專利名稱：注塑模制的玩具娃娃頭部的制作方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及空心的玩具零件，具體的說，涉及軟質(zhì)空心的玩具娃娃頭部。本發(fā)明還涉及使用熱塑性彈性體制造軟質(zhì)空心的玩具零件的方法，以及用于這些方法的模具。
以往，軟質(zhì)空心的玩具零件或玩具娃娃頭都是采用橡膠乳液或PVC采用空心模制、浸漬模制或者旋轉(zhuǎn)鑄造法制成的，或者采用熱塑性彈性體使用吹塑模制法制成的。然而，這些傳統(tǒng)的方法都不能制造具有可控制的而且精確的壁厚和開口尺寸的空心零件。盡管如此，但是，在過去的半個(gè)世紀(jì)中，由于PVC的柔軟性和易于加工，使用PVC的空心模制和旋轉(zhuǎn)鑄造法一直是主要的制造方法，而且PVC是用來制作帶有頭發(fā)根的單件空心玩具娃娃頭的主要材料。
但是，近十年來，各種研究表明，PVC材料對環(huán)境不利，更重要的是，這種材料還對人的健康有害。其結(jié)果，有些玩具制造廠商已經(jīng)被要求在玩具和洋娃娃中停止使用PVC。因此，需要一種新的材料，這種材料是無害的，而且在用來制造玩具時(shí)不會污染環(huán)境。同樣，還需要一種新的制造具有可控制的和精確的壁厚和開口尺寸的軟質(zhì)玩具零件的工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為以上的需求提供了一種解決方案。本發(fā)明的一個(gè)方面提供了一種用于制造玩具的軟質(zhì)空心部件，例如玩具娃娃頭部的方法。這種方法包括提供可注塑模制的柔性的熱塑性彈性體，并提供一用于上述中空頭部的模具。該模具具有外模部分和內(nèi)部芯子，其中外模部分與內(nèi)部芯子間隔開，以便確定出一形狀為將要成形的該中空頭部的腔。將熱塑性彈性體注塑入該腔內(nèi)，以形成中空的頭部。該頭部具有一用于取出該內(nèi)部芯子的開口，但芯子的尺寸大于該芯子必須從開口取出的該開口的尺寸。在頭部注塑成后，打開外模部分，將頭部和內(nèi)部芯子取出，并隨后通過頭部中的開口，從頭部中取出內(nèi)部芯子。
優(yōu)選的是，這種方法都采用非PVC的熱塑性彈性體。具體的說，優(yōu)選地采用Shell Chemical Co.以KRATON名稱出售的一組柔性的熱塑性彈性體，其名稱分別為S-B-S(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)、S-I-S(苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯)和S-EB-S(苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯)，這是因?yàn)樗膹椥?、?qiáng)度和耐用性，以及能夠涂刷并滿足用于玩具和洋娃娃等物品的常用的對漆的粘附要求。以KRATON D名稱出售的S-B-S共聚物是更優(yōu)選的彈性體。有報(bào)告稱，這種彈性體不污染環(huán)境，而且對人的健康無害。
本發(fā)明的第二方面是提供一種采用熱塑性彈性體來制造注塑模制的空心物品，例如洋娃娃的頭的模具。這種模具包括外模部分和內(nèi)部芯子組件。該外模部分包括至少兩個(gè)用于包圍內(nèi)部芯子組件的可分離的部分。內(nèi)部芯子組件在外模部分之內(nèi)裝配。內(nèi)部芯子與外模部分間隔開，以確定出一壁厚可變的腔，該腔具有要模制的中空物品的形狀，并且融化的熱塑性彈性體注入其中，以形成中空物品?？招奈锲肪哂锌涨坏男螤?，并且具有一能通過其取出內(nèi)部芯子的開口。內(nèi)部芯子組件的橫斷面尺寸大于在空心物品上的該開口的尺寸，在物品模制成之后，內(nèi)部芯子組件必須能從該開口取出。因此，這種模具用于制造各種具有窄小的開口的空心玩具零件，例如頭部、腳部、手部等等。
本發(fā)明的第三方面是提供一種注塑模制的空心玩具娃娃頭部。這種空心的玩具娃娃頭部用可注塑模制的熱塑性彈性體制成的。在形成這種頭部的注塑模制過程中，該玩具娃娃頭具有一由外部模具的相對的表面所形成的外表面和一由內(nèi)部模具芯子的相對表面所確定的內(nèi)表面。上述空心頭部的內(nèi)表面形成了頭的空心的內(nèi)部，它與頭底部的開口連通。這個(gè)空心的內(nèi)部的空心主尺寸大于該開口的尺寸。
在一個(gè)實(shí)施例中，玩具娃娃頭優(yōu)選地具有一塊從頭頂部突伸的拉動突出部。當(dāng)頭部進(jìn)行注塑模制時(shí)，在兩半模具的連接部位處形成了一分界線。分界線沿著該拉動突出部的側(cè)邊緣、越過耳朵并在頭部的側(cè)面上向下延伸到上述開口。
在另一個(gè)實(shí)施例中，上述玩具娃娃頭做成沒有明顯的分界線。在頭部進(jìn)行注塑模制時(shí)，在兩半模具的連接部位形成了一分界線。分界線在耳朵的上方圍繞著頭的頂部延伸，以成為一連續(xù)的線條。毛發(fā)材料具有足夠的密度在分界線的上和下方植根入玩具娃娃頭部，使得洋娃娃拿在手中相隔以一手臂的長度時(shí)，通常情況下看不見這條分界線。
優(yōu)選的是，本發(fā)明有利地利用了制造軟質(zhì)空心零件和玩具娃娃頭的一模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。如圖1-4所示，可以使用多件可拆卸的和可分離的實(shí)心的內(nèi)部芯子組件來模制軟質(zhì)空心零件，該零件的空心主尺寸顯著大于取出芯子的開口的尺寸。如圖5所示，也可以使用單件的實(shí)心芯子模制軟質(zhì)的空心零件或玩具娃娃頭，它的空心主部分的尺寸大于取出芯子的開口的尺寸。如圖6-8所示，還可以使用帶有蘑菇狀頂出銷的雙重頂出裝置兩件套的實(shí)心芯子結(jié)構(gòu)，以將分界線的位置定在頭的頂部植入頭發(fā)的范圍內(nèi)，以使得對于普通觀察者看不到分界線。如圖8所示，可以在玩具娃娃頭上模制出一拉動突出部，以幫助頭從內(nèi)部芯子上脫出。
本發(fā)明能讓玩具制造商以比傳統(tǒng)的工藝方法具有若干優(yōu)點(diǎn)的工藝方法制造出軟質(zhì)空心玩具部件和玩具娃娃頭。首先，可實(shí)現(xiàn)在特定部位可控制的和精確的壁厚。第二，借助于使用多件套內(nèi)部芯子，實(shí)際上使得空心內(nèi)部與取出芯子的開口之間的凹陷比率沒有限制。第三，可以使用所有種類的能注塑模制的熱塑性彈性體，特別是有利于環(huán)境保護(hù)和無害的材料。
參照附圖閱讀下文中對本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)更加清楚。


圖1是在模具內(nèi)部的玩具娃娃頭的前后方向的截面圖；圖2是沿圖1中模具的B-B線的玩具娃娃頭的截面圖；圖3是沿圖1中模具的C-C線的玩具娃娃頭的截面圖；圖4是圖1中的玩具娃娃頭的變型的截面圖，在頭中保持一模制的物體；圖5是在模具內(nèi)部的玩具娃娃頭的第二實(shí)施例的截面圖；圖6是在模具內(nèi)部的玩具娃娃頭的第三實(shí)施例的截面圖；圖7是圖5中的玩具娃娃頭從下部半模中取出后的截面圖；圖8是圖6中的玩具娃娃頭從芯子中頂出后的截面圖；圖9是玩具娃娃頭的第四實(shí)施例的側(cè)視圖；圖10是圖9中的玩具娃娃頭在頭上植入頭發(fā)后的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
參閱附圖，下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。方向術(shù)語前、后、左、右、頂部、底部、高、寬等等都是指從常規(guī)垂直位置玩具娃娃頭所具有的視角來看而提出的，在本文中用來確定和描述本發(fā)明這些優(yōu)選實(shí)施例的不同的特點(diǎn)。但是，從任何角度來說，這些方向術(shù)語都不是用來限制本發(fā)明的。
還有，本發(fā)明所描述的是玩具娃娃頭的優(yōu)選實(shí)施例。但是，該術(shù)語并不是意味著限于任何特定類型的玩具娃娃頭，并且也不限于人類的特性。在本說明書中所用的術(shù)語“玩具娃娃頭”可以是任何一種玩具、塑像、紀(jì)念品、能活動的機(jī)器人的頭部，以及代表一個(gè)人物，一種尚存的或滅絕的動物，或者甚至是不明來源的虛擬人物，例如外星人，等的類似物的頭部。
圖1、2和3表示本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。圖中描繪了一個(gè)在分成兩部分的注塑模具11中的中空的玩具娃娃頭10。這個(gè)頭是由模具的兩部分之間的空隙所確成的，并借助于把融化的熱塑性彈性體注入上述空隙中模制而成。這個(gè)頭的顯著特點(diǎn)包括頭的面部或前部12，頭的后部13，頭的頂部14，眼窩15，鼻子16，頸部17，頸部開口18，耳朵19，以及分界線20。
兩部分的注塑模具11包括外模部分21和內(nèi)部芯子組件22。外模部分本身是用兩個(gè)半模形成的前半模23和后半模24。之所以稱其為前半模23，是因?yàn)槠浔磺邢鞒梢源_定出了玩具娃娃頭前部12的特征，而所以稱其為后半模24，是因?yàn)槠浔磺邢鞒梢源_定出玩具娃娃頭后部13的特征。這兩個(gè)外部半模23、24在頭部的最寬部分的周圍組拼在一起，并且由于正常的注塑模制工藝過程，在連接部分形成了玩具娃娃頭上的分界線20。
內(nèi)部芯子組件22是由四個(gè)單獨(dú)的實(shí)心芯子部件組成的。芯子組件22包括前中央芯子部分25、后中央芯子部分26、左芯子部分27和右芯子部分28。這些芯子部分(或部件)優(yōu)選為以連鎖的方式保持在一起，以形成玩具娃娃頭的中空的內(nèi)部的內(nèi)部的形狀和表面。組裝后，內(nèi)部芯子組件22具有空心主尺寸29(即芯子組件的最寬的尺寸)，這個(gè)尺寸大于頸部的開口尺寸30。優(yōu)選的是，獨(dú)立的芯子件的主件尺寸31(即芯子部件的最寬尺寸)小于空心主尺寸29。更優(yōu)選的是，這些芯子件的主件尺寸大致與頸部的開口尺寸30大小相同。
從圖1-3可以看出，頭10是在內(nèi)部芯子組件22與外部模具21之間形成的空隙中成形的。這種內(nèi)/外兩部分的模制技術(shù)可用來在頭部的各特定部位形成精確的壁厚。例如，壁厚可以借助于雕刻外模來使其變化，以形成特定的面部特征，例如鼻子16。同樣，也能很容易地控制頸部17周圍的厚度，在頸部的底部形成寬的凸緣32，該凸緣設(shè)置用于把玩具娃娃頭固定安裝在洋娃娃身體(圖中未表示)上。
此外，這種模制技術(shù)的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，它能在頭的任何部位形成開口。例如，圖1示出位于前中央芯子部分25與外半模23接觸處的眼窩15。這樣就封閉了兩部分之間的間隙，不會有融化的熱塑性彈性體流入其中。
進(jìn)一步利用這一特點(diǎn)，可以在內(nèi)模部分和外模部分之間放置可移動的物體，這種物體將在模制時(shí)被熱塑性彈性體蓋住(overmolded)，并固定在成形的玩具娃娃頭上。圖4表示圖1中的玩具娃娃頭的變型。在這種變型中，可以把一個(gè)眼珠33放置在前中央芯子部分25中的支柱34上。芯子組件22和眼珠33都放置在外模21的內(nèi)部。當(dāng)注入融化的熱塑性彈性體時(shí)，它將圍繞著眼珠33流動，并流入眼珠中供選擇用的凹槽35內(nèi)，以形成一保持模(retaining overmold)。當(dāng)從玩具娃娃頭上拆下模具時(shí)，眼珠脫開支柱，并永久地保持在玩具娃娃頭上了。或者，為了保持住眼珠，可以用與制造玩具娃娃頭的彈性體相兼容的材料來制造眼珠，這樣，眼珠表面就會熔化，并粘附在玩具娃娃頭的材料上。
下面描述使用圖1-3中所示的模具的典型模制工藝過程。把芯子部件25、26、27和28組裝在一起并互相鎖定，放置在第一半模中。然后，把第二半模封蓋在第一半模上，并緊緊地壓住，以防止注入的塑料迫使兩個(gè)半模分離，并防止從腔中擠出來。把融化的熱塑性彈性體注入并充滿由外模部分和內(nèi)模部分之間的間隙所形成的腔。在熱塑性彈性體冷卻并凝固后，打開第一半模，把內(nèi)部帶有芯子部件的玩具娃娃頭從第二半模中拉出來。
然后，從玩具娃娃頭中取出內(nèi)部芯子部件。首先，把占據(jù)頸部開口18的絕大部分的后中央芯子部分26取出來。然后，把前中央芯子部分25從頭12的前部向后拉，隨后通過開口18拉出來。然后，即可按照任何一種順序把左、右芯子部27和28取出來。在芯子部分從頭中拆卸下來之后，清除所有的殘余的熱塑性彈性體，再把芯子部分從新裝配成一芯子組件，以便在下一個(gè)注塑模制過程中與清理過的外半模再次使用。
內(nèi)部芯子組件可以設(shè)計(jì)成以任何要求的順序進(jìn)行拆卸。優(yōu)選的是，芯子組件設(shè)計(jì)成具有至少一個(gè)關(guān)鍵部件，這個(gè)關(guān)鍵部件必須在任何其它部件從玩具娃娃頭中取出之前從玩具娃娃頭中拆卸下來。更優(yōu)選的是，上述芯子部件設(shè)計(jì)成具有至少兩個(gè)關(guān)鍵部件，這兩個(gè)關(guān)鍵部件必須在取出其余芯子部件之前，以特定的順序從模制的玩具娃娃頭上拆卸下來。如圖2所示，因?yàn)楹笾醒胄咀硬考挥陂_口18的上方，所以在取出其他部件之前，首先必須把它取出來。同樣，其次必須取出前中央芯子部件。
使用這種模制技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是，可以把注塑模制用于精確地模制的中空零件，其主要的中空部分的尺寸要比通過其取出內(nèi)部芯子部件的開口的尺寸大得多。一般認(rèn)為，對于用這種方法來注塑模制玩具娃娃頭的最大凹陷比(即主要的中空尺寸與頸部開口尺寸之比)是沒有限制的，這是因?yàn)?，可以采用少至兩個(gè)或者多于100個(gè)的內(nèi)部芯子部件來制成內(nèi)部芯子組件。當(dāng)然，實(shí)際上的限制在于使用這么多的芯子部件的成本效益。另一方面，實(shí)際上也可以只根據(jù)玩具娃娃頭圍繞著主要部件尺寸的伸展長能力，采用實(shí)際可能少的芯子部件。伸展能力取決于許多因素，例如熱塑性彈性體的柔性、圍繞開口的壁厚限制頸部開口的拉伸能力、以及拆卸芯子時(shí)材料的溫度等。
現(xiàn)在參見圖5，圖中表示了本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施例。在注塑模制裝置內(nèi)有一玩具娃娃頭40。在模具底座41和模塊42中包含一具有前半模44和后半模45的外模部43。這兩個(gè)半模包圍一具有芯桿47的內(nèi)部芯子46。芯桿47穿過半模44和45延伸，并連接模具底座41。在內(nèi)部芯子46與兩個(gè)半模之間有一個(gè)腔，該腔被確定出與在這個(gè)腔內(nèi)模制的玩具娃娃頭40相符的各種不同的厚度。前半模44和后半模45沿著玩具娃娃頭的側(cè)面和頂部接合，在相接處的頭部的表面上形成分界線48。芯桿47在頭的底部49處與外部半模接觸，以在頭中形成一開口50，芯子46需要通過這個(gè)開口取出來。芯子具有的中空主尺寸51大于開口的尺寸52，為了能取出芯子需要圍繞芯子46拉伸開口。
在這個(gè)特定的實(shí)施例中，玩具娃娃頭是借助于把芯子46和芯桿47放入外部半模44和45中而形成的。然后，把融化的熱塑性彈性體注入在內(nèi)部芯子與外部半模之間形成的腔內(nèi)。在彈性體充分冷卻之后，使內(nèi)部半模44和45滑動分開，把模塊42和芯子46從模制裝置53中拉出來，此時(shí)，模制好的玩具娃娃頭40附著在芯子46周圍。然后，借助于工具用手或其它模具頂出件，例如氣動脫模，把空心的玩具娃娃頭從芯子上取下來。對于氣動脫模，空心管道穿過芯子46和芯桿47的中心線，進(jìn)入玩具娃娃頭的中空的內(nèi)部?？諝馔ㄟ^上述管道注入玩具娃娃頭里，使其部分地膨脹撐開，從而芯子就能很容易地取出。
現(xiàn)在參照圖6-8，圖中表示了本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例。這個(gè)實(shí)施例包括一雙頂出系統(tǒng)，其用于從模具中取出玩具娃娃頭。圖中所示的玩具娃娃頭55在外部半模的里面，該半模包括頂部半模56和底部半模57。在半模內(nèi)部，有內(nèi)部芯子組件58。內(nèi)部芯子組件58包括連接在芯子套筒60上的同軸線的芯子部件59，芯子套筒60圍繞頂出銷61，并且沿其滑動。頂出銷61結(jié)束于在同軸線的芯子部分59中的蘑菇狀的蓋62。在外部半模56、57與芯子組件58之間的模腔63具有玩具娃娃頭55的形狀，這個(gè)玩具娃娃頭是用注塑模制法將融化的熱塑性彈性體注入模腔63內(nèi)所形成的。這個(gè)玩具娃娃頭具有一在外部頂半模56中形成的頂部64，和一在外部底半模57中形成的底部65。在外部半模的頂部和底部相接的結(jié)合部分66處，形成了一條分界線67，其為基本上圍繞玩具娃娃頭的頂部64的連續(xù)圓周，并且通常在耳朵位置上方的。玩具娃娃頭55具有一圍繞芯子58的中空內(nèi)部，在頭的底部具有一開口68，芯子套筒60和頂出銷61穿過這個(gè)開口，并與外部底半模57接觸。
按照圖6、7和8的順序可以觀察到，通過把融化的熱塑性彈性體注入模具內(nèi)，并讓它冷卻以形成玩具娃娃頭55之后，通過先拆掉頂半模56把玩具娃娃頭從模具中取出。然后，向上推動包括芯子套筒60和頂出銷61在內(nèi)的芯子組件58，迫使玩具娃娃頭55從底半模57中頂出。因?yàn)楸仨毎驯亲?9壓平，才能把它從模具中形成鼻子形狀的凹陷部分70中擠出來，所以需要用力將玩具娃娃頭從底半模擠出時(shí)。然后，將芯子套筒60保持在與頂出銷61相對固定的位置上。這需要用芯子套筒60底部的一個(gè)凸緣狀限位器71來實(shí)現(xiàn)。向上推動頂出銷61，通過撐開圍繞芯子部件的最寬部分(即中空主尺寸)的頭底部的開口，迫使玩具娃娃頭滑動離開同軸線的芯子部件59。然后，就能很容易地把玩具娃娃頭55從蘑菇狀的頂出銷頭部62上取下來，因?yàn)轫敵鲣N頭部的尺寸要比環(huán)形的芯子部件60的小。
對于玩具娃娃頭55來說，有一條圍繞著頭的頂部的分界線67是特別有利的。當(dāng)分界線67位于此處，通常把玩具娃娃頭的頭發(fā)材料固植在頭的頂部和分界線的下方。任何適合制作類似頭發(fā)的天然的或合成的頭發(fā)材料都應(yīng)該有足夠的密度，以便把分界線覆蓋住，并且對于普通的觀察者來說，使得在離開一臂遠(yuǎn)的距離處看不見玩具娃娃頭上的分界線。對于普通的觀察者，拿著洋娃娃的人的目的是隨意的看或玩，而不是詳細(xì)的檢查。
參照圖9和10，圖中表示了玩具娃娃頭的第四實(shí)施例。玩具娃娃頭75包括一塊從頭頂部77凸出來的拉動突出部76。在注塑模制的工藝過程之后，在把頭從芯子上取出來的步驟中，拉動突出部76在夾住并從內(nèi)部芯子上拉出頭部是有用的。然后，可以把拉動突出部76切掉，只在玩具娃娃頭頂上剩下微小痕跡78。頭82可以在頭頂上固植頭發(fā)81，這樣痕跡78就看不見了。如圖9所示，可以預(yù)見，用圖1-5所示的模具制作的玩具娃娃頭，其頭部的分界線79將圍繞著拉動突出部76的側(cè)邊，并向下延伸越過耳朵80并向下至頭的側(cè)面。或者，也可以把拉動突出部加在圖6-8所示的模具上，在這種情況下，分界線圍繞頭頂，并且將被栽植的頭發(fā)隱蔽起來。
在本發(fā)明中可以使用各種各樣的可注塑模制的柔性熱塑性彈性體。特別是可以從下列各種材料中選擇聚氯乙烯(PVC)、乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)、以及由Shell Chemical Co.以商標(biāo)KRATON銷售的(例如可供選擇的加氫的)苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(S-EB-S)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(S-B-S)、苯乙烯-異丙烯-苯乙烯(S-I-S)、苯乙烯-二烯、苯乙烯-異戊二烯和苯乙烯-丁二烯的嵌段共聚物、含礦物油的苯乙烯-乙烯-丁烯的嵌段共聚物、枝狀苯乙烯聚合物、苯乙烯-丁二烯橡膠，苯乙烯-丁二烯三嵌段橡膠，苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯線性嵌段聚合物，苯乙烯-丁二烯徑向嵌段聚合物，丁二烯-苯乙烯聚合物橡膠或合成橡膠中的任何一種聚合物，以及低密度聚乙烯(LDP)。另一種潛在的適當(dāng)?shù)牟牧线€有由Monsanto公司以SANTOPRENE名稱出售的熱塑性彈性體。優(yōu)選的是，采用S-B-S，S-I-S或S-EB-S共聚物。更優(yōu)選的是使用S-B-S共聚物。
優(yōu)選的是，熱塑性彈性體有足夠的伸展柔性，使得能讓更大的內(nèi)部芯子從中空的模制件內(nèi)部拉出來。優(yōu)選地使用熱塑性彈性體來模制具有足夠的真實(shí)感玩具娃娃頭和其它柔軟的中空玩具零件，同時(shí)在模制出細(xì)節(jié)方面、在把模制件從模具中取出來和把更大的芯子通過更小的開口取出來的方面中，避免了更多的困難。
特別是，由Shell Chemical Co.以KRATON D名稱出售的熱塑性彈性體是優(yōu)選的選擇，這是因?yàn)樗膹椥?、?qiáng)度和耐用性，并且其具有形成強(qiáng)固的和可靠的溶劑結(jié)合的能力(例如使用甲苯作為溶劑)。KRATOND是一種S-B-S嵌段共聚物，有報(bào)告稱它適用于食物和藥劑應(yīng)用中，對于用于需要考慮玩具材料對兒童的有害影響的玩具零件來說，它是一種很好的選擇。
關(guān)于用于制造中空玩具零件的材料的柔軟性和延伸性能，KRATON具有的彈性或延伸性能，根據(jù)所選擇的等級，可在260％到550％的范圍之間。如果在本發(fā)明中使用的這種等級的彈性體具有較高的延伸性能，那么即使較大的內(nèi)部芯子部分也能通過玩具零件較小的開口取出來。把切入的芯子拉出來所需要的力量決定于玩具零件在開口周圍的壁厚，以及開口需要伸展的程度。開口不應(yīng)該拉得太大，以防撕裂或損壞玩具零件。
因此，為了限制把芯子從玩具零件中拉出來的伸展量和/或力量，就不能使用單獨(dú)的芯子，而需要使用如圖1-4中所示的多件內(nèi)部芯子組件。根據(jù)在本發(fā)明中使用KRATON D的經(jīng)驗(yàn)，按照在什么時(shí)候更需要使用多件內(nèi)部芯子組件所提出的指標(biāo)，一般認(rèn)為，對于硬度低于40 ShoreA的熱塑性彈性體，可以使用單獨(dú)一個(gè)芯子的凹陷比例最大可達(dá)到3左右。對于較硬的材料，硬度高于40 Shore A的，可以使用單獨(dú)一個(gè)芯子的凹陷比例可達(dá)到2左右。如上所述，凹陷比例是主要空心尺寸與芯子通過它取出來的開口尺寸的比。因此，對于模具的設(shè)計(jì)超過凹陷比例極限的，就更需要使用多件內(nèi)部芯子組件。同樣，上述凹陷比例極限對于決定內(nèi)部芯子組件中單個(gè)零件的最大主尺寸也是有用的指標(biāo)。
在按照本發(fā)明的模制工藝過程中，注塑模制工藝過程的各種條件可遵循由所選定的熱塑性彈性體的類型和等級來決定的傳統(tǒng)的工藝參數(shù)。例如，在典型的注塑模制工藝過程中，混合物的粒狀材料要進(jìn)行徹底的混合，以形成均勻的原料。接著，對原料進(jìn)行處理，使其適合于注入注塑模具內(nèi)。在另一個(gè)容器內(nèi)，把顏料、聚苯乙烯和少量熱塑性彈性體(例如S-B-S共聚物)混合均勻。然后，把準(zhǔn)備好的原料和帶有顏料的混合物注入模具內(nèi)，一般是在0.02到6秒左右的時(shí)間內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)的是在0.03到2秒左右的時(shí)間內(nèi)，最好是在約0.04到1秒的時(shí)間內(nèi)。模制時(shí)的壓力一般是在200到1000psi左右，標(biāo)準(zhǔn)的是在300到800psi左右，最好是在400到700psi左右。模制的溫度一般在300到550左右，標(biāo)準(zhǔn)的是在325到425左右，最好是在350到400左右。上述混合物一般在模具內(nèi)保持20到90秒左右，標(biāo)準(zhǔn)的是在30到80秒左右，最好是在35到60秒左右。更有利的是，模制過程完成得越快越好。此外，不需要專門的通風(fēng)。
具體的說，如Shell Chemical Co.的技術(shù)公告SC455-96中所指示的，上述優(yōu)選材料KRATON D的正常工藝溫度范圍為300到390，而標(biāo)準(zhǔn)的注入壓力在500到1000psi之間。對于KRATON D，本發(fā)明的注塑模制方法可在上述正常設(shè)立的工藝參數(shù)的范圍內(nèi)工作，而且沒有特殊的工藝要求。也可以預(yù)期，其它材料也不會要求適用特殊的工藝參數(shù)。
附帶說明，在模制工藝過程一開始時(shí)，可能要借助于與注入的彈性體混合物配合的真空助劑，把模具內(nèi)的空氣去除掉。這種真空助劑可以在注塑過程的最后一秒鐘加入，或者，也可以在注塑過程結(jié)束之后立即加入。在注塑過程中過早加入真空助劑可能會導(dǎo)致在模制好的封閉體內(nèi)部產(chǎn)生過大的空隙，制成過于呈海綿狀的產(chǎn)品。真空助劑的誤使用會導(dǎo)致循環(huán)時(shí)間的延長。
過了一段足以使全部混合物在模具內(nèi)有效地硬化的時(shí)間之后，就打開模具，把模制好的零件取出來。再把內(nèi)部芯子從零件中拉出來。還可以在零件上涂刷上與所使用的這種熱塑性彈性體相容的合適的涂料。然后，如果是玩具娃娃頭，就要在零件上栽植頭發(fā)。
模制的時(shí)間、壓力、通風(fēng)、冷卻、真空助劑和產(chǎn)品的取出，以及其它與注塑模制有關(guān)的因素，都要根據(jù)總混合物中所含的各種材料的精確配比；模具的類型、尺寸和形狀；以及本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白的因素來確定。
當(dāng)然，應(yīng)該理解，可以對以上描述的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行變化和改進(jìn)。因此，以上的詳細(xì)描述應(yīng)該認(rèn)為是對本發(fā)明的說明，而不是限制。因而，很容易理解，確定本發(fā)明的范圍的是本申請中的包括所有等同物的權(quán)利要求書所確定的。
權(quán)利要求
1.一種制造例如中空的玩具娃娃頭部的柔軟的中空玩具部件的方法，該方法包括下列步驟a)提供可模制的柔性的熱塑性彈性體；b)提供一用于上述中空頭部的模具，該模具包括外模部分和內(nèi)部芯子，其中，上述外模部分與上述內(nèi)芯間隔開，以便確定出一形狀為將要形成的該中空頭部的腔；c)將所述熱塑性彈性體注入所述模腔內(nèi)，以形成該中空頭部，該頭部具有一用于取出該內(nèi)芯的開口，該開口的尺寸小于經(jīng)該開口通過的上述芯子的尺寸；d)打開該外模部分，釋放開上述頭部和內(nèi)芯；e)通過該頭部中的上述開口，從上述頭部中取出上述內(nèi)芯。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述開口位于上述頭部的底部。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括在取出上述內(nèi)芯后將毛發(fā)植根入上述頭部的步驟。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括對模制的該頭部進(jìn)行涂刷。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述可模制的熱塑性彈性體是從包括S-B-S共聚物、S-I-S共聚物和S-EB-S共聚物的組中選擇的。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，上述熱塑性彈性體是S-B-S共聚物。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括下列步驟將一可移動的物體放置在上述內(nèi)芯的表面上；圍繞上述芯子和上述可移動的物體組裝上述外模部分；以及在該模制步驟中，采用上述熱塑性彈性體在上述可移動的物體之上進(jìn)行模制，從而使該可移動的物體在取出該內(nèi)芯時(shí)保持在上述中空的頭部上。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，注入的上述熱塑性彈性體只在該可移動的物體的一部分之上進(jìn)行模制，從而使得該可移動的物體突出于上述中空頭部的外表面。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，上述可移動的物體是洋娃娃的眼睛。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其還包括下列步驟將至少一部分的該外模部分放置成與該內(nèi)芯接觸，以便在上述模制的頭部上形成至少一個(gè)開口。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，其還包括下列步驟在取出該芯子的步驟之后，把一物品放入由上述外模部分與內(nèi)芯之間的接觸所形成的上述開口中的至少一個(gè)之內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述內(nèi)芯包括至少兩個(gè)可分離的部分，并且取出該內(nèi)芯的上述步驟包括通過上述開口從上述頭部中分別地和單獨(dú)地取出每個(gè)可分離的芯子部分。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，上述內(nèi)芯的可分離的部分中的至少一個(gè)是關(guān)鍵部分，其必須首先取出來，以允許其它可分離的部分隨后取出來。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，在上述內(nèi)芯的可分離部分從該頭部取出之后，將所述部分重新組裝并放回該外模中，以便用于模制另一個(gè)玩具娃娃頭。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述頭部包括一從頭頂部突伸的拉動突出部，并且上述取出步驟包括抓住該拉動突出部并把該突出部和頭部拉離該內(nèi)芯。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述內(nèi)芯包括一芯子頂出銷和圍繞該銷的芯子套筒，并且取出內(nèi)芯的上述步驟包括把上述芯子套筒保持在相對于上述頂出銷的固定位置上，并迫使該芯子套筒向上抵靠頭部，以將該頭部推離該芯子套筒，并把該頭部從該頂出銷上取出。
17.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，上述內(nèi)芯包括一與頭部成型腔的內(nèi)部連通的中空管道，并且取出內(nèi)芯的上述步驟包括將壓縮氣體吹過上述管道并吹入頭部的上述中空內(nèi)部中。
18.一種用于使用柔性的熱塑性彈性體制造模制的柔軟中空物品的模具，該模具包括外模部分，其包括至少兩個(gè)可分離的部分，并且該外模部分確定出一形狀為上述中空物品的外部的模腔，以及在上述外模部分內(nèi)配裝在該模腔內(nèi)的內(nèi)芯組件，上述外模部分和上述內(nèi)芯組件間隔開，以確定出一壁厚可變的腔，該腔具有要模制的中空物品的形狀，并且融化的熱塑性彈性體可注入其中，以形成上述中空物品；上述內(nèi)芯的一部分與上述外模接觸，以確定出在中空物品中的開口，通過該開口可取出上述內(nèi)芯，和上述內(nèi)芯組件具有一中空主尺寸，該尺寸大于在該物品模制之后上述芯子部件必須從在上述模制物品上的該開口中取出來的該開口尺寸。
19.如權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于，上述內(nèi)芯組件包括至少兩個(gè)可分離的部分，并且在上述物品模制成之后，每個(gè)可分離的芯子部分單獨(dú)地通過上述開口從上述物品中取出，并且不破壞上述物品組裝的內(nèi)芯組件就取不出來。
20.如權(quán)利要求19所述的模具，其特征在于，上述內(nèi)芯的可分離的部分中的至少一個(gè)是關(guān)鍵部分，其必須首先取出，以允許其它可分離的部分隨后取出來。
21.如權(quán)利要求19所述的模具，其特征在于，上述內(nèi)芯的可分離部分在從該物品中取出之后可重新組裝，以便再次用于模制另一個(gè)物品。
22.如權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于，上述中空物品是一玩具娃娃頭部。
23.如權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于，上述模具設(shè)計(jì)成具有一預(yù)定的比率，該比率為上述芯子組件的該中空主尺寸相對于該開口尺寸的比率，以使上述芯子組件通過上述開口取出，上述預(yù)定的比率在物品的該開口的拉伸性能的極限內(nèi)，該物品由柔性的該熱塑性彈性體成形。
24.如權(quán)利要求23所述的模具，其特征在于，上述熱塑性彈性體是S-B-S共聚物，并且上述預(yù)定的比例大于約2。
25.如權(quán)利要求18所述的模具，其特征在于，上述內(nèi)芯包括芯子頂出銷和圍繞上述銷的芯子套筒。
26.一種模制的中空的玩具娃娃頭部，其包括可模制的熱塑性彈性體，并且在形成該頭部的該模制過程中該玩具娃娃頭部具有一由外模的相對表面確定的外表面和一由內(nèi)模芯子的相對表面確定的內(nèi)表面，上述內(nèi)表面還確定出一與在頭底部處的開口連通的頭部中空內(nèi)部，上述中空內(nèi)部的中空主尺寸大于上述頭部上的該開口的尺寸。
27.如權(quán)利要求26所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，其還包括通過該頭部植根入上述中空內(nèi)部中的毛發(fā)材料。
28.如權(quán)利要求26所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，上述熱塑性彈性體是從包括S-B-S共聚物、S-I-S共聚物以及S-EB-S共聚物的一組熱塑性彈性體中選擇的。
29.如權(quán)利要求26所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，上述熱塑性彈性體是S-B-S共聚物。
30.如權(quán)利要求26所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，其還包括一頭頂部、兩個(gè)耳朵、一從上述頭頂部突伸的拉動突出部以及在玩具娃娃頭模制時(shí)在兩個(gè)外半模的結(jié)合部分處形成一分界線，該分界線沿該拉動突出部的側(cè)面、越過耳朵并經(jīng)頭部的該側(cè)面向下延伸至在頭的底部的該開口處。
31.如權(quán)利要求30所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，其還包括一位于上述拉動突出部與該玩具娃娃頭部的結(jié)合部位的痕跡，該痕跡是由從頭部去除上述拉動突出部形成的。
32.如權(quán)利要求31所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，其還包括一頂部、兩個(gè)耳朵以及在玩具娃娃頭部模制時(shí)在兩個(gè)外半模的結(jié)合部分處形成一分界線，該分界線形成一圍繞頭的頂部并在耳朵的上方延伸的大體上連續(xù)的環(huán)圈，上述耳朵沿徑向突出于該分界線之外，使得上述外半模具有兩個(gè)凹陷部分，每一個(gè)凹陷部分確定出一耳朵，并且在分界線上方和下方將具有足夠密度的毛發(fā)材料植根入該玩具娃娃頭頂部，從而使得對于普通觀察者在拿著該玩具娃娃頭部的一臂長度距離處看不見上述分界線。
33.如權(quán)利要求32所述的玩具娃娃頭部，其特征在于，上述熱塑性彈性體是S-B-S共聚物。
全文摘要
一種通過將熱塑性彈性體圍繞可取出的模具芯子(26)注塑模制成中空的玩具娃娃頭部(10)的方法。上述模具芯子(26)的主要尺寸大于玩具娃娃頭(10)上的開口,在注塑模制完成后,芯子(26)要通過上述開口取出。對于較大的模具芯子和較小的開口,本發(fā)明提供了一種設(shè)計(jì)成能一件一件地通過上述玩具娃娃頭(10)的開口取出的多件芯子部分,然后其可再重新組裝以備再使用。
文檔編號A63H9/00GK1378477SQ00814110
公開日2002年11月6日 申請日期2000年8月9日 優(yōu)先權(quán)日1999年8月10日
發(fā)明者霍禮士, 黃少基 申請人:霍禮士, 黃少基