CN1445069A - 注入模制和对模制产品随后进行装饰性模制的方法 - Google Patents

Abstract

采用不同型模注入模制一产品并在模制产品表面上进行装饰性模制。无论模制产品形状如何，装饰膜可以合适温度控制下利用热固化涂料有效地被模制。采用了一个注入型模和一个装饰性型模。注入型模设定在热塑性树脂的硬化温度。装饰性型模设定在涂料的热固化温度。通过注入模制在注入型模中形成一模制产品。注入模制产品被设置在装饰性型模中，使得在装饰性型模的内表面与模制产品的表面之间形成用作装饰性模制的型腔的空间。通过将由液态热固化组合物组成的装饰性涂料在压力作用下注入所述型腔，在所述注入模制产品的所述表面上模制一装饰膜。涂料由基本上不包含其沸点低于设定在用于装饰性模制的型模上的热固化温度的挥发性组分的液态热固化组合物组成。

Description

注入模制和对模制产品随后进行装饰性模制的方法

技术领域

本发明涉及一种分别在型模中使用合成热塑性树脂注入模制一模制产品、并使用涂料在模制产品表面上随后装饰性模制一装饰膜的方法。

现有技术

在所谓的模内涂覆模制方法中，由涂料组成的装饰膜被模制在合成树脂构成的模制产品的表面上。在这种方法中，用于注入模制的型模也用作装饰性模制的型模。

例如，JP 2001-38783A公开了一种现有模制方法，该方法包括提供注入型模和型芯以形成模制产品的型腔；将熔融树脂充分注入型腔中以形成模制产品；稍微向后移动型芯以便在模制产品表面和型腔表面之间形成所需的空间；以及将装饰性涂料注入所述空间以形成装饰膜。

在这种现有模制方法中，通常将注入型模用于进行模制所述模制产品和模制装饰膜的两种模制类型，型模和型芯被设定在热塑性树脂的硬化温度。因此，如果涂料由热塑性组合物构成，对型模进行温度控制没有困难。相反，如果涂料由热固化组合物构成，需要在注入模制之后短时间内将型模的温度升高到涂料的热固化温度。

设定在型模上的热塑性树脂的硬化温度与涂料的热固化温度不同。这种温度差随模制产品的材料树脂和涂料基底而变化，并具有至少30℃或者更大的值。技术上难于在有限模制时间内控制这种温度差。因此，通常采用注入型模进行两种类型模制的现有模制方法存在着问题，因为它难以应用于采用热固化涂料的装饰性模制。

在可移动工作台的退却操作中形成模制装饰膜的空间，可移动工作台带有安装在其上的型芯或设置在工作台内部的移动装置。因此，空间的形成需要复杂的定位控制和保持该空间的装置。此外，通过型芯的退却形成空间被限制在两个相对的表面之间，即，模制产品的前表面和型腔表面。在这种情况下，产品的垂直侧面与型芯的移动方向平行并与型腔表面接触而在它们之间不会形成任何空间。因此，不可能在箱形模制产品的垂直侧面上模制装饰膜，从而导致问题，因为装饰性模制被限制在模制产品的有限形状上。

通过型芯的退却形成空间也在分模面之间形成空间。因此，不可能形成用于将涂料注入分模面之间的浇口，以便将它用作通过模制产品的敞开边缘注入涂料的边浇口。因此，注入不可避免地通过设计在顶部中心的浇口进行，从而在产品顶部形成浇口痕迹。浇口痕迹常常在产品上导致外观缺陷。也需要防止涂料流出到分模面。这种需要导致了模具结构更复杂的问题。

发明内容

本发明设计用于解决现有方法中的上述问题，因此，本发明的一个目的是提供一种注入模制一模制产品并随后对模制产品进行装饰性模制的新方法。该方法采用单独型模用于注入模制一模制产品和用于对模制产品的表面进行装饰性模制。它能够在合适的温度控制下采用热固化涂料来有效地模制装饰膜，而无需采用特殊的防流出措施，无论注入模制产品的形状如何。

根据上述目的，本发明提供一种注入模制一模制产品并随后在模制产品表面上装饰性模制一装饰膜的方法，该方法包括：提供用于注入模制的型模和用于装饰性模制的型模；将所述用于注入模制的型模设定在热塑性树脂的硬化温度，并将所述用于装饰性模制的型模设定在涂料的热固化温度；在所述用于注入模制的型模中注入模制一模制产品；将所述注入模制产品设置在所述用于装饰性模制的型模中，以便在在所述用于装饰性模制的型模的内表面与所述注入模制产品的表面之间形成用作装饰性模制的型腔的空间；以及通过将由液态热固化组合物组成的装饰性涂料在压力作用下注入所述型腔，在所述注入模制产品的所述表面上装饰性模制一装饰膜。涂料可以由基本上不包含其沸点低于设定在所述用于装饰性模制的型模上的所述热固化温度的挥发性组分的液态热固化组合物组成。

在上述方法中，术语“基本上不包含挥发性组分”意味着，即使挥发性组分包含在液态热固化组合物中，挥发性组分的含量被允许处于在模制装饰膜的步骤中不会导致问题的范围内。例如，如果按重量计其含量低于5％，更优选地按重量计低于3％，则可以包含挥发性组分，因为这种含量不会有损于本发明的目的。

在本发明中，设定在用于装饰性模制的型模上的热固化温度包括在80℃到140℃的范围内，优选地在110℃到140℃的范围内。在这种情况下，涂料的粘度为3,000-100,000mPas，优选地为7,000-30,000mPas。该粘度在25℃，6rpm的条件下按照JIS K5600-2-3(1999)采用同轴双筒转动粘度计(B-型粘度计)测量的。

在本发明中，该方法还可以包括提供一个由所述用于注入模制的型模和所述用于装饰性模制的型模共用的型芯；以及在所述注入模制之后并在所述装饰性模制之前，相对于所述型芯移动所述两个型模、或者相对于所述两个型模移动所述型芯。

在上述方法中，注入模制所述模制产品和装饰性模制装饰膜是在不同的型模中且适合于它们模制的温度下进行的。因此，可以在合适的温度控制下进行两种模制，从而容易在模制产品的表面上模制热固化涂料的装饰膜。通过闭合模具，用于模制装饰膜的型腔形成在用于装饰性模制的型模和型芯之间。因此，可以形成并保持具有预定尺寸的空间，而不需要对可移动工作台进行复杂的定位控制。型腔不是限制在两个相对表面即模制产品前表面和型腔表面之间。例如，它可以沿着模制产品的顶部垂直侧部形成。因此，注入浇口和型腔的气孔可以设置在分模面上，以便除了在箱形模制产品的顶部上之外还可以在箱形模制产品的垂直侧部上模制装饰膜，而不需要任何特殊的防流出措施。结果，可以制造具有良好模制精度的产品，而对形状不会受到任何限制。

在用于注入模制和装饰性模制的两个型模上的温度可以分别地设定。因此，总是能够在合适的温度控制下注入模制热塑性树脂材料以形成模制产品、以及装饰性模制热固化涂料以形成装饰膜。此外，用于装饰性模制的型模的温度控制可分成多个系统，以使涂料的热固化均匀。因此，可以与装饰膜厚度无关地模制具有高光泽表面以及诸如粘力、耐大气腐蚀性和耐损性的良好装饰性的产品。

附图说明

通过以下结合附图的详细描述，本发明将变得更加容易理解，其中：

图1是一个水平剖视图，显示了根据本发明的用于注入模制以形成模制产品、以及随后进行装饰性模制以在模制产品的表面上形成装饰膜的型模，其中显示了注入模制产品；

图2是一个水平剖视图，显示了被放入装饰性型模的模制产品；

图3是一个水平剖视图，显示了压注涂料前的状态和在装饰性型模中模制的装饰膜的状态；

图4是一个平面横截面，显示了打开型模的状态；

图5是根据本发明的产品的立体图，装饰膜被从上面局部地切除；

图6是一个水平剖视图，显示了另一实施例中的型模，该实施例使一对型模转动以相互替代；以及

图7是一个平面横截面图，显示了注入模制产品和装饰性模制产品。

具体实施方式

图1-4显示了一个实施例，相对于型芯模3滑动注入型模1和装饰性型模2，以便采用合成热塑性树脂模制产品40、并且如图5所示在模制产品的表面上装饰性模制装饰膜41。

如图1和2所示，注入型模1和装饰性型模2可以在型芯模3和流道模8周围相互替代，型芯模3采用模安装板4安装到可移动工作台5的内表面上，流道模8采用模安装板6安装到固定工作台7上。为此，注入型模1和装饰性型模2平行布置、并且布置成可沿着纵向方向借助于未示出的导轨或者凹槽在滑动基部9上表面滑动，滑动基部9是横向延长的并且位于它们下面。滑动基部9连接到固定工作台和象一个三板模的可移动工作台，以便它能够沿着打开/关闭模的方向移动，这些特别的结构没有显示在附图中。在打开模具之后，注入型模1和装饰性型模2可以通过未示出的移动装置横向滑动以朝向型芯模3。

注入型模1在其朝向型芯模3的分模面上具有凹部11。凹部11和位于型芯模中心的型芯31形成模制产品40的箱形型腔10，该型腔由顶板和四个垂直侧板构成。边浇口12形成在凹部11外侧的分模面和型芯模3的分模面之间。在注入型模1朝向流道模8的分模面上形成流道15，以便将浇注道13连接到通道14，浇注道13是在流道模8的中心钻孔而形成的，通道14是在注入型模1上钻孔而形成的并且连接到边浇口12。标号16表示注入喷嘴，17表示定位销。

装饰性型模2包括模部件22，它具有位于分模面上的凹部21，以便当它接收模制产品40以及型芯31时形成用于装饰性模制的型腔20；容纳模部件22的模体23，模部件23装配在朝向型芯模3的分模面中；以及设置在模体23与模部件22之间的热绝缘体24。

用于注入涂料41的注入浇口25形成在模部件22外侧的分模面与型芯模3的分模面之间。注入浇口25连接到从模体23外侧穿过热绝缘体24形成的注入通道26，从而作为从注入通道26向着凹部21展开的边浇口。气孔27和凹部27a如图3所示地形成在与注入浇口25相对的分模面上。

注入浇口25在型芯模侧的分模面和模体用于设置注入通道26的分模面具有温度控制部件19，29，温度控制部件与热绝缘体18，28一起嵌入在分模面内侧。注入通道16穿过部件29形成。注入浇口25在模体附近从与注入通道26连接的端部向着凹部逐渐变窄，以使与注入通道26相对的分模面具有一定锥度。用于防止形成卷入空气的树脂冲坑25a形成在凹部21附近，以便均匀注入涂料41而不会中断(参看图3)。

温度控制通道32，33，34，35，36分别形成在注入型模1、型芯模3、模部件22、和部件18，29中。借助于供应到这些温度控制通道中的温度控制介质，注入型模1和型芯模3保持在树脂的硬化温度(40℃到80℃)。装饰性型模2的模部件22和用于形成注入浇口25的部件19保持在涂料41a的热固化温度(80℃到140℃)。部件29保持在能够防止涂料41a热固化的温度(15℃到30℃)。

通过筒式加热器的加热适用于对装饰性型模的模部件22和部件19的温度控制。优选地，对模部件22的温度控制可以在分成顶部和侧部的两个系统中进行，以调节温度变化。

通过这些模具进行的注入模制和装饰性模制中，应当首先进行模制产品40的注入模制。在将注入型模1设置在流道模8和型芯模3之间之后，可移动工作台5向前移动以便如图1所示地闭合模具。在夹紧模具之后，熔融树脂通过注入喷嘴16注入，并通过流道15和分配孔14从边浇口12被充分注入型腔10。

可获得的用作模制产品40的材料的热塑性树脂包括聚烯烃、ABS、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯、聚酰胺、ABS、和氯乙烯。

在型腔中的树脂在恒压下通过冷却被硬化之后，可移动工作台5向后移动以打开模具。打开模具作为滑动基部9移动的结果而进行，因为如图4所示注入型模1与流道模8分开以及型芯模3与注入型模1分开。随着打开模具，在硬化过程中通过收缩配合在型芯31周围的模制产品40被从注入型模1释放出来。

在完成从模具中释放出模制产品40之后，两个型模从图4的状态移动到左侧，以便从右侧将装饰性型模2放置到被打开的型芯模3和流道模8之间。随后，可移动工作台5被向前移动以便如图2所示地闭合模具。闭合模具首先在装饰性型模2和型芯模3之间进行，然后装饰性型模2被推动以便与流道模8闭合模具。

在闭合模具之后，模制产品40以及型芯模3一起进入装饰性型模2上的凹部21中，并保持有预定尺寸的空间。该空间形成了在模制产品40与朝向模制产品40的顶部和侧部的型腔表面之间的型腔20。装饰性型模2和型芯模3的分模面在注入浇口25的相对侧形成气孔27。用于模制装饰膜41的涂料41a可以在压力作用下通过注入浇口25注入型腔20。在夹紧模具之后，涂料41a实际上是在压力作用下从注入通道26通过注入浇口25注入型腔20。

根据覆盖模制产品表面的装饰膜41的厚度，型腔20中的空间可以确定在50-200μm范围内。模制产品40在模制过程中易于在冷却时减小厚度。模制产品越厚，厚度减小越大。因此，对于更加厚的模制产品，型腔20中的空间预期具有一定变化地被确定。相反，模制产品越薄，厚度变化越小。因此，该空间优选地不需预期变化地被确定。

涂料41a在型腔中被加热。如果其组合物包括有沸点低于热固化温度的挥发性组分，当挥发性组分蒸发时容易出现问题。为避免该问题，涂料41a优选地由液态热固化组合物组成，该液态热固化组合物基本上不包括沸点低于设定在装饰性型模上的热固化温度的挥发性组分。一种优选的组合物可以至少与具有优良的与材料的粘附性、耐用性、粘度调节性、交联启动性、装饰性和防泡沫性的试剂混合。例如，当聚丙烯树脂被用作模制产品40的材料时，适合于涂料41a的组合物可以与丙烯酸改性聚烯烃、活性低聚物、活性稀释剂、自由基聚合引发剂、铝粉和其它添加剂混合。

优选地，涂料41a具有的粘度为3,000-100,000mPas，更优选地为7,000-30,000mPas。该粘度大约是基于空间尺寸、型腔20中的流程以及型腔温度来选择的。它是在大约55kgf的压力下进行注入。

通过注入浇口25注入型腔20的分模部分的涂料41a从模制产品40的一个垂直侧部流向顶部和两个其它侧部，并最后到达相对侧部。当涂料41a流入被加热的型腔内侧，它从型腔表面侧部开始被热固化。如果需要较长时间完成注入，在完成注入之前，涂料41a的热固化从型腔表面侧部向前进展，由于诸如铝粉的装饰剂不均匀而形成接缝并导致斑纹。因此，需要尽快地完成注入，例如在两秒钟内。如果需要一个相对长的注入时间，优选地将热固化温度设定得较底，以抑制在型腔表面侧部的热固化、并减小沿着模厚度方向的热固化时间差。

在型腔20中，在注入浇口附近的热固化时间与在相对侧的流动端部的热固化时间不同，例如，在温度设定为120℃时，在流动端部需要大约5-10秒，而在注入浇口附近需要大约20-30秒。但是，它不会在模制产品表面上的装饰膜41中导致任何缺陷。

在热固化时间经过之后，可移动工作台5被向后移动以便在装饰性型模2和型芯模3之间打开模具。随后，尽管附图中没有显示，配合在型芯31周围并具有模制在表面上的装饰膜41的模制产品被从型芯模释放出来。注入浇口25也从模部件22和型芯模3被加热，位于被加热部分的涂料41a被热硬化。模具脱开之后可以从与注入通道26连接的部分到型芯模3的分模面取出残留的硬化物质，以及配合在型芯31周围并具有装饰性表面的模制产品40。

在模具脱开之后，两个型模被滑动到右侧，以便注入型模1被设置在型芯模3和流道模8之间。此后，可移动工作台5向前移动以如图1所示地再次闭合和夹紧模具，该步骤被转移动接着注入模制一个新的模制产品。

如上所述，为了模制所述产品并且在模制产品的表面上模制装饰膜，该方法采用了两个型模：注入型模和装饰性型模。该方法不同于单一型模被共用于注入模制一模制产品和模制一装饰膜的情况。由于对将进行装饰性模制装饰膜的模制产品的可注入模制形状的变化范围没有限制，除在模制产品的顶部之外，该方法还能够在模制产品的垂直侧部上均匀地模制装饰膜。

在两个型模上的温度可以分别地被设定。因此，在合适的温度控制下，总是能够注入模制热塑性树脂材料以形成模制产品、以及装饰性模制热固化涂料以形成装饰膜。此外，装饰性型模的温度控制可分成多个系统，以使涂料的热固化均匀。因此，可以模制具有良好模制精度和装饰性的产品，而不会受到装饰膜厚度的影响。

图6和7显示了另一实施例，型芯模3可以相对于注入型模1和装饰性型模2转动，以便采用合成热塑性树脂作为原料注入模制一产品40，以及在模制产品表面上装饰性模制装饰膜41，如图5所示。省略了对与前述实施例相同部分的描述，并且主要部件通过附在后面的标号来解释。

在该实施例中，象一般的两色模制一样，注入型模1和装饰性型模2布置在固定工作台的对称位置上。一对型芯模3，3被安装到设置在可移动工作台5的内表面上的转动板37上并处于与型模相对位置。转动板37能够绕着连接到可移动工作台中心的转动轴38往复转动以转换型芯模3，3。在这种情况下，如果流道15是一个热流道，在打开模具之后的流道模具脱开可被省略。

尽管没有显示在图中，型芯模3，3的替换可按照如下方式进行：注入模制模制产品40和装饰性模制装饰膜41；在两者完成之后，使可移动工作台退却以打开型芯模3，3的模具；然后使转动板37转动180°停止；此后从模具中取出最终产品；以及向前移动可移动工作台5以闭合模具。在闭合模具之后，用于模制产品40的型腔10形成在注入型模1和型芯31之间。用于模制装饰膜41的型腔20形成为在型腔表面与在装饰性型模2处的模制产品表面之间的空间，装饰性型模2与前述实施例相同地容纳着模制产品40和型芯31。

在闭合模具之后，两个型芯模被夹紧，随后注入模制产品40并在模制产品表面上模制装饰膜41。在完成模制之后，模具被打开，并且最终产品被从模具中释放出来。此后，转动板37沿着相反方向转动180°以转换型芯模3，3的位置。可移动工作台5随后向前移动以便再次闭合模具并将工作转换到下一次。

因此，该对型芯模3，3可被旋转并交替地转换到平行布置的注入型模1和装饰性型模2。该方法能够同时模制产品40和装饰膜41。因此，与注入型模1和装饰性型模2被滑动并交替地转换到型芯模3的前述方法相比，该方法具有更高的模制效率，适合于大批量生产。

示例

模制产品的材料：    聚丙烯

模制产品的形状：    箱形，150宽×210深×20mm高

模制产品的厚度：    2.5mm

涂料：              KX-1031A(银金属性)

                    日本蜜蜂化学有限公司的商品名称

粘度：              10,000mPas，在25℃、6rpm

                    由日本TOKIMEC公司制造的B-型粘度计测量

装饰膜厚度：        100μm

采用的模制机：      ES3000-25E(模具滑动替换)

                    Nissei塑料工业有限公司的商品名称

注入型模内的温度：               80℃

型芯模内的温度：                 80℃

夹紧模具的力(注入模制)：         126tonf

模制时间：                       60秒

设定在装饰性型模中的空间：       100μm

注入入口中的浇口空间：           100μm

树脂冲坑：                       2.0mm

注入入口浇口宽度：               160mm

气孔：                           10μm

装饰性型腔中的温度：             120℃

注入入口中的温度：               120℃

注入通道中的温度：               30℃

夹紧模具的力(装饰性模制)：       17.5tonf

注入压力：                       55kgf

注入时间：                       1.4±0.1秒

热固化时间：                     60秒

产品性能

光泽(在60度的反射率)             91

FF值(Flip-Flop)：                1.5

初始粘力(2mm横截面)：            100/100

防水试验后的二次粘力：           100/100

耐大气腐蚀性(SWOM 1000H)GR：     91

                       ΔE：     2.0

 耐损性：                      合格

(耐损性测试：8层纱网被放在测试件上，500g重量被加到多向磨耗试验机中的纱网上，使其往复运动100次，如果测试件外表没有被损坏，测试件就是合格的)

尽管以上描述了本发明的实施例，但本领域技术人员应认识到，本发明的其它实施例和变化也是显而易见的。因此，本发明不应限制于所公开的实施例，而应当由权利要求书的范围来限定。

Claims (4)

1、一种注入模制和对模制产品随后进行装饰性模制的方法，包括：

提供用于注入模制的型模和用于装饰性模制的型模；

将所述用于注入模制的型模设定在热塑性树脂的硬化温度，并将所述用于装饰性模制的型模设定在涂料的热固化温度；

在所述用于注入模制的型模中注入模制一模制产品；

将所述注入模制产品设置在所述用于装饰性模制的型模中，以便在在所述用于装饰性模制的型模的内表面与所述注入模制产品的表面之间形成用作装饰性模制的型腔的空间；以及

通过将由液态热固化组合物组成的装饰性涂料在压力作用下注入所述型腔，在所述注入模制产品的所述表面上装饰性模制一装饰膜。

2、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述涂料由基本上不包含其沸点低于设定在所述用于装饰性模制的型模上的所述热固化温度的挥发性组分的液态热固化组合物组成。

3、如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定在所述用于装饰性模制的型模上的所述热固化温度包括在80℃到140℃的范围内，所述涂料的粘度为3,000-100,000mPas。

4、如权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，还包括：

提供一个由所述用于注入模制的型模和所述用于装饰性模制的型模共用的型芯；以及

在所述注入模制之后并在所述装饰性模制之前，相对于所述型芯移动所述两个型模、或者相对于所述两个型模移动所述型芯。

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