一種獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法
2023-04-25 20:40:26
專利名稱：一種獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法
技術領域：
本發明涉及一種用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法，其中藉助於將金屬模具的溫度設定為比所用熱塑樹脂的熱變形溫度高至少0-100℃的水平來實施成型，更詳細地說，本發明涉及一種用來獲得熱塑注射成型樹脂製品的方法，它消除了成型周期時間比在常規廣泛使用的普通注射成型法中長的缺點。
使用在日本未審查專利申請發布No.H10-100216，即由本發明申請人先前提出的一項申請中提供的方法，人們能獲得具有高質量外觀的成型產品。然而，這也引起成型周期時間比在廣泛使用的傳統注射成型法情況下長的缺點。
本發明要解決的問題是提供一種用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法，其特徵是在於如下事實在一成型方法中，在將熔融熱塑樹脂注射進金屬模具的狀態下，將該金屬模具的溫度設定為比所注射熱塑樹脂的熱變形溫度高0-100℃的水平，而且通過採用5-100℃/分鐘的溫度梯度迅速加熱和/或冷卻來縮短成型周期時間，該溫度梯度為10-95℃/分鐘更好，而15-90℃/分鐘最好。
而且，在解決本發明問題的情況下，可以採用在金屬模具內部的管中循環加熱/冷卻介質的方法作為採用上文提及的溫度梯度迅速加熱和/或冷卻金屬模具的手段。這種有利的加熱介質的實例包括具有高熱容量的已加熱液體例如過熱蒸汽、已加熱的水和已加熱的油，而冷卻介質的實例包括已冷卻的水或已冷卻的油。能用來達到這一目標的裝置的實例是
圖1所示的裝置，它是在由本發明申請人先前提出的一項申請即日本未審查專利申請發布No.H10-100216中出現的。而且，在實施加熱中也能同時使用埋置在金屬模具內部的電加熱元件以便更迅速地完成加熱。
另外，為了用在金屬模具內部的管中循環加熱/冷卻介質的方法迅速地實施加熱和/或冷卻，在加熱/冷卻管內循環介質的流量應為3升/分鐘或更多，更好是5升/分鐘或更多較好，而最好是7升/分鐘或更多。而且，藉助於結合使用埋置在金屬模具內部的電加熱元件可使加熱更加迅速地實施。其原因在於由轉換加熱/冷卻介質的閥造成的時間延遲能藉助於加熱計時可獨立控制的電加熱元件得到補償。
下面藉助於一有利的操作實例來解釋本發明，但本發明的範圍不受該實例限制。
這個操作實例是利用混合物Cycoloy C6600(商品名；由NihonG.E.Plastics K.K.製造)來實施的，該混合物通過熔化捏合的熱塑樹脂聚碳酸酯和ABS樹脂來獲得，由此形成一種不填充纖維增強材料等等的無填充物材料，具有90℃的熱變形溫度。
成型產品在操作實例使用的是一種薄託盤狀材料，它具有1.2mm的厚度、204.0mm的高度、280.3mm的寬度以及一個測量值為15.0mm的側面，採用這種材料在圖2中顯示為成型產品A。還有，如圖3所示的成型產品B是一盒狀材料，它的測量值為厚1.5mm、高80.0mm、寬150.0mm並具有一個12.0mm高的側面。用於該操作實例的裝置是上文提及的在日本未審查專利申請發布No.H10-100216中提供的圖1所示裝置。
在這種裝置中，如圖示意出，供給到金屬模具1中或從後者返回的來自溫度調節器2的加熱介質和來自冷卻器3的冷卻介質，能藉助於安裝在轉換/控制單元4內的一輸入閥(Vin)和一返回閥(Vr)迅速地轉換。而且，加熱/冷卻介質從供給口5供給到該金屬模具並從返回口6返回。此外，儘管未在圖中顯示，在金屬模具中可埋置電加熱元件，而且此元件可結合使用以便進一步增加加熱期間的溫度梯度。
為了確認在該操作實例中顯示的效果，採用一種不包含加熱/冷卻的傳統注射成型法作為參考實例，而且在進行本發明改進之後實施成型，並採用改進前的加熱/冷卻成型作為比較實例。另外，還在同樣的成型條件下並在注射成型通常使用的金屬模具溫度下實施成型，並進行對比。
在本發明的加熱/冷卻循環中結合溫度梯度控制可以有利地實施成型。表1描述一種對比，其中用一種不採用加熱/冷卻循環的傳統成型法(參考實例)製成具有33秒成型周期時間的成型產品A和具有45秒時間的成型產品B，和實施溫度梯度預置為10-50℃/分鐘的操作實例。而且，如在比較實例中所示，在溫度梯度不受控制的傳統加熱/冷卻成型法中的成型周期時間分別是至少3分鐘和3分20秒。
在溫度梯度不受控制的比較實例中該時間是3分鐘或者更多的同時，在溫度梯度如上文所述受到控制的操作實例中相應的時間是35秒和50秒，因而這兩個成型周期時間接近於參考實例的兩個成型周期時間。成型產品的外觀可比得上在使用加熱/冷卻循環的傳統成型方法中完成的成型產品外觀。
表1具有由加熱/冷卻過程控制的溫度梯度的成型周期時間 而且，如表2所示，在使用上文所述加熱/冷卻循環的傳統成型法中需要2-3分鐘的成型周期時間，其中在冷卻管內循環的介質流動速率為低於1升/分鐘。然而，在本發明的加熱/冷卻成型法中，如在圖2中所示，在操作實例中冷卻管內介質流動速率為30升/分鐘或更多，成型產品A所用的成型周期時間縮短為35秒，與傳統的普通注射成型法(參考實例)所用的成型周期時間33秒相比是適合的。
儘管此值實際上與不使用加熱/冷卻控制的普通注射成型過程(參考實例)所用的成型周期時間相同，卻能獲得具有高質量外觀的成型產品。而且，如圖3所示參看另一成型產品B，在該普通注射成型法(參考實例)中的成型周期時間為45秒，傳統加熱/冷卻成型法所用的時間為2分30秒，而實施本發明成型法用50秒的成型周期時間。
表2在加熱/冷卻水流動速率變化情況下的成型周期時間 可見，利用傳統加熱/冷卻循環的熱塑樹脂注射成型法，例如在日本未審查專利申請發布No.H10-100216中提供的方法，藉助於本發明，能在不過分地延長傳統成型周期的情況下，穩定地實現成型具有傑出高質量外觀的產品的目的。這種效果不僅能應用於在該操作實例中使用的熱塑樹脂，還能應用於其他熱塑樹脂。具體地說，根據本發明藉助於將用於加熱(增加溫度)和冷卻的溫度梯度控制在每分鐘10-50℃，如同表1結果清楚地顯示的那樣，成型周期能與不包括加熱/冷卻的傳統注射成型法的成型周期時間幾乎完全相同。
圖2是一張說明圖，它表示用於該本發明操作實例的成型產品A的結構。
圖3是一張說明圖，它表示用於該本發明操作實例的成型產品B的結構。
1.金屬模具2.加熱介質用的溫度調節器
3.冷卻介質用的冷卻器4.轉換/控制單元5.介質供給口6.介質返回口
權利要求
1.一種用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法，其特徵在於，在一成型方法中，在將一熔融熱塑樹脂注射進一金屬模具時，將所述金屬模具的溫度設定為比所注射熱塑樹脂的熱變形溫度高0-100℃的水平，而且藉助於採用5-100℃/分鐘的溫度梯度迅速加熱和/或冷卻來縮短成型周期時間。
2.如權利要求1所述的用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法，其特徵在於，所述金屬模具迅速加熱和/或冷卻是通過在所述金屬模具的管內循環一加熱/冷卻介質來實現的。
3.如權利要求1所述的用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法，其特徵在於，所述金屬模具迅速加熱和/或冷卻是利用在所述金屬模具的管內循環的一加熱/冷卻介質和埋置在所述金屬模具內部的一電加熱元件的結合來實現的。
4.如權利要求1至3所述的用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的方法，其特徵在於，藉助於控制在所述金屬模具內循環的所述加熱/冷卻介質的流動速率為3升/分鐘或更多來縮短所述成型周期時間。
全文摘要
提供一種成型方法，該方法能獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品，其中傳統注射成型方法的成型周期時間不會顯著加長。通過下述方法來解決問題提供一種成型方法，在其中利用一種用來獲得具有高質量外觀的熱塑樹脂注射成型產品的傳統已知方法，並且控制用來加熱/冷卻的溫度梯度和/或加熱/冷卻介質的流動速率，從而在保持產品滿意外觀的同時縮短成型周期時間。
文檔編號B29C45/73GK1399591SQ00816237
公開日2003年2月26日 申請日期2000年11月21日 優先權日1999年11月25日
發明者A·埃比扎瓦, R·卡梅 申請人:通用電氣公司