[发明专利]通过发泡注塑制造模制品的方法、由发泡的热塑性塑料制成的模制品及其用途

说明书

本发明涉及通过发泡注塑制造模制品(50)的方法，其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体(18)，其中向塑料熔体(18)中装载发泡剂(22)，且其中将载有发泡剂(22)的塑料熔体(18)在压力下注入模具(28)的腔室(26)，以使塑料熔体(18)填满在行经腔室(26)的熔体前沿(34)后方的腔室(26)，其中调节将塑料熔体(18)注入模具(28)的腔室(26)的注射速度，以使至少在注射程序过程中的一个时间点，在熔体前沿(34)面后的时间间隔最多0.15秒的区域(40)中，塑料熔体(18)在腔室(26)中的内压大于发泡剂(22)的临界压力。本发明还涉及由发泡的热塑性塑料制成的模制品(50)，其中模制品(50)具有的表面区域具有由发泡的热塑性塑料形成的光学结构化，其在流动方向上测得的光泽度和与流动方向横向测得的光泽度的平均比率低于1.9，优选低于1.5，特别低于1.2。本发明还涉及这种模制品的用途。

本发明涉及通过发泡注塑制造模制品的方法，其中通过热塑性塑料的熔融提供塑料熔体，其中向该塑料熔体中装载发泡剂，且其中将载有发泡剂的塑料熔体在压力下注入模具腔室以使塑料熔体填满在行经腔室的熔体前沿后方的腔室。本发明还涉及由发泡的热塑性塑料制成的模制品，其特别通过发泡注塑制成，优选可通过上述方法制成。本发明还涉及这种模制品的用途。

注塑法（发泡注塑）或挤出法（发泡挤出）中的热塑性塑料体系的发泡是已有几十年历史的现有技术。在此主要区分化学和物理发泡法。在化学发泡的过程中，将特定剂量的合适发泡剂添加到丸粒形式的热塑性塑料中，并借助注塑或挤出法过程中的高温发生反应并释放使热塑性塑料发泡的气体。

在主要用于注射工艺的物理发泡的情况下，有各种计量加入发泡剂的工业方法。常见方法的一个实例在于在用于传送塑料熔体的螺杆附近向液态塑料熔体中引入超临界状态的气体，如氮气或二氧化碳。借助专门设计的螺杆几何，在该热塑性塑料的注射前在高压下实现充分混合，以使气体在塑料熔体中非常均匀地分布（超临界溶液）。当塑料熔体从螺杆送入腔室时，在该塑料熔体中发生显著压降，因此将超临界气体转化成亚临界状态并可膨胀形成微小气泡，并由此使该热塑性塑料发泡。由此制成的模制品含有具有由这些微小气泡带来的微孔结构的芯。

发泡的热塑性塑料的性质大多明显不同于紧密的注塑或挤出热塑性塑料的性质。使用发泡工艺的常见原因在于，可以在其体积保持相同的同时降低模制品的重量。还可以显著改进基于重量的特定机械性质，特别例如抗弯刚度和抗扭刚度。

发泡的热塑性塑料的另一优点在于载有发泡剂的塑料熔体在模具腔室中发泡的过程中具有纯塑料熔体低的粘度。由此特别可以实现具有又长又窄的流径的模制品的更好填充。

发泡的热塑性塑料不仅具有所提到的机械和流变优点，还具有极好的隔绝性质。通过与非发泡的塑料相比的额外减重，因此也可以在构造上有利地制造具有高壁厚度和极好隔绝性质的模制品。

发泡工艺，特别是发泡注塑的一个主要缺点在于，由这些工艺制成的模制品具有非常不均匀和粗糙的表面。模制品的不均匀表面由在发泡工艺的过程中可能出现的非常多样的表面缺陷造成。这些缺陷取决于非常多的因素，并在现有技术中难以预知。例如，加工参数，如注射速度、模具温度、气体填充等具有强烈影响；但是，模制品本身的几何，例如模制品的厚度、断裂处（Ausbruch）或接片（Steg）、壁厚度、裂缝等也会对表面缺陷产生巨大影响。

为了遮盖模制品上的表面缺陷以改善它们的光学外观，在现有技术中已经作出各种尝试并具有各种成功。在发泡挤出的情况下，可以例如使用非发泡的共挤层，其遮盖发泡芯的缺陷。在发泡注塑的情况下，可以例如在模具腔室内使用反压，其防止在熔体前沿从载有发泡剂的塑料熔体中释出气体，以致可形成封闭的覆盖层。还已经发现，模具壁的高温对所得模制品的表面品质具有有利影响。在简单模制品几何的情况下，还常将薄膜插入模具腔室，然后用发泡的热塑性塑料进行后注塑，并遮盖发泡的表面。但是，遮盖表面缺陷的这些方法在一些情况下非常复杂并有时仅部分成功，或影响模制品表面的性质。