挤出复合物挤压注射方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种模塑方法和设备，其包括将一种聚合物从至少一个喷嘴（１２）挤入模具的模腔（１６）中，在挤出步骤中移置喷嘴（１２）和模腔（１６）至少两者之一，从而将聚合物层的至少一部分置于模腔（１６）中，而后用模具的配合部件（４０）封闭该模腔（１６），以生产模塑制品。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对相关申请的交叉引用本专利技术要求2001年8月16日提交的美国临时专利申请60/312,723的权利。
技术介绍
本专利技术针对挤压注射
，适于成型多种聚合物材料制品。本专利技术对于需要特殊材料和物理性能的模塑制品具有特定的适用性，所述特殊材料和物理性能包括高强度、多层(包括埋入式泡沫核)、混合聚合物材料(天然的、次级的(widespec)和回收聚合物)、位于聚合物制品内侧或外侧的特殊镶嵌物、覆盖物、插入物和/或模内插入物、特殊添加剂和特殊处理外层。已知在传统的高压注射成型技术中，通过狭小的开口注射聚合物来填充模腔，通常用于加工薄壁制品。使用高压注射聚合物以保证快速和适当的填充。在这种情况下，聚合物受到巨大的应力作用，该应力会导致材料强度变差以及产生大量的应力线，减弱结构的整体性。还已知使用多个喷嘴进行低压注射(即，使用低压结构泡沫进行加工)，以减小由于注射压力引起的聚合物内的应力。但是，通过不同的注射口注射成型的物料之间仍然存在焊缝线。这些也是结构弱化线，能减弱聚合物制品的强度。在以上两种方法中，聚合物仍然必须经由一个或多个相对较小的喷嘴口被挤出。这样，可用的聚合物就被局限于具有较高熔融指数的聚合物，它们通常比具有较低熔融指数的聚合物具有更低的强度因数。在传统的压缩模塑法中，聚合物被注入敞开的模具中并挤压成型。该技术存在的问题是，聚合物仍然被挤压并放置在模具中，引起应力、弱化线以及可能破坏制品的翘曲。该技术和其他常规注射技术存在的另一个问题是，聚合物是单一的均匀材料，不能形成具有独特功能的各层。在纸幅成型方法中，聚合物冷却时被挤压并缠绕成一层。此方法的缺点是，不能将制品成型为除片状以外的其他不同形状。在许多聚合物应用中，将特殊功能赋予聚合物制品通常是困难的和/或昂贵的。特殊功能包括紫外(UV)保护、抗静电、颜色、高强度、阻挡、阻火以及抗冲击和/或绝缘泡沫。以阻火性为例。不仅阻火助剂非常昂贵，而且使用该助剂得到的聚合物具有非常脆的物理性能。由于相似的原因，通常不希望将助剂混入整个制品中，而且这样混入整个聚合物中有时会产生额外的开支以及导致聚合物的化学和物理性能变差。相似地，由于速度、工程、美学、经济、生态和/或健康和安全等原因，希望在制品中使用不同聚合物的组合，例如混合使用HDPE、HDPP、尼龙和其他工程塑料，或者混合使用天然和回收的聚合物。然而，在大多数传统的注射和压缩模塑法中，聚合物的混合使用被限制到较低的混合比，因为许多聚合物不能很好地混合，例如尼龙和HDPE，等等。同时，当以高比例混合时，混合聚合物的物理完整性会受到很大的破坏。还有吹塑成型瓶子和其他小件制品的共挤压法。吹塑共挤压法的缺点是，由于存在悬挂强度(hang-strength)问题而且各层之间经常缺少相对的粘结亲和力，使所生产的制品的尺寸和所使用和共混合的材料的类型受到相对限制。而且，聚合物型坯的性质限制共挤压仅能用于分层，排除了成型结构元件或其他特殊元件的可能性，如不同聚合物的肋材、条状、块状和其他特殊形式，这些形式对于工程、美学、经济、生态，和/或健康和安全等原因而言是期望的。在一种典型的共挤压方法中，在挤压过程中随意地独立改变各个聚合物的挤压速度是非常困难的。这就限制了机器正确和独立地改变各层的量和厚度从而更好地设计最终产品的特性的能力。在制品的模塑方法中，希望通过模内注塑法将外部物体置于制品中或制品上，例如聚合物铰链的固定螺纹头等。但是，模内注射和挤压法的性质使得插入除了较小物体外的任何物体都非常困难。引入特殊的镶嵌物、覆盖物或插入物是不可能的，而且大量地模内引入物体和/或材料使其位于聚合物制品内部和外部是不允许的。已知当许多聚合物助剂在挤压机和/或储料器的剧烈环境中被磨碎时，它们被长时间的高温和/或高剪切力所破坏。例如，当玻璃纤维被推动而经挤压机螺杆挤出时，它们被剪成较短的长度。同时，并不总是希望将助剂混入整个制品中，因为这样混入会增加额外的开支并造成物理性能包括强度的破坏。由于特定的工程、美学、经济，和/或健康和安全等原因，希望聚合物制品具有特殊的外层。然而，获得这种外层是很困难的，特别是需要薄且均匀的外层时。
技术实现思路
理解现有模塑技术的障碍、问题和缺点以及生产制品的限制之后，开发一种能在生产大型和小型模塑制品时克服上述障碍的新技术是有利的和必需的。本专利技术模塑方法和装置能够克服以前各种类型的装置的困难和缺点，包括从至少一个喷嘴中将聚合物挤入模腔中；在挤出步骤中移置喷嘴和模腔至少两者之一，从而将聚合物层的至少一部分置于模腔中；以及接下来用配合模具部分闭合模腔，生产模塑制品。可以理解，本专利技术还有其他以及不同的具体实施方式，在不偏离本专利技术的情况下，能从各方面对本专利技术的几个细节进行改变。因此，附图及描述应被认为是阐述性而非限制性的。附图说明图1A是本专利技术聚合物模塑装置的俯视图。图1B、1C、1D、1E、1F、1G、1H和1I是本专利技术喷嘴机构的各种实现方式的局部放大图。图2是表示本专利技术的模压机的构造和操作的侧视图。具体实施例方式本专利技术涉及一种挤压注射方法，用于成型多层的大型和小型制品，以得到使用传统方法无法得到的产品、益处和灵活性。如图1A和1B所示，此模塑装置使用一个将一种或多种聚合物材料放入具有一个或多个敞开模腔的印模底台的喷嘴机构。传统方法的限制包括妨碍成型具有期望强度、大小和类型的产品。在使用本专利技术挤出复合物挤压注射方法中，通过将相对于模塑工作台快速移动的多排挤压机构并排直线排列，从而均匀和高效地填充一种或多种不同的聚合物材料，克服了传统挤压方法不能生产均匀层制品的缺陷。本方法还具有挤压不同的复合物层的能力，包括挤压粘结材料，用于提供在传统的模塑方法中通常是不相容的各层之间的粘结力。现在使用此方法能够将这些层高效和有效地放置，用于特定目的。此方法被设计成能够生产多层产品，即使它也能很好用于生产单层产品。如图1A和1B所示，喷嘴机构12包括一排或多排喷嘴14。根据被挤压的聚合物的类型，这些喷嘴能够被堆叠成各种形式，如图1E、1F和1G所示。喷嘴14被设计成将聚合物喷入敞开的模腔16中，从而提供具有比外界大气压高出基本上零个模压的聚合物喷射。喷嘴14优选以基本上邻接的方式设置，以至于从每排喷嘴中挤出的聚合物材料在流下的过程中有效地形成一层材料，优选以均匀的厚度进入模腔16。根据要填充的模腔的类型、布局和模腔数，各排喷嘴可以仅包括一个具有长且窄的开口21和23的喷嘴，分别如图1C和1D所示。或者，可以使用多个具有更小的开口20和22的喷嘴。在优选实施方式中，使用了多个具有相同或不同尺寸和模腔形式的模腔16，以满足各种生产要求。模腔16相对于喷嘴机构12被移置，从而使用各条路径将材料从模腔的一端铺到另一端。在优选实施方式中，模腔16被置于相对于静止的喷嘴机构12往复运动的穿梭板18上，从而在每个往复运动过程中放置一层材料。但是，应当理解，在不偏离本专利技术的情况下，穿梭板18也可以保持固定且喷嘴机构12可以被移置，从而用每条路径放置层状材料。如图所示，喷嘴机构12包括第一排20喷嘴14和第二排22喷嘴14。材料优选分别从第一挤压机/储料器装置24和第二挤压机/储料器装置26喷入喷嘴14。挤压机/储料器装置24和26都优选被设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模塑方法，其包括以下步骤：将至少一个挤出聚合物放入一个具有预定表面轮廓的模腔中，其中在基本上高出外界气压零模压的条件下，将该至少一个挤出聚合物放入具有预定模式的模腔中；用配合模具部件密封该模腔，以形成模塑聚合物制品。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德A魏兰，辛李吉姆，罗杰王，
申请(专利权)人：ISPA股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]