塑料基材注塑成型的方法和設備的製作方法

2023-06-25 16:11:36

專利名稱：塑料基材注塑成型的方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及塑料基材的注塑成型，尤其是合成聚合物，例如聚碳酸酯。 本發明還涉及塑料基材的注塑成型方法和設備，更適宜的是使用至少有
一個直接截止閥的噴嘴，通過注射口與模具連接，藉助壓力塑料材料施加到
該噴嘴。
體駄
對於聚合物注塑成型，例如聚碳酸酯，直接的截止闠注射是一個很嚴格 的成型過程，涉及到注射口附近模件表面的感觀質量。
相反的，上述質量會被一系列缺陷所影響，總結如下-
一冷補或材料降解； 一小連接線；和
一成型模件外表面不透明的暈環。
對於表面鏡面拋光的高質量成型元件，上述缺陷尤為明顯。 上述前兩個缺陷與模塑表面溫度或熔化的塑料基材的溫度有關。 由於被控制受熱區域(注塑點)很小，且靠近該區域有很重要的熱量限 制，例如該區域受注射器溫度(大約300。C)和模具表面溫度(大約90。C) 的影響，它們因此呈現明顯的差異，利用熱靜態系統控制溫度並不是一個有 效的方法。
眾所周知，目前沒有已知的系統和方法能有效的消除上述缺陷。 在注塑成型系統中，這部分大家普遍認為是利用循環加熱和冷卻，然而， 它作用於完整的模塑件表面，其目的在於提高注塑模件的總體質量。

發明內容
本發明的目的是對於前述技術問題提供一個有效的解決方法，尤其提供 了一個控制溫度的動態系統，這能夠消除或至少大大降低上述成型模件在注 射點附近的感觀缺陷，使用動態熱效應有益於克服在靜態系統控制溫度時不能保證的溫度控制。
根據本發明，達到上述目的，通常的方法是藉助於動態系統控制注射器 噴嘴附近的溫度，尤其是注射口附近區域的溫度。
更精確地，本發明的主題是提供一種上述定義類型的注塑成型方法，其 特點是，包含一個在模具內的塑料基材注射後，對注射口周圍區域的局部可 控冷卻階段。
本方法還包括一個在模具內塑料基材注射前，對注射口周圍區域局部可 控加熱階段。
在這裡，與施加注射壓力同步，循環實施提高和降低注射口周圍區域溫 度的階段。在開始注射前進行加熱目的是提高注射口附近區域的溫度達到塑 料基材的軟化點之上。這樣，可以加熱注射口溫度和部分附近聚合物的溫度， 因此更適合模具中聚合物自身流出和均勻分散。由於上述區域是非常集中的， 這將不可避免的導致模塑件表面溫度上升，會出現塑料基材附著在鋼質模具 腔中的危險。因此注射後降低溫度可以防止此缺陷，使注射口附近區域的溫 度達到一定的熱量值，適合與成型模件的取出溫度。
本發明的還為該方法的應用提供一種設備，所述設備包括加壓裝置、模 具、至少一個直接截止閥噴嘴，直接截止閥噴嘴通過注射口與模具連接，借 助上述壓力，熔化的塑料應用到所述闊噴嘴上，其特點是，包括在注射口附 近區域的局部溫度調節裝置和控制所述溫度調節裝置的控制裝置。
典型的局部溫度調節裝置包括冷卻裝置，其在塑料基材注射到模具後， 通過控制裝置來啟動。局部溫度調節裝置還可能包括加熱裝置，其在塑料基 材注射到模具之前，通過控制裝置來啟動。
國翻
本發明的另一個特點將在本章中進行詳細的描述，關於圖表中附加圖，
所提供的圖表完全是作為非限制的例子，其中


圖1為本發明的模具的一部分及對應的用於塑料基材注塑成型相應的注 射器的剖面示意圖2為與圖1中模具相聯接的溫度調節系統圖示；
圖3顯示使用圖2中溫度調節系統導致溫度的循環變化圖示；
圖4顯示本發明注塑成型循環的時間段。
具體實施例方式
參照圖1，其中標號1指塑料基材注塑成型設備中模具的一部分，對於本 領域技術人員，很容易理解將此部分作為一個整體描述，而沒有必要描述它 的各個組件。
為了達到本發明的目的，成型設備包含塑化加壓裝置，使用熱腔多支管，
通過此裝置將軟化的塑料基材提供給一個或多個注射噴嘴2，將塑料基材注射 到模具中。
注射噴嘴2，眾所周知，是一種直接截止閥，其中截止元件3通過注射口 4打開和閉合經注射噴嘴塑料基材流動的通道與模具腔之間的連通。
標號5為在注射口 4對應位置，或者準確的說是限定所述注射口的環行 插件，在圖示的例子中，其在模具l的中空體6末端處，形成一個聚料腔 (sump)10，注射口噴嘴2插入其中。
應說明的是插件5可以被直接成型或應用在噴嘴2終端，可以為不同於 環行的結構。插件5由熱傳導材料製成，應用到上此處的是很高效的加熱元 件7，由一個或多個電阻構成，如實例所示，是一個環行結構。所述加熱元件 7通過導體8連接到電控單元10，如圖2所示，將在下面進行更為詳盡地描 述。
此外，使用中，可以將溫度調節電路9連接到注射口 4區域，它在示例 中與中空體6中合成一體，靠近加熱插件5，同時它於冷卻裝置11相連。在 圖2中說明，通過電磁閥12冷卻裝置11與電控單元IO連接，電磁閥12將 對上述冷卻裝置自動開斷。
電控單元10控制加熱元件7和調節電路9的邏輯和定時激活，調節電路 9作為一個來自於模具設備壓力的控制和同步信號13的功能。下文將對其特 徵進行描述。
本發明的操作原理是基於注射口 4，也就是直接截止閥噴嘴2的孔口區域 溫度的突然變化，包括在塑料基材注射前顯著的加熱，其後強制的冷卻。圖4 顯示模塑循環的時間圖解加熱注射口 4，如上所述，在注射階段前立即實施， 此過程利用加熱元件7;在注射階段後進行冷卻，此過程利用溫度調節電路9，。
注射口 4的加熱和冷卻階段由電控單元IO來調節，與設備壓力的同步信 號同時發生。
開始注射前的加熱階段能夠使注射口 4周圍的區域溫度高於聚合物可以被注射到模具內的軟化溫度。當聚合物是聚碳酸酯時，溫度一般要升高到140。C左右。這樣，注射口4周圍區域和附近的部分聚合物就會被加熱，因此 在隨後的注射階段聚合物能夠更好的流出並且更均勻分布。由於上述區域非常集中，這將不可避免的導致模塑件表面溫度上升，會 出現塑料基材附著在模具腔中的危險。在注射階段後，藉助於溫度調節電路9 的調節可以克服此類問題，注射口 4周圍的區域溫度被降低更適合成型模件 的取出。當塑料是聚碳酸酯時，注射口 4周圍區域的溫度一般會降低到110°C 以下。圖3表明當插件5的溫度在上述兩個值之間的時間的溫度循環變化行為。應該說明的是，當自動中斷冷卻流的冷卻裝置11預先設置到溫度調節電 路9時，電磁閥12系統並不是一定要有的。本申請人進行的實驗表明，本發明能夠消除或者至少大大降低成型模件 在相應的注射點附近區域的某些感觀缺陷，例如-一在一些特殊的應用中，由於被注射的塑料基材流出速度很慢，會出現 連接微縫；—當注射口直徑與成型模件厚度比例相差大於1時，由於噴射的影響會 導致滴點(drop-shaped)的形成。一在相應的噴嘴終端、臨近注射口錐體的區域冷卻點停滯，並且在第一 次注射階段冷卻點會轉移到成型模件上。我們必須說明的是，根據本發明，塑料基材注射到模具之後，僅僅通過 局部調節冷卻注射口周圍區域溫度的階段可以顯著降低前述缺陷，也就是說, 在模具中塑料基材注射前，省略局部調節加熱注射口周圍區域溫度的階段， 上述加熱階段因此被認為是可選擇的。在本專利的保護範圍內，根據另一個可選擇的方案，加熱階段可以藉助 注射器本身的熱量來提供。當然，參照所描述的實施例，關於設備的詳細結構可能與其有所相同， 但這並沒有背離本發明範圍，在後面的權利要求中有述。因此，例如，溫度調節電路9可以在噴嘴2的終端部分提供，或在插件5 內提供，類似地，根據任意適當的布置和組合，加熱元件7可以與噴嘴2的 終端部分結合使用，而不是在插件5中。
權利要求
1. 一種塑料基材注塑成型的方法，其利用至少一個直接截止閥噴嘴(2)，其通過注射口(4)與模具(1)相連，要被注射的塑料基材藉助一個壓力進入模具，其特徵在於塑料注射到模具後，包括一個局部可控冷卻注射口(4)周圍區域的階段。
2、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，在塑料基材注射到模具前， 還包括一個局部可控加熱注射口(4)周圍區域的階段。
3、 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過所述局部可控加熱注 射口(4)周圍區域溫度的階段，溫度通常高於被注射塑料基材的軟化溫度；通 過所述局部可控冷卻注射口(4)周圍區域溫度的階段，溫度通常低於被注射塑 料基材的軟化溫度。
4、 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述局部可控加熱和可控 冷卻與所述壓力同步。
5、 根據權利要求3所述的方法，其中被注射的塑料基材是聚碳酸酯，其 特徵在於，所述較高溫度是在140。C的範圍內。
6、 根據權利要求3所述的方法，其中所述塑料基材是聚碳酸酯，其特徵 在於，所述較低溫度低於110。C。
7、 用於塑料基材的注塑成型設備，其包括加壓裝置、模具(l)、至少一個 直接截止閥噴嘴(2);直接截止閥噴嘴通過注射口(4)與模具連接，藉助上述加壓裝置，熔化的塑料基材被應用到直接截止閥噴嘴，其特徵在於，其包括對 注射口(4)附近區域局部溫度調節的裝置(7,9)以及控制所述溫度調節裝置(7，9) 的控制裝置(IO)。
8、 根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述局部溫度調節的裝置 包括一冷卻裝置(9，11)，在塑料基材注射到模具(1)階段後，通過所述控制裝 置(10)來啟動。
9、 根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述局部溫度調節裝置包 括一加熱裝置(7)，在塑料基材注射到模具(l)階段前，通過所述控制裝置(IO)來啟動。
10、 根據權利要求8或9所述的設備，其特徵在於，所述控制裝置(10) 與所述加壓裝置施加壓力同步循環啟動所述加熱裝置(7)和所述冷卻裝置(9， 11)。
11、 根據權利要求9所述的設備，其特徵在於，所述加熱裝置(7)預先設 置成升高所述注射口(4)周圍區域溫度高於被注射塑料的軟化溫度。
12、 根據權利要求ll所述的設備，當被注射塑料基材是聚碳酸酯時，其 特徵在於，所述加熱裝置預先設置成升高所述注射口(4)周圍區域溫度達到 140。C範圍。
13、 根據權利要求8所述的設備，其特徵在於，所述冷卻裝置(9， ll)預 先設置成冷卻所述注射口 (4)周圍區域溫度低於被注射塑料的軟化溫度。
14、 根據權利要求13所述的設備，當被注射塑料基材是聚碳酸酯時，其 特徵在於，所述冷卻裝置(9， 11)預先設置成冷卻所述注射口(4)周圍區域溫度 低於110。C範圍。
15、 根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述局部溫度調節裝置(7，9) 使用時至少部分地與所述噴嘴(2)聯接。
16、 根據權利要求7所述的設備，其特徵在於，所述局部溫度調節裝置(7,9) 使用時至少部分地與位於所述注射口(4)周圍區域的部件(15)聯接。
17、 根據權利要求16所述的設備，其特徵在於，所述部件包括一個限定 所述注射口(4)的環行插件(5)。
18、 根據權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述環行插件(5)應用到 所述模具(l)上。
19、 根據權利要求17所述的設備，其特徵在於，所述環行插件(5)應用到 所述噴嘴(2)上。
全文摘要
本發明涉及一個用於塑料基材注塑成型的方法和設備，使用至少一個直接截止閥噴嘴(2)通過注射口(4)與模具(1)相連，為了提高成型模件在注射點附近的感觀質量，塑料基材注射到模具內之後，注射口(4)周圍的區域被局部調節冷卻，塑料基材注射到模具內之前，所述區域也可以經過局部調節加熱。
文檔編號B29C45/78GK101264655SQ20071008649
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月13日 優先權日2007年3月13日
發明者龍衛國 申請人:好塑熱流道科技發展(北京)有限公司