CN101384415A

CN101384415A - 具有剪切流产生部的注模装置

Info

Publication number: CN101384415A
Application number: CNA2007800052875A
Authority: CN
Inventors: 金月龙; 金鲜宇; 李彦锡
Original assignee: LG Chemical Co Ltd
Current assignee: LG Corp
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2027-02-12
Also published as: JP4674256B2; WO2007094594A1; TW200812780A; US20070190203A1; JP2009526666A; US7442021B2; KR20070081769A; TWI309602B; CN101384415B; KR100932848B1

Abstract

本发明涉及一种具有剪切流产生部的注模装置。该装置包括：注模，该注模具有其中充填与预定颜料混合的熔化的树脂的空腔；安装在所述注模中的剪切力产生部，其一些部分暴露于所述空腔中以与注入空腔中的熔化的树脂接触，并且其通过外部能量驱动而引起熔化的树脂与其表面接触以通过粘度产生剪切流，从而调整颜料在熔化的树脂中的位置；以及用于驱动所述剪切力产生部的驱动部。通过在位于注模内部的接缝产生区域的熔化的树脂中产生剪切流并因此调整混入熔化的树脂中的颜料在相应区域的位置，根据本发明的注模装置能够解决由于接缝附近区域的颜料差的取向和低含量而引起的问题，从而制造高质量的产品。

Description

具有剪切流产生部的注模装置

发明领域

本发明涉及一种具有剪切流产生部的注模装置。

背景技术

为了在合成树脂产品的表面增添如金属、珍珠和大理石纹理等的纹理，已知一种其中在注模之前将树脂材料与多种颜料混合用于呈现纹理的方法。与向合成树脂产品的常规非纹理表面施加喷涂或涂漆工艺的方法相比，该方法具有如下优点：制造成本更低，没有与涂敷或涂漆工艺有关的环境问题。

同时，在注模之前混合熔化的树脂与颜料的方法中，重要的是，在注模之后颜料应该均匀地分布于产品表面。具体而言，片状颜料应该与产品表面平行取向。这样，只有当所述颜料均匀分布并适当取向，树脂中包含的颜料才能均匀地反射更多的光，从而可以制得具有光亮感和高质量的产品。

然而，在注模的模具中，在至少两股熔化的树脂相汇的图1的区域R(即，接缝)，用于在产品中形成中空的空的后面附近区域(图2中的附图标记14)，由于喷泉流动效应，熔化的树脂中的颜料由型芯层(图3中的附图标记C)折向表面层(图3中的附图标记S)。

由于此现象，在接缝的附近区域产生其中颜料的含量比其它区域相对低的低含量区域(图3中的附图标记A)。尤其是在颜料不是多面体型而是片状的情况下，颜料的取向(图3和图6中的附图标记21)与产品的表面垂直或倾斜于产品表面，从而反光的量显著降低，且该部分看起来像黑线，由此产生次品。

图1和2示意性地呈现了通过常规注模来注塑产品。虽然注模的结构随将要制造的产品的形状变化，为了便于理解，描述具有最简单结构的模具作为例子。

参照图1，将芯板15和型腔板13结合而形成单个模具11，且反映将要制造的产品的形状的空腔17在其内部形成。另外，用于注入熔化的树脂19的通路13a位于型腔板13的两侧部分。在设计模具11时，鉴于多种因素，例如熔化的树脂19的流动性质、流动长度等，通路13a的位置应该位于最合适的位置。此外，在一些情况下，通路13a的数量也可以改变。

然而，在模具具有多个通路，即使模具十分简单的情况下，甚至在模具具有单个通路的情况下，通过具有孔和不同厚度的产品结构，两股熔化的树脂相汇，并且这里存在许多通过各通路或者通过产品的结构注入的两股熔化的树脂19在空腔17中彼此频繁相汇的情况。在如图1所示的例子中，通过两侧的通路13a注入的熔化的树脂19在z方向移动以充填空腔17时在中心部分相汇。

如上所述具有不同流动的熔化的树脂相汇的位置称为接缝R。由于不同于其它位置，树脂在接缝的附近区域的流动不平缓，发生多种不合需要的现象，其可能导致产品产生缺陷。

由接缝产生的所述问题在熔化的树脂与颜料混合用于在产品上呈现纹理的情况下更加明显。

另外，即使不同于图1中所示的情况树脂通过单个通路13a注入，在模具11的空腔17具有型芯14的情况下，接缝也很可能在型芯(图2中附图标记14)的后侧产生。

图2呈现了具有型芯14的模具11。

参照图2，可以看出，通过单个通路13a注入空腔17的熔化的树脂19在箭头P的方向粘性流动以逐渐充填空腔17。熔化的树脂19通过型芯14分开然后在型芯14的后侧再次相汇。换句话说，通过型芯14分开的流体在型芯14的后侧再次结合。

所述结合产生与在如图1所述两股流体(通过不同的通路流入)相汇时产生的相同问题。换句话说，其产生接缝R。

图3、4和5用于解释图1中所示的常规注入模具的问题。

图3呈现了在图1中的接缝R附近的颜料21的流动性质。熔化的树脂主要是粘性流体，当其在流动通路内部流动时，其中心部分流动最快，随着接近壁，在接近壁的部分流动较慢。通常，在中心部分的流体层称为型芯层C，而在外面部分的流体层(即，在型芯层和壁之间)称为表面层S。

同样参照图3，在模具的空腔17中以z方向流动时相汇到一起的型芯层C彼此碰撞，然后以相反方向流回(同时像喷泉样的向四周展开)。此时，空腔处于被熔化的树脂充填的状态，因此没有熔化的树脂的流入。因此，在碰撞后以相反的方向流回然后位于表面层的熔化的树脂不能再移动，然后在此位置固化而产生产品。

同时，混入熔化的树脂中的颜料21沿着熔化树脂的流动而移动，然后在图3中所示的图案取向后停止。因此，在接缝的上部和下部产生其中颜料的含量十分低的低含量区域A。所述低含量区域A为其中颜料21的含量明显比其它部分低的部分，其由于光反射区域降低而看起来是黑暗的，并产生在产品的这些部分不呈现纹理的结果，尤其是在颜料21为所示的片状的情况下。

图4为显示流动的熔化的树脂19在模具的内部固化的状态的剖面图。如图所示，可以看出，所述低含量区域A位于接缝R的附近。如图5中所示，在将型腔板13从芯板15上打开并取出注模产品B时，很容易看出，产品B的中心部分，即在接缝R的附近区域的低含量区域A比其它区域看起来更暗。将这种产品划分为次品。

图6为用于解释图2中所示的常规注模的问题的图2的沿线Q-Q的剖面图。

参照所述附图，可以看出，所述低含量区域A位于模具14的侧面部分。所述低含量区域A由与图3的相关描述相同的原因产生，且在产品的表面呈现为接缝R。

发明内容

技术问题

本发明的目的是解决上述问题，提供一种具有剪切流产生部的注模装置，该装置通过在注模内部的接缝产生区域安装剪切流产生部而能够制造高质量的产品，所述剪切流产生部用于向熔化的树脂施加由于粘度的剪切力，以调整熔化的树脂中混入的颜料的位置，从而解决由于差的取向和在接缝的附近区域颜料含量少而产生的问题。

技术方案

为了完成本发明，本发明提供一种具有剪切流产生部的注模装置，该装置包括：注模，该注模具有其中充填与预定颜料混合的熔化的树脂的空腔；安装在注模中的剪切力产生部，其一些部分暴露于空腔中以与注入空腔中的熔化的树脂接触，并且其通过外部能量驱动而引起熔化的树脂与其表面接触以通过粘度产生剪切流，从而调整颜料在树脂中的位置；以及用于驱动剪切力产生部的驱动部。

此外，所述剪切力产生部包括安装的至少一个辊或者移动表面传送带，以使其外表面的一部分在空腔中突出，并通过轴向旋转引起熔化的树脂与外表面接触以在旋转方向产生剪切流。

此外，至少两个所述辊彼此平行设置并根据熔化的树脂的条件在相同或不同旋转方向旋转。

此外，所述模具装有在纵向延伸的导槽，并且所述剪切力产生部包括以被支撑于导槽中的状态往复运动的往复运动部件，并且所述剪切力产生部具有突出部分以在往复运动时向熔化的树脂提供剪切力。

此外，所述驱动部可以包括销接到所述往复运动部件上并延伸到模具外面的枢转连杆以及用于枢转所述枢转连杆从而使枢转连杆操作所述往复运动部件的驱动器。

此外，所述驱动部可以包括安装在所述往复运动部件上的齿条、与所述齿条啮合的小齿轮以及用于旋转所述小齿轮的电动机。

此外，所述驱动部可以包括安装在往复运动部件一部分上的电磁铁以及以可依赖性地移动的状态固定到导槽上并在操作电磁铁时引起所述往复运动部件向前或向后移动的栓塞。

附图说明

通过下面结合附图而给出优选实施方式的描述，本发明的上述和其它目的、特征和优点将变得显而易见，其中；

图1和2为分别呈现使用常规注模的产品的注塑的示意图。

图3、4和5为用于说明图1中所示的常规注模的问题的图。

图6为用于说明图2中所示的常规注模的问题的沿图2中的线Q-Q的剖面图。

图7和8为分别示意性地说明在具有本发明的剪切流产生部的注模装置中的根据第一实施方式的辊型和根据第二实施方式的移动表面传送带型剪切流产生部的结构图。

图9和10为说明图7和8中所示的注模装置的部分透视图。

图11、12和13为用于解释图7和8中所示的注模装置的操作的图。

图14为说明通过图7中所示的注模装置制造的产品的剖面图。

图15为用于说明根据本发明第三实施方式的使用多个辊的注模装置的结构的示意图。

图16和17为用于解释图15中所示的注模装置的操作的图。

图18为用于说明通过图15中所示的注模装置制造的产品的剖面图。

图19为用于说明根据本发明第四实施方式的注模装置的结构的示意图。

图20为用于解释图19中所示的注模装置的操作的图。

图21为用于说明通过图19中所示注模装置制造的产品的剖面图。

图22为用于说明图19中所示的注模装置中驱动部的一个例子的示意图。

图23为用于说明图19中所示的注模装置中驱动部的另一个例子的示意图。

图24为用于说明图19中所示的注模装置中驱动部的又一个例子的示意图。

具体实施方式

如下面的实施例中所示说明本发明实用的的和目前优选的实施方式。在本描述中混入熔化的树脂的颜料示例性的为片状颜料，然而，可以理解，除了片状颜料，还可以采用多面体型或其它类型的颜料。

图7为示意性地说明根据本发明第一实施方式的具有剪切流产生部的注模装置的结构图。

参照所述附图，根据第一实施方式的注模装置包括用于制造板状产品(参考图14中的附图标记B)的模具41、安装在模具41中的辊49和用于驱动辊49的驱动部。

模具41构造有芯板45中固定在芯板45上部的型腔板43，用于将熔化的树脂注入模具的空腔47中的通路43a设置在型腔板43的两侧。鉴于熔化的树脂的流速、流动长度等，通路43a位于最合适的位置。

同时，辊49为圆杆式部件，其具有预定直径并且所述辊的外周表面的一部分向模具41的空腔47突起，并接受来自安装在模具41的外面部分的电动机51的能量以轴向旋转。

辊49以垂至于在z方向流动的熔化的树脂的流入方向而设置，且位于距离接缝较短距离的位置。为了参照，可通过常用数值分析准确的预测接缝。虽然在本实施方式中辊49在距离接缝R较短的距离，但是在某些情况下，辊49的中心也可以与接缝对齐。

如图11中所示，由于辊49的外周表面的一些部分向空腔47中突起，所以熔化的树脂可以通过突起的外周表面以图11中的箭头X的方向粘性流动。因此，辊将包含在熔化的树脂中的颜料21移动到低含量区域(图4中的附图标记A)，并且此时，尤其是在颜料为片状颜料的情况下，使颜料基本平行于模具的向内表面而取向。

用于驱动辊49的驱动部包括用于向辊49传送旋转扭矩的电动机51和用于控制电动机51的控制器53。所述控制器为旋转速度和旋转方向可调节的常规控制工具。除了电动机的其它驱动工具也可以使用，只要其能够转动辊49。

图8为示意性地说明根据本发明第二实施方式的具有剪切流产生部的注模装置的结构图，由于代替图7中的辊的宽的移动表面传送带50的整个表面轻微突出和移动，所以相比难以制造部件，其具有可以使剪切流的作用最大化。

图9和10为说明图7和8中所示的注模装置的部分透视图，其中，示例性地说明了辊49和电动机51之间的动力传递连接。

如图所示，辊49旋转安装在芯板45上。与如上所述相同，辊49的外周表面的一部分突出到芯板45的上面部分上。

具体而言，辊49的一端部延伸到芯板的侧面部分，且滑轮49a固定到延伸的端部。滑轮49a通过传送带52连接到固定到电动机的传动轴的驱动滑轮51a上。因此，如果驱动电动机51，电动机51的旋转扭矩通过传送带52传递到辊49上。

图11、12和13为用于解释图7和8中所示的注模装置的操作的图，其中，熔化的树脂通过辊49的旋转在箭头X的方向以熔化的树脂已经充填到模具的空腔47中的状态粘性流动。从熔化的树脂开始充填在空腔47中开始到熔化的树脂固化之前操作辊49，且特定的操作时间随着熔化的树脂的条件或性质的改变而变化。参照附图，可以看出，熔化的树脂中的颜料21(虽然颜料21单独示于图中，但正常的是熔化的树脂充填在空腔47中)的位于表层S的颜料21以基本上平行于型腔板43和芯板45的向内表面而取向。具体而言，即使在接缝R的低含量区域A，颜料21也以与其它部分相同的分布密度充填。这是通过操作辊49而产生的结果。

换句话说，当辊49在箭头m的方向轴向旋转时，与辊49的外周表面接触的熔化的树脂在箭头X的方向粘性流动，此时，分布在熔化的树脂中的颜料21在流动的方向取向并移动至低含量区域A。由于粘性流动的性质，在除了接缝附近部分的其它区域中的颜料以平行于型腔板43和芯板45的向内表面而取向，且全部以均匀的密度分布。

图14为说明通过图7中所示的注模装置制造的产品的剖面图。

在通过图5的过程将颜料21以优选的取向角度充填在低含量区域A的状态下，通过冷却固化树脂之后通过分离模具可以制得图14中的产品B。

参照图14，可以看出，颜料21全部以均匀密度分布在产品B的内部，这里没有在常规技术中会成为问题的低含量区域，且邻近产品表面的颜料基本平行于表面而取向。因此，入射到产品外表面的光通过各颜料21(没有黑暗区域)反射而向外部呈现出光亮感。

附图标记G为在熔化的树脂固化时以辊49插入其中的状态形成的槽。放置该槽的表面为从外部看不见的内表面。

图15为示意性说明根据本发明第三实施方式的注模装置的结构图。将在下面描述的根据第三实施方式和第四实施方式的注模装置具有与第一实施方式相同的原理。此外，与在上面描述中的附图标记相同的附图标记指示具有相同功能的相同部件。

参照图15，根据本发明第三实施方式的注模装置的芯板57具有多个辊49。四个辊49通过电动机51以相同的旋转速度旋转。辊49的旋转速度(旋转速度还包括旋转方向)可以通过控制器53控制。

另外，在各辊49和电动机51之间的动力传递连接可以通过常规动力连接进行。此外，辊49的操作时间与第一实施方式中的相同。

图16和17为用于解释图15中所示的注模装置的操作的图。

如图所示，多个辊49由芯板57的向内表面向向上部分突起。各辊49使充填到空腔47中并与辊的外周表面接触的熔化的树脂在箭头X的方向粘性流动，从而使熔化的树脂中的颜料21以均匀密度分布并在所需方向取向。辊49的功能和操作机理与第一实施方式中的相同。

另外，为了根据树脂、形成条件、模具，如颜料的尺寸、树脂的温度、模具的温度、树脂的粘性、树脂层的厚度、辊的直径和旋转速度等来控制流体的流动至所需方向，辊49可以以相同或不同方向旋转。例如，图16中的辊49的旋转方向与图17中的辊49的旋转方向相同，但是在模具空腔部分中对应于产品外表面的树脂和颜料的流动方向彼此相反。如图16和17中所示，这根据流体的流动性质和处理条件而变化。

如图所示，颜料21在产品B的内部均匀分布，尤其是各颜料21与产品B的内表面和外表面平行而取向。毫无疑问，颜料全部均匀分布并不产生低含量区域，因此，即使混入产品B中的颜料不是片状而是多面体型，接缝也是不可见的。

图19为示意性说明根据本发明第四实施方式的注模装置的结构图。

参照附图，导槽59a在芯板59的内部形成，往复运动部件61被支撑在导槽59a上，以使在箭头P的相同或相反方向沿直线往复运动。往复运动部件61为板式部件，其中其两端支撑性地插入导槽59a中，且其上表面暴露于空腔47中。

在往复运动部件的上表面上形成多个突起部分61a。突起部分61a为在与通过注入口43a流入空腔47中的熔化的树脂19的流动方向垂直的方向延伸的线性突起，其使熔化的树脂在往复运动部件61沿箭头P的方向运动时沿图20中箭头X的方向粘性流动。

附图标记55表示用于驱动往复运动部件的驱动部，且在某些情况下其驱动原理可以改变，可以采用各自在图22、23和24中所示的连杆、齿轮或电磁铁型。

图20为用于解释图19所示的注模装置的操作的图。

如图所示，充填在模具空腔47中的一些熔化的树脂(图20中仅示出了熔化的树脂中的颜料21)与往复运动部件61的上表面接触。在此状态下，如果往复运动部件61通过驱动部55在箭头P的方向连续运动，突起部分61a在熔化的树脂中引起沿箭头X的方向的粘性流动，并使通过不同路径流入以接触的熔化的树脂中的不均匀颜料21移动至低含量区域(通常直到操作辊49或往复运动部件61时产生低含量区域)。

总之，通过重复操作往复运动部件61以产生足够的粘性流动，从而可以使颜料21均匀分布并在所需方向取向。在使用多面体颜料的情况下，颜料的取向不重要。

图21为说明通过图19中所示的注模装置制造的产品的剖面图。

参照附图，可以看出，颜料21在产品B的内部均匀分布而没有低含量区域。

图22为说明在图19中所示的注模装置中的驱动部件55的一个例子的示意图。

如图所示，枢转连杆67通过连接铰链71销接到往复运动部件61的下表面。枢转连杆67为具有预定长度的杆，其延伸到芯板59的外部，并处于连接到往复运动部件61的状态，且其具有通过销69a销接到固定铰链69上的中心部分。

为了将枢转连杆67连接到固定铰链69上，在枢转连杆67的相应部分具有伸长的狭缝67a，固定铰链69的销69a插入狭缝67a中。如此，通过在枢转连杆67中形成的狭缝67a，枢转连杆67以固定到固定铰链69上的状态而自由枢转。

驱动器65连接到枢转连杆67的下端部。驱动器65为气压或水压驱动器，其驱动杆65a连接到枢转连杆67的下端部。因此，在操作驱动器65以使驱动杆65a往复运动时，往复运动部件61以被支撑于导槽中的状态在左右方向往复运动。附图标记63为缓冲弹簧。

图23为说明在图19中所示的注模装置中的驱动部件的另一个例子的示意图。

参照附图，可以看出，齿条73安装在往复运动部件61的下表面，且小齿轮75与齿条73啮合。小齿轮75固定到电动机77的驱动轴上，且向齿条73传递电动机的旋转扭矩，以使往复运动部件61以被支持在导槽59a中的状态下往复运动。在往复运动部件61的两端不设置缓冲弹簧63。

图24为说明在图19中所示的注模装置中的驱动部件的另一个例子的示意图。

如图所示，在往复运动部件61的端部内设置电磁铁部分79，且在电磁铁部分79中相应的安装栓塞81。栓塞81为通过在向电磁铁部分79施加电流时产生的感应电磁力而朝向或远离往复运动部件61的部件。电磁铁的操作原理在现有技术中众所周知。

然而，栓塞81固定在导槽59a的端部内部。因此，不是栓塞81而是往复运动部件61朝向或远离栓塞81运动，即，在向电磁铁部分施加电流时沿箭头的方向往复运动。如此，可以通过电流作为驱动源来操作往复运动部件61。

工业实用性

如上文所述，通过在位于注模内部的接缝产生区域的熔化的树脂中产生剪切流并因此调整混入熔化的树脂中的颜料在相应区域的位置，根据本发明的具有剪切流产生部的注模装置能够解决由于接缝附近区域的颜料差的取向和低含量而引起的问题，从而制造高质量的产品。

本领域的技术人员应该理解，前面说明书中公开的概念和具体实施方式可以用作修改或设计执行与本发明相同目的的其它实施方式的基础。本领域的技术人员还应该理解，这种等同的实施方式不偏离如所附权利要求书中阐述的本发明的实质和范围。

Claims

1、一种具有剪切流产生部的注模装置，该装置包括:

注模，该注模具有其中充填与预定颜料混合的熔化的树脂的空腔；

安装在所述注模中的剪切力产生部，其一些部分暴露于所述空腔中以与注入空腔中的熔化的树脂接触，并且其通过外部能量驱动而引起熔化的树脂与其表面接触以通过粘度产生剪切流，从而调整颜料在熔化的树脂中的位置；

以及用于驱动所述剪切力产生部的驱动部。

2、如权利要求1所述的具有剪切流产生部的注模装置，其中，所述剪切力产生部包括安装的至少一个辊或者移动表面传送带，以使其外表面的一部分在所述空腔中突出，并通过轴向旋转引起熔化的树脂与外表面接触以在旋转方向产生剪切流。

3、如权利要求2所述的具有剪切流产生部的注模装置，其中，至少两个所述辊彼此平行设置并根据熔化的树脂的条件在相同或不同旋转方向旋转。

4、如权利要求1所述的具有剪切流产生部的注模装置，其中，所述模具装有在纵向延伸的导槽，并且所述剪切力产生部包括以被支撑于所述导槽中的状态往复运动的往复运动部件，并且所述剪切力产生部具有突出部分以在往复运动时向熔化的树脂提供剪切力。

5、如权利要求4所述的具有剪切流产生部的注模装置，其中，所述驱动部包括销接到所述往复运动部件上并延伸到所述模具外面的枢转连杆以及用于枢转所述枢转连杆从而使枢转连杆操作往复运动部件的驱动器。

6、如权利要求4所述的具有剪切流产生部的注模装置，其中，所述驱动部包括安装在所述往复运动部件上的齿条、与所述齿条啮合的小齿轮以及用于旋转所述小齿轮的电动机。

7、如权利要求4所述的具有剪切流产生部的注模装置，其中，所述驱动部包括安装在所述往复运动部件一部分上的电磁铁以及以可依赖性地移动的状态固定到所述导槽上并在操作电磁铁时引起所述往复运动部件向前或向后移动的栓塞。