專利名稱：具有剛性區(qū)和活節(jié)區(qū)的塑料注塑部件及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種塑料注塑部件及其應(yīng)用，該部件具有至少一個(gè)剛性區(qū)以及至少一個(gè)有彈性的柔性活節(jié)區(qū)，該活節(jié)區(qū)可以是彎曲活節(jié)區(qū)和/或扭轉(zhuǎn)活節(jié)區(qū)。作為實(shí)例是具有兩個(gè)剛性操作桿和連接這兩個(gè)操作桿的柔性段的鉗形工具，其中該操作桿各自構(gòu)成剛性區(qū)，并且該柔性段構(gòu)成在彎曲時(shí)加載的活節(jié)區(qū)。
因此在本發(fā)明中的術(shù)語剛性區(qū)應(yīng)意指該注塑部件的可明確界定的其形狀特別重要的區(qū)。在該注塑部件按規(guī)定使用時(shí)以及在該注塑部件上加以預(yù)計(jì)的力時(shí)其形狀應(yīng)基本上保持不變，這是由于該區(qū)有一定的剛性。與此相反，該活節(jié)區(qū)按規(guī)定應(yīng)允許該注塑部件變形。在本發(fā)明中應(yīng)在該注塑部件的可明確界定的區(qū)域可設(shè)置活節(jié)區(qū)，并且在該注塑部件按規(guī)定使用和其設(shè)計(jì)的使用期限中該活節(jié)區(qū)應(yīng)有足夠高的所需活動次數(shù)。
背景技術(shù)：
由DE 40 01 135 A1已知一種用于拆除鹵素?zé)舻囊砸惑w化制備塑料注塑部件的前述類的夾鉗。FR 2 815 238 A1也示出一種具有兩抓臂和一個(gè)柔性彎曲活節(jié)段的作為炊具的夾鉗，其用可插入的端塊相裝配。US4,092,776 A1描述了一種基本上類似構(gòu)成的切削工具，該切削工具在其兩切削臂的自由端還配有金屬刀片。在所有這類結(jié)構(gòu)形式中，該注塑部件均由具有一致材料特性的單一塑料材料制成。該抓臂或切削臂所需的相對剛性和連接該抓臂或切削臂的彎曲活節(jié)區(qū)所需的相對柔性僅通過各區(qū)截面的合適形狀來確保。
可由多個(gè)不同塑料成分制備注塑部件的注塑方法是已知的。
在這方面首先要提到兩步法，該法中，在第一步中由第一塑料材料注塑的部件被送入第二步中的第二成型腔中，并由第二塑料材料注塑或注塑包封。如果成型腔可經(jīng)滑板擴(kuò)展，則該制備也可在同一成型腔中進(jìn)行。該兩成分的連接大多是不太可承載的。作為這類所制備的注塑部件的實(shí)例可提及牙刷，其手柄用軟性的適于手拿的材料部分注塑包封。
此外還已知多成分注塑工藝，該工藝中至少兩個(gè)塑料成分在單一的過程中以空間或時(shí)間相錯(cuò)開地在同一注塑模具(腔)中注塑，如在DE 19722 551 A1中所描述的。
如果該塑料成分從不同的注入點(diǎn)同時(shí)注入到同一成型腔中，則稱為雙注射。這時(shí)該兩個(gè)熔體狀的成分在成型腔中的相遇處會形成接縫。該接縫通常引起注塑部件的某些弱化，關(guān)于這點(diǎn)本領(lǐng)域技術(shù)人員例如可從F.Johannaber，W.MichaeliHandbuch Spritzgiessen，Carl HanserVerlag，Muenchen 2002，第367頁中段了解。因此在設(shè)計(jì)注塑形狀時(shí)通常要將該接縫置于該注塑部件不承載的區(qū)域。
如果該塑料成分(熔體)從相同的注入點(diǎn)在時(shí)間上呈先后地注成一個(gè)相同的形狀，則稱為共注射。這時(shí)由于流動工藝以及冷卻工藝的原因，該首先注入的塑料成分會出現(xiàn)在注塑模具的壁上，并由此處于該注塑部件的表面上。因此在該方法中通常形成具有芯體和外層的部件。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種開頭所述的塑料注塑部件，由于該塑料注塑部件的形成以及其應(yīng)用的材料依制備工藝而定，因此其還具有應(yīng)用上的優(yōu)點(diǎn)。
在一種具有至少一個(gè)剛性區(qū)以及至少一個(gè)彈性的柔性活節(jié)區(qū)的塑料注塑部件情況下，該目的是通過權(quán)利要求1中的特征實(shí)現(xiàn)的。
由此本發(fā)明的塑料注塑部件的特征在于，該部件是在單一的腔中經(jīng)剛性區(qū)的至少一個(gè)注入點(diǎn)共注入的不同塑料成分制備的，其中僅一種成分超出剛性區(qū)并形成活節(jié)區(qū)。
在最簡單的情況下，在制備該塑料注塑部件時(shí)該腔保持不變，但在本發(fā)明中，也可應(yīng)用具有滑扳的可擴(kuò)展的腔，例如應(yīng)用具有副腔的氣體內(nèi)壓方法。
本發(fā)明中術(shù)語”共注射的”、”共注射”或”共注射方法”不僅應(yīng)意指那些已知的含義較窄的共注射，如F.Johannaber，W.MichaeliHandbuch Spritzgiessen，Carl Hanser Verlag，Muenchen 2002，第490頁Bild 6.64，和第505頁上部中所提及的，而共注射在此還應(yīng)意指將兩個(gè)或多個(gè)塑料成分相繼通過噴嘴或注入點(diǎn)注入的同類方法或等效方法。在這方面應(yīng)提及如DE 39 32 416 A1所描述的單夾層方法。
通過本發(fā)明可使用上述的共注射方法以新的方式用于制備具有剛性區(qū)和活節(jié)區(qū)的部件。由僅所用的塑料成分之一注入如此多的量，以致其完全可達(dá)到和充滿注塑模中待制備部件的活節(jié)區(qū)范圍。相反該至少另一塑料成分在量上如此定量，以使其保留在設(shè)置有注入點(diǎn)的剛性區(qū)范圍。由此僅在剛性區(qū)范圍內(nèi)形成芯體殼結(jié)構(gòu)，而該活節(jié)區(qū)僅由一種經(jīng)剛性區(qū)流出的塑料成分形成。當(dāng)然經(jīng)合適選用材料可達(dá)到改進(jìn)活節(jié)區(qū)的柔性和提高剛性區(qū)的剛性。
也可通過選用或調(diào)節(jié)各種塑料成分在熔融態(tài)的粘度來影響和控制各塑料成分深入到或不深入到活節(jié)區(qū)范圍中和形成均勻濃度的芯體殼結(jié)構(gòu)。適于形成外層的塑料成分宜選用比形成芯體的成分有較小的熔體粘度的那種成分。
按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案，形成活節(jié)區(qū)的塑料成分先注入，緊接其后注入至少另一種成分。形成活節(jié)區(qū)的塑料成分在剛性區(qū)中形成外層，與此相反，其余的塑料成分形成增硬的芯體。因?yàn)樵谶@種情況下，該注塑部件的整個(gè)表面由用于活節(jié)區(qū)的材料所決定，所以其余成分的選擇無需考慮其表面特性。這可優(yōu)選使用纖維增強(qiáng)塑料或無機(jī)增強(qiáng)塑料。
在該實(shí)施方案中，依工藝條件在成品部件中該剛性區(qū)中的增硬芯體向活節(jié)區(qū)逐漸變細(xì)。這可實(shí)現(xiàn)在剛性區(qū)和活節(jié)區(qū)之間在彎曲剛性和應(yīng)力方面有利于承載的連續(xù)過渡。這降低了臨界應(yīng)力峰值。
在另一實(shí)施方案中，在至少另一塑料成分注入后再注入形成活節(jié)區(qū)的塑料成分，以使其位于該剛性區(qū)的內(nèi)部，并例如形成該剛性區(qū)的較軟的芯體。該首先注入的塑料成分形成該剛性區(qū)的更加剛性的外層。為實(shí)現(xiàn)這種結(jié)構(gòu)，其后注入的塑料成分為了能深入活節(jié)區(qū)必需穿通先注入的塑料成分。
在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，該剛性區(qū)形成為桿形，在該注塑部件按規(guī)定使用時(shí)在該桿施加力而不會發(fā)生該剛性區(qū)的有損于功能的變形。
適于形成活節(jié)區(qū)的塑料成分是熱塑性彈性體、聚酰胺、聚醚酰胺、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯以及離聚物。這里聚酰胺為均聚酰胺、共聚酰胺以及均聚酰胺和/或共聚酰胺的混合物的總稱。
優(yōu)選的聚酰胺是聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6、聚酰胺66、部分芳基化的聚酰胺以及含環(huán)脂族單體結(jié)構(gòu)單元的聚酰胺如聚酰胺PACM 12和聚酰胺MACM 12以及這些塑料的相互混合物。術(shù)語表可參閱S.SchaafPolyamide，Werkstoffe fuer die High-Technologie und das moderneLeben，Verlag moderne Industrie，Landsberg 1997。
特別優(yōu)選是聚酰胺MACM 12，其是透明的聚酰胺，其可以從EMS-CHEMIE AG，CH-7013 Domat/Ems以商品名GrilamidTR 90得到。
作為剛性區(qū)的塑料成分可考慮聚亞丁基對苯二酸酯或通常也用聚酰胺。優(yōu)選是塑料纖維增強(qiáng)的或無機(jī)物增強(qiáng)的。特別優(yōu)選是材料GrivoryGV，即一種由聚酰胺66和聚酰胺6I/6T組成的玻璃纖維增強(qiáng)混合物，其可以從EMS-CHEMIE AG，CH-7013Domat/Ems得到。
當(dāng)然所有所述的聚酰胺均可含通常的助劑、填料和添加劑，如染料、穩(wěn)定劑、韌性改性劑、粘附改性劑、軟化劑、顏料等。
在開頭對現(xiàn)有技術(shù)所提及的部件中，如夾鉗在其活節(jié)區(qū)的兩側(cè)均設(shè)有剛性區(qū)，并且該兩剛性區(qū)通過該活節(jié)區(qū)可動地相互連接。
按本發(fā)明，這類注塑部件可按上述定義的雙注射法通過在兩剛性區(qū)范圍的各至少一個(gè)注入點(diǎn)同時(shí)注射來制備。但可在至少一個(gè)注入點(diǎn)處進(jìn)行共注射。優(yōu)選在每一注入點(diǎn)處共注射不同的塑料成分，以使例如在夾鉗情況下為兩抓臂提供增強(qiáng)的芯體。
如上所述，通過從多個(gè)注入點(diǎn)的同時(shí)注塑不可避免地會產(chǎn)生接縫。但意外地發(fā)現(xiàn)，在適當(dāng)選用適于活節(jié)區(qū)的材料的情況下，如特別是已提到過的聚酰胺MACM 12可使該接縫處于該區(qū)中間而不會出現(xiàn)該區(qū)值得注意的弱化問題，這在制作對稱部件時(shí)特別有利。
在本發(fā)明中優(yōu)選是，該形成活節(jié)區(qū)的塑料成分比其余塑料成分的至少一種更具彎曲軟性，并其拉伸-E-模量宜小于4000MPa，優(yōu)選小于2500Mpa，尤其約為1600MPa。后者適于材料即聚酰胺MACM 12。相反，其余塑料成分的至少一種的拉伸-E-模量應(yīng)大于4000MPa，優(yōu)選大于8000MPa和/或是纖維增強(qiáng)的和/或是無機(jī)物增強(qiáng)的。這也適于作為實(shí)例提及的剛性區(qū)的塑料成分。在各種情況下適于剛性區(qū)的材料比適于柔性區(qū)的材料有較高的拉伸-E-模量。
如開頭所提及的，鑒于該注塑部件的使用目的，該形成活節(jié)區(qū)的塑料成分應(yīng)具有足夠的交變彎曲強(qiáng)度。在所有聚酰胺中，該已提及的材料即聚酰胺MACM 12具有優(yōu)異的交變彎曲強(qiáng)度。
本發(fā)明的主題還在于在權(quán)利要求17和18中所給出的應(yīng)用。


本發(fā)明將以下列實(shí)施例及附圖進(jìn)行詳述。
圖1以兩視圖示出本發(fā)明的具有單側(cè)封閉的彎曲活節(jié)的桿形注塑部件，其例如可用作門把手或自行車制動桿，在a)中示出還在注塑模具中的截面圖，在b)中僅示出側(cè)視圖；圖2以兩視圖示出本發(fā)明的注塑部件的另一實(shí)施方案，其構(gòu)成具有成整體的把手盤的門把手，其特別用于車門，也可用于房門或住戶門；圖3的a)中以立體圖示出本發(fā)明的呈單側(cè)有彎曲活節(jié)的蓋板的注塑部件，在b)中構(gòu)成管體系中的密封蓋板；圖4的a)和b)各以立體圖示出眼鏡，本發(fā)明的注塑部件構(gòu)成其框架，并且其中該兩個(gè)眼鏡腿是一起注塑的，并通過根據(jù)本發(fā)明的彎曲活節(jié)區(qū)與前面形狀穩(wěn)定的框架部件呈活動連接，方案a)僅增強(qiáng)前面的框架，方案b)還從兩端部增強(qiáng)了眼鏡腿。
圖5示出本發(fā)明的各為雙桿形的具有兩剛性區(qū)的注塑部件，該兩剛性區(qū)經(jīng)柔性的彈性的活節(jié)區(qū)相互連接，其中該部件圖是5a)是鉗類工具50a，其具有兩個(gè)形狀穩(wěn)定的操作把手，原理上可以是鉗子也可以是鑷子，
5b)是根據(jù)本發(fā)明的核桃鉗50b的外形略圖，5c)是具有彎由活節(jié)和/或扭轉(zhuǎn)活節(jié)的拉長的雙桿50c；圖6示出本發(fā)明的呈牙刷形的注塑部件，該牙刷具有形狀穩(wěn)定的刷頭、形狀穩(wěn)定的把手和連接該兩構(gòu)件的柔性頸區(qū)；圖7以截面圖示出還在注塑模具中的具有剛性區(qū)和活節(jié)區(qū)的注塑部件，在該部件中形成活節(jié)區(qū)的塑料成分內(nèi)置于剛性區(qū)中，另一種塑料成分形成該剛性區(qū)的硬的外層；圖8以截面圖示出還在注塑模具中的具有剛性區(qū)和活節(jié)區(qū)的注塑部件，在該部件中該剛性區(qū)通過三種塑料成分形成。
具體實(shí)施例方式
圖1的注塑部件是例如具有手柄11作為剛性區(qū)的門把手10，在手柄的一端具有彎曲活節(jié)區(qū)12，另一固定構(gòu)件13連接其上。利用該固定構(gòu)件13可將門把手10與門(未示出)牢固相連。借助于彎曲活節(jié)區(qū)12，用作桿臂的手柄11可相對于固定區(qū)13并由此相對于門活動，并且例如利用成形于其另一端的鉤子14松開門鎖(未示出)的閉鎖裝置。在作為自行車制動桿使用時(shí)，當(dāng)然可以去除鉤子14。另一方面，在這種情況下該制動桿的固定構(gòu)件13可直接作為把手形成在自行車車把上，在另一方案中甚至用作注塑的喇叭(喇叭車把)。
門把手10是通過兩種不同的塑料成分15和16從以箭頭指示的注入點(diǎn)1共注射而制備的，將在圖1中以淺色表示的塑料成分15作為第一成分和在圖1中以深色表示的塑料成分16作為第二成分注入模具中。該兩塑料成分交錯(cuò)就位，首先注入的塑料成分15位于外部，而其后注入的塑料成分16位于內(nèi)部。為便于理解圖1b)，例如可假定該外部的塑料成分15是透明的，而該內(nèi)部的塑料成分16是不透明的或至少與外部15呈不同顏色，以使在外部15也能看清內(nèi)部的塑料成分16。在實(shí)際中當(dāng)然不會是這種情況。如果將透明的塑料如優(yōu)選的聚酰胺MACM 12用作外部的塑料成分15，則在使用效果顏料如珠母光澤顏料或金屬顏料時(shí)特別可達(dá)到有三維立體效應(yīng)的裝飾性特殊效果。最簡單的方法是將這些顏料作為直接用于該塑料成分的液態(tài)分散顏料劑加到注塑擠出機(jī)的加料中。相應(yīng)敘述也適用于后面所述的實(shí)施例，在那里不再指出這種情況。
按前所述，由注入點(diǎn)可看出，該塑料成分15覆蓋了門把手10(或自行車制動桿或其它桿)的全部表面。在注塑時(shí)該兩種塑料成分的注入條件以及量的比例和粘度的選定要使僅首先注入的塑料成分15可在注塑模具中經(jīng)手柄11的區(qū)域向外推進(jìn)到彎曲活節(jié)12的區(qū)域和固定構(gòu)件13的區(qū)域。相反，該其后注入的塑料成分16不可經(jīng)手柄區(qū)域向外推進(jìn)，而向著彎曲活節(jié)12的方向以其縮小的截面流動。由此僅手柄11由兩種塑料成分形成。
鑒于圖1的門把手10的制備方法和使用目的，對塑料成分15宜選用這樣的塑料成分，即該塑料成分15以熔融態(tài)注射時(shí)的粘度要小于塑料成分16的粘度；鑒于彎曲活節(jié)區(qū)12，該塑料成分15要具有足夠高的交變彎曲強(qiáng)度；并且作為門把手10的表面層該塑料成分15要產(chǎn)生光滑的令人觸摸舒適的感覺。對此已提到過的產(chǎn)品聚酰胺MACM 12是特別合適的。與此相反，對塑料成分16宜選用這樣的塑料成分，即該塑料成分16以熔融態(tài)注射時(shí)具有較高的粘度；并且鑒于該手柄11要有足夠高的剛性和強(qiáng)度，在固化態(tài)時(shí)該塑料成分16要有高的彎曲剛度和強(qiáng)度。該塑料成分16特別是一種纖維增強(qiáng)物料，需要時(shí)還由再生材料組成。對此已提到過的產(chǎn)品GrivoryGV即由聚酰胺66和聚酰胺6I/6T組成的玻璃纖維增強(qiáng)的混合物是特別合適的。該所提及的產(chǎn)品也可應(yīng)用于后面所述的注塑部件。此外該塑料成分16作為芯體材料也可以是發(fā)泡的。
圖2以具有作為剛性區(qū)的手柄21和集成設(shè)置的把手盤24的門把手20表明，本發(fā)明也可有利地用于復(fù)雜構(gòu)形部件中。連接把手盤24和手柄21的彎曲活節(jié)區(qū)以22表示。
圖3的a)以剖視圖示出本發(fā)明的另一注塑部件，其是具有作為剛性區(qū)的蓋31、成形于蓋上的彎曲活節(jié)區(qū)32以及固定構(gòu)件33的密封蓋板30。該蓋31由兩種塑料成分35和36制成，在蓋31中其外部的塑料成分35也形成彎曲活節(jié)區(qū)32以及固定構(gòu)件33。鑒于該基本結(jié)構(gòu)與圖1的門把手相一致，而只是將蓋板看成平面桿而已。圖3的b)示出裝配在管體系37中的密封蓋板30，其中固定構(gòu)件33固定在管壁中，該蓋按單向閥或單向止回閥方式密封管口。
圖4a以眼鏡框架40示出本發(fā)明完全不同的另一種注塑部件，其具有兩個(gè)彎曲活節(jié)區(qū)。在該眼鏡框架40中，該兩條眼鏡腿41和42是一起注塑的，并且經(jīng)本發(fā)明的彎曲活節(jié)區(qū)43和44各與前部作為剛性區(qū)的用于保持鏡片的框架構(gòu)件45呈可動連接，以致取消了用于固定該眼鏡腿的原來常用的機(jī)械絞鏈。在戴這種眼鏡時(shí)，該眼鏡腿對頭部只有輕柔舒適的壓力，另一方面為了縮小眼鏡盒的空間，該眼鏡腿可完全向內(nèi)平放。該眼鏡框架40是通過兩種不同的塑料成分47和48從箭頭所示的在眼鏡鼻架上的注入點(diǎn)1共注射制成，其中以淺色表示的塑料成分47首先注入模具中，以深色表示的塑料成分48其后注入模具中。該塑料成分47形成框架構(gòu)件45的外包層、兩條眼鏡腿41和42以及兩個(gè)彎曲活節(jié)區(qū)43和44。與此相反，該塑料成分48僅形成該框架構(gòu)件45的增強(qiáng)芯體。此外鏡片通過合適的方法裝入框架構(gòu)件45中，最好是采用夾片技術(shù)。另外也可將由透明塑料組成的鏡片或透鏡直接注塑在框架構(gòu)件45上。已提及過的聚酰胺MACM 12特別適合于此，該材料從適于光學(xué)應(yīng)用的EMS-Chemie AG，CH-7012Domat-Ems以商品名GrilamidTR 90出售。
該整體性的眼鏡框架40的擴(kuò)展方案示于圖4b)。其中該兩條眼鏡腿41和42從端部起增強(qiáng)，這是通過從兩個(gè)另外的在端部的注入點(diǎn)1的共注射實(shí)現(xiàn)的。
圖5a)示出一種鉗形工具50a，即一種適于本發(fā)明的注塑部件的原理性實(shí)施方案，其活節(jié)區(qū)的兩側(cè)有兩個(gè)通過該活節(jié)區(qū)可動相連的剛性區(qū)。該鉗形工具50a設(shè)計(jì)成手動工具，其具有兩個(gè)形狀穩(wěn)定的操作把手51和52，該把手經(jīng)彈性的柔性彎曲活節(jié)區(qū)53相互連接。
該鉗形工具50a是通過在每個(gè)操作把手51和52的自由端的各注入點(diǎn)同時(shí)注射而制備的，如同前述實(shí)施例，在該兩個(gè)由箭頭所示的各個(gè)注入點(diǎn)1處共注射兩種不同的塑料成分55和56。該制備方法可相應(yīng)稱為兩種方法即雙注射和共注射的組合法。首先注入塑料成分55，由其形成該鉗形工具50a的表面以及彎曲活節(jié)區(qū)53。其后注入的塑料成分56形成在兩操作把手51和52中的各增強(qiáng)芯體。
通過從兩注入點(diǎn)1的同時(shí)注射，在鉗形工具50a中的經(jīng)兩注入點(diǎn)注射的熔體在成型腔中相遇的地方不可避免地產(chǎn)生接縫。由于對稱的原因，在鉗形工具50a中以標(biāo)號57表示的接縫位于活節(jié)區(qū)53中。如上所述，盡管接縫通常形成注塑部件的薄弱環(huán)節(jié)，但是在應(yīng)用已多次提及的產(chǎn)品聚酰胺MACM 12作為首先注入的塑料成分55的情況下意外地發(fā)現(xiàn)，在接縫的區(qū)域未出現(xiàn)明顯的薄弱化現(xiàn)象，并且甚至該接縫可位于以拉伸和彎曲產(chǎn)生高承載的彎曲活節(jié)區(qū)的中間也無機(jī)械上的缺陷。
圖5a)所示的鉗形工具50a是各種各樣的手工工具如鑷子、筷子(比通常的分離的筷子更易抓握)、廚房用餐具鉗、大蒜壓碎器、螺紋蓋罐頭的開罐器、用于切削或固緊(各種夾鉗)的加工工具或也可用作運(yùn)動設(shè)備(如作為握力器)。對鑷子類手工工具，該兩腿的內(nèi)側(cè)當(dāng)然必需比圖5a所示的要更細(xì)長，由此在壓合時(shí)該兩操作把手不會在柔性區(qū)附近而剛好在端部相觸及。
本發(fā)明的鉗子的一種特殊實(shí)施方案是核桃鉗50b。在圖5b)中給出了該鉗的外形略圖，其中注意到工效設(shè)計(jì)原理，并同時(shí)以其雅致的美感引人注目。如在原來通常的核桃鉗情況下，該操作把手51和52在其連接于活節(jié)區(qū)的范圍設(shè)置有用于接納和破碎核挑的構(gòu)形54。當(dāng)然，由于核桃的眾所周知的硬度，該兩條操作把手需具有高的韌性及強(qiáng)度。
圖5c)中示出拉長的雙桿50c。該相應(yīng)的活節(jié)區(qū)58可按本發(fā)明呈彎曲活節(jié)和扭轉(zhuǎn)活節(jié)?？稍O(shè)想將這類部件(作為植入物或假肢)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。
圖6示出牙刷60，其為根據(jù)本發(fā)明的扁長型雙桿在個(gè)人衛(wèi)生領(lǐng)域的實(shí)例，其中活節(jié)區(qū)的兩側(cè)存在通過該活節(jié)區(qū)呈可動相連的兩剛性區(qū)。該剛性區(qū)之一形成把手61，另一剛性區(qū)形成牙刷頭62。該兩剛性區(qū)經(jīng)柔性頸區(qū)63相連接。該注塑部件也通過雙注射和共注射兩種不同的塑料成分65和66制成，其中該塑料成分65形成牙刷60的外層和柔性頸區(qū)，該塑料成分66分別形成把手61和牙刷頭62中的增強(qiáng)芯體。
圖7示出還在注塑模具腔中的具有剛性區(qū)和活節(jié)區(qū)的注塑部件70，其中形成活節(jié)區(qū)72的塑料成分75內(nèi)置于剛性區(qū)71中，另一塑料成分76形成剛性區(qū)71的硬外層。以上可在制備工藝中如此實(shí)現(xiàn)，即首先將塑料成分76注入成型腔中，緊接著注入塑料成分75。該接著注入的塑料成分75必需穿通先注入的塑料成分76以能推進(jìn)到活節(jié)區(qū)72中。
圖8示出在注塑模具中的具有剛性區(qū)81和活節(jié)區(qū)82的另一種注塑部件80的實(shí)施方案，其中該剛性區(qū)81通過三個(gè)塑料成分85、86和87形成，其以86、85和87的順序注射。產(chǎn)生一種在剛性區(qū)81中含有附加增強(qiáng)芯體的圖7的結(jié)構(gòu)。
從上述實(shí)施例可看出，本發(fā)明可應(yīng)用于大量不同的物品。還可看出，該剛性區(qū)是可承載彎曲和/或扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的部件，如在其上按用途加力的桿臂等。在本發(fā)明的實(shí)施方案中，對承載中等應(yīng)力的部件如卡鉤或夾子(如在圓珠筆上的夾子)也有使用優(yōu)點(diǎn)。最后從這些實(shí)施例還可看出，該活節(jié)區(qū)按用途，至少基本上是獨(dú)立地和與其它功能區(qū)可分界而形成的該注塑部件的耐交變彎曲和耐扭轉(zhuǎn)的區(qū)，該區(qū)不僅形成另一功能區(qū)的可能擴(kuò)展或這種區(qū)的整體部件，而且還適于機(jī)械的活節(jié)彈簧功能，通常該功能是通過多部件的機(jī)械活節(jié)或具有分立的復(fù)位彈簧的鉸鏈實(shí)現(xiàn)的。
與通常的機(jī)械解決方案相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)無不可達(dá)角的鉸鏈、無潤滑劑、無沉積，由此可易于凈化(也適于衛(wèi)生要求)、此外，在整個(gè)相當(dāng)長的使用壽命中不磨損、免維護(hù)和具有恒定的精密度。對戶外應(yīng)用可使用含UV穩(wěn)定劑的塑料(適于外層)。該優(yōu)選的聚酰胺MACM12(GrilamidTR 90)是耐化學(xué)試劑的和耐氣候的(含UV穩(wěn)定劑)。其對洗碗機(jī)穩(wěn)定，并也可適于食品應(yīng)用。
本發(fā)明的注塑部件特別宜于在廚房、家庭、辦公室、工業(yè)、機(jī)動車、自行車、機(jī)械制造和儀器制造、運(yùn)動、業(yè)余活動、食品加工、個(gè)人衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
在本發(fā)明范圍內(nèi)還要說明的是，本發(fā)明的塑料注塑部件需要時(shí)可進(jìn)行后加工。后加工一方面意指與其它塑料粘結(jié)，如通過在同一(但也可是擴(kuò)展的)腔中或在另一腔中進(jìn)行注塑包封或注射。當(dāng)然所有表面精度改進(jìn)如拋光、上漆和鍍金屬均屬后加工。與其它材料的組合也是可以的。
附圖標(biāo)號表注入點(diǎn) 1門把手 10手柄 11彎曲活節(jié)區(qū) 12固定構(gòu)件 13鉤子 14塑料成分 15、16門把手 20手柄 21彎曲活節(jié)區(qū) 22把手盤 24密封蓋板 30蓋 31彎曲活節(jié)區(qū) 32固定構(gòu)件 33塑料成分 35、36管體系 37眼鏡框架 40眼鏡腿 41、42彎曲活節(jié)區(qū) 43、44框架構(gòu)件 45塑料成分 47、48鉗形工具 50a核桃鉗 50b拉長的雙桿 50c操作把手 51、52彎曲活節(jié)區(qū) 53核桃破碎構(gòu)形 54
塑料成分 55，56接縫 57彎曲活節(jié)和/或扭轉(zhuǎn)活節(jié)區(qū)58牙刷 60把手 61牙刷頭 62柔性頸區(qū) 63塑料成分 65，66注塑部件 70剛性區(qū) 71活節(jié)區(qū) 72塑料成分 75，76注塑部件 80剛性區(qū) 81活節(jié)區(qū) 82塑料成分 85，86，8權(quán)利要求
1.一種塑料注塑部件，其具有至少一個(gè)剛性區(qū)以及至少一個(gè)柔性的彈性活節(jié)區(qū)，其特征在于，該部件是在單一的腔中經(jīng)剛性區(qū)范圍的至少一個(gè)注入點(diǎn)共注入不同的塑料成分制備的，其中僅一種成分超出剛性區(qū)并形成活節(jié)區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的注塑部件，其特征在于，形成活節(jié)區(qū)的塑料成分在剛性區(qū)中形成外包層，在該剛性區(qū)的同一注入點(diǎn)共注入的其余塑料成分在該剛性區(qū)中形成增硬芯體。
3.如權(quán)利要求2所述的注塑部件，其特征在于，在該剛性區(qū)中的增硬芯體向活節(jié)區(qū)逐漸變細(xì)。
4.如權(quán)利要求1所述的注塑部件，其特征在于，形成活節(jié)區(qū)的塑料成分位于該剛性區(qū)的內(nèi)部，并且在該剛性區(qū)的同一注入點(diǎn)共注入的其余塑料成分至少之一形成該剛性區(qū)中的剛性外層。
5.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的注塑部件，其特征在于，該剛性區(qū)形成為桿。
6.如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的注塑部件，其特征在于，該活節(jié)區(qū)的兩側(cè)具有通過該活節(jié)區(qū)呈可動相互連接的剛性區(qū)。
7.如權(quán)利要求6所述的注塑部件，其特征在于，該部件通過在兩剛性區(qū)范圍的各至少一個(gè)注入點(diǎn)同時(shí)注射來制備。
8.如權(quán)利要求7所述的注塑部件，其特征在于，在每個(gè)注入點(diǎn)共注入不同的塑料成分。
9.如權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的注塑部件，其特征在于，在活節(jié)區(qū)存在接縫。
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的注塑部件，其特征在于，形成活節(jié)區(qū)的塑料成分彎曲性和/或扭轉(zhuǎn)性比其余塑料成分的至少一種更軟，優(yōu)選軟至少20％，更優(yōu)選軟50％，并且該塑料成分的拉伸-E-模量的絕對值優(yōu)選小于4000MPa，更優(yōu)選約為1600MPa。
11.如權(quán)利要求10所述的注塑部件，其特征在于，其余塑料成分的至少一種的拉伸-E-模量大于4000MPa，優(yōu)選大于8000MPa，和/或是纖維增強(qiáng)的和/或是無機(jī)物增強(qiáng)的。
12.如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的注塑部件，其特征在于，形成活節(jié)區(qū)的塑料成分是熱塑性彈性體和/或選自以下組分聚酰胺、聚醚酰胺、聚酯酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯和離聚物。
13.如權(quán)利要求12所述的注塑部件，其特征在于，形成活節(jié)區(qū)的塑料成分是聚酰胺，其中優(yōu)選是聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺6、聚酰胺66、部分芳基化的聚酰胺、含環(huán)脂族單體結(jié)構(gòu)單元的聚酰胺以及這些塑料的相互混合物。
14.如權(quán)利要求13所述的注塑部件，其特征在于，含環(huán)脂族單體結(jié)構(gòu)單元的聚酰胺是聚酰胺PACM 12、聚酰胺MACM 12或共聚酰胺或這些塑料的混合物，其中優(yōu)選是聚酰胺MACM 12。
15.如權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)所述的注塑部件，其特征在于，另一種不用于構(gòu)成活節(jié)區(qū)的塑料成分是聚對苯二甲酸丁二酯或聚酰胺，其中這些塑料成分優(yōu)選是纖維增強(qiáng)的或無機(jī)物增強(qiáng)的。
16.如權(quán)利要求15所述的注塑部件，其特征在于，該纖維增強(qiáng)的聚酰胺是由聚酰胺66和聚酰胺6I/6T組成的玻璃纖維增強(qiáng)的混合物。
17.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的注塑部件在廚房、家庭、辦公室、工業(yè)、機(jī)動車、自行車、機(jī)械制造和儀器制造、運(yùn)動、業(yè)余活動、食品加工、個(gè)人衛(wèi)生和醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用。
18.如權(quán)利要求1-16中任一項(xiàng)所述的注塑部件在門把手、自行車制動桿、卡鉤、夾子、密封蓋板、眼鏡框架、牙刷、鉗子、鑷子、加工工具、筷子、廚房用餐具鉗、大蒜壓碎器、罐頭的開罐器、夾鉗、核桃鉗、運(yùn)動設(shè)備、植入物或假肢的應(yīng)用。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有至少一個(gè)剛性區(qū)(11)以及至少一個(gè)柔性的彈性活節(jié)區(qū)(12)的塑料注塑部件(10)，其特征在于，該部件是在單一的腔中經(jīng)剛性區(qū)范圍的至少一個(gè)注入點(diǎn)(1)共注入的不同的塑料成分制備的，其中僅一種成分超出剛性區(qū)并形成活節(jié)區(qū)。
文檔編號G02C5/22GK1816437SQ200480018866
公開日2006年8月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者托馬斯·耶爾奇, 克里斯蒂安·克魯澤 申請人:埃姆斯化學(xué)公司