本发明专利技术的名称是通过在塑化期间溶解气体在注塑成型的固体零件中生产较长纤维的方法。本公开内容涉及固体零件，以及制造固体零件的装置和方法。方法包括将玻璃纤维填充的聚合物材料引入至注塑成型机的料斗，其中玻璃纤维具有预成型长度，熔融玻璃纤维填充的聚合物材料以在塑化单元中形成熔体，使用起泡剂增压注塑成型机的塑化单元，将起泡剂溶解入熔体，将熔体注入模具型腔直到100％体积，和形成固体零件。件。件。
【技术实现步骤摘要】
通过在塑化期间溶解气体在注塑成型的固体零件中生产较长纤维的方法
[0001]本申请为分案申请，原申请的申请日是2016年8月30日、申请号是201680055432.X、专利技术名称为“通过在塑化期间溶解气体在注塑成型的固体零件中生产较长纤维的方法”。
[0002]相关申请的交叉引用
[0003]本申请要求2015年9月4日提交的美国专利申请号62/214,642的权益和优先权，其由此通过引用以其全部并入本文。
技术介绍
[0004]1.领域
[0005]本公开内容涉及利用改进的发泡注塑成型过程生产固体零件的方法；具体地涉及利用改进的发泡注塑成型过程生产具有较长纤维的固体零件的装置和方法；并且更具体地涉及通过利用产生较长纤维的改进的发泡注塑成型过程的装置和/或方法生产的固体零件。
[0006]2.相关技术
[0007]形成的聚合物零件(例如，汽车零件)期望重量较轻而不降低零件的机械或物理性质。然而，使用长玻璃纤维填充的材料的注塑成型通常导致大量纤维断裂以及机械性质比如强度、刚度、和抗冲击性的本征损耗。泡沫注塑成型可以提供与通过其它方法形成的零件比较更轻重量的零件，但是使用长玻璃纤维填充的材料的泡沫注塑成型还通常导致大量纤维断裂以及机械性质比如强度、刚度、和抗冲击性的本征损耗。
[0008]更具体地，长玻璃填充的材料的加工是复杂的过程，其中硬件和加工参数对最小化在材料塑化期间的纤维断裂是至关重要的。熟知如果使用适当的工具指南，则大多数纤维断裂在塑化期间在筒/螺杆中发生。经常可以通过使用非常温和的塑化设置——其导致较长的周期时间——或通过利用特殊的器材比如特殊的长纤维增强热塑性材料螺杆或预热处理来减少纤维断裂。所有这些措施减小操作窗口并且增加总体零件成本，因而降低长纤维增强热塑性材料竞争力。将气体溶解入聚合物熔体被用于使得产物能够发泡。为了实现这个目标，需要熔体和气体的良好均质化，但是现有技术水平需要使用苛刻的混合条件，导致较严重的纤维断裂。
[0009]因而，本领域对如下存在需要：固体零件、用于制造固体零件的装置、和用于制造固体零件的方法，所述固体零件由具有有限断裂的玻璃纤维的纤维填充的材料制成以便最大化机械性能。
技术实现思路
[0010]根据本公开内容的一方面，提供了制造固体零件的方法，其中固体零件中玻璃纤维的成型后长度大于在未增压塑化单元的情况下制造的类似尺寸的固体零件中玻璃纤维的成型后长度，方法包括将玻璃纤维填充的聚合物材料引入至注塑成型机的料斗，其中玻
璃纤维具有预成型长度，熔融玻璃纤维填充的聚合物材料以在塑化单元中形成熔体，使用起泡剂增压注塑成型机的塑化单元，将起泡剂溶解入熔体，将熔体注入模具型腔(mold cavity)直到100％体积，和形成固体零件。
[0011]方法可以进一步包括在将熔体注入模具型腔后给模具型腔施加保压压力。方法可以进一步在将熔体注入模具型腔后给模具型腔施加保压压力以限制溶解的起泡剂膨胀，并且限制在固体零件中形成泡沫。在一方面，固体零件中玻璃纤维的成型后长度大于在未使用描述的气体溶解的情况下制造的类似尺寸的固体零件中玻璃纤维的成型后长度。起泡剂可以是气态起泡剂。起泡剂可以是来自氮气、氧气、二氧化碳气体的至少一种，和包括前述中的至少一种的组合。聚合物材料可以是来自聚碳酸酯、聚丙烯、聚芳酯、聚酯、聚苯醚、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氯乙烯、聚硅氧烷的至少一种，和包括前述中的至少一种的组合。
[0012]根据本公开内容的另一方面，配置为生产固体零件的注塑成型装置包括料斗，其配置为引入玻璃纤维填充的聚合物材料，其中玻璃纤维具有预成型长度；塑化单元，其配置为熔融玻璃纤维填充的聚合物材料以形成熔体；气体源，其配置为使用起泡剂增压注塑成型装置的塑化单元；和塑化单元，其进一步配置为将熔体递送入模具型腔直到100％体积以形成固体零件。
[0013]装置可以进一步包括在注塑成型装置的筒和料斗之间布置的气闸。气闸可以包括多个阀，其配置为控制粒料的递送和维持塑化单元内的压力。起泡剂可以是气态起泡剂。塑化单元可以被进一步配置以便固体零件中玻璃纤维的成型后长度大于在无增压的塑化单元和溶解的气体的情况下制造的类似尺寸的固体零件中玻璃纤维的成型后长度。起泡剂可以是来自氮气、氧气、二氧化碳气体的至少一种，和包括前述中的至少一种的组合。聚合物材料可以是来自聚碳酸酯、聚丙烯、聚芳酯、聚酯、聚苯醚、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氯乙烯、聚硅氧烷的至少一种，和包括前述中的至少一种的组合。气闸可以包括起泡剂输入口(input)，其配置为接收起泡剂和维持塑化单元内的压力。装置在任何上面的方面可以进一步包括控制器，其配置为控制下列中的至少一种：至少一个加热器、气体源、塑化单元、和多个阀。
[0014]本公开内容的另外的特征、优势、和方面可以通过考虑下列具体实施方式、附图、和所附权利要求而阐明或变得明显。而且，理解前述
技术实现思路
和下列具体实施方式二者是示例性的并且意欲提供进一步的说明而不限制如要求保护的公开内容的范围。
附图说明
[0015]附图，其被包括以提供对本公开内容的进一步理解，被并入和构成本说明书的一部分，图解了本公开内容的方面并且连同具体实施方式用来说明本公开内容的原理。不试图与基本理解本公开内容必需的相比更详细地和以它可以实践的各种方式显示本公开内容的结构细节。在附图中：
[0016]图1显示了根据本公开内容的原理构造的注塑成型筒/螺杆。
[0017]图2显示了根据本公开内容的原理构造的料斗和气闸。
[0018]图3显示了根据本公开内容的原理构造的控制器。
[0019]图4显示了使用根据本公开内容的原理的气体溶解技术的方法。
[0020]图5针对共聚物(CP)样品显示了在使用和不使用根据本公开内容的原理的气体溶解技术(DT)的情况下基板(plaque)中央的长度加权平均纤维长度(Lw)的测试结果。
[0021]图6针对均聚物(HP)样品显示了在使用和不使用根据本公开内容的原理的气体溶解技术(DT)的情况下基板中央的长度加权平均纤维长度(Lw)的测试结果。
具体实施方式
[0022]参考在附图中描述和/或图解并且在下列说明中详细描述的非限制性方面和实例更充分地说明了本公开内容的方面以及其多个特征和优势细节。应当注意在附图中图解的特征不一定按比例绘制，并且一方面的特征可以与如技术人员将认识到的其它方面一起被采用，即使本文没有明确地说明。可以省略熟知的组件和加工技术的描述，以便于未不必要地模糊本公开内容的方面。本文使用的实例仅仅意欲促进对本公开内容可能实践的方式的理解，并且进一步使得本领域技术人员能够实践本公开内容的方面。因此，本文的实例和方面不应当解释为限制本公开内容的范围，其仅由所附权利要求和适用的法律限定。而且，注意贯穿附图的几种视角本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.制造固体零件的方法，所述方法包括：将长玻璃纤维填充的聚合物材料引入至注塑成型机的料斗，其中所述玻璃纤维具有预成型长度；通过选择性地操作在气闸中布置的多个阀而控制所述长玻璃纤维填充的聚合物材料通过所述气闸的递送和维持所述塑化单元内的压力；使用在所述注塑成型机的筒和所述料斗之间安装的密封件和所述气闸密封所述塑化单元，其中所述密封件在所述塑化单元的螺杆和缸体之间定位以防止在所述螺杆的末端处损耗起泡剂；熔融所述玻璃纤维填充的聚合物材料以在塑化单元中形成熔体；使用起泡剂增压所述注塑成型机的所述塑化单元，并在塑化期间施加大于所述增压压力至少5巴并在所述起泡剂的临界点以下的反压；在塑化期间将所述起泡剂溶解入所述熔体；将所述熔体注入模具型腔直到100％体积；和通过在将所述熔体注入所述模具型腔后给所述模具型腔施加保压压力形成所述固体零件，选择所述保压压力以维持所述起泡剂在其临界点以下，其中所述固体零件中玻璃纤维的成型后长度大于在未增压塑化单元，未使所述起泡剂超临界和未将所述起泡剂溶解入所述熔体的情况下制造的类似尺寸的固体零件中玻璃纤维的成型后长度，由于苛刻的混合条件导致后一种玻璃纤维较严重的纤维断裂。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述保压压力经选择以限制溶解的起泡剂膨胀和限制在所述固体零件中形成泡沫。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述起泡剂是来自氮气、氧气、二氧化碳气体的至少一种，和包括前述中的至少一种的组合。4.根据权利要求1所述的方法，其中所述聚合物材料是来自以下中的至少一种：聚碳酸酯、聚丙烯、聚芳酯、聚酯、聚苯醚、聚苯乙烯、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚醚、聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚砜、聚醚酮、聚醚醚酮、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚氯乙烯、聚硅氧烷、和包括前述中的至少一种的组合。5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括将恒定的气体压力施加入所述筒。6.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过在所述气闸中接收所述起泡剂来维持所述塑化单元内的压力并使用所述气闸维持所述压力。7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括使用控制器控制下列中的至少一种：至少一个加热器、所述气体源、所述塑化单元和所述多个阀。8.通过权利要求1至7中任一项所述的方法制造的聚合物零件。9.根据权利要求8所述的聚合物零件，其中所述聚合物零件是实心的并且成形以100％填充所述模具型腔，并且其中所述聚合物零件包括长玻璃纤维填充的聚合物材料和溶解的气态起泡剂。10.根据权利要求8所述的聚合物零件，其中所述聚合物零件由以下中至少一种形成：聚碳酸酯、聚丙烯、聚芳酯、聚酯、聚苯醚、聚苯乙烯、丙烯...
【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：沙特基础工业全球技术公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。