塑料复合制品
阅读：75发布：2020-07-29
专利汇可以提供塑料复合制品专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种塑料成形的方法和设备，该方法通过加热敞开模并使敞开模与塑料颗粒材料 接触 以在模上形成熔融的层，由此制造最终的制品。 单层 模制的制品可被多层层叠，其表面涂漆或不涂漆。多层模制的制品可由互补的阳阴模制造，在各自的阳阴模上形成层后结合在一起，可包括塑料填充材料的夹层或可膨胀 泡沫 填充的核，有或没有各种插入物或强化物。制造的多层 复合材料 制品有插入物和/或强化物，所述的插入物和/或强化物被嵌入并由泡沫塑料包围，如果被作为 中间层 。最终的制品尤其包括轻便客货两用车底座车箱、工业 台面 、系列预制房屋板、飞机驾驶员座舱 门 及材料搬运托盘。，下面是塑料复合制品专利的具体信息内容。
1.一种由具有熔点的塑料颗粒材料制成的塑料复合制品，所述制品通过包括以下步骤的方法制备：
提供阴阳互补模，所述的模由选自陶瓷、金属陶瓷及可成形的耐热材料或其组合制造，所述的模成形为预定的形状，而且阴阳互补模的每一个至少表面部分赋予希望的形状；
将所述阴阳互补模的至少表面部分加热到约130℃～约865℃的高温，这样模处于比塑料颗粒熔点更高的温度；
使所述的阴模和阳模与塑料颗粒接触，而塑料颗粒至少在室温下驻留时间为约1秒～约30分钟，预先选择所述的驻留时间，以在停止与塑料颗粒的接触之前，将塑料颗粒熔融为模制的塑料制品层，所述层具有约0.001cm～约3.0cm的希望厚度；
使所述加热的阴模和阳模的互补的表面部分放置在一起，以使塑料制品的两个层彼此粘合，使得形成的制品在两侧都具有模制的表面。
2.如权利要求1的塑料复合制品，其中可成形的耐热材料是金属。
3.如权利要求1的塑料复合制品，其中所述的模由选自铝合金、锌合金、及高温塑料或其组合制造。
4.如权利要求1的塑料复合制品，其中所述的模由铝制造。
5.如权利要求1的塑料复合制品，所述方法进一步包括，在使阴模和阳模放置在一起，并使所述层粘合在一起之前，将加固物置于所述阴模和阳模之间的步骤。
6.如权利要求1的塑料复合制品，其制备方法进一步包括，在所述层形成之后，将泡沫塑料填充材料插入到所述加热模之间，以形成泡沫塑料芯。
7.如权利要求1的塑料复合制品，其中所述制品选自轻型货车塑料箱型底座、台面、塑料活动房屋板、飞机驾驶员坐舱门和轻质塑料材料搬运盘。
8.一种由塑料颗粒材料和塑料填充材料制成的塑料复合制品，所述每种塑料材料具有各自的熔点，所述制品通过包括以下步骤的方法制备：
提供阳阴互补模，所述的模由选自陶瓷、金属陶瓷及可成形的耐热材料及其组合制备，所述的模成形为预定的形状，而且在所述互补阳阴模每一个的至少表面部分赋予希望的形状；
将所述的阳阴模至少在其表面部分加热到约130℃～约865℃的高温，该温度高于塑料颗粒材料和塑料填充材料各自的熔点；
使阳阴模的表面部分与塑料颗粒材料接触，以在阳阴模的表面上得到两个熔融的塑料层，在所述塑料颗粒至少在室温下驻留时间为约1秒～约30分钟条件下进行接触，预先选择所述的驻留时间以使塑料颗粒熔融为希望厚度的层，之后停止与塑料颗粒的接触；
将两个阳阴模彼此以预定的距离隔开，将塑料填充材料置于所述阴模和阳模之间，使得所述塑料填充材料夹在阴模和阳模之间，以在两个层之间形成具有塑料填充材料的双层复合物，所述复合物具有预定的总厚度；和
冷却所述阴模和阳模的至少一个，以使整个得到的双层填充的复合制品松动，并将其取出。
9.如权利要求8的塑料复合制品，其中可成形的耐热材料是金属。
10.如权利要求8的塑料复合制品，其中所述的模由选自铝合金、锌合金、及高温塑料或其组合制造。
11.如权利要求8的塑料复合制品，其中所述的模由铝制造。
12.如权利要求8的塑料复合制品，所述方法进一步包括，在使阴模和阳模放置在一起，并使所述层粘合在一起之前，将加固物置于所述阴模和阳模之间的步骤。
13.如权利要求8的塑料复合制品，其中所述制品选自轻型货车塑料箱型底座、台面、塑料活动房屋板、飞机驾驶员坐舱门和轻质塑料材料搬运盘。
14.一种由塑料颗粒材料和泡沫塑料填充材料制成的塑料复合制品，每一种塑料材料具有各自的熔点，所述的方法包括：
提供阳阴互补模，所述的模由选自陶瓷、金属陶瓷及可成形的耐热材料及其组合制造，所述的模成形为预定的形状，而且在所述互补阳阴模的每一个至少表面部分赋予希望的形状；
提供装置，以将所述的阳阴互补模加热到约100℃～约865℃的高温，所述的高温高于塑料颗粒材料和塑料填充材料各自的熔点，使得互补模与塑料颗粒材料接触导致在接触表面得到熔融的塑料层；
通过所述的加热装置加热所述阴阳互补模的至少表面部分到高于所述塑料颗粒熔点的温度，然后使两个模的表面部分与塑料颗粒接触，所述塑料颗粒至少在室温下驻留预先选择的驻留时间，以将塑料颗粒在表面部分熔融为希望厚度的表层，之后停止与塑料颗粒的接触；和
将两个互补阳阴模彼此以预定的距离隔开，将泡沫塑料填充材料置于两个加热的互补模之间，使得塑料填充材料夹于阴模和阳模之间并膨胀成由所述模隔开的距离所确定的厚度。
15.如权利要求14的塑料复合制品，其中可成形的耐热材料是金属。
16.如权利要求14的塑料复合制品，其中所述的模由选自铝合金、锌合金、及高温塑料或其组合制造。
17.如权利要求14的塑料复合制品，其中所述的模由铝制造。
18.如权利要求14的塑料复合制品，所述方法进一步包括，在使阴模和阳模放置在一起，并使所述层粘合在一起之前，将加固物置于所述阴模和阳模之间的步骤。
19.如权利要求14的塑料复合制品，其中所述制品选自轻型货车塑料箱型底座、台面、塑料活动房屋板、飞机驾驶员坐舱门和轻质塑料材料搬运盘。
塑料复合制品
[0001] 本申请是申请日为2002年2月5日，申请号为02804575.0(国际申请号PCT/US02/03298)，发明名称为“塑料成形的方法和设备及由此制造的塑料制品”的中国专利申请的分案申请。
[0002] 交叉引用的相关申请
[0003] 本申请要求2001年2月5日申请的US临时申请60/270,321、2001年6月25日申请的US临时申请60/300,874及2002年1月7日申请的US临时申请60/346,336申请的优先权利益。发明领域
[0005] 尽管传统的塑料成形的方法很好，但总有要改进的地方。有许多制造塑料制品的方法，但很少有方法可以制造出重量轻、坚固、耐火、防弹、绝缘、抗冲及具有装饰性织物化或功能化表面层的塑料制品，或在热模上制造有单层塑料。而且，现有技术中很少有方法教导在塑料内嵌入制品以强化制品或使其改性。而且，在本领域中甚至更少有熟知的方法用于将多种材料包括到整个制品体内而没有接缝，将多层结构和多种材料分散到整个制品表面中。
[0006] 尽管熟知将插入物置于注模塑料制品中，本发明发明人不了解任何其他的低温、低压方法，可完全将插入物、强化物、泡沫核或其他夹层材料悬挂在塑料材料本身中。有利的是使用这样的塑料成形方法，利用这样相对低温、环境压力，及能够使用不昂贵和容易加工可在整个制品生产中保持的模子。当然，这样的方法也有利的是能够使用再生材料。
[0007] 这样的塑料成形方法可用于众多的应用中，包括但肯定不限制于：机动车和生产用车辆部件、预制房屋板、飞机部件、生活和生产用家具例如桌子、台面等、门、窗、搬运材料的托板及其他的制品、消费品、工业制品、船舶中的应用及船壳、模子和部件包括防波堤、船壳等、医疗设备及其他应用、脚手架及其他建筑制品、船装容器、铁路容器、火车、汽车的复合材料轮及装运容器包括各种尺寸和形状的食品容器，仅指出应用中的一些。这些应用中的每一个包括各种形式的塑料制品、包括两个或多个表面层之间的各种材料的夹层以得到希望的材料性能。
[0008] 本发明技术的最大应用是生产机动车辆部件，包括轻便客货两用车车箱、车顶部件、底部部件等。在通常使用钢作为其部件的领域中，在底特律和国外的机动车制造商正为它们的机动车寻找轻质塑料部件，因为新的更严格的燃料经济法规迫使它们重新考虑如何制造机动车。各级政府包括华盛顿DC的环境友好的政客支持这样的法规，其强烈地迫使机动车行业开发更具燃料效率的机动车。目前，在美国最畅销的车辆是重型卡车和运动休闲车，由于它们尺寸大及不可思议的高重量其燃料经济很差。对于这些车辆大多数的重量为4,000～6,500磅，通常的辅路总承重极限为1.5吨，在持续的如这些车辆的重量下会裂缝。
[0009] 实现更加燃料高效车辆的最简单的方法是减轻重量。一种减轻重量的方法是除去各种钢部分，用轻质坚固的塑料例如本发明主题的塑料取代。公司平均燃料经济性或“CAFE”正不断的对机动车工业提出要求，因为有不断增加的机动车污染引起的温室效应和其他的环境危害的证据。改变为塑料部件对于美国机动车工业具有巨大的潜在意义，其已面临由于缓慢的经济引起的利润缩减和销售减少。美国的Big3机动车制造商认为更严格的里程规则、特别是对运动休闲车，在以后的几年中将使每一个这样的公司花费几十亿美元，严重影响它们的利润。为响应新CAFE标准，一些机动车制造商下决心要开发新的高效率的复合车辆，其部分为电，部分为汽油具有更低的污染排放。
[0010] 但是，广泛认同的是新的复合技术单独不足以满足刚出现的CAFE标准。机动车制造商承认它们将不得不开始销售更多的轻质车辆，例如紧凑型运动休闲车以满足新的燃料经济标准。在底特律制造商去年销售的11.4百万辆车中，59％是卡车或SUV。在美国最畅销的10种车中，运动休闲车和微型有篷货车都远达不到目前的燃油标准，由其每加仑的组合平均的高速路和市区路的英里数来测量。目前的 对于卡车的标准是20.7英里每加仑，尽管大多数的卡车和SUV具有13mpg～18mpg的燃料效率。
[0011] 由于混合电动车辆的出现不是制造商符合 标准唯一的方法，很清楚的是改进SUV和卡车的燃油英里数是容易达到的目标。这是一个容易的目标，因为SUV和卡车非常重，在公路上几乎任何车辆的燃料经济都最差。例如，福特汽车公司的短途SUV对于城市驾驶仅达到了每加仑13英里。底特律机动车制造商目前预计，如果目前建议的增强卡车的标准为24mpg，即从目前的20.7mpg增加了每加仑3.3英里，这将使机动车制造商失去超过1百万大型轻便客货两用车和SUV的销售。通常，行业警告他们不是唯一的受害者。它们认为机动车的加价使它们更加燃料高效，将节省接近300,000个工作。日本标准的增加机动车燃料里程数的方案是工业规模地改进小汽车和它们的燃料里程数，以燃料效率为代价牺牲马力数，特别是对于SUV，以增强燃料效率的研究和开发，以开发汽车和SUV用燃料高率的发动机，及限制最大的SUV的生产，这是降低底特律卡车平均燃料效率的主要原因。
[0012] 因此，很有利的是明显减轻轻便客货两用车和SUV的重量，由此增强燃料经济并减轻由于超过 标准而遭受的罚金。最有利的而且最环境友好的是制造塑料机动车部件。尽管使用传统的塑料已有巨大的进步，通过使用生物可降解塑料或那些由可再生资源制造的例如由Cargill Dow和国家再生能源试验室建议的聚乳酸聚合物，我们可使这种趋势更进一步。新的玉米基可降解聚合物称为聚乳酸(PLA)，可用于本发明的各种部件。而且，早在二十世纪20年代初，Henry Ford就制造用于机动车的塑料，该塑料由大麻植物制造。
[0013] 在根据本发明制造的一个模型中，Dodge Dakota卡车具有钢质卡车箱的底座，用本发明制造的塑料卡车车箱取代。重量减少95磅。考虑这样的事实，Chrysler一直要求其供应商减少他们提供部件几盎司的重量，这样的发明是不可思议的。每辆车减少近100磅将对燃料消费和燃料经济产生巨大影响。而且，由于极其轻质，自动倾卸车的构造是可能的，及人力抬起的剪式千斤顶构造是可能的。当使用抗冲击材料时，卡车箱底座可处理缓慢事故，使对轻便客货两用车车箱具有最小的损害。另外，非常有利的是能够将导管和/或束线直接埋入塑料车箱底座本身中，因此一旦将轻便客货两用车箱置于底盘上，可以进行插装操作。同样有利的是提供一种方法用于这样的轻便客货两用车塑料的成形，其可使重金属部件由此延伸以给车辆底盘提供安装设备，例如利用本发明是可能的。
[0014] 在另一个实施方式中，有利的是容易和不昂贵地形成预制房屋板，其可被夹到一起铆接到一定的位置以迅速地制造房屋。例如，目前在它们的国家有超过约1.5百万阿富汗战争难民。其他第三世界国家是这种预制房屋组件极有可能的使用者。长期以来需要廉价、轻质和不昂贵、隔热地夹在一起的房屋组件，其可就地制造，及在远离总部工厂中制造并装运到安装地本身。有人意识到美国的Ohio的Rubbermaid公司制造许多的用于后院的小工棚和花园棚，尽管这些棚不适合人类的居住条件。但是，这些棚由注模制造其本身并不适合于甚至更大的产品，于用于生产的那样的模子极其昂贵。非常有利的是利用不昂贵的模子、可再生的材料及可嵌入塑料复合材料制品中的隔热层，这样可在非常短的时间内制造有用的组合式房屋。
[0015] 其进一步用于将导管和/或电线本身直接嵌入塑料板中。即插接装置从板延伸，板能够直接插入彼此中，或将导管嵌入预制房屋部件中，然后如它们在传统家庭中，由执业电器师很容易迅速地使电线接通。通过建立外部的发电站，整个复合的夹在一起的房屋能够迅速装备有电暖气、电灯和烹饪设备。污水处理也能够模制进入板中，这样的电焚烧盥洗室已在日本和船只上普遍使用。隔热板的R值高达100或以上，使电暖气成为可能。这可除去任何危险的产生一氧化碳的加热设备例如煤油灯、炉火等的取暖的诱惑。
[0016] 在根据本发明制造的塑料预制房屋板的情况下，也可能使窗和门嵌入到板中，以及盥洗室焚烧器出口烟囱及屋顶部件。除了由塑料制造的大型板之外，也有利的是提供各种较小的部件，类似夹在一起的“圆木”以使更大量的构造用于组合式房屋本身。
[0017] 也有利的是提供用于大量的其他应用的方法、设备及制品，在此不一一提及。
发明内容
[0018] 因此根据本发明上述的目的和优点，本发明公开了一种新的塑料成形的方法，该方法将塑料成形为单表面层构造或多层构造，通常为二层，在它们之间也含有可泡沫塑料材料、用于增强塑料制品的强化物，其他的填充材料或其组合物。另外，除了结合到两层之间中间层的材料外，本发明也公开了要置于两层之间的许多嵌入制品的用途，不管它们是被安全嵌入制品中，或它们部分嵌入以通过其在模制制品的外部延伸，即用于固定支架、电线等。
[0019] 而且，本发明有助于仿形塑料的制造，包括硬和软的组合物例如具有硬的背层的部件，具有发泡或可膨胀塑料的面层，如其可用于仪表板或机动车的部件。当插入物由于其低温被置于模中或置于模上时，在其被模制到例如阴模或阳模上后，甚至例如烟灰缸和地毯之类的东西可被置于模中或被置于热塑料上。在该实施方式中，地毯可被熔接到热塑料上，这样地毯不再能脱开。
[0020] 根据本发明的方法包括但不限制于，模内印制(in-mold paints)能够制造多层。例如如果模能够带静电，粉末涂料能够首先与热模接触，然后在适当的温度下固化而热模与塑料颗粒接触用于在粉末涂料上形成表面层。本发明的发明人预期其他多层构造也包括要夹入根据多模构造制造的塑料多层之间的强化物或其他的材料。
[0021] 例如，热的阳阴互补模每一个可在它们的互补面部分上形成表面层，随后将可膨胀或可发泡的塑料喷洒到每一个模上。另外，强化物例如金属丝网，可形成适当的形状并插入两层之间。然后该两层彼此间隔，这样可膨胀泡沫可膨胀到预定的厚度，因此嵌入并包围已置于两层之间的金属网。该构造即，其中具有强化物的夹层，能够增加结构强度而保持轻质及不昂贵的塑料构造，所述的构造比钢具有更轻的重量。
[0022] 因此，根据本发明有许多重要的实施方式，包括但不限制于，由铝或其他合适的可被加工赋予希望形状的材料制造的敞口模，加热然后与塑料颗粒接触以将塑料颗粒熔融到模本身上，因此生产塑料制品。在另一个实施方式中，由类似材料制造的阳阴互补模在其表面部分加热到高于塑料颗粒熔融点以上的温度，塑料颗粒进入与模接触，然后使阳阴制品加压或结合在一起以形成双层制品。
[0023] 在另一个实施方式中，使用上述阳阴互补模可制造双层制品，通过将塑料填充材料引入到其中之一的模，然后将模置于一起，这样从这些塑料复合材料中形成“夹层”。在另一个实施方式中，双层的实施方式进一步包括可膨胀塑料填充材料，其可提供其间有可膨胀塑料填充材料的双层塑料制品。通过将阳阴模以预定的距离隔开从而形成预定厚度的泡沫塑料。在另一个实施方式中，将强化物嵌入塑料填充材料中或可膨胀塑料填充材料中，这样当加热可膨胀材料时，围绕强化物周围膨胀，强化物嵌入并被可膨胀塑料填充材料包围。
[0024] 在本发明的另一个实施方式中，安装支架、电线束和/或其他希望的材料，可被封装在塑料复合材料制品本身中，或可被插入到模中然后将两层模彼此紧密相邻，这样塑料层和填充材料可嵌入并封装安装支架、电线束等。
[0025] 另外，也公开了实现这些类型制品和方法的设备，包括耳轴式万向装置用于移动和倾倒阳阴模部分以生产制品。可以使用机器人将强化物装入阳阴模，然后填充材料被熔融或膨胀。也公开了一种真空设备用于将塑料颗粒填充/倒出模的周围，包括真空系统和吹气囊，一旦达到希望的层厚度即用于去除多余的塑料颗粒。而且，来自另外吹气机囊的塑料颗粒可连接到真空系统以形成各种其他材料的层。
[0026] 在本发明的另一个实施方式中，公开了多种塑料制品，其可由本发明的方法制造，包括但不限制于，机动车部件、工业用台面、飞机部件、预制房屋板和部件、材料搬运托盘，许多其他的应用将在以下进行描述，或对本领域的普通技术人员将是显而易见的。
[0027] 本发明公开了：
[0028] 1.一种由具有熔点的塑料颗粒材料制成的塑料复合制品，所述制品通过包括以下步骤的方法制备：
[0029] 提供阴阳互补模，所述的模由选自陶瓷、金属陶瓷及可成形的耐热材料或其组合制造，所述的模成形为预定的形状，而且阴阳互补模的每一个至少表面部分赋予希望的形状；
[0030] 将所述阴阳互补模的至少表面部分加热到约130℃～约865℃的高温，这样模处于比塑料颗粒熔点更高的温度；
[0031] 使所述的阴模和阳模与塑料颗粒接触，而塑料颗粒至少在室温下驻留时间为约1秒～约30分钟，预先选择所述的驻留时间，以在停止与塑料颗粒的接触之前，将塑料颗粒熔融为模制的塑料制品层，所述层具有约0.001cm～约3.0cm的希望厚度；
[0032] 使所述加热的阴模和阳模的互补的表面部分放置在一起，以使塑料制品的两个层彼此粘合，使得形成的制品在两侧都具有模制的表面。
[0033] 2.如项目1的塑料复合制品，其中可成形的耐热材料是金属。
[0034] 3.如项目1的塑料复合制品，其中所述的模由选自铝合金、锌合金、及高温塑料或其组合制造。
[0035] 4.如项目1的塑料复合制品，其中所述的模由铝制造。
[0036] 5.如项目1的塑料复合制品，所述方法进一步包括，在使阴模和阳模放置在一起，并使所述层粘合在一起之前，将加固物置于所述阴模和阳模之间的步骤。
[0037] 6.如项目1的塑料复合制品，其制备方法进一步包括，在所述层形成之后，将泡沫塑料填充材料插入到所述加热模之间，以形成泡沫塑料芯。
[0038] 7.如项目1的塑料复合制品，其中所述制品选自轻型货车塑料箱型底座、台面、塑料活动房屋板、飞机驾驶员坐舱门和轻质塑料材料搬运盘。
[0039] 8.一种由塑料颗粒材料和塑料填充材料制成的塑料复合制品，所述每种塑料材料具有各自的熔点，所述制品通过包括以下步骤的方法制备：
[0040] 提供阳阴互补模，所述的模由选自陶瓷、金属陶瓷及可成形的耐热材料及其组合制备，所述的模成形为预定的形状，而且在所述互补阳阴模每一个的至少表面部分赋予希望的形状；
[0041] 将所述的阳阴模至少在其表面部分加热到约130℃～约865℃的高温，该温度高于塑料颗粒材料和塑料填充材料各自的熔点；
[0042] 使阳阴模的表面部分与塑料颗粒材料接触，以在阳阴模的表面上得到两个熔融的塑料层，在所述塑料颗粒至少在室温下驻留时间为约1秒～约30分钟条件下进行接触，预先选择所述的驻留时间以使塑料颗粒熔融为希望厚度的层，之后停止与塑料颗粒的接触；
[0043] 将两个阳阴模彼此以预定的距离隔开，将塑料填充材料置于所述阴模和阳模之间，使得所述塑料填充材料夹在阴模和阳模之间，以在两个层之间形成具有塑料填充材料的双层复合物，所述复合物具有预定的总厚度；和
[0044] 冷却所述阴模和阳模的至少一个，以使整个得到的双层填充的复合制品松动，并将其取出。
[0045] 9.如项目8的塑料复合制品，其中可成形的耐热材料是金属。
[0046] 10.如项目8的塑料复合制品，其中所述的模由选自铝合金、锌合金、及高温塑料或其组合制造。
[0047] 11.如项目8的塑料复合制品，其中所述的模由铝制造。
[0048] 12.如项目8的塑料复合制品，所述方法进一步包括，在使阴模和阳模放置在一起，并使所述层粘合在一起之前，将加固物置于所述阴模和阳模之间的步骤。
[0049] 13.如项目8的塑料复合制品，其中所述制品选自轻型货车塑料箱型底座、台面、塑料活动房屋板、飞机驾驶员坐舱门和轻质塑料材料搬运盘。
[0050] 14.一种由塑料颗粒材料和泡沫塑料填充材料制成的塑料复合制品，每一种塑料材料具有各自的熔点，所述的方法包括：
[0051] 提供阳阴互补模，所述的模由选自陶瓷、金属陶瓷及可成形的耐热材料及其组合制造，所述的模成形为预定的形状，而且在所述互补阳阴模的每一个至少表面部分赋予希望的形状；
[0052] 提供装置，以将所述的阳阴互补模加热到约100℃～约865℃的高温，所述的高温高于塑料颗粒材料和塑料填充材料各自的熔点，使得互补模与塑料颗粒材料接触导致在接触表面得到熔融的塑料层；
[0053] 通过所述的加热装置加热所述阴阳互补模的至少表面部分到高于所述塑料颗粒熔点的温度，然后使两个模的表面部分与塑料颗粒接触，所述塑料颗粒至少在室温下驻留预先选择的驻留时间，以将塑料颗粒在表面部分熔融为希望厚度的表层，之后停止与塑料颗粒的接触；和
[0054] 将两个互补阳阴模彼此以预定的距离隔开，将泡沫塑料填充材料置于两个加热的互补模之间，使得塑料填充材料夹于阴模和阳模之间并膨胀成由所述模隔开的距离所确定的厚度。
[0055] 15.如项目14的塑料复合制品，其中可成形的耐热材料是金属。
[0056] 16.如项目14的塑料复合制品，其中所述的模由选自铝合金、锌合金、及高温塑料或其组合制造。
[0057] 17.如项目14的塑料复合制品，其中所述的模由铝制造。
[0058] 18.如项目14的塑料复合制品，所述方法进一步包括，在使阴模和阳模放置在一起，并使所述层粘合在一起之前，将加固物置于所述阴模和阳模之间的步骤。
[0059] 19.如项目14的塑料复合制品，其中所述制品选自轻型货车塑料箱型底座、台面、塑料活动房屋板、飞机驾驶员坐舱门和轻质塑料材料搬运盘。
[0061] 附图简述
[0062] 图1a是本发明使用的敞口模设备的侧视图；
[0063] 图1b是塑料层粘合到其上的模的侧视图；
[0064] 图1c是从模中除去后，本发明塑料模制制品的视图；
[0065] 图2a是本发明其中之一实施方式的双层制品的切去部分的侧视图，其中在制品中心有膨胀的泡沫；
[0066] 图2b是双层制品的切去部分的侧视图，其中具有膨胀泡沫的中心和金属丝网强化物嵌入或被包围在其中；
[0067] 图3a示意了与塑料颗粒接触的阳阴模；
[0068] 图3b示意了其上有塑料表面层的阳阴模的侧面图；
[0069] 图3c示意了处于互补位置有表层的阳阴模；
[0070] 图4是在制品不同部分上由多种材料制造的平板的视图；
[0071] 图5在本发明的一个实施方式中使用的用于制造轻便客货两用车底座车箱的基本步骤的示意图；
[0072] 图6是要嵌入轻便客货两用车底座车箱的预成型的阳阴钢丝网的示意图。
[0073] 图7显示用于填充和去除塑料颗粒材料的真空和吹气机管线。
[0074] 图8显示插入模中的负荷横杆；
[0075] 图9显示用于转动和从模容器中倾倒多余材料的耳轴；
[0076] 图10显示用于轻便客货两用车底座车箱的阴模；
[0077] 图11显示用于轻便客货两用车底座车箱的阳模；
[0078] 图12显示具有阳阴空腔和核的模的试验工具构造；
[0079] 图13显示试验工具的空腔模；
[0080] 图14显示试验工具的芯模；
[0081] 图15显示具有网筛的空腔的侧面；
[0082] 图16显示具有网筛的芯的侧面；
[0083] 图17具有宽圆锥体强化物的芯；
[0084] 图18显示安装到芯中的插入物以接受圆锥体强化物；
[0085] 图19是波纹表面效果的有篷货车车顶的视图；
[0086] 图20是本发明能量吸收实施方式的侧面截去部分的视图；
[0087] 图21是用本发明方法制造的工业用台面的侧视图；
[0088] 图22是由本发明制造的飞机驾驶员座舱门的正视图；
[0089] 图23显示具有沿水平和垂直方向布置电线导管的预制房屋板的正视图。
[0090] 发明详述
[0091] 根据本发明，公开了多种塑料成形的方法，用于进行那些方法的设备，及由此得到的特定的制品。更不用说，本发明的范围由权利要求所确定而不应由其他来限制。对于所有的新材料和成形技术，那些应用和应用的变化的数量如此之大，不能在此全部提及。但是，本着提供最佳实施方式和详细描述许多实施方式的精神，如下的描述分为几个段落，开始是技术的一般性描述，随后是具体的应用及它们的描述。
[0092] I.一般描述
[0093] 一般地说，本发明方法最基本地描述为使用至少一个单一的或一套模子，其被加热并与至少一种聚烯烃塑料颗粒材料接触。聚烯烃材料可以是粉末形式、片、树脂、刨花等。接触作用使塑料颗粒熔融为相对热模形状的成形制品。制品的厚度由热模与塑料接触的时间长短确定。例如，加热到温度为约100℃～865℃的热模可与粉末聚烯烃材料接触，对于模与塑料接触每一分钟，达到约1mm的塑料层厚度。对于以下描述的大多数应用，最有利的是使在模上成形的塑料具有约1mm～约10mm的厚度，需要约1分钟～10分钟的接触驻留时间。如果使用其他的聚烯烃材料，例如塑料片，其比研磨的塑料粉末更便宜，因此接触时间必须进行调整。对于具体的应用和具体的材料，以下将详细描述具体的时间。
[0094] 尽管单一的模仅通过使热模与塑料容器接触可以生产单一的塑料制品片，但可以进一步预期可形成夹层型的复合材料，通过制造阳阴部分，在每一个模上形成“表层”，在两层之间以蛤壳型构造将材料置于其中，在其间有填充材料或使成形塑料。一般地说，通过模的余热可活化可膨胀的泡沫。
[0095] 在使用阳阴模表层的情况下，任何类型的强化材料或希望的插入物可被夹入两层之间，可被填充材料或可膨胀泡沫塑料完全包围。例如，为增加结构强度，预期可使用大量的强化物。特别坚固的是与将两层彼此结合而在其之间嵌入钢丝网的膨胀塑料材料一起插入两层之间的金属丝网。在另一个强化的实施方式中，一片Kevlar，Delaware的Wilmington的DuPont公司的注册商标，可被引入层之间处于泡沫塑料中以提供防弹门，例如，飞机的驾驶座舱门的应用。可以使用小的单独的金属丝网锥形物实现优异的强度。而且，可将轮胎屑合并入阳阴模层中以使预制的房屋板可被打钉。如果希望塑料制品切为一定的形状，那么夹入阳阴模层之间的插入物/强化物材料可由小颗粒制造，这样制品可被加工或切割。
[0096] 任何的插入物或强化物可被预处理以有助于层之间的粘合，或当在负荷之下，有助于防止插入物或强化物切割或剪切封装上述插入物/强化物的泡沫塑料。这样的预处理可包括用相容的环氧树脂涂布金属丝网；或将磺化技术应用于单个的颗粒物，例如轮胎屑或其他可回收的材料，以增强它们的粘合性；或在插入物/强化物上电镀和/或沉积特定的金属或非金属涂层以增强粘合性；或甚至进行结构处理例如喷砂、表面研磨、用化学处理粘着等；或施加热处理例如热褪火和/或淬火以改变表面性能；或施加磁场；或通过使成形或蚀刻与网状泡沫类似的插入物/强化物，通过增加表面积形成容易粘合的表面。
[0097] 而且，本发明的发明人预期通过首先制造一个阳或阴模层，随后制造第二阳或阴模层，然后可形成第三互补匹配的阳或阴模部分，从而可形成多层结构。这些构造的每一个可以彼此层叠在另一个顶上，并被加热，其间有填充材料或发泡塑料，或其间有其他的材料其可熔融并将层结合在一起。
[0098] 由于本发明在相对低的温度下进行，即略微高于与热模接触的塑料颗粒的熔点，模本身可持续很长时间。在常规的注模中，在蜗型螺杆中塑料必须加热到超过1000°F，通常高达1500°F，然后注入模中。在使用的高温和高压组合效应下，模迅速降解。同样，本发明也可在环境压力下进行，而不是由注模设备产生所需要的许多吨的压力。对于所有制造商特别感兴趣的事实是，用于本发明的模可由纯铝或不昂贵可回收的铝合金例如锌合金制造，该合金便宜容易制造而且容易加工。由于使用低的温度和压力，当它们在进行注射塑模时模不降解。例如，用于整个卡车底座车箱的模，对于通常的注射塑模生产模要花费百万美元以上，而本发明制造的模不及其价格十分之一。仅该因素就可促进新的产品，因为必要的预备费用较低。
[0099] 在该方面，以下公开了一般制品构造的描述，随后是根据本发明制造制品的各种方法的实施方式，然后是其各种应用的具体实施方式。当然，本发明的范围不限制于这些具体的本发明申明的应用中，而是由它们在申请时的权利要求所限制。
[0100] II.一般的制品的构造
[0101] 参考图1a～1c，其示意了非常一般的制品及本发明制造该制品的各自的方法，总的由参考号10标记。示意成形的模12用于制造有突起边缘的盘状制品。模12被加热到大于容器14内装填的塑料颗粒16的熔点的高温。如图1b示意，一旦热模12与塑料颗粒16接触足够长的时间以达到希望的制品厚度，就形成了制品20。之后，有意地让热模冷却，或放置使其冷却，如图1c示意，制品20很容易地从模12中脱出。如果在载体18或模12本身中使用加热和冷却管线，那么冷却流体可通过该管线，当其变得较冷时其可自动使模收缩，将模12与形成的制品20拉开，所述的制品相对较冷的模保持相对的热态。
[0102] 一般地说，塑料颗粒材料可以是粉末、片、树脂或任何其他的的塑料形式，包括片或块，如以下进一步的描述，根据具体的应用它们可以处于室温或在高温。优选的塑料包括HDPE、LDPE、聚乙烯、聚丙烯、聚氨基甲酸酯或其他广泛使用的塑料树脂。可以使用环境友好的塑料例如聚乳酸，或其他由可再生资源制造的其他塑料，包括由玉米和其外壳由Cargill Dow制造的塑料，或由大麻植物制造的塑料。模12可以各种方法加热，包括但不限制于，模本身中的加热器管线用于输送热水、油或气；结合到模本身或模后挡板上的热散逸材料，例如图1a～1c的模载体18；模可以在炉中加热到预定的温度之后与塑料接触；也可以用加热器火加热或直接使用火焰加热；可以用红外灯或其他的光能量加热；可以用微波能量加热或其他频率的能量加热；可以由等离子体发生器产生的等离子体热进行加热；可以由模本身内或上的电热器加热；模可以在表面被均匀地加热以实现均一的熔融塑料的涂层或可在表面部分选择地加热这样多种材料可顺序熔融，彼此紧邻或有一定的间隔；模可以被加热到第一温度与第一材料接触，然后加热或冷却到第二温度以熔融第二材料；或可以任何通常加热模的装置进行加热。而且，这些技术的组合证明是有益的，包括在炉中加热模同时也用微波或其他频率的能量加热模。
[0103] 也预期塑料颗粒材料可加热到接近熔点的温度，然后与热模接触。塑料颗粒保持在容器中等待接受模，或发现也可用于加热或未加热的塑料颗粒的流化床。因此，使热模浸没于流化床中使热模与流化的颗粒接触。流化床可以用除空气以外的气体例如氮、氦、含硫气体等进行流化，从而一旦塑料熔融并粘合到热模上时赋予其表面效应。如果使用不同的气体，可以经历任何次的表面效应，其有助于随后层的粘合，或一旦其成形为适当形状而有助于密封塑料。可能使用的气体包括使用含硫的气体以实现塑料的硫化以防止通过塑料的化学迁移，使用惰性气体例如氩或氖以引起塑料的喷珠硬化、退火或淬火效应，而不影响在该温度下任何的表面化学反应；含氮的气体可防止表面氧化；氟化物或其他的含卤素的气体可引起最终制品表面的电导率变化；使用氢或氦气体在制品相对厚或为大块时，有助于热传导通过塑料；或使用各种酸性或碱性的气体组合物以赋予制品表面特别预定的pH。
[0104] 而且，也预期通过与精细研磨的粉末塑料接触首先形成第一“粘性”表面，之后与较重的塑料颗粒接触为随后的彼此接触提供粘合层，可能为较不昂贵的塑料，从而在热模12的裸表面上形成起始的粘性塑料层。该粘性层可以通过如下方法实现：使模与精细粉末塑料首先接触，或使用加热的塑料颗粒，或加热和精细研磨塑料材料结合。另外，可以首先使用不同类型的塑料，该塑料显示出与模材料有较强的流动性和粘合性，随后使用大量的塑料材料。
[0105] 对于特定的应用，有利的是粘合第一层相对昂贵的塑料，随后用至少一种以上非昂贵塑料层。这样，制品可由本体塑料或可再生塑料得到希望的强度，而由昂贵材料制造的层具有装饰特征或颜色。颜色可以直接掺混到底层材料中这样从表面上分别不出任何的划痕或微小的表面瑕呲，减少了必要的修理。材料的内层也可这样选择以赋予其强度、绝热、防火、能量分散特性例如抗冲击或防弹，或填充有各种材料以实现特定的其他性能例如包含有屑状轮胎以得到弹性核，或其可被容易切割、划线或修剪。对于组合房屋板可包括绝热材料。
[0106] 以下参考图2a，其示意了本发明一个优选实施方式制造的多层结构，总的用参考号30表示。在独立热的互补阳阴模上分别形成第一和第二塑料层分别为32和34，然后是可发泡的或可膨胀的塑料36，其置于两层之间并加热以膨胀粘合到两塑料层，形成轻质但非常坚固的适合许多用途的制品。气穴37是由于发泡塑料36的膨胀而形成的，所述的塑料由许多塑料树脂供应商处得到。特别希望的是从Ohio，Cincinnati的Equistar Corporation得到的泡沫塑料。如以下所述，任何数量的多孔板、金属丝网或其他插入物和/或强化物可被置于第一阳层模上，之后放置可发泡或可膨胀的塑料，然后是第二阴层模置于第一层模的上面。一般地说，最有利的是当它们以相对于其间可发泡塑料和/或任何希望的强化物一定的间隔置于一起时，通过热可活化可膨胀或可发泡的塑料，所述的热由两热的阳阴模提供。由于由第一和第二模得到热量，一旦可膨胀塑料被膨胀，置于模之间的任何插入物或强化物被密封并夹入制品30的结构中。参考图2b，其示意同样总的由参考号30表示的多层结构，示意强化金属丝网38嵌入并密封入发泡塑料36中，及第一和第二塑料层32和34之间。
[0107] 许多的其他插入物和/或强化物可以被密封在顶层和底层之间，包括但不限制于，金属丝网用于增加强度、金属棒和安装片，它们可从层向外延伸以有利于安装到其他的结构上，Kevlar材料可被夹入以使片防弹，例如飞机驾驶员座舱门，或防火材料可作为片以防止燃烧通过。通过将磁性材料、陶瓷粉末、耐热和火焰的晶须、耐化学的材料、热电材料、着色颜料、抗冲击和能量分散的硬塑料、抗表面微生物的化学品、用于不同目的的酶等，包含到塑料层中从而使其显示其他的材料性能。
[0108] 事实上任何物质都可密封在发泡塑料中，其将被密封在其中直到整个多层结构发生破裂。唯一的限制是由于热模使特定类型材料熔融或发生变形，插入物和/或强化物将经历高温。该插入物可被全部密封，或部分被密封这样插入物的部分从塑料制品可向外延伸。其可使塑料制品具有塑料密封的安装棒，安装棒部分在制品外部延伸以在其上安装，例如金属卡车底盘架可由螺栓或其他方式将安装棒紧固到底盘上。而且，插入物可以是与金属架接触的耐热或绝缘片，而不将热量散逸到塑料制品中，减少了熔融的担心。
[0109] 如图3a～3c示意，示意了制造双层制品的方法，例如轻便客货两用车的底座车箱或房屋模件。热阳模40被置于箱42上其含有塑料粉末或片44，或塑料颗粒在模置于箱中后可被吹入箱中。在模顶部形成层50，如图3b示意。示意的阴模46填充有塑料颗粒物质48，在阴模46的内部形成第二层52。之后，通过倾倒或真空移去多余的塑料颗粒，可膨胀泡沫被分散到模之间，阳模被置于阴模内，或相反，以预定的距离隔开，这样泡沫塑料54可在具有它们各自层的两模之间膨胀。可膨胀塑料可“发泡”直到其填满两模件之间形成的空穴。如果模被彼此结合而在它们之间留有1英寸(1″)的间隔，那么发生1英寸的膨胀。
另一方面，如果模件保持有6英寸(6″)的间隔，那么膨胀层将有6英寸厚。如上所述，任何希望的插入物和/或强化物可与泡沫塑料一起置于两模之间，然后它们置于一起，来自模的热加热可膨胀泡沫塑料以使其膨胀。一旦泡沫塑料固化，其将插入物和/或强化物密封于层中，并保证插入物和/或强化物没有任何的来回移动，特别是如果插入物和/或强化物有任何的表面轮廓或空隙度，这样泡沫塑料可包围插入物使其处于应有的位置。本发明发明人发现单是重力已经足够使两模结合在一起，由间隔物保持一定间隔，来自模的余热已足够使可膨胀泡沫塑料膨胀，这样其膨胀。
另一方面，如果模件保持有6英寸(6″)的间隔，那么膨胀层将有6英寸厚。如上所述，任何希望的插入物和/或强化物可与泡沫塑料一起置于两模之间，然后它们置于一起，来自模的热加热可膨胀泡沫塑料以使其膨胀。一旦泡沫塑料固化，其将插入物和/或强化物密封于层中，并保证插入物和/或强化物没有任何的来回移动，特别是如果插入物和/或强化物有任何的表面轮廓或空隙度，这样泡沫塑料可包围插入物使其处于应有的位置。本发明发明人发现单是重力已经足够使两模结合在一起，由间隔物保持一定间隔，来自模的余热已足够使可膨胀泡沫塑料膨胀，这样其膨胀。
[0110] 在使用该技术用于轻便客货两用车底座车箱的情况下，预期线束可以嵌入到车底座车箱的本身中，电连接装置从箱中向外延伸，用于插入来自车后部的电连接中。该电线部件可被嵌入到阳模，之后将阴模置于其顶上，然后可膨胀的塑料经热处理，使其膨胀并将电线部件直接密封到车底座车箱本身中，而使连接装置松散地悬挂，容易组装入车中。另外，可以将导管嵌入到塑料车箱中使电线穿过其中。车底座车箱的外层可被模制具有完美的颜色，这样没有必要给车底座车箱喷漆。本发明技术的其他应用将在以下讨论，及讨论每一个应用中适合的构造和插入物/强化物。
[0111] 本发明发明人预期模本身可以由导电材料制造。该导电材料模可被充电以吸引精细塑料粒子，在表面上使它们熔融，形成冷却后可被除去的薄层部件。这也适合用于静电粉末涂料。例如模可被带静电并首先用可脱离的粉末涂料树脂进行喷雾，然后加热并固化，同时使用固化热加热模，之后与粘合涂料的塑料颗粒接触达到希望的厚度。一经冷却，刚形成的制品将从模中“突出”，其上有刚固化的涂料。
[0112] 本发明的发明人也预期可以在形成制品的表面上使用不同的材料，如图4示意，制品总的用参考号60标记，顶部和底部层分别为62和64，分别具有各种材料66和68。这可以通过加热模的不同部分与不同材料接触而实现。优选，加热器管线可结合入不同部分的模中。例如，首先模在区域68的部分被加热，然后与第一材料接触。之后，模在该区域冷却，这样其不能熔融塑料，尽管模的剩余部分，顶层62可被加热，这样相对其表面可熔融第二材料。同样，材料区域66示意于图4中，在首先的两步期间保持冷却，但随后可被其本身加热，之后与第三材料接触。可预期其他的装置可用于仅加热模的特定部分。但控制这样的部分可使不同的塑料粘合到那些不同的部分。另外，一经形成多材料层，可以使用如上所述的双层或夹层构造以从多材料层形成发泡或强化的制品。
[0113] 因此，描述了预期的不同的构造、层和插入物/强化物等。当我们以下讨论最重要的有关应用时，显而易见有更多的构造。
[0114] III.各种方法的实施方式
[0115] 我们讨论本发明制造的一部分制品的实际结构，我们将参考粉末与模接触的不同方法，这样模可熔融塑料并使其形成最后的形状。
[0116] 由于最迫切的应用之一是用于机动车部件，本发明讨论聚乙烯轻便客货两用车底座车箱的基本的倾倒模制方法。如图5示意，提供一种用于制造车箱的生产方法，根据本发明使用总的由参考号70标记的上部和下部线。示意两个模，顶部和底部72和74，其表示阳阴模覆盖有熔融的塑料。通过上述任一可接受的方法进行加热模，其包括置于炉中，用火加热或使用模内管线以容纳热水、油和气体。在使用阳模的情况下，热模置于箱76中，其能够夹持模并含有足够塑料颗粒以覆盖阳模。在一优选实施方式中，尽管可以这样进行，但加热阴模74，然后充满希望的塑料颗粒78，而且两个都可保持与热模接触约6～8分钟以得到约3mm厚的聚乙烯车底座车箱。然后，模或者被倾翻以除去多余的塑料颗粒，或者用真空管80从箱中吸去抵御的塑料颗粒。
[0117] 负荷横杆82和钢丝网强化物筛84被置于如图6示意的阳模顶上。一经制造，该金属丝网84给车底座车箱增加强度和抗冲击。第二金属丝网84特别有用，在除去多余的塑料后可以置于阴模上。因此，一套互补的金属丝网强化物84可被密封入双层之间。在阳模上放置泡沫塑料后，两片然后滑入而且一个在另一个上面，通过热模中的余热加热泡沫塑料，泡沫塑料“吹气”并膨胀填充空穴，所述的空穴是由保持阳阴模间隔的一定距离而预设的。然后，冷却模，有一部分突出。在该实施方式中，如图7示意，可以预期将真空端口90连接到模底部有助于在达到希望厚度后除去任何松散的塑料颗粒。如入8示意，负荷横杆82，或任何希望的安装装置，可以从下部进入阴模74的底部。这样钢质安装横杆82从车底座车箱的底部延伸，这样在车底盘上容易实现安装。
[0118] 也可以预期，真空管线92和连接到含有模顶部和底部的箱的软管，或进入要置于阴模上的顶盖，那些真空管线92也可是将塑料颗粒78输送到模顶部上的装置。不管是阳或阴模，可使塑料颗粒停留适当的驻留时间，而后从位于底部的真空端90吸出。塑料颗粒材料可以被循环进入并离开模。例如，可使用真空管线92以在塑料中吹气，在其与热模接触足够长的时间后，然后使用真空端口90将颗粒吸出。或，可以使用相同的管线吹入和吸出塑料。而且，真空管线可以被阀控到不同的填充有不同材料的囊中以得到多层制品。那么颗粒是移动的部分，不是模。这可使热模保持固定，由此减少倾倒模的需要，及需要相同量的时间用于填充和倒空模。而且，多个塑料源可以更加简单，这是由于其具有粘合任何塑料颗粒的能力，包括用于不同层的不同材料，或具有不同材料的不同区域。
[0119] 参考图9，示意了另一个本发明使用的用于倾倒负荷模的耳轴100的实施方式，在适当的熔融时间后以倒空多余的塑料颗粒。将支架102合并入设备中，示意用于围绕枢轴106倾倒模104，实现图5的倾倒模方法。
[0120] 图10示意了车底座车箱模74下部的优选实施方式，而图11示意了车底座车箱模72的上部。图12示意了车底座车箱实验工具装置110用于将试验“板”置于旋转台112上。
模制造为具有空腔和芯的构造。通过控制器(未示意)用电筒118加热模，通过模的水管线114冷却试验板以脱出。该模固定到旋转台112上，这样多余的塑料颗粒被“倒出”。利用围绕枢轴116的旋转以“倒出”多余的东西。示意的空腔120在芯122的上面。
模制造为具有空腔和芯的构造。通过控制器(未示意)用电筒118加热模，通过模的水管线114冷却试验板以脱出。该模固定到旋转台112上，这样多余的塑料颗粒被“倒出”。利用围绕枢轴116的旋转以“倒出”多余的东西。示意的空腔120在芯122的上面。
[0121] 图13详细地示意图12的具有空腔和水管线114的试验设备，所述的设备与水管线和加热器118连接。示意了热偶119。该模的构造通常可应用于其他相对平的双层制品，例如组合房屋组件。
[0122] 参考图14，示意的芯122具有位于其中的插入块124和强化物126锥形体。“锥形体”126位于这样的位置，其中在最终制品中负荷可能是最大的，由此需要最坚固的强化物。图15示意筛网硬模130，内有空腔120，而图16示意了相同的筛网硬模130，但在芯122的一侧。图17示意了另一个实施方式，其中重新构造的芯插入物合并有较大的锥形体构造
132用于提供另外的强度。图18示意模插入物140，一旦阳阴模结合在一起强化物被持留在其间，其可被安装以形成接受锥形体强化物的凹槽。
132用于提供另外的强度。图18示意模插入物140，一旦阳阴模结合在一起强化物被持留在其间，其可被安装以形成接受锥形体强化物的凹槽。
[0123] 尽管塑料颗粒可以是粉末、小球、树脂、片、块或任何其他商业可得到形式的塑料，其可是任何适合的聚烯烃化学组合物，只要其在合理的温度下可熔融。通过任何大量的方法，塑料可与热模接触，包括但不限制于喷雾，或手工、自动或通过喷雾棒；将塑料倒到模上及将多余倾倒的量装入内部有热模的容器中(在阳模的情况下)；或可被直接倾倒或喷雾到阴模上。可以用震荡臂或人工进行振荡使塑料分散。或，如前所述吹入/真空吸出方法是最有利的，其中塑料也可被吹入内部具有热阳模的容器，或直接吹入由阴模产生的空腔中。在任一种情况下，多余的塑料可被真空吸出箱或模，或多余的塑料通过旋转模而被倾倒以将多余的塑料从热模中掉下。
[0124] 本发明方法的另一个实施方式可使用流化床以使热模与塑料颗粒接触。尽管如果塑料是以粉末的形式时最容易实现，但本发明的发明人预期在第一粉末层被熔融到模上后，流化床可使用小球。流化床的构造也可使用上述的真空构造用于引入塑料及用于使塑料流动和除去塑料。
[0125] 再一个实施方式用于使塑料与热模接触，可包括使用加热的、带电的模进入与带电的塑料接触，所述的塑料被向表面喷洒或喷洒到表面上，并保持在模表面上。一旦制品从模中移出，该静电方法需要进一步层叠以实现完美的涂漆面。由于模件在层形成后被“蛤壳式”结合到一起，静电方法能够制造非常薄的层用于生产更薄的更精细的制品。为了粘合，静电方法需要使用环氧树脂，如通常本领域熟知使用的粉末涂料。但是，应相信使常规的环氧喷雾与加热带电的模结合，并使其与带电的塑料颗粒接触是一种新颖的方法。然后，当部件从模中脱出时，来自模中的热可固化树脂涂料，或可被加热甚至进一步赋予漂亮的固化的涂漆面，正如粉末涂料一样的表面。或，塑料颗粒以粉末的形式稍微有些带电，其可通过带电的热模结合到热模上。精细粉末可被喷雾到，或用于如上所述的流化床中。可以使用较重的较粗糙的塑料颗粒以节约花在粉末上的费用。在该情况下，有利的是包含精细研磨粉末材料的薄层，之后与粗糙材料接触，以促进薄的、粘性塑料层首先在模上形成，使粗糙材料更容易被加热并“粘”到模上。与静电涂层一样，带电的精细塑料粉末能够结合到模上，然后加热，而粉末通过电使其保持在应有的位置，以熔融塑料并形成薄层制品。一旦通过静电方法形成层，阳阴部分可通过“蛤壳型”结合在一起，可使用任何的其他插入物和/或强化物，及其间有发泡塑料，类似于上面的描述。
[0126] 现在我们关注其他的材料、插入物和/或其他强化物，可用于强化塑料结构。另外的材料使其能防火，或如需要的厚或薄。尽管这不是所有包括的情形，以下增加的是具体预期的各种应用：金属筛网、网栅和筛网，或者是裸露的或是涂布的，例如用粉末涂料，及金属筛网、网栅和筛网可被焊接或用粘合剂固定以防止边向的剪切移动；用于加热和/或冷却的电热设备；矿渣、熔岩及其他的建筑材料可作为耐热填充材料；以筛网形式或织物或非织物形式用于增加强度的玻璃纤维；填充晶须的颗粒；用于冷却模中心的导管或管线，即在模中放置的散热刺；置于中心的电线或导管与房屋电线连接；泡沫或固体陶瓷用于增加拉伸强度而没有增加重量；预成形泡沫核具有较高的熔融温度；金属结构例如金属丝网强化锥形体或其他的多层可嵌入结构以增加强度；低密度的石头或其他的天然低密度材料；任何形状的木材用作强化物或增加强度而不增加太多的重量；金属安装或固定强化物，包括用于安装目的的金属棒和安装板；各种玻璃的晶须，例如玻璃纤维；赋予(抗)冲击和能量分散的Kevlar 防火材料；抗微生物剂以置于接近表面的位置用于减少细菌的转移；表面的化学处理以减少持留在制品中材料的化学作用；任何其他希望的插入物。
[0127] 根据本发明制造的制品，除了上述的内部加工外，特定的表面效果也可直接模制到制品本身中。本发明的一个实施方式就是解决表面效果的，仅示意于图19中，显示总的由参考号200标记的突起的车顶，其具有凹痕202以使空气流204从其上面滑过。凹痕202类似于高尔夫球的凹痕，可改进大车顶的空气动力学。在大的有篷货车或微型有篷货车情况下，效果明显。在整个表面上有凹痕202，或仅位于其前面。另外，预期在整个表面的凹痕可以具有相同或不同的尺寸。由于突起车顶的有篷货车正得到大众的喜爱，因为它们提高了有篷货车的净空间，突起车顶的有蓬货车增加的高度增加了正面的面积，因此增加了车辆总的阻力。这对于车辆的燃料经济产生负面影响。建议的凹痕通过中断附着的空气流，而使空气的层流变为湍流，从而对这样的车辆燃料经济产生正面影响。熟知在车辆的背面或中心向下侧的湍流空气流减少了车辆空气动力学的阻力。该实施方式也可以用于侧板上，或任何其他需要减少阻力的表面。
[0128] 另外，除了其他公开的插入物或强化材料，也可以将曲折的金属丝网强化物嵌入聚烯烃材料的层中，用于吸收能量的应用中，例如弯头限制器、仪表盘面板等。图20示意电线如何连接到聚烯烃层中应有的位置。特别有用的是作为硬的一侧支持负荷而另一面为软的以控制由于冲击引起的变形。特别有用的是，如果在两层之间使用低密度的泡沫塑料。图20一般示意作为220的能量吸收制品，包括曲折的丝网强化物222，嵌入在内层和外层224和226之间。示意的低密度泡沫塑料位于中心，包围丝网强化物222。从附图中可见，冲击力240通过使丝网强化物粉碎从而吸收能量，所述的强化物一经冲击就坍塌使低密度泡沫粉碎。另外，特定的能量分散材料例如Kelvar或特定的能量分散泡沫预制结构可嵌入塑料制品中以吸收和/或分散能量。这样的能量吸收组合可使车辆中使用轻质部件，而保持安全所需要的结构强度。该复合材料除了作为内部部件外，也可用于高抗冲缓冲器或前端部件。
[0129] 在本发明中，最优选的实施方式是轻便客货两用车车箱，包括高密度聚乙烯车箱，其中嵌入有焊接的钢丝网栅。在形成两层后，经粉末涂布，之后形成为预制结构件可下落入模中，插入丝网之后层以“蛤壳型”结合在一起。已经发现通过在塑料层之间密封入丝网预制结构，组合材料的线性热膨胀系数变为模材料的系数。互补的阳阴金属丝网栅可包括突起的锥形体部分，用于提供另外的强化和强度。该类型的构造也发现可特别用于车顶部件、支柱部件、下部部件、车轮腔盖、大的电池盒及地板组件。
[0130] 在现有制造技术中使用的长玻璃纤维一般显示有约3×106PSI的强度模量，而本6
发明的具有金属强化物的复合材料显示金属本身的模量通常为约30×10PSI，或约10倍的强度。上述列出的每一种强化物可给塑料复合材料制品提供另外的模量强度。在该方面，如果金属模量强度是必要的，那么有利的是使用金属强化物。在另一方面，如果需要抗冲击部件，那么强化物是一种存储型塑料泡沫，其可在冲击后“反弹回来”。如果希望的制品需要围绕拐角弯曲，那么因此要选择层材料和强化物。
发明的具有金属强化物的复合材料显示金属本身的模量通常为约30×10PSI，或约10倍的强度。上述列出的每一种强化物可给塑料复合材料制品提供另外的模量强度。在该方面，如果金属模量强度是必要的，那么有利的是使用金属强化物。在另一方面，如果需要抗冲击部件，那么强化物是一种存储型塑料泡沫，其可在冲击后“反弹回来”。如果希望的制品需要围绕拐角弯曲，那么因此要选择层材料和强化物。
[0131] 当根据本发明制造多层制品时，可以使阳阴层化的模或“蛤壳”层叠彼此的上面，或如果仅重力不够处理该产品，那么将两个“蛤壳”夹在一起。在该情况下，通过水力、气动、液压气动或电实现夹持。如果使用泡沫塑料核，可将模夹在一起而使其保持预定的距离以确定部件的厚度。但是，一般地说，顶部模的重量可将其压到底部。
[0132] 通过各种装置可实现热模的冷却，包括但不限制于，使用模本身中的加热/冷却管线；将整个塑料/模组件移入冷冻器或致冷器或其他控制温度的室内。在模中可以使用热电设备以冷却。一旦冷却，塑料制品一般很容易地突出热模。冷却构造也可以散热刺的形式在加热后被插入到模中，散热刺本身可被致冷，或包括可冷却模的管线。这些散热刺可以容易地从模中移出，这样下一个循环的模是加热的循环(在模中已经有加热器管线-仅在冷却阶段关闭)。
[0133] 因此，已经描述了本发明的方法和制品。现在来看具体的应用及一些单个制造的制品的构造。
[0134] IV.具体的应用
[0135] 本发明的具体应用包括但肯定不限制于：机动车和工业车辆部件例如轻便客货两用车底座车箱、SUV车顶、下部构造及轮腔；预制房屋板；飞机部件；生活用和工业用家具；门；窗；材料搬运托盘和其他制品；消费品；工业制品；轮船应用和船壳；模和组件包括防波堤、船壳等；医疗设备及其他应用；脚手架和其他建筑制品；轮船容器；火车容器；火车和汽车的复合材料轮；儿童玩具；军事应用例如浮桥和武装人员的运输车辆部件；运动场设备；航空应用；顶蓬部件；无腐木材和无砷装饰；农场和农业应用；工业设备垫；手提物品；
及食品运输容器包括所有尺寸和形状的食品容器，仅提及应用中的一些。这些应用中的每一种包括各种形式的塑料制品，包括夹于两个或多层之间的各种材料以得到希望的材料性能。
及食品运输容器包括所有尺寸和形状的食品容器，仅提及应用中的一些。这些应用中的每一种包括各种形式的塑料制品，包括夹于两个或多层之间的各种材料以得到希望的材料性能。
[0136] A.轻便客货两用车底座车箱
[0137] 公开的轻便客货两用车底座车箱包括两个外层和其间的泡沫塑料，具有用于增加结构强度的强化筛网和锥形体，如图示意。优选的制造方法是上述的“倾倒”方法。其中，轻便客货两用车底座车箱是本发明其中之一的优选实施方式，参考图5根据上述公开的方法制造。它是这样的一种构造，其利用两个互补的阳阴外层，具有可膨胀或低密度泡沫塑料的内部部分。除了填充层外，两个预制的钢丝网栅强化物被嵌入并被包围在低密度发泡的内部塑料核中。这些钢丝网栅强化物由焊接的丝网构造制造，所述的构造预先涂布有粉末以有助于粘合。丝网强化物被预制为类似每一个阳阴模的形状，因此容易下落入或到它们各自的模，之后将模夹持在一起以实现中心塑料发泡。金属丝网锥形体强化物也可包含在有利的位置以进一步增强最终制品的强度。一旦塑料层熔融到阳阴模上，而且多余的塑料颗粒被去除，通过机器人可很容易地放置强化物。然后将两加热层化的模置于一起，一个置于另一个上，来自模的余热使泡沫塑料膨胀直到其达到两个外层，因此嵌入和密封该两个丝网强化物，该锥形体强化物永久地被置于车底座车箱中应有的位置。
[0138] B.工业台面
[0139] 公开的工业台面利用具有泡沫塑料的两个聚乙烯层，用金属丝筛网进行强化，或不进行强化，以形成通常作为宾馆、饭店等饮食业的宴会桌使用的台面。这样的根据本发明方法、设备制造的工业台面可由互补的阳阴模制造，其可用于形成任何适当的聚烯烃塑料层，例如高密度聚烯烃，有泡沫塑料核。泡沫塑料优选为从Ohio的Cincinnati的Equistar Corporation得到的低密度聚乙烯泡沫塑料。根据台面的用途，是作为宾馆宴会桌，还是作为医疗桌，重量要求必要的是使用置于两层中间的任选的金属丝网基质插入物/强化物。桌腿的安装部分例如安装横杆，可插入到模中这样安装横杆的特定部分从模制制品中向外延伸，这样桌腿很容易被固定。这样得到了坚固而又轻质的桌面，很容易固定到桌腿上。另外，台面的表面织物可直接成形于模中，可使用各种颜色的塑料以模拟木材、石材或任何其他希望的台面外观。
[0140] C.飞机驾驶员座舱门
[0141] 可由本发明制造飞机驾驶员座舱门，使用具有能量分散型泡沫塑料的双层构造，优选在层的中间含有Kevlar片，以使门能够防弹，及防止劫机犯将门踢掉。可以使用钢丝网强化物以提供必要的强度，而要使整个构造重量足够轻用于飞机上。类似轻便客货两用车车箱的构造，为具有可膨胀泡沫塑料核的两层，所述的核中至少有Kevlar片嵌入到泡沫塑料核中使其防弹。可以在门栓和铰链的周围使用钢强化插入物以增加强度以抵抗任何人企图进入飞机的驾驶员座舱。可以使用薄塑料层或树脂涂布Kevlar片，之后插入以防止其在冲击期间从塑料泡沫核中剪切出来。而且，Kevlar材料可被永久地结合到可合并入驾驶员座舱组合物核中的钢丝网笼上，以防止在受冲击期间变松动，例如当由子弹引起的燃烧。为形成完全可用的飞机驾驶员座舱门其他的插入物和强化物是必要的。
[0142] D.预制房屋板和部件
[0143] 使用本发明的方法可以容易地制造预制房屋板，包括在板的泡沫塑料部分中含有隔热材料的双层构造。泡沫塑料的核部分可与锯屑、泡沫球、空心塑料球或任何适当的隔热材料混合，所述的材料可耐受来自泡沫塑料核膨胀产生的热，而保持其隔热性能。但当板被夹或压在一起时，填充材料的隔热性能可形成抵御冬季外部温度的屋子。预期可模制标准尺寸和形状的板以形成标准的3～4米宽的箱子，而且地板和顶蓬部分容易固定到其上。也有T-形连接装置和L-型连接装置以将板安装为希望的构造。板有单一的一套电线嵌入其中，或它们有一个垂直布置和一个水平布置的导管以使必要的电线穿过其中。电灯可安装或连接到垂直导管，而电源和地线可被水平地穿到“室”外的电源，不管其是发电机还是电源。板也可模制为类似圆木的条。它们可以迅速结合在一起然后压接形成“即用”房屋。这对于战时难民进入寒冷国家时最为有用。不用搭建帐篷，而是迅速地将这些板结合到一起。电线可直接嵌入到板中，这样它们可立刻通电用于取暖和准备食品。也可预期用于“露营”休闲。
[0144] E.装载材料的盘
[0145] 在工业材料搬运中使用的托盘可制造具有双层构造，具有泡沫强化的核，优选包括金属锥形体结构，以用可回收材料制造非常耐久、轻质和不昂贵的托盘。
[0147] 工业实用性
[0148] 本发明可工业应用于从塑料颗粒材料制造各种制品。特别用于制造机动车部件、预制房屋板、工业台面和家具及飞机部件。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 一种轻型货车隔板装置及其设计方法 | 2020-05-14 | 387 |
| 一种轻量化全铝结构轻型货车车厢 | 2020-05-15 | 276 |
| 一种轻型货车及其白车身结构 | 2020-05-16 | 644 |
| 一种轻型载货车用板簧测试装置 | 2020-05-16 | 533 |
| 用于中、轻型载货车的六档变速器总成 | 2020-05-18 | 203 |
| 掀背式货车轻型装载机 | 2020-05-11 | 558 |
| 用于轻型货车箱的集成式踏板组件 | 2020-05-15 | 1001 |
| 轻型货车轮速传感器总成 | 2020-05-22 | 310 |
| 轻型小货车立体停车装置 | 2020-05-26 | 655 |
| 一种轻型随车吊货车 | 2020-05-20 | 837 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
轻型货车热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈