专利名称：用于制造具有一个致密的聚氨酯密封层的结构部件的方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的用于制造具有一个致密的聚氨酯(PUR)密封层的结构部件的方法。优选的应用领域是以透明涂层注塑工艺制造PUR密封的胶合板复合部件。
背景技术：
在汽车内部以及外部区域的装饰成形部件、医药领域的药片和外壳以及家具部件和图案元素需要一个耐光的且耐划刻的表面密封。已知由木材、铝或碳素纤维制成的装饰部件要费事地进行预处理并且高达10次地通过不饱和聚酯漆覆层，直到它们具有所需的漆层厚度。在每次覆漆过程之后都需要在室温下进行约20分钟的中间胶凝。聚酯漆层的固化时间一般在48至72小时之间。最后还必需将最上面的漆层磨平。这种覆漆层例如通过喷漆装置进行，如同在DE 197 53 602 A1中作为现有技术所述的那样或者通过一个按照DE 197 53 602 A1本身的申请内容改进的喷漆装置。
在这种喷漆技术中的缺陷是，产生漆浆废料并且在汽车车厢中发散。此外完成一个漆层需要花费较长时间也是不利的。
为了克服这个缺陷已知所谓的CCM工艺(Clear Coat Moulding透明涂层注塑)。在此涉及一种用致密的聚氨酯密封表面的方法，其中理论基础是，脂肪族的聚氨酯是耐光的并且可以非常好地粘附在木材、金属以及不同的织物上。此外脂肪族聚氨酯不仅可以用于硬质结构而且可以用于柔性结构。PUR密封产品的制造在一个唯一的工作过程中实现，即，将要被密封或要被覆层的产品放入模具中，其空腔要考虑到层厚，在关闭模具后空出一个对应于层厚的间隙。这个间隙在高压工艺中通过一种双组分聚氨酯在一个工作过程中注射浇注。覆层过程在聚氨酯层反应时间过后的几分钟之后结束并且可以将已覆层的产品从模具中取出。通常无需对PUR密封的或PUR覆层域内的产品进行再处理。
在此通常总是对应于要被充满的空腔给定PUR的固定体积作为注射注射重量。在此没有考虑到，要被覆层的产品或结构部件，在下面也部分地称为嵌入部件，在配料本身可能具有不同的体积。主要是在胶合板复合部件中由于质量误差在切割胶合板以及在与金属衬底粘接时出现配料上的差别。此外由于相同形式的嵌入部件具有不同的胶合也产生体积偏差，例如在对于轿车内部的木装饰根据顾客的需要使用不同的木材(根木、桦木、杉木等)的时候。由于在嵌入部件中的这种质量误差可能在要被充满的空腔的体积上产生相应的变化。
如果与常见的那样对每次注射给定一个固定的PUR体积，则根据是否射进太多或太少的PUR到空腔里面，这存在不同的负面影响。
对于一个太小的空腔中射进太多的PUR并导致在空腔中产生所不期望的压力升高时，其后果是，导致空腔的挤压和过注射。由此比合适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。
对于一个太大的空腔，这个空腔没有完全充满，即，没有实现完全覆层。此外内压可能没有大到足以可靠地使气泡破裂，因此使密封层夹杂气体。
发明内容
由此出发本发明的目的是，给出一种用于制造PUR密封产品的方法，它与嵌入部件的质量误差无关地总是以不变的质量密封并且该方法尤其可以避免上述缺陷。
这个目的通过一个具有权利要求1特征的方法得以实现。在从属权利要求中给出有利的扩展结构和设计。
通过在达到给定的断开压力时切断组分输入，使得在空腔中的每次注射注射总是达到相同的内压并且使注射体积适配于空腔的变化。由此不仅可以使胶合板复合部件随着配料的变化毫无问题地以高质量的密封层覆层，而且也可以使每次注射毫无问题地对具有不同胶合板的胶合板复合部件覆层。由此总是实现相同的模具内压，此外保证所有可能出现的气泡破裂并由此避免夹杂气体。
最好在混合头上测量其中一种组分的压力。当多羟基化合物与异氰酸酯的混合比不是1∶1时，最好测量那个具有较高PUR混合物份额的组分的压力，因为对于这个组分在注射结束时压力陡峭地升高因此要最好进行监控。但是也可以对于在PUR混合物中较低比例的组分或者对于两个组分都测量压力。
在另一扩展结构中规定，附加地测量开始PUR注射后的时间，因为在模具泄漏时通常达不到或者非常迟地达到断开压力并因此可能浪费不必要多的PUR。在一定的时间过后也断开组分输入，尽管还没达到断开压力。在这种情况下必需检验哪里可能存在泄漏。
下面借助于实施例和参考附图详细描述本发明。附图中图1为一个具有一个透明PUR层的胶合板复合部件的横截面图，图2为一个PUR高压机器的简图，图3为一个具有已装上的混合头的模具的横截面图，图4为在混合头上一个组分的压力Pist随时间变化的曲线(正常运行)，图5为在混合头上一个组分的压力Pist在模具出现泄漏时的曲线。
具体实施例方式
要借助于一个长形嵌入部件1描述本发明，该嵌入部件由一个金属衬底2和一个木胶合板3制成，在其上通过按照本发明的方法涂覆一个致密的、不发泡的PUR层4。多羟基化合物与异氰酸酯组分本身分别是无色(klar)和透明的。如果期望得到彩色的(不透明或透明的)密封层，必需在一个或两个组分中添加适当的物质。通过添加活化剂和催化剂以适当的方式调节致密的PUR的硬化反应时间。
由图2可以看出，多羟基化合物-与异氰酸酯-组分以公知的方法存储在工作容器5和6里面，它们分别具有一个绝缘层7和一个电机驱动的搅拌器8。通过输入管道9和10以及电驱动的配量器11和12使这些组分输入到一个混合头13中并在混合头的再循环状态下通过回输管道14和15导回到相应的工作容器中。所述混合头13连接到一个模具20上并且具有用于多羟基化合物-与异氰酸酯-组分的压力传感器16和17。此外在组分回路中设有安全阀18和19。
在图3中示出在关闭状态的模具20，它由一个下模具半体21和一个上模具半体22组成。由金属衬底2和木胶合板3构成的嵌入部件位于下模具半体21里面。在上模具半体22里面在嵌入部件顶面与模具内壁之间形成一个空腔23。此外在上模具半体22中在混合头一侧设有浇注通道24和25而在背离混合头的空腔一侧设有一个溢流腔26，它通过一个薄膜连接部(Filmanbindung)27与空腔23按流动技术连接。在混合头13上设有一个压力传感器16(用于多羟基化合物组分)或17(用于异氰酸酯组分)。在需要的情况下可以在浇注通道中附加设置压力传感器28并且在溢流腔中附加设置压力传感器29。
按照本发明的PUR-透明涂层-注塑方法如下运行(参见图4)将嵌入部件1置入到下模具半体21里面并且将上模具半体22放置到下模具半体21上面，由此使模具20闭合。通过启动PUR设备，通过配量器11和12使组分压力Piso和Ppoly提高，直到达到所期望的混合压力Pstart，该压力例如可以是150bar。一个组分的这个所期望的混合压力Pstart作为基准值被存储在机器控制器中。此外在机器控制器中存储一个可调整的断开压力值Pab，其数值取决于要被制造的结构部件。这个数值例如可以超过基准值15bar。现在打开混合头13并将PUR混合物通过浇注通道24和25注射到空腔23中。所述混合物在空腔中从浇注区24、25移动到另一端部同时充满空腔23。在开始填充过程时在空腔23中还没有显示出明显的压力升高(Pist基本上恒定)。随着填充度的增加，空腔23中的内压增加并由此使在混合头处两个组分的压力Pist增加。当达到预调整的断开压力Pab时，断开组分输入并使混合头13换接到再循环状态。而现在模具20在一个反应时间上保持关闭，直到PUR固化。典型值一般为几分钟并且最终取决于嵌入部件的尺寸和密封层的厚度。在硬化后使模具20打开并可以取出完成密封的胶合板复合部件。接着可以开始下一循环。
代替测量组分压力或者除了测量组分压力外，也可以在其它位置测量压力，以获得一个断开压力Pab，例如通过注射压力传感器28或溢流压力传感器29。也可以在注射压力与溢流压力之间形成一个平均值，它作为断开压力被计算。
总是在模具20中达到相同的模具内压，由此保证与空腔23中的变化无关地总是完全充满这个空腔并且总是将相同的压力施加到嵌入部件1、尤其是胶合板层3上。由此还保证产生一个高质量的漆层，它尤其没有夹杂气体或其它的缺陷点。
如由图5看出，附加地给定一个时间Tab，在其过后还没达到给定的断开压力Pab时也断开组分输入。通过这种方法避免，在泄漏的情况下，当压力Pist达不到断开压力Pab时，从模具20中排出太多不需要的PUR混合物。
附图标记清单1 嵌入部件2 金属衬底3 木胶合板4 PUR层5 多羟基化合物工作容器6 异氰酸酯工作容器7 绝缘层8 搅拌器9 用于多羟基化合物组分的输入管道10用于异氰酸酯组分的输入管道11用于多羟基化合物组分的配量器12用于异氰酸酯组分的配量器13混合头14用于多羟基化合物组分的回输管道15用于异氰酸酯组分的回输管道16用于多羟基化合物组分的压力传感器17用于异氰酸酯组分的压力传感器18多羟基化合物回路中的安全阀19异氰酸酯回路中的安全阀20模具21下模具半体22上模具半体23空腔24垂直的浇注通道25水平的浇注通道26溢流腔27薄膜连接部28浇注区中的压力传感器29溢流腔中的压力传感器
权利要求
1.一种用于制造具有一个致密的聚氨酯(PUR)密封层的结构部件的方法，尤其是用于透明涂层注塑PUR，以便制造一个透明的PUR密封层，其中将所述结构部件置于一个模具(20)里面，该模具在关闭状态下在要被覆层的结构部件(1)表面与面对这个表面的模具内壁之间存在一个间隙(23)，其中致密的PUR组分多羟基化合物与异氰酸酯、必要时带有添加物通过一个混合头(13)和一个浇注通道(24，25)注射到装有结构部件(1)的模具(20)中，其特征在于，当在组分输入中和/或PUR混合物的流动路径中达到一个给定的压力Pab(断开压力)时，结束组分输入。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，只测量其中一个组分的压力。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在混合比不等于1∶1时测量那个具有较高PUR混合物份额的组分的压力。
4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，测量浇注通道(24，25)中的压力。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，使用一个具有一个溢流腔(26)的模具(20)并且测量溢流腔(26)中的压力。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，不仅测量浇注通道(24，25)中的压力而且测量溢流腔(26)中的压力，形成这两个压力值的一个平均值并且在达到一个给定的平均值时断开组分输入。
7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其特征在于，附加地在混合物输入开始后测量时间t，并且在一个确定的、可预定的时间Tab过后断开组分输入。
全文摘要
本发明描述了一种用于制造具有一个致密的聚氨酯(PUR)密封层的结构部件的方法，尤其是用于透明涂层注塑PUR，以便在胶合板复合部件上制造一个透明的PUR密封层，其中将所述结构部件放置到一个模具里面，其中在关闭状态下在要被覆层的结构部件表面与面对这个表面的模具内壁之间存在一个空腔，其中致密的PUR组分多羟基化合物与异氰酸酯、必要时带有添加物通过一个混合头和一个浇注通道注射到装有结构部件的模具中。本发明的特征在于，当在组分输入中和/或PUR混合物的流动路径中达到一个给定的压力P
文档编号B29C31/06GK1723119SQ200480001910
公开日2006年1月18日 申请日期2004年3月4日 优先权日2003年3月5日
发明者J·伦克尔, T·松塔格 申请人:卡劳斯-马菲塑料工业股份公司