專利名稱：重疊注塑的厚壁部件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及注塑部件，尤其是注塑的重疊注塑的厚壁部件(over-molded thick wall part)及這些部件的制造方法。
背景技術(shù)：
厚壁塑料部件有著廣泛的應(yīng)用。這些應(yīng)用的實(shí)例包括眼鏡片(ophthalmic lens)、 非球面鏡頭，投影儀鏡頭，化妝品包裝，把手，管路附件(plumbing fixture)，齒輪，滑輪，以 及計(jì)算機(jī)和電子產(chǎn)品外殼。厚壁部件與薄壁部件相比，在例如強(qiáng)度、性能、美觀和/或人體 工程學(xué)等方面表現(xiàn)出許多優(yōu)點(diǎn)。 使用注塑的方法制造熱塑性部件，常常需要將材料加熱到熔融狀態(tài)，再將其注入 到模具中，從而形成所需形狀。然后必須從塑料材料中移除熱量來固化部件，使得部件可以 從模具中取出而不會(huì)變形。 然而，由于這些部件的厚度，形成這些部件的冷卻時(shí)間會(huì)比薄壁部件高得多。由于 塑料部件的冷卻時(shí)間以指數(shù)關(guān)系基于所形成的部件的厚度變化，所制造的部件越厚，制造 所述部件所需的冷卻時(shí)間就呈指數(shù)地延長，由此增加制造所述部件的成本。
體積收縮是注塑過程中的固有現(xiàn)象。在部件從熔融態(tài)冷卻為固態(tài)時(shí)，為了補(bǔ)償材 料的收縮，或者在部件的表面形成壓痕(凹痕(sink mark))，或者在部件內(nèi)形成內(nèi)部收縮 空隙(shrinkage void)(氣泡)。 一般而言，隨著壁的厚度的增加，凹痕的深度和/或所形 成的收縮空隙的數(shù)量就會(huì)增加。這些問題的解決方案之一就是增加模具溫度。在這些解決 方案中，模具的溫度被設(shè)定為材料供應(yīng)商所推薦的溫度范圍的上限或者高于該溫度范圍， 來確保澆注口 (gate)不會(huì)凝固得太快，由此而阻止塑料材料流動(dòng)到模具腔室中。這使得制 造者能夠運(yùn)行長的"保持"時(shí)間(hold time)來將額外的材料推入模具腔室中并補(bǔ)償部件 冷卻時(shí)發(fā)生的收縮。較高的模具溫度也降低從塑料樹脂到形成部件幾何形狀的模具鋼的傳 熱速率。這使得沿部件一從內(nèi)部到外部發(fā)生更加均勻的收縮。 然而，由于傳熱速率較低，增加了冷卻時(shí)間，由此增加了產(chǎn)品的制造成本，這是因 為在較高的模具溫度下進(jìn)行操作所需的能量提高和/或冷卻厚壁部件所需的時(shí)間增加。
因此，將為有益的是，提供一種與現(xiàn)有技術(shù)的方法相比能夠更快和/或成本低廉 地形成厚壁部件的方法。提供一種形成在部件內(nèi)基本上沒有凹痕和/或收縮空隙的厚壁部 件的方法也是有益的。還有益的是，提供一種基本上沒有凹痕和/或收縮空隙的厚壁部件， 由此使得所述厚壁部件能夠用于其中部件的美觀和/或功能不會(huì)受到不利影響的各種應(yīng) 用中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提供重疊注塑的厚壁部件，用于形成重疊注塑的厚壁部件的嵌件 (insert)，以及比現(xiàn)有技術(shù)的方法快速和/或能量有效的形成重疊注塑的厚壁部件的方 法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的這些問題。所述嵌件包括至少兩個(gè)面，其中一個(gè)面包括平面。對于平面而言，趨向于形成凹痕而不是內(nèi)部收縮空隙來補(bǔ)償樹脂的體積收縮。因此，平面使 得嵌件冷卻時(shí)不會(huì)在所述嵌件的內(nèi)部形成會(huì)不利地影響成品部件的美觀和/或有用性 (usefulness)的空隙。然后使冷卻的嵌件包容(encompass)在重疊注塑的外部組件內(nèi)，從 而形成厚壁部件。與現(xiàn)有技術(shù)中形成厚壁部件的方法相比，通過兩步模塑的方法形成厚壁 部件，可以實(shí)現(xiàn)顯著的時(shí)間和/或能量節(jié)約。本發(fā)明的思想可以用于形成各式各樣不同的 部件，例如眼科鏡片，非球面鏡頭，投影儀鏡頭，化妝品包裝，把手，管路附件，齒輪，滑輪，以 及計(jì)算機(jī)和電子產(chǎn)品外殼等等。 因此，本發(fā)明一方面提供重疊注塑的厚壁部件，其包含具有至少兩個(gè)面的嵌件和 重疊注塑的外部組件，所述嵌件至少一面包括平面并且所述嵌件基本沒有凹痕和/或內(nèi)部 空隙，其中該嵌件包容在所述重疊注塑的外部組件內(nèi)；其中所述重疊注塑的厚壁部件基本 沒有內(nèi)部空隙；進(jìn)一步地，所述嵌件包括第一有機(jī)聚合物，所述重疊注塑的外部組件包括第 二有機(jī)聚合物。 另一方面，本發(fā)明提供一種嵌件，其包含具有至少兩個(gè)面的嵌件，其中至少一面包 括平面并且所述嵌件基本沒有內(nèi)部空隙，并且所述嵌件含有有機(jī)聚合物。
另一方面，本發(fā)明提供形成重疊注塑的厚壁部件的方法，其包括以下步驟a)注 塑第一有機(jī)聚合物形成嵌件，所述嵌件具有至少兩個(gè)面并且其中至少一面包括平面；進(jìn)一 步地，所述嵌件基本上沒有內(nèi)部空隙；b)將嵌件冷卻至低于第一有機(jī)聚合物的熱撓曲溫度 (HDT)的溫度；c)重疊注塑的第二有機(jī)聚合物，形成包容所述嵌件的重疊注塑的外部組件； d)冷卻所述重疊注塑的外部組件，形成重疊注塑的厚壁部件；其中所述重疊注塑的厚壁部 件基本上沒有凹痕和/或內(nèi)部空隙。


可以參照如下附圖理解本發(fā)明中的各種實(shí)施例。這些組件沒必要按照比例繪制。 同時(shí)，附圖中的相同標(biāo)號(hào)代表不同視圖中的相同部件。
圖1是本發(fā)明一種實(shí)施方式的重疊注塑的厚壁部件的橫截面視圖。
發(fā)明詳述 在以下僅是說明性的說明和實(shí)施例中更具體地描述本發(fā)明，因?yàn)槠渲性S多改進(jìn)和 變形對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的。除非上下文另有說明，說明書和權(quán)利要求中使用 的單數(shù)形式的"一個(gè)(a)"、"一種(an)"和"所述(the)"包括復(fù)數(shù)對象。同時(shí)，在說明書和權(quán)
利要求書中使用的"包括(comprise)"可以包含"由......組成"以及"主要由......組
成"的實(shí)施方式。此外，本發(fā)明中的所有范圍都包括端點(diǎn)值，且可獨(dú)立地組合。 在本發(fā)明中，近似用語用來修飾可以變化的任意定量表示，而不會(huì)導(dǎo)致與其相關(guān)
的基本功能有所改變。因此，在某些情況下，用"大約"、"基本上"等用語修飾的值可以并不
限于記載的精確數(shù)值。至少在某些情況下，近似用語可以與用于測量該值的設(shè)備的精確度相關(guān)。 本發(fā)明提供了用于形成重疊注塑的厚壁部件的嵌件，具有嵌件和外部組件的重疊 注塑的厚壁部件，和形成重疊注塑的厚壁部件的方法。所述嵌件包括至少兩個(gè)面，其中一面 包括平面。對于平面而言，趨向于形成凹痕而不是內(nèi)部收縮空隙來補(bǔ)償樹脂的體積收縮。因 此，平面可以使嵌件冷卻而不會(huì)在所述嵌件的內(nèi)部形成不利影響最終部件的美觀和/或結(jié)構(gòu)完整性的空隙。然后使冷卻的嵌件包容在重疊注塑的外部組件內(nèi)，形成厚壁部件。與現(xiàn) 有技術(shù)中形成厚壁部件的一步法相比，通過兩步模塑的方法形成厚壁部件，可以實(shí)現(xiàn)顯著 的時(shí)間和/或能量節(jié)約。 如前所述，形成厚壁部件的現(xiàn)有技術(shù)方法遭受幾個(gè)問題。 一方面，隨著部件壁厚的
增加，冷卻塑料材料所需的時(shí)間也呈指數(shù)地增加。這可以在下面的等式1中看出。
等式l <formula>formula see original document page 6</formula>
、、c m-
S二最小冷卻時(shí)間
t =模制品的壁厚
a =材料的熱擴(kuò)散系數(shù) Tr二模制品的脫出溫度(ejectiontemprature)
Tm =模具溫度
Tc =缸體溫度 因?yàn)槔鋮s時(shí)間是部件厚度的平方的函數(shù)，所以待形成的部件厚度的增加顯著增加 了冷卻所述部件所需的時(shí)間長度。此外，由于冷卻所述部件所需時(shí)間長度增加，制造厚壁部 件的成本也會(huì)隨之增加。 現(xiàn)有技術(shù)方法中的另一個(gè)問題是這樣的事實(shí)隨著壁厚增加，趨于(在模塑部件 內(nèi)部)形成內(nèi)部收縮空隙。收縮現(xiàn)象是注塑工藝所固有的。當(dāng)塑性樹脂從加工溫度和壓力 冷卻到環(huán)境條件時(shí)，模塑部件的比容(specific volume)主要是由于塑性材料的熱膨脹系 數(shù)而降低。為了補(bǔ)償，在部件內(nèi)部有時(shí)形成收縮空隙(或者"氣泡")。收縮空隙在部件美觀 要求嚴(yán)格的許多應(yīng)用是不可接受的。從物理性能的角度來看，收縮空隙也會(huì)存在問題，因?yàn)?空隙降低模塑部件的該區(qū)域的機(jī)械強(qiáng)度。在光學(xué)應(yīng)用方面，空隙使光散射，是不可接受的。 此外，當(dāng)樹脂不透明時(shí)，很難確定模制的部件中是否存在空隙。并且，相對于薄壁模塑部件 而言，由于厚壁模塑部件的材料用量更多，因此存在收縮空隙的可能性也更大。
補(bǔ)償體積收縮的另一種途徑是在最終產(chǎn)品上形成"凹痕"或壓痕。凹痕在許多應(yīng) 用中是不可接受的，因?yàn)樗鼈冇绊懽罱K產(chǎn)品的尺寸公差、性能和/或美觀。并且，與收縮空 隙一樣，相對于薄壁模塑部件而言，由于厚壁模塑部件的材料用量更大，因此在厚壁模塑部 件中存在凹痕的可能性也更大。 通過使用兩步重疊注塑的法來形成本發(fā)明的厚壁部件，可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)。第一， 由于重疊注塑的外部組件的壁厚減小了(由于嵌件的存在)，冷卻所述外部組件所需的冷 卻時(shí)間將會(huì)減少。并且由于嵌件的厚度，與整個(gè)部件相比冷卻所述嵌件所需的冷卻時(shí)間也 降低，使用兩步法確實(shí)使得用于制造所述嵌件和外部組件的時(shí)間之和少于使用現(xiàn)有技術(shù)的 一步法形成厚壁部件所需的制造時(shí)間。 本發(fā)明中的兩步模塑法的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，因?yàn)樵摲椒ㄊ褂美鋮s的嵌件，所述嵌件 在外部組件形成在嵌件周圍之后處于比重疊注塑的塑料外部組件低的溫度，由此嵌件能夠 從內(nèi)部輔助冷卻所述外部組件以及輔助與模具(tool)的模塑表面相關(guān)的冷卻。結(jié)果，雙重 冷卻(dual cooling)進(jìn)一步減少了厚壁部件的冷卻時(shí)間。
最后，嵌件上的一個(gè)或多個(gè)平面的應(yīng)用幫助避免形成收縮空隙。嵌件上的平面將趨于凹陷(變形)來補(bǔ)償材料收縮，而不是形成內(nèi)部收縮空隙。這是由圓頂形表面(domedsurface)和平面之間固有的強(qiáng)度差異造成的。因?yàn)樗銮都捎谑褂盟銮都系钠矫娑旧蠜]有收縮空隙，當(dāng)添加重疊注塑的外部組件時(shí)，在整個(gè)部件中就不太有機(jī)會(huì)形成收
縮空隙，因?yàn)閬碜运龇椒ǖ牡谝徊降膬?nèi)核已經(jīng)基本沒有任何收縮空隙。相反地，對于一步法，由于部件整體都需要冷卻，不僅僅是外部組件，因此在冷卻過程中在部件的任何部分都可能形成收縮空隙和/或凹痕。所述嵌件上的一個(gè)或多個(gè)平面的應(yīng)用通過使收縮空隙最小化和/或消除收縮空隙來幫助降低廢品率，還使得嵌件模制品的產(chǎn)率提高。
因此，一方面，本發(fā)明提供這樣的嵌件，其被成型為使得所述嵌件的至少一面包括平面。隨著在冷卻所述嵌件的過程中移除熱量，該平面誘導(dǎo)形成凹痕而不會(huì)形成收縮空隙。通過在所述嵌件的至少一面設(shè)置平面，在冷卻所述嵌件期間，凹陷(sink)在收縮期間會(huì)向內(nèi)變形，而不是使得形成收縮空隙。因此，所得到的嵌件基本上沒有任何收縮空隙。本申請使用的"基本上沒有收縮空隙"是指嵌件沒有肉眼能夠觀察到的收縮空隙。
在一種實(shí)施方式中，嵌件在所述嵌件的一面具有平面。在另一實(shí)施方式中，嵌件在所述嵌件的至少兩面具有平面。在又一實(shí)施方式中，尤其在厚壁部件是透鏡的那些實(shí)施方式中，所述嵌件可以包括一個(gè)彎曲形的面。在另一實(shí)施方式中，所述嵌件可以包括兩個(gè)彎曲形的面。在其中所述嵌件包括一個(gè)或多個(gè)彎曲面的那些實(shí)施方式中，平面構(gòu)成或基本構(gòu)成所述嵌件的一個(gè)面的全部，或者在替代的實(shí)施方式中，當(dāng)所述平面為彎曲面的一部分時(shí)，所述平面可以僅構(gòu)成彎曲面的一小部分。在其中所述嵌件包括彎曲面和在彎曲面上包括平面的那些實(shí)施方式中，彎曲面的上部是平的而不是彎曲的，使得平面位于彎曲面上。
所述嵌件可以由能夠用于注塑工藝中形成可以然后用于形成重疊注塑的厚壁部件的嵌件的任何有機(jī)聚合物形成。所述有機(jī)聚合物可以是結(jié)晶聚合物或者無定形聚合物。嵌件使用的有機(jī)聚合物可以選自廣泛類型的熱塑性樹脂或者熱塑性樹脂的共混物。所述有機(jī)聚合物還可以是聚合物、共聚物、三元共聚物或者包括至少一種上述有機(jī)聚合物的組合的共混物。本發(fā)明中可以使用的有機(jī)聚合物的例子有，但不限于，聚縮醛類，聚丙烯酸類，聚碳酸酯，聚苯乙烯類，聚酯，聚酰胺，聚酰胺酰亞胺，聚芳酯，聚芳基砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚氯乙烯，聚砜，聚酰亞胺，聚醚酰亞胺，聚四氟乙烯，聚醚酮，聚醚醚酮，聚醚酮酮，聚苯并噁唑，聚噁二唑，聚苯并噻唑吩噻嗪，聚苯并噻唑，聚吡嗪苯并喹喔啉，聚均苯四甲酰亞胺(polypyromellitimides)，聚喹喔啉，聚苯并咪唑，聚羥吲哚(polyoxindoles)，聚氧代二氫異吲哚(polyoxoisoindolines)，聚二氧代二氫異吲哚，聚三嗪類，聚噠嗪類，聚哌嗪類，聚吡啶類，聚哌啶類，聚三唑，聚吡唑，聚四氫吡咯，聚碳硼烷，聚氧雜二環(huán)壬烷(polyoxabicyclononanes)，聚二苯并呋喃，聚2-苯并[C]呋喃酮，聚縮醛，聚酐，聚乙烯基醚，聚乙烯基硫醚，聚乙烯醇，聚乙烯基酮，聚鹵代乙烯，聚乙烯腈，聚乙烯酯，聚磺酸鹽，聚硫化物，聚硫酯，聚砜，聚磺酰胺，聚脲，聚磷腈，聚硅氮烷等，或者包括至少一種上述有機(jī)聚合物的組合?？梢曰谝环N或多種因素選擇用于所述嵌件的具體有機(jī)聚合物，所述因素包括但不限于，待形成的厚壁部件的類型，有機(jī)聚合物的折射率，所述嵌件的厚度，所述厚壁部件的厚度，用于所述重疊注塑的外部組件的材料，或包含一種或多種上述因素的組合。
如上所述，有益地采用注塑工藝形成所述重疊注塑的外部組件以及本發(fā)明的最終重疊注塑的厚壁部件。不過，本發(fā)明的思想可以使用任何已知的模塑方法來進(jìn)行，所述方法能夠使用嵌件由有機(jī)聚合物形成重疊注塑的厚壁部件，其中所得到的厚壁部件基本沒有凹痕和/或收縮空隙。和嵌件一樣，術(shù)語"基本沒有收縮空隙"是指厚壁部件沒有肉眼能夠觀察到的收縮空隙。 另一方面，本發(fā)明提供包含所述嵌件的重疊注塑的厚壁部件。所述重疊注塑的厚壁部件進(jìn)一步包含包容所述嵌件的重疊注塑的外部組件。如本文中所使用的，"包容"在重疊注塑的外部組件內(nèi)的嵌件是基本上位于所述外部組件內(nèi)的嵌件。這樣，這一種實(shí)施方式中，整個(gè)嵌件都位于外部組件之內(nèi)。然而，在另一實(shí)施方式中，術(shù)語"包容"同樣包括其中低百分?jǐn)?shù)的嵌件表面積(5%或更低)位于外部組件之外的那些實(shí)施方式。當(dāng)根據(jù)所述嵌件的尺寸和/或形狀，外部組件的尺寸和/或形狀，和/或用來形成厚壁部件的模塑方法的類型，小部分的所述嵌件可以不完全包容在所述外部組件內(nèi)時(shí)，可以產(chǎn)生這些實(shí)施方式。在另一實(shí)施方式中，術(shù)語"包容"還包括層疊形式的實(shí)施方式，其中所述嵌件位于兩層或更多層外部組件之間。在又一實(shí)施方式中，術(shù)語"包容"還包括層疊形式的實(shí)施方式，其中所述嵌件占外部組件幾何形狀或壁厚的一半，其中所述嵌件形成最終部件幾何形狀的一面。然而，所述兩步法的優(yōu)點(diǎn)仍然存在，即外部組件的冷卻時(shí)間縮短和/或由于嵌件的存在從內(nèi)部冷卻所述外部組件。 所述外部組件可以具有形成選定的厚壁部件所需要的任何形狀。作為所述部件的外部部分，所述外部組件可包括厚壁部件所選定的特性。例如，在那些厚壁部件是透鏡的實(shí)施例中，外部組件的一面或兩面可以是彎曲的。在那些厚壁部件是把手的實(shí)施例中，所述外部組件的形狀可以基于把手的選定形狀而成形。外部組件的形狀不依賴于所述嵌件的形狀，而主要基于最終厚壁部件的選定應(yīng)用性。在決定外部組件形狀時(shí)可能考慮的其它因素包括，但不限于，用于所述嵌件的材料類型，用于外部組件的材料類型，和/或用于形成厚壁部件的方法類型。 所述重疊注塑的外部組件可以由這樣的任何有機(jī)聚合物形成所述有機(jī)聚合物能夠用于注塑工藝中形成重疊注塑的外部組件，該重疊注塑的外部組件能夠包容嵌件從而形成重疊注塑的厚壁部件。所述有機(jī)聚合物可以是結(jié)晶聚合物或者無定形聚合物。用于重疊注塑的外部組件的有機(jī)聚合物可以選自各種熱塑性樹脂或熱塑性樹脂的共混物。所述有機(jī)聚合物還可以是聚合物、共聚物、三元共聚物或者包括至少一種上述有機(jī)聚合物的組合的共混物。本發(fā)明中可以使用的有機(jī)聚合物的例子有，但不限于，聚縮醛類，聚丙烯酸類，聚碳酸酯，聚苯乙烯類，聚酯，聚酰胺，聚酰胺酰亞胺，聚芳酯，聚芳基砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚氯乙烯，聚砜，聚酰亞胺，聚醚酰亞胺，聚四氟乙烯，聚醚酮，聚醚醚酮，聚醚酮酮，聚苯并噁唑，聚噁二唑，聚苯并噻唑吩噻嗪，聚苯并噻唑，聚妣嗪苯并喹喔啉，聚均苯四甲酰亞胺，聚喹喔啉，聚苯并咪唑，聚羥吲哚，聚氧代二氫異吲哚，聚二氧代二氫異吲哚，聚三嗪類，聚噠嗪類，聚哌嗪類，聚吡啶類，聚哌啶類，聚三唑，聚吡唑，聚四氫吡咯，聚碳硼烷，聚氧雜二環(huán)壬烷，聚二苯并呋喃，聚2-苯并[C]呋喃酮，聚縮醛，聚酐，聚乙烯基醚，聚乙烯基硫醚，聚乙烯醇，聚乙烯基酮，聚鹵代乙烯，聚乙烯腈，聚乙烯酯，聚磺酸鹽，聚硫化物，聚硫酯，聚砜，聚磺酰胺，聚脲，聚磷腈，聚硅氮烷等，或者包括至少一種上述有機(jī)聚合物的組合?？梢曰谝环N或多種因素選擇用于重疊注塑的外部組件的具體有機(jī)聚合物，所述因素包括但不限于，待形成的厚壁部件的類型，嵌件和/或重疊注塑的外部組件所使用的有機(jī)聚合物的折射率，嵌件的厚度，厚壁部件的厚度，用于嵌件的材料，或包括一種或多種上述因素的組合。在一種實(shí)施方式中，重疊注塑的外部組件由用于形成所述嵌件的相同材料構(gòu)成。在替代的實(shí)施方
式中，重疊注塑的外部組件由同用于形成所述嵌件的材料不同的材料構(gòu)成。 與所述嵌件一樣，本發(fā)明的嵌件有益地使用注塑法形成。不過，本發(fā)明的思想可以
使用任何已知的模塑方法(例如壓塑)來進(jìn)行，所述方法能夠由有機(jī)聚合物形成嵌件，其中
所述嵌件基本沒有任何收縮空隙。 本發(fā)明另一方面提供形成重疊注塑的厚壁部件的方法。在一種實(shí)施方式中，所述方法包括兩步注塑法。第一步，采用注塑形成所述嵌件，然后冷卻所述嵌件。接下來將冷卻的嵌件用于重疊注塑的注塑步驟(over-molding injection molding st印)中，其中將外部組件注塑到冷卻的嵌件周圍，從而將嵌件包容在外部組件之內(nèi)，由此形成最終的厚壁部件。 由于兩步法通過形成兩個(gè)薄一些的部件來形成厚壁部件，而不是形成一個(gè)單獨(dú)的較厚部件，并且由于隨著部件厚度的增加注塑有機(jī)聚合物的冷卻呈指數(shù)增加，本發(fā)明的兩步法由兩個(gè)模塑步驟形成最終部件的總時(shí)間少于在單一模塑步驟方法中形成厚壁部件所需的時(shí)間。 在一種實(shí)施方式中，在注塑法中形成嵌件，然后冷卻該嵌件。形成所述嵌件使得其包括至少一個(gè)凹陷來減少所述嵌件冷卻期間的收縮空隙。在一種實(shí)施方式中，在冷卻嵌件期間，將所述嵌件冷卻至低于用于形成所述嵌件的有機(jī)聚合物的熱撓曲溫度(HDT)。這樣，所述嵌件可以然后用于所述方法的第二個(gè)步驟中，就基本上沒有在第二步驟過程中由于被外部組件所使用的有機(jī)聚合物再次加熱而形成收縮空隙的可能性。 當(dāng)一個(gè)嵌件形成和冷卻時(shí)，之前形成和冷卻的嵌件可以在所述方法的第二步中使用，其中注塑重疊注塑的外部組件使得其包容所述嵌件，從而形成厚壁嵌件。這樣，在一種實(shí)施方式中，可以使用類似裝配線的工藝(assembly line-like process)來形成所述厚壁部件，其中形成并冷卻嵌件，然后在第二步中將其用于形成厚壁部件。 本發(fā)明中的方法在形成厚壁部件方面是特別有利的。本申請使用的"厚壁部件"是指厚度最大的地方的厚度為0.25英寸以上的部件。在另一實(shí)施方式中，"厚壁部件"是指厚度最大的地方的厚度為0. 5英寸以上的部件。在另一實(shí)施方式中，"厚壁部件"是指厚度最大的地方的厚度為0.75英寸以上的部件。在另一實(shí)施方式中，"厚壁部件"是指厚度最大的地方的厚度為1英寸以上的部件。 本發(fā)明中的方法可以用于形成各種不同的厚壁部件，其中包括，但不限于，眼鏡片，非球面鏡頭，投影儀鏡頭，化妝品包裝，把手，管路附件，齒輪，滑輪，計(jì)算機(jī)外殼，電子產(chǎn)品外殼等。如果嵌件和外部組件使用的有機(jī)聚合物是一樣的，最終的厚壁部件可基本上沒有空隙，并且使用的材料具有相同或者基本相同的折射率，由此能夠形成透鏡?；蛘撸绻褂貌煌挠袡C(jī)聚合物，成本低廉的聚合物可以用作所述嵌件，由此能夠形成成本低廉的厚壁部件，其具有成本較高的外部組件有機(jī)聚合物的美觀性，但與僅用外部組件有機(jī)聚合物來形成厚壁部件的一步法相比，成本更低廉和/或制造所消耗的時(shí)間較少。
根據(jù)本發(fā)明說明性實(shí)施方式的以下詳細(xì)的說明和附圖，本發(fā)明的前述和其它特征將更加明顯，其中相同的標(biāo)號(hào)代表相同的元件。 圖1示出可以使用本發(fā)明的思想形成的厚壁部件的一種實(shí)施方式。在圖1中，提供了厚壁部件100的橫截面視圖。在該實(shí)施方式中，厚壁部件100是透鏡。正如可以看到的，透鏡100包括嵌件105，嵌件105具有第一面IIO和第二面115。所述第一面105是彎曲的，且還包括在彎曲面105的一部分上的凹陷120或基本上平的表面。第二面115也包括凹陷125。 透鏡100還包括包容嵌件105的重疊注塑的外部組件130。在該實(shí)施方式中，由于所述嵌件具有部分位于外部組件130外面的支架135，嵌件105并未完全包容在外部組件130內(nèi)。而且，從該實(shí)施方式中可以看到，外部組件130的形狀并不是視嵌件105的形狀而定的，而是采用了所選定的厚壁部件100的形狀。由于厚壁部件是透鏡，外部組件130的一面是完全彎曲的(與嵌件105的相應(yīng)面不同)。另外，盡管圖1可能看起來顯示嵌件105和外部組件130的不同材料，但是提供這些差異從而能夠更好地觀察所述重疊注塑的部件，并且可以設(shè)想當(dāng)部件100是透鏡時(shí)，用于嵌件105的材料與用于外部組件130的材料是相同的，或者具有基本相同的折射率。 本說明書使用實(shí)施例(包括最佳實(shí)施方式)披露了本發(fā)明，并且可以讓任何本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)并使用本發(fā)明。本發(fā)明的專利范圍由權(quán)利要求定義，其中可以包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其它實(shí)施例。如果這些其它實(shí)施例具有與權(quán)利要求的文字表述沒有區(qū)別的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述沒有實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等價(jià)結(jié)構(gòu)要素，這些其它實(shí)施例也意圖包括在權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。本申請所有提到的引文都作為參考明確地包括在本發(fā)明中。
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權(quán)利要求
一種重疊注塑的厚壁部件，其包括a)具有至少兩面的嵌件，其中至少一面包括平面，并且所述嵌件基本沒有凹痕和/或內(nèi)部空隙；和b)重疊注塑的外部組件，所述嵌件包容在重疊注塑的外部組件內(nèi)；其中所述重疊注塑的厚壁部件基本沒有凹痕和/或內(nèi)部空隙；且其中所述嵌件包含第一有機(jī)聚合物，所述重疊注塑的外部組件包含第二有機(jī)聚合物。
2.權(quán)利要求l的重疊注塑的厚壁部件，其中第一有機(jī)聚合物和第二有機(jī)聚合物包含相同的有機(jī)聚合物。
3.權(quán)利要求l的重疊注塑的厚壁部件，其中第一有機(jī)聚合物和第二有機(jī)聚合物包含不同的有機(jī)聚合物。
4.權(quán)利要求卜3任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述嵌件至少兩面包括平面。
5.權(quán)利要求卜3任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述嵌件至少一面是彎曲的，并且至少一面是基本平的。
6.權(quán)利要求卜3任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述嵌件至少兩面是彎曲的。
7.權(quán)利要求卜6任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述重疊注塑的厚壁部件的至少一面是彎曲的，并且至少一面是基本上千的。
8.權(quán)利要求卜6任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述重疊注塑的厚壁部件的至少兩面是彎曲的。
9.權(quán)利要求卜8任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述重疊注塑的厚壁部件選自眼鏡片，非球面鏡頭，投影儀鏡頭，化妝品包裝，把手，管路附件，齒輪，滑輪，計(jì)算機(jī)外殼，電子產(chǎn)品外殼，或者它們的組合。
10.一種嵌件，包含具有至少兩面的嵌件，其中至少一面包括平面并且所述嵌件基本上沒有凹痕和／或內(nèi)部空隙；其中所述嵌件包含有機(jī)聚合物。
11.權(quán)利要求lo的重疊注塑的厚壁部件，其中所述有機(jī)聚合物選自聚縮醛類，聚丙烯酸類，聚碳酸酯，聚苯乙烯類，聚酯，聚酰胺，聚酰胺酰亞胺，聚芳酯，聚芳基砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚氯乙烯，聚砜，聚酰亞胺，聚醚酰亞胺，聚四氟乙烯，聚醚酮，聚醚醚酮，聚醚酮酮，聚苯并思唑，聚思二唑，聚苯并噻唑吩噻嗪，聚苯并噻唑，聚吡嗪苯并喹喔啉，聚均苯四甲酰亞胺，聚喹喔啉，聚苯并咪唑，聚羥吲哚，聚氧代二氫異吲哚，聚二氧代二氫異吲哚，聚三嗪類，聚噠嗪類，聚哌嗪類，聚吡啶類，聚哌啶類，聚三唑，聚吡唑，聚四氫吡咯，聚碳硼烷，聚氧雜二環(huán)壬烷，聚二苯并呋喃，聚2一苯并[C]呋喃酮，聚縮醛，聚酐，聚乙烯基醚，聚乙烯基硫醚，聚乙烯醇，聚乙烯基酮，聚鹵代乙烯，聚乙烯腈，聚乙烯酯，聚磺酸酯，聚硫化物，聚硫酯，聚砜，聚磺酰胺，聚脲，聚磷腈，聚硅氮烷，或者包括至少一種上述有機(jī)聚合物的組合物。
12.權(quán)利要求lo一11任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述嵌件至少兩面包括平面。
13.權(quán)利要求lo一11任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述嵌件至少一面是彎曲的，并且至少一面是基本平的。
14.權(quán)利要求lo一11任一項(xiàng)的重疊注塑的厚壁部件，其中所述嵌件至少兩面是彎曲的。
15.一種制造重疊注塑的厚壁部件的方法，包括a)注塑第一有機(jī)聚合物，形成嵌件，其中所述嵌件具有至少兩面并且其中至少一面包括凹陷；所述嵌件基本上沒有凹痕和/或內(nèi)部空隙；b) 將所述嵌件冷卻至低于第一有機(jī)聚合物的熱撓曲溫度的溫度；c) 重疊注塑的第二有機(jī)聚合物，從而形成包容所述嵌件的重疊注塑的外部組件；d) 冷卻重疊注塑的外部組件，形成重疊注塑的厚壁部件； 其中所述重疊注塑的厚壁部件基本上沒有內(nèi)部空隙。
16. 權(quán)利要求15的方法，其中第一有機(jī)聚合物和第二有機(jī)聚合物包含相同的有機(jī)聚合物。
17. 權(quán)利要求15的方法，其中第一有機(jī)聚合物和第二有機(jī)聚合物包含不同的有機(jī)聚合物。
18. 權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)的方法，其中所述嵌件至少兩面包括平面。
19. 權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)的方法，其中所述嵌件至少一面是彎曲的，并且至少一面是 基本平的。
20. 權(quán)利要求15-17任一項(xiàng)的方法，其中所述嵌件至少兩面是彎曲的。
21. 權(quán)利要求15-20任一項(xiàng)的方法，其中所述重疊注塑的厚壁部件的至少一面是彎曲 的，并且至少一面是基本上平的。
22. 權(quán)利要求15-20任一項(xiàng)的方法，其中所述重疊注塑的厚壁部件至少兩面是彎曲的。
23. 權(quán)利要求15-22任一項(xiàng)的方法，其中所述重疊注塑的厚壁部件選自眼鏡片，非球面 鏡頭，投影儀鏡頭，化妝品包裝，把手，管路附件，齒輪，滑輪，計(jì)算機(jī)外殼，電子產(chǎn)品外殼，或 者它們的組合。
全文摘要
本發(fā)明涉及重疊注塑的厚壁部件，用于形成重疊注塑的厚壁部件的嵌件，以及形成重疊注塑的厚壁部件的方法。在一種實(shí)施方式中，所述重疊注塑的厚壁部件包括具有至少兩個(gè)面的嵌件和重疊注塑的外部組件，所述嵌件至少一面包括平面并且所述嵌件基本沒有凹痕和/或內(nèi)部空隙，并且該嵌件包容在所述重疊注塑的外部組件內(nèi)。重疊注塑的厚壁部件基本沒有凹痕和/或內(nèi)部空隙。所述嵌件包括第一有機(jī)聚合物，所述重疊注塑的外部組件包括第二有機(jī)聚合物。
文檔編號(hào)B29D11/00GK101765491SQ200880101106
公開日2010年6月30日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
發(fā)明者安德魯·W·梅, 約瑟夫·卡米恩斯基 申請人:沙伯基礎(chǔ)創(chuàng)新塑料知識(shí)產(chǎn)權(quán)有限公司