高速注塑產品的製作方法
2023-06-01 04:01:46
專利名稱：高速注塑產品的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於注塑的系統和方法。更具體地講，本發明涉及用於高速注塑的系統和方法以及由此產生的部件。
背景技術：
注塑是一種通常用於大批量製造由可熔材料製成的部件，最常見的是由塑料製成的部件的技術。在重複性注塑過程中，將塑性樹脂(最常見的為小珠形式)引入注塑機中，注塑機在熱和壓力下使所述樹脂珠熔融。將這樣熔融的樹脂強力地注入具有特定腔體形狀的模具腔體中。注入的塑料在壓力下被保持在模具腔體中、冷卻、然後作為固化部件移出，所述固化部件具有的形狀基本上複製了模具的腔體形狀。模具自身可具有單一腔體或多個腔體。每個腔體均可通過澆口連接到流動通道，澆口將熔融樹脂流引導至腔體中。因此，典型的注塑規程包括四個基本操作(I)將塑料在注塑機中加熱，以使其在壓力下流動；(2)將 熔融塑料注入被限定在已閉合的兩個模具半塊之間的一個或多個模具腔體中；(3)使塑料在一個或多個腔體中在壓力下冷卻並硬化；以及(4)打開模具半塊以使部件從模具中被頂出。將熔融塑性樹脂注入模具腔體中並且通過注塑機迫使塑性樹脂擠過腔體，直至塑性樹脂到達腔體中的最遠離澆口的位置。所得的該部件的長度和壁厚取決於模具腔體的形狀。在某些情況下，塑料製造商可能期望減小注塑部件的壁厚。因此，需要如下的用於注塑的系統和方法，其提供具有薄的壁厚且具有足夠剛度的部件。發明概沭在一個實施方案中，產品可包括由基於聚合物的樹脂形成的主體部分，主體部分包括澆口位置、最後填充位置、大於或等於約200的流動長度與壁厚的比率，其中流動長度是從澆口位置至最後填充位置測量的、以及小於或等於約I毫米的壁厚，其中基於聚合物的樹脂具有小於或等於約1000克/10分鐘的熔流指數。該產品可為消費品包裝。該產品可通過高速注塑形成。在一個實施方案中，產品可包括由基於聚合物的樹脂形成的主體部分，其中在通過高速注塑方法形成時，主體部分可包括澆口位置、最後填充位置、大於或等於約300的流動長度與壁厚的比率，其中流動長度是從澆口位置至最後填充位置測量的、以及壁厚，所述壁厚沿流動長度為基本上恆定的且小於或等於約O. 5毫米。基於聚合物的樹脂可具有小於或等於約50克/10分鐘的熔流指數。該產品可為消費品包裝。該產品可通過高速注塑形成。在另一個實施方案中，用於形成產品的方法可包括使用具有腔體的模具組合件，其通過高速注塑方法來生產製品；通過高速注塑方法將基於聚合物的樹脂引入模具組合件中，從而形成該產品。所述模具組合件可包括澆口位置、最後填充位置、從澆口位置至最後填充位置所測量的流動長度、基本上恆定的且小於或等於約O. 5毫米的壁厚、以及大於或等於約200的流動長度與壁厚的比率。基於聚合物的樹脂可按如在澆口位置所測量的大於或等於約300立方釐米/秒的平均速率被引入腔體中。該產品可為消費品包裝。在另一個實施方案中，產品為通過高速注塑而形成的預成型件，其可包括管形體，所述管形體具有開口端部、分配端部和壁部，壁部可具有小於或等於約O. 5毫米的壁厚、位於管形體的分配端部上的澆口位置、位於管形體的開口端部上的最後填充位置、從澆口位置至最後填充位置所測量的流動長度、以及大於或等於約300的流動長度與壁厚的比率。形成管形體的基於聚合物的樹脂可具有小於或等於約800克/10分鐘的熔流指數。該產品可為用於消費品包裝的預成型件。在另一個實施方案中，產品可包括由基於聚合物的樹脂形成的主體部分。主體部分可包括澆口位置、最後填充位置、大於或等於約200的流動長度與壁厚的比率，其中流動長度是從澆口位置至最後填充位置測量的、以及壁厚，所述壁厚沿流動長度為基本上恆定的且小於或等於約O. 375毫米。基於聚合物的樹脂可具有小於或等於約50克/10分鐘的熔流指數。該產品可為消費品包裝。該產品可通過高速注塑形成。在另一個實施方案中，產品可包括管形體，所述管形體具有開口端部、分配端部和壁部，壁部可具有小於或等於約O. 375毫米的壁厚、位於管形體的分配端部上的澆口位置、位於管形體的開口端部上的最後填充位置、從澆口位置至最後填充位置所測量的流動長度、以及可大於或等於約250的流動長度與壁厚的比率。形成管形體的基於聚合物的樹脂可具有小於或等於約800克/10分鐘的熔流指數。該產品可為用於消費品包裝的預成型件。該產品可通過高速注塑形成。根據以下發明詳述並結合附圖，將會更充分地理解由本文所述的實施方案所提供的這些和附加特徵。附圖簡述附圖所示的實施方案在性質上為例證性和示例性的，而並不旨在限制由權利要求所限定的主題。當結合以下附圖閱讀時，能夠理解對以下例證性實施方案的詳細描述，其中用類似的附圖標號表示類似的結構，並且其中圖I示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的高速注塑機的圖解前視圖。圖2示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的產品的透視前視圖。圖3示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的沿圖2的產品的線3-3截取的剖視前視圖。圖4示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的容器的透視前視圖。圖5示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的預成型件的剖視前視圖。圖6示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的預成型件的局部截面圖。圖7示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的預成型件的剖視前視圖。圖8示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的預成型件的剖視前視圖。圖9示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的預成型件的剖視前視圖。
圖10示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的容器產品的透視頂視圖。圖11示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的容器產品的剖視端視圖。圖12示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的產品的前視圖。圖13示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的牙刷的透視頂視圖。圖14示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的圖13的牙刷的詳細透視頂視圖。
圖15示出了根據本文所示和所述的一個或多個實施方案的棉塞施用裝置的剖視前視圖。發明詳沭本發明的實施方案一般涉及系統、產品、以及通過高速注塑來生產產品的方法。詳細地參見各圖，圖I示出了用於通過高速注塑來生產薄壁部件的示例性注塑機
10。注塑機10—般包括注射系統12和夾緊系統14。可將基於聚合物的樹脂以樹脂粒料16形式引入注射系統12中。可將樹脂粒料16放置到料鬥18中，所述料鬥將樹脂粒料16餵入注射系統12的加熱的圓筒20中。樹脂粒料16在被餵入加熱的圓筒20中之後可由往復式螺杆22驅動至加熱的圓筒20的端部。加熱的圓筒20的加熱以及往復式螺杆22對樹脂粒料16的壓縮使得樹脂粒料16熔融。在塑料現在已成為熔融樹脂24的情況下，往復式螺杆22能夠如圖I中的箭頭A所示地向前運動，並且往復式螺杆22能夠迫使熔融樹脂24穿過噴嘴26並進入夾緊系統14中。熔融樹脂24可通過澆口 30被注入模具28中，所述澆口引導熔融樹脂24流動至模具腔體32，所述模具腔體是在模具28的配對體中形成的，其中模具28由壓機34在壓力下保持在一起。一旦將預定量的熔融樹脂24注入模具中，往復式螺杆22即停止向前運動。熔融樹脂24呈模具腔體32的形式，並且使熔融樹脂24在模具28內冷卻，直至其固化為止。一旦熔融樹脂24固化之後，壓機34就釋放其對模具28的配對體的作用力，模具28的配對體可彼此分離並且成品部件可被頂出，然後該過程可重複進行。不受理論的束縛，注塑的塑料製造商可能期望減小注塑部件的壁厚，以此來減少塑料的含量並因此降低最終部件的成本。這對於消費品包裝產品來講可為尤其真實的，其中常規的注塑製造方法通常會生產其強度超過要求的部件。如本文所用，壁厚為整個部件的平均壁厚。然而，使用常規注塑方法來減小注塑的部件的壁厚可能是一種昂貴且不易完成的工作，尤其是當壁厚的設計小於約I. O毫米時更是如此。在常規注塑方法中，當液體塑性樹脂被引入注模中時，鄰近腔體壁的材料會立即開始「凍結」或固化和硬化。當材料流過模具時，材料的邊界層抵靠模具的側面而形成。隨著模具的繼續填充，邊界層繼續增厚，最終會封閉住材料流動的路徑並且阻止附加材料流入模具中。當模具冷卻時，塑性樹脂在模具壁上凍結的問題會變得更嚴重，使用某種技術來縮短每個部件的循環時間並增加機器的通過量。也可能期望設計出一種部件和對應的模具，使得液體塑性樹脂從具有最厚壁厚的區域流向具有最薄壁厚的區域。增加模具的某些區域中厚度可確保有足夠的材料流入其中需要強度和厚度的區域中。這種「厚處向薄處」的流動路徑要求可導致對塑料的使用效率低，並且對於注塑部件的製造商來講會導致更高的部件成本，因為附加的材料必須在其中不必需要材料的位置被模塑成部件。一種用以減小部件壁厚的方法是，當液體塑性樹脂被引入模具中時增加其壓力。通過增加壓力，模塑機能夠在流動路徑被封閉之前繼續迫使液體材料進入模具中。然而，增加壓力會具有成本和性能兩方面的缺點。當模塑組件所需的壓力增加時，模塑設備必須具有足夠的強度以耐受附加的壓力，這一般等同於更昂貴的費用。製造商可能不得不購買新的設備以適應這些增加的壓力。因此，減小給定部件的壁厚可產生用以通過常規注塑技術實現所述製造的大量資本費用。除此之外，當液體塑性材料流入注模中並凍結時，聚合物鏈保持當聚合物處於液體形式時所存在的高水平的應力。這些「模塑在內的」應力可導致部件在模塑之後翹曲、具有減小的機械特性、以及具有減小的對化學暴露的抗性。對於注塑的部件例如薄壁盆狀物、活動鉸鏈部件和閉合件來講，控制和/或最小化這種減小的機械特性是尤其重要的。·第二種使用常規注塑技術來製造具有更薄壁厚的組件的技術是使用具有更高熔流指數(MFI)的材料。MFI為塑性樹脂在其為液體時的粘度量度。一種用於測量MFI的方法公開於ASTM D1238中。儘管使用高MFI材料能夠模塑出具有更薄壁厚的部件，但這些材料的硬度一般比具有低MFI或中等MFI的材料更低。因此，所得部件常常缺乏應用上所需的硬度特性。例如，用來將棉塞從塑性施用裝置中排出的「推桿」可能沒有足夠的硬度以在彎折之前向棉塞施加足夠的力。類似地，當堆疊在倉庫中並持續延長時段時，由具有高MFI的材料製成的塑性容器可能不能夠阻抗壓縮。已發現高速注塑可被用於在相對低的腔體壓力下使用具有低MFI的塑性樹脂來生產具有薄的壁厚(例如，O. 75毫米或更小)的產品。這可通過如下方式來實現以至少約200立方釐米/秒(例如，約200立方釐米/秒至約900立方釐米/秒)的相對高的平均速度在至多約69MPa (例如，約34. 5MPa至約69MPa)的相對低的腔體壓力下注射具有不大於約1000克/10分鐘的相對低MFI的塑性樹脂。更具體地講，MFI將不大於約800克/10分鐘，例如不大於約600克/10分鐘，例如不大於約400克/10分鐘，例如不大於約200克/10分鐘，例如約50克/10分鐘或更小。在注射過程中，腔體壓力可通過在如下位置安裝測壓頭或傳感器來測量，在所述位置測量腔體內的基於聚合物的樹脂的壓力。還發現高速注塑可被用於在相對低的腔體壓力下使用具有低MFI的塑性樹脂來生產具有甚至更薄壁厚(例如，O. 5毫米或更小)的產品。這可通過如下方式來實現以至少約200立方釐米/秒(例如，約200立方釐米/秒至約900立方釐米/秒)的相對高的平均速度在至多約137. 9MPa (例如，約34. 5MPa至約137. 9MPa)的相對低的腔體壓力下注射具有不大於約1000克/10分鐘的相對低MFI的塑性樹脂。更具體地講，MFI將不大於約800克/10分鐘，例如不大於約600克/10分鐘，例如不大於約400克/10分鐘，例如不大於約200克/10分鐘，例如約50克/10分鐘或更小。還發現高速注塑可被用於在相對低的腔體壓力下使用具有低MFI的塑性樹脂來生產具有甚至更薄壁厚(例如，O. 375毫米或更小)的產品。這可通過如下方式來實現以至少約200立方釐米/秒(例如，約200立方釐米/秒至約900立方釐米/秒)的相對高的平均速度在至多約137. 9MPa (例如，約34. 5MPa至約137. 9MPa)的相對低的腔體壓力下注射具有不大於約1000克/10分鐘的相對低MFI的塑性樹脂。更具體地講，MFI將不大於約800克/10分鐘，例如不大於約600克/10分鐘，例如不大於約400克/10分鐘，例如不大於約200克/10分鐘，例如約50克/10分鐘或更小。還發現高速注塑可被用於在相對低的腔體壓力下使用具有相對低MFI的塑性樹脂來生產具有甚至更薄壁厚(例如，O. 25毫米或更小)的產品。這可通過如下方式來實現以至少約200立方釐米/秒或更高(例如，約200立方釐米/秒至約900立方釐米/秒)的相對高的平均速度在至多約172. 4MPa (例如，約34. 5MPa至約172. 4MPa)的相對低的腔體壓力下注射具有不大於約1000克/10分鐘的相對低MFI的塑性樹脂。更具體地講，MFI將不大於約800克/10分鐘，例如不大於約600克/10分鐘，例如不大於約400克/10分鐘，例如不大於約200克/10分鐘，例如約50克/10分鐘或更小。能夠執行高速注塑過程的例證性機器包括Husky HyPAC系列往復螺杆式注塑機。
該類型的機器使用衝頭36，衝頭可在短時期內高速注入熔融樹脂24。例如，該類型的機器可在約O. 05秒內將約40克熔融樹脂24注入薄壁模具中，而常規注塑機在約相同的樹脂溫度下將約相同量的樹脂注入相同模具中需要約O. 5秒。高速注塑方法使用「單級」注塑系統，其中往復式螺杆22使樹脂粒料16混合併熔融並且迫使熔融樹脂24穿過噴嘴26並進入模具28中。這不同於「兩級」注塑系統(未示出)，其中螺杆僅使樹脂粒料混合併熔融。在這種「兩級」系統中，熔融樹脂24被保持在「射罐」(shot pot)中以供獨立的注射杆隨後進行注射。本領域的技術人員將會認識到，兩級系統可適於獲得這些高注射速率，例如HuskyHyPAC系列兩級注射機。在高速注塑過程中可使用多種聚合物。這包括被分類為熱塑性塑料、熱固性塑料和彈性體的聚合物。這些聚合物可選自熱塑性塑料、熱固性塑料、彈性體、以及它們的組合。特別要關注的是被分類為聚烯烴的熱塑性塑料，這是由於它們在固結時的機械特性以及在處於熔融狀態時的剪切致稀特性的緣故。剪切致稀(當流體被置於壓縮應力下時粘度減小)在增壓注塑過程中可有益於熔融樹脂。該組聚烯烴包括熱塑性塑料例如聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯和聚丁烯-I。這些聚合物可選自聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚丁烯-I、以及它們的混合物。例如，當在約240攝氏度下保持在熔融狀態時，聚乙烯材料表現出在約I克/10分鐘至約24克/10分鐘範圍內的MFI。該範圍內的MFI與固體狀態時的高強度和硬度相關聯，這對於成品部件的強度和耐久性是期望的。除此之外，在高速注塑過程中也可使用聚合物的共混物或聚合物與添加的非聚合物填料的共混物。熱塑性聚合物可選自丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)、丙烯酸類、賽璐珞、乙酸纖維素、乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)、乙烯-乙烯醇(EVAL)、氟塑料(PTFE，包括FEP、PFA、CTFE、ECTFE、ETFE)、離聚物、丙烯酸類-聚氯乙烯合金、液晶聚合物(LCP)、聚縮醛(POM或乙縮醛)、聚丙烯酸酯(丙烯酸類)、聚丙烯腈(PAN或丙烯腈)、聚醯胺(PA或尼龍)、聚醯胺-醯亞胺(PAI)、聚芳醚酮(PAEK或酮)、聚丁二烯(PBD)、聚丁烯(PB)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚對苯二甲酸環己烷二甲醇酯(PCT)、聚碳酸酯(PC)、多羥基鏈烷酸酯(PHA)、聚酮(PK)、聚酯、聚乙烯(PE)(包括低密度聚乙烯(LDPE)和高密度聚乙烯(HDPE)形式)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚醚碸(PES)、聚碸、氯化聚乙烯(PEC)、聚醯亞胺(PI)、聚乳酸(PLA)、聚甲基戊烯(PMP)、聚苯醚(ΡΡ0)、聚苯硫醚(PPS)、聚酞醯胺(PPA)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)、聚碸(PSU)、聚氯乙烯(PVC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、spectralon,以及它們的組合。上述任一種物質均可包括隨後經受聚合的生物衍生(部分或整體地)聚合物或單體。基於聚合物的樹脂可至少部分地衍生自可再生資源。基於聚合物的樹脂可由衍生自可再生資源的單體和衍生自非可再生資源的單體的組合形成。高速注塑方法的一個優點是，熔融樹脂24在注射過程中經歷顯著的聚合物壓縮。取決於樹脂的組成，已測量出熔融樹脂24壓縮了約4%至約12%。在被注射穿過噴嘴26並進入模具28中之前，熔融樹脂24被往復式螺杆22壓縮。熔融樹脂24被壓縮至接近材料自身的壓縮容量。每種材料均具有其自身的取決於壓力、體積和熔融樹脂所經受的溫度而不同的特性可壓縮容量，並且可由本領域的普通技術人員通過使用膨脹儀來測定。在注射過程自身之後，熔融樹脂24可在整個系統中鬆弛，包括模具腔體32中的任何材料、澆口 30、噴嘴26，並且是在往復式螺杆22的前面。熔融樹脂24的鬆弛可允許儲存在壓縮的熔融樹脂24中的能量以熱的形式釋放出來，所述熱可進一步降低熔融樹脂24的原位粘度並且可進一步幫助填充模具腔體32的薄的通道。 除此之外，熔融樹脂24的鬆弛還可允許高速注塑方法和/或系統的至少一個實施方案生產如下部件，所述部件具有高且均勻的填塞密度和比常規模塑過程的情況更均勻的量綱。本領域的技術人員將會認識到這種對整個模具腔體32中的均勻填塞密度的需求。具有低填塞密度的部件易於發生下沉，或固化的材料遠離模具腔體32的壁發生收縮。下沉自身表現為成品部件中的尺寸不規則性，並且通常見於按常規模塑方法加工的部件，見於遠離澆口位置42的位置，並且尤其明顯地見於具有高流動長度與壁厚的比率的部件。通過常規模塑方法可能難以在薄壁模具腔體32中均勻地分配材料。由於高速注塑方法將熔融樹脂24在壓縮狀態時注入模具28中並且熔融樹脂會在模具腔體32內解壓，因此與如果按常規模塑方法來注射的情況相比，熔融樹脂24可具有更均勻的填塞密度。此外，這種均勻填塞密度還可導致部件缺乏下沉，這與按常規模塑方法製造的部件相比可導致部件更貼近地適形於模具腔體32的形狀。此外，高速注塑方法和/或系統的至少一個實施方案還可允許填充薄壁模具腔體32而不使用發泡劑。如本領域的技術人員已知的那樣，發泡劑可被用於降低熔融樹脂24的粘度，這等同於使用了具有更高MF的基於聚合物的樹脂。然而，使用發泡劑可導致較低的部件密度和較差的表面光潔度。通過高速注塑方法和/或系統的至少一個實施方案所製造的部件可不表現出這些特性。高速注塑方法可導致部件密度在基於聚合物的樹脂的固有密度的約3%以內，例如部件密度在基於聚合物的樹脂的固有密度的約2%以內，例如部件密度在基於聚合物的樹脂的固有密度的約1%以內，例如部件密度在基於聚合物的樹脂的固有密度約O. 5%以內。如本文所用，固有密度是指當以固體的預加工形式提供時即在高速注塑過程中被加熱之前的基於聚合物的樹脂的密度；例如樹脂粒料16。在高速注塑過程中使用這些材料允許製造出具有薄的壁厚38和長的流動長度40的部件，如圖2和3所示。部件的流動長度40可沿從部件的澆口位置42至最後填充位置44的材料流的最短路徑來測量。壁厚可沿流動長度為基本上恆定的。澆口位置42對應於澆口 30的相對於模具腔體32的位置(圖I)。部件的最後填充位置44對應於模具腔體32中的最後填充的位置(圖I)。壁厚38對應於模具腔體32的壁之間的間隙(圖I)。受關注的是具有如下壁厚的部件小於約I毫米，例如小於約O. 75毫米，例如小於約O. 5毫米，例如小於約O. 4毫米，例如小於約O. 3毫米，例如小於約O. 25毫米。高速注塑方法允許使用具有小於約50克/10分鐘的MFI的樹脂來製造部件，其中這些部件具有約450的流動長度40與壁厚38的比率(其中壁厚小於約I. O毫米)，例如約450至約1500的比率；超過約350的比率(其中壁厚小於約O. 75毫米)，例如約350至約1250的比率；超過約200的比率(其中壁厚小於約O. 5毫米)，例如約300至約1000的比率；超過約200的比率(其中壁厚小於約I毫米)，例如約300至約1000的比率；超過約200的比率(其中壁厚小於約O. 375毫米)，例如約250至約750的比率；以及超過約150的比率(其中壁厚小於約O. 25毫米)，例如約150至約500的比率。減小壁厚38同時又保持長的流動長度40的能力允許設計者最小化每個部件的塑料含量，這能夠進一步降低部件成本。流動長度40與壁厚38的比率可大於或等於約500。通過高速注塑方法生產的產品50的一個實例示出於圖2和3中。產品50可用作用於貯藏和運輸許多消費品的包裝件。產品50具有主體部分51，所述主體部分具有約O. 5毫米或更小的標稱壁厚38，所述標稱壁厚允許足夠地回彈在正常使用期間所施加的任何壓力。在流動長度與壁厚的比率為約340的情況下，沿材料流的最短路徑從澆口位置42測量至最後填充位置44的流動長度40為大約170毫米。如圖2所示，當產品50從注塑機10·中取出時，與澆口位置相對的端部是開口的。為了形成如圖4所示的容器60，必須密封該開口端部62。通常，開口端部62將被局部壓平並焊接到其自身上以便形成焊接接頭64。產品50可為一種包裝件。產品50可為消費品包裝產品。產品50可為具有通過模內貼標提供的標籤的產品。能夠在產品上實現其它改進。如圖5所示，能夠製造出具有分配端部72和管形體74的預成型件70，其中澆口位置42位於預成型件70的分配端部72上，並且最後填充位置44位於管形體74的開口端部62上。如本文所用，預成型件是指已至少經受過初步模塑且可經受進一步的加工或裝配的物體。壁厚38為約O. 5毫米，並且流動長度40與壁厚38的比率為約340。如圖5所示，分配端部72的厚度可顯著地比管形體的壁厚38更厚。模塑出附加厚度的能力可被用於產生在不使用時用以放置預成型件的基座部件80，或作為用以模塑出保持部件例如分別如圖6和7所示的螺杆螺紋82或突出部84的位置。此外，所述附加厚度還允許形成位於分配端部72上的整體噴嘴86以允許使用者引導消費品流，如圖8所示。如圖9所示，預成型件70可被模塑成使得分配端部72包括整體能夠運動的頂蓋88，所述頂蓋可被選擇性地打開或閉合以允許或防止消費品從容器中排出。高速注塑方法也允許通過注塑出如下部件來產生部件，所述部件在具有薄的壁厚38的區域中具有澆口位置42並且在具有厚的壁厚90的區域上具有最後填充位置44。如圖10和11所示，容器產品98在整個主體92中具有大致薄的壁厚38，並且頂部94在鉸鏈位置96和插銷100處具有厚的壁厚90。高速注塑方法允許設計者將澆口位置42放置在容器產品98的底部102上以最小化模具填充時間，同時保持在與澆口位置42相比具有更厚壁厚90的區域中完全填充模具腔體32的能力。如圖12所示，具有整體成形的拉鏈鎖112的包裝產品110可通過高速注塑方法來形成。高速注塑方法允許靠近包裝產品Iio的底部來注射熔融樹脂24，從而形成澆口位置42，熔融樹脂24隨後從所述澆口位置流向拉鏈鎖112的區域，在那裡需要更大的厚度來形成鎖定部件114。
據信可通過高速注塑方法來形成全範圍的產品。例如，如圖13和14所示，能夠以單一步驟來形成具有整體成形的刷毛122的牙刷120。由於材料可主要沿具有厚的壁厚90的牙刷柄部124流動，因此有益地識別出刷毛122的有效流動長度140，所述有效流動長度是從刷毛床142測量至最後填充點4 4。高速注塑方法允許以與牙刷柄部124相同的步驟來形成細長構件例如刷毛122，所述刷毛具有薄的壁厚38並且其中有效流動長度與壁厚的比率較大，所述牙刷柄部具有厚的壁厚90並且其中流動長度與壁厚之比較小。因此，在單一操作中，可使用如下單一的基於聚合物的樹脂來生產整體產品(即，牙刷120)，所述樹脂具有高強度的局部區域(即，牙刷柄部124)和高柔韌性的局部區域(S卩，刷毛122)。此外，以單一步驟形成牙刷柄部124和刷毛122還允許製造商消除刷毛形成步驟、集束步驟和連接步驟。可通過該高速注塑方法形成具有整體成形的刷毛、長絲、表面植絨或其它薄的突出的施用裝置或工具，所述施用裝置或工具用於某個範圍內的化妝或個人護理組合物和產品形式。組合物的非限制性實例可包括睫毛膏、眼線、眼影、唇彩、唇膏、粉底、遮瑕物、腮紅、指/趾甲油、乳液、保溼劑、剝脫產品、抗衰老產品、沐浴劑和面部清潔劑。產品形式的非限制性實例可包括低粘度液體、高粘度霜膏或糊劑、以及壓粉或散粉。例如，模塑的睫毛膏刷子或施用裝置近來變得很流行，這部分地是由於它們相對於絞絲刷睫毛膏施用裝置來講的優異性能。模塑的刷子可具有以如下方式來形成它們的刷毛或突出的優點它們中的一些或全部終止於獨特的預定點處的芯處。在模塑的施用裝置中，相鄰突出之間所期望的距離可沿著這些突出的長度保持不變，並且可有益地建立這些突出的尺寸、形狀和相對定位以產生睫毛膏的更好的沉積和睫毛覆蓋率並且獲得睫毛的優異的梳理和分離。如本文所定義，突出為如下的表面延伸部，所述表面延伸部從化妝品施用裝置或工具的芯、柄部或主體向外突出或延伸。芯是指施用裝置的主體的如下部件，所述突出位於所述部件上。在睫毛膏施用裝置的情形中，芯連接到杆。所謂連接，是指芯物理地固定或接合到杆，或芯和杆是作為整體單元製成的。杆是指施用裝置主體的如下部件，所述部件能夠連接到(即，固定到或與其整體製成)芯(在其端部中的一個處)。在杆的另一端，杆能夠連接到(B卩，固定到其上或與其整體製成)源自對應的產品容器的柄部或閉合件/封蓋。此外，高速注塑方法還能夠允許形成具有整體成形的薄壁擦拭或刮擦構件的厚壁產品容器(例如，睫毛膏或眼線瓶子/管)。例如，當從其容器中抽出時用於從施用裝置上除去多餘的睫毛膏或眼線流體的薄的柔性且有回彈力的環形擦拭物構件能夠整體成形到容器頸部或厚壁睫毛膏或眼線瓶子的開放孔口中。因此，該模塑方法允許更簡單的製造方法，其中消除了如下必要性形成獨立擦拭件，並且隨後將該獨立擦拭件插入產品容器中。該產品可為用於產品包裝的泡罩包裝或蛤殼。泡罩包裝或蛤殼可為半透明的。泡罩包裝或蛤殼可為透明的。該產品可為瓶子覆蓋物、瓶子裝飾、或抓持部件。該產品可為可替換的裝飾部件，所述部件可與另一種產品相關和/或不相關。例如，該產品可為與手機相關和不相關的手機覆蓋件。該產品可為某個類別的物品中的產品，包括但不限於止汗劑、嬰兒護理品、古龍香水、商業產品(包括與定向於消費者的消費品類似的批發、工業和商業市場類似物)，化妝品、除臭劑、盤碟護理品、女性保護品、毛髮護理品、毛髮著色劑、保健品、家用清潔劑、失禁護理品、衣物洗滌劑、口腔護理品、紙製品、個人清潔用品、一次性吸收製品、寵物健康和營養品、處方藥、名牌芳香劑、護膚品、小吃和飲料、專用織物護理品、剃刮用品和其它毛髮生長控制產品、小用具、裝置和電池。有多種產品形式可落在這些產品類別中的每種內。示例性的產品形式和品牌描述於TheProcter&Gamble Company網站www. pg. com以及存在於其上的連結網址。應當了解，本發明也設想過作為上文所列的那些之外的一部分產品種類的產品和消費品，並且本發明也包括上文所指出的網站所公開的那些之外的可供選擇的產品形式和品牌。該產品可由多種材料製得，可製成多種構形，並且可使用技術人員已知的任何製造技術來製作。該產品可為包裝，包括但不限於盒、袋、小袋、紙板罐、瓶子、倒頭瓶、廣口瓶、熱成型泡罩、蛤殼、以及它們的組合。其它包裝實施方案同樣是適宜的。除此之外，高速注塑方法還允許減薄當前製造商的產品的壁。例如，如圖15所示，棉塞推桿130可具有其減薄的壁厚38，從而減少了每個部件所使用的塑性材料量。高速注塑方法增進了如下部件的可製造性，所述部件靠近最後填充位置44比在澆口位置42具有更多的材料，因為在最後填充位置44具有增加的部件直徑。
注意本文可使用術語「基本上」和「約」來表示可屬於任何定量比較、值、量度或其它表示的不確定性的內在程度。本文也使用這些術語來表示定量表示可不同於所述參考值而不造成在討論中受試主體的基本功能有變化的程度。現在應當顯而易見的是，本文所舉例說明和所描述的產品的各種實施方案均可通過高速注塑方法來生產。儘管本文具體地提到了用於包含消費品的產品或消費品產品自身，但應當顯而易見的是，本文所述的高速注塑方法可適於結合用於以下行業中的產品來使用消費品行業、食品服務行業、運輸行業、醫療行業、玩具行業等。發明詳述中引用的所有文獻的相關部分以引用方式併入本文；任何文獻的引用均不可解釋為是對其作為本發明的現有技術的認可。當本書面文獻中術語的任何含義或定義與引入本文以供參考的文獻中的術語的任何含義或定義衝突時，將以賦予本書面文獻中的術語的含義或定義為準。儘管本文舉例說明和描述了特定實施方案，但應當理解，在不脫離受權利要求書保護的主題的實質和範圍的情況下，可作出各種其它改變和修改形式。此外，雖然本文描述了受權利要求書保護的主題的各個方面，但這些方面無需以組合方式來利用。因此有意地在所附權利要求中包括了在受權利要求書保護的主題範圍內的所有此類改變和修改形式。
權利要求
1.一種產品(50),所述產品包括 由基於聚合物的樹脂形成的主體部分(51)，所述主體部分包括 澆口位置(42)； 最後填充位置(44)； 大於或等於約200的流動長度(40)與壁厚(38)的比率，其中所述流動長度是從所述澆口位置至所述最後填充位置測量的；和小於或等於約I暈米的壁厚； 其中所述基於聚合物的樹脂具有小於或等於約1000克/10分鐘的熔流指數。
2.如權利要求I所述的產品，其中所述壁厚沿所述流動長度為基本上恆定的。
3.如權利要求I或權利要求2所述的產品，其中所述壁厚小於或等於約O.5毫米。
4.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述基於聚合物的樹脂具有小於或等於約50克/10分鐘的熔流指數。
5.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述流動長度與壁厚的比率大於或等於約 500。
6.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述基於聚合物的樹脂包括熱塑性聚合物。
7.如權利要求6所述的產品，其中所述熱塑性聚合物為聚烯烴。
8.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述基於聚合物的樹脂為剪切致稀流體。
9.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述產品為包裝件。
10.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述產品具有在所述基於聚合物的樹脂的固有密度的約3%以內的部件密度。
11.如權利要求1-8或10中任一項所述的產品，其中所述產品為預成型件(70)，所述預成型件包括具有開口端部(62)和分配端部(72)的管形體(74)。
12.如權利要求11所述的產品，其中所述澆口位置位於所述管形體的分配端部上，並且其中所述最後填充位置位於所述管形體的開口端部上。
13.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述產品通過使用具有腔體(32)的模具(28)形成，其中所述基於聚合物的樹脂以如在所述澆口位置所測量的大於或等於約300立方釐米/秒的平均速率被引入所述腔體中。
14.如權利要求13所述的產品，其中當所述基於聚合物的樹脂被引入所述腔體中時，所述基於聚合物的樹脂基於所述基於聚合物的樹脂的壓力-體積-溫度特性被壓縮至所述基於聚合物的樹脂的約最大壓縮容量，並且允許所述基於聚合物的樹脂在所述腔體內以液體狀態解壓。
15.如前述權利要求中任一項所述的產品，其中所述產品通過高速注塑形成。
全文摘要
本發明公開了一種產品，該產品通過高速注塑形成。該產品可包括由基於聚合物的樹脂形成的主體部分，其中在通過高速注塑形成時，主體部分具有澆口位置、最後填充位置、大於或等於約200的流動長度與壁厚的比率，其中流動長度是從澆口位置至最後填充位置測量的、以及小於或等於約1毫米的壁厚，其中基於聚合物的樹脂具有小於或等於約1000克/10分鐘的熔流指數。
文檔編號B29C45/00GK102947071SQ201180030780
公開日2013年2月27日 申請日期2011年6月16日 優先權日2010年6月23日
發明者G·M·艾爾託寧, J·M·雷曼, D·A·多爾頓, K·赫德斯佩斯 申請人:寶潔公司