[发明专利]生产棒的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种挤出由部分结晶热塑性塑料制成的棒的方法。该棒可以是致密的；它们在此情况下被称作实心棒。在这里一种具体的情况是圆棒。根据EN ISO15860，圆棒是挤出的，浇注的或者压塑成的长形的，直的，实心产品，具有在它们的整个长度上保持相同的圆形横截面。

背景技术

由热塑性塑料制成的棒优选用于切削生产成品件，特别是具有相对小生产件数的成品件，原型件或者注塑方法或者其他塑料加工仅仅难以生产或者几乎不能生产的零件。

从用户的观点来说，由高熔点热塑性塑料例如聚醚醚酮(PEEK)所生产的这种类型的部件更类似于传统的金属加工：标准化的半成品例如管，型材或者棒被以希望的形状切削加工到一定程度。传统的塑料制造方法仅仅用于生产半成品：型材，管或者实心棒因此原则上是在挤出机中以这样的方式来挤出的，其与由PP或者PE制成的相应的半成品的生产过程中所用的常见方式相同。

具有相对小直径的棒可以通过常规的热塑性塑料成型物料挤出来获得良好的品质。但是，这种方法对于从大约20mm直径起的棒来说变得困难，这取决于所用的成型物料，因为由于经由冷却从该挤出棒中排出的大量热能，只有在长的冷却时间之后才能达到足够的尺寸稳定性，这具有不利的作用，即，该棒的自重会引起它下垂，会导致形成横截面变化，或者会发生挠曲。如果降低挤出速率来产生用于所述棒的更好的冷却条件，则制造成本会增加到经济上不可接受的值。

申请DE102004015072 A1声称在挤出方法过程中将塑料熔体在模具中分成两个流，其中由布置在外侧的熔体依照常规方法挤出管。该第二熔体是通过喷枪填入到所述管中的。为了防止所述管坍塌，通过所述头引入支承空气，并且在校准系统中施加减压。已经显示这种方法能够制造圆棒，其具有优异的光学性能和特别是高的横截面尺寸精度。

申请DE3718036 A1描述了一种通过多层挤出来生产具有大的横截面尺寸的成型件的方法，例如由聚乙烯制成的减振器或者保护性覆层。在这里将第一熔融材料流用于模制中空型材，其在校准器包套中冷却，同时将第二熔融材料流挤入到所述空腔中。这里将熔体大致注射到型材离开校准系统的位置。外部的中空型材(其已经凝固，但是其仍然具有一定程度的柔韧性)在这种方法过程中膨胀成凸面形状，因此接受了比实际期望更多体积的一些材料。随后在冷却过程中的收缩抑制了空腔或者空泡的形成。

但是，该现有技术是不令人满意的。申请DE102004015072 A1仅仅涉及非晶态热塑性塑料。如果尝试以这种方式来加工部分结晶热塑性塑料，则这些材料相对高的收缩会使得冷却过程中存在形成空腔的危险，它们对于进一步的加工来说是不可接受的。DE3718036 A1的尝试（其通过使用有针对性的膨胀来对抗空腔的形成）在精确的尺寸精度是重要的情况中是不可行的。

发明内容

本发明的目标在于生产由部分结晶热塑性塑料生产棒，其满足下面的要求：

-在从大约20mm直径起的棒直径尺寸精度方面，应当实现优于常规的挤出。在理想的情况中，应当非常充分地实现或者低于标准DIN16980和EN ISO15860所规定的容限；

-所述棒相对于直轴线的偏离，基于它的外边缘和1米的长度，同样应当尽可能小。相对于直线性的偏离会在切削制造过程中引起问题；

-实心棒应当无空腔或者空泡，因为它们将是进一步加工过程中的大问题，并且对于随后成品件的功能也是大问题；

-实心棒此外应当具有尽可能低的内应力水平，来促进切削加工和降低由于加工会产生的翘曲。内应力水平可以从由该实心棒上仔细切割下的薄板的翘曲来评价；

-最后，应当可以生产多层棒，在其中所述层由不同的材料组成。

这个目标是通过生产棒的方法来实现的，其中：

a)由第一塑料成型物料挤出塑料型材，该第一塑料成型物料形成了最外面的层，且其至少50重量%，优选至少60重量%，特别优选至少70重量%和特别优选至少80重量%由部分结晶热塑性塑料构成，

b)在校准器内，用第二塑料成型物料填充新挤出的型材，和

c)校准，抽出和冷却该新形成的棒，

特征在于该第一塑料成型物料具有下面的参数：

-晶粒熔点 T_m是至少170℃，优选至少185℃，特别优选至少200℃和特别优选至少215℃，