CN105008106A - 用于制造塑料模制件的方法以及注塑机 - Google Patents

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Abstract

在制造塑料模制件时，所示塑料模制件具有嵌入塑料中的防护层，在由防护薄膜的坯料构成的三维的型坯件上依次向注塑机的不同空穴注入塑料，所述防护薄膜包括两侧都用塑料材料涂层的防护层。在此，防护薄膜坯料的塑料涂层分别通过注入的塑料熔体至少表面上被熔化。并且型坯件在各个相互对置的侧面上被设在相关的部分工具上的容纳部支承。

Description

用于制造塑料模制件的方法以及注塑机
本发明涉及一种用于制造塑料模制件的方法，该塑料模制件具有嵌入塑料中的防护层。本发明还涉及一种注塑机。
在不同的应用领域中，存在对具有嵌入的防护层的塑料模制件的需求。这尤其适用于食品包装和(可反复开关的)容器的领域，即为了保护敏感的食物而阻止氧气渗入塑料包装的内部、或者避免在工业用物质中易挥发成分的扩散。这种技术可以从在现有技术中、例如WO 2010/139566已知。
在成本方面存在特别的挑战在于，能够有效地且工艺可靠地制造这种塑料模制件，其中，嵌入塑料中的防护层具有非常低的厚度。
这种技术问题根据本发明通过权利要求1所述的方法所解决。在与用于这种方法的其他技术特征的功能性协调的共同作用中，根据本发明的方法的特征尤其在于，应变成待生产的塑料模制件的嵌入塑料中的部分的防护层首先(由于两侧被塑料材料涂层)是三维的、由多层防护薄膜坯料坯料构成的型坯件，这种型坯件在使用多层注塑工艺的情况下被注塑包封。在相应的注塑步骤中，注入工具中的塑料熔体与防护薄膜坯料的(通过自身热量)熔化或熔融的层材料相连接，这会导致防护层在注塑的塑料模制件中的特别牢固和持久的可靠的固定。所述方法在此工艺稳定地加工极薄的防护层(多层防护薄膜)。然后，防护层一方面通过相应的塑料层材料支撑和保护，因而该防护层在注塑工艺中在注塑模制件内部承受较强的应力；并且另一方面，如下面还会详细阐述的那样，型坯件在注塑模制件中得到大面积地支承，即在每个所涉及的注塑步骤中塑料材料被注射的一侧的对置面上得到支承。本发明的另一个优点在于，提供了对待加工的防护层的极其简单和可靠的加工，因为这种防护层在放进注塑模制件中时是由防护薄膜坯料构成的三维的(理想内在刚度的)型坯件的部分。在通常的应用中，如果防护层的两个塑料层的厚度分别在防护薄膜坯料(在它成型之前)的防护层的厚度的10倍至100倍之间，则不仅在方法实行(如上)方面而且在最终产品的特性方面都是非常有利的。
本发明的另一些优点和有利的观点由下面的阐述给出，尤其结合不同的优选实施例给出。
在此，本发明的特别优选的第一变形方案的特征在于，所述型坯件通过多层防护薄膜的平坦坯料的热成形而成型。所述的坯料在此尤其能够由所述的多层防护薄膜冲压而成，其中，根据各自的特殊性(例如所使用的材料以及它们的强度)还能够使用不同的方法(例如激光切削或者超声冲压)。通过所述的热成形例如可以制造或多或少盆状的型坯件，如它在制造容器的范围内，该容器例如能够用于容纳食品。
特别优选的是，型坯件的每个边缘(所述边缘由多层防护薄膜构成的坯料的切边形成)被注塑包封。以这种方式，防护层被完全地包封在塑料模制件中。它可以不直接暴露在任何环境影响下，并且得到机械防护。以这种方式，特别薄的防护层长久地保持它的功能性。在本发明的应用中，因此成功使用防护材料，它与在传统的用于制造塑料模制件的注塑方法中所使用的防护材料相比明显地更薄并且因此成本更低廉。因此，例如如果为形成所述的三维的型坯件而使用PP/EVOH/PP(聚丙烯/乙烯乙烯醇共聚物/聚乙烯)-三层防护薄膜时，则使用由EVOH构成的只有5至10μm厚的薄膜。
根据本发明的另一个优选的改进方案设定，涂层材料和注塑材料相同或者由相同的材料族构成。这通过熔融形成特别长效的塑料模制件，有助于涂层材料和注塑材料之间的持久牢固的和长效的材料连接。
在适合的方法实施过程中，(尤其通过热成型)成型为三维的型坯件的多层防护薄膜在注塑工艺中在扩展的功能性方面被进一步改善，例如设有用于超声焊接的能量输出装置或者铰链或者密封件等。
注塑机在它的应用中可以特别可靠地执行上面所述的按照本发明的方法，如在权利要求9中所述的那样。在与其他技术特征的功能性协调的共同作用中，根据本发明的注塑机的特征在于，设有三个部分工具，即分别配属于压模板的第一和第二部分工具，和布置在所述第一与第二部分工具之间的第三部分工具，所述第三部分工具能够绕着平行于注塑机的闭合轴线(Schlieβachse)延伸的旋转轴线旋转，并且具有多个绕着旋转轴线布置的空腔。在闭合的工具中，该工具具有多个成型空腔，它们分别通过第一部分工具、第二部分工具以及第三部分工具的相关的空腔的壁限定边界。在此特别有意义的是，第三部分工具的空腔不仅在朝第一部分工具的方向上而且在朝第二部分工具的方向上都是开口的，因而注塑材料(根据相应的方法步骤)能够从第一部分工具侧和第二部分工具侧注入该空腔中。在注塑机内部，单个的注塑步骤在不同的工作台上运行，其中，在第一注塑步骤中生成注塑坯件，所述注塑坯件通过上面所述的方法尤其可以由三维的型坯件连同从一侧注塑在该型坯件上的、限定待制造的塑料模制件的壁面的塑料构成，借助第三部分工具通过其绕着旋转轴线的旋转将所述注塑坯件从工作台输送到下一工作台上。在第二工作台内，通常在此将塑料注塑在第二侧面上，因而在那产生限定待制造的塑料模制件的壁面的结构。
在使用所示的注塑机的情况下特别有地得运行上面所述的根据本发明用于制造塑料模制件的方法，该塑料模制件具有嵌入塑料中的防护层。
在此特别有利的是，至少一个部分工具具有用于待包封注塑的插入件(尤其上面所述的由多层防护薄膜构成的型坯件)的容纳部，其中，尤其容纳部的几何形状能够大面积地与插入件的几何形状相一致，从而插入件在至少一个注塑步骤中大面积地通过容纳部得到支承。这种可能性与多级的注塑过程直接相关，所述多级的注塑过程能够使得插入件的侧面得到大面积地支承，更确切地说是在没有通过相关的注塑步骤被涂覆塑料的侧面上进行支撑。以这种方式，在具有高粘性的熔体的高度动态的的注塑过程中对于插入件的损害风险当然就变得非常低了。这就开头所述的技术问题(降低防护层的厚度)而言也是特别重要的方面。
根据另一个优选的改进方案，翻转单元具有包围第三部分工具的框架。这就翻转单元的强度而言是非常有利的。根据对第三部分工具的形状强度和/或可旋转的支承的要求，在此能够完全地或者部分地填充框架，其中，为了在上面所述的布置在第三部分工具中的空腔能从两侧被触及，框架的可能的填充件与各个注塑工作台在几何形状上相对应地具有通孔。
本发明同样地适用于具有(相对于机床)固定的翻转单元的注塑机以及这种具有固定的和可运动的压模板的注塑机，其中，在本发明的根据特别优选的改进方案中将翻转单元设计为可移动的。特别优选的是，翻转单元的重量通过适合的线性导引件直接地传导到注塑机的机架内(机床)。备选或者额外地，翻转单元能够在注塑机的横梁上导引。
以下结合在附图中图示的特别优选的实施例来详细地阐述本发明。在此，
图1示出剖切在工具打开的情况下根据本发明设计的注塑机所得的局部轴向剖面图，和
图2示出根据图1所示(具有较小的、在此不明显的变型方案)的在工具闭合的情况下的注塑机。
如果在此处的描述中未作其他说明，则在附图中在此仅关注的截面范围内所示出的注塑机相当于充分已知的现有技术；该注塑机尤其具有固定的第一压模板1和可沿着机器轴线2移动的第二压模板3，其中，第二压模板通过线性导引件4支承在机架(机床)5上。横梁6在两个压模板之间延伸。闭合单元和两个注塑单元不可见，所述注塑单元中的一个配属于第一压模板1并且另一个配属于第二压模板3。在第一压模板1上夹紧第一部分工具7，并且在第二压模板3上夹紧第二部分工具8。注塑机在该位置上的基本结构不必详细阐述；相反，就此可以参考现有技术。
在两个压模板1和3之间布置翻转单元9。这种翻转单元包括基础结构10，它具有框架11和加固的填充件12，其中，基础结构能够通过线性导引件13可移动地支承在机架5上。按照需要设置基本结构10在横梁6上的附加导引。
第三部分工具14绕着平行于机器轴线2的旋转轴线15可旋转地支承在基础结构10上。第三部分工具14包括圆盘形的旋转体16和容纳在旋转体中的成型组件17。两个成型组件在此在形状方面与其限定相应的空腔18的表面19相一致。
在工具闭合的情况下中(图2)，空腔18与第一部分工具7和第二部分工具8一起限定出两个空穴。所述空穴通过第一部分工具7的凸起20的不同造型而被设计得不同。因此，配属于上部注塑工作台A的上部凸起20A例如设计地比配属于下部注塑工作台B的凸起20B更坚固。由此，放置在上部注塑工作台A中的空穴(在所述空穴内进行下面还会详细叙述的第一注塑步骤)内的三维的型坯件大面积地被凸起20A支撑，所述凸起20A与盆状的预先成型的型坯件的内部几何形状相匹配，同时塑料熔体穿过第二部分工具8被注入空穴内，以便在型坯件的外部涂层塑料。以这种方式，第一部分工具7的凸起20A通过以上所述方式构成为“容纳部”。
在注入的熔体硬化后，打开工具(图1)，并且将第三部分工具14旋转180°，其中，在注塑工作台A内形成的注塑件保留在相关的成型组件中，并且由此进入注塑工作台B。在关闭工具之后(图2)，塑料熔体穿过第一部分工具7注入下部注塑工作台B的空穴内，用来将在注塑工作台A中形成的注塑件的内部涂层塑料。在此，所涉及的注塑件从外部大面积地被支撑，即更确切地说通过第三部分工具14的相关的空腔18的表面19以及第二部分工具8的配属于下部的第二注塑工作台B的下部凸起22B的端侧21进行支撑。
为了根据在第一注塑工作台A或者第二注塑工作台B内的实时位置通过第二部分工具8或者第一部分工具10为第三部分工具14的空腔18进料，翻转单元9的基础结构10的填充件12具有空间上与注塑工作台相对应的通孔23。相应地适用于旋转体16。
需要准备地是，为了避免误解，在此再次说明，在图1和图2中示出的根据本发明的注塑机基本上相同的构造，在此只在结构的细节上相区别，例如在旋转轴线15的布置、翻转单元9的托架的设计和可移动的压模板3以及翻转单元9的基本体10的框架11等方面相区别。

Claims (15)

1.一种用于制造塑料模制件的方法，所示塑料模制件具有嵌入塑料中的防护层，所述方法具有如下步骤：
制备由防护薄膜的坯料构成的三维的型坯件，所述防护薄膜包括两侧都用塑料材料涂层的防护层，
将型坯件插入注塑机的打开的、包括第一部分工具和第二部分工具的工具的第一空穴内，
闭合所述工具，其中，所述型坯件利用其第一侧面贴靠在第一部分工具的支承面上，并且在其第二侧面上保留第一空位空间，
将塑料熔体注入第一空位空间内，其中，防护薄膜坯料的朝向第一空位空间的塑料涂层通过注入的塑料熔体至少表面上被熔化，
打开所述工具，
将形成的注塑件从第一空穴中取出，并且将注塑件放入工具的另外的空穴中，
闭合所述工具，其中，注塑件利用一个侧面贴靠在第二部分工具的支承面上，并且紧邻在注塑件的通过型坯件的第二侧面构成的侧面上保留第二空位空间，
将塑料熔体注入第二空位空间中，其中，防护薄膜坯料的朝向第二空位空间的塑料涂层被注入的塑料熔体至少表面上熔化，
打开所述工具，
从工具中取出模制件。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，型坯件通过多层防护薄膜的平坦的坯料的热成型而成型。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，型坯件的由多层防护薄膜构成的坯料的切边所形成的边缘被包封注塑。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，使用具有厚度为5至10μm的防护层的防护薄膜。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于，涂层材料和注塑材料源自相同的材料族。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，涂层材料和注塑材料相同。
7.根据权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，使用加固的型坯件。
8.根据权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于，通过在注塑过程中对型坯件的改进而实现塑料模制件的扩展的功能性。
9.一种注塑机，具有两个可相对相互运动的压模板、闭合单元、在压模板之间布置的翻转单元和至少两个注塑单元，其中，两个压模板支承第一部分工具和第二部分工具，并且翻转单元包括第三部分工具，所述第三部分工具可绕着平行于闭合轴线定向的旋转轴线旋转并且包括绕着旋转轴线布置的多个相同设计的空腔，这些空腔在工具闭合的情况下与第一部分工具和第二部分工具一起限定出不同形状的空穴，其中，第三部分工具的空腔分别在第三部分工具的一个位置中能够通过配属于相关的第一压模板的注塑单元穿过第一部分工具给料、并且在第三部分工具的其它位置中能够通过配属于第二压模板的注塑单元穿过第二部分工具给料。
10.根据权利要求9所述的注塑机，其特征在于，部分工具具有用于待注塑包封的插入件的容纳部。
11.根据权利要求9或10所述的注塑机，其特征在于，容纳部的几何形状大面积地与插入件的几何形状相一致，因而所述插入件大面积地被容纳腔支承。
12.根据权利要求9至11所述的注塑机，其特征在于，翻转单元具有包围第三部分工具的框架。
13.根据权利要求9至12所述的注塑机，其特征在于，其中一个压模板设计为固定的，并且翻转单元沿着闭合轴线可移动。
14.根据权利要求9至13所述的注塑机，其特征在于，翻转单元通过线性导引件支承在主机的机架上。
15.根据权利要求9至14所述的注塑机，其特征在于，翻转单元在注塑机的横梁上导引。
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