CN1571719B - 用于注射模塑多层物品的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于注射模塑两种相容合成材料的设备，其中在一螺杆(26)上的两个或多个增塑区域(40，42)被用于同时或顺序地通过分隔的通道把这两种材料增塑进一共同的积聚空间(48)。通过该螺杆相对于封闭它的枪筒(10)的向前的轴向运动，包括多层材料的装料然后被注射进一封闭的塑模。一旦进入该塑模，该第一材料形成一外表层，该外表层全部或部分地包围着其它材料。以这种方式，可在一次操作中生产具有多种材料特性的零件。

Description

用于注射模塑多层物品的设备

技术领域

相关申请的交叉引用

本申请要求2001年10月18日申请的号码为60/330397的美国在先申请的权益。

背景技术

注射模塑机最普通的商业形式是通常所说的“往复螺杆”。在这种形式的机器中，热塑聚合物被熔化、混合，并通过螺杆被输送，该螺杆具有一条或两条螺纹，在一被加热的压力容器内旋转。该螺杆还能够轴向移动，以便在螺杆的端部聚集熔化了的材料。当聚集了足够的熔化物时，该螺杆被停止，并向前移动而将熔化了的材料注射进一封闭的塑模。按惯例，一止回阀位于该螺杆的下游端，用于防止在注射期间回流进入该螺杆的螺纹。

该工艺的一个改型，即通常所说的共注塑(co-injection moldig)或夹心注塑(sandwich molding)，已在商业上实施许多年了。在其最普通的实施例中，如图1中的例子所示，共注塑是通过安装有一个或多个增塑单元的模塑机实现的，所述的每一个增塑单元都包含一个往复螺杆，所述往复螺杆被封闭在不同的加热筒体内。这些增塑单元的输出被通过一集合管系统汇合在一起，所述集合管把几种材料输送到喷入塑模的喷射点。根据众所周知的粘性流原理，进入塑模的第一种材料基本保持在模塑件的外侧，后来的喷射材料基本保持在该模塑件的芯部。这导致“夹心”结构，这种结构具有几个优点，主要优点是：(1)使零件具有一化学发泡芯，获得的发泡零件重量轻，压力低，和表面平，在外表面没有特别的斑点；(2)使用低成本再生材料，“等外(off-spec)”材料或未染色材料，这不是明显的优点；(3)使零件在内外侧具有不同的特性，例如具有或不具有加强纤维或其它的特性变化添加剂。

但是，这些优点被这种机器需要两个或多个独立的往复螺杆所带来的高成本和复杂性，以及同时和/或顺序注射的相关控制所抵消。如在图2的例子中所示，已经做出许多尝试来降低这种复杂性，即通过至少使用一个元件来完成注射功能，在一个聚集空间内建立包含多种熔化材料的合成注射。这样的例子包括授予Kersemakers等的美国专利4978493，授予Yasuike等人的美国专利3966372，和授予Jaroschek等人的美国专利5443378。在所有这些现有技术的例子中，一个第二挤出螺杆及其筒体，或多于一个，被通过一些熔化-携带集合管结构与基本筒体相连通，第二注射部分通过该熔化-携带集合管结构充注。由于多个筒体和螺杆驱动，这种形式的机器仍然具有缺点，包括所需部件和相关控制能力的高初始成本。

本发明人的在先美国专利申请09/850696进一步降低了多材料机器的复杂性，其中使用两个共轴的螺杆来增塑一个筒体空间内的两种材料。然而，制造一个螺杆及足够大的中心孔的成本和复杂性，以及相关的磨损和钢铁强度结果，都是潜在的限制，这些限制会限制这样的一个共轴结构，使机器具有大的筒体直径。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种装置，其中在一个加热筒体内能够完成夹心或共注射模塑过程，并且所利用的机器具有一个往复螺杆。这使得利用传统的单一材料模塑机来完成共注射模塑过程、并且具有相对较小和低的成本费用成为可能。

本发明的进一步目的是提供一种共注塑机，其操作基本上与传统的机器相同，而不需要操作以上所述的传统机器所正常需要的高技术。

本发明的进一步目的是提供一种共注塑机，其中的机器比上述传统的机器操作所消耗的能量更少，所占据的空间更小。

本发明的进一步目的是提供一种共注塑机，其中的机器可以从传统的单一材料形式快速地转换成一共注塑形式，并再转换回来，而不损失原来的性能。

本发明的进一步目的是提供一种共注塑转换，这种转换不减小原机器的注射容积，压力和速度。

本发明的进一步目的是提供一种共注塑技术，这种技术在小机器上是实际和经济的。

为了达到这些目的，本发明的一个实施例提供一种注射单元或筒体(其能够被从外部加热)，该注射单元或筒体封闭一个螺杆，该螺杆具有至少两个螺纹阶段或增塑区域。该螺杆可轴向地和旋转地移动来分别增塑和注射一计量数量的热塑材料。该螺杆具有一个中空的圆柱孔或通道，该圆柱孔或通道从该螺杆的中途一点沿螺杆的长度延伸到螺杆下游端的一开口，该圆柱孔或通道使来自基本螺纹或第一增塑区域的材料被挤进位于该螺杆前面的一个聚集空间，并与一第二增塑区域旁通。该开口优选地设置一止回阀，用于防止材料泄漏回流到该通道。

另外，除了用于该第一增塑区域的一基本给料喉管外，在紧邻一无螺纹屏障区域的下游设置一第二给料喉管，用于使粒状原材料进入螺杆的下游位置(第二增塑区域)的螺纹。这样被第二增塑区域增塑的材料被该螺杆的旋转作用输送经过一第二止回阀，于是该材料经过一开口进入该螺杆前面的一共聚空间内。

本发明的一个目的是提供一种用于熔化聚合材料的装置，包括：一筒体，具有一上游端和一下游端；一个第一材料源；一个第二材料源；一螺杆，其具有至少一个第一增塑区域，该区域从该第一材料源沿用于增塑材料的螺杆的一外表部分的第一长度延伸，用于向该下游端输送第一熔化物，和一个第二增塑区域，该区域从该第二材料源用于沿增塑材料的螺杆的一外表部分的第二长度延伸，用于向该下游端输送第二熔化物，其中该第一长度和第二长度是该螺杆的不重叠部分；分隔装置，其在该第一长度和第二长度之间至少沿该螺杆的外表面部分延伸，用于分隔该第二熔化物和该第一熔化物；一个积聚空间，用于容纳该第一熔化物和第二熔化物，每一熔化物分别地被从各自的增塑区域输送以分别经过在筒体中的至少一个止回阀进入积聚空间；和该螺杆还包括一长形尖端，该长形尖端具有与该筒体的出口形状接近的形状，而使该长形尖端可以进入筒体的出口至少一部分，从而使经过该长形尖端被输送的材料向着该积聚空间的一上游端移动该积聚空间内的材料。

换言之，本发明提供一种用于熔化聚合材料的装置，该装置具有：(1)一具有一个上游端和一个下游端的筒体；(2)一个第一材料源；(3)一第二材料源；(4)一螺杆，其具有至少一个第一增塑区域，该区域从该第一材料源沿增塑材料的螺杆的第一长度延伸，用于向该下游端输送第一熔化物，和一个第二区域，该区域从该第二材料源沿增塑材料的螺杆的第二长度延伸，用于向该下游端输送第二熔化物，其中该第一长度和第二长度是该螺杆的不重叠部分；和(5)用于分隔该第二熔化物和该第一熔化物的装置。

该装置还能够具有：(1)在筒体中的至少一个开口，用于把该第一材料和该第二材料独立地引入各自的第一增塑区域和第二增塑区域；(2)一通道，来自第一增塑区域的该第一熔化物流经该通道到达筒体内的一积聚空间；和/或(3)一个或多个止回阀，用于在该筒体内的一积聚空间前熔化。

该装置还可以设置成，该第一和第二熔化物在一个或多个各自的开口进入筒体内的一积聚空间；每一个开口形成在该积聚空间内的不同位置。进一步地，所述一个或多个各自的开口可形成在该积聚空间的大约下游端，而另外的一个或多个各自的开口可形成在该积聚空间的大约上游端。另外，在该第一熔化物和第二熔化物之一的一个或多个各自的开口之间可设置连接。

该装置还可以包括：(1)用于沿该筒体的纵向轴线移动的移动装置；和(2)该螺杆具有一长形尖端，该移动装置使该长形尖端接近筒体的出口，从而使经过该尖端被输送的材料向着该积聚空间的一上游端移动该积聚空间内的材料。

该装置还包括控制该第一区域和第二区域之一相对于另一个区域的增塑速率，该装置具有：(1)至少一个速率受控的托盘进料器；(2)在该通道内的一个可变限制；(3)在螺杆和枪至少之一内的回流通道；(4)该第一区域用至少一个第一螺纹形成，和该第二区域用至少一个第二螺纹形成，以使至少一个第一螺纹和该至少一个第二螺纹被构形得对由于回压的流量损失较为其它的区域更敏感；和/或(5)该第一区域被保持在一个第一温度，和该第二区域被保持在一个第二温度，以使该第一温度和第二温度之一相对于另一温度变化。

本发明的另一目的是提供一种模塑机，其具有：(1)一个第一材料源；(2)一第二材料源；(3)一螺杆，其具有至少一个第一增塑区域，该区域从该第一材料源沿增塑材料的螺杆的第一长度延伸，用于向一个第一积聚空间输出第一熔化物，和一个第二增塑区域，该区域从该第二材料源沿增塑材料的螺杆的第二长度延伸，用于向一个第二积聚空间输出第二熔化物；和(4)一个可移动屏障，用于分隔该第一积聚空间和该第二积聚空间。该模塑机还可具有移动装置，用于沿纵向轴线移动该螺杆，以使该可移动屏障从该各个积聚空间推动该第一熔化物和第二熔化物。

本发明的进一步目的是提供一种生产模塑制品的方法，该模塑制品具有一合成结构，该合成结构包括一芯层和一外层，该方法包括以下步骤：使在该筒体中的该螺杆旋转：(1)在该第一增塑区域熔化来自该第一材料源的第一材料，并使第一熔化物流经一通道和一在筒体内单独的第一止回阀而进入该螺杆前面的积聚空间的前部；和(2)同时熔化在第二增塑区域内来自该第二材料源的第二材料以使第二熔化物流经一在筒体内单独的第二止回阀进入该螺杆前面的该积聚空间，从而使该第一熔化物和该第二熔化物之一形成基本上朝向该积聚空间的后和外边缘，因而形成一合成注射，该合成注射向后推动该螺杆；和将该合成注射注入一塑模。

本发明的另一目的是提供一种生产模塑制品的方法，该模塑制品具有一合成结构，该合成结构包括不相似的材料区域，该方法包括以下步骤：使该螺杆旋转：(1)在该第一增塑区域熔化来自该第一材料源的第一材料，并使该第一材料熔化物流经一通道和一单独的第一止回阀而进入该可移动屏障前面的该积聚空间，因而向后推动该螺杆；和(2)同时熔化在该第二增塑区域内来自该第二材料源的第二材料，以使该第二材料熔化物流经一单独的第二止回阀进入该可移动屏障后面的该积聚空间；轴向移动该螺杆而注射：(1)在该积聚空间内的第一材料熔化物经过该出口；和(2)在该可移动屏障后面的该积聚空间内的第二材料熔化物经过一第二开口，作为一合成注射进入一塑模。

附图说明

图1表示现有技术最惯用的的共注射，具有两个注射筒体和一个汇集管，该汇集管用于熔化流在被注射时的汇集。

图2表示具有一个积聚空间的现有技术共注射的一种形式，如美国专利5443378所教示的那样。

图3表示示意形式的本发明的一个实施例。

图4图表表示对于两个螺纹设计的回压和螺杆输出之间的关系。

图5表示具有一可调机械式限制的本发明的一个实施例。

图6表示具有一个回流通道的本发明的一个实施例。

图7表示根据本发明的一个实施例的一个螺杆的一条具有间隙的螺纹。

图8表示根据本发明的一个实施例的用于驱动和再混合材料的静力混合元件。

图9表示根据本发明的一个实施例的一个爆破式(torpedo)式喷料器。

图10表示根据本发明一个实施例的一可移动屏障。

图11根据本发明一个实施例的另一个可移动屏障。

图12表示根据本发明一个实施例的散布孔，该散布孔围绕该螺杆的圆周表面径向设置。

图13表示根据本发明的一个实施例的图12中表示的螺杆尖端的一横截面视图。

具体实施方式

本发明以一典型的标准注射模塑机的部件开始。这些部件包括一被加热的圆柱形压力容器，即筒体10，其设置有圆柱孔12，塑性材料在该圆柱孔内熔化和积聚。该筒体10设置有一开口，即给料喉管14，原材料通过该喉管被引入该圆柱孔12。该圆柱孔的端部或喷嘴16与该给料喉管相对，设置有一个直径基本上成锥形减小的终端，该终端在与一塑模相通的小直径通道出口18终止。

一标准的注射模塑机进一步设置有一注射压盘20，该注射压盘安装在一导轨上并利用液压缸22在一直线方向移动。该压盘20还包括用于一旋转驱动23的安装点，典型的所述旋转驱动是一个在低旋转速度下具有高扭矩液压或电马达。

如图3中所示，本发明的一个实施例脱离了标准注射模塑机的形式，其中筒体10设置有一第二给料喉管24。一螺杆26具有至少两条外螺纹或螺纹28，30，用于从两个给料喉管14，24向筒体10内输送材料并把材料转化成液态形式。设置有分隔装置，一孔或通道32和一开口34，使被熔化材料排出到该螺纹28，30的下游端和在该螺杆26的前端积聚。还设置有另外的装置用于防止发生回流；为了防止这样积聚的材料重新进入该螺纹部分。该功能的最普通实施例是一环形阻止阀36或一球形交叉阀38。

特别地，该螺杆26设置有一个圆柱孔或通道32，该孔或通道传输来自该基本螺纹部分或第一增塑区域40的熔化物，使该熔化物经过该第二螺纹部分或第二增塑区域42，通过在该螺杆26的尖端46的一开口44并进入该共同积聚空间48。该开口44设置有一止回阀，例如一球形阻止阀38。当熔化物被这样积聚时，通过该注射压盘20的向后运动，能使该共同积聚空间48的容积被增大。

同时地或顺序地，该第二螺纹部分或第二增塑区域42输送来自在本区域螺纹30的熔化物，使该熔化物经过一个位于该螺杆26和该筒体10之间的开口34，并进入已经流出该通道32的熔化物的边缘。该开口34设置有一个止回阀，例如一环形阻止阀36。

在该螺杆36的增塑区域40，42之间，一个屏障49阻止在该第一增塑区域40的熔化物继续沿着该筒体10去与在第二增塑区域42的熔化物混合。相反地，该屏障49引导在该第一增塑区域42的熔化物进入该通道32。

在本发明的一个实施例中，该屏障49是该螺杆26的一个没有螺纹的部分，该部分具有的直径大约等于该筒体的内部直径。在该实施例中，该屏障49被设置得紧邻该通道32的入口的下游处。

该螺杆的向后的轴向运动是通过熔化物的积聚产生的，该熔化物来自圆柱形通道26的开口44和/或来自位于该螺杆26和该第二增塑区域下游筒体10之间的开口34。

用这种方式在该积聚空间48内形成了熔化的热塑材料层。该积聚的熔化物然后被利用液压缸22注射进一封闭的塑模。最靠近该积聚空间48的出口18的材料将首先进入该塑模，并且将面对该塑模的表面开始冷却。离该出口最远的材料将随后进入该塑模并将变成物品或零件的芯部。采用这种方式，被模塑的零件包含了一个芯部，该芯部的成分不同于零件的表面成分。

另外，加热元件(未示出)，典型地是电的，在该筒体的外面可以升高该筒体的温度，以便达到熔化所述材料的理想条件。在一个实施例中，在各个增塑区域40，42的周围可以保持不同的温度，这对于各个熔化材料的不同特性特别有用。

实验已经证明，利用所述螺杆26上的一长形尖端46，能够消除微量的芯部材料对所模制零件外表面的污染。在一个挤出循环的开始，当螺杆充分地向前时，该长形尖端46的端部几乎与该机器喷嘴16的后面50接触。因此，当表面材料被挤出该长形尖端46时，被保持在该筒体内的任何微量的芯部材料被向后向着该积聚空间48的后部推压。随后芯部材料的挤出进入该积聚空间48的上游端将在该两种材料的界面产生一凹形。业已发现，当所述材料被注射时，这样的凹形界面在所述材料间产生一比较突然的和限定的转变，有效地最大化了芯部材料对外表材料的比率。

在该发明的实际申请中，常常希望在完成的零件中控制这两种材料的相对含量。通过使用一个或多个以下机构，通过控制两种材料在各自的螺杆螺纹区域40，42中被增塑的速率，可以完成上述相对含量的控制。

通过设置一个可控速率给料器52能够减小一个螺杆的熔化速率，所述给料器通常被称为“给料不足(starve)给料器”或“托盘给料器”，其被设置在给料喉管14，24之一上或之两个上。这种装置一般使用一个由一调速电机56驱动的螺旋给料器(augur)54，其只允许一减少量的粒状原材料进入所述增塑区域40，42的螺杆螺纹。与最惯用的粒状材料溢出所述增塑区域40，42的螺杆螺纹的做法相反，可控速率给料器52允许所述螺杆26在螺纹被部分充注下工作，并减小所述增塑区域40，42的输出。

例如，正如图5中所示，能够被使用的另外一个机构是一个位于出口或通道32内的可调整的机械约束件110，其可设置在一个或多个增塑区域40，42。该可调整的机械约束件110可以是一个如图5所示的针阀。放置这样的针阀的一个优选位置是在所述圆柱形孔道32内。

例如，如在图6中所示，能够被用于控制流动速率的另外一个机构是一个回流通道112，该通道连接所述增塑区域40，42的螺杆螺纹的一个下游点和同一个增塑区域的一个上游点。这样的一个通道112可以是所述螺杆26本身内的一个镗孔，或可形成在筒体的壁内。在该通道112两端之间的压差将使材料从高压下游处流回和重新进入上游端的增塑区域40，42的螺杆螺纹。该通道112可选择地设置一个如上所述的可调整约束件。

控制流动速率的再另外一个机构是设计所述增塑区域40，42之一中的螺纹，使该被设计的螺纹对于因压力变化引起的沿螺纹的回流比另外的螺纹更为敏感。例如在图7中所示，上述功能可被这样实现，即在该连续的螺纹中设置间隙或槽120，或在螺纹的一部分或全部长度上增加螺纹和筒体壁之间的空间。在这样的情况下，如图4所示，这样改进的所述增塑部分或区域的输出将在螺杆旋转130期间较高的回压下比较快速地减小，并且通过改变回压可以达到不同的输出速率。

保证在一定的回压范围下具有一个比较稳定的输出的手段，是设置平行于螺杆柄方向的进给区域槽。这种槽可以在该筒体10内的内侧表面上形成，并提供一沿该筒体的在平行方向的小沟，以使塑料不随该螺杆26旋转。这样的旋转能导致所述熔化材料的不稳定的间歇旋转滑移。通过在一个螺纹部分上设置一较长的计量部分，也能增强压力稳定性。

控制该螺纹部分的相对输出量的再一个手段是，通过控制该筒体周围的温度来调整它们的各自的温度。对大多数材料而言，筒体温度的变化将影响其增塑速率，这主要是通过熔化物相对于该筒体10和螺杆26的粘性和附着力的变化影响的。

特别是在传统机器改型的情况下，常希望在与传统机器的原螺杆一样长的筒体长度内安装该两阶螺杆10，典型地其具有的长度/直径比率(L/D)是20∶1。由于两个全熔化阶段(增塑区域)必须存在于原来被一个熔化阶段占据的长度上，所以在较小的距离内必须完成更多的熔化。然而，由于在两个阶段的同时熔化，任一个阶段都不能熔化用于注射的充足量，所以在每个单独的阶段的每转的输出量就可被减小，而在恢复时间不产生负影响。

在一个短的螺杆内获得好的熔化质量的技术有许多。特别地，这样的后继市场螺杆公司，如Spirex Corporation of Youngstown，ohio，WestlandCorporation of Wichita，Kansas，和Xaloy Corporation of Pulaski，Virginia，已经完成了有孔(vented)两阶20∶1螺杆的工作。这些公司使用的一项技术是减小所述螺杆的螺纹螺距，在相同的螺杆长度内产生较长的总熔化路径。第二种技术是增加螺纹的深度。当与前面的技术组合时，产生的熔化通道的形状类似于一个较小的全长螺杆的熔化通道的形状。

在一个较短的螺杆内改进熔化质量的另一项技术，是在输出速率损失的情况下，增加混合元件。存在许多混合几何结构，所有的混合几何结构都是针对通过分离和组合熔化流而增加分布混合或通过局部化的高剪切区域来增加分布混合。如在上段中所述，允许高程度回流的螺杆设计，也会改进剪切的增加和比较彻底的熔化。

在上游阶段的情况下，在该第一增塑区域40和通向该积聚空间48的开口44之间的孔或通道32，可被用于熔化调节。特别地，该通道32可以设置有静力混合元件140，该元件在推动熔化流时驱动该熔化流和对其重新组合，例如在图8中所示。另外，“爆破式”式喷料器150被设置在该通道32内，用于提供局部化的剪切加热和分布混合，例如在图9中所示。用于熔化的其它加热也可通过该筒体壁被导入，以便进一步改进均质熔化。

本发明根据注射模塑已得到基本的描述。然而，由于往复螺杆可被用于其它场合，例如象注射吹模和挤出吹模，所以本发明也可适用于这样的场合。

根据一个包括一往复螺杆的实施例，本发明已经得到了描述。把相同的发明使用在这样的一个实施例中也是可能的，在这样的实施例中，该螺杆是被轴向固定的，例如象在一个挤出压力的作用下。

另外，根据一个包括一液压机的实施例，本发明已经得到了描述。对于注射功能是由滚珠丝杠，线性电机，或其它代替该液压缸22的非液压装置完成的机器来说，本发明应用于这些机器是等同应用。

本发明已经根据这样的一个实施例得以描述，在该实施例中，该基本(上游)的螺纹部分或第一增塑区域40产生被完成物品的外表材料和该下游螺纹部分或第二增塑区域42产生该物品芯部材料。通过重新定向进入该积聚空间的各熔化流，即，使上述结构相反，也就是说，在第二增塑区域42产生该外表材料。

本发明的一个实施例是通过具有两个螺纹增塑区域40，42得到说明的。然而，在一个实施例中这样实施本发明也是可以的，即，其中使用多于两个的区域或部分。在这样的一个实施例中，所述通道可以不在该螺杆的中心而把该上游部分连接到该积聚空间。

本发明已经根据这样的一个实施例得以描述，其中具有一个共同的积聚空间48和一个喷嘴16。通过使用在该积聚空间内的一个可移动屏障160，来保持各材料在积聚期间的分离和甚至通过不同的喷嘴把各材料注射进塑模，也是可以的。这些熔化流一旦进入了塑模，根据该塑模的设计，就可在塑模的转子系统内或塑模凹腔本身内被结合在一起。

图10是本发明的一个实施例，表示这样的一个可移动屏障160。该可移动屏障160位于注射筒体164的喷嘴区域162内，并且是中空圆柱形状，其允许材料通过螺杆尖端166被挤出，积聚在前面的空间168内。通过阻止阀170被挤出的其它材料保持积聚在分隔的后部空间172内，直到通过该螺杆组件的向前运动发生位移而通过第二孔174。屏障160在注射前的位置决定于通过这两个各自的出口，该尖端166和该第二孔174的被挤出材料量。

图11表示在图10中所示实施例的变型。在该实施例中，该第二孔在该可移动屏障160到达其足够远的向前行程前是被堵塞的。这样保证了积聚在该前面空间168内的所有材料在该后面空间172内的材料被排出前已经被充分地排出了。

图12表示本发明的另一个实施例。可能希望，被制造的零件具有随机多样化的外表，例如模仿大理石或龟壳的外表。两个或多个增塑区域的输出可被制得从一系列交替孔182，184流入该积聚空间，所述交替孔例如径向地围绕该螺杆尖端186的外圆周。一组孔182可从该通道188分出支路，而另一组孔184可以在该螺杆尖端的边缘成锯齿状。当螺杆旋转时，该材料流基本上成随机格式积聚。

本发明已经根据热塑注射模塑得以描述。本发明也能用于注射模制粉末金属，合成材料，触变(thixotropic)金属浆(slurries)或反应热固聚合物的实践。

例1：

一注射模塑机具有一个45毫米的筒体直径，该筒体是由FerromatikMilacron of Batavia，ohio生产的，该注射模塑机安装有一筒体和根据本发明的螺杆。一个单一给料不足式给料器安装在下游的给料喉管。使用多种塑模，可生产具有12克到250重量的多层零件。在这些零件中，内芯层的重量在总重量的10％到70％之间变化成功地使用的热塑材料包括聚丙烯，聚乙烯，丙稀晴丁二烯苯乙烯，尼龙，氧化聚亚苯基，聚氯乙烯和聚碳酸酯。

例2：

在例1中的机器中，一第二给料不足式给料器被安装到上游进料喉管。由于具有该第二给料器，所生产的零件具有的芯部重量比高达95％，具有的芯部材料是聚丙烯，外表材料是热塑性人造橡胶。

例3：

例1中的机器安装有图11中所示的前端部件。使用的一个塑模具有两个独立的转子，用于向一个共同空腔的不同点给料，所生产的零件具有的区域全部由两种不同的材料构成，而不是一种夹心结构。

本发明现在已根据特殊实施例得以描述，本发明包含了所有的改型和改进，包括本领域普通技术人员的便利手段，这些都落入该说明书和权利要求的实质范围内。

Claims (18)

1.一种用于熔化聚合材料的装置，包括：

一筒体，具有一上游端和一下游端；

一个第一材料源；

一个第二材料源；

一螺杆，其具有至少一个第一增塑区域，该区域从该第一材料源沿用于增塑材料的螺杆的一外表部分的第一长度延伸，用于向该下游端输送第一熔化物，和一个第二增塑区域，该区域从该第二材料源用于沿增塑材料的螺杆的一外表部分的第二长度延伸，用于向该下游端输送第二熔化物，其中该第一长度和第二长度是该螺杆的不重叠部分；

分隔装置，其在该第一长度和第二长度之间至少沿该螺杆的外表面部分延伸，用于分隔该第二熔化物和该第一熔化物；

一个积聚空间，用于容纳该第一熔化物和第二熔化物，每一熔化物分别地被从各自的增塑区域输送以分别经过在筒体中的至少一个止回阀进入积聚空间；和

该螺杆还包括一长形尖端，该长形尖端具有与该筒体的出口形状接近的形状，而使该长形尖端可以进入筒体的出口至少一部分，从而使经过该长形尖端被输送的材料向着该积聚空间的一上游端移动该积聚空间内的材料。

2.根据权利要求1的装置，还包括：

在该筒体内的至少一个开口，用于独立地把该第一材料和该第二材料引入各自的该第一增塑区域和该第二增塑区域。

3.根据权利要求1的装置，其特征在于，该分隔装置还包括：

一通道，来自该第一增塑区域的第一熔化流经过该通道进入在筒体内的该积聚空间。

4.根据权利要求1的装置，其特征在于，该第一熔化流和第二熔化流的每一种在一个或多个各自的开口进入该筒体内的积聚空间；这样的每一个开口形成在该积聚空间内的不同位置。

5.根据权利要求4的装置，其特征在于，一个或多个各自的开口大约形成在该积聚空间的一下游端，并且另外的一个或多个各自的开口大约形成在该积聚空间的一上游端。

6.根据权利要求4的装置，还包括：

在该第一熔化物和该第二熔化物之一的一个或多个各自开口之间的一连接件。

7.根据权利要求1的装置，其特征在于，该装置还包括：

移动装置，用于沿该筒体的一纵向轴线移动，而该移动装置使该长形尖端进入筒体的出口至少一部分。

8.根据权利要求1的装置，还包括：

至少一个速率受控的托盘进料器，用于控制该第一区域和第二区域之一相对于另一个区域的增塑速率。

9.根据权利要求3的装置，还包括：

一在该通道内的可变约束件，用于控制该第一区域和第二区域之一相对于另一个区域的增塑速率。

10.根据权利要求1的装置，还包括：

位于该螺杆和筒体至少之一内的一个回流通道，用于控制该第一区域和第二区域之一相对于另一个区域的增塑速率。

11.根据权利要求1的装置，其特征在于：

该第一区域在该螺杆的外表面形成有至少一个第一螺纹；和

该第二区域在该螺杆的外表面形成有至少一个第二螺纹；

以使该至少一个第一螺纹和至少一个第二螺纹被构形得对由于回压的流量损失较其它的区域更为敏感，用于控制该第一区域和第二区域之一相对于另一个区域的增塑速率。

12.根据权利要求1的装置，其特征在于：

该第一区域被保持在一个第一温度；和

该第二区域被保持在一个第二温度；

以使该第一温度和第二温度之一相对于另一温度变化，用于控制该第一区域和第二区域之一相对于另一个区域的增塑速率。

13.根据权利要求1的装置，还包括：

一个可移动屏障，用于在积聚空间分隔第一熔化物和第二熔化物。

14.根据权利要求13的装置，其还包括：

移动装置，用于沿纵向轴线移动该螺杆，以使该可移动屏障从该积聚空间的各个部分推动该第一熔化物和第二熔化物。

15.一种使用权利要求1的装置生产模塑制品的方法，该模塑制品具有一合成结构，该合成结构包括一芯层和一外层，该方法包括以下步骤：

使在该筒体中的该螺杆旋转：(1)在该第一增塑区域熔化来自该第一材料源的第一材料，并使第一熔化物流经一通道和一在筒体内单独的第一止回阀而进入该螺杆前面的积聚空间的前部；和(2)同时熔化在第二增塑区域内来自该第二材料源的第二材料以使第二熔化物流经一在筒体内单独的第二止回阀进入该螺杆前面的该积聚空间，从而使该第一熔化物和该第二熔化物之一形成基本上朝向该积聚空间的后和外边缘，因而形成一合成注射，该合成注射向后推动该螺杆；和

将该合成注射注入一塑模。

16.一种使用权利要求13的装置生产模塑制品的方法，该模塑制品具有一合成结构，该合成结构包括不相似的材料区域，该方法包括以下步骤：

使该螺杆旋转：(1)在该第一增塑区域熔化来自该第一材料源的第一材料，并使该第一材料熔化物流经一通道和一单独的第一止回阀而进入该可移动屏障前面的该积聚空间，因而向后推动该螺杆；和(2)同时熔化在该第二增塑区域内来自该第二材料源的第二材料，以使该第二材料熔化物流经一单独的第二止回阀进入该可移动屏障后面的该积聚空间；

轴向移动该螺杆而注射：(1)在该积聚空间内的第一材料熔化物经过该出口；和(2)在该可移动屏障后面的该积聚空间内的第二材料熔化物经过一第二开口，作为一合成注射进入一塑模。

17.根据权利要求16的方法，其特征在于，该轴向移动该螺杆而注射的步骤还包括：

同时注射该第一材料熔化物和该第二材料熔化物。

18.根据权利要求16的方法，其特征在于，该轴向移动该螺杆而注射的步骤还包括：

顺序注射该第一材料熔化物和该第二材料熔化物。

Images