[发明专利]压制模压板上流动皱纹的消除

说明书

                        发明领域

本发明涉及由增强热塑性材料制备产品的方法，更具体地说，涉及消除具有大表面积的模制增强热塑性制件中流动波纹的方法。

                        发明背景

塑料正替代金属用作建筑材料。与金属相比，塑料能节省成本，并容易制造且重量轻，这些结合在一起给塑料提供了进入金属领域的推动力。

塑料能制成强度范围宽的多种几何形状。实际上，现在塑料能制成外用半结构金属部件的替代物，如汽车外壳、盖板、车顶和防护板延伸部分。由于增强热塑性模塑混合料重量更轻，在涂饰期间不渗气，且更易回收利用，因此，近年来它们更受欢迎。这与不具有上述特性的热固性化合物形成对比。

在包括半结构塑料制件在内的塑料制件的常规制造方法中，由于自动和半自动模塑技术具有高生产率、较低的劳动力成本和可改善产品均匀性而极受欢迎。一种更受欢迎的半自动模塑方法称作压缩模塑。当物料流入开口的模腔，在模具部件关闭后，对装模料进行模塑。在称为切口(shear edge)的阳模和阴模部件四周的平滑且对准的表面滑动到一起，在模具四周起“截坯”作用以使来自模腔中模塑混合料的主流停止流动。位于模具四周的边缘开口(edge opening)或切口间隙宽度通常为0.0508-0.127mm(0.002-0.005英寸)。该间隙应适当地保持得很小，即恰好大至能不粘结地关闭模具，并小至能阻止大量的装模料从模腔中逸出。不幸的是在使用小切口间隙时，当模塑时，这些制件的表面将有不可接受的外观，而必须进行手工整饰。表面的皱折明显。

在装填模具工序中，压力迫使模塑混合料流动并填满模腔。当模塑混合料到达切口时，物料已十分接近树脂的冻点或固化点。当料流冲击切口的“壁”时，料流的残余能量将使模塑混合料回弹，并试图流回至迎面而来的料流前沿，接着又使模塑混合料中的增强材料发生弯曲。在固化的母体树脂中弯曲的增强材料变成冻结态。当混合料继续固化时，弯曲的增强材料将通过模塑制件的表面显露出来。这种“流动连波纹”本身通常以一系列波的形式显示，其波幅可高达25μm，频率为1500至3000μm。这种波动通常在压缩模塑制件的切口或其附近发生，并且在涂饰前后均可用肉眼看出。因此，带有这些表面变形的产品在涂饰前必须进行手工整饰，这将是费工费时的。即使用手工整饰，这样的模塑制件的边角料率也可能高达50％。

业已在若干种不同的模具构形如圆形、方形和异形制件中证实了流动连波纹的存在。通过改变所用的树脂以及改变增强材料，业已做出了解决该问题的各种尝试。绝大多数加工变量的统计试验表明，对最终模塑件中存在的流动连波纹的幅度或出现率没有明显的作用。

                        发明概要

根据本发明，增强热塑性制件是压缩模塑出的，它没有流动连波纹图案。省去了重要的后整饰，因此相应地增加了最终产品的生产率并降低了生产成本。

在实施本发明时，将装模料加热至树脂的熔点以上并置于一组形成模腔的协同模具内，所述的装模料由许多无规分散的高模量增强纤维层组成，其中所述的纤维被固化的热塑性树脂母体固着在一起。表面的周边彼此有一定的间隔，以提供沿模具四周的剪切间隙(shear gap)。当在模塑过程中将两个模具合拢时，模具中产生的压力迫使装模料流动，并填满模腔。于是形成料流前沿，并且迫使一定数量的装模料进入阴模四周的切口中。切口的大小以能接收一定数量的装模料为准，当模塑料固化时，所述一定数量的装模料能消耗料流前沿中的残余能量。如果切口太小，那么模塑料将从切口回弹至迎面而来的料流前沿。这种回弹运动将使流动材料中的增强组分发生弯曲。弯曲的增强材料将以流动连波纹的形式遍及整饰过的模塑制件。

如果观测到流动连波纹的话，应调节切口，以增加协同模具边缘之间的间隙。当树脂料固化时，应使切口间隙增加，以便使更少受阻的模塑料流从模腔流入剪切间隙中。所需间隙的大小取决于装模料组分的特性、模具温度、闭模速度和模塑混合料所需压力。

                       附图说明

图1是模具上模和下模的示意图，图中示出了置于下模模塑表面上的模塑料。

图2是处于部分关闭位置的图1所示模具的示意图。

图3是处于关闭位置的图1所示模具的示意图，图中示出了流入模具边缘的剪切间隙中的装模料。

                   发明的详细说明