注塑成形用模具和注塑成形方法
【專利摘要】一種注塑成形用模具和注塑成形方法，由第一嵌塊(3)和多個第二嵌塊(4)構(gòu)成上模具(41)，將筒形加熱器(6)設(shè)于第一嵌塊(3)與第二嵌塊(4)的邊界部分，并用第一嵌塊(3)和第二嵌塊(4)加以保持，使從筒形加熱器(6)朝第二嵌塊(4)的熱傳導效率比從筒形加熱器(6)朝第一嵌塊(3)的熱傳導效率小，因此，能提高模具的加熱和冷卻的性能，即便在進行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)的情況下，也不會損害外裝成形件的外觀品質(zhì)，能提供狀態(tài)良好的成形件。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及樹脂成形件的成形中使用的注塑成形用模具和使用該注塑成形用模 具的注塑成形方法。 注塑成形用模具和注塑成形方法

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，在外裝成形件等樹脂成形件的注塑成形方法中，存在一種在模具的成形件 的型腔附近配置電加熱器，并在樹脂注塑前使模具的成形件附近升溫至樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變 溫度以上的方法（參照日本專利特開2010 - 264703號公報）。通過在模具升溫后的狀態(tài) 下使樹脂流入模具內(nèi)，能使在流動中樹脂與模具接觸時產(chǎn)生的樹脂固化延遲，從而能高精 度地進行模具朝樹脂的轉(zhuǎn)印。因此，除了能使成形件的光澤感變好之外，還能利用產(chǎn)品形 狀、澆口個數(shù)來抑制分流的樹脂流再次會合時所產(chǎn)生的熔合線。此外，通過在樹脂填充結(jié)束 后使冷卻水流入模具內(nèi)，對由加熱器升溫后的模具進行冷卻，并冷卻樹脂來使樹脂固化，以 獲得高品質(zhì)外觀的成形件。
[0003] 圖8是例示出現(xiàn)有模具的結(jié)構(gòu)的剖視圖，其示出了上述日本專利特開2010 - 264703號公報中記載的模具結(jié)構(gòu)。
[0004] 在圖8中，構(gòu)成模具的型腔的模具嵌塊55是通過分割為具有型腔表面50的嵌塊 前側(cè)構(gòu)件51和不具有型腔表面50的嵌塊后側(cè)構(gòu)件52而構(gòu)成的。在嵌塊前側(cè)構(gòu)件51上形 成有從嵌塊前側(cè)構(gòu)件51的背面到型腔表面50附近的槽56,在槽56中收容電加熱器53,用 嵌塊后側(cè)構(gòu)件52封閉槽56,將電加熱器53配置于形成于嵌塊前側(cè)構(gòu)件51的槽56的最深 部。藉此，能將電加熱器53均勻地配置于型腔表面50,因此，當用電加熱器53加熱模具時， 能以沒有溫度上升不均的方式急速加熱模具，以抑制熔合線的產(chǎn)生。
[0005] 然而，在現(xiàn)有的模具中，在不具有型腔表面50的嵌塊后側(cè)構(gòu)件52上具有冷卻回路 54,但在具有型腔表面50的嵌塊前側(cè)構(gòu)件51上不具有冷卻回路54。由此，即便流入型腔 內(nèi)的樹脂的熱量移動至嵌塊前側(cè)構(gòu)件51，也沒有用于冷卻嵌塊前側(cè)構(gòu)件51的冷卻回路54。 因此，嵌塊前側(cè)構(gòu)件51只能通過從其與嵌塊后側(cè)構(gòu)件52的接觸面開始的散熱來加以冷卻， 冷卻效率較差。由此，在通過短時間的成形循環(huán)來進行連續(xù)成形的情況下，不能充分地冷卻 樹脂的熱量，無法在樹脂完全固化的狀態(tài)下將成形件從模具中取出。由此，存在因取出后的 熱收縮而產(chǎn)生翹曲變形這樣的問題。或者，在冷卻不充分的成形件的樹脂壁厚較厚的部位 產(chǎn)生縮孔，因此，存在損害外裝成形件的品質(zhì)這樣的問題。
[0006] 另外，由于使嵌塊后側(cè)構(gòu)件52與電加熱器53接觸，也可能會進行保持，因此會從 電加熱器53的接觸面加熱嵌塊后側(cè)構(gòu)件52。藉此，不僅本來需要加熱的型腔表面50,還會 無用地加熱到嵌塊后側(cè)構(gòu)件52。藉此，由于要對加熱后的嵌塊后側(cè)構(gòu)件52進行冷卻，因此， 存在冷卻性能變差、產(chǎn)生上述記載那樣的翹曲變形、縮孔這樣的問題。此外，由于冷卻回路 54配置于嵌塊后側(cè)構(gòu)件52,因此，存在冷卻回路54自身的溫度上升而進一步使冷卻性能變 差這樣的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明解決上述現(xiàn)有的技術(shù)問題，其目的在于提供一種即便在進行成形間隔較短 的連續(xù)成形生產(chǎn)的情況下，也不會損害外裝成形件的外觀品質(zhì)、狀態(tài)良好的成形件。
[0008] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的注塑成形用模具由多個模具形成，并將樹脂注入型 腔來形成成形件，其特征在于，包括：第一嵌塊，該第一嵌塊是上述模具的一個構(gòu)成要素，并 與上述型腔鄰接；槽，該槽以與上述型腔分離的方式形成于上述第一嵌塊；第二嵌塊，該第 二嵌塊插入上述槽而成為上述模具的一個構(gòu)成要素；加熱器，該加熱器設(shè)于上述第一嵌塊 與上述第二嵌塊的邊界處；冷卻回路，該冷卻回路對上述模具進行冷卻；上述第一嵌塊的 第一熱傳遞范圍，該第一熱傳遞范圍對上述加熱器進行保持；以及上述第二嵌塊的第二熱 傳遞范圍，該第二熱傳遞范圍對上述加熱器進行保持，從上述加熱器朝上述第二熱傳遞范 圍的熱傳導效率比從上述加熱器朝上述第一熱傳遞范圍的熱傳導效率小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009] 圖1是表示本發(fā)明的注塑成形用模具的結(jié)構(gòu)的剖視圖。
[0010] 圖2是表示本發(fā)明的注塑成形用模具的溫度變化的圖。
[0011] 圖3是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的結(jié)構(gòu)的主要部分放大剖視圖。
[0012] 圖4是說明本發(fā)明的注塑成形用模具因加熱冷卻而產(chǎn)生的狀態(tài)變化的圖。
[0013] 圖5是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的加熱工序的圖。
[0014] 圖6是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的筒形加熱器的保持狀態(tài)的圖。
[0015] 圖7是表示本發(fā)明的注塑成形用模具的結(jié)構(gòu)例的主要部分剖視圖。
[0016] 圖8是例示出現(xiàn)有模具的結(jié)構(gòu)的剖視圖。

【具體實施方式】
[0017] 有時會將薄型TV、車輛導航系統(tǒng)等商品的外裝零件等作為樹脂成形件，使用注塑 成形用模具來加以成形。
[0018] 以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0019] 圖1是表示本發(fā)明的注塑成形用模具的結(jié)構(gòu)的剖視圖，其是表示用于將外裝成形 件成形的模具結(jié)構(gòu)的圖。
[0020] 在圖1中，注塑成形用模具40由上模具41和下模具42構(gòu)成，將上模具41和下模 具42合在一起時所形成的空間構(gòu)成為樹脂成形件的成形區(qū)域即型腔1。型腔1的型腔表 面2成為樹脂成形件的外層面，在要求高光澤面的情況，進行鏡面拋光。上模具41被分割 為第一嵌塊3和第二嵌塊4。第一嵌塊3具有型腔1的型腔表面2和第一嵌塊冷卻回路5。 另外，在上模具41的第一嵌塊3與第二嵌塊4的邊界區(qū)域設(shè)有通過使電流流動來對模具進 行加熱的加熱器即筒形加熱器6,筒形加熱器6固定于模具（未圖不）。筒形加熱器6的截 面的一半?yún)^(qū)域與第一嵌塊3接觸，或者被保持成隔著規(guī)定的間隔，其余的一半?yún)^(qū)域與第二 嵌塊4接觸，或被保持成隔著規(guī)定的間隔。筒形加熱器6與第一嵌塊3相對的區(qū)域為第一 熱傳遞范圍7,筒形加熱器6與第二嵌塊4相對的區(qū)域為第二熱傳遞范圍8,第一熱傳遞范 圍7位于比第二熱傳遞范圍8更靠近型腔表面2的一側(cè)。此處，在筒形加熱器6呈圓筒形 的情況下，第一熱傳遞范圍7及第二熱傳遞范圍8呈半圓筒形狀。此外，由第一嵌塊3的第 一熱傳遞范圍7和第二嵌塊4的第二熱傳遞范圍8構(gòu)成用于對圓筒形狀的筒形加熱器6進 行保持的部分。另外，作為筒形加熱器6和第一嵌塊冷卻回路5的位置關(guān)系，如圖1所示， 以用第一嵌塊3的第一熱傳遞范圍7和第二嵌塊4的第二熱傳遞范圍8夾住筒形加熱器6 的方式使筒形加熱器6位于距型腔1較近的位置，且在比起筒形加熱器6距型腔1更遠的 位置配置第一嵌塊冷卻回路5。另外，以圍住型腔1的方式在各筒形加熱器6之間配置一個 或多個第一嵌塊冷卻回路5。即，各筒形加熱器6與型腔1的最短距離比各第一嵌塊冷卻回 路5與型腔1的最短距離短，筒形加熱器6設(shè)于距型腔1 一定的距離范圍中，各第一嵌塊冷 卻回路5被配置成圍住筒形加熱器6及型腔1。
[0021] 本發(fā)明的注塑成形用模具的特征是：如上所述，將筒形加熱器6設(shè)于第一嵌塊3與 第二嵌塊4的邊界部分，并用第一嵌塊3和第二嵌塊4加以保持，使從筒形加熱器6朝第二 嵌塊4的熱傳導效率比從筒形加熱器6朝第一嵌塊3的熱傳導效率小。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，能 提供一種可提高模具的加熱和冷卻的性能，即便在進行成形間隔時間較短的連續(xù)成形生產(chǎn) 的情況下，也不會損害外裝成形件的外觀品質(zhì)而處于良好狀態(tài)的成形件。
[0022] 圖2是表示本發(fā)明的注塑成形用模具的溫度變化的圖，是示出了用于使外裝成形 件成形的各成形工序的型腔表面2(參照圖1)的模具溫度的圖表。在圖2中，橫軸表示時 間（sec)，縱軸表示型腔表面2 (參照圖1)的模具溫度（°C )。
[0023] 當進行注塑成形時，從成形前、或一個循環(huán)前的開模/取出工序9開始，利用筒形 加熱器加熱注塑成形用模具，以使型腔表面升溫。然后，從合模工序10到注塑/保壓工序 11即將開始為止、即在樹脂被注入模具之前，使型腔表面的溫度升高至比樹脂的玻璃化轉(zhuǎn) 變溫度12高10°C?20°C左右的溫度。例如，在使用ABS樹脂作為成形用樹脂的情況下，相 對于110°C左右的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度12,將型腔表面的溫度設(shè)定為120°C?130°C左右。若僅 型腔表面的溫度上升，則與流動的樹脂接觸的部分處于高溫狀態(tài)，因此，能使樹脂的固化延 遲。因此，除了熔合線能消失之外，還能提高成形壓力的傳播，因此，能高精度地進行模具 朝樹脂的轉(zhuǎn)印，從而能獲得高光澤狀態(tài)的成形件。此外，若能獲得生產(chǎn)率良好、外觀品質(zhì)良 好的成形件，則能削減進行涂裝處理等成形后的后裝飾的工序，能削減涂料等資源，除此之 夕卜，還能實現(xiàn)樹脂構(gòu)件的循環(huán)。由此，若因第一熱傳遞范圍而僅使型腔表面的溫度上升，則 在成形上沒有問題，即便位于型腔表面相反一側(cè)的第二熱傳遞范圍的模具溫度上升，對于 提高成形件的品質(zhì)也沒有意義。相反地，當從圖2的注塑/保壓工序11開始在冷卻工序13 中對模具進行冷卻時，需對第二熱傳遞范圍附近進行冷卻，導致冷卻效率降低。因此，當進 行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)時，如上所述，會產(chǎn)生成形件的翹曲變形、縮孔，使外觀品 質(zhì)變差。由此，第二熱傳遞范圍中的第二嵌塊的構(gòu)成材料的熱傳導率比第一熱傳遞范圍的 構(gòu)成材料的熱傳導率低是較為理想的。
[0024] 圖3是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的結(jié)構(gòu)的主要部分放大剖視圖，其是表示第 一嵌塊3和第二嵌塊4的組裝狀態(tài)的詳細情況的圖。
[0025] 如圖3所示，在第一嵌塊3的與型腔表面2相反一側(cè)的面上設(shè)置有用于供第二嵌 塊4插入的槽43,以供第二嵌塊4的前端部分插入該槽43中。此時，也能采用以下結(jié)構(gòu)： 在第二嵌塊4上設(shè)置第二嵌塊凸緣面14,使第二嵌塊凸緣面14與第一嵌塊3的表面接觸， 并在筒形加熱器6與第二嵌塊4的前端的第二熱傳遞范圍8之間形成第二熱傳遞范圍間隙 15。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，第二嵌塊4不會下壓筒形加熱器6,因此，能抑制形成于筒形加熱器6與第 一嵌塊3的第一熱傳遞范圍7之間的第一熱傳遞范圍間隙16縮短。一般上述筒形加熱器 6與模具的間隙越小，則筒形加熱器6與第一嵌塊3及第二嵌塊4的間隙越小，從而促進了 朝模具的熱傳導，能對模具進行急速加熱。
[0026] 此處，如上所述，為了在短時間內(nèi)進行高效的加熱冷卻，當利用第一嵌塊3的加熱 使型腔表面2升溫時，最好不對第二嵌塊4進行多余的加熱，另外，即便熱量傳遞至第二嵌 塊4,最好盡量不將該熱量傳遞至第一嵌塊3,與第一嵌塊冷卻回路5獨立地對第二嵌塊4 進行控制，以單獨對第二嵌塊4進行冷卻。因此，也可將第一嵌塊3與第二嵌塊4的接觸面 僅設(shè)為第二嵌塊凸緣面14,對于其它面設(shè)置空氣絕熱層17,能通過減小接觸表面積來防止 從第二嵌塊4朝第一嵌塊3的熱傳導。另外，由于第二嵌塊4被筒形加熱器6加熱，因此， 還設(shè)置第二嵌塊冷卻回路18,通過使冷卻水在該第二嵌塊冷卻回路18中流動，也能將第二 嵌塊4的溫度保持于比第一嵌塊3低10°C左右的狀態(tài)。
[0027] 另外，為了進一步高效地進行第一嵌塊3的加熱冷卻，不使第一嵌塊3的熱量傳導 至固定側(cè)模板19是有效的，也可還設(shè)置用于將第二嵌塊4固定于第一嵌塊3的隔熱板20。 作為隔熱板20的材質(zhì)，使用例如SUS304這樣的熱傳導性較低的材料是較為理想的。在該 情況下，其熱傳導率為16. 2W/mK，另外，若對第一嵌塊3使用例如冷模具鋼（日文：冷間義 4 7鋼）（SKD11)，則其熱傳導率為22. 2W/mK，降低了從第一嵌塊3朝固定側(cè)模板19的熱傳 導，能提高第一嵌塊3的熱響應(yīng)性，并能進一步高效地進行第一嵌塊3的加熱冷卻。另外， 在第二嵌塊4中，若使用例如SUS304這樣的熱傳導性較低的材料，則其熱傳導率為16. 2W/ mK，能防止將由筒形加熱器6產(chǎn)生的加熱的影響、由上述第二嵌塊冷卻回路18產(chǎn)生的冷卻 的影響傳遞至第一嵌塊3,因此，能進一步期待第一嵌塊3的熱響應(yīng)性的提高。
[0028] 這樣，通過設(shè)置成從筒形加熱器6朝第二嵌塊4的熱傳導效率比從筒形加熱器6 朝第一嵌塊3的熱傳導效率低的注塑成形用模具及注塑成形方法，能有效地進行第一嵌塊 3的型腔表面2的加熱冷卻，即便進行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)，也能獲得不存在熔合 線、光澤感不足、樹脂厚壁部的縮孔、從模具取出后的翹曲變形等不良、外觀品質(zhì)良好的狀 態(tài)的成形件。
[0029] 圖4是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的加熱冷卻的狀態(tài)變化的圖，其是表示加熱 冷卻工序中的第一嵌塊3及第二嵌塊4與筒形加熱器6的間隙推移的圖。圖4 (a)是冷卻時 的模具狀態(tài)圖，由第二嵌塊4和筒形加熱器6形成第二熱傳遞范圍間隙15。另外，圖4(b) 是加熱時的模具狀態(tài)圖，與圖4(a)相同，由第二嵌塊4和筒形加熱器6形成第二熱傳遞范 圍間隙15。另外，對于與圖1?圖4相同的部分或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤姆?，并省略一?分說明。
[0030] 一般而言，第二熱傳遞范圍間隙15越小，則筒形加熱器6與第二嵌塊4的距離越 小，提高了從筒形加熱器6朝第二嵌塊4的熱傳導效率，容易將筒形加熱器6的熱量傳遞至 第二嵌塊4,因此，提高了加熱效率。因此，加熱時第二嵌塊4的溫度會過度上升，導致冷卻 時的效率變差。因此，通過增大第二熱傳遞范圍間隙15,減少了筒形加熱器6與第二嵌塊4 的接觸面積，難以將筒形加熱器6的熱量傳遞至第二嵌塊4,因此，能抑制加熱。然而，當?shù)?二熱傳遞范圍間隙15超過一定的間隔、例如0. 5_時，筒形加熱器6與第二嵌塊4的間隔 過大，從而不能將筒形加熱器6的熱量傳遞至第二嵌塊4。由此，僅筒形加熱器6發(fā)熱，而第 二嵌塊4不被加熱，可能使筒形加熱器6因異常升溫而斷裂、破損。由此，第二熱傳遞范圍 間隙15不可采用超過0. 5mm的設(shè)定，同樣地，在第一熱傳遞范圍間隙16中，也不可采用超 過0· 5mm的設(shè)定。
[0031] 此處，也可將第二嵌塊4的熱膨脹系數(shù)設(shè)定成比第一嵌塊3的熱膨脹系數(shù)大。通 過采用上述結(jié)構(gòu)，當將圖4(a)的第二熱傳遞范圍間隙15與圖4(b)的第二熱傳遞范圍間隙 15進行比較時，圖4(b)即加熱工序時的第二熱傳遞范圍間隙15比冷卻工序時的第二熱傳 遞范圍間隙15小，這是較為理想的。其原因是：由于將第二嵌塊4的熱膨脹系數(shù)設(shè)定成比 第一嵌塊3大，因此，當加熱模具而使第一嵌塊3與第二嵌塊4上升至相同的溫度時，第二 嵌塊4的深度即第二嵌塊突出量21的熱膨脹量比槽43的深度即第一嵌塊凹入量22的熱 膨脹大，因此，產(chǎn)生第一嵌塊3與第二嵌塊4的熱膨脹差23,相應(yīng)地第二嵌塊4朝與筒形加 熱器6接觸的方向膨脹，因此，第二熱傳遞范圍間隙15變小。另外，利用第二嵌塊4的膨脹 將筒形加熱器6朝第一嵌塊3的方向按壓時，第一熱傳遞范圍間隙16也同時變小。此外， 如上所述，通過使第一熱傳遞范圍間隙16變小，從而使筒形加熱器6與第一嵌塊3的間隔 減小，容易將筒形加熱器6的熱量傳遞至第一嵌塊3,因此，能提高加熱效率。
[0032] 另外，相反地，在冷卻時，第二嵌塊突出量21的熱收縮量比第一嵌塊凹入量22的 熱收縮量大，因此，第二嵌塊4朝遠離筒形加熱器6的方向收縮，第二熱傳遞范圍間隙15變 大。在連續(xù)成形中，冷卻時的第二熱傳遞范圍間隙15最大，但當將此時的第二熱傳遞范圍 間隙15設(shè)定為0. 5mm以上時，如上所述筒形加熱器6可能因異常升溫而斷裂、破損。因此， 需將第二熱傳遞范圍間隙15設(shè)定為0. 5_以下。另外，為了提高模具的冷卻效率，需要不 朝模具施加多余的熱量，較為理想的是，將冷卻時的第二熱傳遞范圍間隙15設(shè)定為0. 1mm 以上以不與筒形加熱器6接觸。通過擴大筒形加熱器6與第二嵌塊4的間隔，在冷卻時盡 量不將筒形加熱器6的熱量傳遞至第二嵌塊4,能提高模具的冷卻效率。另外，通過積極地 使冷卻時的第二熱傳遞范圍間隙15不與筒形加熱器6接觸，朝第一嵌塊3的方向按壓筒形 加熱器6的力也必然減小，因此，第一熱傳遞范圍間隙16也變大，在冷卻時盡量不將筒形加 熱器6的熱量傳遞至第一嵌塊3,能期待模具冷卻效率的進一步提高。
[0033] 例如，若在第一嵌塊3的材質(zhì)中使用冷模具鋼（日文：冷間夕Μ 7鋼）（SKD11)，則 其熱膨脹系數(shù)為11. 7ΧΕ - 6 (1/Κ)，另外，若在第二嵌塊4的材質(zhì)中使用鋁，則其熱膨脹系 數(shù)為23. 1ΧΕ - 6(1/Κ)。此外，將圖4(a)的狀態(tài)這樣的冷卻時的第二熱傳遞范圍間隙15 設(shè)定為〇. 15?0. 2mm左右。此時的模具溫度為50°C，在從該狀態(tài)開始轉(zhuǎn)移至加熱工序而 將模具溫度提高至130°C的情況下，其溫度差為80°C，第一嵌塊3與第二嵌塊4的熱膨脹差 23產(chǎn)生，但在將第二嵌塊突出量21和第一嵌塊凹入量22的長度設(shè)為100mm的情況下，根 據(jù)第一嵌塊3與第二嵌塊4的熱膨脹系數(shù)的差11.4XE - 6(1/K) X80°C XIOOmm計算出， 熱膨脹差23為0.09mm。筒形加熱器6自身也因發(fā)熱而發(fā)生熱膨脹，因此，若例如在其主要 的材料中使用SUS304,則其熱膨脹系數(shù)為17. 5XE - 6(1/K)，若將筒形加熱器的直徑設(shè)為 6mm，加熱時溫度上升至約500°C，則因熱膨脹而使直徑變大約0· 05mm，第二熱傳遞范圍間 隙15變小約0. 03mm。由此，與上述熱膨脹差23的約0. 09mm相加，第二熱傳遞范圍間隙15 在加熱時與冷卻時的差為約〇. 12mm。其結(jié)果是，在將冷卻時的第二熱傳遞范圍間隙15設(shè)為 0· 15?0· 2mm的情況下，加熱結(jié)束時第二熱傳遞范圍間隙15最小，為0· 03?0· 08mm，此 時能設(shè)定成筒形加熱器6的熱效率在連續(xù)成形中的工序中達到最佳，且能在冷卻時防止筒 形加熱器6的傳熱。
[0034] 如上所述，將第一嵌塊3和第二嵌塊4中使用的材質(zhì)的熱膨脹系數(shù)的關(guān)系設(shè)定為 第一嵌塊熱膨脹系數(shù)<第二嵌塊熱膨脹系數(shù)，因此，第二嵌塊4與筒形加熱器6的間隙在冷 卻工序時變大，第一嵌塊3與筒形加熱器6的間隙在加熱工序時變小。第二嵌塊4與筒形 加熱器6的間隙變大，難以加熱第二嵌塊4,因此，能提高模具的冷卻效率。另外，第一嵌塊 3與筒形加熱器6的間隙在加熱工序時變小，因此，能提高模具的加熱效率。如上所述，能在 短時間內(nèi)進行充分的模具加熱冷卻，即便進行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)，也能在不存 在熔合線、光澤感不足、樹脂厚壁部的縮孔、從模具取出之后的翹曲變形等不良、外觀品質(zhì) 良好的狀態(tài)下獲得成形件。
[0035] 圖5是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的加熱工序的圖，其是表示由筒形加熱器6 的加熱產(chǎn)生的熱傳播的圖。另外，對于與圖1?圖5相同的部分或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤?符號，并省略一部分說明。作為比較例，圖5 (a)是不具有第二嵌塊4,在第一嵌塊3上形成 有通孔，并朝該通孔插入筒形加熱器6的注塑成形用模具的剖視圖。在該比較例中，將從開 始加熱起tl秒后的熱傳播的到達設(shè)為第一嵌塊第一熱傳播24,將t2秒后的熱傳播的到達 設(shè)為第一嵌塊第二熱傳播25。另外，即便將模具分割為第一嵌塊3和第二嵌塊4來加以構(gòu) 成，若第一嵌塊3和第二嵌塊4的材質(zhì)是相同的，則也會實現(xiàn)與該比較例相同的熱傳播。圖 5(b)是本發(fā)明的以第一嵌塊3的熱傳導率>第二嵌塊4的熱傳導率的方式形成的注塑成形 用模具的剖視圖，從開始加熱起tl秒后的第一嵌塊的熱傳播的到達為第一嵌塊第一熱傳 播24,第二嵌塊的熱傳播的到達為第二嵌塊第一熱傳播26。
[0036] 此處，在將到加熱工序結(jié)束為止所花費的加熱時間設(shè)為t2秒的情況下，當通過熱 傳播的加熱使型腔表面2升溫時，將型腔表面2上的、相鄰的兩個筒形加熱器6的第一嵌塊 第二熱傳播25的交點設(shè)為最低升溫點27。必須使該最低升溫點27的溫度升溫至樹脂的玻 璃化轉(zhuǎn)變溫度以上。此時，如圖5 (a)所示，當筒形加熱器6呈同心圓狀均勻地傳播熱量時， 會加熱至本來不需要加熱的第一嵌塊冷卻回路5的附近，因此，需要對其進行冷卻。因此， 為了通過型腔表面2的冷卻將樹脂冷卻至能取出的溫度，很費時間。因此，若如圖5(b)所 示以第一嵌塊3的熱傳導率>第二嵌塊4的熱傳導率的方式加以形成，則能將熱傳播的到 達分割為第一嵌塊第一熱傳播24和第二嵌塊第一熱傳播26。因此，在利用第一嵌塊第一熱 傳播24使型腔表面2的溫度升高至樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以上的情況下，由第二嵌塊第一 熱傳播26產(chǎn)生的第二嵌塊4的升溫比第一嵌塊3少。通過在加熱時將第二嵌塊4保持為 比第一嵌塊3低的溫度，即便削減了冷卻工序的時間，也能充分地冷卻模具整體，并冷卻樹 脂內(nèi)部的熱量，從而能在從模具中取出之前促進充分的固化。其結(jié)果是，能防止縮孔、翹曲 變形等外觀品質(zhì)不良。另外，在圖5(b)中，為了說明而僅將來自筒形加熱器6的熱傳播作 為第一嵌塊第一熱傳播24及第二嵌塊第一熱傳播26加以圖不，但實際上從第一嵌塊3朝 第二嵌塊4進行了熱傳播。然而，為了容易理解而省略了該從第一嵌塊3朝第二嵌塊4的 熱傳播。
[0037] 另外，在如上所述將第二嵌塊4的熱傳導率設(shè)定得較低的情況下，當設(shè)定得過低 時，筒形加熱器6的熱量未被傳遞至模具，僅筒形加熱器6的溫度上升，導致因異常升溫而 產(chǎn)生的斷裂等筒形加熱器6的故障。因此，將第二嵌塊的熱傳導率設(shè)定為8W/mK以上是較 為理想的。
[0038] 如上所述，通過將第一嵌塊3和第二嵌塊4中使用的材質(zhì)的熱傳導率的關(guān)系設(shè)為 第一嵌塊熱傳導率>第二嵌塊熱傳導率，能減少型腔表面2以外的多余加熱以抑制冷卻所 需的熱量。因此，能提高模具的冷卻效率，并能在短時間內(nèi)實現(xiàn)充分的模具加熱冷卻。因 此，即便進行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)，也能在不存在樹脂厚壁部的縮孔、從模具取出 后的翹曲變形等不良、外觀品質(zhì)良好的狀態(tài)下獲得成形件。
[0039] 圖6是說明本發(fā)明的注塑成形用模具的筒形加熱器的保持狀態(tài)的圖，其是示出了 用第一嵌塊3和第二嵌塊4保持筒形加熱器6時的詳細情況的圖。
[0040] 在圖6中，以提高筒形加熱器6的加熱效率為目的，盡量減小由第一嵌塊3和筒 形加熱器6形成的間隙是較為理想的。然而，若例如在筒形加熱器6的主要材料中使用 SUS304,則其熱膨脹系數(shù)為17. 5 X E - 6 (1/K)，若將筒形加熱器直徑28設(shè)為6mm，加熱時溫 度上升至約500°C，則因熱膨脹使直徑變大約0.05mm。因此，由筒形加熱器6自身的發(fā)熱產(chǎn) 生的熱膨脹預計在半徑上為〇. 〇3mm左右，另外加工精度誤差也最好預計為0. 02mm左右間 隙。因此，在例如筒形加熱器直徑28 = 6mm的情況下，將第一嵌塊加熱器保持半徑29設(shè)定 為D/2 +0.05mm =3. 05mm左右。其中，將筒形加熱器直徑28設(shè)為Dmm。另外，如上所述， 即便對第二嵌塊4進行加熱，也不會對成形件的品質(zhì)提高產(chǎn)生影響，相反地會導致冷卻效 率變差，因此，盡量不加熱是較佳的。因此，將由第二嵌塊4和筒形加熱器6形成的間隙設(shè) 定得較大是較為理想的。因此，只要將第二嵌塊加熱器保持半徑30設(shè)定為D/2 + 0. 1mm = 3. 1mm左右即可。然而，當相反地過大時，第二嵌塊4完全不與筒形加熱器6接觸，另外，即 便局部接觸，第二嵌塊4按壓筒形加熱器6的力變小，筒形加熱器6不會被朝第一嵌塊3的 方向按壓，由第一嵌塊3和筒形加熱器6形成的間隙會變大。由此，較為理想的是，在使第 二嵌塊加熱器保持半徑30的中心即第二嵌塊加熱器保持半徑中心31從第一嵌塊加熱器保 持半徑29的中心朝第一嵌塊3 -側(cè)移動約0. 07mm的狀態(tài)下形成第二嵌塊加熱器保持半徑 30。這樣，使第一嵌塊加熱器保持半徑29比第二嵌塊加熱器保持半徑30小，或者，進一步 使第二嵌塊加熱器保持半徑中心31從第一嵌塊加熱器保持半徑29的中心朝第一嵌塊3 - 側(cè)移動。藉此，當將第二嵌塊4的與筒形加熱器6間隙最小的部位設(shè)為筒形加熱器按壓點 32時，在筒形加熱器按壓點32的位置，能將由第二嵌塊4和筒形加熱器6形成的間隙局部 減小至0. 03_左右大致接觸的值。藉此，能在筒形加熱器按壓點32局部朝第一嵌塊3 - 側(cè)進行按壓，并能將由第二嵌塊4和筒形加熱器6形成的間隙設(shè)定得較大，從而能減小朝第 二嵌塊4的加熱。
[0041] 如上所述，通過將第一嵌塊加熱器保持半徑29和第二嵌塊加熱器保持半徑30的 關(guān)系設(shè)為筒形加熱器6的半徑<第一嵌塊加熱器保持半徑29 <第二嵌塊加熱器保持半徑 30,能減小朝第二嵌塊4的加熱。因此，通過減少型腔表面2以外的多余加熱來抑制冷卻所 需的熱量，能提高模具的冷卻效率。由此，能在短時間內(nèi)進行充分的模具加熱冷卻，即便進 行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)，也能在不存在樹脂厚壁部的縮孔、從模具取出之后的翹 曲變形等不良、且外觀品質(zhì)良好的狀態(tài)下獲得成形件。
[0042] 圖7是表示本發(fā)明的注塑成形用模具的結(jié)構(gòu)例的主要部分剖視圖，其是示出在保 持筒形加熱器6的結(jié)構(gòu)中、在第二嵌塊34的加熱器保持面上設(shè)有保持突起33的結(jié)構(gòu)的圖。 另外，對于與圖1?圖7相同的部分或相當?shù)牟糠謽俗⑾嗤姆?，并省略一部分說明。
[0043] 如上所述，以提高筒形加熱器6的加熱效率為目的，盡量減小由第一嵌塊3和筒形 加熱器6形成的間隙是較為理想的，但即便加熱第二嵌塊34,對于成形件的品質(zhì)提高也沒 有影響，相反地會導致冷卻效率變差，因此，盡量不加熱是較佳的。因此，將由第二嵌塊34 和筒形加熱器6形成的間隙設(shè)定得較大是較為理想的。因此，只要將第二嵌塊加熱器保持 半徑30設(shè)定為D/2 + 0. 1mm左右即可。然是，當相反地過大時，則無法將筒形加熱器6按 壓于第一嵌塊3來加以固定，由第一嵌塊3和筒形加熱器6形成的間隙會變大。由此，為了 利用第二嵌塊34保持筒形加熱器6,設(shè)置保持突起33,通過將由保持突起33和筒形加熱器 6形成的間隙設(shè)定為0. 04mm左右，能局部地朝第一嵌塊3 -側(cè)按壓，并能將由第二嵌塊34 和筒形加熱器6形成的間隙設(shè)定得較大，從而能減小第二嵌塊34的加熱。
[0044] 如上所述，通過設(shè)置保持突起33,能用第二嵌塊34的保持突起33保持筒形加熱器 6,并能確保第二嵌塊34的沒有保持突起33的部分和筒形加熱器6的間隙，從而能減少型 腔表面2以外的多余加熱而抑制冷卻所需的熱量。因此，能提高模具的冷卻效率，并能在短 時間內(nèi)實現(xiàn)充分的模具加熱冷卻。因此，即便進行成形間隔較短的連續(xù)成形生產(chǎn)，也能在不 存在樹脂厚壁部的縮孔、從模具取出后的翹曲變形等不良、外觀品質(zhì)良好的狀態(tài)下獲得成 形件。
[0045] 另外，在以上的說明中，對由第一嵌塊和第二嵌塊構(gòu)成上模具、并在第一嵌塊與第 二嵌塊的邊界處設(shè)置筒形加熱器的情況進行了說明，但也可由第一嵌塊和第二嵌塊構(gòu)成下 模具或上模具和下模具這兩個模具，并在第一嵌塊與第二嵌塊的邊界處設(shè)置筒形加熱器。 另外，注塑成形用模具可以不僅由下模具和上模具這兩個模具構(gòu)成，也可由三個以上的模 具構(gòu)成。
[0046] 在以上的說明中僅示出了一例，若應(yīng)用本發(fā)明的成形模具及其成形方法，則在多 種外裝成形件中，即便在進行成形時間短、生產(chǎn)率較高的連續(xù)成形的情況下，也能在不存在 熔合線、光澤感不足、縮孔、翹曲變形這些不良、外觀品質(zhì)良好的狀態(tài)下獲得成形件。例如， 根據(jù)本發(fā)明的注塑成形用模具結(jié)構(gòu)，不僅能獲得生產(chǎn)率良好、外觀品質(zhì)良好的成形件，也能 削減進行涂裝處理等成形后的后裝飾工序，能削減涂料等資源，除此之外，還能實現(xiàn)樹脂構(gòu) 件的循環(huán)。
【權(quán)利要求】
1. 一種注塑成形用模具，由多個模具形成，并將樹脂注入型腔來形成成形件，其特征在 于，包括： 第一嵌塊，該第一嵌塊是所述模具的一個構(gòu)成要素，并與所述型腔鄰接； 槽，該槽以與所述型腔分離的方式形成于所述其一嵌塊； 第二嵌塊，該第二嵌塊插入所述槽而成為所述模具的一個構(gòu)成要素； 加熱器，該加熱器設(shè)于所述第一嵌塊與所述第二嵌塊的邊界處； 冷卻回路，該冷卻回路對所述模具進行冷卻； 所述第一嵌塊的第一熱傳遞范圍，該第一熱傳遞范圍對所述加熱器進行保持；以及 所述第二嵌塊的第二熱傳遞范圍，該第二熱傳遞范圍對所述加熱器進行保持， 從所述加熱器朝所述第二熱傳遞范圍的熱傳導效率比從所述加熱器朝所述第一熱傳 遞范圍的熱傳導效率小。
2. 如權(quán)利要求1所述的注塑成形用模具，其特征在于， 從各所述加熱器到所述型腔為止的最短距離比從各所述冷卻回路到所述型腔為止的 最短距離小。
3. 如權(quán)利要求1所述的注塑成形用模具，其特征在于， 所述第一嵌塊的形成材料的熱膨脹系數(shù)比所述第二嵌塊的形成材料的熱膨脹系數(shù)小。
4. 如權(quán)利要求1所述的注塑成形用模具，其特征在于， 所述第一嵌塊的形成材料的熱傳導率比所述第二嵌塊的形成材料的熱傳導率大。
5. 如權(quán)利要求1所述的注塑成形用模具，其特征在于， 所述加熱器呈圓筒形狀， 所述第一熱傳遞范圍及所述第二熱傳范圍的截面形狀呈圓弧狀， 所述加熱器的截面圓的半徑即加熱器半徑、所述第一熱傳遞范圍的截面形狀的半徑即 第一嵌塊加熱器保持部半徑以及所述第二熱傳遞范圍的截面形狀的半徑即第二嵌塊加熱 器保持部半徑的關(guān)系為： 所述加熱器半徑<所述第一嵌塊加熱器保持部半徑<所述第二嵌塊加熱器保持部半 徑。
6. 如權(quán)利要求1所述的注塑成形用模具，其特征在于， 在所述第二嵌塊的所述第二熱傳遞范圍上設(shè)置有突起。
7. 如權(quán)利要求1所述的注塑成形用模具，其特征在于， 在所述第二嵌塊上設(shè)置有凸緣面，當將所述第二嵌塊插入所述槽時，所述凸緣面與所 述第一嵌塊的表面抵接，并在所述第二嵌塊與所述加熱器之間產(chǎn)生間隙。
8. -種注塑成形方法，其特征在于，包括： 使用加熱器對權(quán)利要求1至7中任一項所述的注塑成形用模具進行加熱的工序； 朝所述注塑成形用模具的所述型腔中注入樹脂的工序； 使用所述冷卻回路來冷卻所述注塑成形用模具的工序；以及 取出所述成形件的工序。
【文檔編號】B29C45/73GK104108165SQ201410068879
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年2月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月17日
【發(fā)明者】岡本將一, 佐藤照久, 八色隆, 結(jié)城正纮 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社