CN103209814B

CN103209814B - 共注射热流道注射成型系统

Info

Publication number: CN103209814B
Application number: CN201180055732.5A
Authority: CN
Inventors: V.滕; F.费里; D.巴宾; S.加蒙
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: EP3453511A1; PL2618982T3; JP5893629B2; US8753102B2; US8757998B2; US8469687B2; US20120070532A1; EP2618982A2; US20130266679A1; EP2618982A4; WO2012037682A2; US20130302458A1; ES2708925T3; CA2811247C; EP3453511B1; WO2012037682A3; CN103209814A; EP2618982B1; JP2013537859A; CA2811247A1

Abstract

公开了一种共注射成型装置，该装置向喷嘴提供表皮材料熔体流和芯材料熔体流。喷嘴的喷嘴尖端限定了用于接收表皮材料熔体流的中央表皮材料熔体通道、用于接收芯材料熔体流的环状芯材料5熔体通道以及环状外层熔体通道，该环状外层熔体通道接收来自中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流的一部分。来自中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流形成成型制品的内层，来自芯材料熔体通道的芯材料熔体流形成成型制品的芯层，并且来自外层熔体通道的表皮材料熔体10流形成成型制品的外层，其中，三种熔体流在进入模具腔体之前混合。

Description

共注射热流道注射成型系统

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年9月21日提交的美国专利申请第61/384,984号、2010年10月8日提交的美国专利申请第61/391,412号以及2010年10月22日提交的美国专利申请第61/405,949号的权益和优先权，上述各专利申请的全部内容以参考的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及注射成型，并且更具体地涉及一种共注射热流道注射成型系统，该系统控制多种可成型材料的熔体流经过模具浇口流入模具腔体的流动。

背景技术

在注射成型的技术领域，已知利用单个热流道注射成型喷嘴同时或顺序地把两种可成型材料熔体流注射入模具腔体，这通常被称为共注射。过去，对两种或更多种熔体流经过喷嘴流入模具浇口随后流入腔体的控制是通过使喷嘴的阀销构件旋转以对准不同的熔体通道、或者通过使喷嘴的阀销构件以及一个或多个包围该阀销构件的阀套筒构件在打开位置和闭合位置之间做轴向往复运动而达到。尽管已开发出许多采用做轴向往复运动以提供两种或更多种熔体流的同时或顺序注射的阀销构件和阀套筒构件的系统，但这种布置有其缺点，例如往复运动的误差、难以保持熔体流充分分离，以及注射成型系统的热半模的制造、组装和操作的复杂性增加。这种系统的另一个缺点是难以使阀套筒构件和/或阀销构件与模具浇口对准，这种对准对于改进注射技术以及减小浇口磨损是重要的。

发明内容

本发明的实施例涉及共注射成型装置，该装置向热流道注射成型喷嘴提供表皮材料熔体流和芯材料熔体流。喷嘴包括喷嘴尖端，该喷嘴尖端限定用于接收表皮材料熔体流的中央表皮材料熔体通道、用于接收芯材料熔体流的环状芯材料熔体通道、以及环状外层熔体通道，其中，来自中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流的一部分经由与芯材料熔体流交叉的一个或多个隧道被引导至外层熔体通道。来自中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流被引导至模具腔体以便形成成型制品的内层，来自芯材料熔体通道的芯材料熔体流被引导至所述模具腔体以便形成所述成型制品的芯层或阻挡层，并且来自外层熔体通道的表皮材料熔体流被引导至所述模具腔体以便形成所述成型制品的外层；其中，在经由模具浇口进入模具腔体之前，三种熔体流在喷嘴尖端内或者在浇口区内混合。

附图说明

基于下面如附图中所示的对本发明实施例的描述，本发明的前述以及其它特征和优点将变得显见。本文中所包含且构成本说明书一部分的附图进一步解释了本发明的原理，并且使相关领域的技术人员能够制作和使用本发明。在这些附图中未标上刻度。

图1是在部分截面中示出的根据本发明一个实施例的共注射热流道注射成型系统的透视图。

图1A是根据本发明一个实施例的图1的注射成型系统的套筒部件的剖视图。

图2是图1的共注射成型系统的前视图。

图3是从图1的系统中拆除的热流道注射成型喷嘴的俯视图。

图3AA是沿图3的线X-X所截取的喷嘴浇口区的放大剖视图，其中喷嘴浇口处在允许第一层、第二层和第三层流过浇口的完全打开或收回的位置。

图3A-3C和图4A-4C是沿图3的线X-X所截取的喷嘴浇口区的剖视图；图3A和图4A示出了处在浇口闭合位置的阀销；图3B和图4B示出了处在允许第一层流过浇口的部分打开或收回位置的阀销；图3C和图4C示出了处在允许第一层和第二层和第三层流过浇口的完全打开或收回位置的阀销。

图3D和图4D是沿图3的线Y-Y所截取的喷嘴浇口区的剖视图，图中示出了处在允许第一层、第二层和第三层流过浇口的完全打开位置的阀销。

图5是根据本发明另一个实施例的喷嘴浇口区的放大剖视图。

图6是根据本发明另一个实施例的共注射热流道注射成型系统的剖视图。

图6A-6C和图7A-7C是图6中所示浇口区A的放大剖视图；图6A和图7A示出了处在闭合位置的阀销和套筒，图6B和图7B示出了处在允许第一可成型材料的内层和外层流过模具浇口的打开或收回位置的阀销；图6C和图7C示出了处在允许第二可成型材料的中间层流过在第一可成型材料的内层和外层之间的浇口的打开或收回位置的套筒及阀销。

图8是根据本发明另一个实施例的图6中所示浇口区A的放大剖视图。

图9是根据本发明另一个实施例的喷嘴浇口区的放大剖视图。

图10示出了根据本发明另一个实施例的位于浇口区的图9的喷嘴。

图11是根据本发明另一个实施例的喷嘴浇口区的剖视图。

图12是根据本发明另一个实施例的喷嘴浇口区的剖视图。

图13是根据本发明另一个实施例的共注射热流道注射成型系统的一部分的剖视图。

具体实施方式

现在参考附图来描述本发明的具体实施例，其中类似的附图标记表示相同或功能上相似的元件。在下面的描述中，“下游”是指成型材料从注射成型机的注射单元流动至注射成型系统的模具腔体的方向，也是指成型材料经过其中从注射单元流动至模具腔体的部件或其特征的顺序；而“上游”是指相反方向。以下的详细说明在本质上只是示例性的而并非意图限制本发明或者本发明的应用和使用。尽管本文中对本发明实施例的描述是热流道注射成型系统，但在认为是有用的情况下本发明也可用于其它成型用途，这些用途的非限制性例包括热固性树脂（例如液体硅橡胶等）的模压成型。此外，本发明并非意图受前面的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的详细说明中所给出任何明示或暗示的理论的约束。

图1是在部分截面中示出的根据本发明一个实施例的热流道共注射装置100的透视图；图2是共注射装置100的侧视图。本领域普通技术人员应当理解的是，共注射装置100构成成型系统的热半模，该热半模被设计成与注射成型机中的成型系统的冷半模或腔体侧（未图示）配对。本领域普通技术人员也应理解的是，共注射装置100被容纳于各种模具板（未图示）中，例如垫板、歧管板和/或腔体板等。

共注射装置100包括歧管102，该歧管102具有用于经由第一熔体进口或注口106接收来自第一熔体源（未图示）的可成型表皮材料的熔体流的第一组流道或熔体通道104，并且还具有用于经由第二熔体进口或注口110接收来自第二熔体源（未图示）的可成型芯材料的第二熔体流的第二组流道或熔体通道108。第一组和第二组歧管流道104、108彼此独立且互不连通，使得表皮材料和芯材料的熔体流不在歧管102中混合。第一组和第二组歧管流道104、108的长度、直径或宽度以及一般几何形状取决于具体用途以及表皮和芯可成型材料的量和性质。歧管102设置有加热器（未图示），以维持各自表皮和芯可成型材料的第一和第二熔体流的温度。在一个实施例中，表皮熔体流的表皮材料是用于对成型制品（例如塑料瓶的盖子）的内层和外层进行模压成型的主要或表面材料；芯熔体流的芯材料是用于对设置在成型制品的内表面层和外表面层之间的中间、阻隔或填充物层进行模压成型的阻隔材料。歧管102位于被绝缘气隙所包围的经冷却模具板（未图示）内。在操作期间，利用定位环112和各种压力垫圈114、116来保持歧管102在气隙内的位置。

图示的共注射装置100具有四个热流道阀口喷嘴（valve-gatednozzle）120，这些喷嘴120在歧管102的下游表面101至各自的模具浇口插入物122之间延伸，每个模具浇口插入物122限定各自的模具浇口124。尽管共注射装置100的浇口区和模具浇口124由模具浇口插入物122形成，但这只是说明性而不是限制性的，因为本领域技术人员将会认识到，在不背离本发明范围的情况下浇口区可由（一个或多个）其它注射成型结构限定，例如限定在模具腔体板中的模具浇口和浇口区。如常规的情况，每个阀口喷嘴120尤其包括喷嘴主体121、喷嘴加热器123、热电偶129、以及本领域普通技术人员所知的其它部件。喷嘴主体121大体为圆柱形并且包括也大体为圆柱形的纵向孔146。每个喷嘴120的纵向孔146与歧管102的纵向孔140对准。可致动的阀销126分别可滑动地延伸经过歧管102的孔140和喷嘴120的孔146，在图1和图2中示出的阀销126的尖端部128从模具浇口124中移开或收回。以本领域普通技术人员所了解的方式，每个阀销126的头部130被联接到各自的阀销联接器132，阀销联接器132被保持在致动板134内。在一个实施例中，利用电子伺服电机驱动方式在各自打开位置和闭合位置之间致动致动板134并进而致动阀销126，例如由从加拿大安大略省乔治敦的Mold-Masters有限公司获得的E-Drive^TM系统提供的同步的板阀销致动，其允许操作者调整阀销126的行程距离。在另一个实施例中，可使用螺线管致动器来提供阀销的增量运动。在各种其它实施例中，可使用使阀销能够增量运动的任何阀销致动系统。阀销126包括密封段125，密封段125以阶梯状或变窄地转变成销体段127，销体段127以阶梯状或变窄地转变成尖端导向段131，如图3AA中所示，尖端导向段131进而在其下游端以阶梯状或变窄地转变成尖端部128。在一个实施例（未图示）中，阀销126具有比本实施例中所示的更多或更少的段。

尽管图示的共注射装置100具有四个阀口喷嘴120及相关的部件，但此设置仅仅是作为例子，因为在不改变本发明原理的情况下可容易地使用更多或更少的阀口喷嘴和相关部件。此外，图示的利用致动器板的阀销致动也是示例性的而非限制性的。在另一个实施例中，每个阀销联接到单独的致动器，例如容纳于气缸内的活塞。

歧管102和每个喷嘴120适合于通过各自的孔140、146（其中阀销126可滑动地延伸）接收细长的套筒136。参照图1、图1A和图2，套筒136是细长的管状结构，其具有安装或夹在压力垫圈116与歧管102的上游表面103之间的径向延伸头段142。套筒136具有在歧管孔140内延伸的密封段138以及开始于歧管孔140并在喷嘴孔146内延伸的熔体通道段144。套筒密封段138具有从径向头段142延伸至歧管孔140与流道108之间的交叉点的外直径O_D1。转向面197形成于套筒密封段138的下游端，用于引导从流道108接收的熔体流，如下所述。密封段138的外直径O_D1的大小被设计成大致等于歧管孔140的直径，以提供它们之间的紧配合，这有助于防止熔体泄漏。套筒136的熔体通道段144由小于密封段的第一外直径O_D1的第二外直径O_D2限定，熔体通道段144大致开始于转向面197并延伸至其下游端143。套筒密封段138还包括密封内直径I_D1，密封内直径I_D1的大小被设计成大致等于阀销密封段125的外直径同时仍然允许阀销126在其内滑动。套筒136还具有内直径I_D2，内直径I_D2大于密封内直径I_D1，内直径I_D2大致开始于与侧开口148相邻的位置并且在侧开口148的下游维持至下游端143达套筒136的剩余长度。

套筒136的侧开口148位于歧管孔140内，以提供第一组歧管流道104与表皮材料熔体通道150之间的流体连通，表皮材料熔体通道150具有限定在套筒136内或由套筒136固定的内直径I_D2。从流道104接收的表皮材料熔体流在阀销体和导向段127、131（在其中延伸）周围流过表皮材料熔体通道150，被从套筒下游端143输送至喷嘴尖端154内，在喷嘴尖端154中，表皮熔体流可被分离成两个熔体流，如下面更详细的描述。芯材料熔体通道152被限定在套筒熔体通道段144的外表面156和歧管与喷嘴孔140、146之间，芯材料熔体通道172被限定在套筒熔体通道段144的外表面156与喷嘴尖端154的内表面160之间，如图1A中的虚线所表示。因此，套筒136有效地把歧管孔140和喷嘴孔146划分成两个同心的熔体通道，表皮材料熔体通道150被环状芯材料熔体通道152包围。芯材料熔体通道152与第二组歧管流道108的出口158流体连通，也如图1A中的虚线所表示，从而接收来自出口158的芯材料熔体流并且在喷嘴尖端154内输送芯材料熔体流，在喷嘴尖端154中，芯材料熔体流被引导成在表皮材料熔体流内或之间流动，如下面更详细的描述。这样，套筒136起流动分离器的作用，用以当表皮和阻隔材料熔体流从歧管102流入喷嘴尖端154的各熔体通道中时保持表皮和阻隔材料的熔体流相互分离。

图3是从共注射装置100中拆除的图1所示的喷嘴120之一的俯视图，图3AA、图3A-3C和图4A-4C是沿图3的线X-X所截取的喷嘴120的喷嘴尖端和浇口区的剖视图，并且其中，图3D和图4D是沿图3的线Y-Y所截取的喷嘴120的喷嘴尖端和浇口区的剖视图。参照图3AA中所示的浇口区的放大视图，喷嘴尖端154包括第一部或者尖端基部162、第二部或尖端分配器164、以及第三部或尖端盖166，这些部分被带螺纹的尖端保持器168保持在喷嘴主体121的下游或前端中的螺纹孔170内。喷嘴主体121中的凹状肩部119和尖端基部162上的相应的凸状肩部161以及尖端基部162的相应表面和尖端盖166和尖端保持器168之间的接触区163、165的形状有助于该保持。也可采用其它联接方案（例如铜焊）。尖端保持器168还包括密封部167，密封部167与浇口插入物122配合或密封并且防止成型材料进入它们之间的绝缘空气隙171。包围浇口124的浇口区内的间隙或“气泡”区169分别使尖端盖166的下游表面175、177和尖端保持器168与浇口插入物122间隔。

套筒136的内直径I_D2的大小被设计成在尖端分配器164的上游段139上滑动，以便将喷嘴120的表皮材料熔体通道150和芯材料熔体通道152与喷嘴尖端154内的相应熔体通道流体连通。更具体地，尖端基部162包括与套筒136外表面156相对的内表面160，以限定芯材料熔体通道172的上游部，并且尖端分配器和尖端盖164、166限定芯材料熔体通道72的下游部。喷嘴尖端154的芯材料熔体通道172接收并引导来自套筒芯材料熔体通道152的芯材料熔体流经过中央开口182而流动至浇口124，中央开口182被形成为穿过尖端盖166的下游端。尖端分配器164还限定喷嘴尖端154内的中央表皮材料熔体通道174，其接收来自套筒表皮材料熔体通道150的熔体流并且将表皮材料的熔体流分离以形成表皮材料的外层和内层流。表皮材料的外层流进入多个隧道178（每个隧道178由设置在尖端分配器164和尖端盖166内的相邻的轴向对准的侧孔形成），以离开并进入形成于尖端盖166的外表面和尖端保持器168的内表面之间的喷嘴尖端外层熔体通道180。此后，表皮材料的一部分被引导经过外层熔体通道180而流动至浇口124。每个隧道178可被认为侧向地或径向地延伸，因为其允许成型材料相对于中央表皮材料熔体通道174中的成型材料的一般流动而侧向或向外地流动。而且，隧道178可被描述成与芯材料熔体通道172和/或芯材料熔体流交叉或如同交叉。每个隧道178可以是适合于连接中央表皮材料熔体通道174与外层熔体通道180的孔、缝隙、孔洞、开口、或者任何其它类型的经过尖端分配器164和尖端盖166的通道结构。表皮材料的内层流通过中央开口或通道176离开喷嘴尖端154而流向模具浇口124，中央开口或通道176被形成为穿过尖端分配器164的下游端并且与尖端盖166的中央开口182轴向对准。每个中央开口176、182与模具浇口124轴向对准，使得阀销126可滑动地设置在所述开口与浇口之间，如下面进一步的说明。

图3AA中示出，阀销126的尖端部128从浇口124中收回或拔出并且位于喷嘴尖端154的尖端分配器164的中央开口176内。尖端分配器中央开口176比阀销尖端部128更宽，以便在该位置，表皮材料通过中央开口176离开中央表皮材料熔体通道174，如参照图3C、图4C、图3D和图4D更详细的说明。

图3A、图3B、图3C和图3D分别示出了相同的部件以及在喷嘴尖端和浇口区中的阀销的取向，正如相应的标色的图4A、图4B、图4C和图4D；图4A、图4B、图4C和图4D示出了在各阀销位置的表皮材料和芯材料的流动。在图3A和图4A中，阀销126的尖端部128座置在浇口124内，阀销126的尖端导向段131座置在尖端分配器164和尖端盖166的中央开口176、182内，使得表皮材料或芯材料均不能从芯材料熔体通道172、中央表皮材料熔体通道174、或者外层熔体通道180流入模具腔体（未图示）。如图4A中所示，表皮材料熔体通道150内的可成型表皮材料将被分离以形成外层熔体流188，外层熔体流188离开中央表皮材料熔体通道174经过尖端分配器隧道178而流入在喷嘴尖端154内的外层熔体通道180和气泡区169和内层熔体流186，当第二喷嘴尖端中央开口176未被堵塞时外层熔体流188将离开中央表皮材料熔体通道174。在图4A中，外熔体通道152内的可成型芯材料在喷嘴尖端芯材料熔体通道172内形成芯材料熔体流184，当尖端盖中央开口182未被堵塞时芯材料熔体流184将流动至浇口124。

在图3B和图4B中，阀销126的尖端部128处在从浇口124中移出的收回位置，同时阀销126的喷嘴尖端导向段131仍然插入或者堵塞尖端分配器164和尖端盖166的中央开口176、182使得仅表皮材料的外层熔体流188被允许经由浇口124流入熔体腔（未图示）。外层熔体流188从中央表皮材料熔体通道174经由尖端分配器隧道178、外层熔体通道180和气泡区169而流动至模具浇口124。

在图3C和图4C中，阀销126的尖端部128处在从浇口124中移出的完全收回位置，并且阀销126的尖端导向段131从尖端分配器中央开口176和尖端盖中央开口182中移出或拔出。当以此方式使阀销尖端部128完全收回时，允许皮材料的内层熔体流186和芯材料熔体流184与表皮材料的外层熔体流188同时地经由浇口124流入模具腔体（未图示）。内层熔体流186从中央表皮材料熔体通道174经过尖端分配器中央开口176中流出，此后与从喷嘴尖端芯材料熔体通道172中流出的芯材料熔体流184汇合，使得内层熔体流186和芯层熔体流184经过尖端盖166的中央开口182与位于中央或者基本上被芯层熔体流184包围的内层熔体流186一起离开。在以这种方式离开尖端盖中央开口182之后，内层熔体流186和芯层熔体流184与表皮材料的外层熔体流188汇合，表皮材料的外层熔体流188同时地经过气泡区169流动至浇口124。由此，当这三种熔体流在接近共注射装置100浇口区的气泡区169中混合时大致为同心的内层熔体流186和芯层熔体流184基本上被外层熔体流188包围，然后同时地经由浇口124进入模具腔体。这样，当这三种熔体流同时经过气泡区169流入浇口124时，喷嘴尖端154的部件能够把芯层熔体流184定位在表皮材料的外层和内层熔体流188、186之间。因此，共注射装置100能够通过表皮材料和阻隔材料的同时注射而形成成型制品，该成型制品包括第一或表皮材料的内层和外层以及芯材料的中间层，这允许更快的注射周期并且也促进薄壁成型。

因此，根据本发明实施例的共注射装置100的阀销126被致动而具有双行程，由此结合喷嘴尖端154通过把两种进入的熔体流分成两种单独的熔体流而在浇口124处形成三个熔体流图案。在根据本发明一实施例的方法中，阀销126的第一行程把阀销尖端部128从浇口124中移出从而允许表皮材料（例如聚丙烯（PP））在浇口124处形成聚丙烯的第一层流同时阀销尖端导向段131堵塞芯材料层（例如阻隔材料，例如乙烯/乙烯醇共聚物（EVOH））从流经喷嘴尖端芯材料熔体通道172中的流动。阀销126的第二行程把阀销尖端部128收回至喷嘴尖端芯材料熔体通道172的上游从而形成乙烯/乙烯醇共聚物的阻隔层流，并且也收回至尖端分配器164的中央开口176的上游从而形成聚丙烯的内层流。以如上所述方式，乙烯/乙烯醇共聚物的第二层离开芯材料熔体通道172从而位于浇口124内的聚丙烯的外层和内层之间。

根据本发明一个实施例，可以通过调整阀销126的行程来控制成型制品中阻隔材料的芯层相对于表皮材料的内层和外层的位置。当以如图3AA中所示方式定位阀销126时，尖端部128在尖端分配器164的中央开口176内部突出，从而导致对表皮材料的内层熔体流186经过中央开口176的略微的节流或流量限制。这种对表皮材料的内层经过中央开口176的流量限制导致当外层熔体流188流过外层熔体通道180和气泡区169时被引导表皮材料的增加。通过增加被引导经过外层熔体通道180和气泡区169流动至浇口124的表皮材料相对于被引导经过中央开口176而流动至浇口124的表皮材料体积的相对体积，将利用更大体积的外层熔体流188使熔体流184的阻挡层向内朝向内层熔体流186流动。因此，在所形成的成型制品中，阻隔材料的芯层将位于表皮材料的内层和外层之间并且更靠近成型制品的内表面。相反，当以如图3C、3D、4C、4D中所示方式定位阀销126或者甚至定位在更大的上游收回位置时，尖端分配器164的中央开口176被很大程度地打开，以允许表皮材料的内层熔体流186自由地流过中央开口176，这导致与外层熔体流188流过外层熔体通道180和气泡区169时被引导的表皮材料相比，作为内层熔体流186被引导的表皮材料的增加。通过增加被引导经过中央开口176流动至浇口124的表皮材料相对于被引导经过外层熔体通道180和气泡区169而流动至浇口124的表皮材料体积的相对体积，将利用更大体积的第二熔体流186使阻挡材料的芯材料熔体流184向外朝向外层熔体流188流动。因此，在所形成的成型制品中，阻隔材料的芯层将位于表皮材料的内层和外层之间且更靠近成型制品的外表面。

在操作期间，操作者或自动检测装置可以检测新成型制品的芯层相对于表皮材料的内层和外层的位置。如果发现成型制品的芯层的定位不令人满意或者不合适，那么操作者可以命令致动机构132的电驱动以便调整阀销126的收回位置，从而以与前面节中所述的方式改变阻隔层相对于表皮材料的内层和外层的位置。

图3D和图4D是图3的沿线Y-Y所截取的喷嘴120的喷嘴尖端和浇口区的剖视图，其中阀销尖端部128处在完全收回的位置（如图3C和图4C中所示）。在图3D和图4D中，图示的尖端分配器164的各隧道178经由尖端盖166中的各侧壁开口190与喷嘴尖端154的外层熔体通道180流体连通。在一个实施例中，可以沿图3D和图4D中所示接触表面把尖端分配器164与尖端盖166铜焊到一起，以便维持尖端分配器164的隧道178与尖端盖166中的各侧壁开口190的对准。

本领域技术人员将理解的是，图3AA与图3D相比，尖端分配器164还包括构成芯材料熔体通道172的上游部的纵向孔192，纵向孔192用于接收来自套筒芯材料熔体通道152的芯材料熔体流。在本实施例中，尖端分配器164和尖端盖166内的相邻的孔形成彼此径向间隔90度的四个隧道178以及在隧道178之间延伸经过尖端分配器166的四个纵向孔192，从而允许芯材料熔体流在其周围流动。这样，隧道178可被描述成与芯材料熔体通道172和/或从该通道172中流过的芯材料熔体流184交叉或如同交叉。

图5是根据本发明另一个实施例的喷嘴520的浇口区的放大剖视图。相同的附图标记表示与上述喷嘴120保持不变的喷嘴520的特征物，因此对这些特征物不作进一步描述。被限定在套筒536和喷嘴尖端基部562之间的芯材料熔体通道572的上游部被放大，接近套筒536的下游端543并且连同接近下游端543的芯材料熔体通道572的下游部的放大的上游区构成环状减压室或区594，芯材料熔体流在进入喷嘴尖端分配器564的纵向孔592之前流入该减压室或区594。以相似的方式，利用芯材料熔体通道572的下游部的放大部构成环状减压室596，所述放大部是通过在熔体流离开喷嘴尖端分配器564的纵向孔592的位置从喷嘴尖端盖566中除去材料和喷嘴尖端分配器564中的至少一个而制成。被引导经过喷嘴尖端分配器564的纵向孔592的熔体流在环状减压室596中混合然后流过芯材料熔体通道572的剩余部分，在其通向浇口124的路径中使芯材料熔体流向喷嘴尖端盖566的中央开口582倾斜。

图6示出了根据本发明另一个实施例的热流道共注射装置600的剖视图。因此，其它实施例的特征和方面可用于本实施例。图6A-6C和图7A-7C是图6中所示浇口区A的放大剖视图，图6A和图7A示出了处在闭合位置的阀销和套筒，图6B和图7B示出了处在打开或收回位置的允许第一可成型材料的内层和外层流过模具浇口的阀销，图6C和图7C示出了套筒以及处在打开或收回位置从而允许第二可成型材料的中间层流过在第一可成型材料的内层和外层之间的浇口的阀销。

参照图6，共注射装置600包括：垫板607、各种模具板609、609'、609''、腔板611、轭板613、和歧管602。腔板611（为了便于说明而以简化的形式加以说明）部分地限定多个模具腔体633。轭板613被模具板609和垫板607包围。歧管602位于被由定位环612和阀盘616所维持的绝缘气隙包围的经冷却的模具板609、609'内。共注射装置600还包括热流道喷嘴620，各喷嘴620对应于被设置在模具板609'、609''内的各模具浇口插入物622所限定的模具浇口624。尽管共注射装置600的浇口区和模具浇口624是由模具浇口插入物622所构成，但这是说明性的而非限制性的，本领域技术人员将会认识到，在不背离本发明范围的情况下，浇口区可被一种或多种其它注射成型结构所限定，例如限定在模具腔体板中的模具浇口和浇口区。

各喷嘴620适合于接收可纵向滑动的套筒636和阀销626（图中的非阴影部分）。设置在轭板613中的是阀销致动器632，各致动器632用于致动各喷嘴620的各阀销626。设置在垫板607中的用于致动轭板613的轭板致动器615，其中可滑动套筒636的上游头642是固定的。垫板607包括至少一个流体通道617，用于供给所附接的轭板致动器615，并且轭板613包括至少一个流体通道617'，用于供给所附接的阀销致动器632。

歧管602包括第一组流道或熔体通道604，该通道604用于接收经由第一熔体进口或注口（未图示）来自第一熔体源（未图示）可成型表皮材料的第一熔体流，并且具有第二组流道或熔体通道608，该通道608用于接收经由第二熔体进口或注口（未图示）来自第二熔体源（未图示）的可成型芯材料的第二熔体流。第一组和第二组歧管流道604、608彼此独立且不连通，使得第一和第二熔体流不在歧管602中混合。第一组和第二组歧管流道604、608的长度、直径或宽度、以及一般几何形状取决于具体应用以及第一和第二可成型材料的量和性质。歧管602设置有加热器（未图示），用以维持各自的第一和第二可成型材料的第一和第二熔体流的温度。在一个实施例中，第一熔体流的表皮材料是用于对成型制品（例如塑料瓶的盖子）的内层和外层进行模压成型的主要或表面材料，第二熔体流的芯材料用于对成型制品的内层和外层之间的中间层、阻隔层、或者填充物层进行模压成型的阻挡材料。

各阀口喷嘴620尤其包括：喷嘴主体621、喷嘴加热器623、下面详细描述的喷嘴尖端654、以及本领域普通技术人员所知的其它部件。喷嘴主体621大体为圆柱形并且包括也大体为圆柱形的纵向孔646。各喷嘴620的纵向孔646对准歧管602的纵向孔640。可致动阀销626可滑动地分别延伸经过歧管602的孔640、646和喷嘴620，把阀销626的尖端部628的尺寸设计成座置在模具浇口624中。类似于阀销126，阀销626可包括当从阀销致动器632延伸至其尖端部628时直径减小的段。如图6A中所示，阀销626包括扩大的直径区635，该直径区635覆盖从喷嘴尖端654的尖端分配器664的内表面突出来的对准翅片693，如下所述，该直径区635用于使阀销尖端部628与模具浇口624对准。

套筒636可滑动地设置在歧管602的孔640、646和喷嘴620、以及喷嘴尖端654的孔660内。套筒636是空心的管状结构，其限定表皮材料熔体通道65并且分别在其外表面656与歧管602的孔640、646和喷嘴620之间形成环状芯材料熔体通道652，并且以类似于套筒136中所述的方式在外表面656与喷嘴尖端654的孔660之间形成环状芯材料熔体通道672a的上游部。表皮材料熔体通道650经由在套筒636上游部的纵向延伸的槽648与歧管602的第一组流道604连通，类似于套筒136的侧开口148，并且芯材料熔体通道652与歧管602的第二组流道608连通。考虑第一组流道604来设计槽648的尺寸和取向，从而当把套筒636定位在或者致动在收回的上游位置和延伸的下游位置之间时允许熔体流继续流动至表皮材料熔体通道650。在一个实施例中，阀销626可包括在其上游段的外直径，把该外直径的尺寸设计成堵塞套筒636的槽648从而能够以授予Fairy的美国专利第7,527,490号（其全部内容以参考的方式并入本文中）的方式关闭来自歧管602的第一组流道604的熔体流。

参照图6A-6C和图7A-7C，喷嘴尖端654包括被带螺纹尖端保持器668保持在喷嘴主体621的下游或前端中的螺纹孔内的尖端基部662、尖端分配器664和尖端盖666。喷嘴主体621中的凹状肩部和尖端基部662上的相应凸状肩部以及尖端基部662和尖端盖666和尖端保持器668的相应表面之间接触区的形状以喷嘴尖端154的部件的方式有助于该保持。也可使用其它联接方案，例如铜焊。尖端保持器668还包括密封部667，密封部667与浇口插入物622配合或密封并且防止成型材料进入它们之间的绝缘气隙671。包围浇口624的间隙或“气泡”区669把尖端盖666和尖端保持器668的下游表面675、677分别与浇口插入物622间隔开。

尖端基部662具有与套筒636的外表面656相反的内表面660，内表面660限定芯材料熔体通道672a的上游部和尖端分配器，尖端盖664、666限定芯材料熔体通道672b的下游部。如下所述，当收回套筒636时，喷嘴尖端654的芯材料熔体通道672a、672b的上游部和下游部接收并且引导来自芯材料熔体通道652的芯材料的熔体流流动至浇口624。尖端分配器664也限定喷嘴尖端表皮材料熔体通道674，该通道674接收来自表皮材料熔体通道650的表皮层材料的熔体流并且分离该熔体流而形成表皮材料的第一外层流和第二内层流。参照图7A，表皮材料的外层流离开表皮材料熔体通道674分别经过尖端分配器和尖端盖664、666的隧道或开口778、778'而进入形成于尖端盖666的外表面和尖端保持器668的内表面之间的喷嘴尖端外层熔体通道680d，外层流经过该通道680d的流动被引导至浇口624。各隧道778、778'可被认为侧向或径向地延伸从而允许成型材料相对于表皮层材料在喷嘴尖端表皮材料熔体通道674中的一般流动而侧向地或以锐角。各隧道778、778'可以是孔、缝隙、孔洞、开口、或者任何其它类型的通道结构。表皮材料的内层流离开表皮材料熔体通道674经过尖端分配器664的中央开口或通道676而流动至流向浇口624。

套筒636具有下游端643，下游端643通过打开和闭合孔口695而实现芯材料熔体通道672a的上游部与芯材料熔体通道672b的下游部和模具浇口624的熔体连通，使得套筒636被认为具有打开、收回位置和闭合位置、向前位置。套筒636的下游段637的内直径的被设计成当套筒636在打开位置和闭合位置之间运动时在尖端分配器664的上游段639外表面上滑动。

参照图6A-图6C，用一系列加号即“+”描绘构成内层流686和外层流688的表皮材料，用一系列的点即“·”描绘构成芯层熔体流684的芯材料。在图6A和图7A中，阀销626的尖端部628座置在浇口624内并且套筒636的下游端643抵靠尖端盖666从而堵塞芯材料熔体通道672b的下游部，因而使熔体流不从喷嘴尖端表皮、芯材料、或者外层熔体通道674、672b、680流入熔体腔640。在图6B和图7B中，阀销226的尖端部628处在从浇口624中移出的收回位置同时套筒636的下游端643仍然堵塞芯材料熔体通道672b的下游部，因而仅允许表皮材料的内层和外层熔体流686、688经由浇口624流入熔体腔640。外层熔体流688从表皮材料熔体通道674经由隧道678、678'、外层熔体通道680和气泡区669行进至浇口624。

在图6C和图7C中，把阀销626的尖端部628从浇口624中移出，并且把套筒636的下游端643从芯材料熔体通道672b的下游部收回或拔出，因而允许表皮材料的内层和外层熔体流686、688连同芯材料或阻隔材料的芯层熔体流684经由浇口124流入熔体腔633。在图6C中，表皮材料熔体通道650内的可成型材料分离而形成外层熔体流688（外层熔体流688离开表皮材料熔体通道674经过隧道778、778'流入外熔体通道680和气泡区669而流动至浇口624），并且形成内层熔体流686（内层熔体流686经过表皮材料熔体通道674流到浇口624）。在一个实施例中，当表皮材料的内层和外层熔体流流动至模具腔体从而选择性地改变表皮材料的流动时，可逐步地使阀销626前进或者收回。图6C中的提供给芯熔体通道672a的上游部的芯材料提供芯层熔体流684，当孔口695打开时熔体流684经过芯材料熔体通道672b的下游部流动至浇口624。这样，当熔体流684内层和外层熔体流686、688这三种熔体流同时地流过气泡区669并进入浇口624时，喷嘴尖端654的部件能够把芯材料的芯层熔体流684定位在表皮材料的内层和外层熔体流686、688之间。因此，共注射装置600能够通过同时注射表皮材料和芯材料而形成包括第一或表皮材料的内层和外层以及第二或芯材料的芯层的成型制品，由此可实现更快的周期时间并且也便于薄壁成型。

图8是根据本发明另一个实施例的图6中所示浇口区A的放大剖视图。图8的实施例中示出的所有特征与前述实施例中所描述特征是相同的，除了阀销826包括具有更大直径的下游段831。较大直径的阀销下游段831减小流过喷嘴尖端表皮材料熔体通道674的表皮材料的内层熔体流的体积，由此增加流过喷嘴尖端外熔体通道680的表皮材料外层熔体流的体积或余量。

尽管图6和图8的可伸缩套筒共注射装置被描述成实施同时成型，但在其它实施例中该装置也可实施顺序成型。更具体地，可以以如图6B和图7B中所示的方式收回阀销626，因而仅允许表皮材料的内层和外层熔体流经由浇口624流入熔体腔640。被提供用于形成内层和外层熔体流的表皮材料源然后被收回的套筒636的下游端643中断，防止堵塞如图6C和图7C中所示而定位的芯材料熔体通道672b的下游部，因而仅允许芯材料的芯层熔体流经由浇口624流入熔体腔640。此后，通过使套筒636的下游端643前进而再一次堵塞芯材料熔体通道672b的下游部，从而中断芯层熔体流并且再次允许表皮材料的内层和外层熔体流经由浇口624流入熔体腔640。

图9是根据本发明另一个实施例的阀口喷嘴920的浇口区的放大剖视图。喷嘴920尤其包括：限定第一和第二熔体通道950、952的喷嘴主体921、喷嘴尖端954、以及本领域普通技术人员所知的其它部件（例如加热器和热电偶）。喷嘴920的第一熔体通道950接收经由各种热流道部件（未图示）来自第一熔体源的可成型表皮材料的第一熔体流，喷嘴920的第二熔体通道952接收经由各种热流道部件（未图示）来自第二熔体源的可成型第二材料的第二熔体流。

喷嘴尖端954包括第一部962、第二部964和第三部966，这三个部被带螺纹尖端保持器968保持在喷嘴主体921的下游或前端中的螺纹孔970中。喷嘴尖端的第一、第二和第三部962、964、966各自包括带大体为管状的延伸部的凸缘上游端，其尺寸设计成堆叠在一起从而在它们之间限定各种喷嘴尖端熔体通道。更具体地，喷嘴尖端第一部962具有凸缘端941和管状延伸部945，喷嘴尖端第二部964具有凸缘端951和管状延伸部955，喷嘴尖端第三部966具有凸缘端981和管状延伸部985。凸缘端941、951、981具有大体相等的外直径并且相互堆叠从而被作用于凸缘端981的接触区963的尖端保持器968固定在喷嘴主体921的凹状肩部919上。喷嘴尖端第一部962的凸缘端941限定中央、中间和外熔体通道974、972、980的第一上游段974'、972'、980'，喷嘴尖端第二部964的凸缘端951限定中间和外熔体通道972、980的第二上游段972''、980''，喷嘴尖端第三部966的凸缘端981限定外熔体通道980第三上游段980'''。第一上游段974'、980'以及第二和第三上游段980''、980'''与喷嘴920的第一熔体通道950流体连通，以便把从第一熔体通道950中所接收的第一熔体流分离成内层和外层熔体流。第一和第二上游段972'、972''与喷嘴920的第二熔体通道952流体连通，用以接收来自第二熔体通道的第二熔体流，该第二熔体流当其经过喷嘴尖端954的剩余部分时变为中间层熔体流。

喷嘴尖端的第一、第二和第三部962、964、966的管状延伸部945、955、985通常具有增大的外直径，从而同心地相互配合并且在其相应的表面之间限定喷嘴尖端熔体通道972、980。更具体地，把第一部962的管状延伸部945的尺寸设计成配合到第二部964的管状延伸部955内，从而限定它们之间的中间熔体通道972。管状延伸部945包括在其外表面中的肩部949，该外表面与第一和第二上游段972'流体连通972''从而引导第二材料的中间层熔体流向下游方向流入中间熔体通道972。肩部949包围管状延伸部945并且在相对于第一部962的纵向轴线为锐角的平面上，定位成在肩部949的最上游点接收来自第二上游段972''的中间层熔体流并且引导熔体流沿肩部949的壁流入中间熔体通道972向下游流动。喷嘴尖端第一部962的管状延伸部945也限定中央熔体通道974，阀销926在该通道974中可滑动地延伸，通道974与第一上游段974'流体连通从而接收来自上游段974’的表皮材料内层熔体流。把第二部964的管状延伸部955的尺寸设计成配合到第三部966的管状伸部985内，从而限定它们之间的外熔体通道980。类似于管状延伸部945，管状延伸部955包括在外表面中的肩部959，肩部959与第一、第二和第三上游段980'、980''、980''流体连通从而引导表皮材料的外层熔体流进入外熔体通道980。肩部959包围管状延伸部955并且在相对于第一部962的纵向轴线为锐角的平面，第一部962被定位成在肩部959的最上游点接收来自第三上游段980'''的外层熔体流并且引导熔体流向下游方向沿肩部959的壁流入外熔体通道980。

喷嘴尖端954的中央、中间和外熔体通道974、972、980分别具有环状出口947、957、987，这些环状出口引导来自这些熔体通道的熔体流流入气泡区969因而把来自中间熔体通道972的中间层熔体流定位在分别来自内熔体通道和外熔体通道974、980的内层与外层熔体流之间。中间熔体通道972的环状出口957略微向中央熔体通道974倾斜，以便在注射成型周期期间中断第二材料熔体流时有助于防止第二或阻隔材料的“排出”。更具体地，当在注射周期期间中断第二材料熔体流以防止中间层材料继续进入内和外熔体流时，经过环状出口947离开中央熔体通道974的内层材料可在环状出口957处剪断中间层材料。

在图9中，阀销926具有尖端部928，尖端部928座置在浇口插入物922的模具浇口924中从而关闭模具浇口使得没有熔体流过该模具浇口。当把阀销尖端部928从模具浇口924收回或移出并且第一和第二熔体流分别被注射时，分别经由环状出口947、957、987而离开喷嘴尖端954的中央、中间和外熔体通道974、972、980的内层、中间和外层熔体流在共注射装置浇口区的气泡区969内混合，同时经过模具浇口924流入模具腔体933并且以与前面的实施例相似的方式形成三层成型制品。本领域普通技术人员将会理解的是，阀销92可以在打开位置、收回和闭合位置、座置位置之间以常规方式被致动，例如通过调整图1的实施例中所示的阀销致动系统的操作。

图10示出了根据本发明另一个实施例的在浇口区中的图9的喷嘴920。喷嘴920包括喷嘴尖端954，该尖端以前述方式把内层、中间层和外层熔体流输送入气泡区1069从而把内层、中间层和外层熔体流输送至气泡区969。在图10的实施例中，利用三件的经加热模具浇口插入物1022把来自气泡区1069的混合熔体流经由模具浇口1024输送至模具腔体1033。更具体地，第一模具浇口部1022A接收喷嘴尖端954的下游端，使得尖端保持器968密封第一模具浇口部1022A的内表面并且限定它们之间的气泡区1069，该气泡区1069接收分别经由环状出口947、957、987离开喷嘴尖端954的中央、中间和外熔体通道974、972、980的内层、中间层和外层熔体流。第一模具浇口部1022A的出口1053通过第二模具浇口部1022B的熔体通道1083供给混合的内层、中间层和外层熔体流，第二模具浇口部1022B被座置在其外表面中的凹槽1079内的加热元件1073加热。经加热的第二模具浇口部1022B允许当熔体流流过熔体通道1083时调整混合的内层、中间层和外层熔体流的温度，这在某些成型应用中是合适的。在本发明的一个实施例中，可通过降低第二模具浇口部1022B相对于喷嘴920的温度的相对温度而增加喷嘴中的背压，这可有助于使新混合的熔体流变稳定。在另一个实施例中，相对于喷嘴920的温度可提高第二模具浇口部1022B的温度，这样当熔体流流过熔体通道1083时可减小混合的内层、中间层和外层熔体流的粘度，由此增加混合材料的流速，这可有助于使新混合的熔体流稳定。第二模具浇口部熔体通道1083把混合的熔体流引导至第三模具浇口部1022C的模具浇口1024。

在图10的实施例中，阀销1026具有尖端部1028，尖端部1028座置在第三模具浇口部1022C的模具浇口1024中从而将模具浇口闭合并且无熔体流过该模具浇口。当把阀销尖端部1028从模具浇口1024中收回并且分别注射第一和第二熔体流时，离开喷嘴尖端954的中央、中间和外熔体通道974、972、980的内层、中间层和外层熔体流分别经由环状出口947、957、987在接近浇口区的气泡区1069内混合，同时地经过第一模具浇口部1022A的熔体出口1053和第二模具浇口部1022B的熔体通道1083经由第三模具浇口部1022C的模具浇口1024流入模具腔体1033从而以前面实施例的方式形成三层成型制品。本领域普通技术人员应当理解的是，阀销1026可以在打开位置、收回和闭合位置、座置位置之间以常规方式被致动，例如通过调整图1的实施例中所示的阀销致动系统的操作。

可利用任何合适的紧固件或者通过铜焊使模具浇口第一和第二部1022A、1022B相互固定。经加热的模具浇口第二部1022B座置在经冷却模具浇口第三部1022C中，在它们之间的绝缘空气隙1089中，使得模具浇口第二部1022B仅在密封面1091与模具浇口第三部1022C接触。模具浇口第一部1022A位于模具板1009内并且与模具板1009接触，模具浇口第三部1022C位于模具腔体板1011内并且与模具腔体板1011接触。模具浇口第二部1022B在模具板1009和模具腔体板1011之间延伸，从而利用模具浇口第一和第三部1022A、1022C与其热隔离。

图11是根据本发明另一个实施例的喷嘴1120的浇口区的剖视图。因此，本文中所描述其它实施例的特征和方面可使用与本实施例相同的附图标记，用于喷嘴1120的特征物与上述喷嘴120相同，因此对这些特征物不作进一步描述。类似于喷嘴尖端154和尖端保持器168，喷嘴1120的喷嘴尖端1154包括尖端基部1162；利用包围浇口124的气泡区1169分别使被带尖端盖1166的下游表面1175、1177和尖端保持器1168的喷嘴主体121的下游端内的带螺纹尖端保持器1168所保持的尖端分配器1164和尖端盖1166与浇口插入物122间隔。

尖端基部1162包括与套筒136外表面相对的内表面，该内表面用于限定芯材料熔体通道152在喷嘴尖端1154内的部分。尖端分配器和尖端盖1164、1166限定芯材料熔体通道1172，该通道1172接收并引导来自芯材料熔体通道152的芯材料的熔体流经过尖端盖1166的中央开口1182流动至浇口124。尖端分配器1164还限定中央表皮材料熔体通道1174，该通道1174接收来自套筒表皮材料熔体通道150的熔体流并且引导皮材料的熔体流离开隧道1178而形成表皮材料的外层流并且离开尖端分配器1164的中央开口1176而形成表皮材料的内层流。当表皮材料的内层流流向模具浇口124时，表皮材料的内层流也经过尖端盖1166的中央开口1182。

各隧道1178具有与中央表皮材料熔体通道1174流体连通的进口以及与外层熔体通道1180流体连通的出口，该出口形成于尖端盖1166的外表面与尖端保持器1168的内表面之间。各隧道1178包括被是短的管状部件的单独隧道延伸部1199所限定的下游部。各隧道延伸部1199具有固定在尖端分配器1164的相应的相对孔中的上游端以及把芯材料熔体通道1172桥连至经过尖端盖1166内的孔的长度。当如此定位时，各隧道延伸部1199的出口与外层熔体通道1180流体连通，被各隧道1178接收的表皮材料的熔体流的一部分经过外层熔体通道1180被引导至浇口124。各隧道1178可被认为侧向或径向地延伸从而允许成型材料相对于成型材料在中央表皮材料熔体通道1174中的一般流动而侧向地或向外地流动。同样，隧道延伸部1199和/或隧道1178可描述成与芯材料熔体通道1172和/或流过该通道1172的芯材料熔体流交叉或如同交叉。此外，在图11的实施例中，尖端分配器1164不包括纵向孔，例如尖端分配器164的纵向孔192，因为芯材料熔体流能够在芯材料熔体通道1172内的隧道延伸部1199的外表面的周围和之间流动。

在图11中，阀销126的尖端部128座置在浇口124内，尖端导向段131座置在尖端分配器1164和尖端盖1166的中央开口1176、1182内，使得表皮或者芯材料均不能从芯材料熔体通道1172、中央表皮材料熔体通道1174、或者外层熔体通道1180流入模具腔体（未图示）。至于参照图3A-3D和4A-4D所描述的实施例，阀销126从模具浇口124中选择性回缩并且随后经过中央开口1176、1182允许表皮材料的内层和外层同时从表皮材料熔体通道1174和外层熔体通道1180的流动，分别，以及芯层熔体流从芯材料熔体通道1172中的流动，并且这三种熔体流在接近共注射装置的浇口区的气泡区1169中混合此后经由浇口124同时地进入模具腔体（未图示）。这样，本实施例允许以类似于前面实施例的方式形成三层成型制品。

图12是根据本发明另一个实施例的喷嘴1220的浇口区的剖视图。因此本文中所描述其它实施例的特征和方面可以使用与本实施例相同的附图标记，喷嘴1120的特征物与上述喷嘴120相同，因此对这些特征物不作进一步描述。喷嘴1220具有多个喷嘴尖端1254，这些喷嘴尖端1254被带螺纹的尖端保持器1268保持在喷嘴主体121的下游孔中。喷嘴尖端1254包括尖端基部1262、尖端分配器1264、和尖端盖1266、以及多个隧道延伸部1299，通过把隧道延伸部1299铜焊或以其它方式固定在一起而形成经过喷嘴尖端1254的一系列喷嘴尖端熔体通道。更具体地，尖端分配器和尖端盖1264、1266限定芯材料熔体通道1272，该芯材料熔体通道1272接收并引导来自芯材料熔体通道152的芯材料的熔体流经过尖端盖1266的中央开口1282流动至浇口1224。尖端分配器1264还限定表皮材料熔体通道1274，该熔体通道1274接收来自套筒表皮材料熔体通道150的熔体流并引导表皮材料的熔体流离开隧道1278以形成表皮材料的外层流并且离开尖端分配器1264的中央开口1276以形成表皮材料的内层流。当表皮材料的内层流向模具浇口1224流动时，表皮材料的内层流也经过尖端盖1266的中央开口1282。与上述实施例相反，尖端基部1262的结构延伸进入在尖端保持器1268和尖端盖1266之间的浇口区，使得尖端基部1262的内表面与尖端盖1266的外表面限定外层熔体通道1280，用于接收来自隧道1278的表皮材料的外层流并且把该外层流经过尖端基部1262的中央开口1294输送至模具浇口1224。

尖端基部1262、尖端分配器1264、和/或喷嘴尖端1254的尖端盖1266分别是由导热或高导热材料（例如铍铜）制成。在本实施例中，外层熔体通道1280形成于喷嘴尖端1254的两个导热部件之间而不是如前面的实施例形成于喷嘴尖端部件和更加绝缘的尖端保持器之间，经过外层熔体通道1280的表皮材料的外层流可处于某些聚合物材料的较高操作温度或者附近，例如使聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）流动相关的操作温度。此外，从表皮材料熔体通道1274中输送出的表皮材料的内层流和从芯材料熔体通道1272中输送出的芯材料流也必须分别经过尖端基部1262的中央开口1294，流向模具浇口1224使得这三种熔体流在进入经冷却的模具浇口之前有效地在热喷嘴尖端1254混合，这对于PET的成型制品来说是理想的布置。为了防止来自浇口1224区中的尖端基部1262a的热损失，可把VESPEL等的绝热盖1298定位在尖端基部1262的下游面和浇口插入物1222之间以防止两者之间的接触。

各隧道1278具有与表皮材料熔体通道1274流体连通的进口以及与外层熔体通道1280流体连通的出口。在图12的实施例中，隧道1278位于与喷嘴尖端1254的上游端相邻的位置，并且并非由尖端分配器1264所构成。相反，每个隧道1278由单独的隧道延伸部1299限定，隧道延伸部1299是短的管状部件。每个隧道延伸部1299具有被固定在尖端分配器1264的相应孔中的上游端以及被固定在尖端盖1266的相应孔内的下游端，在上游段与下游端之间具有桥连芯材料熔体通道1272的长度。当如此定位时，每个隧道延伸部1299的进口和出口分别与表皮材料熔体通道1274和外层熔体通道1280流体连通。每个隧道1278可被认为横向或径向地延伸，从而允许成型材料相对于成型材料在表皮材料熔体通道1274中的一般流动而侧向或向外流动。此外，在图12的实施例中，尖端分配器1264不包括纵向孔，例如尖端分配器164的纵向孔192，因为芯材料熔体流能够在芯材料熔体通道1272内的隧道延伸部1299的外表面附近和之间流动。

在图12中，阀销1226的扩大的尖端导向段1231座置在尖端分配器1264、尖端盖1166和尖端基部1262的中央开口1276、1282、1294中，使得表皮或芯材料不能从喷嘴尖端表皮材料熔体通道1274、芯材料熔体通道1272、或者外层熔体通道1280流入模具腔体（未图示）。阀销1226的尖端部1228从模具浇口1224中回缩并且随后经过各中央开口1276、1282、1294允许同时分别来自表皮材料熔体通道1274和外层熔体通道1280的表皮材料的内层和外层的流动，以及来自芯材料熔体通道1272的芯层熔体流的流动，由此允许三层成型制品的形成。

尽管图示的共注射装置100具有限定模具浇口124的一体的模具浇口插入物122，但其它实施例可经由多件的模具浇口插入部件，例如，如图10的实施例中所示，或者可以不具有模具浇口插入物反而仅具有模具板在中的壁。同样，在不背离本发明范围的情况下，模具浇口插入物122的表面可以提供或者可以不提供模具腔体的一部分并且可以包括或者可以不包括冷却通道（未图示），该冷却通道用于使冷却液循环以协助使模具腔体中的成型材料固化。

尽管上述各实施例描述了从各歧管流道被引导而直接流入延伸至其模具浇口的系统的各个内熔体和外熔体通道中的第一和第二熔体流，但在其它实施例中阀销衬套可包括熔体通道，用于接收分别来自歧管流道的表皮材料和芯材料熔体流并引导它们分别流动至与其流体联通的热流道喷嘴的表皮材料和芯材料熔体通道。示例性阀销衬套1316可适用于图13中所公开的其实施例。阀销衬套1316位于热流道歧管1302和喷嘴120之间并且包括用于接收套筒1336的在这两者之间延伸的孔1340a，套筒1336相应地引导阀销126。在图13的实施例中，套筒1336包括是独立于套筒管状体1336a的部件的头段1342，其中在两个部件之间存在间隙，以适应操作条件下的热膨胀。类似地，在阀销衬套1316的导向延伸部1316c和歧管1302的孔1340b之间存在间隙，以适应操作条件下的热膨胀。阀衬套1316以及上述一系列间隙允许在不影响阀销126与浇口的对准的情况下发生歧管1302的热膨胀。

衬套1316包括：表皮材料熔体通道1316a、用于接收来自歧管1302的第一组熔体通道1304的表皮材料熔体流、以及芯材料熔体通道1316b、用于接收来自歧管1302的第二组熔体通道1308的芯材料熔体流。表皮材料熔体通道1316a经由开口1348把表皮材料熔体流输送至喷嘴120的表皮材料熔体通道150，芯材料熔体通道1316b把芯材料熔体流输送至喷嘴120的芯材料熔体通道152。在一个实施例中，可利用螺栓连接把阀销衬套1316固定到喷嘴120以确保热膨胀期间的稳定性。在本发明的实施例中，阀销衬套1316可包括加热器。

任何上述可移动套筒实施例可以适用于气体辅助注射成型。在这种实施例中，芯材料将会是气体（例如氮气），而不是聚合物材料。该气体将会以中间层材料的形式提供给所制造的成型制品。

另外，尽管上面描述的各实施例被描述成执行第一和第二可成型材料向模具腔体内的同时注射，但根据本发明实施例的系统可被致动以执行第一和第二可成型材料的顺序注射，如在某些成型用途（例如较厚零件的成型）中是合适的。

本文中所述共注射装置的各部件的材料包括：钢、工具钢（HI3）、铜合金、铜-铍、钛、钛合金、陶瓷、高温聚合物、以及类似的材料。在一个实施例中，喷嘴尖端基部可由TZM或者钼制成，喷嘴尖端分配器和盖部以及尖端保持器可分别由HI3制成。

虽然上面已描述了根据本发明的各种实施例，但应理解的是这些实施例只是仅通过说明和举例而给出，并非是限制性的。相关领域的技术人员将理解的是，在不背离本发明精神和范围的情况下，可在形态和细节中做出各种变化。因此，本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制，但只应受根据所附权利要求及其等效物的限定。也应当理解的是，本文中所描述各实施例以及本文中所引用各参考文献的各特征可结合任何其它实施例的特征而使用。本文中所述的所有专利和公布的全部内容以参考的方式并入本文中。

Claims

1.一种共注射成型装置，包括：

注射成型喷嘴，所述注射成型喷嘴具有用于携带表皮材料熔体流的表皮材料熔体通道和用于携带芯材料熔体流的芯材料熔体通道；以及

喷嘴尖端，所述喷嘴尖端联接到所述喷嘴的下游端，所述喷嘴尖端限定：

中央表皮材料熔体通道，所述中央表皮材料熔体通道用于接收来自所述喷嘴的表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流，

环状芯材料熔体通道，所述环状芯材料熔体通道用于接收来自所述喷嘴的芯材料熔体通道的芯材料熔体流，以及

环状外层熔体通道，所述环状外层熔体通道经由一个或多个径向延伸的隧道流体地连接到所述中央表皮材料熔体通道，其中，被所述中央表皮材料熔体通道接收的表皮材料熔体流的一部分经由所述一个或多个隧道被引导至所述外层熔体通道，并且其中，所述一个或多个隧道与所述芯材料熔体流交叉，并且

其中，来自所述中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流、来自所述芯材料熔体通道的芯材料熔体流以及来自所述外层熔体通道的表皮材料熔体流在进入模具浇口之前在所述共注射成型装置的浇口区内或者在所述喷嘴尖端内混合。

2.如权利要求1所述的装置，还包括：

管状套筒，所述管状套筒被设置成在所述喷嘴的纵向孔内延伸从而把所述喷嘴孔划分成所述表皮材料熔体通道和所述芯材料熔体通道，其中，所述表皮材料熔体通道由所述套筒的内表面限定，并且同心的芯材料熔体通道被限定在所述套筒的外表面和所述喷嘴孔之间；以及

阀销，所述阀销被可滑动地设置成穿过由所述套筒限定的所述喷嘴的表皮材料熔体通道以及所述喷嘴尖端的纵向对准的中央表皮材料熔体通道。

3.如权利要求2所述的装置，其中，所述阀销在浇口闭合位置、至少一个部分收回位置和完全收回位置之间是可致动的。

4.如权利要求2所述的装置，其中，所述喷嘴尖端包括限定所述喷嘴尖端的所述中央表皮材料熔体通道的尖端分配器并且包括穿过其下游端的中央开口，所述中央开口与所述模具浇口轴向对准并且所述阀销被可滑动地设置成从中穿过。

5.如权利要求4所述的装置，其中，所述喷嘴尖端包括尖端盖，所述尖端盖的内表面的至少一部分与所述尖端分配器的外表面间隔，以在它们之间限定所述环状芯材料熔体通道的下游部，并且其中，所述尖端盖包括穿过其下游端的中央开口，所述中央开口与所述尖端分配器中央开口和所述模具浇口轴向对准使得所述阀销被可滑动地设置成从中穿过。

6.如权利要求5所述的装置，其中，所述一个或多个隧道由所述尖端分配器和所述尖端盖中的轴向对准的侧孔形成。

7.如权利要求5所述的装置，其中，所述一个或多个隧道至少部分地由管状延伸部件限定，所述管状延伸部件在所述尖端分配器和所述尖端盖之间延伸以与限定在它们之间的所述芯材料熔体通道交叉。

8.如权利要求5所述的装置，其中，所述喷嘴尖端包括尖端基部，所述尖端基部具有与所述尖端盖接触的下游端，所述尖端基部具有与所述套筒的在所述喷嘴尖端内延伸的一段的外表面间隔的内表面，以在它们之间限定所述环状芯材料熔体通道的上游部。

9.如权利要求1所述的装置，其中，所述喷嘴尖端经由带螺纹的尖端保持器被固定在所述喷嘴的下游端内。

10.如权利要求5所述的装置，其中，所述喷嘴尖端经由带螺纹的尖端保持器被固定在所述喷嘴的下游端内，所述尖端保持器具有与所述尖端盖的外表面间隔的内表面，以在它们之间限定所述环状外层熔体通道。

11.如权利要求5所述的装置，其中，所述喷嘴尖端经由尖端保持器被固定到所述喷嘴的下游端，并且所述喷嘴尖端包括尖端基部，所述尖端基部在所述尖端保持器和所述尖端盖之间延伸，所述尖端基部具有与所述尖端盖的外表面相对的内表面，以限定所述外层熔体通道。

12.如权利要求11所述的装置，还包括：

绝缘盖，所述绝缘盖定位在所述尖端基部的下游面和浇口插入物之间以防止两者之间的接触。

13.如权利要求4所述的装置，其中，所述尖端分配器、所述尖端盖和所述尖端基部被铜焊到一起以形成所述喷嘴尖端。