[发明专利]装饰性注射模制产品及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及注射模制产品的生产技术。本发明特别涉及带有利用一种模型内装饰方法所形成的某些特征的产品的生产技术。

背景技术

注射模制指的是利用将熔融塑料注入到一个精心设计的模型中来生产产品的工艺，其中所述模型中限定了一个具有所需最终产品形状的模腔。模型内装饰方法通常可被理解为，作为模制方法的一部分能够将文字、图案或图象应用于模型上的方法。具体地说，本专利申请中所用的模型内装饰方法指的是，在将熔融塑料注入到模型中之前将装饰性镶嵌件设置在模型中的方法。“装饰性”一词的含义应该是广义的，这是因为镶嵌件和/或它所带的图形除了美观以外还可具有其它功能，例如提供信息或保护的功能。在注射模制技术中，利用三维的机械性物体作为通常用于加强机械性能的镶嵌件是已知的，但是在模型内装饰应用中，镶嵌件几乎都采用可热变形的薄片的形式，其基体材料通常是聚碳酸酯或其合金。

图1是表示在一种很简单的模型内装饰过程中的某些阶段的截面图。首先利用丝网印刷或其它适合的形成图案的方法在薄片102的表面上形成图案101。使带有图案的薄片102成形以使其与模型的三维形状相符，模型本身未在图1中示出。目前已知几种可选择的用于实施成形步骤的方法，诸如真空成形或热成形技术、压力辅助真空真空成形方法或由德国公司Bayer和Niebling HDVF所开发的高压成形技术。除了将薄片的形状从二维转变成三维以外，对单个薄片102进行切割和对其尺寸进行调整以使其适于模制操作中，以及将其设置且固定在模型中。接着将塑料注入到模型中以使其熔合在薄片102的背面，从而形成最终产品103的主体部分。应该注意的是，为了便于图示，在附图中的薄片102和图案101的相对厚度被放大。在最终产品中，装饰性图案101可被清楚地看到，这是因为它们形成在产品表面的最顶层。

印刷图案完全暴露在产品表面的最顶层的缺点是，这样一种产品的耐机械磨损性能较差。对于模型内装饰塑料产品，其中一个最重要应用领域是移动式电信设备的外壳，移动式电信设备经常被装在口袋、钱包和腰包中，在其中的摩擦会使移动式电信设备的最外侧的表面受损。

图2示出了如何将保护性涂层201施加到产品的最外层表面，例如利用喷嘴202进行喷涂。这种方法能够大大地提高带有图案的表面的机械稳定性，但是由于在制造过程中增添了一个步骤，而使成本提高。许多保护性涂漆包括易于蒸发的溶剂，这样的溶剂存在火灾隐患并且会破坏制造工厂的环境，这样人们对于它们的应用没有兴趣。使用单独的涂层会使制造过程更易于受到灰尘和空气中的其它杂质的损害。

图3示出了另一种关于装饰的机械稳定性问题的解决方案。使用一种透明的薄片102作为装饰性图案101的载体，装饰性图案101印刷在薄片的内表面(所谓的第二表面)上而不是象在图1和图2中印刷在其外表面上。在最终的产品中，图案101被夹在透明薄片102和塑料主体部分103之间以使透明薄片102保护图案不受外界因素的损害。这种解决方案所存在的主要问题是，图案在抵抗由于流入到模型中并沿着薄片的印刷表面流动的热熔融聚合物树脂而产生的侵蚀方面的性能较差。

图4示出了一种双薄片解决方案，其中不是使用单个薄片，而是使用一种由两个平行的薄片401和402构成的层压结构。图案403形成在上薄片401的下表面上或者形成在下薄片402的上表面上以使在该层压薄片结构中的这些图案403被封闭在两个薄片之间。使该层压结构成形、对该层压结构切割和对其尺寸进行调整以使其好象在上述某些方法中的单个薄片，然后将其放入到模型中并以注射模制的方式使塑料主体部分404形成在该层压结构的内表面上。但是，现已证实，利用两个平行的薄片并将它们层压在一起也是有些问题的，这是因为在某些情况下能够在制成的产品表面上看到所述薄片结构。另外，这种方法比较复杂并且包括较多的处理步骤。

与本申请相比，或多或少地涉及注射模制产品或物品的装饰性技术的在先专利申请有许多。就本申请人所知，在本专利申请的优先权日之前的专利申请有EP0 199 708、EP 0 383 364、EP 0 430 310、US 4 275 116、US 4 717 615、US 4 836 072、US 4 994 224、US 5 053 260、US 5 714 231、US 5 795 527和US 5800 759。

本发明的一个目的在于提供一种易于制造、具有极好的抵抗外部磨损性能以及能够在大规模生产中以较高的生产率进行产生的装饰性注射模制产品。本发明的另一个目的是提供一种用于生产所述装饰性注射模制产品的方法。