[发明专利]UV固化方法及所用的组件

说明书

技术领域

本发明总体上涉及聚合物的固化，并且具体地涉及借助UV（紫外）光实现的聚合物在模具中的固化。

背景技术

固化包括借助交联聚合物链实现的聚合物结构的硬化。这种固化的聚合物结构具有多种应用；这种固化聚合物例如用于高电压应用。

待被形成为聚合物结构的聚合物配混料（polymer compound）的固化过程通常包括：将所述聚合物配混料注入到模具中，其中所述模具被加热，由此从所述聚合物配混料来成形所述聚合物结构并且固化该聚合物结构。所述模具通常由钢或具有良好导热特性的类似材料制成。

与该固化过程相关的缺点在于，该固化过程是昂贵且耗时的。供聚合物结构成型并固化的模具是十分昂贵的。因此，每个模具对于固化的聚合物结构的制造商来说都是可观的投资。对于小量生产，因此完成后的聚合物结构产品的成本被反映在模具费用中。

此外，由于每个模具都很昂贵，因此由于所包括的高成本，制造商不太可能投资一组不同尺寸或形状的模具，所述不同尺寸或形状的模具会提供在生产用于不同应用的不同尺寸聚合物结构中的更大灵活性。此外，购买新的模具的决定需要制造商的仔细计划，这是因为新模具通常花费数个月来开发。

此外，由于在固化过程期间的温度升高，模具组件经受高压力，从而使得模具处于恒应力下。在成型和固化期间模具的热膨胀进一步增加了模具组件的成本，这是因为在构造模具组件时必须考虑到热膨胀参数。

通过采用紫外线（UV）光来固化聚合物配混料，能够减轻上述缺点中的一些。作为示例，US5885514公开了一种环境UVL可固化弹性体模具设备。该设备通过将弹性体注入到形成模具腔的两个UV透过的模具板之间而利用注射成型，其中，所述模具被用UV光照射以便在模具腔中固化所述弹性体。

然而，即使对于包括借助于UV光来固化聚合物的生产方法也仍存在上述问题中的一些。

发明内容

本发明的目的在于提供一种克服或至少减轻上述缺点的固化方法和组件。

另一目的在于提供一种简化且更有效的固化过程及用于其的组件。

本发明的又一目的在于提供一种快速且可靠的固化过程。

因此，在本发明的第一方面中，提供一种从聚合物配混料制造固化的聚合物结构的方法，所述聚合物配混料是可UV固化的并且是UV可部分透过的，其中，所述方法包括：

将所述聚合物配混料注入到模具中，所述模具具有限定模具空间的至少一个壁，用于在所述模具空间中接收所述聚合物配混料，其中，所述至少一个壁是UV可透过的并且包括热塑性聚合物；以及

借助于由至少一个UV半导体光源提供的UV光透过所述至少一个壁来照射所述聚合物配混料，其中，所述照射包括：照射所述至少一个壁，使得所述UV光穿过所述聚合物配混料，由此固化所述聚合物配混料以形成所述固化的聚合物结构。

UV可部分透过在本文被理解为所述聚合物配混料是均质地UV可透过的。为此所述聚合物配混料的每个部分都是大致相同地UV可透过的。因此，UV光传播通过所述聚合物配混料的一些吸收可能出现在该聚合物配混料的任何部分中。

模具空间通常是指封闭空间。这种模具空间能由模具的一个或数个壁来形成。

能借助于本发明获得效果在于，能缩短在模具中的固化过程。与利用诸如卤素灯之类的传统UV光源的先前UV固化方法相比，UV半导体光源（例如，UV LED）的发射光谱能够被精确得多地限定。通过提供具有清晰的光谱的UV光源（即，借助一个或多个半导体光源），固化变得更有效，并且能够获得对固化过程的更好的控制。此外，UV半导体光源与传统光源相比具有较低的功耗，并且辐射热比来自诸如卤素灯之类的传统光源的辐射热更少。因此，关于热敏性、模具壁厚等能够降低对模具的质量要求，由此导致更低的模具成本。

在一个实施方式中，所述至少一个壁包括热塑性聚合物，并且所述至少一个壁如此薄以致所述至少一个壁是柔性的。