CN1211194C - 一种获得热塑树脂注射成型产品的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种成型方法，该方法能获得具有高质量外观的热塑树脂注射成型产品，其中传统注射成型方法的成型周期时间不会显著加长。通过下述方法来解决问题：提供一种成型方法，在其中利用一种用来获得具有高质量外观的热塑树脂注射成型产品的传统已知方法，并且控制用来加热/冷却的温度梯度和/或加热/冷却介质的流动速率，从而在保持产品满意外观的同时缩短成型周期时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种用来获得具有高质量外观的热塑树脂注射成型产品的方法，其中借助于将金属模具的温度设定为比所用热塑树脂的热变形温度高至少0-100℃的水平来实施成型，更详细地说，本发明涉及一种用来获得热塑注射成型树脂制品的方法，它消除了成型周期时间比在常规广泛使用的普通注射成型法中长的缺点。
背景技术
在热塑树脂注射成型中将金属模具温度和成型树脂温度设定为高水平，以便获得高质量外观的工艺在本领域中是众所周知的。然而，当在热塑树脂注射成型中将金属模具温度和成型树脂温度设定为高水平时会造成一个缺点，即成型周期变得比在传统注射成型法情况下的成型周期长。
使用在日本来审查专利申请发布No.H10-100216，即由本发明申请人先前提出的一项申请中提供的方法，人们能获得具有高质量外观的成型产品。然而，这也引起成型周期时间比在广泛使用的传统注射成型法情况下长的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种成型方法，其中，在一种能解决与传统的热塑树脂普通注射成型法相关的问题并用来获得具有所需高质量外观的注射成型产品的成型方法中，成型周期时间与多种传统的普通成型法相比没有显著的加长。
本发明要解决的问题是：提供一种用来获得具有高质量外观的热塑树脂注射成型产品的方法，其特征是在于如下事实：在一成型方法中，在将熔融热塑树脂注射进金属模具的状态下，将该金属模具的温度设定为比所注射热塑树脂的热变形温度高0-100℃的水平，而且通过采用5-100℃/分钟的温度梯度迅速加热和/或冷却来缩短成型周期时间，该温度梯度为10-95℃/分钟更好，而15-90℃/分钟最好，所述金属模具迅速加热是利用在金属模具的管内循环的一加热介质和埋置在金属模具壁内部的一电加热元件的结合来实现的，所述金属模具迅速冷却是利用在金属模具的管内循环的一冷却介质来实现的。
而且，在解决本发明问题的情况下，可以采用在金属模具内部的管中循环加热/冷却介质的方法作为采用上文提及的温度梯度迅速加热和/或冷却金属模具的手段。这种有利的加热介质的实例包括：具有高热容量的已加热液体例如过热蒸汽、已加热的水和已加热的油，而冷却介质的实例包括已冷却的水或已冷却的油。能用来达到这一目标的装置的实例是图1所示的装置，它是在由本发明申请人先前提出的一项申请即日本未审查专利申请发布No.H10-100216中出现的。而且，在实施加热中也能同时使用埋置在金属模具内部的电加热元件以便更迅速地完成加热。
另外，为了用在金属模具内部的管中循环加热/冷却介质的方法迅速地实施加热和/或冷却，在加热/冷却管内循环介质的流量应为3升/分钟或更多，更好是5升/分钟或更多较好，而最好是7升/分钟或更多。而且，借助于结合使用埋置在金属模具内部的电加热元件可使加热更加迅速地实施。其原因在于由转换加热/冷却介质的阀造成的时间延迟能借助于加热计时可独立控制的电加热元件得到补偿。
下面借助于一有利的操作实例来解释本发明，但本发明的范围不受该实例限制。
这个操作实例是利用混合物Cycoloy C6600(商品名；由NihonG.E.Plastics K.K.制造)来实施的，该混合物通过熔化捏合的热塑树脂聚碳酸酯和ABS树脂来获得，由此形成一种不填充纤维增强材料等等的无填充物材料，具有90℃的热变形温度。
成型产品在操作实例使用的是一种薄托盘状材料，它具有1.2mm的厚度、204.0mm的高度、280.3mm的宽度以及一个测量值为15.0mm的侧面，采用这种材料在图2A、2B中显示为成型产品A。还有，如图3A、3B所示的成型产品B是一盒状材料，它的测量值为厚1.5mm、高80.0mm、宽150.0mm并具有一个12.0mm高的侧面。用于该操作实例的装置是上文提及的在日本未审查专利申请发布No.H10-100216中提供的图1所示装置。
在这种装置中，如图示意出，供给到金属模具1中或从后者返回的来自温度调节器2的加热介质和来自冷却器3的冷却介质，能借助于安装在转换/控制单元4内的一输入阀(Vin)和一返回阀(Vr)迅速地转换。而且，加热/冷却介质从供给口5供给到该金属模具并从返回口6返回。此外，尽管未在图中显示，在金属模具中可埋置电加热元件，而且此元件可结合使用以便进一步增加加热期间的温度梯度。
为了确认在该操作实例中显示的效果，采用一种不包含加热/冷却的传统注射成型法作为参考实例，而且在进行本发明改进之后实施成型，并采用改进前的加热/冷却成型作为比较实例。另外，还在同样的成型条件下并在注射成型通常使用的金属模具温度下实施成型，并进行对比。
在本发明的加热/冷却循环中结合温度梯度控制可以有利地实施成型。表1描述一种对比，其中用一种不采用加热/冷却循环的传统成型法(参考实例)制成具有33秒成型周期时间的成型产品A和具有45秒时间的成型产品B，和实施温度梯度预置为10-50℃/分钟的操作实例。而且，如在比较实例中所示，在温度梯度不受控制的传统加热/冷却成型法中的成型周期时间分别是至少3分钟和3分20秒。
在温度梯度不受控制的比较实例中该时间是3分钟或者更多的同时，在温度梯度如上文所述受到控制的操作实例中相应的时间是35秒和50秒，因而这两个成型周期时间接近于参考实例的两个成型周期时间。成型产品的外观可比得上在使用加热/冷却循环的传统成型方法中完成的成型产品外观。
表1
具有由加热/冷却过程控制的温度梯度的成型周期时间
而且，如表2所示，在使用上文所述加热/冷却循环的传统成型法中需要2-3分钟的成型周期时间，其中在冷却管内循环的介质流动速率为低于1升/分钟。然而，在本发明的加热/冷却成型法中，如在图2A、2B中所示，在操作实例中冷却管内介质流动速率为30升/分钟或更多，成型产品A所用的成型周期时间缩短为35秒，与传统的普通注射成型法(参考实例)所用的成型周期时间33秒相比是适合的。
尽管此值实际上与不使用加热/冷却控制的普通注射成型过程(参考实例)所用的成型周期时间相同，却能获得具有高质量外观的成型产品。而且，如图3A、3B所示参看另一成型产品B，在该普通注射成型法(参考实例)中的成型周期时间为45秒，传统加热/冷却成型法所用的时间为2分30秒，而实施本发明成型法用50秒的成型周期时间。
表2
在加热/冷却水流动速率变化情况下的成型周期时间
可见，利用传统加热/冷却循环的热塑树脂注射成型法，例如在日本未审查专利申请发布No.H10-100216中提供的方法，借助于本发明，能在不过分地延长传统成型周期的情况下，稳定地实现成型具有杰出高质量外观的产品的目的。这种效果不仅能应用于在该操作实例中使用的热塑树脂，还能应用于其他热塑树脂。具体地说，根据本发明借助于将用于加热(增加温度)和冷却的温度梯度控制在每分钟10-50℃，如同表1结果清楚地显示的那样，成型周期能与不包括加热/冷却的传统注射成型法的成型周期时间几乎完全相同。
附图说明
图1是表示一装置实例组成部件的方框图，该装置装备有一热源、一转换/控制单元以及一适于本发明成型方法的金属模具。
图2A、2B是一张说明图，它表示用于该本发明操作实例的成型产品A的结构。
图3A、3B是一张说明图，它表示用于该本发明操作实例的成型产品B的结构。
附图标记说明
1.金属模具
2.加热介质用的温度调节器
3.冷却介质用的冷却器
4.转换/控制单元
5.介质供给口
6.介质返回口
Claims (2)
1.一种用来获得热塑树脂注射成型产品的方法，其特征在于，在一成型方法中，在将一熔融热塑树脂注射进一个带有金属模具壁的金属模具时，将所述金属模具的温度设定为比所注射热塑树脂的热变形温度高0-100℃的水平，以及借助于采用5-100℃/分钟的温度梯度迅速加热和/或冷却来缩短成型周期时间，所述金属模具迅速加热是利用在所述金属模具的管内循环的一加热介质和埋置在所述金属模具壁内部的一电加热元件的结合来实现的，所述金属模具迅速冷却是利用在所述金属模具的管内循环的一冷却介质来实现的。
2.如权利要求1所述的用来获得热塑树脂注射成型产品的方法，其特征在于，借助于控制在所述金属模具内循环的所述加热/冷却介质的流动速率为3升/分钟或更多来缩短所述成型周期时间。
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