照射和成型单元制造技术

本发明专利技术涉及一种用于固化可光固化的聚合体组合物的可被冷却的照射和成型单元，一种通过使用可被冷却的照射和成型单元来制备固化聚合体成型品或被固化的聚合体的覆盖的物品的方法，以及此照射单元用于制备聚合体成型品或聚合体覆盖物的应用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于固化可光固化的聚合体组合物的可被冷却的照射和成型单元，一种通过使用可被冷却的照射和成型单元来制备固化聚合体成型品或被固化的聚合体的覆盖的物品的方法，以及此照射单元用于制备聚合体成型品或聚合体覆盖物的应用。【专利说明】照射和成型单元本专利技术涉及一种具有一个或多个用于固化可光固化的聚合体组合物的紫外光源的照射和成型单元。本专利技术的照射和成型单元使得聚合体成型品或聚合物覆盖物、尤其是硅树脂成型物能够在连续的或成批次的工艺中高度有效地生产。本专利技术的照射和成型单元尤其增加了源自于聚合体成型材料、尤其是源自于聚丙烯酸酯的透明铸品的寿命。暴露于直接辐射(例如常规的配有汞灯、具有宽的辐射光谱的紫外光源)之下的聚丙烯酸酯成型品在几次成型之后变形、变色，降低了其在被照射表面的紫外线透射率，因此到目前为止必须在短期使用之后被更换。因为奢侈地生产的高精度的铸模腔或大体积的铸模，这是不经济的。然而，根据例如从聚丙烯酸酯生产铸模的成本，希望有至少50次、优选至少100次成型或照射固化的应用而不导致紫外线透射率和固化率的显著降低。本专利技术的照射和成型单元尤其可用于源自于可光固化聚合物的成型物的生产，尤其是可用于弹性体成型物、热固成型物、热塑性成型物或热塑性弹性体的成型物的生产。另外，本专利技术的照射和成型单元应尽可能地小巧，这是许多注射成型机器的结构所要求的。因此，本专利技术的照射单元被紧固至注射成型机器中相应提供的铸模夹持装置。在此位置，可光固化的聚合体组合物的机器控制的铸模腔的填料、打开和关闭是可能的。与之相比，较大体积的照射单元会需要带有相应大的铸模夹持装置的复杂的注射成型机器，其需要分别生产，导致费用显著增加。根据现有技术，具有透明窗口的铸模是已知的，其可考虑用于可光固化聚合体的成型和化学交联。US5401155描述了在前端具有光透射窗口的金属铸模，其与光源垂直地放置。US6627124主张一种用于生产透镜体的由两部分构成的铸模，其中一半铸模由透明材料构成。US5885514教导了一种在具有透明的上部和铸模下半部的密封板上成型和固化密封件的方法。US2007/141739A1 公开了用于发光二极管(light emitting diodes,LED’s)的封装的硅树脂成型的固化。由于常规光源产热多，源自于可光固化聚合体的带有目前现有的光源的较大的成型物的生产常常需要在现有的紫外光透射、透明元件和允许的照射光功率之间达成妥协。为了提供便宜、容易加工且耐用的光透射元件，即窗口，透明材料必须满足光进入的一系列要求。它们必须尽可能完全地允许所需波长的紫外光透射而没有吸收损耗。如果它们是成形铸模腔的部分，它们应该尤其可被简易成型加工。这意味着应设计想要的铸模壁的轮廓，并通过简单的方法进行加工。一方面，石英玻璃是理想的紫外光透射材料，其进一步是耐热和耐划伤的，然而，它很难通过表面加工的方法来成形，并且价格高昂。尽管用石英玻璃制造的透明元件肯定可以以减少机械应力和降低破损风险的方式用作铸模腔壁或在铸模中的进入窗口，然而此应用要符合一定的条件。必须考虑石英玻璃的脆性以及石英玻璃与一些可光固化聚合体之间的粘附力，通过这种粘附力它可以粘附地连接。这使固化之后成型物的分离复杂化。其他盐水玻璃或矿物玻璃有类似的优点和缺点。然而，这些材料非常适合简单设计的铸模腔或注射通道，其中较小的平面工件可作为透明窗口插入。透明的热塑性塑料可看作一种替代物，它并不足够耐热，并且在以前已知的紫外照射条件下其寿命过短。在紫外照射期间使用的光源通过不同的途径影响透明成型。一方面，紫外辐射的很短的波长范围导致聚合体结构的破坏，另一方面，用于紫外照射的光源中的产热或者尤其在IR范围中的辐射的量导致透明成型中产热的增加。由紫外光源导致的透明的铸造材料的加热造成了其膨胀，这消极地影响在其中生产的成型物的几何准确性。产热的问题肯定是随着本照射和成型单元被构造得更加小巧而更加严重。另一方面，有利的是，与石英玻璃相比，许多透明的热塑性塑料可被容易地加工成成形元件来用在成型通道或在铸模腔中或用于铸模腔(铸模腔)。因此，本专利申请的专利技术人为他们自己设定要解决的目标是提供一种照射和成型单元，其尽可能地小巧，但仍然是稳定的，其适用于多种注射成型机器。一种方法最初涉及所用的透明铸模的冷却，其通过将铸模与适宜的液态冷却剂接触，而不是在从紫外灯传输紫外光的领域，因为到目前为止，这被认为是对固化有害的。通过这种形式的冷却，热量在冷却媒介物和透明铸模之间的分界面自然地消散。通过成型材料内部的热传导，也实现了透明铸模的区域内的部分热消散，其是通过紫外光传输的。然而，实现的热消散仍被视为是不充分的，当然，尤其在不直接与液态冷却剂接触的区域内，尤其是透明区域内。本专利申请的专利技术人因此寻找了改善透明成型物、尤其是由热塑性材料制得的透明成型物的冷却的可能性，以结合可紫外固化的树脂组合物，并以此提高其耐用性。考虑了多种可能性，例如使用产热较少的LED紫外光源。然而，它们仍然通常产生过少的辐射能。在紫外辐射源自身冷却以减少热辐射中看到了另一可能性，如在US2002/011854KA1)的例子中所示。然而，这里的热消散、尤其在透明铸模的传输领域的领域中还是太少了。此外，紫外辐射源的冷却与技术设备的增加的复杂性相关联，与增加的费用相关联。出乎意料的是，本专利申请的专利技术人现在发现了一种最佳而便宜的冷却和与之相随的透明成型物的寿命增加是可能的。根据本专利技术的冷却装置的定位导致了铸模的较少的膨胀，并由此导致了形状的增加的精确性和固化成型物的尺寸的稳定性。随后描述的照射和成型单元能保留实现小巧设计的能力。它包括位于透明层和一个或多个紫外光源之间的液层。在其中，冷却液层没有固定于紫外光源，也不是其一部分，如在图1至图3中示意性地表示的。然而，冷却的铸模和紫外光源可任选地形成完整的照射单元。决定性因素是液态层的位置和定位。尤其出乎意料的是，随着此项安排，透明铸模中的可固化聚合体组合物的交联的速率并没有显著下降。进一步地，本透明成型品的冷却可通过液层和透明成型品之间的热传输或通过热和IR辐射(其是从紫外辐射源发射出的，而无需紫外辐射源上的特别的技术措施)的选择性吸收来实现。通过使用本专利技术的照射和成型单元，由于过度照射造成的透明成型元件的变形、变色和暗晦被强烈抑制了。本专利技术人进一步成功地创造了一种装置，其中尤其可使用热塑性紫外光透射元件，而无需给它们施加耐热的限制的负担，但是同时每次将高的光功率引入了要被固化的聚合体组合物。依据其兼容性(与可光固化聚合体的相互作用)，本透明元件可适合于可光固化的聚合体。因此，通过本专利技术的装置，可实现透明成型品的显著增加的寿命，导致了基于所用的能量和辐射功率的总体增加的紫外光输出。该装置通常允许具有低的工具温度的处理方法，其例如有利于当复合部件热敏感时，或当将要实施由塑料制成具有低耐热性的插入物的注射时的2-部件注射成型。进一步地，本专利技术允许用于制备光固化成型物的小巧的、完整的铸模的生产和应用，其中尽管叠加上了液层，本成型品的紫外透明材料足够使紫外光透射并且由于液层而展现出长的寿命，同时降低了脆性和暗晦的倾向性。本专利技术因此提供了一种照射(和成型)单元(以下简称为照射单元)本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于固化可光固化的聚合体组合物的照射和成型单元，包括：‑一个或多个用于照射至少一个透明层的紫外光源，所述透明层与可光固化的聚合体组合物接触，并位于紫外光源和可光固化的聚合体组合物之间，‑至少一个用于接收可光固化的聚合体组合物的铸模，以及‑至少一个液层，所述液层位于透明层和一个或多个紫外光源之间，且不永久地固定于紫外光源。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬·里斯特，克莱门斯·特鲁姆，霍尔格·阿尔布雷希特，
申请(专利权)人：迈图高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE