专利名称：聚乙烯对苯二酸酯的模注方法
技术领域：
本发明涉及聚乙烯对苯二酸酯的模注方法，其中，聚乙烯对苯二酸酯能以未干燥状态被模注成要求的模注物品，甚至是不规则形状不规则尺寸的模注材料，诸如，小片状、颗粒状以及类似粉末状的模注材料能被进给到注模机中。
聚乙烯对苯二酸酯(以下简称PET)一般为一种树脂而用于包装和类似物是具有吸水特征的，如果是这样一种PET作为模注材料而进给到注模机中，由于包含于其中的水份的蒸发，螺旋中的不良夹卡，各种尺寸计量，或者水解可能出现，于是，当采用PET时，预干燥曾被要求予以考虑。
特别是，为了回收再利用时，用粉末化的PET再生成类似小片件而制造的模注材料具有不规则的尺寸的小片，并且，随着各个小片不同的吸收的水份而包含水。比起具有颗粒的模注材料要求更有效的预干燥。
对于用作透明树脂的PET，预加热在温度为150℃下要求四小时，因此，预加热必须在早上开始，自动模注的执行随时间而进行，进给率必须严格执行，以使干燥与模注相一致。还存在一种不便，当模注连续地执行时，干燥器的故障麻烦不得不使模注停止。
当模注材料是小片形或粉末形时，企图用重力将材料从漏斗中材料形成桥架，于是进给率变得不稳定，为了有效地稳定进给以防止这种现象，已采用包含有螺旋的漏斗。
一种方法描述在公开号为60-116424，5-318531的日本专利中，该方法是在模注的材料进给部份中或者挤压模注机中设置进给螺旋并用进给螺旋强迫热塑树脂的模注材料进入模注机中。
在60-116424专利中描述的装置中用感应器监察设置在挤压机中的螺旋型强迫进给器的下部处以及挤压机螺旋基部处的树脂材料的压力，以感应器的输出控制强迫进给器螺旋的转速，以便使得在所有时刻树脂材料压力保持恒定，因此，粉末材料以及粉末和颗粒的混合生料，类似小片状的生料和类似材料能被稳定地进给。
在5-318531专利中描述的装置依序地监察防止注射螺旋的转动的反作用力，并相应于反作用力增大/减小控制颗粒进给器的进给速度的增大/减小。因此，控制了颗粒的进给。
在上述监察树脂生料压力以控制强迫进给器螺旋转速的装置中，由于强迫进给器螺旋的送出力，保持类似小片状的模注材料的压力恒定是困难的，该小片状模注材料具有比类似粉末材料更大的密度，压力是易于变动的。因此，频繁地执行转动控制，即使采用以树脂生料压力监察的转动控制，由于这问题造成了不能执行类似小片状模注材料的稳定进给。
用于依序地监察防止注射螺旋转动的反作用力的其它装置，控制模注材料进给速度增大/减小是与上述装置相同的。所以，新装置是要求达到类似小片状，不规则形状的模注材料的稳定进给。
本发明的目的是采用具有通气功能的模注机来解决由于上述预干燥的PET模注的问题，并提出一种模注方法，其中PET能省略预干燥而被模注。
虽然用具有通气功能的模注机模注树脂材料是已知技术，但是在PET模注中是没有先例的，所以，在PET模注中，能获得良好模制性能的模制物品而仅只是发现了新的从未发现的模注工艺才可能。
模注工艺包含加热温度，压缩比，通气位置和通气装置，本发明人已对其作了研究，并最终找到了用抽吸真空来强迫执行通气是最合适的，最可取的是在特定的真空度范围内执行抽真空。
因此，本发明的一个特征在于，由未干燥PET组成的模注材料被进给到具有通气功能的模注机中，并且是以通气真空度在50-150乇(torr)(等于6666.1-19998.3帕(pa))。
然而，除了在50至150乇(torr)真空度范围外，由于包含水份的水解，存在通气使模注变得困难，由本发明的特定的真空度范围内连续抽吸，上述模注中的麻烦不会出现。即使省略预干燥的未干燥PET用作为模注材料，材料中的包含的水份和类似物在增塑和揉混过程中被移去，所以，一种透明高质量并改善强度的模注物品被获得。
其结果是对于预干燥的时间、劳动和附加设备的要求成为不需要，用未干燥的PET自动模注成为实际可能。生产率改进了，模注成本也降低了。
本发明的另一目的是提出一种方法，该方法的步骤是，知道在材料进给过程中相应于进给螺旋转速的增塑螺旋的转矩的转向，并利用该转向来设定进给螺旋的转动，以使以确定的密度进给，因此不仅允许类似小片状，不规则形状的模注材料，而且还允许其它不规则的材料被稳定地进给到具有通气功能的模注机中。
根据上述目的，本发明的另一特征在于，进给螺旋设置在模注的材料进给部份中，也即挤压模注机的材料进给部份中，该挤压模注机包含在其筒中的增塑螺旋。当具有不规则形状和尺寸的不规则形状热塑树脂的模注材料由于进给螺旋的转动而被受迫进给到筒中时，借助于在材料进给过程中，相应于上述进给螺旋的转速的监察增塑螺旋的转矩，并以转矩转折点为指导设定进给螺旋的转速。
这种进给装置既可用在液动模注机中，该液动模注机采用液力装置作为增塑螺旋的驱动源，以马达作为进给螺旋的驱动源，也可以用在马达驱动的模注机中，该模注机用马达驱动增塑螺旋和进给螺旋两者。
对于液力模注机，监察的驱动增塑螺旋转动的油马达的进、出口压力差作为增塑螺旋的转矩，对于马达驱动模注机，增塑螺旋马达的电流值被测量，监察测量的电流值作为转矩。
通常，当增塑螺旋的转速设定在确定值时，为了增加材料进给率，在材料进给过程中的进给螺旋转速一般地允许增大，在相应转速下的增塑螺旋转矩增加。然而，当转速达到一定值时，转矩急速增大到转变处。本发明的转变点作为转折点，并用这点作为指导设置进给螺旋的转速，当转速超过转折点的转速时，转矩显著地增加以致于增塑螺旋转动困难并最终停止。
然而，对于材料进给用在转折点周围范围内的转速，以进给螺旋保持模注材料密度适当，由于增塑螺旋转动而有模注材料的夹卡不呈现变化，甚至对于延长的模注期，在所有时间为稳定的增塑而进给模注材料要求的数量。因而消除了计量时间的不稳定性，该计量时间对于模注机用不规则模注材料已是一个问题。
因此，粉末化材料的再生类似小月状树脂，由于有损的夹卡，它的进给率已是易于变化的，以适当密度进给材料，其结果是增塑和计量变得稳定，而允许模制良好的物品。借助于在转折点的转速，机器仅仅要监察转折点和执行计量，所以技术上没有复杂的操作要求，甚至当模注材料改变时，适合于改变的材料的转折点被监察以便容易地设定要求的转速，还能施加具有不同形状和其它相互不同的颗粒模注材料的这种运行，而允许执行稳定进给。
也就是说，本发明提出一种模注聚乙烯对苯二酸酯的方法，其中，用包容在具有通气功能的注射机内的注射螺旋，从材料进给器进给未干燥的聚乙烯对苯二酸酯(PET)模注材料，该进给器位于为了增塑的注射筒的后部，所述PET模注制成要求的模制物品，其特征是，以真空度为50到150乇的通气执行模注。其中，用一个为了冷却和去除来自PET的蒸发物的回收罐以及一个设置在通气真空回路中的过滤器，所述回收罐由封闭壳组成，周壁由水套组成的封闭壳的内侧由隔壁交替地分隔，该隔壁形成被抽吸进入内侧的蒸发物的道路，蒸发物从注射筒的通气处引导进入被冷却的封闭壳中，该封闭壳的冷却是由于采用冷却水流过水套的回收器的。
本发明还提出一种模注聚乙烯对苯二酸脂的方法，其中，用包容在具有通气功能的注射筒内的注射螺旋，具有不规则形状和尺寸的不规则形状聚乙烯对苯二酸酯(PET)从材料进给器借助于材料进给器中的进给螺旋的转动而受迫地进给，该进给器位于为了增塑的注射筒的后部，所述PET材料模注制成要求的模制物品，其特征是，通过监察在材料进给过程中相应于所述进给螺旋转速的注射螺旋的转矩，以转矩转折点为指导设定进给螺旋的转速。其中，设定进给螺旋马达的转速是以这样一种方式执行的，即，当改变进给螺旋转速时，对每一转速记录注射螺旋的转矩而作成曲线，从曲线监察转折点。其中，也可以设定进给螺旋马达的转速是以这样一种方法执行的，即，注射螺旋液力马达的进、出口侧的液体通路中的压力差被电算成对于每一转速的转矩读数，读数值被处理成曲线而确定转折点。
图1是模注机的纵剖面示意图，该模注机能执行与本发明有关的未干燥PET的模注方法;
图2是用于上述方法中的真空装置组件的剖面示意图;
图3是模注机的示意图，该模注机能进给与本发明有关的不规则形状的PET;
图4是模注机另一实施例的示意图;
图5是表示增塑螺旋的扭矩和进给螺旋的转速之间相互关系的曲线。
在图1中，标号1指示加热筒，该加热筒在其头上具有注嘴2，并且在其后进给口3处安装包含有进给螺旋4的材料进给器5，箍状加热器6安装在注射筒(加热筒)1的外圆周上，并且注射螺旋7可旋转地并可向前/向后移动地包容在其内部。
上述注射螺旋7包含前螺旋7a，其中，形成螺旋头部的轴的直径大于形成压缩部和后螺旋7b的轴的直径，并且，通气口8设置在筒壁中于前螺旋7a的后部处。
穿过件11使用真空泵9的真空装置回路10连接到通气口8，这就用泵将通气口内侧抽真空到50至150乇(Torr)，同时，类似颗粒的模注材料20被增塑并揉混。
过滤器13和回收罐12设置在真空回路10中，以用来冷却并移去从模注材料20蒸发的含有物。上述回收罐12由封闭壳组成，其中，封闭壳的内部由隔壁15交替地分隔，封闭壳的圆周壁是由水套14构成，隔壁15形成被吸而进入内部的蒸发物的通路16，因此，被从上述通气口8引导进入封闭壳的蒸发物用冷却水冷却，该冷却水穿过上述水套14流过而回收。
在用具有通气功能的注射机进行模注时，注射筒1的温度借助于上述箍形加热器6将其保持在260℃至280℃。在传统的PET模注时，模注材料20要求预先予以干燥，而在此实施例中，材料是不干燥的并且是从材料进给器5送进到注射筒时也这样。不管类似小片状或类似粉末状的未干燥PET作为模注材料20时，是借助于进给螺旋4的旋转而压力进给到进给口的，因此，不良的夹卡被改善了，模注材料20的各种尺寸方面的计量防止了。
当用普通模注时，虽然模注材料20的计量以这种方式执行，即当模注材料被注射螺旋7向前传送时，模注材料20被熔化并揉混，模注材料20不是完全被熔化而到达后螺旋7b的压缩部份，并且以表面熔化的软化状态进给到压缩部份中，在该处材料被压缩。
上述压缩的模注材料20被推出到前螺旋7a的后部，并且因为前螺旋7a的轴直径小于上述后螺旋7b的压缩部份直径，轴件的外圆周上的间隔是宽的，模注材料中的诸如水的蒸发物在前螺旋7a的后部处膨胀并排泄。同时并由于上述真空泵9的连续抽吸，蒸发物流过通气口8到达真空装置回路10的上述回收罐12。
这是因为模注材料中的水份完全被除去，模注材料20被加热，并被前螺旋7a的压缩部份压缩，所以材料进一步熔化和揉混，然后在筒头中于螺旋的前部处被计量。随着注射螺旋7向前移动，模注材料20注射充填而进入模子中，所以，未干燥的PET被模注成要求的模制物品。
图3和以下的图，是帮助解释装置的视图，该装置是进给不规则形状模注材料的，它们应用于上述模注方法中。
在包含注射螺旋7的注射筒1的后部设置材料进给口3，该口是与材料进给器5连同安装，该材料进给器包含在内部中心的竖直进给螺旋4，形成于下部的筒的头部装配到所述材料进给口3上，以此方式，以与上述注射螺旋7要求的距离并位于靠近上述注射螺旋7而使所述进给螺旋4的头间隔开。
在材料进给器5上，设置上述进给螺旋4的马达21，以马达21转动进给螺旋4以允许在材料进给器中的不规则形状的模注材料20受迫进给到材料进给口3中。
标号22指示液力马达，以用来旋转地驱动注射螺旋7，该马达是连接在注射筒23的后端部，压力测量器24、25设置在液路中于液力马达22的进口侧和出口侧处。标号26指示液体泵。
在具有上述结构的模注机中，用类似小片的具有不同形状和尺寸的再生PET的不规则形状的模注材料20存放在材料进给器5内，当模注材料20由于上述进给螺旋4的转动而受迫进给到材料进给口3时，而上述注射螺旋4的旋转速度设定为恒定值，由于注射螺旋的转动模注材料20连续置入注射筒1中并向前输送。此外材料是当熔化和揉混(增塑)而压力进给到螺旋头部，由于熔化材料压力在头部内的累积，注射螺旋1逐渐向后移动以执行计量。
虽然到达注射螺旋20的模注材料20的进给速率的增大是与进给螺旋4的转速成比例，这转速必须与注射螺旋7的转速相应，否则，过大过强的材料进给会压住材料进给口，这就引起对注射螺旋7给以大负载，并且出现令人不愉快的状态。对于每一进给螺旋的转速在一定转速下展示的旋转扭矩如图5所示，这是到达注射螺旋7的材料进给率试验。注射螺旋7的转动扭矩由于在上述液力马达22的压力测量器24、25之间的压力差而定的。
在上述实施例中的注射螺旋7和进给螺旋4的设计数值如下注射螺旋螺旋直径 36.00mm槽深 5.0mm(进给区域)L/D 19.0转速 150.0rpm进给螺旋螺旋直径 32.0mm槽深 6.0mmP/D 0.6(P为螺距，D为直径)对每一转速的进给率转速(rpm) 20 30 40 50进给率(g/sec) 3.1 4.1 5.4 6.3对于注射螺旋的进给螺旋头间隙 50mm模注材料 PET包皮的粉状材料(类似小片)从图5所示结果可看到，当进给螺旋4的转速超过40rpm时，注射螺旋7的转动扭矩急速增大，当转速超过50rpm时则停机，当以上述急速改变点，如弯折点，处的转速进给上述不规则形状的模注材料时，转速直到稍为超进弯折点处转速时，模注材料20的夹卡状况是好的，轻微的，所以进给率没有出现变化，计量时间实质上为不变的。
然而，较低转速使得进给率变低，并要求如上述的计量时间，所以从缩短计量时间的观点而言，以低速的进给率是不可取的，以转矩大大超过的点的转速来进给，这出现在超过弯折点处的转速进给，导致计量时间的变化，并且能量消耗增大，虽然这个原因是不明显的。
对于在上述转矩出现转折点的40rpm转速进给材料，能量消耗不会增大到如预料的范围，合适的进给率导致执行适合的材料进给，而且还使计量时间成为可允许范围内的数量。
在转速为35rpm左右时，除了计量时间与在转速为40rpm时相同之外，计量时间仅只稍为比较长一些。当在转速为42rpm时，虽然转矩增加，没有出现进给率变化，所以获得稳定的计量。
因此，只要以转折点的转速为指导值，以在此值左右范围内的转速强迫进给模注材料，甚至形状不规则的大容量密度合适的模注材料都是能被稳定地进给的。
虽然上述转折点的监察是基于这种方式，即当改变进给螺旋转速时，每一转速的注射螺旋7的转矩记录在曲线中，由曲线决定转折点以设定马达21的转速，如图4所示，由设置控制器27来自动设置转速是可行的，该控制器27电计算出由于压力测量器24、25的压力差而读出对于每转速的转矩，以图示过程的读数值以确定转折点，指令上述马达21输出该点的转速。
权利要求
1.一种模注聚乙烯对苯二酸酯的方法，其中，用包容在具有通气功能的注射机内的注射螺旋，从材料进给器进给未干燥的聚乙烯对苯二酸酯(PET)模注材料，该进给器位于为了增塑的注射筒的后部，所述PET模注制成要求的模制物品，其特征是，以真空度为50到150乇的通气执行模注。
2.如权利要求1所述方法，其中，用一个为了冷却和去除来自PET的蒸发物的回收罐以及一个设置在通气真空回路中的过滤器，所述回收罐由封闭壳组成，周壁由水套组成的封闭壳的内侧由隔壁交替地分隔，该隔壁形成被抽吸进入内侧的蒸发物的道路，蒸发物从注射筒的通气处引导进入被冷却的封闭壳中，该封闭壳的冷却是由于采用冷却水流过水套到回收器的。
3.一种模注聚乙烯对苯二酸酯的方法，其中，用包容在具有通气功能的注射筒内的注射螺旋，具有不规则形状和尺寸的不规则形状聚乙烯对苯二酸酯(PET)从材料进给器借助于材料进给器中的进给螺旋的转动而受迫地进给，该进给器位于为了增塑的注射筒的后部，所述PET材料模注制成要求的模制物品，其特征是，通过监察在材料进给过程中相应于所述进给螺旋转速的注射螺旋的转矩，以转矩转折点为指导设定进给螺旋的转速。
4.如权利要求3所述方法，其中，设定进给螺旋马达的转速是以这样一种方式执行的，即，当改变进给螺旋转速时，对每一转速记录注射螺旋的转矩而作成曲线，从曲线监察转折点。
5.如权利要求1所述方法，其中，设定进给螺旋马达的转速是以这样一种方法执行的，即，注射螺旋液力马达的进、出口侧的液体通路中的压力差被电算成对于每一转速的转矩读数，读数值被处理成曲线而确定转折点。
全文摘要
一种没有预干燥或具有不规则形状的聚乙烯对苯二酸酯(PET)的模注方法，其中应用通气型注射机，通气是通过真空抽吸强迫执行的，真空抽吸在特定的真空度范围内，即，50到150托(等于6666.1—19998.3帕)和/或同时用具有特别设定转速的进给螺旋强迫进给材料，根据本发明的模注法，没有预干燥或不规则形状的PET能被模注制成模制物品。
文档编号B29C45/63GK1102374SQ9411506
公开日1995年5月10日 申请日期1994年8月23日 优先权日1993年8月24日
发明者青木英实, 竹内康彦, 安在和夫 申请人:日精树脂工业株式会社