CN113400511A - 用于将熔体输送到模腔的热流道喷嘴 - Google Patents
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Abstract
一种用于将熔体输送到模腔的热流道喷嘴,热流道喷嘴包括:内部喷嘴插入件,内部喷嘴插入件限定了内部流动通道,内部流动通道包括内部出口;中间喷嘴插入件,中间喷嘴插入件设置成围绕内部喷嘴插入件,中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件限定了中间流动通道,中间流动通道包括中间出口;以及外部喷嘴插入件,外部喷嘴插入件设置成围绕中间喷嘴插入件,外部喷嘴插入件和中间喷嘴插入件限定了外部流动通道,外部流动通道包括外部出口,内部喷嘴插入件形成为使得中间出口具有不均匀的横截面。
Description
本申请为以下申请的分案申请:申请号为201880039787.9,申请日为2018年06月21日,发明名称为具有选择性变化的芯层几何形状的模制品以及用于制造该模制品的热流道喷嘴。
技术领域
本技术涉及适于随后吹塑成最终成形容器的多层模制品。更具体地,本技术涉及具有芯层的模制品,当多层模制品加工成最终成形容器时,形成芯层以选择性地影响随后的吹塑性能。
背景技术
模制是通过使用模制系统由模制材料形成模制品的方法。可通过使用模制工艺(例如,注射模制工艺)来形成各种模制品。可由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料形成的模制品的一个实例是能够随后吹塑成饮料容器(例如,瓶子等)的预成型件。换句话说,预成型件是中间产品,然后通过拉伸吹塑工艺将其加工成最终成形容器(作为一个实例)。在拉伸吹塑过程中,预成型件的材料表现出某些性能(例如,拉伸比,其取决于再加热温度等)。
可以理解,典型的预成型件围绕其纵向轴线是圆形对称的。一些最终成形模制品也是圆形对称的。例如,用于非充气或起泡饮料的饮料容器(瓶子)基本上围绕其纵向轴线对称(例如,当立在架子上时)。其它最终成形容器不是圆形对称的。这种非圆形对称的最终成形容器的实例包括但不限于:用于家用清洁液(例如,玻璃清洁液、抽水马桶清洁液等)的容器,用于个人护理产品(洗发剂、护发素等)的容器等。
将对称预成型件吹塑成非对称容器可引起与结构和/或拉伸吹塑工艺相关的挑战,例如预成型件已最大扩张的较弱壁。
一些预成型件(并因此是最终成形容器)由单一模制材料制成。例如,上述拉伸吹塑成用于非充气或起泡饮料的饮料容器的预成型件通常由单一材料PET制成。PET非常适合于这些应用。然而,PET不理想地适用于其它应用。就此而言,对于某些应用,没有单一材料是可行的选择(或者因为它缺乏某些性能或者因为它在商业上是不可行的)。因此,还已知制造多材料预成型件,其中添加另一材料(通常称为“芯材料”)并将其“夹”在一种或多种其它材料的内层与外层之间。
例如,可以选择某些材料作为芯层以增强氧不渗透性(例如,阻挡材料,如EVOH或PGA),增强光不渗透性等。
发明内容
本发明的目的是改善现有技术中存在的至少一些不便之处。
不希望受任何特定理论的束缚,本技术的实施例是基于开发者认识到芯层/阻挡层的几何形状可以有助于选择性地控制最终成形容器的拉伸或吹塑而开发的。开发者还认识到,芯层的受控非均匀几何形状可用于美学目的,包括在最终成形容器中产生选择性颜色变化。
根据本技术的第一广义方面,提供了一种适于随后吹塑成最终成形容器的模制品。制品包括颈部;浇口部;以及主体部,主体部在颈部和浇口部之间延伸,主体部的至少大部分具有关于纵向延伸穿过主体部的中心的主体轴线对称的整体形状,至少主体部包括第一聚合材料的内部外层和外部外层;以及第二聚合材料的芯层,第二聚合材料的芯层设置在内部外层与外部外层的至少一部分之间,芯层的径向厚度选择性地改变以控制模制品到所述最终成形容器中的不均匀吹塑。
在模制品的一些实施例中,第一聚合材料的热结晶速率实质上小于第二聚合材料的热结晶速率;并且第二聚合材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的应变可结晶的均聚物、共聚物以及共混物中的至少一种。
在模制品的一些实施例中,颈部的至少大部分由第一聚合材料构成并且不含第二聚合材料。
在模制品的一些实施例中,第二聚合材料具有比第一聚合材料实质上更高的特性粘度。
在模制品的一些实施例中,芯层的径向厚度围绕主体轴线变化。
在一些实施例中,芯层具有径向厚度增加的局部区域。
在模制品的一些实施例中,芯层的径向厚度具有围绕主体轴线的非对称环形形式。
在模制品的一些实施例中,芯层的径向厚度具有围绕主体轴线的对称环形形式。
在模制品的一些实施例中,芯层具有半环形芯层。
在模制品的一些实施例中,芯层的径向厚度在轴向上变化。
在模制品的一些实施例中,芯层中断,使得芯层的径向厚度在至少一个位置处减小到零;并且内部外层和外部外层在至少一个位置处接触。
在模制品的一些实施例中,模制品进一步包括在颈部与主体部之间延伸的过渡部;并且其中过渡部包括第一聚合材料的过渡内层和过渡外层;以及设置在内部外层与外部外层的至少一部分之间的第二聚合材料的过渡芯层。
在模制品的一些实施例中,过渡芯层中断,使得过渡芯层的径向厚度在至少一个位置处减小到零。
根据本技术的另一个广义方面,提供了一种适于随后吹塑成最终成形容器的模制品。模制品包括颈部;浇口部;以及主体部,主体部在所述颈部和所述浇口部之间延伸的,至少主体部包括第一聚合材料的内部外层和外部外层;以及第二聚合材料的芯层,第二聚合材料的芯层设置在内部外层和外部外层的至少一部分之间,第一聚合材料的热结晶速率实质上小于第二聚合材料的热结晶速率,第二聚合材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的应变可结晶的均聚物、共聚物以及共混物中的至少一种。
根据本技术的又一个广义方面,提供了一种适于随后吹塑成最终成形容器的模制品。模制品包括颈部;浇口部;以及主体部,主体部在颈部和浇口部之间延伸,至少主体部包括第一聚合材料的内部外层和外部外层;以及第二聚合材料的芯层,第二聚合材料的芯层设置在内部外层与所述外部外层的至少一部分之间,第二聚合材料具有比第一聚合材料实质上更高的特性粘度。
根据本技术的又一个广义方面,提供了一种适于随后吹塑成最终成形容器的模制品。模制品包括颈部;浇口部;以及主体部,主体部在颈部和浇口部之间延伸,主体部的至少大部分具有关于纵向延伸穿过主体部的中心的主体轴线对称的整体形状,至少主体部包括第一聚合材料的内部外层和外部外层;以及第二聚合材料的芯层,第二聚合材料的芯层设置在内部外层与外部外层的至少一部分之间,芯层的径向厚度选择性地改变以在最终成形容器中产生颜色分布的变化。
在一些实施例中,第一聚合材料具有第一颜色;并且第二聚合材料具有不同于第一颜色的第二颜色。
在一些实施例中,芯层的径向厚度围绕主体轴线变化。
在一些实施例中,芯层的径向厚度具有围绕主体轴线的非对称环形形式。
在一些实施例中,芯层具有径向厚度增加的局部区域。
根据本发明技术的又一广泛方面,提供一种用于将熔体输送到模腔的热流道喷嘴。热流道喷嘴包括限定内部流动通道的内部喷嘴插入件;中间喷嘴插入件,中间喷嘴插入件设置成围绕内部喷嘴插入件,中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件限定中间流动通道;以及外部喷嘴插入件,外部喷嘴插入件设置成围绕中间喷嘴插入件,外部喷嘴插入件和中间喷嘴插入件限定外部流动通道,中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件配合以限定中间出口,内部喷嘴插入件和中间喷嘴插入件中的至少一个进一步限定了设置在中间出口上游的至少一个孔口,至少一个孔口布置成与内部流动通道和外部流动通道中的至少一个流体连接。
在一些实施例中,在使用中,当将熔体输送到模腔时,第一聚合材料的第一熔体流流过并离开内部流动通道和外部流动通道;第二聚合材料的第二熔体流流过中间流动通道;以及第二熔体流的至少一部分从中间流动通道穿过至少一个孔口到达内部流动通道和外部流动通道中的至少一个。
在一些实施例中,中间喷嘴插入件限定至少一个孔口;以及在使用中,第二熔体流的至少一部分从中间流动通道穿过至少一个孔口到达外部流动通道。
在一些实施例中,至少一个孔口包括第一多个孔口,第一多个孔口沿着沿中间喷嘴插入件纵向延伸的第一线被限定;以及第二多个孔口,第二多个孔口沿着沿中间喷嘴插入件纵向延伸的第二线被限定,第一线和第二线彼此分离。
在一些实施例中,内部喷嘴插入件限定至少一个孔口;以及在使用中,第二熔体流的至少一部分从中间流动通道穿过至少一个孔口到达内部流动通道。
在一些实施例中,至少一个孔口包括第一多个孔口,第一多个孔口沿着沿内部喷嘴插入件纵向延伸的第一线被限定;以及第二多个孔口,第二多个孔口沿着沿内部喷嘴插入件纵向延伸的第二线被限定,第一线和第二线彼此分离。
在一些实施例中,模腔用于在使用中限定具有芯层和围绕芯层的表层的模制品,芯层由流过中间流动通道的第二聚合材料形成,芯层具有围绕模制品的纵向轴线的不均匀径向厚度。
在一些实施例中,至少一个孔口包括将中间流动通道与内部流动通道和外部流动通道中的至少一个流体连接的多个孔口。
根据本发明技术的又一广泛方面,提供一种用于将熔体输送到模腔的热流道喷嘴。热流道喷嘴包括:内部喷嘴插入件,内部喷嘴插入件限定内部流动通道,内部流动通道包括内部出口;中间喷嘴插入件,中间喷嘴插入件设置成围绕内部喷嘴插入件,中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件限定了中间流动通道,中间流动通道包括中间出口;以及外部喷嘴插入件,外部喷嘴插入件设置成围绕中间喷嘴插入件,外部喷嘴插入件和中间喷嘴插入件限定外部流动通道,外部流动通道包括外部出口,内部喷嘴插入件形成为使得中间出口具有不均匀的横截面。
在一些实施例中,模腔用于在使用中限定模制品,模制品具有芯层和围绕芯层的表层,芯层由流过中间流动通道的材料形成,该材料具有围绕轴线的不均匀径向厚度。
在一些实施例中,内部出口、中间出口和外部出口彼此紧邻。
在一些实施例中,内部喷嘴插入件形成为使得中间出口仅部分地围绕热流道喷嘴的纵向轴线延伸。
在一些实施例中,内部喷嘴插入件具有部分地限定中间流动通道的外表面;并且外表面具有椭圆形式,椭圆形式表面的中心偏离热流道喷嘴的纵向轴线。
在一些实施例中,内部出口和外部出口同心地布置。
在一些实施例中,中间出口设置在同心布置的内部出口和外部出口的一部分之间。
在一些实施例中,在使用中,当将熔体转移到模腔中时,第一聚合材料的第一熔体流流过并离开内部流动通道和外部流动通道;第二聚合材料的第二熔体流流过并离开中间流动通道,第二聚合材料形成由模腔中的熔体产生的模制产品的芯层;并且第一熔体流和第二熔体流在结合区域相交。
在一些实施例中,模腔用于在使用中限定具有芯层和围绕芯层的表层的模制品,芯层由流过中间流动通道的第二聚合材料形成,芯层具有围绕模制品的纵向轴线的不均匀径向厚度。
根据本发明技术的又一广泛方面,提供一种用于将熔体输送到模腔的热流道喷嘴。热流道喷嘴包括内部喷嘴插入件,内部喷嘴插入件限定内部流动通道;中间喷嘴插入件,中间喷嘴插入件设置成围绕内部喷嘴插入件,中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件限定中间流动通道;以及外部喷嘴插入件,外部喷嘴插入件设置成围绕中间喷嘴插入件,外部喷嘴插入件和中间喷嘴插入件限定外部流动通道,当使用热流道喷嘴时,通过中间流动通道的材料流围绕热流道喷嘴的纵向轴线非均匀地分布,所述流的非均匀性归因于限定中间流动通道的中间喷嘴插入件和内部喷嘴的表面,模腔用于在使用中限定模制品,模制品具有芯层和围绕芯层的表层,芯层由流过中间流动通道的材料形成,芯层具有围绕模制品的纵向轴线的不均匀径向厚度。
在结合附图阅读本技术的具体的非限制性实施例的以下描述之后,本技术的非限制性实施例的这些和其它方面以及特征对于本领域技术人员将变得容易理解。
本技术的实施例各自具有上述目的和/或方面中的至少一个,但不一定具有它们中的全部。应当理解,由于试图实现上述目的而产生的本技术的一些方面可能不满足该目的和/或可能满足这里未具体叙述的其它目的。
根据以下描述、附图和所附权利要求,本技术的实施例的附加和/或替代特征、方面和优点将变得显而易见。
附图说明
该专利或申请文件包含至少一幅彩色附图。具有彩图的本专利或专利申请公开的副本将在请求和支付必要费用后由专利局提供。
参考非限制性实施例的详细描述以及以下附图,可以更好地理解本技术的实施例(包括其替代方案和/或变型),在附图中:
图1是现有技术中已知的多层预成型件的截面图;
图2是可适于产生本技术的非限制性实施例的实施例的注射模制机的俯视图示意图;
图3A是根据本技术的一个实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图3B是沿图3A的线3B-3B截取的图3A的多层预成型件的水平截面图;
图4A是根据本技术的另一实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图4B是沿图4A的线4B-4B截取的图4A的多层预成型件的水平截面图;
图5A是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;图5B是沿图5A的线5B-5B截取的图5A的多层预成型件的水平截面图;
图6A是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;图6B是沿图6A的线6B-6B截取的图6A的多层预成型件的水平截面图;
图6C是从图6A的预成型件吹塑的吹塑产品的前侧正视图;
图7A是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图7B是从图7A的预成型件吹塑的吹塑产品的前侧正视图;
图8A是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图8B是沿图8A的线8B-8B截取的图8A的多层预成型件的水平截面图;
图8C是从图8A的预成型件吹塑的吹塑产品的前侧正视图;
图9A是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图9B是沿图9A的线9B-9B截取的图9A的多层预成型件的水平截面图;
图9C是从图9A的预成型件吹塑的吹塑产品的前侧正视图;
图10是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图11是根据本技术的又一实施例的多层预成型件的纵向截面图;
图12是热流道喷嘴的横截面(横截面是沿着热流道喷嘴的操作轴线截取的),热流道喷嘴适合于实施本技术的实施例;
图13是沿着图12的线13-13截取的图12的热流道喷嘴的横截面,热流道喷嘴经配置以用于产生具有不围绕操作轴线变化的芯层径向厚度的预成型件;
图14是沿着图12的线13-13截取的图12的热流道喷嘴的横截面,热流道喷嘴经配置以产生具有围绕操作轴线变化的芯层径向厚度的预成型件;
图15A至15D示出了在本技术的一些非限制性实施例中,阀杆重新定位的顺序选择性地使芯层起伏,阀杆的重新定位用于形成芯层的形状;
图16A是根据本发明技术的模制品的另一非限制性实施例的横截面的由背光式光学比较器产生的照片;
图16B是图16A的横截面的线条图表示;
图16C是图16A的模制品的仰视平面图照片;
图16D是图16C的照片的线条图表示;
图17是热流道喷嘴的另一实施例的横截面(横截面是沿着热流道喷嘴的操作轴线截取的),热流道喷嘴适合于实施本技术的实施例;
图18是图17的热流道喷嘴的中间喷嘴插入件的透视图;
图19是热流道喷嘴的中间喷嘴插入件的另一实施例的侧视图,喷嘴插入件和热流道喷嘴适于实施本发明的实施例;
图20是沿图19的线20-20截取的图19的中间喷嘴插入件的截面图;
图21是图19的中间喷嘴插入件的透视图;
图22是热流道喷嘴的中间喷嘴插入件的又一实施例的中间喷嘴插入件的侧视图,喷嘴插入件和热流道喷嘴适于实施本技术的实施例;
图23是沿图22的线23-23截取的图22的中间喷嘴插入件的截面图;
图24是热流道喷嘴的中间喷嘴插入件的又一实施例的侧视图,喷嘴插入件和热流道喷嘴适于实施本技术的实施例;
图25是沿图24的线25-25截取的图24的中间喷嘴插入件的截面图;
图26是热流道喷嘴的又一实施例的横截面(横截面是沿着热流道喷嘴的操作轴线截取的),热流道喷嘴适合于实施本技术的实施例;
图27是热流道喷嘴的中间喷嘴插入件的横截面图(横截面是沿着热流道喷嘴的操作轴线截取的),其图解说明各种孔口实施例;
图28和29是适合于实施本技术的实施例的热流道喷嘴的内部喷嘴插入件的实施例的透视图;
图30是图28的内部喷嘴插入件的仰视平面图;以及
图31是沿着图30的线31-31截取的布置在热流道喷嘴中的图28的内部喷嘴插入件的横截面图。
具体实施方式
参考图1,描述了通过现有技术中已知的模制机制造的模制品50(特别是多层预成型件50)的横截面。本文描述现有技术多层预成型件50以提供适于随后吹塑的模制品的一般结构;下面将更详细地描述根据本技术的模制品的细节。
多层预成型件50由下面参照图2所述的注射模制机100制造。预期多层预成型件50可通过另一类型的模制机(例如,挤出吹塑、转移吹塑等)制造。
多层预成型件50由颈部32、浇口部36(即“基部”)以及在颈部32和浇口部36之间延伸的主体部34组成。浇口部36与终止于痕迹部38的大致球形形状相关联。当然,浇口部36可以以另一形状因数(例如,大致圆锥形、截头圆锥形等)执行。多层预成型件50的主体部34由三层形成。如下所述,根据实施方式,主体部34的部分可以由更多或更少的层形成。
在外侧,主体部34具有外部外表层20和内部外表层25。表层20、25可以由各种材料制成。例如,在用于制造饮料容器的多层预成型件50中,表层20、25由未经利用的的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,其被FDA批准用于与食品接触。可以预期,表层20、25可以由各种其它材料制成,包括任何合适的聚合物树脂和热塑性塑料,如本领域技术人员所理解的。
多层预成型件50具有压印在表层25的腔标识号15。尽管腔标识号15示出为位于颈部32中,但这在本技术的替代实施例中不需要如此。在可选实施例中,腔标识号15可以位于浇口部36或主体部34内的任何地方。注意,可以完全省略腔标识号15。
如下文将描述,注射模制机100的一个或多个模腔118的每一腔118具有腔原点插入件,腔原点插入件压印每一腔118的腔标识号15,每一腔标识号15对每一腔118是唯一的。
表层20、25围绕芯层40。芯层40通常由与表层20、25不同的材料或相同材料的不同状态制成。在预成型件50的顶端,芯层40开始于前缘42。在预成型件50的底端(通常称为“浇口部”),芯层40终止于后缘44(即“开口圆顶”)。在未示出的其它非限制性实施例中,芯层可以围绕整个浇口部延伸(即“封装”)。如下所述,芯层40用于赋予预成型件50不同的性能,例如增加的刚性。在一些实施例中,芯层40可充当从预成型件50吹制的最终吹塑容器中的阻挡层。在这种情况下,阻挡层可有助于防止例如氧气或光透射到吹塑容器的内部。芯层40也可以由本领域技术人员理解的各种合适的热塑性塑料和聚合物树脂中的任何一种制成。预期芯层40还可含有各种添加剂、着色剂或性能调节剂以影响多层预成型件50的不同性能。
参看图2,其示出注射模制机100的非限制性实施例,注射模制机100可适于制造根据本技术的实施例的模制品。然而,应了解,在替代非限制性实施例中,注射模制机100可包含其它类型的模制系统,例如(但不限于)压缩模制系统、压缩注射模制系统、转移模制系统、金属模制系统等。
如图2中所见,注射模制机100包含固定压板102和移动压板104。在本技术的一些实施例中,注射模制机100可包括第三非移动压板(未示出)。替代地或附加地,注射模制机100可包括转塔块体、旋转立方体、转台等(均未示出,但本领域的技术人员已知)。
注射模制机100进一步包含用于塑化和注射模制材料的注射单元106。注射单元106可实施为单级或两级注射单元。注射模制机100可包括注射单元106的两个实例,每一实例用于制备和注射不同类型的模制材料,即第一模制材料和第二模制材料。
在操作中,移动压板104借助于冲程汽缸(未图示)或任何其它合适装置朝向和远离固定压板102移动。例如,通过使用系杆108、110(通常,注射模制机100中存在四个系杆108、110)和系杆夹持机构112,以及(典型地)通常与系杆夹持机构112相关联的相关联液压系统(未示出),可在注射模制机100内产生夹持力(也称为闭合或模具闭合吨位)。可以理解的是,夹持吨位可以使用替代装置,例如使用基于柱的夹持机构、肘节夹持装置(未示出)等产生。
第一半模114可与固定压板102相关联,并且第二半模116可与移动压板104相关联。在图2的非限制性实施例中,第一半模114包括一个或多个模腔118。如本领域的技术人员将了解,一个或多个模腔118可通过使用合适的模具插入件(例如模腔插入件、浇口插入件等)或任何其它合适的装置来形成。因此,第一半模114通常可被认为是“半模腔”。
第二半模116包括与一个或多个模腔118互补的一个或多个模芯120。如本领域的技术人员将了解,一个或多个模芯120可通过使用合适的模具插入件或任何其它合适的装置来形成。这样,第二半模116通常可被认为是“半模芯”。即使图2中未示出,第一半模114可进一步与通常称为热流道的熔体分配网络相关联,用于将模制材料从注射单元106分配到一个或多个模腔118中的每一者。熔体分配网络包括一个或多个热流道喷嘴,其将在下文中更详细地描述。
此外,第二半模116设有颈环(未示出)以制造具有颈部32的预成型件。第二半模116设有腔原点插入件,用于在多层预成型件50上压印腔标识号15。
第一半模114可通过任何合适的装置(例如,合适的紧固件(未示出)等)联接到固定压板102。第二半模116可通过任何合适的装置(例如,合适的紧固件(未示出)等)联接到移动压板104。应了解,在本技术的替代非限制性实施例中,第一半模114和第二半模116的位置可颠倒,照此,第一半模114可与移动压板104相关联,并且第二半模116可与固定压板102相关联。在本技术的替代非限制性实施例中,固定压板102不需要是静止的,并且可相对于注射模制机100的其它部件移动。
图2示出处于所谓“模具打开位置”的第一半模114和第二半模116,其中移动压板104大体上定位成远离固定压板102,并且因此第一半模114大体上定位成远离第二半模116。举例来说,在模具打开位置中,可从第一半模114和/或第二半模116移除模制品(未示出)。在所谓的“模具闭合位置”(未示出)中,第一半模114和第二半模116被推到一起(借助于移动压板104朝向固定压板102的移动)并且配合以限定(至少部分地)模制腔(未示出),熔融塑料(或其它合适的模制材料)可注射到模制腔中,如本领域技术人员已知的。
应了解,第一半模114和第二半模116中的一者可与多个附加的模具元件(例如,一个或多个导销(未示出)和一个或多个导套)相关联,一个或多个导销与一个或多个导套配合以帮助第一半模114与第二半模116在模具闭合位置处对准,如本领域的技术人员已知。
注射模制机100可进一步包含操作地联接到固定压板102的自动机械122。本领域的技术人员将容易了解自动机械122如何可操作地联接到固定压板102,且因此本文将不对其进行任何详细描述。自动机械122包括安装结构124、联接到安装结构124的致动臂126和联接到致动臂126的移送板128。移送板128包括多个模制品容纳器130。
一般而言,多个模制品容纳器130是用来从一个或多个模芯120(或一个或多个模腔118)移除模制品和/或实施模制品的模制后冷却。在本文所示的非限制性实例中,多个模制品容纳器130包括用于接纳多个模制预成型件的多个冷却管。然而,应明确了解,多个模制品容纳器130可具有其它配置。多个模制品容纳器130的确切数目不受特别限制。
图2中示意性地示出了侧面进入型自动机械122。然而,应当理解,在本技术的可选的非限制性实施例中,自动机械122可以是顶部进入型。还应当清楚地理解,术语“自动机械”意味着包括执行单个操作的结构,以及执行多个操作的结构。
注射模制机100进一步包括可操作地联接到移动压板104的模制后处理装置132。本领域的技术人员将容易了解模制后处理装置132如何可操作地联接到移动压板104,并且因此本文将不对其进行任何详细描述。模制后处理装置132包括用于将模制后处理装置132联接到移动压板104的安装结构134。模制后处理装置132进一步包括联接到安装结构134的充气室129。多个处理销133连接到充气室129。多个处理销133内的处理销的数目通常对应于多个模制品容纳器130内的容纳器的数目。
注射模制机100进一步包括计算机实施的设备140(本文中也称为控制器140),其经配置以控制注射模制机100的一个或多个操作。控制器140包括人机界面(未单独编号)或简称HMI。控制器140的HMI可以在任何合适的界面中实现。例如,控制器140的HMI可以在多功能触摸屏中实现。可用于实现本发明技术的非限制性实施例的HMI的实例在共有的美国专利6,684,264中,所述专利的内容以全文引用的方式并入本文中。
本领域的技术人员将了解,可使用预编程硬件或固件元件(例如,专用集成电路(ASIC)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等)或其它相关部件来实施控制器140。在其他实施例中,控制器140的功能可以使用能够访问代码存储器(未示出)的处理器来实现,该代码存储器存储用于计算设备的操作的计算机可读程序代码,在这种情况下,计算机可读程序代码可以存储在固定的、有形的并且可由各种网络实体直接读取的介质(例如,可移动磁盘、CD-ROM、ROM、固定硬盘、USB驱动器)上,或者计算机可读程序代码可远程存储,但可通过调制解调器或通过经由传输介质连接到网络(包括但不限于因特网)的其它接口装置(例如,通信适配器)传输到控制器140,传输介质可以是非无线介质(例如,光或模拟通信线路)或无线介质(例如,微波、红外或其它传输方案)或其组合。
在本技术的可选的非限制性实施例中,HMI不必物理地附接到控制器140。事实上,用于控制器140的HMI可以被实现为单独的装置。在一些实施例中,HMI可以被实现为“配对”或以其他方式通信地耦合到控制器140的无线通信设备(例如,智能电话)。
控制器140可执行若干功能,包括(但不限于)从操作者接收控制指令,基于操作者控制指令或存储在控制器140内或注射模制机100内的其它地方的预设控制序列来控制注射模制机100,获取与模制系统相关联的一个或多个操作参数等。
将参照图3A至11讨论根据本技术的模制品的各种非限制性实施例。应当注意,在现有技术的预成型件50中,芯层40沿着预成型件50的主体部是连续的,并且围绕纵向轴线圆形对称,具有类似对称的后缘42和前缘44。相反,本技术的模制品或预成型件的实施例具有芯层,所述芯层具有一些选择性引入的不对称以在预成型件的后续吹塑期间影响吹塑特性,从而产生具有不同结构特征的吹塑制品。广义地说,本技术的实施例预期选择芯层的几何形状,使得在预成型件的处理期间(例如,通过拉伸吹塑等)影响特定材料行为。
参考图3A-3B,将描述根据本技术的一个实施例的模制品300。模制品300(也称为多层预成型件300)由上述注射模制机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件300可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件300由颈部332、浇口部336以及在颈部332和浇口部336之间延伸的主体部334组成。多层预成型件300的主体部334由三层形成。主体部334的大部分具有关于纵向延伸穿过主体部334的中心的轴线310对称的整体形状,如图3A所示。
在外侧,主体部334具有外部外表层320和内部外表层325。表层320、325可由各种材料制成,包括任何合适的聚合物树脂和热塑性塑料,如本领域技术人员所理解的。主体部334还具有设置在表层320、325的至少一部分之间的芯层340。芯层340也由任何合适的聚合物树脂或热塑性塑料组成,但选择为与表层320、325不同的材料。
如图3A-3B所示,颈部332的至少大部分由第一聚合材料构成并且不含第二聚合材料。预期在本技术的替代非限制性实施例中,颈部332的至少大部分可由第二聚合材料构成,并且在一些实施例中不含第一聚合材料。
预成型件300具有围绕轴线310变化的芯层340的径向厚度,以实现帮助不对称吹塑和由此产生的最终产品的目的(属于在预成型件300的后处理期间选择性地控制材料行为的实例)。应当注意,表层320、325的厚度围绕轴线310变化,使得主体部334的整体形状保持大致对称。在围绕轴线310的一点处的径向厚度390(见图3A)小于在与径向厚度390相对的一点处的径向厚度391。如图3B所示,芯层340的径向厚度具有围绕主体轴线310的非对称环形形式。
芯层340围绕轴310的径向厚度的变化可通过调整用于制造预成型件300的热流道喷嘴的设计来实现。参看图12,其示出与浇口插入件1202配合的热流道喷嘴1200的横截面(所述横截面是沿着热流道喷嘴1200和浇口插入件1202的操作轴线截取的)。
热流道喷嘴1200包括喷嘴主体1204。喷嘴主体1204包括第一喷嘴插入件1206、第二喷嘴插入件1208和第三喷嘴插入件1210。至少部分地由第一喷嘴插入件1206、第二喷嘴插入件1208和第三喷嘴插入件1210限定用于输送模制材料的喷嘴流动通道。
更具体地,限定在喷嘴主体1204中的是第一材料主喷嘴通道1212,其接收用于形成内部外表层325和外部外表层320的第一材料。
第一材料主喷嘴通道1212的分支包括:(i)第一材料内部通道1214(限定在第一喷嘴插入件1206中)和(ii)第一材料外部通道1216(由第二喷嘴插入件1208和第三喷嘴插入件1210限定)。
第一材料内部通道1214和第一材料外部通道1216都输送第一材料,这将最终分别限定内部外表层325和外部外表层320。
在第一喷嘴插入件1206和第二喷嘴插入件1208之间还限定有第二材料喷嘴通道1218。第二材料喷嘴通道1218经配置以接纳将限定芯层340的第二材料。
所有第一材料内部通道1214、第一材料外部通道1216和第二材料喷嘴通道1218将其各自的模制材料(即,第一材料和第二材料)朝向浇口区域1220输送(限定于热流道喷嘴1200与浇口插入件1202之间的接口处),并且最终输送到模具的模制腔1222。
热流道喷嘴1200进一步包括阀杆1224,阀杆1224经配置以控制模制材料流入模具的浇口区域1220和模制腔1222中。
更具体地,阀杆1224在控制器140的控制下。控制器140使阀杆1224在如图12中所示出的完全打开位置(其中所有第一材料和第二材料可通过第一材料内部通道1214、第一材料外部通道1216和第二材料喷嘴通道1218经由浇口区域1220朝向模制腔1222流动)和完全闭合位置(在此,阀杆1224阻挡浇口区域1220,使得第一材料和第二材料均不通过第一材料内部通道1214、第一材料外部通道1216和第二材料喷嘴通道1218中的任一者经由浇口区域1220朝向模制腔1222流动)之间往复运动,。
在本技术的一些非限制性实施例中,控制器140可以将阀杆1224控制到阀杆1224的完全打开位置与完全闭合位置之间的一个或多个停止位置。在本技术的一些实施例中,通过将阀杆1224控制到阀杆1224的完全打开位置与完全闭合位置之间的一个或多个停止位置,控制器140可在模制循环的各个部分期间控制第一材料与第二材料的相对体积流率。
参看图13,其示出沿着图12的线1300截取的热流道喷嘴1200的横截面。图13的热流道喷嘴1200经配置以用于制造具有不围绕轴线310变化的芯层340径向厚度的预成型件。
参看图14,其示出热流道喷嘴1200的修改型式,热流道喷嘴1200的修改型式经配置以制造具有围绕轴线310变化的芯层340的径向厚度的预成型件。注意,在图14的图示中,第一喷嘴插入件1206的形状适于产生关于轴线310不对称的流动通道的横截面形状。
具体地,第一喷嘴插入件1206的外表面(部分地限定第二材料喷嘴通道1218)具有椭圆形式,其中椭圆形式表面的中心偏离热流道喷嘴1200的纵向轴线。可以预期,第一喷嘴插入件1206的表面可以具有不同的形式。
附加地或可选地,芯层340的形状和/或布置可以通过阀杆1224的定位来选择性地控制。参考图15A至15D,示出了重新定位阀杆1224的顺序以选择性地使芯层340起伏。
在图15A说明中,阀杆1224示出为处于完全打开位置,其中所有第一材料和第二材料可通过第一材料内部通道1214、第一材料外部通道1216和第二材料喷嘴通道1218经由浇口区域1220朝向模制腔1222流动。应注意,第一材料和第二材料的实际流动通过命令相关联的注射单元106由控制器140来控制。
在图15B图示中,阀杆1224示出为处于部分闭合位置,其中阀杆1224阻挡模制材料流过第一材料内部通道1214,同时允许相应模制材料完全流过第二材料喷嘴通道1218并且流过第一材料外部通道1216。阀杆1224的这种定位允许例如朝向预成型件的内表层偏压芯层340的定位和/或控制芯层340的厚度。
在图15C图示中,阀杆1224示出为处于另一部分闭合位置,其中阀杆1224阻挡模制材料流过第一材料内部通道1214并且部分地节流模制材料流过第二材料喷嘴通道1218,同时允许模制材料流过第一材料外部通道1216。阀杆1224的这种定位允许例如进一步朝向预成型件的内表层偏压芯层340的定位和/或控制芯层340的厚度。
在图15D图示中,再次示出阀杆1224处于完全打开位置,其中所有第一材料和第二材料可通过第一材料内部通道1214、第一材料外部通道1216和第二材料喷嘴通道1218经由浇口区域1220朝向模制腔1222流动。阀杆1224的这种定位允许例如将芯层340朝向预成型件的中部重新定位和/或控制芯层340的厚度。
在一些实施例中,选择第一和第二材料使得第一聚合材料的热结晶速率实质上小于第二聚合材料的热结晶速率。在一些其它实施例中,第二聚合材料具有比第一聚合材料实质上更高的特性粘度。下面将参照图10和11更详细地讨论这些实施例。
在任一此类实施例中,表层320、325和芯层340的两种不同材料的不同吹塑特性,结合芯层厚度的不均匀性,允许以选择性变化的方式吹塑预成型件300。例如,预成型件300的径向厚度391相对较大的部分可以在拉伸吹塑过程中行进相对较大的路径。
参考图4A-4B,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的多层预成型件400。多层预成型件400由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件400可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件400包括由三层形成的主体部434;预成型件400的剩余部分实质上类似于上文所述的预成型件300,且因此无需在此重复。
在外侧,主体部434具有外部外表层420和内部外表层425。表层420、425可由各种材料制成,包括任何合适的聚合物树脂和热塑性塑料,如本领域技术人员所理解的。主体部434还包括设置在表层420、425之间的芯层440。芯层440也由任何合适的聚合物树脂或热塑性塑料组成,但选择为与表层420、425不同的材料。
如图所示,芯层440的径向厚度围绕主体轴线410变化。应当注意,表层420、425的厚度也围绕主体轴线410变化,使得主体部434的整体形状保持大致旋转对称。在该图示的实施例中,尽管芯层440的径向厚度围绕轴线410变化,但是芯层440具有围绕主体轴线410的对称环形形式,如图4B所示。
通过热流道喷嘴的设计和/或热流道喷嘴的阀杆1224的控制,芯层440的形状和/或布置的控制可类似于芯层340的形状和/或布置而实施。
芯层440围绕轴410的径向厚度的变化可通过调整用于制造预成型件400的热流道喷嘴的设计来实现。包括中间喷嘴插入件1608的此类热流道喷嘴设计的一个非限制性实施例将在下文中参考图24和25更详细地描述。
参考图5A-5B,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的多层预成型件500。多层预成型件500由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件500可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件500包括由三层形成的主体部534;预成型件500的剩余部分实质上类似于上文所述的预成型件300,且因此无需在此重复。
与预成型件300一样,主体部534具有外部表层520和内部外部表层525,两个表层520,525都由第一材料制成。主体部534还具有由选自与表层520、525不同的材料的第二材料构成的芯层540。在该实施例中,芯层540是半环形芯层,其中芯层540的径向厚度围绕主体轴线510变化。表层520、525与主体部534的一部分接触,其中芯层540的径向厚度变为零。
通过热流道喷嘴的设计和/或热流道喷嘴的阀杆1224的控制,芯层540的形状和/或布置的控制可类似于芯层340的形状和/或布置而实施。
芯层540围绕轴510的径向厚度的变化可通过调整用于制造预成型件500的热流道喷嘴的设计来实现。用于热流道1900的这种喷嘴设计的一个非限制性实施例在下文中参考图28至31更详细地描述。
参考图6A至6C,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的多层预成型件600。多层预成型件600由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件600可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件600包括由三层形成的主体部634;预成型件600的剩余部分实质上类似于上文所述的预成型件300,且因此无需在此重复。
预成型件600的主体部634包括在颈部632与主体部634之间延伸的过渡部635。过渡部635包括第一聚合材料的过渡内层625和过渡外层620。过渡部635还包括设置在层620、625的至少一部分之间的第二聚合材料的过渡芯层640。在所示实施例中,第二聚合材料更硬,使得芯层640的较厚部分在相同的吹塑工艺期间扩张小于芯层640的较薄部分。
广义地说,预成型件600的非限制性实施例预期仅将第二聚合材料放置在过渡部635中。预成型件600的主体部的芯层的一小部分也是周向变化的,如本文其它非限制性实施例中所述。
在图6C中示出了由预成型件600制成的吹塑产品601的实例。产品601的过渡部675具有在吹塑期间扩张较小的部分,其中芯层640较厚,并且在芯层640较薄时扩张较大。
通过热流道喷嘴的设计和/或热流道喷嘴的阀杆1224的控制,芯层640的形状和/或布置的控制可类似于芯层340的形状和/或布置而实施。
参考图7A至7B,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的多层预成型件700。多层预成型件700由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件700可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件700包括由三层形成的主体部734;预成型件700的剩余部分实质上类似于上文所述的预成型件300,且因此无需在此重复。
与预成型件300一样,主体部734具有外部表层720和内部外部表层725,两个表层720,725都由第一材料制成。主体部734还具有由选自与表层720、725不同的材料的第二材料构成的芯层740。
在该实施例中,芯层740的径向厚度大致均匀地围绕主体轴线710。预成型件700的芯层740的径向厚度改为沿着由轴线710限定的轴向方向变化。在图7B中示出了由预成型件700制成的吹塑产品701的实例。与预成型件600一样,芯材料的较厚部分在吹塑期间扩张小于较薄部分。芯层740的较厚部分因此产生吹塑产品701上的较紧密部分。
通过热流道喷嘴的设计和/或热流道喷嘴的阀杆1224的控制,芯层740的形状和/或布置的控制可类似于芯层340的形状和/或布置而实施。
参考图8A至8C,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的多层预成型件800。多层预成型件800由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件800可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件800包括由三层形成的主体部834;预成型件800的剩余部分实质上类似于上文所述的预成型件300,且因此无需在此重复。
与预成型件300一样,主体部834具有外部表层820和内部外部表层825,两个表层820、825都由第一聚合材料制成。主体部834还具有由选自与表层820、825不同的材料的第二材料构成的芯层840。
芯层840是中断层840。中断层840由多个芯部841构成;层820、825在芯层840的径向厚度减小到零(在芯部841之间)的位置处接触。
在图8C中示出了由预成型件800制成的吹塑产品801。芯部841在吹塑产品801上形成罗纹。
通过热流道喷嘴的设计(通过增加产生中断芯层840的中断形状的结构)和/或控制热流道喷嘴的阀杆1224中的任一者,可类似于芯层340的形状和/或布置来实施对中断芯层840的形状和/或布置的控制。
参考图9A至9C,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的多层预成型件900。多层预成型件900由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件900可由另一类型的模制机制造。
多层预成型件900包括由三层形成的主体部934;预成型件900的剩余部分实质上类似于上文所述的预成型件300,且因此无需在此重复。
预成型件900的主体部934包括在颈部932与主体部934之间延伸的过渡部935。过渡部935包括第一聚合材料的过渡内层925和过渡外层920。过渡部935还包括设置在层920、925的至少一部分之间的第二聚合材料的过渡芯层940。芯层940是中断层940。中断层940由多个芯部941构成;层920、925在过渡芯层940的径向厚度减小到零(在芯部941之间)的位置处接触。
在图9C中示出了由预成型件900制成的吹塑产品901。类似于吹塑产品801,芯部941在吹塑产品901上形成罗纹。
通过热流道喷嘴的设计(通过增加产生中断芯层940的中断形状的结构)和/或控制热流道喷嘴的阀杆1224中的任一者,可类似于芯层340的形状和/或布置来实施对中断芯层940的形状和/或布置的控制。
参照图10,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的模制品1000。模制品1000(也称为多层预成型件1000)由上述注射模制机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件1000可由另一类型的模制机制造。
预成型件1000包括如关于预成型件50所述的颈部1032、主体部1034和浇口部1036。主体部1034包括表层1020和1025以及芯层1040。虽然芯层1040示为预成型件50的旋转对称芯层形式,但可以预期芯层1040可以图3a至9a中任何的形式实现。
内部外表层1020和外部外表层1025都由第一聚合材料形成,该第一聚合材料是非应变硬化材料。表层1020、1025的材料可选自但不限于高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)。
芯层1040由第二不同的聚合材料形成。在该实施例中,选择第一和第二材料使得第一聚合材料的热结晶速率实质上小于第二聚合材料的热结晶速率。具体地,芯层1020由应变硬化材料制成,该应变硬化材料可以包括但不限于应变可结晶的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的均聚物、共聚物和共混物。通过包括应变硬化材料作为芯层1040,预成型件1000可以利用非应变硬化材料,其可以具有优选的美学和成本特性,而应变硬化芯层1040提供表层1020、1025中缺乏的强度。
在该非限制性实施例中,颈部1032也由非应变硬化材料制成,尽管在一些非限制性实施例中,预期颈部1032可由与芯层1040相同的材料制成,或甚至由第三不同的材料制成。
通过热流道喷嘴的设计和/或热流道喷嘴的阀杆1224的控制,芯层1040的形状和/或布置的控制可类似于芯层340的形状和/或布置而实施。
参照图11,将描述根据本技术的另一非限制性实施例的模制品1100。多层预成型件1100由上述注塑机100制造。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件1100可由另一类型的模制机制造。
预成型件1100包括如关于预成型件50所述的颈部1132、主体部1134和浇口部1136。主体部1134包括表层1120和1125以及芯层1140。虽然芯层1140示为预成型件50的旋转对称芯层形式,但可以预期芯层1140可以图3a至9a中任何的形式实现。
内部外表层1120和外部外表层1125都由第一聚合材料形成。芯层1140由第二不同的聚合材料形成。在该实施例中,选择第一和第二材料使得第二聚合材料具有比第一聚合材料实质上更高的特性粘度。在一些非限制性实施例中,第一聚合材料可以是PET,第二聚合材料可以选自但不限于PP、聚乙烯(PE)、HDPE和尼龙。
在该非限制性实施例中,颈部1132由低粘度材料制成,尽管在一些非限制性实施例中,预期颈部1032可由与芯层1140相同的材料制成,或甚至由第三不同的材料制成。
通过热流道喷嘴的设计和/或热流道喷嘴的阀杆1224的控制,芯层1140的形状和/或布置的控制可类似于芯层340的形状和/或布置而实施。
参照图16A-16D,将描述根据本发明技术的又一非限制性实施例的模制品1300。模制品1300,特别是多层预成型件1300,由上述注射模制机100使用图17和18所示的热流道喷嘴1400制造(下面更详细地描述)。在根据本技术的其它非限制性实施例中,预期多层预成型件1300可由另一类型的模制机制造。
预成型件1300包括如关于预成型件50所述的颈部(未图示)、主体部1334和浇口部1336。主体部1334包括表层1320和1325以及芯层1340。内部外层1320和外部外层1325都由第一聚合材料形成,也称为表层材料。表层1320、1325的材料可选自但不限于高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)。
芯层1340由第二不同的聚合材料形成,也称为芯层材料。在该实施例中,第二聚合材料具有与第一聚合材料不同的颜色,但是第二聚合材料可以选择具有任何所需的材料类型、材料特性、材料质量、材料类型(即未经利用的或回收再生)等。如在图16C所示的实验制造的预成型件1300的图像中可见,芯层1320由紫色材料制成,而第一聚合材料通常是半透明材料。在一些实施例中,第一聚合材料可以是与第二聚合材料不同的颜色,而不是没有颜色。第一和第二聚合材料均可由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的均聚物、共聚物和共混物制成,但不限于此。预期可以具有不同物理、美学和/或成本特性的不同聚合材料可以用于芯层1340和/或表层1320、1325。
芯层1340包括径向厚度增加的局部区域(见图16a和16b)。由于紫色芯层的增加的径向厚度,紫色更多地存在,并且预成型件1300(及其最终最终成形容器)在较大厚度的局部区域中被不同地着色。具体地,在所示实施例中,芯层包括两个较宽的局部区域1342和两个较窄的局部区域1344。在外表层1320的相应区域中,外表层1320还具有较薄材料的局部区域。由于较厚芯层1340和较薄表层1320围绕预成型件1300的纵向轴线的局部区域,紫色材料芯层1340在预成型件1300中产生四个纵向延伸的条纹,这可以从预成型件1300的外部看到。应当注意,在本技术的可选的非限制性实施例中,可以有较厚芯层1340和较薄表层1320的更多或更少的局部区域。同样,较厚芯层1340和较薄表层1320的所有局部区域可以具有相同的尺寸——较小或较大。
在预成型件1300的一些其它非限制性实施例中,芯层1340可包括应变硬化材料或不同粘度的材料,例如上文针对根据此技术的预成型件的其它实施例所述。在这样的实施例中,预成型件到最终成形容器中的拉伸和吹塑可至少部分地由芯层1340的局部区域的不同厚度控制。
参考图17和18,现在将更详细地描述用于产生预成型件1300的热流道喷嘴1400。尽管将针对预成型件1300的形成来描述热流道喷嘴1400的使用,但也可预期热流道喷嘴1400可用于产生模制品和多层预成型件的不同实施例。
热流道喷嘴1400包括内部喷嘴插入件1406(也称为第一喷嘴插入件1406)、中间喷嘴插入件1408(也称为第二喷嘴插入件1408)和外部喷嘴插入件1410(也称为第三喷嘴插入件1410)。内部喷嘴插入件1406在其中限定内部流动通道1414。内部喷嘴插入件1406和中间喷嘴插入件1408在它们之间限定中间流动通道1418。中间喷嘴插入件1408和外部喷嘴插入件1410在它们之间限定外部流动通道1416。尽管未明确说明,但热流道喷嘴1400进一步与阀杆(未图示)配合,类似于上文所述的喷嘴1200和阀杆1224。热流道喷嘴1400限定纵向轴线1402,其通常为喷嘴1400的操作轴线。
内部流动通道1414和外部流动通道1416都输送第一聚合材料,该第一聚合材料最终分别为预成型件1300限定内部外表层1325和外部外表层1320。中间流动通道1418经配置以接纳将限定芯层1340的第二聚合材料。中间喷嘴插入件1408和内部喷嘴插入件1406进一步配合以限定中间流动通道1418的中间出口1420,其中当使用热流道喷嘴1400时,大部分第二聚合材料流过中间出口1420。
中间喷嘴插入件1408还限定设置在中间出口1420上游并与中间出口1420间隔开的四个孔口。具体地,中间喷嘴插入件1408具有围绕轴线1402间隔180度的两个孔口1433,以及设置在每个孔口1433之间并与每个孔口1433等距的两个孔口1435。孔口1433、1435布置成在中间流动通道1418和外部流动通道1416之间提供流体连接。
当中间流动通道1418经由孔口1433、1435流体连接到中间出口1420上游的外部流动通道1416时,芯层材料相对于外部表层材料的分布在孔口1433、1435下游的局部区域中被改变。当使用时,穿过中间流动通道1418的至少一部分第二聚合材料(即,芯层材料)熔体流通过孔口1433、1435进入外部流动通道1416。
然后,穿过孔口1433、1435的芯层材料形成图16A至16D所示的径向厚度增加的局部区域1342、1344。从中间流动通道1418穿过并进入外部流动通道1416的芯层材料部分通常在预成型件1300中再次结合在一起,其中这些分开的芯层材料流在该点形成更大厚度的芯层1340。这样,在对应于孔口1433、1435的位置的局部区域中,芯层材料的一部分也置换外部流动通道1416中的表层材料的一部分,如图中可见。如在横截面中可以看到的,较大的孔口1433允许通过更多的芯层材料,然后是较小的孔口1435,导致芯层1340的径向厚度的更大增加。
可以预期,根据具体的实施方式或应用,中间喷嘴插入件1408可以限定更多或更少的孔口1433、1435。在说明书的以下部分中探索了一些这样的变化。类似地,孔口1433、1435的布置、尺寸和定向可变化,如将在热流道喷嘴和喷嘴插入件的进一步实施例中所探索。
参考图19至21,现在将描述热流道喷嘴设计的另一非限制性实施例,其具体包括中间喷嘴插入件1508,用于产生上文呈现的预成型件设计中的至少一些预成型件设计。虽然未明确说明,但中间喷嘴插入件1508可代替中间喷嘴插入件1408用于热流道喷嘴1400中。
在该非限制性实施例中,中间喷嘴插入件1508包括用于将中间流动通道流体连接到外部流动通道的总共20个孔口。中间喷嘴插入件1508限定了四个圆形的、水平布置的孔口1530,孔口1530沿着四条纵向延伸线中的每一条布置,每条孔口1530线围绕操作轴线与其相邻线等距。中间喷嘴插入件1508进一步限定围绕中间喷嘴插入件1508的底部布置的四个较小圆形孔口1532。
通过控制流速,还可以预期能够控制芯层径向厚度变化的程度。例如,通过特定循环改变的流速可以产生沿纵向的局部芯层径向厚度的附加变化。
参考图22和23,现在将描述热流道喷嘴设计的另一非限制性实施例,其具体是中间喷嘴插入件1558,用于产生上文呈现的预成型件设计中的至少一些预成型件设计。虽然未明确说明,但中间喷嘴插入件1558可代替中间喷嘴插入件1408用于热流道喷嘴1400中。
在中间喷嘴插入件1558的非限制性实施例中,热流道喷嘴包括用于将中间流动通道流体连接到外部流动通道的总共20个孔口。中间喷嘴插入件1508限定了四个圆形的孔口1580,孔口1530沿着四条纵向延伸线中的每一条布置,每条孔口1530线围绕操作轴线与其相邻线等距。孔口1580以各种角度布置,孔口1580通常定向成与沿操作轴线向下的水平线成较大角度。类似于中间喷嘴插入件1508,中间喷嘴插入件1558进一步限定围绕中间喷嘴插入件1558的底部部分设置的四个较小的圆形孔口1582。
如在该非限制性实施例中可见,孔口1580不必都相对于操作轴线以相同角度布置。孔口1580还不必是等间距的,如从沿着每条纵向线的至少顶部两个孔口1580可以看到的。可以预期,根据具体实施例,中间喷嘴插入件1558可以包括更多或更少的孔口。
参考图24和25,现在将更详细地描述热流道喷嘴设计的另一非限制性实施例,明确地说是中间喷嘴插入件1608,用于产生上文呈现的预成型件设计中的至少一些预成型件设计,包括至少图4A和4B中所说明的预成型件400。
在中间喷嘴插入件1608的非限制性实施例中,热流道喷嘴包括两个孔口1630。每个孔口1630是弯曲槽的形式,其允许芯层材料从中间流动通道进入外部流动通道的内侧。
如图4A和4B所示,得到的芯层沿着芯层圆周的宽部分稍微增厚。
在一些实施例中,孔口1630可以比图示的大或小。还可以预期,中间喷嘴插入件1608可以包括另外的孔口,该孔口可以是孔口1630的形式或不同的形式。还可以预期,对于一些实施例,孔口1630可以限定在内部喷嘴插入件中而不是中间喷嘴插入件1608中。
参考图26,现在将描述用于制造上文呈现的预成型件设计中的至少一些的热流道喷嘴1700的说明性实例。
热流道喷嘴1700包括内部喷嘴插入件1706(也称为第一喷嘴插入件1706)、中间喷嘴插入件1708(也称为第二喷嘴插入件1708)和外部喷嘴插入件1710(也称为第三喷嘴插入件1710)。内部喷嘴插入件1706在其中限定内部流动通道1714。内部喷嘴插入件1706和中间喷嘴插入件1708在它们之间限定中间流动通道1718。中间喷嘴插入件1708和外部喷嘴插入件1710在它们之间限定外部流动通道1716。尽管未明确说明,但热流道喷嘴1700进一步与阀杆(未图示)配合,类似于上文所述的喷嘴1200和阀杆1224。热流道喷嘴1700限定纵向轴线1702,其通常为喷嘴1700的操作轴线。
内部流动通道1714和外部流动通道1716均输送第一聚合材料,其将最终分别限定由热流道喷嘴1700产生的模制品的内部外表层和外部外表层。中间流动通道1718经配置以接纳将限定模制品的芯层的第二聚合材料。
内部喷嘴插入件1706还限定设置在内部喷嘴插入件1706的出口上游并与之间隔开的四个孔口。具体地,内部喷嘴插入件1706具有四个孔口1730。孔口1730布置成将内部流动通道1714流体连接到中间流动通道1718。
类似于上述热流道喷嘴,热流道喷嘴1700在使用时产生具有芯层的模制品,芯层具有修改的径向厚度的局部区域。在该实施例中,流过内部流动通道1714的材料的一部分将转向中间流动通道1718,从而置换芯层材料的一部分。这产生芯层的径向厚度减小的局部区域。可以预期,内部喷嘴插入件1706可以在其中限定更多或更少的孔口1730。
参考图27,中间喷嘴插入件1800的说明性实例具有不同的、非限制性孔口实施例。尽管在中间喷嘴插入件1800上示出,但还可预期,例如在热流道喷嘴1700的非限制性实施例中,每一实例孔口可用内部喷嘴插入件实施。
如至少关于喷嘴插入件1408、1508、1558、1608和1706所描述的,本技术中开发的孔口在材料主出口的上游和偏移处允许芯层材料的一部分从中间流动通道进入内部流动通道或外部流动通道。这样,所制造的模制品具有芯层,该芯层具有径向厚度增加的局部区域。此外,芯层材料的一部分可以置换表层材料在局部区域周围的一部分。
根据各种因素,所使用的孔口可以是不同的形式。这些因素可包括但不限于:用于表层、芯层或两者中的特定材料的性质;使用时喷嘴的不同循环参数;以及芯层径向厚度的期望变化量。
在一些实施例中,这些孔口可以是大致圆柱形的并且成角度的,例如孔口1802和1804。在一些实施例中,孔口可以是大致圆柱形的并且大致平行于操作轴线,例如孔口1806。根据实施例的细节,孔口可以是弯曲的,例如孔口1808。在一些实施例中,孔口可以随着孔口远离中间流动通道延伸而扩张成更大,例如孔口1810(具有大致线性的壁)或孔口1812(具有弯曲的壁)。类似地,在一些实施例中,孔口可以随着它们远离中间流动通道延伸而变得更窄,例如孔口1814(具有大致线性的壁)或孔口1816(具有弯曲的壁)。
上述孔口1802至1816中的一个或多个的选择可以取决于各种因素,包括芯层要被改变的程度,例如,或者穿过外部流动通道的芯层材料要穿透外表层或更靠近所制造的预成型件的表面。还可以预期,例如通过具有比所示直径更大或更小的直径,孔口可以进一步变化。根据特定实施例,不同孔口的相对间隔、取向和位置可以进一步变化。在使用期间,还可以预期,可以控制杆位置,注射速度和注射定时中的任何一个以及其它过程变量,以对所制造的预成型件产生不同的影响。应当注意,可以利用各种方法来形成孔口,包括例如喷嘴插入件的放电加工和3D打印,但是本技术的制造并不意味着限于此。
这些是可以限定在中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件中的至少一个中的不同孔口的非限制性示例,但是还可以实现其他不同的形式。根据实施例,中间喷嘴插入件和内部喷嘴插入件中的一者或两者可包括少至一个孔口直到多个孔口。还可以预期,在一些实施例中,多个形式的孔口1802至1816(或其它形式)可以在单个实施例中实现。
另外,使用热流道喷嘴或插入件1400、1508、1558、1608、1700或1800制造的预成型件芯层的形状和/或布置可通过阀杆1224的定位来选择性地控制,如上所述。
参考图28至31,现在将描述热流道喷嘴1900的另一非限制性实施例,其具体是内部喷嘴插入件1906,用于产生上文呈现的预成型件设计中的至少一些。
热流道喷嘴1900包括内部喷嘴插入件1906、中间喷嘴插入件1908和外部喷嘴插入件1910。内部喷嘴插入件1906在其中限定内部流动通道1914,内部流动通道1914包括出口1922。内部喷嘴插入件1906和中间喷嘴插入件1908在它们之间限定中间流动通道1918。中间喷嘴插入件1908和外部喷嘴插入件1910在它们之间限定外部流动通道1916。内部喷嘴插入件1906和中间喷嘴插入件1908进一步配合以限定中间出口1920,至少芯层材料穿过中间出口1920。外部喷嘴插入件1910还限定出口1924,至少外表层材料穿过出口1924。热流道喷嘴1900还限定纵向轴线1902,其通常为喷嘴1900的操作轴线。
从图中可以看出,内部喷嘴插入件1906形成为使得中间出口1920具有不均匀的截面。当芯层材料从热流道喷嘴1900流出时,在使用中,通过非均匀中间出口1920,使用热流道喷嘴1900产生的模制品将具有围绕轴线1902的非均匀径向厚度的芯层。作为一个非限制性实例,可使用热流道喷嘴1900产生示于图5A和5B中的预成型件500。预成型件500的芯层540仅部分地围绕预成型件500的圆周延伸,对应于部分中间流动通道1918。
如图所示,中间出口1920和外部出口1924彼此紧邻。具体地,内部出口1922和外部出口1924同心地布置。由于内部喷嘴插入件1906的形式,如下文将更详细论述,中间出口1920仅部分地围绕热流道喷嘴1900的轴线1902延伸,并且仅设置在同心布置的内部和外部出口1922、1924的一部分之间。
内部喷嘴插入件1906具有两个普通的表面形式,如图28和29所示。第一表面形式1940与中间喷嘴插入件1908的内表面的形式相匹配。当内部喷嘴插入件1906布置在热流道喷嘴1900中时,第二表面形式1942与中间喷嘴插入件1908的内表面间隔开以限定中间流动通道1918。在表面形式1940的区域中,没有芯层材料流,因为内部喷嘴插入件1906与中间喷嘴插入件1908接触。因此,如在预成型件500中可见,芯层540仅围绕预成型件500的圆周的一部分延伸。
在一些非限制性实施例中,可以预期,通道1916、1918的部分可以被修改以补偿通道1916、1918中由于其不均匀性质而导致的流动不平衡。例如,在一些实施例中,外部流动通道1916可以在围绕限定中间流动通道1918的轴线的部分中更薄,使得来自通道1916、918的总流具有与喷嘴1900的没有限定中间流动通道1918的部分类似或相同的总流,并且所有流仅来自外部流动通道1916。还可以预期,通道1916、1918的形式可以改变以在使用期间平衡通过喷嘴1900的压力。
广义地说,用于将熔体输送到上述模腔的热流道喷嘴和喷嘴插入件的非限制性实施例经设计以输送芯层材料,使得在模腔中产生的模制品围绕模制品的纵向轴线具有不均匀的径向厚度。具体地,当使用热流道喷嘴时,通过中间流动通道的材料流绕热流道喷嘴的纵向轴线非均匀地分布。流的不均匀性通常归因于限定中间流动通道的中间喷嘴插入件和内部喷嘴的表面。在本技术的一些上述实施例中,所述表面限定了孔口,芯层材料穿过该孔口,以产生局部增加的芯层厚度。在本技术的其它实施例中,所述表面形成不围绕热流道喷嘴轴线均匀延伸的中间流动通道,使得芯层材料不围绕模制品均匀地分布。
应注意,即使本技术的各种实施例中所示出的芯层未完全包封在预成型件的浇口部中(即,在预成型件的浇口部中中断),但在图3A、4A,8A、10、11和16A-D中所示出的至少那些预成型件的替代非限制性实施例中,各个芯层可完全包封(即,连续)在预成型件的浇口部中。
可以选择用于形成多层制品300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1300的任何前述非限制性实施例的聚合材料,其中一种聚合材料具有第一颜色并且另一种聚合材料具有第二颜色,以便在最终成形容器中产生颜色分布的变化,其中颜色变化由芯层的选择性变化的径向厚度控制。
用于形成多层制品300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1300的前述非限制性实施例的聚合材料可以被选择或以其他方式修改以抵抗层的分层。在两个相邻层由易于分层的聚合材料形成的情况下,可以使用粘合剂来改善它们之间的粘合。例如参考转让给格雷厄姆包装公司(Graham Packaging Company L.P.)的美国专利申请US2011/0262668(通过引用并入本文)和由位于美国宾夕法尼亚州约克市的格雷厄姆包装公司的KrisAkkapeddi和Brian Lynch创作并且由位于美国康涅狄格州伯特利的塑料工程师协会(Society of Plastics Engineers)出版的题为“用于改善PET/Pa-MXD6多层共注射拉伸吹塑瓶子的抗分层性的增容剂添加物(Compatibilizer Additives for Improving theDeclaration Resistance of PET/Pa-MXD6 Multilayer Coinjection Stretch BlowMolded Bottles)”的杂志文章提供关于提供粘合剂的相关教导。在PET和HDPE界面的非限制性实例中,可以提供粘合剂,例如(美国特拉华州威明顿市的E.I.du Pont deNemours的商标),(法国科隆布的Arkema S.A的商标),或者(美国新泽西州Morris Plains的Honeywell International Inc.的商标)。
本技术的上述实施例的修改和改进对本领域技术人员来说是显而易见的。前面的描述是示例性的而不是限制性的。因此,本技术的范围仅由所附权利要求的范围来限定。
本技术的实施例的描述仅提供本技术的示例,并且这些示例不限制本技术的范围。应当清楚地理解,本技术的范围仅由权利要求限定。上述概念可以适用于特定条件和/或功能,并且可以进一步扩展到在本技术的范围内的各种其他应用。
已经如此描述了本技术的实施例,在不脱离所描述的概念的情况下,显而易见的是修改和增强是可能的。
Claims (9)
1.一种用于将熔体输送到模腔的热流道喷嘴,所述热流道喷嘴包括:
内部喷嘴插入件,所述内部喷嘴插入件限定了内部流动通道,所述内部流动通道包括内部出口;
中间喷嘴插入件,所述中间喷嘴插入件设置成围绕所述内部喷嘴插入件,
所述中间喷嘴插入件和所述内部喷嘴插入件限定了中间流动通道,所述中间流动通道包括中间出口;以及
外部喷嘴插入件,所述外部喷嘴插入件设置成围绕所述中间喷嘴插入件,
所述外部喷嘴插入件和所述中间喷嘴插入件限定了外部流动通道,所述外部流动通道包括外部出口,
所述内部喷嘴插入件形成为使得所述中间出口具有不均匀的横截面。
2.根据权利要求1所述的热流道喷嘴,其中所述模腔用于在使用中限定模制品,所述模制品具有芯层和围绕所述芯层的表层,所述芯层由流过所述中间流动通道的材料形成,所述材料具有围绕所述轴线的不均匀径向厚度。
3.根据权利要求1所述的热流道喷嘴,其中所述内部出口、所述中间出口和所述外部出口彼此紧邻。
4.根据权利要求1所述的热流道喷嘴,其中所述内部喷嘴插入件形成为使得所述中间出口仅部分地围绕所述热流道喷嘴的纵向轴线延伸。
5.根据权利要求1所述的热流道喷嘴,其中:
所述内部喷嘴插入件具有部分地限定所述中间流动通道的外表面;以及
所述外表面具有椭圆形式,所述椭圆形式表面的中心偏离所述热流道喷嘴的纵向轴线。
6.根据权利要求1所述的热流道喷嘴,其中所述内部出口和所述外部出口同心布置。
7.根据权利要求6所述的热流道喷嘴,其中所述中间出口设置在所述同心布置的内部出口和外部出口的一部分之间。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的热流道喷嘴,其中在使用中,当将所述熔体转移到所述模腔时:
第一聚合材料的第一熔体流流过并离开所述内部流动通道和所述外部流动通道;
第二聚合材料的第二熔体流流过并离开所述中间流动通道,所述第二聚合材料形成由所述模腔中的熔体产生的模制产品的芯层;以及
所述第一熔体流和所述第二熔体流在结合区域相交。
9.根据权利要求1到8中任一项所述的热流道喷嘴,其中所述模腔用于在使用中限定模制品,所述模制品具有芯层和围绕所述芯层的表层,所述芯层由流过所述中间流动通道的所述第二聚合材料形成,所述芯层具有围绕所述模制品的纵向轴线的不均匀径向厚度。
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