CN117584347B - 用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构 - Google Patents
用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117584347B CN117584347B CN202311826363.6A CN202311826363A CN117584347B CN 117584347 B CN117584347 B CN 117584347B CN 202311826363 A CN202311826363 A CN 202311826363A CN 117584347 B CN117584347 B CN 117584347B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zone
- screw
- foaming
- skin
- core
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000003860 storage Methods 0.000 title claims abstract description 95
- 238000005187 foaming Methods 0.000 title claims abstract description 45
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 67
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 claims description 46
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 43
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 28
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 27
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 25
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 25
- 239000012792 core layer Substances 0.000 claims description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 17
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 11
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims description 11
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 abstract description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 210000003491 skin Anatomy 0.000 description 22
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 6
- 239000002666 chemical blowing agent Substances 0.000 description 5
- 210000002615 epidermis Anatomy 0.000 description 5
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 230000001054 cortical effect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000010006 flight Effects 0.000 description 1
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000010985 leather Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000012899 standard injection Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/02—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C44/04—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles for articles of definite length, i.e. discrete articles consisting of at least two parts of chemically or physically different materials, e.g. having different densities
- B29C44/06—Making multilayered articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/3442—Mixing, kneading or conveying the foamable material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/3442—Mixing, kneading or conveying the foamable material
- B29C44/3446—Feeding the blowing agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/35—Component parts; Details or accessories
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C44/00—Shaping by internal pressure generated in the material, e.g. swelling or foaming ; Producing porous or cellular expanded plastics articles
- B29C44/34—Auxiliary operations
- B29C44/36—Feeding the material to be shaped
- B29C44/38—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length
- B29C44/42—Feeding the material to be shaped into a closed space, i.e. to make articles of definite length using pressure difference, e.g. by injection or by vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/47—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould using screws
- B29C45/50—Axially movable screw
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/46—Means for plasticising or homogenising the moulding material or forcing it into the mould
- B29C45/58—Details
- B29C45/60—Screws
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
本发明公开了用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构，包括：料筒、螺杆；螺杆一体设置有熔体分流器，且螺杆顶端连接有螺杆头，料筒与螺杆头之间形成储料区；料筒通过熔体分流器的设置形成有塑化区、混炼区，螺杆头包括相互隔离的皮层进料区、芯层进料区，芯层进料区上还设置有利用储料区的背压实现控制芯层进料区启闭的启闭件。本申请具有在单个加热料筒的空间内借助于具有单个往复螺杆的机器来执行夹层或共注射成型工艺的效果。
Description
技术领域
本发明涉及聚合物共注射加工领域，尤其是涉及用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构。
背景技术
往复螺杆式注塑机是注塑机最常见的类型，在这种类型的机器中，热塑性聚合物通过具有螺纹槽的螺杆在称为料筒的加热压力容器内旋转而被熔融、混合均化，统称塑化，并输送至螺杆末端。螺杆还可以轴向平移后退，以允许塑化的材料在螺杆末端的储料区积聚。当积累了足够体积的熔体时，螺杆停止转动，然后螺杆向前快速平移，以将塑化好的储存材料注射到闭合的模具中。称为螺杆头的止逆阀位于螺杆的下游端，以防止塑化的料在注射期间回流到螺杆的螺纹槽中。
目前还有一种生产工艺，称为共注射或夹芯成型。在其最常见的实施例中，共注射是通过配备有两个或多个塑化单元的成型机来实现的，每个塑化单元都包含封闭在单独的加热料筒中的往复式螺杆或挤出螺杆。这些塑化单元的输出由歧管系统汇集在一起该歧管系统将多种材料输送到注射到模具中的注射浇口。
例子包括美国专利:美国专利号4,978,493、专利号3,966,372以及专利号5,443,378。在现有技术的所有这些例子中，辅助挤出螺杆和机筒，或多于一个，通过某种熔体承载歧管结构与主机筒连通，通过该熔体承载歧管结构来装入射料的另一部分。由于具有多个机筒和螺杆驱动装置，这种类型的机器仍然具有缺点，包括所需部件和相关控制能力的初始成本较高。美国专利申请序列号US 09/850,696的发明进一步降低了多材料共注射机器的复杂性。其中使用两个同轴螺杆元件在单个机筒的空间内塑化两种材料。
共注射的最新发明是美国专利7004739B2，其中两个单螺杆沿轴向串联，两个料斗将不同的材料喂入两个单螺杆中。它是一种简单的共注塑成型解决方案，已成功用于各种材料或颜色的共注塑成型。然而，对于泡沫材料，在公共聚集区域中存在富含气体的材料污染问题。另外，两种物料的比例需要其中一个料斗缺料操作，以停止止或延迟这种物料进入公共储存区域，当需要单独挤出一种物料时，很难完全或及时停止另一种物料的进料。对于需要完美表皮和发泡芯的夹芯储料结构来说，这仍然不是最佳解决方案。
发明内容
为了实现单根往复螺杆实现夹层或者共注射成型工艺，本申请提供用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构。
本申请提供的用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构采用如下的技术方案：
第一方面，本申请提供一种用于发泡共注射的塑化单元，包括：
料筒，具有加热器，且设置有进料斗和注射入口；
螺杆，插接于所述料筒的空腔内，所述螺杆一体设置有熔体分流器，且所述螺杆顶端连接有螺杆头，所述料筒与所述螺杆头之间形成储料区；
其中，
所述熔体分流器设置于所述进料斗与所述注射入口之间的螺杆上，且外周壁与所述料筒的内壁之间形成供热塑性聚合物通过的流通腔室，所述熔体分流器上在所述流通腔室处设置有单向止回阀；
所述料筒通过所述熔体分流器的设置形成有靠近所述进料斗的塑化区、与所述注射入口连通的混炼区，所述塑化区和所述混炼区通过所述流通腔室连通且通过所述单向止回阀关闭；
所述熔体分流器上还设置供所述塑化区上的热塑性聚合物进入到所述螺杆设置的中心通道内的进料孔；
所述螺杆头包括与连通所述中心通道和所述储料区且带有单向止回件的皮层进料区、连通所述混炼区和所述储料区的芯层进料区，所述芯层进料区上还设置有利用所述储料区的背压实现控制所述芯层进料区启闭的启闭件。
通过采用上述技术方案，热塑性聚合物通过进料斗进入到料筒内，通过螺杆往料筒前端输送，当热塑性聚合物经过熔体分流器时，部分会经过进料孔进入到螺杆中心设置的中心通道内，而后在通过螺杆头上的皮层进料区持续进入到储料区内，另一部分通过流通腔室进入到混炼区内，而后通过与注射入口内的物料混合均匀形成夹芯储料结构，最后通过螺杆头上的芯层进料区进入到储料区内。螺杆头上的启闭件利用了料筒与螺杆形成的背压实现开启或闭合，进而控制夹芯储料结构进入到储料区内的顺序和储存量，最终以实现单根往复螺杆完成夹芯或者共注射成型工艺。
可选的，所述皮层进料区包括与所述中心通道连通的皮层料流入段和周向分布在所述螺杆头上的皮层料流出段，所述单向止回件包括设置在所述皮层料流入段内的弹性件和通过所述弹性件实现封闭所述中心通道的密封件。
通过采用上述技术方案，热塑性聚合物通过中心通道进入到皮层料流入段内，通过持续进入的压力将弹性件压缩，而后密封件将中心通道的末端打开，实现热塑性聚合物的持续进入，当停止加料后，弹性件上的压力消失，弹性件将密封件朝向中心通道入口推送，进而将中心通道进行封闭，使得当螺杆移动将储料区的物料注入到模具内时，热塑性聚合物不会逆流，保证储料区内的有足够的压力和恒定的体积。
可选的，所述螺杆头上还设置有用于设置所述启闭件的安装腔室，所述安装腔室的前端与所述储料区连通，所述芯层进料区与所述安装腔室连通；
所述启闭件包括复位弹簧，滑移设置在所述安装腔室上的移动件，所述移动件通过所述复位弹簧和所述储料区的背压力的平衡实现的所述芯层进料区出口处的启闭。
通过采用上述技术方案，通过控制储料区上的不同背压迫使了移动件在安装腔室内的移动位置不同，因而当移动件将芯层进料区的出口处打开时，混炼区内的发泡芯料进入到芯层进料区内，而后在通过安装腔室进入到储料区内，实现上料，再次调低背压时，移动件通过复位弹簧的设置自动复位，芯层进料区的出口处再次被关闭。
可选的，所述移动件包括与所述复位弹簧抵接的定位销、插接在所述安装腔室内的杆体，所述杆体上设置连通所述芯层进料区与所述储料区连通的流通管道。
通过采用上述技术方案，储料区内的物料的高背压迫使杆体在安装腔室内移动，同时定位销将复位弹簧发生形变，当杆体上的流通管到与安装腔室连通时，芯层进料区和储料区连通，实现发泡芯料进行上料。
可选的，所述移动件包括与所述复位弹簧抵接的定位销、插接在所述安装腔室内的杆体，所述杆体上外周壁设置有连通所述芯层进料区、所述安装腔室、所述储料区连通的环形槽。
通过采用上述技术方案，储料区内的物料的背压迫使杆体在安装腔室内移动，同时定位销将复位弹簧发生形变，当杆体上的环形槽与安装腔室连通时，芯层进料区、环形槽、储料区三者连通，实现夹芯储料结构进行上料。
可选的，所述皮层进料区包括与所述中心通道连通的皮层料流入段和周向分布在所述螺杆头上的皮层料流出段，所述单向止回件包括设置在皮层料流入段内的弹性件和通过所述弹性件实现封闭所述皮层料流出段入口的密封件；
所述螺杆头上还设置有用于设置启闭件的安装腔室，所述安装腔室的前端与所述储料区连通，所述芯层进料区与所述安装腔室连通；
所述安装腔室与所述皮层料流入段贯通，所述启闭件插接在安装腔室内且用于隔离所述安装腔室和所述皮层料流入段的杆体，所述杆体与所述密封件固定，所述杆体上外周壁设置有连通所述芯层进料区、所述安装腔室、所述储料区连通的环形槽。
通过采用上述技术方案，热塑性聚合物进入到中心通道后进入通过皮层料流入段和皮层料流出段进入到储料区上。当同时需要发泡芯料上料时，通过背压控制杆体驱动密封件和弹性件，当环形槽与芯层进料区连通时，发泡芯料实现上料。当需要将储料区的所有料注入到模具内时，杆体再次受到压迫后移，迫使与杆体连接的密封件将皮层料流出段入口封闭，同时杆体也将芯层进料区的出口处封闭，避免了注射时物料倒流。
可选的，所述熔体分流器在所述流通腔室的入口处还设有连接有用于限制热塑性聚合物流量的堵头。
通过采用上述技术方案，堵头的设置，一方面由于堵头入口孔径可以控制热塑性聚合物进入到中心通道上的流量，由此实现可以改变皮料和芯料之间的比例，另一方面当不需要共注射时，可用实心堵头堵住中心流道，该螺杆可以用于正常发泡工艺的普通单螺杆，没有共注射功能。
第二方面，本申请提供一种加工方法
采用如下的技术方案：
一种采用用于发泡共注射的塑化单元的加工方法，
步骤S1的操作，驱动螺杆转动，调整背压，背压范围控制在3.5MPa到10MPa之间，此时将塑化区内的热塑性聚合物加热熔融，熔融的热塑性聚合物或带有化学发泡剂的热塑性聚合物通过熔体分流器一部分进入到螺杆的中心通道内，而后通过螺杆头上的皮层进料区后，进入到储料区内积累形成表皮材料；同时热塑性聚合物通过流通腔室进入到混炼区内时与注射入口内添加的添加剂或气体混合形成发泡芯料；
步骤S2的操作，调整背压，背压控制在10.2MPa到17MPa之间，启闭件受到压力增强后，启闭件在螺杆头内移动，芯层进料区开启，混炼区内的发泡芯料通过芯层进料区进入到储料区形成夹层材料；
步骤S3的操作，调整背压，背压控制在17.5MPa到27.5MPa之间，启闭件受到压力增强后，启闭件在螺杆头内再次移动，芯层进料区被关闭，皮层进料区的热塑性聚合物持续进入到储料区内，继续形成表皮材料；
步骤S4的操作，满足产品所需储存物料体积后形成夹芯储料结构，螺杆头停止转动，最后驱动螺杆头前移将夹芯储料结构一次性注入到加工模具内。
通过采用上述技术方案，无论背压多少，热塑性聚合物一分部始终可以经过塑化区、熔体分流器进入到中心通道内，而后再经螺杆头上的皮层进料区进入到储料区内作为皮层材料。另一方面背压的调整根据启闭件的上的弹性复位力进行调整，用背压实现启闭件与芯层进料区出口处的位置的对接，进而实现控制混炼区上的发泡芯料进入到储料区内形成夹层材料目的。
可选的，步骤S1的操作中，带有化学发泡剂的热塑性聚合物在供料时，将熔体温度控制在化学发泡剂的分解温度以下，采用带有化学发泡剂的热塑性聚合物的步骤时，无任何气体或者添加剂从注射入口内注入，通过在混炼区的加热器加热，将化学发泡剂的温度超过分解温度产生气体，形成富有气体的发泡芯料。
通过采用上述技术方案，无需采用额外添加剂或者气体即可产出带有气体的发泡芯料。
第三方面，本申请提供一种夹芯储料结构，
采用如下的技术方案：
一种夹芯储料结构，依次包括第一表皮层，第二表皮层和第三表皮层，所述第二表皮层中间包裹有夹芯层。
通过采用上述技术方案，第二表皮将夹芯层有效包裹，防止污染储料区内公共储存空间的内壁，保持储料区内壁的洁净度。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在单个加热料筒的空间内借助于具有单个往复螺杆的机器来执行夹层或共注射成型工艺。这使得传统的单一材料成型机能够以相对较小、快速和低成本的变化来执行共注射工艺；
2.通过该装置可以将机器从传统的单一材料形式快速地转换成共注射形式，并再转换回来，而不会损失原始机器性能；
3.提供一种共注射技术，其使用螺杆头的设置，以在螺杆预塑期间通过不同的背压有效地打开和关闭表皮或芯材通道。
附图说明
图1是实施例一种塑化单元的剖面示意图。
图2是图1所示的A部放大示意图。
图3是实施例一种塑化单元的剖面结构。
图4是图3所示的B部放大示意图。
图5是图3所示的C部放大示意图。
图6是实施例二的塑化单元的部分剖面示意图。
图7是实施例三的塑化单元的部分剖面示意图。
图8是实施例四的夹芯储料结构的结构示意图。
附图标记说明：1、料筒；2、加热器；3、进料斗；4、注射入口；5、螺杆；6、熔体分流器；7、螺杆头；8、储料区；9、流通腔室；10、单向止回阀；11、塑化区；12、混炼区；13、中心通道；14、进料孔；15、皮层进料区；1501、单向止回件；16、芯层进料区；17、启闭件；18、皮层料流入段；19、皮层料流出段；20、弹性件；21、密封件；22、安装腔室；23、复位弹簧；24、移动件；25、定位销；26、杆体；27、流通管道；28、环形槽；29、堵头；30、第一表皮层；31、第二表皮层；32、第三表皮层；33、夹芯层。
具体实施方式
以下结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例一
本申请实施例公开一种用于发泡共注射的塑化单元。参照图1，用于发泡共注射的塑化单元包括料筒1，料筒1可以采用标准注塑机相同的组件，在料筒1外壁设置有多组环状加热器2，加热器2用于对料筒1的加热，在料筒1末端设置有进料斗3，在靠近料筒前端的中部设置有注射入口4，注射入口4可以是气体注射器或者是添加剂注射器。料筒1内设置有一根螺杆5，螺杆5前端与料筒1前端内部形成有作为储料区8的储存空间，用于存放物料。螺杆5中部设置有熔体分流器6，通过该熔体分流器6的设置使得料筒1内部形成塑化区11和混炼区12，塑化区11靠近进料斗3一侧设置且用于提供热塑性聚合物的存放空间，混炼区12与塑化区11连通设置用于存放发泡芯料。
参照图2，熔体分流器6与螺杆5一体设置，熔体分流器6的作用是将热塑性聚合物熔体分流成表皮材料通道和夹芯储料结构通道，该熔体分流器6上设置有进料孔14，进料孔14一般为多个，优选设置为三个，进料孔14的末端连通在螺杆5上所设置的中心通道13内，同时在进料孔14的进料口可以更具实际要求设置有堵头29，堵头29的孔径可以根据实际要求进行设置，同时该堵头29还可以采用实心堵头29进而可以将进料孔14完全封闭，使得将可以将该螺杆5作为普通螺杆5使用。
另一方面参照图1和图2，熔体分流器6的外径小于料筒1内壁的内管径，进而两者之间会形成一个流通腔室9，使得部分热塑性聚合物熔体可以通过该流通腔室9进入到混炼区12内注射入口4内的添加剂混合形成夹芯储料结构。同时在熔体分流器6上还设置有一个单向止回阀10，用于确保在将物料注射到模具内时，混炼区12上的芯料不会逆流到塑化区11内，该单向止回阀10可以直接采用注塑机上通常采用的止回阀。
图1中，注射入口4内的添加剂可以是气体、颜料、各种填料，并与来自塑化区11的热塑性聚合物与添加在混炼区12中的添加剂材料混合，或将熔融料与料中化学发泡剂分解的气体混合，并将这样的气液混合熔体或填料复合料输送至螺杆5下游端作为发泡芯料。
参照图3和图4，螺杆5顶端螺纹连接有一个螺杆头7，螺杆头7前端与料筒1前端形成储料区8，螺杆头7将混炼区12和储料区8进行隔离，螺杆头7上设置有与中心通道13连通的皮层进料区15，与混炼区12连通的芯层进料区16。其中皮层进料区15包括一根与中心通道13相互连通的皮层料流入段18以及多根，优选三到四根用于连通皮层料流入段18和储料区8的皮层料流出段19，该皮层料流入段18内设置有一个可以将中心通道13进行封口的单向止回件1501。
参照图4，单向止回件1501包括一根作为弹性件20的弹簧和作为密封件21的金属圆球，圆球一端与弹性件20抵紧，且另一端可以嵌入到中心通道13的出口处，当进行预塑时，热塑性聚合物的进料时的压力将密封件21挤压，进而可以时时通过该皮层进料区15进入到储料区8内，当停止进料时弹性件20复位，密封件21将中心通道13进行密封，避免物料的倒流。
参照图3和图5，螺杆头7中心还设置有安装腔室22，该安装腔室22的前端与储料区8连通，且安装腔室22还与芯层进料区16相互连通，在该安装腔室22内设置有启闭件17，启闭件17包括一根设置在安装腔室22末端的复位弹簧23，位于复位弹簧23前端的移动件24，移动件24的形状与安装腔室22结构相同且滑移设置在安装腔室22内。移动件24包括与复位弹簧23抵接的定位销25，插接在安装腔室22内的金属杆体26，同时在杆体26上外周壁设置有一圈环形槽28，用于连通芯层进料区16、安装腔室22、储料区8，通过该环形槽28与芯层进料区16的出口处是否连通进而实现控制夹芯储料结构的供料或断料。
本申请实施例一种用于发泡共注射的塑化单元的实施原理为：成型机背压是指为了阻止螺杆5后退过快，确保熔料均匀压实，需要给螺杆5提供一个反方向的压力，这个反方向阻止螺杆5后退的压力称为背压。热塑性聚合物通过进料斗3进入到料筒1内，通过螺杆5往料筒1前端输送，当热塑性聚合物经过熔体分流器6时，部分会经过进料孔14进入到螺杆5中心设置的中心通道13内，而后在通过螺杆头7上的皮层进料区15持续进入到储料区8内，另一部分通过流通腔室9进入到混炼区12内，而后通过与注射入口4内的物料混合均化形成发泡芯料，最后通过螺杆头7上的芯层进料区16进入到储料区8内，螺杆头7是否开启就是通过背压的控制来压缩启闭件17上的复位弹簧23的压缩量，进而实现该发泡芯料的供料。
实施例二，参照图6，本申请实施例公开一种用于发泡共注射的塑化单元。与实施例一不同之处在于：移动件24结构的不同，本实施例的移动件24包括定位销25、插接在安装腔室22内的杆体26，在杆体26上设置有流通管道27。当流通管道27的入口与芯层进料区16的出口处连通时，夹芯储料结构可以依次通过芯层进料区16、流通管道27、安装腔室22，最后进入到储料区8内。当流通管道27的入口与芯层进料区16的出口处完全错开时，发泡芯料无法出料。
实施例三，参照图7，本申请实施例公开一种用于发泡共注射的塑化单元。与上述实施例不同之处在于密封件21和启闭件17结构的不同。
密封件21和启闭件17相对固定设置，皮层料流入段18和螺杆头7内的安装腔室22相互贯通，启闭件17插接在安装腔室22内且用于隔离安装腔室22和皮层料流入段18的杆体26，杆体26与密封件21上螺纹连接固定，杆体26上外周壁设置有环形槽28，用于连通芯层进料区16、安装腔室22、储料区8连通，工作原理与上述实施例大致相同，杆体26和密封件21的长度根据实际情况进行设置，两者一同移动时，皮层料流出段19和第二储料区8的出料口不会相互干涉即可。
实施例四，本申请实施例公开一种加工方法：
步骤S1的操作，驱动螺杆5转动，调整背压，背压范围控制在3.5MPa到10MPa之间，此时将塑化区11内的热塑性聚合物加热熔融，熔融的热塑性聚合物通过熔体分流器6一部分进入到螺杆5的中心通道13内，而后通过螺杆头7上的皮层进料区15后，进入到储料区8内积累形成表皮材料；同时热塑性聚合物通过流通腔室9进入到混炼区12内时与注射入口4内添加的添加剂或气体混合形成发泡芯料，另一方面，步骤S1的操作中，可以直接采用带有化学发泡剂的热塑性聚合物供料，该方式直接将在塑化区的熔体温度控制在化学发泡剂的分解温度以下，采用带有化学发泡剂的热塑性聚合物的步骤时，无任何气体或者添加剂从注射入口4内注入，通过在混炼区12的加热器2加热，将化学发泡剂的温度超过分解温度产生气体，形成富有气体的发泡芯料，化学发泡剂可以采用现有技术中中化石化销售有限公司销售微发泡母料，例如F200E、F260E等；
步骤S2的操作，调整背压，背压控制在10.2MPa到17MPa之间，启闭件17受到压力增强后，启闭件17在螺杆头7内移动，芯层进料区16开启，混炼区12内的发泡芯料通过芯层进料区16进入到储料区8形成夹层材料，发泡芯料在供料的同时皮层进料区15内的表皮材料同时进入到储料区8，发泡芯料被包裹在表皮材料内；
步骤S3的操作，调整背压，背压控制在17.5MPa到27.5MPa之间，启闭件17受到压力增强后，启闭件17在螺杆头7内再次移动，芯层进料区16被关闭，皮层进料区15的热塑性聚合物持续进入到储料区8内，继续形成表皮材料；
步骤S4的操作，满足产品所需物料体积后形成夹芯储料结构，螺杆头7停止转动，最后驱动螺杆头7移动将夹芯储料结构一次性注入到加工模具内。
实施例五，参照图8，本实施例公开了一种夹芯储料结构，包括第一表皮层30，第二表皮层31和第三表皮层32，第二表皮层31中间包裹有夹芯层33。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，包括：
料筒(1)，具有加热器(2)，且设置有进料斗(3)和注射入口(4)；
螺杆(5)，插接于所述料筒(1)的空腔内，所述螺杆(5)一体设置有熔体分流器(6)，且所述螺杆(5)顶端连接有螺杆头(7)，所述料筒(1)与所述螺杆头(7)之间形成储料区(8)；
其中，
所述熔体分流器(6)设置于所述进料斗(3)与所述注射入口(4)之间的螺杆(5)上，且外周壁与所述料筒(1)的内壁之间形成供热塑性聚合物通过的流通腔室(9)，所述熔体分流器(6)上在所述流通腔室(9)处设置有单向止回阀(10)；
所述料筒(1)通过所述熔体分流器(6)的设置形成有靠近所述进料斗(3)的塑化区(11)、与所述注射入口(4)连通的混炼区(12)，所述塑化区(11)和所述混炼区(12)通过所述流通腔室(9)连通且通过所述单向止回阀(10)关闭；
所述熔体分流器(6)上还设置供所述塑化区(11)上的热塑性聚合物进入到所述螺杆(5)设置的中心通道(13)内的进料孔(14)；
所述螺杆头(7)包括与连通所述中心通道(13)和所述储料区(8)且带有单向止回件(1501)的皮层进料区(15)、连通所述混炼区(12)和所述储料区(8)的芯层进料区(16)，所述芯层进料区(16)上还设置有利用所述储料区(8)的背压实现控制所述芯层进料区(16)启闭的启闭件(17)。
2.根据权利要求1所述的用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，所述皮层进料区(15)包括与所述中心通道(13)连通的皮层料流入段(18)和周向分布在所述螺杆头(7)上的皮层料流出段(19)，所述单向止回件(1501)包括设置在所述皮层料流入段(18)内的弹性件(20)和通过所述弹性件(20)实现封闭所述中心通道(13)的密封件(21)。
3.根据权利要求2所述的用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，所述螺杆头(7)上还设置有用于设置所述启闭件(17)的安装腔室(22)，所述安装腔室(22)的前端与所述储料区(8)连通，所述芯层进料区(16)与所述安装腔室(22)连通；
所述启闭件(17)包括复位弹簧(23)，滑移设置在所述安装腔室(22)上的移动件(24)，所述移动件(24)通过所述复位弹簧(23)和所述储料区(8)的背压力实现的所述芯层进料区(16)出口处的启闭。
4.根据权利要求3所述的用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，所述移动件(24)包括与所述复位弹簧(23)抵接的定位销(25)、插接在所述安装腔室(22)内的杆体(26)，所述杆体(26)上设置连通所述芯层进料区(16)与所述储料区(8)连通的流通管道(27)。
5.根据权利要求3所述的用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，所述移动件(24)包括与所述复位弹簧(23)抵接的定位销(25)、插接在所述安装腔室(22)内的杆体(26)，所述杆体(26)上外周壁设置有连通所述芯层进料区(16)、所述安装腔室(22)、所述储料区(8)连通的环形槽(28)。
6.根据权利要求1所述的用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，所述皮层进料区(15)包括与所述中心通道(13)连通的皮层料流入段(18)和周向分布在所述螺杆头(7)上的皮层料流出段(19)，所述单向止回件(1501)包括设置在皮层料流入段(18)内的弹性件(20)和通过所述弹性件(20)实现封闭所述皮层料流出段(19)入口的密封件(21)；
所述螺杆头(7)上还设置有用于设置启闭件(17)的安装腔室(22)，所述安装腔室(22)的前端与所述储料区(8)连通，所述芯层进料区(16)与所述安装腔室(22)连通；
所述安装腔室(22)与所述皮层料流入段(18)贯通，所述启闭件(17)插接在安装腔室(22)内且用于隔离所述安装腔室(22)和所述皮层料流入段(18)的杆体(26)，所述杆体(26)与所述密封件(21)固定，所述杆体(26)上外周壁设置有连通所述芯层进料区(16)、所述安装腔室(22)、所述储料区(8)连通的环形槽(28)。
7.根据权利要求1所述的用于发泡共注射的塑化单元，其特征在于，所述熔体分流器(6)在所述流通腔室(9)的入口处还设有连接有用于限制热塑性聚合物流量的堵头(29)。
8.一种采用如权利要求1所述用于发泡共注射的塑化单元的加工方法，其特征在于，
步骤S1的操作，驱动螺杆(5)转动，调整背压，背压范围控制在3.5MPa到10MPa之间，此时将塑化区(11)内的热塑性聚合物加热熔融，熔融的热塑性聚合物或带有化学发泡剂的热塑性聚合物通过熔体分流器(6)一部分进入到螺杆(5)的中心通道(13)内，而后通过螺杆头(7)上的皮层进料区(15)后，进入到储料区(8)内积累形成表皮材料；同时热塑性聚合物通过流通腔室(9)进入到混炼区(12)内时与注射入口(4)内添加的添加剂或气体混合形成发泡芯料；
步骤S2的操作，调整背压，背压控制在10.2MPa到17MPa之间，启闭件(17)受到压力增强后，启闭件(17)在螺杆头(7)内移动，芯层进料区(16)开启，混炼区(12)内的发泡芯料通过芯层进料区(16)进入到储料区(8)，发泡芯料在供料的同时皮层进料区(15)内的表皮材料同时进入到储料区(8)，发泡芯料被包裹在表皮材料内形成夹芯储料结构；
步骤S3的操作，调整背压，背压控制在17.5MPa到27.5MPa之间，启闭件(17)受到压力增强后，启闭件(17)在螺杆头(7)内再次移动，芯层进料区(16)被关闭，皮层进料区(15)的热塑性聚合物持续进入到储料区(8)内，继续形成表皮材料；
步骤S4的操作，满足产品所需物料体积后形成夹芯储料结构，螺杆头(7)停止转动，最后驱动螺杆头(7)移动将夹芯储料结构一次性注入到加工模具内。
9.根据权利要求8所述一种采用用于发泡共注射的塑化单元的加工方法，其特征在于，步骤S1的操作中，带有化学发泡剂的热塑性聚合物在供料时，将熔体温度控制在化学发泡剂的分解温度以下，采用带有化学发泡剂的热塑性聚合物的步骤时，无任何气体或者添加剂从注射入口(4)内注入，通过在混炼区(12)的加热器(2)加热，将化学发泡剂的温度超过分解温度产生气体，形成富有气体的发泡芯料。
10.一种采用如权利要求9加工方法成型的夹芯储料结构，其特征在于：依次包括第一表皮层(30)，第二表皮层(31)和第三表皮层(32)，所述第二表皮层(31)中间包裹有夹芯层(33)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311826363.6A CN117584347B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311826363.6A CN117584347B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117584347A CN117584347A (zh) | 2024-02-23 |
| CN117584347B true CN117584347B (zh) | 2024-09-10 |
Family
ID=89911709
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311826363.6A Active CN117584347B (zh) | 2023-12-27 | 2023-12-27 | 用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117584347B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311092A (zh) * | 2000-01-28 | 2001-09-05 | 可乐丽股份有限公司 | 共注塑拉伸吹塑容器 |
| CN208468961U (zh) * | 2018-04-25 | 2019-02-05 | 琮伟机械（昆山）有限公司 | 一种注塑机注塑螺杆 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110103401B (zh) * | 2019-05-29 | 2022-03-11 | 中南大学 | 超声塑化微注射成型机主体及成型方法 |
| CN114670408B (zh) * | 2021-12-30 | 2023-06-16 | 阿托斯(上海)液压有限公司 | 一种注塑机注射缸回退储料的低背压控制方法及装置 |
-
2023
- 2023-12-27 CN CN202311826363.6A patent/CN117584347B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1311092A (zh) * | 2000-01-28 | 2001-09-05 | 可乐丽股份有限公司 | 共注塑拉伸吹塑容器 |
| CN208468961U (zh) * | 2018-04-25 | 2019-02-05 | 琮伟机械（昆山）有限公司 | 一种注塑机注塑螺杆 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117584347A (zh) | 2024-02-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Goodship | ARBURG practical guide to injection moulding | |
| US5443378A (en) | Apparatus for the sandwich method of injection molding | |
| US4389358A (en) | Method and apparatus for making an integral structural cellular and non-cellular plastic or resinous article with a smooth outer surface | |
| US6558603B2 (en) | Method of and apparatus for producing injection molded parts reinforced with long fibers | |
| US6276914B1 (en) | Multiple gating nozzle | |
| CN1319720C (zh) | 高分子材料挤出－注射成型方法及其装置 | |
| JP2005506215A (ja) | 多層物品を射出成形する装置 | |
| US6964748B2 (en) | Co-injection methods using endothermic-blowing agents and products made therefrom | |
| CN101394985A (zh) | 用于塑化颗粒、特别是塑料颗粒的装置以及装备有这种装置的注塑成型设备或者挤出设备 | |
| CA2194402A1 (en) | Injection-moulding machine for thermoplastics | |
| US6530777B1 (en) | Injection moulding machine with integrated hot channel system | |
| US5281384A (en) | Improved method for transfer of molding material in two stage injection molding units during molding of preforms | |
| JPH02153714A (ja) | 射出成形装置 | |
| CA2792890C (en) | Mold assembly with integrated melting device | |
| CN117584347B (zh) | 用于发泡共注射的塑化单元及加工方法、夹芯储料结构 | |
| JP5932159B1 (ja) | 射出成形方法、射出成形機のスクリュ及び射出成形機 | |
| US20130112782A1 (en) | Injection assembly | |
| CN111936289A (zh) | 用于注射成型的方法和工具 | |
| CN115157711A (zh) | 一种长纤维热塑成型工艺 | |
| JP2001162649A (ja) | サンドイッチ発泡体の製造方法および製造装置 | |
| US20030021860A1 (en) | Twin screw compounding/injection molding apparatus and process | |
| US8932507B2 (en) | Molding system including shooting-pot assembly and valve assembly in which hold pressure not provided by shooting pot assembly | |
| US20210283808A1 (en) | Multilayer preform injection molding | |
| US6491859B1 (en) | Coupled fluid injection with simultaneous injection | |
| CN112208046A (zh) | 以超临界流体作为发泡剂的弹性聚合物的发泡加工方法及其系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |