本文中公开了用于将多种聚合物材料流动流共挤入具有多个腔体的模具，以制造均具有一致覆盖率的间芯层的多个多层聚合物物品的方法和系统。在示例性方法中，在启动第二芯材进入腔体的共注射之前，对每个腔体均单独地控制进入该腔体的第一表皮材料的流量，这可以解决来自不同腔体的物品的间芯层覆盖率不一致的问题。
1.一种在使用模具的多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品期间单独地控制间层的前沿位置的方法，该方法包括：对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用多个喷嘴中的对应的喷嘴内的阀针的位置来单独地控制进入每个腔体的第一材料的流量，所述多个喷嘴中的每个喷嘴均被构造成形成三层组合聚合物塑料流动流，组合流包括由所述第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的第二材料的间流；以及对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用对应的喷嘴来将所述第二材料从所述多个喷嘴中的相应的一个喷嘴共注射入具有所述第一材料的相应腔体，由此在相应腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层，单独地控制进入所述多个腔体中的每个腔体的所述第一材料的流量单独地控制了所述多个多层物品中的每个最终的物品内的间层的前沿位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于每个腔体，均在所述第二材料的共注射之前使用所述对应的喷嘴的阀针的位置来单独地控制进入该腔体的所述第一材料的流量。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，对于每个腔体，均在所述第二材料的共注射启动之后使用所述对应的喷嘴的阀针的位置来单独地控制进入该腔体的材料的总流量。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，对于每个腔体，均基于使用该腔体先前制得的物品来确定进入该腔体的所述第一材料的流量曲线。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，基于检测到的使用所述腔体先前制得的物品的性能来自动地调整进入该腔体的所述第一材料的流量曲线。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，对于所述多个腔体中的每个腔体，均阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动，以使所述内流进入该腔体的流动停止而使所述外流进入该腔体的流动和所述间流进入该腔体的流动继续。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离所述腔体。
8.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括相对于所述第一材料进入所述多个腔体中的第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述多个腔体中的第二腔体的流动启动。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟为该腔体的表皮-芯时间延迟，并且所述方法还包括指定所述多个腔体中的第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述多个腔体中的第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
10.一种在使用模具的多个腔体来形成对应的多个多层注射成型物品期间单独地控制间层的前沿位置的方法，该方法包括：在第二材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射之前，在第一喷嘴的阀针位于第一位置的状态下，使用所述第一喷嘴将第一材料注射入所述第一腔体，所述第一喷嘴被构造成形成三层组合聚合物塑料流动流，组合流包括由所述第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的第二材料的间流；
在第二喷嘴的阀针位于与所述第一位置不同的第二位置的状态下，使用所述第二喷嘴将所述第一材料注射入所述多个腔体中的第二腔体，由此限制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的流动，所述第二喷嘴被构造成形成三层组合聚合物塑料流动流，组合流包括由所述第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的所述第二材料的间流；
使用所述第一喷嘴在注射所述第一材料的状态下将所述第二材料共注射入所述第一腔体，由此在所述第一腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层；以及使用所述第二喷嘴在注射所述第一材料的状态下将所述第二材料共注射入所述第二腔体，由此在所述第二腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层，使用位于所述第一位置的所述第一喷嘴的阀针和使用位于所述第二位置的所述第二喷嘴的阀针单独地控制在所述第一腔体中形成的最终的第一多层注射成型物品中的间层的前沿位置和在所述第二腔体中形成的最终的第二多层注射成型物品中的间层的前沿位置。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，使用所述第一喷嘴的阀针的位置来控制所述第一材料在所述第二材料进入所述第一腔体的共注射之前进入所述第一腔体的第一流量，并且使用所述第二喷嘴的阀针的位置来控制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的第二流量。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，基于使用所述第一腔体先前制得的物品来确定所述第一材料进入所述第一腔体的第一流量，并且基于使用所述第二腔体先前制得的物品来确定所述第一材料进入所述第二腔体的第二流量。
13.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，相对于所述第一材料进入所述第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述第二腔体的流动启动。
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟为该腔体的表皮-芯时间延迟，并且所述方法还包括指定所述第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
15.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的每一者，均阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动，以使所述内流的流动停止而使所述外流和所述间流的流动继续。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离对应的腔体。
17.一种用于在共注射多个多层物品期间单独地控制间层的前沿位置的系统，该系统包括：
模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的多层物品对应；
多个喷嘴，所述多个喷嘴中的每个喷嘴均与所述多个腔体中的一个腔体对应，每个喷嘴均被构造成形成三层组合聚合物流动流，所述组合聚合物流动流包括由第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的第二材料的间流，每个喷嘴均被构造成将所述第一材料注射入对应的腔体且均被构造成在仍注射所述第一材料的状态下将所述第二材料共注射入该腔体，用于在所述腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层，每个喷嘴均包括用于控制被注射入对应的腔体的材料的流量的流量控制装置；以及处理器，其被编程为对于每个腔体，在所述第二材料进入所述腔体的共注射之前，均使用对应的喷嘴的流量控制装置来单独地控制进入该腔体的所述第一材料的流量，使用所述流量控制装置单独地控制进入每个腔体的所述第一材料的流量单独地控制了所述多个多层物品中的每个最终的多层物品的间层的前沿位置。
18.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述处理器还被编程为对于每个腔体，在所述第二材料的共注射启动之后，均使用所述对应的喷嘴的流量控制装置来单独地控制进入该腔体的材料的总流量。
19.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述流量控制装置包括用于每个喷嘴的所述喷嘴的阀针，并且对于每个腔体，均使用所述流量控制装置来单独地控制所述第一材料的流量包括在所述第一材料的注射期间控制用于每个喷嘴的阀针的位置。
20.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，对于每个腔体，均基于使用该腔体先前制得的物品来确定进入该腔体的所述第一材料的流量。
21.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，每个喷嘴均被构造成在所述第二材料的共注射期间形成所述第一材料的外流、所述第一材料的内流和所述第二材料的间流，并且所述处理器还被构造成阻挡所述第一材料的内流在对应的喷嘴内的流动，以使所述内流进入所述腔体的流动停止而使所述外流进入该腔体的流动和所述间流进入该腔体的流动继续。
22.根据权利要求21所述的系统，其特征在于，阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离所述腔体。
23.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述处理器还被编程为相对于所述第一材料进入所述多个腔体中的第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述多个腔体中的第二腔体的流动启动。
24.根据权利要求17所述的系统，其特征在于，所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟为该腔体的表皮-芯时间延迟，并且所述处理器还被编程为指定所述多个腔体中的第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述多个腔体中的第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
25.一种用于在共注射多个多层物品期间单独地控制间层的前沿位置的系统，该系统包括：
模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的多层物品对应；
多个喷嘴，所述多个喷嘴中的每个喷嘴均与所述多个腔体中的一个腔体对应，每个喷嘴均被构造成形成三层组合聚合物流动流，所述组合聚合物流动流包括由第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的第二材料的间流，每个喷嘴均被构造成将所述第一材料注射入对应的腔体且均被构造成在注射所述第一材料的状态下将所述第二材料共注射入该腔体，用于在每个腔体中均形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层，每个喷嘴均包括流动控制装置，所述流动控制装置包括用于控制被注射入对应的腔体的材料的流量的阀针；以及处理器，其被编程为：
在第二材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射之前，在第一喷嘴的阀针位于第一位置的状态下，使用所述第一喷嘴将第一材料注射入所述第一腔体；
在第二喷嘴的阀针位于与所述第一位置不同的第二位置的状态下，使用所述第二喷嘴将所述第一材料注射入所述多个腔体中的第二腔体，由此限制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的流动；
使用所述第一喷嘴将所述第二材料共注射入所述第一腔体，由此在所述第一腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层；和使用所述第二喷嘴将所述第二材料共注射入所述第二腔体，由此在所述第二腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层，使用位于所述第一位置的所述第一喷嘴的阀针和使用位于所述第二位置的所述第二喷嘴的阀针单独地控制在所述第一腔体中形成的最终的第一多层物品中的间层的前沿位置和单独地控制在所述第二腔体中形成的最终的第二多层物品中的间层的前沿位置。
26.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述处理器还被编程为相对于所述第一材料进入所述第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述第二腔体的流动启动。
27.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟为该腔体的表皮-芯时间延迟，并且所述处理器还被编程为指定所述第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
28.根据权利要求25所述的系统，其特征在于，所述处理器还被编程为对于所述多个喷嘴中的每一个喷嘴，均阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动，以使所述内流的流动停止而使所述外流和所述间流的流动继续。
29.根据权利要求28所述的系统，其特征在于，对于每个喷嘴，均阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离对应的腔体。
30.一种非瞬时计算机可读介质，该非瞬时计算机可读介质储存用于使用系统制造多个共注射成型的多层的物品的计算机能够执行的指令，该系统包括限定对应的多个腔体的模具且包括多个喷嘴，所述指令为用于在使用所述模具的多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品期间单独地控制间层的前沿位置的指令，该指令包括用于如下的指令：用于对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用所述多个喷嘴中的对应的喷嘴来单独地控制进入每个腔体的第一材料的流量的指令，其中所述多个喷嘴中的每个喷嘴均被构造成形成三层组合聚合物塑料流动流，组合流包括由所述第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的第二材料的间流；以及用于对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用对应的喷嘴来将所述第二材料从所述多个喷嘴中的相应的一个喷嘴共注射入具有所述第一材料的相应腔体，由此在相应腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层的指令，其中单独地控制进入所述多个腔体中的每个腔体的所述第一材料的流量单独地控制了所述多个多层物品中的每个最终的物品内的间层的前沿位置。
31.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，对于每个腔体，均在所述第二材料的共注射之前使用所述对应的喷嘴的来单独地控制进入该腔体的所述第一材料的流量。
32.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述指令还包括用于对于每个腔体，均在所述第二材料的共注射启动之后使用所述对应的喷嘴来单独地控制进入该腔体的材料的总流量的指令。
33.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，对于每个腔体，单独地控制进入该腔体的所述第一材料的流量包括在所述第一材料的注射期间控制所述对应的喷嘴的阀针的位置。
34.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，对于每个腔体，均基于使用该腔体先前制得的物品来确定进入该腔体的所述第一材料的流量。
35.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述指令还包括用于如下的指令：用于对于所述多个腔体中的每个腔体，均阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动，以使所述内流进入该腔体的流动停止而使所述外流进入该腔体的流动和所述间流进入该腔体的流动继续的指令。
36.根据权利要求35所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离所述腔体。
37.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述指令还包括相对于所述第一材料进入所述多个腔体中的第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述多个腔体中的第二腔体的流动启动。
38.根据权利要求30所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟为该腔体的表皮-芯时间延迟，并且所述指令还包括用于指定所述多个腔体中的第一腔体的第一表皮-芯时间延迟的指令和用于指定所述多个腔体中的第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟的指令。
39.一种非瞬时计算机可读介质，该非瞬时计算机可读介质储存用于使用系统制造多个共注射成型的多层的物品的计算机能够执行的指令，该系统包括限定对应的多个腔体的模具且包括多个喷嘴，所述指令为用于在使用所述模具的多个腔体来形成对应的多个多层注射成型物品期间单独地控制间层的前沿位置的指令，该指令包括用于如下的指令：用于在第二材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射之前，在第一喷嘴的阀针位于第一位置的状态下，使用所述第一喷嘴将第一材料注射入所述第一腔体的指令，其中所述第一喷嘴被构造成形成三层组合聚合物塑料流动流，组合流包括由所述第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的第二材料的间流；
用于在第二喷嘴的阀针位于与所述第一位置不同的第二位置的状态下，使用所述第二喷嘴将所述第一材料注射入所述多个腔体中的第二腔体，由此限制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的流动的指令，其中所述第二喷嘴被构造成形成三层组合聚合物塑料流动流，组合流包括由所述第一材料的内流和所述第一材料的外流包围的所述第二材料的间流；
用于使用所述第一喷嘴在注射所述第一材料的状态下将所述第二材料共注射入所述第一腔体，由此在所述第一腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层的指令；以及用于使用所述第二喷嘴在注射所述第一材料的状态下将所述第二材料共注射入所述第二腔体，由此在所述第二腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层的指令，其中使用位于所述第一位置的所述第一喷嘴的阀针和使用位于所述第二位置的所述第二喷嘴的阀针单独地控制在所述第一腔体中形成的最终的第一多层注射成型物品中的间层的前沿位置和在所述第二腔体中形成的最终的第二多层注射成型物品中的间层的前沿位置。
40.根据权利要求39所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，使用所述第一喷嘴的阀针的位置来控制所述第一材料在所述第二材料进入所述第一腔体的共注射之前进入所述第一腔体的第一流量，并且使用所述第二喷嘴的阀针的位置来控制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的第二流量。
41.根据权利要求40所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，基于使用所述第一腔体先前制得的物品来确定所述第一材料进入所述第一腔体的第一流量，并且基于使用所述第二腔体先前制得的物品来确定所述第一材料进入所述第二腔体的第二流量。
42.根据权利要求39或40所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述指令还包括用于如下的指令：用于相对于所述第一材料进入所述第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述第二腔体的流动启动的指令。
43.根据权利要求39或40所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟为该腔体的表皮-芯时间延迟，并且所述指令还包括用于指定所述第一腔体的第一表皮-芯时间延迟的指令和用于指定所述第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟的指令。
44.根据权利要求39或40所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述指令还包括用于如下的指令：用于对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的每一者，均阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动，以使所述内流的流动停止而使所述外流和所述间流的流动继续的指令。
45.根据权利要求44所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离对应的腔体。
46.一种在使用多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品期间单独地控制间层的前沿位置的方法，该方法包括：
在第一时间，启动第一聚合物材料从第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动；
在第二时间，启动所述第一聚合物材料从第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动；
在相对于所述第一时间的第一指定时间延迟之后，在所述第一聚合物材料的流动期间，将第二聚合物材料共注射入所述多个腔体中的第一腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层；以及在相对于所述第一时间和所述第二时间中的一者的第二指定时间延迟之后，在所述第一聚合物材料的流动期间，将第二聚合物材料共注射入所述多个腔体中的第二腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层，其中所述第二指定时间延迟与所述第一指定时间延迟不同，并且所述第一指定时间延迟和所述第二指定时间延迟分别单独地控制在所述第一腔体和所述第二腔体中形成的最终的多层物品中的间层的前沿位置。
47.根据权利要求46所述的方法，其特征在于，在所述第一时间启动所述第一聚合物材料从所述第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动包括在所述第一时间，移位所述第一喷嘴的第一阀针，并且在所述第二时间启动所述第一聚合物材料从所述第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动包括在所述第二时间处，移位所述第二喷嘴的第二阀针。
48.根据权利要求46或47所述的方法，其特征在于，所述第一时间与所述第二时间不同并且所述第二指定时间延迟为相对于所述第二时间的延迟。
49.根据权利要求48所述的方法，其特征在于，所述第二聚合物材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射与所述第二聚合物材料进入所述多个腔体中的第二腔体的共注射同时发生。
50.根据权利要求46或47所述的方法，其特征在于，所述第一时间与所述第二时间相同，所述第二指定时间延迟为相对于所述第一时间的延迟，并且所述第一指定时间延迟与所述第二指定时间延迟不同。
51.根据权利要求46或47所述的方法，其特征在于，通过在所述第一腔体中先前形成的第一物品来确定所述第一指定时间延迟，通过在所述第二腔体中先前形成的第二物品来确定所述第二指定时间延迟。
52.一种用于在共注射多个多层塑料物品期间单独地控制间层的前沿位置的系统，该系统包括：
模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的多层塑料物品对应；
多个喷嘴组件，所述多个喷嘴组件中的每个喷嘴组件均与所述多个腔体中的一个腔体对应，每个喷嘴组件均被构造成将第一材料注射入对应的腔体且均被构造成在注射所述第一材料的状态下将第二材料共注射入该腔体，用于在该腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层，每个喷嘴均包括能够使得所述第一材料流动进入所述对应的腔体的流动启动装置；以及处理器，其被编程为单独地控制每个流动启动装置，用于在与启动所述多个腔体中的另一腔体内的流动的时间不同的时间启动所述多个腔体中的至少一个腔体内的流动，并且单独地控制每个流动启动装置的启动时间，以便单独地控制多个多层物品中的每个最终的多层物品中的间层的前沿位置。
53.根据权利要求52所述的系统，其特征在于，每个流动启动装置均包括与所述多个喷嘴组件中的一个喷嘴组件相关联且与所述多个腔体中的对应一个腔体相关联的阀针。
54.一种用于在共注射多个多层塑料物品期间单独地控制间层的前沿位置的系统，该系统包括：
模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的多层塑料物品对应；
多个喷嘴组件，所述多个喷嘴组件中的每个喷嘴组件均与所述多个腔体中的一个腔体对应，每个喷嘴组件均被构造成将第一材料注射入对应的腔体且均被构造成在注射所述第一材料的状态下将第二材料共注射入该腔体，用于在该腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层；以及共注射控制器，其被构造成执行如下指令：
用于在第一时间，启动所述第一材料从第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动的指令；
用于在第二时间，启动所述第一材料从第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动的指令；
用于在相对于所述第一时间的第一指定时间延迟之后，在所述第一材料进入所述第一腔体的流动期间，将所述第二材料共注射入所述多个腔体中的第一腔体的指令；以及用于在相对于所述第一时间和所述第二时间中的一者的第二指定时间延迟之后，在所述第一材料进入所述第二腔体的流动期间，将所述第二材料共注射入所述多个腔体中的第二腔体的指令，其中所述第二指定时间延迟与所述第一指定时间延迟不同，并且所述第一指定时间延迟和所述第二指定时间延迟分别单独地控制在所述第一腔体和所述第二腔体中形成的最终的多层物品中的间层的前沿位置。
55.根据权利要求54所述的系统，其特征在于，在所述第一时间启动所述第一材料从所述第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动包括在所述第一时间，移位所述第一喷嘴的第一阀针，并且在所述第二时间启动所述第一材料从所述第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动包括在所述第二时间，移位所述第二喷嘴的第二阀针。
56.根据权利要求54或55所述的系统，其特征在于，所述第一时间与所述第二时间不同并且所述第二指定时间延迟为相对于所述第二时间的延迟。
57.根据权利要求56所述的系统，其特征在于，所述第二材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射与所述第二材料进入所述多个腔体中的第二腔体的共注射同时发生。
58.根据权利要求54或55所述的系统，其特征在于，所述第一时间与所述第二时间相同，所述第二指定时间延迟为相对于所述第一时间的延迟，并且所述第一指定时间延迟与所述第二指定时间延迟不同。
59.根据权利要求54或55所述的系统，其特征在于，通过在所述第一腔体中先前形成的第一物品来确定所述第一指定时间延迟，通过在所述第二腔体中先前形成的第二物品来确定所述第二指定时间延迟。
60.一种非瞬时计算机可读介质，该非瞬时计算机可读介质储存用于使用系统制造共注射成型的塑料物品的计算机能够执行的指令，该系统包括限定多个腔体的模具且包括多个喷嘴组件，所述指令为用于在使用多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品期间单独地控制间层的前沿位置的指令，该指令包括用于如下的指令：用于在第一时间处，启动第一聚合物材料从第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动的指令；
用于在第二时间处，启动所述第一聚合物材料从第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动的指令；
用于在相对于所述第一时间的第一指定时间延迟之后，在所述第一聚合物材料的流动期间，将第二聚合物材料共注射入所述多个腔体中的第一腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层的指令；以及用于在相对于所述第一时间和所述第二时间中的一者的第二指定时间延迟之后，在所述第一聚合物材料的流动期间，将所述第二聚合物材料共注射入所述多个腔体中的第二腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层，其中所述第二指定时间延迟与所述第一指定时间延迟不同的指令，并且所述第一指定时间延迟和所述第二指定时间延迟分别单独地控制在所述第一腔体和所述第二腔体中形成的最终的多层物品中的间层的前沿位置。
61.根据权利要求60所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，在所述第一时间处启动所述第一聚合物材料从所述第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动包括在所述第一时间处，移位所述第一喷嘴的第一阀针，并且在所述第二时间处启动所述第一聚合物材料从所述第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动包括在所述第二时间处，移位所述第二喷嘴的第二阀针。
62.根据权利要求60或61所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述第一时间与所述第二时间不同并且所述第二指定时间延迟为相对于所述第二时间的延迟。
63.根据权利要求60所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述第二聚合物材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射与所述第二聚合物材料进入所述多个腔体中的第二腔体的共注射同时发生。
64.根据权利要求60或61所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，所述第一时间与所述第二时间相同，所述第二指定时间延迟为相对于所述第一时间的延迟，并且所述第一指定时间延迟与所述第二指定时间延迟不同。
65.根据权利要求60或61所述的非瞬时计算机可读介质，其特征在于，通过在所述第一腔体中先前形成的第一物品来确定所述第一指定时间延迟，通过在所述第二腔体中先前形成的第二物品来确定所述第二指定时间延迟。
用于共注射成型的单腔流动控制方法和系统
[0001] 相关申请
[0002] 本申请基于35 U.S.C.§119(e)要求于2013年3月14日递交的美国临时专利申请No.61/785,964的优先权，通过引用将该临时专利申请的全部内容并入本文。
技术领域
[0003] 示例性实施方式涉及通过在具有多个腔体的模具中注射成型来形成多层塑料物品(诸如用于收纳食品、饮品、药品和保健品和隐形眼镜(contact lens)等的容器)的方法和系统。特别地，示例性实施方式涉及利用控制流入各腔体的时机来共注射成型多层塑料物品的方法和系统。
背景技术
[0004] 通常将多层塑料物品用作收纳食品、饮品、药物和保健品的容器。一些多层塑料物品一般由诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚丙烯(PP)等的材料制成。由PET和PP制成的物品抵抗环境降解，并且相当耐久、水密和制造成本低。然而，诸如PET和PP等的塑料材料是可透气体(例如，氧气、氮气等)的。对于不期望具有透气性的应用，例如，用于食品产品、药品和在暴露于气体时降解的产品的容器，PET或PP的塑料物品可以包括位于PET或PP的表皮层之间的诸如乙烯-乙烯醇(EVOH)等的阻隔材料或气体清除材料的间层。
[0005] 多层塑料物品的通常构造包括基本上所有边均被形成内层和外层的其它材料围绕的间层或“芯”层。例如，参见均转让于考泰克公司的美国专利No.5,914,138和No.6,187,241。通过引用将这两件专利的公开内容并入本文。例如，间(芯)层可以由EVOH形成，包括内层和外层的围绕塑料层可以由PET或PP形成。该结构产生三明治结构，在该三明治结构中，内层(例如，PET)和外层(例如，PET)形成物品的外表面和内表面，间层(芯层)(例如，EVOH)夹在内层和外层之间。
[0006] 例如，用于气体阻隔容器的共注射应用中的芯层(例如，阻隔层)的位置是实现容器的气体阻隔性能的关键。如果阻隔层所处位置过低，则容器将会在侧壁中具有未阻隔覆盖的区域，这会导致在局部区域中透过大量气体。如果阻隔层过高，则存在阻隔材料将突破表皮流前沿并终止于部件的外侧面的风险，这是不期望的。
[0007] 可以使用具有多个腔体的模具来共注射成型多层塑料物品(例如具有一种材料的内层和外层及另一种材料的一层或多层的间层的物品)。当对具有间层(芯层)和围绕的内层和外层(表皮层)的多层材料进行共注射成型时，在向该流添加芯材之前，进入腔体的共注射流必须初始地含有表皮材料。这是因为，流的包括芯材的中央比该流的包括表皮材料的与腔体壁接触的边缘或侧边流动得快。表皮材料需要“领先”，使得芯材在注射结束之前不会到达表皮材料的流动前沿(这可以在物品的外侧沉淀芯材)。然而，如果给予表皮材料的“领先”过大，则芯材的流动前沿在注射期间基本上无法追上表皮材料的流动前沿，而在物品的末端留下没有任何芯层的显著的部分。
[0008] 通常，共注射控制系统被构造成同时启动表皮材料从喷嘴进入腔体的流动，并且向同时流至所有腔体的所有流同时添加芯材。在一些系统中，选择表皮材料的流动启动和芯材的添加之间的时间延迟，使得芯流前沿在注射期间将几乎追上而不穿过或突破表皮流前沿。在被构造用于使间芯层折回(fold over)的系统中，选择表皮材料的流动启动和芯材的添加之间的时间延迟，以便使芯流前沿将在不突破表皮流前沿的情况下追上表皮流前沿并折回。
[0009] 适用于在相对厚的多层物品(例如，壁厚大于3mm的物品)中控制材料的定位和质量的在传统上已知的注射成型技术包括热平衡流动技术和射出罐技术。在采用用于制造相对厚的多层物品的热平衡技术的系统中，为了在开始注射芯材之前实现进入每个腔体的期望的流量和流入每个腔体的表皮材料的体积，通过控制引向特定腔体的表皮材料流路相对于引向其余腔体的表皮材料流路的温度，来控制芯材和表皮材料进入腔体的引入量和引入时机。相比之下，在采用用于制造相对厚壁的物品的射出罐技术的系统中，使用射出罐来确定被该特定的射出罐供应的各腔体或腔体组所供入的芯材和表皮材料的体积。在采用射出罐的用于相对厚壁物品的注射成型设备中，一个或多个表皮射出罐中的体积行程将会改变一个或多个腔体中的前沿位置，并且所有表皮射出罐中的体积行程的变化将会改变所有腔体中的位置。
发明内容
[0010] 本文所述的示例性实施方式包括，但不限于用于控制在相同模具的不同腔体内形成的多层薄壁注射成型物品中的间层覆盖率的方法、系统以及非瞬时计算机可读介质。
[0011] 例如，一个实施方式包括一种使用模具的多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品的方法。该方法包括：对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用多个喷嘴中的对应的喷嘴内的阀针的位置来单独地控制进入该腔体的第一材料的流量。该方法还包括对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用对应的喷嘴来将第二材料共注射入该腔体，由此在该腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。
[0012] 在一些实施方式中，对于每个腔体，均在所述第二材料的共注射之前使用所述对应的喷嘴的阀针的位置来单独地控制进入该腔体的所述第一材料的流量。在一些实施方式中，所述方法还包括，对于每个腔体，均在所述第二材料的共注射启动之后使用所述对应的喷嘴的阀针的位置来单独地控制进入该腔体的材料的总流量。
[0013] 在一些实施方式中，对于每个腔体，均基于使用该腔体先前制得的物品来确定进入该腔体的所述第一材料的流量-时间函数曲线。在一些实施方式中，基于检测到的使用所述腔体先前制得的物品的性能来自动地调整进入该腔体的所述第一材料的流量曲线。
[0014] 在一些实施方式中，在所述第二材料的共注射期间，每个喷嘴均形成所述第一材料的外流、所述第一材料的内流和所述第二材料的间流，并且所述方法还可以包括，对于所述多个腔体中的每个腔体，均阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动，以使所述内流进入该腔体的流动停止而使所述外流进入该腔体的流动和所述间流进入该腔体的流动继续。在一些实施方式中，阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离所述腔体。
[0015] 在一些实施方式中，所述方法还包括相对于所述第一材料进入所述多个腔体中的第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述多个腔体中的第二腔体的流动启动。所述第一材料进入腔体的流动启动与所述第二材料进入该腔体的共注射启动之间的时间延迟可以被描述为该腔体的表皮-芯时间延迟。在一些实施方式中，所述方法还包括指定所述多个腔体中的第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述多个腔体中的第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
[0016] 在一些实施方式中，所述方法单独地控制所述多个多层物品中的每个物品内的间层的前沿位置。
[0017] 另一实施方式是使用模具的多个腔体来形成对应的多个多层注射成型物品的方法。该方法包括：在第二材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射之前，在第一喷嘴的阀针位于第一位置的状态下，使用所述第一喷嘴将第一材料注射入所述第一腔体。该方法还包括在第二喷嘴的阀针位于与所述第一位置不同的第二位置的状态下，使用所述第二喷嘴将所述第一材料注射入所述多个腔体中的第二腔体，由此限制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的流动。该方法包括使用所述第一喷嘴将所述第二材料共注射入所述第一腔体，由此在所述第一腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。该方法还包括使用所述第二喷嘴将所述第二材料共注射入所述第二腔体，由此在所述第二腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。
[0018] 在一些实施方式中，使用所述第一喷嘴的阀针的位置来控制所述第一材料在所述第二材料进入所述第一腔体的共注射之前进入所述第一腔体的第一流量。在一些实施方式中，使用所述第二喷嘴的阀针的位置来控制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的第二流量。
[0019] 在一些实施方式中，基于使用所述第一腔体先前制得的物品来确定所述第一材料进入所述第一腔体的第一流量，并且基于使用所述第二腔体先前制得的物品来确定所述第一材料进入所述第二腔体的第二流量。
[0020] 另一实施方式包括一种用于共注射多层物品的系统。该系统包括：模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的多层物品对应。该系统还包括多个喷嘴，所述多个喷嘴中的每个喷嘴均与所述多个腔体中的一个腔体对应。每个喷嘴均被构造成将第一材料注射入对应的腔体且均被构造成将第二材料共注射入该腔体，用于在每个腔体中均形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。每个喷嘴均包括用于控制被注射入所述腔体的材料的流量的流量控制装置。该系统还包括处理器，其被编程为对于每个腔体，在所述第二材料进入所述腔体的共注射之前，均使用对应的喷嘴的流量控制装置来单独地控制进入该腔体的所述第一材料的流量。
[0021] 在一些实施方式中，所述处理器还被编程为对于每个腔体，在所述第二材料的共注射启动之后，均使用所述对应的喷嘴的流量控制装置来单独地控制进入该腔体的材料的总流量。在一些实施方式中，所述流量控制装置包括用于每个喷嘴的所述喷嘴的阀针。在一些实施方式中，对于每个腔体，均使用所述流量控制装置来单独地控制所述第一材料的流量包括在所述第一材料的注射期间控制用于每个喷嘴的阀针的位置。
[0022] 在一些实施方式中，对于每个腔体，均基于使用该腔体先前制得的物品来确定进入该腔体的所述第一材料的流量。在一些实施方式中，所述处理器还被构造成阻挡所述第一材料的内流在对应的喷嘴内的流动，以使所述内流进入所述腔体的流动停止而使所述外流进入该腔体的流动和所述间流进入该腔体的流动继续。阻挡所述第一材料的内流在所述对应的喷嘴内的流动可以包括使该喷嘴的阀针退避远离所述腔体。
[0023] 在一些实施方式中，所述处理器还被编程为相对于所述第一材料进入所述多个腔体中的第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述多个腔体中的第二腔体的流动启动。在一些实施方式中，所述处理器还被编程为指定所述多个腔体中的第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述多个腔体中的第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
[0024] 其它实施方式包括一种用于共注射多层物品的系统。该系统包括：模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的多层物品对应。该系统还包括多个喷嘴，所述多个喷嘴中的每个喷嘴均与所述多个腔体中的一个腔体对应。每个喷嘴均可以被构造成将第一材料注射入对应的腔体且均被构造成将第二材料共注射入该腔体，用于在每个腔体中均形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。在一些实施方式中，每个喷嘴均包括用于控制被注射入所述腔体的材料的流量的阀针。该系统还包括处理器，其被编程为：在第二材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射之前，在第一喷嘴的阀针位于第一位置的状态下，使用所述第一喷嘴将第一材料注射入所述第一腔体。所述处理器还被编程为在第二喷嘴的阀针位于与所述第一位置不同的第二位置的状态下，使用所述第二喷嘴将所述第一材料注射入所述多个腔体中的第二腔体，由此限制所述第一材料在所述第二材料进入所述第二腔体的共注射之前进入所述第二腔体的流动。所述处理器被编程为使用所述第一喷嘴将所述第二材料共注射入所述第一腔体，由此在所述第一腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。所述处理器还被编程为使用所述第二喷嘴将所述第二材料共注射入所述第二腔体，由此在所述第二腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。
[0025] 在一些实施方式中，所述处理器还被编程为相对于所述第一材料进入所述第一腔体的流动启动延迟所述第一材料进入所述第二腔体的流动启动。在一些实施方式中，所述系统还被编程为指定所述第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定所述第二腔体的与所述第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟。
[0026] 在一些实施方式中，所述处理器被编程为对于所述第一喷嘴和所述第二喷嘴中的每一者，均阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动，以使所述内流的流动停止而使所述外流和所述间流的流动继续。在一些实施方式中，阻挡所述第一材料的内流在喷嘴内的流动包括使该喷嘴的阀针退避远离对应的腔体。
[0027] 另一实施方式包括一种非瞬时计算机可读介质，该非瞬时计算机可读介质储存用于使用系统制造多个共注射成型的多层的物品的计算机能够执行的指令，该系统包括限定对应的多个腔体的模具且包括多个喷嘴。该指令包括用于如下的指令：用于对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用所述多个喷嘴中的对应的喷嘴来单独地控制进入该腔体的第一材料的流量的指令。该指令还包括用于对于所述多个腔体中的每个腔体，均使用对应的喷嘴来将第二材料共注射入该腔体，由此在该腔体中形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层的指令。
[0028] 一实施方式包括一种使用多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品的方法。该方法包括：在第一时间，启动第一聚合物材料从第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动。所述方法还包括在第二时间，启动所述第一聚合物材料从第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动。所述方法包括在相对于所述第一时间的第一指定时间延迟之后，将第二聚合物材料共注射入所述多个腔体中的第一腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层。所述方法还包括在相对于所述第一时间的第二指定时间延迟之后，将第二聚合物材料共注射入所述多个腔体中的第二腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层，其中所述第二指定时间延迟与所述第一指定时间延迟不同。
[0029] 在一些实施方式中，在所述第一时间启动所述第一聚合物材料从所述第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动包括在所述第一时间，移位所述第一喷嘴的第一阀针，并且在所述第二时间启动所述第一聚合物材料从所述第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动包括在所述第二时间处，移位所述第二喷嘴的第二阀针。
[0030] 在一些实施方式中，所述第一时间可以与所述第二时间不同。在一些实施方式中，所述第二聚合物材料进入所述多个腔体中的第一腔体的共注射与所述第二聚合物材料进入所述多个腔体中的第二腔体的共注射同时发生。在一些实施方式中，所述第一时间与所述第二时间相同。在一些实施方式中，通过在所述第一腔体中先前形成的第一物品来确定所述第一指定时间延迟，通过在所述第二腔体中先前形成的第二物品来确定所述第二指定时间延迟。
[0031] 另一实施方式包括一种用于共注射多层塑料物品的系统。该系统包括：模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的塑料物品对应。该系统还包括多个喷嘴组件，所述多个喷嘴组件中的每个喷嘴组件均与所述多个腔体中的一个腔体对应。每个喷嘴组件均被构造成将第一材料注射入对应的腔体且均被构造成将第二材料共注射入该腔体，用于在每个腔体中均形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。每个喷嘴组件均包括能够使得所述第一材料流动进入所述对应的腔体的流动启动装置。所述系统还包括处理器，其被编程为单独地控制每个流动启动装置，用于在与启动所述多个腔体中的另一腔体内的流动时间不同的时间启动所述多个腔体中的至少一个腔体内的流动。在一些实施方式中，每个流动启动装置均包括与所述多个喷嘴组件中的一个喷嘴组件相关联且与所述多个腔体中的对应一个腔体相关联的阀针。
[0032] 另一实施方式包括一种用于共注射多层塑料物品的系统。该系统包括：模具，其限定多个腔体，每个腔体均与最终的塑料物品对应。还系统还包括多个喷嘴组件，所述多个喷嘴组件中的每个喷嘴组件均与所述多个腔体中的一个腔体对应。每个喷嘴组件均被构造成将第一材料注射入对应的腔体且均被构造成将第二材料共注射入该腔体，用于在每个腔体中均形成位于所述第一材料的内层与所述第一材料的外层之间的所述第二材料的间层。所述系统还包括共注射控制器，其被构造成执行指令。指令为用于在第一时间，启动所述第一材料从第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动的指令。所述控制器还被构造成执行用于在第二时间，启动所述第一材料从第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动的指令。所述控制器还被构造成执行用于在相对于所述第一时间的第一指定时间延迟之后，将所述第二材料共注射入所述多个腔体中的第一腔体的指令。所述控制器还被构造成执行用于在相对于所述第一时间的第二指定时间延迟之后，将所述第二材料共注射入所述多个腔体中的第二腔体的指令，其中所述第二指定时间延迟与所述第一指定时间延迟不同。
[0033] 另一实施方式包括一种非瞬时计算机可读介质，该非瞬时计算机可读介质储存用于使用系统制造共注射成型的塑料物品的计算机能够执行的指令，该系统包括限定多个腔体的模具且包括多个喷嘴组件。该指令包括用于如下的指令：用于在第一时间处，启动第一材料从第一喷嘴进入所述多个腔体中的第一腔体的流动的指令。该指令还包括用于在第二时间处，启动所述第一材料从第二喷嘴进入所述多个腔体中的第二腔体的流动的指令。该指令包括用于在相对于所述第一时间的第一指定时间延迟之后，将第二材料共注射入所述多个腔体中的第一腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层的指令。该指令还包括用于在相对于所述第一时间的第二指定时间延迟之后，将所述第二材料共注射入所述多个腔体中的第二腔体，以形成位于所述第一聚合物材料的内层与所述第一聚合物材料的外层之间的所述第二聚合物材料的间层，其中所述第二指定时间延迟与所述第一指定时间延迟不同的指令。
[0034] 一些实施方式包括一种非瞬时计算机可读介质，该非瞬时计算机可读介质储存用于根据本文所述的任一方法来制造多个共注射成型多层物品的计算机能够执行的指令。
附图说明
[0035] 附图意在示出本文所教示的教导，而不意在显示相对尺寸和大小或者限制示例或实施方式的范围。在附图中，遍及附图使用相同的附图标记来指代类似的特征和具有类似功能的部件。
[0036] 图1示意性地描绘出沿着流过热流道和用于厚壁物品的模腔的PET的流路的压力-距离函数的示例图，以及沿着流过热流道和用于薄壁物品的模腔的PP的流路的压力-距离函数的示例图。
[0037] 图2示意性地描绘出沿着流过热流道系统和用于薄壁物品的模腔的作为间表皮层的EVOH材料的流路的压力-距离函数的示例图。
[0038] 图3是根据一些实施方式的用于制造多层成型塑料物品的共注射(co-injection)成型系统的示意性截面图。
[0039] 图4示意性地描绘出适用于实施本文所教导的一些实施方式的示例性喷嘴组件。
[0040] 图5是在刚要启动第二材料的共注射之前的多个腔体的示意性截面图。
[0041] 图6是在完成注射时的多个腔体的示意性截面图，该图示出了腔体与腔体之间的不同的芯层覆盖率。
[0042] 图7包括根据一些实施方式的方法的示意性时间轴。
[0043] 图8包括根据一些实施方式的另一方法的示意性时间轴。
[0044] 图9是与图5的方法对应的用于形成多层物品的流程图。
[0045] 图10是与图6的方法对应的用于形成多层物品的流程图。
[0046] 图11示意性地描绘出根据一些实施方式的包括阀针的喷嘴的端部，该阀针包括具有第一直径的近端部、具有第二直径的中间部以及具有第三直径的远端部。
[0047] 图12示意性地描绘出在喷嘴的阀针处于阻挡材料进入腔体的流动的位置的状态下的图9的喷嘴和对应的模具的腔体。
[0048] 图13示意性地描绘出在阀针处于用于限制第一材料在第二材料的共注射之前的流动的第一部分退避位置的状态下的喷嘴和对应的腔体。
[0049] 图14示意性地描绘出在阀针处于用于促进第一材料在第二材料的共注射之前的流动的第二部分退避位置的状态下的喷嘴和对应的腔体。
[0050] 图15示意性地描绘出在阀针处于用于促进第一材料和共注射的第二材料的流动的第二部分退避位置的状态下的喷嘴和对应的腔体。
[0051] 图16示意性地描绘出在阀针被定位成阻挡第一材料的内流流动而允许第二材料的间流和第一材料的外流流动的状态下的喷嘴和对应的腔体。
[0052] 图17示意性地描绘出在阀针处于阻挡材料在形成包括第一材料的内层、第一材料的外层和第二材料的间层的物品之后流入腔体的位置的状态下的喷嘴和对应的腔体。
[0053] 图18是描绘出根据一些实施方式的使用共注射和单独的腔体流量控制来形成多层物品的方法的流程图。
[0054] 图19是描绘出根据一些实施方式的使用单独的腔体流量控制来共注射形成多层物品的方法的流程图。
[0055] 图20示意性地描绘出根据一些实施方式的被构造用于延迟第二材料的流动的不同喷嘴组件的侧截面图。
[0056] 图21是图20的喷嘴组件的处于阻挡第二材料的间芯流的流动同时建立用于使第一材料的外流与第一材料的内流组合的流路的构造的详细图。
[0057] 图22是图21的喷嘴组件的处于用于建立使第二材料的间流与第一材料的内流、第一材料的外流组合的流路的构造的详细图。
[0058] 图23是图21的喷嘴组件的处于建立使第二材料的间流与第一材料的内流、第一材料的外流组合的流路的构造的详细图。
[0059] 图24是根据实施方式的在阀针位于第一非限制流动位置的状态下的喷嘴的一部分的截面图。
[0060] 图25是根据实施方式的在阀针位于第一限制流动位置的状态下的喷嘴的一部分的截面图。
[0061] 图26是根据实施方式的在阀针位于第二限制流动位置的状态下的喷嘴的一部分的截面图。
[0062] 图27是根据实施方式的在阀针位于非限制流动位置的状态下由共注射得到的物品的一部分的示意性截面图。
[0063] 图28是根据实施方式的在阀针位于第一限制流动位置的状态下由共注射得到的物品的一部分的示意性截面图。
[0064] 图29是根据实施方式的在阀针位于第二限制流动位置的状态下由共注射得到的物品的一部分的示意性截面图。
[0065] 图30示意性地示出适用于实施一些实施方式的示例性计算机环境。
具体实施方式
[0066] 对于多层物品的共注射成型，发明人意识到，在表皮材料开始流入所有腔体之后，将芯材添加至流的遍及所有腔体的均一延迟通常会导致来自不同腔体的物品具有不同量的芯层覆盖率(即，不同物品中的芯层的前沿的位置不同)。这对薄壁物品特别突出。发明人确定，用于控制共注射成型的物品中表皮层的前沿位置和芯层的前沿位置的传统的热平衡技术和射出罐(shooting pot)技术通常不能提供足够的控制以得到薄壁物品(例如，具有小于0.5mm的壁厚的物品，或者具有大约0.25mm至0.5mm的壁厚的物品)的腔体与腔体之间的均一的前沿位置。
[0067] 不同腔体之间的芯层覆盖率不同可能受多个不同变量的影响，该多个不同变量包括但不限于：热流道温度、阀针致动、预解压量(pre-decompression amount)、热流道流孔设计和布局、气体温度、芯流的开始、模具设计、模具对准、模具冷却以及模具温度。在描述一些实施方式如何解决共注射物品中的不同的腔体具有不同量的芯层覆盖率的问题之前，先描述影响芯层覆盖率不同的变量。
[0068] 遍及熔体流动的流路的温度会影响表皮材料和芯材的粘度，这会影响该流路处的材料流的量。流路的长度上的热点和冷点以及归因于剪切的局部热有助于腔体与腔体之间的不均一的表皮流和芯流，其中该热点和冷点在被良好地设计的系统中可以具有20℃-40℃的可变性。热流道的喷嘴温度可以用于至少部分地补偿腔体与腔体之间的不均一的表皮流和芯流。例如，参见转让于考泰克公司(Kortec,Inc.)的美国专利No.7,399,442，将该美国专利的全部内容并入本文。然而，对于诸如聚丙烯等材料的薄壁物品，需要大的喷嘴温度变化，以至少部分地改善流量(flow rate)的均一性。
[0069] 例如，图1包括曲线图1000，曲线图1000示意性地描绘出经过热流道系统并进入用于厚壁物品的模腔的PET流的压力-距离函数，以及经过热流道系统并进入用于薄壁物品的模腔的PP流的压力-距离函数。图1的曲线图1000示出了为何对于薄壁物品比对于厚壁物品使用热流道温度更容易控制表皮材料的流量的原因，以及为何对于具有较大温度依赖性的粘度的材料使用热流道温度更容易控制流量的原因。
[0070] 线1010示出了在热流道部处于给定温度T0的情况下，通过系统的该热流道部并进入用于厚壁物品的腔体的PET流的压力。线1005表示该流在浇口处离开系统的热流道/喷嘴部分并进入腔体之处。在曲线图中，将穿过温度为T0时的热流道系统的PET流中的压降标记为ΔPPET,To。线1020描绘出在系统的热流道部处于高20℃温度(即，T0+20℃)的情况下，系统中的PET流的压力。将穿过具有较高温度(T0+20℃)的热流道系统的PET中的压降标记为ΔPPET,To+20℃。如图示的，增大的热流道温度会导致穿过系统的热流道部的PET流的较小的压降，并且当PET流在线1005处进入腔体时会相应地导致该PET流的较高的压力。PET流在进入用于不同热流道温度的腔体时的压力差(ΔPPET,Δ20℃)会产生进入腔体的PET的流量差。具体地，将系统的热流道部维持在较高的温度会使进入腔体的PET流的压力增大ΔPPET,To+20℃的量，这会增大进入腔体的PET的流量。因而，控制通向不同腔体的热流道系统的不同部分的温度能够至少部分地解决在将PET注射入具有用于厚壁物品的腔体的模具时穿过不同腔体的PET流量的不均一性。
[0071] 线1030和线1040均描绘出当PP流过系统的热流道部并流入用于薄壁物品的模腔时的系统中的PP流的压力-距离函数。线1030描绘出在系统的热流道部处于给定温度T1的情况下通过系统的PP流，线1040描绘出在系统的热流道部处于高20℃温度(即，T1+20℃)的情况下通过系统的PP流。温度T1可以与用于进入模腔(用于厚壁物品的模腔)的PET流的温度T0不同。在曲线图中，将穿过温度为T1时的热流道系统的PP流中的压降标记为ΔPPP,T1。将穿过具有较高温度(T1+20℃)的热流道系统的PP流中的压降标记为ΔPPET,T1+20℃。如图示的，增大的热流道温度(即，T1+20℃)会导致当PP流进入腔体时使该PP流的压力增大ΔPPET,T1+20℃。然而，如曲线图所示，PP流在进入用于薄壁物品的腔体时的由增大20℃的热流道温度所导致的压力差远小于PET流在进入用于厚壁物品的腔体时的在相同的温度变化下导致的压力差(ΔPPP,Δ20℃<ΔPPET,Δ20℃)。因为进入用于薄壁物品的腔体的PP流在浇口处的归因于温度增大的压力差小于进入用于厚壁物品的腔体的PET流在浇口处的归因于温度增大的压力差，所以PP流在浇口处的归因于温度变化的流量差也小于PET流在浇口处的归因于温度变化的流量差。因而，通过改变到腔体的流道温度来控制进入用于薄壁物品的腔体的PP的流量远没有通过改变到腔体的流道温度来控制进入用于厚壁物品的腔体的PET的流量有效。
[0072] 与进入用于厚壁物品的腔体的PET流的压力相比，系统的热流道部的相同温度变化对进入用于薄壁物品的腔体的PP流的压力的影响较小的原因至少有三。首先，一般而言，用于薄壁物品的腔体比用于相似的厚壁物品的腔体具有更高的流路阻力。当将材料注射入用于薄壁物品的腔体与将相同的材料注射入用于厚壁物品的腔体进行比较时，用于薄壁物品的腔体的较大的流路阻力意味着在用于薄壁物品的腔体中产生的系统总压降的比例比在用于厚壁物品的腔体中产生的系统总压降的比例大。这相当于系统的热流道部的压力损失成比例地越少，意味着热流道系统的温度的变化对浇口处的压力具有成比例地越小的影响。
[0073] 第二，一般而言，PET的粘度的温度依赖性高于PP的粘度的温度依赖性，这意味着相同的温度变化将使得PET的粘度变化比PP的粘度变化大。相对于热流道系统的给定温度变化而粘度变化较大将导致PET流的系统的热流道部的压降变化大于PP流的系统的热流道部的压降变化。
[0074] 第三，一般而言，在注射成型温度下，PET的粘度高于PP的粘度。PET的较高的粘度意味着PET的系统的热流道部的压力比PP的系统的热流道部的压力成比例地下降得多，这导致归因于温度变化的成比例的较大的压力变化。
[0075] 因为改变热流道温度对进入用于薄壁物品的腔体的PP在浇口处的流动压力的影响小于对进入用于厚壁物品的腔体的PET在浇口处的流动压力的影响，所以校正用于薄壁物品的PP熔体的进入不同腔体的流量差要求远大于校正用于厚壁物品的PET熔体的进入不同腔体的流量差的温度变化。热流道系统的不同部分的如此大的温度差可能难以或不可能实现或维持。因而，对进入用于薄壁物品的腔体的流和/或具有相对小的熔体流动粘度的温度依赖性的材料而言，更难以或更不可能使用模具的热流道部的温度来校正进入不同腔体的流量差。
[0076] 图2的曲线图1100示意性地描绘出当将芯材和表皮材料共注射入用于薄壁物品的腔体时，提高系统的热流道部的温度对表皮材料流(例如，PP)的压力的影响和对芯材流(例如，EVOH)的压力的影响，线1030代表处于温度T1的热流道中的PP表皮材料流的压力，线1040代表处于升高的温度T1+20℃的热流道中的PP表皮材料流的压力。如图示的，PP表皮材料在进入腔体时的归因于热流道温度差的压力差为ΔPPP,Δ20℃，这可能会导致进入用于薄壁物品的腔体的PP表皮材料流的流量的一些变化。
[0077] 然而，增大系统热流道部的温度还会对EVOH芯材流产生影响。线1150描绘出具有处于温度T1的热流道的系统中的EVOH流的压力-距离函数，其示出了系统热流道部的EVOH流的压降ΔPEVOH,T1。线1160描绘出具有处于高20℃温度(即，处于T1+20℃)的热流道的系统中的EVOH流的压力，其示出了系统的热流道部的EVOH流的压降ΔPEVOH,T0+20℃。因而，系统的热流道部的温度提高20℃使EVOH流的浇口处的压力改变了ΔPEVOH,Δ20℃。
[0078] 因为PP芯材流与EVOH表皮材料流在被注射入用于薄壁物品的腔体时会组合，所以它们在进入腔体之后具有相同的压力。具体地，在温度T1下，在进入腔体之后，PP表皮流的压力和EVOH芯流的压力在线1170上重叠。在温度T1+20℃下，在进入腔体之后，PP表皮流的压力和EVOH芯流的压力在线1180上重叠。如图所示，EVOH芯流在浇口处的归因于热流道温度增大的压力差与PP表皮流在浇口处的归因于热流道温度增大的压力差相等(即，ΔPEVOH,Δ20℃＝ΔPEVOH,Δ20℃)。这个在升高的温度下EVOH流进入腔体的增大的压力ΔPEVOH,Δ20℃增大了EVOH进入腔体的流量。因为增大进入腔体的EVOH芯材的流量可能会改变组合流动流中的表皮材料流与芯材流之比和/或可能会增加注射入腔体的EVOH的总量，所以增大进入腔体的EVOH芯材的流量是不期望的。因而，归因于热流道温度的变化对芯材的流量的影响，使用热流道温度来控制进入腔体的表皮材料的流量是不期望的。
[0079] 曲线图1000和曲线图1100均为注射成型系统的热流道和模腔的压力的示例性示意图。用于其它系统或其它模具的曲线图的特性取决于被注射入的材料的性能、所使用的系统所使用的温度、以及模腔的几何形状和尺寸。
[0080] 对于阀门浇口(valve gate)热流道系统，假定用于不同喷嘴的阀针同时打开以允许材料流入腔体。然而，即使启动控制器来使用于所有腔体的阀针同时打开，用于所有腔体的阀针也可能不会同时打开。对于气压针致动(pneumatic pin actuation)和液压针致动(hydraulic pin actuation)，气压线路或液压线路的长度、直径和布局能够对针同时打开的能力产生影响。而且，针与喷嘴表面之间的摩擦以及材料粘度能够对系统中的针能否同时打开产生影响。
[0081] 对所有喷嘴而言，表皮材料在预解压期间(在先前注射之后(after the previous shot))进入喷嘴的芯侧的量可能是不均一的。这会对在下一次注射开始时有多少表皮材料位于阻隔材料(barrier)之前产生影响，这影响了最终物品中的芯层的前沿位置(leading edge position)。
[0082] 归因于剪切的摩擦热在流道壁处是最高的。摩擦热会对在注射期间流过模具的流道部时表现为非牛顿流体的表皮材料中的材料粘度产生影响。归因于非牛顿流体，在模具的流道部中层流的表皮材料、在流道壁处或流道壁附近流动的材料将会优先进入模具中的特定腔体，这进而将对这些特定腔体的相对于其它腔体的流动均一性产生影响。
[0083] 浇口处的温度会对材料在阀针打开时开始流动的能力产生影响。浇口处的温度受包括模具温度、模具冷却设计、喷嘴温度和进入的材料温度等的许多变量影响。
[0084] 当芯材开始流动时，为了使芯材的前沿同时流入所有腔体，必须均一地提高芯材流动通道中的芯材的压力。芯材的前沿同时流入所有腔体可能会受局部芯材粘度、流道尺寸和布局以及芯材流路的温度变量(temperature delta)影响。
[0085] 当关闭模具时，腔体和芯材必须对齐，使得腔体与腔体之间的流的截面积是均一的。壁厚归因于模具设计、模具公差或模具对齐的部分的任何改变均能够对腔体与腔体之间的流动均一性产生影响。此外，模具的温度差能够有助于腔体与腔体之间的不均一流动，该不均一流动会对前沿位置产生影响。
[0086] 在技术上难以或不可能充分地控制所有以上因素以便在形成薄壁物品时用具有典型的商业上数量的腔体(例如，四个腔体、八个腔体、十六个腔体、三十二个腔体等)的模具来实现均一流量的共注射成型。一些示例性方法和系统通过对每个腔体均单独地控制表皮流的启动和芯流的启动之间的时间延迟，解决了模具中的腔体与腔体之间的、最终物品中的芯层的前沿位置不均一的问题，在本文中将该时间延迟描述为腔体的指定表皮-芯延迟(specified skin-core delay for the cavity)。可以通过单独地控制进入腔体的表皮流的启动时间和通过单独地控制进入腔体的芯流的启动时间中的一者或两者来控制腔体的指定表皮-芯延迟。在一些实施方式中，改变用于在腔体中先前制得的物品的期望的前沿芯位置可以确定待用于在该腔体中成型另一物品的腔体的指定表皮-芯延迟。
[0087] 一些示例性方法和系统通过对每个腔体均使用对应的喷嘴来单独地控制进入腔体的第一材料在第二材料共注射进入腔体之前的流量，解决了模具中的腔体与腔体之间的、最终物品中的芯层的前沿位置不均一的问题。此外，在一些实施方式中，可以对每个腔体均使用对应的喷嘴来单独地控制进入腔体的材料的总流量。
[0088] 一些示例性方法和系统通过单独地控制每个腔体的表皮-芯延迟时间和通过单独地控制进入每个腔体的第一材料的流量，解决了模具中的腔体与腔体之间的、最终物品中的芯层的前沿位置不均一的问题。
[0089] 图3示出了适用于实施示例性实施方式的系统10。共注射成型系统10被构造成将至少两种聚合物塑料材料流共注射入模腔，以制造均具有多共注射塑料层的一种或多种物品。共注射成型系统10包括第一材料源12和第二材料源14。第一材料源12供给用于形成最终的成型塑料物品中的至少一个层的第一聚合物材料。第二材料源14供给用于形成最终的成型塑料物品中的至少一个层的第二聚合物材料。系统10共注射多个流(例如，内流(inner stream)、外流(outer stream)和间流(interior stream))，以形成多层的最终物品。适用于本发明实施方式的材料包括但不限于诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、乙烯-乙烯醇(EVOH)、MXD6尼龙、聚丙烯(PP)和聚碳酸酯(PC)等的聚合物系材料。在一些实施方式中，内流和外流为相同或不同的聚合物材料。例如，在一些实施方式中，分别形成内层和外层的内流和外流为PET，而用于形成间层的间流为选自增强最终物品的整体性能的材料或降低最终物品的成本的材料。例如，用于间层的一个或多个间流可以包括阻隔材料(MXD6尼龙或EVOH)、除氧材料、再生材料或者其它增强性能的材料或降低成本的材料中的一种或多种。用于间层/流的材料的类型通常与用于内层/流和外层/流的材料的类型不同。
[0090] 系统10还可以包括用于传送聚合物材料的歧管(manifold)16。在一些实施方式中，歧管可以包括每种聚合物材料用的各自的歧管。共注射成型系统10还包括喷嘴组件18a、18b、18c、18d以及模具24。模具24限定浇口20a、20b、20c、20d以及腔体22a、22b、22c、
22d。在图3中，各喷嘴组件18a-18d均具有对应的浇口、腔体和凹槽(recess)。例如，喷嘴组件18a与浇口20a和腔体22a对应。
[0091] 在本文中称作第一材料的第一聚合物材料挤出自第一材料源12，在本文中称作第二材料的第二聚合物材料挤出自第二材料源14。系统10包括：歧管16的第一流动通道13，第一流动通道13被构造成向喷嘴18A-18D中的一个或多个喷嘴分配第一材料；以及歧管1600的第二流动通道15，第二流动通道15被构造成向喷嘴18a-18d中的一个或多个喷嘴分配第二材料。第一材料和第二材料在喷嘴18a-18d中组合成将被注射入用于成型最终物品的模腔22a-22d的共聚合物流。各喷嘴18a-18d均可以包括流动启动元件(例如，阀针19a、19b、19c、19d)，该流动启动元件用于控制第一材料进入对应的腔体的流动启动。在喷嘴18a-18d中，第一材料流和第二材料流被组合成形成环形组合聚合物流，使得第二材料形成组合聚合物流中的间流，而第一材料形成组合流中的内流和外流。当环形组合聚合物流自喷嘴注射时，内流和外流包住间流。用于共注射多种聚合物材料以形成具有多个不同材料层的塑料物品的方法是公知的，诸如美国专利No.6,908,581以及并入其中的文件所描述的，也通过引用将其全部内容并入本文。以下通过图4的说明来提供关于如何在注射喷嘴中生成组合聚合物塑料流的细节。
[0092] 在本文所述的一些示例中，将第一材料描述为表皮材料，将第二材料描述为芯材。术语表皮材料和芯材仅表示：在最终物品中，第一材料的层在一侧或两侧覆盖第二材料的层。表皮材料无需作为最终物品的最外层，芯材也无需作为最终物品的中间层。在一些实施方式中，第二材料的层位于第一材料的层之间。在一些实施方式中，物品的内“表皮”层可以由与物品的外“表皮”层不同的材料形成。
[0093] 尽管描绘出系统10包括四个喷嘴组件(18a-18d)和模具24，其中四个喷嘴组件(18a-18d)具有四个流动启动元件(19a-19d)，模具24限定四个浇口(20a-20d)以及用于同时形成四个塑料物品的四个腔体(22a-22d)，但是本领域技术人员将领会的是，其它实施方式可以包括不同数量的喷嘴组件、不同数量的浇口以及用于同时形成不同数量的塑料物品的不同数量的腔体。例如，实施方式可以包括一组、两组、三组、四组或多于四组的喷嘴组件、浇口和腔体。
[0094] 系统10可以包括控制系统的不同方面的共注射控制装置400。具体地，共注射控制装置220可以提供如下信号的形式的指示：使各流动启动装置(19a-19a)启动的信号，或者使表皮材料和芯材中的一者或两者进入对应的腔体(22a-22d)的流动停止的信号。以下参照图20来描述共注射控制装置400的其它功能。
[0095] 图4示出了适用于实施本文所教导的一些实施方式的示例性喷嘴组件。喷嘴组件18包括内组合构件30、中间组合构件32和外组合构件34。喷嘴组件18还包括喷嘴主体36和喷嘴前端38。内组合构件30、中间组合构件32、外组合构件34、喷嘴主体36和喷嘴前端38配合地组合，以在喷嘴组件18中形成多个圆锥形的、环形的轴向通路和通道。喷嘴组件18很好地适用于用于形成具有两层或更多层的塑料物体的共注射系统(例如系统10)。
[0096] 内组合构件30包括：第一入口46，用于接收诸如表皮材料(即，内层材料和外层材料)等的第一材料64；以及第二入口44，用于接收诸如芯材(即，间层材料)等的第二材料66。内组合构件30还包括被构造成接收阀针42的通孔40。通孔40延伸穿过中间组合构件32并延伸穿过外组合构件34的一部分，以允许阀针42沿着喷嘴组件18的纵向轴线47在轴向上移动。通孔40具有沿着喷嘴组件18的中央纵向轴线47变化的内壁直径。
[0097] 阀针42能够沿着喷嘴组件18的纵向轴线47在轴向上移动，以帮助控制第一聚合物材料64和第二聚合物材料66流过喷嘴组件18并流入模具24。例如，在注射之前，阀针42位于由点划线43表示的位置处，此时阀针42a的远端部阻挡喷嘴的输出部39。当启动第一材料63的流动时，歧管的第一流动通道13(参见图3)中的第一材料的压力增大，阀针42被退避至图4所示的位置，以允许喷嘴18中的最初仅为第一材料的材料通过输出部39流出。在一些实施方式中，系统被构造成使阀针在完全阻挡(不能流动)位置与完全退避(开放流动)位置之间移动，而不保持在完全阻挡位置和完全退避位置中的某一位置处。在该实施方式中，阀针表现为类似用于允许材料流出喷嘴的打开/关闭开关。在一些实施方式中，系统被构造成使阀针移动至退避(开放流动)位置与完全阻挡(不能流动)位置之间的一个或多个中间位置。在图4的喷嘴18中，根据一些实施方式，阀针42为流动启动元件。
[0098] 中间组合构件32与内组合构件30配合地接合，以在喷嘴组件18中形成多个环形流动通道的一部分。中间组合构件32接收来自通道37的第一材料64、接收来自通道41的第二材料66并且操纵各聚合物材料通过多个环形流体输送通路或通道的流动。由中间组合构件32所执行的流动操纵使一起包住间材料流60的外材料流58和内材料流56得以产生。
[0099] 中间组合构件32在与内组合构件30联接时形成绕着通孔40和阀针42周向延伸的包裹衣架型模头(wrapped-coat-hanger die)31。包裹衣架型模头31提供用于第一聚合物材料64的均一熔体分配的环形流体流动通路48。环形流体流动通路48通过口(orifice)将内材料流56的环形流动流引入流组合区域54。
[0100] 外组合构件34与中间组合构件32配合地接合，以形成用于操纵形成最终塑料物体的间层的第二聚合物材料66的一个或多个流体输送通路或通道。外组合构件34在与中间组合构件32联接时形成绕着内材料流56、通孔40和阀针42周向延伸的包裹衣架型模头33。包裹衣架型模头33提供用于均一熔体分配第二聚合物材料66的圆锥形流体流动通路52。圆锥形流体流动通路52通过另一口将第二聚合物材料66的环形流供入流组合区域54。
[0101] 外组合构件34与喷嘴主体36配合地接合。外组合构件34在与喷嘴主体36联接时形成绕着间层流52、内层流56、通孔40和阀针42周向延伸的包裹衣架型模头35。包裹衣架型模头35提供用于均一熔体分配第一聚合物材料64的径向流体流动通路50。径向流体流动通路50通过口将第一聚合物材料64流供入流组合区域54。通过口被供入流组合区域54的第一聚合物材料64形成最终成型物体的外层。
[0102] 流体流动通路48、50和52分别将外材料流58、内材料流56和间材料流60供入流组合区域54。喷嘴前端38的一部分、外组合构件34的一部分、中间组合构件32的一部分以及阀针42的一部分组合地形成流组合区域54。流组合区域54使接收自流体流动通路50的外材料流58、接收自流体流动通路48的内材料流56和接收自流体流动通路52的间材料流60以同时或几乎同时的方式组合，以形成环形输出流。
[0103] 如上所讨论的，内组合构件30、中间组合构件32和外组合构件34的通道、孔和通路(更具体地，与内层材料和外层材料在喷嘴组件18中的形成和流动相关联的通道、孔和通路)可以被尺寸化、被限定成、被适配成和被构造成控制或产生期望的体积流比(volumetric flow ratio)。以这种方式，在组合流的启动之后，阀针42可以保持在固定的退避(开放流动)位置并且不需要移动以在注射期间控制或形成特定的体积流比。在一些实施方式中，通过共注射控制装置对每个腔体均单独地控制阀针的用于第一材料流动的启动时机的移动。然而，喷嘴组件18具有用于输出期望的或选择的体积流比的通道构造和结构，而不需要用于在共注射期间调整阀针的位置的相关联的控制器或微处理器。在一些实施方式中，阀针42可以由控制器或微处理器控制，控制器或微处理器用于通过使阀针移动至闭合(不能流动)位置与退避(开放流动)位置之间的中间位置来控制体积流比。
[0104] 环形输出流49从流组合区域54流过流体流动通路62、流至喷嘴组件18的输出部39。流体流动通路62具有绕着通孔40径向延伸且从流组合区域54轴向延伸至输出部39的环形内通路。输出部39与模具的浇口(诸如浇口20a-20d中的一个浇口)连通。
[0105] 由流组合区域54形成的环形输出流49具有由第一聚合物材料64形成的外环形表皮层和内环形表皮层以及由第二聚合物材料66形成的间环形层或芯环形层。第一聚合物材料64的内表皮层和外表皮层均具有与流过流体流动通路62、流至输出部39的材料大致相同的截面积。第一聚合物材料64的内表皮层和外表皮层包封第二聚合物材料66的间层，第二聚合物材料66的间层形成了最终塑料物体的芯部。当从喷嘴组件18注射时，组合聚合物流49包括间流，该间流在内聚合物流和外聚合物流之间沿着同轴的或环形的流线
(streamline)流动。
[0106] 以下参照图11来描述适用于实施一些实施方式的在本文中还称作喷嘴的喷嘴组件的另一示例。图11所示的喷嘴218包括阀针，该阀针的远端部具有比该阀针的中间部大的直径。图11的喷嘴218还包括朝向阀针延伸的中间组合构件结构。
[0107] 图5和图6分别形象地示出了导致不同腔体之间的物品的不均匀芯层覆盖率的注射期间和注射之后的腔体。在图5和图6中，通过控制器对每个腔体均同时启动第一材料(例如，表皮材料)的注射，并且通过控制器对每个腔体均同时启动第二材料至喷嘴的传送，这意味着每个腔体的指定表皮-芯延迟均相同。例如，控制器可以增大第一材料通道中的第一材料的压力，并且可以指示每个腔体的阀针均同时打开以允许第一材料流入腔体的流动。归因于上述实际变量，即使控制器同时启动第一材料进入腔体的流动，在不同的腔体中该流动也可能不是同时开始的，从而使腔体与腔体之间的流量可能不同。作为另一示例，控制器可以通过增大第二材料通道15中的第二材料的压力来同时启动第二材料进入腔体的共注射。归因于上述实际变量，即使在被良好地设计的系统中，在不同的腔体中第二材料流也可能不是同时开始的，从而使腔体与腔体之间的流量可能不同。就来自控制器的指示而言，尽管不同的腔体具有相同的指定表皮-芯延迟，但是腔体与腔体之间的不均一流量和其它变量可能会导致在不同腔体内制得的物品中的第二芯材料的前沿位置不同。
[0108] 图5示意性地描绘出在刚要进行第二材料的共注射之前的各腔体22a-22d中的第一材料流的前沿67a-67d。将刚要进行第二材料的共注射之前的从浇口至第一材料流的前沿的流路距离分别表示为Pa-Pd。如图5所示，腔体22a中的前沿67a和腔体22c中的前沿67c比腔体22b中的前沿67b和腔体67d中的前沿67d靠前，这意味着从浇口至腔体22a和腔体22c的第一材料流的前沿的流路距离(分别为Pa和Pc)大于从浇口至腔体22b和腔体22d的前沿的流路距离(分别为Pb和Pd)。这意味着腔体22a和22c中的第一材料比腔体22b和22d中的第一材料流动得远且具有相对于第二材料的较大的“领先(head start)”。
[0109] 图6示意性地描绘出完成注射之后的腔体22a-22d。因为腔体22a和22c中的第一材料67a、67c的前沿具有较大的“领先”，所以进入腔体22a和22c的第二材料流在注射工序期间基本上追不上第一材料的前沿。如图6所示，腔体22a和22c均具有第二材料的芯层68a、68c，芯层68a、68c的前沿69a、69c未分别延伸至腔体的末端23a、23c，这导致对应的物品具有缺少芯层的显著部分。相比之下，在腔体22b和22d中，第二材料流会追上或几乎追上第一材料的前沿，这导致腔体22b和腔体22d内的物品中均具有分别延伸至或几乎延伸至腔体的末端23b、23d的芯层68b、68d。腔体22b、22d均制得了具有延伸至或几乎延伸至最终物品的末端的芯层的对应物品。
[0110] 在一些实施方式中，在执行了导致来自不同腔体的物品具有不同的前沿位置(例如，参见图6)的注射周期之后，在随后的注射周期中，对至少一个腔体分配与其它腔体不同的指定表皮-芯延迟。如上所解释的，腔体的表皮-芯延迟为由控制器指定的表皮材料进入腔体的注射相对于芯材进入腔体的共注射的延迟。
[0111] 例如，在图6所绘的注射周期之后，在随后的周期中，腔体22a和22c可以使用较小的指定表皮-芯延迟。在一些实施方式中，第一材料进入腔体22a和腔体22c的流动启动可以比第一材料进入腔体22b和22d的流动启动晚发生，这导致腔体22a和22c的指定表皮-芯延迟较小。归因于腔体22c在先前注射周期中呈现出较大的“领先”，因此腔体22c的指定表皮-芯延迟可以比腔体22a的指定表皮-芯延迟小。通过减小腔体22a和22c的指定表皮-芯延迟，给予第一材料流相对于第二材料流的“领先”将被减小或消除，这导致遍及腔体的更均一的芯层前沿位置。
[0112] 在一些实施方式中，第一材料进入一个或多个腔体的相对于其它腔体的流动启动的延迟的控制可以通过使用与喷嘴相关联的流动启动元件(例如，阀针19a-19d)来实现。例如，通过相对于第二材料通道中的第二材料的压力的增大时机来单独地控制与腔体相关联的阀针的退避时机，不同的腔体能够具有不同的指定表皮-芯延迟。这可以称作填充顺序(fill sequencing)或序贯填充浇口(sequential fill gating)。
[0113] 一实施方式为使用多个腔体(例如，腔体22a-22d)来共注射成型多个对应的多层物品的方法。图7和图8中分别示出了用于该方法的不同实施方式的时间轴。图9是与图7的时间轴对应的方法的实施方式的流程图。图10是与图8的时间轴对应的方法的实施方式的流程图。
[0114] 在图9的方法110中，在第一时间处启动第一聚合物材料从第一喷嘴进入多个第一腔体的流动(步骤112)。例如，在图7中，与第一腔体对应的时间轴的上部(C1)示出了在第一时间t1处第一聚合物材料从第一喷嘴进入第一腔体的流动启动(如用点箭头102所描绘出的)。
[0115] 在方法110中，在第二时间处启动第一聚合物材料从第二喷嘴进入多个第二腔体的流动(步骤114)。例如，在图7中，与第二腔体对应的时间轴的下部(C2)示出了在第二时间t2处第一聚合物材料从第二喷嘴进入第二腔体的流动启动(如用点箭头104所描绘出的)。如图示的，第二时间t2可以比第一时间t1晚。
[0116] 可以归因于增大向腔体的喷嘴供给的第一材料的压力和可以归因于改变喷嘴中的阀针的位置中的一者或两者来启动第一材料进入腔体的流动。在一些实施方式中，在时间t1之前或在时间t1处，增大向第一喷嘴供给从而向第一腔体供给的第一材料的压力和向第二喷嘴供给从而向第二腔体供给的第一材料的压力，并且归因于第二喷嘴的阀针移动至开放位置比第一喷嘴的阀针移动至开放位置晚，来使第一材料进入第二腔体的流动启动延迟。在一些实施方式中，在时间t1之前或在时间t1处，增大向第一喷嘴供给的第一材料的压力并在时间t2处增大向第二喷嘴供给的第一材料的压力，使得向两喷嘴供给的第一材料的压力的增大时机至少部分地导致进入第二腔体的流动启动的延迟。在用于一些喷嘴的第一材料的压力增大被延迟了的实施方式中，还可以使用阀针位置来控制第一材料流进入不同腔体的启动时机。
[0117] 方法110还包括第二聚合物材料在相对于第一时间的第一时间延迟之后进入多个第一腔体的共注射(步骤116)。例如，在图7中，第二聚合物材料进入第一腔体的共注射(用实箭头106描绘)发生在相对于第一时间t1的第一时间延迟Δsc1之后，这可以称作第一表皮-芯时间延迟或第一腔体的表皮-芯时间延迟。
[0118] 方法110还包括第二聚合物材料在与第一时间延迟不同的相对于第二时间的第二时间延迟之后进入多个第二腔体的共注射(步骤118)。例如，在图7中，第二聚合物材料进入第二腔体的共注射(用实箭头108描绘)发生在在第一聚合物材料进入第二腔体的注射之后的相对于第二时间t2的第二延迟时间Δsc2处，这可以称作第二表皮-芯时间延迟或第二腔体的表皮-芯时间延迟。如图7所示，在一些实施方式中，可以同时(例如t3)启动第二材料进入第一腔体的共注射和第二材料进入第二腔体的共注射；然而，第一腔体的表皮-芯时间延迟(Δsc1)比第二腔体的表皮-芯时间延迟(Δsc2)大。
[0119] 在一些实施方式中，各喷嘴的流动启动元件(例如，阀针)均可以单独地控制每个腔体的表皮-芯时间延迟。例如，在图7和图9中，控制器可以增大第一材料通道中的第一材料的压力，并且可以在时间t1处使与第一腔体相关联的第一喷嘴的阀针退避，以启动第一材料进入第一腔体的流动。控制器稍后可以在时间t2处使与第二腔体相关联的第二喷嘴的阀针退避，以启动第一材料进入第二腔体的流动。在t3处第二材料从第一喷嘴进入第一腔体和从第二喷嘴进入第二腔体的共注射可以通过在时间t3处增大第二材料通道中的第二材料的压力而同时启动。
[0120] 图8示出了与方法的不同实施方式对应的时间轴。图10是与图8所示的方法130的实施方式对应的流程图。在图8和图10的实施方式中，第一聚合物材料从第一喷嘴进入第一腔体的流动启动(步骤132)(由图8中的点箭头110代表)与第一聚合物材料从第二喷嘴进入第二腔体的流动启动(步骤13)(由点箭头112代表)在t1处同时发生。第二聚合物材料从第二喷嘴进入多个第二腔体的共注射(图10的步骤136)(由图8中的实箭头114代表)在在表皮-芯时间延迟Δsc2之后的时间t2处启动。第二聚合物材料从第一喷嘴进入多个第一腔体的共注射(图10的步骤138)(由图8中的实箭头116代表)在在表皮-芯时间延迟Δsc1之后的时间t3处启动。因而，在图8所绘的实施方式中，第二聚合物材料进入第一腔体的共注射启动(在时间t3处)发生在第二聚合物材料进入第二腔体的共注射启动(在时间t2处)之后。第二聚合物材料进入一个或多个腔体的相对于第二聚合物材料进入其它腔体的注射延迟可以机械地实现(例如，利用阀针、阀针套筒机械地实现)。例如，参见以下对图20-图23的说明。
[0121] 在其它实施方式中，第一材料进入第一腔体的注射启动和第一材料进入第二腔体的注射启动可以发生在不同的时间处，第二材料进入第一腔体的共注射启动和第二材料进入第二腔体的共注射启动也可以发生在不同的时间处。
[0122] 在一些实施方式中，模具中的腔体之间的表皮-芯延迟的差可以落在总注射时长的大约5％至大约55％的范围内，可以落在总注射时长的大约15％至大约45％的范围内，或者可以落在总注射时长的大约25％至大约35％的范围内。例如，在一些实施方式中，模具中的腔体之间的表皮-芯延迟的差可以为30％，对于1秒典型总注射时长将为大约0.3秒的延迟。
[0123] 可以基于使用腔体先前制得的一个或多个物品的芯覆盖率来确定每个腔体的指定表皮-芯延迟。如果注射系统通常具有良好的射出-射出可重复性(shot-to-shot repeatability)，则可以在需要调整指定表皮-芯延迟之前，利用被确定了的指定表皮-芯延迟来执行多个注射周期。在一些实施方式中，可以每1000个周期至10,000个周期调整指定表皮-芯延迟，可以每2,000个周期至8,000个周期调整指定表皮-芯延迟，或者可以每5,000个周期至7,000个周期(例如，每6,000个周期)调整指定表皮-芯延迟。在一些实施方式中，可以基于诸如每6个小时至24个小时、每8个小时至18个小时或每10个小时至14个小时(例如，每12个小时)等的使用时间段来调整指定表皮-芯延迟。
[0124] 在采用用于每个喷嘴或用于每个腔体的流动启动元件(例如，阀针)或流动控制元件(例如，阀针)的实施方式中，可以使用任意已知的方法、系统或装置来执行元件的致动。例如，致动可以是机械的、气动的、液压的和/或机电的。致动可以涉及压电元件、电动马达、伺服马达、活塞等。
[0125] 在一些实施方式中，可以使用一个或多个传感器来监测用于每个喷嘴或用于每个腔体的流动启动元件或流动控制元件(例如，阀针)的位置或状态。例如，各喷嘴均可以包括感应喷嘴的阀针的位置的位置传感器。位置传感器可以向共注射控制装置400发送包括与传感器的位置有关的信息的信号。位置传感器可以为电磁传感器、磁传感器、压电传感器、光学传感器和/或可以为任意其它适当类型的传感器或传感器的组合。
[0126] 在一些实施方式中，可以使用一个或多个传感器来监测喷嘴上游的、喷嘴内的和/或喷嘴下游的材料的流路的第一材料和/或第二材料的条件。例如，一个或多个传感器可以检测第一流路13中的、各喷嘴18中的或各喷嘴下游的第一材料的温度和/或压力。一个或多个传感器可以检测第二流路15中的或各喷嘴18中的第二材料的温度和/或压力。一个或多个传感器可以检测各喷嘴下游的第一材料和第二材料的共注射流的温度和/或压力。
[0127] 在一些实施方式中，共注射控制器可以包括监测系统，该监测系统监测各腔体内所制得的物品中的芯层覆盖率，以自动地调整每个腔体的指定表皮-芯延迟。例如，2004年8月18日递交的美国专利No.7,517,480(将其全部内容并入本文)描述了一种自动处理控制系统，该自动处理控制系统包括：检查装置，其用于测量所选择的产品特性(例如，芯层的前沿位置)；以及控制系统，其用于响应于测得的产品特性来自动地改变注射设备和喷嘴温度中的一者或两者。用于检查装置的适当的测量技术包括，但不限于：光学技术、超声波技术、磁共振技术和气体加压技术。尽管美国专利No.7,517,480使用控制喷嘴温度来影响芯层的前沿位置，但是还可以使用检测系统和自动化系统来对不同腔体单独地控制阀针位置和/或单独地控制流动启动。
[0128] 在一些示例性系统和方法中，对于模具中的多个腔体中的每个腔体，均通过喷嘴来单独地控制流出对应的喷嘴、进入腔体的材料的流量。在一些实施方式中，在第二材料进入腔体的共注射之前单独地控制进入腔体的第一材料的流量可以解决或至少部分地解决模具内的腔体与腔体之间的最终物品中的芯层的前沿位置不均一的问题。各喷嘴均可以包括流量控制元件，该流量控制元件用于至少部分地控制流出喷嘴且进入对应的腔体的材料的流量。例如，在关于图5和图6的上述注射周期之后，其中来自腔体22a和22c的物品具有未分别延伸至腔体的末端23a、23c的间层，在当前的注射周期中，可以在第二材料的共注射之前减少进入腔体22a的第一材料的流量和进入腔体22c的第一材料的流量，以减小腔体中的第一材料相对于第二材料的“领先”。
[0129] 图11示意性地描绘出喷嘴218的端部，喷嘴218包括用于单独地控制来自喷嘴的输出部239的材料的流量的流量控制元件。为简便起见，用喷嘴主体219来表示喷嘴218。本领域技术人员将领会的是，喷嘴主体219可以包括与关于图4的喷嘴组件18的上述部件或部分相似的多个不同部件或部分。
[0130] 在图11的喷嘴218中，流量控制元件包括阀针242，阀针242包括具有第一直径Da的近端部242a、具有小于第一直径Da的第二直径Db的中间部242b和具有第三直径Dc的远端部242c。如本文所使用的，阀针的近端部相对于模腔最近，阀针的远端部相对于模腔最远。如图示的，阀针242被定位成阻挡材料流流出喷嘴的输出部239。在一些实施方式中，流量控制元件还作为流动启动元件。在其它实施方式中，流量控制元件和流动启动元件可以为单独的元件。
[0131] 图12示意性地描绘出喷嘴218的一部分和对应的模具224的腔体220的截面图。尽管模具224限定多个腔体，但是图12-图17中仅示出了可以为多个腔体中的任一腔体的一个腔体。在图12-图17和遍及本申请中，为了图示的目的，腔体的侧壁厚度、间流厚度、内流厚度、外流厚度以及间层厚度、内层厚度和外层厚度均被放大了。如图12所示，在时间t＝t0处、在启动材料进入腔体220的注射之前，阀针242位于位置P0，以在阀针的远端部242a阻挡喷嘴的输出部239的状态下阻挡材料流流出喷嘴218a。当阀针242退避以允许材料流出喷嘴时，阀针的位置可以至少部分地确定流出喷嘴的材料的流量。例如，图13示出了在时间t3处、在刚要启动第二材料的共注射之前的喷嘴218和腔体220。在图14中，阀针242位于限制流动位置P1，在该状态下，离开喷嘴的所有材料均被迫使通过位于阀针的近端部242a与喷嘴主体的输出部239之间的环形间隙LG1。如图13所示，在时间t3处、在刚要启动第二材料的共注射之前，限制流动位置P1和第一材料的流动的对应的低流量导致第一材料流的前沿267a位于L1处。
[0132] 相比之下，图14示出了在时间t3处第一材料流的前沿267a的更向前的位置L2，这发生在阀针242在第一材料流的注射期间位于促进流动位置P2的状态下。在阀针位于促进流动位置P2的状态下，与在阀针位于限制流动位置P1的状态下的非限制距离Lu1(参见图13)相比，在阀针的近端部42a与喷嘴的输出部239之间存在相对长的非限制距离Lu2，这会导致较高流量的材料流出喷嘴。与在阀针位于限制流动位置P1的状态下由较低流量的第一材料流出喷嘴导致的前沿位置L1相比，在第二材料的共注射之前的、阀针位于位置P2的状态下有较高流量的第一材料流出喷嘴，导致了在时间t3处第一材料流的前沿267a的相对向前的位置L2。
[0133] 尽管仅有一个阀针位置被图示成限制流动位置P1且仅有一个阀针位置被图示成促进流动位置P2，但是本领域技术人员将领会的是，沿着阀针轴线243来改变阀针位置会导致不同程度的促进流动和不同程度的限制流动，由此控制了流出喷嘴的流量。
[0134] 图15示出了在阀针位于促进流动位置P2的状态下第一材料与第二材料的共注射。如上所述，可以通过增大向一个或多个喷嘴供给的第二材料的压力来启动第二材料的共注射。在共注射期间，当第二材料进入喷嘴且阀针242部分地退避时，外组合构件234使第一材料的外流258与第二材料的间流260组合，中间组合构件232使第二材料的间流260与第一材料的内流256组合(还参见图11)。在启动第二材料的共注射之后，因为阀针的位置对第一材料的流动和第二材料的流动的影响程度大致相同，所以无论阀针位于限制流动位置还是位于促进流动位置，均不会对间层的最终覆盖率产生影响。如图15所示，间层覆盖中的间隙Gc存在于腔体220中的、供内流256流入以形成最终物品的内表面层的喷嘴输出部239附近。
[0135] 喷嘴218和阀针242可以被构造使得完全退避的阀针242(如由图11中的虚线243表示的)阻挡第一材料的内流256的流路，而不阻挡第二材料的间流260的流路和第一材料的外流258的流路。如图11所示，中间组合构件232可以朝向阀针242向内延伸以形成直径Dmc。在一些实施方式中，中间组合构件直径Dmc可以与阀针的近端部242a的第一直径Da大致相等。
[0136] 如图14所示，当腔体220被几乎充满时，阀针242移动至退避两层流动位置P3，在退避两层流动限制位置P3处，如图16所示，阀针的近端部242a阻挡第一材料的内流256而允许第二材料的间流260和第一材料的外流258流入腔体220。这导致环形的间流流动260(参见图15)变成了非环形的间流流动261(参见图16)，关闭了间层272中的间隙Gc。
[0137] 如图17所示，在腔体220被充满且间层272被完全形成之后，阀针242移动至位置P0，以阻挡另外的材料流动进入腔体220。最终物品280具有第二材料的间层271、第一材料的内层273和第一材料的外层275。
[0138] 图18示意性描绘出使用模具的多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品的方法310。为了图示的目的，以下将参照图11-图17中的附图标记来描述方法310。在方法310中，对于多个模腔中的每个模腔220，使用多个喷嘴中的对应的喷嘴218来控制第一材料的流量(步骤312)。在一些实施方式中，可以使用喷嘴的阀针242的位置来控制来自喷嘴218的第一材料的流量。例如，一个喷嘴218的阀针242可以位于限制第一材料从该喷嘴218流入对应的腔体220的位置P1，以产生低的流量(例如，参见图13)。另一喷嘴218的阀针242可以位于促进第一材料从该喷嘴218流入对应的腔体220的位置P2(例如，参见图14)。
[0139] 在一些实施方式中，可以通过由腔体先前制得的物品中的间层的前沿位置来确定第一材料进入该腔体的流量。例如，如果来自腔体22a和22c的先前共注射周期制得的物品的间层的前沿位置过于远离该物品的远端(例如，参见图6)，则与腔体22a和22c对应的喷嘴的阀针位置可以与第二材料的共注射之前的当前注射周期中的限制流动对应。这将会减小腔体22a和22c中的第一材料的前沿相对于共注射的第二材料的前沿的“领先”。
[0140] 对于多个腔体中的每个腔体220，使用喷嘴218将第二材料共注射入对应的腔体，由此在腔体220中形成位于第一材料的内层273与第一材料的外层275之间的第二材料的间层271(步骤314)。在一些实施方式中，对于每个腔体220，在启动第二材料进入腔体220的共注射之后，使用对应的喷嘴218来控制材料进入腔体220的总流量。
[0141] 在一些实施方式中，方法310还包括阻挡第一材料的内流270在对应的喷嘴内的流动，以使内流270进入对应的腔体的流动停止而使外流274进入对应的腔体的流动和间流272进入腔体的流动继续(步骤316)(例如，参见图16)。
[0142] 在一些实施方式中，方法310还包括相对于第一材料进入多个腔体中的第二腔体的流动启动延迟第一材料进入多个腔体中的第一腔体的流动启动(例如，参见图7)。
[0143] 可以将第一材料进入腔体的流动启动与第二材料进入腔体的共注射启动之间的时间延迟称作腔体的表皮-芯时间延迟。在一些实施方式中，方法310还包括指定多个腔体中的第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定多个腔体中的第二腔体的与第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟(例如，参见图8)。
[0144] 图19示意性地描绘出使用模具的多个腔体来共注射成型对应的多个多层物品的方法330。为了图示的目的，以下将参照图11-图17中的附图标记来描述方法330。在第二材料进入第一腔体220的共注射之前，在第一喷嘴的阀针242位于第一位置(例如，图13所示的阀针位置P1)的状态下，使用第一喷嘴218将第一材料注射入多个腔体中的第一腔体220(步骤332)。在第二材料进入第二腔体220的共注射之前，在第二喷嘴的阀针242位于与第一位置不同的第二位置(例如，图14所示的阀针位置P2)的状态下，使用第二喷嘴218将第一材料注射入多个腔体中的第二腔体220(步骤334)。例如，一个喷嘴218的阀针242可以位于限制第一材料在相对低的流量下从该喷嘴218流入对应的腔体220的位置P1(例如，参见图13)。另一喷嘴218的阀针242可以位于促进第一材料在相对高的流量下从该喷嘴218流入对应的腔体220的位置P2(例如，参见图14)。
[0145] 使用第一喷嘴218将第二材料共注射入第一腔体220，由此在第一腔体220中形成位于第一材料的内层273与第一材料的外层275之间的第二材料的间层271(步骤336)(例如，参见图14)。使用第二喷嘴218将第二材料共注射入第二腔体220，由此在第二腔体220中形成位于第一材料的内层273与第一材料的外层275之间的第二材料的间层271(步骤338)(例如，参见图15)。
[0146] 可以基于在第一腔体内先前制得的物品中的间层的前沿位置来确定在第一材料进入第一腔体220的注射期间第一喷嘴218的阀针242的位置，并且可以基于在第二腔体220内先前制得的物品中的间层的前沿位置来确定在第一材料进入第二腔体的注射期间第二喷嘴的阀针的位置。例如，如果由腔体22a的先前共注射周期制得的物品具有过于远离该物品的远端的间层的前沿位置且由腔体22b的制得的物品具有靠近该物品的远端的间层的前沿位置(例如，参见图6)，则腔体22a的第一喷嘴的阀针可以位于限制第一材料从第一喷嘴的流入对应的腔体22a的位置P1，腔体22b的第二喷嘴的阀针可以位于促进第一材料从第二喷嘴流入对应的腔体22b的位置P2。这将会减小腔体22a中的第一材料的前沿相对于第二材料的间层的前沿的“领先”。
[0147] 在一些实施方式中，方法330还包括相对于第一材料进入第二腔体的流动启动延迟第一材料进入第一腔体的流动启动(例如，参见图7)。在一些实施方式中，方法330还包括指定第一腔体的第一表皮-芯时间延迟和指定第二腔体的与第一表皮-芯时间延迟不同的第二表皮-芯时间延迟(例如，参见图8)。
[0148] 在一些实施方式中，方法330还包括阻挡第一材料的内流270在第一喷嘴内的流动，以使内流270进入第一腔体的流动停止而使外流274进入第一腔体的流动和间流272进入第一腔体的流动继续(步骤340)(例如，参见图16)。
[0149] 尽管以上描述涉及第一流量和第二流量，但是本领域技术人员将领会的是，第一流量可以随着时间改变。因而，如本文所使用的术语“流量”可以涉及用于流量随时间变化(time-varying flow rate)的、整个注射周期的流量-时间函数的流量曲线(flow rate profile)。
[0150] 图20示意性地描绘出喷嘴518的包括机械流动启动元件的部分，该机械流动启动元件能够相对于第二聚合物材料进入其它腔体的注射延迟第二聚合物材料进入一个或多个腔体的注射。喷嘴518包括阀针芯542和包围阀针芯542的阀针套筒544。因为阀针套筒544被构造成选择性地阻挡第二材料的间芯流562的流路，所以将阀针套筒544用作第二聚合物材料的机械流动启动元件。如图20所示，阀针芯542处于如下构造：阻挡第一材料的外流558的流动、阻挡第二材料的间流560的流动、阻挡第一材料的内流562的流动和阻挡喷嘴的输出部539的构造。在图20中，阀针套筒543处于阻挡第二材料的间流560的流动的构造。
[0151] 在图21的详细图中，阀针芯142已经退避至其不阻挡内流562、间流560或外流558的位置。阀针套筒544中的孔545允许内流562流过阀针套筒544。然而，在该构造中，阀针套筒144仍然阻挡间流560的流动。如果对所有喷嘴均同时增大第二材料的注射压力，则使喷嘴的阀针套筒544位于图21所示的阻挡位置将会通过相对于其它喷嘴间流560未被机械地阻挡的喷嘴来延迟第二材料的间流560的注射。
[0152] 在图22的详细图中，阀针套筒544已经退避，以建立用于使间流560向流组合区域554流动的流路。因为第二材料处于被升高的压力下并且流路被建立，所以间流560会流入组合区域554，以与内流558和外流562组合来形成三层流。如果第二材料未被升高压力，则即使阀针套筒544处于建立了用于间流560的流路的构造，间流560也不会流入组合区域。换言之，第二材料的间流560进入流组合区域554的流动要求第二材料具有足够的压力以及通至流组合区域554的流路。
[0153] 在图23的详细图中，阀针芯142已经前进以阻挡内流558的流路，从而产生了外流562和间流560的两层流。如上所述，当腔体几乎被充满时，可以采用两层流来关闭间层中的间隙。
[0154] 在一些实施方式中，可以采用具有用于第二材料流的选择性流动启动元件的喷嘴来实施上述方法。例如，回到图8，在时间t1处，与第一腔体C1相关联的第一喷嘴可以处于图21的如下状态的构造：在该状态下，芯阀针542退避以建立用于内流562和外流558至组合区域554的流路，阀针套筒544阻挡间流560至组合区域554的流路。同时，与第二腔体C2相关联的第二喷嘴可以处于图22的如下状态的构造：在该状态下，芯阀针542退避以建立用于内流
562和外流558至组合区域554的流路，阀针套筒544退避以建立从间流560至组合区域554的流路。在时间t1处，提高用于所有喷嘴的第一材料的压力，以启动第一材料进入腔体C1的流动(箭头110)和进入腔体C2的流动(箭头113)。
[0155] 在时间t2处，提高用于所有喷嘴的第二材料的压力。因为处于图22的构造的第二喷嘴具有用于第二材料的间流560至组合区域554的通畅的流路，所以在表皮-芯时间延迟Δsc2之后的时间t2处，启动了第二材料进入腔体C2的流动(箭头114)。相比之下，在处于图21的构造的第一喷嘴中，阀针套筒544阻挡第二材料的间流560至组合区域544的流路。因而，在时间t2处增大第二材料的压力不会启动第二材料从第一喷嘴进入腔体C1的流动。
[0156] 在时间t3处，第一喷嘴中的阀针套筒544退避，以建立用于第二材料的间流560至组合区域544的流路，从而在表皮-芯时间延迟Δsc1之后启动了第二材料进入C1的流动(箭头116)。
[0157] 可以采用不同构造的阀针和喷嘴来控制第一材料进入多个腔体中的单独腔体的流量。例如，图24-图26示意性地描绘出使用根据另一实施方式的阀针的位置来控制第一材料(例如，表皮材料)进入腔体的流量。可以采用使用如以下关于图24-图26说明的阀针的位置来控制第一材料的流量，以执行上述方法310的步骤312和314。
[0158] 图24示意性地描绘出喷嘴618的端部的截面图，喷嘴618包括用于单独地控制来自该喷嘴的输出部639的第一材料(例如，表皮材料)的流量的流量控制元件。本领域技术人员将领会的是，喷嘴618可以包括与参照图4说明的上述喷嘴组件不同的多个部件或相似的多个部分。在图24的喷嘴618中，流量控制元件包括阀针642，阀针642具有相对于该喷嘴的输出部639接近的近端部642a。尽管实施方式可以包括均具有独立控制流量的控制元件的多个喷嘴，但是为了简化起见，图24-图26中仅示出了一个喷嘴。
[0159] 图24-图26均示出了在第一材料的内流656和外流658的流动启动之后、第二材料的间流660的流动启动之前的处于不同阀针位置的喷嘴618的端部。在图24中，阀针642退避至其不限制第一材料流动的非限制流动位置。具体地，阀针642的远离喷嘴的输出部639的进一步退避不会增大第一材料的流量。在该第一非限制阀位置处，位于用于内流656的环形流动通路的壁与阀针642a的近端的外表面之间的间隙G1相对地大，从而不会限制第一材料的内流656的流量。在阀针位于第一非限制流动位置的状态下，第一材料以非限制流量流出喷嘴。图24的非限制流动与以上关于图14说明的促进流动类似。
[0160] 在图25中，阀针642退避至通过限制第一材料的内流656的流动来减少流出喷嘴的第一材料的第一限制流动位置。在第一限制阀位置处，位于环形流动通路的壁与阀针642a的近端的外表面之间的间隙G2比G1小，这会物理地限制内流656流出环形流动通路的流动。该对内流流动的限制会将流出喷嘴648的第一材料的总流量减少至比非限制流量小的第一限制流量。
[0161] 在图26中，阀针642退避至进一步限制第一材料流出喷嘴的流动的第二限制流动位置。在第二限制流动位置处，位于用于内流656的环形流动通路的壁与阀针642a的近端的外表面之间的间隙G3比G2小，这会进一步限制内流656流出环形流动通路的流动。该对内流流动的进一步限制会将流出喷嘴的第一材料的总流量减少至比第一限制流量小的第二限制流量。图25和图26的限制流动与以上关于图13说明的上述限制流动类似，以下解释两者的一些区别。
[0162] 能够使用诸如关于图24-图26说明的在启动第二材料的流动之前控制来自喷嘴的第一材料的流量来解决模具中的腔体与腔体之间的间层的前沿位置不同的问题。例如，为了解决以上图6所示的不均一性的问题，用于腔体22b的喷嘴和用于腔体22d的喷嘴的阀针均可以处于第二限制流动位置(例如，与图26类似)，用于腔体22a的喷嘴的阀针可以处于第一限制流动位置(例如，与图25类似)，用于腔体22c的喷嘴的阀针可以处于非限制流动位置。
[0163] 在以上关于图13说明的实施方式中，阀针242的位置通过限制第一次材料的内流和外流的流动来限制第一材料的流动。相比之下，在图25和图26所示的实施方式中，阀针642的位置通过限制第一次材料的内流的流动而不限制第一材料的外流的流动来限制第一材料的流动。因而，与图13的实施方式不同，在图25和图26的实施方式中，阀针642的位置会影响第一材料的内流656与外流658的体积流比。
[0164] 改变第一材料的内流与外流的体积流比会改变最终物品中的间芯层的定位。图27-图29示出了改变第一材料的内流与外流的体积流比是如何改变最终物品670中的间层
680的定位的。图27-图29均示意性地描绘出最终物品670的一部分的截面图，在该截面图中，为了参照，虚线672表示物品壁厚的中线。在图27-图29中，为了图示的目的，厚度均被放大了。
[0165] 图27与在阀针位于非限制流动位置(参见图24)的状态下由共注射得到的物品对应。对内层流没有任何限制的体积流比会使间层672朝向物品的外表面678定位。
[0166] 图28与在阀针位于第一限制流动位置(参见图25)的状态下由共注射得到的物品对应。内流动流的限制导致了不同的体积流比(即，比非限制第一材料流的情况相对低的内流与外流比)，这会使间层672朝向物品的内表面676定位。
[0167] 图29与在阀针位于第二限制流动位置(参见图26)的状态下由共注射得到的物品对应。这种内流动流的进一步限制导致了不同的体积流比(即，比第一限制流动位置的情况相对低的内流与外流比)，这会使间层672更进一步地朝向物品的内表面676定位。
[0168] 如上所解释的，在一些实施方式中，可以使用阀针的位置来控制间层靠近最终物品的内表面或最终物品的外表面的定位。
[0169] 在一些实施方式中，最终塑料物品可以被构造成用作容器(例如，用于容纳食品、饮品、药品、保健品和/或其它气敏性产品的容器)。物品的暴露于产品的大致所有表面区域可以包括间层。如本文所使用的，术语“大致”或“大致全部”是指间层在物品的暴露于用于存储产品的容器容积的整个表面区域上具有95％-100％的覆盖率。
[0170] 图30示出示出了适用于实施本文所教导的示例性实施方式的示例性计算环境。该环境可以包括与共注射系统10有线地、无线地或有线与无线混合地联接的共注射控制装置400。共注射控制装置400为可编程的，以实现用于形成阻隔层和/或清除层(scavenger layer)的可执行流动控制代码450。共注射控制装置400包括用于存储一个或多个计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质或用于实现示例性实施方式的软件。计算机可读介质可以包括，但是不限于一种或多种类型的硬件存储器、非瞬时实体介质(non-transitory tangible media)等。例如，包括在共注射控制装置400内的存储器406可以存储计算机可执行指令或软件(例如，用于实现并且处理可执行流动控制代码450的每个模块的指令)。共注射控制装置400还包括用于执行存储在存储器406中的软件以及用于控制系统硬件的其它程序的处理器402和一个或多个处理器402’。处理器402和处理器902’均能够是单核处理器或多核处理器(404和404’)。
[0171] 可以在共注射控制装置400中采用虚拟化技术(virtualiztion)，以便能够动态地共享计算机装置中的基础结构和资源。虚拟处理器还可以使用储存器416中的可执行流动控制代码450和其它软件。虚拟机414可以被设置成操作在多处理器上运行的处理，使得该处理显现为仅使用一个计算资源而不是多个计算资源。多个虚拟机也可以使用一个处理器。
[0172] 存储器406可以包括计算机系统存储器或诸如DRAM、SRAM、EDO RAM等的随机存取存储器。存储器406还可以包括其它类型的存储器或其组合。
[0173] 用户可以通过诸如计算机显示器等的视觉显示装置422与共注射控制装置400交互，视觉显示装置422可以显示用户界面424或任何其它界面。视觉显示装置422还可以显示示例性实施方式的例如材料数据库、制造信息等的其它方面或元素。共注射控制装置400可以包括诸如键盘或多点触摸界面408等的其它I/O装置以及用于接收来自用户的输入的例如鼠标的指示装置410。键盘408和指示装置410可以连接到视觉显示装置422。共注射控制装置400可以包括其它适当的传统I/O外围装置。共注射控制装置400还可以包括用于存储操作系统418和其它相关软件及用于存储可执行流动控制代码450的诸如硬盘驱动器、CD-ROM或其它非瞬时计算机可读介质等的存储装置416。
[0174] 共注射控制装置400可以包括网络接口412，以通过包括但是不限于标准电话线、LAN或WAN链路(例如，802.11、T1、T3、56kb、X.25)、宽带连接(例如，ISDN、帧中继、ATM)、无线连接、控制器区域网络(CAN)或以上任意或全部的组合的各种连接与局域网(LAN)、广域网(WAN)或因特网接合。网络接口412可以包括内置网络适配器、网络接口卡、PCMCIA网卡、插件总线网络适配器、无线网络适配器、USB网络适配器、调制解调器或适用于使授权计算装置400与能够通信和并执行本文所说明的操作的任何类型的网络接合的任何其它装置。此外，共注射控制装置400可以是诸如工作站、台式计算机、服务器、膝上型手提计算机、手持型手提计算机或能够通信并具有执行本文所描述的操作的足够处理器功率及存储器能力的其它形式的计算或通信装置等的任何计算机系统。
[0175] 共注射控制装置400可以运行诸如任意版本的 操作系统、不同版本的Unix和Linux操作系统、用于苹果计算机的任意版本的 任意嵌
入式操作系统、任意实时操作系统、任意开源操作系统、任意专属操作系统、用于移动计算装置的任意操作系统或能够在计算装置上运行并执行本文说明的操作的任何其它操作系统等的任意操作系统。操作系统可以以原生模式或仿真模式运行。
[0176] 流动控制代码450包括可由处理器402执行以控制共注射系统10的可执行代码，其中控制共注射系统10可以包括对每个喷嘴均单独地控制阀针42的位置、单独地控制第一材料流的启动与控制第一材料流的流动、和控制共聚物流进入每个腔体的流动。可由处理器402执行的可执行代码还可以控制浇口销42的至少一部分的温度，以及控制模具2400的至少一部分的温度。可执行代码可以由处理器402执行来对每个腔体选择性地控制内聚合物流与外聚合物流的体积流比、控制间芯材料流的相对于组合聚合物流的速度流动前沿的位置以及控制间芯流的挤出开始时间相对于内聚合物流和外聚合物流的挤出开始时间。本文所教导的共注射系统利于诸如食品或饮品容器等的物品的共注射成型。
[0177] 在一些实施方式中，共注射控制装置可以位于靠近共注射系统的位置处，并且可以被构造成控制一个共注射系统。在一些实施方式中，共注射控制装置可以作为例如服务器被远程地定位，并且可以被构造成控制一个共注射系统、二个共注射系统、三个共注射系统、四个共注射系统或更多个共注射系统。
[0178] 如本领域技术人员基于本文的教导可以领会到的，在不超出本发明的如所附权利要求限定的范围的情况下，可以对本公开的上述和其它实施方式作出各种改变和变型。因此，实施方式的这个详细说明仅作示例性的理解，而非限制。仅通过常规实验，本领域技术人员将领会或将能够确定本文所描述的具体实施方式的多个等同例。该等同例意在被权利要求包含。
