用于生产塑料模制件的方法、模具插入件和注塑模具的制作方法
【专利说明】用于生产塑料模制件的方法、模具插入件和注塑模具
[0001] 本发明设及用于生产塑料模制件的方法、模具插入件、保持装置和注塑模具，W及 用该种方式生产的塑料模制件。
[0002] 已知使用注塑模具来生产塑料制的光学部件。
[0003] 例如，EP 0 878 191 Al披露了用于生产衍射透镜的注塑模具。该注塑模具包括两 个半模，它们形成透镜形状的型腔。其中一个半模有可让冲具插入其中的凹口。该冲具然后 形成由该半模形成的型腔的全部表面，并在其面向型腔的侧边上承载一结构，在注塑模制 过程中该结构被模制成为塑料模制的零件。
[0004] 本发明的目的是提供方法、模具插入件和注塑模具，借助于它们，任何塑料模制的 零件可通过注塑模制而装备有附加的光学效应。此外，本发明的目的是提供如此的塑料模 制件。
[0005] 由W下诸项来达到该目的:具有如权利要求1所述特征的方法、具有如权利要求18 所述特征的模具插入件、具有如权利要求24所述特征的保持装置、具有如权利要求27所述 特征的注塑模具，W及具有如权利要求3所述特征的塑料模制件。
[0006] 在生产塑料模制件的方法中，提供具有衍射表面起伏特征的模具插入件，该模具 插入件插入到注塑模具的一个半模内，该半模与至少另一个半模一起形成用于生产塑料模 制件的型腔。将模具插入件插入到注塑模具内，使得衍射表面起伏特征形成由半模形成的 型腔表面的部分区域。然后，借助于注塑模具，通过注塑模制来模制塑料模制件。
[0007] -般说来，注塑模具包括两个半模，它们一起形成型腔。然而，也可构思多部分的 模具。即使在具有一起形成型腔的两个W上部分的模具的情形中，相应的部分在运里仍然 被称作为半模。
[000引运里所谓注塑模具的型腔是指与待要生产的模制件互补的注塑模具的凹腔，塑料 模制件在该凹腔中进行模制。例如，诸如诱铸系统那样的注塑模具其它凹腔则在运里不被 理解为型腔的构成部分。
[0009] 模具插入件包括衍射表面起伏特征(relief,浮凸部），并可插入到注塑模具的一 个半模内，该一个半模与至少另一个半模一起形成用于生产塑料模制件的型腔，运样，衍射 表面起伏特征形成注塑模具型腔的由半模形成的表面的部分区域。
[0010] 用于生产塑料模制件的注塑模具包括至少一个半模，其与至少另一个半模一起形 成用于生产塑料模制件的型腔，其中，半模具有接纳部，具有衍射表面起伏特征的模具插入 件可插入到该接纳部内，运样，衍射表面起伏特征形成注塑模具型腔的由半模形成的内表 面的部分区域。
[0011] 借助于使用所述注塑模具和所述模具插入件的所述方法生产的塑料模制件包括 衍射表面起伏特征，其只在塑料模制件表面的部分区域上延伸。
[0012] W所述的方式，能够获得塑料模制件，其包括衍射光学元件，但不一定设计为光学 部件。不覆盖有衍射表面起伏特征的表面的部分区域因此可呈现其它功能。由此，衍射表面 起伏特征例如也可只用于装饰的用途、防伪造的防护用，或用作为铭文。此外，不覆盖有衍 射表面起伏特征的表面的部分区域因此也提供用于其它的光学功能。因此，例如，装饰的衍 射元件可与其它非衍射元件组合，诸如是反光镜等。在注塑模制过程中，同样有可能装饰不 覆盖有衍射表面起伏特征的表面的部分区域，例如，用IMD薄膜或IML标签(IMD =模具装饰； IML=内模具标签），或在其后的工艺步骤中W其它方式装饰它们，和/或向它们提供进一步 的功能涂层。同样地，不覆盖有衍射表面起伏特征的表面的部分区域也可在多部件的注塑 模制中由另一种注塑模制材料形成，运尤其是不透明的材料。同样地，不覆盖有衍射表面起 伏特征的表面的部分区域可W是高光泽和光滑的，因此，最好是高度透明和清晰透视的。
[0013] 覆盖有衍射表面起伏特征的表面的部分区域由于表面的起伏特征而不光滑或高 度光泽的，因此形成例如与邻近的高光泽、光滑表面的光学反差。在某些实际情形中该种反 差可W是理想的，而在另一种情形中就会不理想。在不理想的情形中，例如，通过衍射表面 起伏特征和邻近的高光泽、光滑表面之间的过渡区域，可稍微隐藏该种反差，其中，该过渡 区域略微结构化，和/或具有减小的结构化，即朝向高光泽、光滑表面减小(削弱)结构化。
[0014] 作为模具插入件，模具插入件最好设有衍射表面起伏特征，该衍射表面起伏特征 通过增加或减少衍射微结构和尤其是弯曲的宏观结构的叠加来形成的。宏观结构可W形成 为宏观曲率，或通常形成为按照要求进行模制的自由形状的表面，衍射微结构则布置在其 上。
[0015] 宏观结构最好对应于由塑料模制件的相对表面限定的表面结构。宏观结构最好运 样进行选择，使得由宏观结构限定的塑料模制件的名义宏观表面和注塑模制件的相对表面 之间的距离(至少在衍射表面起伏特征的非平区域内）基本上恒定不变且最好变化不超过 ±20%，最好进一步变化不超过± 10%。例如，在部件厚度为2mm至3mm的情形中，由此壁厚 变化不超过0.4mm。因此获得很大程度上壁厚恒定的注塑模制件，由此，在所有区域内可达 到足够良好的稳定性。因此没有薄弱点或预定的断裂点形成。相应地，注塑模具型腔的相对 壁表面基本上也恒定地间距开(至少在模具插入件的区域内），其结果，塑料模制件可借助 于所述方法进行制造。
[0016] 衍射微结构由此可按照要求包含到模制表面内。尤其是，由此可将衍射结构引入 到现有的部件内，不必使后者的形状进行改适或进行专口改型。特别的优点在于，与已知的 方法和注塑模具相比，运里能够将衍射微结构引入到弯曲表面内。因此，如果衍射微结构要 被包含到部件内，则不必提供平的或水平的区域。因此在开发具有衍射表面起伏特征的塑 料模制件中，设计自由度不受限制。
[0017] 对于现有注塑模制工具作主要的修改也是不必要的，只要提供和插入相应的模具 插入件。如果现有部件要在将来设置有衍射微结构，则运能够达到特别高度的计划灵活性 和低的转换成本。
[0018] 所谓微结构运里优选地意指运样的结构，其结构元件和/或局部的最小值或最大 值具有小于500皿的平均间距，较佳地小于100皿的平均间距，进一步较佳地小于10皿的平 均间距。
[0019] 衍射微结构较佳地具有大于100线/mm的空间频率，较佳地大于300线/mm,进一步 较佳地在800线/mm和2800线/mm之间。衍射微结构的起伏特征的深度较佳地在50nm和100皿 之间，进一步较佳地在200nm和10皿之间。
[0020] 衍射微结构最好是2D/3D全息图、开诺全息图、傅立叶全息图、对应于光学功能特 别计算的计算机产生的全息图（CGH)，或由一维或二维周期性衍射光栅构成的 KiNEGRAM''或T放巧TSE,\t?、各向同性或各向异性的垫结构(带有结构参数的统计变 化）、带有连续的或台阶相位功能(尤其是2、4或8台阶）的非对称的发光光栅、透镜状结构， 或组合一个或多个上述结构的结构。
[0021] 对于它的起伏特征参数而言，尤其是，空间频率和起伏深度，微结构最好运样进行 设计，当微结构被模制到较佳地是透明塑料材料(该材料较佳地具有大约1.5至1.6折射率） 中时，则在反射光观察中和/或传播光观察中，产生光学可变的效应，运变得被人观察者可 W看见，可选地可借助于专口的光源化抓、激光笔、带有预定间距的点光源等）来达到该效 应。
[0022] 所谓宏观结构优选地意指运样的结构，它们的结构元件和/或局部最小值或最大 值彼此间距开1 Own W上，最好大于50皿，进一步较佳地介于100皿和500皿之间。宏观结构的 起伏特征深度最好大于0.5]im，进一步较佳地大于如m。
[0023] 作为模具插入件来说，如果设置模具插入件，则是进一步的适宜之计，它的宏观结 构描绘了自由形式的表面，该表面至少在一些区域内W-个或多个曲率来弯曲，曲率是衍 射表面起伏特征的侧向范围的至少100倍和至多0.1倍，较佳地是至少10倍和至多0.25倍， 特别较佳地是至少5倍和至多0.33倍，和/或每种情形中的一个或多个曲率具有一定范围的 曲率半径，该范围从10000mm至IOm