專利名稱：采用順序注入及同時注入的三層注射成型方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明總體上涉及一種閥式澆口三層注射成型方法，更具體地說，涉及這樣一種方法，其中形成外層的材料通過一閥銷注入，而形成內(nèi)部阻擋層的材料則通過一噴嘴中的環(huán)形通道注入，其中在部分注射成型過程中兩種材料是同時注入的。
目前，用于制造三層保護性食品容器或飲料瓶的預(yù)制坯或型坯的多模腔注射成型裝置是眾所周知的。一由防滲透材料透材料例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龍制成的中間層注塑在由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)類型的材料制成的內(nèi)層和外層之間。在某些情況下，兩種熔體被同時注入，而在另一些情況下，兩種熔體順序注入和同時共注均被采用。這些現(xiàn)有方法的缺點在于由防滲透材料構(gòu)成的中間層位于由PET材料構(gòu)成的內(nèi)層和外層之間的中間位置。這將導(dǎo)致在將熱的液體倒入容器中時由防滲透材料構(gòu)成的中間層可能破裂。
在大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)采用通過一位于每一被加熱噴嘴中的一中央熔體通道注入防滲透材料的同時，1988年1月5日授權(quán)的Schad等人的美國專利No.4,717,324提出了通過位于每一噴嘴中的中央熔體通道注入PET類型材料的閥式澆口三層注射成型方法。1997年10月4日公開的加拿大專利申請No.2,201,415提出了通過每一閥銷中的中央熔體孔注入PET類型材料的方法。1994年12月20日授權(quán)的Nakayama的美國專利No.5,374,178也提出了通過閥銷中的中央熔體孔注入熔體的方法。然而，這些現(xiàn)有的閥式澆口注射成型方法的缺點是，由于兩種材料順序注入，從而限制了進一步縮短循環(huán)周期以及生產(chǎn)出薄的PET材料外層。
本發(fā)明概述因此，本發(fā)明的一個目的是通過提供一種閥式澆口三層注射成型方法來至少部分地克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，其中在該方法中，PET類型的材料通過每一閥銷中的中央熔體孔注入，并具有兩種材料順序注入和同時共注的步驟。
為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一方面，它提供了一種在一多模腔注射成型裝置中連續(xù)注塑三層產(chǎn)品的方法，該注射成型裝置具有一個通過熔體輸送襯套與一后方熔體分配歧管隔開的前方熔體分配歧管，并帶有多個安裝在一模具中的被加熱噴嘴。每一被加熱噴嘴具有一后端和一前端，該后端抵靠著前方熔體分配歧管，該前端與一通向模具中的一腔室的澆口相鄰。每一被加熱噴嘴還具有一從后端延伸到前端的中央通道以及環(huán)繞著該中央通道延伸至前端的環(huán)形熔體通道。一伸長閥銷沿著每一被加熱噴嘴中的中央通道延伸，并與通向模具中的一腔室的一澆口對準。該中央通道具有一后部和一環(huán)繞著閥銷安裝的較小直徑前部。每一閥銷具有一后端、一前端、一外表面、一中央熔體孔以及一個或多個橫向熔體孔。該中央熔體孔從閥銷的前端向后延伸一定距離至中央熔體孔的后端。該橫向熔體孔從中央熔體孔向外延伸至閥銷的外表面。閥銷致動機構(gòu)驅(qū)動每一閥銷在一縮回完全打開位置和一前方部分打開位置之間往復(fù)運動，其中閥銷的前端位于與之對準的澆口附近，以阻擋熔體流過環(huán)形熔體通道。
當閥銷位于前方部分打開位置時，將來自一第一熔體源的第一熔化材料通過一第一熔體通路注入到模腔中，該第一熔體通路在后方熔體分配歧管中分支，它延伸通過熔體輸送襯套中的通道并沿著閥銷通過穿過前方熔體分配歧管和對準的中央通道的后部的孔，并通過被加熱噴嘴，以及通過至少一個橫向孔和每個伸長閥銷中的中央熔體孔，最后通過對準的澆口進入模腔中。在已將預(yù)定數(shù)量的第一熔化材料注入到模腔中后，閥銷被縮回到完全打開位置，將來自一第二熔體源的第二熔化材料通過一第二熔體通路同時注入到模腔中，該第二熔體通路在前方熔體分配歧管中分支，并延伸通過每個被加熱管嘴中的環(huán)形通道，以及通過對準的澆口。這樣便在每個模腔中在由第一種材料構(gòu)成的內(nèi)層和外層之間形成了由第二種材料構(gòu)成的中間層。當模腔幾乎充滿時，閥銷返回到部分打開位置，以中斷通過第二熔體通路對第二種材料的注入，并同時繼續(xù)通過第一熔體通路注入第一種材料，直到模腔被充滿及閉合為止。在停止對第一種材料的注入及經(jīng)過一冷卻階段后，模具被打開，成型產(chǎn)品被排出，模具再次閉合。
本發(fā)明的其它一些目的和優(yōu)點將從下面結(jié)合附圖所進行的說明中變得更加清楚。
附圖簡要說明

圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例操作的多模腔閥式澆口注射成型裝置或系統(tǒng)的剖視圖；圖2為圖1的一部分的放大剖視圖，示出了第一種材料通過閥銷前端的中央熔體孔的流動；圖3為一類似視圖，示出了閥銷被縮回，以允許第一種材料和第二種材料同時注入；圖4為一類似視圖，顯示出閥銷返回到部分打開位置，以阻止第二種材料的流動；圖5為一類似剖視圖，示出了注塑產(chǎn)品排出后的狀態(tài)。
本發(fā)明的詳細描述首先參照圖1，它示出了在根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例的連續(xù)注射成型三層容器、預(yù)制坯或其它產(chǎn)品的方法中所采用多模腔注射成型裝置的一部分，其中該方法將順序注入和同時注入結(jié)合在一起。
一后方熔體分配歧管10和一前方熔體分配歧管12被安裝在一模具14中。根據(jù)不同應(yīng)用，該模具14可以具有多個板件，但在本實施例中，為便于說明，僅僅示出了一個用螺栓20緊固在一起的歧管保持板16和后板18以及一個模腔保持板22。熔體分配歧管10,12被整體電加熱元件24,26加熱。它們通過一中央定位環(huán)28和多個在后方熔體分配歧管10與后板18之間延伸的隔離環(huán)30保持在位，以提供出在它們以及環(huán)繞模具14之間延伸的空氣隔絕空間32，其中模具14通過流經(jīng)冷卻管道34的冷卻水進行冷卻。從圖中可以看出，兩個熔體分配歧管10,12通過安裝在它們之間的絕熱熔體輸送襯套36隔開，并通過從后方熔體分配歧管10延伸到前方熔體分配歧管12的螺釘38緊固在一起。工作時，后方熔體分配歧管10被整體電加熱元件24加熱至一高于前方熔體分配歧管12的較高工作溫度，位于它們之間并由絕熱熔體輸送襯套36提供的隔絕空氣空間40在該兩個熔體分配歧管12之間保持熱隔離作用。
每一個被加熱噴嘴42位于歧管保持板16的一開口44中，其后端46抵靠著前方熔體分配歧管12的前表面48。噴嘴42被一具有一接線端52的整體電加熱元件50加熱。被加熱噴嘴42的后方套環(huán)部分54被接受在一環(huán)繞著該開口44延伸的環(huán)形定位座56中。這使得延伸到一模具澆口插入件60中的噴嘴42的前端58與通過該澆口插入件60伸入一模腔64中的澆口62對準。該用于形成飲料瓶預(yù)制坯的模腔64以傳統(tǒng)方式在一模腔插入件65和一型芯67之間延伸。這樣也在被加熱的噴嘴42和環(huán)繞的冷卻模具14之間提供出一隔絕空氣空間66。在所示出的結(jié)構(gòu)中，每一個被加熱噴嘴42具有一個插入部分68，其通過一個開有螺紋的噴嘴密封件72緊固在一支座70中，該密封件72被擰緊并形成被加熱噴嘴42的前端58。從圖中可以看出，插入部分68被制成可提供一環(huán)繞著一中央通道76延伸到前端58的環(huán)形熔體通道74。該中央通道76從噴嘴42的后端46開始延伸，而環(huán)繞的環(huán)形熔體通道74則從兩個熔體孔78開始延伸，該兩個熔體孔78在中央熔體通道76的相對側(cè)上相互隔開，并向著噴嘴42的后端46延展。
從圖2中可以看出，該延伸通過被加熱噴嘴42的中央通道76具有一后部80以及一較小直徑前部82，該較小直徑前部82環(huán)繞著一伸長閥銷84安裝。閥銷84具有一圓柱狀外表面86，一前端88以及一位于其后端92的擴大頭部90。每一閥銷84延伸通過熔體分配歧管10中的一開口94、一通過該熔體輸送襯套36的中央孔96、前方熔體分配歧管12中的對準孔98，以及通過被加熱噴嘴42中的對準中央通道76，并使其前端88與澆口62中的一個對準。每一閥銷84還具有一從其前端88向后延伸的中央熔體孔100以及多個從中央熔體孔100傾斜地向著閥銷84的外表面86延伸的橫向熔體孔102。該伸長閥銷84通過位于后板18中的空氣驅(qū)動機構(gòu)104根據(jù)預(yù)定的注入循環(huán)往復(fù)運動。該閥銷84足夠緊密地安裝在通過熔體輸送襯套36的中央孔96的一后部106中，以防止閥銷84在往復(fù)運動時環(huán)繞著它的熔體泄露。該熔體輸送襯套36具有一頸部108，其向后延伸到后方熔體分配歧管10中的開口94中，以增強環(huán)繞著閥銷84的密封。
閥銷84的頭部90與一活塞110相連，該活塞110位于后板或汽缸板18中的一汽缸112中。該活塞被沿管道114施加的受控氣壓所驅(qū)動，以根據(jù)注入循環(huán)在圖2所示的前方部分打開位置和圖3所示的完全打開位置之間往復(fù)運動，其中處于前方部分打開位置時，閥銷84的前端88位于澆口62中。
與第一熔體的施壓源(未示出)相連的第一熔體通路116在后方熔體分配歧管10中分支。該第一熔體通常為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)，但它也可為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或其它類似類型的材料。每一分支118延伸通過熔體輸送襯套36中的管道120并沿著閥銷84通過對準孔98，以及通過前方熔體分配歧管12進入被加熱噴嘴42的對準中央通道76中。熔體輸送襯套36中的管道120彎曲匯入通過體輸送襯套36的中央孔96的前部121，在該處熔體沿著閥銷84流動。從圖2中可以清楚地看到，第一熔體通路116的每一分支118是連續(xù)的，因此第一熔體119從中央通道76的后部80向內(nèi)傾斜地通過橫向熔體孔102流入閥銷84的中央熔體通道100中，并接著通過對準的澆口62流入模腔64中。
與由防滲透材料構(gòu)成的第二熔體的施壓源(未示出)相連的第二熔體通路122在前方熔體分配歧管12中分支。該防滲透材料例如為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龍。每一分支124在位于前方熔體分配歧管12的前表面48與噴嘴42的后端46之間的界面126處分割，并延伸到在對準的被加熱噴嘴48中向前延伸的兩個熔體孔78中，以及延伸到環(huán)形熔體通道74中。從圖3中可以看出，當閥銷84縮回到完全打開位置時，第二熔體通路122也延伸通過對準的澆口62并通入模腔64中。
在使用時，注射成型系統(tǒng)按圖1所示方式組裝，并根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例通過以下方式操作，以形成三層預(yù)制坯或其它產(chǎn)品。首先，向后方熔體分配歧管10中的加熱元件24以及噴嘴42中的加熱元件50供電，以將它們加熱至大約為565°F的工作溫度。同樣，向前方熔體分配歧管12中的加熱元件26供電，以將其加熱至大約為400°F的工作溫度。向冷卻管道34中供水，以冷卻模具14和澆口插入件60。在每一注入循環(huán)中，當閥銷84位于前方部分打開位置時，一預(yù)定數(shù)量的PET型材料通過第一熔體通路116注入模腔64中，其中一內(nèi)層128和一外層130附著到每一模腔64的側(cè)壁132上。當已經(jīng)將一預(yù)定數(shù)量的PET型材料注入模腔64中后，致動機構(gòu)104將閥銷84縮回到如圖3所示的完全打開位置，接著粘度較小的防滲透材料127被同時通過第二熔體通路122注入到模腔64中。
這種環(huán)繞著PET材料同時注入防滲透材料的方法可在由PET材料構(gòu)成的內(nèi)層128和外層130之間產(chǎn)生一個由防滲透材料構(gòu)成的中間層134，其中內(nèi)層128基本上比外層130厚。較厚的PET外層130提高了當向容器中倒入熱液體時抗破裂的能力。當模腔64幾乎充滿時，致動機構(gòu)104將閥銷84返回到如圖4所示的部分打開位置，從而中止通過第二熔體通路122注入防滲透材料，而此時仍繼續(xù)通過第一熔體通路116注入PET材料，直到模腔64被充滿為止。然后PET材料的注入壓力被釋放，并經(jīng)一短暫的冷卻時間后，模具14被打開，以排出成型產(chǎn)品。在排出成型產(chǎn)品后，模具如圖5所示被再次閉合，并根據(jù)壁厚、模腔64的數(shù)目及尺寸以及注塑材料以一定頻率每15-30秒連續(xù)地重復(fù)一次循環(huán)。
盡管參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明采用兩種材料的順序注入及同時注入的三層產(chǎn)品注射成型方法進行了描述，但本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當清楚，可以對其進行各種變型，而不會偏離由下述權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。例如，可以采用具有適宜特性的其它材料，而不是PET和EVOH或尼龍。
權(quán)利要求
1.一種在一多模腔注射成型裝置中連續(xù)注塑三層產(chǎn)品的方法，該注射成型裝置具有一個通過熔體輸送襯套與一后方熔體分配歧管隔開的前方熔體分配歧管，并帶有多個安裝在一模具中的被加熱噴嘴；每一被加熱噴嘴具有一后端和一前端，該后端抵靠著前方熔體分配歧管，該前端與一通向模具中的一腔室的澆口相鄰；每一被加熱噴嘴還具有一從后端延伸到前端的中央通道以及環(huán)繞著該中央通道延伸至前端的環(huán)形熔體通道；一伸長閥銷沿著每一被加熱噴嘴中的中央通道延伸，并與通向模具中的一腔室的一澆口對準，該中央通道具有一后部和一環(huán)繞著閥銷安裝的較小直徑前部；每一閥銷具有一后端、一前端、一外表面、一中央熔體孔以及一個或多個橫向熔體孔，該中央熔體孔從閥銷的前端向后延伸一定距離至中央熔體孔的后端，該橫向熔體孔從中央熔體孔向外延伸至閥銷的外表面；一閥銷致動機構(gòu)驅(qū)動每一閥銷在一縮會完全打開位置和一前方部分打開位置之間往復(fù)運動，其中閥銷的前端位于與之對準的澆口附近，以阻擋熔體流過環(huán)形熔體通道，該方法包括以下步驟(a)當閥銷位于前方部分打開位置時，將一來自一第一熔體源的第一熔化材料通過一第一熔體通路注入到模腔中，該第一熔體通路在后方熔體分配歧管中分支，并延伸通過熔體輸送襯套中的通道以及沿著閥銷通過穿過前方熔體分配歧管和對準的中央通道的后部的孔，接著通過被加熱噴嘴以及至少一個橫向孔和每個伸長閥銷中的中央熔體孔，最后通過對準的澆口進入模腔中；(b)在已將一預(yù)定數(shù)量的第一熔化材料注入到模腔中后，閥銷被縮回到完全打開位置，將一來自一第二熔體源的第二熔化材料通過一第二熔體通路同時注入到模腔中，該第二熔體通路在前方熔體分配歧管中分支，并延伸通過每個被加熱管嘴中的環(huán)形通道，以及通過對準的澆口，從而在每個模腔中在由第一種材料構(gòu)成的內(nèi)層和外層之間形成了由第二種材料構(gòu)成的中間層；(c)當模腔接近充滿時，閥銷返回到部分打開位置，以中斷通過第二熔體通路對第二種材料的注入，并同時繼續(xù)通過第一熔體通路注入第一種材料，直到模腔被充滿為止；(d)在停止對第一種材料的注入及經(jīng)過一冷卻階段后，將模具打開并排出成型產(chǎn)品；以及(e)在排出成型產(chǎn)品后將模具再次閉合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的注射成型方法，其特征在于，每個閥銷中的至少一個橫向熔體孔從中央熔體孔傾斜地向伸長閥銷的外表面延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的注射成型方法，其特征在于，所述第一種材料為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射成型方法，其特征在于，所述第二種材料為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。
5．根據(jù)權(quán)利要求3所述的注射成型方法，其特征在于，所述第二種材料為尼龍。
全文摘要
一種用于形成容器或預(yù)制坯的多模腔閥式澆口三層注射成型方法,其中該容器或預(yù)制坯具有位于由PET型材料(119)構(gòu)成的內(nèi)、外層(128,130)之間的由防滲透材料(127)構(gòu)成的中間層(134)。該防滲透材料(127)通過每一噴嘴中的一環(huán)形通道(74)注入,與此同時PET型材料(119)則通過位于每一閥銷(84)中的一中央熔體孔(100)注入。本方法縮短了循環(huán)周期并可生產(chǎn)出較厚的PET材料內(nèi)層。
文檔編號B29K67/00GK1325338SQ99812779
公開日2001年12月5日 申請日期1999年11月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月5日
發(fā)明者喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特 申請人:喬布斯特·烏爾里克·蓋勒特