專利名稱：用于模制產(chǎn)品的方法以及其中所使用的模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于模制產(chǎn)品的方法以及其中所使用的模具。
背景技術(shù)：
已經(jīng)使用各種方法來模制包括塑料產(chǎn)品的產(chǎn)品，所述方法包括射壓模塑法、吹塑法、熱成型法等等。模制產(chǎn)品的一般程序包括以下步驟澆注諸如熱塑性材料、陶瓷以及金屬等模制材料，所述模制材料已被預(yù)加熱到易于變形的足夠溫度；將其填充到模具的空腔中；將其冷卻到不易變形的足夠溫度；然后從模具中將其取出以制成為最終產(chǎn)品。通常稱作模塑周期的該程序是指一個(gè)重復(fù)程序，并且所述程序通常用作顯示造型工藝的生產(chǎn)力的良好指數(shù)。用于減少模塑周期所需時(shí)間的最通用方法之一是將模具的溫度保持得較低，從而減少冷卻所需的時(shí)間。盡管該冷模操作可減少冷卻時(shí)間，但是也存在許多缺點(diǎn)。例如，這可使得模制產(chǎn)品的表面質(zhì)量惡化。有時(shí)，這可導(dǎo)致模制產(chǎn)品中的殘余應(yīng)力非常大。特別是，該方法不適于模制具有又細(xì)又長(zhǎng)的流動(dòng)通道的產(chǎn)品，因此所形成的模制產(chǎn)品通常顯出未完成產(chǎn)品的形式，因此設(shè)計(jì)具有合理厚度的模制產(chǎn)品變得非常重要。而且，模制產(chǎn)品在冷模中過于快速的冷卻可防止所形成產(chǎn)品的結(jié)晶，因此，降低最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
換句話說，用于增加模具溫度的方法可用作解決上述問題的一種方法。然而，由于在該方法中增加和降低模具溫度的重復(fù)程序可導(dǎo)致由于較大熱質(zhì)量而造成模塑周期具有相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，從而降低生產(chǎn)力，因此我們也不認(rèn)為所述方法是有利的。因此，最好增加具有低熱質(zhì)量的模腔表面的薄層的溫度。并且保溫層設(shè)在表面層與模具的主體之間。
然而，這些方法也可帶來許多問題，諸如當(dāng)加熱步驟與冷卻步驟之間存在較大溫差時(shí)薄表面層與保溫層的分離；在加熱和冷卻期間在模腔表面上難以獲得均勻的溫度，并且在將溫度控制在期望水平方面存在諸多限制；由于保溫層防止模制產(chǎn)品冷卻，因此難于大幅度地減少整個(gè)模塑周期。
例如，USP 5234637披露了一種方法，所述方法通過模具中的內(nèi)部溝槽使用電加熱和冷卻，所述模具包括用0.01-0.1mm厚度的銅制成并通過電流加熱的表面層以及保溫層。該方法的有利之處在于它可提供實(shí)際加熱。然而，該方法的該薄加熱層又存在諸如過度加熱或燃燒的問題，這是由于在獲得表面層的均勻涂覆厚度方面的困難通常會(huì)導(dǎo)致電流的不均勻流動(dòng)，并且當(dāng)在高溫下加熱它們時(shí)表面層可能會(huì)與保溫層相分離。
USP 5064597披露了一種電熱方法和一種形成包含加熱層和保溫層的多層模具的方法。由于保溫結(jié)構(gòu)的存在，除了不均勻的加熱之外，冷卻速度也不是那么快。并且該方法還存在這樣的問題，即，在加熱和冷卻步驟期間兩層的分離，從而無法傳遞均勻的溫升。
USP 5041247披露了一種使用模具主體中的冷卻管的冷卻方法，所述模具包括具有加熱層和保溫層的多層結(jié)構(gòu)，所述加熱層由碳素鋼和不銹鋼構(gòu)成，所述保溫層由多孔金屬和塑料構(gòu)成。然而，該方法也可能存在這樣的問題，即，當(dāng)在加熱和冷卻之間在溫度上存在大差異時(shí)所述層分離的問題。此外，由于冷卻是在模具主體上進(jìn)行的，因此該方法需要較長(zhǎng)的冷卻時(shí)間。
因此，期望方法是，通過有效地組合加熱和冷卻方法而獲得模腔表面的均勻高溫以及短模塑周期。然而，由于上述方法沒有提供足夠快的周期時(shí)間，并且難于獲得加熱層的均勻溫升，而且由于上述方法沒有足夠的耐久性，因此我們認(rèn)為上述方法不是有利的。因此期望研發(fā)一種新方法，所述方法可減少模塑周期的時(shí)間并且給予均勻的溫度場(chǎng)以及良好的耐久性。
發(fā)明概述因此，本發(fā)明的目的是提供一種方法以及提供一種用于其中的模具，所述方法可實(shí)現(xiàn)模腔表面的快速均勻加熱和冷卻，因此，可獲得提高的模制生產(chǎn)力以及均勻提高質(zhì)量的模制產(chǎn)品，所述模具可解決傳統(tǒng)方法和模具的上述問題。更具體地說，本發(fā)明涉及一種模具，所述模具包括由具有低熱質(zhì)量的模腔表面層與保溫層兩者構(gòu)成的完整外殼，所述保溫層位于表面層背面的表面上并且包括微通道或微孔。完整外殼具有良好的耐久性。并且本發(fā)明還涉及一種方法和其中所使用的模具，所述方法包括通過感應(yīng)加熱對(duì)模腔表面的快速均勻的加熱，以及通過布置于模具基體中的冷卻管線或通過保溫層中構(gòu)成的微通道循環(huán)冷卻流體而快速的冷卻，從而實(shí)現(xiàn)有效的加熱和冷卻。
為了增加模腔表面的溫度，本發(fā)明也可使用其他的方法，諸如，在高溫下通過冷卻管線或微通道循環(huán)一種流體，或者在加熱步驟中使高溫下的一種物體與模腔表面相接觸。
附圖的簡(jiǎn)要說明

圖1示出了本發(fā)明所涉及的模具的總體結(jié)構(gòu)的橫截面圖。
圖2示出了本發(fā)明所涉及的模具中的外殼的優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖。
圖3示出了本發(fā)明所涉及的模具一側(cè)中的空腔的透視圖。
圖4a-4c示出了沿圖2中的線A-A所截的橫截面的各種優(yōu)選實(shí)施例。
圖5示出了本發(fā)明所涉及的模具中的外殼的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖。
圖6示出了冷卻管與微通道之間所連接結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施例的橫截面圖和本發(fā)明所涉及的模具的D-D線的橫截面圖。
圖7示出了本發(fā)明所涉及的模制方法中的感應(yīng)加熱的示意圖。
圖8是透視圖，示出了本發(fā)明所涉及的模具與加熱冷卻設(shè)備的優(yōu)選實(shí)施例的總體結(jié)構(gòu)。
圖9示出了本發(fā)明所涉及的模具的優(yōu)選實(shí)施例的示意性橫截面圖和放大圖。
圖10示出了本發(fā)明所涉及的模具中的外殼的優(yōu)選實(shí)施例的透視圖。
圖11a和圖11b分別示出了本發(fā)明所涉及的在加熱和冷卻期間依據(jù)時(shí)間段反映模腔表面上溫度改變的示例的結(jié)果的圖表。
圖12a和圖12b分別示出了本發(fā)明所涉及的在加熱和冷卻期間依據(jù)時(shí)間段反映模腔表面上溫度改變的另一個(gè)示例的結(jié)果的圖表。
圖13示出了本發(fā)明所涉及的適用在容器模制中的模具的優(yōu)選實(shí)施例的示意性透視圖。
圖14示出了用在本發(fā)明所涉及的模制方法中的感應(yīng)加熱線圈的優(yōu)選實(shí)施例的透視圖。
圖15示出了圖13中B-B線的橫截面圖。
圖16a-16c示出了沿圖2中的線A-A所截的橫截面的各種優(yōu)選實(shí)施例。
1.模具的左半部分 2.模具的右半部分3、4.模具的主體5.空腔6.分離面 7、8.外殼9、10.外殼接收器 11、12.空腔表面13.外殼與模具的主體之間的連接部分14、20.冷卻管 15.微通道16.表面層 17.保溫層18.微孔19.低磁共振材料制成的外殼21.冷卻流體管線22.壓縮空氣管線23.感應(yīng)加熱線圈24.模具中瓶子的頸部區(qū)域25.模具中瓶子的底部區(qū)域本發(fā)明的描述在下文中將詳細(xì)地描述本發(fā)明。
本發(fā)明涉及一種用于模制產(chǎn)品的方法，所述方法包括以下步驟模腔表面層的加熱、將模制材料填充到模具中、以及冷卻，其特征在于，所述模具包括一個(gè)空腔、一個(gè)包括表面層和其中構(gòu)成有微通道或微孔的保溫層的完整外殼、以及所述模具的主體；所述模腔的表面層通過感應(yīng)加熱被被動(dòng)地或侵略性地加熱0.5-20秒鐘達(dá)到50-400℃；以及在將模制材料模鑄于所述模具之后，通過在所述模具的主體中的冷卻管線中循環(huán)冷卻流體或通過所述表面層下面的背面的表面上的所述保溫層中的微通道循環(huán)冷卻流體而在0.1-20秒鐘內(nèi)使得所述模腔的表面層冷卻。
本發(fā)明的特征還在于，當(dāng)需要避免模腔表面的特定部分中的溫升時(shí)，所述外殼的一部分可用低磁共振材料來代替。
本發(fā)明的特征還在于，在所述加熱和所述冷卻期間，使得冷卻流體通過設(shè)置于模具主體中的冷卻管線連續(xù)地循環(huán)。
本發(fā)明的特征還在于，它可提供一種實(shí)際冷卻的方法；即，在所述冷卻步驟期間，除了通過主體中的冷卻管線循環(huán)冷卻流體之外，還可通過所述微通道循環(huán)冷卻流體。
本發(fā)明的特征還在于，是在完全停止了冷卻流體通過保溫層中的微通道的循環(huán)并且借助于壓縮空氣或真空從微通道中去除了所述冷卻流體之后執(zhí)行加熱的，并且冷卻流體的循環(huán)是在之后的冷卻步驟期間適當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行的。
下面將參照結(jié)合附圖的以下描述更詳細(xì)地描述本發(fā)明，在所有的附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。
參照?qǐng)D1，本發(fā)明所涉及的用于模制中的模具包括空腔5，所述模具的左半部分1和右半部分2都包括完整外殼7和8，在圖2中示出了其橫截面圖，包括具有預(yù)定厚度的表面層16，所述表面層16用作所述空腔5的表面11或12；以及保溫層17，所述保溫層17包括排列在所述表面層16下面的背面上的微通道15或微孔18；以及所述保溫層與之接觸的所述模具的主體3或4。
在圖3和4中，7和8、9和10以及11和12分別存在于模具的左半部分1和右半部分2兩者上，因此在下文中將只描述它們中的一個(gè)。
上述外殼8由當(dāng)將感應(yīng)加熱作為加熱方法時(shí)能夠通過感應(yīng)加熱的磁共振材料構(gòu)成。
參照?qǐng)D3，依照權(quán)利要求6所述的用于模制產(chǎn)品的模具，其特征在于，所述外殼8只在分離面上的邊界線13中被接合，所述分離面形成于所述模具的左半部分和右半部分之間。并且所述外殼的背面和所述外殼8接收部分10也可在整個(gè)界面上被粘合。
而且，上述外殼8為1-25mm厚，所述表面層16為0.3-10.0mm厚。這里，如果表面層的厚度小于0.3mm的話，就會(huì)導(dǎo)致加工方面的困難、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的惡化以及妨礙均勻的溫度，同時(shí)如果超過了10.0mm的話，就會(huì)變得不太有效。
參照?qǐng)D4a-4c，保溫層由微通道15或微孔18構(gòu)成，并且保溫層中的微通道或微孔構(gòu)成的空間區(qū)域部分是該保溫層的20-90％。這里，如果空間區(qū)域部分小于20％的話，就會(huì)導(dǎo)致保溫的不足，同時(shí)由于模塑壓力而導(dǎo)致外殼8結(jié)構(gòu)強(qiáng)度方面的惡化，或者如果超過90％的話將導(dǎo)致過度的保溫。而且，以線形或波形的形狀將微通道形成于保溫層背面的表面上，并且將微通道制成為0.3-10.0mm寬。這里，如果微通道的寬度小于0.3mm的話，就會(huì)導(dǎo)致在加工方面以及在實(shí)際冷卻時(shí)冷卻流體循環(huán)方面的困難，而如果超過了10.0mm的話，就難于保持均勻的溫度。
每個(gè)微孔18的尺寸為具有0.3-10.0mm的直徑。這里，如果微孔的厚度小于0.3mm的話，就會(huì)導(dǎo)致在鉆孔方面的困難，而如果超過了10.0mm的話，就難于保持均勻的溫度。
參照?qǐng)D5，當(dāng)需要避免所述模具的空腔表面中的一部分中溫升時(shí)，包括表面層和保溫層的所述外殼7的一部分可用低磁共振材料19來代替。
參照?qǐng)D6，在加熱和冷卻期間，冷卻流體通過設(shè)置于模具主體中的冷卻管線14連續(xù)地循環(huán)。在通過保溫層中的微通道15循環(huán)冷卻流體而執(zhí)行冷卻的情況中，輔助冷卻管線20遠(yuǎn)離現(xiàn)存冷卻管線14被設(shè)置于模具的主體4中，作為用于通過保溫層中的微通道循環(huán)一種循環(huán)劑的通路，并又直接與冷卻期間用于冷卻流體循環(huán)的微通道相連接。
通過下文中所述的感應(yīng)加熱方法將更詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
如圖7中所示的，在模制產(chǎn)品過程中用于增加模腔表面的溫度的一種方法是使用感應(yīng)加熱方法，甚至當(dāng)模制產(chǎn)品具有彎曲表面時(shí)，所述感應(yīng)加熱方法也能夠在模腔的整個(gè)表面上提供均勻的溫度分布。
以如下順序執(zhí)行感應(yīng)加熱方法當(dāng)模具打開時(shí)將感應(yīng)加熱線圈23插入到模具中、通過感應(yīng)加熱增加表面層的溫度、將感應(yīng)加熱線圈23從模具中取出以及關(guān)閉模具。由于加熱層較薄并且保溫層位于加熱層的背面上，因此，該方法在只使得模腔表面的溫度迅速均勻地增加到期望水平的方面非常有效。也可使用直接將電流連接于加熱層中的方法。然而，該方法具有一些缺點(diǎn)，即，電極應(yīng)被緊緊地附在模腔的表面上而且難于設(shè)計(jì)使得恒定電流流過模腔彎曲表面以便于均勻增加溫度的模具。相反，感應(yīng)加熱方法在具有任意彎曲的模腔的表面上產(chǎn)生感應(yīng)電流，并且該方法是均勻迅速地增加溫度的方法。通常，由于所感生的電流量與距離的平方成反比例，因此感應(yīng)加熱在靠近于加熱器的表面上引起溫度的大幅度增加。然而，如果沒有提供保溫層的話由于熱量朝向模具基體傳遞，因此上述的溫升不能輕易地實(shí)現(xiàn)。相反，本發(fā)明包括低熱質(zhì)量的表面層16，在表面層16背面上具有保溫層17，因此可增加更特定層的溫度。
本發(fā)明中所使用的感應(yīng)加熱器是用于高頻加熱的加熱線圈型的，因此加熱器的形狀或尺寸可根據(jù)模腔的類型而改變。例如，在射壓模塑法的情況中，可使用如圖7中所示的制造成模腔形式的感應(yīng)線圈23，而在吹塑法的情況中，可使用如圖15中所示的具有圓柱形的一種感應(yīng)線圈。
在加熱模腔的過程中，保溫體的不足將妨礙溫升，并且溫度和熱能的控制也變得困難。如果在加熱程序期間提供保溫體的話，可將能量?jī)?chǔ)存在表面層中以便于用于模制產(chǎn)品，然而，太多的保溫體也可妨礙冷卻程序，因此需要適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)保溫層的厚度。
當(dāng)作為積極地執(zhí)行冷卻程序的方法而通過微通道循環(huán)冷卻流體時(shí)，只要在模制程序中不會(huì)使得外殼變形，微通道壁的厚度可非常薄。
通常，在表面層和保溫層之間在耗熱量與積蓄的熱應(yīng)力方面存在差異。所述差異可造成加熱層和保溫層之間的分層或分離。因此，期望使用一種方法通過在不可分的單一材料中組合上述兩層的功能而避免所述分離，因此如下所述的，本發(fā)明的發(fā)明人描述了該方法的優(yōu)選本發(fā)明所涉及的模具被設(shè)計(jì)得包括厚度約為6mm的外殼8，其中構(gòu)成模腔的表面構(gòu)成了表面層16，而通過厚度為0.6-0.8mm的微通道的機(jī)械加工過程或放電機(jī)械加工過程而將保溫層17形成于其背面上。
上述保溫層17包含為所述保溫層橫截面積的20-90％的空間，最好是65-70％的空間。表面層的厚度與模制所需的熱能的量有關(guān)。例如，在外殼8背面的表面上水平或豎直地加工微通道15以使得在表面層中留有1mm厚的邊緣。替代微通道15可鉆出微孔18。可在外殼8表面的背面上水平或豎直地接連形成微通道15的上述結(jié)構(gòu)。每個(gè)微通道15都彼此連接或分別連接于模具的主體4中的冷卻管線14或20。如此加工的外殼8被插入到外殼接收器10中，并且外殼8和模具的主體4之間的邊界線13變得接合在模具的主體的分離面6上?；蛘?，如果必要的話，外殼8背面的表面和外殼接收器10的表面可被接合。
用作外殼的材料示例包括諸如鐵、鎳、鈷等磁共振材料，所述材料能夠執(zhí)行感應(yīng)加熱。用作模具的主體4的材料示例是那些具有高導(dǎo)熱性的材料并且也可使用上述用作外殼的材料。盡管用于外殼8的材料與用作模具的主體4的材料是相同的，但是模具的主體4幾乎不產(chǎn)生熱量。因?yàn)樵诟袘?yīng)加熱時(shí)感生的電流量與距離的平方成反比例。
這里，表面層的厚度與熱能量密切相關(guān)。因此，表面層的熱質(zhì)量的量被設(shè)計(jì)得具有用于模制的最小能量，即，提高模制產(chǎn)品的質(zhì)量或功能所要求的最小熱能量。并且表面層的厚度是根據(jù)外殼的材料、預(yù)定溫度以及保溫程度設(shè)計(jì)的。因此，當(dāng)需要更多的熱能時(shí)，將表面層設(shè)計(jì)得較厚。
鑒于上述情況，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是提供厚度為1-25mm的低熱質(zhì)量的外殼8，厚度為0.3-5.0mm的表面層，以及確定為占20-90％空間的保溫層。
而且，在由于表面層足夠厚(例如0.5mm或以上)而不可能發(fā)生表面層分離情況中，也可制備不是以整體形式組合的表面層和保溫層，而是出于更簡(jiǎn)單的模制處理和裝配的目的，將微通道加工于模具的主體3上并將其插入以便于接合。
同時(shí)，如果在模腔的表面上存在溫度將不會(huì)增加的任何部分的話，那么外殼的該具體部分可用非磁性材料制成。那么，在該特定部分中將不會(huì)感生電流，因此將避免溫升。
本發(fā)明中所使用的冷卻方法是如下所述的。在模塑周期期間在循環(huán)加熱流體之后使得冷卻流體交替循環(huán)的系統(tǒng)中，所需的設(shè)備十分復(fù)雜并且模塑周期所需的時(shí)間也變得更長(zhǎng)。因此，本發(fā)明采用一種方法以在模塑周期過程中連續(xù)地冷卻模具的主體4。為此，本發(fā)明的發(fā)明人通過將冷卻管線14設(shè)置于模具的主體4中、通過所述冷卻管線循環(huán)冷卻流體或不只將模具的主體4而且還有保溫層17的微通道15連接于模具的主體4的冷卻管線20或14、以及使得冷卻流體流過微通道15從而更積極地執(zhí)行冷卻程序而執(zhí)行冷卻程序。
或者，在加熱之前可借助于壓縮空氣或真空去除冷卻管線20與微通道15中的冷卻流體，以便于增強(qiáng)加熱效率。
通過該程序，本發(fā)明能夠通過減少模塑周期的時(shí)間以及提高模制產(chǎn)品的質(zhì)量和功能而提高模制生產(chǎn)力。
在本發(fā)明中，在模腔的表面上(即，在外殼8的表面層16上)執(zhí)行0.5-20秒鐘的50-400℃的感應(yīng)加熱，然后在取出感應(yīng)加熱線圈23之后關(guān)閉所述模具，并且將模制材料鑄在模具中，其中當(dāng)在模具的表面與模制材料之間存在接觸時(shí)，表面層16的熱能可提高模制產(chǎn)品的質(zhì)量或功能。然后，在0.1-20秒鐘之內(nèi)通過冷卻程序?qū)囟壤鋮s到期望溫度，以便于引起快速冷卻和模制產(chǎn)品的固化，并且最后在打開模具之后將模制產(chǎn)品從模具中取出來。在該冷卻階段中，通過促成低熱質(zhì)量的冷卻程序可進(jìn)一步減少模塑周期所需的時(shí)間。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，如圖8中所示的，整個(gè)設(shè)備包括具有圓柱形空腔的模具、用以加熱空腔表面的感應(yīng)加熱線圈23、用于冷卻的冷卻液管線21、在加熱程序期間用以去除冷卻液的壓縮空氣管線22等等。
圖9是本發(fā)明所涉及的模具的簡(jiǎn)圖。
圖10示出了空腔表面的外殼8，其中表面層16和保溫層17組合為完整體。
圖11a和圖11b分別示出了本發(fā)明所涉及的在加熱和冷卻期間依據(jù)時(shí)間段反映模腔表面上溫度改變的圖表。這里，所使用的模制材料是普通碳素鋼。用于感應(yīng)加熱的電源是18kw，而頻率是15.3kHz，并且冷卻液的溫度是15℃。通過加熱1.4秒使得空腔表面的溫度從95℃增加到245℃。圖11a示出了在保溫層17的微通道15中沒有使用任何特別的冷卻液而自然冷卻的情況，并且花費(fèi)45秒將其冷卻到95℃，而圖11b示出了其中執(zhí)行0.6秒鐘自然冷卻之后是通過微通道使用冷卻液的強(qiáng)制冷卻的情況，其結(jié)果顯示，花費(fèi)0.5秒將其冷卻到95℃。
圖12a和12b是圖11b的放大圖，以便于提供更好的觀察。圖12a反映了與圖11b中相同的情況，而圖12b反映了其中自然冷卻時(shí)間延長(zhǎng)到2.8秒鐘之后是強(qiáng)制冷卻的情況。自然冷卻的持續(xù)時(shí)間或溫度是根據(jù)使得模制產(chǎn)品的質(zhì)量和功能最大化所要求的熱能的量確定的。而且，操作條件根據(jù)加熱層和保溫層的測(cè)量值以及模制材料的性質(zhì)而改變。當(dāng)預(yù)加熱時(shí)，可借助于壓縮空氣或真空將前面的周期中為了冷卻目的流入到保溫層中的冷卻液去除以便于增強(qiáng)加熱效率。
本發(fā)明所涉及的模制方法和其中所使用的模具也可用在噴射模塑法、吹塑法、熱成型法等等中。
以下是吹塑法的示例。
本發(fā)明可適用于PET瓶子的熱定形工藝，所述工藝可被設(shè)計(jì)得提高熱穩(wěn)定性、模制具有高熱穩(wěn)定性的PET瓶子，以及在短模塑周期中模制PET瓶子。
USP 4476170披露，200-250℃下的熱定形可形成具有100℃或以上高溫?zé)岱€(wěn)定性的PET瓶子的產(chǎn)品。然而，在USP 4476170中，通過加熱流體和冷卻流體的循環(huán)而執(zhí)行加熱和冷卻程序，這導(dǎo)致了較長(zhǎng)時(shí)間的模塑周期，因此降低了其工業(yè)價(jià)值。本發(fā)明也可適用于生產(chǎn)具有出色熱穩(wěn)定性和出色生產(chǎn)力的PET瓶子的發(fā)明。圖13中示出了一個(gè)示例。
使用本發(fā)明的外殼8可將模具的表面層的主體部分迅速地加熱到250℃以及迅速冷卻，同時(shí)通過用低磁共振材料組成頸部分24和底部分25或通過適當(dāng)?shù)貙⒓訜釋雍捅貙拥暮穸仍O(shè)計(jì)得不同于瓶子的主體部分的尺寸可為其保持低溫。
可將感應(yīng)加熱線圈制造為圖14中所示的圓柱形的。在圖15和圖16a-16c中示出了外殼8的詳細(xì)組成和冷卻管線?？蓪D15中的外殼8的微通道的方向性制定為縱向或圖15的左右圖中所示的瓶子的圓周方向。
如上所述，本發(fā)明使用這樣一種外殼，其中低熱質(zhì)量的表面層和其背面的表面上的保溫層組合稱為完整體，作為模腔的表面；使用高溫液體循環(huán)方法或高溫物體接觸方法以迅速地增加模腔的表面溫度，或更具體地說，使用感應(yīng)加熱方法，所述方法能夠獲得均勻的溫度分布，與產(chǎn)品的形狀無關(guān)，因此通過保溫層與強(qiáng)制冷卻方法的溫度控制在較短的時(shí)間內(nèi)迅速地增加或冷卻溫度以及均勻的溫度分布；并且還提供了一種方法以解決分層或分離問題，從而提高了模制產(chǎn)品的質(zhì)量和功能，同時(shí)使得模制的模塑周期最小化并且還提高了與模制產(chǎn)品相關(guān)的總體模制生產(chǎn)力。
而且，本發(fā)明提供了一種方法，用以在幾乎不受限制的情況下積極地將溫度增加到很高程度以便于提高產(chǎn)品的質(zhì)量和功能，用以通過將表面層和保溫層設(shè)計(jì)得適合于用于模制的熱能以進(jìn)行控制，用以通過實(shí)際冷卻工藝提高生產(chǎn)力，用以通過具有帶有表面層和保溫層兩者的完整體而提高耐久性，以及通過允許機(jī)械加工或放電加工工藝而提供出色的適用性。
權(quán)利要求
1.一種用于模制產(chǎn)品的方法，所述方法包括以下步驟加熱模腔表面層、將模制材料填充到模腔中、以及冷卻，其特征在于，所述模具包括一個(gè)空腔、一個(gè)包括表面層和其中構(gòu)成有微通道或微孔的保溫層的完整外殼、以及所述模具的主體；所述模腔的表面層通過感應(yīng)加熱被被動(dòng)地或侵略性地加熱0.5-20秒鐘達(dá)到50-400℃；以及在將模制材料模鑄于所述模具之后，通過在所述模具的主體中的冷卻管線中循環(huán)冷卻流體或通過所述表面層下面的背面上的所述保溫層中的微通道循環(huán)冷卻流體而在0.1-20秒鐘內(nèi)使得所述模腔的表面層冷卻。
2.如權(quán)利要求1中所述的用于模制產(chǎn)品的方法，其特征在于，當(dāng)需要避免所述模腔表面的一部分中的溫升時(shí)，所述外殼的一部分可用低磁共振材料來代替。
3.如權(quán)利要求1中所述的用于模制產(chǎn)品的方法，其特征在于，在所述加熱和所述冷卻步驟期間，使得冷卻流體通過設(shè)置于所述模具主體中的冷卻管線連續(xù)地循環(huán)。
4.如權(quán)利要求1中所述的用于模制產(chǎn)品的方法，其特征在于，在所述冷卻步驟期間，冷卻流體通過所述微通道循環(huán)。
5.如權(quán)利要求1和4中任何一項(xiàng)所述的用于模制產(chǎn)品的方法，其特征在于，在所述加熱步驟期間，是在完全停止了冷卻流體通過保溫層中的所述微通道的循環(huán)并且借助于壓縮空氣或真空從所述微通道中去除了所述冷卻流體之后執(zhí)行所述加熱的，并且冷卻流體的循環(huán)是在之后的冷卻步驟期間適當(dāng)?shù)臅r(shí)候執(zhí)行的。
6.一種用于模制產(chǎn)品的模具，所述模具包括空腔，完整外殼，所述外殼包括具有預(yù)定厚度的表面層，所述厚度用作所述空腔的表面；以及保溫層，所述保溫層包括排列在所述表面層下側(cè)的背面上的微通道或微孔；以及所述模具的主體，所述保溫層與所述主體接觸。
7.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，所述外殼由可通過感應(yīng)加熱而能夠良好加熱的材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，接觸于所述主體中的所述外殼只被接合在所述模具左側(cè)和右側(cè)之間的分離面上的邊界線中。
9.如權(quán)利要求6到8中任何一項(xiàng)所述的模具，其特征在于，所述外殼的厚度為1-25mm，而所述加熱層的厚度為0.3-10.0mm。
10.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，所述保溫層包含其面積部分為表面層20-90％的微通道或微孔。
11.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，所述微通道是以線形或波形的形狀形成于所述保溫層中。
12.如權(quán)利要求6、7、8、10和11中任意一項(xiàng)所述的模具，其特征在于，所述微通道為0.3-10.0mm寬。
13.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，所述微孔的直徑為0.3-10.0mm。
14.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，當(dāng)需要避免所述模腔表面的一部分中的溫升時(shí)，所述外殼的包含加熱層和保溫層的一部分可用低磁共振材料來代替。
15.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，在加熱和冷卻期間為了通過冷卻管線連續(xù)地循環(huán)冷卻流體，將冷卻管線設(shè)置于所述模具的主體中。
16.如權(quán)利要求6中所述的模具，其特征在于，除了用于所述模具的主體的所述冷卻管線之外，獨(dú)立的冷卻管線直接與所述保溫層的微通道相連接以便于在冷卻期間通過所述微通道循環(huán)類似于冷水的冷卻流體。
17.一種通過權(quán)利要求1的用于模制的方法所制造的產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種模制產(chǎn)品的方法以及其中所使用的模具。用在本發(fā)明中的模具的特征在于，使用各種傳統(tǒng)方法(諸如感應(yīng)加熱)快速均勻地的加熱模腔的表面，并且通過設(shè)計(jì)的保溫層而通過熱傳導(dǎo)使其冷卻，所述保溫層整體形成為模腔的表面層下面的外殼形式的，并且所述模腔的表面也通過保溫層中構(gòu)成的微通道循環(huán)冷卻流體而被快速地冷卻，從而減少模塑周期所需的時(shí)間并提高模制部分的質(zhì)量。
文檔編號(hào)B29C33/02GK1582222SQ02815006
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2002年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月31日
發(fā)明者樸憲辰, 金炳勛 申請(qǐng)人:Sk化學(xué)株式會(huì)社