DE60006653T2

DE60006653T2 - Vorrichtung und verfahren zum mehrschichtspritzgiessen

Info

Publication number: DE60006653T2
Application number: DE60006653T
Authority: DE
Inventors: U. Jobst GELLERT; L. Denis BABIN
Original assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Current assignee: Mold Masters 2007 Ltd
Priority date: 1999-03-18
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2020-03-18
Also published as: WO2000054956A1; JP2002538994A; US6655945B1; US6648622B1; DE60006653D1; EP1163096B1; CA2367746C; JP4889862B2; JP2002538993A; CA2643346C; JP4545322B2; EP1163096A1; AU2935600A; CA2643346A1; CA2367746A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrschichtprodukte und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen derselben. Insbesondere betrifft es einen dreischichtigen Flaschen-Vorformling und Formverschluss (closure) und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen derselben.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Mehrfachhohlraum-Spritzgießvorrichtungen (multi-cavity injection molding apparatus) zum Herstellen von mehrschichtig geformten Produkten, wie beispielsweise von Schutzbehältern für Nahrungsmittel, Vorformlingen für Getränkeflaschen und Formverschlüssen sind bekannt. Eine oder mehr Schichten eines Materials werden normalerweise in oder zusammen mit einer oder mehr Schichten eines anderen Materials geformt, um das geformte Produkt zu bilden. Wenigstens eine dieser Schichten ist üblicherweise eine Sperrschicht, die aus einem Sperrmaterial gebildet wird, um den Inhalt des geformten Produkts zu schützen. Da das Sperrmaterial kostspielig ist, wird normalerweise nur eine sehr dünne Sperrschicht in dem geformten Produkt verwendet. Im Allgemeinen ist es auch wünschenswert, diese dünne Sperrschicht gleichförmig und ebenmäßig (d. h. ausgewogen) über das geformten Produkt zu verteilen, um den entsprechenden Schutz für den Inhalt des geformten Produkts bereitzustellen.
Ein Beispiel einer Spritzgießvorrichtung, die zum Herstellen von dreischichtigen Vorformlingen mit dünnen Sperrschichen verwendet wird, ist im US-Patent Nr. 4,990,301 an Krishnakumar et alii offenbart. Krishnakumar et alii offenbaren eine Spritzgießeinrichtung, die mehrere und selektive Schmelze-Einlässe, -Durchgänge, -Kanäle und -Einläufe aufweist, für die unterschiedliche Verteilerkonfigurationen erforderlich sind, um mehrschichtige Vorformlinge zu bilden. Insbesondere offenbaren Krishnakumar et alii den Einsatz eines großen zentralen Schmelzedurchgangs und drei kleine ringförmige Schmelzedurchgänge, die in einen zentralen Kanal fließen, der sich in einen Hohlraum für mehrschichtige Vorformlinge öffnet. Abhängig von der Anwendung kann entweder der große zentrale Schmelzedurchgang oder einer der drei kleinen ringförmigen Schmelzedurchgänge für ein Sperrmaterial gewählt werden. Krishnakumar et alii spritzen das Sperrmaterial aus einem gewählten Durchgang in den Hohlraum ein, entweder direkt auf eine abgekühlte Menge von Vorformlingmaterial, die vorher in dem Hohlraum angeordnet wurde, oder nach dem Einspritzen einer heißen Menge von Vorformlingmaterial aus einem anderen Durchgang in den Hohlraum, zusätzlich zu der abgekühlten Menge.
Es gibt mehrere Probleme mit der Vorrichtung, die von Krishnakumar et alii offenbart wird. Erstens verwendet die von Krishnakumar et alii offenbarte Spritzgießvorrichtung mehrere Schmelzeeinlässe, -Durchgänge, – Kanäle und -Einläufe, die, abhängig von der Anwendung, mehrere unterschiedliche Konfigurationen für den gleichen Verteiler erfordern, um mehrschichtige Vorformlinge herzustellen. Infolgedessen ist die Spritzgießvorrichtung von Krishnakumar et alii sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb komplex und kostspielig. Zweitens führt das Einspritzen eines Sperrmaterials direkt auf eine abgekühlte Menge von Vorformlingmaterial, das vorher in einem Hohlraum angeordnet wurde, oft zu einer ungleichmäßigen oder unterbrochenen Sperrschicht, die den Inhalt des geformten Vorformlings nicht richtig schützt. Eine veränderte und nicht-gleichförmige Sperrschicht kann auch Probleme beim Ausblasen des Vorformlings darstellen. Drittens wird durch das Einspritzen eines Sperrmaterials erst nach dem Einspritzen einer heißen Menge von Vorformlingmaterial in einen Hohlraum, zusätzlich zu der abgekühlten Menge, zusätzliche Zeit zu dem Einspitzzyklus oder der Produktionszeit für die Vorformlinge addiert.
Schließlich verwendet die von Krishnakumar et alii offenbarte Spritzgießvorrichtung große und kleine Durchgänge für den Fluss des Sperrmaterials. Der große Durchgang kann problematisch sein, da er zu viel Sperrmaterial bei einer hohen Temperatur stauen kann, wodurch ein Qualitätsverlust des Sperrmaterials verursacht wird. Andererseits können die kleinen Durchgänge hohe Druckabfälle für das Sperrmaterial verursachen, wenn es in den Hohlraum eintritt, wodurch das bereits in dem Hohlraum befindliche Vorformlingmaterial beschädigt oder ausgewaschen werden kann.
Weitere Beispiele von Spritzgießvorrichtungen, die zum Herstellen von dreischichtigen Vorformlingen mit dünnen Sperrschichten verwendet werden, sind im US-Patent Nr. 4,957,682 an Kobayashi und US-Patent Nr. 4,743,479 an Nakamura et alii offenbart. Kobayashi offenbart ein Verfahren zum Ausbilden eines dreischichtigen Vorformlings aus zwei Materialien. In einem ersten Schritt wird PET durch einen ringförmigen Düsen-Schmelzekanal in einen Formhohlraum eingespritzt. In einem zweiten Schritt wird eine Sperrschicht aus EVOH aus einem zentralen Schmelzekanal der gleichen Düse eingespritzt. Weil die dünne EVOH-Schicht erst in dem Hohlraum in eine Kernsperrschicht innerhalb der PET-Schicht verteilt wird, gibt es keine Kontrolle über die Gleichförmigkeit der Sperrschicht in dem Hohlraum. Außerdem ist es sehr wahrscheinlich, dass die eingespritzte Sperrschicht die bereits in dem Hohlraum befindliche PET-Schicht beschädigt oder auswäscht. Kobayashi stellt auch keine Mittel zum Kontrollieren der Position der Sperrkernschicht in dem Vorformling bereit.
In ähnlicher Weise offenbaren Nakamura et alii ein Verfahren zum Herstellen eines dreischichtigen Vorformlings aus zwei Materialien, in dem PET zuerst durch einen zentralen Schmelzekanal eingespritzt wird. Im Gegensatz dazu wird die Sperrschicht später aus einem getrennten ringförmigen Kanal gleichzeitig mit zusätzlichem PET eingespritzt. Das von Nakamura et alii offenbarte Verfahren positioniert die dünne EVOH-Schicht jedoch direkt auf der abgekühlten Menge von PET, die sich bereits im Hohlraum befindet. Wie vorher erläutert, führt diese Anordnung zu einer ungleichmäßigen, nicht-gleichförmigen und unausgewogenen Sperrschicht in dem Vorformling.
Weitere Beispiele von Spritzgießvorrichtungen, die zum Herstellen von mehrschichtigen Vorformlingen mit dünnen Sperrschichten verwendet werden, sind in EP 374 247 und EP 902 896 offenbart. Das allgemeine Patent EP 374 247 stellt eine Mehrschicht-bildende Düse zum Einspritzen von zwei geschmolzenen Harzen in einen Hohlraum bereit. Durch ein Ventilelement kann der eine Mehrschicht bildende Formvorgang auf einen eine Einzelschicht-Vorgang umgeschaltet werden. Die eine Mehrschicht bildende Düse ist mit konzentrisch ausgebildeten ersten, zweiten und dritten Schmelzedurchgängen versehen, die eine gemeinsame Einspritzöffnung besitzen. Das Patent EP 901 896 zeigt ein weiteres gemeinsames Spritzgießsystem zum Einspritzen von Haut- und Kernmaterial in einen Gießhohlraum.
Dementsprechend wäre es wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen von dreischichtigen Vorformlingen oder Formverschlüssen zu haben, welche die Probleme überwinden, die mit dem Stand der Technik verbunden sind, indem sie nicht mehrere Schmelze-Einlässe, -Durchgänge, -Kanäle und -Einläufe besitzen, und indem sie eine einzige Konfiguration für jeden ihrer Verteiler aufweisen. Eine Spritzgießvorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen von dreischichtigen Vorformlingen oder Formverschlüssen ohne mehrfache Schmelze-Einlässe, – Durchgänge, -Kanäle und -Einläufe wäre relativ einfacher und weniger kostspielig, sowohl in der Herstellung als auch im Betrieb.
Es wäre ebenfalls wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen von dreischichtigen Vorformlingen oder Formverschlüssen zu haben, die ein Sperrmaterial nicht entweder direkt auf eine abgekühlte Menge von Vorformungmaterial, das vorher in einem Hohlraum angeordnet wurde, oder nach dem Einspritzen einer heißen Menge von Vorformlingmaterial, zusätzlich zu der abgekühlten Menge, in den Hohlraum spritzen. Eine solche Vorrichtung und ein solches Verfahren würden dreischichtige Vorformlinge oder Formverschlüsse mit gleichmäßigeren und gleichförmig verteilten Sperrschichten und damit einen besseren Schutz des Inhalts der Vorformlinge oder Formverschlüsse bereitstellen, ohne die Zyklus- oder Produktionszeit für die Vorformlinge oder Formverschlüsse zu erhöhen. Des Weiteren wäre es auch wünschenswert, eine Vorrichtung und eine Verfahren zum Spritzgießen von dreischichtigen Vorformlingen oder Formverschlüssen zu haben, mit denen die Probleme verhindert werden, die mit großen und/oder kleinen Durchgängen oder Kanälen für Sperrmaterial verbunden sind.
Außerdem wäre es wünschenswert, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Spritzgießen von dreischichtigen Vorformlingen oder Formverschlüssen zu haben, die in der Lage sind, die Position der Schicht aus Sperrmaterial in dem Vorformling oder Formverschluss zu kontrollieren.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung stellt eine Spritzgießvorrichtung zum Mehrschichtformen bereit, die einen zentralen Schmelzekanal und einen ringförmigen Schmelzekanal umfasst, der radial von dem zentralen Schmelzekanal beabstandet ist. Die Vorrichtung umfasst auch einen Schmelzedurchgang, der einen ersten Schmelzeabschnitt in Verbindung mit dem zentralen Schmelzekanal aufweist, und einen zweiten Schmelzekanal in Verbindung mit dem ringförmigen Schmelzekanal.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung eine Spritzgießvorrichtung zum Mehrschichtformen bereit, die einen zentralen Schmelzekanal umfasst, der einen ersten Abschnitt für einen Fluss eines ersten Materials, einen zweiten Abschnitt für einen Fluss des ersten Materials und eines zweiten Materials und eine Fließverlängerung aufweist, die den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt verbindet. Die Fließverlängerung weist auch eine Fließöffnung auf. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren einen ringförmigen Ringkanal, der den zentralen Schmelzekanal für einen Fluss des zweiten Materials umgibt. Der ringförmige Ringkanal steht auch mit der Fließöffnung der Fließverlängerung in Verbindung.
Des Weiteren stellt die vorliegende Verbindung auch eine Spritzgießvorrichtung für Mehrschichtformen bereit, die einen zentralen Schmelzekanal für einen Fluss eines ersten Materials und eines zweiten Materials umfasst, und einen ringförmigen Schmelzekanal, der von dem zentralen Schmelzekanal für einen Fluss des ersten Materials radial beabstandet ist. Die Vorrichtung umfasst auch einen Hohlraum zum Aufnehmen eines Flusses des ersten Materials und des zweiten Materials aus dem zentralen Schmelzekanal und zum Aufnehmen eines Flusses des ersten Materials aus dem ringförmigen Schmelzekanal.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Spritzgießen von Mehrschichtprodukten bereit, das den Schritt des Einspritzens eines Materials in einen Schmelzedurchgang umfasst, der einen ersten Schmelzeabschnitt und einen zweiten Schmelzeabschnitt aufweist. Das Verfahren umfasst des Weiteren den Schritt des Einspritzens einer ersten Menge des Materials aus dem Schmelzedurchgang durch den ersten Schmelzeabschnitt des Schmelzedurchgangs und in einen zentralen Schmelzekanal. Außerdem umfasst das Verfahren den Schritt des Einspritzens einer zweiten Menge des Materials aus dem Schmelzedurchgang durch den zweiten Schmelzeabschnitt des Schmelzedurchgangs und in einen ringförmigen Schmelzekanal, der radial von dem zentralen Schmelzekanal beabstandet ist.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Spritzgießen von Mehrschichtprodukten bereit, das den Schritt des Einspritzens eines ersten Materials in einen zentralen Schmelzekanal, der einen ersten Abschnitt, einen zweiten Abschnitt und eine Fließverlängerung aufweist, welche die ersten und zweiten Abschnitte verbindet, und des Einspritzens eines zweiten Materials in einen ringförmigen Ringkanal umfasst, der den zentralen Schmelzekanal umgibt. Das Verfahren umfasst auch den Schritt des Einspritzens des zweiten Materials aus dem ringförmigen Ringkanal in den zentralen Schmelzekanal durch eine Fließöffnung in der Fließverlängerung.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Spritzgießen von Mehrschichtprodukten bereit, das die Schritte des Einspritzens eines ersten Materials und eines zweiten Materials in einen zentralen Schmelzekanal und des Einspritzens des ersten Materials und des zweiten Materials aus dem zentralen Schmelzekanal in einen Hohlraum umfasst. Außerdem umfasst das Verfahren die Schritte des Einspritzens eines ersten Materials in einen ringförmigen Schmelzekanal, der von dem zentralen Schmelzekanal radial beabstandet ist, und des Einspritzens des ersten Materials aus dem ringförmigen Schmelzekanal in den Hohlraum.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Querschnittsansicht einer ventilgesteuerten (valve-gated) Spritzgießvorrichtung der vorliegenden Erfindung für einen dreischichtigen Flaschen-Vorformling.
2 ist eine Explosions-Querschnittsansicht eines Abschnitts einer Ventilbuchse der Spritzgießvorrichtung von 1.
3 ist eine Explosions-Querschnittsansicht des Abschnitts der Ventilbuchse von 2.
4A–4E sind Explosions-Querschnittsansichten einer Düse und eines Hohlraums der Vorrichtung von 1, die ein Verfahren der vorliegenden Erfindung darstellen.
5 ist eine Explosions-Querschnittsansicht von 4.
6 ist eine Querschnittsansicht eines dreischichtigen Flaschen-Vorformlings der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Querschnittsansicht eines dreischichtigen Formverschlusses der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Querschnittsansicht einer temperaturgesteuerten (thermal-gated) Spritzgießvorrichtung der vorliegenden Erfindung für einen dreischichtigen Flaschen-Vorformling.
9 ist eine teilweise Querschnittsansicht eines alternativen vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers (melt distribution manifold) der vorliegenden Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigt 1 eine bevorzugte Ausführungsform eines Abschnitts einer ventilgesteuerten Mehrfachhohlraum-Spritzgießvorrichtung 5 der vorliegenden Erfindung mit einer Düse 10 zum Formen von dreischichtigen Flaschen-Vorformlingen, Formverschlüssen oder anderen Produkten durch aufeinanderfolgendes und gleichzeitiges gemeinsames Einspritzen. Obwohl in 1 zur leichteren Darstellung nur eine Düse gezeigt ist, kann jede gewünschte Anzahl von Düsen (d. h. 12, 16 oder 48) mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Vorzugsweise würde jede zusätzliche Düse identische Merkmale mit der in 1 gezeigten Düse 10 aufweisen, die im Folgenden im Detail beschrieben wird.
Neben der Düse 10 umfasst die Vorrichtung 5 auch einen vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18, eine Düsenhalteplatte 20, eine rückwärtige Platte 24, eine Hohlraumhalteplatte 28 und einen rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94. Vorzugsweise sind die Düsenhalteplatte 20 und die rückwärtige Platte 24 mit einer Verteilerplatte 26 verbunden. Es versteht sich auch, dass die Vorrichtung 5 eine größere oder geringere Anzahl von Platten in Abhängigkeit von der Anwendung aufweisen kann, und dass zur leichteren Darstellung nur die oben genannten Platten in 1 gezeigt sind.
Die Düsenhalteplatte 20 ist um ein Ende 87 eines Verteilersteckers (manifold locator) 88 zwischen dem vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 und der Hohlraumhalteplatte 28 positioniert. Die Düsenhalteplatte 20 weist eine Düsenaufnahmeöffnung 54 zum Aufnehmen der Düse 10 auf. Vorzugsweise gibt es eine getrennte Düsensitzöffnung für jede Düse der Spritzgießvorrichtung. Die Düsenhalteplatte 20 weist vorzugsweise auch eine gegenläufige Nocke 90 neben der Düse 10 auf, um zu verhindern, dass sich die Düse in ihrer jeweiligen Düsenaufnahmeöffnung 54 dreht.
Die Düse 10 weist einen Körper 12 mit einem vorderen Spitzenende 30 und einem rückwärtigen Ende 14 auf. Die Düse wird durch ein integriertes elektrisches Heizelement 58 aufgeheizt, das den Körper 12 umhüllt. Das Heizelement 58 weist einen Anschluss 60 auf, der in der Nähe des rückwärtigen Endes der Düse positioniert ist. Die Düse 10 weist auch einen radialen Schmelzekanal 64 auf, der sich vom rückwärtigen Ende 14 aus erstreckt. Außerdem weist die Düse 10 eine Düseneinlauf-Dichtung (nozzle gate seal) 73 auf, die im Körper 12 der Düse 10 befestigt ist und das vordere Spitzenende 30 bildet. Des Weiteren weist die Düseneinlauf-Dichtung 73 eine vordere Öffnung 74 auf, um zu ermöglichen, dass Material durch das vordere Spitzenende 30 aus der Düse herausgelangen kann.
Die Düse weist auch eine Futterhülse 70 auf, die in der Düseneinlauf-Dichtung 73 befestigt ist. Die Futterhülse 70 weist eine vordere Öffnung 75, die mit und in der Nähe der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 fluchtet, und ein rückwärtiges Ende 71 auf, das dem rückwärtigen Ende 14 der Düse 10 entspricht. Zusammen bilden die Futterhülse 70 und die Düsenaufnahme 73 einen ringförmigen Schmelzekanal 76 zwischen ihnen, der sich durch die Düseneinlauf-Dichtung 73 erstreckt und in flüssiger Verbindung mit dem radialen Schmelzekanal 64 steht. Vorzugsweise weist die Futterhülse 70 auch einen Winkelflansch 80 in der Nähe der Düseneinlauf-Dichtung 73 auf, um den Materialfluss aus dem radialen Schmelzekanal 64 in den ringförmigen Schmelzekanal 76 zu leiten.
Außerdem weist die Futterhülse 70 eine zentrale Bohrung 68 auf, die sich durch den Körper 12 und zu dem rückwärtigen Ende 14 der Düse 10 erstreckt. Die zentrale Bohrung 68 der Futterhülse 70 ist ausgelegt, um einen verlängerten Ventilstift 110 aufzu nehmen. Die zentrale Bohrung 68 definiert auch einen Abschnitt eines zentralen Abschnitts eines zentralen Schmelzekanals 78 für den Fluss von Material um den Ventilstift 110 und durch die Düse 10. Wie in 1 gezeigt, ist ein ringförmiger Schmelzekanal 76 radial von dem zentralen Schmelzekanal 78 beabstandet.
Der Ventilstift 110 weist einen Körper 111, einen Kopf 112 und eine vordere Spitze 116 gegenüber dem Kopf 112 auf. Die vordere Spitze 116 kann entweder rechteckig beschnitten sein, wie in 1, 4A–4E und 5 gezeigt, oder konisch zulaufen (nicht dargestellt). Die vordere Spitze 116 ist auch ausgelegt, um in die vordere Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 zu passen. Außerdem kann der Ventilstift 110 vorwärts und rückwärts in mehrere verschiedene Positionen bewegt werden, wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird.
Der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 ist auf dem Verteilerstecker 88 zwischen der Düsenhalteplatte 20 und dem rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 positioniert. Der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 wird durch ein integriertes elektrisches Heizelement 86 aufgeheizt und weist eine Vorderseite 16 auf, die an das rückwärtige Ende 14 der Düse 10 anstößt. Der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 weist auch wenigstens eine Buchsenaufnahmeöffnung 50 mit einem vertieften Abschnitt 52 zum Aufnehmen einer Ventilbuchse 98 und wenigstens eine Schmelzebohrung 104 mit einem Durchmesser 104a auf, die mit der zentralen Bohrung 68 der Futterhülse 70 in Verbindung steht. Wie die zentrale Bohrung 68 ist die Schmelzebohrung 104 für die Aufnahme des Ventilstifts 110 ausgelegt und definiert einen weiteren Abschnitt des zentralen Schmelzekanals 78 für den Fluss von Material um den Ventilstift 110 und durch den vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18. Vorzugsweise weist der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 eine Buchsenaufnahmeöffnung 50 und eine Schmelzebohrung 50 für jede Düse 10 auf, die in der Vorrichtung 5 verwendet wird.
Außerdem weist der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 einen ersten Schmelzedurchgang 42 mit einem ersten Schmelzeabschnitt 43 auf, der sich nach vorne durch den vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 erstreckt und mit dem radialen Schmelzekanal 64 der Düse 10 in Verbindung steht. Der erste Schmelzeabschnitt 43 gestattet es Material, aus dem ersten Schmelzedurchgang 42 in den radialen Schmelzekanal 64 und anschließend in den ringförmigen Schmelzekanal 76 der Düse 10 zu fließen. Dem entsprechend steht der erste Schmelzeabschnitt 43, und damit der erste Schmelzedurchgang 42 über den radialen Schmelzekanal 64 mit dem ringförmigen Schmelzekanal 76 in Verbindung.
Der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 weist auch einen zweiten Schmelzeabschnitt 44 auf, der sich nach hinten durch den vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 erstreckt und mit der Buchsenaufnahmeöffnung 50 in Verbindung steht. Der zweite Schmelzeabschnitt 44 gestattet es Material, aus dem ersten Schmelzedurchgang 42 zurück in die Ventilbuchse 98 zu fließen, die in der Buchsenaufnahmeöffnung 98 aufgenommen ist, wie im Folgenden detaillierter erläutert wird.
Wie in 1 gezeigt, stößt eine Schmelzeeinlassdüse 130 an den vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 gegenüber der Düsenhalteplatte 20 an. Die Schmelzeeinlassdüse 130 weist eine zentrale Bohrung 132 auf, die teilweise einen Schmelzehauptdurchgang 134 definiert, der sich durch die Schmelzeeinlassdüse 130 und in den vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 erstreckt. Der Schmelzehauptdurchgang steht in flüssiger Verbindung mit dem ersten Schmelzedurchgang 42 des vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 und einem (nicht gezeigten) Einspritzzylinder zum Zuführen eines Vorformlingmaterials 200, wie beispielsweise Polyethylenterephthalat ("PET'). Die Schmelzeeinlassdüse 130 weist auch ein Heizelement 136 auf.
Die Vorrichtung 5 umfasst einen rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94, der auf dem Verteilerstecker 88 zwischen, aber vorzugsweise davon beabstandet, dem vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 und der rückwärtigen Platte 24 positioniert ist, wie in 1 gezeigt. Der rückwärtige Schmelzeverteilungs-Verteiler weist eine zentrale Bohrung 95 zum Aufnehmen der Schmelzeeinlassdüse 130 auf. Der rückwärtige Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 weist auch einen zweiten Schmelzedurchgang 118 in Verbindung mit einem (nicht gezeigten) Einspritzzylinder zum Zuführen eines Sperrmaterials 300 auf, wie beispielsweise Nylon oder Ethylvinylalkohol ("EVOH"). Der zweite Schmelzedurchgang 118 weist auch einen L-förmigen Abschnitt 119 auf, der sich nach vorne aus dem rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 erstreckt. Außerdem weist der rückwärtige Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 eine Buchsenbohrung 149 auf, die mit der Schmelzebohrung 104 des vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 fluchtet. Wie im Folgenden detaillierter beschrieben wird, wird der rückwärtige Schmel zeverteilungs-Verteiler 94 durch ein integriertes elektrisches Heizelement 100 auf eine niedrigere Betriebstemperatur als der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 aufgeheizt, und der zwischen den beiden Verteilern 18, 94 vorgesehene Luftraum 101 stellt die thermische Trennung zwischen ihnen bereit.
Die Vorrichtung 5 der vorliegenden Erfindung umfasst auch eine Ventilbuchse 98, die zwischen den Verteilern 18, 94 positioniert und in der Buchsenaufnahmeöffnung 50 des ersten Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 aufgenommen ist. Um ihre Herstellung zu erleichtern, ist die Ventilbuchse 98 vorzugsweise aus einer Vielzahl von Komponenten gefertigt, die hartverlötet werden, um eine einzelne ganze Komponente zu bilden. Wie in 1 gezeigt, weist die Ventilbuchse 98 einen Spitzenvorsprung 102 auf, der sich von einem mittleren Kopfabschnitt 103 in den vertieften Abschnitt 52 des vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 nach vorne erstreckt. Zusammen bilden der Spitzenvorsprung 102 und der vertiefte Abschnitt 52 einen ringförmigen Ringkanal 106 zwischen ihnen, wie in 2 gezeigt. Der ringförmige Ringkanal 106 umgibt den zentralen Schmelzekanal 78. Die Ventilbuchse 98 weist auch einen verlängerten rückwärtigen Spindelabschnitt 148 auf, der sich von dem mittleren Kopfabschnitt 103 durch die Buchsenbohrung 149 in dem rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 nach hinten erstreckt. Ein Führungszapfen 126, der sich zwischen dem mittleren Kopfabschnitt 103 und dem vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 befindet, hält die Ventilbuchse exakt in ihrer Stellung und hindert sie daran, sich zu drehen.
Die Ventilbuchse 98 weist auch eine zentrale Bohrung 108 auf, die sich durch den Spitzenvorsprung 102, den mittleren Kopfvorsprung 103 und den Spindelabschnitt 148 erstreckt. Wie in 2 gezeigt, weist die zentrale Bohrung 108, ähnlich wie die zentrale Bohrung 68 und die Schmelzebohrung 104, einen ersten Durchmesser 108a zum Aufnehmen des Ventilstifts 10 und Definieren eines Abschnitts des zentralen Schmelzekanals 78 für den Materialfluss um den Ventilstift 110 und durch die Ventilbuchse 98 auf. Der erste Durchmesser 108a der zentralen Bohrung 108 ist jedoch vorzugsweise kleiner als der Durchmesser 104 der Schmelzebohrung 104. Die zentrale Bohrung 108 weist auch einen zweiten Durchmesser 108b zum Aufnehmen nur des Ventilstifts 110 und zum Verhindern des Materialflusses nach hinten durch die Ventilbuchse 98 auf.
Wie in 3 gezeigt, sind die zentrale Bohrung 108 der Ventilbuchse 98 und die Schmelzebohrung 104 des vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 über eine Fließverlängerung 105 miteinander verbunden, die auch einen Abschnitt des zentralen Schmelzekanals 78 bildet. Die Fließverlängerung 105 weist eine ringförmige Fließöffnung 109 auf, die mit dem ringförmigen Ringkanal 106 in Verbindung steht. Vorzugsweise ist die ringförmige Fließöffnung 109 so bemessen, dass sie im Wesentlichen gleich dem jeweiligen Unterschied zwischen den Durchmessern 104a, 108a der Schmelzebohrung 104 und der zentralen Bohrung 108 ist. Mit anderen Worten, die Breite des zentralen Schmelzekanals 78 wird vorzugsweise erhöht, um zusätzlichen Materialfluss aus dem ringförmigen Ringkanal 106 aufzunehmen, ohne den Fluss von anderem Material in dem zentralen Schmelzekanal zu unterbrechen oder zu beeinflussen. Es versteht sich auch, dass die Menge von Material, das aus dem ringförmigen Ringkanal 106 fließt, durch eine Erhöhung (d. h. mehr Fluss) oder Verringerung (d. h. weniger Fluss) der Größe der ringförmigen Fließöffnung 109 kontrolliert werden kann.
Wie in 1 bis 2 gezeigt, weist die Ventilbuchse 98 einen L-förmigen ersten Übergangs-Schmelzedurchgang 122 und einen zweiten Übergangs-Schmelzedurchgang 84 auf. Der erste Übergangs-Schmelzedurchgang 122 ist gefluchtet und in Verbindung mit sowohl dem zweiten Schmelzeabschnitt 44 der vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 als auch mit einem ringförmigen Durchgang 123 in dem mittleren Kopfabschnitt 103 der Ventilbuchse 98. Der ringförmige Durchgang 123 steht auch in Verbindung mit der zentralen Bohrung 108 der Ventilbuchse 98, wie am besten in 2 gezeigt ist. Dementsprechend steht der zweite Schmelzeabschnitt 44, und damit der erste Schmelzedurchgang 42, über den ersten Übergangs-Schmelzedurchgang 122 und den ringförmigen Durchgang 123 mit dem zentralen Schmelzekanal 78 in Verbindung.
Der zweite Übergangs-Schmelzedurchgang 84 steht sowohl mit dem L-förmigen Abschnitt 119 des zweiten Schmelzedurchgangs 118 und mit einer ringförmigen Ringnut 107 in Verbindung, die um den Spitzenvorsprung 102 der Ventilbuchse 98 angeordnet ist. Die ringförmige Ringnut 107 steht auch in Verbindung mit dem ringförmigen Ringkanal 106, wie am besten in 2 gezeigt ist. Dementsprechend steht der L-förmige Abschnitt 119, und damit der zweite Schmelzedurchgang 118, mit dem ringförmigen Ringkanal 106 über den zweiten Übergangs-Schmelzedurchgang 84 und die ringförmige Ringnut 107 in Verbindung.
Die rückwärtige Platte 24 der Vorrichtung 5 der vorliegenden Erfindung ist auf dem Verteilerstecker 88 neben dem rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 gegenüber dem vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 positioniert. Die rückwärtige Platte 24 weist eine zentrale Bohrung 25 auf, die mit der zentralen Bohrung 95 des rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteilers 94 zum Aufnehmen der Schmelzeeinlassdüse 130 gefluchtet ist. Des Weiteren ist ein Arretierring 160 vorzugsweise mit einer oder mehr Schrauben 162 an der rückwärtigen Platte 24 gegenüber dem rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 angebracht. Der Arretierring 160 weist auch eine zentrale Bohrung 164 auf, die mit der zentralen Bohrung 25 der rückwärtigen Platine 24 zum Aufnehmen der Schmelzeeinlassdüse 130 gefluchtet ist.
Die rückwärtige Platine 24 weist vorzugsweise eine Kolbenaufnahmeöffnung 150 auf, die mit der Buchsenbohrung 149 des rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteilers 94 gefluchtet ist. Ein Betätigungsmechanismus 146 ist in der Kolbenaufnahmeöffnung 150 positioniert. Der Betätigungsmechanismus 146 umfasst einen Kolbenzylinder 154 und einen Endaufsatz 155 zum Verbinden des Kopfs 112 des Ventilstifts 110 mit dem Kolbenzylinder 154. Während des Betriebs des Betätigungsmechanismus 146 können sich der Kolbenzylinder 154 und der Endaufsatz 155 in einen Abschnitt der Buchsenbohrung 149 erstrecken, wie in 1 gezeigt. Der Kolbenzylinder 154 wird vorzugsweise durch einen kontrollierten Fluiddruck (d. h. von Öl oder Wasser) betrieben, der über eine oder mehrere (nicht gezeigte) Leitungen angewendet wird. Es versteht sich, dass, obwohl hier nur ein hydraulischer Betätigungsmechanismus beschrieben und gezeigt wird, auch andere Arten von Betätigungsmechanismen, wie beispielsweise elektromechanische Mechanismen mit der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.
Wenn der Kolbenzylinder 154 nach vorne getrieben wird, wird damit verursacht, dass der Ventilstift 110 sich nach vorne in. Richtung auf die Hohlraumhalteplatte 28 bewegt. Wird der Kolbenzylinder 154 vollkommen nach vorne bewegt, wird damit verursacht, dass das vordere Spitzenende 116 des Ventilstifts 110 in der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 aufgenommen wird, wodurch die Fluid-Verbindung zwischen den Schmelzekanälen 76, 78 und der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 unterbrochen wird. Andererseits, wenn der Kolbenzylinder 154 nach hinten getrieben wird, wird damit verursacht, dass der Ventilstift 110 sich von der Hohlraumhalteplatte 28 weg nach hinten bewegt. Wird der Kolbenzylinder 154 an der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 vorbei nach hinten bewegt, wird damit verursacht, dass das vordere Spitzenende 116 des Ventilstifts 110 aus der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 zurückgezogen wird, wodurch die Fluid-Verbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal 76 und der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 hergestellt wird. Des Weiteren, wenn der Kolbenzylinder 154 an der vorderen Öffnung 75 der Futterhülse 70 vorbei nach hinten bewegt wird, wird damit verursacht, dass sich das vordere Spitzenende 116 des Ventilstifts 110 an der vorderen Öffnung 75 der Futterhülse 70 vorbei nach hinten bewegt, wodurch die Herstellung einer Fluid-Verbindung nicht nur zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal 76 und der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73, sondern auch zwischen dem zentralen Schmelzekanal 78 und der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 erfolgt.
Wie in 1 und 5 gezeigt, weist die Hohlraumhalteplatte 28 der vorliegenden Erfindung einen Hohlraum 36 um einen Formkern 37 auf. Der Hohlraum 36 weist eine Hohlraumöffnung 38 auf, die mit der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 gefluchtet ist. Der Hohlraum 36 kann jede Anzahl von Formen und Konfigurationen besitzen, abhängig von dem gewünschten zu formenden Produkt. Wie in 1 gezeigt, weist der Hohlraum vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, die Form eines Flaschen-Vorformlings mit einem Gewindeende auf. Es versteht sich, dass durch Ändern des Hohlraums 36 andere Flaschen-Vorformlinge mit unterschiedlichen Formen und Konfigurationen oder andere Produkte als Flaschen geformt werden können, wie beispielsweise Formverschlüsse, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf das Formen nur des gezeigten Flaschen-Vorformlings oder auch anderer Arten von Vorformlingen beschränkt.
Es versteht sich auch, dass die Vorrichtung 5 der vorliegenden Erfindung, insbesondere ihre Düsen, ebenfalls ein oder mehrere Heizsysteme, Kühlsysteme und isolierende Lufträume zum Aufrechterhalten der geeigneten Temperaturen für ihre Komponenten und die Materialien aufweisen kann, die durch die Vorrichtung fließen. Beispiele für geeignete Heizsysteme, Kühlsysteme und isolierende Lufträume für die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind im US-Patent US 6 062 841 beschrieben, mit dem Titel "Sprue Gated Multi Layer Injection Molding Apparatus, angemeldet am 13. November 1997, sowie in den US-Patenten Nr. 5,094,603, 5,135,377 und 5,223,275 an Gellert.
Der Betrieb der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden unter besonderer Bezugnahme auf die 4A–4E und 5 beschrieben. Obwohl nur die Ausbildung eines dreischichtigen Flaschen-Vorformlings in den Zeichnungen gezeigt und im Folgenden beschrieben wird, versteht es sich, dass andere Arten von dreischichtigen Vorformlingen oder andere Produkte als Vorformlinge, wie beispielsweise Formverschlüsse, mit unterschiedlichen Materialmerkmalen die Ergebnisprodukte der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung sein können.
Wie in 4A gezeigt, beginnt das Verfahren der vorliegenden Erfindung damit, dass der Ventilstift durch die Vorwärtsbewegung des Kolbenzylinders 154 vollkommen durch die vordere Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 eingeführt wird. Infolgedessen wird die Fluid-Verbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal 76, dem zentralen Schmelzekanal 78 und der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 unterbrochen. In dieser Position ist der Ventilstift durch das Bezugszeichen 110a gekennzeichnet. Anschließend wird jeweils an die Heizelemente 58, 86, 136 der Düse 10, des vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 und der Schmelzeeinlassdüse 130 elektrische Energie angelegt, um sie auf eine Betriebstemperatur für das Vorformlingmaterial aufzuheizen, das in dem Schmelzehauptdurchgang 143 und dem ersten Schmelzedurchgang 42 angeordnet ist. Wenn PET für das Vorformlingmaterial verwendet wird, beträgt die bevorzugte Betriebstemperatur etwa 296°C, d. h. 565°F.
Danach wird der Ventilstift durch die Rückwärtsbewegung des Kolbenzylinders aus der vorderen Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung herausgezogen, wie in 4B gezeigt. Infolgedessen wird eine Fluid-Verbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung hergestellt, nicht jedoch zwischen dem zentralen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung. In dieser Position ist der Ventilstift mit dem Bezugszeichen 110b gekennzeichnet.
Der Einspritzdruck wird anschließend an den Schmelzehauptdurchgang 134 angelegt, um eine erste Menge 200a von Vorformlingmaterial durch einen ersten Schmelzedurchgang 42 und in einen ersten Schmelzeabschnitt 43 zu zwingen. Von da aus fließt die erste Menge 200a von Vorformlingmaterial durch den radialen Schmelzekanal 64, der mit dem ersten Schmelzedurchgang 43 gefluchtet ist, in den ringförmigen Schmelzekanal 76, aus der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 und in die Hohlraumöffnung 38. Einspritzdruck wird solange angelegt, bis die erste Menge 200a von Vorformlingmaterial den Hohlraum 36 füllt, wie in 4B gezeigt. Die erste Menge 200a von Vorformlingmaterial beginnt sich beim Füllen des Hohlraums 36 abzukühlen.
Anschließend wird elektrische Energie an das Heizelement 100 in dem rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 angelegt, um ihn auf eine Betriebstemperatur für das Sperrmaterial 300 aufzuheizen, das in dem zweiten Schmelzedurchgang 118 angeordnet ist. Wenn für das Sperrmaterial Nylon verwendet wird, beträgt die bevorzugte Betriebstemperatur etwa 204°C, d. h. 400°F. Anschließend wird der Ventilstift aus der vorderen Öffnung 75 der Futterhülse 70 durch die Rückwärtsbewegung des Kolbenzylinders herausgezogen, wie in 4C gezeigt. Infolgedessen wird eine Fluid-Verbindung nicht nur zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung, sondern auch zwischen dem zentralen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung hergestellt. In dieser Position ist der Ventilstift mit dem Bezugszeichen 110c gekennzeichnet.
Einspritzdruck wird anschließend an den Schmelzehauptdurchgang 134 angelegt, um eine zweite Menge 200b von Vorformlingmaterial durch den ersten Schmelzedurchgang 42 und in den zweiten Schmelzeabschnitt 44, und eine dritte Menge 200c von Vorformlingmaterial durch den ersten Schmelzedurchgang 42 und in den ersten Schmelzeabschnitt 43 zu zwingen. Von da aus fließt die zweite Menge 200b von Vorformlingmaterial durch den L-förmigen ersten Übergangs-Schmelzedurchgang 122, der mit dem zweiten Schmelzeabschnitt 44 gefluchtet ist, und in den ringförmigen Durchgang 123 der Ventilbuchse 98, und die dritte Menge 200c von Vorformlingmaterial fließt durch den radialen Schmelzekanal 64, der mit dem ersten Schmelzeabschnitt 43 gefluchtet ist, und in den ringförmigen Schmelzekanal 76. Die zweite Menge 200b von Vorformlingmaterial fließt ebenfalls aus dem ringförmigen Durchgang 123 in den zentralen Schmelzekanal 78 und um den Ventilstift 100 in Richtung auf den Hohlraum 36.
Zur etwa gleichen Zeit wird Einspritzdruck an das Sperrmaterial 300 in dem zweiten Schmelzedurchgang 118 angelegt, um das Sperrmaterial durch den zweiten Schmelze- durchgang 118 und in seinen L-förmigen Abschnitt 119 zu zwingen. Von da aus fließt das Sperrmaterial 300 in den zweiten Übergangs-Schmelzedurchgang 84, durch die ringförmige Ringnut 107 und in den ringförmigen Ringkanal 106. Wie am besten in 3 gezeigt ist, fließt das Sperrmaterial 300 aus dem ringförmigen Ringkanal 106 durch die Fließöffnung 109 und in die Fließverlängerung 105. Das Sperrmaterial 300 wird danach dem Fluss der zweiten Menge 200b von Vorformlingmaterial in dem zentralen Schmelzekanal 78 zugeführt und umgibt ihn. Da die Fließöffnung 109 vorzugsweise so bemessen ist, dass sie im Wesentlichen gleich dem Unterschied zwischen den jeweiligen Durchmessern 104a, 108a der Schmelzebohrung 104 des vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 18 und der zentralen Bohrung 108 der Ventilbuchse 98 ist, unterbricht der Fluss des Sperrmaterials nicht den Fluss der zweiten Menge des Vorformlingmaterials. Dementsprechend ist der Fließdruck der zweiten Menge des Vorformlingmaterials vor der Fließverlängerung im Wesentlichen der Gleiche wie der Fließdruck der zweiten Menge des Vorformlingmaterials nach der Fließverlängerung. Da außerdem das Sperrmaterial zusammen mit der zweiten Menge 200b des Vorformlingmaterials durch den zentralen Schmelzekanal 78 fließt, wie dies am besten in 5 dargestellt ist, werden Qualitätsverlust- und Druckabfallprobleme vermieden, die durch zu große oder zu kleine Kanäle für das Sperrmaterial verursacht werden.
Zusammen fließen das Sperrmateral 300 und die zweite Menge 200b des Vorformlingmaterials durch den zentralen Schmelzekanal 78 und um den Ventilstift 110 und aus der vorderen Öffnung 75 der Futterhülse 70. Hier werden das Sperrmaterial 300 und die zweite Menge 200b des Vorformlingmaterials zusammengeführt und von der dritten Menge 200c des Vorformlingmaterials umgeben, das aus dem ringförmigen Schmelzekanal 76 fließt. An diesem Punkt sind die dritte Menge des Vorformlingmaterials 200c, das Sperrmaterial 300 und die zweite Menge 200b des Vorformlingmaterials immer noch heiß. Zusammen fließen die dritte Menge 200c des Vorformlingmaterials, das Sperrmaterial 300 und die zweite Menge 200b des Vorformlingmaterials gleichzeitig aus der vorderen Öffnung 74 der Düseneinlauf-Dichtung 73 und in die Hohlraumöffnung 38. Der gleichzeitige Fluss dieser Materialien hilft dabei, die Zyklus- oder Produktionszeit für den sich daraus ergebenden Vorformling zu reduzieren. Als Nächstes teilen die dritte Menge 200c des heißen Vorformlingmaterials, das heiße Sperrmaterial 300 und die zweite Menge 200b des heißen Vorformlingmaterials die erste Menge 200a des abgekühlten Vorformlingmaterials in dem Hohlraum 36, wie in 4C und 5 gezeigt. Einspritzdruck wird an die ersten und zweiten Schmelzedurchgänge 42, 118 angelegt, bis der Hohlraum 36 vollkommen mit Material gefüllt ist.
Wie am besten in 5 gezeigt ist, ist das Sperrmaterial 300 von den zweiten und dritten Mengen 200b, 200c von heißem Vorformlingmaterialumgeben und darin eingebettet, wenn das Sperrmaterial 300 in den Hohlraum 36 fließt. Infolgedessen isolieren die zweiten und dritten Mengen 200b, 200c von heißem Vorformlingmaterial das Sperrmaterial 300 von der Menge 200a von abgekühltem Vorformlingmaterial, das sich bereits in dem Hohlraum 36 befindet. Diese Anordnung stellt eine gleichmäßig und gleichförmig verteilte Schicht von Sperrmaterial in dem daraus resultierenden Vorformling bereit.
Außerdem, da das Sperrmaterial 300 von den zweiten und dritten Mengen 200b, 200c des heißen Vorformlingmaterials umgeben ist, wird die Verteilung und Position des Sperrmaterials 300 in dem Hohlraum in geeigneter Weise kontrolliert. Mit anderen Worten, die Verteilung und Positionierung des Sperrmaterials 300 hängt nicht allein von dem Hohlraum, dem Formkern und/oder dem abgekühlten Vorformlingmaterial ab, das bereits in dem Hohlraum vorhanden ist. Stattdessen wird die Verteilung und Positionierung des Sperrmaterials für den Hohlraum, und damit der daraus resultierende Vorformling, durch die Schmelzekanäle kontrolliert und ausgewogen, bevor das Sperrmaterial in den Hohlraum 36 eintritt. Die Position des Sperrmaterials innerhalb des Hohlraums, und damit der daraus resultierende Vorformling, kann auch durch Einstellen von Zeitabläufen, Temperatur und Druck, wie aus dem Stand der Technik bekannt, eingestellt und kontrolliert werden. Diese Anordnung gewährleistet, dass das Sperrmaterial in dem Hohlraum korrekt und ausgewogen positioniert wird und vermeidet die unausgewogene Verteilung und Positionierung des Sperrmaterials innerhalb des Hohlraums, die beispielsweise durch Fehlausrichtung oder Verschieben des Formkerns 37 verursacht werden kann.
Nachdem der Hohlraum 36 gefüllt ist, wird der Ventilstift durch den Kolbenzylinder nach vorne bewegt, um den Materialfluss und die Fluid-Verbindung zwischen dem zentralen Schmelzekanal in der vorderen Öffnung der Futterhülse zu unterbrechen, wie in 4D gezeigt. Wie in 4E gezeigt, fährt der Kolbenzylinder fort, den Ventilstift vorwärts zu bewegen, bis der Ventilstift vollständig in die vordere Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung eingeführt ist, wodurch ebenfalls Materialfluss und Fluid-Verbindung zwischen dem ringförmigen Schmelzekanal und der vorderen Öffnung der Düseneinlauf-Dichtung un terbrochen werden. Da der Ventilstift den Fluss von Material aus der Düse unterbricht, ist es nicht erforderlich, den Einspritzdruck, der auf den Vorformling bzw. das Sperrmaterial angewendet wird, auszulösen. Sobald der Hohlraum gefüllt und der Materialfluss gestoppt ist, fährt der Vorformling fort, sich abzukühlen, bis das Material ausreichend ausgehärtet ist, um aus dem Hohlraum ausgestoßen zu werden.
Als Ergebnis der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann ein Flaschen-Vorformling 170 hergestellt werden, wie in 6 gezeigt. Der Flaschen-Vorformling 170 weist ein erstes offenes Ende 171 und ein zweites geschlossenes Ende 172 auf, das vom ersten offenen Ende beabstandet ist und diesem gegenüberliegt. Vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, weist das erste offene Ende 171 Gewinde 173 auf. Der Flaschen-Vorformling 170 weist auch eine äußere Schicht 174 von Vorformlingmaterial auf, wie beispielsweise PET, eine innere Schicht 175 von Vorformlingmaterial, wie beispielsweise PET, und eine Kernschicht 176 aus Sperrmaterial, wie beispielsweise Nylon oder EVOH, zwischen den äußeren und inneren Schichten 174, 175 aus Vorformlingmaterial. Die Kernschicht 176 aus Sperrmaterial erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über den ganzen Flaschen-Vorformling 170, wie in 6 gezeigt. Jede Schicht 174, 175, 176 weist mehrere Eigenschaften auf, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Dicke, Gewicht und Prozentsatz des Gesamtvolumens ("Volumenanteil").
Durch Ändern der Zeitabläufe und/oder der Menge von Vorformling- oder Sperrmaterial können auch die Eigenschaften der äußeren, inneren und Kernschichten 174, 175, 176 geändert werden. Beispielsweise können durch Einspritzen einer größeren Menge der ersten, zweiten und/oder dritten Mengen 200a, 200b, 200c des Vorformlingmaterials in den Hohlraum 36 dickere und schwerere äußere und/oder innere Schichten 174, 175 von Vorformlingmaterial ausgebildet werden. Bei einem angenommen konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum, und damit des Flaschen-Vorformlings 170, erhöht sich der Volumenanteil des Vorformlingmaterials, während sich der Volumenanteil des Sperrmaterials 300 verringert. Andererseits kann durch Einspritzen einer größeren Menge von Sperrmaterial in den Hohlraum eine dickere und schwerere Kernschicht 176 von Sperrmaterial ausgebildet werden. Bei einem wiederum angenommenen konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum, und damit des Flaschen-Vorformlings, erhöht sich der Volumenanteil des Sperrmaterials, während sich der Volumenanteil des Vorformlingmaterials verringert.
Als ein Ergebnis der Vorrichtung und des Verfahrens der vorliegenden Erfindung kann auch ein Formverschluss hergestellt werden, wie in 7 gezeigt. Der Formverschluss kann mit der gleichen Vorrichtung und dem gleichen Verfahren wie der Flaschen-Vorformling 170 hergestellt werde, mit der Ausnahme, dass das Vorformlingmaterial (d. h. PET) vorzugsweise durch ein Formverschlussmaterial ersetzt wird, wie beispielsweise Polypropylen. Der Formverschluss 180 weist eine Basis 181 und einen ringförmigen Flansch 182 auf, der sich von der Basis aus nach außen erstreckt. Der ringförmige Flansch 182 weist eine Innenseite 183 auf, vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise, mit Gewinden 184. Der Formverschluss 180 weist auch eine äußere Schicht 185 aus Formverschlussmaterial auf, wie beispielsweise Polypropylen, eine innere Schicht 186 aus Formverschlussmaterial, wie beispielsweise Polypropylen, und eine Kernschicht 187 aus Sperrmaterial, wie beispielsweise Nylon oder EVOH, zwischen den äußeren und inneren Schichten 185, 186 aus Formverschlussmaterial. Die Kernschicht 187 aus Sperrmaterial erstreckt sich vorzugsweise im Wesentlichen über die gesamte Basis 181 des Formverschlusses 180, wie in 7 gezeigt. Jede Schicht 185, 186, 187 weist mehrere Eigenschaften auf, einschließlich, aber nicht darauf beschränkt, Dicke, Gewicht und Prozentsatz des Gesamtvolumens ("Volumenanteil").
Durch Ändern der Zeitabläufe und/oder der Menge von Formverschluss- oder Sperrmaterial können auch die Eigenschaften der äußeren, inneren und Kernschichten 185, 186, 187 geändert werden. Beispielsweise können durch Einspritzen einer größeren Menge der ersten, zweiten und/oder dritten Mengen des Formverschlussmaterials in den Hohlraum dickere und schwerere äußere und/oder innere Schichten 185, 186 von Formverschlussmaterial ausgebildet werden. Bei einem angenommen konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum, und damit des Formverschlusses 180, erhöht sich der Volumenanteil des Formverschlussmaterials, während sich der Volumenanteil des Sperrmaterials verringert. Andererseits kann durch Einspritzen einer größeren Menge von Sperrmaterial in den Hohlraum eine dickere und schwerere Kernschicht 187 von Sperrmaterial ausgebildet werden. Bei einem wiederum angenommenen konstanten Gesamtvolumen für den Hohlraum, und damit des Formverschlusses, erhöht sich der Volumenanteil des Sperrmaterials, während sich der Volumenanteil des Formverschlussmaterials verringert.
Als eine Alternative zur ventilgesteuerten Vorrichtung 5, die in den 1 bis 5 gezeigt und oben beschrieben wurde, zeigt 8 eine bevorzugte Ausführungsform eines Abschnitts einer temperaturgesteuerten Mehrfachhohlraum-Spritzgießvorrichtung 405 der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 405 ist, abgesehen von nur wenigen Ausnahmen, identisch mit der Vorrichtung 5 und arbeitet in der gleichen Weise. Um Redundanz und unnötige Wiederholung zu vermeiden, werden im Folgenden nur die Unterschiede zwischen der Vorrichtung 405 und der Vorrichtung 5 im Detail erläutert. In ähnlicher Weise werden zur einfacheren Darstellung nur einige der Komponenten der Vorrichtung 405 durch Bezugszeichen in 8 gekennzeichnet. Vorzugsweise sind die nicht gekennzeichneten Komponenten der Vorrichtung 405 mit den entsprechenden Komponenten der Vorrichtung 5 identisch. Außerdem versteht es sich, dass die Vorrichtung 405 wie die Vorrichtung 5 verwendet werden kann, um sowohl den Flaschen-Vorformling 170 und den Formverschluss 180 herzustellen, die in 6 bis 7 gezeigt und oben beschrieben wurden.
Der primäre Unterschied zwischen der Vorrichtung 405 und der Vorrichtung 5 ist derjenige, dass die Vorrichtung 405 keinen Ventilstift aufweist. Demzufolge wird die Vorrichtung 405 durch Steuern des Einspritzdrucks betätigt, der an die ersten und zweiten Schmelzedurchgänge angelegt wird, anstatt durch Steuern des Ventilstifts. Mit anderen Worten, anstatt einen Ventilstift vorwärts und rückwärts zu bewegen, um einen Fluss von Material zu unterbrechen und herzustellen, verwendet die Vorrichtung 405 Erhöhungen und Verminderungen des Einspritzdrucks zum Unterbrechen oder Herstellen des Materialflusses. Ansonsten sind der Betrieb und das Verfahren der Vorrichtung 405 die Gleichen wie der Betrieb und das Verfahren der Vorrichtung 5.
Da die Vorrichtung 405 keinen Ventilstift verwendet, sind für die Vorrichtung 405 gewisse Komponenten der Vorrichtung 5 nicht länger erforderlich. Beispielsweise weist die rückwärtige Platte 424 der Vorrichtung 405 keine Kolbenaufnahmeöffnung 150 oder einen Betätigungsmechanismus 146 auf. Desgleichen weist der rückwärtige Schmelzeverteilungs-Verteiler 494 der Vorrichtung 405 keine Buchsenbohrung 149 auf. Außerdem besitzt die Ventilbuchse 498 der Vorrichtung 405 keinen Spindelabschnitt 148, und die Ventilbuchse 498 hat eine zentrale Bohrung 508 mit nur einem Durchmesser 198a, die sich nicht an dem ringförmigen Durchgang 123 vorbei erstreckt.
9 zeigt eine Teilansicht einer anderen Ausführungsform eines vorderen Schmelzeverteilungs-Verteilers 618 der vorliegenden Erfindung. Der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 618 ist, abgesehen von wenigen Ausnahmen, identisch mit dem oben beschriebenen und in 1 und 8 gezeigten vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 und arbeitet in der gleichen Weise. Um Redundanz und unnötige Wiederholung zu vermeiden, werden im Folgenden nur die Unterschiede zwischen dem vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 618 und dem vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler 18 im Detail erläutert.
Wie in 9 gezeigt, umfasst der vordere Schmelzeverteilungs-Verteiler 618 einen Brückenabschnitt 705, einen Verteiler-Unterabschnitt 710, der von dem Brückenabschnitt 705 beabstandet ist, und eine Schmelzeverbindung 715, die den Brückenabschnitt 705 und den Verteiler-Unterabschnitt 710 verbindet. Der Brückenabschnitt 705 weist einen Brückendurchgang 707 in Verbindung mit dem Schmelzehauptdurchgang 134 der Schmelzeeinlassdüse 130 auf, der Verteiler-Unterabschnitt 710 weist einen untergeordneten Verteilerdurchgang 713 in Verbindung mit dem ersten Schmelzedurchgang 42 auf, und die Schmelzeverbindung 715 weist einen Verbindungsdurchgang 717 in Verbindung sowohl mit dem Brückendurchgang 707 und dem untergeordneten Verteilerdurchgang 713 auf. Ein Beispiel einer geeigneten Schmelzeverbindung für den Einsatz in der vorliegenden Erfindung ist im US-Patent 5,843,361 offenbart, das hier als Referenz speziell aufgenommen wird.
Ein herkömmlicher Schmelzemischer 719 (oder statischer Mischer) ist ebenfalls in dem Verbindungsdurchgang 717 positioniert, wie in 9 gezeigt. Während des Betriebs der vorliegenden Erfindung kann der Einsatz von PET für das Vorformlingmaterial eine gewisse Menge von unerwünschtem Acetaldehyd ("AA") erzeugen. Außerdem kann während des Fließens des Vorformlingmaterials oder des Sperrmaterials durch die Schmelzekanäle der Verteiler und/oder der Düse eine nicht-gleichförmige Scherspannung auftreten. Diese nicht-gleichförmige Scherspannung kann eine nicht-gleichförmige Temperaturverteilung über das Vorformling- oder Sperrmaterial erzeugen, wodurch Schwierigkeiten beim gleichförmigen Befüllen des Hohlraums 36 mit dem Vorformlingund Sperrmaterial erzeugt werden. Der Schmelzemischer 719 beschäftigt sich jedoch mit diesen Problemen und hilft, deren Auftreten zu verhindern oder deren Auswirkungen zu reduzieren. Insbesondere hilft der Schmelzemischer 719 beim Reduzieren der er zeugten Menge von AA und beim Verbessern der Temperatur-Gleichförmigkeit während des gesamten Materialflusses. Alle Schmelzemischer oder statischen Mischer, die nach dem Stand der Technik bekannt sind, können für den Einsatz mit der vorliegenden Erfindung angepasst werden. Beispiele für geeignete Schmelzemischer oder statische Mischer sind im US-Patent Nr. 4,541, 982, im US-Patent Nr. 4.965,028, im US-Patent Nr. 5,262,119 und der Anmeldung DE 3201710 des Anmelders offenbart.
Obwohl ein Schmelzemischer nur in dem Verbindungsdurchgang der Schmelzeverbindung für den vorderen Schmelzeverteilungs-Verteiler gezeigt ist, versteht es sich, dass Schmelzemischer oder statische Mischer in einer Reihe von verschiedenen Positionen in der gesamten Vorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Schmelzemischer in einem Verbindungsdurchgang einer Schmelzeverbindung für den rückwärtigen Schmelzeverteilungs-Verteiler 94 positioniert sein. Außerdem können Schmelzemischer in den Übergangs-Schmelzedurchgängen 84, 122 der Ventilbuchse 98 und/oder in dem radialen Schmelzekanal 64 der Düse 10 positioniert sein.
Die Vorrichtung und Verfahren der vorliegenden Erfindung können besonders vorteilhaft auf Vorformlinge und Formverschlüsse für Flaschen oder Behälter angewendet werden. Aus der vorherigen Beschreibung und den begleitenden Zeichnungen ist ebenso leicht ersichtlich, dass die Spritzgießvorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Verbesserung gegenüber dem aktuellen Stand der Technik sind. Beispielsweise erfordern die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung nicht mehrere Schmelze-Einlässe, -Durchgänge, -Kanäle und -Einläufe. Stattdessen verwenden die Vorrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung nur zwei Einspritzzylinder, zwei Schmelzedurchgänge und einen Einlauf zum Herstellen von dreischichtigen Vorformlingen und Formverschlüssen. Infolgedessen überwindet die vorliegende Erfindung die Nachteile, die mit den Spritzgießvorrichtungen und Verfahren nach dem aktuellen Stand der Technik verbunden sind, indem eine Mehrschicht-Spritzgießvorrichtung und ein Verfahren bereitgestellt werden, die relativ einfach und kostengünstig in der Herstellung und im Betrieb sind.
Die vorliegende Erfindung überwindet die Nachteile der Spritzgießvorrichtungen und Verfahren nach dem aktuellen Stand der Technik auch, indem das Sperrmaterial mit heißem Vorformlingmaterialumgeben wird, bevor es in den Hohlraum eingespritzt wird, wodurch ein Einspritzen des Sperrmaterials direkt auf einen abgekühlten Abschnitt von Vorformlingmaterial vermieden wird, das vorher in dem Hohlraum angeordnet wurde. Infolgedessen stellt die vorliegende Erfindung einen dreischichtigen Vorformling und Formverschluss mit einer gleichmäßiger und gleichförmiger verteilten Sperrschicht mit besseren Schutzmerkmalen bereit. Desgleichen wird die Zykluszeit für die Vorformlinge oder Formverschlüsse minimiert und nicht erhöht, da im Gegensatz zum bekannten Stand der Technik die vorliegende Erfindung das Sperrmaterial gleichzeitig mit dem es umgebenden heißen Vorformlingmaterial einspritzt, anstatt nach einem ersten Einspritzen von heißem Vorformlingmaterial in den Hohlraum.
Fachleute, an die die Erfindung gerichtet ist, können Modifizierungen vornehmen und andere Ausführungsformen unter Verwendung der Grundsätze dieser Erfindung herstellen, ohne von deren Erfindungsgedanken oder wesentlichen Merkmalen abzuweichen, insbesondere unter Berücksichtigung der vorherigen Lehren. Beispielsweise können die Gewinde des Flaschen-Vorformlings und/oder des Formverschlusses vollständig weggelassen oder durch irgendein anderes Befestigungsmerkmal ersetzt werden. Außerdem kann jede gewünschte Form und Konfiguration für den Hohlraum und den daraus resultierenden Flaschen-Vorformling und/oder Formverschluss verwendet werden, je nach Herstellungs- oder Verbraucherpräferenzen. Desgleichen können Herstellungs- und Verbraucher-Präferenzen auch die Zeitabläufe und Anzahl der Zyklen für den Betrieb der Vorrichtung und die Verfahren der vorliegenden Erfindung vorgeben. Dementsprechend sind die beschriebenen Ausführungsformen in jeder Hinsicht nur als veranschaulichend und nicht einschränkend zu betrachten, und der Umfang der Erfindung ist daher durch die Ansprüche im Anhang angegeben, und nicht durch die vorherige Beschreibung. Infolgedessen, obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, sind Modifizierungen von Struktur, Zeitablauf, Materialien und Ähnlichem für Fachleute offensichtlich, fallen jedoch immer noch in den Bereich der Erfindung.

Claims

Spritzgießvorrichtung zum Mehrschichtspritzgießen, umfassend einen zentralen Schmelzekanal (78), der durch einen Verteiler (18) und eine Düse (10) führt, einen ringförmigen Schmelzekanal (76), der radial von dem zentralen Schmelzekanal (78) beabstandet ist, einen ersten Schmelzedurchgang (42) in einem Verteiler (18), wobei der erste Schmelzedurchgang einen ersten Schmelzeabschnitt (44) aufweist, der mit dem zentralen Schmelzekanal (78) in Verbindung steht, und einen zweiten Schmelzeabschnitt (43), der in Verbindung mit dem ringförmigen Schmelzekanal (76) steht, wobei die ersten und zweiten Schmelzeabschnitte (43, 44) in den Verteiler (18) einmünden, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweiter Schmelzedurchgang (118) mit dem zentralen Schmelzekanal (78) in dem Verteiler (18) in Verbindung steht.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen ringförmigen Ringkanal (106), der den zweiten Schmelzedurchgang (118) mit dem zentralen Schmelzekanal (78) übertragend verbindet.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Hohlraum (36) zum Aufnehmen eines Flusses eines ersten Materials (200) und eines zweiten Materials (300) aus dem zentralen Schmelzekanal (78), und zum Aufnehmen eines Flusses des ersten Materials (200) aus dem ringförmigen Schmelzekanal (76).
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend ein bewegliches Ventilelement (110), das geeignet ist, den zentralen Schmelzekanal (78) abzudichten.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 4, des Weiteren umfassend das bewegliche Ventilelement (110), das auch geeignet ist, selektiv den ringförmigen Schmelzekanal (76) abzudichten.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend einen Schmelzemischer (719), der mit dem Schmelzedurchgang (42) in Verbindung steht.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend den zentralen Schmelzekanal (78), der einen ersten Abschnitt (108) für einen Fluss eines ersten Materials (200), einen zweiten Abschnitt (104) für einen Fluss des ersten Materials (200) und eines zweiten Materials (300), und eine Flussverlängerung (105) aufweist, die den ersten Abschnitt (108) und den zweiten Abschnitt (104) verbindet, wobei wenigstens ein Teil des zweiten Abschnitts (104) des zentralen Schmelzekanals (78) durch eine zentrale Bohrung (68) der Düse (10) definiert wird, wobei die Flussverlängerung (105) eine Fließöffnung (109), die stromaufwärts von der zentralen Bohrung (68) der Düse positioniert ist, und einen ringförmigen Ringkanal (106) um den zentralen Schmelzekanal (78) für den Fluss des zweiten Materials (300) aufweist, wobei der ringförmige Ringkanal (106) mit dem zentralen Schmelzekanal (78) über die Fließöffnung (109) der Flussverlängerung (105) in Verbindung steht.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der erste Abschnitt (108) des zentralen Schmelzekanals (78) einen ersten Durchmesser (108a) aufweist, und der zweite Abschnitt (104) des zentralen Schmelzekanals (78) einen zweiten Durchmesser (104a) aufweist, der größer als der erste Durchmesser (108a) ist.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend einen Hohlraum (36) zum gleichzeitigen Aufnehmen eines Flusses des ersten Materials (200) und des zweiten Materials (300) aus dem zentralen Schmelzekanal (78).
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, des Weiteren umfassend ein bewegliches Ventilelement (110), das in dem zentralen Schmelzekanal (78) positioniert ist, wobei das bewegliche Ventilelement (110) den Fluss der ersten und zweiten Materialien (200, 300) aus dem zentralen Schmelzekanal (78) absperren kann.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die ersten und zweiten Materialien (200, 300) entlang eines beweglichen Ventilelements (110) in dem zweiten Abschnitt des zentralen Schmelzekanals (78) fließen.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der zweite Abschnitt (104) des zentralen Schmelzekanals (78) einen Fluss des ersten Materials (200) und einen Fluss des zweiten Materials (300) in einer Nebeneinanderausrichtung aufrechterhält.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 1, des Weiteren umfassend den zentralen Schmelzekanal (78) für einen Fluss eines ersten Materials (200) und eines zweiten Materials (300), wobei der zentrale Schmelzekanal (78) wenigstens teilweise durch eine zentrale Bohrung (68) definiert wird, die durch die gesamte Länge einer Düse (10) verläuft, wobei der ringförmige Schmelzekanal (76) radial von der zentralen Bohrung (68) in der Düse (10) beabstandet ist für den Fluss des ersten Materials (200), und einen Hohlraum (36) zum Aufnehmen eines Flusses von dem ersten Material (200) und dem zweiten Material (300) aus der zentralen Bohrung (68), und zum Aufnehmen eines Flusses des ersten Materials (200) aus dem ringförmigen Schmelzekanal (76).
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 13, wobei das erste Material (200) und das zweite Material (300) nebeneinander durch die Länge der zentralen Bohrung (68) fließen können.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 13, des Weiteren umfassend ein bewegliches Ventilelement (110), das in der zentralen Bohrung (68) positioniert ist, wobei das bewegliche Ventilelement (110) einen Fluss von den ersten und zweiten Materialien (200, 300) aus der zentralen Bohrung (68) in den Hohlraum (36) absperren kann, wobei das bewegliche Ventilelement (110) auch einen Fluss des ersten Materials (200) aus dem ringförmigen Schmelzekanal (76) in den Hohlraum (36) absperren kann.
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 13, des Weiteren umfassend einen Schmelzemischer (719).
Spritzgießvorrichtung nach Anspruch 13, wobei der zentrale Schmelzekanal (78) einen Fluss des ersten Materials (200) und einen Fluss des zweiten Materials (300) in einer Nebeneinanderausrichtung aufrechterhalten kann.
Verfahren zum Spritzgießen von mehrschichtigen Produkten, umfassend die folgenden Schritte: Einspritzen eines ersten Materials (200) aus einem ringförmigen Schmelzekanal (76) in einen Hohlraum (36), Einspritzen des ersten Materials (200) und eines zweiten Materials (300) durch einen zentralen Schmelzekanal (78) in den Hohlraum (36), wobei der ringförmige Schmelzekanal (76) um den zentralen Schmelzekanal (78) anordnet ist, wobei der zentrale Schmelzekanal (78) durch die gesamte Länge der Düse (10) verläuft, und Einspritzen des zweiten Materials (300) in den zentralen Schmelzekanal (78) in dem Verteiler (18), das in den Fluss der ersten Materials (200) einmündet und es umgibt.
Verfahren nach Anspruch 18, des Weiteren umfassend den Schritt zum Absperren eines Flusses der ersten und zweiten Materialien (200, 300) aus dem zentralen Schmelzekanal (78) mit einem beweglichen Ventilelement (110).
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das erste Material (200) und das zweite Material (300) nebeneinander in dem zentralen Schmelzekanal (78) durch die Düse (10) hindurch aufrechterhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das erste Material (200) entweder Polyethylenterephthalat oder Polypropylen ist.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das zweite Material (300) entweder Nylon oder Ethylenvinylalkohol ist.
Verfahren zum Spritzgießen nach Anspruch 18, umfassend die folgenden Schritte: (a) Einspritzen des ersten Materials (200) in den ringförmigen Schmelzekanal (76), der von dem zentralen Schmelzekanal (78) radial beabstandet ist; (b) Absperren des zentralen Schmelzekanals (78) mit einem Ventilstift (110), um aus diesem einen Fluss in den Hohlraum (36) zu verhindern; (c) Einspritzen des ersten Materials (200) und des zweiten Materials (300) in den zentralen Schmelzekanal (78); (d) Einspritzen des ersten Materials (200) aus dem ringförmigen Schmelzekanal (76) in den Hohlraum (36); und (e) Entfernen der Ventilstifts (110) und Einspritzen des ersten Materials (200) und des zweiten Materials (300) aus dem zentralen Schmelzekanal (78) in den Hohlraum (36), wobei Schritt (d) begonnen wird, bevor Schritt (e) anfängt.
Verfahren nach Anspruch 23, des Weiteren umfassend den Schritt zum gleichzeitigen Einspritzen der ersten und zweiten Materialien (200, 300) aus dem zentralen Schmelzekanal (78) in den Hohlraum (36).
Verfahren nach Anspruch 23, des Weiteren umfassend den Schritt zum Absperren eines Flusses des ersten Materials (200) aus dem ringförmigen Schmelzekanal (76) mit dem beweglichen Ventilelement (110).
Verfahren nach Anspruch 23, wobei Schritt (d) ausgeführt wird, wenn Schritt (e) begonnen wird.