TWI397466B - 製造塑膠零件用射出成型方法 - Google Patents

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Description

製造塑膠零件用射出成型方法
本發明係關於塑膠零件(部件)之射出成型方法，尤指一種藉射出成型方法將熱塑性可加工塑膠材料先成型為外露部件後，再於該部件之模芯面同樣藉射出成型方法將熱塑性可加工塑膠材料成型為功能部件，而最後製造成具有不同特性之內外二層部件之塑膠構件。
具體言之，依本發明之獨立請求項1之第一實施形態之主題，在提供一種由熱塑性可加工塑膠成型材料製造具有至少一外露部件及至少一功能部件之塑膠構件(零件)之射出成型方法，藉此方法，該外露部件之塑膠成型材料係採用由透明或半透明基材與附加效果之顏料所構成；而該功能部件則能展現不同於外露部件之各種物理及/或化學塑膠特性。
依本發明之獨立請求項23之第二實施形態之主旨，在提供一種由前述塑膠成型材料製成之塑膠構件。此塑膠構件特別適用於，但非專用於汽車零件，例如：車外後視鏡用罩殼。為了美觀，該塑膠構件常需要具有能配合汽車車身表面之顏色及/或光學效果之表面。如果產生金屬色、干擾色、真珠色或乳白光等效果為該表面之重要課題，則決定此表面之層之必要性尤其重要。此外，上述構件應能展現特別是抗刮傷及抗風化性能，還有，該構件應呈現優良之機械特性，特別是高耐衝擊強度。
查上述塑膠構件或零件通常係利用多步加工製成。首先，用未著色塑膠製成(例如藉射出成型)構件，接著漆成所需要之顏色(參照歐洲專利EP 0764474)。機械應力芯件或功能部件之功能假定係由塑膠擔任，則外露功能或所需求之光學效果係由塗漆實現。此兩種材料可適當選擇以配合其特定目的。就在塗漆作業之前，塑膠構件必先經正規的預先表面處理(例如清洗、脫脂、電離)以利上塗之漆層能確實附著固定。此種熟悉之製造過程，製造成本高且生產甚費時，儘管此種方法能生產表面之顏色分佈完全無諸如，分層現象、染料結塊、波紋、散開及較差意像或鏡像等不均勻現象之光學上無缺點之表面。
德國專利DE 296 10 374號所揭示之汽車用車外後視鏡，其外殼係由加色料之熱塑性塑膠製成，雖然其能達成匹配汽車車身之顏色之效果，而無需額外之上漆處理，唯此種加色塑膠大都價格非常昂貴，且常會在曝露表面呈現波紋(流痕)。再者，此由單一材料構成之構造迫使使用者在良好表面特性及具有加強肋條、附加元件及類似物之功能部件之良好機械特性之間做妥協。
雙構件或三構件組成部件之一般射出成型方法已揭示於美國專利US6,468,458號中，舉例而言，該方法包括下列步驟：首先在具有第一模穴之第一成型模內將要做為外露部件之塑膠成型材料射出成型並使之硬化；沿著分模線打開第一成型模；關閉在第一模穴內已置有第一成型模成型之外露部件之第二成型模；將要做為功能部件之塑膠成型材料射出成型在外露部件之模芯表面上並使之硬化；最後開啟第二成型模並取出該構件。
德國專利DE 197 22 551 A1及DE 100 10 010 A1揭示藉由所謂之「單夾心餅」方法以製造多構成組件之部件之方法，此種部件係在一工具模內藉多成分(元件)射出成型方法形成。含外皮及核心部件之二部件係在塑性化單元中經先後疊層之後，藉一次射出操作將其射入該模中而形成。在此，該二部件也同樣可被適當選擇能互相配合之材料，以儘可能符合其特定目的。如果在外皮或表面部件需製成含珍珠層或金屬粒子之發包效果時，此種部件通常在其表面有呈現擾流紋之傾向。
從日本專利JP 2000 327 835號中可知，例如，在射出成型之效果層上之顯著流紋及/或皺紋格外容易出現，因此，發現需予特別擾動。有人解讀在效果層之流紋及/或雛紋係由金屬小片，例如，因為包圍它們之基質(母體)之流動方向而取向不規則所造成。若二個熔融物前端匯流在一起時，由於金屬小片之不同排列方向而仍會留下流痕(紋)。流痕會由效果層之局部不同流速或流向而產生。皺紋會由效果層之流動障礙而產生。在任何情況下，流痕及/或皺紋損及效果層之光學影響至擾人之程度。
其他專利(例如，美國專利US5,916,643號)試圖利用模內射出一含有效果色料之深抽膜片以解決流痕及/或皺紋之問題，由於所需之部件形狀及所用之效果顏色粒子之依存關係，該彈性形成薄膜會降低其效果，結果產生類似流痕之顯著條紋。再者，膜片在射出成型模內，特別是下切幾何形狀之定位常常是困難；任何銳緣會損及光學影像者應予除去或穩藏起來。
因此，本發明之目的在提供一種取代性射出成型方法，藉此方法可確保部件各不同部位之優良特性。
上述目的，可由本發明所提供獨立請求項1之射出成型方法第一實施形態所述特徵來達成，此方法包括下列步驟：(a)將塑膠成型材料射入一具有由第一外露半模與第一芯半模所形成之第一模穴之第一模具中，以成型及硬化成為至少一個具有一外露面與一模芯面相互背向之外露部件；(b)沿著分模線或分模面使第一外露半模與第一芯半模相互分開而打開第一模具；(c)將由置有該外露部件之承納半模與第二芯半模所形成之第二模穴中已置有該至少一個外露部件之第二模具閉合；(d)將塑膠成型材料射出成型並硬化成為疊層在該至少一個外露部件之模芯面上之功能部件，以構成外露部件與功能部件間之相互黏接；及(e)打開該第二模具並移除該疊層複合構件。
依本發明所提案之射出成型方法，其特徵在於：每一外露部件，為避免發生如流痕(波紋)及/或皺紋等不良情形，係使用單一噴射嘴設置於能最佳化材料流動之位置，或使用至少二個噴射嘴於串級射出成型方法中，且用來成型外露部件之塑膠成型材料包含至少一種透明聚合物。該透明聚合物係選自包含：涵蓋包括脂肪族、環脂族及/或芳香族單體之聚醯胺，環烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯亞醯胺，聚碳酸酯與聚碳酸酯之共聚物及其混合物，聚苯乙烯與丙烯腈丁二烯苯乙烯之聚合產物，苯乙烯丙烯腈，丙烯腈苯乙烯及其他苯乙烯共聚物及其混合物，纖維素酯，聚亞醯胺及聚醚亞醯胺，聚碸物及聚醚碸，聚二甲苯，聚丙烯酸酯及上述聚合物之混合物或摻合物。
依本發明之第二實施形態，可藉由獨立請求項23之塑膠零件之構成特徵達成上述目的。此塑膠零件(構件)係由熱塑性可加工塑膠成型材料成型而成之具有至少一外露部件及至少一功能部件。其中，該外露部件用塑膠成型材料包括母質中已添加有效應色料粒子或染料之透明或半透明母質；而該功能部件能展現不同於外露部件之物理及/或化學的塑膠特性。本發明所提案之該塑膠零件，其特徵為該外露部件係用射出成型方法成型，而具有外露面與模芯面相互背向之表裏二面，後者具有至少一個射料點，且其中該塑膠零件之功能部件係藉射出成型成型在先前已硬化之外露部件之模芯面上而兩者形成一體。
依本發明方法或依本發明製得之塑膠零件之其他較佳實施形態及獨創特徵係由相關之附屬請求項各項所達成。
本發明之詳細內容將於下文參照附圖說明之，按附圖僅為說明本發明之範圍所表示之一例，並非限制之用，在此聲明。
第1圖表示用來實施本發明射出成型方法之第一步驟由熱可塑性可加工塑膠成型材料以製造塑膠構件之已閉模之第一射出成型模具之剖視圖。
上述成型材料，其本身為習知持藝已知者，將經加工成型為具有至少一外露部件1及至少一功能部件10之複合塑膠構件(配件)(參照第2圖)。外露部件1成型用塑膠成型材料係由透明或半透明母質(母體)中添加有附加效果之效應染料或色料之材料構成。該效應染料粒子或效應色素係經預先混合成為例如，色料濃縮物，然後調配成母體混合物或液體分散劑投入射出成型螺旋之送料器內；或者，在射出成型之前，(例如，藉調合)製成適合之塑膠粉後投入射出成型機。功能部件10能呈現不同於外露部件1之物理及/或化學的塑膠特性。然而，外露部1及功能部件10也可呈現完全相同之聚合物母體。
外露部件1之基本特性包含下列情況：對紫外輻射光、熱溫、光線、濕氣、冷溫及化學品具高抗耐性；高抗摩擦性，高耐衝擊強度及高光澤性。該效應顏料如果是分佈於此種母體(母質)時，會產生金屬的或干擾效果，例如珍珠色效果。此母質愈是半透明或透明，其發色效果，特別是各個效應粒子之閃燿效果愈顯著。效應顏料之穿透效果端視母質之透明度而定，然而，不完全透明或半透明母質材料也可使用。其他顏料也可選擇性地添加於外露部件1用塑膠成型材料中以便產生例如匹配效應顏料之任何透明色調。
本發明之情況下，效應顏料定義為存在於聚合物母質內之不溶性粒子，這種效應顏料會反射或入射電磁波(特別是在曝露光波長帶，在紫外光(UV)或紅外光(IR)或近紅外光(NIR)波帶)或以某種方式或其他方式影響該電磁波，因此，例如NIR－感光劑可用於雷射熔接或雷射彫刻該塑膠。
已知金屬粒子、鋁/銅粉、干擾顏料、自然(無染色)及塗色鋁片及礦石雲母片為效應顏料，例如，特別是用於透明塑膠(參照Schfer/Ksters著第1,3章：Rohstoffe fr Masterbatches,FARB－UND ADDITIVE－MASTERBATCHES IN DER PRAXIS,德國法蘭克福市礦物染色工業母體混合物聯合協會出版於2003年)。上述著作者也指出在使用極細珍珠色效應顏料時外觀呈現流紋及/或皺紋。鋁及金青銅顏料，例如，可購自市售之商品名稱為「PHOENIX」(德國休特市ECKART有限公司出品)。
陶瓷效果色料、芳香色料、螢光色料、晝光螢光色料、紅外光螢光色料、在UV輻射光下會變化色彩明暗之光反應色料及在溫度變化下會改變色彩明暗之熱離子色料均可購自商品名稱為「COLORLING」(德國卡斯達市)COLORTEK染色系統公司出品)，且可使用為效應顏料或必要時添加於效應顏料中。
此外，珍珠色顏料或珍珠粉粒，已知可用於外露部件1之同一目的，在此情形時，功能部件10宜使用暗色，最好是使用金屬性顏料，尤其是細鋁片(參閱EP 0994915專利公報)或珍珠粉粒。任何上述效應粒子、細片之混合物也可採用。效應粒子最好是預先混合成為濃縮顏料，再調配做為母體混合物或液體分散劑投入射出成型螺旋(未圖示)之加料器。
外露部件1用塑膠成型材料最好是包括至少一種透明聚合物，選自包含：涵蓋脂肪族、環脂族及/或芳香族單體之聚醯胺，如PA MACM 12,PA PACM 12(參照JP 11279289專利公報)；環烯共聚合物(COC)；聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚甲基丙烯亞醯胺(PMMI)；聚碳酸酯(PC)及聚碳酸酯共聚合物與其混合物；聚苯乙烯(PS)與丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)聚合產物；苯乙烯丙烯腈(SAN)；丙烯腈苯乙烯(AS)及其他苯乙烯共聚物與其摻合物；纖維素酯如CA,CP及CAB；聚亞醯胺(PI)及聚醚亞醯胺(PEI)；聚碸物及聚醚碸(PES,PSU,PPSU)；聚二甲苯(PPO,PPE)；聚丙烯酸酯(PAR)；及上述各種聚合物之混合物或摻合物之族中。
透明聚醯胺為眾所周知(且它也可存在於共聚醯胺之形態)，最好使用在本發明之成型材料及本發明之方法中，此透明聚醯胺是由選自下列族群之單體製成。此等單體之族群為例如：．具有6至14碳原子之分枝或未分枝脂族二胺，諸如：1,6－六亞甲二胺、2－甲基－1,5－二胺戊烷、2,2,4－三甲基－六亞甲二胺、1,9－壬二胺、1,10－癸二胺、或1,12－十二亞甲基二胺；．具有6至22碳原子之環脂族二胺，例如：4,4’－二胺基二環已基甲烷、4,4’－二胺－二環已基丙烷、1,4－二胺基二環已烷、1,4－雙(胺基甲基)環已烷、2,6－雙(胺基甲基)去甲茨或3－胺基甲基－3,5,5－三甲基環已胺；．具有8至22碳原子之芳脂族二胺，例如：間－或對－二甲苯二胺，或雙(4－胺苯基)丙烷；．具有6至22碳原子之分枝或未分枝脂族二羧酸，例如：己二酸、2,2,4－或2,4,4－三甲基已二酸、壬二酸、癸二酸或1,12－正十二烷酸；．具有6至22碳原子之環脂族二羧酸，例如：環已烷－1,4－二羧酸、4,4’－二羧基二環已基甲胺、3,3’－二甲基－4,4’－二羧基二環已基甲烷、4,4’－二羧基二環已基丙烷及1,4－雙(羧甲基)環已烷；．具有8至22碳原子之芳脂族二羧酸，例如：4,4’－二苯甲烷二羧酸；．具有8至22碳原子之芳族二羧酸，例如：異酞酸、三丁基異酞酸、鄰苯二甲酸、1,4－1,5－2,6－或2,7－萘－二羧酸、聯苯甲酸或二苯醚－4,4’－二羧酸；．具有6至12碳原子之內醯胺或其相當之ω－胺基碳酸，例如：ε－已內醯胺、ε－胺基乙酸、辛內醯胺、ω－胺基辛酸、ω－胺基十一烷酸、月桂內醯胺或ω－胺基十二烷酸。
其中最好是透明均聚醯胺如：PA MACM 12及PA PACM 12，透明共聚醯胺PA 12/MACMI及PA MACM/PACM 12，以及這些聚合物之混合物或摻合物。特別是最好使用PA MACM/PACM 12，揭示於歐洲專利EP 1 369 447公報中。
根據本發明之半透明或甚至透明外露部件1也能由部份結晶聚合物如：聚丙烯、飽和線狀聚酯(例如PET)及線狀脂族聚醯胺(例如PA6、PA66、PA6與PA66之混合物、PA11、PA12)在適當方法及冷卻條件下及/或藉產生適當層厚而製成。
傳統之添加物如：可塑劑、抗靜電劑、阻燃劑、填充劑、染料、芳香染劑或香料、安定劑(例如：熱及UV安定劑及/或UV吸收劑)及顏料等必要時可混合於外露部件1之塑膠成型材料中。其他如：玻璃纖維、玻璃球及無機物混合物(特別是奈米級礦物質或奈米組成物)等強化手段也可同時併用，只要該等材料不減低外露部件1之光學效果。
第2圖表示具有第二模穴之已閉合之第二射出成型模25之剖視圖，該模穴由具有外露部件1之承納半模或共用外露半模與第二芯半模所形成。
功能部件10之主要特徵包括下列情形：高抗衝擊強度、機械剛性及尺寸穩定性；與外露部件1之塑膠成型材料之良好相容性。充分之機械強度、優異之潛動強度、高溫度穩定性、電氣特性也可能列入考慮之例。
適於製造功能部件10之材料為選自：聚醯胺、聚酯、聚烯、聚碳酸酯之群之可射出成型之熱塑性塑膠，或如：TPU(熱塑性聚氨基甲酸酯)之熱塑性彈性材料，如SEBS(苯乙烯－乙烯－丁二烯－苯乙烯)、SBS(苯乙烯－丁二烯－苯乙烯)之苯乙烯嵌段共聚物、聚酯彈性材料、聚醚彈性材料、聚醚酯彈性材料(PEEE)；接續交聯之矽氧樹脂；ABS(丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物)或PVC(聚氯乙烯)。熱塑性彈性材料特別是使用在當功能部件10為密封襯墊時。該功能部件10也可以由上述聚合物之混合物或回收再生產品，或可相容或製成可相容之該等混合物來製造。
功能部件10之塑膠成型材料中，必要時可添加或混合常用之添加劑如：衝擊強度改良劑、安定劑(例如UV及熱穩定劑)、可塑劑、阻燃劑、填充劑、加強物料(例如：玻璃纖維、碳纖維、雲母、玻璃球)及/或色料。
外露部1用之材料一旦確定，且從獲得良好的複合物黏著之效果之觀點，功能部件10所用材料最好是選用屬於與外露部件1相同之聚合物級或甚至完全相同之聚合物。外露部件1之材料若選擇例如，PA MACM 12(商標名稱Grilamid TR90，由瑞士伊姆斯群都馬市EMS化學公司出品)，則從製造功能部件10具有良好之複合物黏著性之觀點，最好使用例如PA MACM 12 GF 40(Grilamid TR 90與40%之玻璃纖維配合之成型材料)(可購自上述瑞士EMS化學公司出品之商標名稱Grilamid TRV－4X9)。
或者，對於上述Grilamid TR－90之外露部件1，功能部件10之塑膠成型材料可採用不同之聚合物，即玻璃球強化聚醯胺12，例如，PA 12 GK 50(聚醯胺12與50%之玻璃球配合之成型材料)。此功能部件10之塑膠成型材料也可採用含至少一種混合成分擔任與外露部件1黏接之成分之混合物，該混合成分最好是與外露部件1之聚合物成分完全相同。
若外露部件1與功能部件10彼此係全部或部份不相容，即本來就產生不充分之成分黏著效果，則其相容性可藉將具有反應性族群之黏著性改良劑如聚烯烴(參照歐洲專利EP 393 409 B1公報)添加於功能部件10之成型材料及/或外露部件1之成型材料中而增強。
依本發明之熱塑性可加工塑膠材料製造具有至少一個外露部件1及至少一個功能部件10之塑膠構件之射出成型方法，其中該外露部件1用塑膠成型材料包括添加有效應染料之透明或半透明基材，而功能部件10則能對外露部件1呈現各種不同之物理及/或化學塑膠特性；該方法包括下列所界定之a)至e)之步驟，且其特徵在於：為防止外露部1發生如流痕(波紋)及/或織紋(皺紋)，對每一外露部件使用單一噴射嘴5，設於能期最佳之材料流動效果之位置，或使用至少二個噴射嘴於串級射出成型方法中；而且外露部件用塑膠成型材料包含至少一種透明聚合物，選自涵蓋：包含脂肪族、環脂族及/或芳香族單體之聚醯胺，環烯共聚物，聚甲基丙烯酸甲酯，聚甲基丙烯亞醯胺，聚碳酸酯與聚碳酸酯之共聚物及其混合物，聚苯乙烯與丙烯腈丁二烯苯乙烯之聚合產物，苯乙烯丙烯腈，丙烯腈苯乙烯及其他苯乙烯共聚物及其混合物，纖維素酯，聚亞醯胺及聚醚亞醯胺，聚碸物及聚醚碸，聚二甲苯，聚丙烯酸酯及上述聚合物之混合物或摻和物。
第一外露半模22最好是與承納半模26完全相同，並做為共用外露半模30使用，以便依步驟a)及d)進行兩者之射出成型操作。在依步驟a)之射出成型操作之後，外露部件1即留在此共用外露半模30內。實施此方法之許多適合之裝置之一種揭示於歐洲專利EP 0 895 848 B1中(參照該專利圖1)。該專利之主題為有關由至少二種塑膠熔融材料製造射出成型物品之裝置，裝設在機架上之二個半模34,35之間配備有一於板上最好裝有至少二個半模之模具安裝板可繞垂直於此一機架之繫桿縱軸之旋轉軸線旋轉，二個不可樞轉之半模34,35係形成核芯半模組之形態而具有所有必要之射料口及每一射料口至少有一個射出成型螺旋或至少一個進料道。這些不可旋轉核芯半模組中之一個係固定不動，而另一個射出成型半模則可沿繫桿移位。雖然在該EP 0 895 848 B1專利中祇揭示了失敗之芯模之射出成型，儘管如此，所描述之裝置仍可適用於本發明所提案之方法。該可繞一旋轉軸旋轉之模具安裝板，如該EP 0 895 848 B1專利所揭示，最好裝備至少兩個第一外露半模22，此等半模隨後可繞軸心線31旋轉或樞轉，如在步驟a)及d)間之共用外露半模30.30’30”等等。此軸心線31基本上與該二半模22,26,30及23,27之分模線或分模面24平行，因此可水平地配置於第一圖及第二圖之間。
如此，可知具有外露面2及模芯面3互相背向之外露部件1在步驟a)中射出成型且使之固化。此部件係在由第一外露半模22(以實線表示)及第一芯半模23(以虛線表示)閉合所形成之第一模穴21中(見第1圖)完成。對步驟a)而言，該二半模之下列安排所造成之結果，視其空間取向而定，即如下以二半模22,23左右並排或上下排列：
較適合之安排如第1圖所示，此配置為外露半模22在下面，而芯半模23在其上面，為上列排列中之第三種形態。一對半模22,23當然也可容許採用不同於上述垂直或水平配置之任何位置狀態之配置。
外露部件1最好製成基本上均一層厚(肉厚)之部件，此要求可藉由僅用一個噴射嘴5達成，端視要成型之外露部件1之幾何形狀而定。此噴射嘴5無論如何必須安排設置在面背外露表面2之一側。若僅使用單一噴射嘴5時，依本發明之方法可帶來下述之重要優點：射料點之射料口6位置從均勻之流動與充滿模穴之角度來看都是最佳的，因此，不會造成如材料流痕及/或皺紋之異常表面。此射料口或射料點6如此可置於完成後之塑膠部件之本身有礙觀瞻且明顯曝露之同一表面部份之中間處；均勻之流動充滿模穴使帶有附加效果之粒子之塑膠成型材料能均勻分佈，結果，該射料口或射料點6不會在完成之塑膠部件之曝露面留下任何痕跡；此外，此基本上均一厚度之外露部件1會發揮均質光學印象及均勻色深與不透明性。此不透明性可藉將承載外露部件1之功能性材料加以染色而增強。
另一方式，特別是對具有不利之流路/壁厚比或部件幾何形狀者，則可採用至少二個噴射嘴5在一串級射出成型方法中(未圖示)。所有噴射嘴5安排在背向外露表面2之一面，及射出開始時先經由僅一個噴射嘴5然後持續進行到熔融材料之前鋒通過至少一個或更多個射料口或射料點6為止是非常重要的。每一個更遠之射料口6一旦在此情形完成後，即可帶入操作，而外露部件1即告成型。
其次，在步驟b)中，此第一模具組20可藉由將第一外露半模22沿著分模線或分模面24自第一芯半模23移開(第1圖之箭頭方向)而打開，此分模線或分模面24最好是與機架之繫桿呈直角配置。在第1圖中此分模線或分模面24基本上為水平，即對第一外露半模22之垂直移動方向形成直角配置。
接著在步驟c)中，將具有第二模穴28上已容納有上述外露部件1之第二模具25組閉合(參閱第2圖之箭頭方向)，此第二模穴28係由容納有外露部件1之承納半模26及第二芯半模27所形成。第一外露半模22如相當於歐洲專利EP 0 985 848 B1所提示，係繞一水平軸心31旋轉(見第1圖之繞軸線31之旋轉箭頭)後，現已成為相當於承納半模26。第一外露半模22及該承納半模26因此可稱為共用(通用)外露半模30。最好是使用至少二個共用外露半模30,30’互相鄰接及/或相背，以提高射出成型工廠之生率量。唯也可以提供三個、四個或更多個共用外露半模30.30’,30”,30'''…等等。此外，中間可轉動構件可藉360度間之少量遞增角度，例如180度、90度或45度(見EP 0 249 703 B1)或60度等等，而各別轉動或樞轉，以供進行下一步驟之用。使用共用外露半模30.30’時，已冷卻之外露部件1在步驟a)之後，可留置於第一外露半模22中。
至於此步驟c)之另一實施方式為，係將該已冷卻之外露部件1自第一外露半模22中取出後置於同一或另一部射出成型機之承納半模26中，此動作可藉例如機械手臂而自動操作，或人工操作而達成。從第一外露半模22移出並置入承納半模26之動作最好是藉抓取外露部件1上所留下之至少一個突柱(料柱)4進行，如此，不會傷及外露部件1之表面。外露部件1，當其置入承納半模26時，最好是藉由留在外露部件1之至少一個突柱4保持其中心定位。承納半模26最好呈現匹配外露部件1之外形輪廓；如果使用熱澆道模具裝置時，這些料柱4可能不會產生，在此種情形下，表示需要使用別種移除及定中心方法，自不在話下。
再接下來為步驟d)，功能部件10係藉射出成型成形在外露部1之模芯面3上，以造成外露部件1與功能部件10間之複合黏著，並可待至硬化。在此步驟d)中，模具之安排乃(依歐洲專利EP 0 895 848 B1及使用兩個共用外露半模30)可視空間取向及實施此方法之模式，而採用如下所示排列方式(即水平及垂直排列)：
依另一種實施形態為，外露部1從第一外露半模22被翻轉進入承納半模26內，其對應之模具安排如下：
第1圖及第2圖所選擇之模具安排方式為第三種，當然，除此以外，各半模22,23,30也可安排設定在不同於水平或垂直安排之其他位置。
最後，進入步驟e)，在此步驟中將第二模具25打開並將完成部件排出模外。
再另一種射出成型方法包括：使共用外露半模30構成可繞垂直於分模線或分模面24轉動之構造。多數個共用外露半模30,30’,30”…等等可安排於一適當之樞軸平台(未圖示)上，此平台將此等半模各個樞接在第二芯模27,27’,27”…之前方，以構成第二射成型模具組25,25’,25”…等。在此，已冷卻之外露部件1與前述同樣，在步驟a)之後最好留在共用外露半模30.30’,30”…上，並且在步驟d)時在同一模內射入功能部件10用塑膠成型材料於其上。視模具組件之數量，二個、三個或更多個共用外露半模30.30’,30”…等等可設置於一轉盤上，此轉盤隨之在每一次射出成型操作之後必須被轉動例如，大約180度、120度或90度角，轉盤視成型機之形狀可定向為水平、垂直或其他角度，但是旋轉軸線在任何情況下都必須對轉盤成直角。共用外露半模30,30’,30”…等在第一及第二射出成型操作期間能對軸線31旋轉、樞轉或沿該軸線31移動在二站之間。該移動可為直線移動或沿與上例不同之方向，例如，跟隨一曲線軌跡移動。
通常，效應染料粒子或效應顏料最好預先混合以做為著色濃縮物，及投入射出成型螺旋之送料器中做為母體混合物(母料)或液體分散劑使用。或者，最好是在射出成型之前藉調合製得適當之塑膠粉料並以此粉粒狀使用於射出成型機。依本發明之射出成型方法可用來製造非常不同之塑膠部件。依本發明射出成型方法製造之所有塑膠部件之共同點為，這些部件可展現一個或更多個外露面具有高光澤性及含有至少一個內部埋設或添加有效應顏料之外露部件1。
依本發明之方法，同樣地適合用以製造任何種多層被覆塑膠部件，此等部件可展現高光學品質之外露面2。這些表面包括無光毛面、有緞光及光澤表面。
依本發明之方法亦可用來製造包含具有效應顏料之效應層做為外露部件1之各種成型構件或部件，這些屬於本發明之範圍內之部件包括埋設之裝飾手段，諸如：著色之塑膠粒子、彩色顏料、彩色小板、彩色帶片、金屬粉、金屬片、著色玻璃小球、陶瓷物質、纖維似物質及其類似物等。
下列所載為可依本發明方法製造之較適合之產品之範例，唯並非僅限於此，在此聲明，該等產品為：．電氣、電子、電信、保全、醫療、家庭或個人健康裝置之外殼、外殼部件及其他配件。上述裝置包括：例如，照相機、咖啡機、行動手機及其手機座；刮鬍刀；電源開關；收音機、電視機組及電腦及其附件、鍵盤與顯示器，監視器；果汁機及吹風機等。
．運動及休閒裝備、時尚配件、玩具或這些設備裝置之組件，例如：雪撬、雪撬捆綁具、滑雪板、衝浪板、滑雪用頭盔、腳踏車及單輪車用頭盔、網球拍等。
．裝設或貼附在建築物、交通道路或車輛(例如：腳踏車、機車、汽車及軌道車輛、船及飛機)內部或外部之設計元件，如：天花板、頂板、廚房罩蓋及櫥櫃、鏡框、飾件、燈具、飾條及飾蓋；玻璃配件(例如，汽車車窗)、輪胎蓋、音響及反射罩殼、螢幕、汽車用B－柱包層、門把、把手座、阻流板、天線、擋風板雨刷臂、螢光三角形故障警戒號誌及其他交通信號器或信號板；在白光或紅外光下發出螢光之各種板片；各種家庭用品，如各種把手及其配件，例如：門窗把手、掛衣鉤及掛衣架；衛生配件及裝備以及衛生用品，如：水龍頭旋把、肥皂盤、浴廁配件及其類似物等。
．光學補助器具，如：具有光學反應顏色之眼鏡鏡片，濾光器、鏡框、太陽鏡片；護眼遮光板或護目鏡(例如：裝在安全盔上)；各種各樣之射出成型玻璃器物。
．家俱及家俱配件如：桌子、椅子、扶手及桌面；包裝部件如：罐子或瓶子之蓋子或帽蓋(例如：用於飲料或香水)、噴霧器或管件，以及罐子或瓶子本身。
依本發明製造之塑膠構件之特點如前述，是在於：該外露部件1係藉射出成型製成且呈現具有一外露面2及與其相背向之模芯面3設有至少一個射料口或射料點6，藉此，該塑膠構件之功能部件10乃藉射出成型成型在事先已硬化之外露部件1之模芯面3上之事實。依本發明製成之所有塑膠構件最後能展現具有均一厚層之外露部件1，且此外露部件1之相反側則呈現一個射料口或射料點6。此射料口可取為料柱4狀，而可於成型功能部件10之第二射出成型操作時模鑄成型在其上或周圍。在使用共用外露半模30之情況下，也可以不形成此料柱4，或在進入第二射出成型步驟之前將該料柱4除去。
功能部件10之特點為，該等部件上形成有例如：螺紋、按式扣鉤、彈簧、栓銷或墊腳如鈕頭或突柱等固定元件形式之功能元件11。該等部件上也可包含例如：肋條或突條等補強元件及/或如邊唇密封件之封閉元件。功能部件10也包括下切部及穿透部。大多情況，功能部件10及功能元件(固定元件)11在最終產品下皆不曝露於外或可看見。
特別之功能元件(固定元件)11，最好是配置在功能部件10之背面側，其係可將包含外露部件1及功能部件10之整個塑膠配件之振幅最高處之諧振頻率轉移或衰減。類此塑膠配件之振動反應可在電腦之設計階段早期模擬求得，並且如此可予以最佳化。此可應用於汽車外罩殼如：擋泥板、引擎蓋、伸縮式車頂、可開式車頂、行李箱蓋及其類似物，這些罩殼在使用中容易因振動及/或氣流而受到動應力，且反應不同於如金屬之其他材料製成之汽車配件之效果。
塑膠製功能元件11也可包含如：螺栓或彈簧之金屬部件，此部件係在射出成型操作之前嵌入(埋置)在第二射出成型模具25內，或在射出成型之後嵌入功能部件10內。
依本發明之塑膠構件基本上可呈現一個或多個外露部件1及可由二個或更多個零件結合而成，此種構件可包含一個或多個功能部件10，此外，其他元件如：緩衝墊、密封墊及絕緣墊也可附加或配置，特別是泡沫成型、硫化成型或射出成型在功能部件10上，尤其是面向外露部件1之背面側。
使用本發明之射出成型方法，表示可製造具有高光澤表面之外露部件1之塑膠構件，且由於添加效應顏料之結果，可產生金屬化、干擾色、珍珠色或乳白色效果，同時，可免於產生分層現象、顏料結塊、流痕、織紋(波紋)、分枝斷層、不清晰之影像及接縫。
依本發明之方法也可應用於同模壓型，此方法為習知，係一種射出成型方法之特別方式，經由此同模壓型可進一步改善表面品質及精確複製依本發明射出成型方法製造之塑膠構件中之外露部件1。
1．．．外露部件
2．．．外露面
3．．．模芯面
4．．．突柱(料柱)
5．．．噴射嘴
6．．．射料口(射料點)
10．．．功能部件
11．．．功能元件(固定元件)
20．．．第一模具組
21．．．第一模穴
22．．．第一外露半模
23．．．第一芯半模
24．．．分模線(分模面)
25．．．第二模具組
26．．．承納半模
27．．．第二芯模
28．．．第二模穴
30．．．共用外露半模
31．．．軸心線
第1圖表示實施本發明射出成型方法之一實施例之模具剖視圖，顯示具有由第一或共用外露半模與第一芯半模所圍成之第一模穴之第一射出成型模具閉合狀態之剖面。
第2圖表示實施本發明射出成型方法之一實施例之模具剖視圖，顯示具有內部已有外露部件之承納半模或共用外露半模與第二芯半模所圍成之第二模穴之第二射出成型模具閉合狀態之剖面。
1．．．外露部件
2．．．外露面
3．．．模芯面
4．．．突柱(料柱)
5．．．噴射嘴
6．．．射料口(射料點)
10．．．功能部件
11．．．功能元件(固定元件)
20．．．第一模具組
21．．．第一模穴
22．．．第一外露半模
23．．．第一芯半模
24．．．分模線(分模面)
25．．．第二模具組
26．．．承納半模
27．．．第二芯模
28．．．第二模穴
30．．．共用外露半模
31．．．軸心線

Claims (17)

  1. 一種由熱塑性可加工塑膠成型材料製造塑膠零件之雙層射出成型方法，該塑膠零件具有一截面，由一個外露部件及一個功能部件；其中，該外露部件用塑膠成型材料包含具有附加效果之效應顏料之透明或半透明基材；且其中該射出成型方法包括下列步驟：(a)將該外露部件用之塑膠成型材料射入一具有由第一外露半模及第一芯半模所圍成之第一模穴之第一模具中，以成型並硬化成為一個具有一曝露面及在其反面之一模芯面之外露部件；(b)沿著分模線將第一外露半模從第一芯半模移開，而打開第一模具；(c)關閉在由已承納外露部件之承納半模與第二核芯半模所圍成之第二模穴中已置有該外露部件之第二模具；(d)將功能部件用塑膠成型材料射入該外露部件之模芯面上，以成型並硬化成為疊層在該外露部件上之功能部件，使該二部件間產生複合黏著而牢固接合為一體；及(e)打開該第二模具並排出該完成之塑膠零件；其特徵在於：該承納半模係與該第一外露半模不同，藉此，該外露部件乃於依步驟a)之第一射出成型操作之後，自該第一外露半模中取出，然後嵌入承納半模內，以進行依步驟d)之第二射出成型操作；其中，對該每一外露部件，為避免發生如流痕(波紋)及/或皺紋等不良現象，係使用單一噴射嘴設置於能最佳化材料流動之位置，或使用至少二個噴射嘴於串級射出成型方法中，以進行射出成型操作；且其中該用來成型外露部件之塑膠成型材料，包含至少一種透明聚合物，係選自包括脂肪族、環脂族及/或芳香族單體之聚醯胺；而該聚醯胺係選自包含PA MACM 12,PA PACM 12, PA 12/MACMI，及PA MACM/PACM 12，及此等聚醯胺之混合物或摻合物；以及其中該外露部件係製成實質上具有均一之層壁厚度，且該厚度比支撐及穩定該外露部件之功能部件薄。
  2. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該從第一外露半模移出後嵌入承納半模內之動作係藉由抓住至少一個留置於該外露部件之料柱來達成。
  3. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該外露部件於嵌插入承納半模內時係藉由至少一個留置於該外露部件之料柱取得重心平衡。
  4. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該功能部件對於該外露部件展現不同之物理或化學特性。
  5. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該效應顏料係經預先混合成為彩色濃縮料及做為母體混合物或液體分散劑供入射出成型螺旋之送料器中，或藉混合以製成適當之塑膠粉粒後將此粉粒使用於射出成型機。
  6. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該效應顏料係選自包括：金屬顏料，特別是無染色或染色鋁細片或鋁或金銅顏料，干擾色顏料、珍珠粉顏料、礦石雲母片及其混合顏料之群。
  7. 依請求項6之雙層射出成型方法，其中該金屬顏料係選自：包括無染色及消色之鋁片，及鋁與金銅顏料之群。
  8. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該使用於外露部件之塑膠成型材料中係添加有至少一種選自：UV安定劑、UV吸收劑及其混合物之添加劑。
  9. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該外露部件之射出成型係使用同模壓型。
  10. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該使用於功能部件之塑膠成型材料包含至少一種可射出成型之聚合物，其係選自：包含聚醯胺、聚酯、聚烯、聚碳酸酯、熱塑性彈性材料、 苯乙烯嵌段共聚物、矽氧樹脂、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、PVC(聚氯乙烯)及其混合物或其回收再生產品之聚合物群。
  11. 依請求項10之雙層射出成型方法，其中該使用於功能部件之塑膠成型材料包含至少一種可射出成型之聚合物，其係選自上述聚合物或混合物之群，其中至少一種混合之成分係能與外露部件反應而成為複合黏接。
  12. 依請求項10之雙層射出成型方法，其中該使用於功能部件之塑膠成型材料包含一種聚合物，該聚合物係與使用於外露部件之成型材料所含聚合物相同。
  13. 依請求項1之雙層射出成型方法，其中該材料及/或使用於外露部件之塑膠成型材料中係添加有粘性改良劑，以改善該功能部件與外露部件間之複合粘性。
  14. 依請求項1至13中任一項之雙層射出成型方法，其係用以製造電氣、電子、電信、保全、醫療、家庭或個人健康裝置之外殼、外殼部件及/或其他配件。
  15. 依請求項1至13中任一項之雙層射出成型方法，其係用以製造運動及/或休閒裝備、時尚配件、玩具或這些裝備之零組件。
  16. 依請求項1至13中任一項之雙層射出成型方法，其係用以製造建築物、交通道路或車輛用之設計及/或嵌板元件。
  17. 依請求項1至13中任一項之雙層射出成型方法，其係用以製造光學補助器材、玻璃器物、家俱及/或包裝部件。
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