CN109732853B - 一种三层材料注塑的热流道注嘴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三层材料注塑的热流道注嘴结构，包括冷模、注嘴、外注嘴、内注嘴、注嘴座和阀针，注嘴、外注嘴、内注嘴、注嘴座均为空心结构且底部中心开口，注嘴座、外注嘴及内注嘴由外而内依次同轴嵌套配合且三者相互间设有周向定位结构，外注嘴同时又与注嘴同轴嵌套配合，注嘴固连在注嘴座底部开口端，注嘴底部嵌置于冷模的型腔内，阀针沿轴线可滑动地贯穿注嘴、外注嘴、内注嘴、注嘴座，阀针顶端与一阀针驱动装置连接，注嘴座和内注嘴上均设有基体材料流道和夹层材料流道，外注嘴内部设有夹层材料流道，外注嘴内部设有基体材料流道，基体材料流道输出口位于注嘴和内注嘴的底部中心。本发明可以缩短工艺流程，极大提高生产效率。

Description

一种三层材料注塑的热流道注嘴结构

技术领域

本发明涉及一种注塑成型设备的附属结构，更具体地说，它涉及一种三层材料注塑的热流道注嘴结构。

背景技术

瓶装饮料所用的包装材料通常有塑料、金属和玻璃等，其中塑料瓶通常采用先注塑成瓶胚，再吹塑成型的方式生产加工，由于吹塑过程中塑料被拉薄，灌装饮料后，塑料的高分子间隙使得一些加气饮料中的气体分子能够通过，一段时间后，饮料中的气体将会大量逃逸到瓶外，导致饮料的口感或防变质、保健等功能大受影响。另外，还有些饮料中的添加成分受到过多光照后会发生性质变化。针对上述情况，生产企业需要改进塑料瓶相应的性能，对于容易发生气体散失的塑料瓶应设法使塑料瓶材料更致密；而对于容易导致饮料组分光照变质的塑料瓶，则需增强塑料的阻光性能。但目前成本上可接受的高阻气性塑料及高阻光性塑料存在的最大问题是达不到食品级要求，而且有的材料遇水就会性能受损，因此，采用多层材料包覆注塑的塑料瓶成为一种最可行的解决方案，即与饮料直接接触的塑料瓶内层仍使用食品级的PET、PP等安全材料制作，再将高阻气性塑料或高阻光性塑料注塑到内层之外，最后再注塑一层与内层相同的材料，这样形成的塑料瓶既达到卫生标准，又改善了相关性能。目前的多层材料注塑工艺受设备制约，每次上线仅能完成一层材料注塑，生成的半成品再继续上线完成其它层材料注塑，这样需要多次上线才能最终制成多层材料的塑料瓶，生产效率很低，同时也需要更多的设备及周转场地供应。此外，采用这种分次注塑方式时，由于注塑轮次间隔时间较长，前次成型的半成品因冷却收缩较明显，下次注塑时与新层难以严密复合，易出现层间剥离现象，为解决这一问题，又需要添加黏合剂，导致工序更加繁复，耗材进一步增多。公开号为CN201300520Y的实用新型专利于2009年9月2日公开了一种多层注塑单分型面模具，包括有固定模芯组件，移动模芯组件，移动模芯组件上通过拉杆活动吊装有浮动组件；固定模芯组件和移动模芯组件上分别设有可与浮动组件相对滑动而使三者相叠合的导向柱，浮动组件活动穿套在导向柱上；在固定模芯组件和浮动组件之间、移动模芯组件和浮动组件之间分别设有至少一个以结合面为分型面的注塑型腔；在固定模芯组件和移动模芯组件上分别设有可将塑胶零件顶出的独立顶出系统；在固定模芯组件上设有浇注系统，浇注系统包括有可将熔化的塑料树脂引入到各注塑型腔的热流道。本实用新型具有结构紧凑，生产效率高，制造成本低的优点。但该实用新型实质上是通过在一套模具中增设更多注塑型腔达到节约设备及场地，提高生产效率的目的，并非解决多层材料包覆注塑的技术问题。

发明内容

现有的多层材料注塑工艺受设备制约，需要多次上线才能最终制成多层材料的塑料容器，生产效率很低，同时也需要更多的设备及周转场地供应，为克服这些缺陷，本发明提供了一种可缩短工艺流程，减少设备及周转场地占用，提高生产效率的三层材料注塑的热流道注嘴结构。

本发明的技术方案是：一种三层材料注塑的热流道注嘴结构，包括冷模、注嘴、外注嘴、内注嘴、注嘴座和阀针，注嘴、外注嘴、内注嘴、注嘴座均为空心结构且底部中心开口，注嘴座、外注嘴及内注嘴由外而内依次同轴嵌套配合且三者相互间设有周向定位结构，外注嘴同时又与注嘴同轴嵌套配合，注嘴固连在注嘴座底部开口端，注嘴底部嵌置于冷模的型腔内，阀针沿轴线可滑动地贯穿注嘴、外注嘴、内注嘴、注嘴座，阀针直径与注嘴、外注嘴、内注嘴底部中心开口口径适配，阀针顶端与一阀针驱动装置连接，注嘴座和内注嘴上均设有基体材料流道和夹层材料流道，外注嘴内部设有夹层材料流道，外注嘴内部设有基体材料流道，基体材料流道输出口位于注嘴和内注嘴的底部中心。本三层材料注塑的热流道注嘴结构设置于模具内，与模具注射头对接。本发明工作时，注嘴、内注嘴的内部腔体注入基体材料，外注嘴的内部腔体注入夹层材料，注嘴、外注嘴、内注嘴的嵌套结构使得各自的内部腔体相互独立，在注射压力驱动下，基体材料与夹层材料分别沿基体材料流道和夹层材料流道流动，互不干扰。阀针驱动装置驱动阀针精确轴向移动，可在注嘴、外注嘴、内注嘴中任一个的底部中心开口处停留，封闭相应的材料流道输出口，使得熔融的基体材料、夹层材料可按照设定的顺序经未被封闭的材料流道输出口注射而出，进入冷模的型腔内，在冷模的型腔内，逐层冷却成型，最终形成具有内、外两层基体和中间夹层，即三层结构瓶壁的塑料容器胚体。基体材料采用易达到食品级标准的注塑材料，夹层材料可根据需要选用高阻气性或高遮光性材料，从而既符合食品安全要求，又强化塑料瓶的内容物保质性能。使用本发明，一次上线，分阶段注塑即可生产出合格的三层材料塑料容器胚体，无需反复上下线多次加工，可将原有的分层注塑工艺改进为共注顺序控制注塑，因此可以显著缩短工艺流程，减少设备及周转场地占用，节约相应的设备调试及物料周转时间，极大地提高生产效率，而且，由于共注顺序控制注塑生成各层的间隔较短，所处热环境温度波动相对更小，因而可有效消除层间剥离现象。

作为优选，内注嘴顶部设有内注嘴基体材料入口和内注嘴夹层材料入口，内注嘴基体材料入口位于内注嘴顶部中心，内注嘴夹层材料入口为弧形且与内注嘴同轴，内注嘴周面上设有内注嘴基体材料出口、内注嘴夹层材料出口及内注嘴夹层材料流延槽，内注嘴夹层材料出口位于内注嘴夹层材料流延槽内且与内注嘴内部腔体隔绝，内注嘴基体材料入口与内注嘴基体材料出口通过内注嘴内部腔体连通，内注嘴夹层材料入口与内注嘴夹层材料出口通过设于内注嘴内外壁之间的夹层材料通道连通，内注嘴夹层材料流延槽与内注嘴基体材料出口隔绝。此种结构的内注嘴可以接收基体材料和夹层材料这两种不同注塑材料，并通过基体材料流道和夹层材料流道分别导流，基体材料通过内注嘴基体材料入口导入内注嘴内部腔体，并可通过内注嘴基体材料出口向外分流。夹层材料通过内注嘴夹层材料入口、内注嘴夹层材料出口导入内注嘴夹层材料流延槽内，充溢内注嘴、外注嘴之间的空隙，且不会进入内注嘴内部腔体和内注嘴基体材料出口，不会发生基体材料和夹层材料的串料。

作为优选，内注嘴夹层材料流延槽低于内注嘴的外周表面，内注嘴的外周表面与外注嘴内腔的内壁密封贴合，内注嘴基体材料出口位于内注嘴的外周表面上。由于内注嘴的外周表面与外注嘴内腔的内壁密封贴合，内注嘴的外周表面可在内注嘴夹层材料流延槽与内注嘴内部腔体、内注嘴基体材料出口间起隔绝作用。

作为优选，外注嘴周面上设有外注嘴基体材料出口及外注嘴基体材料流延槽，外注嘴基体材料出口位于外注嘴基体材料流延槽内且与内注嘴基体材料出口对准，外注嘴基体材料流延槽低于外注嘴的外周表面，外注嘴的外周表面与注嘴内部腔体的内壁密封贴合。外注嘴基体材料出口与内注嘴基体材料出口对接，可将基体材料导入并充溢外注嘴基体材料流延槽。

作为优选，内注嘴夹层材料流延槽和外注嘴基体材料流延槽均呈扇形，内注嘴夹层材料出口、外注嘴基体材料出口分别位于相应扇形区域的顶点处。扇形的内注嘴夹层材料流延槽和外注嘴基体材料流延槽便于基体材料和夹层材料导入后快速流延，均匀铺展并充溢腔体，利于保证注塑成型质量。

作为优选，注嘴座顶部设有基体材料总入口和夹层材料总入口，基体材料总入口与内注嘴基体材料入口连通，夹层材料总入口与内注嘴夹层材料入口连通。基体材料总入口和夹层材料总入口直接与两种材料的注塑机注射头对接，将基体材料和夹层材料导入本三层材料注塑的热流道注嘴结构乃至整个模具。

作为优选，外注嘴、内注嘴的顶部均设有法兰，所述周向定位结构包括定位销，定位销穿连注嘴座顶部及外注嘴、内注嘴的法兰。此种周向定位结构简单、紧凑且易于实施。

作为优选，注嘴与注嘴座螺纹连接。螺纹连接方式结构简单，拆装方便。

作为优选，注嘴与冷模的型腔内壁间设有隔热帽。注嘴需要保持一定温度以确保注塑材料维持熔融流体状态，而冷模则通有冷却介质保持相对低温，设置隔热帽可避免注嘴与冷模直接接触发生热交换，互相影响，以保证生产质量的稳定性。

作为优选，所述阀针驱动装置包括伺服电机和螺杆传动机构。阀针的运动控制精度较高，用伺服电机更易于实现阀针位置的精准控制。

本发明的有益效果是：

提高生产效率。使用本发明，一次上线，分阶段注塑即可生产出合格的三层材料塑料容器，无需反复上下线多次加工，显著缩短工艺流程，节约相应的设备调试及物料周转时间，极大地提高生产效率。

方便生产管理。本发明可在一个上线生产周期内完成目标产品，可减少设备及半成品周转场地的占用，从而大大方便生产管理。

减少产品损耗。由于使用本发明可在一个上线生产周期内完成目标产品，不产生半成品，因此不存在半成品的周转，从而杜绝了半成品的周转造成的必然损耗。

运行经济性好。使用本发明可实施共注顺序控制注塑，可有效消除层间剥离现象，有利于补救性工序的精简及辅助耗材的节约，运行经济性更好。

附图说明

图1为本发明的一种零件爆炸图；

图2为本发明的一种结构示意图；

图3为本发明的一种轴截面剖视图；

图4为本发明的一种工作状态示意图。

图中，1-冷模，2-隔热帽，3-注嘴，4-外注嘴，5-内注嘴，6-注嘴座，7-阀针，8-基体材料流道，9-夹层材料流道，10-内注嘴基体材料入口，11-内注嘴夹层材料入口，12-内注嘴基体材料出口，13-内注嘴夹层材料出口，14-内注嘴夹层材料流延槽，15-外注嘴基体材料出口，16-外注嘴基体材料流延槽，17-基体材料总入口，18-夹层材料总入口，19-瓶胚，A-基体材料，B-夹层材料，a-注嘴底部中心开口位置，b-注嘴底部中心开口上方位置，c-外注嘴底部中心开口上方位置，d-内注嘴底部中心开口上方位置。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图1至图4所示，一种三层材料注塑的热流道注嘴结构，包括冷模1、注嘴3、外注嘴4、内注嘴5、注嘴座6和阀针7，注嘴3、外注嘴4、内注嘴5、注嘴座6均为空心结构且底部中心开口，注嘴座6、外注嘴4及内注嘴5由外而内依次同轴嵌套配合且三者相互间设有周向定位结构，外注嘴4同时又与注嘴3同轴嵌套配合，注嘴3固连在注嘴座6底部开口端，注嘴3底部嵌置于冷模1的型腔内，阀针7沿注嘴3、外注嘴4、内注嘴5、注嘴座6的轴线可滑动地贯穿注嘴3、外注嘴4、内注嘴5、注嘴座6，阀针7直径与注嘴3、外注嘴4、内注嘴5底部中心开口口径适配，阀针7顶端与一阀针驱动装置连接，注嘴座6和内注嘴5上均设有基体材料流道8和夹层材料流道9，外注嘴4内部设有夹层材料流道9，外注嘴4内部设有基体材料流道8，基体材料流道8输出口位于注嘴3和内注嘴5的底部中心。内注嘴5顶部设有内注嘴基体材料入口10和内注嘴夹层材料入口11，内注嘴基体材料入口10位于内注嘴5顶部中心，内注嘴夹层材料入口11为弧形且与内注嘴5同轴，内注嘴5周面上设有内注嘴基体材料出口12、内注嘴夹层材料出口13及内注嘴夹层材料流延槽14，内注嘴夹层材料出口13位于内注嘴夹层材料流延槽14内且与内注嘴5内部腔体隔绝，内注嘴基体材料入口10与内注嘴基体材料出口12通过内注嘴5内部腔体连通，内注嘴夹层材料入口11与内注嘴夹层材料出口13通过设于内注嘴5内外壁之间的夹层材料通道连通，内注嘴夹层材料流延槽14与内注嘴基体材料出口12隔绝。内注嘴夹层材料流延槽14低于内注嘴5的外周表面，内注嘴5的外周表面与外注嘴4内腔的内壁密封贴合，内注嘴基体材料出口12位于内注嘴5的外周表面上。外注嘴4周面上设有外注嘴基体材料出口15及外注嘴基体材料流延槽16，外注嘴基体材料出口15位于外注嘴基体材料流延槽16内且与内注嘴基体材料出口12对准，外注嘴基体材料流延槽16低于外注嘴4的外周表面，外注嘴4的外周表面与注嘴3内部腔体的内壁密封贴合。内注嘴夹层材料流延槽14和外注嘴基体材料流延槽16均呈扇形，内注嘴夹层材料流延槽14在内注嘴5周面上连续均匀分布，外注嘴基体材料流延槽16在外注嘴4周面上连续均匀分布，内注嘴夹层材料出口12、外注嘴基体材料出口15分别位于相应扇形区域的顶点处。注嘴座6顶部设有基体材料总入口17和夹层材料总入口18，基体材料总入口17与内注嘴基体材料入口10连通，夹层材料总入口18与内注嘴夹层材料入口11连通。外注嘴4、内注嘴5的顶部均设有法兰，所述周向定位结构包括定位销，定位销穿连注嘴座6顶部及外注嘴4、内注嘴5的法兰。注嘴3与注嘴座6螺纹连接。注嘴3与冷模1的型腔内壁间设有隔热帽2。所述阀针驱动装置包括伺服电机和螺杆传动机构，螺杆传动机构包括螺杆和阀针固定块，螺杆与伺服电机通过联轴器连接，阀针固定块螺纹连接在螺杆上，阀针固定在阀针固定块上。

本发明用于生产饮料瓶的瓶胚19，在PLC系统控制下工作，工作时，瓶胚注塑机的两个注射头进给，分别与注嘴座6的基体材料总入口17和夹层材料总入口18对接，分别注入熔融的基体材料A和夹层材料B，基体材料A为食品级的PET，夹层材料B为PA66。经包括内注嘴基体材料入口10、内注嘴基体材料出口12、外注嘴基体材料出口15等节点的基体材料流道8的引导，注嘴3、内注嘴5的内部腔体充溢基体材料A；经包括内注嘴夹层材料入口11、内注嘴夹层材料出口13等节点的夹层材料流道9的引导，外注嘴4的内部腔体充溢夹层材料B，注嘴3、外注嘴4、内注嘴5的嵌套结构使得各自的内部腔体相互独立，在注射压力驱动下，基体材料A与夹层材料B分别沿基体材料流道8和夹层材料流道9流动，互不干扰。阀针驱动装置驱动阀针7精确轴向移动，从注嘴底部中心开口位置a起始，先后在注嘴底部中心开口上方位置b、外注嘴底部中心开口上方位置c和内注嘴底部中心开口上方位置d等位置停留。阀针7停留在注嘴底部中心开口位置a时，所有的材料流道输出口均封闭，注塑未开始；阀针7停留在注嘴底部中心开口上方位置b时，仅注嘴3的底部中心开口导通，注嘴3内部的基体材料A注射而出，进入冷模的型腔内，在冷模的型腔内冷却成型为瓶胚19的内层；阀针7停留在外注嘴底部中心开口上方位置c时，外注嘴4的底部中心开口导通，此时控制相应的注塑头工作，使得仅有夹层材料B获得注射压力，基体材料A则不注射，夹层材料B注射而出，在冷模的型腔内冷却成型为瓶胚19的夹层；阀针7停留在内注嘴底部中心开口上方位置d时，内注嘴5的底部中心开口导通，此时控制相应的注塑头工作，使得夹层材料B停止注射，基体材料A则再次注射，基体材料A在冷模的型腔内冷却成型为瓶胚19的外层。经上述过程，熔融的基体材料A、夹层材料B按照设定的顺序经未被封闭的材料流道输出后逐层冷却成型，最终形成具有内、外两层基体和中间夹层，即三层结构瓶壁的塑料瓶瓶胚19，此种瓶胚19最终吹塑成型后兼具卫生安全性和高阻气性。

实施例2：

本发明用于玻璃罐头的瓶盖，基体材料A为食品级的PP，夹层材料B为EVOH。其余同实施例1。

工作时，完成瓶盖内层成型后，阀针7直接由注嘴底部中心开口上方位置b移动到内注嘴底部中心开口上方位置d，然后通过注射压力控制完成瓶盖夹层及外层成型。

实施例3：

夹层材料B为色母料。其余同实施例1。制得的瓶胚最终吹塑成型后兼具卫生安全性和高遮光性。

Claims (10)

1.一种三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是包括冷模（1）、注嘴（3）、外注嘴（4）、内注嘴（5）、注嘴座（6）和阀针（7），注嘴（3）、外注嘴（4）、内注嘴（5）、注嘴座（6）均为空心结构且底部中心开口，注嘴座（6）、外注嘴（4）及内注嘴（5）由外而内依次同轴嵌套配合且三者相互间设有周向定位结构，外注嘴（4）同时又与注嘴（3）同轴嵌套配合，注嘴（3）固连在注嘴座（6）底部开口端，注嘴（3）底部嵌置于冷模（1）的型腔内，阀针（7）沿轴线可滑动地贯穿注嘴（3）、外注嘴（4）、内注嘴（5）、注嘴座（6），阀针（7）直径与注嘴（3）、外注嘴（4）、内注嘴（5）底部中心开口口径适配，阀针（7）顶端与一阀针驱动装置连接，注嘴座（6）和内注嘴（5）上均设有基体材料流道（8）和夹层材料流道（9），外注嘴（4）内部设有夹层材料流道（9），外注嘴（4）内部设有基体材料流道（8），基体材料流道（8）输出口位于注嘴（3）和内注嘴（5）的底部中心，阀针（7）停留在注嘴底部中心开口位置（a）时，所有的材料流道输出口均封闭；阀针（7）停留在注嘴底部中心开口上方位置（b）时，仅注嘴（3）的底部中心开口导通；阀针（7）停留在外注嘴底部中心开口上方位置（c）时，外注嘴（4）的底部中心开口导通；阀针（7）停留在内注嘴底部中心开口上方位置（d）时，内注嘴（5）的底部中心开口导通。

2.根据权利要求1所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是内注嘴（5）顶部设有内注嘴基体材料入口（10）和内注嘴夹层材料入口（11），内注嘴基体材料入口（10）位于内注嘴（5）顶部中心，内注嘴夹层材料入口（11）为弧形且与内注嘴（5）同轴，内注嘴（5）周面上设有内注嘴基体材料出口（12）、内注嘴夹层材料出口（13）及内注嘴夹层材料流延槽（14），内注嘴夹层材料出口（13）位于内注嘴夹层材料流延槽（14）内且与内注嘴（5）内部腔体隔绝，内注嘴基体材料入口（10）与内注嘴基体材料出口（12）通过内注嘴（5）内部腔体连通，内注嘴夹层材料入口（11）与内注嘴夹层材料出口（13）通过设于内注嘴（5）内外壁之间的夹层材料通道连通，内注嘴夹层材料流延槽（14）与内注嘴基体材料出口（12）隔绝。

3.根据权利要求2所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是内注嘴夹层材料流延槽（14）低于内注嘴（5）的外周表面，内注嘴（5）的外周表面与外注嘴（4）内腔的内壁密封贴合，内注嘴基体材料出口（12）位于内注嘴（5）的外周表面上。

4.根据权利要求2所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是外注嘴（4）周面上设有外注嘴基体材料出口（15）及外注嘴基体材料流延槽（16），外注嘴基体材料出口（15）位于外注嘴基体材料流延槽（16）内且与内注嘴基体材料出口（12）对准，外注嘴基体材料流延槽（16）低于外注嘴（4）的外周表面，外注嘴（4）的外周表面与注嘴（3）内部腔体的内壁密封贴合。

5.根据权利要求4所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是内注嘴夹层材料流延槽（14）和外注嘴基体材料流延槽（16）均呈扇形，内注嘴夹层材料出口（12）、外注嘴基体材料出口（15）分别位于相应扇形区域的顶点处。

6.根据权利要求2所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是注嘴座（6）顶部设有基体材料总入口（17）和夹层材料总入口（18），基体材料总入口（17）与内注嘴基体材料入口（10）连通，夹层材料总入口（18）与内注嘴夹层材料入口（11）连通。

7.根据权利要求1所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是外注嘴（4）、内注嘴（5）的顶部均设有法兰，所述周向定位结构包括定位销，定位销穿连注嘴座（6）顶部及外注嘴（4）、内注嘴（5）的法兰。

8.根据权利要求1所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是注嘴（3）与注嘴座（6）螺纹连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是注嘴（3）与冷模（1）的型腔内壁间设有隔热帽（2）。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的三层材料注塑的热流道注嘴结构，其特征是所述阀针驱动装置包括伺服电机和螺杆传动机构。

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