專利名稱：：非晶體塑料制品的局部結(jié)晶方法和裝置的制作方法非晶體塑料制品的局部結(jié)晶方法和裝置本申請是申請?zhí)枮?1108886.9、申請日為1998年4月9日的同名申請的分案申請。本發(fā)明涉及一種注塑成形的塑料制品的成形方法和裝置，這種塑料制品具有從塑料樹脂的熔融相生成的非晶體部分和結(jié)晶部分，以及一種新穎的模制塑料制品。更具體的說，本發(fā)明涉及一種新穎的局部結(jié)晶方法和裝置，這種方法完全或部分地在一種模具內(nèi)部進(jìn)行，這種模具專門用于具有結(jié)晶的頸部和非晶體的本體部分的新穎的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的預(yù)制件的注塑成形。這種預(yù)制件要進(jìn)一步吹成在要求結(jié)晶的區(qū)域具有增強的強度性能的雙軸向容器。本發(fā)明可用于單獨一種或多種材料制成的預(yù)制件。原先的PET預(yù)制件的注塑成形法和吹制成形法中的結(jié)晶部分是用局部加熱然后冷卻的方法，從玻璃相產(chǎn)生的。本發(fā)明教導(dǎo)了一種在制品處于熔融階段時采用的特別優(yōu)選的冷卻溫度模式，從而用快速的局部冷卻形成了非晶體部分，用較慢的局部冷卻形成了結(jié)晶部分。本發(fā)明最好使用新穎設(shè)計的PET預(yù)制件的模制和處理設(shè)備。本發(fā)明還能制造各種具有不同的物理和光學(xué)性能的區(qū)域的塑料制品。這方面的一個優(yōu)選實施例是革新的帶有中心孔的信息載體塑料盤，例如，HD，CD，DVD,MOP和CD-ROM用的盤，這些盤有一個沒有可檢索信息的中央?yún)^(qū)域。特別是CD和DVD盤要在使用時承受劇烈的操作，因而必須在其中央?yún)^(qū)域具有很高的強度和剛度。對于由旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動的用注塑成形精密成形的，要求很高的扭轉(zhuǎn)強度的塑料齒輪來說，更高的強度和剛度就更加重要了。如所周知，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)吹制的制品表現(xiàn)出雙軸向性能，因而使它適合于制作許多制品。但是，一種空心制品的雙軸向性能有內(nèi)應(yīng)力急劇增加的缺點，因而在超過70'C的溫度下尺寸的穩(wěn)定性降低了。在許多包裝用品中，容器的頸部是極端重要的，這一部分在吹塑成形的工藝過程中不是雙軸向性的，因此弱于其他部分。增強非晶體PET型坯或瓶子頸部的一種普通的解決辦法是用局部加熱到超過140。C來使頸部結(jié)晶，此時無取向的非晶體材料將很快進(jìn)行球狀結(jié)晶。曾經(jīng)對在可吹制的PET型坯注塑成形之后，用局部加熱預(yù)成形坯或瓶子來改善PET吹制的瓶子頸部的強度進(jìn)行了許多嘗試。下列文獻(xiàn)可作為這方面的參考文獻(xiàn)授予奧塔(Ota)的美國專利4,375,442，授予哈亞西(Hayashi)的美國專利4，589，559，授予柯立特(Collette)的美國專利4，928，835，授予霍維奇(Horwege)的美國專利4,933,135，授予蘇基亞瑪(Sugiyama)的美國專利5,180,893，以及授予蘇久拉(Sugiura)的美國專利5,248,533。在所有這些方法中，都把一個熱源朝向模制成的預(yù)成形坯的頸部，把它加熱到為其結(jié)晶和熱處理所必需的溫度。在授予奧利莫托(Orimoto)等人的歐洲專利EP503086中公開了一種成形帶結(jié)晶頸部的預(yù)成形坯的不同的方法。在該方法中，首先模制一個頸部的成品，然后在模具外部進(jìn)行結(jié)晶，然后再把它放入第二個模具作為插件，用重復(fù)模制法制成一個完整的型坯。模制型坯的頸部成品或者玻璃制成的模制頸部的結(jié)晶法并不是一種最佳的方法，因為它是一種需要附加的耗時的步驟來制造抗熱的吹制制品的方法。此外，它還需要增加設(shè)備和車間面積，并且能耗很高。在大多數(shù)情況下，經(jīng)過重新加熱和結(jié)晶的頸部不能保持它的名義尺寸。過去曾經(jīng)企圖在注塑成形的工藝方法中，以受控的方式改變冷卻過程中熱塑性材料上的壓力，來控制熱塑性塑料的結(jié)晶過程。這種方法公開在授予張(Chang)的美國專利4,150,079中，但當(dāng)遇到只要在制品的局部結(jié)晶時，如象預(yù)成形坯的頸部那樣的情況，這種方法就無法實施。局部結(jié)晶法還曾經(jīng)應(yīng)用于真空熱成形的制品，該方法公開在克拉克(Clarke)的PCT申請WO88/09298中。克拉克的'09298專利申請中清楚地描述了把一種模制的PET扁平毛坯成形為一種帶有加強區(qū)的食物容器的真空模制或壓制法?？死说哪＞呱嫌芯植考訜崞鳎植坷鋮s器和局部絕熱裝置，以形成已成為扁平毛坯的結(jié)晶區(qū)和非晶體區(qū)?？死说哪＞卟唤邮苋廴诘腜ET，也不使用熔融材料的優(yōu)先冷卻/加熱來形成結(jié)晶結(jié)構(gòu)。因此，這種方法不能通過熔融物的有選擇的冷卻應(yīng)用于局部結(jié)晶制品，諸如PET預(yù)成形坯的注塑成形法。在授予奧塔(Ota)的美國專利4,307,137中公開了在正常冷卻過程中的模具內(nèi)部局部結(jié)晶法。'137專利的要點是在模制預(yù)成形坯時，在熔融的PET在模具內(nèi)部冷卻的過程中，借助于形成一種乳白色的結(jié)構(gòu)，使得在吹制的預(yù)成形坯物體內(nèi)產(chǎn)生明顯可見的差別。因此，這種'137專利的目的并不是通過模具內(nèi)部的結(jié)晶來局部增強預(yù)成形坯的強度。而且，這種'137專利并沒有教給人們?nèi)魏卧谀＞邇?nèi)局部改變冷卻速度的新的裝置。奧塔的專利所表明的是他通過使用任何標(biāo)準(zhǔn)的公知模具設(shè)備，利用了模具部分本身的幾何特點來達(dá)到局部結(jié)晶的目的(見圖5和圖6)。奧塔的結(jié)晶方法是基于固有的事實，g卩，具有不同厚度的PET制品處于熔融狀態(tài)時，在相同的溫度下，較厚區(qū)域的凝固需要比較薄的區(qū)域更多的時間。因此，在PET熔融物的正常冷卻過程中，不易冷卻的較厚的區(qū)域可能會結(jié)晶，而冷卻得較快的區(qū)域則可能成為非晶體。上述'137專利在兩階段重復(fù)模制工序中形成了薄的區(qū)域和厚的區(qū)域。先模制一個包括不同厚度的區(qū)域的第一制品，然后，用它作為內(nèi)"模"表面以形成最后的復(fù)合制品，此時，在第二層中具有相應(yīng)的厚的區(qū)域和薄的區(qū)域。在正常的冷卻過程中，外部第二層厚的區(qū)域冷卻得慢，因而便結(jié)晶，而外部第二層薄的區(qū)域冷卻得較快，因而成為非晶體。這種結(jié)晶區(qū)域可用作外觀設(shè)計的花樣。如上所述，'137專利的這種有選擇的冷卻過程，僅僅是由于第二模制層厚度的變化而在一種常規(guī)的模具中達(dá)到的。本發(fā)明的結(jié)晶方法，裝置和制品與公知的方法不同，因為它采用了一種由新穎的模制設(shè)備所導(dǎo)致的不同的冷卻方式，只在某些選定的區(qū)域內(nèi)減緩基本上處于熔融相的樹脂的冷卻過程。根據(jù)以下對于聚合物在加熱時所表現(xiàn)的性能就能夠了解這種能增加強度的局部結(jié)晶方法。因此，本發(fā)明的主要目的是提供一種經(jīng)過改進(jìn)的注塑成形的塑料制品以及用于制備這種制品的工藝方法和裝置。本發(fā)明的另一個目的是提供一種以上所述的制品、工藝方法和裝置，這種制品包括一個強度性能增強的結(jié)晶部分，和一個非晶體部分，特別是具有一個結(jié)晶的頸部。本發(fā)明的其余目的和優(yōu)點將在下文中說明。按照本發(fā)明，很容易就能達(dá)到以上所說的目的和優(yōu)點。本發(fā)明的工藝方法包括通過在高溫下把熔融的塑料注入一個注塑模具內(nèi)，成形一個塑料制品；冷卻上述注塑模具內(nèi)的塑料，使它從熔融狀態(tài)變成固體狀態(tài)；其中，上述塑料的第一部分迅速從熔融狀態(tài)冷卻到固體狀態(tài)，形成非晶體部分，而上述塑料的第二部分緩慢地從熔融狀態(tài)冷卻到固體狀態(tài)，形成結(jié)晶部分。最好，上述制品有一個封閉的底部，一個側(cè)壁部分從該封閉底部延伸上來，而從該側(cè)壁又延伸出來一個頸部區(qū)域，并且包括使得至少頸部的一部分結(jié)晶。在一個優(yōu)選實施例中，本發(fā)明包括提供注塑模具中的冷卻裝置的步驟，以冷卻上述制品，并且使頸部區(qū)域的至少一部分與上述冷卻裝置絕熱。本發(fā)明的裝置包括一個里面有模腔的注塑模具；把熔融的塑料注入上述模腔內(nèi)，以便在其中形成塑料制品的裝置；與上述模腔有熱交換關(guān)系的冷卻裝置，以便使上述塑料從熔融狀態(tài)變成固體狀態(tài)；其中，上述冷卻裝置工作時能迅速把上述塑料的第一部分從熔融狀態(tài)冷卻到固體狀態(tài)，形成非晶體部分，并且具有靠近上述塑料的第二部分的裝置，它能讓上述第二部分緩慢地從熔融狀態(tài)冷卻到固體狀態(tài)，形成結(jié)晶部分。最好，上述制品有一個封閉的底部，一個側(cè)壁部分從該封閉底部延伸上來，而從該側(cè)壁又延伸出來一個頸部區(qū)域，其中，上述靠近第二部分的裝置靠近該頸部區(qū)域的至少一部分。在一個優(yōu)選實施例中，靠近上述第二部分的裝置使上述頸部區(qū)域的至少一部分與上述冷卻裝置絕熱。本發(fā)明的注塑成形的制品包括通過把熔融的塑料注入一個注塑模具內(nèi)而形成的一個注塑成形塑料制品，其中，上述制品包括一個通過把上述熔融塑料迅速冷卻到固體狀態(tài)而形成的非晶體第一部分，以及一個通過把上述熔融塑料緩慢冷卻到固體狀態(tài)而形成的結(jié)晶的第二部分。最好，上述制品有一個封閉的底部，一個側(cè)壁部分從該封閉底部延伸上來，而從該側(cè)壁又延伸出來一個頸部區(qū)域，其中，上述至少一部分頸部區(qū)域是結(jié)晶的。在一個優(yōu)選實施例中，上述制品是預(yù)成形坯。按照本發(fā)明，以上所述的技術(shù)方案能很容易地達(dá)到本發(fā)明的目的和優(yōu)點。在下文中將進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和優(yōu)點。下面，參照附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，將使本發(fā)明更容易了解。附圖中圖1是一個預(yù)成形坯模具的斷面圖；圖2是按照本發(fā)明的一個實施例的預(yù)成形坯模具的詳圖，而圖2A-2E表示各種變化；圖3是與圖2相似的本發(fā)明的另一個實施例的詳圖，圖3A表示各種變化；圖4是本發(fā)明又一個實施例的詳圖；圖5是本發(fā)明另一個實施例的局部視圖；圖6是通過按照本發(fā)明的芯子的斷面圖；圖7是表示一種熱塑性PET的差動掃描熱量計的曲線圖；圖8表示用于多層預(yù)成形坯的本發(fā)明；圖9表示本發(fā)明的一個預(yù)成形坯；以及圖10是表示上述預(yù)成形坯的本體和頸部區(qū)域內(nèi)溫度變化的曲線圖。某些常用的塑料，例如PET，被認(rèn)為是半晶體聚合物。名詞"晶體"與"非晶體"相對，指的是有序的局部鏈結(jié)構(gòu)，而非晶體的聚合物的鏈?zhǔn)菬o序的。根據(jù)定義，熔融的聚合物樹脂是非晶體。在普通的條件下，聚合物幾乎從不超過大約80%的結(jié)晶度。在非晶體狀態(tài)下，聚合物一般是清澈而且透明的。結(jié)晶的聚合物通常是不透明或半透明的。微小的結(jié)晶區(qū)(晶粒)由于它的不透明或半透明性而散射光線。此外，對于透明度來說，聚合物的許多物理性能，包括溶解度、剛度、硬度和屈服強度，都取決于制品的結(jié)晶程度。當(dāng)半結(jié)晶的聚合物處于非晶體的狀態(tài)時，它的分子鏈的結(jié)構(gòu)與伸長的彈簧的傾斜的棱邊相似。在某些情況下，聚合物的鏈傾向于巻成有序的結(jié)構(gòu)，形成結(jié)晶區(qū)。聚合物鏈的重復(fù)的單元互相整齊地配合，形成封閉密實的陣列，其密度要比非晶體狀態(tài)高。常常使用密度測量來確定結(jié)晶的程度。晶體結(jié)構(gòu)的能量狀態(tài)比非晶體結(jié)構(gòu)低，所以它是一種在熱動力學(xué)上有利的結(jié)構(gòu)。但是，由于聚合物分子是長而且?guī)喞p的，所以可以用快速冷卻非晶體聚合物的熔融體把非晶體狀態(tài)"凍結(jié)"起來。結(jié)晶能在聚合物鏈具有足夠活動性的任何溫度下通過分子的重新排列來進(jìn)行。結(jié)晶可以在玻璃態(tài)中(通過加熱)產(chǎn)生，或者在熔融態(tài)中(通過緩慢冷卻)產(chǎn)生。結(jié)晶的溫度范圍在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)與熔融溫度(Tm)之間。低于Tg，樹脂呈"玻璃質(zhì)"，因為聚合物鏈的活動性大大降低了，并且基本上鎖定在原地，而與其是否是非晶體或結(jié)晶狀態(tài)無關(guān)。超過Tm，聚合物鏈的能量就太多了，不能形成穩(wěn)定的有序結(jié)構(gòu)，所以熔融的樹脂是非晶體狀。在Tg與Tm之間，聚合物鏈有足夠的能量重新排列成熱動力學(xué)上最有利的結(jié)構(gòu)，所以樹脂就能夠結(jié)晶。等溫成核和晶體成長的速率可以由Avrami公式或用與結(jié)晶有關(guān)的一半時間來描述。所謂結(jié)晶一半時間t^是指一種非晶體試樣在給定溫度下達(dá)到其結(jié)晶度的最后水平的50%時所需要的時間。對于一種特定等級的聚合物，在高于晶體的熔化點和低于玻璃化轉(zhuǎn)變溫度時，11/2是無限長，而在這兩個溫度之間達(dá)到某一個最低點。tt/2作為溫度的函數(shù)的特征曲線決定于聚合物的性質(zhì)，其中包括聚合物的類別，分子量，共聚單體，和包括成核附加劑和結(jié)晶阻滯劑在內(nèi)的添加劑。當(dāng)制品是用半晶體聚合物注塑成形時，通常的目的是為了利用附帶的材料性能的改進(jìn)而促進(jìn)最大程度的結(jié)晶。在某些情況下，例如用于以后吹制成瓶子的PET預(yù)成形坯的注塑成形法，采取了專門的措施來防止模制部分的結(jié)晶。有時候很難做到這一點，特別是在稱作流道門的預(yù)成形坯的底部，由于已經(jīng)冷卻的模制材料與熱的澆口的仍然是熱的閥桿之間的接觸而更加困難。本發(fā)明包括了那些選定的部位模制成結(jié)晶的，而其他部位模制成非晶體的制品，以及從熔融態(tài)制造這些制品的模制裝置和工藝方法。這可以由設(shè)計零件，模制裝置的熱性能和模制的工藝方法，控制熱的塑料與模制裝置之間的熱傳遞來完成。各個要成為非晶體的部位都盡可能快地冷卻，而各個要結(jié)晶的部位則要很慢地通過熱結(jié)晶溫度范圍。同時，還必須選擇具有適當(dāng)結(jié)晶動力學(xué)的聚合物樹脂。本發(fā)明的應(yīng)用范圍包括下列各項—用于重新加熱吹制成形頸部具有高屈服強度的瓶子的預(yù)成形坯，它的本體部位是非晶體，而頸部是結(jié)晶體。這樣吹制成的預(yù)成形坯所表現(xiàn)的熱充灌用具的性能較好，例如，頸部的部位具有耐熱的性能。一具有成為一體的鏡片或窗口和框架或把手的制品。一用于具有非晶體與晶體部位之間的透明度不同的優(yōu)點的制品。一利用非晶體與晶體部位的性能不同的優(yōu)點的制品，例如CD盤和DVD盤，其中的中心孔部位可以用結(jié)晶化來加強。在結(jié)晶部位，聚合物鏈為了重新從非晶體狀態(tài)排列成晶體狀態(tài)所需要的熱能，已經(jīng)由注塑成形工藝方法中獲得了，可以有利地利用它有選擇地在第一次形成模制零件時，在某些局部具有增強了的強度。這種新穎的工藝方法，與在冷的、原先模制成的制品中的玻璃的結(jié)晶相反，能從熔融物形成局部結(jié)晶。模制成的制品的非晶體部位和晶體部位的形狀和尺寸，可以借助于模具的模制表面進(jìn)行嚴(yán)密的控制，能達(dá)到非常高的精確度和可重復(fù)性?？捎糜谟绊憻崴芰吓c模制裝置之間的熱傳遞的零件設(shè)計構(gòu)思包括厚度和諸如肋片或表面組織等特征?？捎糜谟绊憻崴芰吓c模制裝置之間的熱傳遞的模具設(shè)計構(gòu)思包括一選擇在不同的部位上具有絕熱或?qū)嵝阅艿哪Ｖ票砻娴牟牧?；一加熱?或冷卻裝置的設(shè)計，這種裝置通過熱傳遞液體能夠有選擇地加熱和冷卻模具的不同部位，包括選擇不同傳熱性能的材料；一形成溫度尖銳變化的熱障；以及一象平常一樣冷卻模具，并在選定的部位加入加熱元件，可能是具有按照與注塑成形法的過程相符的預(yù)定的方式，并根據(jù)聚合物的結(jié)晶動力學(xué)，使溫度循環(huán)的能力。本發(fā)明包括了下列構(gòu)思，S卩利用并控制在注塑成形的工藝過程中由熔融的材料所積聚和保存的熱能，通過利用一種專用的新穎設(shè)備來實施的優(yōu)先的或者不均勻的冷卻，以形成具有非晶體部分和晶體部分的塑料制品。在注塑工藝過程中所產(chǎn)生的熱能，全部或者至少是部分(作為剩余部分)利用于形成非晶體部分中的晶體部分。按照這種新穎的構(gòu)思，非晶體部分和晶體部分的同時形成可以利用幾種新穎的方法和新的裝置來實現(xiàn)。按照本發(fā)明的新模制工藝方法包括至少三種新的可供選擇的工藝方法，而每一種可供選擇的工藝方法又包括若干新的設(shè)計構(gòu)思。這三種可供選擇的工藝方法至少有一個共同的方面，即，結(jié)晶步驟是在模具內(nèi)部啟動的，而且最初的熱能中至少有一部分用于引發(fā)結(jié)晶。本發(fā)明所包括的三種方法為*在打開具有模腔的模具之前，在模具內(nèi)部開始并完成非晶體和晶體部分的形成。這種方法稱為"模內(nèi)"部分結(jié)晶。*在打開具有模腔的模具之前，在模具內(nèi)部開始并完成非晶體部分的形成。打開模具，同時至少用一個模具構(gòu)件保持零件，然后借助于利用至少一部分在注塑過程中所產(chǎn)生的熱量(剩余熱量)，完成在模具內(nèi)部開始的晶體部分的形成。這種工藝方法稱為"后形成"部分結(jié)晶。模具構(gòu)件是模具的任何與上述注塑成形工藝方法有關(guān)的部分。*在打開具有模腔的模具之前，在模具內(nèi)部開始并完成非晶體部分的形成。在打開模具，并且把模制的制品與任何模具構(gòu)件完全分離之后，借助于利用至少一部分在注塑過程中所產(chǎn)生的熱量(剩余熱量)，完成在模具內(nèi)部開始的晶體部分的形成。這種工藝過程稱為"模外"部分結(jié)晶。在本說明書中所使用的下列術(shù)語具有下述含義1."模具"是指機(jī)械構(gòu)件，這些構(gòu)件組成模制表面(芯子、模腔、頸環(huán)、澆口、鎖定環(huán)等等)，以及支承和驅(qū)動模制表面的底板(芯板、模腔板、脫模板、滑板等等)。2."注塑成形裝置"是指機(jī)械和模具，這兩者合在一起使樹脂轉(zhuǎn)變成一種注塑成形的物體，具體的說是預(yù)成形坯。這種裝置可以包括，但不限于，包括固定的罩子在內(nèi)的注塑成形機(jī)，模具以及它的全部構(gòu)件，產(chǎn)品輸送裝置，機(jī)器人及其外罩。3.為了應(yīng)用的目的，"完成注塑成形"是指注塑成形的零件的物理和熱動力學(xué)狀態(tài)，其中，零件的收縮已基本上完成，而該零件的整體溫度基本上處于室溫。4.與注塑成形零件的特定部位有關(guān)的"結(jié)晶"可以指均勾的局部結(jié)晶度，在物體內(nèi)，或在物體表面的一層的結(jié)晶，或者也可以指完全結(jié)晶。5."模內(nèi)"是指在注塑過程中和/或注塑以后，但在機(jī)械模具打開之前，在該模具中發(fā)生的工藝過程。6."后成形"是指模具打開之后在模具所限定的范圍內(nèi)發(fā)生的工藝過程；它可能牽涉到零件向另一個工作站的移動，在模具內(nèi)進(jìn)行以后的附加加工過程，或者也可能牽涉把外部的調(diào)節(jié)裝置引入模具內(nèi)；然后，該模具可以重新閉合，對已模制成的零件進(jìn)行進(jìn)一步加工。7."模外"是指發(fā)生在具體模具外部，但還在該注塑成形裝置內(nèi)部的加工過程；這種加工可能在注塑后的冷卻工作站上，或在產(chǎn)品處理器上進(jìn)行，但，要在注塑成形的制品的體積內(nèi)的溫度基本上達(dá)到室溫之前進(jìn)行。8.術(shù)語"多次注塑"是指可能包括同時或順序的聯(lián)合注塑，注塑一覆蓋一注塑，或者插入模制這些工藝過程。9."頸部成品"或者"頸部成品部位"是指預(yù)成形坯從它的環(huán)形開口或其附近開始，并在下列任何部位結(jié)束的任何一部分螺紋部位的終端，支承凸耳的頂部，沿支承凸耳的任何位置；或者是指預(yù)成形坯上支承凸耳下方10mm以內(nèi)的任何位置。上述成品可以包括任何在該部位內(nèi)的有形的幾何形狀，例如螺紋、符號或拉動標(biāo)記，防兒童或防損害特征，壓緊小珠等等。模內(nèi)結(jié)晶在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，具有非晶體部分和晶體部分的制品完全是在模具打開之前形成的。這稱為模內(nèi)結(jié)晶工藝方法。為了在熱量通過結(jié)晶部位轉(zhuǎn)移的過程中，只在一個特定的部位，例如在預(yù)成形坯的頸部部位，對熔融物的熱量和溫度分布曲線進(jìn)行控制和調(diào)整，為緩慢的冷卻，或局部加熱，或局部絕熱，或這些方式的任何組合，引進(jìn)了一些革新的有源的和/或無源的裝置。*在一個優(yōu)選實施例中，利用熱管原理進(jìn)行模具的溫度調(diào)節(jié)(見"熱管科學(xué)和技術(shù)"(HeatPipeScienceandTechnology),A.Faghri著，Taylor&Francis編輯，1995)。熱管在本
技術(shù)領(lǐng)域：
中是公知的，可作為有源的冷卻器和/或加熱器來使用。在美國專利4,338,068中公開了一個用于模制的例子，該專利文獻(xiàn)作為本申請的參考文獻(xiàn)。這種熱管或者對指定的部位有影響，或者能夠交替地向選定的部位輸送和吸收熱量，例如頸圈模制零件，或者，當(dāng)需要時，注射的芯子零件。這種交替的熱源控制可以由公知的裝置，例如由直接恒定源，或者用PLC或其他能編程的控制器，或者借助于反饋。按照本發(fā)明，位于模具頸部周圍的熱管(圖中未示出)用于降低該部位的冷卻過程，以便形成晶體的頸部。*按照本發(fā)明的另一個實施例，在頸圈或芯子上的無源熱絕緣體可以是在或靠近成形表面的一種鑄造或鑲嵌材料。這種絕緣體可以是單獨一種材料，例如陶瓷或云母，或者，也可以是下列幾種材料的組合，例如陶瓷、云母、耐熱的塑料等等，組合后的厚度在0.1mm-10mm之間。絕緣體的絕緣值可以是不變的，或者，也可以通過改變它的物理或化學(xué)性質(zhì)而變化。*模具元件結(jié)構(gòu)的表面斷裂也可以單獨或與其他絕熱材料結(jié)合在一起，用作絕熱體，從而增加輔助的絕熱值，或者作為一條控制熱量散發(fā)的通道(即，如果熱斷裂由成形表面下方的槽或受控制的空隙組成，為將熱量傳向/來自成形表面提供受控的傳導(dǎo)通道)。*在要求的部位范圍內(nèi)的溫度分布形狀也可以通過釆用適用于模制用品的薄膜加熱器來調(diào)節(jié)。薄膜加熱器可用于在要進(jìn)行結(jié)晶的區(qū)域內(nèi)提供恒定的或受控的熱分布。如果是PET預(yù)成形坯，這些薄膜加熱器位于頸圈或芯子區(qū)域附近。借助于調(diào)節(jié)向注塑零件傳輸熱量，就能夠加速結(jié)晶過程。*還可以利用熱傳導(dǎo)器，它能夠形成成形表面，或者放在模具構(gòu)件的成形表面的下面。以同樣的方式，可以用一層0.1-7.5mm厚的，例如，鈹一銅熱傳導(dǎo)器，把需要較小結(jié)晶度的區(qū)域中的，或者把過剩的熱量作為另一種裝置的副產(chǎn)品的熱量，以受控的方式傳導(dǎo)出去。這種傳導(dǎo)材料可以應(yīng)用若干種技術(shù)付諸使用，其中包括鑄造，壓配合，滾壓成形，化學(xué)粘結(jié)或機(jī)械固定。薄膜加熱器和熱傳導(dǎo)器既可以用于注塑成形階段，也可以用于以后的后成形階段和模外加工階段。*對預(yù)成形坯的熱分布控制可以用控制頸圈成形表面的加熱/冷卻過程的能力來實現(xiàn)。另一種控制該區(qū)域的熱分布的裝置是提供分別進(jìn)入頸圈內(nèi)的加熱源和冷卻源。通常，頸圈的冷卻是由冷卻液體來提供的，一般是水，它流過上述驅(qū)動滑板或者其他頸圈打開裝置。一般不對頸圈加熱，因為這樣將延長操作過程的時間，并且對非熱充灌用品的預(yù)成形坯沒有益處。通過滑板加熱頸圈的另一個問題是在驅(qū)動的過程中滑板的熱變形和粘附。為了補救這個問題，頸圈的熱源必須包括一個替換熱源。如上所述，薄膜加熱器是一種熱源，另一種熱源可以用普通的筒式加熱器，它能夠直接鑄在頸圈內(nèi)部，插入頸圈內(nèi)部的加工好的腔室內(nèi)，或者用插入法模制在頸圈內(nèi)。另一種可供選擇的方式是利用加熱了的傳熱液體，例如水或油，它不是直接通過滑板來攜帶。這種方法的一個實施例是沿著滑板的后柱敷設(shè)軟管或管道，但與滑板絕熱，或者與模板絕熱。*對頸圈的熱分布進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)需要頸圈的加熱器，還需要芯子的加熱器。以上已經(jīng)指出了若干芯子的絕熱或加熱的方法，這些方法主要用于成形表面，或者直接處于其下方的材料中。通常，在芯子構(gòu)件內(nèi)部有一個輸送液體，一般為水或者油的擴(kuò)散器管或冷卻管，從源頭通向芯子的頂端(內(nèi)部)，再在芯子的內(nèi)徑與冷卻管的外徑之間的區(qū)域中向下，或者相反。借助于一根多液體輸送冷卻管，預(yù)成形坯主體就能夠利用冷水或其他的液體從內(nèi)部來冷卻，而其頸部則能夠借助于把加熱后的液體，例如油或水，引入限定的區(qū)域，從內(nèi)部進(jìn)行熱量上的控制。(請參閱R丄Abramo&Associates的現(xiàn)有技術(shù)；油、水、空氣)。這種擴(kuò)散器管上也可以包含或固定一個絕熱器，在預(yù)成形坯上形成一個熱隔離區(qū)。擴(kuò)散器管或它的一部分，例如一個套或一塊膜片能沿著縱向移動，以便控制在芯子內(nèi)部的流動(加熱或冷卻)。這樣，加熱就能夠增加、減少，或者用一種冷卻液體，使它相反，從而在基本上結(jié)晶之后在要求的部位增加一個冷卻過程。為了防止頸部成品幾何形狀的變形，這種冷卻是需要的，否則將會影響成品瓶子的性能，包括封閉作用。這種多液體冷卻管或它的一部分還可以和模外或成形后調(diào)節(jié)工作站結(jié)合在一起使用。此時，預(yù)成形坯在主體接受附加的冷卻時，還能夠同時在內(nèi)表面和外表面接受加熱控制。成形后模內(nèi)結(jié)晶按照本發(fā)明，如果在成形后的零件內(nèi)局部結(jié)晶的程度不符合模具閉合位置下所要求的深度和百分比，則這種在模具閉合狀態(tài)下開始的結(jié)晶過程可以在打開模具后以各種不同的方式繼續(xù)下去。下列各種方法可在模具一旦打開之后用于使結(jié)晶繼續(xù)。*第一種方法涉及把預(yù)成形坯傳送到一個模內(nèi)調(diào)節(jié)站，其中頸部區(qū)域的模制表面在與預(yù)成形坯接觸的狀態(tài)下可以移動，也可以不移動。在這個模制工藝階段，預(yù)成形坯的主體是受到冷卻，降低了它的整體溫度，但是，它可以接受對著頸部成品/主體界面的局部冷卻，起吸熱裝置的作用，以防止主體部分通過從頸部來的廢熱而結(jié)晶。這種工藝方法的第一種方式包括用頸圈或者它的模制表面部分的易位，把預(yù)成形坯轉(zhuǎn)移到模具內(nèi)的一個平行位置，也可以，是用滑板或者模板的一部分的易位。在這個新位置上，啟動加熱/循環(huán)系統(tǒng)，向頸圈的模具表面供應(yīng)熱量。成形表面的溫度將增加到Tcr區(qū)內(nèi)的較高的點(見圖10)，加速了結(jié)晶過程，或者，繼續(xù)維持結(jié)晶的速率。當(dāng)頸部的結(jié)晶完成或局部完成時，頸部成品區(qū)可能已經(jīng)冷卻到尺寸穩(wěn)定的點上，然后，用單獨的產(chǎn)品輸送裝置從模具中取出預(yù)成形坯，并且在其中還可能發(fā)生進(jìn)一步結(jié)晶和冷卻。*這種工藝過程的第二種方法包括把預(yù)成形坯轉(zhuǎn)移到模具內(nèi)的另一個位置，而沒有繼續(xù)與原來的成形表面接觸。當(dāng)處于新的模內(nèi)位置時，一種為頸部和主體界面所需要的增加加熱/冷卻和絕熱的裝置將與預(yù)成形坯接觸。這種裝置可以是模具整體的一部分，例如一組具有各種可能的加熱/冷卻方法的輔助頸圈，或者一種能夠送到模具內(nèi)部的單獨的裝置，例如機(jī)器人裝置或它的一部分，具體的說，是取出產(chǎn)品的裝置。這種裝置將根據(jù)要求控制頸部的溫度分布，從而控制頸部的結(jié)晶。假如這種裝置沒有組合在模具中，它還能夠起預(yù)成形坯主體冷源的作用，并且當(dāng)結(jié)晶的預(yù)成形坯取出時，也從模具中取出來(以上EFI中的現(xiàn)有技術(shù))。在另一種情況下，頸圈可以轉(zhuǎn)移，也可以不轉(zhuǎn)移，當(dāng)預(yù)成形坯頸部結(jié)晶時，模具能重新閉合，從而能進(jìn)行另一組預(yù)成形坯的注塑成形，同時又讓先前注塑過程中的預(yù)成形坯進(jìn)行結(jié)晶。在上述任何特定的預(yù)成形坯可以轉(zhuǎn)移到其中的模具中，可以有若干個替換的位置，從而能讓結(jié)晶經(jīng)過若干個工藝循環(huán)。*打開后模內(nèi)結(jié)晶的另一個實施例涉及將預(yù)成形坯限定在原來的模腔內(nèi)，而將芯子和頸部的模制表面取出，從而暴露出頸部成品來。一種或者是與模具成為一體，或者裝入模具內(nèi)的裝置將從內(nèi)部和外部包圍著頸部成品，并按照需要進(jìn)行加熱、冷卻和絕熱，以控制頸部部位的結(jié)晶，同時保護(hù)主體部位免受有害加熱的影響。這種裝置(如果一開始在模具的外部)或者其他裝置能進(jìn)入模具，當(dāng)結(jié)晶至少局部完成時，把預(yù)成形坯取出來。這種裝置也可以留在原地，使預(yù)成形坯的頸部結(jié)晶若干個注塑工作循環(huán)。*前面曾經(jīng)指出過，很希望至少在原始的頸部模制表面的包圍下獲得局部結(jié)晶度，從而獲得理想的頸部成品的幾何形狀。利用這種想法的另一種方法是隨著預(yù)成形坯一起，讓頸圈，或者至少是它的模制表面易位到模外的調(diào)節(jié)站上，例如產(chǎn)品輸送裝置上。然后，這種方法為主體部位提供冷卻，在頸部與主體部位之間進(jìn)行絕熱，以及對頸部進(jìn)行必要的加熱和冷卻。當(dāng)采用多個產(chǎn)品輸送裝置時，就能增加這種結(jié)晶裝置的容量。*利用包含在有些注塑成形機(jī)內(nèi)部的那些固有的加工能力，例如多面可動工作臺(見美國專利5,728,409)和連續(xù)輸送機(jī)裝置，來進(jìn)行成形后的結(jié)晶。具體的說，當(dāng)注塑成形機(jī)的移動工作臺是多個刻面時(三個或更多的面)，第一個工作臺用于注塑階段，并可以開始結(jié)晶，第二工作臺(如果還有，就是更多的工作臺)用于帶有冷卻或不帶有冷卻的結(jié)晶，而最后的工作臺用于部分冷卻和出模。在一個頸圈的模制表面與每一個后續(xù)的工作臺的表面轉(zhuǎn)角度對準(zhǔn)的實施例中，前面描述過的調(diào)節(jié)技術(shù)(熱管、絕熱、擴(kuò)散管等等)可用于引發(fā)或繼續(xù)頸部的結(jié)晶。在一個頸部的模制表面不與預(yù)成形坯一起輸送的實施例中，當(dāng)需要時，一個與機(jī)器成為一體的，或者由外部裝置引入的調(diào)節(jié)工作臺可以為第二和以后的工作臺提供上面提到的調(diào)節(jié)操作。在一個涉及輸送機(jī)式的注塑成形裝置中，預(yù)成形坯可以沿著原來的模制芯子上的一條通道輸送，帶或不帶頸圈模制表面。在從一個注塑工作臺到出模工作臺的的輸送過程中，上述預(yù)成形坯可以由作為機(jī)器的一部分的調(diào)節(jié)工作臺對其起作用。在輸送機(jī)的末端，可以把零件彈出來，彈到產(chǎn)品儲藏室里，或者零件輸送裝置上。*調(diào)節(jié)工作臺，它可以是注塑成形機(jī)的一部分，或者產(chǎn)品輸送裝置的一部分，或者由外部裝置引入注塑成形裝置中，能從預(yù)成形坯的內(nèi)部和外部兩個方面提供控制頸部的溫度分布的裝置。石英鹵素?zé)艋蛘咂渌訜岬臒?、光束或裝置，或者電磁和微波能源都可以裝在這種工作臺里。當(dāng)這種熱源工作時，將為需要的部位提供附加的熱量，以繼續(xù)或加速結(jié)晶。如果有一個冷源位于同樣的高度上，或者在熱源的后面，那么，一旦熱源撤除，它就能為需要的部位提供冷卻，并且，這種冷源還可以起冷卻加熱裝置本身，防止它過熱和損壞的作用。*另一個成形后工藝方法的機(jī)械實施例涉及利用公知的穿梭模具，它或者借助于模板的運動，或者借助于模具底板本身的運動而運動。這樣，模具(熱的或冷的一半)就在注塑和打開之后易位，讓一體的或者引入模具中的調(diào)節(jié)工作臺在預(yù)成形坯上起作用，同時模具還可以重新夾緊，以便進(jìn)行另一組預(yù)成形坯的注塑。模外結(jié)晶按照本發(fā)明，在完成注塑階段時，可能結(jié)晶就已經(jīng)開始了，而當(dāng)隨后完成模內(nèi)的任何一種成形后的工藝方法時，結(jié)晶可以繼續(xù)在模外進(jìn)行，但仍在注塑成形裝置的內(nèi)部。具體的說，預(yù)成形坯可以不用任何原始模制表面而轉(zhuǎn)移到實體模具外部的另一個工作臺上。這種轉(zhuǎn)移可以用產(chǎn)品輸送裝置，或者其他機(jī)械的或氣動的裝置來完成。預(yù)成形坯在模制裝置內(nèi)部的模外工作臺上可以用以上所述的裝置進(jìn)行局部加熱，從而有利于頸部的結(jié)晶。當(dāng)需要時，這個工作臺還可以用于成形后和結(jié)晶后主體和螺紋部位的冷卻。多重注塑及插入-模制結(jié)晶PET的薄膜(0.1-2.5mm厚)和特殊等級的PET，例如均聚物，通常要比厚膜和共聚物在較低的溫度下以較快的速度結(jié)晶。為了利用PET的這種性能，可以進(jìn)行交替的模制，具體的說，是聯(lián)合注塑，邊框澆注，重復(fù)注塑和插入覆蓋模制。*按照本發(fā)明的一個方面，順序聯(lián)合注塑的工藝方法可用于把容易結(jié)晶的塑料輸送到頸部成品部位，同時用結(jié)晶慢的聚合物灌滿主體。這種工序可以包括把一種共聚物先充滿主體區(qū)域，并粘附在模制表面上，然后，充入大量的均聚物作為原來注射的共聚物的一層，并灌滿頸部，然后，用大量共聚物迫使上述均聚物浸入要求的頸部區(qū)域，并完成預(yù)成形坯的充灌和填實。*按照本發(fā)明的另一個方面，利用在成形過程中產(chǎn)生的熱量的局部結(jié)晶法可以進(jìn)一步與PET或其他塑料預(yù)成形坯的所謂"重復(fù)注塑"法聯(lián)合使用。此時，第一材料，例如純PET，先注入一個模腔空間內(nèi)，形成第一層。在模具冷卻之后，打開模具，把芯子部分和第一層一起移入較大的第二模腔空間內(nèi)，注射后續(xù)材料，這種材料可以是，例如，回收的PET樹脂。按照本發(fā)明，頸部的局部結(jié)晶可以利用以上所述的任何方法在注射第一材料形成第一層時進(jìn)行，或者在注射后續(xù)材料形成外層時進(jìn)行，或者在兩個步驟中都進(jìn)行。當(dāng)模制裝置具有如下列美國專利中所公開的成形后冷卻階段時，例如在5，447，426中所示的零件輸送機(jī)器人，在4,439,133中所示的轉(zhuǎn)塔模具，或者如5,728,409中所示的分度模(所有這些文獻(xiàn)都作為本申請的參考文獻(xiàn))，對制品采用主動冷卻，則在成形步驟中開始的結(jié)晶步驟能有選擇地并且按照所希望的那樣，在成形后冷卻階段繼續(xù)或加快進(jìn)行，這是依靠使預(yù)成形坯的結(jié)晶部分維持在基本上等于在模具中結(jié)晶的溫度，或者在成形后的冷卻階段足以獲得結(jié)晶的溫度下進(jìn)行的。在一個實施例中，注塑成形了一種PET預(yù)成形坯，它在主體部分是非晶體，而具有從熔融物結(jié)晶的頸部。然后，用這種預(yù)成形坯用普通的重新加熱吹制法制成具有耐熱的頸部成品的瓶子。制造基本上是非晶體的PET預(yù)成形坯用的注塑成形裝置中包括許多在高產(chǎn)量(工藝循環(huán)的時間短)的條件下，改進(jìn)PET熔融物在結(jié)晶之前的冷卻和凍結(jié)的特征。這些特征也應(yīng)用在本發(fā)明中，以保證在短的工藝循環(huán)時間下預(yù)成形坯主體的非晶體狀態(tài)。19形成一般要進(jìn)行結(jié)晶的預(yù)成形坯頸部成品的模具部位是頸圈(或其一部分)和芯子的一段(見圖1)。這些部位的熱特性可以通過許多途徑設(shè)計成在零件出模之前達(dá)到頸部完全從熔融物結(jié)晶出來的目的。在其他情況下，為了減少工藝過程的時間，從模具中取出零件時可以是剛剛開始結(jié)晶，而最大的結(jié)晶度是在成形后冷卻階段，在零件輸送機(jī)器人或在轉(zhuǎn)塔式模具或分度式模具中達(dá)到的。因此，圖1中顯示了預(yù)成形坯模具10，它包括芯子冷卻通道12，芯子冷卻管14，頸圈冷卻通道16，頸圈18，芯子20，模腔22，和圍繞著模具芯子的四周延伸的模具冷卻通道24。圖1中還顯示了PET預(yù)成形坯26，模具澆口插件28和注射噴咀30。芯子冷卻通道12包括冷卻劑進(jìn)口32和冷卻劑出口34。熔融的塑料用注射噴咀30通過澆口插件28注入模腔22內(nèi)。注塑模具10的冷卻通道16、24和芯子20的冷卻通道12使熔融的塑料冷卻到固體狀態(tài)，并在注塑模具內(nèi)形成預(yù)成形坯26。在圖9中顯示得更詳細(xì)的預(yù)成形坯26包括一個底部36,—個從底部延伸上來的側(cè)壁部分38，和從側(cè)壁延伸出來的頸部40，并且該頸部最好還包括一個螺紋部分42和一個頸圈44。按照本發(fā)明的一個實施例，在需要結(jié)晶的部分可以使熱塑料與模制表面和/或冷卻循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻劑絕熱。圖2中，芯子的冷卻管14在它的靠近預(yù)成形坯頸部40的外表面上有一個新穎的絕熱套筒46，這根套筒只延伸到要結(jié)晶的那一部分的部位的外表面上，即，只靠近頸部的至少一部分。這種絕熱套筒裝置46和48可以是一個套筒，或者是一層絕熱材料。上述絕熱裝置46位于芯子的內(nèi)部，而且依靠降低熱損失而限制了冷卻液體所產(chǎn)生的冷卻效果。絕熱裝置46可以是芯子表面的一部分，也可以是冷卻通道表面的一部分，或者這兩者的一部分。借助于利用絕熱裝置46和48，造成了調(diào)節(jié)，降低了頸部的冷卻過程，這樣，就能在模具的閉合位置進(jìn)行完全或部分的結(jié)晶。如圖2所示，絕熱裝置48可以設(shè)置在芯子的表面和/或頸圈上。圖2A表示在冷卻管14中的內(nèi)部絕熱套14'，而圖2B表示帶有金屬頂部15和一個絕熱體部分17的冷卻管14。圖2C表示帶有金屬頂部15和一個絕熱體部分17的冷卻管14，該絕熱體部分17也可以是包括溫度傳感器100的薄膜加熱器。如圖2D所示，芯子20可以包括內(nèi)槽102，可以是若干條有一個或多個頭的螺旋槽。這些內(nèi)槽可以加工成芯子的內(nèi)表面，以增大芯子的表面并形成紊流，這樣就能在芯子的上部達(dá)到更好的冷卻。如圖2E中所詳細(xì)表示的薄膜加熱器104可以設(shè)置在芯子的外面，它可以有一種曲折的結(jié)構(gòu)，并且包括一個熱電偶。芯子20和頸圈18上的模制表面，在要結(jié)晶的部位用絕熱材料48制成，以便使頸部40與模具芯子的冷卻通道12和頸圈的冷卻通道16絕熱。這種絕熱材料是經(jīng)過選擇的，并且上述絕熱插件的厚度設(shè)計成能控制注塑成形工藝過程中的傳熱，并且能讓聚合物結(jié)晶或開始結(jié)晶。因此，圖2表示了本發(fā)明的預(yù)成形坯模具IO的詳圖，其中包括了絕熱層46、48和芯子冷卻管14。在按照圖2表示的本發(fā)明的一個實施例中，絕熱裝置46、48是用于頸圈和芯子的，即，在芯子中的絕熱裝置可以在芯子內(nèi)部和/或芯子外部。在本發(fā)明中，既可以采用圖2中所示的所有三種絕熱裝置，或者采用其中的至少一個或其中的任何兩個。這種絕熱裝置可以是套筒，例如用陶瓷或鈦制造的，或者任何適當(dāng)?shù)慕^熱層。這種絕熱層可以用另外的耐磨層，例如金剛石之類的薄膜來保護(hù)。以下是用于本發(fā)明的芯子和/或頸圈上的，有代表性的絕熱材料用于套筒-套筒不需要另外的耐磨保護(hù)層，并且如果損壞能夠更換。一般套筒的厚度可達(dá)lmm。1.聚酰亞胺；2.鈦或鈦合金；3.玻璃一陶瓷。用于絕熱層1.一種從下列各種聚合物中選擇的聚合樹脂聚酰亞胺、聚酰胺、聚砜、聚酰胺亞胺、聚醚砜、聚四氟乙烯聚醚酮。絕熱層可以用噴霧法制作，其厚度在10—1，000微米之間。耐磨層是另外敷設(shè)在這層絕熱層頂上的。這種絕熱層可以是美國專利5,112,025中公開的那種"類金剛石薄膜"，該文獻(xiàn)作為本申請的參考文獻(xiàn)。這種絕熱層的厚度為5—20微米。2.在本發(fā)明的另一個實施例中，上述絕熱層是從厚度為20—1，000微米的陶瓷、瓷釉或玻璃組成的一組材料中選出來的。這一絕熱層可用鉻或其他適當(dāng)?shù)牟牧系谋〗饘賹觼肀Ｗo(hù)。3.在本發(fā)明的又一個實施例中，這種絕熱層可從公知的材料中選擇，例如金屬氧化物、硅的氧化物、硅的復(fù)合氧化物，或者等離子一聚合塑料。和上面一樣，厚度可達(dá)到l，OOO微米，并且在其頂上可敷設(shè)一層耐磨保護(hù)層。4.按照本發(fā)明，一種具有高耐磨性能的適當(dāng)?shù)慕^熱層是氧化鋯陶瓷。通常，它不需要外加耐磨保護(hù)。這些絕熱材料應(yīng)該至少靠近預(yù)成形坯的頸部40的至少一部分，以延緩冷卻過程。圖2還表示了預(yù)成形坯模具IO的頸圈中的頸圈冷卻通道16。于是，由于以上提到的絕熱手段，例如，包括套筒和/或絕熱層，預(yù)成形坯的頸部的成品部分便由于注塑步驟之后的緩慢的冷卻過程而從熔融物結(jié)晶。按照本發(fā)明，在模具閉合位置上的溫度可以根據(jù)由任何公知的溫度傳感器所提供的信息進(jìn)行局部調(diào)節(jié)。獨立的傳感器通常放在熔融物在完成冷卻步驟之后，將要變成非晶體和晶體的這一部分的附近。為了獲得最高的精度，避免在零件上的記號，本發(fā)明公開了如以上所述的在預(yù)成形坯模具的芯子和/或頸圈部分構(gòu)件上，使用本
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公知的薄膜傳感器(見美國專利4，484，061，5，573，335，這兩篇文獻(xiàn)都是本發(fā)明的參考文獻(xiàn))。按照本發(fā)明的另一個實施例，模制表面的一個局部區(qū)域，例如形成頸部成品的螺紋部分和其他特征的頸圈部分，如有需要，可以在絕熱裝置之外再裝上加熱裝置。然后，這個部位的溫度就能夠進(jìn)行局部的恒溫控制，以便讓聚合物結(jié)晶或開始結(jié)晶。因此，圖3表示了本發(fā)明預(yù)成形坯模具10的另一個實施例的詳圖，該模具包括位于模具的頸圈18上的預(yù)成形坯26的頸部40中的加熱裝置50。加熱裝置50可以包括在注塑工作循環(huán)中能夠開關(guān)的電加熱元件，例如線圈，帶式加熱器或筒式加熱器之類。同樣，這種加熱裝置50也可以是設(shè)置在頸圈上和夾在兩塊不導(dǎo)電的，即電絕緣的薄膜層之間的薄膜加熱器。按照本發(fā)明，加熱元件還可以放置在芯子上，讓頸部在冷卻過程中加熱，結(jié)果這一部分就維持在較高的溫度，形成結(jié)晶的頸部。在一個優(yōu)選實施例中，上述加熱元件是一種薄膜加熱器，在有些情況下它還包括一個薄膜溫度傳感器。因此，按照本發(fā)明，一個薄膜加熱器至少局部敷設(shè)在用于模制PET預(yù)成形坯的芯子表面上。這一方面可參考美國專利5，573，692，5,569,474，5,155,340，4,396,899，在這些文獻(xiàn)中公開了各種有潛力應(yīng)用于和模具的芯子結(jié)合在一起，以成形PET預(yù)成形坯的薄膜加熱器。按照本發(fā)明，利用公知的薄膜技術(shù)制成的溫度傳感器和加熱元件也可以與圖2中所示的頸圈18結(jié)合起來使用。因此，本發(fā)明教導(dǎo)了位于作為形成可吹制的預(yù)成形坯，例如形成具有結(jié)晶的頸部的PET預(yù)成形坯的模具的一部分的頸圈中的加熱裝置，絕熱裝置和/或溫度傳感器裝置。如圖3A所示，按照一個優(yōu)選實施例，頸圈部分18包括一個帶螺紋的插件19，該插件有一個內(nèi)螺紋部分21，和一個外表面23。外圓筒形部分23包括一個沉積的薄膜加熱器25，該加熱器是在兩層任何公知電絕緣材料，例如云母之間夾了一層薄的電阻層而制成的。上述插件19是用高導(dǎo)熱材料制成的。在有些情況下，在插件19的螺紋部分敷設(shè)了一層耐磨層19'。在另外一些情況下，薄膜加熱器25直接敷設(shè)在螺紋部分21上。此時，在加熱器上要敷設(shè)一層本
技術(shù)領(lǐng)域：
公知的適當(dāng)?shù)哪湍ケ∧?。按照本發(fā)明的另一個實施例，一般具有為冷卻劑流動用的循環(huán)系統(tǒng)的頸圈可以設(shè)計成帶有一個為傳遞熱量用的循環(huán)系統(tǒng)，以代替冷卻劑流動系統(tǒng)，或在它上面再增加上一個系統(tǒng)。按照本發(fā)明，熱量也可以由加熱后的流體(水、油等等)來提供，這種流體可以只在整個預(yù)成形坯的冷卻步驟中通過其他通道輸送到頸部去。在模具頸圈的加熱部分與冷卻部分之間可以加上一個熱隔斷裝置。然后，就能控制加熱部位的溫度，讓聚合物結(jié)晶或開始結(jié)晶。因此，圖4表示了另一個顯示了本發(fā)明的預(yù)成形坯模具的詳圖的實施例。圖4中顯示了包括加熱流體的循環(huán)系統(tǒng)52的頸圈18。圖4的模具中的分成兩半的頸圈分別是上頸圈部分18A和下頸圈部分18B。在上部18A和下部18B之間是一個熱隔斷裝置，它包括一個第一絕熱裝置54，還有一個可供選擇的，在第一絕熱裝置上方的第二絕熱裝置56。舉例來說，這兩個絕熱裝置可以是陶瓷套筒或者鈦套筒?；蛘?，上述絕熱裝置或熱隔斷裝置可以是一層絕熱層。頸圈可以設(shè)計成讓它帶有恒溫控制的加熱器。在模具的加熱部分與冷卻部分之間可以加入熱隔斷。然后，就可以控制加熱部位的溫度，讓聚合物結(jié)晶或開始結(jié)晶。圖5是另一個實施例，它是本發(fā)明的預(yù)成形坯模具10的一個局部視圖。圖5中，顯示了頸圈18的另一個實施例，其中的頸圈18包括了在頸圈的熱零件60和冷零件62之間的空氣絕熱裝置58。冷零件62帶有冷卻循環(huán)通道64，而熱零件60上帶有加熱裝置，例如加熱循環(huán)管路66。在模制過程結(jié)束時，可以把加熱循環(huán)管路轉(zhuǎn)換為冷卻循環(huán)通道?；蛘?，上述冷卻和加熱通道可以是公知的熱管，以提供加熱和冷卻。圖6是一個通過芯子20的橫斷面，表示冷卻流體68在冷卻通道69內(nèi)從中央的冷卻管70中流過。如箭頭A所明白表示的，在預(yù)成形坯頸部的附近設(shè)置了一個芯子冷卻限制器72，它可以是一個絕熱裝置，例如一根套管或者芯子內(nèi)部或外部的一層。圖7表示一種熱塑性PET材料的不均勻的掃描熱量計量圖(DSC)，此圖指出了PET在冷卻過程中的性狀，顯示了一個熔融區(qū)74，一個再結(jié)晶區(qū)76，和一個玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)78。按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，預(yù)成形坯的主體部分從熔融物迅速冷卻成非晶體，而在頸部則為緩慢的冷卻。本發(fā)明可應(yīng)用于如圖8所示的多層預(yù)成形坯，圖8中表示了一個有要結(jié)晶的頸部82的多層預(yù)成形坯80，絕熱套筒84，第一外部塑料層86，第二中間塑料層88和第三內(nèi)部塑料層90，并且在芯子94中有冷卻通道92。注射噴咀96靠近模具98,在兩者之間有澆口區(qū)100。圖9表示一個預(yù)成形坯26，它包括要結(jié)晶的頸部40，側(cè)壁部分38和底部36。緊挨在頸圈44下面的預(yù)成形坯上的部分45也可以按照本發(fā)明的一個實施例有選擇地結(jié)晶。如上所述，主體部分38和底部36都處在非晶體狀態(tài)。圖IO表示在灌滿了模具之后，預(yù)成形坯的主體部分和頸部整體溫度的變化。圖10中，下列各個縮寫的含義為.-Tm一塑料在充滿模具時的溫度；Tcr__塑料結(jié)晶最快時的溫度范圍；Teject—零件能出模的溫度范圍，并且包括零件能被出模的最高溫度；Tl一太短而基本上不能結(jié)晶的時間段；T2—足夠長而基本上結(jié)晶的時間段。如圖10所示，為了獲得頸部的結(jié)晶，在Tcr的溫度范圍內(nèi)頸部可以遵循若干條路徑。下面的表1是本發(fā)明三種變型的順序和時間過程的圖表。在該圖表中，各種縮寫的含義與上文中的相同，補充的縮寫含義如下-52—工作臺2;NR-頸圈；53—工作臺3;54—工作臺4;TO—從模具中取出零件而不放開零件。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage0</column></row><table>如表1所示，為了獲得本發(fā)明的特點和優(yōu)點，可以很容易地舉出本發(fā)明的幾個變型。為了使非晶體的PET熔融物結(jié)晶，必須將注塑成形零件從熔融溫度冷卻到結(jié)晶范圍，并以受控的溫度分布通過該結(jié)晶溫度范圍。結(jié)晶程度決定于通過結(jié)晶范圍的溫度分布和通過的時間長度。在結(jié)晶之后(全部或部分)，注塑成形零件將冷卻到出模溫度，這時，零件便從實際的模具中取出。按照本發(fā)明，結(jié)晶至少是在模具打開之前，在模具內(nèi)開始的。一般希望頸部成品盡可能在原始的頸部成形表面內(nèi)結(jié)晶，因為這樣頸部的幾何形狀的尺寸最穩(wěn)定。為了實現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)點和頸部的結(jié)晶，必須提供控制頸部冷卻的裝置，例如以無源的和/或有源的方式進(jìn)行加熱、冷卻、絕熱或綜合這些方式。因此，很容易在注塑成形階段，或者在隨后的模具內(nèi)工作臺或模具外工作臺的處理過程中，例如在產(chǎn)品輸送過程中，采用無源和有源的絕熱和熱隔斷。采用能形成模制表面或者能放置在模具構(gòu)件的模制表面下面的薄膜加熱器和熱導(dǎo)體，都包括在其中。用控制輸送到出模零件的熱量，能夠加速結(jié)晶過程。當(dāng)把薄膜加熱器應(yīng)用于頸圈或芯子上時，它能在預(yù)成形坯的頸部形成恒定的或受控的溫度分布。同樣，為了從所要求的部位有控制地排出熱量，也可以利用熱導(dǎo)體，例如鈹一銅，形成一層厚度為，例如，0.1-7.5mm的導(dǎo)熱層。本發(fā)明還可以包括把預(yù)成形坯轉(zhuǎn)移到模內(nèi)調(diào)節(jié)工作臺，其中，用于頸部的模制表面可以在與預(yù)成形坯接觸的狀態(tài)下一起轉(zhuǎn)移，或者也可以不轉(zhuǎn)移。因此，例如，可以用把頸圈或它的模制表面易位在模具內(nèi)的一個平行的位置上，也有可能用滑板或模板一部分的易位，來轉(zhuǎn)移預(yù)成形坯。在這個新的位置上，加熱/冷卻循環(huán)系統(tǒng)將開動，向頸圈的模制表面提供熱量。模制表面的溫度可以提高到結(jié)晶范圍中的較高點，以加速結(jié)晶，或者也可以保持其溫度，以延續(xù)結(jié)晶速率。在要求的頸部完成或部分完成結(jié)晶時，可以把頸部成品部位冷卻到尺寸穩(wěn)定點，然后用單獨的，仍能在其中進(jìn)行結(jié)晶和冷卻的產(chǎn)品輸送裝置把預(yù)成形坯從模具中取出。本發(fā)明的第二種方法涉及把預(yù)成形坯移送到模具內(nèi)的另一個位置上，沒有與原來的模制表面繼續(xù)接觸的優(yōu)點了。在新的模內(nèi)位置上，一種為頸部和頸部一主體的界面所需要的，能進(jìn)行加熱/冷卻和/或絕熱的裝置將與預(yù)成形坯接觸。這種裝置將根據(jù)需要控制頸部的溫度分布，從而控制頸部的結(jié)晶。另一個開模后的模內(nèi)結(jié)晶實施例涉及讓預(yù)成形坯留在原來的模腔內(nèi)，而取出芯子和頸部的模制表面，從而把頸部成品暴露出來。一種與模具成為一體或裝入模具內(nèi)的裝置將包圍要求的頸部成品(內(nèi)部或外部，根據(jù)需要)，并根據(jù)需要進(jìn)行加熱、冷卻和/或絕熱，以控制上述頸部的結(jié)晶，并同時防止主體部分受到有害的加熱影響。如上所述，按照本發(fā)明，要求獲得在原始的頸部模制表面限定的范圍內(nèi)的至少部分的結(jié)晶度，從而獲得最佳的頸部成品幾何形狀。它的進(jìn)一步變型是頸圈或者至少它的模制表面與預(yù)成形坯一起的易位，易位到模外調(diào)節(jié)位置，例如產(chǎn)品輸送裝置上。然后，這個程序能對主體部位進(jìn)行冷卻，在頸部與主體部位之間形成絕熱，以及對頸部進(jìn)行必要的加熱、冷卻和/或絕熱。很容易看出，本發(fā)明有無數(shù)的變型，這些變型將大大增加本發(fā)明的通用性。應(yīng)該理解，本發(fā)明不僅限于以上的說明和實施例，因為這些只能認(rèn)為是對本發(fā)明的最佳實施方式的說明，并且對它的形式、尺寸、零件的布置和工作細(xì)節(jié)的改進(jìn)都是容許的。本發(fā)明包括了由權(quán)利要求書所限定的處在本發(fā)明的構(gòu)思和范圍內(nèi)的全部改進(jìn)技術(shù)方案。權(quán)利要求1.一種用于制成可吹制的聚對苯二甲酸乙二醇脂預(yù)成形坯制品的模具，它包括-至少由兩部分組成的模腔，其中的一部分包括在模制的預(yù)成形坯的頸部形成帶螺紋部分的模制裝置；-與所述模腔協(xié)同工作的模具芯子，形成接受加熱后的聚對苯二甲酸乙二醇脂熔融物的模腔空間；-用于獨立地調(diào)節(jié)模腔部分的溫度的裝置，以使得所述聚對苯二甲酸乙二醇脂從熔融狀態(tài)通過所述結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變到玻璃狀態(tài)的過程中，所述各部分在不同的溫度下冷卻。全文摘要本發(fā)明提供一種非晶體塑料制品的局部結(jié)晶方法和裝置，這種塑料制品具有從塑料樹脂的熔融相生成的非晶體部分和結(jié)晶部分，以及一種新穎的模制塑料制品。本發(fā)明還提供了一種用于制成可吹制的聚對苯二甲酸乙二醇酯預(yù)成形坯制品的模具。所述模具包括至少由兩部分組成的模腔，其中的一部分包括在模制的預(yù)成形坯的頸部形成帶螺紋部分的模制裝置；與所述模腔協(xié)同工作的模具芯子，形成接受加熱后的聚對苯二甲酸乙二醇酯熔融物的模腔空間；用于獨立地調(diào)節(jié)模腔部分的溫度的裝置，以使得所述聚對苯二甲酸乙二醇酯從熔融狀態(tài)通過所述結(jié)晶狀態(tài)轉(zhuǎn)變到玻璃狀態(tài)的過程中，所述各部分在不同的溫度下冷卻。文檔編號B29C45/76GK101402249SQ20081012954公開日2009年4月8日申請日期1998年4月9日優(yōu)先權(quán)日1997年4月16日發(fā)明者丹·斯特科夫斯基,勞拉·馬丁,布魯斯·卡托茵,羅伯特·謝德,詹姆斯·賽科斯,邁克爾·科克申請人:哈斯基注模系統(tǒng)有限公司