專利名稱：高度立體化，可彈性彎曲的組合模制塑料制品的制作方法
技術領域：
本發明總的來說涉及到注模成型和旋轉成型的制品，具體地說，本發明涉及一種組合制品，在這種制品中，將注模成型和旋轉成型的塑料組合起來以形成一種高度立體化、可彎曲且堅固的塑料制品。
可利用注模成型法由多種塑料形成具有顯著三維或高度立體化表面的模制塑料制品。但是，用于高度立體化制品的注射成型模具通常是相當昂貴的，除非是大批量的生產，否則很難說使用這種模具是合算的。
塑料制品的旋轉澆注法也是一種眾所周知的塑料成型技術。但是，適于旋轉澆注法的塑料混合物往往不具有注模成型塑料所能達到的預定強度和抗沖擊性。
業已進行了多種嘗試以將注模成型和旋轉成型的塑料組合成具有三維結構的圖形或裝飾的實用制品。例如，業已制出了這樣的咖啡杯，這種咖啡杯是一注模成型的塑料中心杯狀件或核心部件的組合體，在上述杯狀件的周圍安裝有旋轉成型的裝飾套筒。這種套筒的外部帶有三維結構的圖形，對旋轉成型法來說，這種三維結構圖形的成本要遠小于將同樣的結構注模加工成上述注模成型的杯狀件的一部分時的成本。
但是，業已發現先有組合注模成型和旋轉成型的制品具有顯著的缺陷。第一，所述三維結構圖形會增加原本相對較低的深度或立體度。第二，將旋轉成型的套筒安裝到注模成型的中央杯狀件上時需要加熱該套筒，因此，一旦將該套筒安裝到杯狀件上，套筒就會收縮成與所述杯狀件直接接觸。這就會做出這樣的制品，在這種制品中，由于所述套筒是由硬且非撓性地注模成型杯狀物或核心件直接支承的，所以該套筒也是相對較硬且不能彎曲的。而且，由于所述套筒在一顯著區域上與所說的核心部件直接接觸，所以通過該組合壁面的熱傳遞會更迅速，這對諸如咖啡杯之類的制品來說是不符需要的。
因此，本發明的一個目的是提供一種可包括有高度立體化的撓性模制裝飾圖形的模制塑料制品并最終會形成一種具有強度和抗沖擊性的組合制品。
本發明的另又一目的是提供一種包括有顯著三維裝飾圖形的模制塑料制品，在不使用昂貴的注模成型過程和設備的情況下就能形成上述三維裝飾圖形。
本發明的又一個目的是提供一種具有高度立體結構圖形的模制組合制品，所說的圖形因可彈性彎曲而令人愿意撫模。
本發明的再一個特征是提供一種堅固的高度立體化的模制塑料制品，這種制品具有增強了的絕熱性能。
本發明的另一個目的是提供一種模制塑料制品，這種制品具有高度的立體感、具有耐用性、制造和組裝成本較低并可用于多種結構的物品。
本發明之組合模制塑料還具有其他目的和優點，這些目的和優點將在以下對最佳實施例的詳細說明及附圖中體現出來。
簡要地說，本發明之高度立體化、可彈性彎曲的組合模制塑料制品包括一相對較硬的注模成型核心部件，此部件帶有一套筒接收端和一對相對向的軸向間隔的核心凸肩；以及一塑料套筒部件，此部件帶有一對相對向的套筒凸肩，所說的套筒部件通過套筒凸肩安裝在核心部件上，而套筒凸肩則在足以將上述套筒部件固定于核心部件的深度上與核心部件相接合。在本發明中，所述套筒部件由乳膠狀聚氯乙烯和懸膠狀聚氯乙烯按乳膠度與懸膠度之比至少為3∶1所構成的塑料溶膠懸浮液旋轉澆注而成，從而提供了一種具有足夠彈性的套筒部件，以便不用加熱就能通過套筒接收端將套筒部件安裝到核心部件上。而且，所述套筒凸肩之間的套筒部件在外部與核心部件相間隔以提供一可彈性彎曲的表面，該表面形成有至少一個模制成型的高度立體化圖案，此圖案具有一定的深度，此深度至少為相互接合的套筒凸肩與核心凸肩深度的4倍。在所述的最佳實施例中，核心部件由注模成型的高彈性聚苯乙烯構成，而用于旋轉澆注成型套筒部件的塑料溶膠懸浮液則包含至少5倍于懸膠狀聚氯乙烯的乳膠狀聚氯乙烯。
圖1是依照本發明制成的組合模制塑料制品的俯視圖；圖2是構成圖1之制品的兩個部件的分解俯視圖；圖3是基本上沿圖1中3b3線之平面的圖1中制品沿橫截面的側剖圖；圖4是基本上沿圖2中4—4線之平面的構成所述組合制品的部件沿橫截面的側剖面。
附圖所示的本發明之實施例是一組合杯，此杯可用作咖啡杯、巧克力飲料杯、茶杯或類似用品，但是，從以下的說明中可以看到，本發明之模制成型制品可具有其它的實施例，例如用于食品器皿的高度立體化的模制杯柄等。
參照圖1和圖2，顯示了通常標號為21的組合模制成型制品，它包括一相對較硬的核心部件22以及一高度立體化的塑料套筒部件，此部件通常標號為23。
核心部件22最好是一注模成型的部件，此部件由諸如高彈性聚苯乙烯之類的具有較高強度和抗沖擊性的塑料所構成。可以看出，核心部件22是較為簡單和原始的結構，它只需要較簡單的注模成型模具。但是，核心部件22包括一對相對向彼此軸向間隔的環形核心凸肩26和27。如附圖所示，制品21是一咖啡杯，核心部件22是該制品的中心或杯狀部分。因此，核心部件22包括與一空腔部分29相通的開放端29，所述空腔部分具有一定的體積以盛放茶、巧克力飲料、果汁、咖啡或類似的液體。一可手工安裝的杯柄31從上述杯狀部分的一側向外延伸，不過，應該認識到，本制品也可以是不帶杯柄31的咖啡杯。核心部件22還包括一套筒接收端，即部件22的封閉的下端32。套筒部件23以將要參照圖4詳細說明的方式安裝在中心核心部件22上。
為了以合理的成本在相對較硬的核心部件22上提供高度立體感的表面，本發明之組合模制成型制品還包括一旋轉澆注成型或模制成型的套筒23，此套筒用來安裝在核心部件22上。塑料套筒23帶有一對相對向的套筒凸肩36和37，這對凸肩做成有一定的尺寸以便與核心凸肩26和27作嚙合接合，如圖3所示。如附圖中的實施例所示，核心凸肩26和27以及套筒凸肩36和37均為相應部件22和23上的環形連續表面。但是，應該注意，也可以使用包括不連續表面的其它凸肩結構，以便將套筒部件23與核心部件22相互鎖定起來。
核心凸肩26和27、套筒凸肩36和37最好具有大約相同的深度d(圖4)。該深度在相對杯狀件21縱向中心線44的徑向方向上必須足夠大以便將所述套筒部件完全安裝到核心部件上，但是，這一深度最好足夠小，從而利用套筒部件的彈性不用加熱就將其安裝到核心部件上。對諸如咖啡杯之類的制品來說，上述核心及套筒凸肩的深度d最好約為0.1至0.2英寸，0.15英寸為最佳。業已發現，對下述套筒組合件來說，上部環形套筒卡條41和下部環形套筒卡條42均可以彈性方式緊繃在核心部件22之套筒接收端32的外部核心表面43上。
套筒部件23還包括至少一個模制成型的具有高度立體結構的圖形，如鼻子46等，該圖形具有一定的深度D，此深度至少4倍于相互接合的凸肩26、27、36和37的深度d。如圖中實施例所示，特別是如圖4所示，圖形46的凸出程度或深度D約10倍于上述相互接合的凸肩的深度d。這就能生產出很有吸引力的三維結構。如圖1和圖2所示。注模加工諸如鼻子46特別是包括反向或凹進體47在內的具有高度立體結構的圖形需要成本很高的模具。而且，在不使用為此目的所遴選的材料的情況下，甚至無法以附圖所示的高度立體化方式對套筒23加以旋轉模制成型或澆注成型。
因此，本發明的另一個重要特征是用能澆注出高度立體化圖形的塑料溶膠懸浮液來旋轉澆注或模制套筒23。所以，在本發明中，套筒23由乳膠狀聚氯乙烯和懸膠狀聚氯乙烯旋轉模制而成，其中，所述乳膠狀聚氯乙烯與懸膠狀聚氯乙烯之比按重量計至少為3∶1。最佳地，用于旋轉澆注本發明之組合制品的塑料溶膠懸浮液包含至少5倍于懸膠狀聚氯乙烯的乳膠狀聚氯乙烯。
在先有的組合模制成型制品中，用2倍于懸膠狀聚氯乙烯的乳膠狀聚氯乙烯來形成套筒，這種套筒適用于具有一定結構的圖形，該圖形的浮凸尺寸僅為相互鎖定的凸肩尺寸的2至3倍。而且，必須加熱這種套筒才能安裝到支承該套筒的核心部件上，因此，當把這種套筒安裝到核心部件時，該套筒會收縮并變得相對較硬。
本發明之塑料溶膠懸浮液能使套筒23具有顯著高度立體化結構的圖形，并且，該套筒因具有彈性而令人愿意撫模。而且，如圖3所示，基本上相間隔的凸肩36和37相對核心部件22的外表面51支承著套筒23，因此，套筒23的內表面52和核心部件22的外表面限定了一個空腔53，此空腔包圍了核心部件22的大部分。所說的空腔提供了熱絕緣以避免在杯中液體與杯子外部之間的熱傳遞，而且，該空腔還允許使用者以比之于先有旋轉澆注而成的硬表面更令人愿意撫模的方式向內擠壓和移動彈性套筒材料54。在套筒23的下端設置有一開口或開孔71(圖3)以便從該套筒中排出空腔53內的水分。
用于形成本發明之套筒的塑料溶膠懸浮液還包括增塑劑、穩定劑、催化劑和離型劑。諸如二異壬基鄰苯二甲酸酯、環氧化豆油及TXIB等均可用作增塑劑，而且，最好將鈣/鋅穩定劑混合到上述塑料溶膠中。
在所述的最佳形式中，本發明之塑料溶膠懸浮液按重量百分比包括下列成分乳膠狀聚氯乙烯 51％懸膠狀聚氯乙烯 10％二異壬基鄰苯二甲酸酯17％
TXIB12％鈣/鋅穩定劑 5％環氧化豆油 4.5％離型劑 0.5％參照圖3和圖4，它們說明了如何將套筒23安裝到核心部件22的套筒接收端32上。如圖4所示，將所述套筒與核心部件軸向地對齊，可以看出，卡條41的內表面在直徑上小于所述核心部件之套筒接收端32的外表面43。但是，由上述塑料溶膠懸浮液旋轉澆注成型的聚氯乙烯的彈力會使卡條41與表面43的一側相接合并相對中心線44向外或徑向地張開直至卡條41緊繃到環形表面43上。然后，向上推擠套筒直至卡條41超過所述杯狀件套筒接收端上的表面43。對下部套筒卡條42重復上述過程，并且，向上推擠所說的套筒直至凸肩37因向前超過核心部件上的凸肩27而向內鎖合住。其結果如圖1和圖3所示。
如圖4所示，杯柄31可在56處彈性地彎曲以便提供一位于該杯柄端部58與表面43之間的空間57。這就使得套筒能在核心部件上向上前進直至套筒凸肩與核心凸肩相鎖合。還可以看到，端部58包括一止動凸緣59，此凸緣與核心部件上的凹口61相嚙合。因此，杯柄31首先如圖3中箭頭62所示那樣向外移動以便將套筒23安裝到核心部件上。然后，將杯柄從圖4中向外的實線位置處移回圖3所示的位置，在圖3所示的位置處，凸緣59與套筒下方的凹口61相嚙合。在將套筒安裝到核心部件上之后，最好用粘合劑將端部58固定在前述圖3所示的位置處。但是，這種杯柄止動組配結構在先有技術中是已知的，所以它不屬于本發明的新穎部分。
因此，如圖1所示，本發明之模制成型的組合塑料制品具有一剛性高強度的核心部件，此部件可盛放冷熱液體。所說的核心部件具有相對簡單的形狀，這便于用具有合理成本的模具來進行注模成2。一高度裝飾性且為三維的套筒安裝在核心部件上，所述套筒是可以彎曲的并以間隔于核心部件的方式支承在該核心部件的大部分表面上。通過相互接合的凸肩將核心部件與套筒安裝到一起，所說的凸肩具有足以將上述核心部件與套筒鎖合在一起的深度，但該凸肩在深度上應足夠地小以便不必加熱就能將套筒安裝到核心部件上。盡管通常不是必需的，但可以在上述相接合的凸肩附近以粘合的方式將核心部件與套筒固定在一起。
權利要求
1.一種高度立體化、可彈性彎曲的、堅固的組合模制塑料制品，它包括一相對較硬的核心部件，此部件帶有一套筒接收端和一對相對向的軸向間隔的核心凸肩，這對核心凸肩形成在所述的核心部件上；以及一塑料套筒部件，此部件帶有一對相對向的套筒凸肩，所說的套筒部件通過套筒凸肩安裝在核心部件上，而套筒凸肩則在足以將上述套筒部件固定于核心部件的深度上與核心部件相接合，所說的套筒部件由乳膠狀聚氯乙烯和懸膠狀聚氯乙烯按至少為31的比例所構成塑料溶膠懸浮液旋轉澆注而成，從而提供了一種具有足夠彈性的套筒部件，以便不用加熱就能通過套筒接收端將套筒部件安裝到核心部件上直至核心凸肩與套筒凸肩相接合，所述套筒凸肩之間的套筒部件在一顯著的區域上從外部與核心部件相間隔，以提供一可彈性彎曲的表面，而且，所述套筒部件形成有至少一模制成型的具有高度立體化結構的圖形，此圖形具有一定的深度，該深度至少4倍于相互接合的套筒凸肩與核心凸肩的深度。
2.如權利要求1所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的核心部件是一注模成型的高強度塑料部件。
3.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的核心部件由高彈性聚苯乙烯構成。
4.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的塑料溶膠懸浮液包含至少5倍于懸膠狀聚氯乙烯的乳膠狀聚氯乙烯。
5.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的塑料溶膠懸浮液還包括增塑劑、穩定劑、催化劑以及離型劑。
6.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的塑料溶膠懸浮液還包括二異壬基鄰苯二甲酸酯、TXIB、鈣/鋅穩定劑、環氧化豆油以及離型劑。
7.如權利要求6所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的塑料溶膠懸浮液按重量百分比包括下列成分乳膠狀聚氯乙烯 15％懸膠狀聚氯乙烯 10％二異壬基鄰苯二甲酸酯 17％TXJB 12％鈣/鋅穩定劑5％環氧化豆油 4.5％離型劑 0.5％
8.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的模制成型的具有高度立體化結構的圖形具有一定的深度，此深度至少等于前述相互接合的套筒凸肩與核心凸肩深度的6倍。
9.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的模制成型的具有高度立體化結構的圖形具有一定的深度，此深度至少等于前述相互接合的套筒凸肩與核心凸肩深度的10倍。
10.如權利要求2所述之組合模制塑料制品，其特征在于，所說的核心部件是由耐高溫塑料構成的。
全文摘要
一種高度立體化、可彈性彎曲的組合模制塑料制品，該制品包括一相對較硬的注模成型核心部件，此部件帶有一對相對向的軸向間隔的核心凸肩；以及一塑料套筒部件，此部件帶有與上述核心凸肩相接合的套筒凸肩。所述套筒部件由塑料溶膠懸浮液旋轉澆注或模制而成，上述塑料溶膠懸浮液按3∶1最好是5∶1的比例含有乳膠狀聚氯乙烯和懸膠狀聚氯乙烯以形成顯著的可彎曲性并將具有高度立體化結構的圖形模制成上述套筒部件。
文檔編號B29C69/02GK1128206SQ9411341
公開日1996年8月7日 申請日期1994年12月26日 優先權日1994年12月26日
發明者雷蒙德·C·L·錢 申請人:雷蒙德·C·L·錢