[发明专利]用于制造塑料成型件的装置及其应用

说明书

本发明涉及一种用于制造塑料成型件的装置，其具有挤压机和布置在挤压机出口下游的成型工具，其中，蜗杆在挤压机中这样导引，使得它一方面能够旋转，一方面能够轴向移动，以将位于挤压机中的塑化加工的或者液态的聚合物、预聚物和单体运送到成型工具中，其中，在蜗杆自由端部的区域中布置有防回流装置，其中，该防回流装置的至少一个作用抵靠挤压机的内周向壁的止回环具有施加在该止回环外周向的至少一部分上的密封件，该密封件抵靠挤压机的周向壁地密封止回环。本发明还涉及一种尤其为这种装置所设置的、用于布置在挤压机的蜗杆的自由端部区域内的防回流装置以及一种将这种装置用于直接制造聚合物成型件的应用。

这种装置尤其以用于热塑性塑料的塑料注塑成型机的形式已知。在此，通常以颗粒形式存在的聚合物在必要时与例如填充物、加强纤维等添加剂相结合地加入经常称作“注射单元”的挤压机中并且在挤压机中进行塑化加工。为了将塑化的聚合物注入成型工具中，蜗杆向前朝通常以喷嘴或喷嘴成套部件的形式构成的挤压机出口的方向轴向地移动一段距离，其中，可以在蜗杆自由端部的区域内设置防回流装置，其在很大程度上防止注入期间塑化的聚合物回流并且以此方式确保了对所需的聚合物量进行尽可能精确而可重复的计量。已知的防回流装置通常具有贴靠在挤压机内周向壁上的止回环，其通常能够令人满意地防止一般硬而粘的塑化聚合物与蜗杆进给相反地回流到挤压机中。

在早期使用这种方法，其中，不是必须只将塑化的聚合物加入挤压机中，而是可选地或附加地，液态的预聚物，如尤其是单体、二聚体或低聚体(必要时在存在活化剂或起始器或催化剂的情况下)能够相互聚合或者与附加的聚合物聚合。这种方法例如由EP 1415793A1已知。这种方法的优点尤其在于，由于使用的预聚物的黏度或粘度非常小，可以实现提高填充物或填充纤维的成分比例，因为填充物或填充纤维比通常硬而粘的聚合物熔体的情况在更大程度上由液态的预聚物浸渍、润湿或者浸透。尤其在制造具有相对复杂的几何结构的成型件(例如小规格或较薄的、其中需要注入聚合物和/或预聚物的成型区域)期间证明不利的是，很难对期望的聚合物或预聚物量进行精确尤其是可重复的计量，当不可能精确尤其是可重复的计量时，这导致成型件中的材料不均匀并且由此使得次品增多。

US 2005/0233020A1描述了一种用于布置在按本发明所述类型的用于制造塑料成型件的装置的挤压机的自由端部上的防回流装置。在这种情况下，防回流装置可以具有止回环，该止回环在其外周向面上具有环形槽，以容纳由两个半环构成的活塞环，其相对于挤压机壳体密封止回环，以在很大程度上防止注入过程中熔体回流。由此无法实现毫无问题的密封性(如尤其对于需要加工的粘度较低直至液态的树脂和/或对于需要制造的具有相对复杂的几何结构的成型件来说必要的那样)，因为一方面在活塞环的接合处在注入过程中非常高的压力下在位于防回流装置下游的挤压机出口端同样存在需要注入的树脂混合物回流到挤压机中的危险，另一方面活塞环显然与防回流装置的其它元件一样由金属构成，因此在活塞环和挤压机之间需要保持一定的容差，以便使配设有活塞环的防回流装置止回环具有所需的轴向可移动性。

JP 05-042568A描述了另一种用于布置在注塑装置挤压机蜗杆的自由端部上的防回流装置，其中，在这种情况下，为了密封止回环而设置该止回环的外侧涂层。该涂层由类似钻石的碳变型物构成。对于形式为钻石状碳的非常坚硬的密封材料在很大程度上适用之前关于US 2005/0233020A1所述内容。

本发明所要解决的技术问题在于，使开头所述类型的用于制造塑料成型件的装置的防回流装置具有完全的密封性，使得其也可以用于黏度非常小直至液态的聚合物、预聚物和/或单体来制造任意几何形状的聚合物成型件。

该技术问题按本发明通过一种装置以及尤其是一种适用于这种装置的开头所述类型的防回流装置这样解决，即，止回环的密封件的密封材料选自由硬度比挤压机的周向壁材料硬度小的聚合物、共聚物和聚合物共混物构成的组。