專利名稱：制備層壓了一層皮層材料的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法及發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備層壓了一層皮層材料的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法及發(fā)泡熱塑性樹脂模制品。更具體地說(shuō)，本發(fā)明的目標(biāo)是一種制備層壓了一層皮層材料的板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法以及由該種方法獲得的產(chǎn)品等，所述模制品重量輕、剛度高并適用于作汽車內(nèi)部零件。
采用以注塑之類的工藝模塑成型熱塑性樹脂并在該模塑樹脂表皮提供一層皮層材料的方法生產(chǎn)的，并用來(lái)作汽車內(nèi)部零件之類的層壓了皮層材料的熱塑性樹脂模制品是常用的。但是，這類模制品的密度高、重量重，因此目前需要減輕重量并提高質(zhì)量，特別在汽車內(nèi)部零件領(lǐng)域內(nèi)。尤其在提高層壓了皮層材料的模制品的外觀質(zhì)量甚至背面質(zhì)量方面，要求更為強(qiáng)烈。
就汽車內(nèi)部零件而言，日本專利公開號(hào)6-344362和4-148907公開了一種技術(shù)層壓一層皮層材料并通過采用一種其內(nèi)層為發(fā)泡層的發(fā)泡熱塑性樹脂來(lái)確保減輕重量。
在上述出版物中，公開了沖壓模塑法的模具。換句話說(shuō)，公開了一種模塑技術(shù)，該技術(shù)包含在一對(duì)上模與下模單元間放置一種皮層材料，使模具單元間的間隙為特定值，將一種含發(fā)泡劑的聚丙烯樹脂組合物注射進(jìn)皮層材料與下模單元之間，同時(shí)使上下?？繑n從而使樹脂成型為預(yù)定形狀并使該樹脂粘結(jié)在皮層材料上，然后，打開模具單元，使樹脂發(fā)泡，然后冷卻并凝固該樹脂。
在上述出版物所公開的技術(shù)中，樹脂的注射是在模具單元之間有一定間隙時(shí)進(jìn)行的，目的是降低樹脂供給壓力。這樣就不足以防止在將混合了發(fā)泡劑的熔融樹脂注射進(jìn)模腔時(shí)出現(xiàn)發(fā)泡劑的揮發(fā)，即所謂的氣體逸出。這樣，就使基體背面因氣體逸出而有外觀缺陷，也因此，使層壓了一層皮層材料的基體在其背面具有令人不滿意的外觀。
本發(fā)明的目的在于提供一種生產(chǎn)層壓了一層皮層材料的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法并提供用該方法獲得的產(chǎn)品等，采用這種方法，足以防止在將熔融樹脂注射進(jìn)模具時(shí)出現(xiàn)發(fā)泡劑的揮發(fā)，即所謂的氣體逸出，從而，確保形成一個(gè)發(fā)泡層；采用這種方法，所得熱塑性樹脂模制品在它與層壓了皮層材料的另一面，即模制品中基體上與層壓了皮層材料相反的那一面，具有良好的外觀。
本發(fā)明人研究了一種在沖壓模塑中防止氣體從含發(fā)泡劑熔融熱塑性樹脂中逸出的技術(shù)。拓寬模具的樹脂供給間隙以使注射熔融樹脂所需的注射壓力較一般注塑中的大大降低，被認(rèn)為是傳統(tǒng)沖壓模塑中的一個(gè)主要特點(diǎn)。與此相反，在發(fā)現(xiàn)了通過設(shè)定一個(gè)較小的特定樹脂供給間隙就能有效地防止氣體逸出后本發(fā)明的發(fā)明者發(fā)明了本發(fā)明，在所述間隙下沖壓模塑是無(wú)法進(jìn)行的，因?yàn)樾枰叩臉渲⑸鋲毫Α?br> 也就是說(shuō)，本發(fā)明是一種生產(chǎn)一種發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，所述制品包含一層皮層材料和一個(gè)與該皮層材料整體層壓在一起的熱塑性樹脂泡沫，其中，所述方法采用一付模具，它包含能相互滑動(dòng)的一個(gè)陽(yáng)模單元和一個(gè)陰模單元，其模腔間隙(t)可調(diào)，該方法包含下列步驟(1)-(5)(1)在陽(yáng)模與陰模打開時(shí)供給一種皮層材料的皮層材料供給步驟；(2)樹脂注射步驟，包括讓陽(yáng)模與陰模單元相互靠攏，使樹脂注射間隙t小于(C+5)mm(C是模塑前皮層材料的厚度)，以及將含有發(fā)泡劑的熔融聚烯烴-基樹脂通過一個(gè)位于陽(yáng)模與陰模單元之一上的樹脂供給澆口注射到皮層材料與模具單元之間；(3)成型已注入的聚烯烴-基樹脂的壓縮步驟，其方法是通過壓縮使間隙t小于樹脂注射間隙，從而使樹脂完全充滿模腔，同時(shí)將皮層材料與聚烯烴-基樹脂整體地層壓在一起；(4)成型發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的發(fā)泡步驟，方法是在聚烯烴-基樹脂成型結(jié)束后，通過增大間隙t使注射進(jìn)的熔融聚烯烴-基樹脂發(fā)泡，從而形成一層發(fā)泡層；以及(5)冷卻與脫模步驟，包括在模內(nèi)冷卻該發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，然后打開模具，取出發(fā)泡熱塑性樹脂。
實(shí)施上述步驟就足以防止在將含發(fā)泡劑熔融樹脂注射進(jìn)模具時(shí)出現(xiàn)發(fā)泡劑的揮發(fā)，從而能確保形成一個(gè)發(fā)泡層，且能使生產(chǎn)出的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品在它們基體上與層壓了皮層材料相反的那一面具有優(yōu)良的外觀。
特別是，在樹脂供給步驟(2)中讓樹脂注射間隙小于(C+5)mm可以有效地防止氣體逸出并能縮短熔融熱塑性樹脂注射后模具開、合移動(dòng)所需的時(shí)間，所述間隙此前一直被認(rèn)為不可能用沖壓成型成功地進(jìn)行模塑的，因?yàn)闃渲⑸鋲毫^高。
作為用于本發(fā)明的皮層材料，可以采用多種慣用的含一層或多層的皮層材料。在用含有一層層壓了緩沖層的皮層材料作為多層皮層材料的情況下，最好采用一種其緩沖層的壓縮模量不超過0.3MPa的皮層材料并需要提供一層起緩沖層的保護(hù)層作用的襯里層。
板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，即本發(fā)明的產(chǎn)品，特別適用于作汽車內(nèi)部零件，它們的具體實(shí)例包括儀表板、椅背、隔板、控制柜和車門飾板。
從下文的詳述，本發(fā)明應(yīng)用性的其它范圍將變得顯而易見。但是，應(yīng)該理解，詳述與具體實(shí)施例，雖然示意了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，但僅為說(shuō)明而給出，因?yàn)閷?duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，從所給出的詳述中，很容易看出在本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)的各種變更與修改。
在整個(gè)說(shuō)明書與其后的權(quán)利要求中，除非另有需要，否則“包含”一詞及其變格如“包括”和“含有”應(yīng)理解為指所述整數(shù)或步驟或一組整數(shù)或一組步驟，但不排除包括任何其它整數(shù)或步驟，或整數(shù)組或步驟組。


圖1說(shuō)明本發(fā)明制備方法的一個(gè)實(shí)施例中的皮層材料供給步驟；圖2說(shuō)明本發(fā)明制備方法的一個(gè)實(shí)施例中的樹脂注射步驟；圖3說(shuō)明本發(fā)明制備方法的一個(gè)實(shí)施例中的壓縮步驟；圖4說(shuō)明本發(fā)明制備方法的一個(gè)實(shí)施例中的發(fā)泡步驟；圖5是說(shuō)明每一制備步驟中模腔間隙調(diào)整狀態(tài)的圖；圖6示意一個(gè)帶有一個(gè)突起的板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，其中，發(fā)泡層在該突起的內(nèi)部形成；以及圖7說(shuō)明一個(gè)板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品生產(chǎn)步驟的一個(gè)實(shí)施例。
生產(chǎn)本發(fā)明的一塊板，即含有一層層壓的皮層材料并帶有一個(gè)突起(即一個(gè)突起部分)的板的一個(gè)實(shí)施例用圖1-4進(jìn)行解釋。在圖5中，以圖示意了圖1-4所示的每一步驟中形成的模腔間隙t。
在本發(fā)明的生產(chǎn)方法中，采用一套包含一個(gè)陰模單元23和一個(gè)固定在平板26上的陽(yáng)模單元25的模具，其中，模腔間隙(t)可通過陰模單元23與陽(yáng)模單元25的相對(duì)移動(dòng)而任意調(diào)節(jié)。
這里，在生產(chǎn)一個(gè)含有一個(gè)基體以及在基體上有一個(gè)突起的板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的情況下，要求在陰模和陽(yáng)模單元之一中形成一個(gè)突起成型模腔。
皮層材料30用陰模單元23的端面與一個(gè)夾具28支持住(圖1)。這時(shí)，模具是敞開的，所以操作者很容易操作(圖5(1))。皮層材料30用夾具28支持，這樣在模塑期間皮層材料30被拉進(jìn)模腔時(shí)(皮層材料供給步驟中)它就能滑動(dòng)。
然后，在陰模單元23和陽(yáng)模單元25中至少移動(dòng)一個(gè)以形成樹脂供給起始間隙(圖5(2))。如果樹脂供給起始間隙太寬，則樹脂發(fā)泡迅速發(fā)生，導(dǎo)致氣體逸出，從而有損于與層壓了皮層材料相反的那一面的外觀。因此，樹脂供給起始間隙應(yīng)小于(C+5)mm，其中C代表皮層材料30在模塑前的厚度。
圖2所示的步驟是通過樹脂供給流道32注射含發(fā)泡劑的熔融熱塑性樹脂33的一步(樹脂供給步驟，圖5(3))。
模腔間隙減小的速率要考慮模制品的尺寸、所用材料的特性等來(lái)適當(dāng)?shù)卮_定，在實(shí)際情況下，模具單元之一，例如陰模單元，最好以1-50mm/s的速率移動(dòng)。
在圖示的實(shí)施例中，樹脂供給流道32有三個(gè)分流道32B。但是，樹脂供給流道的設(shè)計(jì)不限于此，可以任選地決定，取決于要生產(chǎn)的模制品的形狀與尺寸。
圖3所示的步驟，是在含發(fā)泡劑的熔融熱塑性樹脂33被注射進(jìn)后，壓縮一個(gè)預(yù)定量，從而使模腔間隙變得不大于模制品的預(yù)定厚度的一步。通過在上述壓縮狀態(tài)下冷卻樹脂表面層而形成一層皮層。通過在本步驟中的壓縮，皮層材料與樹脂層被粘結(jié)在一起(壓縮步驟，圖5(4))。
壓縮步驟中的壓縮時(shí)間要根據(jù)模制品的厚度、要形成的皮層厚度、模具溫度等適當(dāng)確定，從實(shí)際條件如縮短模塑時(shí)間考慮，優(yōu)選約1s-約30s。
皮層材料30與樹脂層33在前述壓縮步驟中通過壓縮而層壓在一起。然后將模腔間隙t擴(kuò)大到模制品的預(yù)定厚度(圖4)，從而使皮層之間的樹脂層發(fā)泡，形成一個(gè)發(fā)泡層。這樣就制成一塊板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品34，這是一個(gè)最終產(chǎn)品，它包含皮層材料30和一個(gè)基體，基體包括一個(gè)靠皮層材料一面的皮層11、其背面(即與層壓了皮層材料相反的一面)上的一個(gè)發(fā)泡層13和皮層15(發(fā)泡步驟，圖4和5(5))。
當(dāng)發(fā)泡步驟中形成的模制品冷卻時(shí)(冷卻步驟，圖5(6))，就完成了一個(gè)模制品的生產(chǎn)。
在發(fā)泡步驟中，可以打開模具使模腔間隙變得比模制品的預(yù)定厚度大一些，接著又使模具合攏以稍稍減小t，使模具間隙變成模制品的預(yù)定厚度，然后將壓力維持在預(yù)定壓力水平上，然后冷卻。在這種情況下用“稍稍減小t”一詞沒有特別嚴(yán)格的定義，通常是指使t不大于模制品的預(yù)定厚度左右。
作為本發(fā)明中所用的熱塑性樹脂，可以用汽車內(nèi)部零件之類慣用的每一種樹脂而無(wú)任何限制。具體地說(shuō)，可以提到的有聚烯烴-基樹脂如聚丙烯-基樹脂和聚乙烯-基樹脂、聚苯乙烯基樹脂、丙烯酸樹脂如聚甲基丙烯酸甲酯樹脂、ABS、聚酰胺基樹脂如尼龍-6、聚酯樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯醚樹脂等。
在上述樹脂中，優(yōu)選要用于本發(fā)明制備方法中的熱塑性樹脂是聚烯烴-基樹脂，特別是聚丙烯-基樹脂，因?yàn)橛眠@些樹脂時(shí)，可以用象傳統(tǒng)沖壓模塑中那樣低的樹脂注射壓力來(lái)注射含發(fā)泡劑的熔融樹脂，即使模具的樹脂注射間隙設(shè)定在小于(C+5)mm也無(wú)妨，也因?yàn)榧婢吒邚?qiáng)度和高剛度的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品可以用低成本制造。
特別希望聚丙烯-基樹脂的熔體流率(MFR:g/10min)不低于15。更優(yōu)選采用MFR不低于25的聚丙烯-基樹脂。
采用高M(jìn)FR的聚丙烯-基樹脂能特別有效地防止氣體逸出，因而確保發(fā)泡層的形成，特別是形成滿足重量輕要求的模制品。
作為要加入上述熱塑性樹脂的發(fā)泡劑，可以采用生產(chǎn)熱塑性樹脂泡沫中所用的已知化學(xué)發(fā)泡劑。具體地說(shuō)，可以用下列化合物作發(fā)泡劑無(wú)機(jī)發(fā)泡劑如碳酸氫鈉、碳酸氫銨和碳酸銨，亞硝基化合物如N,N’-二亞硝基亞戊基四銨，偶氮化合物如偶氮二酰胺、偶氮二異丁腈，磺酰肼如苯磺酰肼、甲苯磺酰肼和二苯基砜-3,3’-二磺酰肼、對(duì)甲苯磺酰半卡巴肼等。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，根據(jù)需要加入水楊酸、脲和含這類化合物的助發(fā)泡劑。
化學(xué)發(fā)泡劑的類型依據(jù)，例如，要用的熱塑性樹脂的熔體溫度和所要求的膨脹比進(jìn)行選擇。化學(xué)發(fā)泡劑的加入量要考慮，例如，所要求的模制品的強(qiáng)度與密度后進(jìn)行調(diào)節(jié)，通常是在每100重量份的樹脂中加入0.1-5重量份。
也可能用壓力將液體或氣體二氧化碳或氮?dú)馀c熱塑性樹脂混合來(lái)代替上述化學(xué)發(fā)泡劑。
作為本發(fā)明發(fā)泡熱塑性樹脂模制品中的皮層材料，可以用已知的皮層材料。具體的皮層材料包括紡織物、無(wú)紡織物、編織物、熱塑性樹脂或熱塑性彈性體制成的片材或薄膜。此外，可以用由聚氨酯、橡膠、熱塑性彈性體等組成的非發(fā)泡片材與上述皮層材料層壓在一起的復(fù)合皮層材料。
在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，皮層材料在其與將變成基體的發(fā)泡熱塑性樹脂層壓的一面還有一層緩沖層。形成這一緩沖層的材料的實(shí)例有聚氨酯泡沫、EVA泡沫、聚丙烯泡沫和聚乙烯泡沫。壓縮永久形變小和壓縮模量不大于0.3MPa、使皮層材料感覺柔軟的材料是非常理想的。
在皮層材料上有緩沖層的情況下，提供一層將要成為保護(hù)層的襯里層很重要。這樣一個(gè)襯里層的例子有紡織物、無(wú)紡織物、編織物、熱塑性樹脂或熱塑性彈性體的片材或薄膜。從可成形性、成本等角度看，優(yōu)選采用無(wú)紡織物。
此外，作為緩沖層的保護(hù)層，可以把一種紡織物、無(wú)紡織物、編織物、熱塑性樹脂或熱塑性彈性體制成的片材或薄膜以襯里層的形式層壓到緩沖層上。
本發(fā)明也提供發(fā)泡熱塑性樹脂模制品。
例如，由日本專利公告7-77739公開的已知技術(shù)生產(chǎn)的整個(gè)板狀樹脂模制品是由泡沫構(gòu)成的。這種模制品有一個(gè)突起如一根肋線(rib)或一個(gè)凸臺(tái)(boss)，它通常由一種非發(fā)泡樹脂形成，為的是便于將模制品安裝到汽車車體上或增強(qiáng)平板基體。
但是，當(dāng)用已知技術(shù)生產(chǎn)一個(gè)帶有一個(gè)由非發(fā)泡樹脂組成的突起如一根肋線和一個(gè)凸臺(tái)的三維板時(shí)，可以產(chǎn)生如下一個(gè)問題在其上形成突起的基體會(huì)因收縮而產(chǎn)生一個(gè)塌坑，其結(jié)果，這塊板就變成一個(gè)外觀不良的產(chǎn)品。
與此相反，本發(fā)明的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品重量輕、剛度高且在其上形成突起的基體上無(wú)塌坑，因而具有優(yōu)良的外觀特性。
本發(fā)明的這種發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的特征在于，例如，是一個(gè)包含一個(gè)基體和一個(gè)從基體上戳出的突起的板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，其中，所述突起的平均膨脹比不超過1.1倍以及所述基體的平均膨脹比不低于1.3倍。
也就是說(shuō)，通過形成這樣一個(gè)平均膨脹比不超過1.1倍的泡沫突起如一根肋線或一個(gè)凸臺(tái)而同時(shí)又維持基體的高平均膨脹比，就能獲得一種重量輕、剛度高、其肋線或凸臺(tái)之類的突起有足夠的強(qiáng)度以及在其上形成突起的基體上沒有塌坑的板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品。
整個(gè)突起可以是平均膨脹比不超過1.1倍的泡沫或該突起也可以具有一個(gè)在突起中心包含一個(gè)發(fā)泡層以及在突起的側(cè)表面為非發(fā)泡的或膨脹比較低的皮層構(gòu)成的皮層/發(fā)泡層結(jié)構(gòu)。在皮層/發(fā)泡層結(jié)構(gòu)中，從強(qiáng)度方面考慮，優(yōu)選在突起中心形成的發(fā)泡層不超過突起總厚度的60％。
正是一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案使上述板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品在其基體表面有一層皮層材料，因?yàn)檫@能使模制品很容易具有作為內(nèi)部零件的高質(zhì)量并能拓寬這類模制品的應(yīng)用范圍。
本發(fā)明的板狀熱塑性樹脂模制品特別適用于汽車內(nèi)部零件，它們的實(shí)例有儀表板、椅背、隔板、控制柜和車門飾板等。
現(xiàn)結(jié)合附圖來(lái)解釋實(shí)施本發(fā)明有關(guān)板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方式。
圖6列舉了一個(gè)帶一個(gè)突起的板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品(下文簡(jiǎn)稱板)的截面形狀。
所述板1包含一個(gè)基體5和一個(gè)從該基體背面戳出的突起的肋線7，成形該肋線的目的是為提高板的強(qiáng)度并便于將板安裝到車體上。
將肋線7鄰區(qū)局部放大在圖6(b)中。該板1在其上面有一層皮層材料16以及基體由一個(gè)皮層材料側(cè)的皮層14、一個(gè)發(fā)泡層11和一個(gè)背面上的皮層13組成。至于基體5的結(jié)構(gòu)，優(yōu)選皮層材料側(cè)的皮層14比背面上的皮層13薄，因?yàn)橐蛊硬牧蠈泳哂腥彳浀母杏X。
在示于圖6(b)的實(shí)施例中，肋線7有一個(gè)由低發(fā)泡或非發(fā)泡皮層9,10和一個(gè)在它們之間形成的發(fā)泡層8構(gòu)成的皮層/發(fā)泡層結(jié)構(gòu)。當(dāng)肋線7是非發(fā)泡的時(shí)，在基體上與肋線7突出的表面相反的表面P上很容易因收縮而形成凹槽。似乎如該圖所示，在肋線7中形成的發(fā)泡層8在與基體5的連接處產(chǎn)生了膨脹力，從而有效地防止了在P點(diǎn)形成塌坑。
為確定肋線7的膨脹比，設(shè)定肋線的厚度并設(shè)定模具中冷卻管道的位置很重要。
肋線的厚度一般不超過7mm，優(yōu)選不超過3mm。因?yàn)槔呔€越厚，則越有必要使模具中的冷卻管道靠近并增加冷卻管道的數(shù)量以減小肋線的膨脹比。
肋線7的膨脹比沒有限制，只要整個(gè)突起的膨脹比，即肋線或類似物的膨脹比不大于1.1倍即可。
現(xiàn)結(jié)合圖7來(lái)解釋按照本發(fā)明制備一塊帶有一個(gè)突起的板，板上有一層層壓在板表面上的皮層材料的一個(gè)實(shí)施例。該板的生產(chǎn)采用一套包含一個(gè)陰模單元23和一個(gè)陽(yáng)模單元25的模具，陽(yáng)模單元固定在一塊平板26上并在其中有一個(gè)肋線形成腔，其中模腔間隙(t)可以通過陰模單元23與陽(yáng)模單元25的相對(duì)移動(dòng)而任意設(shè)定。陰模單元23與陽(yáng)模單元25的相對(duì)移動(dòng)可以通過移動(dòng)兩者之一或兩者同時(shí)移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
帶有一根肋線的陽(yáng)模單元25上安裝有專門為冷卻肋線而設(shè)計(jì)的冷卻管道31。冷卻在陽(yáng)模與陰模單元中形成的整個(gè)產(chǎn)品的冷卻管道在圖中未畫出。
打開該模具，供給一張皮層材料30并將之保持在陰模單元23的端面與一個(gè)夾具28之間(圖7(a))。皮層材料30用夾具28支持，這樣在模塑期間當(dāng)它被拉進(jìn)模腔時(shí)就能滑動(dòng)。
然后減小模腔間隙以形成一個(gè)樹脂供給起始間隙。在樹脂供給起始間隙太寬的情況下，樹脂的發(fā)泡迅速發(fā)生并可能因發(fā)泡劑的逸出而導(dǎo)致形成令人不滿意的泡孔。還優(yōu)選讓陰模單元與陽(yáng)模單元相互靠攏，使模腔間隙變得小于(C+5)mm，其中C是皮層材料30在模塑前的厚度。
圖7(b)中所示的步驟是將含發(fā)泡劑的熔融熱塑性樹脂33通過樹脂供給流道32注射進(jìn)模腔的一步。在該實(shí)施例中樹脂供給流道32有三個(gè)分流道32B。但是樹脂供給流道的設(shè)計(jì)不限于此，可以任選地決定，這取決于所要生產(chǎn)的模制品的形狀與尺寸。
在注射一預(yù)定量的含發(fā)泡劑的熔融熱塑性樹脂33后，壓縮該樹脂，使模腔間隙變得不超過模制品的預(yù)定厚度。樹脂表面層在此狀態(tài)下冷卻下來(lái)形成一層樹脂皮層。通過實(shí)施該壓縮步驟，使皮層材料與樹脂層粘結(jié)在一起，同時(shí)也使樹脂充滿陽(yáng)模單元25中的肋線形成模腔35，形成一根肋線7。接著，打開模具，使模腔間隙達(dá)到模制品的預(yù)定厚度。這使皮層間的樹脂發(fā)泡，形成一個(gè)泡沫層。其結(jié)果，就獲得一個(gè)板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制終產(chǎn)品。
在上述生產(chǎn)過程中，雖然模腔間隙的減小速率可以任選地設(shè)定，但希望，例如，陰模單元以1-50mm/s的速率移動(dòng)。而且，還優(yōu)選在樹脂注射步驟中熔融樹脂的注射壓力為0.5MPa-10MPa。
不層壓任何皮層材料的模制品也以相同的方式生產(chǎn)，只是要取消皮層材料供給步驟。
充分顯示本發(fā)明結(jié)構(gòu)與效果的一個(gè)實(shí)施例，可通過將如圖1所示的包含一對(duì)陰模與陽(yáng)模單元的模具裝入鎖模力為500噸的壓機(jī)上進(jìn)行的模塑為例，進(jìn)行詳細(xì)描述。
作為一種皮層材料，采用一種三層結(jié)構(gòu)，其中，將一層3mm厚的壓縮模量為0.2MPa的聚氨酯泡沫層層壓到一層0.5mm厚的聚氯乙烯片材上并以一層0.2mm厚、50g/m2重的無(wú)紡織物為襯里材料。
作為基體用的可發(fā)泡熱塑性樹脂，用聚丙烯(Sumitomo化學(xué)有限公司制造的Sumitomo Noblene AZ564，熔體流率為30g/10min)按每100重量份聚丙烯中加入3重量份無(wú)機(jī)發(fā)泡母粒(Sankyo化學(xué)有限公司制造的Cellmic MB3072)的比例進(jìn)行混合，并經(jīng)在200℃加熱使之熔化。
成型步驟如下(ⅰ)將皮層材料(30)放在陰模單元(23)與陽(yáng)模單元(25)之間，兩者溫度都定為60℃。移動(dòng)陰模單元(23)，當(dāng)模腔間隙(t)達(dá)到8mm(皮層材料厚度+4.3mm)時(shí)，停止下壓。然后將加熱并熔融的可發(fā)泡熱塑性樹脂通過樹脂供給流道(32)供給到皮層材料(30)與陽(yáng)模元件(25)之間。然后以10mm/s的下壓速率合攏模具，從而通過壓縮使皮層材料(30)和熔融發(fā)泡熱塑性樹脂基體(33)成型為整體層壓板并同時(shí)在基體表面形成一個(gè)皮層。壓縮成型的條件如下。壓縮以5MPa的表面壓力進(jìn)行2秒鐘。壓縮期間的模腔間隙為2.5mm。
(ⅱ)就在壓縮成型之后，將陰模單元(23)朝開模方向移動(dòng)2mm，從而使尚未冷卻和凝固、樹脂仍處于熔融態(tài)的基體芯部發(fā)泡。繼續(xù)在該狀態(tài)下冷卻50秒鐘。
冷卻后，取出的模制品有一個(gè)細(xì)孔截面，無(wú)發(fā)泡氣體從此處逸出。而且，與皮層材料層壓在一起的上面和基體表面的背面都具有良好的無(wú)缺陷外觀。
(對(duì)比實(shí)施例)按照與上述實(shí)施例相同的方式進(jìn)行模塑，但將以上實(shí)施例步驟(ⅰ)中供給加熱并熔融的發(fā)泡熱塑性樹脂中規(guī)定的模腔間隙(t)設(shè)定為15mm(皮層材料厚度C+11.3mm)。
所得模塑制品有一個(gè)因發(fā)泡氣體逸出而包括很粗的孔的截面?；w上與層壓了皮層材料相反的一面因氣體逸出而具有條狀缺陷的外觀。
權(quán)利要求
1．一種制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，所述模制品包含一層皮層材料以及與該皮層材料整體層壓在一起的熱塑性樹脂泡沫，其中，所述方法采用一付包含可相互滑動(dòng)的陽(yáng)模與陰模單元且其模腔間隙(t)可調(diào)的模具，該方法包含下列步驟(1)-(5)(1)在陽(yáng)模單元與陰模單元打開時(shí)供給一種皮層材料的皮層材料供給步驟；(2)樹脂注射步驟，包括使陽(yáng)模單元與陰模單元相互靠攏使樹脂注射間隙t小于(C+5)mm(C是皮層材料在模塑前的厚度)，以及將含有發(fā)泡劑的熔融聚烯烴-基樹脂通過一個(gè)位于陽(yáng)模與陰模單元之一上的樹脂供給澆口注射到皮層材料與模具單元之間；(3)成型已注入的聚烯烴-基樹脂的壓縮步驟，其方法是通過壓縮使間隙t小于樹脂注射間隙而使樹脂完全充滿模腔，同時(shí)將皮層材料與聚烯烴-基樹脂整體層壓在一起；(4)成型發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的發(fā)泡步驟，方法是在聚烯烴-基樹脂成型結(jié)束后，通過增大間隙t使注射進(jìn)的熔融態(tài)的聚烯烴-基樹脂發(fā)泡而形成一層發(fā)泡層；以及(5)冷卻與脫模步驟，包括在模內(nèi)冷卻該發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，然后打開模具，取出該發(fā)泡熱塑性樹脂。
2．按照權(quán)利要求1的制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，其中，所述皮層材料包含一層壓縮模量不超過0.3MPa的緩沖層和一個(gè)襯里層。
3．按照權(quán)利要求2的制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，其中，所述皮層材料的襯里層是一種無(wú)紡織物。
4．按照權(quán)利要求1的制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，它還包含一個(gè)在發(fā)泡步驟(4)完成后稍稍減小t的壓縮步驟。
5．按照權(quán)利要求1的制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，其中，所述聚烯烴-基樹脂是一種聚丙烯-基樹脂。
6．按照權(quán)利要求1的制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法，其中，陰模和陽(yáng)模單元之一有一個(gè)突起成型腔。
7．用權(quán)利要求1的制備發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法生產(chǎn)的產(chǎn)品。
8．一種發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，它是一種板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，包含一個(gè)基體和一個(gè)從該基體上突出的突起，其中，所述突起的平均膨脹比不超過1.1倍，以及所述基體的平均膨脹比不低于1.3倍。
9．按照權(quán)利要求8的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，其中，在基體表面具有一層皮層材料層。
10．按照權(quán)利要求8的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，其中，所述熱塑性樹脂是一種聚丙烯-基樹脂。
11．按照權(quán)利要求8的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品，其中，所述熱塑性樹脂是一種熔體流率(MFR:g/10min)不低于15的聚丙烯基-樹脂。
全文摘要
一種制備層壓了一層皮層材料的發(fā)泡熱塑性樹脂模制品的方法和發(fā)泡熱塑性樹脂模制品,該方法包含皮層材料和與該皮層材料整體層壓在一起的熱塑性樹脂泡沫,且該方法采用一付模具,它包含能互相滑動(dòng)的陽(yáng)模和陰模單元,其模腔間隙t可調(diào),該方法包含:皮層材料供給步驟;樹脂注射步驟;壓縮步驟;發(fā)泡步驟和冷卻與脫模步驟,以及所述模制品是一種板狀發(fā)泡熱塑性樹脂模制品,它包含基體和突起,其中突起的平均膨脹比不超過1.1倍,基體的平均膨脹比不低于1.3倍。
文檔編號(hào)B32B27/12GK1319486SQ01110968
公開日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月10日
發(fā)明者臼井信裕, 北山威夫 申請(qǐng)人:住友化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社