CN101264655A - 塑料基材注塑成型的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一个用于塑料基材注塑成型的方法和设备，使用至少一个直接截止阀喷嘴(2)通过注射口(4)与模具(1)相连，为了提高成型模件在注射点附近的感观质量，塑料基材注射到模具内之后，注射口(4)周围的区域被局部调节冷却，塑料基材注射到模具内之前，所述区域也可以经过局部调节加热。

Description

塑料基材注塑成型的方法和设备

技术领域

本发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。

本发明还涉及塑料基材的注塑成型方法和设备，更适宜的是使用至少有一个直接截止阀的喷嘴，通过注射口与模具连接，借助压力塑料材料施加到该喷嘴。

背景技术

对于聚合物注塑成型，例如聚碳酸酯，直接的截止阀注射是一个很严格的成型过程，涉及到注射口附近模件表面的感观质量。

相反的，上述质量会被一系列缺陷所影响，总结如下：

-冷补或材料降解；

-小连接线；和

-成型模件外表面不透明的晕环。

对于表面镜面抛光的高质量成型元件，上述缺陷尤为明显。

上述前两个缺陷与模塑表面温度或熔化的塑料基材的温度有关。

由于被控制受热区域(注塑点)很小，且靠近该区域有很重要的热量限制，例如：该区域受注射器温度(大约300℃)和模具表面温度(大约90℃)的影响，它们因此呈现明显的差异，利用热静态系统控制温度并不是一个有效的方法。

众所周知，目前没有已知的系统和方法能有效的消除上述缺陷。

在注塑成型系统中，这部分大家普遍认为是利用循环加热和冷却，然而，它作用于完整的模塑件表面，其目的在于提高注塑模件的总体质量。

发明内容

本发明的目的是对于前述技术问题提供一个有效的解决方法，尤其提供了一个控制温度的动态系统，这能够消除或至少大大降低上述成型模件在注射点附近的感观缺陷，使用动态热效应有益于克服在静态系统控制温度时不能保证的温度控制。

根据本发明，达到上述目的，通常的方法是借助于动态系统控制注射器喷嘴附近的温度，尤其是注射口附近区域的温度。

更精确地，本发明的主题是提供一种上述定义类型的注塑成型方法，其特点是，包含一个在模具内的塑料基材注射后，对注射口周围区域的局部可控冷却阶段。

本方法还包括一个在模具内塑料基材注射前，对注射口周围区域局部可控加热阶段。

在这里，与施加注射压力同步，循环实施提高和降低注射口周围区域温度的阶段。在开始注射前进行加热目的是提高注射口附近区域的温度达到塑料基材的软化点之上。这样，可以加热注射口温度和部分附近聚合物的温度，因此更适合模具中聚合物自身流出和均匀分散。由于上述区域是非常集中的，这将不可避免的导致模塑件表面温度上升，会出现塑料基材附着在钢质模具腔中的危险。因此注射后降低温度可以防止此缺陷，使注射口附近区域的温度达到一定的热量值，适合与成型模件的取出温度。

本发明的还为该方法的应用提供一种设备，所述设备包括加压装置、模具、至少一个直接截止阀喷嘴，直接截止阀喷嘴通过注射口与模具连接，借助上述压力，熔化的塑料应用到所述阀喷嘴上，其特点是，包括在注射口附近区域的局部温度调节装置和控制所述温度调节装置的控制装置。

典型的局部温度调节装置包括冷却装置，其在塑料基材注射到模具后，通过控制装置来启动。局部温度调节装置还可能包括加热装置，其在塑料基材注射到模具之前，通过控制装置来启动。

附图说明

本发明的另一个特点将在本章中进行详细的描述，关于图表中附加图，所提供的图表完全是作为非限制的例子，其中：

图1为本发明的模具的一部分及对应的用于塑料基材注塑成型相应的注射器的剖面示意图；

图2为与图1中模具相联接的温度调节系统图示；

图3显示使用图2中温度调节系统导致温度的循环变化图示；

图4显示本发明注塑成型循环的时间段。

具体实施方式

参照图1，其中标号1指塑料基材注塑成型设备中模具的一部分，对于本领域技术人员，很容易理解将此部分作为一个整体描述，而没有必要描述它的各个组件。

为了达到本发明的目的，成型设备包含塑化加压装置，使用热腔多支管，通过此装置将软化的塑料基材提供给一个或多个注射喷嘴2，将塑料基材注射到模具中。

注射喷嘴2，众所周知，是一种直接截止阀，其中截止元件3通过注射口4打开和闭合经注射喷嘴塑料基材流动的通道与模具腔之间的连通。

标号5为在注射口4对应位置，或者准确的说是限定所述注射口的环行插件，在图示的例子中，其在模具1的中空体6末端处，形成一个聚料腔(sump)10，注射口喷嘴2插入其中。

应说明的是插件5可以被直接成型或应用在喷嘴2终端，可以为不同于环行的结构。插件5由热传导材料制成，应用到上此处的是很高效的加热元件7，由一个或多个电阻构成，如实例所示，是一个环行结构。所述加热元件7通过导体8连接到电控单元10，如图2所示，将在下面进行更为详尽地描述。

此外，使用中，可以将温度调节电路9连接到注射口4区域，它在示例中与中空体6中合成一体，靠近加热插件5，同时它于冷却装置11相连。在图2中说明，通过电磁阀12冷却装置11与电控单元10连接，电磁阀12将对上述冷却装置自动开断。

电控单元10控制加热元件7和调节电路9的逻辑和定时激活，调节电路9作为一个来自于模具设备压力的控制和同步信号13的功能。下文将对其特征进行描述。

本发明的操作原理是基于注射口4，也就是直接截止阀喷嘴2的孔口区域温度的突然变化，包括在塑料基材注射前显著的加热，其后强制的冷却。图4显示模塑循环的时间图解：加热注射口4，如上所述，在注射阶段前立即实施，此过程利用加热元件7；在注射阶段后进行冷却，此过程利用温度调节电路9，。

注射口4的加热和冷却阶段由电控单元10来调节，与设备压力的同步信号同时发生。

开始注射前的加热阶段能够使注射口4周围的区域温度高于聚合物可以被注射到模具内的软化温度。当聚合物是聚碳酸酯时，温度一般要升高到140℃左右。这样，注射口4周围区域和附近的部分聚合物就会被加热，因此在随后的注射阶段聚合物能够更好的流出并且更均匀分布。

由于上述区域非常集中，这将不可避免的导致模塑件表面温度上升，会出现塑料基材附着在模具腔中的危险。在注射阶段后，借助于温度调节电路9的调节可以克服此类问题，注射口4周围的区域温度被降低更适合成型模件的取出。当塑料是聚碳酸酯时，注射口4周围区域的温度一般会降低到110℃以下。

图3表明当插件5的温度在上述两个值之间的时间的温度循环变化行为。

应该说明的是，当自动中断冷却流的冷却装置11预先设置到温度调节电路9时，电磁阀12系统并不是一定要有的。

本申请人进行的实验表明，本发明能够消除或者至少大大降低成型模件在相应的注射点附近区域的某些感观缺陷，例如：

-在一些特殊的应用中，由于被注射的塑料基材流出速度很慢，会出现连接微缝；

-当注射口直径与成型模件厚度比例相差大于1时，由于喷射的影响会导致滴点(drop-shaped)的形成。

-在相应的喷嘴终端、临近注射口锥体的区域冷却点停滞，并且在第一次注射阶段冷却点会转移到成型模件上。

我们必须说明的是，根据本发明，塑料基材注射到模具之后，仅仅通过局部调节冷却注射口周围区域温度的阶段可以显著降低前述缺陷，也就是说，在模具中塑料基材注射前，省略局部调节加热注射口周围区域温度的阶段，上述加热阶段因此被认为是可选择的。

在本专利的保护范围内，根据另一个可选择的方案，加热阶段可以借助注射器本身的热量来提供。

当然，参照所描述的实施例，关于设备的详细结构可能与其有所相同，但这并没有背离本发明范围，在后面的权利要求中有述。

因此，例如，温度调节电路9可以在喷嘴2的终端部分提供，或在插件5内提供，类似地，根据任意适当的布置和组合，加热元件7可以与喷嘴2的终端部分结合使用，而不是在插件5中。

Claims (19)

1. 一种塑料基材注塑成型的方法，其利用至少一个直接截止阀喷嘴(2)，其通过注射口(4)与模具(1)相连，要被注射的塑料基材借助一个压力进入模具，其特征在于：塑料注射到模具后，包括一个局部可控冷却注射口(4)周围区域的阶段。

2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在塑料基材注射到模具前，还包括一个局部可控加热注射口(4)周围区域的阶段。

3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述局部可控加热注射口(4)周围区域温度的阶段，温度通常高于被注射塑料基材的软化温度；通过所述局部可控冷却注射口(4)周围区域温度的阶段，温度通常低于被注射塑料基材的软化温度。

4. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述局部可控加热和可控冷却与所述压力同步。

5. 根据权利要求3所述的方法，其中被注射的塑料基材是聚碳酸酯，其特征在于，所述较高温度是在140℃的范围内。

6. 根据权利要求3所述的方法，其中所述塑料基材是聚碳酸酯，其特征在于，所述较低温度低于110℃。

7. 用于塑料基材的注塑成型设备，其包括加压装置、模具(1)、至少一个直接截止阀喷嘴(2)；直接截止阀喷嘴通过注射口(4)与模具连接，借助上述加压装置，熔化的塑料基材被应用到直接截止阀喷嘴，其特征在于，其包括对注射口(4)附近区域局部温度调节的装置(7，9)以及控制所述温度调节装置(7，9)的控制装置(10)。

8. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述局部温度调节的装置包括一冷却装置(9，11)，在塑料基材注射到模具(1)阶段后，通过所述控制装置(10)来启动。

9. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述局部温度调节装置包括一加热装置(7)，在塑料基材注射到模具(1)阶段前，通过所述控制装置(10)来启动。

10. 根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述控制装置(10)与所述加压装置施加压力同步循环启动所述加热装置(7)和所述冷却装置(9，11)。

11. 根据权利要求9所述的设备，其特征在于，所述加热装置(7)预先设置成升高所述注射口(4)周围区域温度高于被注射塑料的软化温度。

12. 根据权利要求11所述的设备，当被注射塑料基材是聚碳酸酯时，其特征在于，所述加热装置预先设置成升高所述注射口(4)周围区域温度达到140℃范围。

13. 根据权利要求8所述的设备，其特征在于，所述冷却装置(9，11)预先设置成冷却所述注射口(4)周围区域温度低于被注射塑料的软化温度。

14. 根据权利要求13所述的设备，当被注射塑料基材是聚碳酸酯时，其特征在于，所述冷却装置(9，11)预先设置成冷却所述注射口(4)周围区域温度低于110℃范围。

15. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述局部温度调节装置(7，9)使用时至少部分地与所述喷嘴(2)联接。

16. 根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述局部温度调节装置(7，9)使用时至少部分地与位于所述注射口(4)周围区域的部件(15)联接。

17. 根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述部件包括一个限定所述注射口(4)的环行插件(5)。

18. 根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述环行插件(5)应用到所述模具(1)上。

19. 根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述环行插件(5)应用到所述喷嘴(2)上。

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