專利名稱：注塑成型方法和系統(tǒng)及由該方法和系統(tǒng)制造的模制產(chǎn)品的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于制造產(chǎn)品的方法及裝置/系統(tǒng)。更具體地說，本發(fā)明 涉及通過注塑成型來制造產(chǎn)品的方法及裝置/系統(tǒng)，并涉及由該方法及裝 置/系統(tǒng)制造的模制產(chǎn)品。
背景技術：
注塑成型工藝是公知的，通常涉及將流動性材料(如塑料)注入到 制備在模具內(nèi)的空腔中，并且使該材料冷卻并硬化，以形成形狀通常與 該模具空腔的形狀互補的產(chǎn)品。作為這種工藝的變型，可以通過在注入熔融(molten)材料之前將 薄膜或基板插入到該模具中，而將該薄膜一體地形成在該產(chǎn)品上。US 2005/140055公開了一種如下來制造部件的方法進行注塑成型 并且在該部件的注塑成型期間全面地對該部件的可見外露正面及可見外 露側面進行裝飾。該方法包括以下步驟提供模具；將裝飾性薄膜插入 到該模具內(nèi)；封閉該模具；將熔融材料注入該模具中，由于該熔融材料 填充該模具時對該裝飾性薄膜施加力而使該裝飾性薄膜與該模具緊密地 貼合，從而使該裝飾性薄膜與該模具相符；使該熔融材料硬化以形成硬 化核；以及由于當該熔融材料硬化并形成硬化核時該硬化核占據(jù) (possess)該裝飾性薄膜，形成所述部件，且該裝飾性薄膜附著在該硬 化核上，使得該裝飾性薄膜覆蓋該硬化核并由此由于被該裝飾性薄膜覆 蓋的該硬化核而消除對由于該熔融材料的顏色差異所引起該硬化核的顏 色不一致的擔心。US 2003/0122278公開了一種作為注塑成型工藝的一部分，將多個裝 飾性薄膜片應用到注塑-模具組件上的方法。作為注塑成型工藝的一部分， 將帶有期望圖像的兩個薄膜片永久地固定在該注塑模具組件的表面上。6通過將這些圖像固定在透明注塑模具組件上，可以實現(xiàn)改善的三維外觀。
US 4,052,497公開了一種如下的制造方法對由至少三種不同材料 (這些材料涂覆在彼此之上)的多個層組成的物件進行注塑成型。該方 法包括連續(xù)注入以下三種材料的步驟適當量的適于形成該物件的表層 (skin)第一材料；適當量的用于形成中間層的第二材料；以及適當量的 用于形成該物件的主體的第三材料。將這些材料共軸地引入到該模具中， 從而實現(xiàn)均勻分布。該方法尤其適用于生產(chǎn)通過中間材料將外部材料與 內(nèi)部材料聯(lián)接在一起的物件。
US 4,686,076公開了一種通過注入合成材料來制造具有用于形成外 部涂覆的薄膜的容器的方法、機器及模具。該機器包括模具、注入噴嘴、 薄膜饋送裝置，以及用于將該薄膜保持為緊靠該模具的公構件(male element)的裝置。該注入噴嘴由該模具的公構件承載，并且該保持裝置 包括位于母構件(female element)的空腔內(nèi)的滑塊，該滑塊在該公構件 的作用下可針對返回力而移動。
US 5，240，751公開了一種通過對之前擠壓成型的長熱塑材料的末端 進行整形來形成汽車裝飾條的方法和裝置。在整形操作過程中，將該長 熱塑材料的需要觀看的表面保持在比該熱塑材料的軟化點充分低的較低 溫度。在整形過程中，通過被加熱到華氏400度到華氏410度的緊靠需 要固定在車輛表面上的模具部分，來加熱該長熱塑材料。
US 5, 415,536公開了一種在物件的注塑成型過程中在其上形成圖案 的方法。通過加熱板來加熱并軟化帶有圖案的薄膜。將經(jīng)過軟化的帶有 圖案的薄膜轉(zhuǎn)移到母模具的空腔表面上。然后，閉合母模具和公模具。 然后，將熔融樹脂注入到該空腔內(nèi)。當帶有圖案的薄膜與加熱板接觸并 被其加熱時，加熱板的表面上的氣流孔的標記或痕跡留在該帶有圖案的 薄膜上。為了防止形成這些標記或痕跡，將正方形的支撐架固定在加熱 板的表面上。帶有圖案的薄膜的外周部分被保持在該支撐架的表面上。 因此，在帶有圖案的薄膜的圖案部分與加熱板的表面間隔開的情況下， 對該薄膜進行加熱。為了使帶有圖案的薄膜與加熱板的表面均勻地間隔 開，向支撐架的內(nèi)部供應空氣。US 6,090,336公開了一種制造在外露表面上具有外部薄膜的注塑成 型物件的方法及裝置。該方法包括以下步驟在將熔融材料注入到空腔 之前，將薄膜沿其外周固定在模具空腔中。固定薄膜的一種方式是通過 位于包圍模具空腔的框中的外周孔來施加真空壓力。將熔融材料注入到 薄膜后面的空腔內(nèi)，并且薄膜由于注入到空腔內(nèi)的熔融材料而從其初始 位置滑動到緊靠空腔的壁。該裝置包括以下這種模制裝置的框，該框適 于在核心塊移動到適當位置之前先將薄膜固定在適當位置上，并適于允 許薄膜隨著熔融材料充滿空腔而從其初始位置滑動到緊靠空腔壁。
US 6,474,976公開了一種用于注塑模具的薄膜保持裝置，該裝置能 夠確切地將保護薄膜保持該注塑模具的模具表面的特定位置上。用于將 內(nèi)部薄膜保持在注塑模具的模具表面上的薄膜保持裝置包括兩個耦合模 具，這兩個耦合模具具有彼此基本上垂直耦合的表面，該裝置包括兩個 定位銷，這兩個定位銷能夠?qū)⒃搩?nèi)部薄膜的上邊緣側懸掛在該模具的模 具表面的上邊緣部分，并且，設置了用于薄膜吸附的上真空開口部分及 下真空開口部分，從而將定位銷放置在上側及下側之間。該上真空開口 部分形成在沿模具表面的上邊緣延伸的線上。

發(fā)明內(nèi)容
這里，"金屬層"包括層、片、網(wǎng)、網(wǎng)格、帶、箔等，這些層、片、 網(wǎng)、網(wǎng)格、帶、箔等由包括金屬或金屬材料的材料制成或具有包括金屬 或金屬材料的涂覆，和/或包括具有金屬外觀或金屬材料外觀的材料，其 中，"金屬層"包括導電的材料，而不是包括具有類似金屬外觀的介電材 料的介電材料。
相對于部件表面"可見地外露"表示當該部件位于至少一個期望 位置或地點時，或從針對該部件而言最常用的査看方向進行查看時，從 特定期望查看方向通常能夠看到的該部件的表面。例如，如果該部件是 通常關閉的盒蓋或箱蓋，則其可見外露表面是從正常査看方向可以看到 的蓋子的上表面，而不是僅當蓋子處于打開位置或從盒子或箱子的內(nèi)部 進行查看時才能夠看到的蓋子下側。本發(fā)明的第一方面提供了一種制造方法，該方法包括以下步驟 提供基板，該基板包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個導電 層，并且還包括朝內(nèi)表面；
向所述朝外層施加靜電荷；
通過靜電的方式將所述基板保持在模具空腔中的期望位置； 將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐沟盟鋈廴诓牧系闹辽僖粚咏?jīng)由所述朝內(nèi) 表面占據(jù)所述基板的方式注入到所述模具空腔中。 該可見外露表面具有金屬外觀。
具體地說，本發(fā)明提供了一種制造具有至少一個可見外露表面的模 制物品的方法，該方法包括以下步驟-
(a) 提供模具，該模具具有大體與所述可見外露表面互補的模制表面；
(b) 提供基板，該基板包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個 導電層，并且還包括朝內(nèi)表面；
(c) 向所述朝外層施加靜電荷；
(d) 通過靜電的方式將所述基板保持在所述模具中的期望位置，使 得所述朝外層至少與所述模制表面部分地貼合；
(e) 將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐顾鋈廴诓牧系闹辽僖粚右耘c所述朝 內(nèi)表面重疊的關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據(jù)所述基板。
可選的是，該基板還包括限定了該朝內(nèi)表面的介電朝內(nèi)層。
該導電層可包括金屬材料，例如包括金屬箔。該導電層可包括至少 一個貫穿該導電層的開口或是基本上連續(xù)的。該導電層可以包括以下至 少一種金屬或合金鋁、銀、氧化銀、金、鈦、銅、錫、鋼、不銹鋼、 鍍鋅鋼、鎳、鎂。
該朝外層的厚度在大約30微米到大約400微米之間；該導電層的厚 度在大約5微米到大約15微米之間，或在大約15微米到大約30微米之 間，或大于大約30微米。
可選的是，步驟(c)包括以下步驟將所述基板保持在大體與所述 基板要在步驟(f)中采用的形狀相對應的構造中；提供朝向所述朝內(nèi)表面的基準接地表面；以及在充電器與所述基準接地表面之間建立適當?shù)?電場?？蛇x的是，所述基板可以被設置為環(huán)的形式，例如包括圓筒環(huán)、 截頭圓錐環(huán)。
在步驟(e)中，將所述熔融材料注入所述模具中，由于所述熔融材 料填充所述模具時對所述基板施加了力而使所述基板與所述模具表面緊 密地貼合，從而使所述基板與所述模具表面相符。
可選的是，所述模具被設置為用于形成成型于其中的物品的幾何特 征，所述特征與所述基板的邊緣相關聯(lián)并且適于至少部分地遮住所述邊 緣。所述幾何特征包括模制物品中的凹部，其中，所述基板邊緣以至少 部分地伸入到所述凹部中的方式被設置?？蛇x的是，所述幾何特征包括 形成在所述模制物品的可見外露表面上的凸起階梯，其中，所述基板邊 緣以非常接近所述階梯的方式被設置。
本發(fā)明的第二方面提供了一種制造具有至少一個可見外露表面的模 制物品的方法，該方法包括以下步驟
提供模具，該模具具有大體與所述可見外露表面互補的模制表面；
提供基板，該基板包括所述至少一個可見外露表面和朝內(nèi)表面；
將所述基板保持在所述模具中的期望位置，且所述可見外露表面朝 向所述模具表面，并且將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐顾鋈廴诓牧系闹辽僖?層以與所述朝內(nèi)表面重疊的關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據(jù)所述基板；
其中，所述模具被設置為用于形成成型于其中的物品的幾何特征， 所述特征與所述基板的邊緣相關聯(lián)并且適于至少部分地遮住所述邊緣。
所述幾何特征可以包括模制物品中的凹部，其中，所述基板邊緣以 至少部分地伸入到所述凹部中的方式被設置，或可選的是，所述幾何特 征包括形成在所述模制物品的可見外露表面上的凸起階梯，其中，所述 基板邊緣以非常接近所述階梯的方式被設置。
所述基板可以包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個導電層， 還包括朝內(nèi)表面，其中，所述朝外表面包括所述可見外露表面?？蛇x的 是，所述基板還包括限定了所述朝內(nèi)表面的介電朝內(nèi)層?？蛇x的是，所
10述基板是介電基板。
因此，所述基板可以是完全介電的，或者可以包括至少一個導電層。
本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的所述制造工藝而制造的模制物品。舉個 非限制性例子，該物品可以為圓筒形狀、截頭圓錐形、大體上的盒狀等。 舉個非限制性例子，所述物品包括浴室柜及配件、廚柜及配件、車輛配 件等中的任意一種。舉個非限制性例子，所述物品包括箱子、廁刷容器、 廁紙分送器、車體裝飾、輪轂蓋、側鏡外殼等中的任意一種。
本發(fā)明還涉及一種制造具有至少一個可見外露表面的模制物品的系 統(tǒng)，該系統(tǒng)包括
模具，其具有大體與所述可見外露表面互補的模制表面；
基板，其包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個導電層，并且 還包括朝內(nèi)表面；
充電裝置，其適于向所述外層施加靜電荷；
定位機構，用于將基板定位在所述模具中，從而通過靜電的方式將 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帶電層與
所述模制表面至少部分地貼合；
注入器構造，用于將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐顾鋈廴诓牧系闹辽僖?層以與所述朝內(nèi)表面重疊的關系而形成的方式注入到所述模具中。
可選的是，該系統(tǒng)還包括具有一堆所述基板的儲藏盒，并且其中， 所述定位機構還適于一次從所述堆中提取一個基板，并將該基板傳送給 所述模具。
根據(jù)本發(fā)明的各個方面，公開了用于制造其上一體形成有基板的模 制物品的成型方法及系統(tǒng)，尤其是其中，所述基板具有金屬外觀和/或其 中，該模制產(chǎn)品形成有幾何特征，所述幾何特征與所述基板的邊緣相關 聯(lián)并且適于至少部分地遮住該模制產(chǎn)品中的邊緣。
根據(jù)本發(fā)明，可提供各種制品，它們具有可見地期望的及真實/真正
的金屬光澤，并且同時避免了當類似產(chǎn)品主要由金屬制成時有時會出現(xiàn) 的不期望的結果。其示例可包括浴柜及配件(例如包括箱子、廁刷容
器、廁紙分送器)、廚柜及配件、車輛配件(例如，裝飾、輪轂蓋、側鏡
11外殼等)。這些產(chǎn)品在主要由金屬制成時會產(chǎn)生凹陷、生銹或其它問題， 或可能是不期望地沉重或昂貴。本發(fā)明提供了由塑料材料或其它可用在 注塑成型工藝中的材料制成的產(chǎn)品，但是這些產(chǎn)品包括嵌入于其中的可 見外露金屬層，這為這些產(chǎn)品提供了所期望的金屬光澤。


為了理解本發(fā)明并了解本發(fā)明如何在實踐中執(zhí)行，這里將參照以下 附圖，僅通過非限制性示例來說明各個實施方式，附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明而制造的物件的實施方式的等比例視圖。
圖2a以剖視圖示出了圖1物件的一部分，包括根據(jù)本發(fā)明的基板的
實施方式的細節(jié)。
圖2b示出了通常為矩形平面構造的圖2a的基板。
圖3a到3d例示了圖1實施方式的部件的制造過程中的各個步驟。
圖4例示了圖1實施方式的另一部件的制造過程中的步驟。
圖5以局部剖視圖例示了根據(jù)本發(fā)明另一方面的圖1實施方式的部
件的特征。
圖6以局部剖視圖例示了根據(jù)本發(fā)明一個方面的圖1實施方式的另 一部件的特征。
圖7以局部剖視圖例示了根據(jù)本發(fā)明而制造的物件的另一實施方式。
具體實施例方式
圖1中例示了根據(jù)本發(fā)明而制造物品的第一實施方式，用標號10來 表示，并且這里可互換地稱為"物件"、"部件"或"產(chǎn)品"。舉個非限制 性的例子，根據(jù)該實施方式的產(chǎn)品IO可以是可關閉的箱子，其具有下容 器部件20以及蓋子30，下容器部件20是長度為L外徑為D (由此限定 了可填充體積V)的大體圓筒狀，蓋子30鉸接到或以其它方式可松開地 耦合到下部件20。下部件20具有特別關注的可見外露圓柱表面21以及 上沿25，并且安裝在底部(base) 23上。蓋子30包括特別關注的可見外 露平坦或凸起的盤狀表面31以及環(huán)狀沿33。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種經(jīng)由新穎的注塑成型工藝來制
造部件20及30的方法和系統(tǒng)，其中，所述可見外露表面21及31可具 有金屬外觀。
通過分別使用保持在相應模具中的適當基板50來依次對部件20及 30分別進行單獨的注塑成型，可以獲得可見外露表面21及31的金屬外 觀，稍后將對此作更詳細的說明。參照圖2a，基板50包括層疊或按照其 它方式夾在朝外絕緣介電層51與朝內(nèi)絕緣介電層53之間的導電金屬層 55，朝外絕緣介電層51和朝內(nèi)絕緣介電層53分別通過層或粘接劑52及 54結合到金屬層55上?？蛇x的是，內(nèi)層53的朝外表面及外層51的朝內(nèi) 表面可以通過任意適當?shù)姆椒?例如，等離子體、電暈放電、.燃燒或化 學處理)而活化，以生成經(jīng)過處理的層?？蛇x的是，外層51是抗劃傷的， 而內(nèi)層53適于在與注塑成型工藝中所用的熔融材料接觸時，被該熔融材 料占據(jù)。
因此，單獨地形成外層51及內(nèi)層53，然后經(jīng)由粘接劑將它們結合 到金屬層55上，該粘接劑可選的是熱固化和/或UV固化的，可選的是水 基或溶劑基等?？蛇x的是，層51、 55及53可通過機械的方式或經(jīng)由超 聲焊接或其它任意適當?shù)姆绞絹斫Y合。
可選的是，可按照其它方式將層51及53結合或形成在金屬層55上， 例如，使用適當?shù)耐扛?、熱形成或印制技術等。例如，層51及53可作 為漆涂或涂覆(例如，PU、丙烯酸酯、纖維素、醇酸樹脂等)形成在金 屬層55上，可使用任意適當?shù)姆椒?例如，通過溶劑蒸發(fā)、自交粘合、 熱固化、UV固化等)將其涂覆在金屬層55上。
可選的是，可通過使用適當?shù)碾娀瘜W工藝、用金屬層覆蓋外層51的 朝內(nèi)部分和/或內(nèi)層53的朝外部分，來實現(xiàn)基板50的介電/金屬層夾層構 造，例如，利用較涼和/或較熱狀態(tài)下的靜電粉末、等離子體室中的硬涂 覆等方式。
可選的是，可通過用聚合物覆蓋金屬層55，來實現(xiàn)基板50的介電/ 金屬層夾層構造，例如，經(jīng)由熱工藝，包括例如熱轉(zhuǎn)移著色工藝、熱復 合工藝等。
13金屬層55可以為基本上連續(xù)的金屬箔的形狀，或可選的是，金屬層
55可包括具有任意期望設計形式的剪截(cutout)部分，例如，裝飾性圖 案或公司標識，或者，層55可以為網(wǎng)或網(wǎng)格的形狀，并且層51、 55及 53可通過熱焊接而結合在一起或經(jīng)由剪截部分直接將內(nèi)層53與外層51 彼此結合在一起。
外層51優(yōu)選是光學透明的，并且可選的是，按照任意期望的顏色變 暗，使得容易地經(jīng)由外層看到金屬層的顏色(原始色或經(jīng)由層51而改變) 以及紋理。內(nèi)層53可以是透明的、半透明的或不透明的，并且具有任意 期望的顏色。
可選的是，可在基板50中設置其它中間層(可以是金屬或非金屬 的)，以在表面21及31中設置任意期望的金屬外觀。
舉個非限制性例子，金屬層55可包括例如由鋁、銀、氧化銀、金、 鈦、銅、錫、鋼、不銹鋼、鍍鋅鋼、鎳、鎂或其它任意適當金屬中的任 意一種制成的箔，這種箔可以是基本金屬或合金形式?？蛇x的是，金屬 層55可由適于相對于彼此而并置和/或重置的多種不同金屬形成。此外， 再舉個非限制性例子，金屬層55厚度可在大約5微米到大約15微米之 間，或在大約15微米到大約30微米之間，或大于大約30微米。可選的 是，金屬層55可經(jīng)過預處理，例如，在形成為所述基板50之前和/或在 經(jīng)過根據(jù)本發(fā)明的注塑成型之前，涂覆適當?shù)牡淄苛?、粘接劑、油漆等?br> 此外，再舉個非限制性例子，基板50的厚度可在大約60微米到大 約200微米之間，或大于200微米；內(nèi)層53可由適于用在注塑技術中的 材料制成，具體地說，適于在模制工藝期間在模具中和與之接觸的注入 塑料緊密熔合的材料，舉個非限制性例子，這些材料可包括雙向拉伸聚 丙烯(bi-oriented polypropylene, BOPP)(厚度例如為大約20到大約50 微米)，或擠制定向(extrusion direction oriented)聚丙烯(OPP)(厚度 例如為大約20到大約150微米)，或流延聚丙烯(cast polypropylene, CCP) (厚度例如為大約30到大約200微米)中的任意一種；外層51可由聚 對苯二甲酸乙二醇酯(聚脂)(PET)(厚度例如為大約12微米，或一直 到大約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，或由聚對苯二甲酸乙二醇酯(丙烯酸)(PMMA)(厚度例如為大 約60到大約70微米，或一直到大約200微米，或一直到大約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，包括適當厚度的GPPS、 SAN、 MABS、 SBS、 K-樹脂等)制成。層51既可以是剛性的也可以是柔性的(例如， 基于PU-s、 SBS-s、 SEBS-s等的透明軟接觸TPE-S、 TPV-S)。
具體來講，外層51的厚度足以保持適當?shù)撵o電荷，例如，在大約 30微米到大約200微米之間，或更大，例如，在幾秒的時間內(nèi)，例如使 得基板50能夠被外部充電并被放置在模具空腔中，稍后對此作更詳細的 說明。這種厚度的范圍可以在大約30微米到大約IOO微米之間。適當基 板50的例子是市場上可以買到的。
部件20及蓋子30還可各自包括其它表面，這些表面通常至少在大 部分時間或從可見外露表面的期望觀看角度而言并不可見地外露或不期 望被可見地外露，因此例如可構成部件20及蓋子30的朝內(nèi)表面。此外， 存在一些可見外露表面，例如，部件20的沿25及蓋子30的沿33，它們 不必具有金屬外觀。
現(xiàn)在來描述根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的制造部件20的工藝。參照圖 3a到3d，提供模具100來制造物品10。模具100包括第一母模具部件 110以及第二公模具部件120，它們可反轉(zhuǎn)地聯(lián)接在一起，來提供其中可 形成部件20的模具空腔130。因此，空腔130具有基本上與物品20類似 的尺寸，以及基本上與物品20互補的樣式或形狀，可選的是，在適當情 況下考慮諸如反彈、收縮等因素，而這在本領域是公知的。第一模具部 件110包括空腔132，空腔132具有與可見外露表面21相對應的模具表 面122，可見外露表面21在該具體示例中是大體圓柱形。第二模具部件 120包括配合部分125，配合部分125適于在分型線(parting line)處與 第一模具部件110的配合部分115相配合。第二模具部件120還包括模 芯128，模芯128包括基本上與部件20的非外露內(nèi)表面互補的圓柱表面 126以及端表面127。當模具部件110與120聯(lián)接時，模芯128容納在空 腔132中，從而限定了模具空腔130。模具部件120還包括至少一個注入臺145 (例如，位于表面126側， 或位于端表面127中央(未示出))，從而至少在模具100閉合并準備好 使用時在空腔130與注入材料源(未示出)之間提供液體流動。
可選的是，基板50可設置為預剪截薄膜，以備與模具100 —起使用。 例如，并且具體參照圖3a，可提供儲藏盒160來保存一堆疊置的基板50， 這在本領域是已知的。提供機械臂170或其它適當?shù)亩ㄎ粰C構，其被設 置為相對于模具100依次對各個基板50進行傳送、處理及定位。機械臂 170包括心軸(mandrel)形狀的臂端部工具172或在該具體實施方式
中 為鼓狀的模型(dummy) 174，模型174的圓柱表面上布置有多個抽吸口 173，并且與適當?shù)某槲?例如，泵(未示出))進行液體流通。.
在工作中，模型174可按照切線的方式靠近基板50的邊緣59，邊 緣59在該示例中為大體矩形的平面構造，具有兩對正交設置的邊緣59 及58 (參見圖2b)。邊緣59的長度基本上類似于表面21的高度L，而邊 緣58的長度足以使該基板繞巻從而形成直徑為D的表面21?？諝鈬娮?構造162吹出空氣流，以將最上方的基板50從該堆中分離出來，然后， 可由適當?shù)膫魉蜋C構165 (例如可包括抽吸盤)來抓取該基板50并且將 其傳送到模型174，直到其間形成切線接觸為止。然后，模型174利用抽 吸口 173來抓取基板50的靠近邊緣59的一部分。模型174可繞它的軸 179旋轉(zhuǎn)，由此將基板50巻繞到模型174的圓柱表面上，并且經(jīng)由另外 的抽吸口 173將其保持住，而基板50與機構165分離?？蛇x的是，可使 用任意適當?shù)臋C構將基板50放下并批在模型174上，并且抽吸口 173產(chǎn) 生了足夠的抽吸力，以將該基板巻繞到模型上。按照這樣的方式將基板 50巻繞到模型174上，g口，朝外層51位于最外部，而朝內(nèi)層53朝向模 型174的圓柱表面。
接下來，機械臂170傳送模型174，并將其定位成大體與模具部件 110的空腔132共軸地對準，并且與之間隔開s。設置電荷施加器190， 用來向朝外層51施加靜電荷。電荷施加器l卯例如可以為包括多個發(fā)射 器針的充電條的形式，或可選的是，可以為單獨的多個發(fā)射器模塊的形 式；施加器的類型及數(shù)量通常取決于基板50的尺寸和形狀，以及其上要放置基板50的模具表面的輪廓。模型174中設置了電接地基準表面(諸 如接地金屬盤)，該接地基準表面可包括該模型的圓柱表面。可選的是， 可將一層防靜電泡沫材料結合到模型174的圓柱接地金屬表面上。
電荷施加器190可操作地連接到例如具有30 kV可調(diào)輸出容量的高 壓DC電源，雖然在一些實施方式中，所需的電壓例如為15kV到20kV， 并且電荷施加器190位于模型174的路徑上，使得隨著它被傳送并相對 于空腔132而對準時，在外層51上感生出靜電荷?；鶞式拥乇砻嫱ǔ３?向內(nèi)表面53，并且吸引來自電荷施加器190的電場，而基板50的外部層 51帶電。例如，施加器190可位于間隔s中，或位于其它任意適當位置。 可選的是，施加器可與臂端部工具172形成為一體。
因此，基板50的外層51相對于該模具或該模型外部帶電。
機械臂170將帶電基板50插入到空腔132中，使得外層51與表面 122軸向?qū)?。終止抽吸口 173處的抽吸，然后，基板50利用其電荷而 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，從而限定了導電并在E處接地的空腔132?？蛇x的是，例如可 在模型174處提供氣嘴，以朝向空腔132吹動基板。然后，移除機械臂 170，并且使模具部件110與模具部件120配合，從而限定了其中基板適 當對準的空腔130。
具體參照圖3c，然后，開始注入工藝，經(jīng)由位于模具部件120上和/ 或模具部件110中的適當注入臺145 (未示出)，將熔融材料(通常是塑 料材料)注入到空腔130中，注入臺被設置為使得將熔融材料朝向基板 50的內(nèi)層53注入，而通常避免將熔融材料直接注入到外層51 (尤其是 與外露表面21相對應的位置)。熔融材料占據(jù)了內(nèi)層53，此外，注入工 藝還用于將基板50推送到基本上與表面122完全貼合的狀態(tài)(如果該狀 態(tài)還未實現(xiàn)的話)。 一旦注入材料199固化，就可以有效地使基板50相 對于材料199成為一體從而形成中間工件20'，然后，在分離了模具部件 110及120之后，可將中間工件20'從模具部件110或從模具部件120上 移除?？梢允褂猛换虿煌臋C械臂或定位機構，經(jīng)由被設置為進行移 除的適當臂端部工具，將工件20'從模具100上移除。
17可選的是，可在電荷施加器190與儲藏盒160之間的機械臂路徑上 設置靜電中和條195 (圖3a)，使得只要有新的基板50被提起，就可對 模型174 (具體地說是抽吸杯173)進行電中和，這有助于避免靜電在抽 吸杯173處累積。
雖然以上針對形成部件20上的圓柱表面21說明了該工藝，但是經(jīng) 過必要的修正，可將該工藝應用于形成其它任意適當成形的表面，例如， 圓錐形、截頭圓錐形(frusto-conical)、盒形、金字塔形等，可對基板50 適當?shù)爻尚?，從而當材?99在該模具中占據(jù)基板50時形成所期望的三 維形狀。類似地，在這種情況下，尤其是當該部件被設計為具有大體均 勻厚度的壁時，可分別對模型174及模具100的模制表面適當?shù)爻尚危?例如，同樣是圓錐形、截頭圓錐形、盒形、金字塔形等。
可提供適當?shù)目刂蒲b置，以使該制造工藝自動化，并且可將適當?shù)?表面電阻系數(shù)計加入到該制造系統(tǒng)中，以在模具注入之前檢查是否有足 夠的電荷被施加到該基板上。
在該模制工藝的變型中，經(jīng)過必要的修正，可提供包括金屬層以及 與之結合的朝外非導電層(類似于基板50)、但是沒有內(nèi)部非導電層的基 板。在這種情況下，熔融材料與金屬層直接接觸，金屬層可選的是按照 期望經(jīng)過了預處理(例如，涂覆有底涂料、粘接劑、油漆等)，熔融材料 在注入工藝期間占據(jù)該金屬層。在該工藝的其中金屬層以為網(wǎng)或網(wǎng)格形 狀，或包括將該朝外非導電層的一部分暴露給熔融材料的開口的變型中， 可在注入工藝期間由熔融材料占據(jù)這些部分。
可將能夠單獨制造(例如，同樣經(jīng)由注塑成型)的基部23安裝到工 件20'上來完成部件20。在其它實施方式中，中間工件是最終部件。
參照圖4，經(jīng)過必要的修正，制造部件30的工藝與制造部件20的 工藝類似，兩者的主要差別如下。此時，基板50為盤狀，并且機械臂170 包括抽吸頭174'形式(包括抽吸口 173')的臂端部工具，并且適于將大體 上平坦形狀(而不是環(huán)狀圓筒形狀)的基板傳送并且定位到母模具部件 110怖空腔132'中，該空腔已經(jīng)被充電器l卯充入了靜電。接地的模具部 件110'將該基板的至少一部分保持為與模具表面122'(對應于部件30的
18表面31)接觸貼合，基板50己從該機械臂釋放。隨后，閉合模具100'， 并且經(jīng)由一個或更多個出口 145'將材料199注入到模具空腔中，將基板 50推送到空腔132'中，使得外表面51基本上完全與表面132'接觸貼合。 具體地說，基板50的中央部分會形變?yōu)檩p微凸起形狀，而基板50的圓 形邊緣57會形變?yōu)榫o靠住表面122'的大體為圓柱的邊緣123'，從而與圖 4中所示的模具表面的這種具體形狀相符。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可以在一定程度在視覺上隱藏基板50的一 個或更多個自由邊緣，并且為此設置制造物品(例如，相應的部件20及 30)。這種特征可有助于有效地隱藏基板50與所期望的或名義上的位置 之間的可能的未對準(misalignment),該名義上的位置是旨在相對于該 具體相應的成型部件而所處的位置。
例如，參照圖5，部件20的沿25包括放射狀延伸的環(huán)狀凸緣61， 環(huán)狀凸緣61在朝向底部23的軸向上具有取決于凸緣61的環(huán)繞唇緣63， 從而在表面21與深度t處的唇緣63之間限定了環(huán)狀凹部62。深度t在軸 向上比在邊緣59與凸緣61之間預期形成的間隔g要大，深度t包括在大 小g方面統(tǒng)計上可接受的變型。類似地，當査看表面21時，也不容易看 到邊緣58進入到凹部及進到凸緣61下側上的任意過沖(overshoot)。因 此，當査看部件20時，可以經(jīng)由唇緣63而有效地隱藏邊緣58。舉個非 限制性例子，深度t可在大約0.3mm到13mm之間，更具體地在大約 1 mm到大約5 mm之間，而更具體地在大約2 mm到大約4 mm之間。
在另一示例中，參照圖6，在蓋子30的表面31與沿33之間設置環(huán) 狀凹部66。凹部66的深度使得邊緣57或盤狀基板50能夠在注塑成型工 藝期間以可變長度形變到該凹部中，甚至使得邊緣57的一部分過沖到凹 部66的底面。當從多個方向中的任意一個查看表面31時，可以有效地 隱藏住由沿33有效隱藏的邊緣57，或至少通常不容易識別。舉個非限制 性例子，環(huán)狀凹部66的深度可在大約0.3 mm到大約5 mm之間，并且更 具體地在大約0.5 mm或大約1 mm到大約4 mm之間。
在另一示例中，參照圖7，通過相對于部件在該基板的可見外露邊 緣中的一些邊緣處設置階梯(stepped)構造，還可有效地使基板與制造部件之間的這種微小的對準失配的視覺效果最小化。圖7中例示了根據(jù) 本發(fā)明另一實施方式的容器200，容器200包括盒狀底面部件220及蓋子 部件230。蓋子部件230包括大體平坦的頂面241以及取決于頂面241的 側面242，且沿233包圍了側面242的自由邊緣。多個拐角部分244分別 包括通常相互正交的拐角側面252及拐角頂面251 ，它們分別相對于相應 的側面242及頂面241朝外伸出了階梯Q。舉個非限制性例子，該階梯Q 可在大約0.2 mm到大約5 mm之間，通常更具體地在大約0.3 mm或 0.5 mm到大約1 mm或2 mm或3 mm之間。
在該示例中，關注的可見外露表面231是頂面241及側面242，但 是并不包括拐角部分244或沿233。因此，例如，經(jīng)過必要的修正，按照 與以上針對本發(fā)明其它實施方式而說明的方式類似的方式，可在針對蓋 子部件230的模制工藝期間在模具中原處占據(jù)基板。雖然在這種情況下， 基板可為大體十字形狀的平面構造。十字形狀基板的凹拐角與拐角部分 244的邊緣之間的微小未對準會導致基板邊緣中的一些邊緣超出階梯Q 或不能達到階梯Q，而階梯Q的存在本身就會有助于隱藏這種未對準。 在基板的其它邊緣與沿233之間可實現(xiàn)類似效果，因此，可沿233中的 側面242和/或252與與沿233接觸的位置設置凹部(未示出)，以遮住在 基板的相應邊緣與沿233之間的任意未對準。還可以在階梯拐角部分244 之外設置邊緣凹部，或者不設置階梯拐角部分244而設置邊緣凹部。
該本發(fā)明的這個方面可應用到具有金屬外觀并且其中包括導電材料 的基板(例如，基板50)，或可選的是，經(jīng)過必要的修正而應用到完全非 導電基板(包括印制品、圖案等)，并且，經(jīng)過必要的修正，可以使用根 據(jù)本發(fā)明的注塑成型方法，或其中在注塑成型之前將基板設置在模具中 的其它任意適當?shù)淖⑺艹尚头椒ā?br> 在所附方法權利要求中，僅是為了方便而提供用于指定權利要求步 驟的字母數(shù)字字符及羅馬數(shù)字，并不表示執(zhí)行這些步驟的任意具體次序。
最后，應當注意的是，所附權利要求中使用的措辭"包括(comprising)" 應當被理解為表示"包括但不限于"。
權利要求
1、一種制造具有至少一個可見外露表面的模制物品的方法，該方法包括以下步驟(a)提供模具，該模具具有大體與所述可見外露表面互補的模制表面；(b)提供基板，該基板包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個導電層，并且還包括朝內(nèi)表面；(c)向所述朝外層施加靜電荷；(d)通過靜電的方式將所述基板保持在所述模具中的期望位置，使得所述朝外層至少與所述模制表面部分地貼合；(e)將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐顾鋈廴诓牧系闹辽僖粚右耘c所述朝內(nèi)表面重疊的關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據(jù)所述基板。
2、 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述基板還包括限定了所述 朝內(nèi)表面的介電朝內(nèi)層。
3、 根據(jù)權利要求1或2中任意一項所述的方法，其中，所述導電層 包括金屬材料。
4、 根據(jù)權利要求1到3中任意一項所述的方法，其中，所述導電層 包括金屬箔。
5、 根據(jù)權利要求1到4中任意一項所述的方法，其中，所述導電層 包括至少一個貫穿它的幵口。
6、 根據(jù)權利要求1到4中任意一項所述的方法，其中，所述導電層 是基本上連續(xù)的。
7、 根據(jù)權利要求1到6中任意一項所述的方法，其中，所述導電層 包括以下至少一種金屬或合金鋁、銀、氧化銀、金、鈦、銅、錫、鋼、 不銹鋼、鍍鋅鋼、鎳、鎂。
8、 根據(jù)權利要求1到7中任意一項所述的方法，其中，所述朝外層 的厚度在大約30微米到大約400微米之間。
9、 根據(jù)權利要求1到8中任意一項所述的方法，其中，所述導電層 的厚度在大約5微米到大約15微米之間。
10、 根據(jù)權利要求1到8中任意一項所述的方法，其中，所述導電 層的厚度在大約15微米到大約30微米之間。
11、 根據(jù)權利要求1到8中任意一項所述的方法，其中，所述導電 層的厚度大于大約30微米。
12、 根據(jù)權利要求1到11中任意一項所述的方法，其中，步驟(c) 包括以下步驟將所述基板保持在大體與所述基板要在步驟(f)中采用 的形狀相對應的構造中；提供朝向所述朝內(nèi)表面的基準接地表面；以及 在充電器與所述基準接地表面之間建立適當?shù)碾妶觥?br> 13、 根據(jù)權利要求12所述的方法，其中，所述基板被設置為環(huán)的形式。
14、 根據(jù)權利要求1到13中任意一項所述的方法，其中，在步驟(e) 中，將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 時對所述基板施加了力而使所述基板與所述模具表面緊密地貼合，從而 使所述基板與所述模具表面相符。
15、 根據(jù)權利要求1到14中任意一項所述的方法，其中，所述模具 被設置為用于形成成型于其中的物品的幾何特征，所述特征與所述基板 的邊緣相關聯(lián)并且適于至少部分地遮住所述邊緣。
16、 根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述幾何特征包括模制物 品中的凹部，其中，所述基板邊緣以至少部分地伸入到所述凹部中的方 式被設置。
17、 根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述幾何特征包括形成在 所述模制物品的可見外露表面上的凸起階梯，其中，所述基板邊緣以非 常接近所述階梯的方式被設置。
18、 一種制造方法，該制造方法包括以下步驟(I) 提供基板，該基板包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個 導電層，并且還包括朝內(nèi)表面；(II ) 向所述朝外層施加靜電荷；(III) 通過靜電的方式將所述基板保持在模具中的期望位置；(IV) 將適當?shù)娜廴诓牧习凑者@種方式注入到所述模具中，EP，使 得所述熔融材料的至少一層經(jīng)由所述朝內(nèi)表面占據(jù)所述基板。
19、 根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述可見外露表面具有金屬 外觀。
20、 一種制造具有至少一個可見外露表面的模制物品的方法，該方 法包括以下步驟-(A) 提供模具，該模具具有大體與所述可見外露表面互補的模制表面；(B) 提供基板，該基板包括所述至少一個可見外露表面和朝內(nèi)表面；(C) 將所述基板保持在所述模具中的期望位置，且所述可見外露表 面朝向所述模具表面，并且將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐顾鋈廴诓牧系闹?少一層以與所述朝內(nèi)表面重疊的關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據(jù)所述基板；其中，所述模具被設置為用于形成成型于其中的物品的幾何特征， 所述特征與所述基板的邊緣相關聯(lián)并且適于至少部分地遮住所述邊緣。
21、 根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，所述幾何特征包括模制物 品中的凹部，其中，所述基板邊緣以至少部分地伸入到所述凹部中的方 式被設置。
22、 根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，所述幾何特征包括形成在 所述模制物品的可見外露表面上的凸起階梯，其中，所述基板邊緣以非 常接近所述階梯的方式被設置。
23、 根據(jù)權利要求20到22中任意一項所述的方法，其中，所述基 板包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個導電層，還包括朝內(nèi)表面， 其中，所述朝外表面包括所述可見外露表面。
24、 根據(jù)權利要求23所述的方法，其中，所述基板還包括限定了所 述朝內(nèi)表面的介電朝內(nèi)層。
25、 根據(jù)權利要求20所述的方法，其中，所述基板是介電基板。
26、 一種根據(jù)權利要求1到25中任意一項所述的工藝而制造的模制物品。
27、 一種根據(jù)權利要求26所述的模制物品，其中，所述物品包括圓 筒形式。
28、 根據(jù)權利要求26所述的模制物品，其中，所述物品包括浴室柜 及配件、廚柜及配件、車輛配件等中的任意一種。
29、 根據(jù)權利要求26所述的模制物品，其中，所述物品包括箱子、 廁刷容器、廁紙分送器、車體裝飾、輪轂蓋、側鏡外殼等中的任意一種。
30、 一種制造具有至少一個可見外露表面的模制物品的系統(tǒng)，該系 統(tǒng)包括(a) 模具，其具有大體與所述可見外露表面互補的模制表面；(b) 基板，其包括與至少一個介電朝外層重疊的至少一個導電層， 并且還包括朝內(nèi)表面；(c) 充電裝置，其適于向所述外層施加靜電荷；(d) 定位機構，用于將基板定位在所述模具中，從而通過靜電的方 式將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帶電 層與所述模制表面至少部分地貼合；(e) 注入器構造，用于將適當?shù)娜廴诓牧习凑帐顾鋈廴诓牧系闹?少一層以與所述朝內(nèi)表面重疊的關系而形成的方式注入到所述模具中。
31、 根據(jù)權利要求30所述的系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括具有一堆所述基板 的儲藏盒，并且其中，所述定位機構還適于一次從所述堆中提取一個基 板，并將該基板傳送給所述模具。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于制造其上一體形成有基板(50)的模制物品(10)的成型方法及系統(tǒng)，尤其是其中，所述基板具有金屬外觀和/或其中，該模制產(chǎn)品形成有幾何特征(66)，所述幾何特征與所述基板的邊緣相關聯(lián)并且適于至少部分地遮住該模制產(chǎn)品中的邊緣。
文檔編號B29C45/14GK101541501SQ200680056471
公開日2009年9月23日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權日2006年11月26日
發(fā)明者埃弗拉伊姆·海莫夫, 尼古拉·迪維尼奧, 梅納赫姆·佐爾, 馬塞爾·德榮 申請人:凱特爾塑料有限公司