專利名稱：生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種真空成形生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法。
背景技術(shù)：
熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品在重量輕的性能、循環(huán)利用性、絕熱性能等上優(yōu)異，因此，用在各種應(yīng)用中，例如汽車零件材料、建筑或結(jié)構(gòu)材料和包裝材料。
在這些應(yīng)用中使用熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的許多情況中，首先生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材，然后通過(guò)二次成形例如真空成形方法將該片材成形為需要的形狀，將該發(fā)泡片材加工成熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品。就熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的真空成形方法而言，例如日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第54-148863號(hào)公開(kāi)了一種生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法，在閉合模具時(shí)，將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在一對(duì)限定預(yù)定空間的雌雄模具之間，閉合模具和在使模具閉合時(shí)通過(guò)模具真空抽吸將發(fā)泡片材成形為空間形狀。
最好發(fā)泡片材具有高的膨脹比和大的厚度。根據(jù)上述方法，可以得到具有比用于真空成形的未處理的發(fā)泡片材更高的膨脹比和更大的厚度的片材。但是，使用上述方法，未處理的發(fā)泡片材只能膨脹到模具閉合時(shí)形成的空間體積。因此，得到的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材具有未處理發(fā)泡片材厚度的至多約兩倍大的厚度。這種方法得到的膨脹比也是不滿意的。
為了生產(chǎn)具有比相應(yīng)的未處理發(fā)泡片材更令人滿意的高膨脹比和令人滿意的大厚度的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材，該方法必須使用具有大空間的模具。當(dāng)使用這樣的模具時(shí)，即使進(jìn)行真空抽吸時(shí)，有時(shí)該空間也不能填充滿未處理的發(fā)泡片材，難以生產(chǎn)出具有比未處理發(fā)泡片材更大膨脹比和更大厚度的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供生產(chǎn)具有高膨脹比和大厚度的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法。
第一方面，本發(fā)明提供一種使用成型設(shè)備真空成形生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法，所述成型設(shè)備包括一對(duì)模具和將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材夾持在模具之間預(yù)定位置的夾持裝置，所述一對(duì)模具中的每個(gè)模具都有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面(molding surface)，所述方法包括步驟(1)加熱熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材使它軟化；(2)將步驟(1)軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在模具之間；(3)在用模具之間的夾持裝置夾持軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材時(shí)，閉合模具，直到模具的陶形曲面的周邊部分之間的空隙到達(dá)不大于軟化熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的預(yù)定值；(4)在從在模具的陶形曲面的周邊部分之間的空隙到達(dá)軟化熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度到所述空隙到達(dá)步驟(3)中所限定的預(yù)定值之間的時(shí)間段中的一時(shí)間點(diǎn)，通過(guò)模具的陶形曲面開(kāi)始真空抽吸；(5)在繼續(xù)真空抽吸時(shí)，打開(kāi)模具，直到熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材具有比軟化熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材在步驟(3)開(kāi)始時(shí)更大的預(yù)定厚度，從而成形該片材以生產(chǎn)模制品；和(6)停止真空抽吸、打開(kāi)模具和除去模制品的組合。
第二個(gè)方面，本發(fā)明提供一種使用成型設(shè)備真空成形生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法，所述成型設(shè)備包括第一個(gè)模具、第二個(gè)模具和將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材夾持在模具之間的預(yù)定位置的夾持裝置，所述第一個(gè)模具具有經(jīng)其可以進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面，所述第二個(gè)模具具有至少在陶形曲面的周邊部分配備片材夾持裝置的陶形曲面，所述方法包括步驟(1)加熱熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材使它軟化；(2)將步驟(1)中軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在第一個(gè)和第二個(gè)模具之間；(3)在用模具之間的夾持裝置夾持軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材時(shí)，閉合模具，直到模具的陶形曲面的周邊部分之間的空隙到達(dá)不大于軟化熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的預(yù)定值，從而使第二個(gè)模具的陶形曲面的全部面積接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面；(4)在步驟(3)中第二個(gè)模具的陶形曲面的全部面積接觸發(fā)泡片材的所述表面之后，通過(guò)第一個(gè)模具的陶形曲面開(kāi)始真空抽吸；(5)在繼續(xù)真空抽吸和用片材夾持裝置將片材固定在第二個(gè)模具的陶形曲面上時(shí)，打開(kāi)模具，直到熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材具有比軟化熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材在步驟(3)開(kāi)始時(shí)更大的預(yù)定厚度，從而成形該片材生產(chǎn)模制品；和(6)停止真空抽吸、打開(kāi)模具和除去模制品的組合。
本發(fā)明的方法可以提供具有高膨脹比和大厚度的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品。


在附圖中圖1是表示生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的設(shè)備的一個(gè)例子的圖；圖2是表示生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材所使用的圓模的橫截面形狀的一個(gè)例子的圖；圖3是表示本發(fā)明的真空成形熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材方法的一個(gè)方案的示意圖；圖4是表示本發(fā)明的真空成形熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材方法的另一個(gè)方案的示意圖；圖5是表示本發(fā)明的真空成形熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材方法的再一個(gè)方案的示意圖；圖6是表示本發(fā)明的真空成形熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材方法的又一個(gè)方案的示意圖；圖7是表示真空成形熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的傳統(tǒng)方法的示意圖；和圖8是表示本發(fā)明的真空成形熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的方法的一個(gè)方案的示意圖。
附圖中的符號(hào)具有下列意思1生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的設(shè)備；2Φ50mm的雙螺桿擠壓機(jī)；3Φ32mm的單螺桿擠壓機(jī)；4圓模；5供應(yīng)二氧化碳?xì)怏w的泵；6心軸；7Φ50mm的雙螺桿擠壓機(jī)的頭；8Φ32mm的單螺桿擠壓機(jī)的頭；9a、9b、10a、10b、10c、10d、11a、11b通道；12圓模的出口；13熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材；14夾鉗；15紅外線加熱器；16、17、19、20、22、23模具；18氣密夾持件；21氣密夾持件；24可以通過(guò)其進(jìn)行真空抽吸的第一個(gè)模具；25具有片材夾持裝置的第二個(gè)模具；和26片材夾持裝置。
具體實(shí)施例方式
首先解釋本發(fā)明第一個(gè)方面的方案。下面參考圖3詳細(xì)地描述典型方案，但是本發(fā)明不局限于這個(gè)方案。
在本發(fā)明中，使用包括一對(duì)相對(duì)的模具的成型設(shè)備，每個(gè)模具都有一個(gè)可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面。相對(duì)的模具的例子包括一對(duì)一雌一雄的模具、一對(duì)兩雌模具和成對(duì)的兩個(gè)平模具。
具有經(jīng)其可以進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面的模具的例子包括每個(gè)都有陶形曲面的模具，所述陶形曲面的至少一部分由燒結(jié)合金組成，和，每個(gè)都有陶形曲面的模具，至少在它限定的部分配備一個(gè)或多個(gè)排出空氣的孔。模具配備的孔的數(shù)目、位置和直徑不特別地限定，只要供應(yīng)在模具之間的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材能成形為模具的陶形曲面的形狀就可以。
對(duì)模具的材料沒(méi)有特別的限定，但是從形狀穩(wěn)定性、耐久性和導(dǎo)熱性的角度考慮，它們通常由金屬制成。從成本和重量的角度考慮，模具優(yōu)選由鋁制成。優(yōu)選模具的構(gòu)造使得可以用加熱器或加熱介質(zhì)控制其溫度。為了改善發(fā)泡片材的潤(rùn)滑性或防止發(fā)泡片材在成形完成之前冷卻，模具的陶形曲面優(yōu)選在30～80℃的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，更優(yōu)選50～60℃。應(yīng)該注意本段的描述也適用于后面描述的本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案。
最好至少一個(gè)模具是具有氣密夾持功能的模具。使用這樣的模具在真空抽吸時(shí)容易維持模腔內(nèi)的真空度，可以生產(chǎn)收縮非常低的模制品。具有氣密夾持功能的模具的一個(gè)例子是這樣的模具，其中，其陶形曲面的周邊部分可以移向?qū)γ娴哪＞摺?yōu)選模具的結(jié)構(gòu)使得可移動(dòng)部分可以塌陷到模具中從而在模具閉合時(shí)可移動(dòng)部分的頂面和陶形曲面處于相同水平。因?yàn)檫@么模具的構(gòu)造使得打開(kāi)模具時(shí)可移動(dòng)部分突起，所以使用這樣的模具在后面敘述的模具打開(kāi)步驟中容易維持模腔內(nèi)的真空度。應(yīng)該注意，本段的描述也適用于后面描述的本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案。
具有氣密固定功能的模具的另一個(gè)例子是在陶形曲面的周邊部分上具有減震墊料的模具，如圖4所示。發(fā)泡片材通常在它們的表面具有微小的不均勻性。當(dāng)使用具有減震墊料的模具時(shí)，因?yàn)樵谀＞唛]合過(guò)程中減震墊料始終緊密地接觸發(fā)泡片材的微細(xì)不平整表面，所以在進(jìn)行真空抽吸時(shí)容易維持模腔內(nèi)的真空度。減震墊料可以是橡膠、泡沫材料等。
也可以使用例如圖5所示的一對(duì)模具，當(dāng)閉合模具時(shí)，一個(gè)模具用配置在另一個(gè)模具周邊上的氣密夾持件覆蓋。
模具可以在陶形曲面和/或陶形曲面周邊部分上具有固定發(fā)泡片材的裝置。這樣的裝置的例子包括粘合劑、插銷、掛鉤、夾鉗和縫隙(slit)。使用具有這樣的固定發(fā)泡片材的裝置的模具容易將發(fā)泡片材成形為陶形曲面的形狀。
關(guān)于成型設(shè)備，最好使用這樣的成型設(shè)備，在模具閉合完成時(shí)在兩個(gè)模具的陶形曲面之間限定一個(gè)模腔，其高度是步驟(1)中軟化的發(fā)泡片材厚度的0.8～2倍。這兒所指的模腔的高度是指在供應(yīng)在模具之間的發(fā)泡片材的厚度方向上陶形曲面之間的距離。模腔不需要在模腔的所有地方都具有相同的高度。模腔可以具有對(duì)應(yīng)于所需模制品形狀的形狀。如果在模具閉合完成時(shí)所限定的模腔的高度太小，當(dāng)模具閉合時(shí)，發(fā)泡片材內(nèi)的胞室(cell)破碎。如果太大，如后面所述，即使進(jìn)行真空抽吸，也難以通過(guò)使發(fā)泡片材的表面接觸模具的陶形曲面而成形發(fā)泡片材。即使使發(fā)泡片材接觸陶形曲面，發(fā)泡片材也容易破碎胞室。應(yīng)該注意，本段的描述也適用于后面描述的本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案。
圖3-(1)表示加熱熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材以使其軟化的步驟(1)。在步驟(1)中，發(fā)泡片材一般夾持在夾鉗中，用例如遠(yuǎn)紅外線加熱器、近紅外線加熱器和接觸型加熱板等加熱設(shè)備加熱。因?yàn)檫h(yuǎn)紅外線加熱器能在短時(shí)間內(nèi)高效地加熱發(fā)泡片材，所以優(yōu)選使用遠(yuǎn)紅外線加熱器。當(dāng)組成發(fā)泡片材的樹(shù)脂是晶體樹(shù)脂時(shí)，最好是加熱發(fā)泡片材使發(fā)泡片材的表面溫度接近該樹(shù)脂的熔點(diǎn)，或者，當(dāng)該樹(shù)脂是非晶體樹(shù)脂時(shí)，使其接近該樹(shù)脂的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。應(yīng)該注意，本段的描述也適用于后面描述的本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案的對(duì)應(yīng)步驟(圖8-(1)所示)。
圖3-(2)表示步驟(1)中軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在一對(duì)模具之間的狀態(tài)，每個(gè)模具都有可以進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面。
圖3-(3)表示在用模具之間的夾持裝置夾持軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材時(shí)，閉合模具直到模具的陶形曲面的各周邊部分之間的縫隙到達(dá)不大于軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的預(yù)定值為止的步驟。進(jìn)行模具閉合使得模具的相對(duì)的陶形曲面相對(duì)地相互接近。例如，固定一個(gè)模具，另一個(gè)移向固定的這個(gè)。備選地，以相反的方向移動(dòng)兩個(gè)模具，使模具相互接近。
圖3-(4)表示通過(guò)模具的陶形曲面進(jìn)行真空抽吸的狀態(tài)?？梢栽趶脑谔招吻娴闹苓叢糠种g的縫隙到達(dá)軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度直到所述縫隙到達(dá)不大于所述發(fā)泡片材的預(yù)定值期間的任意時(shí)間點(diǎn)開(kāi)始真空抽吸。例如，當(dāng)陶形曲面的周邊部分之間的縫隙等于軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度時(shí)，可以開(kāi)始真空抽吸，在繼續(xù)真空抽吸的同時(shí)，模具進(jìn)一步閉合到小于比發(fā)泡片材厚度的預(yù)定厚度。備選地，也可以在縫隙變?yōu)椴淮笥谲浕臒崴苄詷?shù)脂發(fā)泡片材厚度的同時(shí)或之后，開(kāi)始真空抽吸。當(dāng)在發(fā)泡片材具有預(yù)定厚度之后進(jìn)行真空抽吸時(shí)，通常最好在發(fā)泡片材冷卻之前和發(fā)泡片材具有預(yù)定厚度后的3秒鐘內(nèi)開(kāi)始真空抽吸。
為了得到具有均勻內(nèi)結(jié)構(gòu)的模制品，最好通過(guò)一個(gè)模具開(kāi)始真空抽吸，同時(shí)通過(guò)另一個(gè)模具真空抽吸。但是，除非發(fā)泡片材被冷卻，否則可以在兩個(gè)真空抽吸開(kāi)始之間存在時(shí)間差。當(dāng)在通過(guò)另一個(gè)模具開(kāi)始真空抽吸之后開(kāi)始通過(guò)一個(gè)模具的真空抽吸時(shí)，兩個(gè)開(kāi)始真空抽吸之間的時(shí)間差優(yōu)選在3秒鐘內(nèi)。
真空抽吸程度不特別地限定，但是最好抽吸使得模腔內(nèi)的真空度從-0.05MPa變?yōu)?0.1MPa。真空度是模腔內(nèi)相對(duì)于大氣壓的的壓力。即，“真空度為-0.05MPa”是指模腔內(nèi)的壓力低于大氣壓0.05MPa。真空度越高，發(fā)泡片材越強(qiáng)烈地吸到模具上。因此，可以將發(fā)泡片材成形為接近模腔形狀的形狀。模腔的真空度是在經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的孔的開(kāi)口(配置在模腔上)測(cè)定的值。應(yīng)該注意，本段的描述也適用于后面描述的本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案。
圖3-(5)表示打開(kāi)模具直到熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度到達(dá)大于軟化的發(fā)泡片材在模具閉合步驟開(kāi)始時(shí)的厚度的預(yù)定值，從而片材成形，形成模制品。在繼續(xù)真空抽吸時(shí)進(jìn)行模具的打開(kāi)。調(diào)節(jié)模具的打開(kāi)速度和模具打開(kāi)時(shí)的真空度使發(fā)泡片材能成功地成形為所需模制品的形狀。
在以預(yù)定縫隙敞開(kāi)模具時(shí)，完全冷卻發(fā)泡片材。然后停止真空抽吸，進(jìn)一步打開(kāi)模具。最后，除去得到的模制品。圖3-(6)表示打開(kāi)模具(未表示出)除去模制品的狀態(tài)。
下面解釋本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案。下面參照?qǐng)D8詳細(xì)地描述典型方案，但是本發(fā)明不局限于這個(gè)方案。
如圖8所示，使用具有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面的第一個(gè)模具(4)和具有陶形曲面的第二個(gè)模具(5)，在第二個(gè)模具的陶形曲面的至少周邊部分上配備片材夾持裝置(6)，成型用紅外線加熱器(3)加熱和軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材(1)。在這個(gè)操作中，發(fā)泡片材(1)用夾持裝置夾子(2)固定。構(gòu)造第二個(gè)模具使得可以經(jīng)過(guò)其陶形曲面進(jìn)行真空抽吸。用于該方法的模具的例子包括一對(duì)一雄一雌模具、兩雌模具和成對(duì)的平板模具。如果當(dāng)閉合模具直到模具的陶形曲面的周邊部分之間的縫隙到達(dá)不大于發(fā)泡片材厚度的預(yù)定值時(shí)第二個(gè)模具的陶形曲面的全部面積接觸發(fā)泡片材的表面，就可以使用任何成對(duì)模具。
具有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面的模具的例子包括具有陶形曲面的模具，其中至少部分陶形曲面由燒結(jié)的合金組成，和具有陶形曲面的模具，至少在它的限定部分配置一個(gè)或多個(gè)經(jīng)其排出空氣的孔。如果供應(yīng)在模具之間的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材可以成形為模具的陶形曲面的形狀，模具配備的所述孔(一個(gè)或多個(gè))的數(shù)目、位置和直徑不特別地限定。
具有氣密固定功能的模具的另一個(gè)例子是在陶形曲面的周邊部分上具有減震墊料的模具。發(fā)泡片材通常在其表面具有微小的凹凸。當(dāng)使用具有減震墊料的模具時(shí)，因?yàn)樵谀＞唛]合時(shí)減震墊料始終緊密接觸發(fā)泡片材的細(xì)小凹凸表面，所以當(dāng)進(jìn)行真空抽吸時(shí)，容易維持模腔內(nèi)的真空度。減震墊料可以是橡膠、發(fā)泡材料等。
也可以使用一對(duì)這樣的模具，其中當(dāng)閉合模具時(shí)，一個(gè)模具用配置在另一個(gè)模具的周邊上的氣密夾持件覆蓋。
如圖8-(2)所示，第二個(gè)模具至少在它的陶形曲面的周邊部分上具有片材夾持裝置(6)。片材固定裝置也可以配置在一部分陶形曲面上。片材固定裝置可以是如下的任何裝置在經(jīng)第一個(gè)模具的陶形曲面繼續(xù)真空抽吸時(shí)，在后面描述的步驟(5)中打開(kāi)模具時(shí)能將發(fā)泡片材固定在第二個(gè)模具的陶形曲面上。這樣的裝置的例子包括粘合劑、插銷、掛鉤、夾子和縫隙。使用具有這樣的固定發(fā)泡片材用裝置的模具可以容易地將發(fā)泡片材成形為陶形曲面的形狀。第一個(gè)模具也可以在它的陶形曲面的周邊部分上和如果需要在其它部分上具有片材固定裝置。
圖8-(1)表示加熱熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材以使其軟化的步驟(1)。因?yàn)檫@個(gè)步驟的細(xì)節(jié)和本發(fā)明的第一個(gè)方面的前述方法的步驟(1)相同，所以這里忽略這個(gè)步驟的描述。
圖8-(2)表示步驟(1)中軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在具有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面的第一個(gè)模具和具有在陶形曲面的至少周邊部分上配備有片材固定裝置的陶形曲面的第二個(gè)模具之間的狀態(tài)。
圖8-(3)表示這樣的狀態(tài)在軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材用模具之間的夾持裝置固定時(shí)，閉合模具直到模具的陶形曲面的各周邊部分之間的縫隙到達(dá)不大于軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的預(yù)定值，因此第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)面積接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面。當(dāng)閉合模具直到模具的陶形曲面的周邊部分之間的縫隙到達(dá)不大于發(fā)泡片材厚度的預(yù)定值時(shí)，用配置在第二個(gè)模具的陶形曲面的周邊部分上的片材夾持裝置將發(fā)泡片材固定在第二個(gè)模具的陶形曲面的周邊部分上，第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)面積最終接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面。因此，發(fā)泡片材成形為第二個(gè)模具的陶形曲面的形狀。進(jìn)行模具閉合使得模具的相反的陶形曲面相對(duì)地相互接近。例如，固定一個(gè)模具，另一個(gè)模具移向固定的這個(gè)。備選地，以相反方向移動(dòng)兩個(gè)模具使模具相互接近。
圖8-(4)表示通過(guò)第一個(gè)模具的陶形曲面進(jìn)行真空抽吸的狀態(tài)。在第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)面積開(kāi)始接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面之后，開(kāi)始真空抽吸。這里所指的“在第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)面積開(kāi)始接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面之后”包括“在第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)表面開(kāi)始接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面的同時(shí)”。當(dāng)在第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)表面開(kāi)始接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面之后開(kāi)始真空抽吸時(shí)，最好在發(fā)泡片材冷卻之前和第二個(gè)模具的陶形曲面的整個(gè)表面開(kāi)始接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面后的3秒鐘內(nèi)開(kāi)始真空抽吸。
當(dāng)使用具有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面的模具作為第二個(gè)模具時(shí)，可以在步驟(1)至步驟(4)的任何時(shí)間開(kāi)始通過(guò)第二個(gè)模具的真空抽吸。在典型情況中，當(dāng)模具閉合直到步驟(3)中兩個(gè)模具之間的縫隙等于或小于發(fā)泡片材的厚度時(shí)，開(kāi)始真空抽吸。也通過(guò)第二個(gè)模具進(jìn)行真空抽吸，可以在較短的時(shí)間內(nèi)將發(fā)泡片材成形為第二個(gè)模具的陶形曲面的形狀。
圖8-(5)表示打開(kāi)模具直到熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度達(dá)到比軟化發(fā)泡片材在步驟(3)開(kāi)始時(shí)的厚度大的預(yù)定值，從而片材成形和形成模制品。在繼續(xù)真空抽吸時(shí)進(jìn)行模具的打開(kāi)。調(diào)節(jié)模具打開(kāi)速度和模具打開(kāi)時(shí)的真空度使發(fā)泡片材保持接觸模具的陶形曲面，發(fā)泡片材最終成形為所需模制品的形狀。
當(dāng)以預(yù)定的縫隙保持打開(kāi)模具時(shí)，完全冷卻發(fā)泡片材。然后停止真空抽吸，進(jìn)一步打開(kāi)模具。最后除去得到的模制品。圖8-(6)表示已打開(kāi)模具(未表示出)以除去模制品的狀態(tài)。
應(yīng)該理解，下列說(shuō)明適用于本發(fā)明的第一個(gè)方面的方案和本發(fā)明的第二個(gè)方面的方案。
在本發(fā)明中，在將軟化的發(fā)泡片材供應(yīng)在模具之間之前，可以將表皮材料放在一個(gè)或每個(gè)模具的陶形曲面上。如果可以通過(guò)表皮材料真空抽吸將發(fā)泡片材成形為陶形曲面的形狀，對(duì)于表皮材料的材料和厚度，不特別地限定。表皮材料的原材料的例子包括例如熱塑性樹(shù)脂和熱固樹(shù)脂等的樹(shù)脂、例如熱塑彈性體等的橡膠、例如大麻纖維、黃麻纖維等的天然纖維、例如硅酸鈣的礦物質(zhì)。表皮材料的形式的例子包括膜、片材、非紡織織物和紡織織物。除了上述材料外，也可以使用由基于丙烯的樹(shù)脂或基于苯乙烯的樹(shù)脂制成的合成紙和例如鋁和鐵等的金屬的薄板或箔片。表皮材料可以由一層或兩層或更多層組成。表皮材料可以配備裝飾，例如紋理圖案、印花和染色等的凹凸不平的圖案。
本發(fā)明使用的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材不特別地限定?？梢允褂靡阎陌l(fā)泡片材。
組成熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的樹(shù)脂的例子包括基于烯烴的樹(shù)脂，例如，例如乙烯、丙烯、丁烯、戊烯和己烯等的具有6個(gè)以下碳原子的烯烴均聚體，共聚選自具有2～10碳原子的烯烴中的兩個(gè)或更多個(gè)單體生產(chǎn)的烯烴共聚物、乙烯-乙烯基酯共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯-(甲基)丙烯酸酯共聚物、酯樹(shù)脂、酰胺樹(shù)脂、基于苯乙烯的樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、基于丙烯腈的樹(shù)脂和離聚物樹(shù)脂。這些樹(shù)脂可以單獨(dú)地使用或以兩個(gè)或更多個(gè)的樹(shù)脂的混合物形式使用。在這些樹(shù)脂中，從可成形性、耐油性和成本的角度考慮，優(yōu)選使用基于烯烴的樹(shù)脂。從得到的模制品的剛性和耐熱性角度考慮，特別優(yōu)選使用基于丙烯的樹(shù)脂。
當(dāng)使用由基于丙烯的樹(shù)脂制成的發(fā)泡片材時(shí)，組成發(fā)泡層的基于丙烯的樹(shù)脂的例子包括丙烯均聚物和含有至少50摩爾％的丙烯單元的基于丙烯的共聚物。所述共聚物可以是嵌段共聚物、無(wú)規(guī)共聚物和接枝共聚物。適合使用的基于丙烯的共聚物的例子包括丙烯和乙烯或具有4～10個(gè)碳原子的α-烯烴的共聚物。具有4～10個(gè)碳原子的α-烯烴的例子包括1-丁烯、4-甲基戊烯-1、1-己烯和1-辛烯。在基于丙烯的共聚物中除丙烯外的單體單元的含量，對(duì)于乙烯優(yōu)選最高為15摩爾％，對(duì)于具有4～10個(gè)碳原子的α-烯烴優(yōu)選最高為30摩爾％。可以使用單一類基于丙烯的樹(shù)脂。備選地，也可以組合地使用兩種或更多種的基于丙烯的樹(shù)脂。
當(dāng)以形成發(fā)泡層的熱塑性樹(shù)脂的50重量％或更高的量使用長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂或具有1×105或更高的重量平均分子量的基于丙烯的樹(shù)脂時(shí)，可以生產(chǎn)含有較細(xì)胞室的基于丙烯的樹(shù)脂發(fā)泡片材。在這些基于丙烯的樹(shù)脂中，因?yàn)樵谄牡难h(huán)利用過(guò)程中形成較少的凝膠，所以優(yōu)選使用非交聯(lián)的基于丙烯的樹(shù)脂。
這里使用的長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂是指支化指數(shù)[A]滿足0.20≤[A]≤0.98的基于丙烯的樹(shù)脂。支化指數(shù)[A]滿足0.20≤[A]≤0.98的長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂的一個(gè)例子是Basell生產(chǎn)的丙烯PF-814。
支化指數(shù)量化聚合物中長(zhǎng)鏈支化程度，用下列式子定義。
支化指數(shù)[A]＝[η]Br/[η]Lin在式子中，[η]Br是長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂的固有粘度。[η]Lin是由和長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂相同的單體單元組成的、具有和長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂相同的重量平均分子量的、線性的基于丙烯的樹(shù)脂的固有粘度。
也稱為特性粘度值的固有粘度是聚合物提高其溶液粘度能力的量度。固有粘度特別依賴于分子量和聚合物分子的支化程度。因此，可以使用長(zhǎng)鏈支化聚合物的固有粘度和分子量等于長(zhǎng)鏈支化聚合物的線性聚合物的固有粘度的比值作為長(zhǎng)鏈支化聚合物支化程度的量度?；诒┑臉?shù)脂的固有粘度可以用通常知道的方法確定，例如Elliott等在應(yīng)用聚合物科學(xué)雜志(J.Appl.Polym.Sci.)，14，2947-2963(1970)中描述的方法。例如，將基于丙烯的樹(shù)脂溶解在四氫化萘或鄰二氯苯中在135℃下測(cè)定固有粘度。
可以用通常使用的各種方法確定基于丙烯的樹(shù)脂的重量平均分子量(Mw)。特別優(yōu)選使用的是M.L.McConnel等在美國(guó)實(shí)驗(yàn)室(AmericanLaboratory)，May，63-75(1978)中報(bào)道的方法，即低角度激光散射強(qiáng)度測(cè)定方法。
通過(guò)聚合生產(chǎn)具有1×105或更高的重量平均分子量的高分子量的基于丙烯的樹(shù)脂的方法的一個(gè)例子是其中如日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第11-228629號(hào)所描述的首先生產(chǎn)高分子量組分，然后生產(chǎn)低分子量組分的方法。
在長(zhǎng)鏈支化的基于丙烯的樹(shù)脂和高分子量的基于丙烯的樹(shù)脂中，優(yōu)選具有5或更大的單軸熔融伸長(zhǎng)粘度比η5/η0.1的基于丙烯的樹(shù)脂，更優(yōu)選10或更大，所述單軸熔融伸長(zhǎng)粘度比是在比樹(shù)脂的熔融點(diǎn)高約30℃的溫度下在下列條件下測(cè)定的。單軸熔融伸長(zhǎng)粘度比η5/η0.1是使用單軸伸長(zhǎng)粘度分析儀(例如Rheometrix生產(chǎn)的單軸伸長(zhǎng)粘度分析儀)在1秒-1的伸長(zhǎng)應(yīng)變率下測(cè)定的值，其中η0.1表示開(kāi)始變形后0.1秒檢測(cè)到的單軸熔融伸長(zhǎng)粘度，η5表示開(kāi)始變形后5秒檢測(cè)到的單軸熔融伸長(zhǎng)粘度。使用具有這樣的單軸伸長(zhǎng)粘度性能的基于丙烯的樹(shù)脂可以生產(chǎn)具有更多微小胞室的發(fā)泡片材。
就制備發(fā)泡片材使用的發(fā)泡劑而言，可以使用化學(xué)發(fā)泡劑或物理發(fā)泡劑。并且，可以一起使用兩種類型的發(fā)泡劑?；瘜W(xué)發(fā)泡劑的例子包括已知的可熱分解化合物，例如分解形成氮?dú)獾目蔁岱纸獍l(fā)泡劑(例如偶氮二碳酰胺、偶氮二異丁腈、二亞硝基五次甲基四胺、對(duì)甲苯磺酰肼、P，P’-氧-雙(苯磺酰肼))；和可熱分解無(wú)機(jī)發(fā)泡劑(例如碳酸氫鈉、碳酸銨和碳酸氫銨)。物理發(fā)泡劑的具體例子包括丙烷、丁烷、水和二氧化碳?xì)怏w。在作為例子上面提供的發(fā)泡劑中，合適地使用水和二氧化碳?xì)怏w，這是因?yàn)樵诎l(fā)泡片材在真空形成中加熱時(shí)由二次發(fā)泡產(chǎn)生較少的變形，并且因?yàn)檫@些試劑在高溫條件下是惰性物質(zhì)和對(duì)火是惰性的。以發(fā)泡劑的種類和使用的樹(shù)脂為基礎(chǔ)，恰當(dāng)?shù)卮_定發(fā)泡劑的使用量，從而獲得所需要的膨脹比。但是，100重量份的熱塑性樹(shù)脂通常使用0.5～20重量份的發(fā)泡劑。
本發(fā)明中使用的生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的方法不進(jìn)行限定。但是，優(yōu)選使用平模(T模)或圓模的擠出。特別優(yōu)選擠出熔融樹(shù)脂，同時(shí)用圓模發(fā)泡，然后拉伸擠出物和在心軸上冷卻的方法等。當(dāng)擠出生產(chǎn)發(fā)泡片材時(shí)，也可以用模子擠出熔融樹(shù)脂，冷卻固化，然后拉伸。發(fā)泡片材可以是單層片材或多層片材。但是，為了在片材生產(chǎn)時(shí)防止胞室破碎，優(yōu)選具有非發(fā)泡表面層的多層結(jié)構(gòu)的發(fā)泡片材。組成非發(fā)泡層的樹(shù)脂可以是作為形成發(fā)泡層的樹(shù)脂的例子所提供的樹(shù)脂。非發(fā)泡層的樹(shù)脂理想地是和形成發(fā)泡層的樹(shù)脂相同類型的樹(shù)脂。例如，當(dāng)發(fā)泡層由基于丙烯的樹(shù)脂制成時(shí)，最好非發(fā)泡層也是由基于丙烯的樹(shù)脂制成。
本發(fā)明使用的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材也可以是單層或多層發(fā)泡片材和另一種材料層壓制備的復(fù)合片材。這樣的復(fù)合片材可以是用干層壓、夾心層壓、熱滾層壓、熱氣層壓等將發(fā)泡片材和另一種材料層壓而生產(chǎn)的。
和發(fā)泡片材一起層壓的材料可以選自前面為表皮材料所提出的相同材料。當(dāng)用本發(fā)明的方法生產(chǎn)汽車內(nèi)零件時(shí)，廣泛地使用熱塑性樹(shù)脂或例如毛紡織物、大麻纖維和黃麻纖維等的天然纖維的片材或非紡織織物。當(dāng)生產(chǎn)食品容器時(shí)，廣泛使用具有一層由乙烯一乙烯醇共聚物、CPP膜等制成的層的單層或多層阻氣膜。
多層熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材可以是發(fā)泡層和非發(fā)泡層組成的多層發(fā)泡片材。它也可以是相互層壓的不同發(fā)泡層組成的多層發(fā)泡片材。由相互層壓的不同發(fā)泡層組成的多層發(fā)泡片材的例子包括具有膨脹比Xα為2～20、厚度Tα為2～20mm、紙張定量Rα為600～3000g/m2的發(fā)泡層α和膨脹比Xβ為4～40、厚度Tβ為2～12mm、紙張定量Rβ為100～600g/m2的發(fā)泡層β的那些，其中Rα/Rβ為2～30。當(dāng)用本發(fā)明的真空成形方法真空形成這樣的多層熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材時(shí)，因?yàn)榘l(fā)泡層β比發(fā)泡層α膨脹得多，所以可以生產(chǎn)出剛性和減震性能優(yōu)異的模制品。
本發(fā)明使用的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材可以含有添加劑。添加劑的例子包括填料、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、增塑劑、防靜電劑、著色劑、脫模劑、流化劑和潤(rùn)滑劑。填料的具體例子包括例如玻璃纖維和碳纖維等的無(wú)機(jī)纖維和例如云母、粘土、二氧化硅、氧化鈦、碳酸鈣和硫酸鎂等的無(wú)機(jī)顆粒。
因?yàn)楸景l(fā)明的真空成形方法生產(chǎn)的模制品具有高膨脹比、大厚度和重量輕以及絕熱性能優(yōu)異，所以它們可以用作包裝材料，例如食品容器、汽車內(nèi)零件、建筑或結(jié)構(gòu)材料和家用電器。汽車內(nèi)零件的例子包括門(mén)貼臉、頂蓬和行李箱側(cè)板。使用本發(fā)明生產(chǎn)的模制品作為這些零件，可以在調(diào)節(jié)溫度后長(zhǎng)時(shí)間地維持車內(nèi)溫度。當(dāng)模制品用作食品容器時(shí)，因?yàn)樗鼈兛梢允抢绫?、盤(pán)子和碗等的各種形狀和它們?cè)诮^熱性能上優(yōu)異，所以優(yōu)選用作加熱到高溫的湯的容器和用于微波爐蒸煮的食品容器。
實(shí)施例下面描述本發(fā)明第一個(gè)方面的方案的例子。但是本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例1用下述方法生產(chǎn)兩種三層熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材，其中非發(fā)泡層層壓在發(fā)泡層的每一側(cè)。
(形成發(fā)泡層的原料)向100重量份的由日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第11-228629號(hào)中所述的方法制備的具有下述物理性能的基于丙烯的聚合物粉末中，加入0.1重量份的硬脂酸鈣、0.05重量份的酚類抗氧劑(商品名Irganox 1010，由Ciba SpecialtyChemicals，Inc.生產(chǎn))和0.2重量份的酚類抗氧劑(商品名Sumilizer BHT，由住友化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn))，混合。在230℃下熔融捏合該混合物。這樣生產(chǎn)出基于丙烯的聚合物顆粒(i)。根據(jù)JIS K6758在2.16kgf的負(fù)荷和230℃下測(cè)定，基于丙烯的聚合物顆粒(i)的熔融流動(dòng)速率(MFR)為12g/10min?；诒┑木酆衔镱w粒(i)用作形成發(fā)泡層的原料。
基于丙烯的聚合物的物理性能組分(A)的固有粘度(用日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第11-228629號(hào)公開(kāi)的方法得到的基于丙烯的聚合物中含有的兩種組分中分子量較高的那個(gè)組分)([η]A)＝8dl/g；組分(A)中乙烯衍生單元的含量(C2inA)＝0％；組分(B)的固有粘度(用日本專利申請(qǐng)公開(kāi)第11-228629號(hào)公開(kāi)的方法得到的基于丙烯的聚合物中含有的兩種組分中分子量較低的那個(gè)組分)([η]B)＝1.2dl/g；組分(B)中乙烯衍生單元的含量(C2inB)＝0％。使用Rheometrics Co.生產(chǎn)的單軸拉伸粘度分析儀在180℃的溫度和0.1秒-1的伸長(zhǎng)應(yīng)變速率下測(cè)定，η5＝71000Pa·s和η0.1＝2400Pa·s。
(形成非發(fā)泡層的原料)將聚丙烯(ii)(均聚丙烯FS2011DG2，由住友化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)，MFR2.5g/10min(230℃，2.16kgf))、聚丙烯(iii)(長(zhǎng)鏈支化的均聚丙烯，名稱PF814，由Basell生產(chǎn)，MFR 3g/10min(230℃，2.16kgf))、聚丙烯(iv)(丙烯一乙烯無(wú)規(guī)共聚物W151，由住友化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)，乙烯衍生結(jié)構(gòu)單元含量為4.5重量％，MFR 8g/10min(230℃，2.16kgf))、滑石母料(masterbatch)(v)(基于嵌段聚丙烯的滑石母料MF110，由住友化學(xué)株式會(huì)社生產(chǎn)，滑石含量為70重量％)和鈦母料(vi)(鈦母料PPM2924，由Tokyo Printing Ink Mfg.Co.Ltd.生產(chǎn)，鈦含量60重量％，無(wú)規(guī)聚丙烯基的MFR30g/10min(230℃，2.16kgf))，以(ii)/(iii)/(iv)/(v)/(vi)的重量比＝12/30/15/43/5干混合，生產(chǎn)用于形成非發(fā)泡層的原料。
(生產(chǎn)發(fā)泡片材)使用上述形成發(fā)泡層和非發(fā)泡層的原料，使用圖1和2所示的設(shè)備(1)進(jìn)行擠出成形，其中擠出發(fā)泡層的Φ50mm雙螺桿擠壓機(jī)(2)和擠出非發(fā)泡層的Φ32mm單螺桿擠壓機(jī)(3)連接到Φ90mm的圓模(4)上。按下列方式生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材。
將0.1重量份的成核劑(由三協(xié)化成株式會(huì)社生產(chǎn)的MB1023)混合到100重量份的形成發(fā)泡層的原料中制備原料，將該原料經(jīng)料斗供應(yīng)到Φ50mm的雙螺桿擠壓機(jī)(2)，在加熱到180℃的圓筒中捏合。
當(dāng)形成發(fā)泡層的原料和成核劑在Φ50mm的雙螺桿擠壓機(jī)(2)中熔融捏合至完全混合和成核劑經(jīng)熱分解發(fā)泡時(shí)，從連接到液化二氧化碳液壓缸的泵(5)中加入0.5重量份作為物理發(fā)泡劑的二氧化碳?xì)怏w。加入二氧化碳?xì)怏w之后，進(jìn)一步捏合該混合物使樹(shù)脂狀原料被二氧化碳?xì)怏w浸漬。然后將得到的混合物供應(yīng)給圓模(4)。
將形成非發(fā)泡層的原料在Φ32mm的單螺桿擠壓機(jī)(3)中熔融捏合，然后供應(yīng)給圓模(4)。
將形成發(fā)泡層的原料通過(guò)Φ50mm的雙螺桿擠壓機(jī)的頭(7)引入到圓模(4)中，通過(guò)通道(9a)運(yùn)輸?shù)綀A模的出口。在通道(9a)的半道上，原料通過(guò)通路p分叉，并且運(yùn)輸?shù)酵ǖ?9b)。
通過(guò)Φ32mm的單螺桿擠壓機(jī)的頭(8)將形成非發(fā)泡層的原料引入到模子中，然后分成通道(10a)和(10b)。分叉后，在供應(yīng)時(shí)原料運(yùn)輸?shù)侥Ｗ拥某隹?，以層壓在通?9a)的兩側(cè)。在點(diǎn)(11a)上，實(shí)現(xiàn)層壓。供應(yīng)到通道(10a)和(10b)的形成非發(fā)泡層的原料分叉，通過(guò)類似通路p的分叉通路(未表示出)運(yùn)輸?shù)酵ǖ?10c)和(10d)。在運(yùn)輸時(shí)原料運(yùn)輸向模子的出口，使得層壓在通道(9b)的兩側(cè)。在點(diǎn)(11b)，達(dá)到層壓。
從圓模(4)的出口(12)擠壓出在(11a)和(11b)處形成管狀兩類三層結(jié)構(gòu)的熔融樹(shù)脂。管狀樹(shù)脂釋放到大氣壓使形成發(fā)泡層的原料中含有的二氧化碳膨脹，形成胞室。這樣形成發(fā)泡層。
在牽引到最大直徑700mm的心軸(6)上形成管子時(shí)，拉伸從模子擠出的兩類三層發(fā)泡片材，冷卻。沿縱向方向在兩處切割得到的管狀發(fā)泡片材形成兩個(gè)1080mm寬的平板片材。在卷繞滾筒上卷起每張片材。生產(chǎn)出兩個(gè)膨脹比為3和厚度為1.5mm的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材。
使用真空成型機(jī)(VAIM0301，株式會(huì)社佐藤鐵工所生產(chǎn))將由上述方法得到的一個(gè)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材進(jìn)行真空成型，如圖3所示。模具(16)、(17)都是環(huán)氧樹(shù)脂制成的雌模具。每個(gè)模具都有由300mm×300mm的正方形底面和四個(gè)300mm×0.5mm的側(cè)面組成的陶形曲面。每個(gè)模具在陶形曲面的外邊緣都有15mm寬的分模面。每個(gè)模具在陶形曲面的底面的四個(gè)角和四個(gè)側(cè)面都有總共12個(gè)直徑為1mm的間隔10cm的真空抽吸孔。在成型時(shí)將模具的溫度調(diào)節(jié)到60℃。
發(fā)泡片材(13)固定在夾鉗(14)內(nèi)，然后用紅外線加熱器(15)加熱使片材表面達(dá)到160℃。這樣，片材軟化。軟化的片材具有1.5mm的厚度。
在固定在夾鉗中時(shí)，將軟化的片材供應(yīng)在模具(16)和(17)之間。
使模具(16)和(17)相互接近閉合它們，直到模具的分模面之間的縫隙變?yōu)?mm。在完成模具閉合的同時(shí)，通過(guò)模具開(kāi)始真空度為-0.09MPa的真空抽吸。
開(kāi)始真空抽吸后0.5秒，以20mm/min的速度打開(kāi)每個(gè)模具。在模腔高度即面對(duì)面的陶形曲面的底表面之間的距離為5mm的位置停止模具5秒鐘。
然后停止真空抽吸，打開(kāi)模具。最后，除去生產(chǎn)的模制品。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表1中。
實(shí)施例2使用實(shí)施例1中使用的相同發(fā)泡片材和實(shí)施例1中使用的類似真空成型機(jī)，如圖4所示進(jìn)行真空成形。構(gòu)造模具使得沿實(shí)施例1使用的模具的分模面的整個(gè)周邊形成氣密固定件(18)。每個(gè)氣密固定件(18)都是發(fā)泡橡膠制成的減震墊料，寬10mm，厚3mm。在14Mpa的表面壓力下在模具閉合時(shí)，它具有壓縮到0.2mm厚的性能。在成型時(shí)將模具的溫度調(diào)節(jié)到60℃。
發(fā)泡片材(13)固定在夾鉗(14)內(nèi)，然后用紅外線加熱器(15)加熱使片材表面達(dá)到160℃。這樣，片材軟化。軟化的片材具有1.5mm的厚度。
在固定在夾鉗中時(shí)，將軟化的片材供應(yīng)在模具(19)和(20)之間。
使模具(19)和(20)相互接近閉合它們，直到模具的分模面之間的縫隙變?yōu)?mm。在模具閉合完成的同時(shí)，開(kāi)始通過(guò)模具的真空度為-0.09MPa的真空抽吸。
開(kāi)始真空抽吸后0.5秒，以20mm/min的速度打開(kāi)每個(gè)模具。然后在模腔高度即面對(duì)面的陶形曲面的底表面之間的距離為5mm的位置停止模具5秒鐘。
然后停止真空抽吸，打開(kāi)模具。最后，除去生產(chǎn)的模制品。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表1中。
實(shí)施例3使用在實(shí)施例1中生產(chǎn)發(fā)泡片材所使用的相同原料和設(shè)備，將物理發(fā)泡劑二氧化碳?xì)怏w的量改變?yōu)?.3重量份，生產(chǎn)膨脹比為5和厚度為1.5mm的發(fā)泡片材。這個(gè)發(fā)泡片材使用真空成型機(jī)(VAIM0301，株式會(huì)社佐藤鐵工所生產(chǎn))進(jìn)行真空成形，如圖5所示。一個(gè)模具是實(shí)施例1中使用的模具(17)。另一個(gè)模具是其中實(shí)施例1中使用的模具(16)配備氣密夾持部分(21)的模具(22)。在成型時(shí)將模具的溫度調(diào)節(jié)到60℃。
發(fā)泡片材(13)固定在夾鉗(14)內(nèi)，然后用紅外線加熱器(15)加熱使得片材表面達(dá)到160℃。這樣，片材軟化。軟化的片材具有1.5mm的厚度。
在固定在夾鉗中時(shí)，將軟化的片材供應(yīng)在模具(22)和(17)之間。
使模具(22)和(17)相互接近閉合它們，直到模具的分模面之間的縫隙變?yōu)?mm。在模具閉合完成的同時(shí)，開(kāi)始通過(guò)模具的真空度為-0.09MPa的真空抽吸。
開(kāi)始真空抽吸后0.5秒，以20mm/min的速度打開(kāi)每個(gè)模具。然后在模腔高度即面對(duì)面的陶形曲面的底表面之間的距離為6mm的位置停止模具5秒鐘。
然后停止真空抽吸，打開(kāi)模具。最后，除去生產(chǎn)的模制品。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表1中。
實(shí)施例4使用實(shí)施例3中使用的相同發(fā)泡片材和實(shí)施例3中使用的類似真空成型機(jī)，如圖6所示進(jìn)行真空成型。一個(gè)模具是實(shí)施例2中使用的具有氣密固定部分(18)的模具(20)。另一個(gè)模具是其中實(shí)施例2中使用的模具(19)沿模具(19)的周邊配備氣密夾持部分(21)的模具(23)。在成型時(shí)將模具的溫度調(diào)節(jié)到60℃。
發(fā)泡片材(13)固定在夾鉗(14)內(nèi)，然后用紅外線加熱器(15)加熱使片材表面達(dá)到160℃。這樣，片材軟化。軟化的片材具有1.5mm的厚度。
在固定在夾鉗中時(shí)，將軟化的片材供應(yīng)在模具(20)和(23)之間。
使模具(20)和(23)相互接近閉合它們，直到模具的分模面之間的縫隙變?yōu)?mm。在完成模具閉合的同時(shí)，開(kāi)始通過(guò)模具的真空度為-0.09MPa的真空抽吸。
開(kāi)始真空抽吸后0.5秒，以20mm/min的速度打開(kāi)每個(gè)模具。然后在模腔高度即面對(duì)面的陶形曲面的底表面之間的距離為6mm的位置停止模具5秒鐘。
然后停止真空抽吸，打開(kāi)模具。最后，除去生產(chǎn)的模制品。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表1中。
對(duì)比例1使用實(shí)施例1中使用的相同發(fā)泡片材和模具，如圖7所示進(jìn)行真空成型。在成型時(shí)將模具的溫度調(diào)節(jié)到60℃。
發(fā)泡片材(13)固定在夾鉗(14)內(nèi)，然后用紅外線加熱器(15)加熱使片材表面達(dá)到160℃。這樣，片材軟化。軟化的片材具有1.5mm的厚度。
在固定在夾鉗的同時(shí)，將軟化的片材供應(yīng)在模具(16)和(17)之間。
使模具(16)和(17)相互接近閉合它們，直到模具的分模面之間的縫隙變?yōu)?mm。在模具閉合完成的同時(shí)，開(kāi)始通過(guò)模具的真空度為-0.09MPa的真空抽吸。真空抽吸狀態(tài)維持10秒鐘。
然后停止真空抽吸，打開(kāi)模具。最后，除去生產(chǎn)的模制品。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表2中。
對(duì)比例2實(shí)施例1中使用的相同發(fā)泡片材進(jìn)行真空成型。兩個(gè)模具都是環(huán)氧樹(shù)脂制成的雌模具。每個(gè)模具都有由300mm×300mm的正方形底面和四個(gè)300mm×2mm的側(cè)面組成的陶形曲面。每個(gè)模具在陶形曲面的外邊緣都有15mm寬的分模面。每個(gè)模具在陶形曲面的底面的四個(gè)角和四個(gè)側(cè)面都有總共12個(gè)直徑為1mm的間隔10cm的真空抽吸孔。在成型時(shí)將模具的溫度調(diào)節(jié)到60℃。
發(fā)泡片材(13)固定在夾鉗(14)內(nèi)，然后用紅外線加熱器(15)加熱使得片材表面達(dá)到160℃。這樣，片材軟化。軟化的片材具有1.5mm的厚度。
在固定在夾鉗中時(shí)，將軟化的片材供應(yīng)在模具之間。
使模具相互接近閉合它們，直到模具的分模面之間的縫隙變?yōu)?mm。在模具閉合完成的同時(shí)，開(kāi)始通過(guò)模具的、真空度為-0.09Mpa的真空抽吸。真空抽吸狀態(tài)維持10秒鐘。
然后停止真空抽吸，打開(kāi)模具。最后，除去生產(chǎn)的模制品。由于胞室的破碎產(chǎn)生收縮，所以導(dǎo)致得到的模制品在表面上具有深的不凹凸，因此不能成形為模具表面的形狀。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表2中。
對(duì)比例3以對(duì)比例2的相同方式進(jìn)行真空成形，不同的是使用實(shí)施例3使用的相同發(fā)泡片材。由于胞室的破碎產(chǎn)生收縮，所以得到的模制品在表面上具有深的凹凸，因此不能成形為模具表面的形狀。得到的模制品的評(píng)價(jià)結(jié)果表示在表2中。
(膨脹比的測(cè)定)使用水中置換式密度計(jì)(自動(dòng)比重計(jì)D-H100，由東洋精機(jī)制作所株式會(huì)社生產(chǎn))測(cè)定20mm×20mm大小的產(chǎn)品樣品的比重。在形成產(chǎn)品的原料的密度基礎(chǔ)上計(jì)算膨脹比。
(導(dǎo)熱系數(shù)的評(píng)價(jià))使用英弘精機(jī)株式會(huì)社生產(chǎn)的熱傳導(dǎo)率測(cè)定裝置(AUTO-A系列HC-074)按照J(rèn)IS A-1412測(cè)定導(dǎo)熱性。基于該測(cè)定，計(jì)算導(dǎo)熱系數(shù)。測(cè)定條件如下低溫平板溫度20℃，高溫平板溫度30℃。導(dǎo)熱系數(shù)越小，絕熱性能越好。
表1

表2

*1關(guān)于厚度和膨脹比，對(duì)比例2、3的模制品隨位置變化大。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)使用成型設(shè)備真空成形而生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法，所述成型設(shè)備包括一對(duì)模具和用于將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材夾持在模具之間預(yù)定位置的夾持裝置，每個(gè)模具都有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面，所述方法包括步驟(1)加熱熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材使它軟化；(2)將步驟(1)中軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在模具之間；(3)在用模具之間的夾持裝置夾持所述軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材時(shí)，閉合模具，直到模具的陶形曲面的周邊部分之間的空隙達(dá)到不大于所述軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的預(yù)定值；(4)在如下期間中的一時(shí)間點(diǎn)，經(jīng)由模具的陶形曲面開(kāi)始真空抽吸從，在模具的陶形曲面的所述周邊部分之間的空隙達(dá)到所述軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度，到，所述空隙達(dá)到步驟(3)中所限定的所述預(yù)定值；(5)在繼續(xù)真空抽吸的同時(shí)，打開(kāi)模具，直到所述熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材開(kāi)始具有比在步驟(3)開(kāi)始時(shí)所述軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材大的預(yù)定厚度，從而成形該片材以生產(chǎn)模制品；和(6)停止真空抽吸、打開(kāi)模具和除去模制品的組合。
2.一種通過(guò)使用成型設(shè)備真空成形生產(chǎn)熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法，所述成型設(shè)備包括第一個(gè)模具、第二個(gè)模具和用于將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材固定在模具之間預(yù)定位置的夾持裝置，所述第一個(gè)模具具有可以經(jīng)其進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面，第二個(gè)模具具有陶形曲面并且至少在該陶形曲面的周邊部分上配備有片材固定裝置，所述方法包括步驟(1)加熱熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材使它軟化；(2)將步驟(1)中軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材供應(yīng)在第一個(gè)和第二個(gè)模具之間；(3)在用模具之間的夾持裝置夾持軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材時(shí)，閉合模具，直到模具的陶形曲面的周邊部分之間的空隙到達(dá)不大于所述軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的預(yù)定值，從而使第二個(gè)模具的所述陶形曲面的全部面積接觸發(fā)泡片材的一個(gè)表面；(4)在步驟(3)中第二個(gè)模具的所述陶形曲面的所述全部面積接觸到發(fā)泡片材的所述表面之后，經(jīng)由第一個(gè)模具的陶形曲面開(kāi)始真空抽吸；(5)在繼續(xù)真空抽吸和用所述片材固定裝置將片材固定在第二個(gè)模具的陶形曲面上的同時(shí)，打開(kāi)模具，直到所述熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材開(kāi)始具有比在步驟(3)開(kāi)始時(shí)所述軟化的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材的厚度大的預(yù)定厚度，從而成形該片材以生產(chǎn)模制品；和(6)停止真空抽吸、打開(kāi)模具和除去模制品的組合。
全文摘要
公開(kāi)了真空成形生產(chǎn)具有高膨脹比和大厚度的熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡制品的方法，它們使用一對(duì)可以進(jìn)行真空抽吸的模具和將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材夾持在模具之間的預(yù)定位置的夾持裝置，或使用成型設(shè)備，所述設(shè)備包括第一個(gè)模具、第二個(gè)模具和將熱塑性樹(shù)脂發(fā)泡片材夾持在模具之間預(yù)定位置的夾持裝置，所述第一個(gè)模具具有可以進(jìn)行真空抽吸的陶形曲面，第二個(gè)模具具有至少在陶形曲面的周邊部分上配備有片材夾持裝置的陶形曲面。在所述方法中，加熱軟化的發(fā)泡片材供應(yīng)在模具之間，當(dāng)合適地閉合模具時(shí)開(kāi)始真空抽吸。因此，發(fā)泡片材真空成形為模制品。
文檔編號(hào)B29C44/42GK1788974SQ200510095969
公開(kāi)日2006年6月21日 申請(qǐng)日期2005年8月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者花田曉, 大村吉典 申請(qǐng)人:住友化學(xué)株式會(huì)社, 住化塑料技術(shù)株式會(huì)社