制造模制品的方法中，其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体，其中向所述塑料熔体中装载发泡剂，且其中将载有发泡剂的塑料熔体在压力下注入模具腔室以使塑料熔体填满在行经腔室的熔体前沿后方的腔室，至少部分地通过以下方式实现此目的：调节将塑料熔体注入模具腔室的注射速度以使至少在注射程序过程中的一个时间点，在熔体前沿面后的时间间隔最多0.15秒的区域中，塑料熔体在腔室中的内压大于发泡剂的临界压力。在发泡注塑中，将载有发泡剂的塑料熔体在压力下注入模具腔室。为此，该模具具有至少一个注射孔，在其上连接用于经模具注射孔注入塑料熔体的注射装置。模具腔室包含相当于要制造的模制品的负形的模制品区以及通常至少一个将所述至少一个注射孔连向模制品区的进料道。如果存在多个注射孔，可相应地存在多个进料道。进料道也可设计成分配通道，其将所述至少一个注射孔连向模制品区的多个位置。术语浇口用于描述在注射后已凝固在进料道中并连接到实际模制品上的塑料熔体。在进一步使用该模制品前，通常例如通过锯切、折断、切割等除去这种浇口，以获得具有所需形状的实际模制品。术语浇口痕（Angusspunkt）用于描述从浇口到实际模制品的过渡。将塑料熔体注入模具腔室的注射速度在此是指将塑料熔体输送到模具注射孔的速度。例如，可以使用螺杆输送机将塑料熔体输送到模具注射孔。螺杆输送机的螺杆可以首先将填充腔室所需的量的塑料熔体输送到螺杆前的腔室中。在注射过程中，该螺杆可随后平移向前移动，以使其以活塞方式将塑料熔体经注射孔压入腔室。注射速度在此相当于螺杆向前移动的速度。由于在螺杆的特定平移速度下输送到注射孔的塑料熔体量还依赖于各螺杆输送机的横截面，在上述方法中设定的注射速度是设备依赖性的。对特定模具应设定的注射速度因此不仅可取决于模具的几何，还可取决于将塑料熔体输送到模具注射孔的机器的几何。因此在每种情况下可以确定对预定模具、预定塑料熔体和用于将塑料熔体输送到注射孔的预定机器应设定的注射速度。塑料熔体的内压是指塑料熔体内的位置依赖性的局部动态背压（Staudruck）。在注射程序的过程中，在塑料熔体中出现取决于注射速度的压力分布，其中塑料熔体的内压从用于引入塑料熔体的腔室注射孔至熔体前沿降低。塑料熔体在熔体前沿处的内压由于该模具的剩余未填充腔室中的气体的可能的反压产生，因此通常相对小，特别接近0巴或环境压力/大气压。熔体前沿面在此优选是指熔体前沿的连贯面（zusammenh?ngend），例如在腔室的特定子区域中向前移动的熔体前沿面。在这一熔体前沿面后的时间间隔最多0.15秒的区域是指塑料熔体内的在给定时间点位于某一位置的区域：该位置在腔室内并且相应的熔体前沿面在这一时间点前最多0.15秒时存在于该位置。换言之，这一区域与相应熔体前沿面的空间间隔相当于该熔体前沿面在最多0.15秒内行进的距离。如果例如相关的熔体前沿面以100mm/s的恒速移过腔室，容许相关区域与熔体前沿之间的距离为本文档来自技高网...

【技术保护点】
通过发泡注塑制造模制品(50)的方法，‑ 其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体(18)，‑ 其中向塑料熔体(18)中装载发泡剂(22)，且‑ 其中将载有发泡剂(22)的塑料熔体(18)在压力下注入模具(28)的腔室(26)以使塑料熔体(18)填满在行经腔室(26)的熔体前沿(34)后方的腔室(26)，其特征在于‑ 调节将塑料熔体(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序过程中的一个时间点，在熔体前沿(34)面后的时间间隔最多0.15秒的区域(40)中，塑料熔体(18)在腔室(26)中的内压大于发泡剂(22)的临界压力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.02 EP 13187158.41.通过发泡注塑制造模制品(50)的方法，
-其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体(18)，
-其中向塑料熔体(18)中装载发泡剂(22)，且
-其中将载有发泡剂(22)的塑料熔体(18)在压力下注入模具(28)的腔室(26)以使塑
料熔体(18)填满在行经腔室(26)的熔体前沿(34)后方的腔室(26)，
其特征在于
-调节将塑料熔体(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序过
程中的一个时间点，在熔体前沿(34)面后的时间间隔最多0.15秒的区域(40)中，塑料熔体
(18)在腔室(26)中的内压大于发泡剂(22)的临界压力。
2.如权利要求1中所述的方法，其特征在于至少在注射程序过程中的一个时间点塑料
熔体(18)的内压大于发泡剂(22)的临界压力的区域(40)在熔体前沿(34)面后最多0.1秒，
特别是最多0.05秒的时间间隔。
3.如权利要求1或2中所述的方法，其特征在于所述热塑性塑料是透明塑料，特别是选
自下列组或包含来自这组的至少一种塑料的透明塑料：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）、环烯烃共聚物（COC）、透明聚酰胺（PA）、透明聚
酯例如A-PET（非晶PET、含有5%环己烷二甲醇或新戊二醇的PET）、PEN（聚萘二甲酸乙二醇
酯）、PTT（聚对苯二甲酸丙二醇酯）、PETG（对苯二甲酸；乙二醇/环己烷二甲醇）、由对苯二
甲酸与环己烷二甲醇和四甲基环丁二醇制成的聚酯或这些聚合物的混合物。
4.如权利要求1至3任一项中所述的方法，其特征在于所述热塑性塑料选自下列组或至
少包含来自这组的至少一种塑料：聚碳酸酯（PC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯
（PMMA）、环烯烃共聚物（COC）、苯乙烯-丙烯腈（SAN）、透明聚酰胺（PA）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯
醚（PPE）或它们的混合物。
5.如权利要求1至4任一项中所述的方法，其特征在于通过将气体，特别是氮气或二氧
化碳引入塑料熔体而向塑料熔体(18)中装载发泡剂(22)。
6.如权利要求1至5任一项中所述的方法，其特征在于在注入腔室(26)前，载有发泡剂
的塑料熔体(18)中的发泡剂(22)浓度在化学发泡剂的情况下为0.5至3重量%，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：U格罗泽，J黑尔米希，T舒尔茨，T格里姆，L温克勒，
申请(专利权)人：科思创德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE