热流道阀门和消除固化树脂单向分子取向和熔合线的方法技术

一种阀门式注射喷嘴，它包括一个阀杆，用于将熔融树脂引导至模制区域。该阀杆包括一个用于接收熔融树脂的输入区，一个用于处理熔融树脂的中心区和一个用于将喷嘴与模制区域连接的输出区。该中心区又包括一个用于将熔融树脂分裂为多股流束的第一区，一个用于混合熔融树脂的第二区和一个用于综合多股流束的第三区。该喷嘴还包括一个包围着该阀杆的喷嘴体部分。本发明专利技术还公布了一种包括这个喷嘴的注模成型系统，以及一种使熔融树脂均匀化的方法。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及各种形状的高质量模压制品的注模系统和方法，更具体地说，涉及具有基本上均匀的分子取向以致不表现出单方向的分子取向或熔合线的模压制品的模压系统和方法，再具体地说，涉及具有精确位置的中心孔的模压制品的模压系统和方法。更具体地说，该系统为热流道阀门式喷嘴形式，该喷嘴对熔融树脂实行多种处理，使熔融树脂达到均匀的分子取向。技术上已知，当用在注模法生产制品(例如PET预型件)时，使用先前开发的热流道阀门式喷嘴设计，很难避免单方向的分子取向和熔合线。这些设计的这个缺陷成为令人关心的主要问题，因为这种熔合线和单方向的取向是吹制的PET瓶脆弱的潜在原因，而这种瓶可能后来是充满有压力的碳酸饮料的，这就增加了容器破裂的危险。另外，熔合线还可能降低强度，或对注模成型的精密零件(例如，具有中心孔的齿轮，特别是在大负荷下使用的齿轮)的尺寸精度有不利影响。再者，对于在光学应用场合中使用的制品(例如，激光唱盘(CD)和数字式视频光盘(DVD))，熔合线和单方向的分子取向会诱发双折射，这是不能接受的缺陷，因为由这些盘表面所作出的凹痕所携带的信息必需要由激光束从与该凹痕相对的一侧，通过制作这些盘的塑料基片才能恢复。当考虑CD和DVD模压制的必需具有位置精确的中心孔时，CD和DVD的注模成型更具有挑战性。在理想情况下，为了节约塑料树脂，减小循环时间和简化模型与注塑机的设计，应该采用无注入口的注射过程未模制CD和DVD。然而，先前的技术没有提供这样一种系统，更具体地说，没有提供一种热流道的阀门式喷嘴和模型，及无需注入口也可以生产CD和DVD的方法，该方法可使激光的双折射达到可接受的水平，并可使CD和DVD的几何公差保持在严格的范围内。先前的模制技术讨论了各种不产生熔合线或单方向的分子取向的塑料制品生产方法。然而，相对于使用热流道支管和喷嘴，这些方法都没有提供满意的结果。下面讨论几个比较适当的技术方案。为了减少运动阀杆和熔融树脂之间的接触，以防止由熔融树脂围绕阀杆裂开引起的出现熔合线，约克(York)的美国专利4412807号公布了一种与熔融树脂流平行放置的阀杆。该阀杆与非常靠近喷嘴尖端的树脂的接触非常有限。虽然，使用这个设计可减小熔合线，但由于树脂的流动对于空腔的门不对称，树脂有充满该空腔的一侧比充满另一侧快的趋势，因此会造成芯子相当大的偏移。与约克(York)相似，曼纳(Manner)的美国专利4925384号公布一种热流道阀门，它也包括一个与熔融的树脂流平行放置的阀体。然而，这个阀杆只是沿着热流道喷嘴的内部熔料通道，与熔融的树脂部分地接触。熔融的树脂并没有完全包围阀杆，这样，对熔合线的出现作了细微的改善。但是，由于熔融通道又相对于空腔的门横向偏移，因此，仍出现一些熔合线和芯子偏移。另外，只用阀杆的上部给阀杆导向是这个系统的另一个缺点。另外，布林克(Brink)的美国专利5104307号提出了一种阀杆，它与熔融的树脂流成一角度，并作用在一个球形的关闭销轴上。使用这种设计，在阀杆和树脂之间没有接触。然而，这种设计明显地增大了热流道喷嘴的尺寸，很难对围绕球形销轴的泄漏进行密封，因此，在许多应用场合下(例如，当要制造中心孔位置很精确的模压制品时)不能使用。另一种改善塑料制品质量和防止形成熔合线的方法是采用非阀门式的热流道喷嘴，如毛斯(Maus)等人的美国专利4965028号所公布的那样。在这个专利中还讨论了涉及这种方法的一组广泛的参考专利，毛斯等人公布了一组熔料调节元件，并对它们提出了权利要求。该组调节元件包括正好放置在模型门上游的加热、过滤和混合部件。这些部件可以改善熔料的质量，因而也就是模制的塑料制品质量。在上述那篇专利中，毛斯等人公布的混合部件并不是完全新的，可相应地参考吉勒尔特(Gellert)的德国专利申请DE3201710 A1。吉勒尔特提出了一种一般的扭转带，它放在喷嘴中，用于产生紊流并减弱模压制品中的单轴向性质。吉勒尔特的混合元件并不是十分有效，因为它不能足够激烈地将熔融的树脂流分裂和重新混合来防止形成熔合线，向这些熔合线是由于输入的熔融树脂流分裂和扭转成达到空腔的多个流束而造成的。然而，毛斯等人的熔料调节元件作为混合器是比较有效的，但产生的压力降较高，这是不希望的，会增加注塑成型机的循环时间。毛斯等人和吉勒尔特的热流道都没有使用阀门芯杆，因此，这些装置的应用范围基本上是有限的。在几个专利中表示了又一种避免熔料的单方向分子取向方法。这些专利提出了不同的诱导熔融树脂围绕着热流道的阀门进行螺旋运动的方式。相应地，还可参考吉勒尔特的美国专利4303382号，该专利提出了位于围绕着阀杆的喷嘴内壁上的三个螺旋形通道。这些通道的末端正好在喷嘴尖端前面，用于当熔料进入模型空腔时，使熔料产生曲线运动。虽然，这种设计可以避免熔融树脂的单方向分子取向，但是，由于三股熔融的树脂流在进入模型空腔前，没有混合在一起，因此，不能防止熔合线的形成。另一些模制应用场合要求熔融树脂作用园形或螺旋形运动，同时熔融树脂与阀门的芯杆的接触基必须很有限。这种应用场合包括几股熔融树脂同时注射到一个公共门的情况。例如，可参考库得尔特(Kudert)的美国专利4512730号和冯布伦(Von Buren)的美国专利5143733号。库得尔特提出了一个复杂的热流道喷嘴设计概念，其中，达到热流道喷嘴内的每一股熔融树脂的环形流动型式转换为完全与阀门芯杆分离的圆形式螺旋型式。通过对同时注射的每一股单独的树脂都诱导产生同心运动，则进入空腔模型的综合流束将完全包围每一个喷嘴，因而，流束的各个层面充满整个空腔。冯布伦提出了用于三股树脂通过一个单一的模型的同时注射的不同的阀门式热流道喷嘴，其中，只有一股树脂作准圆形流动。参见图3，通道(104)的轮廓形状为螺旋形，它允许一般薄的树脂流完全包围喷嘴体(83)，使该薄的树脂流作为一股完整的对称熔融树脂流达到模型门。库得尔特和冯布伦都没有提出能够有效地混合单一的熔融树脂流和使该树脂流均匀化以防止在最终的模制产品中形成熔合线的阀门式热流道。参见梅叶尔(Mayer)的美国专利4340353号，弗莱(Frei)的美国专利5324190号和阿赛(Asai)的美国专利54606763号，在这些专利中公布了几种没有注入口的用于制造带有精确的中心孔的激光唱盘的注模方法。但是，这些方法没有采取措施来避免出现熔合线或避免熔料的单方向分子取向。特别是，梅叶尔提出了多个沿径向向外和沿角度方向相互隔开的伸出臂(76)和(78)，用于沿着二个部分引导阀杆(74)。这些臂与流动开口(89)一起，形成熔融树脂向着模型空腔的输入流动的障碍，这些障碍产生几条熔合线，利用偏振光可看到这些熔合线。利用弗莱和阿赛提出的设计，也会产生不大看得见的熔合线，因为他们都没有这种干扰树脂流动的导向臂。然而，没有一个专利提出过任何一种在各个单独的熔融树脂流分裂之后和进入模型空腔门之前将它们重新综合，以提供一种避免出现熔合线的可行的解决方法的装置。所有这三个专利都提出了用高效和简单的方法形成中心孔的不同方法和装置，但是，每一个专利都没有讨论在注射成型具有熔合线和固化树脂中单方向的分子取向的激光唱盘方面的巨大潜在可能性。在美国专利4942010号中强调了去除由塑料流动的断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阀门式注射喷嘴，它包括：一个阀杆装置（１２，１１２，２１２，３１２），用于将熔融的树脂引导至模制区，所述阀杆装置包括一个用于接收所述熔融树脂的输入区，一个紧跟在所述输入区后面的用于处理所述熔融树脂的中心区和一个紧跟在所述中心区后面的 用于将所述喷嘴与所述模制区连接的输出区；所述中心区又包括一个用于将所述熔融树脂分裂为多股流束的第一区装置，一个用于混合所述熔融树脂并使之均匀化的第二区装置和一个用于综合所述多股流束并形成重新综合过和基本上均匀化了的熔融树脂而后引导至所述输出区的第三区装置；和一个喷嘴体部分（１４，１１４，２１４，３１４），该喷嘴体部分包围所述阀杆装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：亚历克斯滕，
申请(专利权)人：哈斯基注模系统有限公司，
类型：发明
国别省市：CA[加拿大]