專利名稱：模制聚烯烴和聚苯基氧化物產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及模制聚烯烴和聚苯基氧化物(polyphenyloxide)產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法。本發(fā)明對各種類型產(chǎn)品的生產(chǎn)有實用性，但將針對汽車零部件特別是用于汽車內(nèi)部因而要求有合意的外觀的零部件描述本發(fā)明。
所述類型的零部件可包括例如安裝在車門內(nèi)側(cè)的面板。車門典型地由金屬板制成，塑料面板直接固定于鋼或其它金屬板支承上獲得合意的外觀。US4 766 025描述了這種產(chǎn)品及其生產(chǎn)方法。該專利的背景部分中，參考形成分開的塑料零部件然后在安裝期間逐件組裝。然后該專利繼續(xù)描述了以下方法將乙烯基材料片材拉過模腔，加熱，然后利用真空吸入模腔。然后注入可模制的聚氯乙烯或聚氨酯形成包含塑料體和乙烯基材料皮層的整塊零部件。
已試圖用發(fā)泡的聚苯乙烯制造車門面板和其它零部件。此系統(tǒng)中，例如1996年3月公開的“塑料技術(shù)”中所報道，先模制EPS部件，將聚苯乙烯膜與預(yù)先模制的EPS部件一起放入模具中，引入蒸汽使兩種材料粘合在一起。
這些現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)存在一些缺陷。因此，用注塑PVC、聚氨酯等制成的零部件相對較重。EPS部件重量較輕但生產(chǎn)方法過于復(fù)雜導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加。此外，因?qū)τ诮M裝該部件與鋼或其它金屬板門等常用的螺絲及其它固定方法來說塑料的強度不夠，在EPS部件的安裝中遇到困難。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及聚烯烴產(chǎn)品如用發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)或發(fā)泡聚丙烯(EPP)制備的產(chǎn)品。用聚苯基氧化物制備的產(chǎn)品也在本發(fā)明范圍內(nèi)。乙烯基材料或其它適合裝飾材料的“彩箔”或“皮層”與該產(chǎn)品相結(jié)合獲得合意的外觀和令人滿意的外表面。
制備該產(chǎn)品的過程中，皮層位于模腔口?；蜿幠２考哪Ｇ恢稀：夏２⒃谟谢驔]有真空或空氣壓力協(xié)助下，芯或模具構(gòu)成部件使所述皮層與陰模表面接觸。聚烯烴或聚苯基氧化物以已預(yù)發(fā)泡至密度下降約75％的小顆粒形式加入。利用空氣壓力將這些顆粒加入模腔，注入蒸汽使顆粒軟化并使之粘結(jié)成整體。此外，使顆粒外層與彩箔粘結(jié)從而從模具中取出整塊零部件。
本發(fā)明還設(shè)想給所述制成的整塊零部件增加框架結(jié)構(gòu)以便于與金屬板門或其它支承連接?？衫谜澈蟿┗蛴眠B接裝置如螺釘增加框架。
在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，利用某些種類的緊固件使框架固定就位使框架與模制部件相聯(lián)。然后在模塑步驟期間使框架與聚烯烴或聚苯基氧化物部件結(jié)合在一起，則可容易地將該部件固定于金屬板門等之上。
附圖簡述圖1為本發(fā)明模制門面板的正視圖；圖2為該門面板沿圖1中2-2線的剖面圖；圖3為說明模制面板中固定區(qū)域構(gòu)造的該門面板的剖面圖；圖4為說明與模制部件相聯(lián)的模腔和芯部件的剖面圖；圖5為模具腔側(cè)的正視圖；圖6為模具芯側(cè)的正視圖；圖7為模具芯側(cè)的側(cè)視圖；圖8為本發(fā)明另一實施方式中所采用的框架結(jié)構(gòu)的正視圖；圖9為圖8框架結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；和圖10為本發(fā)明另一實施方式的正視圖。
優(yōu)選實施方案的描述


模制部件及適于使用此模制部件生產(chǎn)的本發(fā)明產(chǎn)品。具體地，圖1-3中示出聚烯烴或聚苯基氧化物產(chǎn)品8，圖4-7中說明模腔模具部件10和陽模芯件12。模具部件10包括模腔14，最好如圖5中所示，銷釘16位于其上側(cè)。這些銷釘或任何其它適合的裝置如夾子、Velcro或真空抽吸用于懸掛要用于形成要生產(chǎn)的聚烯烴部件外表面的材料膜片18。如前面所述，這可包括乙烯基類材料，但也包括在模塑期間將與聚烯烴或聚苯基氧化物粘合的任何其它適用的彩箔材料。
該模腔模具部件的模腔表面有多個與真空泵或其它負(fù)壓裝置相通的小孔20。模腔模具部件移至密封模腔的位置時，該負(fù)壓可用于使膜片18與模腔14的表面相符。
芯模部件12限定了表面22成型形成部件內(nèi)表面。包括常規(guī)填充槍的第一開孔24在間隔的位置位于表面22上，這些開孔與聚烯烴或聚苯基氧化物顆粒源相通。模腔關(guān)閉后可利用空氣壓力源加入這些顆粒。
在表面22中形成另一些開孔26，這些開孔與蒸汽箱28相通(圖7)。這些開孔可以是不同尺寸和形狀的。例如根據(jù)已知的實踐，它們可包括安裝在模具部件中的直徑1／4”的模塞中形成的20個小孔。開孔大小應(yīng)是使蒸汽能通過但施加負(fù)壓時塑料不能反向通過的程度。則此蒸汽可用于軟化所述顆粒，使顆粒相互粘結(jié)，并使膜片18與相鄰的顆粒粘合。
在芯模部件中形成孔或其它凹陷23在模制產(chǎn)品中產(chǎn)生整體形成的螺栓等25(圖3)。這些螺栓可采取許多形式，它們作為固定裝置將模制產(chǎn)品固定于金屬板框架等。
芯模部件表面的開孔26和模腔模具部件表面中的開孔20也可與空氣壓力源相通用于清潔相鄰?fù)ǖ?，需要時也有助于制件脫模?？刹捎眠m合的閥門系統(tǒng)選擇性地施加負(fù)壓、加入蒸汽或施加空氣壓力。
生產(chǎn)本發(fā)明部件中，可關(guān)閉模具部件，通過開孔26加入蒸汽預(yù)熱模具。還優(yōu)選使彩箔18預(yù)熱。使用乙烯基材料片時，將其預(yù)熱至100和220°F之間，然后打開模具后利用銷釘16懸掛在模腔模具部件1O上。由于該模具使用加熱裝置，所以也包括對于至少某些應(yīng)用在合模之后預(yù)熱該膜片。
利用盤管或本領(lǐng)域常用的其它裝置加熱模具部件。未填充側(cè)(所述情況下的腔側(cè))可預(yù)熱至140和180°F之間，填充側(cè)預(yù)熱至190和250°F之間。合模期間或之后優(yōu)選施加負(fù)壓使膜片18與模具表面相符。芯模部件閉合時，這將有助于膜片的成形，可通過芯模部件中的開孔26由空氣壓力施加附加的壓力。必須使膜片18與更復(fù)雜的表面構(gòu)型相符時這特別有利。
在空氣壓力下通過芯模部件中的填充槍開孔24加入顆粒，由于不希望使顆粒壓縮，所以此壓力較低。一旦顆粒就位后，既通過將開孔26與真空源22相連抽出空氣。為使顆粒之間和顆粒與皮層之間粘合，除去空氣是關(guān)鍵的。
然后通過開孔26加入蒸氣使顆粒軟化并如上所述使之粘合。用閥門系統(tǒng)使開孔26與真空源22相連通過開孔26除去過量濕氣。與用聚烯烴顆粒的傳統(tǒng)模塑相反，由于膜片18阻塞了由陰模部件限定的通道，所以僅在一側(cè)加入蒸汽。典型地采用4至9巴的蒸汽壓力。模具部件表面涂有PTFE(例如Teflon)涂層以便于模制部件的脫模。還發(fā)現(xiàn)此涂層促使膜片18與模具部件表面相符性提高，因為在加入顆粒之前施加真空和／或其它壓力時該膜片更易在表面上移動。
作為本發(fā)明優(yōu)選實施方案的例子，閉合模具部件10和12，使之分別預(yù)熱至176°F和230°F。腔側(cè)預(yù)熱至較低溫度，因為加熱盤管與有蒸汽箱28的芯側(cè)相聯(lián)(圖7)。在蒸汽箱內(nèi)施加負(fù)壓通過開孔26從腔中抽出過剩熱量。
將預(yù)熱的乙烯基材料片懸掛在銷釘上，再合模。優(yōu)選先較慢地移動逐漸將膜片壓入模腔。然后向模腔模具部件施加負(fù)壓從而通過開孔20從模腔中抽出空氣。從而使膜片與模腔表面相符，然后使模具完全封閉。
然后通過芯模部件中的開孔26施加空氣壓力以確保皮層與模腔表面完全相符。之后用填充槍通過開孔24加入聚烯烴顆粒。
然后通過開孔26施加負(fù)壓清除模具中的空氣和濕氣。如前面所述，為獲得良好的粘合條件，特別需要除去空氣。然后通過開孔26壓入蒸汽(4至9巴)，使顆粒相互粘合并使膜片18與相鄰的顆粒層粘合。
利用芯模部件的通道通過在其中循環(huán)致冷劑發(fā)生冷卻。模制部件穩(wěn)定后，通過開孔26施加空氣壓力以輔助模具打開后部件的分離。
圖8和9示出設(shè)計用于與本發(fā)明部件類型相關(guān)聯(lián)的支承框架30。此部件可由金屬或硬塑料制成，有足夠的結(jié)構(gòu)完整性以與金屬板門等固定。
使框架30成型用于與金屬板門相聯(lián)?？蚣馨ㄓ糜谂c門活動連接的裝置，包括帶鉤凸緣32和限定“銷槽”的元件34，用于接收常用于與門相聯(lián)的有擴大頭部的銷釘。元件34均包括下部擴大的開孔用于接收擴大的銷釘頭部，和上部變窄的槽用于接收銷體。這些或其它任何常用于使框架固定于門的裝置包括其它形式的槽、孔和鉤均可使用?？蚣?0包括限定開孔或其它固定裝置42的橫向元件40。這些及其變形可用于接收煙灰盒、玻璃升降器、門把手、裝飾固定裝置、側(cè)緩沖器、安全氣囊等。
可利用粘合劑、鎖環(huán)、螺釘、銷釘、導(dǎo)線、熱粘合或摩擦焊使框架30與聚烯烴或聚苯基氧化物部件相結(jié)合。還包括例如在加入顆粒之前將框架暫時固定于芯模部件12上將框架安裝在模具內(nèi)。在此情況下，框架將由與顆粒如聚丙烯相容的材料制成。然后在模塑操作過程中部件與框架結(jié)合而形成整體結(jié)構(gòu)。
圖10說明裝飾件38如鋪毯段固定于其上的框架36。在此實施方案中，將模制部件與框架上部相符，從而得到上部乙烯基材料外表面和下部鋪毯表面的復(fù)合體。此組合可有許多變化。
顯然框架的構(gòu)型可相對于聚烯烴部件采取幾種形式。因此，可認(rèn)為聚烯烴或聚苯基氧化物部件是框架的裝飾表層，框架可以為各種尺寸，甚至與部件內(nèi)側(cè)共存。框架應(yīng)包封在部件之上、周圍、側(cè)面或下面?？蚣艿娜魏伪┞恫糠直旧響?yīng)有裝飾層以補充該部分。
如前面所述，部件的皮層18可以是乙烯基材料，但也包括可與聚烯烴或聚苯基氧化物粘合的其它材料，包括織物、TPO、聚氨酯、皮革、紙或篩網(wǎng)。還包括所述彩箔或皮層是非相容材料，有由所述材料之一形成的襯里。
本發(fā)明的聚烯烴或聚苯基氧化物部分可包括整體的扶手區(qū)，有要求的形狀且有由聚烯烴或聚苯基氧化物提供的松軟感和柔軟的側(cè)面緩沖區(qū)。因此不需象采用硬塑料時模制分開的部件，部件的此區(qū)域和其它區(qū)域?qū)⒂羞@些特點。
該部件可容易地模制成有整體模制的管、槽或通道提供導(dǎo)線或HVAC空氣流動室。這些區(qū)域的蓋板也可容易地模制成有整體存在的鉸鏈。
由于所述部件和方法的多功能性，用較少的生產(chǎn)和組裝步驟獲得比常用部件輕75％的面板組件。所述聚烯烴或聚苯基氧化物因?qū)β访嬖胍艉蜔醾鬟f的阻擋性更好并有改善的吸音性以增強內(nèi)部音響系統(tǒng)而具有附加的優(yōu)點。如前面所述，側(cè)面的緩沖也得到改善。除節(jié)省勞動之外，因熱能消耗顯著降低，生產(chǎn)效率相對注塑而改善。
應(yīng)理解在不背離本發(fā)明精神的情況下可對本發(fā)明做各種改變和增加，本發(fā)明范圍由后面的權(quán)利要求書限定。
權(quán)利要求
1．一種有裝飾皮層的模制塑料產(chǎn)品的生產(chǎn)方法，所述方法利用陽模和陰模模具部件限定內(nèi)表面形成與所要產(chǎn)品形狀相對應(yīng)的模腔，包括在所述模具部件中與其內(nèi)部相通的開孔、與至少一些所述開孔相通用于將塑料顆粒和蒸汽輸入所述模腔的裝置、和與至少一些所述開孔相通用于給所述內(nèi)部施加負(fù)壓的裝置，所述方法包括以下步驟使所述要求皮層材料的膜片疊置于一個模具部件的內(nèi)部，閉合所述模具部件，使所述膜片與所述一個模具部件的內(nèi)表面相符，將選自聚烯烴和聚苯基氧化物顆粒的顆粒輸入所述模腔，給所述模腔施加負(fù)壓從模腔中除去空氣，將蒸汽輸入所述模腔使所述顆粒軟化并使所述顆粒相互粘合并使所述膜片與相鄰的顆粒粘合，給所述模腔施加負(fù)壓從模腔中除去過量的濕氣，然后從所述模腔中取出所述產(chǎn)品。
2．權(quán)利要求1的方法，包括給所述一模具部件的內(nèi)部施加負(fù)壓使所述膜片與所述一模具部件內(nèi)表面相符的步驟。
3．權(quán)利要求1的方法，其中在放置所述膜片的步驟之后至少部分地與所述模具部件的閉合相對應(yīng)，使所述膜片向所述一模具部件的所述內(nèi)表面移動。
4．權(quán)利要求1的方法，包括相對所述一模具部件放置所述膜片之前，將所述膜片預(yù)熱至在100和220°F之間的溫度的步驟。
5．權(quán)利要求1的方法，包括與至少一些所述開孔相通用于施加空氣壓力的裝置，并包括給所述膜片施加空氣壓力輔助所述膜片與所述一模具部件的所述內(nèi)表面相符的步驟。
6．權(quán)利要求1的方法，包括將所述一模具部件預(yù)熱至在140和180°F之間的溫度和將另一模具部件預(yù)熱至在190和250°F之間的溫度的步驟，然后將所述顆粒輸入所述模腔。
7．權(quán)利要求1的方法，包括用聚四氟乙烯涂覆所述內(nèi)表面的步驟。
8．權(quán)利要求1的方法，包括使支承框架與所述塑料產(chǎn)品相連的步驟。
9．權(quán)利要求8的方法，包括在閉合相同模具部件之前將所述支承框架放入所述模腔中的步驟。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的方法生產(chǎn)的模制塑料部件。
11．權(quán)利要求10的模制塑料部件，其中所述膜片包括乙烯基材料。
12．權(quán)利要求1O的模制塑料部件，其中所述膜片包括不同材料的復(fù)合體，其中所述膜片限定用于與所述顆粒粘合的內(nèi)表面。
13．根據(jù)權(quán)利要求9的方法生產(chǎn)的模制塑料部件。
14．權(quán)利要求13的模制塑料部件，其中所述支承框架限定使所述部件與金屬板支承相連的裝置。
15．權(quán)利要求13的模制塑料部件，其中所述框架由聚丙烯制成。
16．權(quán)利要求14的模制塑料部件，包括汽車用內(nèi)部面板，所述金屬板支承為所述汽車的部件。
17．權(quán)利要求14的模制塑料部件，包括所述支承框架放置在所述模腔內(nèi)時與所述支承框架相連的裝飾件。
18．權(quán)利要求10的模制塑料部件，包括整體模制成所述部件的固定裝置。
全文摘要
聚烯烴和聚苯基氧化物產(chǎn)品(8)如用發(fā)泡聚苯乙烯(EPS)或發(fā)泡聚丙烯(EPP)制成的產(chǎn)品。乙烯基材料或其它適合裝飾材料的“彩箔”或“皮層”(18)與所述產(chǎn)品相關(guān)聯(lián)獲得合意的外觀和令人滿意的外表面。為制備該產(chǎn)品,將皮層放置在陰模模具部件(10)的模腔上。閉合模具,在有或沒有真空的協(xié)助下,在加入塑料期間使皮層與陰模表面(22)接觸。該塑料以選自聚烯烴和聚苯基氧化物顆粒的小顆粒形式加入,已預(yù)發(fā)泡至密度下降約75%。利用空氣壓力將顆粒加入模腔(14),并注入蒸汽使顆粒軟化并使之粘合成整體。此外,顆粒的外層與彩箔(18)粘合而從模具中取出整體部件。本發(fā)明還包括將框架(30)結(jié)構(gòu)加入整塊的成品部件中以便于與金屬板門或其它支承連接?？捎靡恍┓N類的固定裝置使框架(30)與模具部件(10)相聯(lián)。然后在模塑步驟期間使框架(30)與塑料部件成為一體,則可容易地使部件與金屬板門等相連。
文檔編號B29C44/00GK1294547SQ98811447
公開日2001年5月9日 申請日期1998年10月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月4日
發(fā)明者J·D·桑德斯, P·J·阿雷茨 申請人:布法羅模具塑料公司