CN116367986A - 改进多层往复螺杆注射模制机中的喷射可重复性的方法 - Google Patents

Abstract

在一个方面中，公开了一种通过防止熔体通道之间的压力连通或“串扰”来改进多层往复螺杆注射模制设备中的喷射可重复性的方法。在第一方面中，在关闭多层往复螺杆注射模制设备的注射单元内的止回阀之前关闭出口喷嘴阀。在另一方面中，公开了一种通过记录往复螺杆注射模制设备的注射单元的机筒内的螺杆的第一位置来改进往复螺杆注射模制设备中的喷射可重复性的方法，该第一位置对应于材料注射单元的机筒内的熔体体积。然后，基于第一位置计算螺杆的第二位置，该第二位置对应于往复螺杆注射模制设备的注射单元的机筒螺杆的过渡位置。

Description

改进多层往复螺杆注射模制机中的喷射可重复性的方法

技术领域

本发明涉及塑料制品的注射模制，更具体地，涉及用于改进多层往复螺杆注射模制机中的喷射可重复性的方法。

背景技术

模制机可引导熔化的模制材料(诸如熔化的塑料或树脂)流通过分配网络(诸如热浇道)以用于通过喷嘴分配到模具中。熔融模制材料的分配可在例如注射模制期间发生。熔融的模制材料可以从喷嘴以基本上环形或圆柱形流分配。例如，在具有大致管状形状的制品(诸如适于随后吹塑以形成容器(诸如塑料饮料瓶)的预制件)的注射模制期间，可将环形或圆柱形流分配或注入模腔中。当流进入模腔的浇口时，该流可为或可变成环形，并且可扩展以围绕模腔的芯插件部件。

适用于模制制品(例如，具有一个或多个热塑性塑料层的薄壁容器)的模制机广泛地包括用于操作模具的夹具单元和用于在闭合和夹紧时塑化热塑性塑料并将热塑性塑料注射到模具中的一个或多个注射单元。夹具和注射单元的结构和操作是变化的。典型的注射单元的示例包括所谓的往复螺杆(RS)和两级变型。

顾名思义，RS注射单元通常包括容纳在圆柱形通道内的细长螺杆，该细长螺杆轴向来回移动以执行塑化和注射功能。位于圆柱形通道的上游端的与其流体连通的料斗(或其他这种容器)容纳固体塑料树脂(例如，高密度聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET))颗粒(例如，薄片或粒料)，用于在注射循环期间引入圆柱形通道中。螺杆的旋转致动使塑性树脂颗粒塑化并沿通道向下移动到其下游端以产生熔体。一旦足够量的熔体容纳于通道的前端(即，下游端)中，就朝出口喷嘴沿向前方向致动螺杆，以通过热浇道、模具浇口将熔体注射到用于形成模制制品的模具中。通常，在下游端(即，接近出口喷嘴)处联接到螺杆的止回阀或环用于防止熔体在来自注射到模具中的熔体的压力下沿着螺杆的螺纹向上游(即，远离出口喷嘴)后退。在一些此类系统中，在注射开始时来自熔体的上游压力足以关闭止回阀或环。

顾名思义，两级注射单元包括分开塑化和注射功能的不同结构和步骤。两级注射单元的结构包括塑化剂和喷射罐。除了转移步骤代替注射步骤之外，增塑剂在功能和结构上类似于上述RS注射单元。在转移操作中，积聚在塑化剂中的熔体以低压力和速度转移到喷射罐，其中选择性地操作定位在其间的分配阀。如名称所暗示，喷射罐被配置为从塑化剂依序积聚熔体，并且接着将熔体注射到模具中。

用于模制由多种材料制成的制品(例如，多层制品)的模制系统通常包括多个注射单元，即主和辅(次)注射单元。主注射单元和辅注射单元可以是任何类型的注射单元，例如RS或两级，选择取决于模制要求，例如熔体体积、循环时间。

两个(或多个)通道可用于在模制机中模制多层制品。可使用具有用于同时分配多个相应材料层的多个通道的多通道共注射喷嘴来形成此类多层模制制品。举例来说，共注射喷嘴可同时或依序分配外层(或“表层”)材料的环形内部和外部熔体流以及夹在内部和外部流之间的内层(或“核心层”)材料的环形物料流。外层材料例如可以是PET。内层材料可以例如包括尼龙或适于保护模制品的后续内容物免受外部污染(例如，氧化)的阻隔材料(例如，除氧剂材料)。可替代地，内层材料可包括消费后回收(PCR)材料(诸如PCRPET)用于以较低成本生产模制品。

通常，在多层往复螺杆共注射机中，两个或多个注射单元可与同一多通道共注射喷嘴流体连通。然而，当第一注射单元开始其注射(引导)冲程时，由于注射单元之间经由多通道共注射喷嘴的流体连通(即，注射单元之间可能发生“串扰”)，来自被注射以形成外层的熔融树脂的压力可能影响第二注射单元(用于形成内层)。其结果是，熔体的体积可能从一次注射到另一次注射而变化，不可预测地引起短路(即，模具的填充不足)和溢料(即，模具的过度填充)，导致浪费时间和材料。因此，需要防止多层往复螺杆模制机中的注射单元之间的此类压力传递。此外，还需要更精确地测量在往复螺杆注射模制机中注射之前将注射到模具中的熔体的体积，其目的还在于改进喷射-喷射可重复性。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供通过防止注射单元之间的压力传递或串扰来改进包括至少一个RS共注射单元的共注射模制机中的喷射可重复性的方法。

往复螺杆共注射机包括外部注射单元和内部注射单元。内部注射单元包括容纳在机筒内的螺杆，该机筒具有上游端和下游端。该螺杆还包括止动环。外部注射单元可包括容纳在第二机筒内的第二螺杆，第二机筒具有上游端和下游端。第二螺杆还可包括第二止动环。外部注射单元和内部注射单元在模腔的上游并与模腔流体连通，用于从模腔接收多层熔体流。至少该内部注射单元还包括出口喷嘴阀，该出口喷嘴阀可操作以在处于打开位置时允许该内部注射单元与该模腔之间的流体连通，并且在处于关闭位置时防止该内部注射单元与该模腔之间的流体连通。

根据本发明的第一方面的用于改进喷射可重复性的方法包括：关闭该内部注射单元的出口喷嘴阀；经由该螺杆的旋转致动塑化和计量该机筒的下游端中的熔体材料以产生熔体；停止向该螺杆施加的旋转致动并且允许该螺杆在该机筒中在上游方向上后退距离，这样使得穿过该止动环的压力梯度减小；在该下游方向上向该螺杆施加轴向力以增加该止动环上足以关闭该止动环的压力梯度，从而防止该外部注射单元和该内部注射单元之间的压力传递；停止向螺杆施加轴向力，并且允许螺杆沿上游方向后退距离，使得止动环上的压力梯度减小；以及开始将该第一熔体注射到该模腔中。根据第一方面的方法还可以包括在内部注射单元的螺杆上施加轴向力以将第二熔体注射到模腔中；停止对第二螺杆施加轴向力；以及停止该第一熔体的注射。

根据本发明的第二方面，提供一种通过防止注射单元之间的压力传递或“串扰”来改进注射模制机中的喷射可重复性的方法，该注射模制机包括至少一个RS注射单元，并且该方法用于通过在第一注射单元中的注射冲程之前测量第一螺杆位置，至少部分地基于该第一螺杆位置计算喷射体积来进一步改进往复螺杆注射模制机中的喷射可重复性，以及基于计算的喷射体积来计算第一螺杆的过渡位置。

共注射机包括外部注射单元和内部注射单元。内部注射单元包括容纳在机筒内的螺杆，该机筒具有上游端和下游端。该螺杆还包括止动环。外部注射单元可包括容纳在第二机筒内的第二螺杆，第二机筒具有上游端和下游端。第二螺杆还可包括第二止动环。外部注射单元和内部注射单元在模腔的上游并与模腔流体连通，用于从模腔接收多层熔体流。至少该内部注射单元还包括出口喷嘴阀，该出口喷嘴阀可操作以在处于打开位置时允许该内部注射单元与该模腔之间的流体连通，并且在处于关闭位置时防止该内部注射单元与该模腔之间的流体连通。

根据本发明的第二方面的用于改进喷射可重复性的方法包括：关闭该内部注射单元的出口喷嘴阀；经由该螺杆的旋转致动塑化和计量该机筒的下游端中的熔体材料以产生熔体；停止向该螺杆施加的旋转致动并且允许该螺杆在该机筒中在上游方向上后退距离，这样使得穿过该止动环的压力梯度减小；在该下游方向上向该螺杆施加轴向力以增加该止动环上足以关闭该止动环的压力梯度，从而防止该外部注射单元和该内部注射单元之间的压力传递；停止向螺杆施加轴向力，并且允许螺杆沿上游方向后退距离，使得止动环上的压力梯度减小；测量该螺杆在该第一机筒内的对应于该机筒内的该熔体的体积的第一位置；计算该螺杆在该机筒体内的对应于该螺杆的过渡位置的第二位置；以及在螺杆上施加轴向力以开始将熔体注射到模腔中。根据第二方面的方法还可以包括将第二熔体共注射到模腔中。

根据本发明的第三方面，提供改进往复螺杆注射模制机中的喷射可重复性的方法。

往复螺杆注射模制机包括注射单元。注射单元包括容纳在机筒内的螺杆，该机筒具有上游端和下游端。该螺杆还包括止动环。注射单元位于模腔的上游并与模腔流体连通，用于从模腔接收熔体流。该注射单元还包括出口喷嘴阀，该出口喷嘴阀可操作以在处于打开位置时允许该注射单元与该模腔之间的流体连通，并且在处于关闭位置时防止该注射单元与该模腔之间的流体连通。

根据本发明的第三方面的用于改进喷射可重复性的方法包括：关闭该注射单元的出口喷嘴阀；经由该螺杆的旋转致动塑化和计量该机筒的下游端中的熔体材料以产生熔体；停止向该螺杆施加的旋转致动并且允许该螺杆在该机筒中在上游方向上后退距离，这样使得穿过该止动环的压力梯度减小；在该下游方向上向该螺杆施加轴向力，以增大跨过该止动环的压力梯度，从而足以关闭该止动环；停止向螺杆施加轴向力，并且允许螺杆沿上游方向后退距离，使得止动环上的压力梯度减小；测量该螺杆在该机筒内的对应于该机筒内的该熔体的体积的第一位置；计算该螺杆在该机筒体内的对应于该螺杆的过渡位置的第二位置；以及在该螺杆上施加轴向力以将该熔体材料注射到该模腔中。

本发明的其他特征和优点将从结合以下描述的附图中变得显而易见。

附图说明

参考附图将更全面地理解非限制性实施例，其中：

图1是用于模塑多层制品的注射模制机的透视图；

图1A是图1的注射模制机的内部注射单元部件的示意图；

图1B是在注射冲程期间图1的注射模制机的内部注射单元部件中注射压力和螺杆位置对时间的曲线图；

图2是由图1的注射模制机模塑的多层制品的透视图；

图3是图2的多层制品的纵向横截面；

图4是用于注射模制材料以形成图2和图3的多层制品的热浇道共注射喷嘴的一部分的纵向横截面；

图5是用于在模制周期过程中形成图2的多层制品的图1的模制机的操作流程图；

图5A是描绘图5的流程图的修改的流程图的一部分，包括可选的附加步骤；以及

图6示出了图1的注射模制机的内部注射单元部件内的往复螺杆在注射循环期间的四个不同点处的四个示意图。

附图不一定是按比例绘制的，并且可以通过虚线、图形表示和片断图来说明。在某些情况下，可能已经省略了对于理解这些实施例而言不必要的或致使其他细节难以察觉的细节。

具体实施方式

在本文中，术语“示例性”的任何使用应被理解为表示“......的示例”，而不必表示该示例以某种方式是优选的或最佳的。诸如“向下”、“向右”和“向左”的术语可用于描述本说明书中的一些实施例的特征，但不应理解为必然意味着制造或使用期间实施例的取向。词语“下游”在注射模制的上下文中应理解为是指从树脂源朝向模腔的方向，并且词语“上游”是指相反的方向。

图1以透视图描绘注射模制机100。示例性注射模制机100用于模制多层制品，诸如图2的示例预制件200(下文描述)。

图1中所描绘的注射模制机100包括外壳102，该外壳102容纳夹具单元、固定压板、可移动压板和安装在其间的模具(在图1中均不可见)。注射模制机100还包括第一注射单元104和第二注射单元106，其分别用于塑化(熔化)和注射外部(即，表面)层熔体材料和内部(即，芯)层熔体材料(两者均为模制材料的形式)，并且其在本文中可相应地分别称为外部注射单元104和内部注射单元106。外层熔体材料例如可以是PET。内层熔体材料可以例如是尼龙、阻隔或氧清除材料，或消费后再循环(PCR)材料诸如PCRPET。在本示例中，外部注射单元104是两级注射单元，而内部注射单元106是往复螺杆注射单元。外部注射单元和内部注射单元可操作以经由热浇道将模制材料注射到模腔中。本实施例的内部注射单元106在下面描述的图1A中更详细地描绘。

根据未示出的另一可替代性实施例，外部注射单元104和内部注射单元106都是往复螺杆注射单元。

图1的控制器108尤其基于人类操作者输入或基于预设控制序列来控制注射模制机100的操作。在本实施例中，控制器108包括与易失性或非易失性存储器通信的至少一个处理器，该易失性或非易失性存储器存储存储在有形介质(例如，ROM、光盘、USB驱动器或磁存储介质)上的计算机可读程序代码。在一些实施例中，计算机可读程序代码可以经由通信地联接到网络(例如，诸如因特网的广域网)的调制解调器或通信适配器传输到存储器。控制器108例如可以是工业PC，或具有

Core^TM i处理器的/>

model CP22xx PanelPC。控制指令可以由操作员经由人机接口(HMI)109输入，该人机接口例如可以是形成控制器108的一部分或联接到控制器108的多功能触摸屏。HMI 109可显示用于控制或监视模制过程的方面的各种图形用户接口(GUI)屏幕。

外壳102内的热浇道界定通道网络，该通道网络用于将外层熔体材料和内层熔体材料分别从第一注射单元104和第二注射单元106传送到下文描述的多个多通道喷嘴中的每一者。每个喷嘴位于模具中界定的相关联的模腔附近。每个模腔为待模塑制品形状的负形(空间)，在该示例中为图2的预制件200。可由模制机100同时填充的模腔的数目通常大于一且可在实施例之间变化。

图1A描绘与注射模制机100的其他部件隔离的图1的第二(内层熔体材料)注射单元106的示意性表示。注射单元106包括容纳在挤出机机筒112中的螺旋往复塑化螺杆110。机筒112可以被选择性地加热并且具有用于接收内层材料的入口(未明确描绘)，该内层材料例如为丸粒形式(未明确描绘)。螺杆110可在加热的机筒112内旋转以将内层材料混合和塑化(熔融)成熔体466。螺杆110包括尖端121，该尖端包括止动环123，尽管其他止回阀布置也是可能的。止动环123允许塑化熔体材料沿下游方向(即，朝向图1A中的右侧)流过，同时防止沿上游(即，相反)方向流动。当压力Pp超过Ps时，该止动环123关闭，当螺杆向前移动以注射塑料时发生该压力Pp超过Ps(如1A所示)。出口喷嘴阀113可由控制器108(图1A)选择性地打开或关闭以在第二(外层熔体材料)注射单元106与下游热浇道之间选择性地建立流体连通。在图1A中，出口喷嘴阀113处于打开位置。

图1A的第二注射单元106还包括注射致动器114或以其他方式与注射致动器114相关联。注射致动器114(或简称为“致动器114”)被配置为使螺杆110在机筒112内纵向往复运动以实现内层材料注射单元106的注射和恢复操作阶段。在本实施例中，致动器114包括容纳在液压缸118中的活塞116，然而注意到致动器114可以不同地实现，例如滚珠螺杆致动器。活塞116附接到驱动螺杆110的杆120。杆120可以是螺杆110的中心轴111的延伸部。通常，第二致动器(未示出)可将旋转运动传递给螺杆110。

描绘的致动器114由控制器108控制。在注射期间，控制器108可被编程为遵循一系列指令以将两种类型的线性致动赋予螺杆110。这在图1B中图示，图1B描绘了注射单元的速度/压力与时间的关系曲线。在图1B中，x轴表示持续时间，y轴表示螺杆121的位置(相对于机筒的下游端，即图1A中的右端)和熔体466的塑性压力PP。最初，控制器108遵循速度分布VP，其中控制器108致使螺杆110以特定速度(其可恒定或可不恒定)沿向前方向(即，图1A中的右侧)移动，直到模腔(未图示)几乎完全填充有熔体466为止。速度分布VP在图1B中最左侧和中央垂直线之间图示。在点T处，控制器108可切换到压力控制且随后遵循压力分布PP，其中当熔体466在模具内冷却并固化时，控制器108致使螺杆110在熔体466上施加压力(其可随时间改变)。压力分布PP在图1B中在中心和最右边的垂直线之间图示。在控制器108从速度分布VP切换到压力分布PP的时间点，螺杆110将处于机筒112内可称为过渡位置T的点，如图1B中的点T所示。

可在注射模制机100中模制的模制制品的示例是预制件200，其在图2中以透视图示出且在图3中以纵向横截面示出为可吹塑成容器的类型。如图所示，预制件200具有细长主体202、半球形封闭基部204和颈部瓶口206。此示例预制件的颈部瓶口206包括各种外部特征，该外部特征包括用于接纳和固持封闭件(例如，螺纹盖)的螺纹208、防松珠210和支撑凸耳212。

如图3所示，预制件200包括外层和内层。内层和外层的外层由来自第一注射单元104的熔体模制而成。内层224由来自第二注射单元106的(固化)熔体466模制而成。在所描绘的实施例中，内层224完全由外层材料466包封。

图2和图3的预制件200由通过热浇道的相关联多通道共注射喷嘴400注射到模腔中的外层熔体材料和内层熔体材料466形成。图4以纵向横截面描绘共注射喷嘴400的一部分。所描绘的喷嘴400的部分是喷嘴的最下游端，包括喷嘴尖端402，熔体从喷嘴尖端402排放到模腔中。

在本示例性实施例中，喷嘴400是由三个嵌套部件形成的部件：最内部喷嘴插件404、中间喷嘴插件406和最外部喷嘴插件408。在可替代性实施例中，喷嘴可以以其他方式形成，例如，作为使用诸如直接金属激光烧结(DMLS)的增材制造技术制成的整体部件。示例性喷嘴400具有基本上圆柱形的形状，其每个部件喷嘴插件404、406和408也是如此，但这不是必需的。

图4的喷嘴400界定用于输送熔体材料的三个通道。

由最内部喷嘴插件404界定的第一中心设置的通道424提供用于将从第一注射单元104接收的外层熔体材料轴向朝喷嘴尖端402输送的通道。通道424还容纳可轴向往复运动的阀杆432，该阀杆432在本实施例中用于控制两种类型的熔体材料(即外层熔体材料和内层熔体材料)的流动，如下所述。具体地，通道424和阀杆432共同界定环形通道，外层熔体材料可流动通过该环形通道，直到熔体越过阀杆432的端部(当阀杆432处于图4的完全缩回位置时)并作为基本上圆柱形流离开出口444。在离开出口444时，熔体进入喷嘴组合区域429以与一个或多个其他熔体流组合，如下文将描述。通道424可以被称为内部通道424，并且出口444因此可以被称为内部出口444。

第二，基本上环形的通道426界定在最内部喷嘴插件404和中间喷嘴插件406之间。第二通道426将从第二注射单元106接收的内层熔体材料轴向地朝向面向内的环形出口446传送。在离开环形出口446时，环形熔体流流入喷嘴组合区域429以与一个或多个其他熔体流组合。通道426可以被称为中间通道426，并且出口446可以相应地被称为中间出口446。

第三，基本上环形的通道428界定在中间喷嘴插件406和最外部喷嘴插件408之间。第三通道428将从第一注射单元104接收的外层熔体材料输送到面向内的环形出口448。在离开出口448时，排出的熔体进入喷嘴组合区域429，在那里它可以与一种或多种其他熔体流组合。通道428可以被称为外部通道428，并且出口448因此可以被称为外出口448。在本实施例中，外部通道428基本上与中间通道426和内部通道424中的每一者同心。

应了解，借助于上述喷嘴结构，内部，中间和外部通道424、426和428均将模制材料的相应流供应或馈送到组合区域429，该组合区域429可因此称为“材料组合区域”。由于它们输送的材料，内部通道424和外部通道428可替代地称为外层熔体材料通道。类似地，中间通道426也可称为内层熔体材料通道。

阀杆432用于控制模制材料流入组合区域429且因此流入与喷嘴400相关联的模腔中。阀杆432由控制器108通过致动器(未描绘)控制，该致动器使阀杆432在四个位置或止挡的至少一个子集之间往复运动。

第一阀杆位置是图4所描绘的完全打开位置，其中阀杆的远端433位于轴向“止挡3”处。在此位置中，阀杆432不阻碍模制材料从内部出口444、中间出口446或外部出口448中的任一者流动。该阀杆位置在此被称为位置3，其中数字3表示打开的(未阻塞的)喷嘴出口(即，出口444、446和448)的数量。

第二位置是部分打开位置，其中阀杆432的端部433前进(在图4中向下)到标记为“停止件2”的轴向位置。当阀杆432处于该位置时，其阻塞(关闭)内部出口444，从而防止外层熔体材料从其流出。中间出口446和外部出口448保持打开。该阀杆位置在本文中称为位置2，数字2表示打开的喷嘴出口(即出口446和448)的数量。

第三位置是大部分关闭的位置，其中阀杆432的端部433前进到图4中标记为“停止1”的轴向位置。当阀杆432处于该位置时，其阻挡内部出口444和中间出口446，从而分别防止外层熔体材料和内层熔体材料从其中流出。外部出口448保持未阻塞，允许来自注射单元104的外层熔体材料流入组合区域429。该阀杆位置被称为位置1，反映了在该位置打开的单个喷嘴出口(出口448)。

最后，第四位置是完全关闭位置，其中阀杆432的端部433在浇口区域430内前进到图4中标记为“停止0”的轴向位置。当阀杆432处于该位置时，其阻塞内部出口444，中间出口446和外出口448中的每一者，从而防止熔体材料从这些出口中的任一者流出。该阀杆位置可以被称为位置0，数字0反映打开的喷嘴出口的数量(即没有)。

当然，多层喷嘴400的上述描述仅仅是示例性的，并且多层喷嘴的其他配置也可考虑用于本发明的方法。

从以上描述，显然出口444、446和448一方面允许内外层通道424与外外层通道428之间的流体连通，另一方面允许中间内层通道426之间的流体连通。本发明人已经发现，当第一注射单元106的出口喷嘴阀113和至少出口446和448分别处于打开或解锁位置时，这种流体连通导致第一(外层熔体材料)注射单元104和第二(内层熔体材料)注射单元106之间的压力传递。本发明人还发现，这种压力传递的不利结果是，第二注射单元106中的止回阀的关闭会受到很大影响，导致喷射重量的较大变化。这又会导致短射(即，模具的填充不足)或飞边(即，模具的过度填充)以及随后的模塑制品的损失或报废。为了解决这个问题，本发明人设计了一种方法，其中这种压力传递不发生或至少基本上被减少。

参看图5，公开了一种改进往复螺杆注射模制设备中的喷射可重复性的方法，诸如上文所公开了的示例性往复螺杆注射模制设备。在图5中，步骤500是注射循环的开始。在步骤502中，操作第一注射单元104以塑化和计量树脂。即，将第一树脂的喷射塑化并在挤出机中计量，然后转移到喷射罐中用于注射。在步骤504中，关闭第二材料注射单元106(图1A)的出口喷嘴阀113以阻止第一注射单元104和第二注射单元106之间的流体连通。接着，将树脂从树脂源转移到第二注射单元106的机筒(步骤506)，其中通过旋转致动往复螺杆110(图1A)使其塑化并在下游端计量以在其中产生熔体466(步骤508)。当熔体466积聚在机筒112的下游端时(图1A)，塑料压力PP在机筒内向上游推动螺杆110，如本领域已知的。在步骤510中，停止螺杆110的旋转致动，并且允许螺杆110向上游后退距离以减小抵靠止动环123(其仍处于打开位置)的塑料压力PP。图6A示意性地示出了在完成步骤510时螺杆110和止回阀123的位置。在步骤512中，螺杆110由致动器114向前驱动(即，在下游方向上)以将塑性压力PP增加到足以闭合止动环123。在图6B中相对于图6A所示的螺钉位置示意性地示出了在完成步骤512时螺杆110和止动环123的位置。如图6B所示，止动环123现在处于关闭位置，其中止动环123的上游侧邻接止动环座123a。在步骤514中，致动器114停止向前驱动螺杆111，并且允许螺杆110在上游方向上后退，使得抵抗(现在关闭的)止动环123的塑料压力PP减小。相对于图6A和6B中所示的螺杆位置，图6C中示意性地示出了在完成步骤514之后螺杆110和止动环123的位置。接着，操作第一注射单元104以开始将第一模制材料的塑化熔体注射到模具中(步骤516)。在步骤518中，打开第二注射单元106的出口喷嘴阀113。然后，在步骤520中，致动第二注射单元106以将内层熔体材料注射到熔体流中。本领域技术人员将理解，步骤516和520之间经过的时间可以根据所涉及的特定应用而变化。例如，可以改变步骤516和520之间的定时的因素包括被模制的制品的类型，包括外部和内部熔体材料的材料的类型等。接下来，停止内层熔体材料的共注射(步骤522)，然后停止外层熔体材料的注射(步骤524)。当然，由于上述原因，本领域技术人员将理解，步骤522和524之间经过的时间也可以根据所涉及的特定应用而变化。在步骤524之后，完成一个注射循环(步骤526)。在完成步骤524之后，螺杆110和止回阀123的位置相对于图6A至6C所示的位置示于图6D中。

现在将解释本发明的另一方面。如上文关于图1B所解释，在注射期间，往复螺杆注射模制机(例如，上文所公开了的示例性往复螺杆注射模制机)可遵循两级次序以填充模具，该两级次序包括速度分布VP，随后是压力分布PP。还如以上关于图1B所解释的，当控制器从速度分布切换到压力分布时，螺杆在机筒内的位置可以被称为过渡位置T。因为过渡位置T在模具几乎充满时出现，所以在过渡位置T和喷射体积之间存在密切的关系。本发明人已经认识到，在图5的步骤514完成时，可以基于止回阀123关闭之后的螺杆位置和压力平衡来计算喷射体积。这允许计算过渡位置T(并且如果需要，可能从一个循环到另一个循环进行调整)，因为在过渡位置T处，计算的熔体体积将基本上在模具内(或最终在压力下进入模具)。

现在将参考图5A描述本发明的进一步的方面。图5A描绘了图5的方法的修改，包括插入在图5的步骤514和516之间的可选步骤515a到515c。具体地，在步骤514(图5)之后，在步骤515a记录螺杆110(图1A)的位置。因为挤出机机筒112的体积是已知的，所以可以计算其内熔体的体积。例如，在完全圆柱形挤出机机筒112和螺杆梢121的(理想化)情况下，可以使用关系式V＝πr²来确定步骤514之后的熔体体积(V)，其中r是圆柱体的半径，并且h是螺杆梢121与挤出机的下游端之间的距离。因此，在步骤515b，计算挤出机机筒112内的熔体体积。由此，可以确定过渡位置，因为在完成速度分布时，相同的体积必须基本上占据模具。在步骤515c进行该计算。从这点开始，该方法如参照图5所解释的那样进行。

当然，本发明的另一方面不限于往复螺杆共注射的方法。即，可在包括单个材料注射单元的往复螺杆注射机中实现关于图5A描述的用于改进喷射可重复性的方法，其中可计算过渡位置。

上述模制机100用于模制为预制件的多层制品。在可替代性实施例中，模制机可用于模制其他类型的多层制品，例如其他类型的容器或封闭件，诸如盖。

本发明的实施例的上述描述应被认为是说明性的而不是限制性的。例如，在根据本发明的往复螺杆共注射机器中可以使用除多层共注射喷嘴104之外的许多类型的多层共注射喷嘴。同样，在根据本发明的往复螺杆共注射机中可使用不同于该止动环123的止回阀类型。在参考以上描述之后，本领域技术人员还将想到各种其他改变和修改，而不脱离本发明的精神和范围。在以下权利要求的范围内可以进行其他修改。

Claims (10)

1.一种改进往复螺杆注射模制机(100)中的喷射可重复性的方法，所述往复螺杆注射模制机(100)包括模具浇口、模腔、第一注射单元(104)和包括纵向机筒(112)和螺杆(110)的第二注射单元(106)，所述纵向机筒(112)具有接近出口喷嘴阀(113)的下游端和接近树脂源的上游端，所述螺杆(110)同轴地定位在所述纵向机筒(112)内，所述纵向机筒(112)包括止动环(123)，所述方法包括以下步骤：

塑化和计量所述第一注射单元(104)中的树脂以形成第一熔体；

关闭所述第二注射单元(106)的所述出口喷嘴阀(113)；

将树脂从树脂源转移到所述第二注射单元(106)的所述纵向机筒(112)内的所述螺杆(110)；

塑化所述树脂并且经由所述螺杆(110)的旋转致动计量所述第二注射单元(106)的所述纵向机筒(112)的下游端中的所述塑化树脂以产生第二熔体(466)；

停止向所述螺杆(110)施加旋转致动；

在所述下游方向上在所述螺杆(110)上施加轴向力以增加跨过所述止动环(123)的足以关闭所述止动环(123)的压力梯度；

停止在所述下游方向上对所述螺杆(110)施加所述轴向力；以及

开始从所述第一注射单元(104)注射所述第一熔体；

在所述下游方向上将所述轴向力施加到所述螺杆(110)上以开始将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)穿过所述模具浇口注射到所述模腔中以开始将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(104)经由所述模具浇口共注射到所述模腔中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述第一注射单元(104)还包括第二纵向机筒，所述第二纵向机筒具有靠近第二出口喷嘴阀的下游端和靠近第二树脂源的上游端，和同轴地定位在所述第二纵向筒内的第二螺杆，所述第二螺杆包括第二止动环。

3.根据权利要求1所述的方法，在停止在所述下游方向上对所述螺杆(110)施加所述轴向力的步骤之后，还包括以下步骤：

记录所述螺杆(110)的第一位置；

至少基于所述螺杆(110)的所述第一位置计算所述螺杆的过渡位置(T)；

在所述下游方向上将所述轴向力施加到所述螺杆(110)上以根据速度分布(VP)将所述第一熔体(466)注射穿过所述模具浇口并注射到模腔中；以及

当所述螺杆(110)到达所述过渡位置(T)时，根据压力分布(PP)将所述轴向力施加到所述螺杆(110)。

4.根据权利要求1所述的方法，在开始经由所述模具浇口将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)共注射到所述模腔中的步骤之后，还包括以下步骤：

停止经由所述模具浇口将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)共注射到所述模腔中。

5.根据权利要求4所述的方法，在停止经由所述模具浇口将所述第二熔体从所述第二注射单元(106)共注射到所述模腔中的步骤之后，还包括以下步骤：

停止通过所述模具浇口将所述第一熔体注射到所述模腔中。

6.一种改进往复螺杆注射模制机(100)中的喷射可重复性的方法，所述往复螺杆注射模制机(100)包括模具浇口、模腔、第一注射单元(104)和包括纵向机筒(112)和螺杆(110)的第二注射单元(106)，所述纵向机筒(112)具有接近出口喷嘴阀(113)的下游端和接近树脂源的上游端，所述螺杆(110)同轴地定位在所述纵向机筒(112)内，所述纵向机筒(112)包括止动环(123)，所述方法包括以下步骤：

塑化和计量所述第一注射单元(104)中的树脂以形成第一熔体；

关闭所述第二注射单元(106)的所述出口喷嘴阀(113)；

将树脂从树脂源转移到所述第二注射单元(106)的所述纵向机筒(112)内的所述螺杆(110)；

塑化所述树脂并且经由所述螺杆(110)的旋转致动计量所述第二注射单元(106)的所述纵向机筒(112)的下游端中的所述塑化树脂以产生第二熔体(466)；

停止向所述螺杆(110)施加旋转致动；

在所述下游方向上在所述螺杆(110)上施加轴向力以增加跨过所述止动环(123)的足以关闭所述止动环(123)的压力梯度；

停止在所述下游方向上对所述螺杆(110)施加所述轴向力；

记录所述螺杆(110)的第一位置；

至少基于所述螺杆(110)的所述第一位置来计算所述螺杆(110)的过渡位置(T)；

打开所述第二注射单元(106)的所述出口喷嘴阀(113)；

开始从所述第一注射单元(104)注射所述第一熔体；

在所述下游方向上将所述轴向力施加到所述螺杆(110)上以根据速度分布(VP)将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)注射穿过所述模具浇口并注射到模腔中；以及

当所述螺杆(110)到达所述过渡位置(T)时，根据压力分布(PP)将所述轴向力施加到所述螺杆(110)上。

7.根据权利要求6所述的方法，所述第一注射单元还包括第二纵向机筒，所述第二纵向机筒具有靠近第二出口喷嘴阀的下游端和靠近第二树脂源的上游端，和同轴地定位在所述第二纵向筒内的第二螺杆，所述第二螺杆包括第二止回阀。

8.根据权利要求6所述的方法，在开始经由所述模具浇口将第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)注射到所述模腔中的步骤之后且在当所述螺杆(110)到达所述过渡位置(T)时根据压力分布(PP)将轴向力施加到所述螺杆(110)上的步骤之前，还包括以下步骤：

停止经由所述模具浇口将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)注射到所述模腔中。

9.根据权利要求8所述的方法，在停止经由所述模具浇口将所述第二熔体(466)从所述第二注射单元(106)共注射到所述模腔中的步骤之后，还包括以下步骤：

停止通过所述模具浇口将所述第一熔体注射到所述模腔中。

10.一种改进往复螺杆注射模制机中的喷射可重复性的方法，所述往复螺杆注射模制机(100)包括模具浇口、模腔和注射单元(106)，所述注射单元(106)包括纵向机筒(112)和螺杆(110)，所述纵向机筒(112)具有接近出口喷嘴阀(113)的下游端、接近树脂源的上游端，所述螺杆(110)同轴地定位在所述纵向机筒(112)内，所述螺杆(110)包括止动环(123)，所述方法包括以下步骤：

关闭所述注射模制设备(100)的所述出口喷嘴阀(113)；

将树脂从所述树脂源转移到所述纵向机筒(112)内的所述螺杆(110)；

塑化所述树脂并且经由所述螺杆(110)的旋转致动计量所述纵向机筒(112)的所述下游端中的所述塑化树脂以产生熔体(466)；

停止向所述螺杆(110)施加旋转致动；

在所述下游方向上向所述螺杆(110)施加轴向力以增加所述止回阀(123)上足以关闭所述止回阀(123)的压力梯度；

停止对所述下游方向的所述螺杆(110)施加所述轴向力；

记录所述螺杆(110)的第一位置；

至少基于所述螺杆(110)的所述第一位置来计算所述螺杆(110)的过渡位置(T)；

打开所述注射单元的所述出口喷嘴阀(113)；以及

在所述下游方向上将所述轴向力施加到所述螺杆(110)上以根据速度分布(VP)将所述熔体(466)注射穿过所述模具浇口并注射到模腔中；以及

当所述螺杆(110)到达所述过渡位置(T)时，根据压力分布(PP)将所述轴向力施加到所述螺杆上。

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