多色成型方法、 多色成型装置及多色成型部件 相关申请的交叉参考
本申请包含与 2009 年 7 月 6 日向日本专利局提交的日本优先权专利申请案 JP 2009-159940 中所揭露的内容相关的主题， 在此将该日本优先权专利申请案的全部内容以 引用的方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及使用不同的树脂材料来成型一体成型件的多色成型方法和多色成型 装置， 并且涉及多色成型部件。 背景技术 在过去， 以下的双色成型方法已为人们所知。也就是， 首先将主成型用空腔模具 与芯体模具夹紧在一起以便夹持上面形成有设计层等的基板薄片， 并注射熔融的主成型 树脂， 从而成型主成型树脂部， 上述设计层就被转移到该主成型树脂部的表面上。然后， 把 安装有主成型树脂部的芯体模具与辅助成型用空腔模具夹紧在一起， 并注射辅助成型树 脂， 从而成型辅助成型树脂部以覆盖住主成型树脂部的上述表面 ( 参见例如日本专利第
3472403 号 ( 以下称为专利文件 1) 的图 9)。通过双色成型方法制造的成型部件的优点在 于： 转移到主成型树脂部上的设计层受到辅助成型树脂部的保护。
然而， 在设计层未被完全夹持于主成型树脂部与辅助成型树脂部之间从而导致设 计层从主成型树脂部与辅助成型树脂部之间的间隙中部分地暴露出来的情形中， 设计层可 能会在该间隙中被剥离。另外， 水蒸气等可以从让设计层暴露出来的上述间隙进入到成型 部件的内部， 这会造成主成型树脂部与辅助成型树脂部分离。换句话说， 在上述情形中， 成 型部件的耐久性可能会降低。
此外， 在专利文件 1 中所揭露的双色成型方法中， 在主成型用空腔模具的深度较 大的情形中， 当在主成型树脂部上执行注射成型时， 基板薄片的变形量会变大。 当基板薄片 明显变形时， 例如， 基板薄片就会起皱， 这会阻碍设计层被正确地转移到主成型树脂部上。 因此， 在专利文件 1 中所揭露的双色成型方法中， 难以制造具有较大深度的成型部件， 并且 所要制造的成型部件在形状上的自由度较低。 发明内容
鉴于上述问题， 期望提供能够制造出具有良好耐久性及在形状上具有高自由度的 成型部件的多色成型方法和多色成型装置， 并提供所制造出来的多色成型部件。
根据本发明的实施例， 提供一种多色成型方法， 其包括如下步骤 ： 以被夹持在第一 空腔构件与第二空腔构件之间的方式设置基板膜， 所述第一空腔构件具有通孔， 所述基板 膜上形成有型内层 (in-mold layer) 且所述型内层位于所述通孔与所述第二空腔构件之 间， 所述第二空腔构件封住所述通孔的开口之中的一者 ； 把芯体设置在由至少所述通孔形 成的主空腔中， 并向所述主空腔中注射第一成型材料， 由此成型在其表面上被转移有所述型内层的主成型层 ； 以及把形成有所述主成型层的所述芯体设置在辅助空腔中， 并向所述 辅助空腔中注射第二成型材料， 由此成型覆盖住所述型内层的辅助成型层。
在上述多色成型方法中， 由于以被夹持在第一空腔构件与第二空腔构件之间的形 式设置基板膜， 因此， 可充分地抑制当成型主成型层时该基板膜的变形量。另外， 由于型内 层被转移到主成型层的表面的一部分上， 因此整个型内层可容易地被辅助成型层覆盖住。 所以， 可制造出在形状上具有高自由度的成型部件。
所述第二空腔构件可包括凹部， 该凹部封住所述通孔的所述一者开口。在这种情 形中， 以被夹持的方式设置所述基板膜的步骤可包括 ： 以被夹持在所述第一空腔构件与所 述第二空腔构件之间的方式设置所述基板膜， 且使得所述型内层位于所述通孔与所述凹部 之间。 此外， 成型所述主成型层的步骤可包括 ： 把所述芯体设置在由所述通孔和所述凹部形 成的所述主空腔中， 并向所述主空腔中注射所述第一成型材料， 由此成型在其表面上被转 移有所述型内层的所述主成型层。
在上述多色成型方法中， 由于主空腔是由通孔和凹部形成的， 并且基板膜被夹持 在第一空腔构件与第二空腔构件之间， 因此， 当成型主成型层时， 基板膜的变形主要出现在 主空腔中。所以， 可将基板膜的变形量抑制为较小。另外， 将凹部的形状设置为适当形状， 从而能够制造出在形状上具有高自由度的主成型层。
所述型内层的至少一部分可在所述通孔的边缘与所述凹部的边缘相接触的区域 中被夹持于所述第一空腔构件与所述第二空腔构件之间。在这种情形中， 成型所述主成型 层的步骤可包括 ： 从所述主空腔中取出所述主成型层， 且所述型内层是在所述通孔的边缘 与所述凹部的边缘相接触的所述区域中被切断的。
在执行主成型层的注射成型时， 如果切断了基板膜， 则难以相对于主成型层来将 型内层定位。然而， 在本实施例的多色成型方法中， 由于基板膜的变形量较小， 因而就可利 用通孔的形状和凹部的形状， 使得只有型内层在通孔的边缘与凹部的边缘相接触的区域中 被切断。因此， 可制造出在形状上具有高自由度的主成型层。
所述通孔可包括从所述通孔的内表面突出的突出孔。在这种情形中， 成型所述主 成型层的步骤可包括将所述主成型层成型为具有与所述突出孔相对应的突出部。
在相关技术中， 作为主空腔的典型形状， 需要一种能防止基板膜被切割的形状， 这 会限制所要成型的主成型层的形状。 相比之下， 在本实施例的多色成型方法中， 基板膜不是 设置于通孔的内表面上。 因此， 突出孔可形成于通孔的内表面中， 并且能够成型包括突出部 的主成型层。
所述第一空腔构件可包括连接至所述通孔的浇口。在这种情形中， 成型所述主成 型层的步骤可包括通过所述浇口向所述主空腔中注射所述第一成型材料。
由于基板膜被夹持于第一空腔构件与第二空腔构件之间， 从而使得可在第一空腔 构件的期望位置处设置浇口。无需给芯体模具提供浇口。因此， 可将浇口的结构制作得比 较简单。
所述第一空腔构件可包括连接至所述突出孔的浇口。在这种情形中， 成型所述主 成型层的步骤可包括通过所述浇口向所述主空腔中注射所述第一成型材料。
由于基板膜被夹持于第一空腔构件与第二空腔构件之间， 从而使得可在第一空腔 构件的期望位置处设置浇口。 当如同在本实施例的多色成型方法中一样形成有连接至突出孔的浇口时， 可充分地向突出孔中注射第一成型材料， 从而能够可靠地成型具有突出部的 主成型层。
所述第一空腔构件可包括以复数形式提供的所述通孔。在这种情形中， 以被夹持 的方式设置所述基板膜的步骤可包括 ： 以被夹持在所述第一空腔构件与所述第二空腔构件 之间的方式设置所述基板膜， 且使得所述型内层位于所述多个通孔与所述第二空腔构件之 间， 所述第二空腔构件在一侧封住所述多个通孔的开口。 此外， 成型所述主成型层的步骤可 包括 ： 把以复数形式提供的所述芯体设置在以复数形式提供的且由至少所述多个通孔形成 的所述主空腔中， 并向所述多个主空腔中注射所述第一成型材料， 由此成型以复数形式提 供的在其表面上被转移有所述型内层的所述主成型层。此外， 成型所述辅助成型层的步骤 可包括 ： 把各自形成有所述主成型层的所述多个芯体设置在以复数形式提供的所述辅助空 腔中， 并向所述多个辅助空腔中注射所述第二成型材料， 由此成型以复数形式提供的且覆 盖所述型内层的所述辅助成型层。
在相关技术中， 在一起成型多个主成型层的情形中， 基板膜在这多个主空腔的每 一者中均发生变形， 这会增大基板膜的变形量。 相比之下， 本实施例的多色成型方法可有效 地将多个主成型层一起成型， 这是因为基板膜的变形量可被抑制为较小。 根据本发明的另一实施例， 提供一种多色成型装置， 该多色成型装置包括主成型 用空腔模具、 芯体模具以及辅助成型用空腔模具。所述主成型用空腔模具包括第一空腔构 件和第二空腔构件， 并且所述主成型用空腔模具能够使所述第一空腔构件与所述第二空腔 构件相互分离。所述第一空腔构件具有通孔且该通孔作为主空腔的一部分， 所述第二空腔 构件封住所述通孔的开口之中的一者。所述芯体模具包括能设置于所述主空腔中的芯体， 并且所述芯体模具能与所述主成型用空腔模具夹紧在一起以执行主成型层的注射成型。 所 述辅助成型用空腔模具具有辅助空腔， 形成有所述主成型层的所述芯体能设置于所述辅助 空腔中， 并且所述辅助成型用空腔模具能与所述芯体模具夹紧在一起， 以成型覆盖住所述 主成型层的辅助成型层。
所述第二空腔构件可包括凹部， 所述凹部是所述主空腔的一部分并封住所述通孔 的所述一者开口。
所述通孔可具有从所述通孔的内表面突出的突出孔， 以用于执行包括突出部的所 述主成型层的注射成型。
所述第一空腔构件可包括连接至所述通孔的浇口。
所述第一空腔构件可包括连接至所述突出孔的浇口。
根据本发明的另一实施例， 提供一种多色成型部件， 该多色成型部件包括主成型 层、 型内层以及辅助成型层。所述型内层被转移到所述主成型层的表面的一部分上。所述 辅助成型层形成于所述主成型层的所述表面上， 并完整地覆盖所述型内层以防止所述型内 层被暴露。
如上所述， 根据本发明， 可制造在形状上具有高自由度的成型部件。
根据以下对附图所示的本发明最佳模式实施例的详细说明， 本发明的这些及其它 目的、 特征及优点将变得更加明显。
附图说明 图 1 为显示了第一实施例的多色成型装置的主要部分的示意剖面图 ；
图 2 为显示了第一实施例的多色成型装置的主要部分的示意剖面图 ；
图 3A、 图 3B 和图 3C 为依序显示了第一实施例的主成型层的成型过程的示意剖面图 ；
图 4 为根据各实施例的基板膜的示意剖面图 ；
图 5A 和图 5B 为依序显示了第一实施例的辅助成型层的成型过程的示意剖面图， 该辅助成型层覆盖住主成型层 ；
图 6 为显示了通过第一实施例的多色成型方法成型的多色成型部件的示意立体 图；
图 7 为显示了第二实施例的多色成型部件的示意立体图 ；
图 8A 和图 8B 为分别显示了第二实施例的多色成型部件的成型过程的一部分的示 意剖面图 ；
图 9 为第三实施例的多色成型部件的示意立体图 ；
图 10 为显示了通过第四实施例的多色成型方法成型的主成型层及辅助成型层的 示意立体图 ；
图 11 为显示了第四实施例的多色成型部件的示意立体图 ； 图 12A 和图 12B 为分别显示了第五实施例的多色成型部件的成型过程的示意剖面图； 图 13A 和图 13B 为分别显示了第一实施例的多色成型方法、 多色成型装置及多色 成型部件的变型例的图 ； 以及
图 14 为显示了第一实施例的多色成型方法、 多色成型装置及多色成型部件的变 型例的图。
具体实施方式
在下文中， 将参照附图对本发明的各实施例进行说明。
第一实施例
将对本发明第一实施例的多色成型方法、 用于该方法中的多色成型装置及所制造 出来的多色成型部件进行说明。
多色成型装置的结构
图 1 及图 2 为分别显示了本发明第一实施例的多色成型装置的主要部分的示意剖 面图。如图 1 所示， 本实施例的多色成型装置 100 包括主成型用空腔模具 10 及芯体模具 20。芯体模具 20 被设置成与主成型用空腔模具 10 相对， 并能与主成型用空腔模具 10 夹紧 在一起。芯体模具 20 具有芯体 1。
主成型用空腔模具 10 包括第一空腔构件 10a 及第二空腔构件 10b。 第一空腔构件 10a 具有通孔 2， 而第二空腔构件 10b 具有凹部 3。第一空腔构件 10a 被设置成与芯体模具 20 相对。第二空腔构件 10b 设置在第一空腔构件 10a 的与设置有芯体模具 20 的那一侧相 反的侧上。第一空腔构件 10a 和第二空腔构件 10b 被设置成使第一空腔构件 10a 的通孔 2 与第二空腔构件 10b 的凹部 3 彼此相对。另外， 在与芯体模具 20 相对的第一空腔构件 10a 的通孔 2 的开口 4 的边缘上， 形成有用于形成凸缘部的凸缘区域 6。第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 通过导向机构 ( 图未示出 ) 相对于彼此进 行分离性移动。当第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 相连接时， 通孔 2 的与开口 4 相 反的开口 7 被凹部 3 覆盖住。通孔 2 和凹部 3 形成用于容纳芯体模具 20 的芯体 1 的主空 腔 8。此外， 第一空腔构件 10a 具有与通孔 2 的凸缘区域 6 相连接的浇口 9。此外， 芯体模 具 20 与主成型用空腔模具 10( 以及稍后要说明的辅助成型用空腔模具 30) 也通过导向机 构 ( 图未示出 ) 相对于彼此进行分离性移动。当芯体模具 20 与主成型用空腔模具 10 执行 相对运动时， 与该运动联动地， 第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 执行相对运动。
为了将基板膜 ( 稍后说明 ) 设置在第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 之间， 第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 能够如上所述被分离。
如图 2 所示， 多色成型装置 100 具有能与芯体模具 20 夹紧在一起的辅助成型用空 腔模具 30。辅助成型用空腔模具 30 具有辅助空腔 11， 该辅助空腔 11 被提供有主成型层 ( 稍后说明 ) 并用于容纳芯体 1。此外， 连接至辅助空腔 11 的浇口 12 形成于辅助成型用空 腔模具 30 中。
第一空腔构件 10a、 第二空腔构件 10b、 芯体模具 20 及辅助成型用空腔模具 30 的 材料的实例包括例如不锈钢、 铁及铝等金属以及塑料材料。 在本实施例的多色成型装置 100 中， 芯体模具 20 可在与主成型用空腔模具 10 相 对的位置和与辅助成型用空腔模具 30 相对的位置之间移动。作为这种结构的实例， 给出一 种如下的旋转型结构 ： 该结构中， 将芯体模具 20 设置于可旋转的旋转平台 ( 图未示出 ) 上， 并旋转该旋转平台， 从而移动芯体模具 20。 除了可使用旋转型结构之外， 还可使用如下的滑 动型结构 ： 该结构中， 使芯体模具 20 在主成型用空腔模具 10 与辅助成型用空腔模具 30 之 间滑动。
此外， 本实施例的多色成型装置用作水平成型装置， 但是也可用作垂直成型装置。
多色成型方法
下面将对其中使用了具有上述结构的多色成型装置 100 的多色成型方法进行说 明。图 3A 至图 3C 为依序显示了主成型层的成型过程的示意剖面图。
如图 3A 所示， 在分离的第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 之间， 设置基板膜 14。在基板膜 14 上， 形成有型内层 13。将基板膜 14 设置成使得型内层 13 与第一空腔构件 10a 的通孔 2 相对。此外， 在本实施例中， 将基板膜 14 设置成使得型内层 13 位于通孔 2 的 开口 7 与第二空腔构件 10b 的凹部 3 之间。通过例如使用了卷取装置及发送装置 ( 图未示 出 ) 的卷对卷 (roll-to-roll) 系统， 从多色成型装置 100 的外部供应基板膜 14。
图 4 为显示了基板膜 14 的示意剖面图。基板膜 14 具有由基膜 (basefilm)141、 第 一结合层 142、 型内层 13 以及第二结合层 144 形成的层压结构。作为基膜的材料， 可使用 PET( 聚对苯二甲酸乙二醇酯 ) 或丙烯酸等。通过第一结合层 142， 将型内层 13 结合至基膜 141。
型内层 13 在主成型层的表面上用作印刷层， 以用于转移设计或字符等。除此之 外， 作为型内层 13， 还可使用各种布线层、 信息记录层、 例如太阳能电池等电气元件、 或者光 学元件。形成于型内层 13 的表面上的第二结合层 144 是由具有热敏性或压敏性的树脂等 制成的。
如图 3B 所示， 将芯体模具 20 与主成型用空腔模具 10 夹紧在一起。此外， 第一空
腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 相互连接起来。通孔 2 与凹部 3 形成了主空腔 8。芯体 1 置于主空腔 8 中。基板膜 14 置于主空腔 8 处。
通过形成于第一空腔构件 10a 上的浇口 9， 从注入口或流槽 ( 图未示出 ) 向其中设 置有芯体 1 的主空腔 8 中注射在高温下熔融的主成型树脂 15。作为主成型树脂 15， 可使用 例如 ABS( 丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯 ) 树脂等通用树脂、 PC( 聚碳酸酯 ) 树脂、 或者例如 ABS 与 PC 树脂的混合树脂等工程塑料。另外， 并不特别地限制主成型树脂 15 的颜色， 并且主成 型树脂 15 的颜色可以是非透明的、 透明的或半透明的。
向主空腔 8 中注射主成型树脂 15， 以对主空腔 8 的内表面 ( 即通孔 2 的内表面 5 及凹部 3 的内表面 16) 施加压力。此时， 处于主空腔 8 处的基板膜 14 也被主成型树脂 15 施加压力并变形， 从而压靠在凹部 3 的内表面 16 上。主成型树脂 15 的热量使设置于型内 层 13 的表面上的第二结合层 144 熔融， 从而将型内层 13 结合至主成型树脂 15 的对凹部 3 施加压力的表面。
如上所述， 在本实施例的多色成型方法中， 由于基板膜 14 是夹持于第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 之间， 因而当注射主成型树脂 15 时， 基板膜 14 的变形主要出现在 凹部 3 中。亦即， 阻止了基板膜 14 变形至压靠在通孔 2 的内表面 5 上。这样， 会减小基板 膜 14 的拉伸量， 从而能使基板膜 14 的变形量较小。
此外， 在芯体 20 与主成型用空腔模具 10 夹紧在一起的方向上， 即使增大第一空腔 构件 10a 的厚度且增大通孔 2 的内表面 5 的长度 ( 深度 )， 基板膜 14 的变形量也几乎不会 发生变化。因此， 能够增大主空腔 8 的深度， 并且能够制造出在形状上具有高自由度的成型 部件。
并不特别限制注入口和流槽的结构。 在本实施例的多色成型方法及多色成型装置 100 中， 基板膜 14 夹持于第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 之间， 并且因此可在第一空 腔构件 10a 的期望位置处提供浇口 9。因此， 无需为芯体模具 20 设置浇口， 因此， 可容易地 构造得到浇口 9 以及连接至浇口 9 的流槽、 注入口等。
冷却主成型用空腔模具 10 与芯体模具 20， 并且如图 3C 所示解除上述夹紧状态。 在 从主空腔 8 中取出的芯体 1 上， 形成了通过使主成型树脂 15 固化而获得的主成型层 15′。 此时， 将型内层 13 分成了型内层 13a 及型内层 13b。把第一空腔构件 10a 的通孔 2 的开口 7 与第二空腔构件 10b 的凹部 3 之间的型内层 13b 切割下来。从基板膜 14 上移走的型内 层 13a 被转移到与第二空腔构件 10b 的凹部 3 的形状相一致的表面 17( 在下文中， 称为结 合表面 17) 上。结合表面 17 形成主成型层 15′的表面的一部分。基板膜 14 没有被切割。
如果在执行主成型层 15′的注射成型时对基板膜 14 也进行了切割， 则难以执行 基板膜 14 的发送等， 并且难以执行型内层 13 的相对于随后要成型的主成型层的定位。因 此， 在相关技术中， 可能无法把 R( 曲率半径 ) 较小的部分提供至主空腔的压靠有基板膜的 内表面。然而， 在本实施例的多色成型方法中， 由于基板膜 14 的变形量较小， 因而可在如下 范围内适当地设定通孔 2 的形状及凹部 3 的形状 ： 在该范围内， 在通孔 2 的边缘与凹部 3 的 边缘相接触的部分中仅切割型内层 13。 例如， 适当地设定通孔 2 的形状及凹部 3 的形状， 并 可将通孔 2 的边缘与凹部 3 的边缘相接触的部分的 R( 曲率半径 ) 设定为较小。因此， 可成 型在形状上具有高自由度的主成型层 15′。
此外， 如图 3C 所示， 使第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 分离， 并且送出基板膜 14。假定如同在相关技术中一样， 基板膜 14 变形至压靠主空腔 8 的整个内表面。在这种 情形中， 如果主空腔 8 较深， 则难以从主空腔 8 处取出基板膜 14， 从而可能无法送出基板膜 14。然而， 在本实施例中， 基板膜 14 在第二空腔构件 10b 的凹部 3 中发生变形， 且变形量较 小。这样， 容易从凹部 3 中取出基板膜 14， 从而防止出现上述相关技术的问题。
在图 3B 及图 3C 中， 可适当地设定第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 进行连 接和进行分离时的时刻以及第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 分离的距离。例如， 在 主成型用空腔模具 10 与芯体模具 20 相互夹紧在一起之前， 可将第一空腔构件 10a 与第二 空腔构件 10b 连接起来。另外， 在从主空腔 8 取出设置有主成型层 15′的芯体 1 之后， 可将 第一空腔构件 10a 与第二空腔构件 10b 分离。
图 5A 及图 5B 为依序显示了辅助成型层的成型过程的示意剖面图， 该辅助成型层 覆盖住主成型层 15′。如图 5A 所示， 使设置有主成型层 15′的芯体 1 移动到与辅助成型 用空腔模具 30 相对的位置， 然后将芯体模具 20 与辅助成型用空腔模具 30 夹紧在一起。在 本实施例中， 提供了能容纳整个主成型层 15′的辅助空腔 11。
通过与辅助空腔 11 连接的浇口 12， 向辅助空腔 11 中注射辅助成型树脂 18。作为 辅助成型树脂 18， 可使用例如 PMMA( 聚甲基丙烯酸甲酯 ( 丙烯酸 ))、 PC 和 PS( 聚苯乙烯 ) 等光学透明性树脂。 冷却辅助成型用空腔模具 30 与芯体模具 20， 并如图 5B 所示， 解除上述夹紧状态。 在从辅助空腔 11 所取出的芯体 1 上， 形成了覆盖整个主成型层 15′的辅助成型层 18′。 辅 助成型层 18′覆盖住整个型内层 13a， 以防止型内层 13a 被暴露。
在本实施例中， 使用了其中由辅助成型层 18′覆盖住整个主成型层 15′的结构， 但是该结构并不仅限于此。可将辅助成型层 18′成型为各种形状。如上所述， 型内层 13a 位于结合表面 17 上作为主成型层 15′的表面的一部分， 因此可容易地成型覆盖住整个型 内层 13a 的辅助成型层 18′。
多色成型部件
图 6 为显示了通过上述多色成型方法成型的多色成型部件的示意立体图。在图 5B 所示的过程中， 把被成型为主成型层 15′的浇口 9 形状的部分以及被成型为辅助成型层 18′的浇口 12 形状的部分切掉， 从而获得了图 6 所示的多色成型部件 150。
如上所述， 在本实施例的多色成型方法中， 可通过使用较深的主空腔 8 来获得成 型部件。 因此， 可获得具有所需高度 ( 图 6 所示的在 Z 方向上的尺寸 ) 的多色成型部件 150。 多色成型部件 150 可被成型为具有所需高度， 并且因此可有效地用作用于根据使用者的按 压操作来按压控制器中的触控开关的构件， 例如用作为家用游戏机的控制器提供的按钮。
此外， 在本实施例中， 型内层 13a 未暴露于外部， 这会防止型内层 13a 由于例如外 部震动或被另一部件刺破而剥落。此外， 能防止水蒸气等进入多色成型部件 150 的内部， 因 此不会使主成型层 15′与辅助成型层 18′分离。 另外， 型内层 13a 仅转移到主成型层 15′ 的结合表面 17 上， 因此主成型层 15′与辅助成型层 18′直接相互结合。由于这些原因， 制 成了具有良好耐久性的多色成型部件 150， 它可有效地用于该多色成型部件 150 用作被使 用者频繁使用的构件 ( 例如上述实例中所说明的按钮 ) 的情形中。
第二实施例
将对本发明第二实施例的多色成型方法、 多色成型装置及多色成型部件进行说
明。在下文中， 将省略或简化关于与第一实施例中所述的多色成型方法、 多色成型装置 100 及多色成型部件 150 相同的结构及功能的说明。
图 7 为显示了本实施例的多色成型部件的示意立体图。多色成型部件 250 在外部 形状上实质为立方形的， 且包括主成型层 215′， 该主成型层 215′具有上表面 221、 下表面 222 以及侧表面 223a、 223b、 223c 和 223d。型内层 213 被转移至上表面 221 上 ； 亦即， 上表 面 221 用作第一实施例中所述的结合表面。
在侧表面 223a 上， 形成有突出部 290。 例如， 当多色成型部件 250 安装于某一装置 等 ( 图未示出 ) 上时， 突出部 290 起接合部的作用。突出部 290 设置于侧表面 223a 的在下 表面 222 侧的边缘 240 上， 并具有从边缘 240 向上表面 221 侧 ( 在图 7 所示的 Z 方向上 ) 倾斜地延伸的倾斜下表面 291。另外， 突出部 290 具有倾斜上表面 292， 该倾斜上表面 292 从侧表面 223a 向上表面 221 侧倾斜地延伸， 直至与倾斜下表面 291 相接。倾斜下表面 291 与倾斜上表面 292 彼此相接处的部分具有刃形形状， 该刃形形状具有小的 R。
另外， 多色成型部件 250 包括覆盖住主成型层 215′的辅助成型层 218′。如图 7 所示， 辅助成型层 218′完整地覆盖住上表面 221 以及侧表面 223b、 223c 和 223d， 并覆盖住 除突出部 290 的区域之外的侧表面 223a。辅助成型层 218′覆盖了整个型内层 213。 图 8A 及图 8B 为显示了多色成型部件 250 的成型过程的一部分的示意剖面图。该 图 8 及图 8B 显示了多色成型部件 250 的沿图 7 所示的 A-A 线截取的截面。
图 8A 为显示了在多色成型部件 250 的主成型层 215′上执行注射成型的过程的 图。 本实施例的多色成型装置 200 包括具有突出孔 206 的第一空腔构件 210a， 该突出孔 206 形成于通孔 202 的开口 204 的边缘的一部分中。突出孔 206 被形成得从通孔 202 的内表面 205 突出。向突出孔 206 中注射主成型树脂 215 时， 就形成了主成型层 215′的突出部 290。 图 8A 所示的第一突出孔表面 261 相当于突出部 290 的倾斜下表面 291， 而图 8A 所示的第二 突出表面 262 相当于突出部 290 的倾斜上表面 292。
在第一空腔构件 210a 中， 形成有与突出孔 206 连接的浇口 209。通过浇口 209， 向 主空腔 208 中注射主成型树脂 215。由于浇口 209 与突出孔 206 连接， 因而甚至也可向第一 突出孔表面 261 与第二突出孔表面 262 相接处的刃形端部中充分地注射主成型树脂 215。 利用本结构， 可充分地注射主成型树脂 215。因此， 能够可靠地成型具有突出部 290 的主成 型层 215′。
如上述实施例中所述， 在相关技术中， 需要一种能防止被切割的基板膜 214 的主 空腔形状， 这会限制所要成型的主成型层 215′的形状。然而， 在本实施例的多色成型方法 中， 将主成型用空腔模具 210 分成第一空腔构件 210a 与第二空腔构件 210b， 并将基板膜 214 夹持于第一空腔构件 210a 与第二空腔构件 210b 之间。这样， 在通孔 202 的内表面 205 上就不会提供有基板膜 214。因此， 能够在通孔 202 的内表面 205 中形成突出孔 206， 从而 能够成型具有突出部 290 的主成型层 215′。
应注意， 适当地设定突出孔 206 的形状、 突出孔 206 的形成位置、 主成型用空腔模 具 210 的结构等， 使得当主成型用空腔模具 210 与芯体模具 220 的夹紧状态被解除时， 从主 空腔 208 中取出形成有主成型层 215′的芯体 201。
如图 8B 所示， 在辅助空腔 211 中， 形成有与主成型层 215′的突出部 290 相对应的 凹口 295。把形成有主成型层 215′的芯体 201 置于辅助空腔 211 中， 然后成型覆盖住主成
型层 215′的表面的辅助成型层 218′。
第三实施例
图 9 为本发明第三实施例的多色成型部件的示意立体图。本实施例的多色成型部 件 350 包括主成型层 315′， 该主成型层 315′是由凸缘部 380 及三棱柱部 385 构成的。三 棱柱部 385 的上表面 321 用作本实施例的结合表面， 并且型内层 313 被转移到上表面 321 上。 对辅助成型层 318′进行成型， 使其覆盖整个主成型层 315′， 并且辅助成型层 318′覆 盖了整个型内层 313。
在本实施例中， 把在主成型用空腔模具与芯体模具夹紧在一起的方向上所观察 到的通孔的横截面形状设定为近似三角形， 就能成型出主成型层 315 ′的三棱柱部 385。 这样， 通过将通孔的横截面形状设定为适当的形状， 能够成型出具有各种形状的主成型层 315′。
作为本实施例的变型例， 可将通孔形成为使该通孔的开口面积从该通孔的与芯体 模具相对的侧朝着与辅助空腔构件相对的侧逐渐减小。利用本结构， 能成型出其中与结合 表面相反的表面的面积大于结合表面的面积的主成型层， 并且将主成型层的侧表面成型为 倾斜状。 如上所述， 在本实施例中， 通过将整个通孔的形状设定为适当的形状， 能够成型出 在形状上具有高自由度的主成型层。 应注意， 在如下范围内对整个通孔的形状进行设定 ： 该 范围即为， 在主成型层 315′被成型之后且在辅助成型层 318′被成型之前， 能够从主空腔 中取出设置有主成型层的芯体。 在本实施例中， 整个通孔的形状的设定范围较大， 这是因为 在通孔的内表面上没有被提供基板膜并且第一空腔构件中的浇口在形成位置上的自由度 较高。
另外， 无论主成型层的形状如何， 也能适当地设定辅助成型层的形状。亦即， 在本 实施例中， 通过将主成型层与辅助成型层相组合， 能够成型出设计质量较高的多色成型部 件。同样， 也可适当地设定主成型层与辅助成型层的颜色组合。例如， 在图 9 所示的多色成 型部件 350 中， 当将主成型层 315′与辅助成型层 318′形成为透明的时， 型内层 313 好像 漂浮在多色成型部件 350 中。简言之， 在本实施例中， 通过适当地设定主成型层 315′与辅 助成型层 318′的形状、 颜色、 材料等， 可改善多色成型部件 350 的视觉效果。
第四实施例
将对本发明第四实施例的多色成型方法、 多色成型装置及多色成型部件进行说 明。图 10 为显示了通过本实施例的多色成型方法成型的主成型层与辅助成型层的示意立 体图。图 11 为显示了本实施例的多色成型部件的示意立体图。
在本实施例的多色成型方法中， 使用了设置有四个芯体的芯体模具及设置有四个 主空腔的主成型用空腔模具。如图 10 所示， 一起成型四个主成型层 415′ a 至 415′ d。把 型内层 413a 至 413d 分别转移到主成型层 415′ a 至 415′ d 的上表面 ( 结合表面 )421a 至 421d 上。型内层 413a 至 413d 具有不同的设计。为了覆盖型内层 413a 至 413d， 分别成 型辅助成型层 418′ a 至 418′ d， 如图 10 所示。
将主成型层 415′ a 及 415′ b 连接至流槽部 470a 及浇口部 409a。 “流槽部” 及 “浇口部” 是指被注射至在本实施例中形成的流槽及浇口 ( 图未示出 ) 中并被固化的主成型 树脂 415。以同样的方式， 在下文中， 把被注射至在本实施例中形成的注入口 ( 图未示出 )
中并被固化的主成型树脂 415 称为 “注入口部” 。
按照以下方式来成型主成型层 415′ a 及 415′ b ： 通过与流槽部 470a 相对应的 流槽及与浇口部 409a 相对应的浇口向主空腔 ( 图未示出 ) 中注射主成型树脂 415。同样 地， 按照以下方式来成型主成型层 415′ c 及 415′ d ： 通过与流槽部 470b 相对应的流槽及 与浇口部 409b 相对应的浇口向主空腔中注射主成型树脂 415。
另外， 在本实施例中， 在设置有这四个主空腔 ( 图未示出 ) 的区域的中心处， 提供 有注入口 ( 图未示出 )。此外， 将分别连接至这些主空腔的多个浇口 ( 图未示出 ) 连接至该 注入口。为了成型这四个主成型层 415a′至 415d′， 从上述四个浇口向这些主空腔中注射 主成型树脂 415。 如上述实施例中所述， 可在第一空腔构件 ( 图未示出 ) 的期望位置处形成 用于对主成型层 415′ a 至 415′ d 进行成型的浇口。因此， 如同在本实施例中一样， 可容 易地实现从一个注入口向该多个主空腔中注射主成型树脂 415 的结构。因此， 多色成型装 置的结构变得简单。
此外， 在相关技术中， 在一起成型多个主成型层的情况中， 基板膜 ( 图未示出 ) 在 多个主空腔中变形， 这会增大基板膜的变形量。然而， 由于如上述实施例中所述的那样， 基 板膜的变形量可以较小， 因而本实施例的多色成型方法可有效地将多个主成型层 415′ a 至 415′ d 一起成型。
通过使用与上述用于成型主成型层 415′ a 至 415′ d 的注入口类似的注入口， 对辅助成型层 418′ a 至 418′ d 进行成型。图 10 所示的注入口部 475 对应于该注入口。 亦即， 在四个主成型层 415′ a 至 415′ d 的中心部处， 提供有注入口 ( 注入口部 475)。另 外， 把连接至辅助空腔 ( 图未示出 ) 的多个浇口 ( 对应于浇口部 412a 至 412d) 连接至注入 口 ( 注入口部 475)。利用本结构， 通过这些浇口 ( 浇口部 412a 至 412d) 来注射被供应至 一个注入口 ( 注入口部 475) 中的辅助成型树脂 418， 从而成型四个辅助成型层 418′ a 至 418′ d。这样， 把用于成型辅助成型层 418′ a 至 418′ d 的注入口 ( 注入口部 475) 的结 构形成为与用于成型主成型层 415′ a 至 415′ d 的注入口的结构类似， 这可使多色成型装 置的结构变得简单。
使用图 11 所示的多色成型部件 450a 至 450d 作为与四个选项相对应的一组按钮， 该组按钮是为例如家用游戏机的控制器配备的。应注意， 多色成型部件 450a 至 450d 的数 量并不限于四个， 并且可将所需数量的多色成型部件一起成型。
第五实施例
将对本发明第五实施例的多色成型部件进行说明。图 12A 及 12B 为分别显示了本 实施例的多色成型部件的成型过程的示意剖面图。图 12A 显示了主成型层 515′的成型过 程。在该图中， 具有芯体 501 的芯体模具 520 及具有主空腔 508 的主成型用空腔模具 510 夹紧在一起。
本实施例中所使用的主成型用空腔模具 510 未设置有可分离的第一空腔构件及 第二空腔构件。将主空腔 8 的形状设定成不会切割稍后将说明的基板膜 514。
在 芯 体 模 具 520 中， 形 成 有 用 于 注 射 主 成 型 树 脂 515 的 下 浇 口 (submarine gate)509。下浇口 509 与注入口 595 及流槽 596 相连通。在芯体模具 520 中形成的浇口不 限于下浇口 509。例如， 可在芯体模具 520 中形成香蕉形浇口等。
在夹紧的芯体模具 520 与主成型用空腔模具 510 之间， 以被夹持的方式设置基板膜 514， 基板膜 514 上形成有型内层 513。将基板膜 514 设置成使整个型内层 513 都被容纳 于主空腔 508 中。将型内层 513 的面积设定成小于被注射入主空腔 508 中的主成型树脂 515 的表面 515s 的面积。
通过下浇口 509 向主空腔 508 中注射被供应至注入口 595 及流槽 596 中的主成 型树脂 515， 从而成型主成型层 515′。此时， 把型内层 513 转移到主成型层 515′的表面 515′ s 上。型内层 513 的面积小于主成型层 515′的表面 515′ s 的面积。因此， 在主成 型层 515′的表面 515′ s 内能完整地转移型内层 513。
如图 12B 所示， 芯体模具 520 与辅助成型用空腔模具 530 夹紧在一起。辅助成型 用空腔模具 530 具有的辅助空腔 511 能容纳形成有主成型层 515′的整个芯体 501。另外， 在辅助成型用空腔模具 530 中， 形成有浇口 512、 注入口 575 及流槽 576。浇口 512 连接至 辅助空腔 511。注入口 575 及流槽 576 与浇口 512 相连通。
通过浇口 512 向辅助空腔 511 中注射被供应至注入口 575 及流槽 576 中的辅助成 型树脂 518， 从而成型辅助成型层 518′， 该辅助成型层 518′覆盖主成型层 515′的整个表 面 515′ s。型内层 513 也完整地被辅助成型层 518′覆盖， 并且因此型内层 513 的任一部 分均不暴露于外部。这样， 通过适当设定形成于基板膜 514 上的型内层 513 的面积， 可成型 本实施例的多色成型部件。
在上述各实施例中， 对通过成型主成型层和辅助成型层而获得的多色成型部件进 行了说明。 然而， 除了应用于对这两个成型层进行成型的情形外， 本发明还可应用于通过成 型所需数量的成型层而获得的多色成型部件。
变型例
本发明并不限于上述实施例， 而是在不背离本发明的主旨的情况下， 可对本发明 做出各种修改。
例如， 图 13A、 图 13B 以及图 14 为分别显示了本发明第一实施例的多色成型方法、 多色成型装置及多色成型部件的变型例的图。在图 13A 所示的多色成型装置 100 中， 在第 二空腔构件 10b 中形成的凹部 3 的形状不同于第一实施例中的形状。这样， 在基板膜 14 不 会在凹部 3 中被切割的范围内适当地设定凹部 3 的形状， 从而可成型在形状上具有高自由 度的主成型层 15′。
另外， 在图 13B 所示的多色成型装置 100 中， 使用了其中未形成有凹部的第二空腔 构件 10b。利用本结构， 成型出具有平整的结合表面 17 的主成型层 15′。
在图 14 中， 金属构件 99 被成型作为主成型层 15′。这样， 该金属构件 99 可经受 拉制工艺， 并且可把基板膜 14 的型内层 13 转移到结合表面 17 上。金属构件 99 的材料的 实例包括镁合金、 铝合金、 钢材料等。应注意， 在该变型例中， 考虑到金属构件 99 的重量等， 多色成型装置 100 被用作垂直成型装置。