CN102481713A - 用于制造注射成型的装饰品的方法和注射成型制品 - Google Patents

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Abstract

用于制造具有至少一个宝石(1)的制品(8)的方法，其中，将所述至少一个宝石(1)设置在保持装置中或保持装置上，并使用注射成型机用塑料熔体进行背面注塑，其中，所述保持装置具有承载膜(5)，所述至少一个宝石(1)在注射成型期间被保持在该承载膜上或由该承载膜保持。

Description

用于制造注射成型的装饰品的方法和注射成型制品
技术领域
本发明涉及一种用于制造具有至少一个宝石的制品的方法，其中，将所述至少一个宝石设置在保持装置中或保持装置上，并使用注射成型机用塑料熔体进行背面注塑。
背景技术
塑料由于其材料特性而可以应用在日常生活中极其不同的和多种多样的领域。特别是，例如用于容纳技术设备的外壳可以通过注射成型被制造成任意形式，其中，在这里将塑料熔体例如借助塑化螺杆压入到注射成型模具的空腔内，以便随后凝固并构成注射成型制品。注射成型制品的外形在此是通过空腔的形状或者说其内壁给定的。
在此产生的缺点是，对这种注射成型制品的装饰在注射成型工艺流程中只能非常困难地实现，特别是因为在注射成型模具的空腔内操控塑料模制件以及可能的装饰元件是几平不可能的。作为部分的解决办法，对此提出了所谓的模内技术(In-Mold-Technik)或模内装饰技术(IMD-Technik)，其中，将具有某种装饰/饰花的承载膜包封置入注射成型模具的空腔中并用塑料熔体进行背面注塑。凝固后便由此产生一种具有装饰的注射成型制品。
DE 102 56 827 A1披露了一种包括饰花以及功能层的复合体，其中，通过用塑料对承载膜进行背面注塑，而将设置有饰花的承载膜敷设于塑料模制体上。在此，饰花本身基本上构造成二维的，并且构造为显示元件、图画元件或者全息图。
DE 10 2004 041 867 A1同样披露了一种利用转移膜以模内(In-Mold)方法制成的具有装饰的注射成型制品。在此，装饰元件有一个或多个层次。
AT 6 984U1以及DE 19 43 665U披露了一种带有宝石的饰品，其中，宝石的托座是被注射成型的。各个托座之间设置有棒状的连接件。宝石被置入铸模的阴模内，其中，液态的塑料熔体通过浇注口或者说注入口而被填注到阴模中。这种方法完全不适合用在当今现代化的利用高压将塑料熔体压入注射成型模具空腔内的注射成型工艺中。
WO 02/066263A2披露了一种用于为贵重宝石作标记的方法，其中，贵重宝石在此期间被注入一个保持体内。借以注射成型该保持装置的设备同样不适合在现代化的注射成型机的空腔内使用。此外，对于该浇注工艺来说贵重宝石的操控是繁琐且复杂的。
DE 10 2004 041 868 B3和DE 10 2005 006 074 A1介绍了一种转移膜及其在模内(In-Mold)方法中用于制造具有装饰的塑料制品的应用。转移膜在此具有特别是复制漆层形式的结构层，其作为装饰使用，并且例如以图案的形式局部设置在转移膜上，并具有至少9μm的层厚。该结构层本身由具有高固体含量的结构化漆形成。
这些发明的缺点特别是在于对可能的装饰元件(用该装饰元件在注射成型期间装饰注射成型制品)的选择受到限制。这种选择或多或少局限于二维的或者由二维层构成的装饰元件，此装饰元件必要时可以上色。
特别是在美学上，一直以来总是期望用天然或人造宝石加以装饰的物品。为使传统的注射成型制品具备这种宝石，迄今为止都需要付出辛苦的工作，将宝石逐个粘贴在注射成型制品的表面上。除了辛苦的工作之外，在此还具有以下缺点：通过这种方式在注射成型制品与宝石之间所产生的连接是有缺陷的，因此容易脱落。
发明内容
本发明的目的因此在于，提供一种方法，利用该方法可以简单地制造具有至少一个宝石的注射成型制品，其特点是宝石得以特别稳固地固定，并且，特别是应该可以简单地将宝石设置在注射成型制品上。
该目的通过具有权利要求1所述特征的方法得以实现。
通过将至少一个宝石设置在保持装置中或保持装置上，并且然后在这种状态下使用注射成型机用塑料熔体进行背面注塑，在注射成型(即注塑)工艺期间也仍保持宝石一次性选择的定位。如果将保持装置连同设在其上或其中的宝石置入注射成型模具的空腔内，那么宝石的设置结构在空腔中也得到保持，从而无需操控亦或事后固定宝石。保持装置当然必须具有必要的材料特性，以便承受住注射成型工艺期间存在的压力和温度。所使用的注射成型机本身在现有技术中是已知的并且已经应用于各种各样的注射成型方法。
在将至少一个宝石设置在保持装置上或保持装置中后，该宝石以塑料熔体在使用注射成型机的情况下进行背面注塑，例如借助塑化螺杆用塑料熔体进行背面注塑，其中，会出现高压和/或高温。为此，可以将保持装置连同所设置的宝石装入或置入注射成型模具的空腔内。
现在通过使塑料熔体凝固而构成依据本发明的注射成型制品的外部几何形状。在设置所述至少一个宝石的位置处，塑料熔体至少部分地环绕宝石流动并通过凝固过程与其相连接，其中，这种连接极其牢固和稳定。此外，将宝石设置在这种装饰性的注射成型制品内是可以简单实现的，因为无需其他工艺过程，其中，宝石必须例如粘贴到注射成型制品的表面上。保持装置本身可以设置在凝固的塑料熔体的表面上，并且特别是在保持装置本身被构造为具有视觉上吸引力的情况下，也保持在那里，或者在注射成型工艺后将其去除。还可规定：对保持装置这样设计，即，使其在注射成型期间被熔体环流，从而便将保持装置设置在注射成型制品的内部。
本发明其他具有优点的实施方式在从属权利要求中予以说明。
在依据本发明的方法的一种特别优选的实施方式中，将大量的宝石设置在一个保持装置中或保持装置上，并使用注射成型机用塑料熔体进行背面注塑。由此与在注射成型工艺后将大量的宝石手工粘贴到注射成型制品上的方法相比，特别节省时间。该大量的宝石可以成图案地设置在保持装置中或保持装置上。通过注射成型工艺，则可将宝石以这种图案设置在注射成型制品上或注射成型制品中，其中，宝石与注射成型制品的连接特别稳固。只有通过本发明的教导，才可以使大量的宝石-必要时以某种确定的图案-在注射成型机的空腔内定位，并且在注射成型工艺期间也保持这种定位。
通过使保持装置具有承载膜，然后将其装入注射成型模具的空腔内，以及然后用塑料熔体进行背面注塑，又经过塑料熔体的凝固就构成了一种在单个或多个宝石与注射成型制品之间的极其稳固的连接。这种承载膜以特别简单的方式实现了单个或多个宝石在注射成型工艺期间所需的固定保持前提。承载膜在注射成型期间贴靠于空腔的内壁上，并通过被高压压入的塑料熔体压向该内壁。承载膜因此是用作转移膜，因为单个或多个宝石首先被设置在承载膜上，以便然后借助注射成型工艺转移到注射成型制品上或注射成型制品中。承载膜此外还可以用作注射成型制品的界面，特别是在单个或多个宝石均设置在承载膜的同一侧的情况下，这一点还是优选设置的。
承载膜无论如何必须是具备IMD(模内装饰)性能的薄膜，也就是说，这种薄膜在注射成型期间由于有高温和高压而必须能够承受高的负荷。
在一种实施方式中，依据本发明的方法此外还包括：将保持装置从注射成型制品上去除，也就是例如重新揭下承载膜。优选这种去除是在塑料熔体凝固以后进行，因为当然必须要确保将单个或多个宝石保留在注射成型制品之内。
能够使得至少一个宝石在承载膜上特别简单地定位固定的方式是，将该宝石在其预先规定的位置上粘贴到承载膜上。这种粘结剂例如可以是能借助UV射线硬化的粘结剂。但也可以使用其他粘结剂。基于上文述及的注射成型工艺期间的高负荷，宝石与承载膜之间的这种连接应该尽可能稳固。如果承载膜要保留在最终成品上，则可规定：使用一种至少部分地对于可见光谱范围的光为透明的粘结剂。
按另一种实施方式，在依据本发明的方法中使用具有视见面和配合面的宝石。在此，视见面在最终成品上，也就是在具有至少一个宝石的注射成型制品上，对于观察者来说是可见的，因而规定这样来设置视见面，使其设置在塑料熔体的外侧。视见面在此可具有下述特点：对其进行特殊加工，以满足某种光学要求。如果使用承载膜，那么可将单个或多个宝石设置为以其视见面在承载膜上，也就是例如通过将视见面粘贴到承载膜上而设置在承载膜的一侧。
特别是，如果视见面不仅是平面的边界面，而且也是宝石的三维区域的表面，那么也可将所述至少一个宝石至少部分地压入承载膜内，从而构成一种形状锁合的连接。在此，可以规定：为了设置宝石而将承载模深拉，其中，优选规定，将所述至少一个宝石的视见面设置在深拉区域内。若将承载膜加热和/或使其受到负压环境的作用，则该深拉过程能容易实现。
为赋予具有至少一个宝石的注射成型制品其他所要求的光学特性，可以规定：将该注射成型制品涂漆，其中，这种漆层也作为保护层使用。也可以实现一种单独分开的保护层。作为附加或可选的方案，可将注射成型制品加以打磨和/或抛光。
在此特别优选的是，承载膜包括聚碳酸酯(PC)和/或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和/或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)。
为承受得住注射成型期间的负荷，在一种实施方式中规定：承载膜在300bar与1500bar之间、优选500bar与1200bar之间的压力范围内是压力稳定的，并且附加或可选地，在80℃与350℃之间、优选100℃与300℃之间的温度范围内是温度稳定的。在此，这种压力或者温度稳定性意味着，承载膜在注射成型工艺期间不会被空腔内存在的条件所破坏。例如，虽然聚碳酸酯膜在较长持续时间的温度影响下，只能到大约200℃是耐高温的，但它对于依据本发明的方法来说对更高的温度来说也是耐高温的，因为这种注射工艺过程仅持续约2秒钟，仅在这段时间内存在高温或者高压。由此保证：即便在这种温度和压力范围内也提供宝石在承载膜内稳固的设置和定位。
因为可以设定：使承载膜与凝固的塑料熔体连接，并因此作为装饰性的注射成型制品的组成部分而保留在其上面，所以可规定，承载膜至少部分地对于可见光谱范围的光为透明，由此使装饰性的注射成型制品的至少一个背面注塑的宝石仍然可见。而为取得某种光学效果，也可将承载膜设计为略微带色。
在一种特别优选的实施方式中，将所述至少一个宝石加以打磨，优选磨出刻面。这种类型宝石的例子是市场上称为“花钻(Rosen)”的为人所熟悉的宝石。这些宝石既可以具有平坦的视见面(flattops，平顶钻)，也可以具有平坦的配合面(flatbacks，平底钻)。既具有平坦的视见面、也具有平坦的配合面的宝石则有一种基本上为梯形的截面。但也可以使用具有向尖端收缩的视见面和/或配合面的宝石，例如像市场上通称为“水钻(Chaton)”的宝石。
由于注射成型模具非常昂贵，注射成型制品只有作为批量产品才能有制造意义。这自然要联系到庞大数量的宝石。尽管当然也可以使用天然贵重宝石或(人工合成的)半宝石，但特别优选使用玻璃石或塑料的宝石，因为它们的制造成本是低廉的，而却仍然具有必要的光辉度和光学质量。特别优选具有平坦的视见面(flat tops，平顶钻)的玻璃石。
在本发明的另一种实施方式中，至少一个宝石具有设置镜面的配合面。在完工的最终成品中，也就是在具有宝石的注射成型制品中，该配合面指向注射成型制品的内部。这种例如构造为反射层的镜面一方面提高了光辉度，因为在镜面上反射光线。另一方面，通过这种镜面层能防止看到宝石与硬化的塑料的直接接触面。在注射成型工艺期间同样可能会出现下述情况：塑料与宝石之间的连接面并非到处全都平滑，而是部分为多孔或颗粒状的结构。这种感觉不美观的区域可以通过这种镜面层加以隐没。
按照本发明一种特别优选的实施方式，在承载膜中或承载膜上设置有大量的宝石，其中，这些宝石成行和成列或者以所要求的图案形式设置在承载膜上面，由此，完工的注射成型制品同样具有这种图案。
本发明此外还涉及一种注射成型制品，其带有至少一个采用上述方法制造的、用塑料熔体背面注塑的宝石。
在此特别优选地规定：该注射成型制品具有大量的宝石，这些宝石是用塑料熔体背面注塑的，并保持在保持装置上或保持装置中。在此，注射成型制品可以如上所述的方法进行制造。
在一种实施方式中，对此规定：至少一个宝石浮雕状地从注射成型制品的表面凸起。为此目的可作如下设定：使用具有向尖端收缩的视见面的宝石。但重要的是，单个或多个宝石如此程度地设置在注射成型的塑料件内，以便尽可能强制地提供一种固定连接。如果宝石例如具有将视见面与配合面分开的环圈(Rondiste)，那么可以规定：将宝石直到环圈上都设置在注射成型的塑料件内。
在本发明的另一种实施方式中规定：借助上述方法设置单个或多个宝石的表面，也就是，将通过对承载膜或保持装置连同所设的单个或多个宝石进行背面注塑而产生的那一表面构造为基本上平的。这一点特别适用于具有平面视见面的宝石，也就是所谓的平顶钻(flattops)。
附图说明
下面参照附图借助附图说明对本发明的其他细节和优点进行详细说明。其中：
图1a和1b示出承载膜连同设置在其上的宝石的侧视图以及俯视图；
图2a和2b示出承载膜连同采用另一实施方式设置在其上的宝石的侧视图以及俯视图；
图3a-3c示出依据本发明的注射成型制品的各个不同实施方式的剖视图；以及
图4示出依据本发明的方法的不同方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1a示出在依据本发明的用于制造具有宝石1的注射成型制品8的方法中使用的承载膜5的侧视图。在承载膜5的第一侧6上设置了大量的宝石1，方式是，将宝石1以其构造为平的视见面3通过粘结剂层4粘贴到承载膜5上。在图1b的俯视图中可见，宝石1以规则的行和列设置在承载膜5上。在此，宝石1的配合面2从承载膜5突伸出去。承载膜5现在被这样地置入注射成型模具内，使承载膜5的第二侧7指向注射成型模具的内壁，而承载膜5的第一侧6和宝石1的配合面2则用液态的塑料熔体进行背面注塑。
图2a示出在依据本发明的用于制造具有宝石1的注射成型制品8的方法中使用的承载膜5的侧视图。与图1a的区别在于，宝石1在该实施例中被磨出刻面并且具有平坦的配合面2。这种宝石1在市场上作为花钻(Rosen)而“为人所熟悉”。各宝石1以其同样平坦的视见面3借助粘结剂层4粘贴在承载膜5的第一侧6上。宝石1的配合面2指向上方。
正如借助图2b所看到的那样，这些宝石1成图案地设置在承载膜5上。
图3a示出依据本发明的注射成型制品8的剖视图，在该注射成型制品中，大量的宝石1以其视见面3在注射成型制品8内部的方向设置。承载膜5是设置在宝石1上方，从而使承载膜5的第二侧7设置在观察者的视线方向上。该承载膜5保留在注射成型制品8上面，例如作为保护层，或者由于承载膜5本身在视觉上的设计是吸引人的，因此将该承载膜5视为装饰性的注射成型制品8的一部分。
图3b示出依据本发明的注射成型制品8的另一实施方式的剖视图，其中，承载膜5在制造之后，也就是在注射成型工艺后被重新去除。大量设置在注射成型制品8内并通过用塑料熔体在注射成型机中进行背面注塑而与该注射成型制品相连接的宝石1的视见面3指向观察者的视线方向，从而能使注射成型制品8外观极具装饰性。
图3c以剖视图示出了注射成型制品8的另一实施方式。在该实施例中，以其配合面2设置在注射成型制品8内部的宝石1的视见面3浮雕状地从注射成型制品8的表面凸起。由此，除了纯视觉效果外，该注射成型制品8的触觉效果也是极其吸引人的。但与传统的带有粘贴宝石的塑料制品不同，依据本发明，宝石1与注射成型制品8的连接是极其稳固且耐久的。在所有这些实施例中可设定如下：宝石1的配合面2为具有反射层或镜面层的构造。
图4示出了一流程图，其中按顺序列举出本发明方法的一种实施例的主要方法步骤。
在第一步骤9中，通过用粘结剂层4将宝石1成图案地粘贴到承载膜5的第一侧6上，而在承载膜5上设置大量的宝石1。为此可规定：事先筛分选择宝石1。为使宝石1与承载膜的连接足够耐久，可以根据所使用的粘结剂，借助UV射线或者温度影响来硬化粘结剂。
在粘结剂硬化之后，在下一步骤10中，将承载膜5连同设置于其上的宝石1置入注射成型模具内。在此，承载膜5的其上未设置宝石1的第二侧7可贴靠到注射成型模具的内壁上。
下个步骤11是真正的注射成型工艺过程，其中，将塑料熔体注入注射成型模内，也就是注射成型模具的空腔内，为此例如使用塑化螺杆。压入的塑料熔体将承载膜5的第二侧7压到注射成型模具的内壁上。承载膜5的那个相对置的第一侧6连同设置在其上的宝石1用塑料熔体进行背面注塑。
通过在下一步骤12中的凝固，宝石1的配合面2与凝固的塑料熔体良好且稳固地连接。必要时，承载膜5也可与塑料熔体连接。
在可选择的又一步骤13中，从注射成型制品8上揭下承载膜5。如果希望将承载膜5例如作为保护层保留在注射成型制品上，那么也可以忽略该步骤13。
在又一可选择的步骤14中，现在可以规定：对注射成型制品8进行最终加工，并例如对注射成型制品8进行涂漆和/或打磨和/或抛光。
这样制造的依据本发明的注射成型制品8可以极其广泛地应用，例如作为移动电话、多媒体播放器或其他电子设备的外壳。当然，这种注射成型制品8也可以用于普通包装或者特别是专门协会的会员证，或用于赌博/游戏筹码，特别是如果这些赌博/游戏筹码与高赌注/高定额相对应的话。所列举的这些应用可能性当然并不是穷举。
在此，本发明既可以具有在形状和/或材料方面仅为一种类型的宝石，也可以具有许多个不同类型的宝石，也就是构造为均一的或者非均一的形式。也不是所有宝石都必须同样地设置在注射成型制品内或承载膜上，尽管这一点是优选的。

Claims (18)

1.用于制造具有至少一个宝石的制品的方法，其中，将所述至少一个宝石设置在保持装置中或保持装置上，并使用注射成型机用塑料熔体进行背面注塑，其特征在于，所述保持装置具有承载膜(5)，所述至少一个宝石(1)在注射成型期间被保持在该承载膜上或由该承载膜保持。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，将大量的宝石(1)设置在一个保持装置中或保持装置上并使用注射成型机用塑料熔体进行背面注塑。
3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述至少一个宝石(1)粘贴到所述承载膜(5)上。
4.按权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个宝石(1)具有视见面(3)和配合面(2)，并且将该宝石以下述方式设置在保持装置中或保持装置上：使所述视见面(3)设置在塑料熔体的外侧。
5.按权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述承载膜(5)为设置所述至少一个宝石(1)而被深拉。
6.按权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，将所述保持装置从制品上取下。
7.按权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述保持装置保留在制品中或制品上。
8.按权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，将所述制品涂漆和/或打磨和/或抛光。
9.按权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，对所述至少一个宝石(1)进行打磨，优选磨出刻面。
10.按权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个宝石(1)由玻璃或塑料构成。
11.按权利要求1-10之一所述的方法，其特征在于，所述至少一个宝石(1)的所述配合面(2)构造为镜面。
12.按权利要求2-11之一所述的方法，其特征在于，在所述承载膜(5)中或所述承载膜上设置大量的宝石(1)，其中，这些宝石(1)成行和成列地或者成图案地设置在所述承载膜(5)中或所述承载膜上。
13.按权利要求1-12之一所述的方法，其特征在于，所述承载膜(5)包括聚碳酸酯和/或聚甲基丙烯酸甲酯和/或聚对苯二甲酸乙二酯。
14.按权利要求1-13之一所述的方法，其特征在于，所述承载膜(5)在300bar与1500bar之间、优选500bar与1200bar之间的压力范围内是压力稳定的，和/或在80℃与350℃之间，优选100℃与300℃之间的温度范围内是温度稳定的。
15.注射成型制品，其带有至少一个用塑料熔体背面注塑的宝石(1)，通过按权利要求1-14之一所述的方法制成。
16.按权利要求15所述的注射成型制品，其特征在于，有大量的宝石(1)用塑料熔体背面注塑。
17.按权利要求15或16所述的注射成型制品，其特征在于，所述至少一个宝石(1)浮雕状地从所述注射成型制品(8)的表面凸起。
18.按权利要求15至17之一所述的注射成型制品，其特征在于，所述注射成型制品的设有至少一个宝石(1)的表面是构造为平的。
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