專利名稱：一種獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法，其中借助于將金屬模具的溫度設(shè)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(fā)明涉及一種用來獲得熱塑注射成型樹脂制品的方法，它消除了成型周期時間比在常規(guī)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(fā)布No.H10-100216，即由本發(fā)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(zhì)量外觀的成型產(chǎn)品。然而，這也引起成型周期時間比在廣泛使用的傳統(tǒng)注射成型法情況下長的缺點。
本發(fā)明要解決的問題是提供一種用來獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法，其特征是在于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(tài)下，將該金屬模具的溫度設(shè)定為比所注射熱塑樹脂的熱變形溫度高0-100℃的水平，而且通過采用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(fā)明問題的情況下，可以采用在金屬模具內(nèi)部的管中循環(huán)加熱/冷卻介質(zhì)的方法作為采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(zhì)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(zhì)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(fā)明申請人先前提出的一項申請即日本未審查專利申請發(fā)布No.H10-100216中出現(xiàn)的。而且，在實施加熱中也能同時使用埋置在金屬模具內(nèi)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(nèi)部的管中循環(huán)加熱/冷卻介質(zhì)的方法迅速地實施加熱和/或冷卻，在加熱/冷卻管內(nèi)循環(huán)介質(zhì)的流量應(yīng)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，借助于結(jié)合使用埋置在金屬模具內(nèi)部的電加熱元件可使加熱更加迅速地實施。其原因在于由轉(zhuǎn)換加熱/冷卻介質(zhì)的閥造成的時間延遲能借助于加熱計時可獨立控制的電加熱元件得到補償。
下面借助于一有利的操作實例來解釋本發(fā)明，但本發(fā)明的范圍不受該實例限制。
這個操作實例是利用混合物Cycoloy C6600(商品名；由NihonG.E.Plastics K.K.制造)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(chǎn)品在操作實例使用的是一種薄托盤狀材料，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(cè)面，采用這種材料在圖2中顯示為成型產(chǎn)品A。還有，如圖3所示的成型產(chǎn)品B是一盒狀材料，它的測量值為厚1.5mm、高80.0mm、寬150.0mm并具有一個12.0mm高的側(cè)面。用于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(fā)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中或從后者返回的來自溫度調(diào)節(jié)器2的加熱介質(zhì)和來自冷卻器3的冷卻介質(zhì)，能借助于安裝在轉(zhuǎn)換/控制單元4內(nèi)的一輸入閥(Vin)和一返回閥(Vr)迅速地轉(zhuǎn)換。而且，加熱/冷卻介質(zhì)從供給口5供給到該金屬模具并從返回口6返回。此外，盡管未在圖中顯示，在金屬模具中可埋置電加熱元件，而且此元件可結(jié)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，采用一種不包含加熱/冷卻的傳統(tǒng)注射成型法作為參考實例，而且在進行本發(fā)明改進之后實施成型，并采用改進前的加熱/冷卻成型作為比較實例。另外，還在同樣的成型條件下并在注射成型通常使用的金屬模具溫度下實施成型，并進行對比。
在本發(fā)明的加熱/冷卻循環(huán)中結(jié)合溫度梯度控制可以有利地實施成型。表1描述一種對比，其中用一種不采用加熱/冷卻循環(huán)的傳統(tǒng)成型法(參考實例)制成具有33秒成型周期時間的成型產(chǎn)品A和具有45秒時間的成型產(chǎn)品B，和實施溫度梯度預(yù)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(tǒng)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(yīng)的時間是35秒和50秒，因而這兩個成型周期時間接近于參考實例的兩個成型周期時間。成型產(chǎn)品的外觀可比得上在使用加熱/冷卻循環(huán)的傳統(tǒng)成型方法中完成的成型產(chǎn)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(huán)的傳統(tǒng)成型法中需要2-3分鐘的成型周期時間，其中在冷卻管內(nèi)循環(huán)的介質(zhì)流動速率為低于1升/分鐘。然而，在本發(fā)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(nèi)介質(zhì)流動速率為30升/分鐘或更多，成型產(chǎn)品A所用的成型周期時間縮短為35秒，與傳統(tǒng)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。
盡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(zhì)量外觀的成型產(chǎn)品。而且，如圖3所示參看另一成型產(chǎn)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(tǒng)加熱/冷卻成型法所用的時間為2分30秒，而實施本發(fā)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(tǒng)加熱/冷卻循環(huán)的熱塑樹脂注射成型法，例如在日本未審查專利申請發(fā)布No.H10-100216中提供的方法，借助于本發(fā)明，能在不過分地延長傳統(tǒng)成型周期的情況下，穩(wěn)定地實現(xiàn)成型具有杰出高質(zhì)量外觀的產(chǎn)品的目的。這種效果不僅能應(yīng)用于在該操作實例中使用的熱塑樹脂，還能應(yīng)用于其他熱塑樹脂。具體地說，根據(jù)本發(fā)明借助于將用于加熱(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(jié)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(tǒng)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，它表示用于該本發(fā)明操作實例的成型產(chǎn)品A的結(jié)構(gòu)。
圖3是一張說明圖，它表示用于該本發(fā)明操作實例的成型產(chǎn)品B的結(jié)構(gòu)。
1.金屬模具2.加熱介質(zhì)用的溫度調(diào)節(jié)器
3.冷卻介質(zhì)用的冷卻器4.轉(zhuǎn)換/控制單元5.介質(zhì)供給口6.介質(zhì)返回口
權(quán)利要求
1.一種用來獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法，其特征在于，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(shè)定為比所注射熱塑樹脂的熱變形溫度高0-100℃的水平，而且借助于采用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(quán)利要求1所述的用來獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法，其特征在于，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(nèi)循環(huán)一加熱/冷卻介質(zhì)來實現(xiàn)的。
3.如權(quán)利要求1所述的用來獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法，其特征在于，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(nèi)循環(huán)的一加熱/冷卻介質(zhì)和埋置在所述金屬模具內(nèi)部的一電加熱元件的結(jié)合來實現(xiàn)的。
4.如權(quán)利要求1至3所述的用來獲得具有高質(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的方法，其特征在于，借助于控制在所述金屬模具內(nèi)循環(huán)的所述加熱/冷卻介質(zhì)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(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品，其中傳統(tǒng)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(zhì)量外觀的熱塑樹脂注射成型產(chǎn)品的傳統(tǒng)已知方法，并且控制用來加熱/冷卻的溫度梯度和/或加熱/冷卻介質(zhì)的流動速率，從而在保持產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日1999年11月25日
發(fā)明者A·埃比扎瓦, R·卡梅 申請人:通用電氣公司