[發明專利]注射成型方法

無效

• 申請號: 201110054319.9
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102189638A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: 小倉徹;河崎英敏;柳下博一
• 申請（專利權）人: 富士膠片株式會社
• 主分類號: B29C45/18
• 分類號: B29C45/18
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 陳平

技術領域

本公開的主題涉及一種注射成型方法，并且更具體地，涉及一種將含有大量粉末的成型材料直接從料斗進料到料筒中的注射成型方法。

背景技術

一種典型的樹脂(塑料)成型方法是注射成型方法。注射成型方法是這樣一種方法：使用螺桿或射料桿將在加熱料筒(也簡稱為料筒)中熔融的樹脂成型材料填充到包括陽模和陰模的模具的空腔部分中，并且快速冷卻，然后從模具中移出材料以形成成型產品。

注射成型循環通常包括計量步驟，合模步驟，注射步驟，保壓步驟，冷卻步驟和脫模步驟。

現在詳細描述計量步驟。在計量步驟中，將進料到料筒中的成型材料通過螺桿的旋轉儲存在料筒的頂端，并且螺桿接受來自所儲存的成型材料自身的壓力并反退到預定的計量設定位置，然后停止螺桿旋轉以完成計量。在此情況下，通常進行普通進料方法，其中將成型材料以超過螺桿的旋轉速度的量，即超過成型材料的進料能力的量填充到料斗中，并且將料斗中的材料進料到料筒中，從而根據螺桿的進料能力通過成型材料的自重充滿料筒。因而，當背壓設定值不變時，計量時間隨螺桿旋轉速度增加而減少，并且計量時間隨旋轉速度減小而增大。相反，當螺桿旋轉速度不變時，計量時間隨背壓減小而減小，并且計量時間隨背壓增大而增加。

作為用于注射成型的樹脂成型材料，常規地使用石油樹脂。然而，暴露出諸如空氣污染，全球變暖或臭氧損耗的問題，并且作為應對這些問題的措施，對構建循環型節能社會進行了嘗試。作為所述嘗試之一，將成型材料從石油樹脂轉向到衍生自植物等的生物植物樹脂。

植物樹脂成型材料包括所謂的生物質樹脂(也稱為生物質塑料或生物塑料)，并且對使用生物質樹脂作為成型材料制備各種產品進行了嘗試。

生物質樹脂的典型實例包括聚乳酸(也稱為聚乳酸類樹脂或PLA)或纖維素樹脂。預期這樣的生物質樹脂提供的優點在于在全球環境中二氧化碳的吸收和排放由彼此消除。此想法稱為碳中性。

然而，當將生物質樹脂用作成型材料以通過注射成型制備成型產品時，生物質樹脂的低的耐熱性表現出困難。由于與石油樹脂相比，生物質樹脂在生物質樹脂被熱熔融并且可以容易地流動所處的溫度和生物質的分解溫度之間具有較小的差別，因此可以用于注射成型或可以用于作為注射成型預處理的加工步驟的溫度設定范圍被限于窄的范圍。例如，當在將成型材料進料到注射成型設備中之前，在預處理中將生物質樹脂和添加劑通過捏合機捏合并且粒化時，生物質樹脂如果長時間(long?hours)暴露于高熱，則容易著色或解聚。特別地，為了對生物質樹脂提供阻燃性，需要將大量的阻燃劑(通常地，粉末)捏合到生物質樹脂中，并且優選將生物質樹脂和阻燃劑預先通過捏合機粒化，然后進料到注射成型設備中。然而，生物質樹脂在通過捏合機的加熱加工中分解，從而降低了成型產品的強度。

而且，生物質樹脂是脆性的，并且難以提供足夠的強度。特別地，大量的阻燃劑如上所述需要被捏合到生物質樹脂中，并且是進一步脆性的。因而，當將阻燃劑捏合到生物質樹脂中以保證阻燃性時，需要添加增強劑以增加強度。

生物質樹脂的強度可以通過混合石油樹脂而增加，但是這不能在本質上降低環境負荷。另一種方法是添加無機纖維如玻璃纖維或石油有機纖維。此方法可以在不顯著減少成型產品的生物含量的情況下提供強度，并且是優選的。另一種方法是將天然成型材料如竹或洋麻纖維成型為纖維并且添加所述天然成型材料。在此情況下，纖維部分還可以被碳中性材料代替。

因而，為了使用生物質樹脂作為用于注射成型的成型材料，通常加入添加劑如阻燃劑或纖維。考慮到生物質樹脂的低耐熱性，優選為了成型產品的質量(quality)采用直接混合(稱為DM方法)，在所述方法中，不進行用于將生物質樹脂和添加劑捏合并混合的預處理，而是將生物質樹脂和添加劑直接進料到用于成型的注射成型設備中。

然而，注射成型設備最初制造用于供給粒料，并且在例如將在粉末材料、粒狀材料和液體材料中至少含有大量的粉末材料(包括相應于粉末的細小纖維樣成型材料)和粒狀材料的成型材料經由注射成型設備的料斗直接進料到料筒中的情況下，具有下列兩個問題。

第一問題在于，當要直接進料粉末材料和粒狀材料時，在料斗中由壓縮所致的橋(bridge)等在料斗引出口或在料筒中引起堵塞并且阻止穩定的進料。即使可以將材料進料，粉末材料和粒狀材料在料筒中也容易分離并且變得不均勻，并且沒有充分地均勻捏合。特別地，當成型材料含有大量的粉末材料時，難以通過直接混合進行均勻捏合。特別地，當成型材料的粉末比率超過30重量％時，通過常規注射成型方法不能進行均勻捏合。