專利名稱：塑料物件的制造技術(shù)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通過噴嘴擠出機(jī)等將多個流動聚合物塑料流共擠出到注射模具及相似設(shè)備中，用于形成多層塑料物件，其中一個里芯部由物件的內(nèi)外層所包封；更具體地，涉及控制這些層的相對體積流速，從而在最終物件中的層的性質(zhì)、相對厚度以及位置等發(fā)明獲得更大的靈活性。更具體地，但不是唯一的，本發(fā)明特別適用于在1999年6月22日授權(quán)的本申請人較早美國專利5,914,138中所描述類型的共擠出工藝，該專利的發(fā)明名稱為“用于對作為里層芯部流的塑料材料的共擠出進(jìn)行節(jié)流閥控制的設(shè)備，該里層芯部流由用于模制等的內(nèi)外流包封”。
背景技術(shù)：
多層模制中的一個共同的問題在于，在流動的聚合物流流經(jīng)熱流槽噴嘴和/或進(jìn)入形成模制物件的型腔中時，當(dāng)里芯層不靠近流動的聚合物流速度分布的零梯度時，保持里芯層前緣的均勻滲透。與例如美國專利4,895,504和4,892,699中所公開類型的系統(tǒng)的現(xiàn)有技術(shù)錐形前緣流量不同，本申請人的上述較早專利教導(dǎo)了將不同的材料流量流組合，以在熔化發(fā)送系統(tǒng)中實現(xiàn)與注模型腔中組合流的速度分布相似的組合流的速度分布，從而確保所產(chǎn)生的模制物件的均勻度。
當(dāng)要求使用不對中在物件中間平面上的芯層形成多層物件時，當(dāng)里芯層不靠近速度分布的零梯度時，保持里芯層前緣的均勻滲透這個問題變得尤為嚴(yán)重。
例如在兩種材料三層預(yù)成形模制中，可能需要一個隔離層或清除層靠近吹模容器物件的內(nèi)側(cè)壁或外側(cè)壁，從而增強(qiáng)容器的隔離性能。在三種材料四層預(yù)成形模制中，同樣發(fā)生了這種前緣問題，特別是當(dāng)其中一個里芯層的體積流速大于其它里芯層的體積流速時。
目前另一個共同的問題還在于，在包括由兩種其它聚合物的層的模制物件中使用消費后再生塑料(PCR)?，F(xiàn)有技術(shù)通過使用產(chǎn)生5層物件的設(shè)備和方法來實現(xiàn)這三種材料的組合。但用這種5層技術(shù)，模制周期時間遠(yuǎn)遠(yuǎn)長于如果僅由一種材料模制的物件時花費的時間。另外，如果第二聚合物相對于原始表面層和中心PCR層的粘著力較低，則這種5層模制物件將產(chǎn)生所述層的脫層。
本發(fā)明涉及上述問題的解決方案，尤其是在這種現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中通過后面描述的技術(shù)進(jìn)行的其他限制，這種技術(shù)能夠在里芯層流的流量開始后改變或控制內(nèi)外層的相對體積流速的變化。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個主要目的是提供一種新的和改進(jìn)的方法和設(shè)備，用于模制具有內(nèi)、外和里或芯層的多層聚合物塑料物件，且不會遇到這種問題和限制；相反，通過移動芯部的位置并控制物件內(nèi)外層的相對厚度這樣的方式控制內(nèi)外層的相對體積流速，而克服了上述問題和限制。
另一個目的是提供一種新的和改進(jìn)的設(shè)備和方法，在里芯層流量的開始部分在組合速度分布的零梯度上注射里芯層的前緣，然后改變內(nèi)外層的相對體積流速，使后者或里芯層的隨后部分偏離組合速度分布的零梯度。
另一個目的在于提供一種新型設(shè)備和方法，以限制內(nèi)層流量或外層體積流速，從而在通過噴嘴進(jìn)入模制部件的50％流線內(nèi)部或外部移位里芯層的后部。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種新的方法和設(shè)備，用于生產(chǎn)由三種材料模制成四層的物件。
另一個目的在于在這種設(shè)備中提供新的操作，其中在另一個里芯層的流量開始之前，在組合流的零梯度速度分布上注射其中一個里芯層的前緣。
其它和另外的目的將在下面描述，并更全面地在附屬的權(quán)利要求中限定。
但總之，從其重要方面來看，本發(fā)明涉及一種用于共擠出多種塑料材料的方法，該塑料材料用于通過一個澆口區(qū)域注射到一個型腔中從而生產(chǎn)出模制物件，該方法包括共擠出地使若干塑料材料流流動，這些塑料材料流具有至少一個位于內(nèi)外塑料材料流中的里層流，該里層流用作產(chǎn)生的模制塑料物件中的里芯部，該內(nèi)外塑料材料流用作該芯部的覆蓋壁塑料材料層；推動這些流動的材料流沿著縱向延伸的管狀擠出機(jī)噴嘴并在其中沿同心環(huán)形流量路徑流動到型腔澆口區(qū)域；調(diào)節(jié)這些流量流以最初使芯部流在擠出的橫向流速分布中的基本上零梯度區(qū)域開始流動；之后在芯層的零梯度流動開始后改變內(nèi)外層流的相對體積流量比率，從而將芯層流量偏離零梯度并將芯層移位到靠近內(nèi)外環(huán)形流量邊界中的一個邊界，從而生產(chǎn)出模制物件，其中芯層的主要部分比其它部分更靠近內(nèi)外物件壁中的一個壁。
優(yōu)選和最佳模式的設(shè)計和構(gòu)造將在后面詳細(xì)描述。


現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行描述，其圖1A是在本申請人的前述專利中所述類型噴嘴的示意性縱向剖視圖，其中使用一個中心縱向限流器或節(jié)流銷來推動位于中空擠出機(jī)噴嘴中環(huán)繞它的注射塑料的同心環(huán)流量；圖1B是一個曲線圖，表示對于50∶50的內(nèi)部流量與外部流量之比，產(chǎn)生的流量部分和橫跨圖1A的噴嘴中的環(huán)形通道的速度分布曲線，其中縱坐標(biāo)表示流速與平均速度之比，該流速與平均速度之比是作為內(nèi)外噴嘴壁之間的環(huán)形筒的半徑的函數(shù)，中心實線曲線VP表示上述比率并示出對于芯部流CF(加陰影的垂直條帶)的零梯度，用圓形標(biāo)記表示的曲線表示半徑與從內(nèi)壁延伸到外壁的節(jié)流銷T之間的流量IF，用三角形標(biāo)記的曲線表示外壁與環(huán)形半徑之間的流量OF。
圖1C是一個曲線圖，表示組合內(nèi)外層流量、內(nèi)層流量和里芯層流量的體積流速的計時和比例，圖1D和1E與圖1A相似，但表示從用于圖1B條件下的節(jié)流噴嘴供給的型腔的部分和完全填充狀況。
圖2、2A、2B和2C分別對應(yīng)于圖1B、1C、1D和1E，但用于40∶60的內(nèi)外層流量比率。
圖3、3A、3B和3C分別對應(yīng)于圖2、2A、2B和2C，但用于60∶40的內(nèi)外層流量比率。
圖4和5是與圖2相似的速度分布曲線圖，分別用于25∶75和75∶25的比率，其中圖4A、4B和4C以及圖5A、5B和5C分別對應(yīng)于圖2A、2B和2C，但分別用于25∶75和75∶25的比率。
圖6是與圖1A、2、3、4和5相似的流量片段和速度分布，但具體表達(dá)了本發(fā)明的方法思想，芯層流量的起始部分在50∶50比率下發(fā)生，大部分流量在80∶20比率下發(fā)生從而朝外壁移動芯部，但不產(chǎn)生任何前緣偏移。
圖6A、6B和6C分別與圖5A、5B和5C相似，但描述的是由圖6反映的本發(fā)明的操作狀況。
圖7、7A、7B和7C分別對應(yīng)于圖6、6A、6B和6C，表示在與圖6相反的條件下本發(fā)明的操作，其中在起始的50∶50流量比率之后，降低內(nèi)部流量與外部流量之比而不移動起始芯層前緣，芯層朝內(nèi)層移位。
圖8和9是與圖3A-6A相似的進(jìn)行了修改的曲線圖，其中如分別表示原始芯部移動靠近和遠(yuǎn)離內(nèi)壁的圖8A、8B、8C和8D以及表示原始芯部移動遠(yuǎn)離和靠近內(nèi)壁的圖9A、9B、9C和9D中所示，芯部在流量結(jié)束之前移動返回。
圖8E至8I分別與圖8和8A-8D相似，但設(shè)計用于生產(chǎn)平直形狀的模制物件。
圖9E至9I分別與圖9和9A-9D相似地對應(yīng)，但涉及模制平直形狀的物件。
圖10A-10C是內(nèi)、外和芯部流量進(jìn)入通道以及用于改變內(nèi)/外通道流量比率而實現(xiàn)本發(fā)明的芯部移位效果的限流器控制裝置的示意性俯視圖。
圖11A和11B是相似的視圖，其中限流器控制裝置設(shè)置于供給各內(nèi)外層的最共用的通道中。
圖12A、12B和12C中銷型限流元件的示意圖。
圖13是用于本發(fā)明實際操作的優(yōu)選噴嘴-流量控制設(shè)備的剖視圖。
圖14和15是對圖13中噴嘴操作的改變流量控制位置的放大剖視圖。
圖16A和16B與圖10A-10C相似，但涉及用于三種材料流的供給通道，該三種材料流流向每個噴嘴從而形成內(nèi)外環(huán)形覆蓋層。
圖17和17A-17D以及19和19A-19D表示將本發(fā)明的技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)三種材料四層物件，圖17和19中的曲線圖表示兩個不同的三種材料四層流量系統(tǒng)的組合內(nèi)外層流量、最內(nèi)部里層流量以及最外部里層流量的體積流速的計時和比例。
圖18、18A-18D、圖20和20A-20D分別與圖17和17A-17D以及圖19和19A-19D相似，但涉及平直形狀物件的模制，而不是圓柱形容器等的模制。
圖21A、22D、23D和24D表示可通過本發(fā)明的技術(shù)由各預(yù)成形件21B-21C-21D、22、23和24制成的各種示例類型的容器；其各放大的剖視區(qū)段A、B和C在圖22A-22C、23A-23C和24A-24C中示出。
具體實施例方式
在本申請人前面引用的現(xiàn)有共擠出專利中，設(shè)有至少兩種作為3層組合流量流的聚合物塑料材料；一種第一材料L，它由作為環(huán)形流而注射成的內(nèi)外流量流層(IL和OL)而形成最終模制產(chǎn)品、物件或部件的最終外內(nèi)模制覆蓋層；和一種第二材料(I)，它由包封在覆蓋材料的內(nèi)外環(huán)形流層中的注射同心環(huán)形內(nèi)部流(IA)形成產(chǎn)品的中部、內(nèi)部或內(nèi)芯。
該優(yōu)選設(shè)備使用一個多塑料流共擠出機(jī)作為注模型腔，其中擠出機(jī)在其內(nèi)部設(shè)有一個限流器或節(jié)流銷、桿或元件，該限流器或節(jié)流銷、桿或元件強(qiáng)制將和包封在外內(nèi)流層中的內(nèi)芯流一起形成的組合塑料材料流進(jìn)入對應(yīng)的同心共擠出環(huán)形流量流層中，這些環(huán)形流量流層最終在相反方向橫向分離而進(jìn)入一個通向擠出機(jī)的型腔，而芯部流位于擠出機(jī)和型腔中的橫向流速分布中的零梯度區(qū)域。
參照圖1A，示出縱向延伸的擠出機(jī)噴嘴N的示意性剖面圖，該噴嘴N在組合部分C下游設(shè)有一個用作限流器T的中心縱向節(jié)流針或銷，用包封的內(nèi)部環(huán)形芯部流量IA在具有同心內(nèi)外環(huán)形流層IL和OL的擠出機(jī)中提供不間斷的連續(xù)環(huán)形流量，并使不間斷的連續(xù)環(huán)形流量進(jìn)入澆口G。如前所述，組合流A此時在相反方向側(cè)向分離并橫向注射到型腔(CAV)中，為示意目的，圖示為適于模制圓柱形容器如瓶或類似物的形狀。如本申請人的上述現(xiàn)有專利中所述，也可以使用其它形狀的腔模來用于其它產(chǎn)品，可使用多種塑料材料，例如其中有聚乙烯、PET以及如后面更詳細(xì)描述的其它塑料和聚合物合成物。
如本申請人的現(xiàn)有專利中進(jìn)一步教導(dǎo)的，如圖1B中所示，在許多應(yīng)用中非常理想的是芯部層基本上在零梯度速度分布(0)上流動，以保持芯部層的前緣360度地均勻環(huán)繞環(huán)形流量的周邊，以確保當(dāng)流量進(jìn)入型腔時，芯部層在型腔中均勻分布，且速度最高點一般位于流量的中心線上；其中50％的材料位于流線的內(nèi)部，50％位于流線外部，零梯度正好出現(xiàn)在50％流線上。
圖1C中示出一個曲線圖，畫出組合內(nèi)外流量(頂部曲線)、內(nèi)層(IL)流量(點劃線曲線)和里芯層流量(底部曲線)的體積流速與時間的函數(shù)關(guān)系，其中包括時間A和B兩點，它們分別代表在里芯層流量開始之后的一個時間，和芯層的前緣離開擠出機(jī)進(jìn)入型腔之前的一個中間時間。圖1D是在時間B處的部分填充的條件下與圖1A相似的縱向剖面圖，圖1E示出完全填充的型腔，表示在型腔中延伸流量的大部分流線長度且在型腔的180度部分具有均勻前緣的芯層的分布，其中芯層位于模制物件中部的50％流線上。
本申請人的較早的專利還提供了移動節(jié)流閥或限流銷，以改變位于組合區(qū)域下游的組合流量流的內(nèi)部環(huán)形流量層中的與外部環(huán)形流量層中的外層材料的百分比。改變外層的相對體積可改變在型腔中芯(里)層的位置，從而在模制物件或部件的兩個表面上產(chǎn)生具有可控外層厚度的部分。如果外層流量朝內(nèi)部或外部環(huán)形流量層偏斜，則模制部件中的外層厚度將相似地在由偏斜環(huán)形層模制的對應(yīng)表面上偏斜。來自內(nèi)部環(huán)形流量層的材料形成由與通向型腔的澆口相反的型腔壁模制而成的部件的表面層，來自外部環(huán)形流量層的材料形成由靠近澆口的型腔壁模制而成的部件的表面層。
可移動節(jié)流閥銷一般適合用在這樣的情況下，即在每次注射過程中改變內(nèi)部環(huán)形流量層中的與外部環(huán)形流量層中的外層材料百分比是有利的。對于模制部件的兩個表面上的層的相對厚度相對于彼此保持固定比例的情況，實施例使用一個不可移動的節(jié)流閥銷。
對于這些三層模制物件的典型注射時間曲線如下時間動作秒0關(guān)閉模具0.1 以基本上50∶50的比例開始注射內(nèi)外層材料0.20.30.40.50.60.70.80.91.0 開始在速度分布的零梯度上注射里層材料1.11.21.31.41.51.6
1.71.81.92.0 在速度分布的零梯度處結(jié)束里層的注射＞2.0結(jié)束內(nèi)外層材料的注射現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，如果不是如本申請人的較早專利中描述的那樣，改變材料的內(nèi)部和外部環(huán)形層體積的相對百分?jǐn)?shù)來獲得不相等的覆蓋物厚度，而是在內(nèi)層與外層體積流量相等(比例為1)的情況下開始流量推進(jìn)，則這樣會沿所需的零梯度速度分布開始形成里層或芯層流量的起始部分；然后，在連續(xù)流動過程中，可改變內(nèi)層與外層流量之比，從而如后面更完整描述的實現(xiàn)芯層移位。
根據(jù)本發(fā)明，這樣在零梯度速度分布上開始芯層流量，而組合流量中的內(nèi)層與組合流量中的外層在芯部材料層被引入時都具有相同的體積流速。在這樣引入芯層以產(chǎn)生芯層前緣之后的很短時間，本發(fā)明能夠改變內(nèi)層與外層流量之比，有利地放置優(yōu)選約占流入型腔中的芯層的90至95％的剩余部分，以朝向模制物件的外部邊界壁或內(nèi)部邊界壁移位。通過這種方式，零梯度速度分布的技術(shù)優(yōu)點與芯層位置的有利移位相結(jié)合，增強(qiáng)了模制物件內(nèi)層與外層體積流量的移位的功能，進(jìn)而產(chǎn)生芯層的位置移位。
如前所述，圖1B中示出本申請人上述專利中所描述類型噴嘴的操作，利用節(jié)流銷調(diào)節(jié)來產(chǎn)生基本上50∶50的內(nèi)部流量(IF)與外部流量(OF)之比，將里層流量IL的前緣置于組合速度分布的零梯度上，使得在模制物件中沒有由于流速而導(dǎo)致的任何前緣偏移。
圖2表示與圖1B相似的操作，其中設(shè)置節(jié)流銷調(diào)節(jié)以實現(xiàn)內(nèi)部流量與外部流量為40∶60的比率，而不是圖1B中的50∶50的比率，靠近組合速度分布的零梯度放置里層IL的前緣。如本申請人的較早專利中同樣說明的，這在模制物件中產(chǎn)生了一個較小但可以接受的前緣偏移。
圖2A表示相同類型的用于圖2中操作的體積流速曲線圖，圖2中的操作描述在用于圖1B的操作的相關(guān)的圖1C中；圖2B和2C分別表示在時間B處部分填充的噴嘴型腔流量狀況和型腔完全填充。
圖3表示相似的操作，但與圖2中相反，示出內(nèi)部流量與外部流量之比為60∶40。同樣如本申請人的較早專利中所公開的，芯層(CF)保持靠近零梯度，且這次朝外壁產(chǎn)生了一個小但可以接受的前緣偏移。因此，雖然朝內(nèi)壁或外壁將芯層移位了大約10％的壁厚，但仍保持了一個合理且可接受的前緣偏移。圖3A、3B和3C與上述的圖2A、2B和2C相對應(yīng)，但涉及圖3中的操作。
但圖4中示出內(nèi)部流量與外部流量之比為25∶75的流量比例調(diào)節(jié)的狀況，其中芯層流量CF現(xiàn)在正好偏離組合速度分布的零梯度，導(dǎo)致芯層的速度分布偏移，該速度分布偏移形成一個產(chǎn)生不可接受的模制物件的較大前緣偏移。圖4A、4B和4C對應(yīng)于圖2A、2B和2C中所示的類型，相似地表示圖4條件下的操作。
圖5表示在內(nèi)外流量比例為75∶25時的情況，圖示出模制物件中產(chǎn)生的偏移；圖5A、5B和5C分別對應(yīng)于圖2A、2B和2C，但圖示出圖5中的狀況，其中流量Δv(圖5B)產(chǎn)生了一個較大的偏移Δ1(圖5C)。
但如前所述，根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明，芯層實際上可移位用于有用的用途，而不必使產(chǎn)生的模制物件受到由于速度偏移而導(dǎo)致的不可接受的前緣偏移。圖6中用曲線圖示出用于實現(xiàn)該新結(jié)果的關(guān)鍵操作要求，包括且如前所述利用最初節(jié)流銷調(diào)節(jié)或其它限流器調(diào)節(jié)的必需條件；該節(jié)流銷調(diào)節(jié)或其它限流器調(diào)節(jié)確保當(dāng)內(nèi)部流量(IF)與外部流量(OF)之比基本上為50∶50以將內(nèi)芯層前緣置于在圖6中的區(qū)域I處的組合速度分布的零梯度上時，芯部或里層流量的最初部分出現(xiàn)。在區(qū)域I剛好建立流量之后(該流量的數(shù)量級是用于物件模制的待流動的芯部材料的正負(fù)百分之幾，優(yōu)選約正負(fù)5％的流量)，這時可以發(fā)現(xiàn)，如圖6中的情況那樣，隨后在區(qū)域II的節(jié)流銷調(diào)節(jié)或其它限流器調(diào)節(jié)提高了內(nèi)部流量與外部流量之比，導(dǎo)致內(nèi)芯層前緣的移位。在這種情況下，產(chǎn)生的模制物件具有約80∶20的比率且模制物件中的大部分芯層流量長度III靠近外壁延伸；產(chǎn)生的模制物件將不會由于速度偏移而產(chǎn)生前緣偏移，并將仍能夠在模制物件上產(chǎn)生均勻的前緣，但如果為了前面及后面所述的目的，芯層長度的大部分(如95％)朝外壁移位。
可移位芯層的其中一個用途是用作隔離層，其中在模制物件如圓柱形瓶容器或類似物中可能需要濕度敏感隔離層。下述做法可能是有利的，即將隔離層朝向容器的外壁、遠(yuǎn)離液體容納物移位，從而在一個能夠增強(qiáng)隔離層性能、甚至需要更少體積隔離材料的濕度相對較低的環(huán)境中移位隔離層，以使得向容納物提供相同的隔離效果。另一個示例是用于氧氣清除層，可通過處于一個相對較高的濕度下和/或靠近容納物而不是靠近外壁來提高其清除能力。此外，較厚的容器外層比較薄的外層使氧氣的滲透更少，放慢了氧氣從外部到清除層的傳送?？拷菁{物的清除層的清除能力還可去除在填充過程中殘留在容器容納物中的氧氣。
盡管本發(fā)明可用于所有類型的聚合物，但對于容器表層材料非常理想的是聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)；尼龍和乙烯-乙烯醇對于隔離層性質(zhì)有用；清除層材料包括如BP-Amoco“Amasorb”這樣的產(chǎn)品，和重金屬例如鈷與MXD6尼龍或乙烯-乙烯醇的混合物，其中鈷使尼龍或酒精對在化學(xué)清除反應(yīng)中的氧氣具有活性，而不是使氧氣滲透穿過這些材料；且上述的組合物將提供隔離層和清除層兩種特征。將金屬粉末加入聚合物中還能夠提供電磁能量隔離層。實際上，通過本發(fā)明的技術(shù)，現(xiàn)在可以通過對上述內(nèi)外層的相對體積流速的新穎控制而很容易地獲得芯層的任何所需位置以及物件內(nèi)外層的相對厚度的任何所需位置。
這在圖6A的曲線圖中表示出來，其中在內(nèi)層與外層流量之比為50∶50的芯部流量的起始點S之后至S1的左側(cè)，內(nèi)層流量在時間A出現(xiàn)增加(點劃線曲線中的步驟S1)。如圖6的填充型腔中所示，雖然幾乎全部芯部長度朝外壁移位，但在物件中不存在前緣偏移，且前緣保持在零梯度。
圖7A、7B和7C中示出與圖6A、6B和6C中相反的操作，其中在基本為50∶50的內(nèi)部流量與外部流量比率調(diào)節(jié)過程中，內(nèi)芯層流量的起始部分I出現(xiàn)后，將芯層前緣置于組合速度分布的零梯度上，然后調(diào)節(jié)節(jié)流銷或其它限流器以減小內(nèi)部流量與外部流量之比，同樣不會使里層前緣移位，這次使得模制物件的大部分芯層以80∶20的相同比率朝內(nèi)壁移位，同樣沒有由于速度偏移而導(dǎo)致前緣偏移(圖7C)。
如圖6和6A-6C以及圖7A-7C中的本發(fā)明系統(tǒng)的典型注射時間曲線如下時間動作秒0關(guān)閉模具0.1 以基本上50∶50的比例開始注射內(nèi)外層材料0.20.30.40.50.60.70.80.91.0 開始在速度分布的零梯度上注射里層材料1.1 改變內(nèi)層與外層流速比1.21.31.41.51.61.71.81.92.0 結(jié)束里層注射(后緣偏離速度分布的零梯度)＞2.0結(jié)束內(nèi)外層材料的注射另外，本發(fā)明不僅提供了芯層向物件如中空容器的一側(cè)或另一側(cè)移位，用于相對地改變內(nèi)外層的厚度，而且能夠?qū)⑿緦右莆换匚锛牧硪粋€位置。圖8A、8B、8C和8D中示出圖8中曲線圖所示的操作的例子，圖9A-9D中示出圖9中曲線圖所示的操作的例子。
首先回到圖8和8A-8D，根據(jù)本發(fā)明的該實施例，流量在零梯度速度分布(圖8A中的區(qū)域I，圖8中的頂部曲線)開始；通過減小內(nèi)層流量(圖8中時間A和B之間的S1處)將芯層朝內(nèi)壁(圖8B中的區(qū)域II-III)移位；接近流量末端處(時間C和D之間)，往回增加內(nèi)層流量以等于外層流量(圖8中的S2)，將芯層(圖8C中的區(qū)域II’)移位回到零梯度曲線(圖8C中的區(qū)域III’)，從而形成圖8D中所示的形狀。
圖8中操作的一個有用的用途在于結(jié)構(gòu)方面的考慮，其中在模制物件上可能有一個會導(dǎo)致機(jī)械失效例如物件的分層剝離的高應(yīng)力部分，隔離層或芯層位置靠近內(nèi)壁。其次，控制芯部流量的末端即模制物件最后凝固或固化的部分的厚度和形狀可能是重要的。將熱塑料注射成型到冷的型腔中，導(dǎo)致模制物件從內(nèi)表面向里層凝固或固化，且有利的是控制沿50％流線進(jìn)入型腔的材料的最后流量。
因此圖8和8B-8D示出朝內(nèi)部邊界壁的大部分芯部流量的移位，而前緣和后端或末端位于零梯度上。
盡管前面已經(jīng)結(jié)合模制瓶或圓柱形容器應(yīng)用圖示了本發(fā)明，但本發(fā)明的技術(shù)還可用于模制其它形狀的物件或物品，包括作為另一個圖示的平直形狀的模制物件。圖8E-8I示出這樣一種平直形狀的模制物件應(yīng)用，這些視圖分別對應(yīng)于用于中空瓶等的上述圖8和圖8A-8D。
相似地，在圖9和9A-9D中所示的本發(fā)明的實施例中，流量在零梯度速度分布(圖9A中的區(qū)域I，圖9中的頂部曲線)開始；通過提高內(nèi)層流量(圖9中在時間A和B之間的S11)將芯層朝內(nèi)壁(圖9B中的區(qū)域II-III)移位；接近流量末端處(時間C和D之間)，往回減小內(nèi)層流量以等于外層流量(圖9中的S21)，將芯層(圖9C中的區(qū)域II’)移位回到零梯度曲線(圖9C中的區(qū)域III’)，從而形成圖9D中所示的形狀。
因此圖9和9B-9D示出朝外壁的大部分芯部流量的移位，而前緣和后端或末端位于零梯度上。
圖8、8A-8D、9和9A-9D中的系統(tǒng)的有用的注射時間曲線如下時間動作秒0關(guān)閉模具0.1 以基本上50∶50的比例開始注射內(nèi)外層材料0.20.30.40.50.60.70.80.91.0 基本上在速度分布的零梯度開始注射里層材料
1.1 改變內(nèi)層與外層的流速比1.21.31.41.51.61.71.81.9 將內(nèi)外層流速比恢復(fù)到大致50∶502.0 基本上在速度分布的零梯度結(jié)束里層注射＞2.0結(jié)束內(nèi)外層材料的注射圖10A-10C是從噴嘴N頂部觀察的示意性視圖，表示從各自的材料源(圖10B和10C)供給內(nèi)、外和芯部或里層流量的進(jìn)入流量通道或孔口(分別是IE、OE和CE)，并環(huán)繞一個中心節(jié)流銷進(jìn)入點TE。圖10B和10C中示出這種流量通道布局，在一個平衡的三層流量系統(tǒng)中，分別具有最初從外層和內(nèi)層材料源O/IS和芯部或里層材料源CS供給的一列的四個噴嘴。來自材料源O/IS的外層和內(nèi)層塑料流量在S1被分成兩個匹配的流量流，然后在B1分支，以平行地供給每個上下對噴嘴的外層OE和內(nèi)層IE的進(jìn)入通道。相似地，芯層材料源CS分支以平衡地供給兩對噴嘴的芯部通道CE。
圖10B中以FR大致示出限流器控制器，如公知的電動、液壓致動甚至手動操作閥，它們置于每個外層供給通道中，且同步操作從而為了先前描述的本發(fā)明的移位目的而在預(yù)定的時間改變外層和內(nèi)層流量的相對比率。相似地，在圖10C中，可使用設(shè)置于每個噴嘴中的內(nèi)層供給通道中或者設(shè)置于向每個噴嘴中的內(nèi)層供給材料的每個最后通道中的限流器控制器FR實現(xiàn)相同的控制。因而，在圖11A和11B的實施例中，所示的限流器控制器插入在分別供給外層和內(nèi)層的最共用的供給通道中，用于改變這些流量比率。
圖12A、12B和12C是示意性視圖，表示用于在三個不同位置的用于操作供給通道中的銷型限流器的一種簡單而有效的方式。圖12A表示最小限流位置，其中限流銷剛剛插入流量通道中；圖12B和12C分別表示較大和最大限流位置。如前所述，它們可在澆道系統(tǒng)的最共用的通道中(圖11A和11B)實現(xiàn)，或者如果需要，在通向噴嘴的最不共用的通道中(圖10B和10C)，以及在期望的其它位置中實現(xiàn)。同樣，如前所述，可以公知的方式自動實現(xiàn)限流器的插入和取出控制，例如電動或液壓致動，來相對于流量起點或終點對每個位置的計時控制，如試圖全部由FR示意性表示。
參照圖13，現(xiàn)在轉(zhuǎn)向這種噴嘴通道流量和限流結(jié)構(gòu)的具體實際設(shè)計，圖13中示出在本申請人所述較早美國專利5,914,138(其圖16)中所描述形式的一個優(yōu)選中空噴嘴擠出機(jī)結(jié)構(gòu)的剖視圖，其中來自歧管的流量通過環(huán)繞中心可縱向移動的限流閥銷T-T1的平直的盤狀3層流量組合區(qū)域C-FD實現(xiàn)，其中環(huán)形流量組合并通入型腔CAV中。平直的盤狀結(jié)構(gòu)FD包括四個平直的盤，這些盤環(huán)繞限流銷T并形成用于組合流量流的內(nèi)層的內(nèi)部流量通道壁C’。如同樣在上述專利中所述的，流量通道C1’、C2’、C3’等在盤FD的三個配合平面之間產(chǎn)生，均勻地分散每個流量層，從而產(chǎn)生從每個通道流入組合區(qū)域C中的各自材料的均勻流量。通過這種方式，每層的組合流量流在從組合裝置通過擠出節(jié)流噴嘴和澆口G流入型腔CAV時被均勻地環(huán)形設(shè)置。在某種意義上還是節(jié)流銷結(jié)構(gòu)一部分的上部調(diào)節(jié)限流器控制桿R的控制下，可移動節(jié)流閥銷T-T1改變位于組合區(qū)域C下游的組合流量流的內(nèi)部環(huán)形流量層中與外部環(huán)形流量層中的外層材料的百分比。如前所述，改變外層的相對體積可改變用于本發(fā)明前述目的的芯部(里)層的位置。
在上述圖13中的實施例中，以剛好位于內(nèi)層供給通道C1’的R1表示可在噴嘴內(nèi)部殼體E中軸向移動的限流器桿R。這是一個中間位置，其中根據(jù)本發(fā)明原理為了最初芯層流量的目的，盤通道C1’、C2’等打開，以平衡內(nèi)層流量和外層流量。在圖14和15的放大視圖中，節(jié)流閥T已經(jīng)由桿R調(diào)節(jié)到一個升起位置R”，從而為了本發(fā)明的芯部移位控制目的即最小限流位置，相對于外層流速提高內(nèi)層流速；而在圖15中以R表示較大(最大)限流。
圖16A和16B中示出與圖10A-10C相似的供給通道示意圖，但用于當(dāng)用在3種材料聚合物塑料流時圖13、14和15中噴嘴的特定環(huán)形層流量。內(nèi)部和外部流在噴嘴中被分割，從而形成內(nèi)外環(huán)形覆蓋層。在這種情況下，內(nèi)外層流量的材料源O/IS同樣被分支成噴嘴進(jìn)入供給通道，但如點劃線所示，第一里層材料源CS分支供給進(jìn)入通道CE1，第二里層材料源CS2分支供給進(jìn)入通道CE2。因此第一里層流(#1)在噴嘴N中導(dǎo)向，從而鄰近內(nèi)層形成里環(huán)形層。第二里層流(#2)在噴嘴中導(dǎo)向，從而鄰近外層形成里環(huán)形層。
如前所述，本發(fā)明的技術(shù)并沒有限制要模制的材料和層的數(shù)量，雖然圖示的是兩種材料三層預(yù)成形模制的例子；先前已經(jīng)注意到，本發(fā)明也非常適用于例如三種材料四層預(yù)成形模制中。圖17和17A-17D及圖19和19A-19D中，以及圖18和18A-18D及圖20和20A-20D中分別示出用于模制中空容器物件或物品以及平直形狀物件的這種應(yīng)用。
與用于模制三種材料形成四層物品的本發(fā)明的修改相聯(lián)系，一般的應(yīng)用是用于由兩個里層構(gòu)成的塑料容器；通常選擇一層作為其具有氣體清除性質(zhì)的氣體隔離層，選擇另一個里層用于其它性質(zhì)，如結(jié)構(gòu)層或再生層。氣體隔離和/或氣體清除性質(zhì)仍需要兩個里層中的這一層的前緣在其環(huán)繞模制物品圓周的滲透力上是均勻的?？赏ㄟ^在開始第二里層的流動之前開始這一里層的流動而實現(xiàn)這種均勻的滲透，以使第一個流動里層的前緣在速度分布的零梯度上開始。第二里層流量的隨后起動使第一里層材料的較后流動部分從零梯度偏離，但由零梯度上的第一里層的最初流動建立了均勻的前緣。
圖17中，第一流動里層C1(在這種情況下是模制物品中的最外部里層)在時間S1開始流動。第二流動里層C2(在這種情況下是最內(nèi)部里層)在時間S2開始流動，該時間S2還對應(yīng)于組合內(nèi)外層流量的流速減小。圖17A示出在圖17中的時間A的噴嘴以及部分填充的型腔中的流量；該時間位于時間S1與S2之間。第一流動里層C1的前緣位于組合流速分布的零梯度上，從而確保其在模制物品中的均勻滲透。圖17B示出在圖17中的時間B的部分填充型腔。第一流動里層C1的前緣保持在零梯度上，而第一流動里層的較后流動部分由第二流動里層C2而離開零梯度，并接近擠出機(jī)的壁。圖17C示出在圖17中的時間C的噴嘴和型腔中的流量的位置。第二流動里層在時間S3停止流動，從而使第一流動里層的最后流動部分剛好在其流動終止之前的時間S4，返回到零梯度。圖17D表示在圖17中的時間C之后，當(dāng)?shù)谝涣鲃永飳拥暮缶壉唤M合內(nèi)外層流量的連續(xù)流量而注射到型腔中時的填充型腔。該填充型腔顯示在填充型腔對應(yīng)于第二流動里層的同步流量的部分中、靠近外壁的第一流動里層。
圖19、19A、19B、19C和19D與圖17和17A-17D原理上相似，不同之處在于，在本例中，第一流動里層C1是最內(nèi)部里層，第二流動里層C2是最外部里層。其它全部特征與圖17和17A-17D中的情況相似；但在填充型腔中，第一流動里層靠近對應(yīng)于第二流動里層的同步流量的型腔部分中的模制部件的內(nèi)壁。
在圖17、17A-17D以及19和19A-19D中的實施例中，C2表示在C1終止之前進(jìn)行終止，以允許C1的最后部分沿速度分布的零梯度流動。但應(yīng)當(dāng)理解，下面的情況落在本發(fā)明的范圍內(nèi)，即如果模制物品的所需性質(zhì)通過這種終止順序而增強(qiáng)，則C1也可在C2終止之前終止或與之同時終止。
圖17和19中的操作曲線圖示出對應(yīng)于第二流動里層的流量開始，組合內(nèi)外層流量的流速在時間S2的降低。在全部層同時流動的過程中，每個流動層的厚度與每層的體積流速成正比，而每層的體積流速與每層的總體積流速成比例關(guān)系，且每層的總體積流速與所有的層的總體積流速的關(guān)系成比例關(guān)系。通過使組合內(nèi)外層的流速在全部層同時流動的過程中較大或較小，可改變最內(nèi)部里層和最外部里層與模制物件或物品的各自內(nèi)壁和外壁的接近程度。
選擇每個里層的這種相對厚度和位置以增強(qiáng)最終模制物品的性質(zhì)。例如，如果其中一個里層是氣體清除層，則選擇的氣體清除層的位置一般可位于圖19和19A-19D中的最內(nèi)部里層C1，以降低氣體穿過容器外層進(jìn)入清除層的滲透速度，并提高從容器容納物中清除氣體的速度。如果清除層的目的是吸收從容器外部的大氣中滲透進(jìn)來的氣體，則這樣的位置實際上會延長容器容納物的存放壽命。作為另一個例子，通過將這種隔離層從將要填充容器的飲料容納物的100％相對濕度環(huán)境移動到一個更接近環(huán)繞容器的較低相對濕度大氣的壁中的位置，圖17中最外部里層C1的位置可增強(qiáng)濕度敏感氣體隔離層，如前述EVOH或MXD6尼龍的性能。
如圖17、17A-17D和圖19、19A-19D中所示，用于模制這種三種材料四層物件的典型注射時間曲線如下，其中基本上在速度分布的零梯度上建立第一里層的前緣，然后注射第二里層，并在第一里層注射結(jié)束之前結(jié)束第二里層的注射時間動作秒0關(guān)閉模具0.1 以基本上50∶50的比例開始注射內(nèi)外層材料0.20.30.40.50.60.70.80.91.0 基本上在速度分布的零梯度上開始注射里層材料1.1 開始注射第二里層材料，并降低內(nèi)外層材料的組合流速1.21.31.41.51.61.71.81.9 結(jié)束第二里層材料的注射2.0 基本上在速度分布的零梯度結(jié)束第一里層材料的注射＞2.0結(jié)束內(nèi)外層材料的注射如前所述，還可通過本發(fā)明的技術(shù)模制出其它形狀的物品或物件，包括前述圖18和18A-18D以及圖20和20A-20D中的平直形狀的物件。
圖21A至24C中示出可使用上述本發(fā)明技術(shù)制成的示例性物件、孔口或產(chǎn)品。
圖21A表示具有一個開放頂部和一個封閉底部的塑料模制圓柱形中空容器。圖21B表示穿過其軸向中心線(點劃線表示)的容器的剖面，其中里層具有一個位于模制壁中心線上的前緣，如圖7A-7C所示例的成形工藝中，在塑料流入制成部件的型腔里的過程中，該中心線對應(yīng)于速度分布的零梯度。盡管里層前緣基本上位于部件壁中心線上，但里層的其它部分朝物件的內(nèi)壁表面偏離中心線。
圖21C和21D中所示為本發(fā)明的變例；在圖21C中，里層的后緣基本上位于的部件中心線上；在圖21D中，有另一個里層(例如見圖19B)，其前緣沒有如其它里層的前緣延伸那么遠(yuǎn)，其后緣的終止位置距澆口比其他的里層更遠(yuǎn)。模制物件沒有圖示但可能出現(xiàn)的情況是，其中一個里層的前緣延伸超過另一里層的前緣，兩個里層的后緣均距澆口大致相同的距離終止。
作為另一個例子，圖22D中示出一個由圖22中的多層物件制成的吹模中空容器。圖22A、22B和22C分別以放大的比例表示圖22和22D中的區(qū)段A、B和C的剖面。圖22表示一個模制的預(yù)成形件，其里層的前緣位于壁中心線上，其里層的其它部分從中心線朝外壁表面偏離(如圖6A-6C中那樣)。在所示物件的完成部分的壁部分中，其中里層的前緣基本上位于壁的中心線上，里層的另一部分從中心線朝外壁表面偏離。圖22B中示出容器側(cè)壁的一個區(qū)段的壁剖面，其中里層從中心線朝外壁表面偏離；圖22C表示容器底部一個區(qū)段的剖面，其中里層后緣在終止時偏離物件中心線。
在圖23D的吹模容器中，其模制的預(yù)成形件示于圖23中，與圖22中的預(yù)成形件不同，里層的后緣基本上位于壁中心線上。圖23A和23B分別與前述圖22A和22B類似，但是具有圖23的變化。圖23C是圖23D的容器底部的一個區(qū)段的剖面C，其中里層的后緣基本上終止于壁中心線上。
另一個修改出現(xiàn)在圖24及四層模制物件的剖面中，可吹模成圖24D中的容器(見圖17-19)。更具體地如圖24A和24B中分別示出的，其中一個里層的前后緣基本上位于部件中心線上，且延伸超過另一個里層的前后緣。用于吹模的四層模制物件沒有圖示但可能出現(xiàn)的情況是，其中第一里層的前緣延伸超過第二里層的前緣，且其中兩個里層的后緣都終止于距澆口大致相同距離處。另外一個未圖示的物件是，其中第二里層的后緣延伸超過第一里層的后緣，且其中第一里層的前緣延伸超過第二里層的前緣。
另外，前述的圖21B、21C或21D中的層分布還能夠模制成類似于圖22中預(yù)成形件的物件，其中該圖22中的預(yù)成形件用于吹模成與圖22D相似的容器。類似地，圖22、23和24中的層分布還可以模制成類似于圖21的物件。此外，這些圖示層分布中的任一個可以模制成其它形狀的物件，如平直板(見圖18和20)，凹盤，蓋和用于容器的封閉件，以及其它僅由本領(lǐng)域技術(shù)人員的想像所限定的形狀。
還可以使用其它流量控制裝置的信號，且本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以作進(jìn)一步修改，但這些都認(rèn)為落在由附屬的權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于共擠出多種聚合物塑料材料的方法，其中的塑料材料通過一個澆口區(qū)域注射到一個型腔中而生產(chǎn)出模制物件，該方法包括共擠出地使若干聚合物塑料材料流流動，這些聚合物塑料材料流具有至少一個位于內(nèi)外塑料材料流中的里層流，該里層流用作產(chǎn)生的模制塑料物件的里芯，該內(nèi)外塑料材料流用作該里芯的覆蓋壁塑料材料層；推動這些流動的材料流沿著縱向延伸的管狀擠出機(jī)噴嘴并在其中沿同心環(huán)形流量路徑流動到型腔澆口區(qū)域；最初調(diào)節(jié)這些流量流，使芯部流在擠出的橫向流速分布中的基本上零梯度區(qū)域開始流動；之后在芯層的零梯度流量開始后改變內(nèi)外層流的相對體積流量比率，從而將芯層流量偏離零梯度并將芯層移位靠近內(nèi)或外環(huán)形流量邊界中的一個邊界，從而生產(chǎn)出模制物件，其中芯層的主要部分比其它部分更靠近內(nèi)外物件壁中的一個壁。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中基本上以所述比率相應(yīng)地改變內(nèi)層或外層的相對厚度。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在擠出終止之前，改變內(nèi)外層的流量比率，從而基本上沿所述零梯度將里芯部流的末端往回移位。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在百分之幾的芯層流流量最初流動之后，改變內(nèi)外流比率。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中流量流的調(diào)節(jié)最初導(dǎo)致內(nèi)外流以基本上相等的體積流速開始流動。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過將一個縱向銷沿擠出機(jī)且在擠出機(jī)中設(shè)置，將組合流推入所述同心環(huán)形流路徑中，從而實現(xiàn)所述推動。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中通過相對限制擠出機(jī)中的各材料流的各自流量通道來控制內(nèi)外流的相對體積流量比率。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中控制所述相對流量限制的計時，使其與以下一項或兩項相一致(1)在芯部流開始流動后的一個短時間，和(2)接近芯部流流動的終止。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中在各材料流流動到型腔的中間，控制所述相對流量限制的計時。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其中通過將一個限流器插入擠出機(jī)中的內(nèi)部或外部流量流中而實現(xiàn)相對流量限制。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其中將內(nèi)、外和芯層流量流從各材料源供給到擠出機(jī)噴嘴中的各自進(jìn)入通道中，并將該限流器插入材料源流量通道或者靠近噴嘴進(jìn)入通道。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中從各材料源相似地同步供給多個相似的噴嘴，其中的限流器插入靠近每個噴嘴中對應(yīng)的內(nèi)層或外層進(jìn)入流量通道，或者插入來自所述材料源的共用供給通道。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其中內(nèi)外層流從相同的塑料材料源供給，塑料芯部材料流從一個不同的材料源供給，由內(nèi)外層流包封的芯部材料流的環(huán)形共擠出流靠近所述澆口區(qū)域組合，并在相反的橫向方向側(cè)向地注射到型腔中。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中這樣制成的模制物件是一個中空的塑料容器，其中由內(nèi)外容器壁包封的里芯層是由這樣的材料制成的，該材料用于阻止氣體流動穿過容器壁和/或清除氧氣目的的隔離層。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其中要模制一個包括內(nèi)外層和兩個里或芯層材料的三材料塑料物件，其中在噴嘴中分割內(nèi)外層材料流以形成內(nèi)外環(huán)形覆蓋壁層，其中一個里層流在噴嘴中導(dǎo)向以在靠近所述內(nèi)層處形成一個里環(huán)形層，另一個里層流在噴嘴中導(dǎo)向以在靠近外層處形成一個里環(huán)形層。
16.一種用于共擠出多種塑料材料的方法，其中的塑料材料通過一個澆口區(qū)域注射到一個型腔中而生產(chǎn)出模制物件，該模制物件具有包封在內(nèi)外壁層中的里芯層，該方法包括共擠出地使包封一個里芯層的內(nèi)外層塑料材料流流動，以通過澆口區(qū)域?qū)⒃搩?nèi)外層塑料材料流注射到型腔中；最初以基本上50∶50的內(nèi)外層流體積流量比率開始流動，使里芯部流在擠出的橫向流速分布中的基本上零梯度的中間水平區(qū)域流動；之后對于流量的主要部分，改變內(nèi)外層流的相對體積流量比率，從而將芯層流偏離該中間水平區(qū)域，并將芯層移位靠近內(nèi)或外流量邊界中的一個邊界，從而生產(chǎn)出模制物件，其中該物件中的芯層主要部分靠近內(nèi)物件壁或外物件壁。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述流量比率在靠近進(jìn)入型腔的流量末端變回到基本上50∶50。
18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在百分之幾的芯層流流量最初流動之后改變該比率。
19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中在連續(xù)流流到澆口區(qū)域和進(jìn)入模具中的過程中進(jìn)一步改變該比率。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中在靠近流量的末端將所述比率變回到基本上50∶50，從而往回沿基本上所述零梯度重新建立里芯部流流量。
21.如權(quán)利要求16所述的方法，其中按照隔離層功能特征來選擇芯層流材料，這些特征是如氣體滲透控制、氣體清除和電磁屏蔽中的至少一個。
22.一種用于共擠出多種塑料材料的設(shè)備，該塑料材料用于通過一個澆口區(qū)域注射到一個型腔中從而生產(chǎn)出模制物件，該模制物件具有包封在內(nèi)外壁層中的里芯層，該設(shè)備以組合的形式包括一個縱向延伸的擠出機(jī)噴嘴，用于從其材料源接收塑料材料，并共擠出地使作為包封一個里芯層的內(nèi)外層塑料材料流的材料流動，以通過澆口區(qū)域?qū)⒃摬牧献⑸涞叫颓恢校涣髁靠刂蒲b置，用于最初以基本上50∶50的內(nèi)外層流體積流速比率開始流動，以使里芯部流在擠出的橫向流速分布中的基本上零梯度的中間水平區(qū)域流動；以及用于流量主要部分的工具，用于之后調(diào)節(jié)該流量控制裝置以改變內(nèi)外層流的相對體積流量比率，從而將芯層流偏離該中間水平區(qū)域并將芯層移位到靠近內(nèi)外流量邊界中的一個邊界，從而在型腔中生產(chǎn)出模制物件，其中該物件中的芯層的主要部分靠近內(nèi)外物件壁中的一個壁。
23.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中調(diào)節(jié)該流量控制裝置，從而在靠近進(jìn)入型腔的流量末端將流量比率變回到基本上50∶50。
24.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中操作該流量控制裝置，從而在百分之幾的芯層流流量最初流動之后改變該比率。
25.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中調(diào)節(jié)該流量控制裝置，從而在連續(xù)流到澆口區(qū)域的過程中進(jìn)一步改變該比率。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中對該流量控制裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，以在靠近流量的末端將所述比率變回到基本上50∶50，從而往回基本上沿所述零梯度重新建立里芯部流流量。
27.如權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其中按照隔離層功能特征選擇芯層流材料，這些特征是如濕度控制、氣體滲透、氣體清除和電磁屏蔽中的至少一個。
28.一種用于共擠出多種塑料材料的設(shè)備，該塑料材料用于通過一個澆口區(qū)域注射到一個型腔中從而生產(chǎn)出模制物件，該設(shè)備以組合的形式包括一個設(shè)有進(jìn)入通道的縱向延伸管狀擠出噴嘴，該進(jìn)入通道用于從其材料源接收塑料材料并共擠出地使作為內(nèi)外層流的材料流動，這些材料具有一個里層流，該里層流在內(nèi)外塑料材料流中用作產(chǎn)生的模制塑料物件中的里芯部，而該內(nèi)外塑料材料流用作該芯部的覆蓋壁塑料材料層；一個縱向節(jié)流裝置，用于推動這些材料流沿一個縱向延伸的管狀擠出機(jī)噴嘴并在其中沿同心環(huán)形流量路徑流動到型腔澆口區(qū)域；用于調(diào)節(jié)流量流以最初使芯部流在擠出的橫向流速分布中的基本上零梯度區(qū)域開始流動的裝置；以及之后可操作的、用于在芯層的零梯度流量已經(jīng)開始之后改變內(nèi)外層流的相對體積流量比率的工具，以將芯層流量偏離零梯度并將芯層移位到靠近內(nèi)或外流量邊界中的一個邊界，從而生產(chǎn)出模制物件，其中的芯層的主要部分比其它部分更靠近內(nèi)或外物件壁中的一個壁。
29.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中基本上以所述比率相應(yīng)地改變內(nèi)層或外層的相對厚度。
30.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中在擠出終止之前，控制該調(diào)節(jié)裝置以改變內(nèi)外層的流量比率，從而往回沿基本上所述零梯度移位里芯部流的末端。
31.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中在百分之幾的芯層流流量最初流動之后，該調(diào)節(jié)裝置改變內(nèi)外流比率。
32.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中調(diào)節(jié)裝置最初使內(nèi)外流以基本上相等的體積流速開始流動。
33.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中所述調(diào)節(jié)裝置包括一個軸向銷，該軸向銷用于將組合流推入所述同心環(huán)形流量路徑中。
34.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中通過設(shè)置在擠出機(jī)中各材料流的各自流流量通道中的限流器來控制內(nèi)外流的相對體積流量比率。
35.如權(quán)利要求34所述的設(shè)備，其中設(shè)有一個工具，用于由限流器控制相對限制的計時，從而與以下一個或兩個相一致芯部流開始流動后的一個短時間和接近芯部流流量的終止。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中設(shè)有一個工具，用于在各材料流流動到型腔的中間控制所述相對流量限制的計時。
37.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中通過用于將限流器插入內(nèi)部或外部流量流中的一個流量流中的工具，來實現(xiàn)相對流量限制。
38.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中將內(nèi)、外和芯層流量流從各材料源供給到噴嘴中的各進(jìn)入通道中，并將該限流器插入到(1)材料源流量通道，或者(2)靠近噴嘴進(jìn)入通道中。
39.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中設(shè)有多個相似的噴嘴，這些噴嘴相似地同步從各材料源供給，其中的限流器裝置被插入到每個噴嘴中的對應(yīng)內(nèi)層或外層進(jìn)入流量通道中或者來自所述材料源的共用供給通道中。
40.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中內(nèi)外層流從相同的塑料材料源供給，且塑料芯部材料流從一個不同的材料源供給；由內(nèi)外層流包封的芯部材料流的各環(huán)形共擠出流在靠近所述澆口區(qū)域處組合，并在相反的橫向方向上側(cè)向地注射到型腔中。
41.如權(quán)利要求40所述的設(shè)備，其中上述制成的模制物件是一個中空的塑料容器，其中的里芯層是由這樣的材料制成的，該材料用作隔離層而用于阻止?jié)穸群?或氣體流動穿過容器壁，和/或通過與之化合作用而清除氧氣的目的。
42.如權(quán)利要求28所述的設(shè)備，其中要模制一個包括內(nèi)外層和兩個里或芯層材料的3材料塑料物件，且其中在噴嘴中分割內(nèi)外層材料流，以形成內(nèi)外環(huán)形覆蓋壁層，其中一個里層流在噴嘴中導(dǎo)向以靠近所述內(nèi)層形成一個里環(huán)形層，另一個里層流在噴嘴中導(dǎo)向以靠近外層形成一個里環(huán)形層。
43.如權(quán)利要求1所述的方法，其中設(shè)有多個從各材料源相似地同步供給的相似擠出機(jī)噴嘴；且設(shè)有限流裝置，插入在通向每個噴嘴的對應(yīng)內(nèi)層或外層進(jìn)入流量通道中或者來自所述材料源的共用供給通道中。
44.如權(quán)利要求1所述的方法，其中兩個里層流在所述內(nèi)外流之中流動，其中一個里層流在另一個里層流流動之前開始流動，且所述一個里層流的前緣在所述零梯度上開始，所述另一個里層流的隨后的流動起動使所述一個里層流流量的較后流動部分偏離所述零梯度，且所述另一個里層流在所述一個里層流通過所述澆口區(qū)域進(jìn)入所述型腔完成注射之前完成注射，并在所述零梯度上結(jié)束所述里層流的注射。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中內(nèi)、外和里層流的材料構(gòu)成了形成四層模制物件的三種模制材料。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中選擇每個里層流的相對厚度和位置，以增強(qiáng)模制物件的性能。
47.如權(quán)利要求46所述的方法，其中里層流的最內(nèi)部由氣體清除材料制成，以降低氣體穿過模制物件的所述外壁的滲透速度，且如果清除層材料試圖吸收從物件外部滲透的氣體則將提高從物件容納物中清除氣體的速度。
48.如權(quán)利要求46所述的方法，其中里層流的最外部由濕度敏感氣體隔離材料制成，用以將該隔離層定位在模制物件中接近環(huán)繞物件的外界大氣的一個位置。
49.如權(quán)利要求44所述的方法，其中物件是如瓶這樣的圓柱形中空容器和平直形狀物件中的一種。
50.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述內(nèi)部芯層包括一對里芯部流，其中所述調(diào)節(jié)裝置能夠使其中一個里芯部流在該對里芯部流中的另一個之前開始流動，且所述一個里芯部流的前緣在所述零梯度上開始，并能夠使得所述另一個里芯部流的隨后流量起動，使通過所述澆口區(qū)域進(jìn)入所述型腔中的所述一個里芯部流的較后流動部分偏離，并在所述零梯度上結(jié)束所述一個里芯部流的注射。
51.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中內(nèi)、外和里層流的材料構(gòu)成了形成四層模制物件的三種模制材料。
52.如權(quán)利要求51所述的裝置，其中選擇每個里層流的相對厚度和位置，以增強(qiáng)模制物件的性能。
53.如權(quán)利要求52所述的裝置，其中里層流的最內(nèi)部由氣體清除材料制成，以降低氣體穿過模制物件的所述外壁的滲透速度，且如果清除層材料試圖吸收從物件外部滲透的氣體則將提高從物件容納物中清除氣體的速度。
54.如權(quán)利要求52所述的裝置，其中里層流的最外部由濕度敏感氣體隔離材料制成，用以將該隔離層定位在模制物件中接近環(huán)繞物件的外界大氣的一個位置。
55.如權(quán)利要求50所述的裝置，其中物件是如瓶這樣的圓柱形中空容器和平直形狀物件中的一種。
56.一種模制塑料材料物件，具有一個包封在內(nèi)外塑料壁層中的里層塑料芯層，其中該物件中的芯層的主要部分接近內(nèi)或外物件壁中的一個壁。
57.如權(quán)利要求56所述的模制物件，其中物件是中空的，并由包封芯部的內(nèi)外壁作為邊界。
58.如權(quán)利要求57所述的模制物件，其中芯層的起始部分基本上位于包封芯部的內(nèi)外物件壁的中心線上。
59.如權(quán)利要求58所述的模制物件，其中所述起始部分構(gòu)成了芯層的百分之幾的長度。
60.如權(quán)利要求59所述的模制物件，其中芯層在靠近其末端處同樣基本上位于所述中心線上。
61.如權(quán)利要求59所述的模制物件，其中按照隔離層功能特征選擇芯層材料，這些特征是如濕度控制、氣體滲透、氣體清除和電磁屏蔽中的至少一個。
62.如權(quán)利要求59所述的模制物件，其中內(nèi)外壁及芯部由形成四層模制物件的三種模制材料制成。
63.一種用于中空模制塑料材料物件的預(yù)成形件，該模制塑料材料物件具有一個包封在內(nèi)外塑料壁層中的里層塑料芯層，其中該預(yù)成形件中的芯層主要部分接近內(nèi)和外物件壁中的一個壁。
64.如權(quán)利要求63所述的預(yù)成形件，其中芯層的起始部分基本上位于包封芯部的內(nèi)外物件壁的中心線上。
65.如權(quán)利要求64所述的預(yù)成形件，其中所述起始部分構(gòu)成了芯層的百分之幾的長度。
66.如權(quán)利要求65所述的預(yù)成形件，其中芯層在靠近其末端處同樣基本上位于所述中心線上。
67.如權(quán)利要求65所述的預(yù)成形件，其中按照隔離層功能特征選擇芯層材料，這些特征是如濕度控制、氣體滲透、氣體清除和電磁屏蔽中的至少一個。
全文摘要
一種通過控制內(nèi)外層的相對體積流速而模制具有內(nèi)、外和里或芯層的多層聚合物塑料物件的新技術(shù)，能夠相對移動芯部的位置，以及模制物件中內(nèi)外層的相對厚度，且里層的前端及如果需要還有后端，基本位于流動聚合物流的速度分布的零梯度上而流入型腔中。
文檔編號B29C45/16GK1509227SQ01823308
公開日2004年6月30日 申請日期2001年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月6日
發(fā)明者保羅·斯溫森, 保羅 斯溫森 申請人:科爾泰克公司