DE60032570T2

DE60032570T2 - Metallform zum formen von kunstharz und verfahren zum regeln der temperatur der metallform

Info

Publication number: DE60032570T2
Application number: DE60032570T
Authority: DE
Inventors: Yosihisa Hirayanagicho Tochigi-shi SATOH; Akihiko Nawacho Toukai-shi IMAGAWA; Masahiko Minami-ku Nagoya-shi YAMAKI; Masataka Kazuecho Toyota-shi TAKAMURA; Masayuki Minato-ku Nagoya-shi NUNOME; Kazumi Nawacho Toukai-shi SHINTO
Original assignee: Mitsui Chemicals Inc; Ono Sangyo Co Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc; Ono Sangyo Co Ltd
Priority date: 1999-05-06
Filing date: 2000-04-28
Publication date: 2007-06-28
Anticipated expiration: 2020-04-29
Also published as: KR20010053420A; BR0006098A; EP1110692A1; ID28072A; WO2000067979A1; TW466166B; KR100426743B1; BR0006098B1; MY129709A; CA2336521A1; JP3977565B2; CN100372666C; EP1110692A4; US6936206B1; CN1302249A; CA2336521C; JP2001018229A; DE60032570D1; EP1110692B1

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Form zum Formen von Kunstharz zur Verwendung für Spritzguss oder Formpressen eines thermoplastischen Harzes oder eines Duroplasten und ein Verfahren zum Einstellen einer Temperatur der Form, wobei eine Hohlraumoberfläche abwechselnd erwärmt und gekühlt wird.
STAND DER TECHNIK
Im Allgemeinen wird, wenn ein thermoplastisches Harz durch Spritzgießen oder Formpressen geformt wird, um eine Ausdehnung der Zeit in einem Formzyklus aufgrund der Veränderung der Temperatur der Form zu vermeiden, das Formen in einem knappen Temperaturbereich ausgeführt, der gerade erlaubt, dass die Schmelze in die Form gefüllt wird und das Produkt aus der Form ohne Deformation entnommen werden kann.
Weiterhin wird es möglich, wenn ein thermoplastisches Harz einem Spritzgießen unterzogen wird, wenn die Temperatur der Form beim Füllen der Schmelze in die Form auf einer hohen Temperatur gehalten wird, da die Fluidität des Harzes verbessert wird, einen Vorteil daraus zu ziehen, das Produkt zu einem dünnwandigen Produkt zu formen und die Replikaktionseigenschaft zu verbessern, d.h. wie gut die Form der Hohlraumoberfläche auf die Oberfläche des Produkts repliziert wird. Zusätzlich wird eine Schweißnaht nicht auffällig. Demzufolge wurden viele Erfindungen dazu gemacht, dass Wärme ausschließlich während des Einspritzens der Schmelze in die Form auf die Hohlraumoberfläche angewendet wird.
Wir haben Kenntnis vom japanischen Patent Nr. JP 9314611 (NIPPON G II PLAST KK), welches eine leicht temperaturkontrollierbare Formstruktur beschreibt. Eine Aushöhlung wird zwischen eingesetzten Teilen gebildet, die sich innerhalb eines Formkörpers befinden. Rostfreie Stahl- und Bakelit-Wärmeisolationsschichten sind zwischen den eingesetzten Teilen und dem Formkörper angebracht. Lücken werden zwischen den eingesetzten Teilen und der Bakelit-Wärmeisolationsplatte zur Verfügung gestellt.
Wir haben ebenfalls Kenntnis vom japanischen Patent Nr. JP 5318527 (ASAHI CHEM IND CO LTD), das die Produktion eines geformten Gegenstandes beschreibt. Eine Hochfequenz-Induktionsheizvorrichtung wird für die Härtung eines thermisch härtenden Harzes innerhalb eines Hohlraums einer Form verwendet, um das Harz vollständig zu härten, und Kühlwasser wird durch die Form geleitet, um den Hohlraum abzukühlen.
Ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch erwärmte Luft bewirkt wird, ist in der japanischen geprüften Patentveröffentlichung Gazette Nr. 22020/1970 veröffentlicht, ein Kombinationsverfahren, bei dem das Erwärmen durch eine elektrische Heizung bewirkt wird und das Kühlen durch Kühlwasser, ist in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 22759/76 offenbart, ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Hochfrequenzinduktion bewirkt wird, ist in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 109639/1980 offenbart, ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Zuführen von Dampf in einen Hohlraum bewirkt wird, ist in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 165229/1982 offenbart, ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Dazwischenlegen einer erwärmten Platte zwischen einen Hohlraum und einen Kern bewirkt wird, ist in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 79614/1986 offenbart, ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch eine Halogenbirne bewirkt wird, ist in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 42217/1989 offenbart, und ein Verfahren, bei dem das Erwärmen auf einer Hohlraumoberfläche durch eine elektrisch leitfähige Schicht bewirkt wird, ist in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 265720/1992 offenbart.
Weiterhin ist ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Zufuhr eines Heizmediums, wie z.B. Dampf, heißes Wasser oder heißes Öl in einen Kreislauf bewirkt wird, der allgemein für ein Kühlmedium verwendet wird, in den japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichungen Gazetten Nr. 55219/1981, Nr. 12739/1983, Nr. 54828/1985 und Nr. 193223/1997 offenbart. Weiterhin ist, als eine Verbesserung der oben angegebenen Vorschläge, ein Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Verwendung von zwei Leitungssystemen eines Heizmedium-Kreislaufes bewirkt wird, in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 100867/1995 offenbart, ein Verfahren, bei dem Heizmedium und Kühlmedium unabhängig voneinander aus jeweiligen Tanks zur Verfügung gestellt werden und in die gleichen zurückgewonnen werden, in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 215309/1983 offenbart, ein Verfahren, in welchem ein Leitungssystem so angeordnet ist, dass ein Teil des Kreislaufes, der allgemein von dem Heizmedium und Kühlmedium verwendet wird, so klein wie möglich gemacht wird, in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 208918/1987 offenbart, ein Verfahren, in welchem ein Medium mitten im Kreislauf des Mediums lediglich dann erwärmt wird, wenn die Form erwärmt werden soll, in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 269515/1989 offenbart und ein Verfahren, in welchem das Erwärmen durch Heißwasser bewirkt wird, das durch einen geschlossenen Kreislauf fließt, in der japanischen Patent-Offenlegungsveröffentlichung Gazette Nr. 37108/1981 offenbart.
Das oben beschriebene Verfahren, bei welchem das Erwärmen durch erwärmte Luft bewirkt wird, leidet an einem Problem, dass die Wärmekapazität klein ist. Das Verfahren, bei dem Erwärmen durch eine elektrische Heizung bewirkt wird und das Verfahren, bei dem die Hohlraumoberfläche durch eine elektrisch leitfähige Schicht erwärmt wird, bringt ein Problem mit sich, dass die Apparatur davon kompliziert und teuer wird. Das Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Hochfrequenzinduktion bewirkt wird, bringt ebenfalls das Problem mit sich, dass es eine Menge Zeit benötigt, die Heizvorrichtung einzusetzen oder herauszunehmen und die Apparatur dazu teuer wird. Das Verfahren, bei dem Dampf in den Hohlraum zugeführt wird, bringt ein Problem mit sich, dass das Verfahren lediglich auf Situationen anwendbar ist, dass wenn ein Hohlraum feucht wird dies keine Probleme verursacht. Das Verfahren, bei dem die erwärmte Platte zwischen die Aushöhlung und den Kern zwischen gelegt wird und das Verfahren, bei dem das Erwärmen durch eine Halogenbirne bewirkt wird, leiden an einem Problem, dass es eine Menge Zeit benötigt, die Heizvorrichtung einzusetzen oder herauszunehmen, zusätzlich zur Zeit, um das Produkt zu entnehmen.
Weiterhin bringt das Verfahren, bei dem das Erwärmen und das Abkühlen durch Verwendung eines herkömmlichen Kreislaufes bewirkt wird, das folgende Problem mit sich. Das heißt, wenn der Kreislauf von der Hohlraumoberfläche entfernt ist, wird die Form nicht nur an dem Oberflächenteil erwärmt und abgekühlt, sondern auch der tiefe Teil der Form, und somit wird Erwärmen und Abkühlen intensiv ausgeführt, mit dem Ergebnis, dass es eine Menge Zeit benötigt, um zwischen dem Heizmodus und dem Kühlmodus umzuschalten, und die Antwort beim Erwärmen und Abkühlen wird verschlechtert.
Weiterhin wird in dem Verfahren, bei dem das Erwärmen durch Verwendung von zwei Leitungssystemen zum Hindurchleiten eines Heizmediumfluids als eine Verbesserung des oben beschriebenen Verfahrens verwendet wird, ein erster Heizmediumkanal, der in der Nähe einer Hohlraumoberfläche zur Verfügung gestellt wird, beim Heizen der Form mit einem Heizmedium ausgerüstet und beim Kühlen der Form mit einem Kühlmedium ausgerüstet, während ein zweiter Heizmediumkanal, der an einer Stelle, die sich von der Hohlraumoberfläche entfernt befindet, zur Verfügung gestellt wird, mit einem Heizmedium, Kühlmedium oder Luft beim Erwärmen der Form versehen wird, und mit einem Kühlmedium beim Abkühlen der Form versehen wird, wobei beabsichtigt ist, eine Formzeit zu verkürzen. Jedoch erreicht der zweite Heizmediumkanal nur schwerlich den beabsichtigten Zweck und die Anordnung verursacht eher ein Problem, dass es eine Menge an Verfahren beim Bilden der Fluidleitung in der Form benötigt.
Gemäß den anderen Verbesserungen, d.h. dem Verfahren, bei dem das Heizmedium und das Kühlmedium unabhängig voneinander aus jeweiligen Tanks zugeführt und in die gleichen zurückgeführt werden, das Verfahren, bei dem der Anteil des Kreislaufes, der üblicherweise von dem Heizmedium und dem Kühlmedium verwendet wird so klein wie möglich gemacht wird, das Verfahren, bei dem das Medium inmitten des Kreislaufs des Mediums lediglich dann erwärmt wird, wenn eine Form erwärmt werden soll, und das Verfahren, bei dem das Erwärmen durch erwärmtes Wasser bewirkt wird, das durch einen geschlossenen Kreislauf fließt, sind diese nicht dazu gedacht, das Heiz- und Kühlsystem innerhalb der Form zu verbessern, sondern solche, bei denen das Heiz- und Kühlsystem innerhalb der Form unverändert von einer herkömmlichen Anordnung bleibt, aber ein Teil, der sich von der Form unterscheidet verbessert wird, um den Formzyklus zu verkürzen.
Demzufolge ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Form zum Formen von Kunstharz zur Verfügung zu stellen, in der es leicht möglich wird, das Umschalten zwischen dem Heizmodus und dem Kühlmodus zum Erwärmen und Abkühlen einer Hohlraumoberfläche innerhalb der Form in einem kurzen Zeitraum auszuführen.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Form zum Formen von Kunstharz zur Verfügung zu stellen, mit der es möglich wird, ein Produkt ohne Deformation und Oberflächendefekt zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Form zum Formen von Kunstharz zur Verfügung zu stellen, wobei es möglich ist, Ermüdung der Form, die durch das Umschalten zwischen dem Heizmodus und dem Kühlmodus der Form verursacht wird, zu vermeiden.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Form zum Formen von Kunstharz zur Verfügung zu stellen, in der es möglich wird, einen Wärmefluss in eine Formbasis zu verringern, während der Anstieg der Temperatur der Hohlraumoberfläche beschleunigt wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Gemäß vorliegender Erfindung wird eine Form zum Formen eines Kunstharzes zur Verfügung gestellt, einschließlich einer Formbasis, einem Hohlraumblock, der innerhalb der Formbasis bereitgestellt wird, einer hitzeisolierenden Schicht, die zwischen der Formbasis und dem Hohlblock bereit gestellt wird und einem Kanal, der nahe der Hohlraumoberfläche des Hohlblocks zur abwechselnden und wiederholenden Zufuhr von Dampf als Heizmedium und Wasser als Kühlmedium angeordnet ist, welches abwechselnd und wiederholt zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlblock durch einen Abstand mit Zwischenraum von der Formbasis angeordnet ist, um die thermische Ausdehnung des Hohlblocks zu ermöglichen.
Wenn die Schmelze in den Hohlraum eingespritzt wird, wird das Heizmedium in den Kanal zugeführt, der innerhalb des Hohlraums bereit gestellt ist, und danach wird das Kühlmittel zum Abkühlen eines Produkts, das innerhalb des Hohlraums geformt wurde, in den Kanal eingeführt. Auf diesem Weg wird es möglich, das Produkt aus dem Hohlraum ohne eine Deformation und einen Oberflächendefekt zu entnehmen. Da eine Wärmeisolationsschicht zwischen der Formbasis und dem Hohlraum bereitgestellt wird, kann Heizen und Kühlen am Hohlblock intensiver bewirkt werden, mit dem Ergebnis, dass ein Zeitraum, der zum Heizen und Kühlen des Hohlblocks benötigt wird, abgekürzt werden kann und die Antwort beim Heizen und Kühlen verbessert werden kann. Darüber hinaus erlaubt der Raum, der gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung zwischen der Formbasis und dem Hohlblock zur Verfügung gestellt wird die erwartete thermische Expansion des Hohlblocks. Daher kann, auch wenn der Hohlblock expandiert, die Form vor einer inneren thermischen Spannung geschützt werden, mit dem Ergebnis, dass die Formbasis und der Hohlblock frei von Ermüdung verwendet werden können.
Weiterhin sind gemäß der erfindungsgemäßen Anordnung in dem Hohlblock Einlass- und Auslassschlitze angeordnet, die mit dem Kanal in Verbindung stehen, und die Einlass- und Auslassschlitze sind an Leitungen angeschlossen, die thermisch von der Formbasis isoliert sind. Mit der oben angegebenen Anordnung wird es möglich, einen Wärmefluss in die Formbasis zu verringern, während der Anstieg der Temperatur des Hohlraums erhöht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1–4 stellen Hintergrundinformationen für die vorliegende Erfindung zur Verfügung. Insbesondere ist:
1 ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt einer Form zum Formen von Kunstharz zeigt,
2 ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt einer Form zum Formen von Kunstharz zeigt, wobei ein Kanal zur Verfügung gestellt wird, der ausschließlich für die Zufuhr eines Kühlmittels verwendet wird,
3 ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt einer Form zeigt, wobei ein Kanal in der Nähe einer Seitenwandoberfläche zur Verfügung gestellt wird,
4 ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt einer Form zum Formen von Kunstharz zeigt, die einen Hohlblock hat, in welchem zwei Bereiche von Kanälen zur Verfügung gestellt werden,
5–11 veranschaulichen die vorliegende Erfindung. Insbesondere ist:
5 ein Diagramm, welches eine erfindungsgemäße Form zeigt, einschließlich einem Hohlblock mit einem Kontaktbereich mit einem Abstand,
6 ein Diagramm, welches einen Zusammenhang zwischen dem Kontaktbereich und einem Hohlraum bildenden Teil des Hohlblocks veranschaulicht,
7a eine Frontalansicht einer Form mit einem Gleitkern,
7b eine Aufsicht derselben,
7c eine Aufsicht einer Modifikation derselben,
8 ein Diagramm eines Leitungssystems zur Zufuhr eines Heizmediums und eines Kühlmediums in Hohlblöcke, die in einer beweglichen Formhälfte und einer stationären Formhälfte zur Verfügung gestellt werden.
9 ein Betriebsdiagramm eines Leitungssystems zur Zufuhr eines Heizmediums und eines Kühlmediums,
10 ein Diagramm, welches veranschaulicht, wie Kanäle in der Nähe der Hohlraumoberfläche angeordnet sind und
11 ein weiteres Diagramm, welches veranschaulicht, wie Kanäle in der Nähe der Hohlraumoberfläche angeordnet sind.
BESTE ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird hier im Folgenden eingehend mit Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt einer Form zum Formen von Kunstharz zeigt. Wie in 1 gezeigt besteht die Form aus Formbasis 1 und Hohllock 2, der sich in der Formbasis 1 befindet. Hohlblock 2 ist so angeordnet, dass er einen Hohlraum 3 bildet. Ein System aus Kanal A, durch welches ein Heizmedium und ein Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, ist in der Nähe der Hohlraumoberfläche 4 bereit gestellt. Wie in 2 gezeigt ist die Anordnung vorteilhaft, wenn Kanal A1, durch den ein Kühlmedium konstant zugeführt wird, zusammen mit Kanal A, durch den ein Heizmedium und das Kühlmedium alternierend und wiederholt zugeführt werden, zusammen zur Verfügung gestellt werden, wenn lediglich ein Teil des Hohlraums gekühlt werden muss.
Der hydraulisch äquivalente Durchmesser d von Kanal A, wird auf 3 bis 6 mm gesetzt. Der Abstand h zwischen Hohlraumoberfläche 4 bis zu einer Oberfläche von Kanal A und A1 wird auf 1 bis 10 mm gesetzt. Weiterhin werden als Heizmedium gesättigter Dampf, überhitzter Dampf, Druckwasser und Heißwasser verwendet. Als Kühlmedium wird Kühlwasser verwendet.
Wie oben beschrieben wird die Herstellung von Kanal A im Vergleich dazu einfach, wenn der Kanal direkt innerhalb der Formbasis ohne Verwendung des Hohlblocks gebildet wird da Hohlblock 2 mit Kanal A ausgerüstet wird. Daher wird es möglich, Kanal A herzustellen, in welchem verhindert werden kann, dass das Medium stagniert und die Temperaturverteilung der Hohlraumoberfläche gleichförmig wird. Weiterhin wird dann, wenn Kanal A lediglich an einem notwendigen Bereich zur Verfügung gestellt wird und andere Kanäle als Kanäle als A1 verwendet werden erwartet, dass sich der Kühlprozess verkürzt. Weiterhin kann dann, wenn ein Teil, der innerhalb der Form erhitzt und gekühlt werden soll, als Hohlblock 2 innerhalb der Form angeordnet ist, die Form leicht teilweise erwärmt und gekühlt werden.
Gemäß der Anordnung von 1 wird eine wärmeisolierende Schicht 5 aus Luft zwischen Hohlblock 2 und Formbasis 1 zur Verfügung gestellt. Die wärmeisolierende Schicht 5 kann auch aus jedem Material gebildet werden, das sich von Luft unterscheidet und eine niedrige thermische Leitfähigkeit hat. Aufgrund der Wärmeisolationsschicht 5 kann Hohlblock 2 thermisch von Formbasis 1 isoliert werden und daher kann die Form in Bezug auf Temperatur mit einer geringen Menge an Wärmebeladung kontrolliert werden, mit dem Ergebnis, dass Hohlraumoberfläche 4 von Hohlblock 2 mit einer schnellen Wärmeantwort erwärmt oder gekühlt werden kann. Darüber hinaus wird eine Formbasis 1 mit einem Kreislauf B ausgerüstet, durch den ein Kühlmedium konstant zugeführt wird. Kreislauf B wird zur Kontrolle der Temperatur der Formbasis bereitgestellt. Aufgrund der Anordnung des Kreislaufs B kann die vollständige Form frei vom Einfluss der Temperaturveränderung der Hohlraumoberfläche 4 sein, mit dem Ergebnis, dass wenn die Form zum Formen geschlossen wird, es möglich wird, Festfressen zu vermeiden, das durch thermischen Expansionsunterschied zwischen einer beweglichen Formhälfte und einer stationären Formhälfte verursacht wird. Während die oben angegebene Anordnung so hergestellt ist, dass sie eine Wärmeisolationsschicht 5 hat, kann die Schicht 5 in Abhängigkeit vom Design der Form auch nicht zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin kann, während die Anordnung der Formbasis 1 in die bewegliche Formhälfte und die stationäre Formhälfte geteilt ist und jede der Formhälften Hohlblock 2 hat und jeder der Hohlblöcke 2 einen Kanal A darin gebildet hat, Kanal A auch innerhalb lediglich einem der Hohlblöcke zur Verfügung gestellt werden.
Wenn ein flaches Plattenprodukt geformt werden soll ist es erwünscht, zusätzlich den Kanal außerhalb der Hohlraumoberfläche 3 zur Verfügung zu stellen, durch welchen das Heizmedium und das Kühlmedium alternierend und wiederholt zugeführt werden. Ohne den Kanal wird der Hohlraum an einem Temperaturabfall in der Nähe des Seitenteils des Hohlraums aufgrund des Wärmeflusses von der Innenseite zu der Außenseite der Seitenfläche des Hohlraums leiden.
Wenn ein Formprodukt eine kubische Form hat, mit einer Seitenwandoberfläche und einer Bodenwandoberfläche, und der Kanal, durch den das Heizmedium und das Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, als zwei Gruppen von Kanälen angeordnet ist und in der Nähe der Hohlraumoberfläche zur Verfügung gestellt wird, welche die Seitenwandoberfläche bzw. die Bodenwandoberfläche des kubischen Produkts kontaktieren, wie in 3 gezeigt, ist es erwünscht, dass Abstand Pa vom nächsten Kanal einer Kanalgruppe zum nächsten Kanal der anderen Kanalgruppe kleiner gemacht wird als Abstand P, mit dem die Kanäle in jeder Kanalgruppe angeordnet sind. Wenn Abstand Pa Abstand P überschreitet ist bevorzugt, zusätzlich einen Kanal an einer Kreuzung oder innerhalb der Kreuzung des Bereichs von Kanälen entlang der Bodenwandoberfläche und dem Bereich der Kanäle entlang der Seitenwandoberfläche des kubischen Hohlraums zur Verfügung zu stellen. Ohne Kanal A2 leidet Hohlraum 3 an Temperaturabfall in der Nähe der Ecke von Hohlraum 3.
4 ist ein Diagramm, welches schematisch einen Querschnitt einer Form zum Formen von Kunstharz zeigt, die einen Hohlblock hat, in welchem zwei Bereiche von Kanälen zur Verfügung gestellt werden.
Wie in der Figur gezeigt, hat die Form der vorliegenden Ausführungsform zwei Gruppen von Kanälen. Das heißt, eine der Kanalgruppen besteht aus Kanälen A, durch welche das Heizmedium und das Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden und die in der Nähe der Hohlraumoberfläche 4 des Hohlblocks 2 zur Verfügung gestellt werden. Die andere der Kanalgruppen besteht aus Kanal C, durch den das Kühlmedium konstant zugeführt wird und der an einem Abschnitt, der von der Hohlraumoberfläche 4 entfernt ist, zur Verfügung gestellt wird. Weiterhin ist Formbasis 1 so angeordnet, dass sie Kreislauf B hat, durch den ein Kühlmedium konstant zugeführt wird, und Wärmeisolationsschicht 5 wird zwischen Hohlblock 2 und Formbasis 1 zur Verfügung gestellt. Kanal A kann in einem Abschnitt des Hohlblocks in der Nähe des Hohlraums zur Verfügung gestellt werden und Kanal C kann an einem Abschnitt zur Verfügung gestellt werden, der zu einem Abschnitt korrespondiert, wo Kanäle A nicht bereit gestellt sind. In diesem Fall kann Kanal C über einen Bereich bereitgestellt werden, der breiter ist als der Abschnitt, der zu dem Bereich korrespondiert, an dem Kanal A nicht zur Verfügung gestellt wird. Alternativ kann Kanal C über die vollständige Fläche des Hohlblocks bereitgestellt werden. Man kann Kanal C auch nicht mit einem Kühlmedium versehen oder kann ihn unter Atmosphärendruck halten.
Wie oben beschrieben wird, wenn Hohlblock 2 so angeordnet ist, dass er Kanal A enthält, durch den das Heizmedium und das Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, Expansion an Hohlblock 2 verursacht, was zu thermischer Spannung innerhalb der Form zum Formen führt, mit dem Ergebnis, dass Hohlblock 2 und Formbasis 1 unter Ermüdung leiden. Aus diesem Grund ist es notwendig, dass Hohlblock 2 und Formbasis 1 mit einer geringen thermischen Spannung in nahen Zusammenhang oder in innigen Kontakt miteinander gebracht werden während der Zeit, wenn eine Harzschmelze eingespritzt wird.
Daher wird, wie in 5 gezeigt, Abstand t1 zwischen Hohlblock 2 und Formbasis 1 an einem Kontaktabschnitt zur Verfügung gestellt, basierend auf der Annahme von thermischer Ausdehnung von Hohlblock 2. Abstand t1 wird so bestimmt, dass thermische Spannung, verursacht durch die Expansion von Hohlblock 2, auf weniger als 200 MPa, vorzugsweise weniger als 100 MPa, bevorzugt weniger als 50 MPa verringert wird.
Wenn Abstand t1 am Kontaktabschnitt zwischen Hohlblock 2 und Formbasis 1 zur Verfügung gestellt wird, wird ein Abstand zwischen Hohlblock 2 und Formbasis 1 zu groß, wenn die Formen bei einer niedrigen Temperatur gehalten werden. Demzufolge kann Hohlblock 2 relativ zur Formbasis 1 verschoben werden, wenn die Form erwärmt oder abgekühlt wird. Demzufolge wird ein Fixierungsabschnitt zwischen einem Kontaktabschnitt eines Hohlblocks 2 und einer Formbasis 1 zusammen mit Lücke t2 zur Verfügung gestellt, die kleiner ist als Abstand t1. Lücke t2 des Fixierungsabschnitts wird auf 1 bis 30 μm gesetzt, vorzugsweise auf 1 bis 20 μm, bevorzugt auf 1 bis 10 μm.
Weiterhin ist, abhängig von der Form des Hohlraums, wie in 6 gezeigt, Hohlblock 2 so ausgebildet, dass der Kontaktabschnitt von Hohlblock 2 von dem Hohlraum entfernt ist. Konkreter gesagt ist Hohlblock 2 so ausgebildet, dass die Oberfläche von Hohlblock 2 größer ist als Hohlraumoberfläche 4, die von Hohlblock 2 gebildet wird.
Die oben beschriebene Gegenmaßnahme gegen thermische Expansion des Hohlblocks kann ebenso auf eine Form angewendet werden, die einen Gleitkern hat, die unten beschrieben wird.
7a ist eine Frontansicht einer Form, die einen Gleitkern hat, 7b ist eine Aufsicht der gleichen und 7c ist eine Aufsicht einer Modifikation der gleichen.
Wie in 7a gezeigt ist ein erster Gleitkern 6, der an der Seite von Hohlraum 3 zur Verfügung gestellt wird so angeordnet, dass Hohlblock 2 innerhalb des ersten Gleitkerns 6 zur Verfügung gestellt ist. Hohlblock 2 ist so ausgebildet, dass er Kanäle A an einem Abschnitt in der Nähe der Hohlraumoberfläche 4 hat, durch welche das Heizmedium und das Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden. Wärmeisolationsschicht 5 wird zwischen Hohlblock 2 und erstem Gleitkern 6 zur Verfügung gestellt. Weiterhin ist der erste Gleitkern 6 so ausgebildet, dass er Kreislauf B hat, durch den ein Kühlmedium konstant zugeführt wird.
Wie in 7b gezeigt sind an beiden Enden von Hohlraum 3 in seiner Längsrichtung zweite und dritte Gleitkerne 7 und 8 zur Verfügung gestellt, wobei die Enden von Hohlraum 3 definiert sind.
Gemäß der oben genannten Form zum Formen wird Abstand t3 an einem Kontaktabschnitt von Hohlblock 2 zur Verfügung gestellt und zweite und dritte Gleitkerne 7 und 8, basierend auf der Expansion von Hohlblock 2.
Gemäß der Anordnung der in 7c gezeigten Modifikation sind die zweiten und dritten Gleitkerne 7 und 8 so ausgebildet, dass sie eine geringe Breite haben und eine Oberfläche von Hohlblock 2 wird größer gemacht als Hohlraumoberfläche 4, die durch Hohlblock 2 gebildet wird, wobei Hohlblock 2 daran gehindert wird, sich an die zweiten und dritten Gleitkerne 7 und 8 anzulehnen, auch wenn Hohlblock 2 expandiert.
8 ist ein Diagramm eines Leitungssystems zur Zufuhr eines Heizmediums und eines Kühlmediums in einen Hohlblock, der mit einer stationären Formhälfte 11 und einer beweglichen Formhälfte 12 ausgerüstet ist. Wie in der Figur gezeigt werden ein Heizmedium und ein Kühlmedium abwechselnd und wiederholt in die Kanäle zugeführt, die in der Nähe der Hohlraumoberfläche des Hohlblocks innerhalb der stationären Formhälfte 11 und der beweglichen Formhälfte 12 zur Verfügung gestellt sind. Zu diesem Zweck beinhaltet das Leitungssystem auf der Stromaufwärtsseite Schaltventile (hier im Folgenden als Einlassschaltventil bezeichnet) Sa, Wa, Aa, Sb, Wb und Ab auf der Stromaufwärtsseite eines Flüssigkeitseinlasses. Das Leitungssystem beinhaltet auch stromabwärts liegende Schaltventile (hier im Folgenden als Auslassschaltventile bezeichnet) Ds4, WRa, Ds5, WRb auf der Stromabwärtsseite eines Fluidauslasses. Die Einlassschaltventile und die Auslassschaltventile sind vorzugsweise an einer Stelle angebracht, die sich von dem Fluideinlass bzw. dem Fluidauslass 3 m oder weniger entfernt befinden. Das Rohrleitungssystem beinhaltet weiterhin Dampfdruckregulationsventile Ds6 und Ds7 und Sensoren Tb1 und Tb2 zur Bestimmung der Mediumstemperatur, die in der Nähe des Fluidauslasses auf der Stromaufwärtsseite relativ zu Auslassschaltventilen Ds4, WRa, Ds5 und WRb auf der Stromabwärtsseite zur Verfügung gestellt sind. Druckregulationsventile Ds6 und Ds7 sind auf ihrer Ablaufseite mit einem Ablaufgraben verbunden. Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 können ein automatisches druckregulierendes Ventil sein, sodass sie die gleiche druckregulierende Funktion wie die druckregulierenden Ventile Ds6 und Ds7 haben.
Gemäß der oben genannten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird gesättigter Dampf mit maximal 1 MPa (G) und 190°C als Heizmedium verwendet, Kühlwasser mit maximal 0,5 MPa (G) und 10 bis 95°C als Kühlmedium verwendet und Luft mit maximal 0,7 MPa (G) als das Gas verwendet. Man muss natürlich sagen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen eingeschränkt ist, in welchen die oben angegebenen Drücke und Temperaturen ausgewählt werden.
Druckregulierende Ventile Ds6 und Ds7 können eingestellt werden, um Druckverlust beim Fluiddurchlauf innerhalb der Form zu verringern, sodass Dispersion der Dampfdruckverteilung innerhalb des Fluiddurchlaufs verringert wird und dass der Unterschied zwischen der Hohlraumoberflächentemperatur in der Nähe des Fluiddurchlaufeinlasses und der Hohlraumoberflächentemperatur in der Nähe des Fluiddurchlaufauslasses verringert wird. Weiterhin kann gemäß der obigen Anordnung kondensiertes Wasser im Fluiddurchlauf innerhalb der Form abgeleitet werden, während der Dampfdruck innerhalb der Form hoch gehalten wird. Daher kann die Temperatur des gesättigten Dampfes hoch gehalten werden, die Wärmeleitfähigkeit des Dampfes auf die Wand des Fluiddurchlaufs innerhalb der Form kann verbessert werden und die Wärmekapazität wird erhöht.
Im Flussdurchlass zwischen Einlassschaltventilen Sa, Wa, Aa, Sb, Wb und Ab auf der Stromaufwärtsseite des Fluiddurchlaufeinlasses werden Abgasableitventile Ds2 und Ds3 zur Verfügung gestellt. Weiterhin werden im Fluiddurchlauf auf der Stromaufwärtsseite der Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb Abgasableitventile Ds1 und Ds1' zur Verfügung gestellt und die Abgasseiten davon werden jeweils mit Ableitungstank 13 verbunden. Leitungsbauteile 14 können am Fluiddurchlasseinlass und am Fluiddurchlassauslass zur Verfügung gestellt werden und Leitungsbauteile 14 können mit den Abgasventilen Ds2 und Ds3 und den druckregulierenden Ventilen Ds6 und Ds7 verbunden werden. Weiterhin kann an der Flussdurchleitung zwischen dem Einlassumschaltventil und dem Auslassumschaltventil zumindest ein Einlassventil zum Einbringen eines Spülgases zur Verfügung gestellt werden. Das heißt, wenn Luft oder ähnliches getrennt eingebracht wird, um Kühlwasser oder ähnliches innerhalb des Leitungssystems abzulassen, dann kann die Zykluszeit des Formprozesses abgekürzt werden.
Wenn die Einlassschaltventile Sa, Wa, Aa, Sb, Wb und Ab auf der Stromaufwärtsseite in der vertikalen Richtung des Dampfes, Kühlwassers und der Luft, die von der unteren Seite zur oberen Seite des Leitungssystems her zugeführt werden, angeordnet sind, dann kann das Kühlwasser in die obere Seite der Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb beim Umschalten von zugeführtem Fluid von Dampf auf Kühlwasser einfließen. Wobei diese Tatsache einen abrupten Temperaturwechsel verursachen kann, was zur Zerstörung bei den Dampfeinlassumschaltventilen Sa und Sb führen kann. Um solche Zerstörung zu vermeiden ist es erwünscht, Luft auf der Stromabwärtsseite des Einlassumschaltventils zuzugeben bevor das Kühlwasser darin eingebracht wird. Wenn ein solches Schema bewirkt wird, bildet sich ein Luftreservoir im oberen Teil der Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb, was das Kühlwasser daran hindert, direkt mit dem Dampf in Kontakt zu treten, was dazu führt, dass Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb vor Zerstörung geschützt werden können. Weiterhin ist es, basierend auf dem gleichen Zweck, bevorzugt, Prüfventil C auf der Stromabwärtsseite der Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb zur Verfügung zu stellen.
Der Heiz- und Kühlfluiddurchlass wird mit Bezugnahme auf die 8 und 9 beschrieben.
Zunächst werden, bevor die Form geöffnet wird, Lufteinlassumschaltventile Aa und Ab auf der Stromaufwärtsseite und Abgasventile Ds2 und Ds3 geöffnet, um Kühlwasser innerhalb des Fluiddurchlasses auf der Stromaufwärtsseite abzulassen. Gleichzeitig werden die Abgasableitventile Ds1 und Ds1' an der Stromaufwärtsseite geöffnet, um den Abfluss innerhalb des Fluiddurchlasses zu entleeren.
Danach werden die Abgasventile Ds2 und Ds3 geschlossen und Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 werden geöffnet, sodass Kühlwasser innerhalb des stromabwärts liegenden Fluiddurchlasses nach den Abgasventilen Ds2 und Ds3 mit Luft entleert wird.
Dann werden während einer Zeitdauer vom Start der Öffnung der Form bis zur Komplettierung des gleichen oder Komplettierung der Entnahme eines Produkts, Luftumschaltventile As und Ab und Dampfeinlassabgasableitventile Ds1 und Ds1' geschlossen und Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb geöffnet, wobei Einbringen von Dampf gestartet wird.
Wenn ein Zeitraum, während dem Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 geöffnet sind, einen vorherbestimmten Wert erreicht oder die Temperatur des Mediums, welches in dem Fluiddurchlass fließt einen vorherbestimmten Wert erreicht, dann werden die Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 geschlossen und Dampfdruckregulationsventile Ds6 und Ds7 auf der Stromabwärtsseite werden geöffnet. Demzufolge wird der Dampfdruck aufrechterhalten.
Wenn ein Zeitraum, während dem die Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb geöffnet sind, einen vorherbestimmten Wert erreicht oder die Temperatur der Form einen vorherbestimmten Wert erreicht, dann wird ein Formschließungssignal erzeugt, um das Schließen der Form der Spritzgießmaschine zu beginnen. Wenn die Form vollständig geschlossen ist, wird Spritzgießen gestartet.
Nun wird beschrieben, wie Kühlwasser in die Form eingebracht wird.
Wenn der Spritzgießprozess vollständig ist, werden Dampfeinlassumschaltventile Sa und Sb auf der Stromaufwärtsseite und dampfdruckregulierende Ventile Ds6 und Ds7 auf der Stromabwärtsseite geschlossen und Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 auf der Stromabwärtsseite und Kühlwassereinlassumschaltventile Wa und Wb auf der Stromaufwärtsseite werden geöffnet, wobei Kühlwasser in das Leitungssystem eingebracht wird und Abfluss aus dem gleichen entleert wird. Wenn ein Zeitraum, während dem die Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 geöffnet sind, einen vorherbestimmten Wert erreicht, oder die Temperatur des Mediums, welches in dem Flussdurchlass fließt, einen vorherbestimmten Wert erreicht, dann werden die Auslassumschaltventile Ds4 und Ds5 auf der Stromabwärtsseite geschlossen und Auslassumschaltventile WRa und WRb auf der Stromabwärtsseite werden geöffnet, wobei Kühlwasser wiedergewonnen wird. Wenn ein vorherbestimmter Zeitraum abgelaufen ist, werden Einlassumschaltventile Wa und Wb und Auslassumschaltventile WRa und WRb geschlossen. Somit geht die Verarbeitung zu einem Schritt des Ablassens von Kühlwasser in den Flussdurchlass mit der Luft und einen Schritt des Ablassens von Abfluss aus dem stromaufwärtsseitigen Flussdurchlass mit Dampf über.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird, wenn das zugeführte Medium von Kühlwasser zu Dampf gewechselt wird, das Kühlwasser durch Luft eliminiert. Jedoch kann das zugeführte Medium direkt von Kühlwasser zu Dampf verändert werden, ohne Eliminieren des Kühlwassers mit Luft.
Wie oben beschrieben ist für den Schritt des Verschließens der Form bevorzugt, dass in der Mitte des Anstiegs oder der Vollständigkeit des Anstiegs der Temperatur der Hohlraumoberfläche bis zu einem vorherbestimmten Wert aufgrund der Heizmediumzufuhr gestartet wird, nach dem das zugeführte Medium von dem Kühlmedium auf das Heizmedium verändert wurde und ein vorherbestimmter Zeitraum verstrichen ist. Wenn ein solches Schema bewirkt wird, kann der Zeitraum, während der die Form geöffnet oder verschlossen ist, auch als ein Zeitraum verwendet werden, um die Temperatur der Form zu erhöhen, wobei diese Tatsache dazu führt, den Formprozesszyklus zu verkürzen. Darüber hinaus kann Wärmetransfer über eine Kontaktoberfläche zwischen der stationären Formhälfte und der beweglichen Formhälfte verhindert werden. Daher kann das oben beschriebene Schema vorteilhafterweise auf einen Fall angewendet werden, bei welchem die stationäre Formhälfte bzw. die bewegliche Formhälfte auf unterschiedliche Temperaturen gesetzt werden.
Darüber hinaus kann, wenn die Veränderung der Mediumszufuhr vom Heizmedium zum Kühlmedium unterschiedlich in der beweglichen Formhälfte und der stationären Formhälfte bewirkt wird, oder alternativ lediglich eine der beweglichen Formhälfte und der stationären Formhälfte mit dem Wärmemedium versorgt wird, dann ein aus der Form entnommenes Produkt vor Verziehen und eingefallenen Stellen geschützt werden.
Wenn ein synthetisches Harz durch wiederholte Erhöhung oder Verringerung der Temperatur der Hohlraumoberfläche geformt wird, wird die Temperatur der Hohlraumoberfläche beim Erwärmen auf Kraftdurchbiegungstemperatur +(0 bis 70)°C bei 4,6 kg/cm² eines Rohmaterialharzes, vorzugsweise +(0 bis 50)°C, bevorzugt +(0 bis 30)°C gesetzt.
Wie der Kanal vorzugsweise in der Nähe der Hohlraumoberfläche des Hohlblocks konstruiert ist, wird hier im Folgenden beschrieben.
Wie in 10 gezeigt ist eine Vielzahl von Kanälen in Hohlblock 2 angeordnet, sodass der Durchlass aufrecht steht. Jedes obere und untere Ende des Durchlasses ist mit Einlassschlitz 15 verbunden, der horizontal liegt, und mit Auslassschlitz 16, der ebenfalls horizontal liegt. Ein Stromabwärtsendabschnitt von Einlassschlitz 15 und ein Stromaufwärtsendabschnitt von Einlassschlitz 16 sind verschlossen. Wenn Dampf als ein Heizmedium in die so angeordneten Flussdurchlässe eingebracht wird, kann kondensiertes Wasser, das aus dem Dampf entsteht, leicht aufgrund der Wirkung der Schwerkraft abgelassen werden. Daher kann Wärmetransfer leicht von dem Dampf auf eine Wand des Flussdurchlasses innerhalb der Form zum Formen übertragen werden, mit dem Ergebnis, dass die Temperatur der Hohlraumoberfläche schnell erhöht werden kann.
Gemäß der oben genannten Ausführungsform werden Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 innerhalb von Hohlblock 2 zur Verfügung gestellt und Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 werden jeweils mit Leitungen 17 verbunden, die thermisch von Formbasis 1 mittels einer Luftschicht isoliert sind. Auf diesem Wege wird geringer Wärmefluss zu Formbasis 1 verursacht und somit kann die Temperatur von Hohlraum 3 schnell erhöht werden. Weiterhin wird, da Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 außen an Hohlraum 3 bereitgestellt sind, wenig Einfluss von Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 auf die Temperaturverteilung innerhalb der Hohlraumoberfläche bewirkt werden, mit dem Ergebnis, dass Dispersion der Temperaturverteilung klein wird.
Es ist bevorzugt, dass eine Vielzahl von Kanälen A einen gleichen hydraulisch äquivalenten Durchmesser d und gleiche effektive Länge haben. Auf diese Weise wird eine Fliessmenge von Medium, das durch die Vielzahl der Kanäle A fließt, die in der Nähe der Hohlraumoberfläche zur Verfügung gestellt werden, gleichförmig, was es möglich macht, die Dispersion der Temperaturverteilung der Hohlraumoberfläche auf einen kleinen Bereich einzuschränken.
Weiterhin werden hydraulisch äquivalente Durchmesser D von Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 auf ein bis drei Mal den hydraulisch äquivalenten Durchmesser d von Kanal A gesetzt. Auf diese Art wird der Druckverlust von Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 klein, die Temperatur des Dampfes, der in Kanal A hineinfließt, der in der Nähe der Hohlraumoberfläche zur Verfügung gestellt wird, wird gleichförmig und die Dispersion der Temperaturverteilung der Hohlraumoberfläche wird klein.
Alternativ können die Kanäle in der Nähe der Hohlraumoberfläche, wie in 11 gezeigt, konstruiert werden. D.h. ein Paar von Einlassschlitzen 15, die aufrecht stehen, werden in der Nähe der rechten und linken Kanten des Hohlraumblocks zur Verfügung gestellt, so dass sie sich einander gegenüberstehen. Ein Paar von Auslassschlitzen 16, die ebenfalls aufrecht stehen, werden innerhalb der Einlassschlitze 15 in der Nähe der rechten und linken Ecken des Hohlblocks zur Verfügung gestellt, sodass sie sich einander gegenüberstehen. Eine Vielzahl von Kanälen A zur Hohlraumtemperatureinstellung sind parallel angeordnet, sodass sie sich von einem Einlassschlitz 15 zum dem anderen Auslassschlitz 16 erstrecken und mit Einlassschlitz 15 und Auslassschlitz 16 verbunden sind. Die Vielzahl der Kanäle A kann sich nach unten zu der Stromabwärtsseite neigen. Die oberen und unteren Endabschnitte sowohl der Einlassschlitze 15 als auch die oberen Endabschnitte von beiden Auslassschlitzen 16 sind verschlossen. Dann wird Medium vom oberen Ende von beiden Einlassschlitzen her zugeführt. Gemäß dieser Anordnung wird das Medium von beiden Seiten in einer aneinander gegenüberliegenden Art und Weise zugeführt und somit wird die Verteilung der Temperatur der Hohlraumoberfläche gleichförmig.
In einigen Beispielen der Fluiddurchlasskonstruktion ist ein Hohlblock so angeordnet, dass er Kanäle hat, durch welche ein Heizmedium und ein Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, sowie der Schlitz dazu. Jedoch kann der Hohlblock in einen Teil geteilt werden, der darin den Kanal enthält, durch den ein Heizmedium und ein Kühlmedium abwechselnd und wiederholt zugeführt werden und einen Teil, der den Schlitz enthält. In diesem Fall wird ein Mediumabdichtbauteil, wie z.B. ein Klebstoff, an einer Oberfläche zur Verfügung gestellt, welche den Hohlblock in die zwei Teile teilt.
Gemäß der erfindungsgemäßen Form zum Formen von Kunstharz kann die Hohlraumoberfläche innerhalb eines kurzen Zeitraums erwärmt und gekühlt werden. Demzufolge kann die vorliegende Erfindung vorteilhafterweise für eine In-Mold-Beschichtung verwendet werden, wobei ein thermoplastisches Harz in die Form eingespritzt wird und danach ein thermisch härtendes Harz hineingespritzt wird, um ein bemaltes Produkt zu erhalten. D.h., das duroplastische Harz wird in die erfindungsgemäße Form eingespritzt, sodass das thermoplastische Harz mit dem duroplastischen Harz beschichtet wird. Dann wird ein Heizmedium in den Kanälen zur Verfügung gestellt, um das duroplastische Harz zu härten und danach wird ein Kühlmedium in die Kanäle eingebracht, um das thermoplastische Harz zu verfestigen. Demzufolge kann das angemalte Produkt mit Leichtigkeit erhalten werden.
Rohmaterialharze, die durch die erfindungsgemäße Form geformt werden, können ein amorphes Polymerharz sein, wie z.B. Polyvinylchlorid (Harzverbindungen, einschließlich starrem Harz und weichem Harz, die folgenden Materialien sind die gleichen wie oben), Acrylesterharz (Material, enthaltend Acrylsäure, Methacrylsäure usw. als eine Säure und auch enthaltend Methylgruppe und Ethylgruppe usw. als eine Alkylgruppe), Polystyrol (allgemeine Verwendungsart, hochschlagfeste Art usw.), Acrylnitril-Butadien-Styrolharz, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Systemharz, modifiziertes Polyphenylenoxid, Polycarbonat, Polysulfon, Polyarylat, Polyetherimid, Polyethersulfon usw., ein kristallines Polymer, wie z.B. Polyethylen (einschließlich niedrig dichtes, lineares niedrig dichtes, mitteldichtes, hochdichtes usw.), Polypropylen (wie z.B. Homopolymer, statistisches Polymer, Blockpolymer usw.), Polybuten-1, Polymethylpenten-1, Polyfluorkohlenstoff (Polyvinylidenfluorid usw.), Polyoxymethylen, Polyamid (6, 66 usw.), Terephthalsäureesterharz (Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat usw.), Polyphenylensulfid, Polyetheretherketon, Polyetherketon, Polyimid usw., Flüssigkristallpolymer (aromatischer Polyester, aromatisches Polyesteramid usw.), duroplastisches Harz, wie z.B. Epoxydharz, Melaminharz, Phenolharz, Harnstoffharz, ungesättigtes Polyesterharz, Polyurethan, Silikonharz, Alkydharz und Legierungen oder Füller (Teilchenfüller, wie z.B. Talk usw. oder Fasermaterial, wie z.B. Glasfasern usw.), sowie Kompounds der oben angegebenen Harze.
Weiterhin beinhaltet ein Formverfahren, in welchem die erfindungsgemäße Form zum Formen angewendet werden kann, Spritzgießen, Spritzpressen, Formpressen, reaktives Spritzgießen, Blasformen, Thermoformen usw. Weiterhin beinhaltet das Spritzgießen zusätzlich zu gewöhnlichem Spritzgießen Druckspritzgießen, ein lokales Oszillationsdruckverfahren, Gasdruckverfahren, gasunterstütztes Verfahren, Hohlformen, Sandwichformen, Zweifarbformen, In-Mold-Verfahren, Push-Pull-Formen, Hochgeschwindigkeitsspritzgießen usw.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Wie oben beschrieben ist die Form zum Formen von Kunstharz gemäß vorliegender Erfindung als eine Form zur Verwendung beim Spritzgießen, Druckformen usw. eines thermoplastischen Harzes, eines duroplastischen Harzes usw. geeignet, wobei eine Hohlraumoberfläche abwechselnd geheizt und gekühlt wird. Insbesondere wird gemäß der Form der vorliegenden Erfindung das Erwärmen lediglich der Hohlraumoberfläche bewirkt, nur dann wenn eine Schmelze in die Form eingespritzt wird. Daher wird die Fluidität des Harzes verbessert und somit kann ein dünnwandiges Produkt sauber geformt werden, kann die Form der Hohlraumoberfläche zufriedenstellend auf ein Produkt repliziert werden und Schweißlinie oder ähnliches wird weniger auffällig.

Claims

Form zum Formen von Kunstharz, umfassend eine Formbasis (1), einen Hohlblock (2), bei dem ein Hohlraum (3) innerhalb der Formbasis (1) bereitgestellt ist, eine hitzeisolierende Schicht (5), die zwischen der Formbasis (1) und dem Hohlblock (2) bereitgestellt ist, und einen Kanal (A), der nahe einer Hohlraumoberfläche (4) zur abwechselnden und wiederholenden Zufuhr von Dampf als Heizmedium und Kühlwasser als Kühlmedium bereitgestellt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlblock (2) mit Zwischenraum zu der Formbasis (1) über einen Abstand (t1) angeordnet ist, um die thermische Ausdehnung des Hohlblocks (2) zu ermöglichen, und in dem Hohlblock (2) Einlassschlitze (15, 16) vorgesehen sind, die mit dem Kanal (A) in Strömungsverbindung stehen, und die Einlassschlitze (15, 16) an Rohrleitungen (17) angeschlossen sind, die von der Formbasis (1) thermisch isoliert sind.
Die Form zum Formen von Kunstharz nach Anspruch 1, wobei (a) ein Befestigungsteil mit einem Spalt (t2), der kleiner ist als der Abstand (t1), zwischen dem Hohlblock (2) und der Formbasis (1) vorgesehen ist und wobei gegebenenfalls der Spalt (t2) des Befestigungsteils auf einen Bereich von 1 bis 30 μm eingestellt ist; oder (b) eine Oberfläche des Hohlblocks (2) größer ist als eine Oberfläche (4) des Hohlraums (3).
Die Form zum Formen von Kunstharz nach Anspruch 1, wobei: (a) ein Kanal (A1), durch den ständig Kühlmittel zugeführt wird, zusätzlich zum Kanal (A) vorgesehen ist; oder (b) der Hohlblock (2) aus einer ortsfesten Formhälfte und einer verlagerbaren Formhälfte zusammengesetzt ist, und wenigstens eines aus der ortsfesten Formhälfte und der verlagerbaren Formhälfte mit dem Kanal (A) versehen ist; oder (c) der Hohlraum (3) als kubischer Körper angeordnet ist, der eine Bodenwandoberfläche und eine Seitenwandoberfläche aufweist, wobei zwei Gruppen von dem Kanal, wobei die Kanäle (A) in einem Abstand (p) angeordnet sind und durch die das Heizmittel und das Kühlmittel abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, getrennt voneinander nahe der Bodenwandoberfläche und der Seitenwandoberfläche des Hohlraums (3) vorgesehen sind, und der Abstand (Pa) vom nächsten Übergang einer Kanalgruppe zum nächsten Übergang der anderen Kanalgruppe enger gemacht ist als der Abstand (p), mit dem die Kanäle (A) in jeder Kanalgruppe angeordnet sind; oder (d) der Hohlraum (3) als kubischer Körper angeordnet ist, der eine Bodenwandoberfläche und eine Seitenwandoberfläche aufweist, wobei zwei Gruppen von dem Kanal, wobei die Kanäle (A) in einem Abstand (p) angeordnet sind und durch die das Heizmittel und das Kühlmittel abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, getrennt voneinander nahe der Bodenwandoberfläche und der Seitenwandoberfläche des Hohlraums (3) vorgesehen sind, der Abstand (Pa) vom nächsten Kanal einer Kanalgruppe zum nächsten Kanal der anderen Kanalgruppe größer ist als der Abstand (p), mit dem die Kanäle (A) in jeder Kanalgruppe angeordnet sind, und ein Kanal (A2) zusätzlich an einer Schnittlinie oder der Schnittlinieninnenseite der Anordnung der Kanäle (A) entlang der Bodenwandoberfläche und der Anordnung der Kanäle (A) entlang der Seitenwandoberfläche des kubischen Hohlraums (3) vorgesehen ist; oder (e) der Kanal (A), durch den das Heizmittel und das Kühlmittel abwechselnd und wiederholt zugeführt werden, so hergestellt ist, dass er einen hydraulischen Äquivalenzdurchmesser von 3 bis 6 mm aufweist. und ein Abstand (h) von einer Hohlraumoberfläche (4) zu einer Kanaloberfläche auf 1 bis 10 mm eingestellt ist.
Die Form zum Formen von Kunstharz nach Anspruch 1, wobei (a) ein hydraulischer Äquivalenzdurchmesser des Schlitzes (15, 16) auf ein- bis dreimal dem hydraulischen Äquivalenzdurchmesser des Kanals (A) eingestellt ist, oder (b) der Hohlblock (2) in einen Teil, in dem der Kanal (A) vorgesehen ist, und einen Teil, der den Schlitz (15, 15) zur Verfügung stellt, geteilt ist, und wobei ein Dichtungselement für das Mittel an einer Fläche vorgesehen ist, die den Hohlblock (2) in zwei Teile teilt, und wobei ferner gegebenenfalls das Dichtungselement für das Mittel aus einem Haftvermittler gebildet ist.
Die Kombination aus einer Form zum Formen von Kunstharz nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einer Vorrichtung zum Einstellen der Temperatur davon, wobei ein Einlass-Umschaltventil (Sa, Wa, Aa, Sb, Wb, Ab) und ein Auslass-Umschaltventil (Ds4, Ds5, WRa, WRb) vorgesehen sind, um die Zufuhr eines Heizmittels und eines Kühlmittels an einem stromaufwärtsgelegenen Einlass und einem stromabwärtsgelegenen Auslass des Kanals (A) zu wählen, und wenigstens ein Auslassventil (Ds2, Ds3) zum Abführen des Heizmittels, Kühlmittels und eines Gases im Flussabschnitt in einem Bereich zwischen dem Einlass-Umschaltventil (Sa, Wa, Aa, Sb, Wb, Ab) und dem Auslass-Umschaltventil (Ds4, Ds5, WRa, WRb) vorgesehen ist.
Die Kombination nach Anspruch 5, wobei entweder (a) wenigstens ein Einlassventil, durch das ein Reinigungsgas zugeführt wird, in dem Fluidabschnitt in einem Bereich zwischen dem Einlass-Umschaltventil (Sa, Wa, Aa, Sb, Wb, Ab) und dem Auslass-Umschaltventil (Ds4, Ds5, WRa, WRb) vorgesehen ist; oder (b) ein Kontrollventil (c) an der stromabwärtigen Seite des Einlass-Umschaltventils (Sa, Sb) für das Heizmittel vorgesehen ist.
Verfahren zum Formen eines Kunstharzes, bei dem man ein thermoplastisches Harz in die Form nach einem der vorangegangenen Ansprüche injiziert; ein duroplastisches Harz in die Form injiziert, um das thermoplastische Harz an dessen Oberfläche mit dem duroplastischen Harz zu beschichten; ein Heizmittel in den Kanal (A) zuführt, um das duroplastische Harz zu härten, wobei das Heizmittel Dampf ist; und ein Kühlmittel in den Kanal (A) zuführt, um das thermoplastische Harz zu kühlen, wobei das Kühlmedium Kühlwasser ist.
Das Verfahren nach Anspruch 7 in Abhängigkeit zu Anspruch 5, ferner umfassend das Einstellen der Temperatur der Form zum Formen von Kunstharz, indem man abwechselnd und wiederholt ein Heizmittel und ein Kühlmittel in den Kanal (A) zuführt, um die Oberfläche (4) des Hohlraums (3) zu heizen und zu kühlen, wobei bei einem Wechsel der Mittelzufuhr vom Kühlmittel zum Heizmitel wenigstens eines der Auslassventile (Ds2, Ds3), die an der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des Kanals (A) angebracht sind, geöffnet und das Kühlmittel, das in dem Kanal zurückgeblieben ist, durch ein Gas oder das Heizmittel abgeführt wird.
Das Verfahren nach Anspruch 8, wobei (a) man beim Wechsel der Mittelzufuhr vom Heizmittel zum Kühlmittel ein Reinigungsgas in den Kanal zuführt; oder (b) die Zufuhr des Heizmittels zu einem Zeitpunkt zwischen der Öffnung der Form und dem Ausstoß eines geformten Produkts beginnt; und wobei entweder (i) die Form nicht geschlossen ist, bis ein vorbestimmter Zeitabschnitt nachdem die Zufuhr des Heizmittels begonnen hat, abgelaufen ist; oder (ii) die Form nicht geschlossen ist, bis das Heizmittel zugeführt ist, um eine Oberfläche (4) des Hohlraums (3) zu heizen oder das Heizen der Oberfläche (4) des Hohlraums (3) bis zu einer vorbestimmten Temperatur zu vervollständigen.