專(zhuān)利名稱(chēng)：長(zhǎng)纖維填充增強(qiáng)塑料注射成型方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬於塑料成型工藝及其設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種(可以是趨於無(wú)限長(zhǎng)的諸如天然或人造纖維等)長(zhǎng)纖維填充增強(qiáng)塑料注射成型方法，特別涉及到實(shí)施這一方法所需的機(jī)械裝置。
背景技術(shù)：
塑料經(jīng)長(zhǎng)纖維填充增強(qiáng)后其機(jī)械強(qiáng)度、抗沖擊性以及尺寸穩(wěn)定性等性能會(huì)隨纖維長(zhǎng)度、含量、加工工藝方法等因素有不同程度增加。但由於長(zhǎng)纖維具有質(zhì)輕、易脆、被填充后的塑料物系加工時(shí)流動(dòng)性較差等特點(diǎn)，其加工技術(shù)與設(shè)備不斷得到發(fā)展，尤其是注射成型。
被公開(kāi)的長(zhǎng)度低于1毫米的長(zhǎng)纖維填充塑料物系的注射成型工藝及其設(shè)備，有如日本專(zhuān)利JP 08142120，JP08142139，特開(kāi)2003-181877所述。美國(guó)專(zhuān)利US 5773042公開(kāi)了一種3至4.25毫米長(zhǎng)的長(zhǎng)纖維填充塑料物系的注射成型裝置。
研究證明，作為填充增強(qiáng)物的纖維長(zhǎng)度越長(zhǎng)，其塑料制品的機(jī)械強(qiáng)度等越好，當(dāng)然加工成型難度也越大。2000年10月25日至11月1日，在德國(guó)杜塞爾多夫(Düsseldorf)每三年舉行一次的世界規(guī)模最大的第15屆國(guó)際塑料橡膠博覽會(huì)上展出了一種配混注射成型機(jī)(展臺(tái)14-C/17)，用于生產(chǎn)(趨于無(wú)限長(zhǎng)的)長(zhǎng)纖維增強(qiáng)塑料制品，但該機(jī)配混裝置不能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，制品的質(zhì)量穩(wěn)定性較差，成型周期較長(zhǎng)。同時(shí)，在展臺(tái)15-C/24展出了一種在柱塞前移注射和保壓過(guò)程中，配混裝置可以不間停連續(xù)工作的配混注射成型機(jī)。其配混裝置是同向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿擠出機(jī)，在柱塞前移注射及制品保壓過(guò)程中，由擠出機(jī)連續(xù)不斷產(chǎn)生的熔融料進(jìn)入一個(gè)擠出機(jī)與柱塞式注射裝置之間的、通過(guò)料流管連接的貯存罐內(nèi)，當(dāng)注射和保壓結(jié)束以及柱塞后退時(shí)，貯存罐內(nèi)的熔融料開(kāi)始被壓入柱塞式注射裝置內(nèi)，再由柱塞注入模具內(nèi)腔內(nèi)。但是這種裝置熔體壓力波動(dòng)較大，過(guò)程中熔體需進(jìn)出熔體貯存罐，以致最終注射成型制品的質(zhì)量穩(wěn)定性較差。
美國(guó)專(zhuān)利US 2001048170公開(kāi)了一種長(zhǎng)纖維增強(qiáng)注射制品成型方法及三種形式的生產(chǎn)裝置概念，應(yīng)用這些裝置，在加工過(guò)程中物系流動(dòng)阻力較大，長(zhǎng)纖維較容易被折斷，制品強(qiáng)度不能達(dá)到理想值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明一方面涉及一種長(zhǎng)纖維填充增強(qiáng)塑料注射成型方法，另一方面涉及實(shí)施這一成型方法的機(jī)械裝置。
所涉及成型方法，包括將塑料或其混合物在雙螺桿擠出機(jī)(1)的進(jìn)料口(3)加入，而長(zhǎng)纖維在設(shè)置在機(jī)身/螺桿的熔融區(qū)段中的輔進(jìn)料口(6)加入，其他填充物在進(jìn)料口與輔進(jìn)料口之間的側(cè)面進(jìn)料口(41)加入。塑料或混合物首先在連續(xù)旋轉(zhuǎn)螺桿帶動(dòng)下，往機(jī)頭方向前進(jìn)，逐步融化，在熔融區(qū)段與長(zhǎng)纖維混合，含長(zhǎng)纖維的混合物經(jīng)歷塑化熔融和均化后進(jìn)入擠出機(jī)的蓄送區(qū)段，該區(qū)段的機(jī)身內(nèi)徑和螺桿外徑以及熔體容量空間均大於或等於熔融區(qū)段的機(jī)身內(nèi)徑和螺桿外徑，在此區(qū)段混合物得到進(jìn)一步熱均化后在螺桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，通過(guò)聯(lián)接裝置的導(dǎo)流管，進(jìn)入注射裝置，由柱塞快速注入成型模具型腔，經(jīng)保壓冷卻后成型。之間的注射、保壓、冷卻過(guò)程中擠出機(jī)不停工作，螺桿連續(xù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)作，不斷產(chǎn)生熔體，并使其匯集在蓄送區(qū)段內(nèi)。
本發(fā)明所涉及的機(jī)械裝置是裝備一個(gè)注射裝置的擠出—注射成型機(jī)，即包括一個(gè)能連續(xù)制造熔體帶有一個(gè)主進(jìn)料口、至少一個(gè)輔進(jìn)料口、至少一個(gè)供抽真空或自然排氣口的機(jī)身的擠出機(jī)，其毗鄰熔融區(qū)段前端的機(jī)身內(nèi)徑/螺桿外徑大于或等于熔融區(qū)段的機(jī)身內(nèi)徑/螺桿外徑、螺桿底徑小于或等于熔融區(qū)段的螺桿底徑，一個(gè)內(nèi)有一個(gè)可以前后移動(dòng)并將熔體注入成型模具內(nèi)腔的柱塞的注射裝置，一個(gè)使擠出機(jī)產(chǎn)生的熔融料導(dǎo)入柱塞式注射裝置并使二者前端相連接的連接裝置。
本發(fā)明所涉及的另一種機(jī)械裝置是裝備多個(gè)注射裝置的擠出—注射成型機(jī)，即包括一個(gè)能連續(xù)制造熔體帶有一個(gè)主進(jìn)料口、至少一個(gè)輔進(jìn)料口、至少一個(gè)供抽真空或自然排氣口的機(jī)身的擠出機(jī)，其毗鄰熔融區(qū)段前端的機(jī)身內(nèi)徑/螺桿外徑大于或等于熔融區(qū)段的機(jī)身內(nèi)徑/螺桿外徑、螺桿底徑小于或等于熔融區(qū)段的螺桿底徑，至少兩個(gè)各含有一個(gè)可以前后移動(dòng)并將熔體注入成型模具內(nèi)腔的柱塞的注射裝置，一個(gè)使擠出機(jī)產(chǎn)生的熔融料導(dǎo)入柱塞式注射裝置并使二者前端相連接的連接裝置。


圖1是表示實(shí)施本發(fā)明所涉及方法的僅裝備一個(gè)注射裝置的機(jī)械裝置正面示意圖。
圖2是表示實(shí)施本發(fā)明所涉及方法的裝備多個(gè)注射裝置的機(jī)械裝置俯視示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明所涉及的長(zhǎng)纖維填充增強(qiáng)塑料注射成型方法及其實(shí)施裝置的具體實(shí)施方式
，參照附圖詳細(xì)說(shuō)明如下參照?qǐng)D1當(dāng)機(jī)械裝置達(dá)到預(yù)定溫度后，成型加工開(kāi)始，將塑料或其混合物在擠出機(jī)(1)的進(jìn)料口(3)加入，而環(huán)繞在長(zhǎng)纖維軸(30)上的長(zhǎng)纖維(31)在設(shè)置在機(jī)身(4)/螺桿(5)的熔融區(qū)段中的輔進(jìn)料口(6)加入，其他填充物在進(jìn)料口與輔進(jìn)料口之間的側(cè)面進(jìn)料口(41)加入。塑料或混合物首先在連續(xù)旋轉(zhuǎn)螺桿(5，9)帶動(dòng)下，往機(jī)頭方向前進(jìn)，逐步融化，在熔融區(qū)段與長(zhǎng)纖維(31)混合，混合物經(jīng)歷在逸氣口(51)或/和(8)受抽真空裝置(未圖示)或自然排氣。塑化熔融和均化后進(jìn)入擠出機(jī)的蓄送區(qū)段(9，10)，在此區(qū)段混合物得到進(jìn)一步熱均化后在螺桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，通過(guò)開(kāi)關(guān)零件(13)敞開(kāi)的連接導(dǎo)流管(12)進(jìn)入注射裝置(2)的空間(14)，并推動(dòng)柱塞(15)后移，直至空間(14)的熔融料量達(dá)到制品所需注射(和保壓)量，此時(shí)開(kāi)關(guān)零件(16)敞開(kāi)，開(kāi)關(guān)零件(13)關(guān)閉，由驅(qū)動(dòng)缸(21，22)驅(qū)動(dòng)柱塞(15)將空間(14)里的熔融料注射入已經(jīng)合模的成型模具(17，18)型腔，再經(jīng)保壓冷卻后固化成型，隨后鎖模裝置(25)開(kāi)啟頂出制品，再合模并與注射裝置(2)一起重復(fù)相同的機(jī)械動(dòng)作，而擠出機(jī)(1)則連續(xù)工作，不斷產(chǎn)生熔體，并使其匯集在蓄送區(qū)段內(nèi)。當(dāng)注射保壓或冷卻結(jié)束，即開(kāi)關(guān)零件(13)重新開(kāi)啟時(shí)，這些熔融料被不斷通過(guò)聯(lián)結(jié)裝置(12)擠入注射裝置(2)，開(kāi)始又一個(gè)重復(fù)循環(huán)成型周期。
參照?qǐng)D2當(dāng)機(jī)械裝置達(dá)到預(yù)定溫度后，成型加工開(kāi)始，將塑料或其混合物在擠出機(jī)(1)的進(jìn)料口(3)加入，而環(huán)繞在長(zhǎng)纖維軸(30)上的長(zhǎng)纖維(31)在設(shè)置在機(jī)身(4)/螺桿(5)的熔融區(qū)段中的輔進(jìn)料口(6)加入，其他填充物在進(jìn)料口與輔進(jìn)料口之間的側(cè)面進(jìn)料口(41)加入。塑料或混合物首先在連續(xù)旋轉(zhuǎn)螺桿(5，9)帶動(dòng)下，往機(jī)頭方向前進(jìn)，逐步融化，在熔融區(qū)段與長(zhǎng)纖維(31)混合，混合物經(jīng)歷在逸氣口(51)或/和(8)受抽真空裝置(未圖示)或自然排氣。塑化熔融和均化后進(jìn)入擠出機(jī)的蓄送區(qū)段(9，10)，在此區(qū)段混合物得到進(jìn)一步熱均化后在螺桿旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)下，通過(guò)導(dǎo)流零件(13)進(jìn)入敞開(kāi)的連接導(dǎo)流管(12A)進(jìn)入注射裝置(2)的空間(14)，并推動(dòng)柱塞(15)后移，直至空間(14)的熔融料量達(dá)到制品所需注射(和保壓)量，此時(shí)開(kāi)關(guān)零件(16)敞開(kāi)，開(kāi)關(guān)零件(13)關(guān)閉，由驅(qū)動(dòng)缸(21，22)驅(qū)動(dòng)柱塞(15)將空間(14)里的熔融料注射入已經(jīng)合模的成型模具(17，18)型腔，再經(jīng)保壓冷卻后固化成型，隨后鎖模裝置(25)開(kāi)啟頂出制品，再合模并與注射裝置(2)一起重復(fù)相同的機(jī)械動(dòng)作。
在開(kāi)關(guān)零件(16)敞開(kāi)同時(shí)，導(dǎo)流零件(13)向連接導(dǎo)流管(12B)開(kāi)啟，熔融料進(jìn)入注射裝置(62)，直至熔融料量達(dá)到制品所需注射(和保壓)量，此時(shí)開(kāi)關(guān)零件(66)敞開(kāi)，由驅(qū)動(dòng)缸(63)驅(qū)動(dòng)柱塞(65)注射入已經(jīng)合模的成型模具(77，78)型腔，再經(jīng)保壓冷卻后固化成型，隨后鎖模裝置(75)開(kāi)啟頂出制品，再合模并與注射裝置(62)一起重復(fù)相同的機(jī)械動(dòng)作。
權(quán)利要求
1.一種通過(guò)一種包括至少一個(gè)可裝卸、合啟成型模具的鎖模裝置，擠出機(jī)，至少一個(gè)柱塞式注射裝置，將擠出機(jī)產(chǎn)生的熔融料導(dǎo)入柱塞式注射裝置并使二者前端相連接的聯(lián)接裝置的機(jī)械裝置，將長(zhǎng)纖維填充增強(qiáng)塑料注射成型的方法，其特征在于a)在機(jī)械裝置達(dá)到預(yù)定溫度后，將塑料或其混合物不斷加入擠出機(jī)的進(jìn)料口，而將長(zhǎng)纖維不斷加入設(shè)置在擠出機(jī)熔融區(qū)段的輔進(jìn)料口，其他填充物在進(jìn)料口與輔進(jìn)料口之間的側(cè)面進(jìn)料口加入，b)塑料或其混合物經(jīng)過(guò)連續(xù)旋轉(zhuǎn)的擠出機(jī)螺桿帶動(dòng)前進(jìn)，在擠出機(jī)熔融區(qū)段與長(zhǎng)纖維混合，c)含長(zhǎng)纖維的塑料物系在熔融區(qū)段進(jìn)一步塑化、熔融，被或不被排氣后，進(jìn)入蓄送區(qū)段得到進(jìn)一步的熱均化，d)熔融料直接從擠出機(jī)通過(guò)聯(lián)接裝置進(jìn)入柱塞式注射裝置，并由注射柱塞注入鎖模裝置內(nèi)處于閉模狀態(tài)的模具內(nèi)腔，保壓冷卻后成型，再開(kāi)模頂出制品，e)在注射和保壓或制品冷卻過(guò)程中，不斷產(chǎn)生的熔融料匯集在蓄送區(qū)段。并在該過(guò)程結(jié)束時(shí)，通過(guò)聯(lián)結(jié)裝置被不斷擠入注射裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于其鎖模裝置具備至少兩塊可安裝成型模具的模板，是全液壓鎖模式或液壓傳動(dòng)曲肘鎖模機(jī)構(gòu)或電動(dòng)傳動(dòng)式。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于其擠出機(jī)是包括至少一根螺桿，或同向或異向旋轉(zhuǎn)的雙螺桿，一個(gè)帶有一個(gè)主進(jìn)料口、至少一個(gè)輔進(jìn)料口、至少一個(gè)供抽真空或自然排氣口的機(jī)身的機(jī)器。
4.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械裝置，其特征在于其毗鄰熔融區(qū)段前端的機(jī)身內(nèi)徑/螺桿外徑大于或等于熔融區(qū)段的機(jī)身內(nèi)徑/螺桿外徑。
5.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械裝置，其特征在于其毗鄰熔融區(qū)段前端區(qū)段的螺桿底徑小于或等于熔融區(qū)段的螺桿底徑。
6.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械裝置，其特征在于其聯(lián)結(jié)裝置中導(dǎo)流管的中心線與擠出機(jī)機(jī)身的軸向中心線是非垂直的。
7.如權(quán)利要求3所述的機(jī)械裝置，其特征在于其擠出機(jī)的螺桿運(yùn)轉(zhuǎn)由電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于其柱塞式注射裝置中的注射柱塞通過(guò)電動(dòng)或液壓不根據(jù)或根據(jù)擠出機(jī)機(jī)頭內(nèi)熔體壓力驅(qū)動(dòng)前后移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械裝置，其特征在于其聯(lián)結(jié)裝置中的料流導(dǎo)向開(kāi)關(guān)零件通過(guò)電動(dòng)、氣動(dòng)、機(jī)械或液壓驅(qū)動(dòng)。
全文摘要
將長(zhǎng)纖維與塑料分開(kāi)加入連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的擠出機(jī)的不同區(qū)段，經(jīng)充分混合塑化后，直接進(jìn)入非連續(xù)運(yùn)作的注射裝置前端，由注射裝置中柱塞快速注入鎖模機(jī)構(gòu)內(nèi)的成型模具型腔，過(guò)程中熔體無(wú)需進(jìn)出熔體蓄送裝置，減少了長(zhǎng)纖維被折斷機(jī)率，制品因此具有更好的性能。
文檔編號(hào)B29C45/02GK1557619SQ20041001861
公開(kāi)日2004年12月29日 申請(qǐng)日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月14日
發(fā)明者劉津平 申請(qǐng)人:劉津平