非晶体塑料制品的局部结晶方法和装置制造方法及图纸

一种塑料制品，它有一个结晶部分和一个非晶体部分。这种塑料制品用把熔融的塑料注入一个预成形坯模具（１０）的模腔（２２）内而制成。模腔内在要成为非晶体的区域内的热塑料迅速冷却，而要成为晶体的区域内的热塑料则冷却得很慢，或者加热。注塑成形模具还包括用于冷却熔融塑料的冷却通道（１２、１６、２４），和使得要结晶的区域与冷却剂绝热的绝热套筒（４６、４８）。在另一个实施例中，把加热元件放置在靠近制品要结晶的区域的预成形坯模具（１０）上。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种注塑成形的塑料制品的成形方法和装置，这种塑料制品具有从塑料树脂的熔融相生成的非晶体部分和结晶部分，以及一种新颖的模制塑料制品。更具体的说，本专利技术涉及一种新颖的局部结晶方法和装置，这种方法完全或部分地在一种模具内部进行，这种模具专门用于具有结晶的颈部和非晶体的本体部分的新颖的聚乙烯对酞酸盐(PET)的预制件的注塑成形。这种预制件要进一步吹成在要求结晶的区域具有增强的强度性能的双轴向容器。本专利技术可用于单独一种或多种材料制成的预制件。原先的PET预制件的注塑成形法和吹制成形法中的结晶部分是用局部加热然后冷却的方法，从玻璃相产生的。本专利技术教导了一种在制品处于熔融阶段时采用的特别优选的冷却温度模式，从而用快速的局部冷却形成了非晶体部分，用较慢的局部冷却形成了结晶部分。本专利技术最好使用新颖设计的PET预制件的模制和处理设备。本专利技术还能制造各种具有不同的物理和光学性能的区域的塑料制品。这方面的一个优选实施例是革新的带有中心孔的信息载体塑料盘，例如，HD，CD，DVD，MOP和CD-ROM用的盘，这些盘有一个没有可检索信息的中央区域。特别是CD和DVD盘要在使用时承受剧烈的操作，因而必须在其中央区域具有很高的强度和刚度。对于由旋转轴驱动的用注塑成形精密成形的，要求很高的扭转强度的塑料齿轮来说，更高的强度和刚度就更加重要了。如所周知，聚乙烯对酞酸盐(PET)吹制的制品表现出双轴向性能，因而使它适合于制作许多制品。但是，一种空心制品的双轴向性能有内应力急剧增加的缺点，因而在超过70℃的温度下尺寸的稳定性降低了。在许多包装用品中，容器的颈部是极端重要的，这一部分在吹塑成形的工艺过程中不是双轴向性的，因此弱于其他部分。增强非晶体PET型坯或瓶子颈部的一种普通的解决办法是用局部加热到超过140℃来使颈部结晶，此时无取向的非晶体材料将很快进行球状结晶。曾经对在可吹制的PET型坯注塑成形之后，用局部加热预成形坯或瓶子来改善PET吹制的瓶子颈部的强度进行了许多尝试。下列文献可作为这方面的参考文献授予奥塔(Ota)的美国专利4,375,442，授予哈亚西(Hayashi)的美国专利4,589,559，授予柯立特(Collette)的美国专利4,928,835，授予霍维奇(Horwege)的美国专利4,933,135，授予苏基亚玛(Sugiyama)的美国专利5,180,893，以及授予苏久拉(Sugiura)的美国专利5,248,533。在所有这些方法中，都把一个热源朝向模制成的预成形坯的颈部，把它加热到为其结晶和热处理所必需的温度。在授予奥利莫托(Orimoto)等人的欧洲专利EP503086中公开了一种成形带结晶颈部的预成形坯的不同的方法。在该方法中，首先模制一个颈部的成品，然后在模具外部进行结晶，然后再把它放入第二个模具作为插件，用重复模制法制成一个完整的型坯。模制型坯的颈部成品或者玻璃制成的模制颈部的结晶法并不是一种最佳的方法，因为它是一种需要附加的耗时的步骤来制造抗热的吹制制品的方法。此外，它还需要增加设备和车间面积，并且能耗很高。在大多数情况下，经过重新加热和结晶的颈部不能保持它的名义尺寸。过去曾经企图在注塑成形的工艺方法中，以受控的方式改变冷却过程中热塑性材料上的压力，来控制热塑性塑料的结晶过程。这种方法公开在授予张(Chang)的美国专利4,150,079中，但当遇到只要在制品的局部结晶时，如象预成形坯的颈部那样的情况，这种方法就无法实施。局部结晶法还曾经应用于真空热成形的制品，该方法公开在克拉克(Clarke)的PCT申请WO88/09298中。克拉克的’09298专利申请中清楚地描述了把一种模制的PET扁平毛坯成形为一种带有加强区的食物容器的真空模制或压制法。克拉克的模具上有局部加热器，局部冷却器和局部绝热装置，以形成已成为扁平毛坯的结晶区和非晶体区。克拉克的模具不接受熔融的PET，也不使用熔融材料的优先冷却/加热来形成结晶结构。因此，这种方法不能通过熔融物的有选择的冷却应用于局部结晶制品，诸如PET预成形坯的注塑成形法。在授予奥塔(Ota)的美国专利4,307,137中公开了在正常冷却过程中的模具内部局部结晶法。’137专利的要点是在模制预成形坯时，在熔融的PET在模具内部冷却的过程中，借助于形成一种乳白色的结构，使得在吹制的预成形坯物体内产生明显可见的差别。因此，这种’137专利的目的并不是通过模具内部的结晶来局部增强预成形坯的强度。而且，这种’137专利并没有教给人们任何在模具内局部改变冷却速度的新的装置。奥塔的专利所表明的是他通过使用任何标准的公知模具设备，利用了模具部分本身的几何特点来达到局部结晶的目的(见图5和图6)。奥塔的结晶方法是基于固有的事实，即，具有不同厚度的PET制品处于熔融状态时，在相同的温度下，较厚区域的凝固需要比较薄的区域更多的时间。因此，在PET熔融物的正常冷却过程中，不易冷却的较厚的区域可能会结晶，而冷却得较快的区域则可能成为非晶体。上述’137专利在两阶段重复模制工序中形成了薄的区域和厚的区域。先模制一个包括不同厚度的区域的第一制品，然后，用它作为内“模”表面以形成最后的复合制品，此时，在第二层中具有相应的厚的区域和薄的区域。在正常的冷却过程中，外部第二层厚的区域冷却得慢，因而便结晶，而外部第二层薄的区域冷却得较快，因而成为非晶体。这种结晶区域可用作外观设计的花样。如上所述，’137专利的这种有选择的冷却过程，仅仅是由于第二模制层厚度的变化而在一种常规的模具中达到的。本专利技术的结晶方法，装置和制品与公知的方法不同，因为它采用了一种由新颖的模制设备所导致的不同的冷却方式，只在某些选定的区域内减缓基本上处于熔融相的树脂的冷却过程。根据以下对于聚合物在加热时所表现的性能就能够了解这种能增加强度的局部结晶方法。因此，本专利技术的主要目的是提供一种经过改进的注塑成形的塑料制品以及用于制备这种制品的工艺方法和装置。本专利技术的另一个目的是提供一种以上所述的制品、工艺方法和装置，这种制品包括一个强度性能增强的结晶部分，和一个非晶体部分，特别是具有一个结晶的颈部。本专利技术的其余目的和优点将在下文中说明。按照本专利技术，很容易就能达到以上所说的目的和优点。本专利技术的工艺方法包括通过在高温下把熔融的塑料注入一个注塑模具内，成形一个塑料制品；冷却上述注塑模具内的塑料，使它从熔融状态变成固体状态；其中，上述塑料的第一部分迅速从熔融状态冷却到固体状态，形成非晶体部分，而上述塑料的第二部分缓慢地从熔融状态冷却到固体状态，形成结晶部分。最好，上述制品有一个封闭的底部，一个侧壁部分从该封闭底部延伸上来，而从该侧壁又延伸出来一个颈部区域，并且包括使得至少颈部的一部分结晶。在一个优选实施例中，本专利技术包括提供注塑模具中的冷却装置的步骤，以冷却上述制品，并且使颈部区域的至少一部分与上述冷却装置绝热。本专利技术的装置包括一个里面有模腔的注塑模具；把熔融的塑料注入上述模腔内，以便在其中形成塑料制品的装置；与上述模腔有热交换关系的冷却装置，以便使上述塑料从熔融状态变成固体状态；其中，上述冷却装置工作时能迅速把上述塑料的第一部分从熔融状态冷却到固体状态，形成非晶体部分，并且具有靠近上述塑料的第二部分的装置，它能让上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于模制用单独一种或多种材料制成的，具有非晶体和晶体部分的制品的注塑工艺方法，它包括下列步骤：（ａ）将熔融的材料注入由模腔和模具芯子形成的模腔空间内；（ｂ）使所述熔融的材料从以熔融温度范围为特征的熔融状态冷却到以玻璃温度 范围为特征的基本上固体的状态，同时，通过以结晶温度范围为特征的中间结晶状态，其中，－所述熔融材料的至少一个第一部分是由第一温度调节装置使它迅速通过所述结晶温度范围，从熔融状态冷却到固体状态，形成至少一个非晶体的第一部分；－所 述熔融材料的至少一个第二部分是由第二温度调节装置使它比较缓慢地通过所述结晶温度范围，从熔融状态冷却到固体状态，形成至少一个第二晶体部分；以及（ｃ）打开所述模腔空间，以便进一步加工和输送所述具有玻璃状态的第一部分和至少部分处在所述结晶 状态的第二部分的模制制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔科克，罗伯特谢德，劳拉马丁，詹姆斯赛科斯，丹斯特科夫斯基，布鲁斯卡托茵，
申请(专利权)人：哈斯基注模系统有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]