专利名称：采用顺序注入及同时注入的三层注射成型方法
背景技术：
本发明总体上涉及一种阀式浇口三层注射成型方法，更具体地说，涉及这样一种方法，其中形成外层的材料通过一阀销注入，而形成内部阻挡层的材料则通过一喷嘴中的环形通道注入，其中在部分注射成型过程中两种材料是同时注入的。
目前，用于制造三层保护性食品容器或饮料瓶的预制坯或型坯的多模腔注射成型装置是众所周知的。一由防渗透材料透材料例如乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龙制成的中间层注塑在由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)类型的材料制成的内层和外层之间。在某些情况下，两种熔体被同时注入，而在另一些情况下，两种熔体顺序注入和同时共注均被采用。这些现有方法的缺点在于由防渗透材料构成的中间层位于由PET材料构成的内层和外层之间的中间位置。这将导致在将热的液体倒入容器中时由防渗透材料构成的中间层可能破裂。
在大多数现有技术采用通过一位于每一被加热喷嘴中的一中央熔体通道注入防渗透材料的同时，1988年1月5日授权的Schad等人的美国专利No.4,717,324提出了通过位于每一喷嘴中的中央熔体通道注入PET类型材料的阀式浇口三层注射成型方法。1997年10月4日公开的加拿大专利申请No.2,201,415提出了通过每一阀销中的中央熔体孔注入PET类型材料的方法。1994年12月20日授权的Nakayama的美国专利No.5,374,178也提出了通过阀销中的中央熔体孔注入熔体的方法。然而，这些现有的阀式浇口注射成型方法的缺点是，由于两种材料顺序注入，从而限制了进一步缩短循环周期以及生产出薄的PET材料外层。
本发明概述因此，本发明的一个目的是通过提供一种阀式浇口三层注射成型方法来至少部分地克服现有技术的缺点，其中在该方法中，PET类型的材料通过每一阀销中的中央熔体孔注入，并具有两种材料顺序注入和同时共注的步骤。
为实现上述目的，根据本发明的一方面，它提供了一种在一多模腔注射成型装置中连续注塑三层产品的方法，该注射成型装置具有一个通过熔体输送衬套与一后方熔体分配歧管隔开的前方熔体分配歧管，并带有多个安装在一模具中的被加热喷嘴。每一被加热喷嘴具有一后端和一前端，该后端抵靠着前方熔体分配歧管，该前端与一通向模具中的一腔室的浇口相邻。每一被加热喷嘴还具有一从后端延伸到前端的中央通道以及环绕着该中央通道延伸至前端的环形熔体通道。一伸长阀销沿着每一被加热喷嘴中的中央通道延伸，并与通向模具中的一腔室的一浇口对准。该中央通道具有一后部和一环绕着阀销安装的较小直径前部。每一阀销具有一后端、一前端、一外表面、一中央熔体孔以及一个或多个横向熔体孔。该中央熔体孔从阀销的前端向后延伸一定距离至中央熔体孔的后端。该横向熔体孔从中央熔体孔向外延伸至阀销的外表面。阀销致动机构驱动每一阀销在一缩回完全打开位置和一前方部分打开位置之间往复运动，其中阀销的前端位于与之对准的浇口附近，以阻挡熔体流过环形熔体通道。
当阀销位于前方部分打开位置时，将来自一第一熔体源的第一熔化材料通过一第一熔体通路注入到模腔中，该第一熔体通路在后方熔体分配歧管中分支，它延伸通过熔体输送衬套中的通道并沿着阀销通过穿过前方熔体分配歧管和对准的中央通道的后部的孔，并通过被加热喷嘴，以及通过至少一个横向孔和每个伸长阀销中的中央熔体孔，最后通过对准的浇口进入模腔中。在已将预定数量的第一熔化材料注入到模腔中后，阀销被缩回到完全打开位置，将来自一第二熔体源的第二熔化材料通过一第二熔体通路同时注入到模腔中，该第二熔体通路在前方熔体分配歧管中分支，并延伸通过每个被加热管嘴中的环形通道，以及通过对准的浇口。这样便在每个模腔中在由第一种材料构成的内层和外层之间形成了由第二种材料构成的中间层。当模腔几乎充满时，阀销返回到部分打开位置，以中断通过第二熔体通路对第二种材料的注入，并同时继续通过第一熔体通路注入第一种材料，直到模腔被充满及闭合为止。在停止对第一种材料的注入及经过一冷却阶段后，模具被打开，成型产品被排出，模具再次闭合。
本发明的其它一些目的和优点将从下面结合附图所进行的说明中变得更加清楚。
附图简要说明
图1为根据本发明的一个优选实施例操作的多模腔阀式浇口注射成型装置或系统的剖视图；图2为图1的一部分的放大剖视图，示出了第一种材料通过阀销前端的中央熔体孔的流动；图3为一类似视图，示出了阀销被缩回，以允许第一种材料和第二种材料同时注入；图4为一类似视图，显示出阀销返回到部分打开位置，以阻止第二种材料的流动；图5为一类似剖视图，示出了注塑产品排出后的状态。
本发明的详细描述首先参照图1，它示出了在根据本发明的一个优选实施例的连续注射成型三层容器、预制坯或其它产品的方法中所采用多模腔注射成型装置的一部分，其中该方法将顺序注入和同时注入结合在一起。
一后方熔体分配歧管10和一前方熔体分配歧管12被安装在一模具14中。根据不同应用，该模具14可以具有多个板件，但在本实施例中，为便于说明，仅仅示出了一个用螺栓20紧固在一起的歧管保持板16和后板18以及一个模腔保持板22。熔体分配歧管10,12被整体电加热元件24,26加热。它们通过一中央定位环28和多个在后方熔体分配歧管10与后板18之间延伸的隔离环30保持在位，以提供出在它们以及环绕模具14之间延伸的空气隔绝空间32，其中模具14通过流经冷却管道34的冷却水进行冷却。从图中可以看出，两个熔体分配歧管10,12通过安装在它们之间的绝热熔体输送衬套36隔开，并通过从后方熔体分配歧管10延伸到前方熔体分配歧管12的螺钉38紧固在一起。工作时，后方熔体分配歧管10被整体电加热元件24加热至一高于前方熔体分配歧管12的较高工作温度，位于它们之间并由绝热熔体输送衬套36提供的隔绝空气空间40在该两个熔体分配歧管12之间保持热隔离作用。
每一个被加热喷嘴42位于歧管保持板16的一开口44中，其后端46抵靠着前方熔体分配歧管12的前表面48。喷嘴42被一具有一接线端52的整体电加热元件50加热。被加热喷嘴42的后方套环部分54被接受在一环绕着该开口44延伸的环形定位座56中。这使得延伸到一模具浇口插入件60中的喷嘴42的前端58与通过该浇口插入件60伸入一模腔64中的浇口62对准。该用于形成饮料瓶预制坯的模腔64以传统方式在一模腔插入件65和一型芯67之间延伸。这样也在被加热的喷嘴42和环绕的冷却模具14之间提供出一隔绝空气空间66。在所示出的结构中，每一个被加热喷嘴42具有一个插入部分68，其通过一个开有螺纹的喷嘴密封件72紧固在一支座70中，该密封件72被拧紧并形成被加热喷嘴42的前端58。从图中可以看出，插入部分68被制成可提供一环绕着一中央通道76延伸到前端58的环形熔体通道74。该中央通道76从喷嘴42的后端46开始延伸，而环绕的环形熔体通道74则从两个熔体孔78开始延伸，该两个熔体孔78在中央熔体通道76的相对侧上相互隔开，并向着喷嘴42的后端46延展。
从图2中可以看出，该延伸通过被加热喷嘴42的中央通道76具有一后部80以及一较小直径前部82，该较小直径前部82环绕着一伸长阀销84安装。阀销84具有一圆柱状外表面86，一前端88以及一位于其后端92的扩大头部90。每一阀销84延伸通过熔体分配歧管10中的一开口94、一通过该熔体输送衬套36的中央孔96、前方熔体分配歧管12中的对准孔98，以及通过被加热喷嘴42中的对准中央通道76，并使其前端88与浇口62中的一个对准。每一阀销84还具有一从其前端88向后延伸的中央熔体孔100以及多个从中央熔体孔100倾斜地向着阀销84的外表面86延伸的横向熔体孔102。该伸长阀销84通过位于后板18中的空气驱动机构104根据预定的注入循环往复运动。该阀销84足够紧密地安装在通过熔体输送衬套36的中央孔96的一后部106中，以防止阀销84在往复运动时环绕着它的熔体泄露。该熔体输送衬套36具有一颈部108，其向后延伸到后方熔体分配歧管10中的开口94中，以增强环绕着阀销84的密封。
阀销84的头部90与一活塞110相连，该活塞110位于后板或汽缸板18中的一汽缸112中。该活塞被沿管道114施加的受控气压所驱动，以根据注入循环在图2所示的前方部分打开位置和图3所示的完全打开位置之间往复运动，其中处于前方部分打开位置时，阀销84的前端88位于浇口62中。
与第一熔体的施压源(未示出)相连的第一熔体通路116在后方熔体分配歧管10中分支。该第一熔体通常为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，但它也可为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚萘二甲酸乙二酯(PEN)的混合物或其它类似类型的材料。每一分支118延伸通过熔体输送衬套36中的管道120并沿着阀销84通过对准孔98，以及通过前方熔体分配歧管12进入被加热喷嘴42的对准中央通道76中。熔体输送衬套36中的管道120弯曲汇入通过体输送衬套36的中央孔96的前部121，在该处熔体沿着阀销84流动。从图2中可以清楚地看到，第一熔体通路116的每一分支118是连续的，因此第一熔体119从中央通道76的后部80向内倾斜地通过横向熔体孔102流入阀销84的中央熔体通道100中，并接着通过对准的浇口62流入模腔64中。
与由防渗透材料构成的第二熔体的施压源(未示出)相连的第二熔体通路122在前方熔体分配歧管12中分支。该防渗透材料例如为乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)或尼龙。每一分支124在位于前方熔体分配歧管12的前表面48与喷嘴42的后端46之间的界面126处分割，并延伸到在对准的被加热喷嘴48中向前延伸的两个熔体孔78中，以及延伸到环形熔体通道74中。从图3中可以看出，当阀销84缩回到完全打开位置时，第二熔体通路122也延伸通过对准的浇口62并通入模腔64中。
在使用时，注射成型系统按图1所示方式组装，并根据本发明的一个优选实施例通过以下方式操作，以形成三层预制坯或其它产品。首先，向后方熔体分配歧管10中的加热元件24以及喷嘴42中的加热元件50供电，以将它们加热至大约为565°F的工作温度。同样，向前方熔体分配歧管12中的加热元件26供电，以将其加热至大约为400°F的工作温度。向冷却管道34中供水，以冷却模具14和浇口插入件60。在每一注入循环中，当阀销84位于前方部分打开位置时，一预定数量的PET型材料通过第一熔体通路116注入模腔64中，其中一内层128和一外层130附着到每一模腔64的侧壁132上。当已经将一预定数量的PET型材料注入模腔64中后，致动机构104将阀销84缩回到如图3所示的完全打开位置，接着粘度较小的防渗透材料127被同时通过第二熔体通路122注入到模腔64中。
这种环绕着PET材料同时注入防渗透材料的方法可在由PET材料构成的内层128和外层130之间产生一个由防渗透材料构成的中间层134，其中内层128基本上比外层130厚。较厚的PET外层130提高了当向容器中倒入热液体时抗破裂的能力。当模腔64几乎充满时，致动机构104将阀销84返回到如图4所示的部分打开位置，从而中止通过第二熔体通路122注入防渗透材料，而此时仍继续通过第一熔体通路116注入PET材料，直到模腔64被充满为止。然后PET材料的注入压力被释放，并经一短暂的冷却时间后，模具14被打开，以排出成型产品。在排出成型产品后，模具如图5所示被再次闭合，并根据壁厚、模腔64的数目及尺寸以及注塑材料以一定频率每15-30秒连续地重复一次循环。
尽管参照优选实施例对本发明采用两种材料的顺序注入及同时注入的三层产品注射成型方法进行了描述，但本技术领域的技术人员应当清楚，可以对其进行各种变型，而不会偏离由下述权利要求书所限定的本发明的范围。例如，可以采用具有适宜特性的其它材料，而不是PET和EVOH或尼龙。
权利要求
1.一种在一多模腔注射成型装置中连续注塑三层产品的方法，该注射成型装置具有一个通过熔体输送衬套与一后方熔体分配歧管隔开的前方熔体分配歧管，并带有多个安装在一模具中的被加热喷嘴；每一被加热喷嘴具有一后端和一前端，该后端抵靠着前方熔体分配歧管，该前端与一通向模具中的一腔室的浇口相邻；每一被加热喷嘴还具有一从后端延伸到前端的中央通道以及环绕着该中央通道延伸至前端的环形熔体通道；一伸长阀销沿着每一被加热喷嘴中的中央通道延伸，并与通向模具中的一腔室的一浇口对准，该中央通道具有一后部和一环绕着阀销安装的较小直径前部；每一阀销具有一后端、一前端、一外表面、一中央熔体孔以及一个或多个横向熔体孔，该中央熔体孔从阀销的前端向后延伸一定距离至中央熔体孔的后端，该横向熔体孔从中央熔体孔向外延伸至阀销的外表面；一阀销致动机构驱动每一阀销在一缩会完全打开位置和一前方部分打开位置之间往复运动，其中阀销的前端位于与之对准的浇口附近，以阻挡熔体流过环形熔体通道，该方法包括以下步骤(a)当阀销位于前方部分打开位置时，将一来自一第一熔体源的第一熔化材料通过一第一熔体通路注入到模腔中，该第一熔体通路在后方熔体分配歧管中分支，并延伸通过熔体输送衬套中的通道以及沿着阀销通过穿过前方熔体分配歧管和对准的中央通道的后部的孔，接着通过被加热喷嘴以及至少一个横向孔和每个伸长阀销中的中央熔体孔，最后通过对准的浇口进入模腔中；(b)在已将一预定数量的第一熔化材料注入到模腔中后，阀销被缩回到完全打开位置，将一来自一第二熔体源的第二熔化材料通过一第二熔体通路同时注入到模腔中，该第二熔体通路在前方熔体分配歧管中分支，并延伸通过每个被加热管嘴中的环形通道，以及通过对准的浇口，从而在每个模腔中在由第一种材料构成的内层和外层之间形成了由第二种材料构成的中间层；(c)当模腔接近充满时，阀销返回到部分打开位置，以中断通过第二熔体通路对第二种材料的注入，并同时继续通过第一熔体通路注入第一种材料，直到模腔被充满为止；(d)在停止对第一种材料的注入及经过一冷却阶段后，将模具打开并排出成型产品；以及(e)在排出成型产品后将模具再次闭合。
2.根据权利要求1所述的注射成型方法，其特征在于，每个阀销中的至少一个横向熔体孔从中央熔体孔倾斜地向伸长阀销的外表面延伸。
3.根据权利要求2所述的注射成型方法，其特征在于，所述第一种材料为聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
4.根据权利要求3所述的注射成型方法，其特征在于，所述第二种材料为乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)。
5．根据权利要求3所述的注射成型方法，其特征在于，所述第二种材料为尼龙。
全文摘要
一种用于形成容器或预制坯的多模腔阀式浇口三层注射成型方法,其中该容器或预制坯具有位于由PET型材料(119)构成的内、外层(128,130)之间的由防渗透材料(127)构成的中间层(134)。该防渗透材料(127)通过每一喷嘴中的一环形通道(74)注入,与此同时PET型材料(119)则通过位于每一阀销(84)中的一中央熔体孔(100)注入。本方法缩短了循环周期并可生产出较厚的PET材料内层。
文档编号B29K67/00GK1325338SQ99812779
公开日2001年12月5日 申请日期1999年11月2日 优先权日1998年11月5日
发明者乔布斯特·乌尔里克·盖勒特 申请人:乔布斯特·乌尔里克·盖勒特