具有增強的美學效果的模制品及用于制備該模制品的方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】用于制備模制品的方法的一個實施方式，包括：將插入物定位在雙射注射模制裝置的模具中；以及注射模制包含以下各項的組合物：a）芳族聚碳酸酯（PC）和聚(1,4-環(huán)己烷二亞甲基-1,4-環(huán)己烷二羧酸酯)（PCCD），PC與PCCD的重量比在30～90PC:70～10PCCD的范圍內，b）玻璃纖維，長度大于或等于0.75mm并且玻璃纖維的量為組合物的1wt.%至50wt.%，以及c）所述聚碳酸酯和PCCD的折射率緊密地匹配所述玻璃纖維的折射率并且在1.540至1.570的范圍內。所述方法進一步包括：在第二注射中，將熱塑性材料注射模制在部件的至少一部分上。
【專利說明】具有增強的美學效果的模制品及用于制備該模制品的方法和系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本公開涉及用于生產(chǎn)具有增強的美學效果的制品的模制方法，并且涉及通過這種方法生產(chǎn)的制品。更具體地，本公開涉及用于生產(chǎn)用于具有增強的美學效果的電子設備的部件如用于電子設備的多色熱塑性部件的模制方法，并且涉及通過這種方法生產(chǎn)的部件。
【背景技術】
[0002]存在許多不同類型的模制方法。例如，注射模制是用于制備由塑料制成的產(chǎn)品的方法。通常，將熔融的塑料材料注射入模具中，并且在冷卻時所述材料凝固。然后，可以從模具中取出期望形狀的模制產(chǎn)品以便使用。
[0003]美國專利號7，857，615公開了具有多個空腔的注射模具以及用于將材料注射入所述空腔的流道系統(tǒng)。流道系統(tǒng)包括主流道和子流道。子流道與主流道和空腔互相連接。子流道包括第一流道和一對第二流道。第一流道連接主流道，并且第二流道分別連接第一流道的末端。當物料從第一流道流入第二流道以使物料在第二流道中具有對稱速度分布時，在第一流道和每個第二流道的一個點周圍形成緩沖區(qū)域用于混合材料。
[0004]通常，在插入模制中，將插入物定位在模具中，并且至少部分地圍繞插入物形成正在形成的目標物的剩余部分的材料。例如，可以將金屬芯插入模具中以成為模制部件的一部分，或，可替換地，將其輪廓留在模制部件中。插入模制還可以包括可以加載有插入物的定制模具。然后，如在美國專利
【發(fā)明者】已經(jīng)開發(fā)了使用用于第一注射和第二注射的特殊材料在一個過程中有效地將插入物模制技術和2K (雙射)模制技術結合的模制方法。如在以下進一步詳細描述的，根據(jù)一個實施方式，用于第一注射的具有較低CTE (熱膨脹系數(shù))的透明的HMD (高模量延展性)樹脂與用于第二注射的玻璃纖維增強的HFD (雙酚A-癸二酸共聚物)樹脂如由SABIC Innovative Plastics (以前為GE塑料)出售的LEXAN*HFD樹脂的組合，可以能夠快速、無裂縫生產(chǎn)具有增強的美學效果和視覺fx效果(visual-fx effect)(包括多種顏色)的模制品如用于手機的框架包括凸臺和卡扣。有利地，根據(jù)實施方式以及如以下進一步所述的，用于第二注射的材料可以是與用于第一注射的材料相同的透明HMD材料，或可以是不同材料，并且第二注射材料粘附至第一注射材料的至少一部分。
[0028]就
【發(fā)明者】的知識而言，不存在如在本文中描述的有效的、無裂縫應用金屬和/或玻璃插入物模制技術與2K (雙射)模制技術。根據(jù)實施方式，需要插入物的CTE和用于第一注射的周圍熱塑性材料的CTE之間CTE性能平衡。更具體地，根據(jù)實施方式，
【發(fā)明者】已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這些材料的CTE可以彼此在5ppm/°C至80ppm/°C,更具體地,在5ppm/°C至30ppm/°C的范圍內以有助于避免裂縫。
【發(fā)明者】已經(jīng)進一步確定:玻璃或金屬板的CTE收縮率不同于通常用在常規(guī)雙射注射模制過程中用于其他應用的塑料材料的收縮率，并且這種材料的模量是不夠的。
[0029]根據(jù)實施方式，由于用于這個過程的材料性能的組合，
【發(fā)明者】已經(jīng)實現(xiàn)了協(xié)同效應。
[0030]因此，
【發(fā)明者】已經(jīng)確定:在加工過程中金屬或玻璃插入物的成功可以取決于插入物和注射在插入物周圍的熱塑性材料之間的CTE差異。根據(jù)實施方式使用的高模量熱塑性材料(透明的HMD)，表現(xiàn)出與金屬和玻璃較小的CTE差異，從而這使得生成的部件更穩(wěn)定并且對裂縫更不敏感。上述情況能夠在一個過程中將金屬和玻璃插入物模制技術與2K(雙射)模制技術結合，以獲得增強的視覺和美學效果。根據(jù)實施方式，
【發(fā)明者】已經(jīng)確定了:如何在一個過程中有效地將玻璃或金屬片插入物的較低CTE材料與用于第一注射的低CTE和高模量材料(透明HMD)相關聯(lián)或匹配，以根據(jù)實施方式獲得能夠防止裂縫并且能夠使用2K (雙射)注射模制的性能的有效平衡。這種進步滿足了工業(yè)需求。
[0031]參照圖1并且根據(jù)一個實施方式，為了制造模制品10，其一個實施例顯示在圖3A、圖3B和圖3C中并且描述如下，插入物12可以定位在模具14中。模具14可以是雙射注射模制裝置16的部件，其一個實施例顯示在圖2A、圖2B和圖2C中。
[0032]模制品10可以包括期望形狀、尺寸、厚度以及功能的任何合適的模制品。根據(jù)實施方式，本文中公開的方法尤其可用于生產(chǎn)配置成用于附接至封閉或覆蓋電子設備如便攜式電子設備的模制品。這種便攜式設備的非限制性實例包括掌上電腦、手機、筆記本電腦、筆記本、平板電腦、媒體播放器、個人數(shù)字助理等。
[0033]可以通過本文中公開的實施方式生產(chǎn)的模制品10的一個實施例顯示在圖3A、圖3B和圖3C中，其說明配置成用于觸屏手機(以下將對其進一步詳細描述)的模制品10。這種模制品顯示在圖3B中，為IOOmm乘60mm的尺寸，然而，根據(jù)實施方式，其他合適的形狀和尺寸也是可能的。[0034]參照圖1至圖3A、圖3B和圖3C，插入物12示例性地顯示為用于插入物12且尤其可用于手機應用的玻璃層。用于玻璃插入物的實例包括但不限于作為包括玻璃顯示器面板和玻璃觸屏面板、矩形或其他形狀的配置用于手機和其他電子設備的玻璃面板的玻璃的一個或多個層。例如，玻璃面板可以是液晶二極管(IXD)顯示器、有機發(fā)光二極管(OLED)顯示器、或具有或不具有集成在面板中或作為單獨的觸摸板提供的觸摸功能性的其他合適的顯示器。因而，用于插入物12的玻璃面板可以是任何合適的形狀、尺寸和厚度。
[0035]盡管插入物12顯示為圖1至圖3A、圖3B和圖3C中并且尤其可用作用于手機的觸摸屏的玻璃插入物，插入物12還可以是金屬層。更具體地，插入物12可以是任何合適的插入物如玻璃插入物、金屬插入物、或它們的組合。例如，金屬片可以由任何合適的金屬或金屬組合(包括但不限于不銹鋼、鋁或鐵)制備，并且可以為任何合適的形狀、尺寸和厚度。作為一個實例，插入物12可以包括0.8mm的玻璃層。作為進一步的實例，插入物12還可以是玻璃和金屬的組合如由金屬邊框或環(huán)繞玻璃面板的邊緣的金屬鑲邊圍繞的玻璃面板。這種實施方式的一個優(yōu)點是來自第二注射的顏色可以沉積在邊框上以增強生成的模制品10的美學和視覺效果，如手機的特征。
[0036]插入物12還可以具有顯示在圖4中的構造。特別地，圖4示出了針對插入物12的合適的金屬構造的實例，其為生成的模制品10如手機或其他便攜式電子設備提供硬度。
[0037]用于插入物12的材料通?？梢跃哂?ppm/°C至20ppm/°C的CTE。如在以下進一步詳細描述的，使插入物12的材料性能與用于第一注射的材料性能相關聯(lián)可以能夠無裂縫生產(chǎn)模制品10。更具體地，插入物的CTE通?？梢詾?ppm/°C至20ppm/°C，并且更具體地為6ppm/°C至18ppm/°C以與用于第一注射材料的CTE相關聯(lián)并且有助于避免裂縫。如以上所指出的，根據(jù)實施方式，使得第一注射的第一材料18的CTE和插入物12的CTE彼此在5ppm/°C至80ppm/°C的范圍內，更具體地,彼此在5ppm/°C至30ppm/°C的范圍內可以有效地將材料之間的CTE差值降至最低并且有助于避免裂縫。同樣，第一材料18的CTE可以是15ppm/°C至30ppm/°C。如在圖2C中示出的，插入物12可以定位在雙射模制裝置16的模具14中?？梢酝ㄟ^裝置16的操作者手動地將插入物12定位在模具14中或可以自動地進行定位功能，并且插入物12可以通過保持結構保持在適當?shù)奈恢?。例如，顯示為模具的模具14可以放置在插入物12的周圍以便模具14將插入物12封裝在模制腔中。如在圖5中示出的，可以將第一注射的第一材料18以顆粒形式添加至漏斗20，在生產(chǎn)之后可以在例如120°C下將其干燥4小時。
[0038]例如，第一材料18可以重力進料至可以通過加熱器加熱的雙射模制裝置16的螺桿型部分。由加熱器和螺桿型部分的旋轉產(chǎn)生的熱可以導致第一材料18熔融成熔融物質并且流向模制腔。如在圖5中示出的，模具14可以具有開口 20，通過該開口可以插入噴嘴22以連接模制腔。可以在足夠高的壓力下注射現(xiàn)在熔融的材料(第一材料18)使得第一材料18可以填充模具。針對圖5的期望的近似加工參數(shù)的實例在以下表I中給出。
【權利要求】
1.一種用于制備模制品的方法，包括: 將包含金屬、玻璃、或含有上述中的至少一種的組合的插入物定位在雙射注射模制裝置的模具中； 在第一注射中，將包含以下各項的組合物注射模制在所述插入物的至少一部分上以形成部件: a)芳族聚碳酸酯(PC)和聚(1，4-環(huán)己烷二亞甲基1，4-環(huán)己烷二羧酸酯)(PCCD)，PC與PCCD的重量比在30~90PC:70~10PCCD的范圍內， b)玻璃纖維，長度大于或等于0.75mm并且玻璃纖維的量為所述組合物的Iwt.%至50wt.%，以及 c)所述聚碳酸酯和PCXD的折射率緊密地匹配所述玻璃纖維的折射率并且在1.540至1.570的范圍內；以及 在第二注射中，將熱塑性材料注射模制在所述部件的至少一部分上，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料粘附至所述第一注射的所述組合物的至少一部分。
2.—種用于制備模制品的方法，包括: 將包含金屬、玻璃、以及含有上述中的至少一種的組合的插入物定位在雙射注射模制裝置的模具中； 在第一注射中，將相對于總計100質量份包含以下各項的組合物注射模制在所述插入物的至少一部分上以形成部件: a)55質量％至95質量％的芳族聚碳酸酯樹脂； b)45質量％至5質量％的具有折射率的玻璃填料，其中所述芳族聚碳酸酯樹脂的折射率和所述玻璃填料的折射率之間的差異小于或等于0.002 ； c)0.05至2.0質量份的具有反應性官能團的硅化合物；以及 d)0.03至0.4質量份的有機堿金屬鹽化合物、有機堿土金屬鹽化合物、或它們的組合； 在第二注射中，將熱塑性材料注射模制在所述部件的至少一部分上，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料粘附至所述第一注射的所述組合物的至少一部分。
3.一種用于制備模制品的方法，包括: 將包含金屬、玻璃、以及含有上述中的至少一種的組合的插入物定位在雙射注射模制裝置的模具中； 在第一注射中，將包含聚碳酸酯和聚酯中的至少一種的組合物注射模制在所述插入物的至少一部分上以形成部件；以及 在第二注射中，將熱塑性材料注射模制在所述部件的至少一部分上，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料粘附至所述第一注射的所述組合物的至少一部分， 其中，所述插入物具有第一熱膨脹系數(shù)并且所述第一注射的所述組合物具有第二熱膨脹系數(shù)，所述第一熱膨脹系數(shù)和所述第二熱膨脹系數(shù)彼此在5ppm/°C至80ppm/°C的范圍內。
4.一種用于制備模制品的方法，包括: 將包含金屬、玻璃、以及含有上述中的至少一種的組合的插入物定位在雙射注射模制裝置的模具中； 在第一注射中，將包含以下各項的組合物注射模制在所述插入物的至少一部分上以形成部件: a)共聚酯碳酸酯和聚(1，4-環(huán)己烷二甲基-1，4-環(huán)己烷二羧酸酯)(PCXD)，共聚酯碳酸酯與PCCD的重量比在30~90PC:70~10PCCD的范圍內， b)玻璃纖維，長度大于或等于0.75mm并且所述玻璃纖維的量為所述組合物的Iwt.%至50wt.%，以及 c)所述共聚酯碳酸酯和PCCD的所述折射率緊密地匹配所述玻璃纖維的所述折射率并且在1.508至1.585的范圍內；以及 在第二注射中，將熱塑性材料注射模制在所述部件的至少一部分上，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料粘附至所述第一注射的所述組合物的至少一部分上。
5.根據(jù)權利要求1-4中任一項所述的方法，其中，所述共聚酯碳酸酯具有選自由對苯二甲酸、間苯二甲酸和它們的混合物組成的組中的殘基與1，3-間苯二酚的酯鍵。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，所述酯基為嵌段形式。
7.根據(jù)權利要求1-6中任一項所述的方法，其中，所述范圍彼此為5ppm/°C至30ppm/°C。
8.根據(jù)權利要求1-7中任一項所述的方法，其中，所述聚碳酸酯與PCCD的重量比為60 ~90PC 至 40 ~10PCCD。
9.根據(jù)權利要求1-8中任一項所述的方法，其中，所述玻璃纖維以5￥丨％至30wt%存在。
10.根據(jù)權利要求1-9中任一項所述的方法，其中，所述芳族聚碳酸酯包括雙酚A-聚碳酸酯或下式的聚碳酸酯
11.根據(jù)權利要求1-10中任一項所述的方法，其中，所述插入物包括配置成用于便攜式電子設備的玻璃面板。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述便攜式電子設備包括掌上電腦、手機、筆記本電腦、平板電腦、筆記本、媒體播放器、以及個人數(shù)字助理中的至少一種。
13.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述便攜式電子設備是手機并且所述玻璃面板具有邊緣且包括玻璃手機顯示器或玻璃手機觸屏。
14.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中，所述玻璃面板包括圍繞所述面板的邊緣的邊框。
15.根據(jù)權利要求11所述的方法，包括:圍繞所述玻璃面板的邊緣注射所述第一注射的所述組合物以形成包括框架的部件，以及將所述第二注射的所述熱塑性材料注射在所述框架的一部分上以形成附接結構。
16.根據(jù)權利要求1-15中任一項所述的方法，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料包括玻璃纖維增強的熱塑性材料。
17.根據(jù)權利要求1-16中任一項所述的方法，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料包括與所述第一注射的所述組合物相同的材料。
18.根據(jù)權利要求1-17中任一項所述的方法，其中，所述模制品是多色制品。
19.根據(jù)權利要求1-18中任一項所述的方法，其中，所述插入物具有第一熱膨脹系數(shù)并且所述第一注射的所述組合物具有第二熱膨脹系數(shù)，所述第一熱膨脹系數(shù)和所述第二熱膨脹系數(shù)彼此在5ppm/°C至80ppm/°C的范圍內。
20.根據(jù)權利要求19所述的方法,其中，所述范圍彼此為5ppm/°C至30ppm/°C。
21.根據(jù)權利要求1-20中任一項所述的方法，其中，所述插入物是金屬片。
22.一種通過根據(jù)權利要求1-21中任一項所述的方法形成的模制品。 . 22.一種t旲制品，包括: 插入物，包含金屬、玻璃、以及含有上述中的至少一種的組合； 組合物，包含: a)芳族聚碳酸酯(PC)和聚(1，4-環(huán)己烷二亞甲基1，4-環(huán)己烷二羧酸酯)(PCCD)，PC與PCCD的重量比在30~90PC:70~10PCCD的范圍內， b)玻璃纖維，長度大于或等于0.75mm并且玻璃纖維的量為所述組合物的Iwt.%至.50wt.%，以及 c)所述聚碳酸酯和PCCD的所述折射率緊密地匹配所述玻璃纖維的所述折射率并且在.1.540至1.570的范圍內，在第一注射中，將所述組合物注射模制在所述插入物的至少一部分上以形成部件，以及； 在雙射過程的第二注射中，將熱塑性材料注射模制在所述部件的至少一部分上，其中，所述第二注射的所述熱塑性材料粘附至所述第一注射的所述組合物的至少一部分；并且所述模制品配置成附接至電子設備。
23.根據(jù)權利要求22所述的模制品，其中，所述插入物具有第一熱膨脹系數(shù)并且所述第一注射的所述組合物具有第二熱膨脹系數(shù)，所述第一熱膨脹系數(shù)和所述第二熱膨脹系數(shù)彼此在5ppm/°C至80ppm/°C的范圍內。
24.根據(jù)權利要求22-23中任一項所述的模制品，包括手機框架。
25.—種有助于將一種材料固定至其他材料而沒有裂縫的系統(tǒng),包括: 插入物，包括玻璃、金屬、以及含有上述中的至少一種的組合并且具有第一熱膨脹系數(shù)； 熱塑性部件，包括具有第二熱膨脹系數(shù)的透明的高模量延展性熱塑性材料，其中，通過雙射注射模制過程的第一注射，將所述熱塑性部件注射模制至所述插入物的至少一部分，并且所述插入物和所述熱塑性部件的所述熱膨脹系數(shù)彼此在5ppm/°C至80ppm/°C的范圍內；以及 結構，包括通過所述雙射注射模制過程的第二注射，注射模制并粘附至所述熱塑性部件的至少一部分的熱塑性材料。
26.根據(jù)權利要求25所述的系統(tǒng)，其中，所述透明的高模量延展性熱塑性材料包括: a)芳族聚碳酸酯(PC)和聚(1，4-環(huán)己烷二亞甲基1，4-環(huán)己烷二羧酸酯)(PCCD)，PC與PCCD的重量比在30~90PC:70~10PCCD的范圍內， b)所述玻璃纖維，長度大于或等于0.75mm并且玻璃纖維的量為所述組合物的Iwt.%至.50wt.%， C)所述聚碳酸酯和PCCD的所述折射率緊密地匹配所述玻璃纖維的所述折射率并且在.1.540至1.570的范圍內。
27.根據(jù)權利要求25-26中任一項所述的系統(tǒng)，其中，所述結構的至少一部分具有與所述熱塑性部件不同的顏色 。
【文檔編號】C08L67/02GK103764366SQ201280041244
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2012年8月20日 優(yōu)先權日:2011年8月23日
【發(fā)明者】沈晴雅, 孔欣, 曹時普, 安娜榮, 崔鐘民, 潘申平 申請人:沙特基礎創(chuàng)新塑料Ip私人有限責任公司