[发明专利]用于共注射成型的单腔流动控制方法和系统

说明书

相关申请

本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求于2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/785,964的优先权，通过引用将该临时专利申请的全部内容并入本文。

技术领域

示例性实施方式涉及通过在具有多个腔体的模具中注射成型来形成多层塑料物品(诸如用于收纳食品、饮品、药品和保健品和隐形眼镜(contact lens)等的容器)的方法和系统。特别地，示例性实施方式涉及利用控制流入各腔体的时机来共注射成型多层塑料物品的方法和系统。

背景技术

通常将多层塑料物品用作收纳食品、饮品、药物和保健品的容器。一些多层塑料物品一般由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)等的材料制成。由PET和PP制成的物品抵抗环境降解，并且相当耐久、水密和制造成本低。然而，诸如PET和PP等的塑料材料是可透气体(例如，氧气、氮气等)的。对于不期望具有透气性的应用，例如，用于食品产品、药品和在暴露于气体时降解的产品的容器，PET或PP的塑料物品可以包括位于PET或PP的表皮层之间的诸如乙烯-乙烯醇(EVOH)等的阻隔材料或气体清除材料的间层。

多层塑料物品的通常构造包括基本上所有边均被形成内层和外层的其它材料围绕的间层或“芯”层。例如，参见均转让于考泰克公司的美国专利No.5,914,138和No.6,187,241。通过引用将这两件专利的公开内容并入本文。例如，间(芯)层可以由EVOH形成，包括内层和外层的围绕塑料层可以由PET或PP形成。该结构产生三明治结构，在该三明治结构中，内层(例如，PET)和外层(例如，PET)形成物品的外表面和内表面，间层(芯层)(例如，EVOH)夹在内层和外层之间。

例如，用于气体阻隔容器的共注射应用中的芯层(例如，阻隔层)的位置是实现容器的气体阻隔性能的关键。如果阻隔层所处位置过低，则容器将会在侧壁中具有未阻隔覆盖的区域，这会导致在局部区域中透过大量气体。如果阻隔层过高，则存在阻隔材料将突破表皮流前沿并终止于部件的外侧面的风险，这是不期望的。

可以使用具有多个腔体的模具来共注射成型多层塑料物品(例如具有一种材料的内层和外层及另一种材料的一层或多层的间层的物品)。当对具有间层(芯层)和围绕的内层和外层(表皮层)的多层材料进行共注射成型时，在向该流添加芯材之前，进入腔体的共注射流必须初始地含有表皮材料。这是因为，流的包括芯材的中央比该流的包括表皮材料的与腔体壁接触的边缘或侧边流动得快。表皮材料需要“领先”，使得芯材在注射结束之前不会到达表皮材料的流动前沿(这可以在物品的外侧沉淀芯材)。然而，如果给予表皮材料的“领先”过大，则芯材的流动前沿在注射期间基本上无法追上表皮材料的流动前沿，而在物品的末端留下没有任何芯层的显著的部分。

通常，共注射控制系统被构造成同时启动表皮材料从喷嘴进入腔体的流动，并且向同时流至所有腔体的所有流同时添加芯材。在一些系统中，选择表皮材料的流动启动和芯材的添加之间的时间延迟，使得芯流前沿在注射期间将几乎追上而不穿过或突破表皮流前沿。在被构造用于使间芯层折回(fold over)的系统中，选择表皮材料的流动启动和芯材的添加之间的时间延迟，以便使芯流前沿将在不突破表皮流前沿的情况下追上表皮流前沿并折回。

适用于在相对厚的多层物品(例如，壁厚大于3mm的物品)中控制材料的定位和质量的在传统上已知的注射成型技术包括热平衡流动技术和射出罐技术。在采用用于制造相对厚的多层物品的热平衡技术的系统中，为了在开始注射芯材之前实现进入每个腔体的期望的流量和流入每个腔体的表皮材料的体积，通过控制引向特定腔体的表皮材料流路相对于引向其余腔体的表皮材料流路的温度，来控制芯材和表皮材料进入腔体的引入量和引入时机。相比之下，在采用用于制造相对厚壁的物品的射出罐技术的系统中，使用射出罐来确定被该特定的射出罐供应的各腔体或腔体组所供入的芯材和表皮材料的体积。在采用射出罐的用于相对厚壁物品的注射成型设备中，一个或多个表皮射出罐中的体积行程将会改变一个或多个腔体中的前沿位置，并且所有表皮射出罐中的体积行程的变化将会改变所有腔体中的位置。

发明内容

本文所述的示例性实施方式包括，但不限于用于控制在相同模具的不同腔体内形成的多层薄壁注射成型物品中的间层覆盖率的方法、系统以及非瞬时计算机可读介质。