專利名稱：用于制造具有一個(gè)致密的聚氨酯密封層的結(jié)構(gòu)部件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1前序部分所述的用于制造具有一個(gè)致密的聚氨酯(PUR)密封層的結(jié)構(gòu)部件的方法。優(yōu)選的應(yīng)用領(lǐng)域是以透明涂層注塑工藝制造PUR密封的膠合板復(fù)合部件。
背景技術(shù)：
在汽車內(nèi)部以及外部區(qū)域的裝飾成形部件、醫(yī)藥領(lǐng)域的藥片和外殼以及家具部件和圖案元素需要一個(gè)耐光的且耐劃刻的表面密封。已知由木材、鋁或碳素纖維制成的裝飾部件要費(fèi)事地進(jìn)行預(yù)處理并且高達(dá)10次地通過(guò)不飽和聚酯漆覆層，直到它們具有所需的漆層厚度。在每次覆漆過(guò)程之后都需要在室溫下進(jìn)行約20分鐘的中間膠凝。聚酯漆層的固化時(shí)間一般在48至72小時(shí)之間。最后還必需將最上面的漆層磨平。這種覆漆層例如通過(guò)噴漆裝置進(jìn)行，如同在DE 197 53 602 A1中作為現(xiàn)有技術(shù)所述的那樣或者通過(guò)一個(gè)按照DE 197 53 602 A1本身的申請(qǐng)內(nèi)容改進(jìn)的噴漆裝置。
在這種噴漆技術(shù)中的缺陷是，產(chǎn)生漆漿廢料并且在汽車車廂中發(fā)散。此外完成一個(gè)漆層需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間也是不利的。
為了克服這個(gè)缺陷已知所謂的CCM工藝(Clear Coat Moulding透明涂層注塑)。在此涉及一種用致密的聚氨酯密封表面的方法，其中理論基礎(chǔ)是，脂肪族的聚氨酯是耐光的并且可以非常好地粘附在木材、金屬以及不同的織物上。此外脂肪族聚氨酯不僅可以用于硬質(zhì)結(jié)構(gòu)而且可以用于柔性結(jié)構(gòu)。PUR密封產(chǎn)品的制造在一個(gè)唯一的工作過(guò)程中實(shí)現(xiàn)，即，將要被密封或要被覆層的產(chǎn)品放入模具中，其空腔要考慮到層厚，在關(guān)閉模具后空出一個(gè)對(duì)應(yīng)于層厚的間隙。這個(gè)間隙在高壓工藝中通過(guò)一種雙組分聚氨酯在一個(gè)工作過(guò)程中注射澆注。覆層過(guò)程在聚氨酯層反應(yīng)時(shí)間過(guò)后的幾分鐘之后結(jié)束并且可以將已覆層的產(chǎn)品從模具中取出。通常無(wú)需對(duì)PUR密封的或PUR覆層域內(nèi)的產(chǎn)品進(jìn)行再處理。
在此通?？偸菍?duì)應(yīng)于要被充滿的空腔給定PUR的固定體積作為注射注射重量。在此沒(méi)有考慮到，要被覆層的產(chǎn)品或結(jié)構(gòu)部件，在下面也部分地稱為嵌入部件，在配料本身可能具有不同的體積。主要是在膠合板復(fù)合部件中由于質(zhì)量誤差在切割膠合板以及在與金屬襯底粘接時(shí)出現(xiàn)配料上的差別。此外由于相同形式的嵌入部件具有不同的膠合也產(chǎn)生體積偏差，例如在對(duì)于轎車內(nèi)部的木裝飾根據(jù)顧客的需要使用不同的木材(根木、樺木、杉木等)的時(shí)候。由于在嵌入部件中的這種質(zhì)量誤差可能在要被充滿的空腔的體積上產(chǎn)生相應(yīng)的變化。
如果與常見(jiàn)的那樣對(duì)每次注射給定一個(gè)固定的PUR體積，則根據(jù)是否射進(jìn)太多或太少的PUR到空腔里面，這存在不同的負(fù)面影響。
對(duì)于一個(gè)太小的空腔中射進(jìn)太多的PUR并導(dǎo)致在空腔中產(chǎn)生所不期望的壓力升高時(shí)，其后果是，導(dǎo)致空腔的擠壓和過(guò)注射。由此比合適所需的注射要消耗更多的PUR；此外在嵌入部件上可能形成所不期望的毛刺。
對(duì)于一個(gè)太大的空腔，這個(gè)空腔沒(méi)有完全充滿，即，沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全覆層。此外內(nèi)壓可能沒(méi)有大到足以可靠地使氣泡破裂，因此使密封層夾雜氣體。

發(fā)明內(nèi)容
由此出發(fā)本發(fā)明的目的是，給出一種用于制造PUR密封產(chǎn)品的方法，它與嵌入部件的質(zhì)量誤差無(wú)關(guān)地總是以不變的質(zhì)量密封并且該方法尤其可以避免上述缺陷。
這個(gè)目的通過(guò)一個(gè)具有權(quán)利要求1特征的方法得以實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中給出有利的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。
通過(guò)在達(dá)到給定的斷開(kāi)壓力時(shí)切斷組分輸入，使得在空腔中的每次注射注射總是達(dá)到相同的內(nèi)壓并且使注射體積適配于空腔的變化。由此不僅可以使膠合板復(fù)合部件隨著配料的變化毫無(wú)問(wèn)題地以高質(zhì)量的密封層覆層，而且也可以使每次注射毫無(wú)問(wèn)題地對(duì)具有不同膠合板的膠合板復(fù)合部件覆層。由此總是實(shí)現(xiàn)相同的模具內(nèi)壓，此外保證所有可能出現(xiàn)的氣泡破裂并由此避免夾雜氣體。
最好在混合頭上測(cè)量其中一種組分的壓力。當(dāng)多羥基化合物與異氰酸酯的混合比不是1∶1時(shí)，最好測(cè)量那個(gè)具有較高PUR混合物份額的組分的壓力，因?yàn)閷?duì)于這個(gè)組分在注射結(jié)束時(shí)壓力陡峭地升高因此要最好進(jìn)行監(jiān)控。但是也可以對(duì)于在PUR混合物中較低比例的組分或者對(duì)于兩個(gè)組分都測(cè)量壓力。
在另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中規(guī)定，附加地測(cè)量開(kāi)始PUR注射后的時(shí)間，因?yàn)樵谀＞咝孤r(shí)通常達(dá)不到或者非常遲地達(dá)到斷開(kāi)壓力并因此可能浪費(fèi)不必要多的PUR。在一定的時(shí)間過(guò)后也斷開(kāi)組分輸入，盡管還沒(méi)達(dá)到斷開(kāi)壓力。在這種情況下必需檢驗(yàn)?zāi)睦锟赡艽嬖谛孤?br>

下面借助于實(shí)施例和參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明。附圖中圖1為一個(gè)具有一個(gè)透明PUR層的膠合板復(fù)合部件的橫截面圖，圖2為一個(gè)PUR高壓機(jī)器的簡(jiǎn)圖，圖3為一個(gè)具有已裝上的混合頭的模具的橫截面圖，圖4為在混合頭上一個(gè)組分的壓力Pist隨時(shí)間變化的曲線(正常運(yùn)行)，圖5為在混合頭上一個(gè)組分的壓力Pist在模具出現(xiàn)泄漏時(shí)的曲線。
具體實(shí)施例方式
要借助于一個(gè)長(zhǎng)形嵌入部件1描述本發(fā)明，該嵌入部件由一個(gè)金屬襯底2和一個(gè)木膠合板3制成，在其上通過(guò)按照本發(fā)明的方法涂覆一個(gè)致密的、不發(fā)泡的PUR層4。多羥基化合物與異氰酸酯組分本身分別是無(wú)色(klar)和透明的。如果期望得到彩色的(不透明或透明的)密封層，必需在一個(gè)或兩個(gè)組分中添加適當(dāng)?shù)奈镔|(zhì)。通過(guò)添加活化劑和催化劑以適當(dāng)?shù)姆绞秸{(diào)節(jié)致密的PUR的硬化反應(yīng)時(shí)間。
由圖2可以看出，多羥基化合物-與異氰酸酯-組分以公知的方法存儲(chǔ)在工作容器5和6里面，它們分別具有一個(gè)絕緣層7和一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌器8。通過(guò)輸入管道9和10以及電驅(qū)動(dòng)的配量器11和12使這些組分輸入到一個(gè)混合頭13中并在混合頭的再循環(huán)狀態(tài)下通過(guò)回輸管道14和15導(dǎo)回到相應(yīng)的工作容器中。所述混合頭13連接到一個(gè)模具20上并且具有用于多羥基化合物-與異氰酸酯-組分的壓力傳感器16和17。此外在組分回路中設(shè)有安全閥18和19。
在圖3中示出在關(guān)閉狀態(tài)的模具20，它由一個(gè)下模具半體21和一個(gè)上模具半體22組成。由金屬襯底2和木膠合板3構(gòu)成的嵌入部件位于下模具半體21里面。在上模具半體22里面在嵌入部件頂面與模具內(nèi)壁之間形成一個(gè)空腔23。此外在上模具半體22中在混合頭一側(cè)設(shè)有澆注通道24和25而在背離混合頭的空腔一側(cè)設(shè)有一個(gè)溢流腔26，它通過(guò)一個(gè)薄膜連接部(Filmanbindung)27與空腔23按流動(dòng)技術(shù)連接。在混合頭13上設(shè)有一個(gè)壓力傳感器16(用于多羥基化合物組分)或17(用于異氰酸酯組分)。在需要的情況下可以在澆注通道中附加設(shè)置壓力傳感器28并且在溢流腔中附加設(shè)置壓力傳感器29。
按照本發(fā)明的PUR-透明涂層-注塑方法如下運(yùn)行(參見(jiàn)圖4)將嵌入部件1置入到下模具半體21里面并且將上模具半體22放置到下模具半體21上面，由此使模具20閉合。通過(guò)啟動(dòng)PUR設(shè)備，通過(guò)配量器11和12使組分壓力Piso和Ppoly提高，直到達(dá)到所期望的混合壓力Pstart，該壓力例如可以是150bar。一個(gè)組分的這個(gè)所期望的混合壓力Pstart作為基準(zhǔn)值被存儲(chǔ)在機(jī)器控制器中。此外在機(jī)器控制器中存儲(chǔ)一個(gè)可調(diào)整的斷開(kāi)壓力值Pab，其數(shù)值取決于要被制造的結(jié)構(gòu)部件。這個(gè)數(shù)值例如可以超過(guò)基準(zhǔn)值15bar?，F(xiàn)在打開(kāi)混合頭13并將PUR混合物通過(guò)澆注通道24和25注射到空腔23中。所述混合物在空腔中從澆注區(qū)24、25移動(dòng)到另一端部同時(shí)充滿空腔23。在開(kāi)始填充過(guò)程時(shí)在空腔23中還沒(méi)有顯示出明顯的壓力升高(Pist基本上恒定)。隨著填充度的增加，空腔23中的內(nèi)壓增加并由此使在混合頭處兩個(gè)組分的壓力Pist增加。當(dāng)達(dá)到預(yù)調(diào)整的斷開(kāi)壓力Pab時(shí)，斷開(kāi)組分輸入并使混合頭13換接到再循環(huán)狀態(tài)。而現(xiàn)在模具20在一個(gè)反應(yīng)時(shí)間上保持關(guān)閉，直到PUR固化。典型值一般為幾分鐘并且最終取決于嵌入部件的尺寸和密封層的厚度。在硬化后使模具20打開(kāi)并可以取出完成密封的膠合板復(fù)合部件。接著可以開(kāi)始下一循環(huán)。
代替測(cè)量組分壓力或者除了測(cè)量組分壓力外，也可以在其它位置測(cè)量壓力，以獲得一個(gè)斷開(kāi)壓力Pab，例如通過(guò)注射壓力傳感器28或溢流壓力傳感器29。也可以在注射壓力與溢流壓力之間形成一個(gè)平均值，它作為斷開(kāi)壓力被計(jì)算。
總是在模具20中達(dá)到相同的模具內(nèi)壓，由此保證與空腔23中的變化無(wú)關(guān)地總是完全充滿這個(gè)空腔并且總是將相同的壓力施加到嵌入部件1、尤其是膠合板層3上。由此還保證產(chǎn)生一個(gè)高質(zhì)量的漆層，它尤其沒(méi)有夾雜氣體或其它的缺陷點(diǎn)。
如由圖5看出，附加地給定一個(gè)時(shí)間Tab，在其過(guò)后還沒(méi)達(dá)到給定的斷開(kāi)壓力Pab時(shí)也斷開(kāi)組分輸入。通過(guò)這種方法避免，在泄漏的情況下，當(dāng)壓力Pist達(dá)不到斷開(kāi)壓力Pab時(shí)，從模具20中排出太多不需要的PUR混合物。
附圖標(biāo)記清單1 嵌入部件2 金屬襯底3 木膠合板4 PUR層5 多羥基化合物工作容器6 異氰酸酯工作容器7 絕緣層8 攪拌器9 用于多羥基化合物組分的輸入管道10用于異氰酸酯組分的輸入管道11用于多羥基化合物組分的配量器12用于異氰酸酯組分的配量器13混合頭14用于多羥基化合物組分的回輸管道15用于異氰酸酯組分的回輸管道16用于多羥基化合物組分的壓力傳感器17用于異氰酸酯組分的壓力傳感器18多羥基化合物回路中的安全閥19異氰酸酯回路中的安全閥20模具21下模具半體22上模具半體23空腔24垂直的澆注通道25水平的澆注通道26溢流腔27薄膜連接部28澆注區(qū)中的壓力傳感器29溢流腔中的壓力傳感器
權(quán)利要求
1.一種用于制造具有一個(gè)致密的聚氨酯(PUR)密封層的結(jié)構(gòu)部件的方法，尤其是用于透明涂層注塑PUR，以便制造一個(gè)透明的PUR密封層，其中將所述結(jié)構(gòu)部件置于一個(gè)模具(20)里面，該模具在關(guān)閉狀態(tài)下在要被覆層的結(jié)構(gòu)部件(1)表面與面對(duì)這個(gè)表面的模具內(nèi)壁之間存在一個(gè)間隙(23)，其中致密的PUR組分多羥基化合物與異氰酸酯、必要時(shí)帶有添加物通過(guò)一個(gè)混合頭(13)和一個(gè)澆注通道(24，25)注射到裝有結(jié)構(gòu)部件(1)的模具(20)中，其特征在于，當(dāng)在組分輸入中和/或PUR混合物的流動(dòng)路徑中達(dá)到一個(gè)給定的壓力Pab(斷開(kāi)壓力)時(shí)，結(jié)束組分輸入。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，只測(cè)量其中一個(gè)組分的壓力。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在混合比不等于1∶1時(shí)測(cè)量那個(gè)具有較高PUR混合物份額的組分的壓力。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，測(cè)量澆注通道(24，25)中的壓力。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用一個(gè)具有一個(gè)溢流腔(26)的模具(20)并且測(cè)量溢流腔(26)中的壓力。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，不僅測(cè)量澆注通道(24，25)中的壓力而且測(cè)量溢流腔(26)中的壓力，形成這兩個(gè)壓力值的一個(gè)平均值并且在達(dá)到一個(gè)給定的平均值時(shí)斷開(kāi)組分輸入。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，附加地在混合物輸入開(kāi)始后測(cè)量時(shí)間t，并且在一個(gè)確定的、可預(yù)定的時(shí)間Tab過(guò)后斷開(kāi)組分輸入。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種用于制造具有一個(gè)致密的聚氨酯(PUR)密封層的結(jié)構(gòu)部件的方法，尤其是用于透明涂層注塑PUR，以便在膠合板復(fù)合部件上制造一個(gè)透明的PUR密封層，其中將所述結(jié)構(gòu)部件放置到一個(gè)模具里面，其中在關(guān)閉狀態(tài)下在要被覆層的結(jié)構(gòu)部件表面與面對(duì)這個(gè)表面的模具內(nèi)壁之間存在一個(gè)空腔，其中致密的PUR組分多羥基化合物與異氰酸酯、必要時(shí)帶有添加物通過(guò)一個(gè)混合頭和一個(gè)澆注通道注射到裝有結(jié)構(gòu)部件的模具中。本發(fā)明的特征在于，當(dāng)在組分輸入中和/或PUR混合物的流動(dòng)路徑中達(dá)到一個(gè)給定的壓力P
文檔編號(hào)B29C31/06GK1723119SQ200480001910
公開(kāi)日2006年1月18日 申請(qǐng)日期2004年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月5日
發(fā)明者J·倫克爾, T·松塔格 申請(qǐng)人:卡勞斯-馬菲塑料工業(yè)股份公司