TWI236417B - Apparatus and process for injection molding articles of plastics material - Google Patents

Description

1236417 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明係關於塑膠物品之射出成型裝置和方法。尤指 具有外層結構與内部不同的塑膠材料物品之製造裝置和方 法。 先前技術 如眾所知，一種特殊射出成型法廣用於製造不同物品 和物體，具有適當塑膠材料製之外層，和空心之内芯。

此項成型法包括許多步驟，在剛供應高壓流體後，立 即供應選定量之熔化塑膠材料，使該流體驅動並排擠塑膠 材料緊靠模具表面，保持此狀態為時足以使塑膠材料定型 。最後，排放加壓流體。進行排放後，打開模具，將成型 物品脫模。 形成空心物品所用加壓流體，可為氣體，諸如空氣或 氮氣，或是液體，諸如水。 特別就實質空心物品而言，該項成型具有二項優點： 可製造又輕又廉價之結構，儘管使用到有價值的塑膠材料 。誠然，此塑膠材料較少量即足夠，因為只分佈作為成型 物品的外層。 此種成型法顯示其他優點。

' 可將塑膠材料最適分佈於成型空腔内，即使只從唯一 地方射出。 亦可製造成型物品較薄部份，當然塑膠材料係被推擠 ，完美進入模具的每一凹部。 此等物品表示的每一部份顯示同樣優異的表面整飾，

第5頁 1236417 五、發明說明（2) 而且模具的成型空腔之每一部份，受到均勻壓力。 該物品成型所用程序和設備，儘管有此等優點，仍顯 示生產率低的嚴重缺點。 誠然，雖然首先二步驟是在短時間内逐一前後進行， 但第三步驟沿成型空腔周緣推擠的塑膠材料定型，則需很 多時間，因為冷卻慢，且事實上冷卻時間不能縮短。 誠然，模具内所含塑膠材料的冷卻和定型步驟愈長， 塑膠材料在脫模時呈現的局部收縮愈少。此外，此步驟愈 持久，塑膠表面愈光滑，因可得成型空腔的整飾表面。 簡言之，塑膠材料在加壓模具内的停留時間，決定產 品的品質水準和整飾。 若必須提高生產水準，則塑膠材料在模具内停留時間 加長，亦決定成型工廠之高成本。 成本因事實上必須提供許多成型站同時操作而定，另 外必須設有大型裝置，可以同時操作許多模具。 易言之，先前技術為獲得高度生產水準和/或適當工 廠成本，必須把塑膠材料在模具内的冷卻時間和/或成型 裝置操作數量減到最少，鑑於可得特殊物品有時要決定的 成型物品最低所需品質水準。 在此領域裡；仍然廣用另一種成型法，以獲得外層結 構與内部不同。 此種成型法稱為双成份成型法，形成昂貴材料製成的 外層和廉價塑膠材料製成的内芯。所以，物品沒有空心部 份，然而，即使外觀為高級品質，塑膠材料成本卻可保持

1236417 五、發明說明（3) 低廉。 此項成型法包括步驟為，供應適於形成外層的預定量 熔化塑膠材料，再供應第二種熔化塑膠材料，以驅使並排 擠前者緊靠模具表面。 此種成型馬在模具閉合狀態，不需長期冷卻和定型。 此成型馬之另一優點包含，物品内所使用塑膠材料不但有 單純填料的作用，而且賦予對物品之最大凝固性。 可惜双成份成型法不能夠生產輕如空心物之物品。

此外，所製成物品的表面整飾，基本上較遜，因為用 作填料之塑膠材料壓力，不若形成空心物品所用流體壓力 之高。 所以，以低成本快速成型製法，可得空心物品同樣品 質水準，在技術上仍有問題待決。 發明内容 在此等情況下，本發明目的在於消除先前技術的缺點 ，並解決該技術問題。

上述目的是由塑膠材料物品之射出成型裝置達成，包 括，正模和反模，形成複數成型單位，在正模和反模内界 定成型空腔；至少一射出總成和至少一輔助總成，適於分 別供應塑膠材料和加壓流體進入該成型空腔 該成型單位 可相對於該射出總成和輔助總成運動；可拆卸連接元件， 設於該成型單位與該射出總成和該輔助總成之間，以及止 回機構，適於避免從該成型空腔倒流。 實施方式

第7頁 #7他豸 方ΐ中= 碼1…為形成具有唯 黑占和優點由以下旨糾同 — 卜，見附圖所不本發明成型裝置 細說明，即可更為明白 ¥ 的突心物品之本發明具體例„ /外i襄1實/./叙包括複數正模2a和反模2b，可從開啟到 八狀態择夜連動’一同形成複數成型單位3。 閉β如第1圖簡略所示，各成型單位3之正模2a和反模2b， 分别與板4:1 用聯舌塞從利用短柱5彼此滑動連接。開啟和閉 二操祚是利用f塞6進行。 ^ /在閉合狀態，各對正模2a和反模2b界定至少一成型* 腔7，真有塑膠材料要成型的物品形狀。 工 塑膠材料以熔化狀態利用已知射出總成8供應（第3圖 成塑法是一種稱為「氣助」成型法，易言之，在塑膠 材料射出後’射出加壓流體，諸如包括空氣、氮等氣體^ 氣體以熔化塑膠材料内的極高壓力供應，把塑膠材料 於成型空腔7的周緣。 、 為此，設有輔助總成9，以輸送加壓流體。此輔助機 成9先月！I已屬公知，如第3圖簡略表示。 v 成型皐位3可相對於射出總成8和輔助總成9運動，祐 設有可拆卸連接元件。 、 誠然’參見輔助總成9，在各成型空腔7和輔助納成 間界定的進料管道丨〇，包括與輔助總成9結合之初p ' 以及與成型單位3結合之末段lib，二段lla和llb係又以^接

1236417 五、發明說明（5) ^ ^ ^ c 此快接元件1 2可具有不同結構，其具體例如第2 元件1 2具體化之可拆除連接元件，彼此可拆卸結合 圖所 示 第2圖表示連接於初段lla之公聯結器13a，可 入連接於後段1 1 b之母聯結器1 3 b。 α封插 二聯結器係以與公聯結器1 3a成為_體，並 板1 5 a連接之定中短柱1 4導引。 1用第一 母聯結器1 3b從而與設有定中孔1 4a容納定中 第二板15b成為一體。第二板15b係可拆卸地容=柱14之 動件16之間，而第一板i5a是受到控制來運八' •在靜態止 ，直至密封結合母聯結器1 3b。 A ^，器1 3a 運動是利用二小活塞17的結果，都以靜離 17a支持，並作用於第一板15a。 〜、支持το件 二聯結器分別以活塞1 7 a解開。 已知有其他快接元件。例如此等元件之一 、

Everpac自動系統公司（美國密瓦基市） 一「，可為 器」，或Staubl:義大利公司Racc〇rdi部、自動聯結 Carate Brianza)製造的快接聯結器。 義大利米蘭市 射出總成8可製成能夠輸送^ ^ 一 ，適於形成内外兩層。輸送唯一塑膠^^匿或夕種塑膠材料 示，j各成型空腔7和射出總成8間設m溝=第1。圖所

在射出總成8和成型單位3間之可 ^ I 形成射出總成8端部之活動喷射器仏所开^連接元件，係由

誠然，每次噴射時，活動嗜 A 動噴射裔8a可定在套筒19内製 1236417 五、發明說明（6) 成之包内圍t成型單位3的各供料溝道18進口。 射出點供垂直於成型空腔7主要表面之二，即單一 然後，成型單位3與止回機構2 i膠材料。 型空腔7倒流。 關聯，以避免從成 止回機構2 〇包括關閉元件2 〇a， 成型空腔7内，或是單向元件m， 持維持加愿流體在 空腔7内。 1干符塑膠材料於成型 關閉7G件2 0a位於進料管道1〇的初 lib和結合於末段llb的成型單位3運動。 ，可ik末段 如第1圖所示，關閉元件20a包括至少一止動龆9】、翁 於避免從成型空腔了户屮沾士止動間21適 ，和至少一手動ϊίΓ H 倒流（容許反向流動） y 乎動閥2 2，以排放加壓流體。 排料道2為電動閥，位於從末段llb分支的 氣體ΪΠ料部23末端之護罩23a’可避免受到排放加壓 #粗ί ΐ塑膠材料在成型空腔7内之單向元件20b，插入各 ί ▲二，1 8内，例如由至少一錐形進D或朝套筒内所製造 /舌動噴射器8a變狹的溝道24所形成。 、溝道2 4内所含塑膠材料快速冷卻，採取錐形管塞形狀 ，以=仍然熔化的加壓塑膠材料從成型空腔7逸出。 單向元件201}可為符號21所示之至少一止動閥，位於 相鄰套筒1 9内。 第10頁 1236417 五 、發明說明（7) ---~-- ，如第3圖所示，最好是供應熔化塑膠 别t供應加壓流體的輔助總成9，都是實質二=f出總成8 型J位3則可沿實質上閉路途徑2 7貝上，而成 5係以沿成型總成運動的軌道界定。囡仏）運動。途徑 产Ί* ί it站^途杈2 5定位，包括例如塑膠材44· 站26、☆卻站27,28,2 射出和加壓 材枓脫模站30。 體排料站和塑膠 途經2 5長度或杆主„，命 " :;成8和輔助總成以 ΐΐ位：質部份是為τ在加以存》 Ί之塑膠材料加以冷卻。 予隹下，把成 和靜士 一種配置是，例如成型單位可實皙卜4广、 置，=站鄰近的射出總成8和 彳二運動對準 裝置刼作如下。 ^成9可以運動。 ^出總成8和輔助總成9以已知 料矛丨L體，尤1县々 ^ 式操作：即將朔酸从 流體壓力排拖 乳體’射進成型單位3内，㈣^膠材 排擠，以便確實粘附於 J膠材料被 声，！出之塑膠材料只能界定— 腔7之内表面。 ^ :双成份成型馬所為。弓丨進；：上往復重塔 /成具有内部空腔之物品‘蓺口 J膠材料内的加壓流 内部空腔的在太，a猢m u β 〇口0 取出物品時，已：ί=:ίί冷卻和硬化之前， 3 η因此，在加壓流體排放後，▲职二拉出。 3開啟之間’必須經一段時間。块塑膠材料射出與射出單位 …、而’成型單位3不靜等其 五、發明說明（8) ;當冷卻，而是靠快接元件12和活動. 而中止從進料管道丨〇 >射器8 A運動 ，^外，利用止回機構20防供應。動至冷卻 回機構2 0指位於進料管 1空腔3損失 於供料溝㈣内之單向以1。0内的關閉元件20失3的” 位3的所Λ，冷卻可以持續許多時間，而 本：二成教之操作。不干擾其他成型岸 把加ΐ = = = 新法。 初期步驟。入成型單位内所界定成型空步驟，和 然後，右益 之至少一 和硬化之中期^加壓流體把成型空腔内所入糊 塑膠：J ,驟，以及包括物品脫模。:材料冷卻 行該某些ϊ Ϊ加壓流體保持在成型單位ί步驟。 為之。乂驟，尤其是冷卻步驟，在^雜内，再移動，、鱼 如此-來，… 在…他步驟之4 位，實質上同有二不同的步驟，即可利用 在：時進行。 用不同的成型單 放。 乂驟後，打開成型單位前，、鱼〜 須知，射 仃加壓流體之排 有不同結構1f熔化塑膠材料的初期步驟，可^ 較薄外層，並以上實質同心層··例如由較主=括形成具 ^選用的廉價内層，例如因及以 負何堅強。 1236417 五、發明說明（9) 由本法製成的塑膠材料產品，兼具空心物品的最佳特性和 双成份型物品的最佳特性。 易言之，製成品又輕又廉，因内部空腔之故，外層或 殼呈現很細部外觀，例如又光滑又柔軟，内層或位於外殼 和空腔間之芯，顯示最大強度。 本發明可得許多優點。 誠然，成型裝置和製法的構想，可藉加壓流體把射出 的塑膠材料長期保存在模内，不減生產性，不需很昂貴工 廠設備。

此外，此等成型單位之冷卻步驟可持續遠較製造物品 標準者為久，以便獲得令人充分滿意的表面整飾。

第13頁 1236417 圖式簡單說明 第1圖為裝置一部份的簡化部份斷面之前視圖； 第2圖為第1圖之詳細圖； 第3圖為裝置整體之簡化平面圖。

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Claims (1)

1236417 六、申請專利範圍 1 · 一種塑膠材料物品之射出成 括正模（2a)和握'置其特徵為’包 括正褀Ua)和反杈（2b)，形成複數成匕 模和反模内界定成型空腔（7);至少一 正 一輔助總成（9 )，適於分別供靡 f二成（8 )和至少 進入該成型空腔；該成型單位（3)係可相.對於該射 (8)和輔助總成（9)運動；以及可拆卸連接元件（12,8a)和 適於，免從該成型空腔（7 )倒流之止回機構（2 〇 )，設在該 成型單位（3 )與該射出總成（8 )和該輔助總成（9 )之間者。 2 ·如申請專利範圍第1項之裝置，其中進料管道（丨〇 ) 延伸於該輔助總成（9 )和該成型空腔（7 )之間，該進料管道 (1 〇 )包括與該輔助總成（9 )結合之初段（11 a )，以及與該成 型單位（3 )結合並可拆卸連接於該初段（丨丨a)之末段（π b) ，又其中該止回機構（2 0 )包括關閉元件（2 0 a )，連接於該 末段（11 b )，且適於防止該加壓流體流回到該成型空腔（7 ) 者。 3·如申請專利範圍第2項之裝置，其中該關閉元件 (2 0 a)包括至少一止動閥（2 1 )，適於防止加壓流體從該成 型空腔（7 )流回；以及該流體用之至少一手動排料閥（2 2 ) 者。 4 ·如申請專利、範圍第3項之裝置，其中該末段（1 1 b)包 括排料部（2 3 )，連接至該排料閥（2 2 )，又其中該排料閥 (22)為電動閥者。 5 ·如申請專利範圍第2項之裝置，其中該可拆卸連接 元件包括快接元件（1 2 )，插入於該初段（1 1 a)和該末段