使用注射壓縮成型和模內(nèi)轉(zhuǎn)印的薄壁應(yīng)用
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]本公開涉及薄壁應(yīng)用的制造方法，特別是涉及使用薄圖案(例如模內(nèi)轉(zhuǎn)印aMR)薄膜)和注射壓縮成型(ICM)的制造方法及其用途。
[0002]具有填料的高模數(shù)材料(例如聚碳酸酯)需要高壓來填充模具腔。然而，高壓的使用會導(dǎo)致成品的高內(nèi)應(yīng)力和翹曲。另外，當(dāng)使用高度填充的材料時(shí)難以制造薄壁。此外，使用高度填充的材料通常會導(dǎo)致較差的表面質(zhì)量，其需要額外耗時(shí)的精加工技術(shù)，例如涂漆。另外，當(dāng)使用IMR時(shí)，填充材料的高粘度會導(dǎo)致“沖墨缺陷(ink washout defect)”。
[0003]因此，本領(lǐng)域需要一種使用填充材料和低壓來生產(chǎn)薄壁部件的工藝以生產(chǎn)沒有翹曲、沒有內(nèi)應(yīng)力、表面質(zhì)量較好或沒有沖墨缺陷的模制產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]通過一種使用注射壓縮成型制造薄壁部件的工藝和一種厚度小于1_的圖案層，來解決上述不足及其他不足。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，用于制造薄壁部件的方法包括:將模內(nèi)轉(zhuǎn)印薄膜定位在模具的模具腔中；將包括聚合物材料和填料的模制材料注入到模具腔中；壓縮模具；釋放模具；以及彈出t旲制廣品。
[0006]在另一實(shí)施例中，用于制造薄壁部件的方法包括:將薄膜定位在模具的模具腔中，其中，模具腔具有初始模具厚度，其中，薄膜包括基層和圖案層；將模制材料注入到模具腔中，使得模制材料接觸圖案層，其中，模制材料包括聚合物材料和填料；將模具壓縮至小于初始模具厚度的最終模具厚度，以形成模制產(chǎn)品，其中，圖案層形成模制產(chǎn)品的表面；以及將模制產(chǎn)品從模具移除。
[0007]通過下文詳細(xì)描述來舉例說明上述特征和其他特征。
【附圖說明】
[0008]當(dāng)結(jié)合示例性的且非限制性的附圖閱讀時(shí)，從下文詳細(xì)說明書中將使得所描述的工藝、設(shè)備和產(chǎn)品的特征變得顯而易見，其中，在幾張圖中用相同的標(biāo)號表示相同的元件。
[0009]圖1是模制工藝的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。
[0010]圖2a至圖2d是模制工藝的一個(gè)實(shí)施例的示例性圖示。
[0011 ] 圖3a至圖3c是模制產(chǎn)品的示例性照片。
[0012]圖4a至圖4b是模制產(chǎn)品的示例性照片。
【具體實(shí)施方式】
[0013]不受理論限制，人們相信通過使用模內(nèi)轉(zhuǎn)印薄膜和注射壓縮成型，可實(shí)現(xiàn)在本文中獲得的有利結(jié)果，即，由高度填充的聚合物材料(例如，基于填充聚合物材料的總重量，其包括20至50重量百分比(wt % )的填料，特別地為，3(^1:%至50wt% )制成的無缺陷的薄壁部件。這種工藝允許生產(chǎn)具有大表面(例如，大于或等于200mmX200mm)且具有小于或等于1.2mm(例如0.8mm至1.2mm,或0.8mm至1.0mm)的厚度的部件，其中，如果成品厚度包括圖案層，則是該厚度。另外，由下述工藝形成的模制產(chǎn)品沒有與MR工藝關(guān)聯(lián)的“沖墨”缺陷。
[0014]當(dāng)使用例如注射成型來制備高度填充的薄壁產(chǎn)品時(shí)，其通常需要進(jìn)行額外的處理以試圖去除缺陷。另外，模制條件很困難。例如，注射成型具有帶有圖案化表面的1.2毫米(mm)基底厚度的部件以及包括50wt%聚碳酸酯和50wt%玻璃纖維的模制材料，會使得注射壓力大于或等于150巴(barg，英制壓力單位，表壓)且模制溫度大于90°C (例如，大于或等于(熱偏轉(zhuǎn)溫度減去15°C )的溫度)。產(chǎn)生的部件具有沖墨的可見表面缺陷，和/或在一些情況下，甚至是不可模制的。通常，該部件需要被進(jìn)一步處理以去除缺陷(例如，用蒸汽加熱并快速冷卻以消除表面上的填料的可見性)。
[0015]本工藝生產(chǎn)出這樣一種產(chǎn)品，該產(chǎn)品從模具中(在大于或等于600mm2的面積上)沒有用正常視覺的肉眼可見的表面缺陷和/或沒有沖墨，并且其使用降低的溫度和/或壓力。例如，當(dāng)形成具有0.02mm圖案化表面層的基底厚度為1.2mm的部件并包括50wt%聚碳酸酯和5(^1:%玻璃纖維的模制材料時(shí)，這個(gè)工藝使用小于或等于140巴(特別地，小于或等于130巴，例如100至120巴)的注射壓力和小于或等于80°C (特別地，小于或等于70°C，甚至小于或等于60°C)的模制溫度。產(chǎn)生的部件(在大于或等于600mm2的面積上)沒有用正常視覺的肉眼可見的表面缺陷且沒有沖墨。
[0016]本工藝可使用基于模制材料的熱偏轉(zhuǎn)溫度(heat deflect1n temperature,HDT)的模制溫度，如根據(jù)ASTM D 648在0.45兆帕斯卡(MPa)的壓力下在3.2mm的未退火板上確定的。模制溫度可小于或等于模制材料的HDT減去25°C，特別地，小于或等于模制材料的HDT減去30°C，更特別地，小于或等于模制材料的HDT減去40°C，甚至小于或等于模制材料的HDT減去45°C ο換句話說，如果模制材料的HDT是100°C，則模制溫度可小于或等于75°C，特別地，小于或等于70°C，更特別地，小于或等于60°C，甚至特別地，小于或等于55°C。
[0017]除了降低模制溫度以外，本工藝減小了模制部件所需的注射壓力。這使得能夠生產(chǎn)無法以其他方式用注射成型工藝生產(chǎn)的部件。在注射成型工藝中，將模制材料注入最終部件的尺寸的空間中。隨著該尺寸(例如厚度)減小時(shí)，注射材料的壓力的量也增加。然而，在本工藝中，將具有圖案層的薄膜被插入模具中。模具的尺寸大于最終部件的尺寸(例如初始模具尺寸)。將模制材料注入模具。然后，將模具壓縮至期望尺寸(例如最終模具尺寸)。由于初始模具尺寸大于期望部件尺寸，所以減小了注入模制材料所需的壓力的量。
[0018]通過將模內(nèi)轉(zhuǎn)印(MR)薄膜與注射壓縮成型(ICM)組合，減小了該工藝的壓力和溫度(例如，與通過注射成型制造相同尺寸和組成的部件相比)，并且，解決了與注射成型相關(guān)的問題，例如，沖墨、表面上的填料可見性，甚至是無法制造可用部件。
[0019]圖1示出了用于制造薄壁部件的工藝。在步驟100中，提供了包括模具腔的模具。接下來，步驟200包括將薄膜(例如模內(nèi)轉(zhuǎn)印薄膜)供應(yīng)至模具中，其中，該薄膜具有基底層和圖案層。在步驟300中，將包括填料的聚合成分注入模具中。在步驟400中，壓縮模具。在步驟500中，釋放模具并彈出模制產(chǎn)品。
[0020]模制材料可用于制造便攜式電腦、平板電腦、智能手機(jī)或其他便攜式電子裝置的外殼或殼體。模制材料可包括聚合物材料和/或復(fù)合材料。聚合物材料的一些實(shí)例包括熱塑性材料，例如聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT);聚醚酰亞胺(ULTEM?樹脂，可從SABIC創(chuàng)新塑料商業(yè)公司購得)；丙烯腈丁二烯苯乙烯聚合物(ABS);聚碳酸酯(PC) (LEXAN?和LEXAN?EXL樹脂，可從SABIC創(chuàng)新塑料商業(yè)公司購得)；聚碳酸酯/PBT混合物；聚碳酸酯/ABS混合物；共聚碳酸酯-聚酯；聚碳酸酯/聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)/PBT的混合物；聚對苯二甲酸丁二醇酯和抗沖改性劑(XENOY?樹脂，可從SABIC創(chuàng)新塑料商業(yè)公司購得)；以及包括以上至少一種的組合物。例如，該材料可以是PC/PBT、聚烯烴(例如聚丙烯，諸如玻璃填充的聚丙烯、長玻璃纖維聚丙烯等)以及包括以上至少一種的組合物。特別有用的聚合物包括聚對苯二甲酸丁二醇酯和抗沖改性劑(XENOY?樹脂，可從SABIC創(chuàng)新塑料商業(yè)公司購得)、聚碳酸酯(PC) (LEXANtIP LEXAN ? EXL樹脂，可從S