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      泡沫制品,尤其是機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)室的修飾件,及其制造方法

      文檔序號(hào):2425810閱讀:154來源:國(guó)知局
      專利名稱:泡沫制品,尤其是機(jī)動(dòng)車輛內(nèi)室的修飾件,及其制造方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及泡沫制品及其生產(chǎn)方法,該泡沫制品具有用膨脹的附聚塑料顆粒制成的基部,并至少在某些區(qū)域被塑料片包住。
      背景技術(shù)
      專利申請(qǐng)EP 0591 553 B1公開了一種通過模具制造一面帶有表皮的泡沫制品的普通方法,該模具包括兩塊可以彼此分開的半模。
      打開模具之后,將任選預(yù)先形成的例如由聚丙烯制成的透氣塑料表皮放入其中一個(gè)半模中。該表皮厚至少為0.5毫米,但通常情況下大約厚5毫米,可以通過一層擠出的柔性泡沫放置在表皮背面,以改善手感。在該表皮的內(nèi)表面上,或包括表皮和柔性泡沫的層合物上,一般還會(huì)涂有提高粘合力的粘合劑。
      關(guān)閉模具后,內(nèi)腔內(nèi)充滿具有平均直徑為0.1至10毫米,特別是0.7至5毫米的預(yù)先膨脹的聚丙烯顆粒,聚丙烯顆粒通過另一個(gè)半模通過提供蒸汽被加熱。蒸汽的溫度要低于該顆粒的熔解溫度,從而防止顆粒的熔合。這一過程的結(jié)果是,該顆粒填充物保持透氣性,并可以被蒸汽均勻預(yù)熱。一旦該顆粒經(jīng)歷“murashi”(本申請(qǐng)人將該術(shù)語理解成用于預(yù)熱的停留時(shí)間),從內(nèi)腔排出冷凝物。然后,再將蒸汽注入模具中,其溫度至少等于已經(jīng)預(yù)熱的顆粒的熔解溫度,這些顆粒部分地互相熔合。一旦把兩個(gè)半模分離,由此制造的制品可以從模具中取出。
      該方法的缺點(diǎn)在于,其制造周期長(zhǎng),通常還需要使用粘合促進(jìn)劑。并且,這種類型的模制制品包括整體上相互連接的材料,只適用于在一定程度上的循環(huán)利用。
      德國(guó)Offenlegungsschrift DE 42 37 239 A1公開了一種泡沫制品,其優(yōu)選為片狀,對(duì)于其制造過程,在第一道工序中制造膨脹顆粒的芯,通過磨碎待回收利用的泡沫可以獲得該顆粒。為此,將模具的內(nèi)腔填滿這些顆粒并暴露于蒸汽和空氣中,這樣這些顆粒發(fā)生附聚。
      然后,通過移動(dòng)滑塊擴(kuò)大模腔,通過定位裝置將芯保持在中間位置。然后在芯和模壁間的空間中填滿新鮮的粒狀的泡沫原材料。然后,再次將蒸汽注入到模具中,使得新鮮的原材料形成了完全包繞芯的外殼。在最后一道工序中,完成的泡沫制品可以從模具中取出。尤其考慮將聚苯乙烯和聚烯烴(聚乙烯,聚丙烯)作為生產(chǎn)該泡沫制品的材料。
      這種類型的泡沫制品,盡管重量輕,在很多應(yīng)用中具有足夠的強(qiáng)度,但是它們表面的質(zhì)量欠佳,因?yàn)榭梢郧宄乜吹礁骄鄣呐菽w粒的結(jié)構(gòu)。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明旨在解決這一難題,即提供可以用較少的生產(chǎn)時(shí)間制造的模制制品,其具有好的表面質(zhì)量并可以無限制地回收使用。
      該問題根據(jù)本發(fā)明用包括材料混合物的塑料片解決,該材料混合物具有至少第一熔解溫度和高于第一熔解溫度的第二熔解溫度,可以使得塑料顆粒在高于該塑料片的第一熔解溫度且低于其第二熔解溫度的溫度下互相附聚。
      該材料組合物在處理這些塑料顆粒所要求的高于第一熔解溫度且又低于第二熔解溫度的溫度下已經(jīng)為該塑料片提供了足夠的粘合,盡管塑料片厚度很小,它還是具有足夠的強(qiáng)度,以具有良好的熱成形性能,并且附聚的塑料顆粒的表面結(jié)構(gòu)通過塑料片是不可見的,或者是不能引起注意的程度。
      例如通過將分別制備的均質(zhì)的塑料機(jī)械地混合可以獲得材料混合物。
      塑料顆粒和塑料片都優(yōu)選包括部分結(jié)晶的塑料,其晶粒的熔解溫度(KT1),(KT2),(KT3)分別相應(yīng)于以上提到的熔解溫度(TS1,TS2,TS3)。晶粒結(jié)構(gòu)在窄的溫度范圍內(nèi)分別熔化,而塑料片在這些溫度范圍之外的性能僅適度改變。在一定程度上,在處理過程中的溫度的波動(dòng)對(duì)制品質(zhì)量的影響比在對(duì)非晶塑料情形中的影響要小。
      塑料片的材料混合物與塑料顆粒在其組成比例方面有類似的材料組成是有利的,并且能夠與塑料顆粒一起被回收利用。此外,通過以這種方法形成,這兩種成分之間的粘合力增強(qiáng)了。
      在回收利用方面和用于機(jī)動(dòng)車輛方面尤其有優(yōu)勢(shì)的材料配對(duì)包括膨脹的聚丙烯(EPP)的塑料顆粒和包括聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)和烯烴基熱塑彈性體(TPO)的混合物的塑料片。
      該塑料片還可以由許多層形成,這些層具有不變的小壁厚,至少面對(duì)塑料顆粒的層由以上提到的材料混合物制成。在這種情況下,幾乎不需要成本,可以將塑料片的一層染色和/或提供有平光劑,以改善其視覺特性,而內(nèi)層繼續(xù)與塑料顆粒保持良好的粘合力。
      該塑料片的厚度例如為100至300微米,優(yōu)選為150至250微米,特別優(yōu)選是約200微米。當(dāng)這些薄片暴露于加熱的氣體時(shí)會(huì)很快達(dá)到處理溫度,而且僅稍微地提高了泡沫制品的成本。
      在與塑料顆粒熔合期間,如果在基本光滑的塑料片的外表面印壓上紋理,可以生產(chǎn)出具有特別令人滿意外觀的泡沫制品。
      如果該泡沫制品外形平整,并且塑料片在它后來可見的表面區(qū)域的側(cè)面上延伸,這種類型的泡沫制品的好處就特別明顯。
      這種泡沫制品尤其適合用作機(jī)動(dòng)車輛的防曬板或門上的修飾件。
      根據(jù)本發(fā)明,將塑料片置于包括多個(gè)部分的模具中,然后在模具中填充塑料顆粒和加熱的氣體,氣體的溫度高于塑料片的材料混合物的第一熔解溫度,但是低于其第二熔解溫度,從而制得這種類型的泡沫制品。
      優(yōu)選水蒸汽,尤其是濕蒸汽、熱空氣、或者它們的混合物作為所用氣體,該氣體同樣能用于模具的氣動(dòng)填充。
      在把塑料片裝入模具的過程中,優(yōu)選在兩個(gè)半模之間的邊緣上將塑料片夾住。在氣動(dòng)填充內(nèi)腔期間,該塑料片靠于模具的表面。通過在相反的一面施加負(fù)壓可以協(xié)助這個(gè)過程。如果需要,也可以在把塑料片裝入模具之后,而在用可膨脹塑料顆粒填充模具之前通過供入加熱的氣體來對(duì)塑料片進(jìn)行預(yù)拉伸。
      如果內(nèi)腔有合適的紋理,也可以在填充可膨脹塑料顆粒和加熱的氣體的混合物期間在塑料片的外表面進(jìn)行壓印,以進(jìn)一步改善其可視印象。
      根據(jù)本發(fā)明,向模具中注入的氣體至少部分地通過模具內(nèi)腔未被塑料片覆蓋的透氣的區(qū)域被排出。


      附圖通過舉例圖示說明了本發(fā)明,其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的泡沫制品及其放大的截面圖。
      圖2示出了生產(chǎn)塑料片和塑料顆粒的合適的塑料的h-T圖。
      圖3示出了如權(quán)利要求1中所述的泡沫制品的生產(chǎn)過程中的方法步驟。
      具體實(shí)施例方式
      圖1a中示出的泡沫制品1以殼形方式模制,然后形成機(jī)動(dòng)車輛的由兩部分組成的防曬板的一半。它包括包含有膨脹的聚丙烯(EPP)的附聚的塑料顆粒3的基部2,該顆粒形狀大致成球形,其直徑為3至4mm。
      基部2表面區(qū)域的一側(cè)被厚度為約200微米的塑料片4覆蓋,并且不用加入另外的助劑(粘合促進(jìn)劑,粘合劑)而整體地將該側(cè)結(jié)合于塑料片4上。該塑料片可視側(cè)面5具有紋理,如類似于皮革的紋理效果。
      該塑料片包括聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)和烯烴基熱塑彈性體(TPO)的混合物,如圖2a的h-T圖中所示,基于這樣的材料組成,該混合物具有兩個(gè)晶粒熔點(diǎn)KT1和KT2。當(dāng)混合物通過暴露于連續(xù)的熱蒸汽被加熱時(shí),在約為125℃的KT1溫度,PE和TPO的晶粒區(qū)域開始熔解。該過程在圖形的曲線中表現(xiàn)為,在基本上不變的溫度下焓的突然上升。這是所有部分結(jié)晶的塑料的典型的性能。
      當(dāng)進(jìn)一步加熱,材料達(dá)到其約為160℃的溫度TS2的第二熔點(diǎn),在該溫度下PP的晶體結(jié)構(gòu)熔解。這個(gè)過程也表現(xiàn)為溫度基本上保持不變的情況下焓的上升。
      當(dāng)溫度高于KT1時(shí),塑料片4就已經(jīng)達(dá)到了良好的粘合,但是直到溫度高于KT2才具有明顯的強(qiáng)度。當(dāng)將該泡沫制品用于機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)室中時(shí),該特性也具有重要意義,使得盡管經(jīng)受來自太陽輻照的高溫,該泡沫制品仍然可以保持良好的耐熱性。
      而另一方面,如圖2b所示,在典型的實(shí)施例中由PP無規(guī)共聚物構(gòu)成的塑料顆粒3,與純PP相比,其可結(jié)晶性降低,熔點(diǎn)KT3約為140℃。
      然后,塑料顆粒3的附聚發(fā)生在約為145℃的處理溫度TV下,也就是說高于顆粒的熔解溫度KT3,也高于塑料片4的熔解溫度KT1。但是,該溫度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于塑料片的第二熔解溫度KT2,這樣可以達(dá)到其機(jī)械性能的預(yù)期效果。
      選定的處理溫度TV還允許在低壓力下向模具內(nèi)腔充入濕蒸汽,使得模具不必具有在使用更高溫度下才具有的堅(jiān)固構(gòu)造。
      在生產(chǎn)泡沫制品1的過程中,首先將用上述提到的材料混合物制成的塑料片4置于模具8的半模6和7之間(圖3a),在所述半模閉合以后(圖3b),塑料片被以密封的方式保持。
      然后,通過裝在后來可見側(cè)的負(fù)壓管線9向下部半模7施加真空(箭頭X),這樣塑料片4就位于所述半模的帶有紋理的壁上(圖3c)。
      接著,如圖3d所示,經(jīng)由穿透上部半模6的加注管線10,在低于塑料片的第二熔解溫度TS2或KT2的溫度下,將內(nèi)腔填滿濕蒸汽和預(yù)先膨脹的塑料顆粒3的混合物(箭頭Y)。內(nèi)腔內(nèi)原有的空氣和多余的濕蒸汽在這種情況下通過上部半模6內(nèi)的透氣區(qū)域11逸出(箭頭Z)。
      填充滿后,一般來說仍在膨脹的塑料顆粒3一方面互相熔合在一起,另一方面與塑料片4熔合在一起,形成模制的制品(圖3e)。
      把半模6和7打開后(圖3f),可以取出泡沫制品1并進(jìn)行邊緣修飾。
      如圖1b所示,塑料片(4)也可以具有多層的結(jié)構(gòu),其具有內(nèi)層(12)和外層(13),盡管至少面對(duì)基部的內(nèi)層(12)由上述提到的包括PE,PP和TPO的材料的混合物制成。
      附圖標(biāo)號(hào)列表1 泡沫制品2 基部3 塑料顆粒4 塑料片5 可視側(cè)6,7半模8 模具9 負(fù)壓力管線10 加注管線11 透氣區(qū)域12,13 (塑料片的)層
      權(quán)利要求
      1.具有基部(2)的泡沫制品(1),所述基部(2)由膨脹的附聚的塑料顆粒(3)制成,所述泡沫制品至少在某些區(qū)域被塑料片(4)包住,特征在于,塑料片(4)包括材料混合物,所述材料混合物至少有第一熔解溫度(TS1)和高于第一熔解溫度的第二熔解溫度(TS2),塑料顆粒(3)可以在高于所述塑料片的第一熔解溫度且低于所述第二熔解溫度的溫度(TS3)下互相附聚在一起。
      2.如權(quán)利要求1所述的泡沫制品,其特征在于,塑料顆粒(3)和塑料片(4)包括部分結(jié)晶的塑料,所述部分結(jié)晶的塑料的晶粒熔解溫度(KT1),(KT2),和(KT3)對(duì)應(yīng)于上述的熔解溫度(TS1,TS2,TS3)。
      3.如權(quán)利要求1或2所述的泡沫制品,其特征在于,塑料片(4)的材料混合物至少在其比例方面具有與塑料顆粒(3)相似的材料組成。
      4.如權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的泡沫制品,其特征在于,塑料顆粒(3)包括膨脹的聚丙烯(EPP)。
      5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的泡沫制品,其特征在于,塑料片(4)包括聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)和烯烴基熱塑彈性體(TPO)的混合物。
      6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的泡沫制品,其特征在于,塑料片(4)以多層的形式形成,其中至少面向基部(2)的層(12)是由上述材料混合物制成的。
      7.如權(quán)利要求6所述的泡沫制品,其特征在于,塑料片(4)的至少一層(13)被染色和/或提供有平光劑。
      8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的泡沫制品,其特征在于,塑料片(4)的厚度為100至300微米,優(yōu)選為150至250微米,尤其優(yōu)選約為200微米。
      9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的泡沫制品,其特征在于,可以在塑料片(4)和塑料顆粒(3)熔合期間,將紋理印壓在塑料片(4)的外表面上。
      10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的泡沫制品,其特征在于,該泡沫制品(1)外形平整,并且塑料片(4)基本上延伸過它的表面區(qū)域的側(cè)面之一。
      11.機(jī)動(dòng)車輛的內(nèi)室修飾件,尤其是防曬板或車門修飾件,其包括如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的泡沫制品(1)。
      12.如權(quán)利要求1所述的泡沫制品(1)的制備方法,其特征在于,塑料片(4)放置于由多部分組成的模具(8)中,然后將模具中填滿塑料顆粒(3)和加熱的氣體,氣體的溫度高于塑料片的材料混合物的第一熔解溫度(TS1),但是低于其第二熔解溫度(TS2)。
      13.如權(quán)利要求12所述的方法,其特征在于,將水蒸汽,尤其是濕蒸汽、熱空氣、或者它們的混合物用作所述的氣體。
      14.如權(quán)利要求12或13所述的方法,其特征在于,利用所述加熱的氣體將可膨脹的塑料顆粒(3)氣動(dòng)輸送到模具(8)中。
      15.如權(quán)利要求12至14中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,把塑料片(4)放置于模具(8)中后,在其處于半模(6)和(7)之間的邊緣處將塑料片(4)夾住。
      16.如權(quán)利要求12至15中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,把塑料片(4)放置于模具(8)中后,通過施加負(fù)壓使塑料片(4)靠在內(nèi)腔的壁上。
      17.如權(quán)利要求12至16中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,把塑料片(4)放置于模具(8)中后,且在用可膨脹塑料顆粒(3)填滿模具之前,通過供給加熱的氣體對(duì)塑料片(4)進(jìn)行預(yù)拉伸。
      18.如權(quán)利要求12至17中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,在填充可膨脹的塑料顆粒(3)和加熱的氣體的混合物期間,塑料片(4)被壓靠在內(nèi)腔的帶有紋理的壁上,由此在塑料片的外表面印上紋理。
      19.如權(quán)利要求12至18中任一項(xiàng)所述的方法,其特征在于,供給到模具(8)的氣體至少部分地通過未被塑料片(4)覆蓋的模具(8)的內(nèi)腔上的透氣區(qū)域(11)排出。
      全文摘要
      本發(fā)明涉及成模泡沫制品(1),其包括由膨脹的附聚的塑料顆粒(3)制成的基部,并且其至少被塑料片(4)部分包住。所述塑料片(4)包括材料混合物,該材料混合物至少具有一個(gè)熔解溫度(TS1)和一個(gè)高于第一熔解溫度的第二熔解溫度(TS2)。所述塑料顆粒(3)可以在高于所述塑料片的第一熔解溫度且低于所述第二熔解溫度的溫度(TS3)下互相附聚在一起。
      文檔編號(hào)B32B27/32GK1747832SQ200480003531
      公開日2006年3月15日 申請(qǐng)日期2004年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年2月4日
      發(fā)明者曼弗雷德·羅德維克, 迪迪埃·魏斯 申請(qǐng)人:約翰遜內(nèi)控兩合公司
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