用于由挤出的聚合物片材形成制品的方法
【技术领域】
[0001] 本公开总体涉及使用片材和片材技术形成制品，并且更特别地涉及用于由挤出的 聚合物片材形成制品的方法。
【背景技术】
[0002] 由热塑性挤出片材制造的透明部件典型地可以通过各种成型方法制造。然而，这 些方法通常缓慢、劳动密集，并且在设计选择上受限。例如，当待生产的部件复杂(包括各种 复杂细节)时，只有少数的成型技术是适合用于使用的。
[0003] -种适用于生产复杂部件的成型技术类型是真空成型。在真空成型方法中，将聚 合物材料加热直至其变柔软，并且然后将其置于模具上方并通过真空吸入，直至其呈现期 望的形状。然而，在使用此技术中，材料与模具表面的不均匀接触经常导致完成的部件具有 表面缺陷。
[0004] -种类型的真空成型技术是能够生产中等复杂的部件的真空辅助塞-圈成型 (plug and ring forming)。在塞-圈成型中，将片材形状的聚合物材料在环模上拉伸，并且 将模塞（阳模）压入聚合物材料以将其拉扯成型。此技术的一个缺点是发生过多的划痕 (mark-off)，尤其是在成型部件的内棱角上。划痕是在成品部件上由模具表面形成的痕迹。
[0005] 另一种真空成型技术是包模真空成型（drape vacuum forming)，其适用于生产简 单或仅最小复杂度的部件。如用于车辆的挡风玻璃的部件可以由具有约3毫米(mm)厚度的 聚碳酸酯材料在约30分钟内或更久包模成型。使用包模真空成型技术的成型包括在材料冷 却至其不再流动的点之前，将片材形状的材料在阳模上拉伸。
[0006] 为生产高度复杂的部件，使用如注射模制的技术。由于与注射模制设备相关的费 用，并且由于用于每种产品的形状/型号的制造的模具，特别地，注射模制技术一般具有很 高的成本。在利用注射模制技术的方法中，通常期望的是生产的大体积部件以使得该方法 是有成本效益的。
[0007] 在本领域中存在对于改进的模制技术和产品的持续需要。
【发明内容】
[0008] 本文公开了用于制造透明制品的方法及由其制造的制品。
[0009] 在一种实施方式中，用于形成透明部件的方法包括将片材夹持在模具的轮廓表面 上，加热该片材，将片材拉伸越过该轮廓表面，将拉伸的片材吹至轮廓表面上以形成成形的 制品，并且从模具上移除成形的制品。
[0010] 在另一实施方式中，用于形成透明制品的方法包括:加热聚合物片材以形成加热 的片材;产生跨该加热的片材的压力差;将加热的片材推至轮廓表面上以形成成形的制品； 并且从模具上释放成形的制品。
[0011]通过以下附图和【具体实施方式】举例说明上述和其他特征。
【附图说明】
[0012] 现在参照作为实施方式的附图，并且其中，相似元件编号相同。专利或申请文件包 含至少一个以彩色展示的附图。在请求并支付必要的费用时，将由官方提供具有彩色附图 的该专利或专利申请出版物的副本。
[0013] 图1是使用本文公开的方法用于形成部件的模具的一种示例性实施方式的示意性 剖视图；
[0014]图2是用于包模真空成型方法的模具的照片；
[0015]图3是形成于图2的模具上的剖面部件的照片；
[0016] 图4是在由聚碳酸酯片材形成的部件上进行的轮廓测量的示意图；
[0017] 图5A是在成型部件的肋区域(rib area)中，两个成90°角的真空成型的聚碳酸酯 偏振器(交叉偏振光)之间的图像；
[0018] 图5B是由压力成型技术形成的聚碳酸酯部件的肋区域的交叉偏振光之间的图像；
[0019] 图6A是在成型部件的点区域中，真空成型的聚碳酸酯的交叉偏振光之间的图像；
[0020] 图6B是通过压力成型技术形成的聚碳酸酯部件的点区域的交叉偏振光之间的图 像；
[0021] 图7A是在成型部件的肋区域中，真空成型的聚对苯二甲酸乙二酯的交叉偏振光之 间的图像；
[0022]图7B是由压力成型技术形成的聚对苯二甲酸乙二酯部件的肋区域的交叉偏振光 之间的图像；
[0023]图8A是在成型部件的点区域中，真空成型的聚对苯二甲酸乙二酯的交叉偏振光之 间的图像；以及
[0024]图8B是由压力成型技术形成的聚对苯二甲酸乙二酯部件的点区域的交叉偏振光 之间的图像。
【具体实施方式】
[0025] -种用于形成复杂透明部件的技术采用压力成型技术，如在Niebling，Jr.等人的 美国专利第5，10，530号中公开的。压力成型技术利用高达300巴的高压（例如，50至300巴、 或70至300巴）并且非接触加热成型的部件。由于加热元件和成型的部件之间没有接触(通 常通过辐射加热），可以独立地控制压力和温度以使得产生部件特定的温度分布。已经出乎 意料地发现期望的高光学质量的部件可以通过使用较低的温度和较低的成型周期时间，而 不需要预干燥(与其他技术相比），并且通过使用抛光的模具，使用压力成型技术进行生产。 特别地，迄今采用的成型方法均没有形成利用压力成型可获得的光学质量水平(例如，厚度 均匀性、较低的应力、和模具几何形状的复制）的透明部件。例如，其均未表现出如下所述的 方法的设计自由度、速度和光学质量的组合。该技术使得可以形成具有大于2毫米(mm)、特 别地大于2.5mm、更特别地大于或等于3.0mm，例如2mm至18mm、3mm至18mm)厚度的光学质量 片材。
[0026]部件是通过将非接触加热和压力施加至挤出的原材料的片材形成的。可以使用的 原料通常在结构上是半晶体或无定形的。当将这种片材形状的原料加热至特定的已知温度 (例如，软化温度)时，该原料软化并流动。在此温度或高于此温度处理该材料使得该材料形 成为制品。供此技术使用的原料包括，但不限于聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯等。这种材 料可以涂覆或上釉用于防止紫外光和/或磨损。利用本文描述的技术使用的聚碳酸酯可以 是获得自 SABIC Innovative Polymers IP B.V.的LEXAN?、获得自Bayer Materials Science的MakroIon?、获得自 Tei jin Chemicals Ltd的Panlite?、获得自Mitsubishi Engineering Polymers的Iupilon?，及其他。关于耐磨涂层，可能的涂层包括可成型涂层， 如可成型硅硬质涂层、可成型三聚氰胺涂层、可成型聚氨酯涂层和可成型丙烯酸涂层。例如 FMR5XT是具有可成型三聚氰胺涂层的聚碳酸酯片材。
[0027] -种利用压力成型的方法是基于原料的挤出片材的受控加热，并通过将软化的片 材使用压缩气体(例如，空气)按压在模具上，以将片材形成为制品。在将原料加热至其中材 料在负载下变形的温度的过程中（如通过IS075-2确定的，例如高于HDT的温度，如高于HDT 至HDT+40°C的温度），材料的软化温度，温度相比其他成型技术较低。例如，可以加热原料， 使得整个膜区域或膜区域的主要部分的至少一侧具有高于维卡软化温度B/5010至65°C、特 别地15至65°C、更特别地20至65°C、并且更特别地25至60°C的膜表面温度，其中，热塑性塑 料的维卡软化温度B/50根据ISO 306(50N;50°C/h)。
[0028] 使用压力成型以形成本文所描述的片材，可以将原料的片材成型为制品或具有复 杂形状的部件。该片材(也称作基板)可以具有，例如0.75毫米(mm)至18毫米、特别地1mm至 15mm、更特别地2mm至15mm、并且更加特别地、2 · 5mm至12