般化的情况中，从移除注模零件所沿循的线的偏离 度，包括向量）以及底切特征结构的形状和尺寸而变化。应注意，断裂的趋势尤其与被选作 注射材料330的材料或多种材料的组合相关。
[0028] 可根据期望的应用来选择注模工艺的参数。例如，常常对模具300进行加热以使得 注射材料330能够流到模具的特征结构(例如，图2所示的通道222)中。在一些实施例中，对 于模具300，可能期望将温度设定为尽可能地接近室温。
[0029] 在期望精确设计和高保真性复制的应用中，任何特征结构332在注模工艺期间的 断裂可能是无法接受的。相似地，具有任何显著的表面缺陷或变形，或者至少不能够通过模 具300的设计进行控制的任何不可预测的或高度可变的变形可能是不合适的。
[0030] 图4是另一个注模喷嘴预成型件的剖面正视图。与图1 一样，喷嘴预成型件400包括 基部410以及特征结构420A和420B。图4示出了注模特征结构的设计中一些可能的变型。特 征结构420B是底切的（平面视图突起宽度α大于表面界面宽度β)并且特征结构420A和420B 是不平行的。然而，与图1的喷嘴预成型件100相比，图4的特征结构420Α和420Β具有显著的 拔模角度。图4所示的剖面正视图，虽然有助于示出某些特征结构，但不应被解释为限制喷 嘴预成型件400上的特征结构的布置。例如，特征结构可以笛卡尔阵列、同心圆或两者的某 种组合进行布置。在一些实施例中，特征结构可以在一个或多个平面上对称，并且在一些实 施例中，特征结构可随机或伪随机地进行布置(虽然，在给定注模的性质的情况下，由同一 模具形成的每个注模喷嘴预成型件将彼此相同或类似）。在一些应用中，每个特征结构可被 设计来在唯一方向上喷洒或引导流体。
[0031] 图5是另一个注模喷嘴预成型件的顶部透视图。喷嘴预成型件500包括基部510和 特征结构520。图5示出了包括在许多不同方向上对准的特征结构的构造。喷嘴预成型件500 包括具有不同取向并且具有不同的长度和宽度的特征结构520。虽然未明确标记，但大多数 特征结构520的平面视图突起宽度均大于表面界面宽度，从而使得特征结构520是底切的。 在特征结构的布置可能与图5所示的那些相似的情况下，本领域的技术人员将认识到精确 地控制通过喷嘴喷射的流体的方向、速度和体积通量或雾化喷雾的总体形状的机会。
[0032] ^lJ
[0033]用于注模喷嘴预成型件的一般方法
[0034] 使用了具有油和水通道以保持期望的注模温度的通用热循环模具。模具基部由两 个半块构成:静止侧(A侧)和移动侧(Β侧）。由高导热Cu合金制成的外部插件容纳包含微观 特征结构的内部插件。图6示出了包含微观特征结构的内部插件。使用机加工制成带有微观 特征结构的内部插件并且使用电火花线切割来形成通孔。
[0035] 包含微观特征结构的内部插件包含7 X 7的空穴阵列，该空穴阵列包括两行180μπι 直径空穴和两行300μπι直径空穴以及三行230μπι直径空穴。七列空穴包括具有直(垂直于表 面)的入射角的一列，以及从法线偏离15°的两列、偏离20°的两列和偏离25°的两列。每个角 度(直的、15°、20°以及25°)的一列均以1°拔模角度形成，而每个角度的另一列形成为没有 拔模角度。空穴的深度在1与1.3_之间。总计形成了四十九个空穴，其中空穴的中心之间相 距半毫米。插件设计还包括排气针、排气凹部和正方形的250μπι(l/100 thS0.Ol英寸）X 250μ m(l/100th或0.01英寸)排气通道。插件的横截面的示意图和顶部透视图分别在图7a和7b中 示出。
[0036]内部插件的一些微观特征结构的平面视图突起宽度α及其基部宽度或表面界面宽 度β在下表1中给出。
[0039]然后使用上述模具利用熟知的注模技术和参数来注模多种聚合物和均聚物。注射 压力为约55.16MPa(8000psi)，注射速度为7.5cm/s(3in/s)并且填充时间为0.12s。保持压 力为27.58MPa(4000psi)并且保持时间为4s。模具温度从约15.6°C到82.2°C(60°F至180°F) 变化。一旦模制完成，就打开模具部件（以7.62mm/s的速度)并且使用直径为2.34mm的针喷 射器喷射出模制的喷嘴预成型零件（以12.7mm/s的速度）。
[0040]使用显微镜法观察所制备的喷嘴预成型件形态。
[0041 ]实例 1
[0042]将MFI为1.2的聚丙烯(PP)的抗冲击共聚物(可以商品名"C104-Γ购自密歇根州米 德兰市的陶氏化学公司(Dow Chemicals ,Midland,Michigan))用作注模材料并且使用上述 的"用于注模喷嘴预成型件的一般方法"来制备喷嘴预成型件。将模具插件保持在46.1°C (115°F)下以用于注模步骤。使用显微镜法观察所得的喷嘴预成型件。微观特征结构流畅地 喷射出，保持完整并且显示无明显变形。图8示出了实例1喷嘴预成型件的复合显微图。 [0043] 比较例1
[0044]比较例1以与实例1相同的方式进行，不同的是模具插件被保持在82°C(180°F)。使 用显微镜法观察所得的喷嘴预成型件，从而指示在一些微观特征结构的基部处发生的轻微 损坏。图9示出了比较例1喷嘴预成型件的显微图。
[0045] 比较例2
[0046] 比较例2以与实例1相同的方式进行，不同的是模具插件被保持在37.8°C(100° F)。 使用显微镜法观察所得的喷嘴预成型件，从而指示在类似于比较例1的那些的一些微观特 征结构的基部处发生的轻微损坏。
[0047] 比较例3
[0048]比较例3以与比较例1相同的方式进行，不同的是注模材料是MFI为13的PP材料(可 以商品名"Exxon Mobil PP1024E4"购自德克萨斯州休斯顿市的埃克森美孚化工公司 (Exxon Mobil Chemical ,Houston，Texas))。使用显微镜法观察所得的喷嘴预成型件，从而 指示在类似于比较例1的那些的一些微观特征结构的基部处发生的轻微损坏。
[0049] 比较例4
[0050]比较例4以与比较例1相同的方式进行，不同的是注模材料是MFI为38的PP材料(可 以商品名"Polypropylene 3868"购自德克萨斯州休斯顿市的道达尔石化公司（Total Petrochemicals ,Houston，Texas))。使用显微镜法观察所得的喷嘴预成型件，从而指示在 类似于比较例1的那些的一些微观特征结构的基部处发生的轻微损坏。
[0051 ] 比较例5
[0052] 比较例5以与实例1相同的方式进行，不同的是注模材料是尼龙66材料(可以商品 名"Zytel 101L N C1010"购自特拉华州威尔明顿市的杜邦高性能聚合物公司（DuPont Performance Polymers ,Wilmington)并且模具插件被保持在96 · 1°C(205° F)。使用显微镜 法观察所得的喷嘴预成型件，从而指示一些微观特征结构具有在喷射期间造成的塑性变 形。图10示出了比较例5喷嘴预成型件的复合显微图。
[0053] 比较例6
[0054]比较例6以与实例1相同的方式进行，不同的是ESTANE ETE75DT3(热塑性聚氨酯， 75D肖氏硬度，购自俄亥俄州威克利夫市的路博润公司（Lubrizol，Wickliffe，0hio))被用 作注模材料。将模具温度保持在46.1°C(115°F)下以用于注模步骤。使用显微镜法观察所得 的喷嘴预成型件。图11示出了显示出两个缺失的ISOym特征结构的比较例6预成型件的复合 显微图。不受理论的束缚，据信损坏(折断的微观特征结构)是在喷射期间造成的。
[0055] 比较例7
[0056]比较例7以与比较例6相同的方式进行，不同的是ESTANE 58134(热塑性聚氨酯， 45D肖氏硬度，购自俄亥俄州威克利夫市的路博润公司）被用作注模材料。当通过显微镜法 查看时，所得的比较例7喷嘴预成型件显示了具有类似于比较例6中看到的那些（即，若干缺 失的微观特征结构）的显示出的大范围损坏的微观特征结构。
【主权项】
1. 一种注模喷嘴预成型件，所述注模喷嘴预成型件包括： 具有第一主表面的基板以及 从所述基板的所述第一主表面延伸出的多个单轴微观特征结构，每个单轴微观特征结 构具有主轴； 其中所述多个单轴微观特征结构的所述主轴是不平行的;并且 其中所述注模喷嘴预成型件不具有断裂的或变形的微观特征结构。2. 根据权利要求1所述的预成型件，其中所述多个单轴微观特征结构中的每一个单轴 微观特征结构具有表面界面区域和平面视图突起区域，对于所述多个单轴微观特征结构的 至少一部分，所述平面视图突起宽度延伸超出所述表面界面区域。3. 根据权利要求1-2中任一项所述的预成型件，其中所述多个单轴微观特征结构包含 聚丙烯。4. 根据权利要求1-3中任一项所述的预成型件，其中所述多个单轴微观特征结构是圆 柱形的。5. 根据权利要求1-3中任一项所述的预成型件，其中所述多个单轴微观特征结构远离 所述基板渐缩。6. 根据权利要求1-3中任一项所述的预成型件，其中所述多个单轴微观特征结构不远 离所述基板渐缩。7. 根据权利要求3所述的预成型件，其中所述聚丙烯具有约1.2的熔体流动指数。8. 根据权利要求1所述的预成型件，其中不平行意指所述主轴中的至少两个主轴彼此 偏离至少10度。9. 根据权利要求1所述的预成型件，其中不平行意指所述主轴中的至少两个主轴彼此 偏尚至少20度。10. 根据权利要求1所述的预成型件，其中不平行意指所述主轴中的至少两个主轴彼此 偏尚至少30度。11. 根据权利要求1所述的预成型件，其中不平行意指所述主轴中的至少两个主轴彼此 偏离至少40度。12. 根据权利要求1所述的预成型件，其中不平行意指所述主轴中的至少两个主轴彼此 偏离10至40度。
【专利摘要】本发明公开了具有底切特征结构的注模喷嘴预成型件的注模喷嘴预成型件(100)。更具体地，公开了具有底切特征结构(120A、120B、120C)的注模喷嘴预成型件(100)。底切特征结构(120A、120B、120C)从基板(110)的主表面延伸出，并且具有至少两个不平行的轴线。还公开了由聚丙烯制成的注模喷嘴预成型件。
【IPC分类】B29K23/00, F02M61/18, B29C45/44, B29C45/00, B29C33/42
【公开号】CN105492758
【申请号】CN201480048222
【发明人】拉玛苏布拉玛尼·库杜瓦·拉曼·它努莫尔西, 巴里·S·卡彭特, 保罗·A·马丁森, 大卫·H·雷丁杰, 约瑟夫·S·瓦尔纳
【申请人】3M创新有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年8月29日
【公告号】EP3042069A1, US20160207240, WO2015034780A1