DE69623104T2

DE69623104T2 - Foliendekorierende Spritzgussmaschine und foliendekorierendes Spritzgussverfahren

Info

Publication number: DE69623104T2
Application number: DE69623104T
Authority: DE
Inventors: Kazuhisa Kobayashi; Masayuki Shibata; Hirohisa Yoshikawa
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2016-11-30
Also published as: US5851560A; US6045744A; JP2828242B2; JPH09150434A; ES2180687T3; DE69623104D1; EP0782908A2; KR100196628B1; EP0782908A3; KR970025910A; EP0782908B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine foliendekorierende Spritzgußmaschine, welche ein dekoratives Blatt, das Muster, Buchstaben usw. trägt, verwendet, um einen Formling, der mit den Mustern, Buchstaben usw. des dekorativen Blatts dekoriert ist, herzustellen, und auf ein foliendekorierendes Spritzgußverfahren, das unter Verwendung der foliendekorierenden Spritzgußmaschine durchgeführt wird.
Ein allgemein bekanntes foliendekorierendes Spritzgußverfahren wie jenes, das in dem US-Patent Nr. 4 639 341 von Hanamoto et al. geoffenbart ist, welches einen Formling bzw. eine Form durch Spritzgießen ausbildet und gleichzeitig ein rollenzugeführtes oder bogenzugeführtes dekoratives Blatt festlegt, umfaßt die Schritte eines Zuführens des dekorativen Blatts in einen Raum zwischen einer aufzunehmenden Form und einer aufnehmenden Form einer Spritzgußform, eines Vorerhitzens des dekorativen Blatts durch eine heiße Platte oder dgl., um es zu erweichen, eines dichten Anhaftens des erweichten, dekorativen Blatts an die Hohlraumoberfläche der aufnehmenden Form durch ein Vakuumformen und/oder Druckformen, eines miteinander Verbindens der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form, um die Spritzgußform zu schließen, und eines Einspritzens eines geschmolzenes Harzes durch die aufzunehmende Form in den Hohlraum der Spritzgußform des Formlings.
Ein laminiertes, dekoratives Blatt oder ein transferdekoratives Blatt wird in Abhängigkeit von der Art eines Produktes, das herzustellen ist, verwendet. Wenn ein laminiertes, dekoratives Blatt verwendet wird, wird das laminierte, dekorative Blatt einstückig an der Oberfläche eines spritzgußgeformten Formlings festgelegt, um eine dekorative Schicht auszubilden. Wenn ein transferdekoratives Blatt, welches ein Substrat und eine dekorative Transferschicht auf dem Substrat ausgebildet aufweist, verwendet wird, wird das transferdekorative Blatt an der Oberfläche eines Formlings festgelegt und dann wird das Substrat von dem Formling so entfernt, daß nur die dekorative Transferschicht auf der Oberfläche des Formlings verbleibt.
Eine foliendekorierende Spritzgußmaschine, die mit einer Spritzgußform versehen ist, die eine aufzunehmende Form und eine aufnehmende Form aufweist, die einen Hohlraum ausbilden, wird für gleichzeitiges Spritzgußformen und Foliendekorieren verwendet. Fig. 8 zeigt eine aufnehmende Form einer Spritzgußform 50 und zugehörige Teile, die in einer typischen, konventionellen, foliendekorierenden Spritzgußmaschine verwendet werden, und Fig. 9 zeigt die Spritzgußform 50 von Fig. 8 in einem geschlossenen Zustand. Die Spritzgußform 50 ist für ein Ausbilden eines Formlings 1 (Fig. 5) mit einer Höhe H von 50 mm ausgebildet, der ein breites Ende mit einem Durchmesser D von 50 mm aufweist und ein schmales bzw. enges Ende mit einem Durchmesser von 44 mm aufweist und eine Außenoberfläche besitzt, die mit einem laminierten, dekorativen Blatt S beschichtet ist. Die Spritzgußform 50 weist eine aufzunehmende Form 12 und eine aufnehmende Form 20 auf. Die aufzunehmende Form 12 ist mit einem Angußkanal 14 in ihrem Zentralteil versehen. Ein geschmolzenes Harz wird durch den Angußkanal bzw. Läufer 14 in einen Hohlraum, der durch die aufzunehmende Form 12 und die aufnehmende Form 20 ausgebildet wird, durch eine Einspritz- bzw. Spritzgußeinheit eingespritzt. Die aufnehmende Form 20 weist eine Hohlraumoberfläche 22 auf, die der Außenoberfläche des Formlings 1 entspricht. Ein ringförmiges Blatthalteglied 24 ist an seinen vier Ecken durch Gleitstäbe für eine Relativbewegung zu der aufnehmenden Form 20 festgelegt, um ein dekoratives Blatt S fix auf einer Trennoberfläche der aufnehmenden Form 20, die in die Hohlraumoberfläche 22 übergeht, zu halten. Das Blatthalteglied 24 wird zu einer Bewegung durch einen Antriebsmechanismus, wie eine hydraulische Zylinderbetätigungseinrichtung, die an dem Boden der aufnehmenden Form 20 angeordnet ist, angetrieben. Ein elastischer O-Ring 27 ist in eine Endlosnut, die an der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 ausgebildet ist, eingepaßt, um mit dem Blatthalteglied 24 für eine hermetische Abdichtung zusammenzuwirken bzw. dieser zu entsprechen. Die aufnehmende Form 20 ist mit Sauglöchern 16 versehen, die in die Hohlraumoberfläche 22 öffnen bzw. münden, um das dekorative Blatt S direkt bzw. nahe an die Hohlraumoberfläche 22 durch ein Saugen für ein Vorformen anzuziehen. Die Sauglöcher 16 sind mit einem Saugrohr 19 verbunden, welches wiederum mit einer Vakuumquelle verbunden ist. Falls notwendig, kann die aufzunehmende Form 12 mit Druckluftzufuhrlöchern, die mit einer Druckluftquelle verbunden sind, versehen sein, um Druckluft gegen die dekorative Folie bzw. das dekorative Blatt S für ein Vorformen zu blasen.
In der Tätigkeit der foliendekorierenden Spritzgußmaschine, die mit der so konstruierten Spritzgußform 50 versehen ist, wird ein dekoratives Blatt S für den nächsten Spritzgußformzyklus auf der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 hinter dem Blatthalteglied 24 angeordnet, das dekorative Blatt S wird fest auf der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 durch das Blatthalteglied 24 gehalten, das dekorative Blatt S wird durch eine heiße Platte oder dgl. für ein Heißerweichen erhitzt, ein Saugen wird durch die Sauglöcher 16 auf das dekorative Blatt S angewandt, damit das dekorative Blatt S entlang und in engem Kontakt mit der Hohlraumoberfläche der aufnehmenden Form 20 für ein Vorformen ausgedehnt bzw. gezogen wird, die aufnehmende Form 20 wird zu der aufzunehmenden Form 12 vorgetrieben bzw. bewegt, um die Spritzgußform 50 zu verschließen, so daß das dekorative Blatt S zwischen der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 und der Trennoberfläche 30 der aufzunehmenden Form 12 gehalten ist, ein geschmolzenes Harz wird durch den Angußkanal 14 der aufzunehmenden Form 12 in den Hohlraum 22, der durch die aufzunehmende Form 12 und die aufnehmende Form 20 definiert ist, für ein Spritzgußformen eingebracht, die Spritzgußform 50 wird für eine vorbestimmte Zeit abgekühlt, die aufnehmende Form 20 wird von der aufzunehmenden Form 12 wegbewegt, um die Spritzgußform 50 zu öffnen, und dann wird ein dekorierter Formling 1, der durch das dekorative Blatt S dekoriert ist, von der aufnehmenden Form 20 entfernt.
In der konventionellen, foliendekorierenden Spritzgußmaschine, die mit der Spritzgußform 50 versehen ist, wird das dekorative Blatt S lokal und unregelmäßig ausgedehnt, da die aufnehmende Form 20 eine flache bzw. ebene Trennoberfläche 40 aufweist; d. h. ein dekorierender Bereich Sb (Fig. 8), d. h. ein Bereich der dekorativen Folie S, der an einem Formling festzulegen ist, entsprechend dem Hohlraum 22 wird viel stärker expandiert als ein Bereich Sa der dekorativen Folie S, der an der Trennoberfläche 40 anliegt, da der Bereich Sa, wenn er für ein Erweichen erhitzt wird, schnell aufgrund der Verteilung der Wärme abkühlt und erhärtet, die durch einen Wärmeübergang von dem Bereich Sa zu der aufnehmenden Form 20 durch Leitung bewirkt wird, und das Ausdehnen des Bereichs Sa wird durch den Reibungswiderstand der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 behindert. Andererseits ist der Bereich Sb, der über die Hohlraumoberfläche 22 fließt, nicht an einer Expansion gehindert und daher wird der Bereich Sb lokal und konzentriert ausgedehnt. Wenn die Hohlraumoberfläche 22 eine Form aufweist, die der Form einer Stempeloberfläche für ein Tiefziehen entspricht, ist es möglich, daß die dekorative Folie S gebrochen oder geknittert wird, um ein fehlerhaftes Formen zu bewirken. Spezifischer wird eine Spannung durch eine Änderung der Länge pro nicht verwundener Länge ausgedrückt, d. h. eine Spannung ΔL/L, worin ΔL eine Änderung in der Länge eines Gegenstands mit einer nicht verwundenen bzw. nicht verzerrten Länge L bedeutet. Daher weist, selbst wenn die Änderung ΔL in der Länge gleich ist, ein Gegenstand, der eine kürzere Länge L aufweist, eine größere Spannung ΔL/L auf, und ein Gegenstand, der eine größere Länge L aufweist, eine kleinere Spannung bzw. Beanspruchung ΔL/L auf.
Die vorliegende Erfindung wurde in Hinblick auf die vorhergehenden Probleme getätigt und es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine foliendekorierende Spritzgußmaschine zur Verfügung zu stellen, die fähig ist, eine lokale Spannung in einem dekorierenden Bereich eines dekorativen Blatts, das an einem Formling festzulegen ist, zu reduzieren, indem der dekorative Bereich des dekorativen Blatts gleichmäßig expandiert wird, so daß der expandierte, dekorative Bereich eine gleichmäßige Dickenverteilung ohne Brechen und Zerknittern des dekorierenden Bereichs des dekorativen Blatts aufweist.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein foliendekorierendes Spritzgußverfahren zur Verfügung zu stellen, das unter Verwendung der vorhergenannten, foliendekorierenden Spritzgußmaschine durchgeführt wird.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt eine foliendekorierende Spritzgußmaschine: eine Spritzgußform, die eine aufnehmende Form, die mit einer Hohlraumoberfläche zum Ausbilden eines Hohlraums und einer Trennoberfläche versehen ist, und eine aufzunehmende Form aufweist, die eine Trennoberfläche aufweist, die in engen Kontakt mit der Trennoberfläche der aufnehmenden Form zu bringen ist, wenn die Spritzgußform geschlossen ist, und fähig ist, relativ zu der aufnehmenden Form bewegt zu werden: und einen Zufuhrmechanismus für ein dekoratives Blatt zum Zuführen eines dekorativen Blattes bzw. einer dekorativen Folie in einen Raum zwischen den entsprechenden Trennoberflächen der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form. Die Trennoberfläche der aufnehmenden Form weist einen Außenumfangsabschnitt zum Halten des dekorativen Blattes und einen Innenumfangsabschnitt auf, der sich zwischen der Innenkante des Außenumfangsabschnitts und der Kante der Hohlraumoberfläche in einer konkav gekrümmten Form erstreckt.
Vorzugsweise ist die aufnehmende Form mit Sauglöchern versehen, die in die Hohlraumoberfläche und/oder den inneren Umfangsabschnitt der Trennoberfläche öffnen bzw. münden, und ist mit einer Vakuumquelle verbunden, um das dekorative Blatt dicht an der Hohlraumoberfläche ankleben bzw. anhaften zu lassen.
In noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein foliendekorierendes Spritzgußverfahren, wie es in Anspruch 6 definiert ist, zur Verfügung gestellt.
Vorzugsweise umfaßt das foliendekorierende Spritzgußverfahren die Schritte eines Bereitstellens einer Spritzgußform mit einer aufnehmenden Form, die mit einer Hohlraumoberfläche zum Ausbilden eines Hohlraums und einer Trennoberfläche versehen ist, welche einen äußeren Umfangsquerschnitt zum Halten des dekorativen Blatts und einen inneren Umfangsquerschnitt aufweist, welcher sich zwischen dem inneren Rand des äußeren Umfangsquerschnitts und dem Rand bzw. der Kante der Hohlraumoberfläche in einer konkav gekrümmten Form erstreckt, und Sauglöcher aufweist, welche in die Hohlraumoberfläche und den inneren Umfangsquerschnitt der Trennoberfläche münden und mit einer Vakuumquelle verbunden sind, und einer aufzunehmenden Form, die eine Trennoberfläche aufweist, um mit der Trennoberfläche der aufnehmenden Form in engen Kontakt gebracht zu werden, wenn die Spritzgußform geschlossen wird, und fähig ist, relativ zu der aufnehmenden Form bewegt zu werden; eines festen Haltens des dekorativen Blattes an der Trennoberfläche der aufnehmenden Form; eines Expandierens des dekorativen Blattes, so daß das dekorative Blatt dicht an der Hohlraumoberfläche und dem inneren Umfangsquerschnitt der Trennoberfläche der aufnehmenden Form durch Anwenden von Saugen auf das dekorative Blatt durch die Sauglöcher anklebt bzw. aufhaftet; eines Zusammenklammerns der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form, so daß das dekorative Blatt zwischen den entsprechenden Trennoberflächen der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form gehalten wird; und eines Einspritzens eines geschmolzenen Harzes durch die aufzunehmende Form in den Hohlraum, der durch die aufzunehmende Form und die aufnehmende Form zum Spritzgießen definiert wird.
In der foliendekorierenden Spritzgußmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung weist die Trennoberfläche der aufnehmenden Form wenigstens den äußeren Umfangsabschnitt und den inneren Umfangsabschnitt auf und der innere Umfangsabschnitt der Trennoberfläche ist in eine konkav gekrümmte Form ausgebildet. Folglich kann ein Bereich des dekorativen Blatts, das dem inneren Umfangsabschnitt der Trennoberfläche der aufnehmenden Form entspricht, in einem gewissen Ausmaß expandiert werden und ist fähig, an einer Ausdehnung bzw. Verwindung ΔL des dekorativen Blatts teilzunehmen. Daher ist eine Spannung ΔL/L in dem dekorativen Blatt, das auf der foliendekorierenden Spritzgußmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gespannt bzw. gedehnt wird, kleiner als in einem dekorativen Blatt an der konventionellen, foliendekorierenden Spritzgußmaschine, die mit der in Fig. 8 und 9 dargestellten Spritzgußform versehen ist, da die Länge L, die einer Expansion des dekorierten Blatts auf der foliendekorierenden Spritzgußmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgesetzt wurde, größer als jene desselben dekorativen Blatts auf der konventionellen, dekorierenden Spritzgußmaschine ist. Daher ist die Spannung in dem dekorierenden Bereich der dekorativen Folie reduziert, die Gleichmäßigkeit in der Dicke des expandierten, dekorierenden Bereichs des dekorativen Blatts ist verbessert und daher ist es schwierig, daß das dekorative Blatt gebrochen oder geknittert wird, um ein fehlerhaftes Spritzgußformen zu bewirken.
Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die aufzunehmende und die aufnehmende Form der Spritzgußform aus einem Metall, wie Eisen, oder einem keramischen Material gefertigt und können Teilformen in Abhängigkeit eines herzustellenden Formlings sein. Wenn das Vorformen des dekorativen Blatts notwendig ist, ist die foliendekorierende Spritzgußmaschine mit einer heißen Platte zum Erhitzen und Erweichen des dekorativen Blatts in Kombination mit der Spritzgußform versehen und kleine Löcher für ein Vakuumsaugen und eine Zufuhr von Druckluft sind in der aufnehmenden bzw. aufzunehmenden Form ausgebildet. Die Sauglöcher können so ausgebildet sein, daß sie nur in die Hohlraumoberfläche öffnen, jedoch können sie so ausgebildet sein, um sowohl in die Hohlraumoberfläche als auch in den inneren Umfangsabschnitt der Trennoberfläche der aufnehmenden Form zu öffnen bzw. zu münden.
Das dekorierende Blatt kann ein Einheitsmusterabschnitt sein, der für jeden Spritzgußzyklus von einem aufgerollten Gewebe, das eine Mehrzahl von Einheitsmusterabschnitten aufweist, abgeschnitten wird, oder kann ein blattförmig zugeführtes, dekoratives Blatt mit einer vorbestimmten Größe sein. Einheitsdekorierende Musterabschnitte eines Gewebes können sukzessive zu einer Formposition zwischen der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form durch ein Walze/Walze-System zugeführt werden, welches das Gewebe, das die einheitsdekorierenden Musterabschnitte aufweist, zu der Formposition für aufeinanderfolgende Spritzgußzyklen durch einen Gewebezufuhrmechanismus zuführt und das Gewebe durch einen Gewebeaufnahmemechanismus aufnimmt, oder dekorierende Blätter können aufeinanderfolgend eines zu jeder Zeit zu der Formposition durch einen industriellen Roboter (Manipulator) zugeführt werden, der mit Saugnäpfen versehen ist, die fähig sind, das dekorierende Blatt zu halten. Jedoch ist das Walze/Walze-System in Hinblick auf die Produktivität empfehlenswert.
Die foliendekorierende Spritzgußmaschine kann mit einem Klemmechanismus zum fixen Halten des dekorativen Blatts an der Trennoberfläche der aufnehmenden Form versehen sein. Der Klemmechanismus kann einen Halterahmen umfassen und die Klemmittel können durch Antriebsmittel zum Antreiben eines Formklemmechanismus, Antriebsmittel für ein Antreiben eines Auswurfstiftmechanismus oder Antriebsmittel, wie eine hydraulische Betätigungseinrichtung, die speziell für ein Antreiben der Klemmittel adaptiert ist, angetrieben sein.
Das dekorative Blatt kann ein laminiertes, beschichtendes, dekoratives Blatt sein, das ein Substrat, das an einem Formling festzulegen ist, um die Oberfläche des Formlings abzudecken, und eine dekorative Schicht aufweist, die auf dem Substrat ausgebildet ist, oder ein übertragungs- bzw. transferdekoratives Blatt, das eine dekorative Schicht und ein Substrat aufweist, das die dekorative Schicht trägt, die an einem Formling temporär festzulegen ist und von dem Formling nach der Übertragung der dekorativen Schicht auf den Formling zu entfernen ist.
Das Substrat kann ein Blatt aus einem thermoplastischen Harz, wie einem Polyvinylchloridharz, einem Acrylharz, einem Polystyrolharz, einem ABS-Harz, einem Polykarbonatharz, einem Polyesterharz, einem Polypropylenharz oder einem Polyethylenharz sein. Die Dicke des Substrats kann in dem Bereich von etwa 20 bis etwa 500 um liegen. Die dekorative Schicht kann eine Schicht, die ein gedrucktes Muster trägt, eine Schicht aus einem gefärbten oder transparenten Film oder eine Schicht aus einem dünnen Metallfilm sein.
Die Übertragungs- bzw. Transferschicht, wie eine Musterschicht oder dgl., des dekorativen Transfer-Blatts wird auf einen Formling übertragen. Falls notwendig, kann eine Freisetzungsschicht auf dem Substrat ausgebildet sein. Die Übertragungsschicht kann aus einer Freisetzungsschicht, einer dekorativen Schicht und einer Kleberschicht bestehen, wenn dies gegebenenfalls gefordert ist. Die dekorative Schicht kann eine Musterschicht, eine Schicht aus einem metallischen Dünnfilm für ein teilweises oder vollständiges Beschichten der Oberfläche des Formlings oder eine funktionelle Schicht, wie eine Schicht aus einem Hartfilm, eine Schicht aus einem Antitrübungsfilm oder eine Schicht aus einem leitfähigen Film sein.
Das Substrat kann ein flexibler, thermoplastischer Harzfilm aus einem Polyamidharz, wie Nylon 6 oder Nylon 66, ein Polyolefinharz, wie ein Polyethylenharz oder ein Polypropylenharz, oder ein Polyvinylchloridharz oder ein Laminat von Schichten aus wenigstens einigen dieser Materialien sein.
Ein Harz für ein Spritzgußformen wird ausgewählt, indem die erforderlichen, physikalischen Eigenschaften und die Kosten eines herzustellenden Formlings aus allgemein bekannten thermoplastischen Harzen, umfassend ABS-Harze (Acrylnitrilbutadien-Styrolharz), Polystyrolharze, Vinylchloridharze, Acrylharze und Polykarbonatharze, aushärtende Zwei-Komponenten-Harze, und katalytisch aushärtende Harze, umfassend Polyurethanharze und Polyesterharze, berücksichtigt werden.
Die obigen und andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen noch deutlicher werden.
Fig. 1 ist eine schematische Schnittansicht einer aufnehmenden Form, die in einer Spritzgußform, die in einer foliendekorierenden Spritzgußmaschine in einer bevorzugten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird, enthalten ist;
Fig. 2 ist eine schematische Schnittansicht der Spritzgußform, umfassend die aufnehmende Form von Fig. 1, in einem geschlossenen Zustand;
Fig. 3 ist eine schematische Schnittansicht der Spritzgußform von Fig. 2 in einem Zustand während einem Vorformverfahren;
Fig. 4 ist eine vergrößernde, fragmentarische Schnittansicht eines wesentlichen Bereichs einer Spritzgußform, die eine aufzunehmende Form und eine aufnehmende Form aufweist und die in einer foliendekorierenden Spritzgußmaschine in einer anderen Ausbildung der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines dekorierten Formlings, der in einer foliendekorierenden Spritzgußmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung auszubilden ist;
Fig. 6 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse von Experimenten zeigt, die durchgeführt wurden, um die Effekte der foliendekorierenden Spritzgußmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zu verifizieren;
Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht einer aufnehmenden Form, die in einer Spritzgußform umfaßt ist, um bei der Erläuterung des Zusammenhangs zwischen der Form eines inneren Umfangsabschnitts der Trennoberfläche der aufnehmenden Form und der Ausdehnung des dekorierenden Blatts hilfreich zu sein;
Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht einer aufnehmenden Form, die in einer Spritzgußform eingesetzt ist, die in einer konventionellen foliendekorierenden Spritzgußmaschine angewandt ist; und
Fig. 9 ist eine schematische Schnittansicht der Spritzgußform, umfassend die aufnehmende Form von Fig. 1 in einem geschlossenen Zustand.
Eine foliendekorierende Spritzgußmaschine in einer bevorzugten Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben, in welchen Teile ähnlich oder entsprechend jenen der foliendekorierenden Spritzgußmaschine, die zuvor unter Bezugnahme auf Fig. 8 und 9 beschrieben wurden, mit denselben Bezugszeigen bezeichnet sind und die Beschreibung derselben wird weggelassen, um Doppelgleisigkeiten zu vermeiden.
Bezugnehmend auf Fig. 1 und 2 ist eine Spritzgußmaschine 10, die in der foliendekorierenden Spritzgußmaschine enthalten ist, zum Formen eines Formlings 1 (Fig. 5) einer Höhe H von 50 mm ausgebildet, der ein weites bzw. breites Ende eines Durchmessers D von 50 mm und ein kleines Ende eines Durchmessers E von 44 mm aufweist, und eine Außenoberfläche aufweist, die mit einem laminierten, dekorativen Blatt S beschichtet ist, und weist eine aufzunehmende Form 12 und eine aufnehmende Form 20 auf. Die aufnehmende Form 20 weist eine Trennoberfläche 40 auf, die einen äußeren Umfangsabschnitt 41 und einen inneren Umfangsabschnitts 42, der kontinuierlich an eine Hohlraumoberfläche 22 anschließt, besitzt. Der Außenumfangsabschnitt 41 und der Innenumfangsabschnitt 42 der Trennoberflächen 40 der aufnehmenden Form 20 passen jeweils mit einem Außenumfangsabschnitt 31 und einem Innenumfangsabschnitt 32 der aufzunehmenden Form 12 zusammen, um das dekorative Blatt S dazwischen zu halten und ein abgedichteten Hohlraum zu definieren.
Der Außenumfangsabschnitt 41 der Trennoberfläche 40 ist eine flache bzw. ebene Oberfläche, an welcher ein Umfangsabschnitt des dekorativen Blatts S fest durch ein Blatthalteglied 24 gehalten ist. Der Innenumfangsabschnitt 42 der Trennoberfläche 40 erstreckt sich zwischen der Innenkante J des Außenumfangsabschnitts 41 und der Kante K der Hohlraumoberfläche 22 und ist in eine konkav gekrümmte Form ausgebildet. Die Tiefe La einer Ausnehmung, die an dem Innenumfangsabschnitt 42 der Trennoberfläche 40 ausgebildet ist, ist 10 mm in dieser Ausbildung.
Wenn die foliendekorierende Spritzgußmaschine, die mit der Spritzgußform 10 versehen ist, für ein foliendekorierendes Spritzgießen betätigt wird, wird das dekorative Blatt S für den nächsten Spritzgußformzyklus auf der Trennoberfläche 40 angeordnet, die den Außenumfangsabschnitt 41 und den Innenumfangsabschnitt 42 der aufnehmenden Form 20 hinter dem Blatthalteglied 24 aufweist, das dekorative Blatt S wird fest an dem Außenumfangsabschnitt 41 der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 durch das Blatthalteglied 24 gehalten, die dekorative Folie S wird durch eine heiße Platte oder dgl. für ein heißes Erweichen gehalten, ein Saugdruck wird durch die Sauglöcher 16 auf die dekorative Folie S aufgebracht und, falls notwendig, wird Druckluft gegen das dekorative Blatt S von der aufzunehmenden Form 12 oder der heißen Platte geblasen, damit die dekorative Folie S entlang und in engem Kontakt mit der Hohlraumoberfläche 22 der aufnehmenden Form 20 für ein Vorformverfahren ausgedehnt wird, die aufnehmende Form 20 wird relativ zu der aufzunehmenden Form 12 vorbewegt, um die Spritzgußform 10 mit der dekorativen Folie S zu schließen, die zwischen dem Außenumfangsabschnitt 41 und dem Innenumfangsabschnitt 42 der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 und dem Außenumfangsabschnitt 31 und dem Innenumfangsabschnitt 32 der Trennoberfläche 30 der aufzunehmenden Form 12 gehalten ist, ein geschmolzenes Harz wird durch den Angußkanal 14 der aufzunehmenden Form 12 in den Hohlraum für ein Spritzgießen eingespritzt, die Spritzgußform 10 wird für eine vorbestimmte Zeit gekühlt, die aufnehmende Form 20 wird von der aufzunehmenden Form 12 wegbewegt, um die Spritzgußform 10 zu öffnen, und dann wird ein dekorierter Formling 1, der mit dem dekorativen Blatt S dekoriert ist, von der Spritzgußform 10 entfernt.
In dem Vorformverfahren wird das dekorative Blatt S schrittweise bzw. zunehmend in der Reihenfolge von Formen - - - , die durch alternierende lange und zwei kurze, strichlierte Linien in Fig. 3 gezeigt sind, verwunden bzw. gedehnt. Während einem Ausdehnungsverfahren von der Form , in welcher ein Bereich Sa der dekorativen Folie bzw. des Blatts S zuerst in Kontakt mit der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 gebracht ist, zu der Form , in welcher ein Abschnitt Sc der dekorativen Folie S sich in Kontakt mit dem Innenumfangsabschnitt 42 der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 befindet, werden andere Bereiche der dekorativen Folie S als der Bereich Sa in Kontakt mit dem Außenumfangsabschnitt 41 der Trennoberfläche 40, d. h. ein Bereich Sb und der Bereich Sc des dekorativen Blatts S, im wesentlichen gleichmäßig expandiert. Der Bereich Sa der dekorativen Folie S wird kaum expandiert, da der Bereich Sa durch die Wärmeübertragung von dem Bereich Sa auf die aufnehmende Form 20 durch Leitung und wegen des Reibungswiderstands des Außenumfangsabschnitts 41 der Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 abgekühlt wird. Nachdem das dekorative Blatt S auf die Form ® expandiert wurde, wird nur der Bereich Sb, d. h. ein dekorierender Bereich, der in engem Kontakt mit der Hohlraumoberfläche 22 zu bringen ist, expandiert.
Da die Trennoberfläche 40 der aufnehmenden Form 20 den Außenumfangsabschnitt 41 und den Innenumfangsabschnitt 42 in einer konkav gekrümmten Form aufweist, wird der Bereich Sc des dekorativen Blatts S, der dem Innenumfangsabschnitt 42 entspricht, in einem gewissen Ausmaß expandiert und ist fähig, einen Teil einer Verwindung bzw. Ausdehnung des dekorativen Blatts S aufzunehmen. Daher ist eine Spannung bzw. Belastung in dem dekorierenden Bereich Sb des dekorativen Blatts klein und es ist somit schwierig, daß aufgrund eines fehlerhaften Spritzgußformens das dekorative Blatt S gebrochen oder geknittert wird. Der Mechanismus eines Ausdehnens des dekorativen Blatts S wird quantitativer beschrieben werden. Wenn sich die Spritzgußform 10 in dem in Fig. 3 gezeigten Zustand befindet, ist
L = LSc + LSb + LSc
worin L die Länge des expandierbaren bzw. ausdehnbaren Bereichs des dekorativen Blatts S ist, LSc die Breite des Bereichs Sc des dekorativen Blatts S entsprechend dem Innenumfangsabschnitt 42 der Trennoberfläche 40 ist und LSb die Länge des dekorierenden Bereichs Sb des dekorierenden Blatts S entsprechend der Hohlraumoberfläche 22 ist. Daher ist
&epsi; = ΔL/L = ΔL/(LSc + LSb + LSc)
worin &epsi; die Spannung des dekorativen Blatts S ist und ΔL eine Ausdehnung des dekorativen Blatts S ist.
Andererseits wird, wenn die Spritzgußform 50, die in Fig. 8 und 9 gezeigt ist, in der konventionellen, foliendekorierenden Spritzgußmaschine verwendet, wird nur der dekorierende Bereich Sb der Länge LSb einer Expansion unterworfen. Daher
&epsi;' = ΔL/L' = ΔL/LSb.
Da L > L' (= LSb), &epsi; < &epsi;'. Derart ist die Spannung &epsi;, die durch die Spritzgußform 10 in dem dekorativen Blatt S ausgebildet wird, kleiner als die Spannung &epsi;', welche in demselben dekorativen Blatt S durch die Spritzgußform 50 der konventionellen, foliendekorierenden Spritzgußmaschine ausgebildet wird.
Experimentelle Vorformoperationen wurden ausgeführt, um den spannungsreduzierenden Effekt der vorliegenden Erfindung unter Verwendung einer foliendekorierenden Spritzgußmaschine in Beispiel A der vorliegenden Erfindung, welche mit der Spritzgußform 10 (La (Tiefe des inneren Umfangsabschnitts 42) = 10 mm, LSa = 7 mm, LSc = 10 mm), einer foliendekorierenden Spritzgußmaschine in Beispiel B der vorliegenden Erfindung, die mit einer Spritzgußform 10' versehen ist, die in Fig. 4 gezeigt ist, die eine aufnehmende Form 20, die mit einer Trennoberfläche bestehend aus einem Außenumfangsabschnitt 43 und einem inneren Umfangsabschnitt 44 mit einer Tiefe Lb von 2 mm versehen ist, und eine aufzunehmende Form 12 aufweist, die eine Trennoberfläche bestehend aus einem Außenumfangsabschnitt 33 und eine inneren Umfangsabschnitt 34 aufweist, die jeweils dem Außenumfangsabschnitt 43 und dem Innenumfangsabschnitt 44 der aufnehmenden Form 20 entsprechen, und einer konventionellen, foliendekorierenden Spritzgußmaschine im Vergleichsbeispiel zu verifizieren, welche mit der Spritzgußform 50, die in Fig. 5 und 9 gezeigt ist, versehen ist. Expansionen von Bereichen des dekorativen Blatts S entsprechend Bereichen a, b, c, d und e auf der Oberfläche eines Formlings 1 (Fig. 2, 5 und 9) wurden durch Dickenveränderungsverhältnisse dt/t dargestellt, worin t die Dicke des dekorativen Blatts S vor einem Vorformen ist und dt eine Dickenreduktion aufgrund eines Vorformens ist. Gemessene Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgelistet. Das Dickenveränderungsverhältnis dt/t wurde angewandt, da eine positive Korrelation zwischen dem Dicken-Änderungsverhältnis dt/t und der Spannung ΔL/L besteht und es einfacher ist, das Dickenveränderungsverhältnis dt/t zu messen als die Spannung ΔL/L. Gemessene Werte für die Bereiche d und e wurden weggelassen, da dieselben in etwa gleich jenen für die Bereiche b und a waren. Formlinge mit derselben Form, wie sie in Fig. 5 gezeigt sind, wurden ausgebildet. Die Breite LSc des Bereichs Sc des dekorativen Blatts S entsprechend dem Innenumfangsabschnitt 42 von Beispiel A und die Breite LSc des Bereichs Sc des dekorativen Blatts S entsprechend dem Innenumfangsabschnitt 42 des Beispiels B sind voneinander unterschiedlich. Die Breiten LSa der Bereiche Sa der dekorativen Blätter S entsprechend den Außenumfangsabschnitten 41 und 43 von Beispiel A und B und die Längen LSb der dekorativen Bereiche Sb der dekorativen Blätter S entsprechend der Hohlraumoberfläche 22 von Beispiel A und B sind zueinander ident bzw. gleich. Tabelle 1
Fig. 6 zeigt Dickenwerte von Bereichen der dekorativen Blätter S entsprechend den Bereichen a, b, c, d und e auf der Oberfläche des Formlings 1 (Fig. 2, 5 und 9), d. h. Werte entsprechend den Expansionen bzw. Ausdehnungen derselben Bereiche der dekorativen Blätter S. Wie dies aus Fig. 6 offensichtlich ist, wird der dekorative Bereich Sb des dekorativen Blatts S, das in Beispiel A expandiert wurde, weniger einer lokalen Ausdehnung bzw. Verwindung unterworfen als das in dem Vergleichsbeispiel expandierte und die Dicke des ersteren ist gleichmäßiger als jene des letzteren.
Wenn eine foliendekorierende Spritzgußmaschine mit einer Spritzgußform zur Verfügung gestellt wird, die eine aufnehmende Form 20 aufweist, die mit einer Trennoberfläche versehen ist, die einen Außenumfangsabschnitt 45 und einen Innenumfangsabschnitt 46 aufweist, der glatt in den Außenumfangsabschnitt 45 an der Innenkante J des Außenumfangsabschnitts 45 und in eine Hohlraumoberfläche 22 an einer Kante K übergeht, und in eine konvex gekrümmte Form, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, ausgebildet ist, steigt die Kontaktfläche des dekorativen Blatts S mit dem Innenumfangsabschnitt 46 der Trennoberfläche an, wenn das dekorative Blatt S in Formen - - - in dieser Reihenfolge verwunden bzw. ausgedehnt wird. Obwohl die in Fig. 7 gezeigte, aufnehmende Form 20 im Vergleich mit der aufnehmenden Form 20 der konventionellen Spritzgußform 50 beim Reduzieren der Spannung effizient ist, ist der spannungsreduzierende Effekt der aufnehmenden Form 20, die in Fig. 7 gezeigt ist, nicht so hoch wie jener der aufnehmenden Formen 20 der Spritzgußformen 10 und 10' der vorliegenden Erfindung.
Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit einem bestimmten Grad an Eigentümlichkeit beschrieben wurde, sind offensichtlich zahlreiche Änderungen und Variationen daran möglich. Es ist daher zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung auch in anderer Weise, als dies hier spezifisch beschrieben wurde, ausgeführt werden kann, ohne den Rahmen derselben zu verlassen.

Claims

1. Foliendekorierende Spritzgußmaschine umfassend:

eine Spritzgußform (10), die eine aufnehmende Form (20), die mit einer Hohlraumoberfläche (22) zum Ausbilden eines Hohlraums und einer Trennoberfläche bzw. - fläche (40) versehen ist, und eine aufzunehmende Form (12) aufweist, die eine Trennoberfläche bzw. -fläche (30) aufweist, die in engen Kontakt bzw. Eingriff mit der Trennoberfläche der aufnehmenden Form zu bringen ist, wenn die Spritzgußform geschlossen ist, und fähig ist, relativ zu der aufnehmenden Form bewegt zu werden: und

einen Zufuhrmechanismus für ein dekoratives Blatt zum Zuführen eines dekorativen Blattes bzw. einer dekorativen Folie (S) in einen Raum zwischen den entsprechenden Trennoberflächen (30, 40) der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Trennoberfläche (40) der aufnehmenden Form (20) einen Außenumfangsabschnitt (41) zum Halten des dekorativen Blattes (S) und einen Innenumfangsabschnitt (42) aufweist, der sich zwischen einer Innenkante bzw. -rand (J) des Außenumfangsabschnitts und einer Außenkante bzw. -rand (K) der Hohlraumoberfläche (22) in einer konkav gekrümmten Form erstreckt.

2. Foliendekorierende Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufnehmende Form (20) mit Sauglöchern (16) versehen ist, die in die Hohlraumoberfläche (22) und den inneren Umfangsabschnitt (42) der Trennoberfläche öffnen bzw. münden, und mit einer Vakuumquelle verbunden ist bzw. sind, um das dekorative Blatt (S) dicht an der Hohlraumoberfläche ankleben bzw. anhaften zu lassen.

3. Foliendekorierende Spritzgußmaschine nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß der Außenumfangsabschnitt (41) der Trennoberfläche der aufnehmenden Form flach bzw. eben ist.

4. Foliendekorierende Spritzgußmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiters Folien- bzw. Blatthaltemittel (24) zum festen Halten des dekorativen Blattes an dem Außenumfangsabschnitt (41) der Trennoberfläche der aufnehmenden Form (20) umfaßt.

5. Foliendekorierende Spritzgußmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiters ein elastisches Dichtmittel (27) umfaßt, das an dem Außenumfangsabschnitt (41) der Trennoberfläche der aufnehmenden Form an einer Position entsprechend den Blatthaltemitteln (24) angeordnet ist.

6. Foliendekorierendes Spritzgußverfahren umfassend die Schritte:

zur Verfügung Stellen einer Spritzgußform (10) mit einer aufnehmenden Form (20), die mit einer Hohlraumoberfläche bzw. -fläche (22) zum Ausbilden eines Hohlraums und einer Trennoberfläche bzw. -fläche (40) versehen ist, und einer aufzunehmenden Form (12), die eine Trennoberfläche aufweist, um mit der Trennoberfläche (40) der aufnehmenden Form in Eingriff gebracht zu werden, wenn die Spritzgußform geschlossen wird, wodurch der Abstand zwischen der aufzunehmenden Form und der aufnehmenden Form durch eine Relativbewegung der einen oder der anderen reduziert wird, und von Sauglöchern (16), die in die Hohlraumoberfläche (22) öffnen bzw. münden und mit einer Vakuumquelle verbunden sind;

Zuführen des dekorativen Blattes (S) in einen Raum zwischen den entsprechenden Trennoberflächen der aufzunehmenden und aufnehmenden Form (12, 20) durch einen Zufuhrmechanismus für ein dekoratives Blatt;

festes Halten des dekorativen Blattes (S) an der Trennoberfläche (40) der aufnehmenden Form (20);

Expandieren des dekorativen Blattes (S), so daß das dekorative Blatt dicht an der Hohlraumoberfläche (22) der aufnehmenden Form (20) durch Anwenden von Saugen auf das dekorative Blatt durch die Sauglöcher (16) anklebt bzw. aufhaftet, worin die Trennoberfläche (40) der aufnehmenden Form (20) so ausgebildet wird, um einen Außenumfangsabschnitt (41), der mit einem Außenumfangsabschnitt (31) der Trennoberfläche der aufzunehmenden Form (12) zusammenwirkbar ist, um ein dekoratives Blatt (S) dazwischen zu halten, und einen inneren Umfangsabschnitt (42) aufzuweisen, der sich zwischen einer Innenkante bzw. -rand (J) des Außenumfangsabschnitts (41) und einer Außenkante bzw. -rand (K) der Hohlraumoberfläche (22) erstreckt, welcher innere Umfangsabschnitt (42) eine konkave Form aufweist und mit einem entsprechenden inneren Umfangsabschnitt (32) der Trennoberfläche der aufzunehmenden Form (12) übereinstimmt, um zwischen dem inneren Umfangsabschnitt (42) und dem entsprechenden inneren Umfangsabschnitt der aufzunehmenden Form einen Restabschnitt (Sc) des dekorativen Blatts (S) zu halten; und

dieser Restabschnitt (Sc) des dekorativen Blattes (S) durch den inneren Umfangsbereich (42) sich bis zu einem gewissen Ausmaß ausdehnen gelassen wird, wenn ein dekorierender Bereich (Sb) des dekorativen Blattes (S), der an das zu formende Produkt festzulegen ist, expandiert wird, um dadurch eine Verwindung bzw. Verzerrung des dekorierenden Bereichs (Sb) zu absorbieren, um ein Brechen und Falten bzw. Knittern des dekorativen Blattes (S) zu vermeiden,

Zusammenklammern der aufzunehmenden Form (12) und der aufnehmenden Form (20), so daß das dekorative Blatt (S) zwischen den entsprechenden Trennoberflächen der aufzunehmenden Form (12) und der aufnehmenden Form (20) gehalten wird; und

Einspritzen eines geschmolzenen Harzes durch die aufzunehmende Form (12) in einen Hohlraum, der durch die aufzunehmende Form (12) und das dekorative Blatt (S) zum Spritzgießen definiert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Saugen auf das dekorative Blatt (S) durch Sauglöcher angewandt wird, welche in den inneren Umfangsabschnitt (42) der Trennoberfläche (40) öffnen und mit der Vakuumquelle verbunden sind.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Blatthaltemittel (24) zum festen Halten des dekorativen Blattes an dem äußeren Umfangsabschnitt (41) der Trennoberfläche der aufnehmenden Form (20) vorgesehen werden und das dekorative Blatt (S) an dem äußeren Umfangsabschnitt (41) der Trennoberfläche der aufnehmenden Form durch die Blatthaltemittel (24) gehalten wird.