CN1018899B - 多层封底型坯的注塑铸造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多层封底型坯的注塑铸造方法。此方法包括：使用具有与喷孔同心连通的第一熔体通道的三通道复合喷嘴，第二融体通道及第三融体通道分别在喷孔内侧第一通道的最末端开口相通，从第一熔体通道导入的树脂形成的底型坯的最内层和最外层，制成的封底型坯可以是四层或五层断面结构，从第二及第三熔体通道导入的树脂可以形成一个中间层和一个中心层的四层断面结构封底型坯或二个中间层和一个中心层的五层断面结构封底型坯。

Description

本发明是关于在吹塑或取向吹塑制造具有四层壁以上的合成树脂容器时，预先需受到注塑铸造的多层封底型坯的注塑铸造方法。

吹塑或取向吹塑制成的具有一定厚度的薄壁合成树脂容器，其壁部分结构由两层以上的薄壁组成，目的是为了弥补构成容器的合成树脂的缺陷，例如耐热性，气阻性等。

为了制成多层壁容器，一般说来，最好是用一种树脂作为中间层，将其注入另一种树脂之间，形成一种三层结构材料。容器即由此材料制成。这种三层壁容器，由同一树脂构成内层和外层，并由另一种树脂构成中间层。该容器可以用一种三层封底型坯吹制而成，而此型坯则要用一种双层结构喷嘴经注塑铸造制取。

然而，既使是在熔融态，型坯受到注塑铸造时，使用的两种不同树脂也不会互相粘合，且在外部压力作用下又可很容易地分开。

因此，在充满碳酸气饮料或此类液体的瓶中可当碳酸气渗入内层时由于注入内外层之间的中间层的存在所产生的气阻，就削弱了气体向外层的渗透。故碳酸气经常被阻滞在内层及中间层之间而形成气泡。

作为一种防止上述现象的办法：是试图在中间层两边形成两层粘合层以做成五层结构。

五层封底型坯的注塑铸造在申请公开号为56-501082的日本专利中有所介绍。此专利介绍的技术，以三层铸造为基础，其中包括将三种高聚物分别熔融输入的方法，第一种高聚物熔体流形成型坯的内表面层，第二种高聚物形成外表面层，而第三种高聚物则形成中心层。若采用五层铸塑，则使用一种五通道喷嘴，第四种高聚物熔体流经喷嘴引入第三与第一种高聚物熔体流之间，而第五种高聚物熔体流引入第三与第二种高聚物熔体流之间。

在上述传统技术中，两种不同的高聚物熔体流，即内层的第一熔体流及外层的第二熔体流形成型坯的内表面层和外表面层，构成其它三层的第三、第四、第五种高聚物熔体流在第一及第二熔体流之间导入。因此，此时所用的多通道喷嘴，其通道数量必须与封底型坯要求的熔体流层数相等。

与挤压铸塑喷嘴不同的是，无论注塑铸造喷嘴中熔体流通道数有多少，最终所有的熔体流都合并在同一喷嘴孔中，而挤压铸塑喷嘴中的每个熔体流通道却都与外界连通。因此，注塑铸造喷嘴中熔体流通道的数目就受到一定的限制，因为在同一个喷嘴内提供与封底型坯层数相同的熔体流通道很困难，所以亦很难用这种喷嘴可靠地铸造五层封底型坯。而且，既使能够获得这样一种复合喷嘴，甚至在五层均匀断面的中空容器已经通过吹塑或取向吹塑制成后，仍需要特殊的铸造技术来注塑铸造封底型坯以防止薄壁层数的减少。

本发明者经过反复研究后发现，上述技术问题可以通过使用一种带有一定数量熔体流通道的喷嘴 来解决，而这种喷嘴又可用作为注塑铸造的喷嘴。

因此，本发明的第一个目的是提供一种新方法。此法使用三通道喷嘴可以注塑铸造具有五层或四层断面结构的多层封底型坯。

本发明的另一个目的是提供一种注塑铸造多层封底型坯的方法，此方法不仅可单独提高气阻性能而且可以提高耐热性，或同时提高气阻性和耐热性。

为了达到上述目标，本发明的特征是使用三通道喷嘴，喷嘴具有与喷孔同心相连的第一熔体通道，而且第二及第三通道分别在喷孔的内侧、第一通道的末端处连通。第一通道的树脂形成封底型坯的最内层和最外层，第二及第三通道的树脂形成四层断面封底型坯的中心层和一层中间层或五层断面封底型坯的中心层和二个中间层。

按本发明铸造的多层封底型坯，最终要通过吹塑或取向吹塑制成中空容器。因此本发明使用的树脂都是热塑性树脂。按照由封底型坯铸造的容器的用途，树脂的性能及其它，可以将一般用于容器注塑的几种树脂结合使用，这些树脂有聚对苯二甲酸乙酯，氯乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯，丙烯腈，1，1-二氯乙烯，聚酰胺，聚烯基醇，聚苯乙烯，聚缩醛等。

按照本发明的注塑方法，形成封底型坯的树脂层可以是四层亦可以是五层，这取决于三通道喷嘴的熔体流通道中树脂熔体的注塑状态。

熔体流从封底型坯铸模的底部注入，这与常规封底型坯注塑铸造的情况相同。经三通道喷嘴，在喷孔处受到温度控制的每股熔体流经过一个空腔的注入口，在一定压力下流入型芯的四周。

按照本发明，无论在任何场合，首先从第一熔体通道导入熔融树脂（以后称为“第一熔融树脂”）进行注塑，有待充入空腔的第一熔融树脂的量随使用的树脂种类而改变。在预定量的第一熔融树脂已经注入后，再将从第二熔体通道导入的熔融树脂（以后称为“第二熔融树脂”）注入第一熔融树脂中。然后将第三熔体通道的熔融树脂（以后称为“第三熔融树脂”）注入第二熔融树脂中。

通过上述的分步注入方式，第一熔融械脂在空腔内被第二熔融树脂分成两股，形成封底型坯的最内层和最外层。而第三熔融树脂又将第二熔融树脂分成两个中间层，最后就形成以第三熔融树脂为中心层的，断面为五层结构的封底型坯。

而当第二及第三熔融树脂同时在一定压力下注入第一熔融树脂时，第三熔融树脂就无法将第二熔融树脂分成两股，而是与第二熔融树脂一起形成了中间层。结果使如此形成的封底型坯就具有四层断面结构。

在上述五层封底型坯中，中心层可以用作为阻气层或耐热层。若是四层结构，则两个中间层可以分成一个阻气层和一个耐热层。这些中间层的性能可根据由封底型坯吹塑成的容器的最终用途来决定。

图1是本发明喷嘴及注塑设备的剖面示意图。

图2至图5是喷嘴未端注入口的局部剖面图和五层型坯分步注塑过程的图解说明。

图6，注塑成型产品五层封底型坯的纵向半剖前视放大图。

图7及图8，分别是喷嘴末端注入口的局部剖视图和四层型坯注塑过程的图解说明。

图9，注塑成形产品四层封底型坯的纵向半剖前视放大图。

在各图中，标号1为铸造封底型坯的模具壳。标号2为模具芯，在模具壳1及模具芯2之间形成了空腔3。注入口4位于空腔3的底部，喷嘴设备5与注入口相连。

喷嘴设备5是一三层复合结构，第一熔体通道6与喷嘴孔连通，第二熔体通道7和第三熔体通道8分别在喷嘴孔内的第一熔体通道的最末端开口，并与喷孔保持同心。熔体通道6、7、8分别与三个注入设备（未画出）直接连通，或与热熔融流道11，12，13相接。

接下去，本文将介绍五层断面结构封底型坯的注塑铸造过程。首先形成型坯的第一熔融树脂6a以一预定的量从第一熔体通道6注入空腔3（图2）。

然后，形成中间层的第二熔融树脂7a从第二熔体通道7注入并在一定压力下导入第一熔融树脂6a内。（图3）

在第二熔融树脂7a与第一熔融树脂一起注入后，中心层就从第三熔体通道8中形成、第三熔融树脂8a注入并在压力下导入第二熔融树脂7a内（图4）。

当第三熔融树脂在压力下导入铸模空腔，同时 继续上述分步注塑过程时，第二熔融树脂7a将第一熔融树脂6a分成二股流，一股贴近铸模壳1，一股贴近模芯2，而第三熔融树脂又将第二熔融树脂7a分成两个部分，这样第三熔融树脂就位于中心。

熔融树脂注塑过程的停止是这样进行的，即首先停止注入第二熔融树脂7a及第三熔融树脂8a，最后停止注入第一熔融树脂6a。因此，第二及第三熔融树脂7a和8a的末端如图5所示被封闭在里面，最终形成五层封底型坯9包括由第一熔融树脂6a形成的最内层A₁和最外层A₂，及由第二熔融树脂形成的中间层B₁和B₂及由第三熔融树脂形成的夹在中间层B₁和B₂之间的中心层C（图5）。

在注塑铸造四层断面结构型坯时，首先用与上述相同的步骤注入第一熔融树脂。然后，当上述注塑一结束，即将第二熔融树脂7a和第三熔融树脂8a同时注入，并在一定压力下导入第一熔融树脂6a中，然后，将这两种树脂与第一熔融树脂同时注入（图7）。

这两股熔融树脂7a和8a将第一熔融树脂6a分成靠模具壳一边和靠模芯一边的两股熔流，第二熔融树脂7a及第三熔融树脂8α与第一熔融树脂6a同时充入空腔3，并使第一熔融树脂6a分别沿模具壳一边和模芯一边注入空腔3。

当空腔充满后，首先停止注入第二及第三熔融树脂。最后停止注入第一熔融树脂6a以封闭第二及第三熔融树脂7a和8a的最末端。

结果在空腔内形成了四层封底型坯10，其中两个中间层B₁及B₂由第二熔融树脂7α和第三熔融树脂8α形成。中间层在由第一熔融树脂6a形成的最内层A₁和最外层A₂之间并列存在（图8）。

当上述封底型坯9和10用于吹制充碳酸气饮料的瓶子时，第一熔融树脂6a可以用聚对苯二甲酸乙脂，第三熔融树脂可用具有阻气性能的树脂，比如聚烯基醇等，第二熔融树脂7a可以用聚对苯二甲酸乙酯和乙烯醇的融合物或聚酰胺。

第二及第三熔融树脂7a和8a的重量比大约是整个型坯的5-10%。必须注意，上述过程中注塑条件例如熔融树脂的温度，注塑时间，模具的温度及其它是随使用的树脂材料而变化的。而且各层壁厚的分配亦可通过适当选择和控制注塑条件来调节。

Claims (4)

1、用注塑铸造方法制造多层封底型坯的装置包括一三通道复合喷嘴，它们的端部处于同一平面上且同心，该复合喷嘴包括一与喷嘴孔连通的第一熔体通道，位于喷孔内侧并向第一通道的最末端开口的第二熔体通道和第三熔体通道，从第一通道喷出的树脂形成封底型坯的最内层及最外层，从第二及第三熔体通道嘴出的树脂形成断面包括二个中间层和一个中心层或两个中间层的五层或四层结构的封底型坯。

2、用注塑铸造方法制造多层封底型坯的装置包括一在模具壳和模具芯之间形成的空腔，一设置在空腔底部的注入口以及与该注入口连通的喷嘴，其特征是该喷嘴具有三层复合结构，其中第一熔体通道与喷嘴孔连通，第二熔体通道和第三熔体通道位于喷孔内侧并向第一熔体通道的最末端开口，第一、第二和第三熔体通道的端部同心且处于同一平面上，从而第一通道喷出的树脂形成封底型坯的最内层及最外层，第二通道和第三通道喷出的树脂形成断面包括二个中间层和一个中心层或二个中间层的五层或四层结构的封底型坯。

3、如权利要求1或2所述的用注塑铸造方法制造多层封底型坯的装置，其特征是第二熔体通道与形成中间树脂层并具有一定粘附度的树脂注入设备直接连通。

4、如权利要求1或2所述的用注塑铸方法制造多层封底型坯的装置，其特征是第三熔体通道与形成中心层并阻气性或耐热性优于由第一熔体通道喷出的树脂的树脂注入设备直接连通。

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