CN1895872A - 注塑成型机及其喷嘴 - Google Patents

Abstract

一种注塑成型机及其喷嘴，此注塑成型机包括供料装置、料管、喷嘴以及止回阀。供料装置与料管连接，以供给原料至料管。喷嘴连通于料管之一端，止回阀则连接于料管与喷嘴之间。喷嘴内部具有送料流道与靠近喷嘴之出料端的至少一个调质室，且此调质室之截面积大于送料流道之截面积。利用上述注塑成型机及喷嘴所制成的产品其物性稳定且内部不会有气泡残留。

Description

注塑成型机及其喷嘴

技术领域

本发明涉及一种注塑成型机，且特别涉及一种喷嘴内部具有调质室之注塑成型机及其喷嘴。

背景技术

塑料制品是现代不可或缺的工业产品之一，其在我们周围的生活世界中随处可见，所有容器、电器、汽车内部装饰、玩具、电子产品，几乎都会以塑料作为原料。与其它材料相比较，塑料的质量轻、不易碎裂、耐久性等特性，使得现代人的生活里早已脱离不了塑料制品带来的便利性。

塑料制品的成型方式在长久的技术发展历史下，也早已开发出许多不同的成型方式，包括挤制(Extrusion)、吹气(Blow)、压缩(Compression)、辊轧(Calendar)、注塑成型(Injection Molding)等，而其中以注塑成型的应用最为广泛。塑料件利用注塑成型机成型时，首先必须预先烘烤塑料原料以去除水分，而后将模具安装于注塑成型机上，随后通过加热注塑成型机之料管，使其达到熔胶的温度后，启动送料导杆将熔胶经由喷嘴射出至模具内，最后冷却拔模得到成品。

然而，在成型过程中，熔融态之塑料其流动会受到成型条件诸如温度、射胶量、射出压力、模具形状、冷却时间、喷嘴形状等条件变动的影响，而导致成品出现不同形式的缺陷。

图1为公知注塑成型机之射出端的结构剖面图。请参照图1，料管100外壁是设置有加热片106，用以保持高温熔融液态塑料原料116的温度。喷嘴104之一端固定于止回阀102之出口端，而喷嘴104之另一端则固定于定位环112上。高温熔融液态塑料原料116在料管100中经由送料导杆108的推压而进入止回阀102，而后进入喷嘴104的送料流道110中，最后由送料流道110之出料端开口经定位环112送入母模114中。

图2为公知的喷嘴104剖面结构放大图。请参照图2，喷嘴104内部之送料流道110在A处为单一管径大小，也就是说，送料流道110在A处并无任何尺寸上的变化。然而，由于高温熔融液态塑料原料的粘滞系数大，因此会导致在送料流道110之A处中的高温熔融液态塑料原料在送料流道110中呈现低雷诺数(Reynold Number)的管流现象，并以层流(Laminar Flow)状态流动。换言之，高温熔融液态塑料原料在送料流道110之入口的能量与出口的能量相同，并无能量差的变化，使熔融液态塑料原料无法在密闭空间发生反复性压缩现象，如水中旋涡般进行材料压缩性调质处理。因此，高温熔融液态塑料原料在公知的注塑成型机技术中并无法获得稳定较佳材料性质。

此外，塑料从固态熔融至液态，到通过送料导杆108推进的过程中，可能会有原残留于塑料中之空气，于高温熔融液态塑料原料中形成气泡，若气泡无法自高温熔融液态塑料中排出，则在成型产品中将会有气泡生成。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是提供一种注塑成型机，其可在高温熔融液态原料的流动过程中排出残留之空气，避免成型产品中有气泡生成。

本发明的另一目的是提供一种注塑成型机，其可在高温熔融液态原料的流动过程中，使高温熔融液态原料得以进行调质处理现象，使材料物性稳定。

本发明的再一目的是提供一种喷嘴，其可在高温熔融液态原料的流动过程中排出残留之空气，避免成型产品中有气泡生成。

本发明的又一目的是提供一种喷嘴，其可在高温熔融液态原料的流动过程中，使高温熔融液态原料得以进行调质处理现象，使材料物性稳定。

为达成本发明之上述目的，本发明提出一种注塑成型机，包括供料装置、料管、送料导杆、喷嘴、止回阀以及加热装置等。其中供料装置是储存原料，料管则连接至供料装置，适于接收供料装置所供给之原料，使原料通过料管流通至喷嘴内。喷嘴连通于料管之一端，止回阀则连接于料管与喷嘴之间。其中，喷嘴内部具有送料流道与至少一个调质室(texturalmodified cavity)，且此调质室靠近喷嘴的出料端处，而调质室之截面积大于送料流道之截面积。

为达成本发明之上述目的，本发明提出一种喷嘴，适于喷射出液态流体。此喷嘴内部具有送料流道与至少一个调质室，且调质室是靠近喷嘴之出料端，而调质室之截面积大于送料流道之截面积。在具有多个调质室的情况下，可以使这些调质室具有相同或不同的体积。

由于本发明之喷嘴具有至少一个调质室，因此可使流经调质室之高温熔融液态原料因流体挤压力作用，而产生调质现象，进而使材料物性稳定，并且拥有较佳的机械性能及热性能。

此外，本发明之注塑成型机还可以使高温熔融液态原料流经调质室后，因流体挤压力作用而排出残留于原料中的空气，以避免在成型产品中生成气泡。

为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举本发明之较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为公知注塑成型机之射出端的结构剖面图。

图2为公知的喷嘴104剖面结构放大图。

图3为依据本发明第一较佳实施例之注塑成型机剖面示意图。

图4为根据本发明之第二较佳实施例之注塑成型机的剖面示意图。

图5为根据本发明之第三实施例之注塑成型机的剖面示意图。

主要元件标记说明

100、300：料管

102、302：止回阀

104、304：喷嘴

106、306：加热装置

108、308：送料导杆

110、310：送料流道

112、312：定位环

114、314：母模

116：高温熔融液态塑料原料

310a：出料端

316：高温熔融液态流体原料

318：供料装置

320：驱动装置

322、322a、322b：调质室

具体实施方式

图3为依据本发明第一较佳实施例之注塑成型机剖面示意图。请参照图3，注塑成型机包括料管300，止回阀302、喷嘴304、加热装置306、送料导杆308以及供料装置318。喷嘴304内部具有送料流道310与设置于靠近出料端310a处，并与送料流道310相连通之调质室322。特别的是，调质室322之截面积大于送料流道310之截面积。供料装置318连接料管300，用以供应原料，而送料导杆308设置于料管300内。止回阀302用以连通料管300右方之出口端与喷嘴304内部之送料流道310之左方入口端。喷嘴304内部送料流道310之出料端310a则通过定位环312与母模314相连通。此外，加热装置306则设置于料管300之外壁上。

供料装置318内可装所欲使用之原料，如塑料粒。而且，图3所示之注塑成型机在起动时，设置于料管300外壁上的加热装置306会预先将料管300加热至原料的熔融温度。其中，加热装置306可以是环状的电阻式加热器，其是通过通入之电流而发热，进而对料管300加热。值得一提的是，进料时必须确定料管300内部的温度已达原料的熔融温度，而在此实施例中，亦可将热电耦(Thermal Couple)(未标示)安装于料管300中，以测量料管300温度，来确知料管300之温度是否到达原料之熔融温度。

当料管300到达原料之熔融温度后，便可自供料装置318开始进料。一般来说，原料通常为固体，以塑料原料为例，其可以是块状塑料粒。以金属原料为例，其可以是金属粉末。原料自供料装置318进入料管300后，便可通过驱动装置320将送料导杆308往前推进。在此，驱动装置320例如是油压缸推进装置。当然，在其它实施例中，驱动装置320也可以是电动马达推进装置。

送料导杆308被驱动装置320往前推进后，原料将通过送料导杆308上的螺板向前推进，而在推进过程中，原料通过已被加热装置306加热的料管300所产生之高温所熔融，而呈现高温熔融液态流体原料316，在此条件下即可进行注塑成型之后续步骤。于此实施例中，此高温熔融液态流体原料316可以是高温熔融液态流体塑料或是高温熔融液态流体金属。

承上所述，高温熔融液态流体原料316随后从料管300经由止回阀302进入喷嘴304之送料流道310中。特别的是，在喷嘴304将高温熔融液态流体原料316从出料端310a射出之前，高温熔融液态流体原料316会先从送料流道310流入调质室322。在此，若是使用塑料作为原料，则因高温熔融液态流体塑料的粘滞性大，其在送料流道310中是呈现层流状态。当高温熔融液态流体原料316进入调质室322后，由于流道截面积的改变，致使高温熔融液态流体原料316的层流结构遭受破坏，而使高温熔融液态流体原料316发生紊流。在本实施例中，调质室322的形状例如是球状室体。

更详细地说，高温熔融液态流体原料316在送料流道310中处于层流状态时，其在垂直于流动方向(亦即垂直于送料流道310的方向)上之流体速度呈现抛物线分布且各个原料分子皆朝向流动方向运动，因此不会有能量的交换作用。但是，在高温熔融液态流体原料316流入调质室322后，高温熔融液态流体原料316将产生紊流现象，导致有能量差的变化。此能量差将使高温熔融液态流体原料316经密闭高压产生材料性质变化，也就是材料学所谓的调质处理，以使高温熔融液态流体原料316的材料特性更加稳定。

另外，原料在料管300内高温熔融成高温熔融液态流体原料316的过程中，料管300内可能会有原残留于原料中的空气在高温熔融液态流体原料316中形成气泡。此时，气泡若无法自高温熔融液态流体原料316中去除，将导致注塑成型之成品内部具有气泡，而降低其强度，甚至有成品表面空洞的可能。但在本发明之注塑成型机中，当具有气泡的高温熔融液态流体原料316进入调质室322后，气泡将会被挤出高温熔融液态流体原料316之外，而无成品不良之虞。

请继续参照图3，高温熔融液态流体原料316在流经调质室322后，将再进入送料流道310，最后由喷嘴304之出料端310a经定位环312而射出至母模314中。后续将母模314与注塑成型机分离的步骤为所属技术领域的技术人员所熟知，此处不再赘述。

图4为根据本发明之第二较佳实施例之注塑成型机的剖面示意图。请参照图4，加热装置306并不限于只设置在料管300之外壁，还可设置于喷嘴304及止回阀302之外壁上。增设加热装置306的优点在于可对高温熔融液态流体原料316之温度加以调整，进而控制高温熔融液态流体原料316的特性如粘滞性等物理性质。若辅以对高温熔融液态流体原料316射出压力的控制，则可以通过调整上述条件的参数而达到最佳的成品成型条件。

特别注意的是，本发明并未限定喷嘴304内之调质室322的数量、形状，及大小，以下将举实施例说明之。

图5为根据本发明之第三实施例之注塑成型机的剖面示意图。值得注意的是，图5所示之注塑成型机与图3所示之注塑成型机的不同处仅在于喷嘴内部的调质室，故此处仅针对此不同处说明。请参照图5，喷嘴304例如是具有两个调质室322a与322b，且其截面积均大于送料流道310。值得注意的是，调质室322a与322b的体积可以相同也可以不同，且调质室322a与322b同样可以是球状室体。

图5中所示之喷嘴仅是用以举例说明本发明而已，其它若有不同数量、不同体积甚至不同形状的调质室，只要能对高温液态流体原料达成调质作用的目的，均符合本发明之精神。

综上所述，由于本发明之喷嘴具有至少一个调质室，因此可使流经调质室之高温熔融液态原料因流体挤压力作用，而产生调质现象，进而使材料物性稳定，并且拥有较佳的机械性能及热性能。

此外，本发明之注塑成型机还可以使高温熔融液态原料流经调质室后，因流体挤压力作用而排出残留于原料中的空气，以避免再成型产品中生成气泡。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与改进，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (11)

1.一种注塑成型机，其特征是包括：

供料装置，储存有原料；

料管，连接至该供料装置，适于接收该供料装置所供给之该原料；

喷嘴，连通于该料管之一端，该原料通过该料管流通至该喷嘴内，其中该喷嘴内部具有送料流道与至少一个调质室，且该调质室是靠近该喷嘴之出料端，而该调质室之截面积大于该送料流道之截面积；及

止回阀，连接于该料管与该喷嘴之间。

2.根据权利要求1所述之注塑成型机，其特征是该调质室为球状室体。

3.根据权利要求1所述之注塑成型机，其特征是还包括送料导杆，设置于该料管内，适于将该原料由该料管推挤至该喷嘴内。

4.根据权利要求3所述之注塑成型机，其特征是还包括驱动装置，连接至该送料导杆，适于驱动该送料导杆。

5.根据权利要求1所述之注塑成型机，其特征是包括加热装置，设置于该料管之外壁，用以对进入该料管之该原料进行加热。

6.根据权利要求5所述之注塑成型机，其特征是该加热装置还设置于该喷嘴与该止回阀之外壁。

7.根据权利要求1所述之注塑成型机，其特征是该供料装置包括液态塑料供给装置。

8.根据权利要求1所述之注塑成型机，其特征是该喷嘴具有不同体积的多个该调质室。

9.一种喷嘴，适于喷射出液态流体，其特征是该喷嘴内部具有送料流道与至少一个调质室，且该调质室是靠近该喷嘴之出料端，而该调质室之截面积大于该送料流道之截面积。

10.根据权利要求9所述之喷嘴，其特征是上述调质室为球状室体。

11.根据权利要求9所述之喷嘴，其特征是该喷嘴具有不同体积的多个该调质室。

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