专利名称：高速注塑产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于注塑的系统和方法。更具体地讲，本发明涉及用于高速注塑的系统和方法以及由此产生的部件。
背景技术：
注塑是一种通常用于大批量制造由可熔材料制成的部件，最常见的是由塑料制成的部件的技术。在重复性注塑过程中，将塑性树脂(最常见的为小珠形式)引入注塑机中，注塑机在热和压力下使所述树脂珠熔融。将这样熔融的树脂强力地注入具有特定腔体形状的模具腔体中。注入的塑料在压力下被保持在模具腔体中、冷却、然后作为固化部件移出，所述固化部件具有的形状基本上复制了模具的腔体形状。模具自身可具有单一腔体或多个腔体。每个腔体均可通过浇口连接到流动通道，浇口将熔融树脂流引导至腔体中。因此，典型的注塑规程包括四个基本操作(I)将塑料在注塑机中加热，以使其在压力下流动；(2)将 熔融塑料注入被限定在已闭合的两个模具半块之间的一个或多个模具腔体中；(3)使塑料在一个或多个腔体中在压力下冷却并硬化；以及(4)打开模具半块以使部件从模具中被顶出。将熔融塑性树脂注入模具腔体中并且通过注塑机迫使塑性树脂挤过腔体，直至塑性树脂到达腔体中的最远离浇口的位置。所得的该部件的长度和壁厚取决于模具腔体的形状。在某些情况下，塑料制造商可能期望减小注塑部件的壁厚。因此，需要如下的用于注塑的系统和方法，其提供具有薄的壁厚且具有足够刚度的部件。发明概沭在一个实施方案中，产品可包括由基于聚合物的树脂形成的主体部分，主体部分包括浇口位置、最后填充位置、大于或等于约200的流动长度与壁厚的比率，其中流动长度是从浇口位置至最后填充位置测量的、以及小于或等于约I毫米的壁厚，其中基于聚合物的树脂具有小于或等于约1000克/10分钟的熔流指数。该产品可为消费品包装。该产品可通过高速注塑形成。在一个实施方案中，产品可包括由基于聚合物的树脂形成的主体部分，其中在通过高速注塑方法形成时，主体部分可包括浇口位置、最后填充位置、大于或等于约300的流动长度与壁厚的比率，其中流动长度是从浇口位置至最后填充位置测量的、以及壁厚，所述壁厚沿流动长度为基本上恒定的且小于或等于约O. 5毫米。基于聚合物的树脂可具有小于或等于约50克/10分钟的熔流指数。该产品可为消费品包装。该产品可通过高速注塑形成。在另一个实施方案中，用于形成产品的方法可包括使用具有腔体的模具组合件，其通过高速注塑方法来生产制品；通过高速注塑方法将基于聚合物的树脂引入模具组合件中，从而形成该产品。所述模具组合件可包括浇口位置、最后填充位置、从浇口位置至最后填充位置所测量的流动长度、基本上恒定的且小于或等于约O. 5毫米的壁厚、以及大于或等于约200的流动长度与壁厚的比率。基于聚合物的树脂可按如在浇口位置所测量的大于或等于约300立方厘米/秒的平均速率被引入腔体中。该产品可为消费品包装。在另一个实施方案中，产品为通过高速注塑而形成的预成型件，其可包括管形体，所述管形体具有开口端部、分配端部和壁部，壁部可具有小于或等于约O. 5毫米的壁厚、位于管形体的分配端部上的浇口位置、位于管形体的开口端部上的最后填充位置、从浇口位置至最后填充位置所测量的流动长度、以及大于或等于约300的流动长度与壁厚的比率。形成管形体的基于聚合物的树脂可具有小于或等于约800克/10分钟的熔流指数。该产品可为用于消费品包装的预成型件。在另一个实施方案中，产品可包括由基于聚合物的树脂形成的主体部分。主体部分可包括浇口位置、最后填充位置、大于或等于约200的流动长度与壁厚的比率，其中流动长度是从浇口位置至最后填充位置测量的、以及壁厚，所述壁厚沿流动长度为基本上恒定的且小于或等于约O. 375毫米。基于聚合物的树脂可具有小于或等于约50克/10分钟的熔流指数。该产品可为消费品包装。该产品可通过高速注塑形成。在另一个实施方案中，产品可包括管形体，所述管形体具有开口端部、分配端部和壁部，壁部可具有小于或等于约O. 375毫米的壁厚、位于管形体的分配端部上的浇口位置、位于管形体的开口端部上的最后填充位置、从浇口位置至最后填充位置所测量的流动长度、以及可大于或等于约250的流动长度与壁厚的比率。形成管形体的基于聚合物的树脂可具有小于或等于约800克/10分钟的熔流指数。该产品可为用于消费品包装的预成型件。该产品可通过高速注塑形成。根据以下发明详述并结合附图，将会更充分地理解由本文所述的实施方案所提供的这些和附加特征。附图简述附图所示的实施方案在性质上为例证性和示例性的，而并不旨在限制由权利要求所限定的主题。当结合以下附图阅读时，能够理解对以下例证性实施方案的详细描述，其中用类似的附图标号表示类似的结构，并且其中图I示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的高速注塑机的图解前视图。图2示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的产品的透视前视图。图3示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的沿图2的产品的线3-3截取的剖视前视图。图4示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的容器的透视前视图。图5示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的预成型件的剖视前视图。图6示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的预成型件的局部截面图。图7示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的预成型件的剖视前视图。图8示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的预成型件的剖视前视图。图9示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的预成型件的剖视前视图。
图10示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的容器产品的透视顶视图。图11示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的容器产品的剖视端视图。图12示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的产品的前视图。图13示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的牙刷的透视顶视图。图14示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的图13的牙刷的详细透视顶视图。
图15示出了根据本文所示和所述的一个或多个实施方案的棉塞施用装置的剖视前视图。发明详沭本发明的实施方案一般涉及系统、产品、以及通过高速注塑来生产产品的方法。详细地参见各图，图I示出了用于通过高速注塑来生产薄壁部件的示例性注塑机
10。注塑机10—般包括注射系统12和夹紧系统14。可将基于聚合物的树脂以树脂粒料16形式引入注射系统12中。可将树脂粒料16放置到料斗18中，所述料斗将树脂粒料16喂入注射系统12的加热的圆筒20中。树脂粒料16在被喂入加热的圆筒20中之后可由往复式螺杆22驱动至加热的圆筒20的端部。加热的圆筒20的加热以及往复式螺杆22对树脂粒料16的压缩使得树脂粒料16熔融。在塑料现在已成为熔融树脂24的情况下，往复式螺杆22能够如图I中的箭头A所示地向前运动，并且往复式螺杆22能够迫使熔融树脂24穿过喷嘴26并进入夹紧系统14中。熔融树脂24可通过浇口 30被注入模具28中，所述浇口引导熔融树脂24流动至模具腔体32，所述模具腔体是在模具28的配对体中形成的，其中模具28由压机34在压力下保持在一起。一旦将预定量的熔融树脂24注入模具中，往复式螺杆22即停止向前运动。熔融树脂24呈模具腔体32的形式，并且使熔融树脂24在模具28内冷却，直至其固化为止。一旦熔融树脂24固化之后，压机34就释放其对模具28的配对体的作用力，模具28的配对体可彼此分离并且成品部件可被顶出，然后该过程可重复进行。不受理论的束缚，注塑的塑料制造商可能期望减小注塑部件的壁厚，以此来减少塑料的含量并因此降低最终部件的成本。这对于消费品包装产品来讲可为尤其真实的，其中常规的注塑制造方法通常会生产其强度超过要求的部件。如本文所用，壁厚为整个部件的平均壁厚。然而，使用常规注塑方法来减小注塑的部件的壁厚可能是一种昂贵且不易完成的工作，尤其是当壁厚的设计小于约I. O毫米时更是如此。在常规注塑方法中，当液体塑性树脂被引入注模中时，邻近腔体壁的材料会立即开始“冻结”或固化和硬化。当材料流过模具时，材料的边界层抵靠模具的侧面而形成。随着模具的继续填充，边界层继续增厚，最终会封闭住材料流动的路径并且阻止附加材料流入模具中。当模具冷却时，塑性树脂在模具壁上冻结的问题会变得更严重，使用某种技术来缩短每个部件的循环时间并增加机器的通过量。也可能期望设计出一种部件和对应的模具，使得液体塑性树脂从具有最厚壁厚的区域流向具有最薄壁厚的区域。增加模具的某些区域中厚度可确保有足够的材料流入其中需要强度和厚度的区域中。这种“厚处向薄处”的流动路径要求可导致对塑料的使用效率低，并且对于注塑部件的制造商来讲会导致更高的部件成本，因为附加的材料必须在其中不必需要材料的位置被模塑成部件。一种用以减小部件壁厚的方法是，当液体塑性树脂被引入模具中时增加其压力。通过增加压力，模塑机能够在流动路径被封闭之前继续迫使液体材料进入模具中。然而，增加压力会具有成本和性能两方面的缺点。当模塑组件所需的压力增加时，模塑设备必须具有足够的强度以耐受附加的压力，这一般等同于更昂贵的费用。制造商可能不得不购买新的设备以适应这些增加的压力。因此，减小给定部件的壁厚可产生用以通过常规注塑技术实现所述制造的大量资本费用。除此之外，当液体塑性材料流入注模中并冻结时，聚合物链保持当聚合物处于液体形式时所存在的高水平的应力。这些“模塑在内的”应力可导致部件在模塑之后翘曲、具有减小的机械特性、以及具有减小的对化学暴露的抗性。对于注塑的部件例如薄壁盆状物、活动铰链部件和闭合件来讲，控制和/或最小化这种减小的机械特性是尤其重要的。·第二种使用常规注塑技术来制造具有更薄壁厚的组件的技术是使用具有更高熔流指数(MFI)的材料。MFI为塑性树脂在其为液体时的粘度量度。一种用于测量MFI的方法公开于ASTM D1238中。尽管使用高MFI材料能够模塑出具有更薄壁厚的部件，但这些材料的硬度一般比具有低MFI或中等MFI的材料更低。因此，所得部件常常缺乏应用上所需的硬度特性。例如，用来将棉塞从塑性施用装置中排出的“推杆”可能没有足够的硬度以在弯折之前向棉塞施加足够的力。类似地，当堆叠在仓库中并持续延长时段时，由具有高MFI的材料制成的塑性容器可能不能够阻抗压缩。已发现高速注塑可被用于在相对低的腔体压力下使用具有低MFI的塑性树脂来生产具有薄的壁厚(例如，O. 75毫米或更小)的产品。这可通过如下方式来实现以至少约200立方厘米/秒(例如，约200立方厘米/秒至约900立方厘米/秒)的相对高的平均速度在至多约69MPa (例如，约34. 5MPa至约69MPa)的相对低的腔体压力下注射具有不大于约1000克/10分钟的相对低MFI的塑性树脂。更具体地讲，MFI将不大于约800克/10分钟，例如不大于约600克/10分钟，例如不大于约400克/10分钟，例如不大于约200克/10分钟，例如约50克/10分钟或更小。在注射过程中，腔体压力可通过在如下位置安装测压头或传感器来测量，在所述位置测量腔体内的基于聚合物的树脂的压力。还发现高速注塑可被用于在相对低的腔体压力下使用具有低MFI的塑性树脂来生产具有甚至更薄壁厚(例如，O. 5毫米或更小)的产品。这可通过如下方式来实现以至少约200立方厘米/秒(例如，约200立方厘米/秒至约900立方厘米/秒)的相对高的平均速度在至多约137. 9MPa (例如，约34. 5MPa至约137. 9MPa)的相对低的腔体压力下注射具有不大于约1000克/10分钟的相对低MFI的塑性树脂。更具体地讲，MFI将不大于约800克/10分钟，例如不大于约600克/10分钟，例如不大于约400克/10分钟，例如不大于约200克/10分钟，例如约50克/10分钟或更小。还发现高速注塑可被用于在相对低的腔体压力下使用具有低MFI的塑性树脂来生产具有甚至更薄壁厚(例如，O. 375毫米或更小)的产品。这可通过如下方式来实现以至少约200立方厘米/秒(例如，约200立方厘米/秒至约900立方厘米/秒)的相对高的平均速度在至多约137. 9MPa (例如，约34. 5MPa至约137. 9MPa)的相对低的腔体压力下注射具有不大于约1000克/10分钟的相对低MFI的塑性树脂。更具体地讲，MFI将不大于约800克/10分钟，例如不大于约600克/10分钟，例如不大于约400克/10分钟，例如不大于约200克/10分钟，例如约50克/10分钟或更小。还发现高速注塑可被用于在相对低的腔体压力下使用具有相对低MFI的塑性树脂来生产具有甚至更薄壁厚(例如，O. 25毫米或更小)的产品。这可通过如下方式来实现以至少约200立方厘米/秒或更高(例如，约200立方厘米/秒至约900立方厘米/秒)的相对高的平均速度在至多约172. 4MPa (例如，约34. 5MPa至约172. 4MPa)的相对低的腔体压力下注射具有不大于约1000克/10分钟的相对低MFI的塑性树脂。更具体地讲，MFI将不大于约800克/10分钟，例如不大于约600克/10分钟，例如不大于约400克/10分钟，例如不大于约200克/10分钟，例如约50克/10分钟或更小。能够执行高速注塑过程的例证性机器包括Husky HyPAC系列往复螺杆式注塑机。
该类型的机器使用冲头36，冲头可在短时期内高速注入熔融树脂24。例如，该类型的机器可在约O. 05秒内将约40克熔融树脂24注入薄壁模具中，而常规注塑机在约相同的树脂温度下将约相同量的树脂注入相同模具中需要约O. 5秒。高速注塑方法使用“单级”注塑系统，其中往复式螺杆22使树脂粒料16混合并熔融并且迫使熔融树脂24穿过喷嘴26并进入模具28中。这不同于“两级”注塑系统(未示出)，其中螺杆仅使树脂粒料混合并熔融。在这种“两级”系统中，熔融树脂24被保持在“射罐”(shot pot)中以供独立的注射杆随后进行注射。本领域的技术人员将会认识到，两级系统可适于获得这些高注射速率，例如HuskyHyPAC系列两级注射机。在高速注塑过程中可使用多种聚合物。这包括被分类为热塑性塑料、热固性塑料和弹性体的聚合物。这些聚合物可选自热塑性塑料、热固性塑料、弹性体、以及它们的组合。特别要关注的是被分类为聚烯烃的热塑性塑料，这是由于它们在固结时的机械特性以及在处于熔融状态时的剪切致稀特性的缘故。剪切致稀(当流体被置于压缩应力下时粘度减小)在增压注塑过程中可有益于熔融树脂。该组聚烯烃包括热塑性塑料例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和聚丁烯-I。这些聚合物可选自聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯-I、以及它们的混合物。例如，当在约240摄氏度下保持在熔融状态时，聚乙烯材料表现出在约I克/10分钟至约24克/10分钟范围内的MFI。该范围内的MFI与固体状态时的高强度和硬度相关联，这对于成品部件的强度和耐久性是期望的。除此之外，在高速注塑过程中也可使用聚合物的共混物或聚合物与添加的非聚合物填料的共混物。热塑性聚合物可选自丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯酸类、赛璐珞、乙酸纤维素、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯-乙烯醇(EVAL)、氟塑料(PTFE，包括FEP、PFA、CTFE、ECTFE、ETFE)、离聚物、丙烯酸类-聚氯乙烯合金、液晶聚合物(LCP)、聚缩醛(POM或乙缩醛)、聚丙烯酸酯(丙烯酸类)、聚丙烯腈(PAN或丙烯腈)、聚酰胺(PA或尼龙)、聚酰胺-酰亚胺(PAI)、聚芳醚酮(PAEK或酮)、聚丁二烯(PBD)、聚丁烯(PB)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸环己烷二甲醇酯(PCT)、聚碳酸酯(PC)、多羟基链烷酸酯(PHA)、聚酮(PK)、聚酯、聚乙烯(PE)(包括低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)形式)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚醚砜(PES)、聚砜、氯化聚乙烯(PEC)、聚酰亚胺(PI)、聚乳酸(PLA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚苯醚(ΡΡ0)、聚苯硫醚(PPS)、聚酞酰胺(PPA)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚砜(PSU)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、spectralon,以及它们的组合。上述任一种物质均可包括随后经受聚合的生物衍生(部分或整体地)聚合物或单体。基于聚合物的树脂可至少部分地衍生自可再生资源。基于聚合物的树脂可由衍生自可再生资源的单体和衍生自非可再生资源的单体的组合形成。高速注塑方法的一个优点是，熔融树脂24在注射过程中经历显著的聚合物压缩。取决于树脂的组成，已测量出熔融树脂24压缩了约4%至约12%。在被注射穿过喷嘴26并进入模具28中之前，熔融树脂24被往复式螺杆22压缩。熔融树脂24被压缩至接近材料自身的压缩容量。每种材料均具有其自身的取决于压力、体积和熔融树脂所经受的温度而不同的特性可压缩容量，并且可由本领域的普通技术人员通过使用膨胀仪来测定。在注射过程自身之后，熔融树脂24可在整个系统中松弛，包括模具腔体32中的任何材料、浇口 30、喷嘴26，并且是在往复式螺杆22的前面。熔融树脂24的松弛可允许储存在压缩的熔融树脂24中的能量以热的形式释放出来，所述热可进一步降低熔融树脂24的原位粘度并且可进一步帮助填充模具腔体32的薄的通道。 除此之外，熔融树脂24的松弛还可允许高速注塑方法和/或系统的至少一个实施方案生产如下部件，所述部件具有高且均匀的填塞密度和比常规模塑过程的情况更均匀的量纲。本领域的技术人员将会认识到这种对整个模具腔体32中的均匀填塞密度的需求。具有低填塞密度的部件易于发生下沉，或固化的材料远离模具腔体32的壁发生收缩。下沉自身表现为成品部件中的尺寸不规则性，并且通常见于按常规模塑方法加工的部件，见于远离浇口位置42的位置，并且尤其明显地见于具有高流动长度与壁厚的比率的部件。通过常规模塑方法可能难以在薄壁模具腔体32中均匀地分配材料。由于高速注塑方法将熔融树脂24在压缩状态时注入模具28中并且熔融树脂会在模具腔体32内解压，因此与如果按常规模塑方法来注射的情况相比，熔融树脂24可具有更均匀的填塞密度。此外，这种均匀填塞密度还可导致部件缺乏下沉，这与按常规模塑方法制造的部件相比可导致部件更贴近地适形于模具腔体32的形状。此外，高速注塑方法和/或系统的至少一个实施方案还可允许填充薄壁模具腔体32而不使用发泡剂。如本领域的技术人员已知的那样，发泡剂可被用于降低熔融树脂24的粘度，这等同于使用了具有更高MF的基于聚合物的树脂。然而，使用发泡剂可导致较低的部件密度和较差的表面光洁度。通过高速注塑方法和/或系统的至少一个实施方案所制造的部件可不表现出这些特性。高速注塑方法可导致部件密度在基于聚合物的树脂的固有密度的约3%以内，例如部件密度在基于聚合物的树脂的固有密度的约2%以内，例如部件密度在基于聚合物的树脂的固有密度的约1%以内，例如部件密度在基于聚合物的树脂的固有密度约O. 5%以内。如本文所用，固有密度是指当以固体的预加工形式提供时即在高速注塑过程中被加热之前的基于聚合物的树脂的密度；例如树脂粒料16。在高速注塑过程中使用这些材料允许制造出具有薄的壁厚38和长的流动长度40的部件，如图2和3所示。部件的流动长度40可沿从部件的浇口位置42至最后填充位置44的材料流的最短路径来测量。壁厚可沿流动长度为基本上恒定的。浇口位置42对应于浇口 30的相对于模具腔体32的位置(图I)。部件的最后填充位置44对应于模具腔体32中的最后填充的位置(图I)。壁厚38对应于模具腔体32的壁之间的间隙(图I)。受关注的是具有如下壁厚的部件小于约I毫米，例如小于约O. 75毫米，例如小于约O. 5毫米，例如小于约O. 4毫米，例如小于约O. 3毫米，例如小于约O. 25毫米。高速注塑方法允许使用具有小于约50克/10分钟的MFI的树脂来制造部件，其中这些部件具有约450的流动长度40与壁厚38的比率(其中壁厚小于约I. O毫米)，例如约450至约1500的比率；超过约350的比率(其中壁厚小于约O. 75毫米)，例如约350至约1250的比率；超过约200的比率(其中壁厚小于约O. 5毫米)，例如约300至约1000的比率；超过约200的比率(其中壁厚小于约I毫米)，例如约300至约1000的比率；超过约200的比率(其中壁厚小于约O. 375毫米)，例如约250至约750的比率；以及超过约150的比率(其中壁厚小于约O. 25毫米)，例如约150至约500的比率。减小壁厚38同时又保持长的流动长度40的能力允许设计者最小化每个部件的塑料含量，这能够进一步降低部件成本。流动长度40与壁厚38的比率可大于或等于约500。通过高速注塑方法生产的产品50的一个实例示出于图2和3中。产品50可用作用于贮藏和运输许多消费品的包装件。产品50具有主体部分51，所述主体部分具有约O. 5毫米或更小的标称壁厚38，所述标称壁厚允许足够地回弹在正常使用期间所施加的任何压力。在流动长度与壁厚的比率为约340的情况下，沿材料流的最短路径从浇口位置42测量至最后填充位置44的流动长度40为大约170毫米。如图2所示，当产品50从注塑机10·中取出时，与浇口位置相对的端部是开口的。为了形成如图4所示的容器60，必须密封该开口端部62。通常，开口端部62将被局部压平并焊接到其自身上以便形成焊接接头64。产品50可为一种包装件。产品50可为消费品包装产品。产品50可为具有通过模内贴标提供的标签的产品。能够在产品上实现其它改进。如图5所示，能够制造出具有分配端部72和管形体74的预成型件70，其中浇口位置42位于预成型件70的分配端部72上，并且最后填充位置44位于管形体74的开口端部62上。如本文所用，预成型件是指已至少经受过初步模塑且可经受进一步的加工或装配的物体。壁厚38为约O. 5毫米，并且流动长度40与壁厚38的比率为约340。如图5所示，分配端部72的厚度可显著地比管形体的壁厚38更厚。模塑出附加厚度的能力可被用于产生在不使用时用以放置预成型件的基座部件80，或作为用以模塑出保持部件例如分别如图6和7所示的螺杆螺纹82或突出部84的位置。此外，所述附加厚度还允许形成位于分配端部72上的整体喷嘴86以允许使用者引导消费品流，如图8所示。如图9所示，预成型件70可被模塑成使得分配端部72包括整体能够运动的顶盖88，所述顶盖可被选择性地打开或闭合以允许或防止消费品从容器中排出。高速注塑方法也允许通过注塑出如下部件来产生部件，所述部件在具有薄的壁厚38的区域中具有浇口位置42并且在具有厚的壁厚90的区域上具有最后填充位置44。如图10和11所示，容器产品98在整个主体92中具有大致薄的壁厚38，并且顶部94在铰链位置96和插销100处具有厚的壁厚90。高速注塑方法允许设计者将浇口位置42放置在容器产品98的底部102上以最小化模具填充时间，同时保持在与浇口位置42相比具有更厚壁厚90的区域中完全填充模具腔体32的能力。如图12所示，具有整体成形的拉链锁112的包装产品110可通过高速注塑方法来形成。高速注塑方法允许靠近包装产品Iio的底部来注射熔融树脂24，从而形成浇口位置42，熔融树脂24随后从所述浇口位置流向拉链锁112的区域，在那里需要更大的厚度来形成锁定部件114。
据信可通过高速注塑方法来形成全范围的产品。例如，如图13和14所示，能够以单一步骤来形成具有整体成形的刷毛122的牙刷120。由于材料可主要沿具有厚的壁厚90的牙刷柄部124流动，因此有益地识别出刷毛122的有效流动长度140，所述有效流动长度是从刷毛床142测量至最后填充点4 4。高速注塑方法允许以与牙刷柄部124相同的步骤来形成细长构件例如刷毛122，所述刷毛具有薄的壁厚38并且其中有效流动长度与壁厚的比率较大，所述牙刷柄部具有厚的壁厚90并且其中流动长度与壁厚之比较小。因此，在单一操作中，可使用如下单一的基于聚合物的树脂来生产整体产品(即，牙刷120)，所述树脂具有高强度的局部区域(即，牙刷柄部124)和高柔韧性的局部区域(S卩，刷毛122)。此外，以单一步骤形成牙刷柄部124和刷毛122还允许制造商消除刷毛形成步骤、集束步骤和连接步骤。可通过该高速注塑方法形成具有整体成形的刷毛、长丝、表面植绒或其它薄的突出的施用装置或工具，所述施用装置或工具用于某个范围内的化妆或个人护理组合物和产品形式。组合物的非限制性实例可包括睫毛膏、眼线、眼影、唇彩、唇膏、粉底、遮瑕物、腮红、指/趾甲油、乳液、保湿剂、剥脱产品、抗衰老产品、沐浴剂和面部清洁剂。产品形式的非限制性实例可包括低粘度液体、高粘度霜膏或糊剂、以及压粉或散粉。例如，模塑的睫毛膏刷子或施用装置近来变得很流行，这部分地是由于它们相对于绞丝刷睫毛膏施用装置来讲的优异性能。模塑的刷子可具有以如下方式来形成它们的刷毛或突出的优点它们中的一些或全部终止于独特的预定点处的芯处。在模塑的施用装置中，相邻突出之间所期望的距离可沿着这些突出的长度保持不变，并且可有益地建立这些突出的尺寸、形状和相对定位以产生睫毛膏的更好的沉积和睫毛覆盖率并且获得睫毛的优异的梳理和分离。如本文所定义，突出为如下的表面延伸部，所述表面延伸部从化妆品施用装置或工具的芯、柄部或主体向外突出或延伸。芯是指施用装置的主体的如下部件，所述突出位于所述部件上。在睫毛膏施用装置的情形中，芯连接到杆。所谓连接，是指芯物理地固定或接合到杆，或芯和杆是作为整体单元制成的。杆是指施用装置主体的如下部件，所述部件能够连接到(即，固定到或与其整体制成)芯(在其端部中的一个处)。在杆的另一端，杆能够连接到(B卩，固定到其上或与其整体制成)源自对应的产品容器的柄部或闭合件/封盖。此外，高速注塑方法还能够允许形成具有整体成形的薄壁擦拭或刮擦构件的厚壁产品容器(例如，睫毛膏或眼线瓶子/管)。例如，当从其容器中抽出时用于从施用装置上除去多余的睫毛膏或眼线流体的薄的柔性且有回弹力的环形擦拭物构件能够整体成形到容器颈部或厚壁睫毛膏或眼线瓶子的开放孔口中。因此，该模塑方法允许更简单的制造方法，其中消除了如下必要性形成独立擦拭件，并且随后将该独立擦拭件插入产品容器中。该产品可为用于产品包装的泡罩包装或蛤壳。泡罩包装或蛤壳可为半透明的。泡罩包装或蛤壳可为透明的。该产品可为瓶子覆盖物、瓶子装饰、或抓持部件。该产品可为可替换的装饰部件，所述部件可与另一种产品相关和/或不相关。例如，该产品可为与手机相关和不相关的手机覆盖件。该产品可为某个类别的物品中的产品，包括但不限于止汗剂、婴儿护理品、古龙香水、商业产品(包括与定向于消费者的消费品类似的批发、工业和商业市场类似物)，化妆品、除臭剂、盘碟护理品、女性保护品、毛发护理品、毛发着色剂、保健品、家用清洁剂、失禁护理品、衣物洗涤剂、口腔护理品、纸制品、个人清洁用品、一次性吸收制品、宠物健康和营养品、处方药、名牌芳香剂、护肤品、小吃和饮料、专用织物护理品、剃刮用品和其它毛发生长控制产品、小用具、装置和电池。有多种产品形式可落在这些产品类别中的每种内。示例性的产品形式和品牌描述于TheProcter&Gamble Company网站www. pg. com以及存在于其上的链接网址。应当了解，本发明也设想过作为上文所列的那些之外的一部分产品种类的产品和消费品，并且本发明也包括上文所指出的网站所公开的那些之外的可供选择的产品形式和品牌。该产品可由多种材料制得，可制成多种构形，并且可使用技术人员已知的任何制造技术来制作。该产品可为包装，包括但不限于盒、袋、小袋、纸板罐、瓶子、倒头瓶、广口瓶、热成型泡罩、蛤壳、以及它们的组合。其它包装实施方案同样是适宜的。除此之外，高速注塑方法还允许减薄当前制造商的产品的壁。例如，如图15所示，棉塞推杆130可具有其减薄的壁厚38，从而减少了每个部件所使用的塑性材料量。高速注塑方法增进了如下部件的可制造性，所述部件靠近最后填充位置44比在浇口位置42具有更多的材料，因为在最后填充位置44具有增加的部件直径。
注意本文可使用术语“基本上”和“约”来表示可属于任何定量比较、值、量度或其它表示的不确定性的内在程度。本文也使用这些术语来表示定量表示可不同于所述参考值而不造成在讨论中受试主体的基本功能有变化的程度。现在应当显而易见的是，本文所举例说明和所描述的产品的各种实施方案均可通过高速注塑方法来生产。尽管本文具体地提到了用于包含消费品的产品或消费品产品自身，但应当显而易见的是，本文所述的高速注塑方法可适于结合用于以下行业中的产品来使用消费品行业、食品服务行业、运输行业、医疗行业、玩具行业等。发明详述中引用的所有文献的相关部分以引用方式并入本文；任何文献的引用均不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本书面文献中术语的任何含义或定义与引入本文以供参考的文献中的术语的任何含义或定义冲突时，将以赋予本书面文献中的术语的含义或定义为准。尽管本文举例说明和描述了特定实施方案，但应当理解，在不脱离受权利要求书保护的主题的实质和范围的情况下，可作出各种其它改变和修改形式。此外，虽然本文描述了受权利要求书保护的主题的各个方面，但这些方面无需以组合方式来利用。因此有意地在所附权利要求中包括了在受权利要求书保护的主题范围内的所有此类改变和修改形式。
权利要求
1.一种产品(50),所述产品包括 由基于聚合物的树脂形成的主体部分(51)，所述主体部分包括 浇口位置(42)； 最后填充位置(44)； 大于或等于约200的流动长度(40)与壁厚(38)的比率，其中所述流动长度是从所述浇口位置至所述最后填充位置测量的；和小于或等于约I晕米的壁厚； 其中所述基于聚合物的树脂具有小于或等于约1000克/10分钟的熔流指数。
2.如权利要求I所述的产品，其中所述壁厚沿所述流动长度为基本上恒定的。
3.如权利要求I或权利要求2所述的产品，其中所述壁厚小于或等于约O.5毫米。
4.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述基于聚合物的树脂具有小于或等于约50克/10分钟的熔流指数。
5.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述流动长度与壁厚的比率大于或等于约 500。
6.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述基于聚合物的树脂包括热塑性聚合物。
7.如权利要求6所述的产品，其中所述热塑性聚合物为聚烯烃。
8.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述基于聚合物的树脂为剪切致稀流体。
9.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述产品为包装件。
10.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述产品具有在所述基于聚合物的树脂的固有密度的约3%以内的部件密度。
11.如权利要求1-8或10中任一项所述的产品，其中所述产品为预成型件(70)，所述预成型件包括具有开口端部(62)和分配端部(72)的管形体(74)。
12.如权利要求11所述的产品，其中所述浇口位置位于所述管形体的分配端部上，并且其中所述最后填充位置位于所述管形体的开口端部上。
13.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述产品通过使用具有腔体(32)的模具(28)形成，其中所述基于聚合物的树脂以如在所述浇口位置所测量的大于或等于约300立方厘米/秒的平均速率被引入所述腔体中。
14.如权利要求13所述的产品，其中当所述基于聚合物的树脂被引入所述腔体中时，所述基于聚合物的树脂基于所述基于聚合物的树脂的压力-体积-温度特性被压缩至所述基于聚合物的树脂的约最大压缩容量，并且允许所述基于聚合物的树脂在所述腔体内以液体状态解压。
15.如前述权利要求中任一项所述的产品，其中所述产品通过高速注塑形成。
全文摘要
本发明公开了一种产品，该产品通过高速注塑形成。该产品可包括由基于聚合物的树脂形成的主体部分，其中在通过高速注塑形成时，主体部分具有浇口位置、最后填充位置、大于或等于约200的流动长度与壁厚的比率，其中流动长度是从浇口位置至最后填充位置测量的、以及小于或等于约1毫米的壁厚，其中基于聚合物的树脂具有小于或等于约1000克/10分钟的熔流指数。
文档编号B29C45/00GK102947071SQ201180030780
公开日2013年2月27日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年6月23日
发明者G·M·艾尔托宁, J·M·雷曼, D·A·多尔顿, K·赫德斯佩斯 申请人:宝洁公司