[发明专利]用于制造模制品的模具组件和衰减光法

说明书

技术领域

本发明涉及原位模制(mold-in-place)垫圈成形组件，其包括法兰、模具和用于改进的循环的电磁辐射过滤器。本发明还涉及使用该原位模制垫圈成形组件的原位模制垫圈成形方法。

背景技术

已经通过将垫圈形成材料液体注射入模具来形成原位模制垫圈。典型方法包括使用高温和/或高压液体注射。例如，在授予Sakai等人的美国专利No.5,597,523中描述了典型方法。模制方法和模制设备要求既使用升高的压力，通常大约24,500kPa(3,500psig)，又使用升高的温度，例如250℃(480°F)。在一些情况下，上模和下模相互配合以在它们之间限定模腔。在一些情况下，平盖或法兰与模具配合以在它们之间限定模腔。在2,900kPa(430psig)下，将垫圈形成材料，例如环氧树脂或塑料橡胶泵送入模腔。将模具和垫圈材料加热至大约250℃(480°F)。将垫圈形成材料泵送入模腔。随后将模具在升高的压力，例如24,500kPa(3,500psig)下夹紧在一起。在通过电磁辐射形式或其它固化技术固化垫圈材料后，将模具和垫圈冷却至室温。但是，在这样短的周期时间下使用这样的升高的压力和温度要求使用可以在保持紧公差的同时耐受这样大的压力和温度波动的金属模具来形成垫圈，这使该装置和方法昂贵和难以操作。

有用的原位模制垫圈最理想地具有高的模量、密封力和拉伸强度，同时保持可接受的可压缩性。通常，改进模量、密封力和/或拉伸强度的技术已经造成可压缩性或其它物理性能的不希望的降低。

由于聚合物型模具的低成本、韧性和商业可得性，当前的原位模制垫圈成形组件使用聚合物型模具。但是，聚合物型模具有许多缺点，如在暴露于紫外光后发生冷流和降解。这些模具的降解可能造成模制工艺过程中与垫圈的不希望的分离。由于紫外光暴露引起的使用过程中的模具劣化是成问题的并导致非常有限的使用周期数，然后该模具就不再可能制造合格垫圈。

目前需要可增加在经历故障，即模具劣化之前达到的成功周期数的原位模制垫圈成形组件。此外，需要能在较低温度下保持有效密封力的这类垫圈。还需要可增加经历模具劣化之前的成功周期数的原位模制垫圈成形方法。

发明内容

发明概述

本发明提供允许大大改进的模具循环(cyclization)的原位模制垫圈组件和垫圈成形方法。例如，在一些情况下，借助本发明可实现多于2000个使用周期。

在本发明的一个方面中，提供原位模制垫圈成形组件，其包括：具有承接可流动垫圈形成材料的区域的法兰；电磁辐射可透过并具有内和外表面的模具，所述内表面限定出模腔，该模具围绕所述承接导入其中的垫圈形成材料的区域而被密封；位于电磁辐射源和模腔之间的电磁辐射过滤器，其中该电磁辐射过滤器紧邻模具外表面以过滤和/或衰减低于10,000纳米的光波长；和包括电磁辐射可固化组合物的垫圈形成材料。

在本发明的另一方面中，提供原位模制垫圈成形组件，其包括：具有承接注入的垫圈形成材料的凹进区域的应用法兰；紫外光可透过并具有内和外表面的有机硅模具，所述内表面限定出模腔，该有机硅模具围绕所述承接导入其中的垫圈形成材料的区域而被密封；位于紫外光源和模腔之间的紫外光过滤器，其中该紫外光过滤器紧邻有机硅模具的外表面以滤出低于400纳米的光波长；和包括紫外光可固化聚丙烯酸酯的垫圈形成材料。

在本发明的另一方面中，提供用于制造垫圈的原位模制垫圈成形方法，其包括下列步骤：提供模具组件，其包括具有承接可流动垫圈形成材料的区域的法兰、电磁辐射可透过并具有内和外表面的模具，所述内表面限定出模腔，该模具围绕所述承接导入其中的垫圈形成材料的区域而被密封，和紧邻模具外表面放置以过滤或衰减低于10,000纳米的光波长的电磁辐射过滤器；将包括电磁辐射可固化组合物的垫圈形成材料注射入该模具组件的模具；将电磁辐射导引通过过滤器和模具以固化该材料和形成垫圈；和将垫圈与模具分离而没有垫圈或模具的目测可检出的内聚破坏。

附图说明

图1是本发明的原位模制垫圈成形组件的各部件及其在该组件中的位置的透视图。

图2是本发明的模具和法兰的图示，其显示具有在其表面上原位模制的垫圈的法兰的顶视图和设计成与该法兰配合并允许形成垫圈的模具的底视图。

图3是本发明的一个实施方案的透视剖视图。

图4是代表本发明的原位模制垫圈成形方法的流程图。

发明详述