专利名称：成形金属模与成形方法
背景技术：
本发明涉及热固性树脂注射模塑成形的成形金属模与成形方法。目的在于，在注射模塑成形时，通过使注射模塑成形机与金属模腔室间的浇道部中存有的熔化树脂不硬化而保持可成形粘度，将该部分树脂在下次成形时使用，从而可减少废弃树脂、提高树脂的材料的利用率。
在热塑性树脂注射模塑成形中，为提高树脂的材料利用率(从而使树脂使用量降低)，已进行了加长喷嘴、热流道等的适用性研究，并使之实用化。
另一方面，在热固性树脂注射模塑成形中，由热引起的树脂的反应、硬化成了大的障碍，作为提高树脂材料利用率的措施只不过是部分地被实用化了。
作为这种方法之一是将浇道部做成与金属模本体分别独立的结构的套，由热水、热油等热介质或加热器，或将其合并使用，将浇道套保持一定温度(如，日本专利特开昭50-82166号公报所记述)。由于使用了该浇道套，可将该部分热固性树脂维持于可成形的熔化粘度，可将该浇道部的树脂有效使用于下次成形中，这样，这才有可能在压铸(スプル-レス)成形中连续成形。
但是，为了将热水、热油等热介质调节为一定温度，通常需要专用的温度调节机；另外，必须把浇道套做成不泄漏热介质的构造。从而，不得不使用精密构造的浇道套，因此其造价变高。
本发明，即是在热固性树脂的注射模塑成形中，为解决上述这些课题而所完成的各种研究成果，其目的在于提供将浇道部的树脂不硬化地保持为可成形的熔化粘度，使该部分树脂能在下次成形中使用而成形为成形品的成形金属模及成形方法。
为了达到这种目的，本发明的成形金属模，其基本构造是，将金属模的浇道部做成套构造，在该浇道套外侧与金属模间设有空隙，在该空隙部流通着空气等非液体冷却介质，不需要像现有温度调节型浇道套那样的专用温度调节机和精密构造绕道套，可以进行良好的连续成形。
本发明涉及一种具有浇道套构造的金属模，其特征在于，在这种使用于热固性树脂的注射模塑成形的成形金属模中，浇道部为套构造，为使热固性树脂维持于熔化状态，在该浇道套外侧与金属模间设置用于流通空气等非液体的冷却介质的空隙部。
为有效保持浇道部树脂的温度，最好在浇道套外周上设置多个凹凸，以提高冷却介质的冷却效率；另外，最好在空隙部设置2块或2块以上的隔板，将空隙部沿与浇道套长度方向(树脂流动方向)相同的方向进行分割，以使冷却介质从空隙部入口到达其后方后再流至空隙部出口。
而当担心较低温的树脂材料流入侧的树脂冷却、固化时，为防止此种情况发生，最好在树脂材料流入侧的空隙部设置绝热部，减小冷却介质的流路；另外，为减小来自金属模的传热，最好在前述空隙部外周设置圆筒状绝热部。
本发明的成形金属模，如上所述，由于在浇道套与金属模间的空隙部流通着空气等非液体冷却介质，浇道部冷却更均匀，而且可更有效地进行冷却，浇道部内的熔化树脂不硬化、不固化地保持为可成形粘度，在下次成形时充填于金属模腔室内，成形为成形品。从而，可得到良好的连续成形，可以有效地使用现有通常的成形中的每次成形舍弃的浇道部树脂。从而可实现每回成形的树脂使用量的节减。
另外，不需要现有技术中部分地使用着的温度调节型浇道套那样的不泄漏液体的精密构造的浇道套与用于液体加温的温度调节机。本发明的成形金属模，金属模构造简单，作为冷却介质由于使用了空气等非液体介质，不必担心有漏水、漏油，或生锈、污染的发生。
另外，即使在成形中发生故障，浇道套的浇道部内树脂硬化了(或日固化)的情况下，也可容易地将硬化物(或日固化物)推出到分型(バ-デイング)侧。
另外，本发明的浇道套，由于构造简单、重量轻、所以操作容易，完成成形之后，可以很容易地拨出浇道管，很容易地除去浇道内的残留物(硬化物或固化物)。
从以上说明可以很清楚看到，本发明的成形金属模，通过将浇道部做成套构造，在金属模与浇道套间设置空隙部，在该空隙部中流通空气等非液体冷却介质，从而成为简单的金属模构造。这种金属模构造，通过将浇道套内的树脂保持于可成形的熔化状态，将该树脂在下一次成形中充填入金属模腔室中、成形为成形品，可提高树脂的材料利用率。
而且，由于具有冷却效率高与冷却均匀性外的优点，空气等冷却介质，其冷却程度可小些，可在接近于室温的温度下使用。另外，由于使用了空气等非液体冷却介质，极少发生液体泄漏等故障。从而可以很好地使用于热固性树脂的注射模塑成形。
图1是具有现有的温度调节型浇道套构造的成形装置(一例)的概略剖面图；图2是具有本发明的浇道套构造的成形装置(一例)的概略剖面图；图3是图1浇道套部的放大剖面图；图4是图3浇道套部的正视图；图5是表示图2浇道套部一例的放大剖面图；图6是图5浇道套部正视图；图7是图5浇道套的VII-VII剖面图；图8是图2的浇道套部的其他例子的放大剖面图；图9是图8浇道套部的IX-IX剖面图；图10是图2的浇道套部又一例子的放大剖面图；图11是图10的浇道套正视图；图12是图10的浇道套水平剖面图；图13是图2浇道套部再一例子的放大剖面图；图14是图13的浇道套的XIV-XIV剖面图；图15是图2的浇道套部的又一例子的放大剖面图；图16是图15的浇道套的XVI-XVI剖面图；图17是图15的浇道套的XVII-XVII剖面图；图18是图2的浇道套的另外一例子的放大剖面图；图19是图18的浇道套的XIX-XIX剖面图；图20是图18的浇道套的XX-XX剖面图。
下边借附图来说明具有现有的调温型浇道套与本发明的浇道套构造的成形金属模。
图1是使用了现有的调温型浇道套的成形装置(一例)的概略剖面图；图2是使用了具有本发明的浇道套构造的成形金属模的成形装置(一例)的概略剖面图。
在图1与图2中，被投入在注射模塑成形机的漏斗1中的热固性树脂，借助缸2与螺旋3而被熔化。熔化树脂4由注射模塑成形机注射，通过浇道套5或13，注入金属模8的腔室9中，成形为成形品。在图1与图2所示的成形装置中，在本次成形时及直到下次成形之间，在浇道套5或13的浇道6或16中的树脂都保持着非硬化的熔化状态。
图3是图1的现有成形装置的浇道套部放大剖面图；图4是图3浇道套部的正视图。
在图3的金属模中，在浇道套5中，通过对浇道部6的外筒101的外周进行切削加工而形成螺旋状沟102，为了密封该沟102，在其外周包覆着套筒状零件103。成形时，在前述螺旋状沟102中，通过图4所示的出入口105，106流通热水、热油等流体介质，由此，使浇道部6的树脂保持一定温度。在图4中，107是浇道部6的入口。由此，浇道部内的树脂不硬化而被保持为可成形的熔化粘度；成形时，充填入金属模8的腔室9中，成形为成形品。
图5是图2的本发明成形装置浇道套部(一例)的放大剖面图；图6是图5的浇道套部的正视图；图7是图5的浇道套部的VII-VII剖面图。
在该金属模中在金属模7中插入浇道套13。浇道套13外形大致为圆筒状，中央有浇道部16。金属模7被切削加工成其与浇道套外侧间形成空隙部11。该空隙部11成为介质通路。
另外，如图6所示，通入到空隙部11的介质的出入口18，19设在浇道套13的注射模塑成形机一侧的面上。该出入口也可以设在浇道套的外侧的金属模7上。这样，通过在浇道套13与金属模7间的空隙部11中流通空气等非液体冷却介质，可使浇道部16的树脂保持一定温度。在图6上，17是浇道部入口。由此，浇道部16内的树脂，在成形时，充填入金属模8的腔室9内，成形为成形品。
在作为本发明其他例子的图8的成形金属模中，在浇道套23的外周形成了多个凹凸24。图9是图8的浇道套部IX-IX剖面图。图中符号21是成为介质流路的空隙部，28，29是通向空隙部21的介质的出入口；26是浇道部；27是浇道部26的入口。由于在浇道套外周设有多个凹凸，与不设凹凸的情况相比，套外周的表面积变大了，故可提高冷却效率。
在作为本发明另一例子的图10所示的成形金属模中，为提高介质的冷却效率，浇道套33的空隙部被隔板35所分割，形成了空隙部31，32。图11是图10浇道套的正视图；图12是图10的浇道套的水平剖面图；空隙部31，32成为介质流路。隔板35的外侧与金属模7相接着；但空隙部31，32并不是完全被分隔开，浇道套33的与离开设于注射模塑成形机一侧的冷却介质出入口最深的分型面接近的部分，不设隔板，流体通过两空隙部31与32间。隔板通常是2块，但为适应提高冷却效率的需要，可设3块以上。另外，图中符号38，39是通向空隙部31，32的介质的出入口，36是浇道部；37是浇道部36的入口。
作为本发明再一例子的图13所示的成形金属模中，在浇道套43的、树脂材料流入侧的空隙部41中留出冷却介质流路42地设置了绝热部40。图14是图13的浇道套部的XIV-XIV剖面图。图中符号41是空隙部；48，49是介质出入口；46是浇道部；47是浇道部46的入口。
在树脂材料流入侧的空隙部41中以陶瓷、石膏、层压材料、塑料等传热率低的材料设置了绝热部40，而使冷却介质流路42变小。因此，由于在与冷却介质出入口48，49相近的部分(与射出缸相近的部分)冷却介质产生的冷却效率不大，故可以防止原本温度较低的树脂材料因浇道部过冷而固化。另一方面，在远离冷却介质出入口48，49的部分(与分型面相近的部分)，虽然处于由于来自腔室部金属模8的热而使树脂温度升高的倾向，但由于冷却介质与浇道套43的有效接触，而可进行有效地冷却，抑制了树脂温度的上升，故可保持浇道内树脂温度的均一。
再者，由于将无绝热部40的空隙部由隔板分割开，可以进一步提高与分型面相近的部分的冷却效率；由于用传热良好的材料做隔板，实际上可进一步增大浇道外周表面积，可进一步提高冷却效率。在设置了绝热部40的浇道套部分的外周上也可以不形成凹凸部分。
在作为本发明又一例子的图15所示的成形金属模中，金属模7，为了防止向金属模传热，在其空隙部外周(金属模7切削面内侧)上设置圆筒状绝热部50。图16是图15的浇道套部XVI-XVI剖面图；图17是图15的浇道套部XVII-XVII剖面图。
在该成形金属模中，在金属模切削面内侧设置了由陶瓷、石膏、层压材料、塑料等传热率低的材料构成的圆筒状绝热部50，在浇道套53的外周上设置多个凹凸54。由于设置了绝热部50，与单是在浇道套外周只设置多个凹凸的情况相比，可有效防止从金属模来的传热，可由浇道套外周凹凸有效进行冷却介质对树脂的冷却。再就是，为了在金属模7与绝热部50间进行了更有效的隔热，最好设置气隙60。另外，由于用隔板55分割了空隙部，故可更进一步提高介质冷却效率。图中符号51，52是被分割开的空隙部；58，59是介质出入口；56是浇道部；57是浇道部56的入口。
在作为本发明另外一个例子的图18所示的成形金属模中，金属模7，在其空隙部外周上设置圆筒状绝热部50；而在其树脂材料流入侧的空隙部中留有冷却介质流路42地设置绝热部40。无绝热部40的空隙部用隔板55分割开。图19是图18浇道套部XIX-XIX剖面图；图20是图18的XX-XX剖面图。这样，可将近剖面部分的冷却效率进一步提高。
另外，为了更有效地进行隔热，最好在金属模7与绝热部50间设置气隙60。
这种金属模使用于由于树脂材料特性与成形条件的原因，浇道部温度控制比较困难的情况。在图18～20中，在与前述图15的实施例相同构成部分上赋予相同符号，而省略其说明。
权利要求
1.一种成形金属模，在这种用于热固性树脂的注射模塑成形的成形金属模中，其特征在于，将浇道部做成套结构；为了将热固性树脂维持于熔化状态，在该浇道套外侧与金属模间设置用于使空气等非液体冷却介质流通的空隙部。
2.如权利要求1所述的成形金属模，其特征在于，浇道套外周上设置着多个凹凸。
3.如权利要求2所述的成形金属模，其特征在于，在该空隙部设置2块或2块以上隔板，将前述空隙部沿与浇道套长度方向(树脂流动方向)相同的方向进行分割，以使冷却介质从前述空隙部入口到达其后方之后再流至前述空隙部出口。
4.按权利要求2所述的成形金属模，其特征在于，在树脂材料流入侧的空隙部设置绝热部，以使冷却介质的流路缩小。
5.按权利要求3所述的成形金属模，其特征在于，在树脂材料流入侧的空隙部设置绝热部，以使冷却介质流路缩小。
6.按权利要求2所述的成形金属模，其特征在于，空隙部外周上设置着圆筒状绝热部。
7.按权利要求3所述的成形金属模，其特征在于，空隙部外周上设置着圆筒状绝热部。
8.按权利要求4所述的成形金属模，其特征在于，空隙部外周上设置着圆筒状绝热部。
9.按权利要求6所述的成形金属模，其特征在于，在金属模与绝热部间设置气隙。
10.按权利要求7所述的成形金属模，其特征在于，在金属模与绝热部之间设置气隙。
11.按权利要求8所述的成形金属模，其特征在于，在金属模与绝热部之间设置气隙。
12.一种热固性树脂的注射模塑成形方法，其特征在于，使用权利要求1～11中任一项所记述的金属模，一边使空气等非液体冷却介质流通于空隙部、一边进行成形。
全文摘要
一种成形金属模,它能使浇道部的熔化树脂保持可成形粘度。在下次成形中使用,从而提高了树脂的材料利用率。该金属模结构简单,制造成本低。其特征是,在本发明的使用于热固性树脂注射模塑成形的成形金属模中,浇道部为套结构,为将热固性树脂维持于熔化状态,在该浇道套外侧与金属模间设置用于使空气等非液体冷却介质流通的空源部。
文档编号B29C45/27GK1241479SQ99108910
公开日2000年1月19日 申请日期1999年6月24日 优先权日1999年6月24日
发明者日比野史智 申请人:住友电木株式会社