热塑性树脂的注射模塑法及用于注射模塑法的模具制造技术

在将一熔化的热的热塑性树脂注射模塑成具有不同厚度的模制件时，在对应于厚壁的空腔内设置一空穴感生件。然后通过一气体通道将气体压力施；加于空穴感生件的尖端上，这样，在贴近空穴感生件尖端的树脂内形成一空穴核，空穴核通过树脂在冷却时的收缩力扩大成空穴。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种将热塑性树脂注射模塑成模制件的方法及用于该注射模塑法的模具，尤其涉及一种将树脂模压成具有不同厚度的截面且不会因树脂的收缩而形成凹痕之类缺陷的模制件的方法。当将热塑性树脂注射模塑成一具有厚壁和薄壁的产品，厚壁部分树脂的固化比薄壁部分的树脂慢，而在冷却过程中，充入模具中薄壁的树脂冷却和固化得更快。结果，主要发生在厚壁树脂内的树脂收缩往往会导致在厚壁表面上形成凹痕，变形和其他之类的缺陷。凹痕，变形和其他缺陷(下面由凹痕代表)大大降低了产品的价值。采用传统的注射模塑法，为了补偿收缩，在完成注入树脂后必须立即暂停进行加压。换句话说在注入树脂后的一小段时间内，抑制保持压力，从而防止了凹痕的形成。然而，当模压具有复杂形状的产品时，在实现足够的暂停加压(保压)前浇口已被凝固。因此，很难得到外观满意的产品。日本专利申请公告61-53208、日本专利申请公开63-268611和64-63122揭示了抑制表面缺陷生成的方法，该方法是在高压下通过树脂通道提供气体以在厚壁内产生空穴前将树脂控制在压力下。然而，当模制一形状复杂的产品时，产品内不会形成足够的空穴，从而形成了凹痕之类的表面缺陷。另外，作为熔化树脂流动导管的气体通道，气泡和流动痕迹之类的缺陷很容易在产品表面上形成。在极个别的情况下，高压气体将从产品中突然喷出。因此，可生产的产品的形状受到了限制。另外，高压气体是不易掌握的。另一种众所周知的方法是在树脂注入后，从产品的后侧向其厚壁加压。有两种加压方式。在一种加压方式中，模具的一部分是布置成可移动的，且通过液压顶杆压靠住产品。另一种加压方式的特征是气体从厚壁的后侧通入，直接对产品加压(日本专利申请公告61-9126)。然而，前一种方法要求模具具有复杂的结构，或特殊类型的制模机。后一种方式也会在产品的后侧产生不规则的凹痕，导致产品价值的降低。同时，当具有高凝固速度的聚碳酸酯和聚甲基丙烯酸甲酯之类的树脂被注射成形时，表面层迅速冷却和固化，且具有足够的强度控制收缩的内应力。结果是，模制件内将形成空穴。据此，凹痕不会在厚壁的表面上形成。这种空穴的形成被认为是一种减低产品强度的缺陷。然而，日本专利申请公告2-13886中揭示了防止凹痕形成的空穴的正确应用。在该方法中，一空穴控制件被推入可能产生凹痕的空腔内。空穴控制件在靠近其末端部分处起在树脂中诱导空穴的作用，以防止凹痕的形成，该方法通过简单装置而防止凹痕的形成是有效果的。然而，对于模制品内的空穴，模具的某些部分是很难加以冷却的。换句话说，空穴控制件必须具有高热容量和高温。据此，就很难将空穴控制件做得小型化。结果是，就限制了将空穴感生件布置在模具内所要求的位置上，这样就很难在模制件中的所有需要的部分形成空穴。另外，产生在凹痕的位置由于受到模制件条件的影响而作不规则地变化。还有，在一些树脂，如聚缩醛中，补偿收缩的空穴不能充分地形成。这样，不能充分防止凹痕的形成。日本专利申请公告48-41264中揭示了一种注射模塑法，该方法中，将一喷嘴伸入模具的空腔内，气体在树脂固化前在高压下，穿过在喷嘴轴线上构成的通道，从喷嘴顶端通入空腔内的树脂。然而，由于该方法也采用高压气体，就很难控制产生最佳空穴的压力。另外，喷嘴由固化树脂的收缩力卡住。这样，喷嘴难以从树脂中顺利地取出。本专利技术的目的在于提供一种防止在具有厚壁的模制件内的表面上形成凹痕、变形或其他缺陷的方法，该方法向位于模具适当位置的空穴感生件施加压缩气体以在靠近空穴感生件端部的树脂内诱导空穴。根据本专利技术，提供一种注射模塑法，防止在具有不同厚度的热塑性树脂模制件表面上的凹痕形成，其特征在于，1)在对应于模制件表面上有凹痕形成的厚壁模具空腔内设置一空穴感生件，2)通过注射向所述空腔内填充熔化树脂，3)通过施加气体压力以穿透沿所述空穴感生件与靠近所述空穴感生件杆端的凝结树脂表层，从而在所述空穴感生件顶端的熔化树脂内形成一空穴核，和4)扩大所述空穴，使其大小相当于所述熔化树脂冷却和固化后收缩力产生的收缩体积。气压既可在树脂注入遍及空腔后立即施加，也可在上述暂停加压过程后施加。通过该暂停加压过程，防止了空腔中注射树脂的逆流引起的充入压力的降低。该方法还可通过下述过程促进所述空穴扩大，大小与所述空穴冷却和固化后的收缩力产生的收缩体积相当。气压从沿着空穴感生器的杆端周围或通过空穴感生件的轴孔施加于注射树脂上以诱导空穴，空穴的形成持续至树脂冷却结束为止。在这种情况下，根据由于冷却和固化引起的树脂收缩而改变施加的气体压力，空穴的扩大将加快。一种用于进行该注射模塑法的模具，其特征在于模具具有一随制品形状而定的由厚壁和薄壁组成的空腔，空穴感生件的一端伸入所述空腔的厚壁中和垂直布置在所述空穴感生件周围的用于供给一气体压力的通道，且所述空穴感生件具有一伸出的尖端。空穴感生件还可作为一将产品从模具内顶出的脱膜销。模具的空腔内充满注射树脂，压缩气体则通过空穴感生件立刻加压或暂时停止加压于树脂上。当模制品开始冷却时，其内部的剩余的充填压力降为零压，并很快成为负压。这时，压缩气体通过空穴感生件而施加于树脂上，气体穿透空穴感生件尖端周围形成的表皮层，在熔化树脂内形成一类似空穴核的极微的泡。即使空穴核一旦形成后就停止外加气压，空穴核也会随着周围熔化树脂的冷却和固化所产生的收缩力而渐渐地扩大成空穴。这样，通过陆续地补偿收缩力，空穴随着核不断扩大而形成，直至扩大至可以防止凹痕形成。采用这种方法，凹痕不仅不会在空穴感生件周围形成，而且也不会在整个厚壁上产生。如果不断地加入气体，气压加到收缩力上，加强了空穴的扩大。结果，凹痕不在厚壁上形成，但仍在薄壁周围或相邻的薄壁上形成。当采用带有伸出尖端的空穴感生件时，气压是集中施加在尖端上，这样很容易形成空穴核，且在任选位置上加强空穴形成的再现性。在空穴感生件的尖端形成的表皮层内所形成的孔的直径大约为0.5毫米，很难辨别，因此产品的外观没有受到损伤。空穴感生件的直径虽然没有受到特别的限制，但考虑到强度，一般要求为1毫米或较好为1至10毫米，最好为1至5毫米。空穴感生件的端部位置只要在空腔的厚壁中即可，不需要在其中心。另外，安装空穴感生件的位置没有特别地受到限制，可以安置在相对于设计产品的任一适宜位置。即使设置在厚壁端部也能获得满意的效果。由于不需要增加空穴感生件的热容量，且不必将空穴感生件的安装位置限定在容易形成凹痕的位置，如日本专利公告2-13886中揭示的，设计产品的灵活性就大大提高了。如果空穴感生件是按下述方法设计的，即气压有效地集中在空穴感生件的一端，就不需要具有圆柱形状的杆。采用的气体压力大约为5至15千克/厘米2，比日本专利公告61-53208中揭示的厚壁空穴内的压力低很多。在很多情况下，空气压力等于或低于10千克/厘米2就足够了，且很容易得到该气体源。这种低压气体容易通过普通的操作装置获得。日本专利公告57-14968和61-53208中揭示的方法中，厚壁内形成空穴所需的气体压力为150千克/厘米2。在本专利技术的方法中，由于不需要象日本专利公告57-14968和61-53208所揭示的方法中所叙述的在厚壁内形成空穴需要压力为150千克/厘米2的高压氮气，就不需要有特别结构和操作条件的设备。这样，即使在普本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有不同厚度的热塑性树脂模制件的注射模塑方法，包括：在模具内设置空穴感生件，使空穴感生件的一端处于对应于厚壁部分的位置；向所述模具的空腔内注射熔化树脂；将气体压力施加在贴近空穴形成件端部的树脂上，以便在熔化树脂内形成空穴核，这样，空穴扩大到其大小相当于树脂冷却和固化时的收缩力所产生的收缩体积的大小，从而阻止了模制件的表面上的凹痕形成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：相田宏，羽良平，
申请(专利权)人：日本钢铁化学有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]