[发明专利]共注射热流道注射成型系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年10月22日提交的美国申请No.61/405,949以及2011年9月21日提交的美国申请No.13/238,074的权益和优先权，上述每个申请的全部内容以参考的方式并入本文中。

技术领域

本发明涉及注射成型，更具体地涉及一种共注射热流道注射成型系统，该系统控制多种可成型材料的熔体流经过模具浇口流入模具腔体的流动。

背景技术

在注射成型的技术领域，已知利用单个热流道注射成型喷嘴同时或顺序地把两种可成型材料熔体流注射入模具腔体，这通常被称为共注射。对两种或更多种熔体流经过喷嘴流入模具浇口随后流入腔体的控制的常规方式是通过使喷嘴的阀销构件旋转以对准不同的熔体通道、或者通过使阀销构件以及一个或多个包围该阀销构件的阀套筒构件在打开位置和关闭位置之间做轴向往复运动而提供。尽管已开发出许多采用做轴向往复运动以提供两种或更多种熔体流的同时或顺序注射的阀销构件和阀套筒构件的系统，但这种布置有其缺点，例如往复运动的不准确、难以保持熔体流充分分离，以及注射成型系统的热半模的制造、组装和操作的复杂性增加。这种系统的另一个缺点是难以使阀套筒构件和/或阀销构件与模具浇口对准，这种对准对于改进注射技术以及减小浇口磨损是重要的。在多腔体热流道注射成型系统中，在各腔体中形成一致部分长期以来是一种挑战。

在一些常规共注射系统中，如美国专利No. 3,947,177、美国专利No. 6,596,213和美国专利No. 7,517,480中所述，芯层熔体流的体积与内层和外层熔体流的体积可以在注射单元处通过设定由其提供的每个熔体流的注入量（shot size）和注射速度来控制。在其它常规共注射系统中，如美国专利No. 5,914,138，各个熔体流的粘度被控制以影响进入给定模具腔体的芯层熔体流的体积相对于内层和外层熔体流的体积。

用于生产成型物品的芯层的芯材料的体积在“阻挡物”共注射成型应用中和“填充物”共注射成型应用中特别相关，在“阻挡物”共注射成型应用中，阻挡物材料的芯层是进入给定模具腔体的总组合熔体流的微小比例，在“填充物”共注射成型应用中，填充物材料的芯层是进入给定模具腔体的总组合熔体流的大部分。在“阻挡物”和“填充物”共注射成型应用两者中，给每个独立模具腔体提供精确相等量的芯材料是关键的，以便确保跨过模具的一致成型部分。通常，芯层材料与内层和外层材料的比率的这种控制在热流道系统的最上游端处发生，即在供应每种材料的机筒处，这不能考虑在特定熔体流在热流道系统的下游端处到达模具腔体时可能发生的剪切历史不同/不平衡。在给定注射循环期间，剪切历史不平衡可导致一些模具腔体接收过多芯材料且一些模具腔体接收过少芯材料。由于芯层材料的精确量是关键的以确保共注射成型物品的质量，模具腔体之间的甚至轻微不平衡也可能具有大的影响。

前述问题在成型物品需要在单个成型物品内的不同芯层厚度的情况下可能加剧，例如在带螺纹区域具有较薄芯层且在端部区域具有较厚芯层的成型封闭件中。更具体地，如果芯层材料的限流或其它调节在成型系统的上游端处进行，例如在机器中，那么通常更难以控制成型物品中芯层厚度将在每个模具腔体中过渡的精确位置。

本文实施例解决了上述共注射应用中出现的至少一些问题，通过提供在热流道系统下游端附近限流或调节芯层材料流的机构，更具体地在其喷嘴尖端内限流或调节芯层材料流，以允许芯层材料的体积与所使用材料的体积的更精确控制，以在每个独立腔体内形成成型物品的内层和外层。在模具腔体的模具浇口附近的这种控制可导致共注射成型系统的所有腔体之间的更大总体一致性。

发明内容

本文的实施例涉及共注射成型设备，该设备向热流道注射成型喷嘴提供表皮材料熔体流和芯材料熔体流。喷嘴包括喷嘴尖端，该喷嘴尖端限定用于接收表皮材料熔体流的中央表皮材料熔体通道、用于接收芯材料熔体流的环状芯材料熔体通道、以及环状外层熔体通道，其中，来自中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流的一部分经由穿过芯材料熔体流的一个或多个隧道通道被引导至外层熔体通道。来自中央表皮材料熔体通道的表皮材料熔体流被引导至用于形成成型物品内层的模具腔体，来自芯材料熔体通道的芯材料熔体流被引导至模具腔体以形成成型物品的芯层或阻挡物层，来自外层熔体通道的表皮材料熔体流被引导至模具腔体以形成成型物品的外层。