CN101077603B - 制备发泡塑料制品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种制备发泡塑料制品的方法，包括以下步骤：-将物理发泡剂引入处于塑化单元内的待发泡的经塑化的塑料内，其中，物理发泡剂采用大于180巴，优选大于300巴，特别优选大于350巴的压力引入经塑化的塑料内，-将具有物理发泡剂的塑料注射入注塑机的模具空腔内，-通过模具空腔的膨胀使塑料熔体减压。
Description
技术领域
本发明涉及一种制备发泡塑料制品的方法。
背景技术
常见的载客汽车(Pkw)的仪表板通常具有I字形板，具有皮革外观的表面和处于其后面的与载体产生连接的塑料泡沫体。这样的复合体通过将搪塑皮层
采用聚氨酯进行的背面发泡制备，该聚氨酯在此也与优选经注塑的载体产生连接。DE 43 04 751 C2公开了塑料部件，其中在注塑的载体上施加掺混有发泡剂气体的熔体，该熔体通过随后的减压而发泡。在其中所介绍的方法中使用发泡剂，它们在热量或者催化剂的影响下尤其解离出CO2或者N2并因此通过由此产生的发泡压力使塑料发泡。但按照这种方式取得的塑料部件在其触感和表面性能方面不理想。塑料的体积密度、因此取得的柔软度和由此产生的软接触效果过低。也只能将塑料喷射施加，因为否则会呈现结合缝。
除了根据DE 43 04 751 C2的化学发泡剂外，已知的还有借助物理发泡剂发泡的发泡塑料。但按照目前为止的方法制备的借助物理发泡剂发泡的塑料具有外观极为不引人注目的表面。因此这种塑料不能用于可见区域内的构件。此外目前为止的方法产生的泡沫体是非常大泡孔的且没有所要求的软接触效果。造成这种情况的原因在于，包封气体的大泡孔，同时相对硬的泡孔壁。
发明内容
本发明的目的因此在于，开发一种使塑料这样发泡的方法，使其一方面的特征在于具有外观令人满意的表面并因此可以无需层合而使用，而另一方面使其具有舒适的触感，也就是具有所谓的软接触效果(例如像皮革那样)。
该目的依据本发明通过一种制备发泡塑料制品的方法得以实现，其特征在于以下步骤：
-将物理发泡剂引入处于塑化单元内的待发泡的经塑化的塑料内，其中，将物理发泡剂采用大于180巴，优选大于300巴，特别优选大于350巴的压力引入经塑化的塑料内。
-将具有物理发泡剂的塑料注射入注塑机的模具空腔内，
-通过模具空腔的膨胀使塑料熔体减压，
其中模具空腔的体积在膨胀时提高到1.5-4倍。
根据本发明的令人意外的效果在如下情况下出现：将物理发泡剂在特别高的压力下引入塑料熔体内。在目前为止公知的采用物理发泡剂的发泡中，使用远远低于200巴范围的压力，而通过依据本发明提高压力和相继的步骤可以取得本发明的最佳效果。压力理想地高于200巴。在350巴或者更高的压力水平下效果特别明显。作为物理发泡剂，其是指不是在熔体内部通过化学过程，例如通过气态分子的解离形成的发泡剂。也就是确切地说，其是指以气态引入塑料内的发泡剂，例如氮气、CO2、稀有气体等。
在最简单的变化方案中可以想到的是，将塑料熔体同样在高于200巴，优选大于300巴，特别优选大于350巴的压力下注射入模具空腔内。但可以取得特别令人满意表面的情况是，在将物理发泡剂引入塑料熔体内之后但在将塑料熔体注射入模具空腔内之前进行中间减压步骤。这种中间减压步骤，也就是相应的降低塑料熔体内的压力的过程例如可以由此实现，即降低喷嘴施加力或者在螺纹状
的塑化单元情况下减少螺纹。也可以打开加热通道内的针形封闭喷嘴。初步结果表明，压力降低到70-80巴取得非常令人满意的结果。但证明有益的情况是，在中间减压步骤之后提高塑料熔体内的压力。压力在这种情况下可以重新提升到上述压力水平。
虽然利用本发明方法可以普遍制备具有上述性能的所要求的塑料制品，但可能有利的是，塑料制品具有例如用于将仪表板固定在载客汽车上的更高强度的区域。因此在一种实施变化方案中可设计将发泡塑料制品施加在载体上，方法是在将塑料注射入之前向注塑机的模具空腔内引入载体。该载体在这种情况下本身可以是一个塑料制品，例如预先将其装入注塑机的模具空腔内。但也可以想到在注塑机本身中制备载体并通过模具空腔的相应匹配随后应用依据本发明的方法。膨胀可以通过模具内针对性的行程或者闭合力完成。熔体可以具有使其支持通过发泡压力而产生的打开运动那样大的压力。例如在使用冲压模具的情况下取得有益的结果。在此方面，与注塑冲压过程相反，在模具内产生空腔，其中注射入有塑料熔体。随后有针对性地以相应的行程操作闭合单元，从而空腔相应变大。但膨胀也可以本身公知的方式按照其他方式进行。
根据本发明的效果可以如下特别良好地实现：发泡塑料制品为热塑性弹体，优选基于聚酯或者基于PBT。
由于在所提到的方法步骤中出现高的压力和温度的事实，有益的情况是，发泡剂为惰性气体，优选为氮气、二氧化碳或者其混合物。在此方面，惰性气体是指，它是一种不以某种(负面)方式与塑料熔体发生化学反应的气体。
所添加的发泡剂的用量在最终效果上也取决于所要求的塑料制品的性能。在一种实施变化方案中，用量的理想范围为0.3％-4％，优选为0.7％(分别为重量百分比)。在理想情况下，发泡剂用量也可以匹配于模具空腔的膨胀体积。有益的数值特别是在此情况下取得，即模具空腔的体积在膨胀时提高到1.5-4倍，优选提高到约2.5倍。发泡塑料或者聚合物因此最终可取得的体积密度(Raumdichte)约为粗密度(Rohdichte)的60％或者以下。这种方法例如可以由此实现，即载体局部地(bereichsweise)具有与模具空腔的内壁成1-3mm，优选2mm的距离。在一种有益的实施变化方案中已表明有利的情况是，经塑化的塑料注射入模具空腔内的注射速度处于10mm/sec和200mm/sec之间，优选为60mm/sec，以及模具空腔在以1mm/sec和25mm/sec之间的减压速度减速压期间变大。这些数值特别是在使用注塑冲压模具的情况下经证明是有利的，其中，减压速度是指注塑机的可移动的模(Form)紧固底板在运动方向上的运动。
减压速度对发泡塑料具有决定性的影响，因此可能有益的情况是减压速度分多级进行，也就是说，首先较快速并随后较缓慢地进行膨胀，或者相反。此外经证明可能有利的情况是，在完成的注射过程与模具空腔随后的膨胀之间在其形状下保持最高为10sec，优选约1sec的时间间隔。
例如在模具空腔具有烧结金属嵌件的情况下，可以取得发泡塑料制品的最佳的表面。如果烧结金属嵌件有时候(zeitweise)被施加真空，则可以达到更好的结果。如果希望产生具有平滑表面的塑料制品，则有利的是模具空腔的壁具有平滑表面。但因为在许多领域内人们希望取得皮革表面或者至少令人愉快的结构化表面的外观效果，所以在大多数情况下设计，模具空腔的壁至少局部地具有皮革雕刻表面或者具有符号或者文字。
可以实现其中注塑塑料掺入有发泡剂的塑料的发泡的最佳控制的情况是，模具空腔在注射过程之前置于压力下，优选加入有物理发泡剂。然后在注射过程期间，预先填充入的气体可以从模具空腔中有针对性和受控制地排出或者逸出。在完成的膨胀步骤和与此相关的发泡后，可以从外部对模具空腔进行冷却，以便在脱模后可以理想地将塑料制品取出。
Claims (17)
1.制备发泡塑料制品的方法，该发泡塑料制品为热塑性弹性体，其特征在于以下步骤：
-将物理发泡剂引入处于塑化单元内的待发泡的经塑化的塑料内，其中，物理发泡剂采用大于180巴的压力引入经塑化的塑料内，
-将具有物理发泡剂的塑料注射入注塑机的模具空腔内，
-通过模具空腔的膨胀使塑料熔体减压，
其中模具空腔的体积在膨胀时提高到1.5-4倍，并且其中模具空腔在以1mm/sec和25mm/sec之间的减压速度减压操作期间变大。
2.权利要求1的方法，其特征在于，在将物理发泡剂引入塑料熔体内之后，但在将塑料熔体注射入模具空腔内之前，进行中间减压步骤。
3.权利要求2的方法，其特征在于，在中间减压步骤之后提高塑料熔体内的压力。
4.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，将发泡塑料制品施加在载体上，这是通过在将塑料注射入之前向注塑机的模具空腔内引入载体而进行的。
5.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，发泡剂为惰性气体，其中该惰性气体是氮气、二氧化碳或者其混合物。
6.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，发泡剂的用量为发泡塑料制品的0.3重量％-4重量％。
7.权利要求4的方法，其特征在于，载体局部地具有与模具空腔的内壁成1-3mm的距离。
8.权利要求1的方法，其特征在于，模具空腔的体积在膨胀时提高到约2.5倍。
9.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，经塑化的塑料向模具空腔内的注射速度处于10mm/sec与200mm/sec之间。
10.权利要求1的方法，其特征在于，减压速度是分多级的。
11.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，在完成的注射与减压之间存在0-10sec的时间间隔。
12.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，模具空腔具有烧结金属嵌件。
13.权利要求12的方法，其特征在于，烧结金属嵌件被施加真空。
14.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，模具空腔的壁至少局部地具有平滑表面。
15.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，模具空腔的壁至少局部地具有皮革雕刻表面或者具有符号或者文字。
16.权利要求1-3之一的方法，其特征在于，模具空腔在注射过程之前置于压力下，其中加入有物理发泡剂。
17.权利要求1的方法，其特征在于，物理发泡剂采用大于300巴的压力引入经塑化的塑料内。
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Granted publication date: 20120104 Termination date: 20180515 |
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