注塑成形方法及注塑成形模具装置制造方法

注塑成形方法及注塑成形模具装置制造方法
【专利摘要】一种注塑成形方法和注塑成形模具装置，将具有基体层和层叠在该基体层上的转印层的多层薄膜配置于注塑成形模具的成形空间内，在朝配置有该多层薄膜的所述成形空间内填充完树脂之后，将所述注塑成形模具开模，来获得转印有从所述基体层剥离的所述转印层的成形件，在将树脂注入至所述成形空间内之后、所述注塑成形模具被开模之前的期间，利用设于所述成形空间附近的冷却回路来对所述多层薄膜进行冷却。
【专利说明】注塑成形方法及注塑成形模具装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及在通过朝注塑成形模具的成形空间(型腔)内注入熔融树脂来获得成形件的同时，将配置于该型腔内的多层薄膜的转印层转印到该成形件的表面(转印面)上的注塑成形方法以及用于进行该注塑成形方法的注塑成形模具装置。
【背景技术】
[0002]近年来，对于树脂成形件要求例如高光泽或咬花、无焊缝等高品质外观规格。为了实现高光泽，需将被镜面精加工后的模具表面(型腔形成面)高品质地转印至注塑成型树脂的表面。同样地，为了实现咬花，需将被咬花加工后的模具表面高品质地转印至注塑成型树脂的表面。为了实现上述高品位的转印，当朝模具的型腔内填充熔融树脂时，一般而言，在熔融树脂的填充结束之前，以熔融树脂的玻璃化转变温度以上(比玻璃化转变温度高10°C左右)的温度保持模具表面温度，且在熔融树脂的填充结束后，需立即冷却模具，该成形工艺是众所周知的。另外，为了实现无焊缝，当朝模具的型腔内填充熔融树脂时，需将模具表面温度维持在能使熔融树脂的冷却固化延迟的高温，直至熔融树脂的填充结束为止。因此，为实现无焊缝所要求的成形工艺也是与上述用于实现高光泽、咬花的成形工艺相同的工艺，这是众所周知的。
[0003]模具表面通过使用蒸汽、热水、油等介质的介质方式而被加热。或者，模具表面通过利用电磁感应的高频感应方式、使用卤素灯的辐射热方式、在模具表面上层叠绝缘层和导电层而对导电层通电的通电方式、电加热器方式等中的任一方式而被加热。上述方式中最一般的方式是使用蒸汽作为介质的介质方式。使用蒸汽来加热模具表面温度的现有模具装置在日本专利特开平11 - 348041号公报中被公开。以下，使用图6对日本专利特开平11 - 348041号公报中公开的现有的模具装置进行说明。
[0004]如图6所示，模具61包括用于冷却模具61的通常的冷却回路62。除此之外，模具61包括加热及冷却并用回路65。加热及冷却并用回路65设于比冷却回路62更靠近与树脂成形件63 (熔融树脂)接触的面即模具表面(型腔形成面)64的位置。在成形时间中，始终有冷却水流过冷却回路62。另一方面，在加热时，使水蒸气流过加热及冷却并用回路65，在冷却时，使冷却水流过加热及冷却并用回路65。在加热及冷却并用回路65中流动的介质从冷却水朝水蒸气切换时，进行用于使用空气排出冷却水的空气吹扫。
[0005]另外，使用电加热器方式的现有的模具装置在日本专利特开2007 - 118213号公报中被公开。以下，使用图7对日本专利特开2007 - 118213号公报中公开的现有的模具装置进行说明。
[0006]日本专利特开2007— 118213号公报中公开的模具由母模(未图示)和模具镶块构成，如图7所示，该模具镶块由模具镶块表层构件71和模具镶块里层构件72构成。模具镶块里层构件72包括用于冷却模具的通常的冷却回路73。另一方面，与树脂成形件74 (熔融树脂)接触的模具镶块表层构件71包括变形自由度较高的细管电加热器76。细管电加热器76收纳于比冷却回路73更靠近与树脂成形件74 (熔融树脂)接触的面即模具表面(型腔形成面)75的位置。具体而言，模具镶块表层构件71在其与模具表面75相反的一侧具有与模具镶块里层构件72接触的面，在与该模具镶块里层构件72接触的面上形成有槽77。该槽77以不对模具表面75的形状产生影响的方式在槽77的最深部与模具表面75之间确保用于加热模具表面75的最佳距离。例如，即便模具表面75具有台阶或凹凸或者模具表面75是弯曲面，槽77的最深部与模具表面75之间的距离也是对于加热模具表面75最佳的距离。另一方面，模具镶块里层构件72在模具表面75侧具有与模具镶块表层构件71接触的面，在该与模具镶块表层构件71接触的面上形成有与模具镶块表层构件71的槽77相对应的肋78。通过将该模具镶块里层构件72的肋78嵌入模具镶块表层构件71的槽77,从而将细管电加热器76封闭在模具镶块表层构件71的槽77的最深部,且保持于该槽77的最深部。
[0007]另一方面，近年来，较多地使用具有高强度等特性的附加价值高的工程塑料(例如，聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺等)，在通过朝注塑成形模具的成形空间(型腔)注入熔融树脂来获得成形件，同时，在将配置于该型腔内的多层薄膜的转印层转印在该成形件的表面(转印面)上的注塑成形同时转印薄片工艺中，也使用工程塑料。
[0008]工程塑料的软化温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中使用的注塑树脂的软化温度高，因此，在使用工程塑料的情况下，朝模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高，因此，为了确保注入的熔融树脂的流动性，需使模具表面温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的模具表面温度高。由此，上述用于实现高品质的转印的成形工艺也可被灵活地运用在注塑成形同时转印薄片工艺中。即，利用以下工艺:当朝型腔内填充熔融树脂时，在熔融树脂的填充结束之前，将模具表面温度保持在熔融树脂的玻璃化转变温度以上(比玻璃化转变温度高10°C左右)的温度，且在熔融树脂的填充结束之后，立即冷却模具。具体而言，在使用工程塑料的情况下，熔融树脂的温度为280°c?340°C左右，需使模具表面温度处于80°C?140°C左右。另外，在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中使用的树脂例如为ABS树脂，模具表面温度被设定为40°C?80°C左右。
[0009]在注塑成形同时转印薄片方法中，当注塑成形模具开模时，转印层以多层薄膜中含有的剥离层为边界，从基体层剥离，因此，基体层会从成形件剥离，转印层会转印在成形件的表面(转印面)上。然而，在使用工程塑料的情况下，朝模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高，另外，为了确保该注入的熔融树脂的流动性，需使模具表面的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高。因此，不仅基体层，转印层的一部分也会从成形件(粘接于成形件的转印层)上剥离，从而产生期望的颜色、图案等外观设计未转印到成形件的表面(转印面)上这样的问题。另外，在使用工程塑料的情况下，与转印层中含有的粘接层接触的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高，模具表面温度也比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的模具表面温度高。因此，构成粘接层的粘接剂未固化，从而产生该粘接剂不能发挥出本来的粘接性能这样的问题。当构成粘接层的粘接剂不能发挥出本来的粘接性能时，成形件的表面与转印层之间的紧贴强度减弱，不能获得必要的紧贴强度，从而使转印层容易从成形件的表面剥离。
[0010]以下，对在构成转印层的多个层中的任一层间产生剥离，粘接于成形件的转印层的一部分剥离的机理进行说明。
[0011]图8A是表示在注塑成形同时转印薄片方法中使用的多层薄膜的层结构的一例的图。如图8A所示，该多层薄膜具有基体薄膜81、剥离层82、硬涂层83、结合层84、着色层85、隐蔽层86、粘接层87依次层叠的结构。如图SB所示，注塑成形模具开模时残留在树脂成形件的表面的转印层由硬涂层83、结合层84、着色层85、隐蔽层86及粘接层87构成。另夕卜，在注塑成形模具开模时应从成形件剥离的基体层由基体薄膜81和剥离层82构成。在一般的注塑成形同时转印薄片方法中，当注塑成形模具开模时，如图8B所示，基体层在剥离层82与硬涂层83之间的边界处从附着于树脂成形件的转印层上剥离。
[0012]图9是表示现有的注塑成形模具装置的开模结束状态的侧剖图。如图9所示，当由可动侧模具91和固定侧模具94构成的注塑成形模具开模结束时，在可动侧模具91与薄片按压板92之间夹入多层薄膜93，在固定侧模具94的型腔形成面94a上附着有成形件95。如图8A所示，多层薄膜93具有基体薄膜81、剥离层82、硬涂层83、结合层84、着色层85、隐蔽层86、粘接层87依次层叠的结构。当注塑成形模具开模结束时，如图SB所示，由基体薄膜81和剥离层82构成的基体层93a在剥离层82与硬涂层83之间的边界处从由硬涂层83、结合层84、着色层85、隐蔽层86及粘接层87构成的转印层93b上剥离。藉此，基体层93a位于可动侧模具91的型腔形成面91a上，在附着于固定侧模具94的型腔形成面94a的成形件95的表面上残留有转印层93b。
[0013]图1OA是在朝注塑成形模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高(280°C?340°C左右)、且模具表面(型腔形成面)的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高(80°C?140°C左右)的成形条件下，通过进行现有的注塑成形同时转印薄片工艺而获得的成形件95的侧剖图。另外，图1OB是该成形件95的局部放大侧剖图。图1OB将图1OA中的部分B放大表
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[0014]如图1OA所示，在成形件95的外表面上附着有转印层93b。转印层93b由硬涂层83、结合层84、着色层85、隐蔽层86及粘接层87构成。本来，如图8B所示，转印层93b必须在剥离层82与硬涂层83之间的边界处从基体层93a上剥离。然而，当在熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高(280°C?340°C左右)、且模具表面(型腔形成面)的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高(80°C?140°C左右)的成形条件下进行现有的注塑成形同时转印薄片工艺时，如图1OB所示，粘接于成形件95的转印层93b的一部分有时会剥离。具体而言，如图1OB所示，有时会在硬涂层83与结合层84之间产生剥离或在着色层85与隐蔽层86之间产生剥离等在本来不应该剥离的层间或层内产生剥离。这是由于以下原因:由于朝注塑成形模具的型腔内注入的熔融树脂的温度和模具表面(型腔形成面)的温度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的温度高，因此，在成形时及开模时，多层薄膜93所处的环境的温度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的温度高，其结果是，转印层93b的剥离是在温度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的温度高的环境下进行的。即，为了使剥离层82发挥出规定的剥离功能，需使剥离层82的温度达到规定的温度，剥离层82的剥离粘接强度(抗剥离性)随着剥离层82的温度升高而变强。因此，环境的温度越高，则剥离层82的剥离粘接强度越强，因此，当在温度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的温度高的环境下进行转印层93b的剥离时，此时的剥离层82的剥离粘接强度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的剥离层的剥离粘接强度大，其结果是，会在构成转印层93b的多个层中的任一层间或构成转印层93b的多个层中的任一层内产生剥离。
[0015]因此，在注塑成形结束至注塑成形模具开模之前的期间，需将模具表面的温度从能确保工程塑料的流动性的温度降低至剥离层82能发挥出规定的剥离功能的温度。然而，现有的模具装置为了冷却模具表面而很费时间。例如，在图7所示的模具装置中，不能将冷却回路73配置于模具表面75的附近。因此，图7所示的模具装置为了将模具表面75的温度降低至剥离层能发挥出规定的剥离功能的温度而很费时间。因此，图7所示的模具装置不能实现成形循环的缩短。
[0016]另一方面，在图6所示的模具装置中，在模具表面64的附近配置有加热及冷却并用回路65。然而，在加热及冷却并用回路65中流动的加热用的介质为水蒸气。水蒸气不能使模具表面64的温度升高至为确保熔融的工程塑料的流动性所需的温度。因此，图6所示的模具装置不能用于使用工程塑料的注塑成形。此外，除了加热及冷却并用回路65，图6所示的模具装置还需要通常的冷却回路62。S卩，图6所示的模具装置仅利用配置于模具表面64附近的加热及冷却并用回路65不能充分地冷却模具表面64。
[0017]另外，在一般的注塑成形同时转印薄片方法中，转印层93b的剥离在成形件95的转印面的整个面上大致同时产生。因此，当转印层93b从基体层93a上剥离时，在转印层93b上会作用较强的力，藉此，转印层93b的内部层会承受应力(拉应力)。这也是会在构成转印层93b的多个层中的任一层间或构成转印层93b的多个层中的任一层内产生剥离的原因。

【发明内容】

[0018]本发明的一个目的在于提供能在通过注塑成形获得成形件的同时、在该成形件的表面(转印面)上转印多层薄膜的转印层的注塑成形同时转印薄片工艺中，实现稳定的剥离的注塑成形方法以及用于实现该注塑成形方法的注塑成形模具装置。
[0019]在本发明的注塑成形方法的一技术方案中，将具有基体层和层叠在该基体层上的转印层的多层薄膜配置于注塑成形模具的成形空间内，在朝配置有该多层薄膜的上述成形空间内填充完树脂之后，将上述注塑成形模具开模，来获得转印有从上述基体层剥离的上述转印层的成形件，其包括:朝开模的上述注塑成形模具内输送上述多层薄膜的工序；将上述注塑成形模具合模以形成上述成形空间的工序；朝上述成形空间内注入树脂的工序；利用设于上述成形空间附近的冷却回路来对上述多层薄膜进行冷却的工序；以及将上述注塑成形模具开模以获得转印有从上述基体层剥离的上述转印层的成形件的工序。
[0020]在本发明的注塑成形方法的另一技术方案中，构成上述成形空间的型腔形成面的平坦面的外周部具有多个直线部和将这多个直线部连接的角部，在利用冷却回路对上述多层薄膜进行冷却的工序中，位于上述角部附近的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
[0021]在本发明的注塑成形方法的又一技术方案中，上述角部具有曲率半径。
[0022]在本发明的注塑成形方法的又一技术方案中，在利用冷却回路对上述多层薄膜进行冷却的工序中，距上述注塑成形模具的分型面较近位置的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
[0023]在本发明的注塑成形方法的又一技术方案中，在利用冷却回路对上述多层薄膜进行冷却的工序中，与朝上述成形空间注入树脂的浇口部的开口端面相对的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
[0024]在本发明的注塑成形模具装置的一技术方案中，在将树脂从浇口部注入至配置有具有基体层和层叠在该基体层上的转印层的多层薄膜的注塑成形模具的成形空间内之后，将上述注塑成形模具开模，来获得转印有从上述基体层剥离的上述转印层的成形件，其包括:位于上述成形空间附近的加热回路；以及位于比上述加热回路更靠近上述成形空间的位置的冷却回路，在树脂被注入至上述成形空间内之后、且在上述注塑成形模具开模之前，利用上述冷却回路对上述多层薄膜进行冷却。
[0025]在本发明的注塑成形模具装置的另一技术方案中，构成上述成形空间的型腔形成面的平坦面的外周部具有多个直线部和将这多个直线部连接的角部，位于上述角部附近的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
[0026]在本发明的注塑成形模具装置的又一技术方案中，上述角部具有曲率半径。
[0027]在本发明的注塑成形模具装置的又一技术方案中，距上述注塑成形模具的分型面较近位置的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
[0028]在本发明的注塑成形模具装置的又一技术方案中，与面向上述成形空间的上述浇口部的开口端面相对的位置的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
[0029]根据本发明，即便在朝注塑成形模具的成形空间内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高、且构成成形空间的型腔形成面的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高的成形条件下，转印层也能容易地在期望的层间从基体层上剥离。由此，可削减印刷于转印层的颜色、图案等外观不良的发生，从而能获得颜色、图案等外观不良较少的成形件。此外，即便在上述成形条件下，转印于成形件的表面的转印层与成形件之间的紧贴强度也能达到足够的紧贴强度。因此，根据本发明，能实现使用具有高强度等特性的附加价值较高的工程塑料的注塑成形同时转印薄片工艺。
【专利附图】

【附图说明】
[0030]图1是表示实施方式一的注塑成形模具装置的一结构例的主要部分的侧剖图。
[0031]图2A是表示实施方式一的注塑成形模具装置的开模结束状态的侧剖图。
[0032]图2B是表示在实施方式一的注塑成形模具装置的开模结束时位于凹形状的型腔形成面的基体层的局部放大侧剖图。
[0033]图2C是表示在实施方式一的注塑成形模具装置的开模结束时位于成形件的表面的转印层的局部放大侧剖图。
[0034]图3是表示实施方式一的注塑成形方法的一例的流程图。
[0035]图4是表示实施方式二的凹形状的型腔形成面的一构成例的概略的俯视图。
[0036]图5是表示实施方式三的注塑成形模具装置的一结构例的主要部分的侧剖图。
[0037]图6是表示现有的蒸汽介质方式的合成树脂成形用模具的主要部分的剖视图。
[0038]图7是表示现有的电加热器方式的合成树脂成形用模具的主要部分的剖视图。[0039]图8A是表示一般的多层薄膜的层结构的一例的图。
[0040]图SB是表示转印层从基体层剥离且转印层转印于树脂成型件的表面时的转印层和基体层的一般的层结构的图。
[0041]图9是表示现有的注塑成形模具装置的开模结束状态的侧剖图。
[0042]图10是通过现有的注塑成形薄片转印工艺获得的成形件的侧剖图。
[0043]图1OB是通过现有的注塑成形薄片转印工艺获得的成形件的局部放大侧剖图。
【具体实施方式】
[0044]以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。不过，对相同的构成要素标注相同的符号来省略重复的说明。另外，为了容易理解附图，示意地示出了各构成要素。另外，为了作图的方便，图示出的各构成要素的形状、厚度、长度、个数等与实际不同。另外，以下实施方式所示的各构成要素的材质或形状、尺寸等是一例，并没有特别限定，能从本发明的效果在实质不脱离的范围中进行各种变更。
[0045](实施方式一)
[0046]图1是表示实施方式一的注塑成形模具装置的一结构例的主要部分的侧剖图。该注塑成形模具装置构成为能实施注塑成形同时转印薄片方法(日文:射出成形同時箔転写法)。具体而言，该注塑成形模具装置构成为:在通过朝注塑成形模具的成形空间(型腔)内注入熔融树脂(工程树脂)而获得成形件的同时，能将配置于该型腔内的多层薄膜的转印层转印到该成形件的表面(转印面)上。以下，对该注塑成形模具装置进行详细说明。
[0047]如图1所示，该注塑成形模具装置包括第一模具的一例即可动侧模具11和第二模具的一例即固定侧模具12。对于注塑成形模具的材质一般使用钢材(钢铁)。
[0048]可动侧模具11包括第一型腔形成面的一例即凹形状的型腔形成面11a。在该实施方式一中，凹形状的型腔形成面Ila由底面和环状的侧面构成。底面由平坦面和将该平坦面围住的外周部构成。底面的外周部是将底面连接至侧面的部分，其是具有曲率半径的弯曲部(弯曲面)。凹形状的型腔形成面Ila的侧面将底面围住，并与底面一起形成凹部。另外，该侧面被设成相对于底面的平坦面垂直。
[0049]固定侧模具12包括第二型腔形成面的一例即凸形状的型腔形成面12a。凸形状的型腔形成面12a对应于可动侧模具11的凹形状的型腔形成面11a。当利用未图示的模具驱动元件将可动侧模具11和固定侧模具12合模时，凸形状的型腔形成面12a与凹形状的型腔形成面Ila —起形成型腔。在该实施方式一中，凸形状的型腔形成面12a由上表面和环状的侧面构成。上表面由平坦面和将该平坦面围住的外周部构成。上表面的外周部是将上表面连接至侧面的部分，其是具有曲率半径的弯曲部(弯曲面)。凸形状的型腔形成面12a的侧面将上表面围住，并与上表面一起形成凸部。另外，该侧面被设成相对于上表面的平坦面垂直。
[0050]另外，该实施方式一的注塑成形模具包括形成于固定侧模具12的浇口部13。熔融树脂被从该浇口部13注入至型腔内。在该实施方式一中，浇口部13在凸形状的型腔形成面12a的上表面的中心具有开口端(端面)。
[0051]另外，该实施方式一的注塑成形模具包括环状的薄片按压板14。当利用未图示的薄片输送元件将多层薄膜15送入可动侧模具11与固定侧模具12之间时，环状的薄片按压板14朝可动侧模具11侧移动，以将多层薄膜15限制于在可动侧模具11上形成的注塑成形模具的分型面18上。因此，多层薄膜15被限制在可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的周围。
[0052]当利用薄片按压板14限制多层薄膜15时，该实施方式一的注塑成形模具装置从在可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila上开口的真空吸引孔(未图示)吸引多层薄膜15，以使多层薄膜15沿着凹形状的型腔形成面I Ia沿伸。然而，仅通过真空吸引，多层薄膜15并不能完全沿着凹形状的型腔形成面11a，会在凹形状的型腔形成面Ila的底面的外周部(弯曲部)与多层薄膜15之间产生间隙。
[0053]另外，该实施方式一的注塑成形模具包括设于可动侧模具11的加热回路16和冷却回路17。加热回路16配置于凹形状的型腔形成面Ila附近，冷却回路17配置于比加热回路16更靠近凹形状的型腔形成面Ila的位置。
[0054]加热回路16对凹形状的型腔形成面Ila进行加热，以使凹形状的型腔形成面Ila的温度(模具表面的温度)达到朝型腔内注入的熔融树脂的玻璃化转变温度(glasstransition temperature)以上(比玻璃化转变温度高10°C左右)。藉此，可确保朝型腔内注入的熔融树脂的流动性。另外，为了使凹形状的型腔形成面Ila的温度达到工程塑料的玻璃化转变温度以上的温度而在加热回路16中使用电加热器等。例如，也可以以电加热器的中心轴从凹形状的型腔形成面Ila远离5_左右的方式配置直径为6_左右的电加热器。在该情况下，将相邻的电加热器的中心轴间的间隔设为20_左右。
[0055]在熔融树脂朝型腔内的填充结束之后，冷却回路17使模具表面的温度降低，直至多层薄膜15中含有的剥离层能充分发挥出剥离功能的温度为止。藉此，多层薄膜15中含有的转印层能稳定地附着于成形件的表面。例如，在冷却水流过冷却回路17的情况下，也可在从电加热器(加热回路16)的中心轴到冷却回路(通水孔)17的中心轴为止的距离为5mm左右的位置上配置直径为IOmm左右的冷却回路(通水孔)17，并使20°C左右的冷却水流过冷却回路(通水孔)17。另外，在从凹形状的型腔形成面Ila到电加热器(加热回路16)的中心轴为止的距离为5mm左右的情况下，冷却回路17配置在从加热回路16斜着朝向凹形状的型腔形成面Ila的方向上。
[0056]此外，在该实施方式一的注塑成形模具装置中，当使模具表面的温度降低至多层薄膜15中含有的剥离层能充分发挥出剥离功能的温度为止时，使距形成于可动侧模具11的注塑成形模具的分型面18较近位置的冷却回路17a的温度比其它位置的冷却回路17的温度低10°C左右。例如，也可从距分型面18较近的位置对从距分型面18较近的位置朝凹形状的型腔形成面Ila的中心呈螺旋状延伸的冷却回路17注入冷却水。或者，也可利用与其它位置的冷却回路17不同的回路来设置距分型面18较近位置的冷却回路17a。
[0057]图2A是实施方式一的注塑成形模具装置的开模结束状态的侧剖图。另外，图2B是表示在实施方式一的注塑成形模具装置的开模结束时位于凹形状的型腔形成面的基体层的局部放大侧剖图，图2B将图2A的部分B放大表不。另外，图2C是表不在实施方式一的注塑成形模具装置的开模结束时位于成形件的表面的转印层的局部放大侧剖图，图2C将图2A的部分C放大表示。在图2A?图2C中，对于与图1及图8所示的构成要素相同的构成要素标注与图1及图8所示的构成要素所标注的符号相同的符号，并省略重复的说明。
[0058]在该实施方式一中，在多层薄膜15中使用已经说明的图8所示的多层薄膜。SP，如图8所示，多层薄膜15具有基体薄膜81、剥离层82、硬涂层83、结合层84、着色层85、隐蔽层86、粘接层87依次层叠的结构。
[0059]在该实施方式一的注塑成形模具装置中，如图2所示，当利用未图示的模具驱动元件进行可动侧模具11与固定侧模具12的开模时，在可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的整个面上，基体层15a在剥离层82与硬涂层83之间的边界处从转印层15b上剥离。藉此，基体层15a从附着于固定侧模具12的凸形状的型腔形成面12a的成形件19上剥离，转印层15b被转印至成形件19的表面(转印面)上。因此，在可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila上残留有被从转印层15b剥离的基体层15a。
[0060]然而，在通常的注塑成形同时转印薄片方法中，与开模同时，在可动侧模具的凹形状的型腔形成面的整个面上，大致同时地将转印层在剥离层和硬涂层之间的边界处从基体层上剥离。然而，在朝注塑成形模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高、且凹形状的型腔形成面的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高的成形条件下，会产生未意料到的剥离现象。具体而言，由于剥离层的剥离粘接强度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的剥离层的剥离粘接强度大，因此，会在硬涂层与剥离层之间以外的其它层间、构成转印层的多个层中的任一层内产生剥离现象。例如，在熔融树脂为工程塑料的情况下，朝型腔内注入的熔融树脂的温度为280°C?340°C，为了不阻碍注入型腔内的熔融树脂的流动性，将凹形状的型腔形成面的温度设定为80°C?140°C，因此，剥离层的剥离粘接强度比一般的注塑成形同时转印薄片工艺中的剥离层的剥离粘接强度大。
[0061]在该实施方式一中，在可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的最近位置配置有冷却回路17。藉此，在熔融树脂朝型腔内的填充结束之后、且注塑成形模具被开模之前，能将配置于型腔内的多层薄膜15的温度降低至剥离层82能发挥出规定的剥离功能的温度以下。因此，能实现为冷却多层薄膜15所需的时间的缩短化。另外，在剥离层82与硬涂层83之间的边界处，转印层15b容易从基体层15a上剥离，因此，可削减在未意料到的层间或层内产生剥离的可能。因此，能实现稳定的剥离。
[0062]此外，通过使距形成于可动侧模具11的注塑成形模具的分型面18较近位置的冷却回路17a的温度比其它位置的冷却回路17的温度低，从而在型腔内，距分型面18较近位置的多层薄膜15的剥离性能比距分型面18较远位置的多层薄膜15的剥离性能高。由此，在注塑成形模具开模时，转印层15b的剥离从距分型面18较近的部位开始，且转印层15b的剥离从距分型面18较近的部位朝较远的部位逐渐展开。这样，通过在型腔内调节或控制多层薄膜15的温度分布，与现有的注塑成形同时转印薄片方法那样转印层的剥离在凹形状的型腔形成面的整个面上大致同时产生的情况相比，注塑成形模具开模时转印层15b的内部层所承受的应力变小。由此，能实现进一步稳定的剥离。
[0063]根据以上说明的结构，在朝注塑成形模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高、且凹形状的型腔形成面Ila的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高的成形条件下，转印层15b也能在剥离层82与硬涂层83之间的边界处从基体层15a稳定地剥离。因此，可削减印刷于转印层15b的颜色、图案等外观不良的情况的发生，从而能获得颜色、图案等外观不良较少的成形件。[0064]另外，冷却回路17也可设于固定侧模具12。通过在可动侧模具11和固定侧模具12中的一个模具上设置冷却回路17，可实现上述效果。或者，为了进一步提高效果，也可在可动侧模具11和固定侧模具12这两个模具上设置冷却回路17。
[0065]另外，以上说明的结构也能适用于滑动芯(slide core)模具。在滑动芯模具中，也可实现与该实施方式一相同的效果。
[0066]接着，对使用以上说明的注塑成形模具装置的注塑成形方法(注塑成形同时转印薄片方法)进行说明。图3是表示实施方式一的注塑成形方法(注塑成形同时转印薄片方法)的一例的流程图。此处，以冷却水流过冷却回路17的情况为例进行说明。
[0067]首先，在工艺SI中，具有基体层15a和层叠在基体层15a上的转印层15b的长条状的多层薄膜15被输送至模具内一个间距的距离(期望的距离)。此时，多层薄膜15被在可动侧模具11与固定侧模具12之间搬运。另外，此时，可动侧模具11也可被加热回路16加热。利用加热回路16进行加热的开始时间点被设定成，在将熔融树脂注入到型腔内之前，可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的温度能达到熔融树脂的玻璃化转变温度以上的温度(熔融树脂是工程塑料的情况下为80°C?140°C )。因此，利用加热回路16进行加热的开始时间点是考虑了可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的温度升高至规定的温度所需的时间而确定的。
[0068]接着，在工艺S2中，使环状的薄片按压板14朝可动侧模具11侧移动。藉此，多层薄膜15被限制在形成于可动侧模具11的注塑成形模具的分型面18上。
[0069]接着，在工艺S3中，多层薄膜15被真空吸引至可动侧模具11的凹形状的型腔形成面11a。
[0070]接着，在工艺S4中，可动侧模具11和固定侧模具12被合模。藉此，可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila与固定侧模具12的凸形状的型腔形成面12a —起形成具有成形件形状的型腔(成形空间)。然后，朝该型腔内注入熔融树脂，以朝型腔内填充熔融树月旨。此时，利用熔融树脂的注入压力，将多层薄膜15拉伸，使其处于无间隙地沿着可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的状态。
[0071]在从熔融树脂开始注入到熔融树脂的填充结束为止的期间，需以熔融树脂的玻璃化转变温度以上(比玻璃化转变温度高10°c左右)的温度来保持可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的温度。不过，由于即便加热回路16停止加热动作，可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的温度也不会急剧下降，因此，使加热回路16的加热动作在熔融树脂的注入结束之前停止。
[0072]在熔融树脂的填充结束之后，在工艺S5中，利用配置于可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila附近的冷却回路17，将凹形状的型腔形成面11a、多层薄膜15及型腔内的树脂的温度冷却至型腔内的树脂的固化温度以下。藉此，型腔内的树脂固化而成为成形件19。通过使冷却水流过冷却回路17内来进行该冷却工序。因此，冷却水的流过也可在熔融树脂的填充结束之后进行。然而，实际上，与加热回路16的加热动作的停止连动地，开始使冷却水流过。
[0073]接着，在工艺S6中，可动侧模具11和固定侧模具12被开模。藉此，多层薄膜15的基体层15a从附着于固定侧模具12的凸形状的型腔形成面12a的成形件19上剥离，多层薄膜15的转印层15b被转印至成形件19的表面(转印面)上。然后，转印有转印层15b的成形件(注塑成形件)19被从注塑成形模具中取出。
[0074]冷却水一直流动，直至成形件19被从凸形状的型腔形成面12a脱模为止。然而，实际上，冷却水的通水直至模具温度达到冷却设定温度为止或直至加热回路16的加热动作开始之前为止。也可在加热回路16的加热动作开始之前或冷却水流过冷却回路17内之前，进行用于使用空气排出冷却水的空气吹扫。
[0075]另外，固定侧模具12包括冷却回路的情况也与设于可动侧模具11的冷却回路17相同，在固定侧模具12的凸形状的型腔形成面12a的附近配置有冷却回路。另外，使靠近形成于固定侧模具12的注塑成形模具的分型面位置的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低是优选的。
[0076](实施方式二)
[0077]以下，参照图4，以与上述实施方式一中说明的事项不同的事项为中心来说明实施方式二。图4是表示实施方式二的可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的一构成例的概略的俯视图。另外，图4中未示出的部分与上述实施方式一相同，因此，省略该部分的说明。
[0078]在该实施方式二中，如图4所示，可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的底面为矩形，该底面的四个角部Ilb为具有曲率半径的弯曲部(弯曲面)。因此，与底面相连的环状的侧面在俯视观察时也具有四个直线部和将这四个直线部连接的四个角部，这四个角部为弯曲部(弯曲面)。
[0079]在上述实施方式一中，距形成于可动侧模具11的注塑成形模具的分型面18较近位置的冷却回路17a的温度比其它位置的冷却回路17的温度低。与此相对，在该实施方式二中，位于图4所示的凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个角部Ilb附近的冷却回路17的温度比其它位置的冷却回路17的温度低10°左右。即，位于凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个角部Ilb附近的冷却回路17的温度最低。例如，也可从任一角部Ilb附近的位置对从四个角部Ilb附近的位置朝凹形状的型腔形成面Ila的中心呈螺旋状延伸的冷却回路17中注入冷却水。或者，也可利用与其它位置的冷却回路17不同的回路来设置位于四个角部Ilb附近的冷却回路17。
[0080]另外，也可以以从四个角部Ilb中任意一个的附近位置注入的冷却水流过四个角部Ilb附近并接着流过距分型面18较近位置的方式构成冷却回路17。藉此，位于凹形状的型腔形成面Ila的四个角部Ilb附近的冷却回路17的温度最低，距分型面18较近位置的冷却回路17a的温度为次低的温度。或者，也可利用与其它位置的冷却回路17、17a不同的回路来设置位于四个角部Ilb附近的冷却回路17，并从距分型面18较近的位置朝其它位置的冷却回路17、17a注入冷却水。或者，也可利用与其它位置的冷却回路17不同的回路来分别设置位于四个角部Ilb附近的冷却回路17和位于分型面18附近的冷却回路17a。
[0081]这样，通过使位于凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个角部Ilb附近的冷却回路17的温度比其它位置的冷却回路17的温度低，从而在注塑成形模具开模时，使得转印层15b的剥离从该四个部位的角部Ilb开始。此外，转印层15b的剥离从该四个部位的角部Ilb朝凹形状的型腔形成面Ila的底面的中央部依次进行。
[0082]多层薄膜15在注塑成形时在凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个部位的角部Ilb被特别地拉长而使局部变薄。因此，位于凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个部位的角部Ilb的多层薄膜15的各部分容易破损。另外，在多层薄膜15变薄的角部Ilb中，构成转印层15b的多个层在各层间的紧贴力可能会变差。因此，在角部Ilb中，在构成转印层15b的多个层中的任一层间产生剥离的可能性会提高。此外，凹形状的型腔形成面Ila的底面的各角部Ilb具有三维的曲率，因此，多层薄膜15的基体层15a在各角部Ilb中剥离时，在多层薄膜15中会产生起皱等，在各角部Ilb中，基体层15a与转印层15b之间的界面的剥离阻力变大。其结果是，在构成转印层15b的多个层中的任一层间产生剥离的可能性会提高。与此相对，根据该实施方式二，从凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个部位的角部Ilb朝凹形状的型腔形成面Ila的底面的中央部，转印层15b从基体层15a依次剥离。藉此，与现有的注塑成形同时转印薄片方法那样、转印层的剥离在型腔形成面的整个面上大致同时地产生的情况相比，当转印层15b在凹形状的型腔形成面Ila的底面的四个部位的角部Ilb处从基体层15a剥离时，在这四个部位的角部Ilb中，转印层15b的内部层所承受的应力变小。因此，能实现稳定的剥离。
[0083]根据该实施方式二，在朝注塑成形模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高(在工程塑料的情况下为280°C?340°C )、且凹形状的型腔形成面Ila的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的模具表面温度高(在工程塑料的情况下为80°C?140°C )的成形条件下，转印层15b能在剥离层82与硬涂层83之间的边界处更稳定地从基体层15a剥离。因此，可更进一步削减转印于成形件的表面(转印面)上的颜色、图案等外观不良的产生。
[0084]另外，固定侧模具12包括冷却回路的情况也与设于可动侧模具11的冷却回路17相同，位于注塑成形时多层薄膜15伸长最大部位附近的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低是优选的。例如，在固定侧模具12的凸形状的型腔形成面12a的形状是图4所示的可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila的形状的相似形状的情况下，位于固定侧模具12的凸形状的型腔形成面12a的上表面的四个部位的角部附近的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低是优选的，
[0085](实施方式三)
[0086]以下，参照图5，以与上述实施方式一中说明的事项不同的事项为中心来说明实施方式三。图5是表示实施方式三的注塑成形模具装置的一结构例的主要部分的侧剖图。在图5中，对于与图1所示的构成要素相同的构成要素标注与图1所示的构成要素所标注的符号相同的符号，并省略重复的说明。
[0087]在该实施方式三的注塑成形模具装置中，如图5所示，与实施方式一中说明的冷却回路17不同回路的冷却回路20设于可动侧模具11，该冷却回路20配置于与固定侧模具12的浇口部13的开口端面相对的位置。例如，在冷却水流过冷却回路20的情况下，也可将冷却回路(通水孔)20的直径设为IOmm左右。
[0088]在注塑成形时，熔融树脂急速地流入可动侧模具11的凹形状的型腔形成面Ila中与浇口部13的开口端面相对的部位。因此，凹形状的型腔形成面Ila中与浇口部13的开口端面相对的部位的温度最高。
[0089]在该实施方式三中，在该温度最高的区域，利用与实施方式一中说明的冷却回路不同的回路来设置冷却回路20。例如，通过使温度比在实施方式一中说明的冷却回路17中流动的冷却水的温度低的冷却水流过该冷却回路20，能使冷却回路20的冷却功能比实施方式一中说明的冷却回路17的冷却功能高。藉此，在注塑成形模具开模时，多层薄膜15的抗剥离性(剥离粘接强度)充分地减弱，转印层15b能从基体层15a稳定地剥离。
[0090]根据该实施方式三，在朝注塑成形模具的型腔内注入的熔融树脂的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中注入的熔融树脂的温度高(在工程塑料的情况下为280°C?340°C )、且凹形状的型腔形成面Ila的温度比在一般的注塑成形同时转印薄片工艺中设定的温度高(在工程塑料的情况下为80°C?140°C )的成形条件下，转印层15b也能在剥离层82与硬涂层83之间的边界处更稳定地从基体层15a剥离。因此，可更进一步削减转印于成形件的表面(转印面)上的颜色、图案等外观不良的产生。
[0091]另外，该实施方式三中说明的结构及方法能适用于上述实施方式二的注塑成形模具装置及注塑成形方法。例如，利用与在实施方式二中说明的冷却回路不同的回路来设置冷却回路20，并使温度比在实施方式二说明的冷却回路中流过的冷却水的温度低的冷却水流过该冷却回路20，能使冷却回路20的冷却功能比实施方式二中说明的冷却回路的冷却功能高。
[0092]以上说明的各实施方式的注塑成形方法及注塑成形模具装置对于各种外观成形件的注塑成形是有用的。
[0093]如上所述，本发明仅详细说明了几个作为范例的实施方式，但若是对本技术精通的人员，则能容易的认识到，本发明对新发明具有指导作用，以及在没有实质性地脱离本发明效果的范围内，在上述作为范例的实施方式中能进行各种改变。因此，其意思是指，诸如那些各种改变也包括在本发明的范围内。
【权利要求】
1.一种注塑成形方法，将具有基体层和层叠在该基体层上的转印层的多层薄膜配置于注塑成形模具的成形空间内，在朝配置有该多层薄膜的所述成形空间内填充完树脂之后，将所述注塑成形模具开模，来获得转印有从所述基体层剥离的所述转印层的成形件，其特征在于，包括: 朝开模的所述注塑成形模具内输送所述多层薄膜的工序； 将所述注塑成形模具合模以形成所述成形空间的工序； 朝所述成形空间内注入树脂的工序； 利用设于所述成形空间附近的冷却回路来对所述多层薄膜进行冷却的工序；以及 将所述注塑成形模具开模，以获得转印有从所述基体层剥离的所述转印层的成形件的工序。
2.如权利要求1所述的注塑成形方法，其特征在于， 构成所述成形空间的型腔形成面的平坦面的外周部具有多个直线部和将这多个直线部连接的角部，在利用冷却回路对所述多层薄膜进行冷却的工序中，位于所述角部附近的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
3.如权利要求2所述的注塑成形方法，其特征在于， 所述角部具有曲率半径。
4.如权利要求1所述的注塑成形方法，其特征在于， 在利用冷却回路对所述多层薄膜进行冷却的工序中，距所述注塑成形模具的分型面较近位置的冷却回路的温度比其它位置`的冷却回路的温度低。
5.如权利要求1所述的注塑成形方法，其特征在于， 在利用冷却回路对所述多层薄膜进行冷却的工序中，与朝所述成形空间注入树脂的浇口部的开口端面相对的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
6.一种注塑成形模具装置，在将树脂从浇口部注入至配置有具有基体层和层叠在该基体层上的转印层的多层薄膜的注塑成形模具的成形空间内之后，将所述注塑成形模具开模，来获得转印有从所述基体层剥离的所述转印层的成形件，其特征在于，包括: 位于所述成形空间附近的加热回路；以及 位于比所述加热回路更靠近所述成形空间的位置的冷却回路， 在树脂被注入至所述成形空间内之后、且在所述注塑成形模具开模之前，利用所述冷却回路对所述多层薄膜进行冷却。
7.如权利要求6所述的注塑成形模具装置，其特征在于， 构成所述成形空间的型腔形成面的平坦面的外周部具有多个直线部和将这多个直线部连接的角部， 位于所述角部附近的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
8.如权利要求7所述的注塑成形模具装置，其特征在于， 所述角部具有曲率半径。
9.如权利要求6所述的注塑成形模具装置，其特征在于， 距所述注塑成形模具的分型面较近位置的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。
10.如权利要求6所述的注塑成形模具装置，其特征在于，与面向所述成形空间的所述浇口部的开口端面相对的位置的冷却回路的温度比其它位置的冷却回路的温度低。`
【文档编号】B29C45/14GK103507208SQ201310178334
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年5月14日 优先权日:2012年6月18日
【发明者】峯英生, 中西力, 平石正和 申请人:松下电器产业株式会社