专利名称：用于插入注射成型的膜及使用该膜的插入注射成型方法
技术领域：
本发明的实施例涉及一种用于插入注射成型(insert injection molding)的膜 及一种使用该膜的插入注射成型方法。
背景技术：
近年来，以新材料和表面处理技术来实现有区别的外观质量的重要性在增加。具 体来说，消费者对于金属的优异质地的需求逐渐增加。为顺应这种需求，产品设计者积极尝 试来实现在产品外部上有着优异质地的成型金属制品。然而，成型的金属制品有着低形成灵活性和低设计灵活性的局限性。此外，成型的 金属制品具有这样的缺点，即，由于金属固有重量而难以实现轻质以及由于增加的原材料 成本而难以以低成本实现优异的金属质地。因此，提出以这样的产品来解决与成型金属制品的应用相关的问题，S卩，其中，对 树脂成型的制品执行诸如沉积的表面处理。这样的产品以低成本实现金属质地，但是却非 真正由金属制成。为此原因，这样的产品不能实现设计者和消费者所要求的优异质地，具体 来说，其缺点涉及不稳定的沉积工艺，因而存在与成型制品的粘合性和可靠性有关的问题。
发明内容
因此，本发明的一方面在于提供一种能够在注射制品的外部上实现优异质地的用 于插入注射成型的膜以及一种使用该膜的插入注射成型方法。本发明的另一方面在于提供一种能够避免在插入注射成型时弯曲变形的用于插 入注射成型的膜以及一种使用该膜的插入注射成型方法。本发明的另外方面将部分地在后面的描述中提出，部分地通过描述而显而易见， 或者通过本发明的实践而被知晓。根据本发明的一方面，一种用于插入注射成型的膜包括由金属制成的基膜；在 基膜一侧层压的第一树脂膜层；在基膜另一侧层压的第二树脂膜层。该膜还可以包括将基膜粘合到第一树脂膜层的第一粘合层；将基膜粘合到第二 树脂膜层的第二粘合层。用于插入注射成型的膜可以具有以基膜为中心的对称结构。该膜还可以包括布置在第一树脂膜层上的硬质涂层，从而防止对第一树脂膜层的 划痕和磨损。该膜还可以包括布置在第二树脂膜层下方的树脂粘合层，从而将膜粘合到注射树 月旨，其中，树脂粘合层由与硬质涂层的材料相同的材料制成。第一树脂膜层和第二树脂膜层可以由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)制成。该膜还可以包括布置在第一树脂膜层下方的印刷层。基膜可以由铝制成，第一树脂膜层和第二树脂膜层可以由PET制成，硬质涂层可 以由紫外(UV)固化树脂或热固性树脂制成，树脂粘合层可以由UV固化粘合剂或热固性粘合剂制成。根据本发明的另一方面，用于插入注射成型的膜包括由金属薄膜制成的基膜； 使用粘合剂层压的并由相同材料制成的第一树脂膜层和第二树脂膜层，使得第一树脂膜层 和第二树脂膜层在基膜的相对两侧彼此对称。用于插入注射成型的膜可以设置有通过UV固化或热固化涂层形成的硬质涂层作 为该膜的最上层，并且可以设置有UV固化树脂粘合层或热固性树脂粘合层作为该膜的最 下层而将该膜粘合到注射树脂。该膜还可以包括布置在第一树脂膜层下方的印刷层，使得印刷层与第一粘合层接 触。根据本发明的另一方面，一种插入注射成型方法包括以下步骤准备设置有第一 树脂模层和第二树脂膜层的用于插入注射成型的膜，其中，第一树脂膜层和第二树脂膜层 布置在由金属薄膜制成的基膜的相对两侧并由相同的材料制成；将膜放置到模具中、将注 射树脂注射到模具中并执行注射成型来获得形成为一体的注射制品。该方法还可以包括将用于插入注射成型的膜成型为期望的形状的步骤以及修剪 膜的多余区域的步骤。用于插入注射成型的膜的准备步骤可以包括通过UV固化或热固性涂覆形成硬 质涂层作为用于插入注射成型的膜的最上层；形成树脂粘合层作为用于插入注射成型的膜 的最下层而将用于插入注射成型的膜粘合到注射制品。可以执行注射成型使得用于插入注射成型的膜的侧壁端与注射的制品接触。
通过下面结合附图对实施例进行的描述，本发明的这些和/或其他方面将会变得 明显且更易于理解，附图中图1是示出根据本发明一个实施例的用于插入注射成型的膜的剖视图；图2是示出根据本发明另一实施例的用于插入注射成型的膜的剖视图；图3是示出用于插入注射成型的膜的制造方法的工艺示图；图4是示出用于插入注射成型的膜的制造方法的流程图；图5是示出根据本发明另一实施例的用于插入注射成型的膜的制造方法的流程 图；图6是示出使用根据本发明一个实施例的用于插入注射成型的膜的插入注射成 型方法的工艺示图；图7是示出通过根据本发明一个实施例的插入注射成型方法制造的成型制品的 一部分的剖视图。
具体实施例方式现在将详细参照本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号 始终表示相同的元件。图1是示出根据本发明实施例的用于插入注射成型的膜的剖视图。插入注射成型是这样的工艺，S卩，通过使设置有印刷层等的膜或片经真空成型(vacuum molding)而成型为三维形状、将多余的膜或片去除、将剩余的膜或片注射到注射 模具中并且使树脂注射成型到模具(mold)中作为基材来获得一体成型的制品的工艺。用于插入注射成型的膜被插入到注射模具中、与注射树脂一起注射成型，并且粘 合到注射的制品的外表面，从而将优异的质地提供给制品的表面。例如，在蜂窝电话和计算机等的壳上或者洗衣机和显示装置等的面板上设置膜， 从而以多种颜色和图案产生装饰效果。在该实施例中，如图1所示，用于插入注射成型的膜100包括按照由下至上顺序层 压的由金属制成的基膜110、第一粘合层120和第一树脂膜层130，以及从基膜110按照由 上之下顺序层压的第二粘合层150和第二树脂膜层160。也就是说，由相同材料制成的第一粘合层120和第二粘合层150以及第一树脂膜 层130和第二树脂膜层160分别设置在基膜110 (即金属薄膜)的两侧，以防止注射成型时 由热引起基膜110与树脂膜层130和160之间的收缩百分比之间的差异导致用于插入注射 成型的膜100弯曲。树脂膜层130和160用作支撑由金属薄膜制成的基膜110的材料，从而重现金属 的固有质地并形成图案。此外，在第一树脂膜层130(即，上树脂膜层)上层压用来防止划痕和磨损的硬质 涂层140，在第二树脂膜层160 (即，下树脂膜层)下方设置用来将膜100粘合到注射制品上 的树脂粘合层170。 树脂粘合层170可由与硬质涂层140的材料相同的材料制成。结果，用于插入注 射成型的膜100具有以基膜110( S卩，金属薄膜)为基准的对称结构，从而防止膜100变形。也就是说，在该实施例中，用于插入注射成型的膜100具有这样的结构，S卩，金属 薄膜(即，基膜110)设置在用于插入注射成型的膜100的中部，由相同材料制成的粘合层 120和150以及由相同材料制成的树脂膜层130和160层压在基膜110的相对两侧，由与最 上层(即，硬质涂层140)的材料相同的材料制成的树脂粘合层170被布置为最下层。基于 该结构，可以防止在注射成型时由金属和树脂之间的收缩率差异引起的用于插入注射成型 的膜100的弯曲变形。此外，在该实施例中，用于插入注射成型的膜100实现了这样的金属薄膜，S卩，使 天然材料的原始质地重现、使产品重量减轻并防止在沉积或油墨印刷过程中金属质地的劣 化，从而实现优异的质地。图2是示出根据本发明另一实施例的用于插入注射成型的膜的剖视图。下文中， 用相同的标号表示功能相同的元件。在该实施例中，用于插入注射成型的膜IOOa还可以包括印刷层180，多种形状、图 案和颜色实现在印刷层180中以呈现金属感。如图2所示，可以通过凹版印刷或丝网印刷在第一树脂层膜130下方设置印刷层 180。印刷层180可以受到硬质涂层140和第一树脂膜层130的保护，因而可以避免耐 沸水测试中的颜色变化或者由膜IOOa的磨损引起的变形。下文中，将描述根据本发明实施例的用于插入注射成型的膜的制造方法。图3和 图4分别是示出用于插入注射成型的膜的制造方法的工艺示图和流程图。图5是示出根据本发明另一实施例的用于插入注射成型的膜的制造方法的流程图。如图3和图4所示，在该实施例中，用于插入注射成型的膜的制造方法包括以下步骤在基膜110上涂覆第一粘合层(Si)；涂覆第一树脂膜层(S2)；硬化涂层(S3)；涂覆第二 粘合层(S4)；涂覆第二树脂膜层(S5)；涂敷粘合剂(S6)。基膜110可以是由选自于Ti、Al、Au、Ni、Cr和Cu中的金属制成的薄膜。基膜110可以具有取决于曲表面的半径值R的适当厚度，来防止用于插入注射成 型的膜100在使膜成型为接近适于插入注射成型件的三维形状的预成型工艺中与曲表面 分离。通过在基膜110上涂覆粘合剂来执行涂覆第一粘合层的工艺(Si)，以使基膜110 粘合到第一树脂膜层130。粘合剂可以选自于热反应粘合剂(诸如具有与合成树脂和金属优异的粘合强度 的热熔粘合剂)、合成树脂类粘合剂、丙烯酸树脂类粘合剂和橡胶类粘合剂以及快干粘合剂 的底胶。通过在第一粘合剂层120上涂覆第一树脂膜层130来执行涂覆第一树脂膜层的工 艺(S2)。第一树脂膜层130可以是由选自多种合成树脂的材料制成的膜，所述多种合成树 脂包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚氯乙烯(PVC)和聚氨基甲酸酯(PU) 及它们的混合物。具体来说，通常将具有优异的硬度和耐热性的PET膜用于第一树脂膜层 130。同时，可以将第一树脂膜层130用作用于印刷层180的形成的基底(base)。如图 2示出的设置有印刷层180的用于插入注射成型的膜IOOa的制造方法还可以包括用于在第 一树脂膜层130下方形成印刷层180的印刷工艺(图5中的S2')。通过诸如丝网印刷或凹版印刷的传统的印刷方法，印刷工艺(S2')使多种颜色 的设计形成在第一树脂膜层130下方。在硬化涂层的工艺(S3)中，将硬质涂料组合物涂覆在第一树脂膜层130上来形成 硬质涂层140，从而防止对第一树脂膜层130的划痕和磨损。组成硬质涂层140的硬质涂料组合物可以利用具有优异强度和可涂覆性的树脂， 并且可以是例如热固性树脂、热塑性树脂或紫外(UV)固化树脂。优选地，可以使用显示出 优异的焊接性和抗溶剂性并以简单的方式形成硬质涂层140的UV固化树脂。也就是说，将包括UV固化树脂、光引发剂和有机溶剂的硬质涂料组合物涂敷到第 一树脂膜层130上，然后通过紫外辐照将硬质涂料组合物固化，从而经由UV涂覆形成硬质 涂层140。涂覆第二粘合层的工艺(S4)旨在将基膜110粘合到第二树脂膜层160，并且通过 在基膜110下方涂覆用于第一粘合层120的成形的粘合剂来执行涂覆第二粘合层的工艺 (S4)。除了将第二粘合层应用到基膜110下方之外，涂覆第二粘合层的工艺(S4)与涂覆第 一粘合层的工艺(Si)相同。通过使用与第一树脂膜层130的涂敷中相同的材料将第二树脂膜层涂覆到第二 粘合层150下方来执行涂覆第二树脂膜层的涂覆工艺(S5)，并且涂覆第二树脂膜层的工艺 与涂覆第一树脂膜层的工艺(S2)相同。在涂覆粘合剂的工艺(S6)中，将粘合剂涂敷到第二树脂膜层160下方来形成树脂粘合层170，以提高用于插入注射成型的膜100与注射成型制品之间的粘合力。可以用于树脂粘合层170的成形的粘合剂的示例包括热塑性合成树脂类粘合剂、 热固性丙烯酸树脂类粘合剂和UV固化粘合剂。此外，组成树脂粘合层170的粘合剂可以由与硬质涂层140的组分相同的组分制 成。也就是说，当用于插入注射成型的膜100的硬质涂层140由UV固化粘合剂制成时，可 以使用UV固化粘合剂作为粘合剂来形成树脂粘合层170。在一个实施例中，将UV固化丙烯酸粘合剂用作粘合剂，该UV固化丙烯酸粘合剂 通过自由基聚合实现粘合。利用高纯环氧丙烯酸酯作为反应低聚物的底胶由安息香醚 (benzoinether)辅助(supplement)作为光聚合引发剂，并且底胶具有93%的透明度，应用 所述底胶并且通过经由200至400nm附近紫外线波长辐射的光聚合来固化。下文中，将描述根据本发明实施例的使用用于插入注射成型的膜的插入注射方 法。图6是示出使用根据本发明一个实施例的用于插入注射成型的膜的插入注射方 法的工艺示图。如图6所示，在该实施例中，插入注射方法包括以下步骤准备用于插入注射成型 的膜100(a)、使用于插入注射成型的膜100成形(b)、修剪膜100的边缘(c)、将膜100插入 到模具中并将注射树脂注射到所得模具中(d)，以执行注射成型。根据如在图3中示出的用于插入注射成型的膜的制造方法，通过准备具有在基膜 110(即，金属薄膜)的相对两侧对称的结构的用于插入注射成型的膜100来执行用于插入 注射成型的膜的准备(a)步骤。在这种情况下，可以在形成注射制品的曲表面时根据角度的半径值R来适当地确 定基膜110和用于插入注射成型的膜100的厚度，从而防止将膜100成型为三维形状的成 形(b)工艺中的延长率的差异引起基膜110断裂。在该实施例中，在基膜110是铝金属薄膜的情况下，基膜110的厚度是40μπι或 小于 40ym(R 彡 2. 5mm)、30μπι 或小于 30μπι(2· 5 < R < 4mm)，20 μ m 或小于 20μπι(4 彡 R < 5mm)以及 10 μ m 或小于 10 μ m(R 彡 5mm)。此外，用于插入注射成型的膜100具有取决于产品尺寸的适合的厚度。更具体地 讲，当将膜应用于小型移动产品时，膜具有大约150 μ m或小于150 μ m的厚度，当将膜应用 于中/大型产品时，膜具有大约120 μ m或大于120 μ m的厚度。在成形(b)工艺中，通过诸如压制成型或真空成形的热成形来形成膜100，从而提 供用于插入注射成型的膜100所需的三维(3D)形状。当使用压制模具或真空时，可以提供额外的加热器来将用于插入注射成型的膜 100加热到适应于基膜110的厚度的温度。在该实施例中，在基膜110是铝薄膜的情况下，当基膜110具有40 μ m或小于 40 μ m的厚度时，则在120°C或低于120°C时使膜100成形；当基膜110具有30 μ m或小于 30 μ m的厚度时，则在100°C至130°C时使膜100成形；当基膜110具有20 μ m或小于20 μ m 的厚度时，则在90°C至110°C时使膜100成形；当基膜110具有10 μ m或小于10 μ m的厚度 时，则在70°C至100°C时使膜100成型。在修剪(c)工艺中，通过压制工艺或激光工艺将通过成形工艺预成型的用于插入注射成型的膜100的多余边缘101去除。在注射成型(d)工艺中，将由此获得的用于插入注射成型的膜100放到注射模具 10中，并且将注射树脂注射到模具10中来获得成型制品，在成型的制品中膜100和注射制 品成为一体。如图7所示，可以制造注射模具而使膜100的侧壁端103与注射制品接触，从而防 止在用于插入注射成型的膜100的插入注射成型之后注射制品20和膜100之间的粘合强 度劣化所引起的膜的脱落。在这种情况下，当注射制品20的底部21和用于插入注射成型的膜100之间的高 度(h)大时，会发生产品外观质量的劣化。为此原因，可以将高度(h)适当地确定在Imm之 内或更小的厚度之内。如前所显而易见的，根据示例性实施例的用于插入注射成型的膜利用天然金属薄 膜因而重现金属的原始质地，从而获得了具有优异外观的成型的制品并以低成本实现了轻
质广品。此外，根据示例性实施例的用于插入注射成型的膜具有以金属薄膜为基准的在相 对两侧对称的结构，从而使在插入注射成型时膜的弯曲变形最小化。此外，根据示例性实施例的使用用于插入注射成型的膜的插入注射成型方法通过 成形、修剪和插入注射成型的一系列步骤获得成型制品，从而因模具成本降低而提高了生
产效率。虽然示出并描述了本发明的一些实施例，但是本领域的技术人员应该知晓，在不 脱离本发明的原理和精神的情况下，可以对这些实施例作出改变，本发明的范围由权利要 求及其等同物来限定。
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权利要求
一种用于插入注射成型的膜，所述膜包括由金属制成的基膜；在基膜一侧层压的第一树脂膜层；在基膜另一侧层压的第二树脂膜层。
2.如权利要求1所述的膜，其中，所述膜还包括 将基膜粘合到第一树脂膜层的第一粘合层；将基膜粘合到第二树脂膜层的第二粘合层。
3.如权利要求2所述的膜，其中，所述用于插入注射成型的膜具有以基膜为中心的对 称结构。
4.如权利要求3所述的膜，其中，所述膜还包括布置在第一树脂膜层上的硬质涂层，从 而防止对第一树脂膜层的划痕和磨损。
5.如权利要求4所述的膜，其中，所述膜还包括布置在第二树脂膜层下方的树脂粘合 层，从而将所述膜粘合到注射树脂，其中，树脂粘合层由与硬质涂层的材料相同的材料制 成。
6.如权利要求3所述的膜，其中，所述第一树脂膜层和第二树脂膜层由聚对苯二甲酸 乙二酯制成。
7.如权利要求5所述的膜，其中，所述膜还包括布置在第一树脂膜层下方的印刷层。
8.如权利要求5所述的膜，其中，所述基膜由铝制成，所述第一树脂膜层和第二树脂膜 层由聚对苯二甲酸乙二酯制成，所述硬质涂层可以由紫外固化树脂或热固性树脂制成，所 述树脂粘合层由紫外固化粘合剂或热固性粘合剂制成。
9.一种用于插入注射成型的膜，所述膜包括 由金属薄膜制成的基膜；使用粘合剂层压的并由相同材料制成的第一树脂膜层和第二树脂膜层，使得第一树脂 膜层和第二树脂膜层在基膜的相对两侧彼此对称。
10.如权利要求9所述的膜，其中，所述用于插入注射成型的膜设置有通过紫外固化或 热固化涂层形成的硬质涂层作为该膜的最上层，并且设置有紫外固化树脂粘合层或热固性 树脂粘合层作为该膜的最下层而将该膜粘合到注射树脂。
11.如权利要求10所述的膜，其中，所述膜还包括布置在第一树脂膜层下方的印刷层， 使得印刷层与第一粘合层接触。
12.—种插入注射成型方法，所述方法包括以下步骤准备设置有第一树脂模层和第二树脂膜层的用于插入注射成型的膜，其中，第一树脂 膜层和第二树脂膜层布置在由金属薄膜制成的基膜的相对两侧并由相同的材料制成；将膜放置到模具中、将注射树脂注射到模具中并执行注射成型来获得成为一体的注射 制品。
13.如权利要求12所述的方法，所述方法还包括将用于插入注射成型的膜成型为期望 的形状的步骤以及修剪膜的多余区域的步骤。
14.如权利要求11所述的方法，其中，准备用于插入注射成型的膜的步骤包括 通过UV固化或热固化涂层形成硬质涂层作为用于插入注射成型的膜的最上层； 形成树脂粘合层作为用于插入注射成型的膜的最下层而将用于插入注射成型的膜粘合到注射制品。
15.如权利要求12所述的方法，其中，执行注射成型使得用于插入注射成型的膜的侧 壁端与注射制品接触。
全文摘要
在此公开了一种用于插入注射成型的膜以及使用该膜的插入注射成型方法。该膜具有这样的结构，即，其中第一树脂膜层和第二树脂膜层在由金属薄膜制成的基膜的相对两侧上彼此对称，从而实现优异的外观和可靠性。
文档编号B32B15/09GK101885252SQ2010101749
公开日2010年11月17日 申请日期2010年5月7日 优先权日2009年5月15日
发明者任基烈, 李根豪, 裴娥贤, 辛龙承, 金瑛民 申请人:三星电子株式会社