專利名稱：用于通過注射模制生產(chǎn)塑料制品的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種通過注射模制工藝用于生產(chǎn)一種塑料制品的方法，并且更正確地講，涉及這樣一種用于生產(chǎn)在其表面具有涂層的塑料制品的注射模制工藝。
背景技術(shù)：
日本專利公開No.3264776公開了一種用于生產(chǎn)有表面涂層的模制制品的方法，其中使用熱塑彈性體塑料的模制工藝與涂敷工藝聯(lián)在一起執(zhí)行。根據(jù)這種傳統(tǒng)技術(shù)，一個(gè)具有表面涂層的模制產(chǎn)品可以通過將涂料施加在預(yù)先施加有脫模劑的注射模制模具的裝飾表面上，在施加涂敷材料之后，在10分鐘內(nèi)最好是5分鐘內(nèi)注射熱塑彈性體塑料進(jìn)入模具而獲得。被注射的塑料材料是烯烴基或苯乙烯基彈性體，并且基于使用根據(jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS-K5400的FORD CUP No4的粘度測量方法，涂敷材料有10至30秒的下降時(shí)間。
上述日本專利所公開的工藝旨在使用一種具有特定粘度范圍的涂料以防止涂料薄膜被注射的塑料材料流擾亂。專利發(fā)明人指出，將施加涂敷材料和注射塑料材料之間的時(shí)間設(shè)置為大約一分鐘時(shí)，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)中能夠獲得希望的結(jié)果?？墒牵鶕?jù)日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JIS-K7203，能夠在這種傳統(tǒng)方法中使用的塑料材料限于一種具有小于500kg/cm2折彎彈性模量的特定的類型，特別是烯烴基熱塑彈性體或苯乙烯基熱塑彈性體。此外，這種工藝對于在壓模的裝飾表面上施加脫模劑是非常需要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料制品且具有表面涂敷的方法，與傳統(tǒng)方法相比能夠消除或顯著地降低對塑料材料的限制，因此可以消除在模具表面上使用脫模劑(release agent)的需要，顯著地減少模制時(shí)間。
為了實(shí)現(xiàn)上述和其它的目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料制品的方法。根據(jù)本發(fā)明的方法，包括的步驟有提供一個(gè)用于模制塑料材料的模制壓模裝置，包括一個(gè)第一壓模和一個(gè)第二壓模，每個(gè)壓模具有模制表面，所述第一和第二適于匹配接合在一起而一模腔通過各自模制表面形成在所述第一和第二壓模之間，所述第一壓?？稍谕糠笳竞偷谝粔耗１粠肱c所述第二壓模進(jìn)行所述匹配接合的模制站之間移動(dòng)；加熱模制壓模裝置的第一壓模至至少50℃的溫度，將所述活動(dòng)壓模防止在所述涂敷站，并將液體涂敷材料施加在所述活動(dòng)壓模的所述模制表面上；移動(dòng)所述活動(dòng)壓模至至少保持在50℃的干燥室以使施加在所述第一壓模的所述模制表面的涂敷材料部分地干燥，然后移動(dòng)至所述模制站；將所述第一壓模與所述壓模裝置的第二壓模進(jìn)行所述匹配接合從而形成所述模腔；然后注射熔化的塑料進(jìn)入所述的模腔用于形成其上具有所述涂敷材料的涂層的模制產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定方面，通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料制品的方法包括提供一個(gè)用于模制塑料材料的模制壓模裝置，包括一個(gè)第一壓模和一個(gè)第二壓模，每個(gè)壓模具有模制表面，所述第一和第二壓模配合在一起從而一模腔通過各自模制表面形成在所述第一和第二壓模之間，所述第一壓模可在涂敷站和第一壓模被帶入與所述第二壓模進(jìn)行所述匹配接合的模制站之間移動(dòng)；在50至70℃的溫度下加熱模制壓模裝置的第一壓模，放置所述第一壓模在涂敷站并將丙烯酸清漆涂敷材料施加在所述第一壓模的所述模制表面上；將所述活動(dòng)壓模傳送至溫度保持在50到60℃的干燥室，并在所述干燥室中保持所述活動(dòng)壓模30至90秒以使施加在第一壓模的所述模制表面上的所述涂層部分地干燥；將所述第一壓模傳送至所述模制站并將第一壓模與所述模制壓模裝置的所述第二壓模相匹配接合以在所述第一和第二壓模各自的模制表面之間形成一模腔；然后注射熔化的塑料材料進(jìn)入所述的模腔用于形成在其表面具有丙烯酸清漆涂層的模制產(chǎn)品。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特定方面，通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料制品的方法包括；提供一個(gè)用于模制塑料材料的模制壓模裝置，包括一個(gè)第一壓模和一個(gè)第二壓模，每個(gè)壓模具有模制表面，所述第一和第二壓模適于匹配接合在一起從而一模腔通過各自模制表面形成在所述第一和第二壓模之間，所述第一壓?？稍谕糠笳竞偷谝粔耗１粠肱c所述第二壓模進(jìn)行所述匹配接合的模制站之間移動(dòng)；在溫度60至95℃的溫度下加熱模制壓模裝置的第一壓模，放置所述第一壓模在所述涂敷站并將液體氨基甲酸乙酯基或環(huán)氧基涂敷材料施加在所述第一壓模的所述模制表面上；將所述第一壓模傳送至溫度保持在80到90℃的干燥室，并在所述干燥室中保持所述第一壓模6至30秒以使所述施加在所述第一壓模的所述模制表面上的涂層部分地干燥；將所述第一壓模傳送至所述模制站并將第一壓模與所述模制壓模裝置的所述第二壓模相配合以在所述第一和第二壓模各自的模制表面之間形成一模腔；然后注射熔化的塑料材料進(jìn)入所述的模腔用于形成在其表面具有所述涂敷材料的涂層的模制產(chǎn)品。
在本發(fā)明的方法中，涂敷材料可以以6到20微米的薄膜厚度施加。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，加熱步驟可以在模制站中進(jìn)行，第一壓?？梢匀魏晤A(yù)先設(shè)定的時(shí)間保持在干燥室中以使施加到第一壓模的模制表面上的涂敷材料被部分地干燥。第一壓?？梢砸源怪狈较蛞苿?dòng)用于將第一壓模與第二壓模匹配接合。
根據(jù)本發(fā)明，在液體涂敷材料被施加到第一壓模的模制表面上以及第一壓模被傳送到溫度保持在50℃或更高的干燥室中以使施加在模制表面上的涂敷材料部分干燥之后注射塑料材料。因此，不論所使用的涂敷材料的類型如何，在注射的模制塑料和涂料之間的粘著力可以被充分地保持而沒有任何施加的涂敷材料的涂層被注射的塑料流擾亂的危險(xiǎn)。此外，在施加涂敷材料的過程中活動(dòng)壓模的溫度，干燥室的溫度，以及干燥時(shí)間可以依據(jù)涂敷材料的類型適當(dāng)?shù)卮_定以形成充分的涂層或薄膜，而無論所使用的涂敷材料和塑料的類型如何。特別地，如果涂敷材料是丙烯酸清漆涂料，它可以施加到被加熱到50至70℃溫度下的第一壓模上，并且在溫度保持在50至60℃的干燥室中保持30至90秒進(jìn)行干燥，以獲得滿意的結(jié)果。在涂敷材料是氨基甲酸乙酯基或環(huán)氧基材料的情況下，它可以被施加到被加熱到溫度60至90℃的第一壓模上，并且在溫度保持在80至90℃的干燥室中保持6至30秒進(jìn)行干燥，以獲得滿意的結(jié)果。


本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例參照附圖描述如下，在附圖中圖1是圖示了在根據(jù)本發(fā)明的塑料材料注射模制方法中使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)和布局的平面視圖；圖2是圖1中所示設(shè)備的側(cè)視圖；圖3是圖示了與圖1中所示設(shè)備相結(jié)合的干燥室和涂敷站的頂視平面圖；圖4是圖3中所示設(shè)備的側(cè)視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和圖2，一個(gè)塑料材料產(chǎn)品的注射模制設(shè)備1包括一個(gè)壓模裝置3，它包括一個(gè)固定于固定板2固定的的固定或上壓模3a以及一個(gè)與活動(dòng)板4活動(dòng)相連接的活動(dòng)或下壓模3b。壓模裝置3被設(shè)計(jì)成當(dāng)它們靠合或配合在一起時(shí)可在固定壓模3a與活動(dòng)壓模3b之間形成一模腔5。為了這個(gè)目的，如同以前技術(shù)，兩個(gè)壓模3a和3b都分別具有模制表面以在兩模制表面之間形成模腔5。
支持固定壓模3a的固定板2設(shè)置有一個(gè)注射圓筒體6，用于注射熔化狀態(tài)的模制塑料材料通過固定壓模3a進(jìn)入模腔5。攜帶活動(dòng)壓模3b的活動(dòng)板4由具有在垂直方向上可伸縮運(yùn)動(dòng)元件的壓模驅(qū)動(dòng)缸7所支撐。壓模驅(qū)動(dòng)缸7如后面所述也可以水平移動(dòng)。
如圖1所示，熱水供水單元8被設(shè)置在壓模裝置3的側(cè)面。熱水供水單元8包括水加熱設(shè)備8a例如熱水器，和一個(gè)與加熱設(shè)備8a流體連通的溫控設(shè)備8b。溫控設(shè)備8b用以將適量的冷水與從加熱設(shè)備8a來的熱水相混合以調(diào)整熱水的溫度至給定的數(shù)值并且在需要時(shí)僅通過水出口供水冷水。
溫控設(shè)備8b的水出口與供水軟管8c的端部之一流體連通。供水軟管8c的另一端與形成在活動(dòng)壓模3b中的水套(未示出)供水口流體連通。繞活動(dòng)壓模3b的水套循環(huán)的水流入水套的一個(gè)出口。水套的出口與一個(gè)返回軟管8b的端部之一流體連通。返回軟管8b的另一端與溫控設(shè)備8b的水返回口流體連通。
如圖3所示和圖4所示，一個(gè)干燥室9提供在沿注射模制設(shè)備1的側(cè)面，并且一個(gè)涂敷站10提供在沿干燥室9的側(cè)面。支撐活動(dòng)壓模3a和活動(dòng)板4的壓模驅(qū)動(dòng)缸7定位成使得它可以通過干燥室9往復(fù)地移向涂敷站10和從涂敷站10移回。在溫控設(shè)備8b和活動(dòng)壓模3b之間的每個(gè)軟管8c，8b具有的長度足以允許活動(dòng)壓模3b的橫向運(yùn)動(dòng)。而且，提供一定適合數(shù)量的導(dǎo)輥11和導(dǎo)向滑輪12用于導(dǎo)引軟管8c，8b。導(dǎo)向滑輪12通過適合的偏壓裝置向圖1和圖3中的右側(cè)偏壓以防止軟管8c，8b在圖1所示的狀態(tài)下出現(xiàn)松弛。涂敷站10設(shè)置有一個(gè)向外張開的涂料噴嘴10a。在將涂料在涂敷站中施加于活動(dòng)壓模3b的過程中，注射口(injection gate)和除活動(dòng)壓模3b的模制表面之外的其它部分用任何適合的裝置，例如夾具或類似物遮蓋起來。建議采用此種遮蓋以防止施加在注射口部分以及此種其它部分的涂料在后續(xù)注射過程中被允許流入模腔和略化模制產(chǎn)品的外觀。
在注射模制操作中，調(diào)整在給定的溫度50度或以上的熱水從熱水供給單元8的溫控設(shè)備8b供給到活動(dòng)壓模3b的水套以將活動(dòng)壓模3b加熱到給定的溫度?；顒?dòng)壓模的溫度被設(shè)定50C°至70C°的范圍內(nèi)，如果涂敷材料是丙烯酸清漆涂料，或被設(shè)定在65C°至90C°的范圍內(nèi)，如果涂敷材料是氨基甲酸乙酯或環(huán)氧樹脂基涂料。以這種方式加熱的活動(dòng)壓模被放置在涂敷站10，并且涂敷材料從涂敷材料噴嘴10a噴射到活動(dòng)壓模3b的模制表面13上以在模制表面13上形成一層涂敷材料的薄膜。優(yōu)選地，薄膜的厚度是6至20微米。
然后，活動(dòng)壓模3b通過干燥室9。干燥室9的溫度被控制在50C°至60C°的范圍內(nèi)如果涂敷材料是丙烯酸清漆涂料，或被控制在80C°至90C°的范圍內(nèi)如果涂敷材料是氨基甲酸乙酯或環(huán)氧樹脂基涂料。在這個(gè)過程中，活動(dòng)壓模3b被放置在干燥室9中一給定的時(shí)間，這段時(shí)間被設(shè)定為30秒至90秒的范圍內(nèi)，如果涂敷材料是丙烯酸清漆涂料，或被設(shè)定為6至30秒的范圍內(nèi)，如果涂敷材料是氨基的范圍內(nèi)或環(huán)氧樹脂基涂料。
隨后，活動(dòng)壓模3b被傳送到模制站，在那里活動(dòng)壓模3b被放置在固定壓模3a的下面。然后，通過壓模驅(qū)動(dòng)缸7使活動(dòng)壓模3b向上移動(dòng)，并且連接到固定壓模3a以形成模腔5。熔化狀態(tài)的塑料從注射圓筒體6注射進(jìn)入膜腔5以模制塑料材料產(chǎn)品。塑料材料并不限定于特定的一種，而是可以使用任何適合的可注射模制的塑料材料，例如ABS樹脂，聚苯乙烯樹脂，聚碳酸酯樹脂或聚丙烯樹脂。在模制結(jié)束時(shí)，冷水從溫控裝置8b提供至活動(dòng)壓模3b的水套以冷卻活動(dòng)壓模3b和固定壓模3a。在模制壓模裝置3冷卻至給定溫度后，活動(dòng)壓模3b被向下移動(dòng)用于打開模制壓模裝置3，并且模制產(chǎn)品13被拿出。
制備具有如圖1至圖4所示結(jié)構(gòu)和布局的設(shè)備，并在下述條件進(jìn)行在活動(dòng)壓模的模制表面上噴涂涂敷材料、干燥涂敷材料以及注射塑料材料以模制產(chǎn)品的過程。
活動(dòng)壓模的溫度50C°至55C°(板型)涂敷材料PLANET SV(來自于Origin Electric有限公司的丙烯酸清漆涂料)涂敷材料的膜厚度7微米干燥室的溫度55C°干燥時(shí)間60秒注射用塑料材料ABS樹脂在上述條件下注射模制的產(chǎn)品被檢測。其結(jié)果是，涂敷薄膜均勻形成在產(chǎn)品的表面上，并且涂敷薄膜和塑料材料之間的粘著力是在可接受的水平內(nèi)。特別地，根據(jù)JIS K 5400，按通常的涂層測試程序進(jìn)行橫切試驗(yàn)，在產(chǎn)品中的粘著力的程度確定為正常。另外產(chǎn)品有很好的外觀。在這個(gè)例子中，涂敷薄膜充分地成形而沒有使用任何脫模劑。
比較實(shí)例1一個(gè)塑料材料產(chǎn)品在與例1中除省略干燥步驟以外的相同條件下被注射模制。涂敷薄膜因注射的塑料材料流而被紊亂，并且產(chǎn)品上涂敷薄膜的均勻度不在可接受的水平。
比較實(shí)例2一個(gè)塑料材料產(chǎn)品在與例1中相同條件下進(jìn)行注射模制，例外的是省略了干燥步驟以及在涂敷材料自然干燥至涂敷薄膜中沒有發(fā)現(xiàn)紊亂的程度之后進(jìn)行塑料材料注射?？傮w模制時(shí)間或處理時(shí)間比例1中所用時(shí)間長大約60秒。
比較實(shí)例3一個(gè)塑料材料產(chǎn)品在與例1中的相同條件下被注射模制，例外的是活動(dòng)壓模的設(shè)定溫度在30C°至40C°的范圍、省略了干燥過程、以及在施加涂敷材料和注射塑料材料之間的時(shí)間間隔設(shè)定為3分鐘。產(chǎn)品上的涂敷薄膜的均勻度是在不可接受的水平。
本發(fā)明已經(jīng)通過特定的實(shí)施例和例子進(jìn)行了展示和描述，可是，本發(fā)明并不受實(shí)施例和例子示出細(xì)節(jié)的限制，而是在不背離所屬權(quán)利要求及同等權(quán)利要求范圍的條件下可以做出改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的方法，此方法包括提供一個(gè)用于模制塑料材料的模制壓模裝置，包括一個(gè)第一壓模和一個(gè)第二壓模，各壓模具有一模制表面，所述第一和第二壓模適于匹配接合在一起，從而通過各自的成形表面在所述第一和所述第二壓模之間形成一模腔，所述第一壓模可在第一壓模與所述第二壓模予以匹配接合的模制站和涂敷站之間移動(dòng)；將所述模制壓模裝置的所述第一壓模加熱至至少50℃的溫度，將所述活動(dòng)壓模置放于所述涂敷站，并將液體涂敷材料施加到所述活動(dòng)壓模的所述模制表面上；將所述活動(dòng)壓模移至溫度保持在至少50℃的干燥室中以使施加到所述第一壓模的所述模制表面上的涂敷材料部分干燥，并然后移至所述模制站；將第一壓模與所述壓模裝置的所述第二壓模匹配接合以形成所述模腔；以及注射熔化的塑料進(jìn)入所述模腔以形成其上具有所述涂敷材料的涂層的模制產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中加熱步驟在所述模制站中進(jìn)行。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一壓模被保持在所述干燥室中一預(yù)定時(shí)間使得施加在第一壓模的所述模制表面上的涂敷材料部分干燥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一壓?？稍诖怪狈较蛏弦苿?dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述液體涂敷材料被施加到所述第一壓模的所述模制表面上以形成大約6至大約20微米的涂層。
6.一種通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的方法，此方法包括提供一個(gè)用于模制塑料材料的模制壓模裝置，包括一個(gè)第一壓模和一個(gè)第二壓模，各壓模具有一模制表面，所述第一和第二壓模適于匹配接合從而通過各自的模制表面在所述第一和所述第二壓模之間形成一模腔，所述第一壓?？稍诘谝粔耗Ｅc所述第二壓模進(jìn)行匹配接合的模制站和涂敷站之間移動(dòng)；將所述模制壓模裝置的所述第一壓模加熱至50℃至70℃的溫度，將所述第一壓模放置在所述涂敷站，并將液體丙烯酸清漆涂敷材料施加到所述第一壓模的所述模制表面上；將所述活動(dòng)壓模傳送至溫度保持在50℃至60℃的干燥室，并在所述干燥室中保持活動(dòng)壓模30秒至90秒以使施加到第一模制壓模的所述模制表面上的所述涂層部分干燥；將所述第一壓模傳送至所述模制站并且將所述第一壓模與所述壓模裝置的第二壓模匹配接合以在所述第一和第二壓模的各自模制表面之間形成一個(gè)模腔；以及將熔化的塑料材料注入所述模腔以形成在其表面上具有丙烯酸清漆涂層的模制產(chǎn)品。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中所述液體涂敷材料被施加到所述第一壓模的所述模制表面上以形成一大約6至大約20微米的涂層。
8.一種通過注射模制工藝生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的方法，此方法包括提供一個(gè)用于模制塑料材料的模制壓模裝置，包括一個(gè)第一壓模和一個(gè)第二壓模，每個(gè)壓模具有模制表面，所述第一和第二壓模適于匹配接合從而通過各自的模制表面在所述第一壓模和所述第二壓模之間形成一模腔，所述第一壓?？稍诘谝粔耗Ｅc所述第二壓模進(jìn)行所述匹配接合的模制站和涂敷站之間移動(dòng)；將所述模制壓模裝置的所述第一壓模至60℃至90℃的溫度，將所述第一壓模放置在所述涂敷站并將液體氨基甲酸乙酯基或環(huán)氧基涂敷材料施加到所述第一壓模的所述模制表面上；將所述第一壓模傳送至溫度保持在80℃至90℃的干燥室，并在所述干燥室中保持第一壓模6秒至30秒以使施加到所述第一壓模的所述模制表面上的所述涂層部分干燥；將所述第一壓模傳送至所述模制站并且將所述第一壓模與所述模制裝置的第二壓模匹配接合以在所述第一和第二壓模的各自模制表面之間形成一個(gè)模腔；注射熔化的塑料材料進(jìn)入所述模腔以形成其表面上具有所述涂敷材料的涂層的模制產(chǎn)品。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述液體涂敷材料被施加到所述第一壓模的所述模制表面上以形成一大約6至大約20微米的涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過注射模制工藝用于生產(chǎn)塑料產(chǎn)品的方法。塑料材料壓模裝置中的一個(gè)活動(dòng)壓模被加熱到50到70℃，或60至95℃，并放置在涂敷站施加液體丙烯酸清漆涂料或氨基甲酸乙酯或環(huán)氧樹脂基涂料在活動(dòng)壓模的模制表面上。然后，活動(dòng)壓模被移動(dòng)進(jìn)入一個(gè)溫度保持在50至60℃，或80至90℃的干燥室，并且被放置在干燥室中30至90秒，或6至30秒以使應(yīng)用在模制表面上的涂料半干燥。隨后，活動(dòng)壓模連接到一壓模裝置的固定壓模用于形成模腔。然后，熔化的塑料材料被注射進(jìn)入模腔以產(chǎn)生具有涂料涂敷薄膜的注塑成形產(chǎn)品。
文檔編號B29C45/73GK1590068SQ20041000787
公開日2005年3月9日 申請日期2004年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月2日
發(fā)明者廣田嘉七 申請人:協(xié)和電機(jī)化學(xué)株式會(huì)社