注塑成形方法及注塑成形模具裝置製造方法
2023-06-05 21:46:46 3
注塑成形方法及注塑成形模具裝置製造方法
【專利摘要】一種注塑成形方法和注塑成形模具裝置，將具有基體層和層疊在該基體層上的轉印層的多層薄膜配置於注塑成形模具的成形空間內，在朝配置有該多層薄膜的所述成形空間內填充完樹脂之後，將所述注塑成形模具開模，來獲得轉印有從所述基體層剝離的所述轉印層的成形件，在將樹脂注入至所述成形空間內之後、所述注塑成形模具被開模之前的期間，利用設於所述成形空間附近的冷卻迴路來對所述多層薄膜進行冷卻。
【專利說明】注塑成形方法及注塑成形模具裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及在通過朝注塑成形模具的成形空間(型腔)內注入熔融樹脂來獲得成形件的同時，將配置於該型腔內的多層薄膜的轉印層轉印到該成形件的表面(轉印面)上的注塑成形方法以及用於進行該注塑成形方法的注塑成形模具裝置。
【背景技術】
[0002]近年來，對於樹脂成形件要求例如高光澤或咬花、無焊縫等高品質外觀規格。為了實現高光澤，需將被鏡面精加工後的模具表面(型腔形成面)高品質地轉印至注塑成型樹脂的表面。同樣地，為了實現咬花，需將被咬花加工後的模具表面高品質地轉印至注塑成型樹脂的表面。為了實現上述高品位的轉印，當朝模具的型腔內填充熔融樹脂時，一般而言，在熔融樹脂的填充結束之前，以熔融樹脂的玻璃化轉變溫度以上(比玻璃化轉變溫度高10°C左右)的溫度保持模具表面溫度，且在熔融樹脂的填充結束後，需立即冷卻模具，該成形工藝是眾所周知的。另外，為了實現無焊縫，當朝模具的型腔內填充熔融樹脂時，需將模具表面溫度維持在能使熔融樹脂的冷卻固化延遲的高溫，直至熔融樹脂的填充結束為止。因此，為實現無焊縫所要求的成形工藝也是與上述用於實現高光澤、咬花的成形工藝相同的工藝，這是眾所周知的。
[0003]模具表面通過使用蒸汽、熱水、油等介質的介質方式而被加熱。或者，模具表面通過利用電磁感應的高頻感應方式、使用滷素燈的輻射熱方式、在模具表面上層疊絕緣層和導電層而對導電層通電的通電方式、電加熱器方式等中的任一方式而被加熱。上述方式中最一般的方式是使用蒸汽作為介質的介質方式。使用蒸汽來加熱模具表面溫度的現有模具裝置在日本專利特開平11 - 348041號公報中被公開。以下，使用圖6對日本專利特開平11 - 348041號公報中公開的現有的模具裝置進行說明。
[0004]如圖6所示，模具61包括用於冷卻模具61的通常的冷卻迴路62。除此之外，模具61包括加熱及冷卻並用迴路65。加熱及冷卻並用迴路65設於比冷卻迴路62更靠近與樹脂成形件63 (熔融樹脂)接觸的面即模具表面(型腔形成面)64的位置。在成形時間中，始終有冷卻水流過冷卻迴路62。另一方面，在加熱時，使水蒸氣流過加熱及冷卻並用迴路65，在冷卻時，使冷卻水流過加熱及冷卻並用迴路65。在加熱及冷卻並用迴路65中流動的介質從冷卻水朝水蒸氣切換時，進行用於使用空氣排出冷卻水的空氣吹掃。
[0005]另外，使用電加熱器方式的現有的模具裝置在日本專利特開2007 - 118213號公報中被公開。以下，使用圖7對日本專利特開2007 - 118213號公報中公開的現有的模具裝置進行說明。
[0006]日本專利特開2007— 118213號公報中公開的模具由母模(未圖示)和模具鑲塊構成，如圖7所示，該模具鑲塊由模具鑲塊表層構件71和模具鑲塊裡層構件72構成。模具鑲塊裡層構件72包括用於冷卻模具的通常的冷卻迴路73。另一方面，與樹脂成形件74 (熔融樹脂)接觸的模具鑲塊表層構件71包括變形自由度較高的細管電加熱器76。細管電加熱器76收納於比冷卻迴路73更靠近與樹脂成形件74 (熔融樹脂)接觸的面即模具表面(型腔形成面)75的位置。具體而言，模具鑲塊表層構件71在其與模具表面75相反的一側具有與模具鑲塊裡層構件72接觸的面，在與該模具鑲塊裡層構件72接觸的面上形成有槽77。該槽77以不對模具表面75的形狀產生影響的方式在槽77的最深部與模具表面75之間確保用於加熱模具表面75的最佳距離。例如，即便模具表面75具有臺階或凹凸或者模具表面75是彎曲面，槽77的最深部與模具表面75之間的距離也是對於加熱模具表面75最佳的距離。另一方面，模具鑲塊裡層構件72在模具表面75側具有與模具鑲塊表層構件71接觸的面，在該與模具鑲塊表層構件71接觸的面上形成有與模具鑲塊表層構件71的槽77相對應的肋78。通過將該模具鑲塊裡層構件72的肋78嵌入模具鑲塊表層構件71的槽77,從而將細管電加熱器76封閉在模具鑲塊表層構件71的槽77的最深部,且保持於該槽77的最深部。
[0007]另一方面，近年來，較多地使用具有高強度等特性的附加價值高的工程塑料(例如，聚醯胺、聚碳酸酯、聚醯亞胺等)，在通過朝注塑成形模具的成形空間(型腔)注入熔融樹脂來獲得成形件，同時，在將配置於該型腔內的多層薄膜的轉印層轉印在該成形件的表面(轉印面)上的注塑成形同時轉印薄片工藝中，也使用工程塑料。
[0008]工程塑料的軟化溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中使用的注塑樹脂的軟化溫度高，因此，在使用工程塑料的情況下，朝模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高，因此，為了確保注入的熔融樹脂的流動性，需使模具表面溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的模具表面溫度高。由此，上述用於實現高品質的轉印的成形工藝也可被靈活地運用在注塑成形同時轉印薄片工藝中。即，利用以下工藝:當朝型腔內填充熔融樹脂時，在熔融樹脂的填充結束之前，將模具表面溫度保持在熔融樹脂的玻璃化轉變溫度以上(比玻璃化轉變溫度高10°C左右)的溫度，且在熔融樹脂的填充結束之後，立即冷卻模具。具體而言，在使用工程塑料的情況下，熔融樹脂的溫度為280°c?340°C左右，需使模具表面溫度處於80°C?140°C左右。另外，在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中使用的樹脂例如為ABS樹脂，模具表面溫度被設定為40°C?80°C左右。
[0009]在注塑成形同時轉印薄片方法中，當注塑成形模具開模時，轉印層以多層薄膜中含有的剝離層為邊界，從基體層剝離，因此，基體層會從成形件剝離，轉印層會轉印在成形件的表面(轉印面)上。然而，在使用工程塑料的情況下，朝模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高，另外，為了確保該注入的熔融樹脂的流動性，需使模具表面的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高。因此，不僅基體層，轉印層的一部分也會從成形件(粘接於成形件的轉印層)上剝離，從而產生期望的顏色、圖案等外觀設計未轉印到成形件的表面(轉印面)上這樣的問題。另外，在使用工程塑料的情況下，與轉印層中含有的粘接層接觸的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高，模具表面溫度也比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的模具表面溫度高。因此，構成粘接層的粘接劑未固化，從而產生該粘接劑不能發揮出本來的粘接性能這樣的問題。當構成粘接層的粘接劑不能發揮出本來的粘接性能時，成形件的表面與轉印層之間的緊貼強度減弱，不能獲得必要的緊貼強度，從而使轉印層容易從成形件的表面剝離。
[0010]以下，對在構成轉印層的多個層中的任一層間產生剝離，粘接於成形件的轉印層的一部分剝離的機理進行說明。
[0011]圖8A是表示在注塑成形同時轉印薄片方法中使用的多層薄膜的層結構的一例的圖。如圖8A所示，該多層薄膜具有基體薄膜81、剝離層82、硬塗層83、結合層84、著色層85、隱蔽層86、粘接層87依次層疊的結構。如圖SB所示，注塑成形模具開模時殘留在樹脂成形件的表面的轉印層由硬塗層83、結合層84、著色層85、隱蔽層86及粘接層87構成。另夕卜，在注塑成形模具開模時應從成形件剝離的基體層由基體薄膜81和剝離層82構成。在一般的注塑成形同時轉印薄片方法中，當注塑成形模具開模時，如圖8B所示，基體層在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處從附著於樹脂成形件的轉印層上剝離。
[0012]圖9是表示現有的注塑成形模具裝置的開模結束狀態的側剖圖。如圖9所示，當由可動側模具91和固定側模具94構成的注塑成形模具開模結束時，在可動側模具91與薄片按壓板92之間夾入多層薄膜93，在固定側模具94的型腔形成面94a上附著有成形件95。如圖8A所示，多層薄膜93具有基體薄膜81、剝離層82、硬塗層83、結合層84、著色層85、隱蔽層86、粘接層87依次層疊的結構。當注塑成形模具開模結束時，如圖SB所示，由基體薄膜81和剝離層82構成的基體層93a在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處從由硬塗層83、結合層84、著色層85、隱蔽層86及粘接層87構成的轉印層93b上剝離。藉此，基體層93a位於可動側模具91的型腔形成面91a上，在附著於固定側模具94的型腔形成面94a的成形件95的表面上殘留有轉印層93b。
[0013]圖1OA是在朝注塑成形模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高(280°C?340°C左右)、且模具表面(型腔形成面)的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高(80°C?140°C左右)的成形條件下，通過進行現有的注塑成形同時轉印薄片工藝而獲得的成形件95的側剖圖。另外，圖1OB是該成形件95的局部放大側剖圖。圖1OB將圖1OA中的部分B放大表
/Jn ο
[0014]如圖1OA所示，在成形件95的外表面上附著有轉印層93b。轉印層93b由硬塗層83、結合層84、著色層85、隱蔽層86及粘接層87構成。本來，如圖8B所示，轉印層93b必須在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處從基體層93a上剝離。然而，當在熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高(280°C?340°C左右)、且模具表面(型腔形成面)的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高(80°C?140°C左右)的成形條件下進行現有的注塑成形同時轉印薄片工藝時，如圖1OB所示，粘接於成形件95的轉印層93b的一部分有時會剝離。具體而言，如圖1OB所示，有時會在硬塗層83與結合層84之間產生剝離或在著色層85與隱蔽層86之間產生剝離等在本來不應該剝離的層間或層內產生剝離。這是由於以下原因:由於朝注塑成形模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度和模具表面(型腔形成面)的溫度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的溫度高，因此，在成形時及開模時，多層薄膜93所處的環境的溫度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的溫度高，其結果是，轉印層93b的剝離是在溫度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的溫度高的環境下進行的。即，為了使剝離層82發揮出規定的剝離功能，需使剝離層82的溫度達到規定的溫度，剝離層82的剝離粘接強度(抗剝離性)隨著剝離層82的溫度升高而變強。因此，環境的溫度越高，則剝離層82的剝離粘接強度越強，因此，當在溫度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的溫度高的環境下進行轉印層93b的剝離時，此時的剝離層82的剝離粘接強度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的剝離層的剝離粘接強度大，其結果是，會在構成轉印層93b的多個層中的任一層間或構成轉印層93b的多個層中的任一層內產生剝離。
[0015]因此，在注塑成形結束至注塑成形模具開模之前的期間，需將模具表面的溫度從能確保工程塑料的流動性的溫度降低至剝離層82能發揮出規定的剝離功能的溫度。然而，現有的模具裝置為了冷卻模具表面而很費時間。例如，在圖7所示的模具裝置中，不能將冷卻迴路73配置於模具表面75的附近。因此，圖7所示的模具裝置為了將模具表面75的溫度降低至剝離層能發揮出規定的剝離功能的溫度而很費時間。因此，圖7所示的模具裝置不能實現成形循環的縮短。
[0016]另一方面，在圖6所示的模具裝置中，在模具表面64的附近配置有加熱及冷卻並用迴路65。然而，在加熱及冷卻並用迴路65中流動的加熱用的介質為水蒸氣。水蒸氣不能使模具表面64的溫度升高至為確保熔融的工程塑料的流動性所需的溫度。因此，圖6所示的模具裝置不能用於使用工程塑料的注塑成形。此外，除了加熱及冷卻並用迴路65，圖6所示的模具裝置還需要通常的冷卻迴路62。S卩，圖6所示的模具裝置僅利用配置於模具表面64附近的加熱及冷卻並用迴路65不能充分地冷卻模具表面64。
[0017]另外，在一般的注塑成形同時轉印薄片方法中，轉印層93b的剝離在成形件95的轉印面的整個面上大致同時產生。因此，當轉印層93b從基體層93a上剝離時，在轉印層93b上會作用較強的力，藉此，轉印層93b的內部層會承受應力(拉應力)。這也是會在構成轉印層93b的多個層中的任一層間或構成轉印層93b的多個層中的任一層內產生剝離的原因。
【發明內容】
[0018]本發明的一個目的在於提供能在通過注塑成形獲得成形件的同時、在該成形件的表面(轉印面)上轉印多層薄膜的轉印層的注塑成形同時轉印薄片工藝中，實現穩定的剝離的注塑成形方法以及用於實現該注塑成形方法的注塑成形模具裝置。
[0019]在本發明的注塑成形方法的一技術方案中，將具有基體層和層疊在該基體層上的轉印層的多層薄膜配置於注塑成形模具的成形空間內，在朝配置有該多層薄膜的上述成形空間內填充完樹脂之後，將上述注塑成形模具開模，來獲得轉印有從上述基體層剝離的上述轉印層的成形件，其包括:朝開模的上述注塑成形模具內輸送上述多層薄膜的工序；將上述注塑成形模具合模以形成上述成形空間的工序；朝上述成形空間內注入樹脂的工序；利用設於上述成形空間附近的冷卻迴路來對上述多層薄膜進行冷卻的工序；以及將上述注塑成形模具開模以獲得轉印有從上述基體層剝離的上述轉印層的成形件的工序。
[0020]在本發明的注塑成形方法的另一技術方案中，構成上述成形空間的型腔形成面的平坦面的外周部具有多個直線部和將這多個直線部連接的角部，在利用冷卻迴路對上述多層薄膜進行冷卻的工序中，位於上述角部附近的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
[0021]在本發明的注塑成形方法的又一技術方案中，上述角部具有曲率半徑。
[0022]在本發明的注塑成形方法的又一技術方案中，在利用冷卻迴路對上述多層薄膜進行冷卻的工序中，距上述注塑成形模具的分型面較近位置的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
[0023]在本發明的注塑成形方法的又一技術方案中，在利用冷卻迴路對上述多層薄膜進行冷卻的工序中，與朝上述成形空間注入樹脂的澆口部的開口端面相對的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
[0024]在本發明的注塑成形模具裝置的一技術方案中，在將樹脂從澆口部注入至配置有具有基體層和層疊在該基體層上的轉印層的多層薄膜的注塑成形模具的成形空間內之後，將上述注塑成形模具開模，來獲得轉印有從上述基體層剝離的上述轉印層的成形件，其包括:位於上述成形空間附近的加熱迴路；以及位於比上述加熱迴路更靠近上述成形空間的位置的冷卻迴路，在樹脂被注入至上述成形空間內之後、且在上述注塑成形模具開模之前，利用上述冷卻迴路對上述多層薄膜進行冷卻。
[0025]在本發明的注塑成形模具裝置的另一技術方案中，構成上述成形空間的型腔形成面的平坦面的外周部具有多個直線部和將這多個直線部連接的角部，位於上述角部附近的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
[0026]在本發明的注塑成形模具裝置的又一技術方案中，上述角部具有曲率半徑。
[0027]在本發明的注塑成形模具裝置的又一技術方案中，距上述注塑成形模具的分型面較近位置的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
[0028]在本發明的注塑成形模具裝置的又一技術方案中，與面向上述成形空間的上述澆口部的開口端面相對的位置的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
[0029]根據本發明，即便在朝注塑成形模具的成形空間內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高、且構成成形空間的型腔形成面的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高的成形條件下，轉印層也能容易地在期望的層間從基體層上剝離。由此，可削減印刷於轉印層的顏色、圖案等外觀不良的發生，從而能獲得顏色、圖案等外觀不良較少的成形件。此外，即便在上述成形條件下，轉印於成形件的表面的轉印層與成形件之間的緊貼強度也能達到足夠的緊貼強度。因此，根據本發明，能實現使用具有高強度等特性的附加價值較高的工程塑料的注塑成形同時轉印薄片工藝。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是表示實施方式一的注塑成形模具裝置的一結構例的主要部分的側剖圖。
[0031]圖2A是表示實施方式一的注塑成形模具裝置的開模結束狀態的側剖圖。
[0032]圖2B是表示在實施方式一的注塑成形模具裝置的開模結束時位於凹形狀的型腔形成面的基體層的局部放大側剖圖。
[0033]圖2C是表示在實施方式一的注塑成形模具裝置的開模結束時位於成形件的表面的轉印層的局部放大側剖圖。
[0034]圖3是表示實施方式一的注塑成形方法的一例的流程圖。
[0035]圖4是表示實施方式二的凹形狀的型腔形成面的一構成例的概略的俯視圖。
[0036]圖5是表示實施方式三的注塑成形模具裝置的一結構例的主要部分的側剖圖。
[0037]圖6是表示現有的蒸汽介質方式的合成樹脂成形用模具的主要部分的剖視圖。
[0038]圖7是表示現有的電加熱器方式的合成樹脂成形用模具的主要部分的剖視圖。[0039]圖8A是表示一般的多層薄膜的層結構的一例的圖。
[0040]圖SB是表示轉印層從基體層剝離且轉印層轉印於樹脂成型件的表面時的轉印層和基體層的一般的層結構的圖。
[0041]圖9是表示現有的注塑成形模具裝置的開模結束狀態的側剖圖。
[0042]圖10是通過現有的注塑成形薄片轉印工藝獲得的成形件的側剖圖。
[0043]圖1OB是通過現有的注塑成形薄片轉印工藝獲得的成形件的局部放大側剖圖。
【具體實施方式】
[0044]以下，參照附圖對本發明的實施方式進行說明。不過，對相同的構成要素標註相同的符號來省略重複的說明。另外，為了容易理解附圖，示意地示出了各構成要素。另外，為了作圖的方便，圖示出的各構成要素的形狀、厚度、長度、個數等與實際不同。另外，以下實施方式所示的各構成要素的材質或形狀、尺寸等是一例，並沒有特別限定，能從本發明的效果在實質不脫離的範圍中進行各種變更。
[0045](實施方式一)
[0046]圖1是表示實施方式一的注塑成形模具裝置的一結構例的主要部分的側剖圖。該注塑成形模具裝置構成為能實施注塑成形同時轉印薄片方法(日文:射出成形同時箔転寫法)。具體而言，該注塑成形模具裝置構成為:在通過朝注塑成形模具的成形空間(型腔)內注入熔融樹脂(工程樹脂)而獲得成形件的同時，能將配置於該型腔內的多層薄膜的轉印層轉印到該成形件的表面(轉印面)上。以下，對該注塑成形模具裝置進行詳細說明。
[0047]如圖1所示，該注塑成形模具裝置包括第一模具的一例即可動側模具11和第二模具的一例即固定側模具12。對於注塑成形模具的材質一般使用鋼材(鋼鐵)。
[0048]可動側模具11包括第一型腔形成面的一例即凹形狀的型腔形成面11a。在該實施方式一中，凹形狀的型腔形成面Ila由底面和環狀的側面構成。底面由平坦面和將該平坦面圍住的外周部構成。底面的外周部是將底面連接至側面的部分，其是具有曲率半徑的彎曲部(彎曲面)。凹形狀的型腔形成面Ila的側面將底面圍住，並與底面一起形成凹部。另外，該側面被設成相對於底面的平坦面垂直。
[0049]固定側模具12包括第二型腔形成面的一例即凸形狀的型腔形成面12a。凸形狀的型腔形成面12a對應於可動側模具11的凹形狀的型腔形成面11a。當利用未圖示的模具驅動元件將可動側模具11和固定側模具12合模時，凸形狀的型腔形成面12a與凹形狀的型腔形成面Ila —起形成型腔。在該實施方式一中，凸形狀的型腔形成面12a由上表面和環狀的側面構成。上表面由平坦面和將該平坦面圍住的外周部構成。上表面的外周部是將上表面連接至側面的部分，其是具有曲率半徑的彎曲部(彎曲面)。凸形狀的型腔形成面12a的側面將上表面圍住，並與上表面一起形成凸部。另外，該側面被設成相對於上表面的平坦面垂直。
[0050]另外，該實施方式一的注塑成形模具包括形成於固定側模具12的澆口部13。熔融樹脂被從該澆口部13注入至型腔內。在該實施方式一中，澆口部13在凸形狀的型腔形成面12a的上表面的中心具有開口端(端面)。
[0051]另外，該實施方式一的注塑成形模具包括環狀的薄片按壓板14。當利用未圖示的薄片輸送元件將多層薄膜15送入可動側模具11與固定側模具12之間時，環狀的薄片按壓板14朝可動側模具11側移動，以將多層薄膜15限制於在可動側模具11上形成的注塑成形模具的分型面18上。因此，多層薄膜15被限制在可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的周圍。
[0052]當利用薄片按壓板14限制多層薄膜15時，該實施方式一的注塑成形模具裝置從在可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila上開口的真空吸引孔(未圖示)吸引多層薄膜15，以使多層薄膜15沿著凹形狀的型腔形成面I Ia沿伸。然而，僅通過真空吸引，多層薄膜15並不能完全沿著凹形狀的型腔形成面11a，會在凹形狀的型腔形成面Ila的底面的外周部(彎曲部)與多層薄膜15之間產生間隙。
[0053]另外，該實施方式一的注塑成形模具包括設於可動側模具11的加熱迴路16和冷卻迴路17。加熱迴路16配置於凹形狀的型腔形成面Ila附近，冷卻迴路17配置於比加熱迴路16更靠近凹形狀的型腔形成面Ila的位置。
[0054]加熱迴路16對凹形狀的型腔形成面Ila進行加熱，以使凹形狀的型腔形成面Ila的溫度(模具表面的溫度)達到朝型腔內注入的熔融樹脂的玻璃化轉變溫度(glasstransition temperature)以上(比玻璃化轉變溫度高10°C左右)。藉此，可確保朝型腔內注入的熔融樹脂的流動性。另外，為了使凹形狀的型腔形成面Ila的溫度達到工程塑料的玻璃化轉變溫度以上的溫度而在加熱迴路16中使用電加熱器等。例如，也可以以電加熱器的中心軸從凹形狀的型腔形成面Ila遠離5_左右的方式配置直徑為6_左右的電加熱器。在該情況下，將相鄰的電加熱器的中心軸間的間隔設為20_左右。
[0055]在熔融樹脂朝型腔內的填充結束之後，冷卻迴路17使模具表面的溫度降低，直至多層薄膜15中含有的剝離層能充分發揮出剝離功能的溫度為止。藉此，多層薄膜15中含有的轉印層能穩定地附著於成形件的表面。例如，在冷卻水流過冷卻迴路17的情況下，也可在從電加熱器(加熱迴路16)的中心軸到冷卻迴路(通水孔)17的中心軸為止的距離為5mm左右的位置上配置直徑為IOmm左右的冷卻迴路(通水孔)17，並使20°C左右的冷卻水流過冷卻迴路(通水孔)17。另外，在從凹形狀的型腔形成面Ila到電加熱器(加熱迴路16)的中心軸為止的距離為5mm左右的情況下，冷卻迴路17配置在從加熱迴路16斜著朝向凹形狀的型腔形成面Ila的方向上。
[0056]此外，在該實施方式一的注塑成形模具裝置中，當使模具表面的溫度降低至多層薄膜15中含有的剝離層能充分發揮出剝離功能的溫度為止時，使距形成於可動側模具11的注塑成形模具的分型面18較近位置的冷卻迴路17a的溫度比其它位置的冷卻迴路17的溫度低10°C左右。例如，也可從距分型面18較近的位置對從距分型面18較近的位置朝凹形狀的型腔形成面Ila的中心呈螺旋狀延伸的冷卻迴路17注入冷卻水。或者，也可利用與其它位置的冷卻迴路17不同的迴路來設置距分型面18較近位置的冷卻迴路17a。
[0057]圖2A是實施方式一的注塑成形模具裝置的開模結束狀態的側剖圖。另外，圖2B是表示在實施方式一的注塑成形模具裝置的開模結束時位於凹形狀的型腔形成面的基體層的局部放大側剖圖，圖2B將圖2A的部分B放大表不。另外，圖2C是表不在實施方式一的注塑成形模具裝置的開模結束時位於成形件的表面的轉印層的局部放大側剖圖，圖2C將圖2A的部分C放大表示。在圖2A?圖2C中，對於與圖1及圖8所示的構成要素相同的構成要素標註與圖1及圖8所示的構成要素所標註的符號相同的符號，並省略重複的說明。
[0058]在該實施方式一中，在多層薄膜15中使用已經說明的圖8所示的多層薄膜。SP，如圖8所示，多層薄膜15具有基體薄膜81、剝離層82、硬塗層83、結合層84、著色層85、隱蔽層86、粘接層87依次層疊的結構。
[0059]在該實施方式一的注塑成形模具裝置中，如圖2所示，當利用未圖示的模具驅動元件進行可動側模具11與固定側模具12的開模時，在可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的整個面上，基體層15a在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處從轉印層15b上剝離。藉此，基體層15a從附著於固定側模具12的凸形狀的型腔形成面12a的成形件19上剝離，轉印層15b被轉印至成形件19的表面(轉印面)上。因此，在可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila上殘留有被從轉印層15b剝離的基體層15a。
[0060]然而，在通常的注塑成形同時轉印薄片方法中，與開模同時，在可動側模具的凹形狀的型腔形成面的整個面上，大致同時地將轉印層在剝離層和硬塗層之間的邊界處從基體層上剝離。然而，在朝注塑成形模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高、且凹形狀的型腔形成面的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高的成形條件下，會產生未意料到的剝離現象。具體而言，由於剝離層的剝離粘接強度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的剝離層的剝離粘接強度大，因此，會在硬塗層與剝離層之間以外的其它層間、構成轉印層的多個層中的任一層內產生剝離現象。例如，在熔融樹脂為工程塑料的情況下，朝型腔內注入的熔融樹脂的溫度為280°C?340°C，為了不阻礙注入型腔內的熔融樹脂的流動性，將凹形狀的型腔形成面的溫度設定為80°C?140°C，因此，剝離層的剝離粘接強度比一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中的剝離層的剝離粘接強度大。
[0061]在該實施方式一中，在可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的最近位置配置有冷卻迴路17。藉此，在熔融樹脂朝型腔內的填充結束之後、且注塑成形模具被開模之前，能將配置於型腔內的多層薄膜15的溫度降低至剝離層82能發揮出規定的剝離功能的溫度以下。因此，能實現為冷卻多層薄膜15所需的時間的縮短化。另外，在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處，轉印層15b容易從基體層15a上剝離，因此，可削減在未意料到的層間或層內產生剝離的可能。因此，能實現穩定的剝離。
[0062]此外，通過使距形成於可動側模具11的注塑成形模具的分型面18較近位置的冷卻迴路17a的溫度比其它位置的冷卻迴路17的溫度低，從而在型腔內，距分型面18較近位置的多層薄膜15的剝離性能比距分型面18較遠位置的多層薄膜15的剝離性能高。由此，在注塑成形模具開模時，轉印層15b的剝離從距分型面18較近的部位開始，且轉印層15b的剝離從距分型面18較近的部位朝較遠的部位逐漸展開。這樣，通過在型腔內調節或控制多層薄膜15的溫度分布，與現有的注塑成形同時轉印薄片方法那樣轉印層的剝離在凹形狀的型腔形成面的整個面上大致同時產生的情況相比，注塑成形模具開模時轉印層15b的內部層所承受的應力變小。由此，能實現進一步穩定的剝離。
[0063]根據以上說明的結構，在朝注塑成形模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高、且凹形狀的型腔形成面Ila的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高的成形條件下，轉印層15b也能在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處從基體層15a穩定地剝離。因此，可削減印刷於轉印層15b的顏色、圖案等外觀不良的情況的發生，從而能獲得顏色、圖案等外觀不良較少的成形件。[0064]另外，冷卻迴路17也可設於固定側模具12。通過在可動側模具11和固定側模具12中的一個模具上設置冷卻迴路17，可實現上述效果。或者，為了進一步提高效果，也可在可動側模具11和固定側模具12這兩個模具上設置冷卻迴路17。
[0065]另外，以上說明的結構也能適用於滑動芯(slide core)模具。在滑動芯模具中，也可實現與該實施方式一相同的效果。
[0066]接著，對使用以上說明的注塑成形模具裝置的注塑成形方法(注塑成形同時轉印薄片方法)進行說明。圖3是表示實施方式一的注塑成形方法(注塑成形同時轉印薄片方法)的一例的流程圖。此處，以冷卻水流過冷卻迴路17的情況為例進行說明。
[0067]首先，在工藝SI中，具有基體層15a和層疊在基體層15a上的轉印層15b的長條狀的多層薄膜15被輸送至模具內一個間距的距離(期望的距離)。此時，多層薄膜15被在可動側模具11與固定側模具12之間搬運。另外，此時，可動側模具11也可被加熱迴路16加熱。利用加熱迴路16進行加熱的開始時間點被設定成，在將熔融樹脂注入到型腔內之前，可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的溫度能達到熔融樹脂的玻璃化轉變溫度以上的溫度(熔融樹脂是工程塑料的情況下為80°C?140°C )。因此，利用加熱迴路16進行加熱的開始時間點是考慮了可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的溫度升高至規定的溫度所需的時間而確定的。
[0068]接著，在工藝S2中，使環狀的薄片按壓板14朝可動側模具11側移動。藉此，多層薄膜15被限制在形成於可動側模具11的注塑成形模具的分型面18上。
[0069]接著，在工藝S3中，多層薄膜15被真空吸引至可動側模具11的凹形狀的型腔形成面11a。
[0070]接著，在工藝S4中，可動側模具11和固定側模具12被合模。藉此，可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila與固定側模具12的凸形狀的型腔形成面12a —起形成具有成形件形狀的型腔(成形空間)。然後，朝該型腔內注入熔融樹脂，以朝型腔內填充熔融樹月旨。此時，利用熔融樹脂的注入壓力，將多層薄膜15拉伸，使其處於無間隙地沿著可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的狀態。
[0071]在從熔融樹脂開始注入到熔融樹脂的填充結束為止的期間，需以熔融樹脂的玻璃化轉變溫度以上(比玻璃化轉變溫度高10°c左右)的溫度來保持可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的溫度。不過，由於即便加熱迴路16停止加熱動作，可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的溫度也不會急劇下降，因此，使加熱迴路16的加熱動作在熔融樹脂的注入結束之前停止。
[0072]在熔融樹脂的填充結束之後，在工藝S5中，利用配置於可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila附近的冷卻迴路17，將凹形狀的型腔形成面11a、多層薄膜15及型腔內的樹脂的溫度冷卻至型腔內的樹脂的固化溫度以下。藉此，型腔內的樹脂固化而成為成形件19。通過使冷卻水流過冷卻迴路17內來進行該冷卻工序。因此，冷卻水的流過也可在熔融樹脂的填充結束之後進行。然而，實際上，與加熱迴路16的加熱動作的停止連動地，開始使冷卻水流過。
[0073]接著，在工藝S6中，可動側模具11和固定側模具12被開模。藉此，多層薄膜15的基體層15a從附著於固定側模具12的凸形狀的型腔形成面12a的成形件19上剝離，多層薄膜15的轉印層15b被轉印至成形件19的表面(轉印面)上。然後，轉印有轉印層15b的成形件(注塑成形件)19被從注塑成形模具中取出。
[0074]冷卻水一直流動，直至成形件19被從凸形狀的型腔形成面12a脫模為止。然而，實際上，冷卻水的通水直至模具溫度達到冷卻設定溫度為止或直至加熱迴路16的加熱動作開始之前為止。也可在加熱迴路16的加熱動作開始之前或冷卻水流過冷卻迴路17內之前，進行用於使用空氣排出冷卻水的空氣吹掃。
[0075]另外，固定側模具12包括冷卻迴路的情況也與設於可動側模具11的冷卻迴路17相同，在固定側模具12的凸形狀的型腔形成面12a的附近配置有冷卻迴路。另外，使靠近形成於固定側模具12的注塑成形模具的分型面位置的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低是優選的。
[0076](實施方式二)
[0077]以下，參照圖4，以與上述實施方式一中說明的事項不同的事項為中心來說明實施方式二。圖4是表示實施方式二的可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的一構成例的概略的俯視圖。另外，圖4中未示出的部分與上述實施方式一相同，因此，省略該部分的說明。
[0078]在該實施方式二中，如圖4所示，可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的底面為矩形，該底面的四個角部Ilb為具有曲率半徑的彎曲部(彎曲面)。因此，與底面相連的環狀的側面在俯視觀察時也具有四個直線部和將這四個直線部連接的四個角部，這四個角部為彎曲部(彎曲面)。
[0079]在上述實施方式一中，距形成於可動側模具11的注塑成形模具的分型面18較近位置的冷卻迴路17a的溫度比其它位置的冷卻迴路17的溫度低。與此相對，在該實施方式二中，位於圖4所示的凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個角部Ilb附近的冷卻迴路17的溫度比其它位置的冷卻迴路17的溫度低10°左右。即，位於凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個角部Ilb附近的冷卻迴路17的溫度最低。例如，也可從任一角部Ilb附近的位置對從四個角部Ilb附近的位置朝凹形狀的型腔形成面Ila的中心呈螺旋狀延伸的冷卻迴路17中注入冷卻水。或者，也可利用與其它位置的冷卻迴路17不同的迴路來設置位於四個角部Ilb附近的冷卻迴路17。
[0080]另外，也可以以從四個角部Ilb中任意一個的附近位置注入的冷卻水流過四個角部Ilb附近並接著流過距分型面18較近位置的方式構成冷卻迴路17。藉此，位於凹形狀的型腔形成面Ila的四個角部Ilb附近的冷卻迴路17的溫度最低，距分型面18較近位置的冷卻迴路17a的溫度為次低的溫度。或者，也可利用與其它位置的冷卻迴路17、17a不同的迴路來設置位於四個角部Ilb附近的冷卻迴路17，並從距分型面18較近的位置朝其它位置的冷卻迴路17、17a注入冷卻水。或者，也可利用與其它位置的冷卻迴路17不同的迴路來分別設置位於四個角部Ilb附近的冷卻迴路17和位於分型面18附近的冷卻迴路17a。
[0081]這樣，通過使位於凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個角部Ilb附近的冷卻迴路17的溫度比其它位置的冷卻迴路17的溫度低，從而在注塑成形模具開模時，使得轉印層15b的剝離從該四個部位的角部Ilb開始。此外，轉印層15b的剝離從該四個部位的角部Ilb朝凹形狀的型腔形成面Ila的底面的中央部依次進行。
[0082]多層薄膜15在注塑成形時在凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個部位的角部Ilb被特別地拉長而使局部變薄。因此，位於凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個部位的角部Ilb的多層薄膜15的各部分容易破損。另外，在多層薄膜15變薄的角部Ilb中，構成轉印層15b的多個層在各層間的緊貼力可能會變差。因此，在角部Ilb中，在構成轉印層15b的多個層中的任一層間產生剝離的可能性會提高。此外，凹形狀的型腔形成面Ila的底面的各角部Ilb具有三維的曲率，因此，多層薄膜15的基體層15a在各角部Ilb中剝離時，在多層薄膜15中會產生起皺等，在各角部Ilb中，基體層15a與轉印層15b之間的界面的剝離阻力變大。其結果是，在構成轉印層15b的多個層中的任一層間產生剝離的可能性會提高。與此相對，根據該實施方式二，從凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個部位的角部Ilb朝凹形狀的型腔形成面Ila的底面的中央部，轉印層15b從基體層15a依次剝離。藉此，與現有的注塑成形同時轉印薄片方法那樣、轉印層的剝離在型腔形成面的整個面上大致同時地產生的情況相比，當轉印層15b在凹形狀的型腔形成面Ila的底面的四個部位的角部Ilb處從基體層15a剝離時，在這四個部位的角部Ilb中，轉印層15b的內部層所承受的應力變小。因此，能實現穩定的剝離。
[0083]根據該實施方式二，在朝注塑成形模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高(在工程塑料的情況下為280°C?340°C )、且凹形狀的型腔形成面Ila的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的模具表面溫度高(在工程塑料的情況下為80°C?140°C )的成形條件下，轉印層15b能在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處更穩定地從基體層15a剝離。因此，可更進一步削減轉印於成形件的表面(轉印面)上的顏色、圖案等外觀不良的產生。
[0084]另外，固定側模具12包括冷卻迴路的情況也與設於可動側模具11的冷卻迴路17相同，位於注塑成形時多層薄膜15伸長最大部位附近的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低是優選的。例如，在固定側模具12的凸形狀的型腔形成面12a的形狀是圖4所示的可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila的形狀的相似形狀的情況下，位於固定側模具12的凸形狀的型腔形成面12a的上表面的四個部位的角部附近的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低是優選的，
[0085](實施方式三)
[0086]以下，參照圖5，以與上述實施方式一中說明的事項不同的事項為中心來說明實施方式三。圖5是表示實施方式三的注塑成形模具裝置的一結構例的主要部分的側剖圖。在圖5中，對於與圖1所示的構成要素相同的構成要素標註與圖1所示的構成要素所標註的符號相同的符號，並省略重複的說明。
[0087]在該實施方式三的注塑成形模具裝置中，如圖5所示，與實施方式一中說明的冷卻迴路17不同迴路的冷卻迴路20設於可動側模具11，該冷卻迴路20配置於與固定側模具12的澆口部13的開口端面相對的位置。例如，在冷卻水流過冷卻迴路20的情況下，也可將冷卻迴路(通水孔)20的直徑設為IOmm左右。
[0088]在注塑成形時，熔融樹脂急速地流入可動側模具11的凹形狀的型腔形成面Ila中與澆口部13的開口端面相對的部位。因此，凹形狀的型腔形成面Ila中與澆口部13的開口端面相對的部位的溫度最高。
[0089]在該實施方式三中，在該溫度最高的區域，利用與實施方式一中說明的冷卻迴路不同的迴路來設置冷卻迴路20。例如，通過使溫度比在實施方式一中說明的冷卻迴路17中流動的冷卻水的溫度低的冷卻水流過該冷卻迴路20，能使冷卻迴路20的冷卻功能比實施方式一中說明的冷卻迴路17的冷卻功能高。藉此，在注塑成形模具開模時，多層薄膜15的抗剝離性(剝離粘接強度)充分地減弱，轉印層15b能從基體層15a穩定地剝離。
[0090]根據該實施方式三，在朝注塑成形模具的型腔內注入的熔融樹脂的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中注入的熔融樹脂的溫度高(在工程塑料的情況下為280°C?340°C )、且凹形狀的型腔形成面Ila的溫度比在一般的注塑成形同時轉印薄片工藝中設定的溫度高(在工程塑料的情況下為80°C?140°C )的成形條件下，轉印層15b也能在剝離層82與硬塗層83之間的邊界處更穩定地從基體層15a剝離。因此，可更進一步削減轉印於成形件的表面(轉印面)上的顏色、圖案等外觀不良的產生。
[0091]另外，該實施方式三中說明的結構及方法能適用於上述實施方式二的注塑成形模具裝置及注塑成形方法。例如，利用與在實施方式二中說明的冷卻迴路不同的迴路來設置冷卻迴路20，並使溫度比在實施方式二說明的冷卻迴路中流過的冷卻水的溫度低的冷卻水流過該冷卻迴路20，能使冷卻迴路20的冷卻功能比實施方式二中說明的冷卻迴路的冷卻功能高。
[0092]以上說明的各實施方式的注塑成形方法及注塑成形模具裝置對於各種外觀成形件的注塑成形是有用的。
[0093]如上所述，本發明僅詳細說明了幾個作為範例的實施方式，但若是對本技術精通的人員，則能容易的認識到，本發明對新發明具有指導作用，以及在沒有實質性地脫離本發明效果的範圍內，在上述作為範例的實施方式中能進行各種改變。因此，其意思是指，諸如那些各種改變也包括在本發明的範圍內。
【權利要求】
1.一種注塑成形方法，將具有基體層和層疊在該基體層上的轉印層的多層薄膜配置於注塑成形模具的成形空間內，在朝配置有該多層薄膜的所述成形空間內填充完樹脂之後，將所述注塑成形模具開模，來獲得轉印有從所述基體層剝離的所述轉印層的成形件，其特徵在於，包括: 朝開模的所述注塑成形模具內輸送所述多層薄膜的工序； 將所述注塑成形模具合模以形成所述成形空間的工序； 朝所述成形空間內注入樹脂的工序； 利用設於所述成形空間附近的冷卻迴路來對所述多層薄膜進行冷卻的工序；以及 將所述注塑成形模具開模，以獲得轉印有從所述基體層剝離的所述轉印層的成形件的工序。
2.如權利要求1所述的注塑成形方法，其特徵在於， 構成所述成形空間的型腔形成面的平坦面的外周部具有多個直線部和將這多個直線部連接的角部，在利用冷卻迴路對所述多層薄膜進行冷卻的工序中，位於所述角部附近的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
3.如權利要求2所述的注塑成形方法，其特徵在於， 所述角部具有曲率半徑。
4.如權利要求1所述的注塑成形方法，其特徵在於， 在利用冷卻迴路對所述多層薄膜進行冷卻的工序中，距所述注塑成形模具的分型面較近位置的冷卻迴路的溫度比其它位置`的冷卻迴路的溫度低。
5.如權利要求1所述的注塑成形方法，其特徵在於， 在利用冷卻迴路對所述多層薄膜進行冷卻的工序中，與朝所述成形空間注入樹脂的澆口部的開口端面相對的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
6.一種注塑成形模具裝置，在將樹脂從澆口部注入至配置有具有基體層和層疊在該基體層上的轉印層的多層薄膜的注塑成形模具的成形空間內之後，將所述注塑成形模具開模，來獲得轉印有從所述基體層剝離的所述轉印層的成形件，其特徵在於，包括: 位於所述成形空間附近的加熱迴路；以及 位於比所述加熱迴路更靠近所述成形空間的位置的冷卻迴路， 在樹脂被注入至所述成形空間內之後、且在所述注塑成形模具開模之前，利用所述冷卻迴路對所述多層薄膜進行冷卻。
7.如權利要求6所述的注塑成形模具裝置，其特徵在於， 構成所述成形空間的型腔形成面的平坦面的外周部具有多個直線部和將這多個直線部連接的角部， 位於所述角部附近的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
8.如權利要求7所述的注塑成形模具裝置，其特徵在於， 所述角部具有曲率半徑。
9.如權利要求6所述的注塑成形模具裝置，其特徵在於， 距所述注塑成形模具的分型面較近位置的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。
10.如權利要求6所述的注塑成形模具裝置，其特徵在於，與面向所述成形空間的所述澆口部的開口端面相對的位置的冷卻迴路的溫度比其它位置的冷卻迴路的溫度低。`
【文檔編號】B29C45/14GK103507208SQ201310178334
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年5月14日 優先權日:2012年6月18日
【發明者】峰英生, 中西力, 平石正和 申請人:松下電器產業株式會社