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CN1606490A - 压塑工艺及由该工艺制成的物件 - Google Patents

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CN1606490A CNA028254953A CN02825495A CN1606490A CN 1606490 A CN1606490 A CN 1606490A CN A028254953 A CNA028254953 A CN A028254953A CN 02825495 A CN02825495 A CN 02825495A CN 1606490 A CN1606490 A CN 1606490A
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Abstract

通过压塑方法利用一个特定形状的热塑性材料坯段(60)来生产一种模制物件，该材料坯段(60)安置在沿一个相对于一模具部件(90)的模具空腔表面(91，92，93)的预定取向的预定位置上。在一优选实施例中，坯段(60)大体上为鸡蛋形状，并安置在形成一个在两个较大的空腔区之间的模具小空腔区的模具表面(92)附近。

Description

压塑工艺及由该工艺制成的物件
技术领域
本发明涉及一种压塑物件和一种用于制造该物件的压塑工艺。该工艺尤其适用于制造一种容器用的配送帽盖，其中该帽盖包括一个主体、一个盖子和一个整体的连接折页。
发明背景和现有技术存在的技术问题
对于诸如洗涤液、香波、流动食品(如蕃茄酱、瓶装水等)、粘性食品(如花生奶油)、粉剂、洁净剂等产品用的小型的手持的可挤压的或刚性的容器所使用的帽盖有两种基本类型。
该帽盖的一种基本类型是一个简单的一件式帽子，该帽子能够拧上拧下，或者该帽子用一种可以脱开的卡扣配合凸缘啮合保持在该容器上。
帽盖的另一种类型是一种“配送”式帽盖，而这样一种配送帽盖的一种形式是一种折页式配送帽盖，该帽盖包括：(1)一个设计成密封地应用于容器的颈部或成品的主体部件，(2)一个盖子部件，和(3)一个将该盖子附着在该主体上从而允许该盖子在打开位置和闭合位置之间移动的折页。该主体部件有一个配送孔或配送口，该配送孔允许产品被喷射、倾倒、舀出或用其它方式从容器挤出、排放或配送。该盖子部件包括一个密封件，当该盖子处在闭合位置时，该密封件密封主体的配送孔来防止产品从容器不必要地排放。
有折页的配送帽盖(以及许多可以有连接两个或更多个块体的薄部件的不规则或不对称形状的其它部件)是用刚性的或半刚性的热塑性树脂如聚乙烯、聚丙烯等制成的，并已经在商业市场上出现许多年了。包括此种配送帽盖的包装在从容器配送产品的方便性和美学吸引力方面非常有利。但是，与更简单的非配送帽盖相比，由于模制配送帽盖的复杂性，配送帽盖在历史上存在费用贵的缺点。
有折页的配送帽盖典型地或传统地用注射法模制成一个有主体、盖子和折页的单独的整体结构，或制成必须随后进行装配来生产其中该主体和盖子用折页连接在一起的装配好的成品帽盖的独立的主体和盖子部件。当一个配送帽盖注射成型为一个多件式组件(如主体部件和盖子部件)时，每个部件需要一个独立的模具。即使配送帽盖代之而注射成型为一个单独的整体部件，由该模具中整体部件所占据的空间或表面积的量大约是一个简单的非配送帽盖的可比较的模具的两倍。因而，与一个同一容器成品的简单的非配送帽盖的注射成型工艺相比，这样一种配送帽盖的注射成型工艺通常在注射模具、注射成型压机和其它模制源的费用方面需要两倍的投资。因此，与生产非配送帽盖的费用相比，制造商具有能够以非常高的生产率和很少或没有废料地生产有折页的配送帽盖的改进方法对于投资费用和操作费用是有显著的商业利益的。
注射成型法已长期用于生产热塑性树脂物件，通过引入改进的电子控制设备、液压系统等，该方法已长时间地变得更有效。通过引入具有数目增多的空腔(即“空腔化”)，也已可能提到该工艺的生产率。此外，具有多重模制表面的模具(如“叠合模具”)现已投入商用。这些改进的每一种已有助于增加一种单个模压机的生产率，但并非没有尺寸、重量和投资费用的损失。较大的机器和模具的费用、尺寸和重量的增加是不成比例的，其尺寸、空腔化和复杂性增加得更多，而增产部件的速率一般只直接与模具空腔增加的数目成直接比例。在这方面，可以看到，较大的注射成型机的尺寸和重量的增加可能达到一种对于所要财政和资源投资的生产回报的实际限制情况。
模制塑料物件的另一种方法即“压缩”模制法已存在许多年了。在最早的实践中，压塑法已用于从诸如苯酚甲醛树脂、尿素甲醛树脂之类树脂来制造刚性的热固性树脂塑料物件。新近，压塑工艺用诸如聚乙烯、聚丙烯之类热塑性树脂制造半刚性塑料物件。
在用压塑法制造热固性树脂塑料物件的情况下，将通常为粒状或粉状的未凝固树脂装入一个模具空腔区段的加热的模具空腔中，而该模具通过用大的力量促使一个模具芯区段对着该空腔区段，从而在空腔中产生高压。热和压力的合成组合使树脂材料首先熔化为半固态而完全充满芯区段和空腔区段之间的模具容积，随后通过树脂的化学反应交联作用而成为刚性。在足够的固化时间后，从模具中移出该模制的物件，并允许其冷却到周围温度，再进一步处理或抛光。
用热固性树脂压塑法制成的塑料物件由于其物理性能而通常非常耐用和相当重。由于模制步骤期间树脂的流动限制，此种模制的物件通常在其最后的几何形状比例中也受到限制，往往成为对称形状的圆柱形、球形或矩形固体构型。在实际中，树脂不可能有成功地做到流入一个高度不规则的几何形状。
在用传统的压塑法制造热塑性树脂塑料物件的情况下，通过挤压机、计量泵和切割刀的操作产生加热的熔融的热塑性树脂的精确测量的圆柱形装料，而圆柱形装料掉入冷却的模具空腔。然后通过对着模具空腔区段对模具芯区段加力来闭合该模具。在闭合这两个模具区段时，增压的熔融塑料树脂快速地充满该芯和空腔之间的容积。在短暂的冷却时间后，打开模具后，从模具中移出完成的模制构件，准备直接使用。这种方法及其生产的产品已经在商业中熟知并在各种专利如美国专利No.4,343,754；No.4,664,280；No.4,674,643；No.4,497,765；No.5,650,113；No.5,658,518与WO 01/34362 A1(PCT/GB00/04175)中得到描述。
与商用的注射成型操作相比，将熔融塑料引入商用的压塑机和移出成品物件之间所需的周期时间是较短的。但是，至今为止，与其压塑的热固性对应物件非常相似，在与其注射成型的对应物件相比为较低的总费用下适应较快生产的同时，由于当模具两区段移入闭合位置而使树脂成型为所需的物件形式时熔融热塑性树脂的流动限制，压塑的热塑性物件已限于对称形状的主要为圆柱形的构型。由于这种几何形状和流动的限制，至今不能在成本上有效地使用压塑工艺来商业规模地生产非普通形状的物件，如有折页的配送帽盖。
如当前在传统的商业用途中实行的，热塑性树脂物件的压塑法依靠将一个圆柱形的测量的熔融树脂的装料或压丸的物理掉落在模具空腔内的一个相对无序的位置中。在一种具有不等的物理重量和体积的主体部件和盖子部件而这两个部件被一薄膜折页结合的有折页的配送帽盖的情况下，发明人发现，依靠将一个对称的圆柱形树脂装料或压丸无序地安置在模具空腔内是不能接受的。当该模具闭合而压缩这样一个压丸时，不可能在凝固发生之前可靠而一致地使熔融的塑料树脂流入模具芯和空腔之间的空容积的所有区域中。
发明概要
已经发明一种用于控制模具空腔内树脂装料在模具空腔内的形状和位置的改进的系统，该系统现在使得用一种压塑工艺进行不规则形状的物件特别是有折页的配送帽盖的商业生产成为可能。
取代简单地切断一个熔融的塑料压出物的圆柱形坯段或压丸而使其自由落入模具空腔中，该压出物被给出一种具有特定构型的坯段或压丸形式的特定的非圆柱形的体积/形状轮廓，该特定构型设定成引导优选量的塑料通过模具的各个区域如一配送帽盖的主体、折页和盖子区域。该精确测量的独特形状压出物、压丸或坯段优先地从输送管的面上剪切下来，用一个收集和安置装置捕集，然后精确地安置在模具的所要位置中。在闭合该模具而对坯段或压丸加压时，该坯段或压丸作为熔融的塑料迅速流动而充满预热的模具芯区段和模具空腔区段之间的整个空容积。
当使用该压塑方法来模制有折页的配送帽盖时，可以利用(1)压出物形状、(2)坯段的切断参数和(3)坯段通过模具表面的安置来精确而合适地分配模制的树脂，从而以极高速度、无废料地和基本上无应力或低应力地完全充满模具部件的所有区域。因此，与当前使用的注射成型法相比，该工艺提供以显著地节省总费用的好处来生产此种配送帽盖的优点。
按照本发明的一个方面，本发明提供一种用于制造一个有一主体、一盖子与一连接该主体和盖子的折页的帽盖的方法。该方法包括以下步骤：
(A)提供一个第一模具部件，该第一模具部件具有：(1)一个限定该主体的第一侧面的第一表面区，(2)一个限定该折页的第一侧面的第二表面区，和(3)一个限定该盖子的第一侧面的第三表面区；
(B)在和该第一模具部件间隔的位置上提供一个第二模具部件，该第二模具部件具有：(1)一个限定该主体的第二侧面的第一表面区，(2)一个限定该折页的第二侧面的第二表面区，和(3)一个限定该盖子的第二侧面的第三表面区；
(C)用一种热塑性材料的熔料产生一个有一预定形状的坯段(如压丸、块体等)；
(D)将该坯段按预定的取向安置，使该坯段的至少一部分安置在第一模具部件第二表面区的附近，
(E)减小第一和第二模具部件之间的空间以压缩该坯段，使得热塑性材料在模具部件之间流动；以及
(F)在热塑性材料已经凝固而形成一帽盖后，增大模具部件之间的空间，然后移出该帽盖。
按照本发明的一个更一般的方面，本发明提供一种用于制造一种具有一个第一部分、一个小于该第一部分的第二部分和一个大于该第二部分的第三部分的整体结构的物件的方法。该方法包括下列步骤：
(A)提供一个第一模具部件，该第一模具部件具有：(1)一个限定该第一部分的第一侧面的第一表面区，(2)一个限定该第二部分的第一侧面的第二表面区，和(3)一个限定该第三部分的第一侧面的第三表面区；
(B)在和该第一模具部件间隔的位置上提供一个第二模具部件，该第二模具部件具有：(1)一个限定该第一部分的第二侧面的第一表面区，(2)一个限定该第二部分的第二侧面的第二表面区，和(3)一个形成该第三部分的第二侧面的第三表面区；
(C)用一种热塑性材料的熔料产生一个有一预定形状的坯段；
(D)将该坯段按预定的取向安置，使该坯段的至少一部分安置在第一模具部件第二表面区的附近；
(E)减小第一和第二模具部件之间的空间以压缩该坯段，使得热塑性材料在模具部件之间流动；以及
(F)在热塑性材料已经凝固而形成一个物件后，增大模具部件之间的空间，然后移出该物件。
按照本发明的又一方面，本方面提供一个具有包括一主体、一盖子与一连接该主体和盖子的折页的部件的整体结构的帽盖。该帽盖用包括下列步骤的方法制成：
(A)提供一个第一模具部件，该第一模具部件具有：(1)一个限定该主体的第一侧面的第一表面区，(2)一个限定该折页的第一侧面的第二表面区，和(3)一个限定该盖子的第一侧面的第三表面区；
(B)在一个和该第一模具部件间隔的位置上提供一个第二模具部件，该第二模具部件具有(1)一个限定该主体的第二侧面的第一表面区，(2)一个限定该折页的第二侧面的第二表面区，和(3)一个限定该盖子的第二侧面的第三表面区；
(C)用一种热塑性材料的熔料产生一个有一预定形状的坯段；
(D)将该坯段按预定的取向安置，使该坯段的至少一部分安置在第一模具部件第二表面区的附近；
(E)减小第一和第二模具部件之间的空间以压缩该坯段，使得热塑性材料在模具部件之间流动；以及
(F)在热塑性材料已经凝固而形成一帽盖后，增大模具部件之间的空间，然后移出该帽盖。
按照本发明的一个更一般的方面，本发明提供一种具有一个第一部分、一个小于该第一部分的第二部分和一个大于该第二部分的第三部分的整体结构的物件。该第二部分延伸在该第一和第三部分之间并连接该第一部分和第三部分。该物件用包括下列步骤的方法制成：
(A)提供一个第一模具部件，该第一模具部件具有：(1)一个限定该第一部分的第一侧面的第一表面区，(2)一个限定该第二部分的第一侧面的第二表面区，和(3)一个限定该第三部分的第一侧面的第三表面区；
(B)在一个和该第一模具部件间隔的位置上提供一个第二模具部件，该第二模具部件具有：(1)一个限定该第一部分的第二侧面的第一表面区，(2)一个限定该第二部分的第二侧面的第二表面区，和(3)一个限定该第三部分的第二侧面的第三表面区；
(C)用一种热塑性材料的熔料产生一个有一预定形状的坯段；
(D)将该坯段按预定的取向安置，使该坯段的至少一部分安置在第一模具部件第二表面区的附近；
(E)减小第一和第二模具部件之间的空间以压缩该坯段，使得热塑性材料在模具部件之间流动；以及
(F)在热塑性材料已经凝固而形成一个物件后，增大模具部件之间的空间，然后移出该物件。
按照本发明的又一方面，本发明提供一种压塑用的坯段(如压丸)。该坯段是一种其形状具有至少一个大端和一个较小区的热塑性材料的块体。在一种帽盖模制用途用的坯段的形式中，该坯段大致为蛋状。
该坯段的特征是一种由包括下列步骤的工艺制成的产品：
(A)通过一个具有带至少一个大端和一个较小区域的平面形状(如一种不规则的非对称形状，如大体上椭圆平面形状)的出口孔挤压热塑性材料的熔料而形成延伸越过该孔的预定的挤压的热塑性材料的块体；
(B)允许该块体沿周边鼓胀；以及
(C)从该出口孔切断该块体而形成一个长形坯段(如一个蛋形坯段)。
按照本发明，能够用一种本身包括下列步骤的方法来制造一种坯段：
(A)通过一个具有带至少一个大端和一个较小区域的平面形状(如一种不规则的非对称形状，如大体上椭圆平面形状)的出口孔挤压热塑性材料的熔料而形成延伸超过该孔的预定的挤压的热塑性材料的块体；
(B)允许该块体沿周边鼓胀；以及
(C)从该出口孔切断该块体而形成一个长形坯段(如一个蛋形坯段)。
可以容易地看出，热塑性配送帽盖或其它类型的具有不规则的和/或非对称的形状的产品也可以通过本发明的方法来有效地生产。
从本发明的下列详细描述，从权利要求书和从附图将容易地清楚本发明的许多其它优点和特点。
附图简述
在形成本说明书一部分的附图中，相同的标号用于标示相同的部件，附图中：
图1是按照本发明的一种物件的一个实施例的透视图，该物件具有按照本发明的工艺的一种形式而模制的一种配送帽盖的形式，图1表示在闭合帽盖盖子和将帽盖安装到一个容器(未示出)之前处于模制状态而盖子打开的帽盖；
图2是该帽盖的顶视平面图；
图3是大体上沿图2中平面3-3截取的截面图；
图4是用于本发明的压塑图1～3中例示的帽盖的工艺的一种形式的用热塑性材料的熔料形成的压丸或坯段的透视图；
图5是图4中所示的坯段的顶视平面图；
图6是挤压机上齿轮泵的排出侧面上出口孔板的平面图，该出口孔用于产生图4和5中例示的坯段；
图7是在从齿轮泵板中的出口孔排出热塑性材料期间形成的坯段的简化的示意透视图；
图8是大体上沿图7中平面8-8截取的简化的示意截面图；
图9表示一种开始从该齿轮泵的出口孔移出该坯段的移出装置的简化的示意透视图；
图10是大体上沿图9中平面10-10截取的简化的示意截面图；
图11是在一个压塑图1～3中所示的帽盖用的模具组件中使用的第一(下)模具部件的简化的部分示意的顶视透视图，图11还表示已被相对于该第一模具部件的表面而取向和安置的坯段；
图12是图11中例示的模具设备的顶视平面图；
图13是在闭合状态的模具组件中与第二(上)模具部件一起压缩该坯段而使热塑性材料充满模具部件之间的空容积的第一(下)模具部件的简化的示意截面图；
图14是能够按照本发明的原理而压塑成的一种物件的另一实施例的简化的示意透视图，而该物件是一个带有用延伸在一主体和一盖子之间的薄折页连接的主体和盖子的盒子；
图15是能够用于模具组件中与一第二(上)模具部件(未示出)一起用于压塑图14中例示的物件的第一(下)模具部件的简化的示意透视图，图15还表示一个相对于该第一模具部件取向和安置的热塑性材料的压丸或坯段；
图16是图15中所示的模具部件和坯段的平面图；以及
图17是大体上沿图16中平面17～17截取的截面图。
详细描述
虽然本发明可以有许多不同形式的实施例，但本说明书和附图却只公开一些特定形式作为本发明的例子。但是，本发明不限于这样描述的例子。在所附的权利要求书中指出了本发明的范围。
为描述方便起见，大多数例示本发明的工艺和物件方面的图表示沿典型取向的物件和部件，而上、下、水平等术语是参照该位置而使用的。但是，将会理解，本发明的工艺可以沿其它取向来实现，而本发明的物件可以沿除了所描述的以外的取向而制造、储存、运输、使用及销售。
本发明的一种物件的一个实施例为一个按照本发明工艺而压塑的配送帽盖形式，适合与各种具有不同设计的常规的或特定的容器一起使用，容器的细节虽然没有例示或描述，但对于了解此类容器的该技术的专业人员是清楚的。
图1～3中例示本发明物件一种配送帽盖形式的一个实施例，在图1中总的标号为20。在例示的实施例中，此后有时更简单地称为“帽盖20”的配送帽盖20是一个独立制造的单元或子组件，用于安装到一个容器(图1中未示出)上。
该容器通常有一常规的嘴或口，对容器内部或其中盛放的产品提供通路。该产品可以例如是一种饮料如水或其它液体食品。该产品也可以是任何流动物料，包括(但不限于)气体、粉末、微粒和液体(包括奶油、洗涤液、稀浆、糊剂等)。此类物料可以例如作为食品、个人喜爱物品、工业或家用产品或其它成分(如人类或动物内用或外用，或用于医药、制造、商业或家用维修、建筑、农业等活动)而出售。
该容器通常可以有一颈部或界定该容器的嘴的适当结构。该颈部可以有(但并非必须有)一种圆形截面的构型，而该容器的主体可以有另一种截面构型，如椭圆型截面形状。另一方面，该容器可以沿其整个长度或高度有一基本上均匀的形状而没有任何直径缩小的颈部或不同的截面。
该容器通常可以是一种可挤压的容器，有一软壁，可以由使用人握住并压缩而增大容器中的内压，从而当帽盖20打开时将容器内物品通过帽盖20挤出该容器。此种容器壁通常有足够的固有弹性，使得当挤压力移去时，该容器壁返回其正常的未受应力的形状。这样一种结构在许多用途中是优选的，但在其它用途中可能不是必需或优选的。的确，该容器可以是基本上刚性的。在这样一种刚性容器中可以提供一个活塞，以帮助配送一种物品，特别是一种相当粘性的物品。另一方面，容器内部完全不需要增压。相反，该物品可以通过该打开的帽盖用勺子或吸管来达到，或者该包装件可以颠倒而让该物品唯一地在重力作用下或在容器外面减小的环境压力(如在打开的帽盖20上吸吮)下通过该打开的帽盖而排放。
如可从图1中看到的，帽盖20包括一个主体22、一个盖子24和一个延伸在其间并连接主体22和盖子24的折页26。如此后要详细描述的，帽盖20是压塑而形成一个整体结构的，它在模制状态下具有如图1中所示的沿完全打开取向的盖子24。
帽盖主体22有一个大体上空心的大体上圆筒形的基座或裙板28、一个从裙板28的顶部沿径向向内延伸的环形台肩30、一个隆起的盖板32和一个从盖板32向上延伸而限定一配送孔36的直径缩小的倾倒口34。
如可从图3中看到的，裙板28的内部形成内部凸出部或卡扣凸缘38。裙板28适合于容放容器嘴或颈部的上端部(未示出)。裙板凸缘38适合于匹配地啮合容器嘴或颈部上的凸缘或槽。
或者是，帽盖裙板28可以设置一些其它容器连接机构如槽(未示出)或螺纹(未示出)来替代凸缘38，以分别啮合容器颈部(未示出)中的匹配凸缘(未示出)或螺纹(未示出)。在另一替代方案(未示出)中，帽盖主体裙板28可以有一个不同的构型，使得在其被压塑后，帽盖可以利用电感熔融、超声熔融、胶粘等永久地固定在容器上，取决于容器和帽盖主体22所用的材料。
如图3中所示，帽盖主体22包括一个从帽盖主体盖板32向下凸出的环状插头密封件39。插头密封件39适合于进入容器颈部的孔中并相对于其对着该容器颈部的内表面形成一个密封件。也可以代替而利用其它形式的密封件。
帽盖主体22也可以包括一个环状壁40，用于啮合一个止动件(未示出)来保持一个邻近于配送孔36的弹性的狭缝型阀(未示出)。这样的阀公开于美国专利No.5,676,289。这样一种阀和将该阀保持在该帽盖主体中的合适的止动器不形成本发明的一部分。该帽盖完全不需要这样一种阀，该帽盖可以只有一个用于特定配送用途的任何合适尺寸的配送孔36，该孔与其上安装帽盖20的容器直接交流。
如图1中所示，帽盖主体裙板28的前部最好形成一个凹口或拇指提升区42，能放入使用人的拇指以向上推动而撬开盖子24。盖子24通过与从帽盖主体盖板32向外延伸的凸缘44(图3)啮合而保持在闭合状态(未示出)中。盖子24包含一个具有向内凸出的肋板48(图3)的法兰46，当盖子24闭合时，肋板48用于啮合帽盖主体凸缘44。
盖子24包含一个跨越法兰46延伸的顶壁50并从其凸出一个环状密封套环52，如图3中所示。当盖子24闭合时，套环52密封地啮合帽盖主体倾倒口34的周边。
帽盖主体盖子法兰46也包括一个形成一相邻的向外凸出部58的下切口前区56，该向外凸出部58能够被使用人拇指啮合而将闭合的盖子24向上推动，从而离开帽盖主体22到一个打开的位置。
如图3中所示，帽盖折页26通常是一个在压塑工艺期间作为帽盖20的整体部分而形成的材料的相当薄的部分。通常可以利用各种折页设计。一种具有所要操作特性的折页是图1～3中例示的双稳态卡扣作用折页，该折页详细公开在美国专利No.5,642,824中。也可以利用其它类型的折页结构，如下垂式折页或系绳折页。
因为折页26通常与相邻的主体22和相邻的盖子24相比相当薄，所以用热塑性材料模制帽盖可能很困难。如上面在标题为“发明背景和现有技术提出的技术问题”一节中所述，模制困难可能由于模具腔中热塑性材料的流动限制而产生。其次，采用现有技术模制工艺，可能不希望有地将显著的应力模制在该帽盖的部分中。但是，按照本发明工艺的一个方面，上述帽盖20以及其它帽盖和物件能够以一种改进的方式以良好的成本效益方法有效地模制而即使不能消除也能显著地尽可能减弱此类问题。
帽盖20能够用一个特殊形状并沿一特定取向安置在压塑设备或模具组件中的坯段来压塑成。图4表示一种形式的特殊形状的坯段，总的用标号60标示。以优选形式用于模制图1～3中例示的特定的帽盖20的坯段60是一块其形状具有至少一个大端部62和一个较小区域如小端部64的热塑性材料。该特定的坯段60有一不规则的非对称的形状，该以优选形式示于图4中的形状基本上为蛋形。坯段60可以用热塑性树脂如聚乙烯、聚丙烯等形成。
如图5中所示，当以立面图或平面图观看时，坯料60有一基本上长形的轮廓，更准确地说，有一基本上椭圆形的轮廓，虽然中心区66可以有一稍许截锥的形状。
在本发明工艺的一个方面的优选形式中，坯料60是用一个通过一挤压机传送到一计量泵的热塑性熔料来制造的，该计量泵将该熔料精确计量地送入一模板，如图6中所示的模板70。模板70形成一个出口孔72，该孔在平面图中有一大体上鸡蛋形状(即一个像鸡蛋的纵轴截面的形状)或大体上椭圆形状，虽然具有一个基本上直线形侧边的会聚的中间部分74。在图6中，位于孔板70下面的挤压机和计量泵看不见。
如用于坯段60的轮廓和孔72的轮廓及用于本专利说明书中的，用语“大致为蛋形”和“大体上椭圆形状”，包括也能具有带有延伸在两个曲面部分之间的大体上直线性部分的区域的不规则的非对称的形状。
图7例示孔板70内的被挤出出口孔72的熔料或熔融的热塑性材料。从出口孔72中出来的压出物在图7中总的用标号78标示。如可从图7和8中看到的，挤压材料78的块体被允许越过孔72的开口而沿周边鼓胀。
如图9和10中所示，挤压的热塑性材料78的块体用一个收集和安置切断装置切断而离开孔72内的剩余的材料部分，该切断装置包括一个横扫孔板70表面的下切割刀片82(图10)。
收集和安置切断装置80的详细设计和操作可以是任何合适的常规的或特殊的设计，其细节不形成本发明的一部分。实际上，越过孔72延伸的挤压的热塑性材料78可以用其它器械或甚至用合适的刀子或刀片切断而离开孔72。
收集和安置切断装置80能够稍许啮合该挤压的热塑性材料的端部并将该材料从出口板70移至模具部件上的一个预定位置。当挤压的材料78移动离开孔板70时，该挤压的材料的底部沿周边向下自由鼓胀而形成一个大体上向下暴露的椭圆形或鸡蛋形表面。当挤压的热塑性材料78被切断而移动离开孔板70时，其特征可以是一个具有所要形状的压丸或坯段，在这种情况下是图4中表示的用标号60标示的如上所述的大体上鸡蛋形状。
坯段60被收集和安置切断装置80或被其它机构(如甚至用手)移动到一个邻近一模具部件的预定位置，而坯段60安置在相对于这样一个模具部件的预定取向中。图11以简化的示意图表示一个第一模具部件90。第一模具部件90有一个形成帽盖主体22(图1)第一侧面的第一表面区91。在图11中，第一表面区91是以大大简化的方式表示的，没有例示形成帽盖主体22的第一侧面所需的各种单个表面、凸出部、槽、压坑等。
第一模具部件90也包括一个形成帽盖折页26(图1)的第一侧面的第二表面区92。
第一模具部件90也包括一个形成帽盖盖子24(图1)的第一侧面的第三表面区93。第一模具部件第三表面区93以极简化形式例示于图11中，而没有示出完全形成该盖子的第一侧面所需的所有表面、压坑、槽、孔等。
模具组件包括以闭合状态示于图13中的第二模具部件100，但其未示于图11中。第二模具部件100起初与第一模具部件90隔开，以容纳安置坯段60。如图13中所示，第二模具部件100有一个形成帽盖主体第二侧面的第一表面区101、一个形成折页的第二侧面的第二表面区102和一个形成盖子的第二侧面的第三表面区103。
使第一模具部件90和第二模具部件100起初隔开，就能够以预定的取向安置坯段60(如图11中所示)，将至少一部分坯料60安置在第一模具部件第二表面区92的附近。在该工艺的一个当前优选实施例中，坯料60能够实际上安置在形成折页92的第一侧面的第二表面区上，使得该大端邻近或伸入第一模具部件的帽盖主体第一表面区91中，并使得坯段60的小端邻近或伸入形成该盖子的第一侧面的第三表面区93中或伸在第三表面区93上方。如果第一模具部件90这样取向，使得第一模具部件90的第一、第二和第三表面区大体上面向上而离开地球重力的方向，而后当坯段60的两端在重力影响下向下拉动时坯料60能够在二表面区92上稍许下垂。
在坯料60已安置在合适位置上和在相对于第一模具部件90的合适取向中以后，第一模具部件90和第二模具部件100之间的空间被减小而压缩该坯料，使得该热塑性材料在模具部件之间如图13中所示地流动。第一和第二模具部件中的一个或两者向着另一个移动。应当将第一和第二模具部件的这种移动理解为使两个模具部件的对置表面之间的距离减小到所要的预定间隔，而此种移动可以通过只移动第一模具部件或只移动第二模具部件或交错地移动两个模具部件来实现。
当模具部件闭合到图13中所示的位置时，在模具部件90和100之间存在预定的空间构型或容积来限定对应于模制的帽盖20(如图1中模制件所示)的空的容积。坯段60的熔融塑料迅速地直接流动而填充模具内的此种空的容积。由于坯料60(如图11中所示)的取向和安置，该熔融的热塑性材料没有废料地和基本上无应力地被均匀地分布和迅速地流动而填充该帽盖的所有区域。
相对于图11，可以理解，该帽盖的较大的块状帽盖主体区需要更大的热塑性材料，因此坯段60的取向使坯料的较大端部凸出到第一模具部件90的帽盖主体区中(并在第二模具部件100随后闭合时凸出到第二模具部件100的对应区中)。相反，如可在图11中看到的，由模具表面区93限定的帽盖盖子空腔的容积是较小的。该盖子区需要较少的热塑性材料。因此，坯段60这样取向，使其较小的端部邻近于第一模具部件盖子区模具表面区93(并在第二模具部件100随后闭合时邻近第二模具部件盖子模制表面)。
其次，参照图13可以理解，与帽盖的主体和帽盖的盖子部分相比，模具空腔的帽盖主体和帽盖盖子部分之间的折页区是相当薄或相当小的。折页部分小于主体部分，而盖子部分大于折页部分。当第一模具部件90和第二模具部件100闭合时，模具空腔的折页部分给出一个非常小的流动区并往往限制塑性材料的流动。按照本发明，坯段60这样安置在模具部件的折页区的附近，使得该热塑性材料只需要一个小量的侧向流动来完全填充模具空腔的相当薄的折页区。这保证该折页区将用必需量的热塑性材料迅速而完全地充满。
安置坯段60使得坯段的对置两端部分每个分别安置在主体模具空腔部分和盖子模具空腔部分的附近，这种安置容纳从坯料端部部分直接遍及空腔的各自的主体和盖子部分，而不需要塑料材料从主体空腔区通过薄的折页空腔区流到盖子空腔区，反之亦然。
在热塑性材料已凝固而形成该帽盖后，模具部件之间的空间会增大，而移去模制好的帽盖。
图14～17中例示一个能按照本发明的说明而压塑的物件的另一实施例，其中该物件用标号20A标示。如可从图14中看到，物件20A是一个具有一个主体22A、一个盖子24A和一个延伸在主体22A和盖子24A之间并连接它们的折页26A的相当简单的容器。与主体22A和盖子24A相比，折页26A相当薄而包含少得多的热塑性材料。
如图15中所示，第一模具部件90A包括一个形成容器主体第一侧面的第一表面区91A、一个形成折页26A第一侧面的第二表面区92A和一个形成盖子24A第一侧面的第三表面93A。
图15还例示一个下模具部件或第一模具部件90A，用于与上模具部件或第二模具部件(未例示)配合而形成图14中例示的模制的敞开位置中的容器20A。图15也表示处在坯段60A形式中的热塑性材料，有一预定形状并沿一相对于第一模具部件90A的预定取向安置在一预定位置上。在例示的优选实施例中，坯段60A被安置成对着第一模具部件90A的第二表面区92A而起初由该区92A支承。
坯段60A最好用类似于上述形成坯段60的方法来形成。特别是，坯段60A是从一台挤压机用热塑性材料的熔料挤压的，并用一台计量泵通过一个板中形成的孔而输送。该孔有一平面形状或平面构型，与图16中看到的坯段60A的平面图形相同。但是，该孔的尺寸比坯料60A稍小，而坯段60A是通过该热塑性材料在该孔的排出侧上的鼓胀而形成的。
坯段60A能够在该孔的排出平面上用手拿的合适的刀子或用适当的设备如上面公开的关于图9和10中所示的切断坯段60的设备从该挤压的熔料上切割。这样一种设备可以包括一个收集和安置装置，用于将切断的坯段60A保持和传送到邻近一模具部件的适当位置和用于使坯段60A沿一相对于该模具部件的预定取向来取向。坯段60A的移出和安置可以是完全手动的过程，或者可以用适当的装置自动进行。用于移出和安置该坯料的特定方法和/或装置不形成本发明的一部分。
如可从图16的平面图中看到的，坯段60A有一大端62A和一宽度减小的延伸部分63A。延伸部分63A有一宽度减小部分65A和一稍许扩大的端部部分67A。大端62A有一大体上狗骨头端部形状。
坯段60A这样取向，使得较大的狗骨头端部形状62A伸入模具部件的较大主体空腔。宽度减小的区域65A的取向是在狭窄而薄的折页区92A上方。在坯段60A的另一端，端部67A延伸在该模具部件的容积较小的盖子区的上方。
如图17中所示，当第一模具部件90A沿水平取向作为下模具部件或底部模具部件而坯段60A安置在第一模具部件第二表面区92A上时，坯段60A可以稍许下垂，使得坯段两端62A和67A稍许下垂而进入由下模具部件90A限定的模具空腔的两个区中。
在坯段60A被适当地安置在一预定位置上并相对于第一模具部件90A取向后，坯段60A在第一模具部件90A和第二模具部件(未示出)之间受到压缩。该第二模具部件有一形成主体第二侧面的第一表面区、一形成折页第二侧面的第二表面区和一形成盖子第二侧面的第三表面区。坯段压缩步骤可以通过将两个模具部件移动到一起而减小两个模具部件之间距离来实现。该过程可以使下面的第一模具部件保持静止而只将上面的第二模具部件移向该静止的第一模具部件。或者是，该过程可以使上模具部件保持静止而使下面的第一模具部件向着该静止的上模具部件移动。同样，也可使上下模具部件每个同时互相移近。
由于坯段60A的形状和由于坯段60A相对于模具部件的取向，坯段的大端62A安置在由第一模具表面区91A部分限定的较大的主体模制空腔的附近。这样，需要热塑性材料的大部分体积的物件主体能够大部分由邻近的坯段大端62A中的较大块体的热塑性材料来压塑。
薄的折页区92A不需要同样多的热塑性材料，因此坯段的宽度减小的部分65A(图16)安置在由第一模具部件表面92A形成的折页区附近。因为较小的坯段部分65A刚巧安置在折页区上，所以热塑性材料并不必须流动太远来充分而完全地占领形成该折页的模具空腔区。
需要比折页部分更多的热塑性材料而比主体更少的热塑性材料的盖子在压塑步骤期间主要用邻近盖子模具表面区93A坯段端部67A的热塑性材料来完全充满。在压塑步骤期间，极少或并不需要热塑性材料或者从盖子区通过折页区到主体区，或者从主体区通过折页区到盖子区。从压缩的坯段60A的不同部分来的熔融塑料能够直接快速地流到模具空腔的周围各区，从而适当地分配热塑性材料并没有废料地和基本上无应力地完全充满各模具区内的空体积。
在热塑性材料已凝固而形成物件20A之后，模具部件之间的空间增大，然后移出该物件。
与当前使用的注射成型法比较，上述模制物件20A以及帽盖20的工艺可以以相当高的速度和基本上全面的费用优势来实现。
本发明的工艺容易地适用于模制各种物件，包括热塑性配送帽盖，具有规则的或不规则的形状，具有对称的或不对称的形状。
可以理解，从挤压的热塑性材料形成一坯段可以沿不是上述取向的相对于坯段60和60A的其它取向来进行。例如，该坯段可以水平地或向下地形成，而不是大体上向上地形成(如例示坯段60和60A的形成的附图中所示的相对于重力)。
也可以理解，这些模具部件不需要为了垂直移动而大体上水平地取向。相反，这些模具部件的分开平面可以以一个角度取向，或甚至垂直地取向，只要将一个适当的系统用于：(1)将该坯段安置在相对于这些模具部件的预定的位置和取向上；(2)保持该位置，直到这些模具部件闭合。
本发明可以用于提供各种其总的形状有一连接两个较大区域的一个小的或薄的区域的压塑的构件，其中热塑性材料的流动必须受到控制和这样容放，使得能有效地合适地充满该模具空腔中的空间，并制成一个基本上无应力的模制物件。
从本发明的上列详述及其图示可以容易地明白，可以进行许多变化和修改而并不偏离本发明的新概念或新原理的实际精神和范围。

Claims (16)

1.一种用于制造整体结构物件的方法，该物件具有一个第一部分、一个小于所述第一部分的第二部分和一个大于所述第二部分的第三部分，所述方法包括下述步骤：
(A)提供一个第一模具部件，该第一模具部件具有：(1)一个限定所述第一部分第一侧面的第一表面区，(2)一个限定所述第二部分第一侧面的第二表面区，和(3)一个限定所述第三部分第一侧面的第三表面区；
(B)在一个和所述第一模具部件间隔的位置上提供一个第二模具部件，该第二模具部件具有：(1)一个限定所述第一部分第二侧面的第一表面区，(2)一个限定所述第二部分第二侧面的第二表面区，和(3)一个限定所述第三部分第二侧面的第三表面区；
(C)用一种热塑性材料的熔料产生一个有一预定形状的坯段；
(D)将所述坯段按预定的取向安置，使所述坯段的至少一部分安置在所述第一模具部件的第二表面区的附近；
(E)减小所述第一和第二模具部件之间的空间以压缩所述坯段，使得所述热塑性材料在所述模具部件之间流动；以及
(F)在所述热塑性材料已经凝固而形成一物件后，增大所述模具部件之间的空间，然后移出所述物件。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件(D)包括将所述坯段的至少一部分安置成对着所述第一模具部件的第二表面区。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：
所述步骤(A)包括确定所述第一模具部件的取向，使得所述第一模具部件的第一、第二和第三表面区大体上背离地面重力的方向；以及
所述步骤(D)包括将所述坯段直接安置在所述第一模具部件上，使得所述坯段的至少一部分受所述第一模具部件的第二表面区支承。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(C)包括产生所述坯段，使其具有一个带一大端和一小端的大致蛋形。
5.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(D)包括安置所述坯段使所述小端邻近所述第一模具部件第三表面区并向其下垂，且使所述大端邻近所述第一模具部件的第一表面区并向其下垂。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(C)包括通过一个大体上椭圆形的出口孔挤压所述熔料。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物件是一个帽盖，所述第一部分是该帽盖的主体，所述第二部分是该帽盖的折页，而所述第三部分是所述帽盖的盖子。
8.一个整体结构物件，包括一个第一部分、一个小于所述第一部分的第二部分和一个大于所述第二部分的第三部分，所述部件由包括下列步骤的方法制成：
(A)提供一个第一模具部件，该第一模具部件具有：(1)一个限定所述第一部分第一侧面的第一表面区，(2)一个限定所述第二部分第一侧面的第二表面区，和(3)一个限定所述第三部分第一侧面的第三表面区；
(B)在一个和所述第一模具部件间隔的位置上提供一个第二模具部件，该第二模具部件具有：(1)一个限定所述第一部分第二侧面的第一表面区，(2)一个限定所述第二部分第二侧面的第二表面区，和(3)一个限定所述第三部分第二侧面的第三表面区；
(C)用一种热塑性材料的熔料产生一个有一预定形状的坯段；
(D)将所述坯段按预定的取向安置，使所述坯段的至少一部分安置在所述第一模具部件的第二表面区的附近；
(E)减小所述第一和第二模具部件之间的空间以压缩所述坯段，使得所述热塑性材料在所述模具部件之间流动；以及
(F)在所述热塑性材料已经凝固而形成一物件后，增大所述模具部件之间的空间，然后移出所述物件。
9.按照权利要求8所述的物件，其特征在于，所述物件是一个帽盖，所述第一部分是该帽盖的主体，所述第二部分是该帽盖的折页，而所述第三部分是该帽盖的盖子。
10.一种用于压塑的坯段，包括：一块热塑性材料，该热塑性材料具有至少一个大端和一个较小区域的形状。
11.按照权利要求10所述的坯段，其特征在于，所述块料大约为蛋形。
12.按照权利要求10所述的坯段，其特征在于，所述较小区域为长形部分而所述大端有一大体上骨头端部的形状。
13.一种用包括下述步骤的方法制成的坯料：
通过一个大体上椭圆平面形的出口孔挤压热塑性材料的熔料而形成延伸超过所述孔的预定的挤压的热塑性材料的块体；
允许所述块体沿周边鼓胀；以及
从所述出口孔切断所述块体而形成一个蛋状坯段。
14.一种用于制造一坯段的方法，包括以下步骤：
通过一个大体上椭圆平面形的出口孔挤压热塑性材料的熔料而形成延伸超过所述孔的预定的挤压的热塑性材料的块体；
允许所述块体沿周边鼓胀；以及
从所述出口孔切断所述块体而形成一个蛋状坯段。
15.一种用包括下述步骤的方法制成的坯料：
通过一个其平面形状具有至少一大端和一较小区域的出口孔挤压热塑性材料的熔料而形成延伸超过所述孔的预定的挤压的热塑性材料的块体；
允许所述块体沿周边鼓胀；以及
从所述出口孔切断所述块体而形成一个长形坯段。
16.一种用于制造一坯段的方法，包括以下步骤：
通过一个其平面形状具有至少一大端和一较小区域的出口孔挤压热塑性材料的熔料而形成延伸越过所述孔的预定的挤压的热塑性材料的块体；
允许所述块体沿周边鼓胀；以及
从所述出口孔切断所述块体而形成一个长形坯段。
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