CN1853913A - 注射、吹塑或压缩成形件的染色或重整方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种注射成形、吹塑成形或压缩成形方法，该方法能通过在模具中对树脂表面的一个表面进行染色或重整的同时，进行对成形产品提供功能的成形，获得无斑纹的均匀表面。在注射成形、吹塑成形或压缩成形中，当热塑性树脂被填充到模具模腔中之后、吹塑成形之后或压缩成形之后，二氧化碳气体和染料的混合气体或二氧化碳气体和重整剂的混合气体被注射到树脂和模具之间，以形成一个间隙，该混合气体的压力被保持在一个恒定水平。然后，混合气体浸入成形面中，以软化成形面，然后施压，使成形面再次与模腔面紧密接触。然后，间隙中的混合气体被排出，冷却，然后，取出成形产品。通过如上所述的工艺，在成形产品的表面形成染料渗入层或重整剂渗入层，这些操作使得成形产品的表面被染色或重整。
Description
技术领域
本发明涉及一种对包括注射压缩或注射压力成形、吹塑成形或压缩成形在内的塑料注射成形件表面进行染色或重整的方法；更具体地，本发明涉及一种在注射、吹塑或压缩成形的模具内对成形件表面进行染色或重整的方法。
背景技术
在用涂料涂层或重整剂对塑料成形表面进行染色或重整的方法中，存在抗磨损特性、花费等问题；当涂覆有涂层时，由于通常都要使用有机溶剂，使得成形件报废之后会产生工件环境和自然环境的问题。
因此，对不使用有机溶剂对成形表面进行染色或重整提出了技术上的需要；目前已经公开了如下技术，尽管它们只是其中的一小部分。
[专利文献1]日本公开专利申请No.2001-226884
该发明涉及一种用于如树脂成形、橡胶成形和纤维那样的材料的无水染色方法，染料被导入到超临界二氧化碳中；同时，该发明还涉及一种使用由超临界二氧化碳及其共溶剂制得的超临界染液的无水染色方法，该无水染色方法是在超临界二氧化碳中对材料进行染色；染色材料是树脂成形、橡胶成形或纤维中的任何一种。超临界二氧化碳的共溶剂是混合水或极性有机溶剂中的一种或多种得到的配混液体；共溶剂的量为超临界二氧化碳的0.01～10％。该发明涉及一种在混合有超临界二氧化碳的水、极性有机溶剂醇或二甲基甲酰胺的配混液体中的无水染色方法。然而，该发明中使用了高压釜进行染色，这样需要花费时间将被处理的材料带入或带出高压釜。因为高压釜消耗大量染料，会浪费很多钱；同时，需要将高压釜维持在高压和高温状态，也会导致大量能量消耗。
[专利文献2]日本公开专利申请No.H6-081277
该发明涉及一种不会有产生真空环境这种麻烦工作的方法。它可以在有色光学元件的两边进行染色，也可以在短期内、较低加热温度下以高浓度进行染色；该发明涉及一种方法，能容易地制备出着有复合色的光学元件；其中光学元件和粉状树脂染色剂彼此相互接触地加热；光学元件和粉状树脂染色剂被放置在密闭容器中，使得光学元件和粉状树脂染色剂之间均匀接触；该发明还涉及一种加入了如旋转那样的运动的加热和染色方法。
然而，该方法中，染色剂没有浸入被染元件中，染色层仅仅在其表面形成。因此，对于成形件来说是不合适的，会产生如剥落那样的问题，或容易发生摩擦。
[专利文献3]PCT国际专利申请的日语译文公开No.H8-506612
该发明提供了一种浸渍各种带浸渍剂的聚合物载体的方法，和一种同步接触该聚合物载体、浸渍剂、载体液体和超临界流体的方法。该浸渍剂几乎不溶于超临界流体中，并且有利地载体也几乎不溶于超临界流体中。
然而，该发明使用液体作为载体，该液体为超临界二氧化碳，同时使用了高压釜。未被处理的材料在高压釜内被浸渍在混合有添加剂的载体中，就像专利文献1中那样，会消耗大量的添加剂。该发明同样也要消耗大量的能量以维持高压釜的高压和高温状态。
发明内容
[本发明所要解决的问题]
本发明的第一目的是提供一种通过在成形件表面有效形成染料或重整渗入层来实施染色或重整的方法。
进一步，第二目的是提供一种能够以低花费生产出无瑕疵、高质量染色或重整的成形件的染色或重整方法。
更进一步，第三目的是提供一种不使用有机溶剂的染色或重整方法。
此外，第四目的是提供一种能自由控制染色浓度水平或重整的成形件的染色或重整方法。
[解决问题的手段]
为了实现以上目的，根据本发明技术特征部分1的注射成形染色或重整方法中，在用热塑性树脂填充注射成形的模具之后，通过在该填充树脂和模具之间注射由混合二氧化碳气体和染料或重整剂所得到的混合气体，在树脂和模具之间形成一个混合气体层；在这一过程中，通过在树脂表面形成混合气体的渗入层来在注射成形表面形成染料层或重整层。
进一步，在根据本发明技术特征部分1的技术特征2的发明中，在填充树脂之后，保压过程中或之后、冷却过程中或之后，注入混合气体；其表明是在打开模具之前的过程中。
更进一步，在根据从属于本发明技术特征部分1和技术特征2的技术特征3的发明中，在用热塑性树脂填充模具之后，通过在该填充的树脂和模具之间注射惰性气体以在树脂和模具之间形成空间；然后，将混合气体注射到该空间中以取代惰性气体。
此外，在根据技术特征4发明的注射成形染色或重整方法中，在冷却结束后，通过稍微打开模具形成一个空间；在注射由混合二氧化碳和染料或重整剂得到的混合气体之后，该混合气体气压被保持在一个特定的压力水平；在该过程中，通过形成混合气体的渗透层，在成形件表面形成染色或重整层。
此外，在根据从属于技术特征4的技术特征5的发明中，将惰性气体注射到通过稍微打开模具形成的空间中，然后，混合气体被注射到该空间中以取代惰性气体。
此外，在根据从属于技术特征4或技术特征5的技术特征6的发明中，混合气体被加热到高于成形件的温度，然后被注射到该空间中。
此外，在根据技术特征7的吹塑成形的染色或重整方法中，用于吹塑成形的模具，吹塑成形后，通过在吹塑成形件和模具之间注射由二氧化碳气体和染料或重整剂或其组成的配混混合气体，混合气体被渗入到成形件表面，以在成形件表面上形成一个染料渗入层或重整剂渗入层；然后，打开模具。
此外，在根据本发明技术特征8的压缩成形的模具中，压缩成形后，通过在压缩成形件和模具之间注射由二氧化碳气体和染料或重整剂或其组成的配混混合气体，混合气体被渗入到成形件表面，在成形件表面上形成一个染料渗入层或重整剂渗入层；然后，打开模具。
进一步，正如在技术特征部分1～8中任一发明所述，本发明的技术特征9的特征在于，使用活性单体、有机粉末、无机粉末、导电粉末或抗静电剂或它们中的一些单独或一起来作为重整剂。
进一步，在本发明从属于技术特征部分1～9的技术特征10中，其特征在于，在成形件可视面的全部或一部分上或成形件不可视面的全部或一部分上形成染色层、重整剂层或它们的复合层。
进一步，在本发明从属于技术特征部分1～10的技术特征11中，其特征在于，一旦形成染色渗入层、重整剂渗入层或其复合层，可以在其上多次进行染色或重整。
[操作]
因为配混气体表示包括二氧化碳气体和染料或(和)重整剂的混合气体或配混混合气体，二氧化碳气体软化树脂表面，并对其施加压力；因此，染料或重整剂渗入到树脂中，在树脂表面形成有色渗入层或重整剂渗入层。该有色渗入层或重整剂层的染料浓度和重整程度可通过改变染料或重整剂的混合比率或渗透深度等得到自由地控制。染料或重整剂可以一次使用；然而，也可使用相同或其它的材料在其上进行两次或两次以上染色或重整(技术特征11)。
[本发明效果]
根据本发明技术特征部分1～11效果如下：
1.在成形件表面形成染色或重整渗入层，改善抗磨损和抗剥落特性；
2.因为染色或重整发生在用于成形的模具内，这样就不需要高压釜或压力容器。因此，不需要带入和带出成形件，提高了生产率；
3.因为没有安装压力装置或加热装置，只需要消耗少量的能量，有助于节约能源；
4.没有使用有机添加剂，有助于保护工作环境和自然环境；
5.染料渗入层或重整剂渗入层的深度可通过控制压力和时间得到自由调节；例如，加深染料渗入层，就会出现更深的颜色；变浅染料渗入层，就会出现更淡的颜色。
附图说明
[图1]示出了执行本发明的气体注射装置和模具的示意图。
[图2]示出了利用与本发明相关的气体注射压力形成空间的实例示意图。
[图3]示出了利用与本发明相关的向后拉动模具形成空间的实例示意图。
[图4]示出了在填充树脂后、开始保压前，通过向使用的多级中注射惰性气体所产生重整的实例示意图。
[图5]示出了在微小开口完成后，通过向使用的多级中注射惰性气体产生重整的实例示意图。
附图标记说明
1.塑料压坯
2.模具
3.O形环
4.排气管
5.气体注射管
6.气压调节反压阀
7.气体注射装置
8.重整剂
9.电磁转换控制阀
10.混合物发生器
11.混合物注射管
12.重整剂容器
13.气压调节器
14.惰性气体注射管
15.高压气体装置或气缸
16.二氧化碳气体注射管
17.气体加热器
18.压力仪
19.空间
20.入气口
21.重整剂注射管
22.气体排出口
具体实施方式
在本发明的染色或重整方法中，根据技术特征部分1，在用热塑性树脂填充模具之后，二氧化碳气体和可软化树脂表面的染料的混合气体，或二氧化碳气体和重整剂的混合气体被注射到树脂和模具之间，以形成空间，并在树脂表面上溶入混合气体。
该混合气体可在保压过程中或之后、冷却过程中或冷却结束之后的任何时间被注射进入(技术特征2)。
或者，根据技术特征4，在树脂的填充、保压和冷却步骤完成之后，稍微打开模具以形成一个空间；然后，混合气体被注射到该空间中；随后，维持空间中的气压不变，混合气体在树脂表面得到浸入。根据技术特征1或技术特征4，当各混合气体在树脂表面溶入后，释放出空间内没有溶入的剩余过量气体；然后取出压坯。根据技术特征3和技术特征5，将配混混合体注射到空间中之前的各步骤，先将惰性气体注射到空间中，以维持空间内压力恒定。接下来，注入维持空间内压力比惰性气体压力更高的混合气体，以取代惰性气体。
注射和代替惰性气体的目的是防止由于压降使染料、重整剂或类似物分离或从二氧化碳中分离出来，这是因为当混合气体被注射到模腔中和注射管中时，气体以高气压从混合气体发生器中突然释放到低气压的空间中。
因此，首先将比混合气体气压更低的惰性气体注射到模腔和注射管中，然后注射入混合气体以取代惰性气体，这样，能减小气压的改变。其结果是，混合气体的浓度可得到更稳定地维持。
惰性气体和混合气体之间所期望的气压压差在3～5MPa的范围内。
类似于技术特征1和技术特征4的发明，在技术特征3和技术特征5的发明中，混合气体在树脂表面溶入后，树脂表面没有溶入的且残留于腔内的过量混合气体被排出腔外，然后，取出成形产品。
根据本发明，产生在注射管进入到模腔之间的压降可以得到减小，同时，与根据技术特征1和技术特征4的发明相比，注射到模腔中的混合气体密度可以更稳定的状态得到维持。
如上所述，紧接着填充树脂之后、或在稍微打开模具之后，通过注射混合气体以形成一个间隙，然后才可能进行模压、重整染色或在树脂表面提供其它功能，这就确保没有接合而形成均匀表面。
根据本发明用于模压产品的热塑性树脂材料包括：苯乙烯基树脂(如聚乙烯、丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物)、ABS树脂、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯树脂、乙烯-丙烯酸乙酯树脂、聚氯乙烯、聚丁烯、聚碳酸酯、聚缩醛、聚苯烯氧化物(polyphenilene oxide)、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、饱和聚酯树脂(如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二酸丁二醇酯)、生物可降解的聚酯树脂(如聚乳酸等的羟基羧基酸缩合产物、如聚琥珀酸丁二醇酯这种二醇与二羧酸的缩合产物)、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、氟树脂、聚砜、聚醚砜、聚烯丙基化物、聚醚醚酮、一种或多种液晶聚合物的混合物和其中混合有多种无机或有机填料的树脂。这些热塑性树脂中，特别优选聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸酯和聚丙烯。
对于与染料或重整剂混合的气体类型没有任何特殊的限制，只要该气体能在树脂表面溶入就行，但是，优选二氧化碳气体或上述列举的处于超临界状态且具有最高溶解能力的材料。
由于在本发明中，惰性气体被事先注射到空间中，所以，可以使用二氧化碳、氩气、氦气、氮气或氧气等各自不能燃烧其它溶剂(不可燃烧)，不会对环境造成有害影响，或产生气体，在化学性质上也不活泼的气体。
本发明中使用的染料(die)或重整剂也没有任何特殊的限制，可以使用任何一种有机粉末、无机粉末、导电粉末、抗静电剂和活性单体，这些材料可在树脂表面提供如染色、抗磨损性、导电性、硬度、亮度、适于被涂覆、光谱特性和抗静电效应等功能。更具体而言，本发明中用于对树脂表面染色和提供光谱特性的染料包括，但不限于：如硝基染料、甲烷染料、喹啉染料、氨基萘醌染料(aminonaphthoquinone)、香豆素染料等有机粉末，优选蒽醌染料、三氰基乙烯基染料、偶氮染料、二硝基苯基胺及其任何一种混合物；如银粉、象牙黑、桃色黑、灯黑、碳黑和其任何一种混合物等的无机粉末。进一步，本发明中用于记录树脂表面并在其上提供如高亮度、抗磨损性和表面硬度等各种功能的重整剂包括如云母钛、氧化钛、金粉、碳酸钙和氟粉那样的无机粉末。进一步，作为用于涂覆树脂表面并在其上提供导电性的重整剂，本发明中可以使用通过涂覆选自由锌粉、银粉、镍粉、云母、绢云母及其与导电金属的混合物的材料所获得的粉末。进一步，作为用于实现弹性或其他各种功能的重整剂，这些功能如导致与树脂表面粘结或发生反应的树脂表面耐化学品性，本发明中可以使用选自包括蛋白质、多肽、核苷、麻药、或丙烯酸、乙烯、苯乙烯、异丁基乙烯基醚、乙酸甲酯、氯乙烯、丙烯和氨基酸酯的组中任何材料、如多酚和聚硅氧烷等的活性单体及其任何一种混合物。作为抗静电剂，本发明中可以使用选自包括水溶性表面活性剂、聚氧亚烷基醚、聚氧乙烯衍生物、山梨糖醇酐脂肪酸酯、中间纯度单酸甘油酯硬脂酸甘油酯、聚乙二醇硬脂酸酯及其任何一种混合物。进一步，与任一种无机粉末和抗静电剂混合的有机粉末的组合可以用作为本发明中的重整剂。
下面，将参照附图详细说明本发明的实施例和用于与本发明进行比较的比较例，但是本发明并不限于这些实施例，并且实施例的任何组合都包括在本发明的范围内。
实施例1
下面，参照图1和图2说明根据上文所述技术特征1的本发明的实施方式。
图1示出了实现本发明使用的模具和注射器。附图标记1表示当位于固定侧的模具2b和位于可移动侧的模具2a彼此紧密接合时形成的模腔；附图标记3表示用于保持模腔内气压并防止气体泄漏到模腔外的O形环；附图标记9a、9b、9c、9d表示用于控制的电磁转换控制阀；附图标记18表示压力仪；附图标记6表示反压阀，只有当模腔内或各个容器内的气压不小于预定压力水平时，该反压阀用于将气体排出腔外。此外，附图标记4表示将反压阀连接到排气口22的排气管，用于将模腔1中的气体排到腔外。二氧化碳和染料(染色材料)或重整剂的过量混合气体通过该排气管4排到腔外。
附图标记7表示气体注射器，在气体注射器7中，附图标记15a表示其中填充有二氧化碳气体的气体钢瓶，附图标记15b表示其中填充有惰性气体的气体钢瓶15b。气体钢瓶15和处于可移动侧的模具2a彼此连接，气体注射管5连接到一个、两个或多个位于腔面1a可视面一侧的气体入口上。气体注射管5分成两个分支管，分别为惰性气体注射管14和用于注射二氧化碳及染料或重整剂混合气体的混合气体注射管11，惰性气体注射管14将气压调节器13连接到电磁转换控制阀9b上，另一个注射管即混合气体注射管11被连接到混合气体发生器10上，用来混合二氧化碳气体与染料或重整剂8，并将该混合气体保持在加压状态，这两个管道通过电磁转换控制阀9c彼此连接。
进一步，重整剂压力喂料泵12和电磁转换控制阀9d彼此连接，重整剂注射管21连接到混合气体发生器10上，用来以恒定状态将重整剂8排出到混合气体发生器10中，这样可以稳定混合气体发生器10中的二氧化碳气体和重整剂8的浸入密度。进一步，将混合气体发生器10连接到其中填充有二氧化碳气体的气体钢瓶15a上的二氧化碳气体注射管16包括一个气体加热器17，用于调节混合气体发生器10中二氧化碳气体的温度，使得气体温度一直保持在最适于混合二氧化碳气体和染料或重整剂的水平。
下面，参照附图2A、2B、2C和2D说明根据本发明的注射成形方法。
图1所示的气体注射装置7是由本发明人发明的，本发明所使用的注射成形机是具有220t模具固定压力的注射成形机(由Nihon Seiko K.K.生产：J220E2-P-2M)。该试验使用偶氮分散染料(由Sumitomo Kagaku Kogyo K.K.生产：Sumikaron Blue E-FBL)有机粉末、碳黑(由Mitsubishi Kagaku K.K.生产：模具黑(Die black)N5505M)作为无机粉末和导电材料锌粉(由HakusuiTech K.K.生产：R粉)各自作为重整剂而进行。使用聚碳酸酯(由MitsubishiEngineering Plastic K.K.生产：H3000)作为树脂。该试验中得到的模压产品是一个尺寸为32mm(长)、32mm(宽)和2mm(厚)的平板体。该模压产品使用加压的热水被填充到模腔1(由S45C材料制得，套筒式)中，其注射压力为56MPa、填充时间为0.5秒、熔融树脂温度为280℃。
在填充熔融树脂之后，如图2B所示，二氧化碳气体和有机偶氮分散染料的混合气体、二氧化碳气体和碳黑的混合气体及二氧化碳气体和锌粉的混合气体中的任一种混合气体被气体注射器通过气体注射口5注射到表面和与该表面接触的模腔面1a上，注射压力为15MPa、气体温度为70℃、注射时间为2秒，进一步，空间中的气压被保持在一个恒定的水平。
然后，气体被加压至90MPa，保压5秒，以压缩空间19，在加压状态下，通过在表面中浸入混合气体并软化表面(C)进行成形。然后，储存在模腔1中的混合气体被排出(D)。然后，在表层中没有浸入的二氧化碳和有机偶氮分散染料的混合气体、二氧化碳和碳黑的混合气体及二氧化碳和锌粉的混合气体等通过与注射时反向的路线被排放到电磁转换控制阀9a侧。
获得的有色、重整的成形产品中的任何一个在其表面都没有斑纹，表1中列出了视觉检查和感观评估结果。表中，○表示不存在斑纹，△表示存在少量斑纹。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。
实施例2
改变实施例1中使用的如二氧化碳和有机偶氮分散染料混合气体的温度、注射时间、注射压力等气体注射条件来进行成形。在实施例2中，气体温度被设定在50、60和70℃，气体注射时间被设定为0.5、1.0和2.0秒，注射压力设定为5、10和15MPa。如上所述获得的成形产品基本上受到混合气体温度、注射压力和注射时间和上述任一参数的影响，较高温度、最大压力和最长注射时间对成形产品进行极好的染色和重整。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。结果列举在表2中。
比较例1
在实施例1使用的注射二氧化碳气体和有机偶氮分散染料混合气体的方法中，注射时间定在2.0秒，注射压力定为15MPa，气体温度设定为20、30、40℃进行成形。模腔1中的温度被设定在70℃。气体温度设定在70℃或更高，即80、90和100℃，但是从70℃开始染色程度基本不改变，这样，在各个气体温度上都能提供基本相同的染色程度。结果是，能够证实，与实施例2中获得的成形产品相比，所获得的成形产品根本没有染色。表2中列出了成形产品表面的视觉检查和感观评估结果。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.KKeyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。
比较例2
在实施例2注射二氧化碳气体和有机偶氮分散染料混合气体的方法中，气体温度定在70℃，注射压力定为15MPa，气体注射时间设定为0.1和0.3秒进行成形。此外，模腔1中的温度定在70℃。结果是，能够证实，与实施例2中获得的成形产品相比，所获得的成形产品根本没有染色。表2中列出了成形产品表面的视觉检查和感观评估结果。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。
实施例3
图3A至图3D对应于根据权利要求4的发明，聚碳酸酯(由MitsubishiEngineering Plastic K.K.生产：H3000)作为树脂。该步骤中获得的成形产品的尺寸为32.00mm(长)、32.0mm(宽)、2.0mm(厚)。此外，该模压产品使用加压的热水被填充到模腔1(由S45C材料制得，套筒式)中，其注射压力为56MPa、填充时间为0.5秒、熔融树脂温度为280℃。在该成形方法中，紧接着熔融树脂填充之后，保持加压状态，冷却，在可移动侧的模具2a被延迟以释放模具固定压力，并在表层可视侧和模腔面1a之间强有力地形成一个约为0.1mm、或在0.1mm至1.0mm范围内的间隙(A)，实施例1中使用的压力设定在15.0MPa的任一混合气体保持在15MPa的压力下，气体被气体注射器从气体入口5注射到间隙19中，注射温度为70℃，注射时间为30.0秒(B)。
然后，混合气体在表层中浸入以软化表层，然后，没有浸入表层且保留在间隙中的混合气体被释放(C)。然后，分开模具，取出成形产品(D)。结果，各个获得的成形产品都没有任何斑纹。表1中列出了其视觉检查和感观评估结果。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。
实施例4
在实施例3中使用的气体注射方法中，改变如二氧化碳气体和有机偶氮分散染料混合气体的温度、注射时间和注射压力等条件来进行成形。气体温度被设定在50、60和70℃，气体注射时间定为10.0、20.0和30.0秒，注射压力设定为10和15MPa。获得的成形产品基本上受到气体温度、压力和注射时间和上述参数的影响，最高温度、最大压力和最长注射时间对成形产品进行极好的染色和重整。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。结果列举在表2中。
比较例3
在实施例3中使用的气体注射方法中，稍微打开模具形成间隙之后，二氧化碳气体和有机偶氮分散染料的混合气体的注射时间定在2秒，注射压力定在15MPa，将气体温度改变为20、30和40℃进行成形。气体温度在70℃或更高，即80、90和100℃下进行成形，但是从70℃开始染色程度没有差别，且具有几乎相同的染色程度。获得的成形产品根本没有染色。各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。结果列举在表2中。
比较例4
在实施例3中使用的气体注射方法中，稍微打开模具形成间隙之后，二氧化碳气体和有机偶氮分散染料的混合气体的注射温度定在70℃，注射压力定在15MPa，将气体注射时间改变为3.0秒和5.0秒进行成形。模腔1中的温度定为70℃。结果，能够证实，与实施例2相比，所获得的成形产品没有染色。表2中列出了成形产品表面的视觉检查和感观评估结果。此外，各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。
实施例5
图4和图5A至5D对应于上文技术特征3和5的发明内容。在这种成形方法中，技术特征1和技术特征4中的惰性气体和混合气体都是被逐步注射的。更具体地，在填充成形树脂之后、开始加压之前，或在填充树脂之后、保持加压状态并随即冷却，可移动侧模具2a被延迟，以释放模具固定压力，并在可视侧的表层和模腔面1a之间强有力地形成约为0.1mm、或0.1mm至1.0mm范围内的间隙19，然后，压力设定为10MPa的气体被气体注射器7从气体入口5注射到间隙19中(参照图4A和图5A)，注射时间为2秒。
然后，压力设定为10MPa、温度设定为70℃的混合气体在技术特征3中的注射时间为2秒，在技术特征5中其注射时间用30.0秒来代替，该气体的压力大于间隙1中的气压(参照图4B和图5B)。然后，在技术特征3中，该混合气体保持90MPa的压力5.0秒，以使混合气体浸入表层中压缩间隙，软化表层，使得表层再次与模腔面紧密接触(图4C)。然后，没有浸入表层中且仍保留在间隙中的混合气体被排出，分离模具就得到成形产品(图4D)。
在技术特征5中，没有浸入表层中且仍保留在间隙中的混合气体被排出(图5C)，然后，分离模具就得到成形产品(图5D)。获得的成形产品没有任何斑纹，表1中列举了对成形产品视觉检查和感观评估的结果。此外，各产品的横截面通过CCD相机变焦透镜(由K.K Keyence生产；VH-Z150)进行观察，同时还评定了染色和重整程度。
表1
*参见下表
表2
*参见下表
实施例6
实施例6对应于技术特征7，在吹塑成形中，实施例3至5中描述的方法被应用于成形产品的染色和重整。染色和重整的条件与实施例3至5中使用的相同，能获得相同的产品。
实施例7
实施例7对应于技术特征8，在压缩成形中，实施例3至5中描述的方法被应用于成形产品的染色和重整。染色和重整的条件与实施例3至5中使用的相同，能获得相同的产品。
实施例8
该实施例对应于技术特征10，套筒被装备在模具上，利用套筒的运动形成间隙，以染色或重整成形产品。该实施例中使用的条件与实施例1至7中使用的相同，并能获得相同的产品。
实施例9
该实施例对应于技术特征11，该实施例中，成形产品一旦被染色或重整，那么，在相同条件下，其它染料和重整剂都渗入其中，当需要染复杂的颜色或当成形产品的性能和功能要比组合效果有所改善时，这种覆盖染色或重整是有效的。
实施例10
尽管在实施例1中，填充树脂后，二氧化碳和染料的混合气体或二氧化碳和重整剂的混合气体被注入，但是，在该实施例中，在冷却过程中或冷却过程结束之后，混合气体以加压状态或减压状态进行注射，得到了与实施例1中基本相同的结果。
实施例11
该实施例对应于权利要求9，在与实施例1中相同的条件下，使用抗静电剂作为重整剂。该实施例中使用的抗静电剂为水溶性表面活性剂(由KasugaDenki K.K.生产的；
Iolyzer)。当水溶性表面活性剂混合于其中时，可以获得优良的抗静电效果。此外，能获得表面上没有斑纹的产品。结果列举在表3中。表面没有经过特殊处理的成形产品和表面经过特殊处理的成形产品以相同方向摩擦10次，使产品起电，然后，这些产品从30mm的下降高度落入到碳黑粉(由Mitsubishi Kagaku K.K.生产：Dia-black N550M)中，然后以5mm为单位减小下降高度。视觉检查产品表面上的磁黑的粘附性，并测量距离以评估其抗静电效果。
表3
*参见下表
[工业应用]
根据本发明的染色方法可以应用到通过注射、吹塑注射或压缩注射获得的所有产品中。根据本发明使用导电性细粉重整得到的成形产品可被用作如电磁屏蔽等电子装置领域中的薄膜或平板。该领域只是本发明可以得到有利应用的众多领域中的一个范例。
表1
| 气体类型 | 间隙形成方法 | 模具或重整剂类型 | 气体注射压力 | 气体注射方法 | 表面染色或重整状态 | 染色或重整程度 | |
| 实施例1 | 二氧化碳 | 气压 | 有机偶氮分散染料 | 恒定 | 树脂填充之后 | ○ | 17 |
| 实施例1 | 气压 | 碳黑 | △ | 12 | |||
| 实施例1 | 气压 | 锌粉 | △ | 12 | |||
| 实施例3 | 二氧化碳 | 可视侧模具延迟 | 有机偶氮分散染料 | 恒定 | 树脂冷却之后 | ○ | 14 |
| 实施例3 | 可视侧模具延迟 | 碳黑 | △ | 11 | |||
| 实施例3 | 可视侧模具延迟 | 锌粉 | △ | 10 | |||
| 实施例5 | 二氧化碳 | 气压 | 有机偶氮分散染料 | 逐步 | 树脂填充之后 | ○ | 19 |
| 可视侧模具延迟 | 树脂冷却之后 | ○ | 14 | ||||
| 实施例5 | 气压 | 碳黑 | 树脂填充之后 | △ | 15 | ||
| 可视侧模具延迟 | 树脂冷却之后 | △ | 11 | ||||
| 实施例5 | 气压 | 锌粉 | 树脂填充之后 | △ | 15 | ||
| 可视侧模具延迟 | 树脂冷却之后 | △ | 11 |
○：没有斑纹
△：少量斑纹
表2
| 气体注射时间 | 模腔1中的温度(℃) | 气体注射时间(S) | 气体温度(℃) | 气体压力(MPa) | 染色深度(μm) | |
| 实施例2 | 在填充完之后、开始加压之前 | 70 | 2 | 70 | 15 | 17 |
| 1 | 10 | 12 | ||||
| 0.5 | 5 | 11 | ||||
| 60 | 2 | 60 | 15 | 14 | ||
| 1 | 10 | 10 | ||||
| 0.5 | 5 | 6 | ||||
| 50 | 2 | 50 | 15 | 11 | ||
| 1 | 10 | 7 | ||||
| 0.5 | 5 | 4 | ||||
| 实施例4 | 完成冷却之后，模具稍微分开 | 70 | 30 | 70 | 15 | 14 |
| 20 | 10 | 10 | ||||
| 10 | 5 | 8 | ||||
| 60 | 30 | 60 | 15 | 11 | ||
| 20 | 10 | 7 | ||||
| 10 | 5 | 5 | ||||
| 50 | 30 | 50 | 15 | 7 | ||
| 20 | 10 | 4 | ||||
| 10 | 5 | 3 | ||||
| 比较例1 | 填充完成之后、开始加压之前 | 70 | 2 | 40 | 15 | 0 |
| 30 | 0 | |||||
| 20 | 0 | |||||
| 比较例2 | 填充完成之后、开始加压之前 | 70 | 0.3 | 70 | 15 | 0 |
| 0.1 | 0 | |||||
| 比较例3 | 完成冷却之后，模具稍微分开 | 70 | 30 | 40 | 15 | 0 |
| 30 | 0 | |||||
| 20 | 0 | |||||
| 比较例4 | 完成冷却之后，模具稍微分开 | 70 | 5 | 70 | 15 | 0 |
| 3 | 0 |
表3
| 成形产品 | 气体类型 | 气体注射方法 | 重整剂类型 | 重整状态 | 抗静电效果 | 允许粘附碳黑粉的距离(mm) | ||
| 实施例11 | 不处理 | 二氧化碳 | 树脂填充完成之后 | 水溶性表面活性剂 | 恒定 | - | 没有 | 20 |
| 处理 | ○ | 有 | 2 |
-：没有变化
○：没有斑纹
Claims (11)
1.一种注射成形产品染色或重整的方法，包括以下步骤：在注射成形模具中填充热塑性树脂，然后，将二氧化碳气体和染料或重整剂的混合气体注射到模具中填充的树脂和模具之间的间隙中，在树脂和模具之间形成混合气体层，并在树脂表面形成混合气体渗入层，以在注射成形产品表面形成染色层或重整层。
2.一种注射成形产品染色或重整的方法，其中，在填充树脂之后、在加压或减压状态下、在冷却过程中或之后且在打开模具之前，注射混合气体。
3.一种如权利要求1或权利要求2所述的注射成形产品染色或重整的方法，进一步还包括以下步骤：在填充的树脂和模具之间注射惰性气体，以在树脂和模具之间形成间隙，然后将混合气体注射到该间隙中。
4.一种注射成形产品染色或重整的方法，包括以下步骤：在冷却完成之后，稍微打开模具以在成形产品和模具之间形成一个间隙，将在二氧化碳气体中混合染料或重整剂得到的混合气体注射到该间隙中，将该混合气体保持在用于在该成形产品表面形成混合气体渗入层的加压状态，以在成形产品表面形成染色层或重整层。
5.根据权利要求4所述的注射成形产品染色或重整的方法，进一步包括以下步骤：将惰性气体注射到稍微打开模具所形成的间隙中，然后将混合气体注射到该间隙中以取代所述惰性气体。
6.根据权利要求4或5所述的注射成形产品染色或重整的方法，进一步包括注射加热到高于成形产品温度的混合气体的步骤。
7.一种吹塑成形产品染色或重整的方法，包括以下步骤：使用吹塑成形的模具实现吹塑成形，在吹塑成形产品和模具之间注射二氧化碳气体或染料或重整剂的混合气体或其组成的复杂混合气体，以将混合气体渗透到成形产品表面，从而在成形产品表面形成染料渗入层或重整剂渗入层，然后打开模具。
8.一种压缩成形产品染色或重整的方法，包括以下步骤：使用压缩成形的模具实现压缩成形，在压缩成形产品和模具之间注射二氧化碳气体或染料或重整剂的混合气体或其组成的复杂混合气体，以将混合气体渗透到成形产品表面，从而在成形产品表面形成染料渗入层或重整剂渗入层，然后打开模具。
9.根据权利要求1～8任一项所述的对注射成形、吹塑成形或压缩成形的成形产品进行染色或重整的方法，其中活性单体或有机粉末、无机粉末、导电粉末或抗静电剂中的任何一种作为重整剂单独或组合使用。
10.根据权利要求1～9任一项所述的对注射成形、吹塑成形或压缩成形的成形产品进行染色或重整的方法，其中在成形产品可视面的全部或一部分上或成形产品可视面以外的全部或一部分上形成染色层、重整层或它们的结合。
11.根据权利要求1～10任一项所述的对注射成形、吹塑成形或压缩成形的成形产品进行染色或重整的方法，其中一旦形成染色渗入层、重整剂渗入层或其结合层，在其上进行多次染色或重整。
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