注射成形方法

摘要

注射成形方法具有：填充工序(S2)，在该填充工序(S2)中，将至少一部分被加热的喷嘴(422)压靠于嵌入成形模具(3)的直浇道(S)，从喷嘴(422)将溶融状态的树脂材料(5)向嵌入成形模具(3)的模腔(C)填充；待机工序(S3)，其在填充工序(S2)之后，在该待机工序(S3)中，在保持着将喷嘴(422)压靠于直浇道(S)的状态下进行待机直到喷嘴(422)的前端部(422a)的温度成为树脂材料的熔点以下为止。

权利要求

1.一种注射成形方法，其特征在于，

该注射成形方法具有：

填充工序，在该填充工序中，将至少一部分被加热的喷嘴压靠于成形模具的注入口，从所述喷嘴将溶融状态的树脂材料向成形模具的模腔填充；

待机工序，其在所述填充工序之后，在该待机工序中，在保持着将所述喷嘴压靠于所述注入口且使所述喷嘴的前端与所述树脂材料接触的状态下进行待机，直到所述喷嘴的前端的温度成为所述树脂材料的熔点以下为止，所述喷嘴的前端在所述填充工序和所述待机工序中与所述模腔的端部直接相对且限定所述模腔的一部分。

2.根据权利要求1所述的注射成形方法，其特征在于，在所述填充工序中，仅所述喷嘴的后端侧被加热。

3.根据权利要求1所述的注射成形方法，其特征在于，该注射成形方法在所述填充工序之前具有将具有由封装构件收容的发电元件的单电池放置于所述成形模具的工序，所述模腔形成为与包围所述单电池的外周的至少一部分的形状相对应的形状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的注射成形方法，其特征在于，所述喷嘴的前端形成为尖细的第1锥形状，所述注入口形成为与所述第1锥形状相对应的第2锥形状。

说明书

注射成形方法

技术领域

[0001] 本发明涉及注射成形方法。

背景技术

[0002] 公知有将利用配置于注射成形机的作动缸的外周部的加热器加热后的混合树脂经由模具的横浇道部和浇口部向模腔注入的树脂成形品的制造方法(参照例如专利文献1)。

[0003] 现有技术文献

[0004] 专利文献

[0005] 专利文献1：日本特开2005－219324号公报

发明内容

[0006] 发明要解决的问题

[0007] 在上述的技术中，注入到模腔的混合树脂在冷却时体积收缩，但混合树脂存在于横浇道部和浇口部，因此，能够一边防止气泡混入树脂成形品一边谋求该树脂成形品的制造周期的缩短化。但是，在制造树脂成形品之后残存于横浇道部和浇口部的混合树脂被废弃，因此，存在混合树脂的成品率降低这样的问题。

[0008] 本发明要解决的课题在于提供一种能够防止气泡混入成形品、能够谋求该成形品的制造周期的缩短化、并且能够抑制树脂材料的成品率的降低的注射成形方法。

[0009] 用于解决问题的方案

[0010] 在本发明的注射成形方法中，通过具有如下工序来解决上述课题：填充工序，在该填充工序中，将至少一部分被加热的状态的喷嘴压靠于成形模具的注入口，从该喷嘴向成形模具的模腔填充溶融状态的树脂材料；待机工序，其在该填充工序之后，在该待机工序中，在保持着将喷嘴压靠于注入口的状态下进行待机，直到该喷嘴的前端的温度成为树脂材料的熔点以下为止。

[0011] 发明的效果

[0012] 根据本发明，通过喷嘴的至少一部分被加热，能够高效地进行成形品的制造开始时的该喷嘴的升温，能够谋求成形品的制造周期的缩短化。另外，在待机工序中，通过设为保持着将喷嘴压靠于注入口的状态，该喷嘴被迅速地冷却，并且注入口附近的树脂材料迅速地成为熔点以下而固化，因此，能够防止气泡混入成形品。而且，能够省略在成形模具设置横浇道部和浇口部，因此，能够谋求注射成形所用的树脂材料的成品率的提高。

附图说明

[0013] 图1是表示本发明的实施方式中的单电池的立体图。

[0014] 图2是沿着图1的II-II线的电池主体的剖视图。

[0015] 图3是沿着图1的III-III线的剖视图。

[0016] 图4是表示在本发明的实施方式的注射成形方法中使用的注射成形装置的俯视图。

[0017] 图5是表示本发明的实施方式的注射成形方法的工序图。

[0018] 图6的(A)～图6的(F)是用于说明本发明的实施方式的注射成形方法的剖视图。

[0019] 图7是图6的(C)的VII部的放大图。

[0020] 图8是表示本发明的实施方式的注射成形方法的喷嘴的温度变化的图表。

具体实施方式

[0021] 以下，基于附图说明本发明的实施方式。

[0022] 图1是表示本实施方式中的单电池的立体图，图2是沿着图1的II-II线的电池主体的剖视图，图3是沿着图1的III-III线的剖视图，图4是在本实施方式的注射成形方法中使用的注射成形装置的除了嵌入成形模具的上模之外的部分的俯视图。

[0023] 在本实施方式的注射成形方法中使用的注射成形装置1是用于在单电池2的外周的一部分设置弹性树脂部21的装置，具有嵌入成形模具3和填充装置4(参照图4)。

[0024] 如图1所示，本实施方式中的单电池2具有薄型扁平状的电池主体22和隔离件23。

[0025] 如图2所示，电池主体22在一对层压膜制封装构件221的内部收容有发电元件222，在该收容部分的外周部分223，一对封装构件221被密封。在图1中，仅图示一个封装构件221，发电元件222表示在图2中。如图2的引出剖视图A所示，构成封装构件221的层压膜设为例如三层构造，从单电池2的内侧朝向外侧能够依次为内侧树脂层221a、中间金属层221b以及外侧树脂层221c。

[0026] 作为构成内侧树脂层221a的材料，能够例示出聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯或离聚物等耐电解液性和热熔接性优异的树脂膜。作为构成中间金属层221b的材料，能够例示出铝等的金属箔。另外，作为构成外侧树脂层221c的材料，能够例示出聚酰胺系树脂或聚脂系树脂等电绝缘性优异的树脂膜。

[0027] 这样，一对封装构件221都由如下材料形成，该材料是在由例如铝箔等构成的中间金属层221b的一个面(单电池2的内侧面)层压了聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯、或离聚物等树脂，在另一个面(单电池2的外侧面)层压了聚酰胺系树脂或聚脂系树脂而成的、树脂－金属薄膜层压材料等具有挠性的材料。

[0028] 一对封装构件221除了具有内侧树脂层221a和外侧树脂层221c之外，还具有中间金属层221b，从而能够谋求提高封装构件221自身的强度。另外，通过使封装构件221的内侧树脂层221a由例如聚乙烯、改性聚乙烯、聚丙烯、改性聚丙烯、或离聚物等树脂构成，能够确保与金属制的电极端子224、225之间的良好的熔接性。

[0029] 此外，本发明中的封装构件221并不只限定于上述的三层构造，也可以是内侧树脂层221a和外侧树脂层221c中的任一层构造。另外，也可以是内侧树脂层221a和外侧树脂层221c中的任一层和中间金属层221b的两层构造。而且，根据需要也可以是四层以上的构造。

[0030] 一对封装构件221分别设为以能够收容发电元件222的方式将矩形形状平板成形为较浅的碗型(盘型)的形状，在内部放入发电元件222和电解液之后，将各自的外周部223重叠，利用热熔接、粘接剂将该外周部223的整周接合起来。

[0031] 本例的单电池2是锂离子二次电池，如图2所示，具有在正极板222a与负极板222b之间层叠隔离膜222c而构成的发电元件222。本例的发电元件222由3张正极板222a、5张隔离膜222c、3张负极板222b以及未特别图示的电解质构成。此外，本发明的单电池2并不限定于锂离子二次电池，也可以是例如镍－镉电池等碱性蓄电池、铅蓄电池等其他电池。

[0032] 构成发电元件222的正极板222a具有延伸到正极端子224的正极侧集电体222d和分别形成于正极侧集电体222d的两主面的一部分的正极层222e、222f。此外，在本例中，正极板222a和正极侧集电体222d由一张导电体形成，但正极板222a和正极侧集电体222d也可以由独立的构件构成，将它们接合起来。

[0033] 正极板222a的正极侧集电体222d由例如铝箔、铝合金箔、铜箔、或镍箔等电化学性稳定的金属箔构成。另外，正极板222a的正极层222e、222f是通过将例如镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2)或钴酸锂(LiCoO2)等锂复合氧化物、硫族(S、Se、Te)化物等正极活物质、炭黑等导电剂、聚四氟乙烯的水分散体等粘接剂以及溶剂的混合物涂敷于正极集电体222d的两主面、进行干燥和压延而形成的。

[0034] 构成发电元件222的负极板222b具有延伸到负极端子225的负极侧集电体222g和分别形成于该负极侧集电体222g的两主面的一部分的负极层222h、222i。此外，在本例中，负极板222b和负极侧集电体222g由一张导电体形成，但负极板222b和负极侧集电体222g也可以由独立的构件构成，将它们接合起来。

[0035] 负极板222b的负极侧集电体222g由例如镍箔、铜箔、不锈钢箔、或铁箔等电化学性稳定的金属箔构成。另外，负极板222b的负极层222h、222i是通过以下方式形成的：例如非晶碳、难石墨化碳、易石墨化碳、或、石墨等那样的吸藏和放出上述的正极活物质的锂离子的负极活物质与作为有机物烧结体的前体材料的乙烯丁二烯橡胶树脂粉末的水分散体混合，在使混合材料干燥后使其粉碎，由此，以在碳颗粒表面承载有碳化的乙烯丁二烯橡胶而成的材料为主要材料，使丙烯酸树脂乳液等结合剂进一步与该主要材料混合，将该混合物涂敷于负极集电体222g的两主面，进行干燥和压延。

[0036] 层叠于正极板222a与负极板222b之间的隔离膜222c用于防止正极板222a与负极板222b之间的短路，也可以具有保持电解质的功能。隔离膜222c是由例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃等构成的微多孔性膜，也具有如下功能：若过电流流动，则由于其发热而层的空孔被封闭，阻断电流。不过，隔离膜222c不只限于聚烯烃等的单层膜，也能够使用隔着聚乙烯膜层叠聚丙烯膜而成的三层构造、将聚烯烃微多孔膜和有机无纺布等层叠而成的膜。通过如此使隔离膜222c多层化，能够赋予过电流的防止功能、电解质保持功能以及隔离膜222c的形状维持(刚性提高)功能等各功能。

[0037] 以上的发电元件222是隔着隔离膜222c交替地层叠正极板222a和负极板222b而成的。并且，3张正极板222a分别经由正极侧集电体222d与金属箔制的正极端子224连接，而3张负极板222b分别经由负极侧集电体222g同样地与金属箔制的负极端子225连接。

[0038] 如图2所示，正极端子224和负极端子225分别从发电元件222的正极板222a和负极板222b向封装构件221的外部导出。在本例的单电池2中，正极端子224和负极端子225从封装构件221的一边(图1的跟前的短边)的外周部223并列地导出。正极端子224和负极端子225也被称为正极极耳224和负极极耳225。

[0039] 在本例的单电池2中，正极端子224和负极端子225从封装构件221的一个边的外周部并列地导出。因此，在图2中图示从发电元件222的正极板222a到正极端子224的剖视图，省略从发电元件222的负极板222b到负极端子225的截面，但负极板222b和负极端子225也设为与图2的剖视图所示的正极板222a和正极端子224同样的构造。不过，正极板222a(正极侧集电体222d)和负极板222b(负极侧集电体222g)的位于从发电元件222的端部到正极端子224和负极端子225之间的部分被切除成一半以下，以便在俯视时不彼此接触。

[0040] 单电池2的电池主体22设为俯视呈长方形，因此，将接合一对封装构件221而对内部进行密封的外周部223如图1所示那样也称为外周部223a～223d。此外，电池主体22的外形形状并不只限定于长方形，也能够形成为正方形、其他多边形。另外，对于正极端子224和负极端子225的导出位置，除了如本例那样从一个外周部223a导出以外，也可以分别从相对的外周部223a和223b、223c和223d导出。另外，也可以从长边的外周部223c、223d导出。

[0041] 以上那样构成的电池主体22也能够以单体提供于使用，也能够与其他一个或多个二次电池连接而组合来作为所期望的输出、容量的二次电池(以下也称为电池模块)提供于使用。而且，也能够将多个这样的电池模块连接而组合(以下也称为电池组)、将该电池组搭载于电动汽车、混合动力汽车等车辆来用作行驶驱动用电源。

[0042] 在将多个电池主体22连接而构成电池模块的情况下，将多个电池主体22的主面彼此叠置而收容于电池壳体(未图示)内。在该情况下，为了确保从电池主体22的外周部223a导出来的正极端子224和负极端子225与从层叠于该电池主体22的电池主体22的外周部223a导出来的正极端子224和负极端子225之间的绝缘性、并且配置用于将这些正极端子
224和负极端子225串联和/或并联连接的汇流条、或配置电压检测用传感器的连接器，使用由绝缘性材料构成的隔离件23。

[0043] 本例的隔离件23在将电池主体22彼此层叠之际配置于该电池主体22各自的外周部223a、223a之间。隔离件23具有用于将电池主体22向电池模块的壳体、汽车的车身等预定的设置位置固定的固定用贯通孔231。

[0044] 隔离件23由聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚丙烯(PP)等具有刚性的绝缘性树脂材料形成，形成为具有电池主体22的外周部223a的长度以上的长度的纵长状。并且，在其两端分别形成有由鞘状的通孔构成的固定用贯通孔231。此外，期望的是隔离件23的长度设为要安装的外周部223a以上的长度。

[0045] 另外，期望的是上述的PBT、PP制的隔离件23的机械强度(弯曲强度或压曲强度等刚性)比构成被收容于电池主体22的发电元件222的电极板(上述的正极板222a和负极板222b)的机械强度大。其原因在于，对于所车载的单电池2等，若明显过大的外力作用于隔离件23，则隔离件23和发电元件222要接触且两者都要压扁，但在此时，通过使隔离件23更难以压扁，来确保单电池2的保持稳定性。

[0046] 在本例的单电池2中，如图3所示，以覆盖电池主体22的外周部223中的没有安装隔离件23的边223c、223d(长边侧的外周部)和位于该边223c、223d的端部的角部的方式设置有弹性树脂部21。该弹性树脂部21是通过树脂材料的嵌入成形形成的。作为构成弹性树脂部21的材料，能够例示出硫化橡胶、热固化性树脂弹性体、热塑性树脂弹性体、聚酰胺系树脂(热熔级)等弹性树脂材料。此外，也可以在外周部223的整周形成弹性树脂部21。

[0047] 如图1所示，弹性树脂部21的端部设置于电池主体22的外周部223a中的与隔离件23要固定的位置相对应的位置。并且，施加到隔离件23的固定用贯通孔231的车辆振动那样的外力能够在从隔离件23向电池主体22的外周部223a传递之际使弹性树脂部21自身产生缓冲力，减轻向电池主体22传递的外力。

[0048] 用于形成弹性树脂部21的嵌入成形模具3具有下模31和与该下模31相对应的上模32。下模31和上模32由热传导性优异的材料形成，作为这样的材料，能够例示出金属材料等。

[0049] 如图4所示，嵌入成形模具3的下模31俯视呈大致矩形形状，在该下模31的大致中央形成有与单电池2的三维形状相对应的凹部310。在下模31的与隔离件23的固定用贯通孔231相对应的位置设置有定位销312，在单电池2向凹部310放置之际，通过该定位销312插入隔离件23的固定用贯通孔231，单电池2在下模31中的大致位置被限定。

[0050] 在下模31设有用于在成形时对单电池2的位置进行严格地限定的按压缸311。该按压缸311具有例如由气缸、液压缸、或马达进行驱动的驱动机构，通过利用该机构使杆部311a移动而按压单电池2，单电池2被限定于预定位置。如图4所示，本实施方式中的按压缸
311在与定位销312相对应的位置配置有共4个，但按压缸311的数量和配置并没有特别限定于此。

[0051] 另外，在下模31的凹部310的长边部310a(与电池主体22的外周部分223c、223d相对应的部分)分别设置有用于构成用于形成弹性树脂部21的模腔C的槽部313。并且，在槽部313的大致中央部分别形成有截面呈半圆状的凹陷部314，该凹陷部314朝向下模31的外侧扩径。

[0052] 嵌入成形模具3的上模32具有与上述的下模31相对应的形状，在该上模32也形成有与下模31的槽部313相对应的槽部321和与凹陷部314相对应的凹陷部322(参照图7)。并且，用于向由槽部313、321构成的模腔C注入溶融树脂5的直浇道S(注入口)由凹陷部314、322构成。由凹陷部314、321构成的直浇道S成为随着从嵌入成形模具3的外侧朝向内侧去而变得尖细的锥形状(第2锥形状)，该尖细形状与后述的填充装置4的喷嘴422的形状相对应。

[0053] 填充装置4是用于向嵌入成形模具3的模腔C注入溶融树脂5的装置，如图4所示，具有树脂材料供给部41和注入部42。

[0054] 树脂材料供给部41具有加热装置411，利用该加热装置411对树脂材料进行加热(例如160℃～230℃)。另外，树脂材料供给部41具有齿轮泵412，具有将由加热装置411加热后而成的溶融树脂5以预定条件(例如泵转速10rpm～90rpm、挤出压力2.0MPa～6.5MPa)挤出的功能。从树脂材料供给部41挤出来的溶融树脂5经由热管43向注入部42供给。

[0055] 注入部42具有主体部421和设于该主体部421的喷嘴422，在喷嘴422内形成有供溶融树脂5通过的流路420(参照图7)。喷嘴422由圆锥状的前端部422a和直筒状的后端部422b构成，前端部422a的最大外径与后端部422b的外径相等(参照图7)。前端部422a具有随着朝向前端(与模腔C相对的一侧)去而变得尖细的锥形状(第1锥形状)，喷嘴422的前端部422a的第1锥形状与由嵌入成形模具3的凹陷部314、321构成的直浇道S的第2锥形状成为分别彼此对应的形状。从树脂材料供给部41供给的溶融树脂5在沿着喷嘴422内的流路420通过之后从前端部422a朝向模腔C挤出。

[0056] 另外，在本实施方式的填充装置4的喷嘴422的后端部422b设有加热装置423，能够利用该加热装置423对在喷嘴422的流路420中通过的溶融树脂5进行加热。作为这样的加热装置423，能够例示出线圈加热器、红外线加热器等。在本实施方式中，对于喷嘴422中的设置加热装置423的场所，并没有特别限定，出于成形品的制造周期的缩短化的观点，优选如本实施方式那样仅在喷嘴422的后端部422b设置有加热装置423。

[0057] 另外，在喷嘴422的前端部422a和后端部422b安装有没有特别图示的温度传感器，能够利用该温度传感器始终对该前端部422a和后端部422b的温度进行测定。

[0058] 接着，对本实施方式的注射成形方法进行说明。图5是表示本实施方式的注射成形方法的工序图，图6的(A)～图6的(F)是用于说明注射成形装置1的动作的剖视图，图7是图6的(C)的VII部的放大图，图8是表示填充装置中的喷嘴的温度变化的图表。

[0059] 首先，如图6的(A)所示，将单电池2放置于嵌入成形模具3的下模31的凹部310。并且，将上模32放置于下模31而将该上模32朝向下模31以预定按压力进行按压，从而进行合模(图5中的合模工序S1)。此时，嵌入成形模具3成为比要向模腔C填充的溶融树脂5的熔点低的温度。

[0060] 接下来，如图6的(B)所示，将填充装置4的喷嘴422的前端部422a插入并压靠于由嵌入成形模具3的下模31的凹陷部314和上模32的凹陷部322构成的直浇道S。并且，如图6的(C)所示，将溶融树脂从喷嘴422的前端注入由下模31的槽部313和上模32的槽部321构成的模腔C(图5中的填充工序S2)。此时，如图7所示，成为形成于喷嘴422的前端部422a的第1锥形状与直浇道S的第2锥形状密合、并且该喷嘴422的前端部422a与模腔C的该喷嘴422侧端部直接相对的状态。

[0061] 若结束向模腔C填充溶融树脂5，则如图6的(D)所示，以保持着将喷嘴422的前端压靠于直浇道S的状态进行待机(图5中的待机工序S3)，通过使溶融树脂5冷却而固化，形成弹性树脂部21。此时，喷嘴422的前端部422a保持着与嵌入成形模具3接触了的状态，从而该前端部422a的热向嵌入成形模具3传递，前端部422a的温度迅速地下降。另一方面，如图8所示，成为保持着利用设于喷嘴422的加热装置423将该喷嘴422的后端部422b加热到熔点以上的温度的状态。

[0062] 接下来，若喷嘴422的前端部422a的温度成为构成弹性树脂部21的树脂材料的熔点以下，则使注入部42与嵌入成形模具3分离(参照图6的(E))。并且，使嵌入成形模具3的上模32与下模31分开而使单电池2脱模(图5中的脱模工序S4)，从而能够获得形成有弹性树脂部21的单电池2。

[0063] 接着，对本实施方式的注射成形方法的作用进行说明。

[0064] 在本实施方式的注射成形方法中，在将溶融树脂5填充到嵌入成形模具3的模腔C(填充工序)之后，以保持着将该喷嘴422的前端部422a压靠于直浇道S的状态进行待机直到喷嘴422的前端部422a的温度成为树脂材料的熔点以下为止(待机工序)。由此，喷嘴422的前端部422a被迅速地冷却而直浇道S附近的溶融树脂5迅速地固化，因此，能够防止在使喷嘴422与嵌入成形模具3分离之际气泡混入树脂材料内。

[0065] 另外，本实施方式中的填充装置4的喷嘴422的前端部422a是尖细的第1锥形状，且直浇道S(注入口)的形状也成为与该第1锥形状相对应的第2锥形状。由此，填充工序中的喷嘴422的前端部422a与直浇道S的密合性得以提高，喷嘴422的前端部422a的热易于向嵌入模具3传递，因此，能够高效地进行将溶融树脂5填充到模腔C之后的喷嘴422的前端部422a的冷却。因此，能够更可靠地防止在使喷嘴422与嵌入成形模具3分离之际气泡混入树脂材料内。另外，能够使喷嘴422的前端部422a的冷却时间缩短化，因此，也能够谋求成形品的制造周期的缩短化。

[0066] 另外，在实施方式中，利用加热装置423仅对喷嘴422的后端部422b进行加热。因此，能够更加高效地进行该喷嘴422的前端部422a的冷却，能够更加提高上述的效果。

[0067] 另外，在将树脂材料向模腔C填充而将该树脂材料冷却的期间内，喷嘴422的后端部422b利用加热装置423成为树脂材料的熔点以上的温度(参照图8)。因此，在弹性树脂部21的成形结束之后，在接着成形另一弹性树脂部21时，能够高效地将喷嘴422的流路420内的树脂材料加热，因此，能够更加谋求成形品的制造周期的缩短化。

[0068] 另外，在本实施方式中，能够使喷嘴422的前端部422a与模腔C的端部直接相对，能够省略在成形模具设置横浇道部和浇口部，因此，能够谋求注射成形模具所使用的树脂材料的成品率的提高。

[0069] 此外，以上说明的实施方式是为了容易地理解本发明而记载的，并不是为了限定本发明而记载的。因而，上述的实施方式所公开的各要素主旨在于也包括属于本发明的保护范围的全部的设计变更、等效物。

[0070] 附图标记说明

[0071] 1、注射成形装置；2、单电池；22、电池主体；221、封装构件；222、发电元件；223、外周部分；23、隔离件；231、固定用贯通孔；21、弹性树脂部；3、嵌入成形模具；31、下模；310、凹部；311、按压缸；312、定位销；313、槽部；314、凹陷部；32、上模；321、槽部；322、凹陷部；C、模腔；S、直浇道；4、填充装置；41、树脂材料供给部；411、加热装置；412、齿轮泵；42、注入部；421、主体部；422、喷嘴；422a、前端部；422b、后端部；423、加热装置；43、热管；5、溶融树脂；
S1、合模工序；S2、填充工序；S3、待机工序；S4、脱模工序。