KR20130018927A - 액체 실리콘 고무의 인서트 성형을 위해서 적극적인 차단을 형성하기 위한 폴리머 시일들을 위한 시스템, 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

물체는 인서트 성형 작업 중에 적극적인 플래시 차단으로 구성요소 위에 형성된다. 몰드는 캐비티 및 캐비티에 액체를 이송하는 포트를 가지는 베이스를 가진다. 베이스는 구성요소를 지지하기 위한 구성요소 지지 구조물 및 캐비티의 반대쪽 측면들에 형성되는 포켓들을 가진다. 포켓들은 얇은 칸막이들에 의해 캐비티로부터 약간 이격된다. 인서트들은 포켓들에 위치되며 폴리머로 형성된다. 칸막이들과 인서트들은 모두 구성요소 지지 구조물을 포함한다. 인서트들은 성형 과정 중에 구성요소의 아래의 플래시를 감소시키거나 제거하도록 구성요소의 주위에 압축 끼워 맞춤을 형성하기 위해 베이스와 칸막이들의 치수보다 더 작은 치수를 가진다.

Description

액체 실리콘 고무의 인서트 성형을 위해서 적극적인 차단을 형성하기 위한 폴리머 시일들을 위한 시스템, 방법 및 장치{SYSTEM, METHOD AND APPARATUS FOR POLYMER SEALS TO FORM POSITIVE SHUT-OFF FOR INSERT MOLDING OF LIQUID SILICONE RUBBER}
가출원이 아닌 본 출원은 2010년 5월 25일에 출원된 미국 가출원 번호 61/347,871에 대한 우선권 및 이익을 청구하며, 이는 그 전체가 여기에 참고로 포함된다.
본 발명은 일반적으로 인서트 성형에 관한 것이며, 특히, 액체 실리콘 고무의 인서트 성형을 위해서 적극적인 플래시 차단으로 시일을 형성하기 위한 시스템, 방법 및 장치에 관한 것이다.
경화 가능한 실리콘 조성물들이 자동차 산업으로부터 의료 장치들까지의 범위에 있는 다양한 적용들에서 사용된다. 많은 경우에, 실리콘 조성물은 폴리머, 금속, 또는 유리 기재들과 같은 다양한 기재들에 결합된다. 예를 들면, 실리콘 조성물들은 다양한 구성요소들에 대한 코팅 또는 라미네이트로서 사용될 수 있다.
일반적으로, 실리콘으로 오버몰딩된 구성요소는 플래시, 또는 몰딩된 구성요소 위의 작고, 원하지 않는, 잉여의 실리콘의 조각들을 생성한다. 플래시는 최종 제품으로부터 제거되어야 하며, 이는 제조 과정의 단계와 비용을 증가시킨다. 그러므로, 실리콘 포함 물품들을 제조하기 위한 개선된 시스템, 방법 및 장치가 바람직할 것이다.
구성요소에 대한 물체의 인서트 성형을 위해서 적극적인 플래시 차단으로 물체를 형성하기 위한 시스템, 방법 및 장치의 실시예들이 개시된다. 예를 들면, 구성요소에 대한 사출 성형을 위한 몰드는 캐비티 및 사출 성형 과정 중에 캐비티에 액체를 이송하는 포트를 가지는 베이스를 가진다. 베이스는 구성요소를 지지하기 위한 구성요소 지지 구조물 및 캐비티의 반대쪽 측면들에 형성되는 포켓들을 가진다. 포켓들은 얇은 칸막이들에 의해 캐비티로부터 약간 이격된다.
실시예들은 포켓들에 위치하는 인서트들을 더 포함한다. 인서트들은 플루오로엘라스토머 또는 퍼플루오로엘라스토머와 같은 폴리머로 형성된다. 칸막이들과 인서트들은 모두 구성요소 지지 구조물을 포함한다. 몇몇의 실시예들에서, 인서트들은 성형 과정 중에 구성요소의 주위에 압축 끼워 맞춤을 형성하기 위해 베이스와 칸막이들의 치수보다 더 작은 치수를 가진다. 이 설계는 성형 과정 중에 구성요소의 아래의 몰드 유체의 플래시를 감소시키거나 제거한다.
실시예들의 위의 목적들과 다른 목적들 및 이점들은 첨부된 청구항들과 첨부된 도면들과 연관되는 다음의 상세한 설명을 고려하면 본 기술분야의 기술자들에게 명백해질 것이다.
실시예들의 특징들 및 이점들이 획득되는 방식이 더 상세하게 이해될 수 있도록, 위에서 간결하게 요약된 더 구체적인 설명이 첨부된 도면들에 도시된 이의 실시예들을 참조하여 제공될 수 있다. 그러나, 도면들은 단지 몇몇의 실시예들만을 도시하며, 그에 따라 본 발명이 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 포함할 수 있는 바와 같이 이의 범위를 제한하는 것으로 생각되지 않아야 한다.
도 1은 그 위에 형성되는 시일들을 가지는 구성요소의 측면도이다.
도 2는 도 1의 구성요소의 일부분의 확대 측면도이다.
도 3은 도 2의 라인 3-3을 따라 취해진, 도 2의 일부분의 부분 단부도이다.
도 4는 도 1의 구성요소의 제2 부분의 확대 측면도이다.
도 5는 도 4의 라인 5-5를 따라 취해진, 도 4의 제2 부분의 부분 단부도이다.
도 6은 시일들을 몰딩하기 위한 몰드의 일 실시예의 등각도이다.
도 7은 도 6의 몰드를 위한 서브어셈블리의 일 실시예의 평면도이다.
도 8 및 9는 각각 도 7의 서브어셈블리를 위한 인서트의 일 실시예의 평면도와 단부도이다.
도 10 및 11은 각각 인서트의 다른 실시예의 평면도와 단부도이다.
도 12 및 13은 각각 서브어셈블리의 다른 실시예의 평면도와 단부도이다. 도 14는 도 12 및 13의 서브어셈블리를 위한 LSR 몰드 캐비티의 확대
평면도이다.
상이한 도면들에서 동일한 참조 부호들의 사용은 유사하거나 동일한 항목들을 가리킨다.
구성요소에 대한 물체의 인서트 성형을 위해서 적극적인 플래시 차단으로 물체를 형성하기 위한 시스템, 방법 및 장치의 실시예들이 개시된다. 예를 들면, 몇몇의 실시예들은 물체에 대한 액체 실리콘 고무(LSR)의 인서트 성형을 위해서 적극적인 플래시 차단으로 시일들을 형성한다.
도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 사출 성형을 위한 몰드(20)의 실시예들은 캐비티(23)(예를 들면, 캐비티(23a 또는 23b)) 및 사출 성형 과정 중에 캐비티(23)에 액체를 이송하는 적어도 하나의 포트(25)(도 2, 7 및 8)를 가지는 적어도 하나의 베이스(21)를 포함한다. 하나의 타입의 캐비티(23a)는 도 1 및 2에 도시되며, 다른 타입의 캐비티(23b)는 도 7 내지 도 9에 도시된다. 본 기술분야의 통상의 기술자들에게 알려진 바와 같이, 베이스(21)는 성형 과정 중에 다른 유사한 베이스 기반에 대한 압축을 위해 더 큰 베이스 기반(도시되지 않음)에 설치되고 이에 의해 지지되는 하위 구성요소를 포함할 수 있다. 둘 이상의 베이스(21)가 이와 같은 베이스 기반에서 사용될 수 있다. 베이스는 강철과 같은 베이스 재료로 형성된다.
베이스(21)는 또한 축(29)을 가지는 구성요소 지지 구조물(27)을 가진다. 몇몇의 실시예들에서, 구성요소 지지 구조물(27)은 시일들과 같은 하나 이상의 물체들(103, 105)(도 10 내지 도 14)이 캐비티들(23)에서 몰딩되는 구성요소(101)를 동축상으로 지지한다. 베이스(21)의 실시예들은 또한 캐비티(23)의 반대쪽의 축방향 측면들에서 베이스에 형성되는 한 쌍의 포켓들(31)(도 8)을 가진다. 포켓들(31)은 축(29)에 대해 가로 방향으로 연장된다.
포켓들(31)은 캐비티(23)에 축방향으로 인접하지만 베이스(21)로부터 연장되는 각각의 칸막이들(33)에 의해 캐비티(23)로부터 축방향으로 이격된다. 각각의 칸막이(33)는 0.002 내지 0.050 인치의 범위에 있거나, 다른 실시예들에서 대략 0.010 인치인 축방향 두께(35)(도 2)를 포함할 수 있다. 칸막이들(33)은 베이스 재료로 형성될 수 있다.
실시예들은 포켓들(31) 중 하나에 위치하는 한 쌍의 인서트들(41)을 더 포함한다. 따라서, 얇은 칸막이들(33)만이 캐비티(23)의 양 축방향 측면으로부터 인서트들(41)을 분리시킨다. 예를 들면, 각각의 인서트들(41)은 베이스 재료보다 더 부드러운 폴리머로 형성될 수 있다. 폴리머는 75 내지 100의 범위에 있거나, 몇몇의 실시예들에서 약 90인 쇼어 A 경도계의 경도를 가질 수 있다.
폴리머는 또한 135℃ 내지 205℃의 범위의 작동 온도를 가질 수 있다. 폴리머는 낮은 표면 에너지를 가지는 플루오로폴리머를 포함할 수 있으며, 약 300℃까지의 온도에서 탄성을 유지할 수 있다. 높은 온도에서, 플루오로폴리머의 낮은 표면 에너지는 다른 재료 기재에 대한 우수한 이형 특성을 제공한다. 몇몇의 실시예들에서, 폴리머는 플루오로엘라스토머 또는 퍼플루오로엘라스토머를 포함하고, 적어도 60%의 플루오르를 포함할 수 있으며, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 유사한 이형 특성을 가진다. 여기에서 추가로 설명되는 바와 같은 폴리머의 다른 실시예들이 또한 사용될 수 있다.
칸막이들(33)과 인서트들(31)은 모두 도시된 바와 같은 구성요소 지지 구조물(27)을 포함한다. 몇몇의 실시예들에서, 구성요소 지지 구조물(27)은 도시된 바와 같이 원통 형상을 가진다. 베이스(21)와 칸막이들(33)은 원통 형상에 대한 베이스 직경(51)(도 2)을 가지며, 인서트들(41)은 원통 형상에 대한 인서트 직경(53)을 가진다. 그러나, 인서트 직경(53)은 베이스 직경(51)보다 작다.
게다가, 베이스(21), 칸막이들(33) 및 인서트들(41)의 몇몇의 실시예들은 다양한 부분들 사이의 정렬을 보장하기 위해 핀들과 같은 기계적 위치설정 장치들을 위해 제공되는 구멍들(26, 28)(예를 들면, 도시된 두 개의 수평 구멍들(26), 및 하나의 수직 구멍(28))과 같은 정렬 수단들을 가진다. 하나의 형태에서, 수직 구멍(28)은 구성요소(101)에 있는 홀(128)(도 11)과 정렬 핀을 정렬하는데 사용된다.
간격들이 압축 하에 인서트들의 운동을 허용하기 위해 정렬 핀들과 구멍들 사이에 제공되며, 구멍들은 관통 구멍들로서 제공될 수 있다. 예를 들면, 대략 0.020 인치 또는 이보다 작은 간격들이 제공될 수 있다. 슬롯들이 또한 재료가 압축 하에서 파손되는 것을 회피하기 위해 형성될 수 있다. 충분한 간격들이 없이, 몇몇의 인서트들은 몰드로부터 나온 열 때문에 팽창될 수 있으며, 인서트 재료는 압축 중에 가압될 수 있으며 둘러싸는 강철과 접촉하는 에지들에서 파손될 수 있다.
도 1 및 2에서, 인서트들(41)과 베이스(21)의 폭은 동일한 것으로 도시된다. 그러나, 다른 실시예들에서, 인서트들(41)은 베이스(21)의 폭보다 작은 폭(W)(도 5)을 가진다. 감소된 폭은, 각각의 단부에서 동일하게 감소된 몇몇의 경우에, 인서트가 압축 중에 이동되고/이동되거나 팽창되도록 허용한다.
도 2 내지 도 4의 실시예에서, 상기 인서트들(41) 중 적어도 하나의 구성요소 지지 구조물(27)은 네크(neck)(55)와 구성요소(101)의 축 방향을 따라 반경방향으로 테이퍼진 네크(55)를 가진다. 네크(55)는 구성요소(101)에 대한 기계적 정지 및 위치 결정 수단을 제공한다. 예를 들면, 도 11에 도시된 바와 같이, 구성요소는 형상이 인서트(41)에 있는 네크(55)와 상보적인 네크(155)를 가진다. 또 다른 실시예들에서, 각각의 인서트들(41)은 상부면(43), 두 개의 측면들(45) 및 구성요소 지지 구조물(27)의 반대쪽 측면들에서 상부면(43)과 두 개의 측면들(45) 사이에서 연장되는 챔퍼(chamfer, 47)를 가진다.
구성요소(101)를 오버몰딩하는 방법의 실시예들은 각각이 캐비티(23)와 포트(25)를 가지는 한 쌍의 베이스들(21)을 제공하는 단계를 포함한다. 포켓들(31)은 각각의 하나의 캐비티들(23)의 반대쪽 측면들에서 베이스들(21)에 형성된다. 포켓들(31)은 캐비티들(23)에 인접하지만 베이스들(21)로부터 연장되는 각각의 칸막이들(33)에 의해 캐비티들(23)로부터 이격된다.
방법은 또한 하나의 포켓들(33)에 인서트들(41)을 설치하는 단계로서, 각각의 인서트들(41)은 베이스들(21)을 형성하는데 사용되는 베이스 재료보다 더 부드러운 폴리머로부터 형성되는 설치 단계; 구성요소(101)를 지지하기 위해 각각의 베이스들(21), 칸막이들(33) 및 인서트들(41)에서 구성요소 지지 구조물(27)을 한정하는 단계; 구성요소(101)가 베이스들(21) 중의 하나의 구성요소 지지 구조물(27)에 의해 지지되도록 베이스들(21) 중의 하나의 위에 구성요소(101)를 배치하는 단계; 및 구성요소(101)가 다른 베이스(21)의 구성요소 지지 구조물(27)에 안착되고, 베이스들(21)에 있는 인서트들(41)이 구성요소(101)의 축에 대해 반경 방향으로와 같이 압축되도록 베이스들(21) 중의 하나 상에 다른 베이스(21)를 압착시키는 단계를 포함한다. 액체는 구성요소(101)의 위에 적어도 하나의 물체(103, 105)를 형성하기 위해 포트(25)를 통해 캐비티(23)에 이송된다.
다른 실시예들에서, 방법은 0.002 내지 0.050 인치의 범위, 대략 0.010 인치의 두께를 가지는 각각의 칸막이를 형성하고/형성하거나, 베이스 재료로 칸막이들을 형성하는 단계를 포함한다. 다른 실시예들은 75 내지 100의 범위에 있거나, 약 90인 쇼어 A 경도계의 경도, 및/또는 135℃ 내지 205℃의 범위에 있는 작동 온도로 폴리머를 형성하는 단계를 포함한다. 폴리머는 플루오로폴리머, 플루오로엘라스토머나 퍼플루오로엘라스토머, 또는 적어도 60%의 플루오르로 형성될 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 방법은 원통 형상으로서 구성요소 지지 구조물을 한정하는 단계로서, 베이스들과 칸막이들은 원통 형상에 대한 베이스 직경을 가지고, 인서트들은 원통 형상에 대한 인서트 직경을 가지며, 인서트 직경은 베이스 직경보다 더 작은 한정 단계; 네크의 축방향을 따라 반경방향으로 테이퍼진 네크를 가지는 인서트들 중 적어도 하나의 구성요소 지지 구조물을 한정하는 단계로서, 네크는 구성요소에 대해 기계적 정지 및 위치 결정 수단을 제공하는 한정 단계; 상부면, 두 개의 측면들 및 구성요소 지지 구조물의 반대쪽 측면들에서 상부면과 두 개의 측면들 사이에 연장되는 챔퍼들을 가지는 각각의 인서트들을 형성하는 단계; 및/또는 각각 서로 정렬되는 정렬 수단으로 베이스들, 칸막이들 및 인서트들을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
다른 인서트 재료들
인서트들의 몇몇의 실시예들은 고온 작동을 위해 설계된 FKM족의 고무들로부터 나온 플루오로엘라스토머들을 포함할 수 있다. 예들은 Dai-El, Fluorel, Technoflon 및 Viton?을 포함한다. 이들은 등급에 따라 200℃를 초과하여 연속적으로 작동될 수 있으며, 대략 300℃의 온도로 간헐적으로 작동될 수 있다. 이들은 산화, 산 및 연료에 의한 화학적 공격에 대한 뛰어난 저항성, 및 양호한 오일 저항성을 가진다. 그러나, 높은 작동 온도에서, 이들은 상대적으로 더 약하며, 그래서 가해진 힘에 대응하는 적당한 지지가 제공될 수 있다. 이들은 스팀, 온수, 메탄올, 및 다른 고극성의 유체들에 대한 제한된 저항성을 가진다. 이들은 아민들, 강알칼리들 및 많은 프레온들에 의해 공격을 받는다. 표준 및 특별 등급들이 있으며, 특별 등급들은 개선된 저온 저항성과 같은 특별한 특성을 가지도록 설계될 수 있다.
인서트들의 다른 실시예들은 FFKM족의 고무들의 퍼플루오로엘라스토머들을 포함할 수 있다. 예들은 Chemraz, Kalrez?, Perfluor, Simriz 및 Zalak을 포함한다. 이 재료들은 플루오로엘라스토머들보다 더 큰 열 및 화학물질 저항성을 가진다. 이들은 특별한 배합으로 약 300℃ 이상의 온도까지의 극한 조건들에서 사용될 수 있다. 이들의 단점은 까다로운 처리, 비용, 고온에서의 더 양호하지 않은 물리적 특성들, 및 낮은 온도에서 이들의 사용을 제한하는 이들의 높은 유리 전이 온도이다. 몇몇의 재료들은 0℃ 아래에서 사용될 수 없으며, 이들의 크리프 특성이 제한될 수 있는 통상의 주변 온도에서까지도 사용될 수 없다.
인서트들을 형성하는데 사용될 수 있는 다른 예시적인 플루오로폴리머들은 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 클로로트리플루오로에틸렌, 트리플루오로에틸렌, 비닐리덴 플루오라이드, 비닐 플루오라이드, 퍼플루오로프로필 비닐 에테르, 퍼플루오로메틸 비닐 에테르, 또는 이들의 임의의 조합과 같은, 호모폴리머, 코폴리머, 터폴리머, 또는 모노머로부터 형성되는 폴리머 혼합물을 포함한다. 예시적인 플루오로폴리머 층들은 주조되거나, 얇게 절단되거나, 또는 압출될 수 있다. 일 실시예에서, 주조되고 압출되는 플루오로폴리머 층들은 필름의 표면들의 조성물이 유사할 수 있거나 유사하지 않을 수 있도록 다층 구조물들을 포함할 수 있다.
다른 예시적인 플루오로폴리머들은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌 코폴리머(FEP), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로프로필 비닐 에테르의 코폴리머(PFA), 테트라플루오로에틸렌과 퍼플루오로메틸 비닐 에테르의 코폴리머(MFA), 에틸렌 테트라플루오로에틸렌의 코폴리머(ETFE), 에틸렌과 클로로트리플루오로에틸렌의 코폴리머(ECTFE), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(PCTFE), 폴리 비닐리덴 플루오라이드(PVDF), 테트라플루오로에틸렌, 헥사플루오로프로필렌, 및 비닐리덴플루오라이드(THV)를 포함하는 터폴리머, 또는 이들의 임의의 혼합물, 혼성물, 또는 합금을 포함한다. 일 실시예에서, 플루오로폴리머 층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 플루오르화 에틸렌 프로필렌 코폴리머(FEP), 또는 이의 혼합물들, 혼성물들, 또는 합금들을 포함할 수 있다. 예시적인 일 실시예에서, 플루오로폴리머는 전자빔과 같은 방사선을 통해 가교결합 가능한 폴리머일 수 있다. 예시적인 가교결합 가능한 플루오로폴리머는 ETFE, THV, PVDF, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. THV 수지는 Minneapolis, Minn의 Dyneon 3M Corporation으로부터 이용 가능하다. ECTFE 폴리머는 상표명 Halar으로서 Ausimont Corporation(이탈리아)으로부터 이용 가능하다. 다른 플루오로폴리머들은 Daikin(일본)과 DuPont(미국)으로부터 얻어질 수 있다. 특히, NP-12X와 같은 FEP 플루오로폴리머들은 Daikin으로부터 상업적으로 이용 가능하다.
액체 실리콘 고무( LSR ) 재료들
예시적인 일 실시예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 무극성 실리콘 폴리머를 포함할 수 있다. 실리콘 베이스 폴리머는, 예를 들면, 디메틸실록산, 디에틸실록산, 디프로필실록산, 메틸에틸실록산, 메틸프로필실록산, 또는 이들의 조합들과 같은 전구체로 형성되는 실리콘 폴리머들과 같은 폴리알킬실록산들을 포함할 수 있다. 특정한 일 실시예에서, 폴리알킬실록산은 폴리디메틸실록산(PDMS)과 같은 폴리디알킬실록산을 포함한다. 특정한 일 실시예에서, 폴리알킬실록산은 실리콘 하이드라이드 함유 폴리디메틸실록산이다. 다른 실시예에서, 폴리알킬실록산은 비닐 함유 폴리디메틸실록산이다. 또 다른 실시예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 하이드라이드 함유 폴리디메틸실록산과 비닐 함유 폴리디메틸실록산의 조합이다. 일 예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 무극성이며, 염소 및 플루오르와 같은 할로겐화물 작용기들, 및 페닐 작용기들이 없다. 또는, 실리콘 베이스 폴리머는 할로겐화물 작용기들 또는 페닐 작용기들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 실리콘 베이스 폴리머는 플루오로실리콘 또는 페닐실리콘을 포함할 수 있다. 일반적으로, 실리콘 베이스 폴리머는 엘라스토머이다. 예를 들면, 실리콘 베이스 폴리머의 경도계(쇼어 A)의 경도는 약 1 내지 70, 약 20 내지 약 50, 약 30 내지 약 50, 약 40 내지 약 50, 또는 약 1 내지 약 5와 같이 약 75보다 작을 수 있다.
실리콘 베이스 폴리머는 촉매와 다른 선택적인 첨가물들을 더 포함할 수 있다. 예시적인 첨가물들은 개별적으로 또는 조합하여, 충전제들, 억제제들, 착색제들, 및 안료들을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 백금 촉매가 사용된다. 또는, 실리콘 베이스 폴리머는 과산화물 촉매가 사용될 수 있다. 다른 예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 백금 촉매와 과산화물 촉매의 조합이 사용될 수 있다. 실리콘 베이스 폴리머는 실온 가황 가능(RTV) 제제 또는 겔일 수 있다. 일 예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 고농도 검 고무(HCR) 또는 액체 실리콘 고무(LSR)일 수 있다. 일 예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 Momentive로부터 이용 가능한 SE6035, SE6075, Bluestar silicone으로부터 이용 가능한 MF135, 및 Dow Corning으로부터 이용 가능한 Silastic? Q7-4535, Silastic? Q7-4550과 같은 HCR이다.
특정한 실시예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 백금 촉매 LSR이다. 다른 일 실시예에서, 실리콘 베이스 폴리머는 두 부분의 반응 시스템으로부터 형성된 LSR이다. 실리콘 베이스 폴리머는 종래의, 상업적으로 제조된 실리콘 베이스 폴리머일 수 있다. 상업적으로 제조된 실리콘 베이스 폴리머는 일반적으로 무극성 실리콘 폴리머, 촉매, 충전제, 및 선택적인 첨가물들을 포함한다. 종래의, 상업적으로 제조된 LSR의 특정한 실시예들은 Adrian, MI의 Wacker Silicone에 의한 Wacker Elastosil? LR 3003/50 및 Ventura, CA의 Bluestar Silicones에 의한 Silbione? LSR 4340을 포함한다.
예시적인 일 실시예에서, 상업적으로 제조된 실리콘 베이스 폴리머는 한 부분 또는 두 부분의 반응 시스템으로서 이용 가능하다. 두 부분의 반응 시스템에서, 부분 1은 일반적으로 비닐 함유 폴리디알킬실록산, 충전제, 및 촉매를 포함한다. 부분 2는 일반적으로 하이드라이드 함유 폴리디알킬실록산 및 선택적으로, 비닐 함유 폴리디알킬실록산 및 다른 첨가물들을 포함한다. 반응 억제제들은 부분 1 또는 부분 2에 포함될 수 있다. 임의의 적당한 혼합 방법으로 부분 1과 부분 2를 혼합하면 실리콘 베이스 폴리머가 생성된다. 한 부분의 시스템 또는 두 부분의 시스템에서, 과잉의 하이드라이드 함유 실록산이 일반적으로 가황하기 전에 상업적으로 제조된 실리콘 베이스 폴리머에 첨가된다. 일 실시예에서, 과잉의 하이드라이드 함유 실록산이 혼합된 두 부분의 시스템에 또는 가황하기 전에 두 부분의 시스템을 혼합하는 과정 중에 첨가된다. 예시적인 일 실시예에서, 실리콘 베이스 폴리머와 과량의 하이드라이드 함유 실록산은 혼합 장치에서 혼합된다. 일 예에서, 혼합 장치는 사출 성형기에 있는 믹서이다. 다른 예에서, 혼합 장치는 도우 믹서, 로스 믹서, 2롤 밀, 또는 Brabender 믹서와 같은 믹서이다.
이점들
여기에서 설명된 실시예들은 선행의 해법들에 비해 수많은 이점들을 가진다. 인서트들의 압축은 적극적인 차단을 형성하고 성형 과정 중에 잉여의 플래시가 구성요소의 아래에 축방향으로 형성되는 것을 방지하기 위해 구성요소의 주위에 미리 부하되고 꽉 조이는 시일을 형성한다. 인서트들은 "몰딩된" 또는 "성형된" 상태에서 적극적인 차단을 생성하고 구성요소에 대한 플래시를 제거하기 위해 몰드의 분리 라인들에 설치될 수 있다. 뒤이어지는 플래시 제거 작업이 인서트 성형된 구성요소들에 대해 요구되지 않는다. 이 시스템은 핫 러너 몰드 작업 및 콜드 러너 몰드 작업 모두와 상용성이 있다.
이런 기재된 설명은 최선의 형태를 포함하는 실시예들을 개시하고 또한 본 기술분야의 통상의 기술자들이 본 발명을 만들거나 사용하는 것을 가능하게 하는데 예들을 사용한다. 특허의 범위는 청구항들에 의해 한정되며, 본 기술분야의 기술자들에게 발생하는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이와 같은 다른 예들은 만약 이들이 청구항들의 문자 그대로의 언어와 다르지 않는 구조적인 요소들을 가지거나, 만약 이들이 청구항들의 문자 그대로의 언어와 실질적인 차이가 없는 균등한 구조적인 요소들을 포함한다면 청구항들의 범위 내에 있도록 의도된다.
일반적인 설명 또는 예들에서 위에서 설명된 모든 활동이 요구되지는 않으며, 특정한 활동의 일부분이 요구되지 않을 수 있으며, 하나 이상의 다른 활동이 설명된 것들에 추가하여 실행될 수 있다는 것에 주목하라. 게다가, 활동이 열거되는 순서는 반드시 이들이 실행되는 순서일 필요는 없다.
위의 명세서에서, 개념들이 특정한 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 본 기술분야의 통상의 기술자는 다양한 변경들과 변화들이 아래의 청구항들에서 설명되는 바와 같이 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 만들어질 수 있다는 것을 인정한다. 따라서, 명세서와 도면들은 한정하는 의미보다는 오히려 설명하는 의미로 간주되어야 하며, 모든 이와 같은 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다.
여기에서 사용된 바와 같이, 용어들 "포함한다(comprises)", "포함하는(comprising)", "포함한다(includes)", "포함하는(including)", 가진다(has)", 가지는(having)" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 비배타적인 포함을 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 특징들의 목록을 포함하는 과정, 방법, 물품, 또는 장치는 반드시 이 특징들에만 한정될 필요는 없으며, 이와 같은 과정, 방법, 물품, 또는 장치에 대해 명시적으로 열거되지 않거나 고유한 다른 특징들을 포함할 수 있다. 게다가, 명시적으로 반대로 기술되지 않는다면, "또는(or)"은 포함하는-또는(inclusive-or)을 가리키며 배타적인-또는(exclusive-or)을 가리키지 않는다. 예를 들면, 조건 A 또는 B는 다음 중의 임의의 하나에 의해 만족된다: A가 참이고(또는 존재하고) B는 거짓이며(또는 존재하지 않으며), A가 거짓이고 (또는 존재하지 않고) B는 참이며(또는 존재하며), A와 B 양쪽 모두가 참이다(또는 존재한다).
또한, "일(a)" 또는 "한(an)"은 여기에서 설명되는 요소들 및 구성요소들을 설명하는데 사용된다. 이는 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위의 일반적인 의미를 부여하기 위해서 행해진다. 이런 설명은 하나 또는 적어도 하나를 포함하는 것으로 읽혀져야 하며, 다르게 의미되는 것이 명백하지 않다면 단수는 또한 복수를 포함한다.
이익들, 다른 이점들, 및 문제들에 대한 해법들이 특정한 실시예들에 대하여 위에서 설명되었다. 그러나, 이점들, 이익들, 문제들에 대한 해법들, 및 임의의 이익, 이점, 또는 해법이 생기거나 더 두드러지는 것을 야기할 수 있는 임의의 특징(들)은 임의의 또는 모든 청구항들의 중요하거나, 요구되거나, 또는 본질적인 특징으로서 해석되는 것이 아니다.
명세서를 읽은 후에, 숙련된 기술자들은, 명확성을 위해, 개별적인 실시예들의 맥락에서 여기에서 설명되는 몇몇의 특징들이 또한 단일 실시예에서 조합으로 제공될 수 있다는 것을 인정할 것이다. 이와 반대로, 간결성을 위해, 단일 실시예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들이 또한 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수 있다. 게다가, 범위들로 기술되는 값들에 대한 언급들은 이 범위 내에 있는 각각의 값 및 모든 값을 포함한다.

Claims (13)

  1. 캐비티 및 상기 캐비티에 액체를 이송하도록 구성된 포트를 가지는 베이스로서, 상기 베이스는 또한 축을 가지는 구성요소 지지 구조물을 가지며, 상기 구성요소 지지 구조물은 구성요소 위에 물체가 상기 캐비티에서 몰딩되는 상기 구성요소를 지지하도록 구성된 상기 베이스;
    상기 캐비티의 반대쪽의 축방향 측면들에서 상기 베이스에 형성되고, 상기 축에 대해 가로 방향으로 연장되며, 상기 캐비티에 축방향으로 인접하지만 상기 베이스로부터 연장되는 각각의 칸막이들에 의해 상기 캐비티로부터 축방향으로 이격되는 포켓들; 및
    상기 포켓들 중의 하나에 위치되는 인서트들로서, 각각의 상기 인서트들은 상기 베이스를 형성하는데 사용되는 베이스 재료보다 더 부드러운 폴리머로 형성되며, 상기 칸막이들과 상기 인서트들은 모두 상기 구성요소 지지 구조물을 포함하는 상기 인서트들을 포함하는, 사출 성형을 위한 몰드.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 각각의 칸막이는 0.002 내지 0.050 인치의 범위에 있는 축방향 두께를 가지는, 사출 성형을 위한 몰드.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머는 75 내지 100의 범위에 있는 쇼어 A 경도계의 경도를 가지는, 사출 성형을 위한 몰드.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머는 약 135℃ 내지 205℃의 범위에 있는 작동 온도를 가지는, 사출 성형을 위한 몰드.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리머는 적어도 60%의 플루오르를 포함하며, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)과 유사한 이형 특성을 가지고 300℃까지의 온도에서 탄성을 유지하는, 사출 성형을 위한 몰드.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구성요소 지지 구조물은 원통 형상을 가지고, 상기 베이스와 상기 칸막이들은 상기 원통 형상에 대한 베이스 직경을 가지고, 상기 인서트들은 상기 원통 형상에 대한 인서트 직경을 가지며, 상기 인서트 직경은 상기 베이스 직경보다 더 작은, 사출 성형을 위한 몰드.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인서트들 중 적어도 하나의 상기 구성요소 지지 구조물은 상기 네크의 축방향을 따라 반경방향으로 테이퍼진 네크를 가지며, 상기 네크는 상기 구성요소에 대한 기계적 정지 및 위치 결정 수단을 제공하도록 구성된, 사출 성형을 위한 몰드.
  8. 제1항에 있어서,
    각각의 상기 인서트들은 상부면, 두 개의 측면들 및 상기 상부면과 상기 구성요소 지지 구조물의 반대쪽 측면들의 두 개의 측면들 사이에 연장되는 챔퍼를 가지는, 사출 성형을 위한 몰드.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 한 항에 따른 구성요소를 오버몰딩하는 방법으로서,
    제1 및 제2 베이스들 및 베이스들을 가지는 캐비티와 포트를 제공하는 단계;
    상기 구성요소가 상기 구성요소 지지 구조물에 의해 지지되도록 상기 제1 베이스 위에 상기 구성요소를 배치하는 단계;
    상기 구성요소가 상기 제2 베이스의 상기 구성요소 지지 구조물에 안착되도록 상기 제1 베이스에 대하여 상기 제2 베이스를 압착하는 단계로서, 상기 캐비티에 인접한 상기 두 베이스들에 위치되는 폴리머 인서트들이 압축되는 상기 압착하는 단계; 및
    상기 구성요소 위에 물체를 형성하기 위해 상기 포트를 통해 상기 캐비티에 액체를 이송하는 단계를 포함하는, 구성요소를 오버몰딩하는 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 캐비티들 중의 하나의 반대쪽 측면들에서 상기 베이스들에 포켓들을 형성하는 단계로서, 상기 포켓들은 상기 캐비티들에 인접하지만 상기 베이스들로부터 연장되는 각각의 칸막이들에 의해 상기 캐비티들로부터 이격되며 상기 베이스 재료로부터 형성되는 상기 포켓들을 형성하는 단계;
    상기 포켓들 중의 하나에 상기 폴리머 인서트들을 설치하는 단계;
    상기 구성요소를 지지하기 위해 각각의 상기 베이스들, 칸막이들 및 상기 폴리머 인서트들에 있는 구성요소 지지 구조물을 한정하는 단계; 및
    0.002 내지 0.050 인치의 범위에 있는 두께를 가지는 각각의 칸막이를 형성하는 단계를 더 포함하는, 구성요소를 오버몰딩하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중의 어느 한 항에 따르는 오버몰딩된 구성요소로서,
    축 및 플래시 피니시로 이의 위에 형성되는 적어도 하나의 오버몰딩된 요소를 가지는 구성요소를 포함하며, 상기 적어도 하나의 오버몰딩된 요소는 실리콘 고무를 포함하고 몰드로부터 제거될 때 축방향으로 단지 0.010 인치 미만의 몰딩된 그대로의 플래시 피니시를 가지며;
    상기 구성요소 위에 있는 상기 적어도 하나의 오버몰딩된 요소는 추가적인 플래시 제거를 필요로 하지 않는, 오버몰딩된 구성요소.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 몰딩된 그대로의 플래시 피니시는 상기 축방향으로 0.050 인치를 넘지 않는, 오버몰딩된 구성요소.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 구성요소는 강철 블레이드를 포함하고, 상기 적어도 하나의 오버몰딩된 요소는 상기 구성요소 상에 복수의 실리콘 고무 요소들을 포함하며, 각각의 상기 실리콘 고무 요소들은 다른 것으로부터 축방향으로 이격되는, 오버몰딩된 구성요소.
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