专利名称：使用注射模塑技术制造热塑性聚合物的方法
技术领域：
本发明涉及一种使用注射模塑技术的热塑性聚合物加工方法，例如液晶聚合物，填充纤维的或者填充细矿料的热塑性塑料，在生产工件时避免或者至少缩减晶料滑移线的产生。
液晶聚合物，通常简称为LCPS，还有填充纤维或者细矿料的热塑性聚合物，以具有高度定向的大分子结构作为其特征。
为了简化描述，在开始时所提及的热塑性聚合物，下面所述的液晶聚合物情况作为其它所有热塑性聚合物的典型代表，例如填充纤维的或者细矿料的热塑性聚合物。
液晶聚合物由刚性的棒状大分子组成，在熔融态下互相平行排列，并产生液晶结构。如果液晶聚合物熔融物受到剪切的或者拉伸塑变当其在挤压机旋转螺杆挤出情况下，大分子变得有序排列在纤维和原纤维中并在固态下产生特殊形态。
由于在聚合物熔融态下的高度定向影响其性质，呈现出明显的各向异性现象。沿着定向的方向，其强度和刚度显著地高于横向的，而且其热膨胀系数沿垂直于定向的显著地高于平行于定向的。
使用这种增强塑料制成的每个工件上有所谓的熔合线或晶粒滑移线的缺陷，因为他们在工件内构成弱点。在液晶聚合物情况下，一方面刚性分子链定向排列;另一方面，可能出现的含纤维增强材料基本上都平行地对准晶粒滑移线，其结果是这种依赖于方向性的物理性能，在熔合线或晶粒滑移线区域便缺乏了或大大地降低了。这意味着不得不对熔合线或晶粒滑移线给予特殊的关注。
描述两种型式的晶粒滑移线之间的区别，即所谓的平接晶粒滑移线，如果两个熔融物流互相对着流动便产生了。熔融物面向合流点相互垂直于流动的方向。分子平行定向排列于熔融物前沿，因此不能结合。在围绕着障碍物流动后所产生的晶粒滑移线是被障碍物分成两部分流体形成的，其沿流动方向，在障碍物之后再又结合在一起。
与上述的研究结果相一致，通常总是力图制造不产生任何晶粒滑移线的工件。因此，原材料制造者劝告，不可避免的晶粒滑移线应该布置在较低应力的区域。但是无论如何在中空圆柱形工件情况下，这在实践中简直是不可能的，因此所形成的套筒工件的物理性能沿直径方向远比沿轴向要差。
本发明的目的在于提供一种可能的手段来防止熔合纹或晶粒滑移线的产生。
本发明的技术方案在于提供一种使用注射模塑技术进行热塑性聚合物的加工方法，以避免或者至少缩减工件生产中的晶粒滑移线，其特征在于剪切能量从进入注射模塑机起至少沿着工件的部分长度上作用在熔化的材料上。
本发明的实施例阐述如下。发明方法的应用也详细地参照附图描述如下
图1表示制造空心圆柱体的注射模塑机剖面图;
图2表示按照图1中截面线A-A的注射模塑机的剖面图。
设想晶粒滑移线或者熔合纹的形成是由剪切力和拉伸力所产生的，由于填料时成型机的壁所产生，因为壁是冷的，于是就产生了外层朝向壁内部的层叠现象。当采用一个浇注口时，不可避免地在中空体形状工件情况下会产生上述现象，例如用于制造光波导管工艺的实施例，两个环行熔体流以及由此产生的熔合纹减弱了物体，并在外壁部分由于不可避免的层叠现象更进一步加厚了。
为了防止这种不希望有的效果，所以要解决消除熔合纹和晶粒滑移线的问题。它是基于使用附加的剪切能量导致减少分子排列成行。例如，在压强发生器中使用旋转螺杆产生这种能力。
按照本发明，该测定是作用在模塑机的侧边上的，产生附加剪切能量的旋转布局便在那里产生。
在所提供的工件具有其后形成晶粒滑移线障碍物的情况下，按照本发明可以防止晶粒滑移线，至少在最弱点，直接在障碍物之后，如果该障碍物是被旋转的。因为在开始时不产生熔合纹，在后来的具有固定障碍物的情况下，至少也不会如此的显著。
在套筒体形状的工件情况下，至少有一个模塑部件或者是外模或者是内模是可以旋转的。其结果是，一方面，熔融物的部分流沿着旋转方向增强，而沿着相反方向减弱。因此，分子定向消失并不再产生刚性结合，其自然的结果是如果熔合纹不是完全消失，但至少也是减少了。
在图1和图2中以大大简化的形式表示一个注射成型装置。注射模塑机包括一个具有浇口6的固定台板3及一个轴向可移动的台板2。销子4设置在固定台板内，在空腔5内形成型芯，借助于可移动的台板2的模塑部件7形成空腔。模塑部件7和驱动轴1连接，容许该模塑部件7旋转。
不用说也明白两个台板2、3是被冷却的，以便由于热而塑化的注射材料再次被固化。因此，模塑部件7可以由驱动轴1带动旋转，其结果是剪切能量被施加在被注射进入空腔5的材料上，从而已不再能形成熔合纹。
同样地，不是模塑部件7，而是销子4也能够旋转，并产生相同的效果。按照上述方法进行生产，例如只有零点几毫米的甚薄壁厚的套筒体。实际上相对于轴向和径向模压力而言均显示出相同的抗机械性能，并且从未发现有熔合纹或晶粒滑移线的现象。
权利要求
1.使用注射模塑技术的热塑性聚合物加工方法，例如液晶聚合物，填充纤维或细矿料的热塑性聚合物，以避免或者至少缩减工件生产中的晶粒滑移线，其特征在于剪切能量从进入注射模塑机起至少沿工件的部分长度上作用在熔化的材料上。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于剪切能量是由模塑部件两表面间的相对运动而产生的。
3.按照权利要求2的方法，其特征在于在工件具有两个结合面的情况下，其长和宽的尺寸大于其相互间的距离，则借助于旋转障碍物在迎面流区域导致剪切力的产生。
4.按照权利要求2的方法，其特征在于在工件为旋转的中空体形式下，至少一个模塑部件的一部分是旋转的。
5.按照权利要求4的方法，其特征在于至少外模塑部件的一部分是旋转的。
6.按照权利要求4的方法，其特征在于至少形成中空体结构的内模塑部件的一部分是旋转的。
7.按照权利要求5或6的方法，其特征在于在各种情况下，整个模塑部件是旋转的。
8.按照权利要求5至7之一的方法，其特征在于两个模塑部件沿着旋转的相反方向进行转动。
9.按照权利要求5至7之一的方法，其特征在于两个模塑部件沿着旋转的相同方向，但是以不同的角速度进行转动。
全文摘要
在液晶聚合物情况下，一方面是刚性分子链，而另一方面可能现有的含纤维增强材料基本上定向排列平行于熔合纹或者晶粒滑移线，其结果是在熔合纹或者晶粒滑移线区域缺乏物理性能。本发明目的在于提供一种可能的途径，防止熔合纹或者晶粒滑移线出现的可能性。为此目的，将切剪能量从进入注射模塑机起至少沿工件的部分长度作用在液化的材料上。这种剪切能量是借助于模塑部件两表面间的相对运动而产生的。
文档编号B29L22/00GK1110647SQ9411967
公开日1995年10月25日 申请日期1994年12月17日 优先权日1993年12月17日
发明者埃普里·艾蒂安 申请人:胡贝尔及苏讷股份公司