注塑成型方法和系统及由该方法和系统制造的模制产品的制作方法

专利名称：注塑成型方法和系统及由该方法和系统制造的模制产品的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于制造产品的方法及装置/系统。更具体地说，本发明 涉及通过注塑成型来制造产品的方法及装置/系统，并涉及由该方法及装 置/系统制造的模制产品。
背景技术：
注塑成型工艺是公知的，通常涉及将流动性材料(如塑料)注入到 制备在模具内的空腔中，并且使该材料冷却并硬化，以形成形状通常与 该模具空腔的形状互补的产品。作为这种工艺的变型，可以通过在注入熔融(molten)材料之前将 薄膜或基板插入到该模具中，而将该薄膜一体地形成在该产品上。US 2005/140055公开了一种如下来制造部件的方法进行注塑成型 并且在该部件的注塑成型期间全面地对该部件的可见外露正面及可见外 露侧面进行装饰。该方法包括以下步骤提供模具；将装饰性薄膜插入 到该模具内；封闭该模具；将熔融材料注入该模具中，由于该熔融材料 填充该模具时对该装饰性薄膜施加力而使该装饰性薄膜与该模具紧密地 贴合，从而使该装饰性薄膜与该模具相符；使该熔融材料硬化以形成硬 化核；以及由于当该熔融材料硬化并形成硬化核时该硬化核占据 (possess)该装饰性薄膜，形成所述部件，且该装饰性薄膜附着在该硬 化核上，使得该装饰性薄膜覆盖该硬化核并由此由于被该装饰性薄膜覆 盖的该硬化核而消除对由于该熔融材料的颜色差异所引起该硬化核的颜 色不一致的担心。US 2003/0122278公开了一种作为注塑成型工艺的一部分，将多个装 饰性薄膜片应用到注塑-模具组件上的方法。作为注塑成型工艺的一部分， 将带有期望图像的两个薄膜片永久地固定在该注塑模具组件的表面上。6通过将这些图像固定在透明注塑模具组件上，可以实现改善的三维外观。
US 4,052,497公开了一种如下的制造方法对由至少三种不同材料 (这些材料涂覆在彼此之上)的多个层组成的物件进行注塑成型。该方 法包括连续注入以下三种材料的步骤适当量的适于形成该物件的表层 (skin)第一材料；适当量的用于形成中间层的第二材料；以及适当量的 用于形成该物件的主体的第三材料。将这些材料共轴地引入到该模具中， 从而实现均匀分布。该方法尤其适用于生产通过中间材料将外部材料与 内部材料联接在一起的物件。
US 4,686,076公开了一种通过注入合成材料来制造具有用于形成外 部涂覆的薄膜的容器的方法、机器及模具。该机器包括模具、注入喷嘴、 薄膜馈送装置，以及用于将该薄膜保持为紧靠该模具的公构件(male element)的装置。该注入喷嘴由该模具的公构件承载，并且该保持装置 包括位于母构件(female element)的空腔内的滑块，该滑块在该公构件 的作用下可针对返回力而移动。
US 5，240，751公开了一种通过对之前挤压成型的长热塑材料的末端 进行整形来形成汽车装饰条的方法和装置。在整形操作过程中，将该长 热塑材料的需要观看的表面保持在比该热塑材料的软化点充分低的较低 温度。在整形过程中，通过被加热到华氏400度到华氏410度的紧靠需 要固定在车辆表面上的模具部分，来加热该长热塑材料。
US 5, 415,536公开了一种在物件的注塑成型过程中在其上形成图案 的方法。通过加热板来加热并软化带有图案的薄膜。将经过软化的带有 图案的薄膜转移到母模具的空腔表面上。然后，闭合母模具和公模具。 然后，将熔融树脂注入到该空腔内。当带有图案的薄膜与加热板接触并 被其加热时，加热板的表面上的气流孔的标记或痕迹留在该带有图案的 薄膜上。为了防止形成这些标记或痕迹，将正方形的支撑架固定在加热 板的表面上。带有图案的薄膜的外周部分被保持在该支撑架的表面上。 因此，在带有图案的薄膜的图案部分与加热板的表面间隔开的情况下， 对该薄膜进行加热。为了使带有图案的薄膜与加热板的表面均匀地间隔 开，向支撑架的内部供应空气。US 6,090,336公开了一种制造在外露表面上具有外部薄膜的注塑成 型物件的方法及装置。该方法包括以下步骤在将熔融材料注入到空腔 之前，将薄膜沿其外周固定在模具空腔中。固定薄膜的一种方式是通过 位于包围模具空腔的框中的外周孔来施加真空压力。将熔融材料注入到 薄膜后面的空腔内，并且薄膜由于注入到空腔内的熔融材料而从其初始 位置滑动到紧靠空腔的壁。该装置包括以下这种模制装置的框，该框适 于在核心块移动到适当位置之前先将薄膜固定在适当位置上，并适于允 许薄膜随着熔融材料充满空腔而从其初始位置滑动到紧靠空腔壁。
US 6,474,976公开了一种用于注塑模具的薄膜保持装置，该装置能 够确切地将保护薄膜保持该注塑模具的模具表面的特定位置上。用于将 内部薄膜保持在注塑模具的模具表面上的薄膜保持装置包括两个耦合模 具，这两个耦合模具具有彼此基本上垂直耦合的表面，该装置包括两个 定位销，这两个定位销能够将该内部薄膜的上边缘侧悬挂在该模具的模 具表面的上边缘部分，并且，设置了用于薄膜吸附的上真空开口部分及 下真空开口部分，从而将定位销放置在上侧及下侧之间。该上真空开口 部分形成在沿模具表面的上边缘延伸的线上。

发明内容
这里，"金属层"包括层、片、网、网格、带、箔等，这些层、片、 网、网格、带、箔等由包括金属或金属材料的材料制成或具有包括金属 或金属材料的涂覆，和/或包括具有金属外观或金属材料外观的材料，其 中，"金属层"包括导电的材料，而不是包括具有类似金属外观的介电材 料的介电材料。
相对于部件表面"可见地外露"表示当该部件位于至少一个期望 位置或地点时，或从针对该部件而言最常用的査看方向进行查看时，从 特定期望查看方向通常能够看到的该部件的表面。例如，如果该部件是 通常关闭的盒盖或箱盖，则其可见外露表面是从正常査看方向可以看到 的盖子的上表面，而不是仅当盖子处于打开位置或从盒子或箱子的内部 进行查看时才能够看到的盖子下侧。本发明的第一方面提供了一种制造方法，该方法包括以下步骤 提供基板，该基板包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个导电 层，并且还包括朝内表面；
向所述朝外层施加静电荷；
通过静电的方式将所述基板保持在模具空腔中的期望位置； 将适当的熔融材料按照使得所述熔融材料的至少一层经由所述朝内 表面占据所述基板的方式注入到所述模具空腔中。 该可见外露表面具有金属外观。
具体地说，本发明提供了一种制造具有至少一个可见外露表面的模 制物品的方法，该方法包括以下步骤-
(a) 提供模具，该模具具有大体与所述可见外露表面互补的模制表面；
(b) 提供基板，该基板包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个 导电层，并且还包括朝内表面；
(c) 向所述朝外层施加静电荷；
(d) 通过静电的方式将所述基板保持在所述模具中的期望位置，使 得所述朝外层至少与所述模制表面部分地贴合；
(e) 将适当的熔融材料按照使所述熔融材料的至少一层以与所述朝 内表面重叠的关系被形成的方式注入到所述模具中；以及
(f) 使所述熔融材料固化并占据所述基板。
可选的是，该基板还包括限定了该朝内表面的介电朝内层。
该导电层可包括金属材料，例如包括金属箔。该导电层可包括至少 一个贯穿该导电层的开口或是基本上连续的。该导电层可以包括以下至 少一种金属或合金铝、银、氧化银、金、钛、铜、锡、钢、不锈钢、 镀锌钢、镍、镁。
该朝外层的厚度在大约30微米到大约400微米之间；该导电层的厚 度在大约5微米到大约15微米之间，或在大约15微米到大约30微米之 间，或大于大约30微米。
可选的是，步骤(c)包括以下步骤将所述基板保持在大体与所述 基板要在步骤(f)中采用的形状相对应的构造中；提供朝向所述朝内表面的基准接地表面；以及在充电器与所述基准接地表面之间建立适当的 电场。可选的是，所述基板可以被设置为环的形式，例如包括圆筒环、 截头圆锥环。
在步骤(e)中，将所述熔融材料注入所述模具中，由于所述熔融材 料填充所述模具时对所述基板施加了力而使所述基板与所述模具表面紧 密地贴合，从而使所述基板与所述模具表面相符。
可选的是，所述模具被设置为用于形成成型于其中的物品的几何特 征，所述特征与所述基板的边缘相关联并且适于至少部分地遮住所述边 缘。所述几何特征包括模制物品中的凹部，其中，所述基板边缘以至少 部分地伸入到所述凹部中的方式被设置。可选的是，所述几何特征包括 形成在所述模制物品的可见外露表面上的凸起阶梯，其中，所述基板边 缘以非常接近所述阶梯的方式被设置。
本发明的第二方面提供了一种制造具有至少一个可见外露表面的模 制物品的方法，该方法包括以下步骤
提供模具，该模具具有大体与所述可见外露表面互补的模制表面；
提供基板，该基板包括所述至少一个可见外露表面和朝内表面；
将所述基板保持在所述模具中的期望位置，且所述可见外露表面朝 向所述模具表面，并且将适当的熔融材料按照使所述熔融材料的至少一 层以与所述朝内表面重叠的关系被形成的方式注入到所述模具中，并且 使所述熔融材料固化并且占据所述基板；
其中，所述模具被设置为用于形成成型于其中的物品的几何特征， 所述特征与所述基板的边缘相关联并且适于至少部分地遮住所述边缘。
所述几何特征可以包括模制物品中的凹部，其中，所述基板边缘以 至少部分地伸入到所述凹部中的方式被设置，或可选的是，所述几何特 征包括形成在所述模制物品的可见外露表面上的凸起阶梯，其中，所述 基板边缘以非常接近所述阶梯的方式被设置。
所述基板可以包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个导电层， 还包括朝内表面，其中，所述朝外表面包括所述可见外露表面。可选的 是，所述基板还包括限定了所述朝内表面的介电朝内层。可选的是，所
10述基板是介电基板。
因此，所述基板可以是完全介电的，或者可以包括至少一个导电层。
本发明还涉及根据本发明的所述制造工艺而制造的模制物品。举个 非限制性例子，该物品可以为圆筒形状、截头圆锥形、大体上的盒状等。 举个非限制性例子，所述物品包括浴室柜及配件、厨柜及配件、车辆配 件等中的任意一种。举个非限制性例子，所述物品包括箱子、厕刷容器、 厕纸分送器、车体装饰、轮毂盖、侧镜外壳等中的任意一种。
本发明还涉及一种制造具有至少一个可见外露表面的模制物品的系 统，该系统包括
模具，其具有大体与所述可见外露表面互补的模制表面；
基板，其包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个导电层，并且 还包括朝内表面；
充电装置，其适于向所述外层施加静电荷；
定位机构，用于将基板定位在所述模具中，从而通过静电的方式将 所述基板保持在所述模具中的期望位置，使得所述基板的外部带电层与
所述模制表面至少部分地贴合；
注入器构造，用于将适当的熔融材料按照使所述熔融材料的至少一 层以与所述朝内表面重叠的关系而形成的方式注入到所述模具中。
可选的是，该系统还包括具有一堆所述基板的储藏盒，并且其中， 所述定位机构还适于一次从所述堆中提取一个基板，并将该基板传送给 所述模具。
根据本发明的各个方面，公开了用于制造其上一体形成有基板的模 制物品的成型方法及系统，尤其是其中，所述基板具有金属外观和/或其 中，该模制产品形成有几何特征，所述几何特征与所述基板的边缘相关 联并且适于至少部分地遮住该模制产品中的边缘。
根据本发明，可提供各种制品，它们具有可见地期望的及真实/真正
的金属光泽，并且同时避免了当类似产品主要由金属制成时有时会出现 的不期望的结果。其示例可包括浴柜及配件(例如包括箱子、厕刷容
器、厕纸分送器)、厨柜及配件、车辆配件(例如，装饰、轮毂盖、侧镜
11外壳等)。这些产品在主要由金属制成时会产生凹陷、生锈或其它问题， 或可能是不期望地沉重或昂贵。本发明提供了由塑料材料或其它可用在 注塑成型工艺中的材料制成的产品，但是这些产品包括嵌入于其中的可 见外露金属层，这为这些产品提供了所期望的金属光泽。


为了理解本发明并了解本发明如何在实践中执行，这里将参照以下 附图，仅通过非限制性示例来说明各个实施方式，附图中
图1为根据本发明而制造的物件的实施方式的等比例视图。
图2a以剖视图示出了图1物件的一部分，包括根据本发明的基板的
实施方式的细节。
图2b示出了通常为矩形平面构造的图2a的基板。
图3a到3d例示了图1实施方式的部件的制造过程中的各个步骤。
图4例示了图1实施方式的另一部件的制造过程中的步骤。
图5以局部剖视图例示了根据本发明另一方面的图1实施方式的部
件的特征。
图6以局部剖视图例示了根据本发明一个方面的图1实施方式的另 一部件的特征。
图7以局部剖视图例示了根据本发明而制造的物件的另一实施方式。
具体实施例方式
图1中例示了根据本发明而制造物品的第一实施方式，用标号10来 表示，并且这里可互换地称为"物件"、"部件"或"产品"。举个非限制 性的例子，根据该实施方式的产品IO可以是可关闭的箱子，其具有下容 器部件20以及盖子30，下容器部件20是长度为L外径为D (由此限定 了可填充体积V)的大体圆筒状，盖子30铰接到或以其它方式可松开地 耦合到下部件20。下部件20具有特别关注的可见外露圆柱表面21以及 上沿25，并且安装在底部(base) 23上。盖子30包括特别关注的可见外 露平坦或凸起的盘状表面31以及环状沿33。根据本发明的第一方面，提供了一种经由新颖的注塑成型工艺来制
造部件20及30的方法和系统，其中，所述可见外露表面21及31可具 有金属外观。
通过分别使用保持在相应模具中的适当基板50来依次对部件20及 30分别进行单独的注塑成型，可以获得可见外露表面21及31的金属外 观，稍后将对此作更详细的说明。参照图2a，基板50包括层叠或按照其 它方式夹在朝外绝缘介电层51与朝内绝缘介电层53之间的导电金属层 55，朝外绝缘介电层51和朝内绝缘介电层53分别通过层或粘接剂52及 54结合到金属层55上。可选的是，内层53的朝外表面及外层51的朝内 表面可以通过任意适当的方法(例如，等离子体、电晕放电、.燃烧或化 学处理)而活化，以生成经过处理的层。可选的是，外层51是抗划伤的， 而内层53适于在与注塑成型工艺中所用的熔融材料接触时，被该熔融材 料占据。
因此，单独地形成外层51及内层53，然后经由粘接剂将它们结合 到金属层55上，该粘接剂可选的是热固化和/或UV固化的，可选的是水 基或溶剂基等。可选的是，层51、 55及53可通过机械的方式或经由超 声焊接或其它任意适当的方式来结合。
可选的是，可按照其它方式将层51及53结合或形成在金属层55上， 例如，使用适当的涂覆、热形成或印制技术等。例如，层51及53可作 为漆涂或涂覆(例如，PU、丙烯酸酯、纤维素、醇酸树脂等)形成在金 属层55上，可使用任意适当的方法(例如，通过溶剂蒸发、自交粘合、 热固化、UV固化等)将其涂覆在金属层55上。
可选的是，可通过使用适当的电化学工艺、用金属层覆盖外层51的 朝内部分和/或内层53的朝外部分，来实现基板50的介电/金属层夹层构 造，例如，利用较凉和/或较热状态下的静电粉末、等离子体室中的硬涂 覆等方式。
可选的是，可通过用聚合物覆盖金属层55，来实现基板50的介电/ 金属层夹层构造，例如，经由热工艺，包括例如热转移着色工艺、热复 合工艺等。
13金属层55可以为基本上连续的金属箔的形状，或可选的是，金属层
55可包括具有任意期望设计形式的剪截(cutout)部分，例如，装饰性图 案或公司标识，或者，层55可以为网或网格的形状，并且层51、 55及 53可通过热焊接而结合在一起或经由剪截部分直接将内层53与外层51 彼此结合在一起。
外层51优选是光学透明的，并且可选的是，按照任意期望的颜色变 暗，使得容易地经由外层看到金属层的颜色(原始色或经由层51而改变) 以及纹理。内层53可以是透明的、半透明的或不透明的，并且具有任意 期望的颜色。
可选的是，可在基板50中设置其它中间层(可以是金属或非金属 的)，以在表面21及31中设置任意期望的金属外观。
举个非限制性例子，金属层55可包括例如由铝、银、氧化银、金、 钛、铜、锡、钢、不锈钢、镀锌钢、镍、镁或其它任意适当金属中的任 意一种制成的箔，这种箔可以是基本金属或合金形式。可选的是，金属 层55可由适于相对于彼此而并置和/或重置的多种不同金属形成。此外， 再举个非限制性例子，金属层55厚度可在大约5微米到大约15微米之 间，或在大约15微米到大约30微米之间，或大于大约30微米。可选的 是，金属层55可经过预处理，例如，在形成为所述基板50之前和/或在 经过根据本发明的注塑成型之前，涂覆适当的底涂料、粘接剂、油漆等。
此外，再举个非限制性例子，基板50的厚度可在大约60微米到大 约200微米之间，或大于200微米；内层53可由适于用在注塑技术中的 材料制成，具体地说，适于在模制工艺期间在模具中和与之接触的注入 塑料紧密熔合的材料，举个非限制性例子，这些材料可包括双向拉伸聚 丙烯(bi-oriented polypropylene, BOPP)(厚度例如为大约20到大约50 微米)，或挤制定向(extrusion direction oriented)聚丙烯(OPP)(厚度 例如为大约20到大约150微米)，或流延聚丙烯(cast polypropylene, CCP) (厚度例如为大约30到大约200微米)中的任意一种；外层51可由聚 对苯二甲酸乙二醇酯(聚脂)(PET)(厚度例如为大约12微米，或一直 到大约200微米，或更大)制成，或由不同的其它透明聚酯(例如，PETG)
14制成，或由聚对苯二甲酸乙二醇酯(丙烯酸)(PMMA)(厚度例如为大 约60到大约70微米，或一直到大约200微米，或一直到大约400微米 或更大)制成，或由PC或透明聚酰胺(例如，PA-ll、 PA-12、 PEBA) 制成，或由PS衍生物(例如，包括适当厚度的GPPS、 SAN、 MABS、 SBS、 K-树脂等)制成。层51既可以是刚性的也可以是柔性的(例如， 基于PU-s、 SBS-s、 SEBS-s等的透明软接触TPE-S、 TPV-S)。
具体来讲，外层51的厚度足以保持适当的静电荷，例如，在大约 30微米到大约200微米之间，或更大，例如，在几秒的时间内，例如使 得基板50能够被外部充电并被放置在模具空腔中，稍后对此作更详细的 说明。这种厚度的范围可以在大约30微米到大约IOO微米之间。适当基 板50的例子是市场上可以买到的。
部件20及盖子30还可各自包括其它表面，这些表面通常至少在大 部分时间或从可见外露表面的期望观看角度而言并不可见地外露或不期 望被可见地外露，因此例如可构成部件20及盖子30的朝内表面。此外， 存在一些可见外露表面，例如，部件20的沿25及盖子30的沿33，它们 不必具有金属外观。
现在来描述根据本发明一个实施方式的制造部件20的工艺。参照图 3a到3d，提供模具100来制造物品10。模具100包括第一母模具部件 110以及第二公模具部件120，它们可反转地联接在一起，来提供其中可 形成部件20的模具空腔130。因此，空腔130具有基本上与物品20类似 的尺寸，以及基本上与物品20互补的样式或形状，可选的是，在适当情 况下考虑诸如反弹、收縮等因素，而这在本领域是公知的。第一模具部 件110包括空腔132，空腔132具有与可见外露表面21相对应的模具表 面122，可见外露表面21在该具体示例中是大体圆柱形。第二模具部件 120包括配合部分125，配合部分125适于在分型线(parting line)处与 第一模具部件110的配合部分115相配合。第二模具部件120还包括模 芯128，模芯128包括基本上与部件20的非外露内表面互补的圆柱表面 126以及端表面127。当模具部件110与120联接时，模芯128容纳在空 腔132中，从而限定了模具空腔130。模具部件120还包括至少一个注入台145 (例如，位于表面126侧， 或位于端表面127中央(未示出))，从而至少在模具100闭合并准备好 使用时在空腔130与注入材料源(未示出)之间提供液体流动。
可选的是，基板50可设置为预剪截薄膜，以备与模具100 —起使用。 例如，并且具体参照图3a，可提供储藏盒160来保存一堆叠置的基板50， 这在本领域是已知的。提供机械臂170或其它适当的定位机构，其被设 置为相对于模具100依次对各个基板50进行传送、处理及定位。机械臂 170包括心轴(mandrel)形状的臂端部工具172或在该具体实施方式
中 为鼓状的模型(dummy) 174，模型174的圆柱表面上布置有多个抽吸口 173，并且与适当的抽吸源(例如，泵(未示出))进行液体流通。.
在工作中，模型174可按照切线的方式靠近基板50的边缘59，边 缘59在该示例中为大体矩形的平面构造，具有两对正交设置的边缘59 及58 (参见图2b)。边缘59的长度基本上类似于表面21的高度L，而边 缘58的长度足以使该基板绕巻从而形成直径为D的表面21。空气喷嘴 构造162吹出空气流，以将最上方的基板50从该堆中分离出来，然后， 可由适当的传送机构165 (例如可包括抽吸盘)来抓取该基板50并且将 其传送到模型174，直到其间形成切线接触为止。然后，模型174利用抽 吸口 173来抓取基板50的靠近边缘59的一部分。模型174可绕它的轴 179旋转，由此将基板50巻绕到模型174的圆柱表面上，并且经由另外 的抽吸口 173将其保持住，而基板50与机构165分离。可选的是，可使 用任意适当的机构将基板50放下并批在模型174上，并且抽吸口 173产 生了足够的抽吸力，以将该基板巻绕到模型上。按照这样的方式将基板 50巻绕到模型174上，g口，朝外层51位于最外部，而朝内层53朝向模 型174的圆柱表面。
接下来，机械臂170传送模型174，并将其定位成大体与模具部件 110的空腔132共轴地对准，并且与之间隔开s。设置电荷施加器190， 用来向朝外层51施加静电荷。电荷施加器l卯例如可以为包括多个发射 器针的充电条的形式，或可选的是，可以为单独的多个发射器模块的形 式；施加器的类型及数量通常取决于基板50的尺寸和形状，以及其上要放置基板50的模具表面的轮廓。模型174中设置了电接地基准表面(诸 如接地金属盘)，该接地基准表面可包括该模型的圆柱表面。可选的是， 可将一层防静电泡沫材料结合到模型174的圆柱接地金属表面上。
电荷施加器190可操作地连接到例如具有30 kV可调输出容量的高 压DC电源，虽然在一些实施方式中，所需的电压例如为15kV到20kV， 并且电荷施加器190位于模型174的路径上，使得随着它被传送并相对 于空腔132而对准时，在外层51上感生出静电荷。基准接地表面通常朝 向内表面53，并且吸引来自电荷施加器190的电场，而基板50的外部层 51带电。例如，施加器190可位于间隔s中，或位于其它任意适当位置。 可选的是，施加器可与臂端部工具172形成为一体。
因此，基板50的外层51相对于该模具或该模型外部带电。
机械臂170将带电基板50插入到空腔132中，使得外层51与表面 122轴向对准。终止抽吸口 173处的抽吸，然后，基板50利用其电荷而 被吸引到并保持在模具部件110的表面122上，或者是表面122的至少 一部分上，从而限定了导电并在E处接地的空腔132。可选的是，例如可 在模型174处提供气嘴，以朝向空腔132吹动基板。然后，移除机械臂 170，并且使模具部件110与模具部件120配合，从而限定了其中基板适 当对准的空腔130。
具体参照图3c，然后，开始注入工艺，经由位于模具部件120上和/ 或模具部件110中的适当注入台145 (未示出)，将熔融材料(通常是塑 料材料)注入到空腔130中，注入台被设置为使得将熔融材料朝向基板 50的内层53注入，而通常避免将熔融材料直接注入到外层51 (尤其是 与外露表面21相对应的位置)。熔融材料占据了内层53，此外，注入工 艺还用于将基板50推送到基本上与表面122完全贴合的状态(如果该状 态还未实现的话)。 一旦注入材料199固化，就可以有效地使基板50相 对于材料199成为一体从而形成中间工件20'，然后，在分离了模具部件 110及120之后，可将中间工件20'从模具部件110或从模具部件120上 移除。可以使用同一或不同的机械臂或定位机构，经由被设置为进行移 除的适当臂端部工具，将工件20'从模具100上移除。
17可选的是，可在电荷施加器190与储藏盒160之间的机械臂路径上 设置静电中和条195 (图3a)，使得只要有新的基板50被提起，就可对 模型174 (具体地说是抽吸杯173)进行电中和，这有助于避免静电在抽 吸杯173处累积。
虽然以上针对形成部件20上的圆柱表面21说明了该工艺，但是经 过必要的修正，可将该工艺应用于形成其它任意适当成形的表面，例如， 圆锥形、截头圆锥形(frusto-conical)、盒形、金字塔形等，可对基板50 适当地成形，从而当材料199在该模具中占据基板50时形成所期望的三 维形状。类似地，在这种情况下，尤其是当该部件被设计为具有大体均 匀厚度的壁时，可分别对模型174及模具100的模制表面适当地成形， 例如，同样是圆锥形、截头圆锥形、盒形、金字塔形等。
可提供适当的控制装置，以使该制造工艺自动化，并且可将适当的 表面电阻系数计加入到该制造系统中，以在模具注入之前检查是否有足 够的电荷被施加到该基板上。
在该模制工艺的变型中，经过必要的修正，可提供包括金属层以及 与之结合的朝外非导电层(类似于基板50)、但是没有内部非导电层的基 板。在这种情况下，熔融材料与金属层直接接触，金属层可选的是按照 期望经过了预处理(例如，涂覆有底涂料、粘接剂、油漆等)，熔融材料 在注入工艺期间占据该金属层。在该工艺的其中金属层以为网或网格形 状，或包括将该朝外非导电层的一部分暴露给熔融材料的开口的变型中， 可在注入工艺期间由熔融材料占据这些部分。
可将能够单独制造(例如，同样经由注塑成型)的基部23安装到工 件20'上来完成部件20。在其它实施方式中，中间工件是最终部件。
参照图4，经过必要的修正，制造部件30的工艺与制造部件20的 工艺类似，两者的主要差别如下。此时，基板50为盘状，并且机械臂170 包括抽吸头174'形式(包括抽吸口 173')的臂端部工具，并且适于将大体 上平坦形状(而不是环状圆筒形状)的基板传送并且定位到母模具部件 110怖空腔132'中，该空腔已经被充电器l卯充入了静电。接地的模具部 件110'将该基板的至少一部分保持为与模具表面122'(对应于部件30的
18表面31)接触贴合，基板50己从该机械臂释放。随后，闭合模具100'， 并且经由一个或更多个出口 145'将材料199注入到模具空腔中，将基板 50推送到空腔132'中，使得外表面51基本上完全与表面132'接触贴合。 具体地说，基板50的中央部分会形变为轻微凸起形状，而基板50的圆 形边缘57会形变为紧靠住表面122'的大体为圆柱的边缘123'，从而与图 4中所示的模具表面的这种具体形状相符。
根据本发明的另一方面，可以在一定程度在视觉上隐藏基板50的一 个或更多个自由边缘，并且为此设置制造物品(例如，相应的部件20及 30)。这种特征可有助于有效地隐藏基板50与所期望的或名义上的位置 之间的可能的未对准(misalignment),该名义上的位置是旨在相对于该 具体相应的成型部件而所处的位置。
例如，参照图5，部件20的沿25包括放射状延伸的环状凸缘61， 环状凸缘61在朝向底部23的轴向上具有取决于凸缘61的环绕唇缘63， 从而在表面21与深度t处的唇缘63之间限定了环状凹部62。深度t在轴 向上比在边缘59与凸缘61之间预期形成的间隔g要大，深度t包括在大 小g方面统计上可接受的变型。类似地，当査看表面21时，也不容易看 到边缘58进入到凹部及进到凸缘61下侧上的任意过冲(overshoot)。因 此，当査看部件20时，可以经由唇缘63而有效地隐藏边缘58。举个非 限制性例子，深度t可在大约0.3mm到13mm之间，更具体地在大约 1 mm到大约5 mm之间，而更具体地在大约2 mm到大约4 mm之间。
在另一示例中，参照图6，在盖子30的表面31与沿33之间设置环 状凹部66。凹部66的深度使得边缘57或盘状基板50能够在注塑成型工 艺期间以可变长度形变到该凹部中，甚至使得边缘57的一部分过冲到凹 部66的底面。当从多个方向中的任意一个查看表面31时，可以有效地 隐藏住由沿33有效隐藏的边缘57，或至少通常不容易识别。举个非限制 性例子，环状凹部66的深度可在大约0.3 mm到大约5 mm之间，并且更 具体地在大约0.5 mm或大约1 mm到大约4 mm之间。
在另一示例中，参照图7，通过相对于部件在该基板的可见外露边 缘中的一些边缘处设置阶梯(stepped)构造，还可有效地使基板与制造部件之间的这种微小的对准失配的视觉效果最小化。图7中例示了根据 本发明另一实施方式的容器200，容器200包括盒状底面部件220及盖子 部件230。盖子部件230包括大体平坦的顶面241以及取决于顶面241的 侧面242，且沿233包围了侧面242的自由边缘。多个拐角部分244分别 包括通常相互正交的拐角侧面252及拐角顶面251 ，它们分别相对于相应 的侧面242及顶面241朝外伸出了阶梯Q。举个非限制性例子，该阶梯Q 可在大约0.2 mm到大约5 mm之间，通常更具体地在大约0.3 mm或 0.5 mm到大约1 mm或2 mm或3 mm之间。
在该示例中，关注的可见外露表面231是顶面241及侧面242，但 是并不包括拐角部分244或沿233。因此，例如，经过必要的修正，按照 与以上针对本发明其它实施方式而说明的方式类似的方式，可在针对盖 子部件230的模制工艺期间在模具中原处占据基板。虽然在这种情况下， 基板可为大体十字形状的平面构造。十字形状基板的凹拐角与拐角部分 244的边缘之间的微小未对准会导致基板边缘中的一些边缘超出阶梯Q 或不能达到阶梯Q，而阶梯Q的存在本身就会有助于隐藏这种未对准。 在基板的其它边缘与沿233之间可实现类似效果，因此，可沿233中的 侧面242和/或252与与沿233接触的位置设置凹部(未示出)，以遮住在 基板的相应边缘与沿233之间的任意未对准。还可以在阶梯拐角部分244 之外设置边缘凹部，或者不设置阶梯拐角部分244而设置边缘凹部。
该本发明的这个方面可应用到具有金属外观并且其中包括导电材料 的基板(例如，基板50)，或可选的是，经过必要的修正而应用到完全非 导电基板(包括印制品、图案等)，并且，经过必要的修正，可以使用根 据本发明的注塑成型方法，或其中在注塑成型之前将基板设置在模具中 的其它任意适当的注塑成型方法。
在所附方法权利要求中，仅是为了方便而提供用于指定权利要求步 骤的字母数字字符及罗马数字，并不表示执行这些步骤的任意具体次序。
最后，应当注意的是，所附权利要求中使用的措辞"包括(comprising)" 应当被理解为表示"包括但不限于"。
权利要求
1、一种制造具有至少一个可见外露表面的模制物品的方法，该方法包括以下步骤(a)提供模具，该模具具有大体与所述可见外露表面互补的模制表面；(b)提供基板，该基板包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个导电层，并且还包括朝内表面；(c)向所述朝外层施加静电荷；(d)通过静电的方式将所述基板保持在所述模具中的期望位置，使得所述朝外层至少与所述模制表面部分地贴合；(e)将适当的熔融材料按照使所述熔融材料的至少一层以与所述朝内表面重叠的关系被形成的方式注入到所述模具中；以及(f)使所述熔融材料固化并占据所述基板。
2、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述基板还包括限定了所述 朝内表面的介电朝内层。
3、 根据权利要求1或2中任意一项所述的方法，其中，所述导电层 包括金属材料。
4、 根据权利要求1到3中任意一项所述的方法，其中，所述导电层 包括金属箔。
5、 根据权利要求1到4中任意一项所述的方法，其中，所述导电层 包括至少一个贯穿它的幵口。
6、 根据权利要求1到4中任意一项所述的方法，其中，所述导电层 是基本上连续的。
7、 根据权利要求1到6中任意一项所述的方法，其中，所述导电层 包括以下至少一种金属或合金铝、银、氧化银、金、钛、铜、锡、钢、 不锈钢、镀锌钢、镍、镁。
8、 根据权利要求1到7中任意一项所述的方法，其中，所述朝外层 的厚度在大约30微米到大约400微米之间。
9、 根据权利要求1到8中任意一项所述的方法，其中，所述导电层 的厚度在大约5微米到大约15微米之间。
10、 根据权利要求1到8中任意一项所述的方法，其中，所述导电 层的厚度在大约15微米到大约30微米之间。
11、 根据权利要求1到8中任意一项所述的方法，其中，所述导电 层的厚度大于大约30微米。
12、 根据权利要求1到11中任意一项所述的方法，其中，步骤(c) 包括以下步骤将所述基板保持在大体与所述基板要在步骤(f)中采用 的形状相对应的构造中；提供朝向所述朝内表面的基准接地表面；以及 在充电器与所述基准接地表面之间建立适当的电场。
13、 根据权利要求12所述的方法，其中，所述基板被设置为环的形式。
14、 根据权利要求1到13中任意一项所述的方法，其中，在步骤(e) 中，将所述熔融材料注入所述模具中，由于所述熔融材料填充所述模具 时对所述基板施加了力而使所述基板与所述模具表面紧密地贴合，从而 使所述基板与所述模具表面相符。
15、 根据权利要求1到14中任意一项所述的方法，其中，所述模具 被设置为用于形成成型于其中的物品的几何特征，所述特征与所述基板 的边缘相关联并且适于至少部分地遮住所述边缘。
16、 根据权利要求15所述的方法，其中，所述几何特征包括模制物 品中的凹部，其中，所述基板边缘以至少部分地伸入到所述凹部中的方 式被设置。
17、 根据权利要求15所述的方法，其中，所述几何特征包括形成在 所述模制物品的可见外露表面上的凸起阶梯，其中，所述基板边缘以非 常接近所述阶梯的方式被设置。
18、 一种制造方法，该制造方法包括以下步骤(I) 提供基板，该基板包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个 导电层，并且还包括朝内表面；(II ) 向所述朝外层施加静电荷；(III) 通过静电的方式将所述基板保持在模具中的期望位置；(IV) 将适当的熔融材料按照这种方式注入到所述模具中，EP，使 得所述熔融材料的至少一层经由所述朝内表面占据所述基板。
19、 根据权利要求18所述的方法，其中所述可见外露表面具有金属 外观。
20、 一种制造具有至少一个可见外露表面的模制物品的方法，该方 法包括以下步骤-(A) 提供模具，该模具具有大体与所述可见外露表面互补的模制表面；(B) 提供基板，该基板包括所述至少一个可见外露表面和朝内表面；(C) 将所述基板保持在所述模具中的期望位置，且所述可见外露表 面朝向所述模具表面，并且将适当的熔融材料按照使所述熔融材料的至 少一层以与所述朝内表面重叠的关系被形成的方式注入到所述模具中， 并且使所述熔融材料固化并且占据所述基板；其中，所述模具被设置为用于形成成型于其中的物品的几何特征， 所述特征与所述基板的边缘相关联并且适于至少部分地遮住所述边缘。
21、 根据权利要求20所述的方法，其中，所述几何特征包括模制物 品中的凹部，其中，所述基板边缘以至少部分地伸入到所述凹部中的方 式被设置。
22、 根据权利要求20所述的方法，其中，所述几何特征包括形成在 所述模制物品的可见外露表面上的凸起阶梯，其中，所述基板边缘以非 常接近所述阶梯的方式被设置。
23、 根据权利要求20到22中任意一项所述的方法，其中，所述基 板包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个导电层，还包括朝内表面， 其中，所述朝外表面包括所述可见外露表面。
24、 根据权利要求23所述的方法，其中，所述基板还包括限定了所 述朝内表面的介电朝内层。
25、 根据权利要求20所述的方法，其中，所述基板是介电基板。
26、 一种根据权利要求1到25中任意一项所述的工艺而制造的模制物品。
27、 一种根据权利要求26所述的模制物品，其中，所述物品包括圆 筒形式。
28、 根据权利要求26所述的模制物品，其中，所述物品包括浴室柜 及配件、厨柜及配件、车辆配件等中的任意一种。
29、 根据权利要求26所述的模制物品，其中，所述物品包括箱子、 厕刷容器、厕纸分送器、车体装饰、轮毂盖、侧镜外壳等中的任意一种。
30、 一种制造具有至少一个可见外露表面的模制物品的系统，该系 统包括(a) 模具，其具有大体与所述可见外露表面互补的模制表面；(b) 基板，其包括与至少一个介电朝外层重叠的至少一个导电层， 并且还包括朝内表面；(c) 充电装置，其适于向所述外层施加静电荷；(d) 定位机构，用于将基板定位在所述模具中，从而通过静电的方 式将所述基板保持在所述模具中的期望位置，使得所述基板的外部带电 层与所述模制表面至少部分地贴合；(e) 注入器构造，用于将适当的熔融材料按照使所述熔融材料的至 少一层以与所述朝内表面重叠的关系而形成的方式注入到所述模具中。
31、 根据权利要求30所述的系统，该系统还包括具有一堆所述基板 的储藏盒，并且其中，所述定位机构还适于一次从所述堆中提取一个基 板，并将该基板传送给所述模具。
全文摘要
本发明公开了用于制造其上一体形成有基板(50)的模制物品(10)的成型方法及系统，尤其是其中，所述基板具有金属外观和/或其中，该模制产品形成有几何特征(66)，所述几何特征与所述基板的边缘相关联并且适于至少部分地遮住该模制产品中的边缘。
文档编号B29C45/14GK101541501SQ200680056471
公开日2009年9月23日 申请日期2006年11月30日 优先权日2006年11月26日
发明者埃弗拉伊姆·海莫夫, 尼古拉·迪维尼奥, 梅纳赫姆·佐尔, 马塞尔·德荣 申请人:凯特尔塑料有限公司