专利名称：用于同时装饰和注塑的片材和经装饰的树脂模塑体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在注塑工艺期间同时装饰模塑制品的片材(以下该片材可称作“用于同时装饰和注塑的装饰片材”)，还涉及经装饰的树脂模塑制品。更具体地，本发明涉及适用于通过同时装饰和注塑而形成经装饰的树脂模塑制品的层压型(laminate-type)装饰片材，还涉及使用所述装饰片材制成的经装饰的树脂模塑制品。
背景技术：
常规上，同时装饰和注塑经常用于装饰具有复杂形状表面(例如三维弯曲表面)的树脂模塑体(参见，例如，专利文献1和2)。同时装饰和注塑是在注塑过程中将放置在模具中的装饰片材与注射至模具空腔中的熔融树脂结合的方法，由此装饰树脂模塑体的表面。通常，根据将与树脂模塑体结合的装饰片材的结构，同时装饰和注塑方法大体分为层压装饰方法和转移装饰方法。
在层压装饰方法中，将包括基膜(base film)和设置在其上的装饰层的整个装饰片材层压在树脂模塑体表面上，使得所述装饰片材与模塑体结合。所使用的装饰片材是装饰性层压片材。
下面参考图2和3对层压型同时装饰和注塑方法的实例进行描述。图2和3是说明图，显示同时装饰和注塑方法的模塑步骤的实例。同时装饰和注塑装置60包括阴模70和阳模80，阳模80相对于阴模70横向布置从而面对阴模70。阴模70具有呈一定形状的空腔72，所述形状相应于将形成的模塑体的轮廓，且阴模70还包括抽气孔(suction hole)74，该孔延伸贯穿模具70且对空腔72开口。借助于由例如流体压力缸形成的往复装置75，阴模70被设置成在朝着和远离阳模80的方向上往复运动。阳模80具有插入空腔72的模芯段(core section)82，模芯段内包括浇口(gate)84，用于将熔融树脂注入空腔中。如果需要，在阴模70和阳模80之间设置可往复运动的加热板90。
为了借助装置60同时进行装饰和注塑，首先，在阴模70上设置装饰片材100，使其面对阳模，并且如果需要，在合适的温度下通过加热板90加热和软化装饰片材100。接着，将装饰片材100夹在阴模70和加热板90之间，从而关闭空腔72的开口。通过设置在阴模70中的抽气孔74对这样关闭的空腔抽真空，并且如果需要，通过设置在加热板90中的通风口向片材提供压缩空气。通常将所述两个模具加热至约30至约50℃。
如图3所示，通过该方法，沿空腔72的内壁拉伸装饰片材100，从而使其紧密接触。该方法通常称作“预成型”，其中通常将软化的片材拉伸高达约200％。接着，移开加热板90，并且如图3所示，朝向阳模80移动阴模70，使得所述模具结合在一起，然后夹紧模具。之后，通过设置在阳膜80中的浇口84，将流化的树脂模塑体材料P注射到在阴模70和阳模80之间形成的空腔中，直至所述材料填满空腔，并且由此进行注塑。
通过该方法，使放置在阴模70中的装饰片材100与如此注入的树脂连接并结合。在注塑完成后，将模具彼此分离，从模具上取下外表面覆有装饰片材100的模塑体。如此完成层压型装饰。
在上述同时装饰和注塑方法中，为成型良好的模塑制品，重要要求是，在预成型或注射熔融树脂过程中，能够沿空腔72的内壁拉伸装饰片材100从而使它们紧密接触(即，片材的可模塑性)，且所述装饰片材不会在拉伸作用下变形至超过使片材适合模具形状所需的程度，所述变形可能例如由真空/压力作用或者由于熔融树脂的压力或剪切应力导致的张力而引起。这些要求对于借助具有大深度的模具进行模塑是非常重要的，因为要对装饰片材进行深度拉伸。
对于深度拉伸模塑(即，装饰片材的拉伸百分比高的情况)，通常，需要对这种树脂注塑制品进行装饰，从而获得相应于装饰片材的约200至约400％的拉伸百分比的拉伸形状。为了满足这种要求，例如，建议了一种装饰片材，该片材由具有屈服点和在屈服点之后接收一定或更高水平的应力的材料形成(参见专利文献3的权利要求书)，还建议了由两层或多层层压膜形成的模塑用装饰片材，所述片材在片材和将被模塑的树脂之间的界面处显示一定或更高水平的剥离强度，其中在粘结在树脂上的膜上设置透明的丙烯酸(酯)类膜(acrylic film)，在丙烯酸(酯)类膜和粘结在树脂上的膜之间形成图案(参见专利文献4的权利要求书)。为了充分符合模塑制品的不规则表面形状，上述模塑用装饰片材在100-120℃的温度范围内显示约150-200％或更大，或最大约400％的断裂伸长率(拉伸百分比)，在预成型或注塑过程中装饰片材被加热至上述温度范围。
通常，将面积超过模塑制品的表面积的层压型装饰片材粘结在模塑制品上。因此，必须对装饰片材进行称作“修剪”的步骤，从而切割或除去沿模塑制品的外围产生的多余部分。这样的修剪在约0至约40℃下(通常在室温下(约25℃))进行。专利文献3或4中公开的上述装饰片材在100-120℃下测量时显示约150至约200％或更大的断裂伸长率(拉伸百分比)，在室温下测量时通常显示高至20％或更大的断裂伸长率(拉伸百分比)。当使用在室温下测量时显示高至20％或更大的断裂伸长率(拉伸百分比)的这种装饰片材时，所述装饰片材造成在修剪过程中不能成功切割沿模塑制品外围产生的装饰片材的多余部分的问题，这样装饰片材的多余部分仍然残留在模塑制品上，或者所述装饰片材在模塑制品的端部脱落。
同时，当使用在100-120℃下测量时显示低断裂伸长率的装饰片材时，容易修剪所述片材，因为所述片材通常在室温下测量时显示低断裂伸长率。但是，当使用这种装饰片材进行深度拉伸模塑时，该片材无法充分符合模塑制品的表面不规则性(surface irregularity)，且有时，片材在印刷过程中断裂。
专利文献1日本专利公开(kokoku)No.S50-19132专利文献2日本专利公开(kokoku)No.S61-17255专利文献3日本专利No.2690258专利文献4日本专利No.296597
发明内容鉴于上述内容，本发明的目的是提供适用于通过同时装饰和注塑形成经装饰的树脂模塑制品的层压型装饰片材；即，在预成型过程中与模具的模塑表面具有良好顺应性(conformability)的装饰片材，当通过注塑与树脂模塑体层压和结合时，该片材不容易产生褶皱、起泡、断裂等，所述片材容易修剪。本发明的另一个目的是提供使用所述装饰片材形成的经装饰的树脂模塑制品。
为了实现本发明的目的，本发明的发明人进行了深入研究，结果发现借助用于同时装饰和注塑的装饰片材可以解决上述问题，所述片材在25℃下测量时具有落在特定范围内的断裂伸长率，在120℃测量时具有特定或更高水平的断裂伸长率。本发明是基于上述发现而完成的。
因此，本发明提供(1)用于同时装饰和注塑的层压型装饰片材，包括基膜和设置在基膜上的至少一层装饰层，所述装饰片材在25℃下测量时的断裂伸长率为3-10％，在120℃下测量时的断裂伸长率为200％或更大；(2)如上述(1)所述的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其在25℃下测量时的断裂伸长率为3-7％；(3)如上述(1)或(2)所述的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其在120℃下测量时的断裂伸长率为200-400％；(4)如上述(1)-(3)中任一项所述的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其中基膜由丙烯酸(酯)类树脂组合物形成；(5)如上述(4)所述的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其中所述丙烯酸(酯)类树脂组合物是含有聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯作为主要成分的树脂组合物；以及(6)经装饰的树脂模塑制品，包括树脂模塑体和如上述(1)-(5)中任一项所述的装饰片材，所述片材粘结在模塑体上，其中装饰片材的装饰层粘结在模塑体上。
根据本发明，可以提供用于同时装饰和注塑的装饰片材，其适用于通过同时装饰和注塑而形成经装饰的树脂模塑制品；即，在预成型过程中与模具的模塑表面具有良好顺应性的装饰片材，当通过注塑与树脂模塑体层压和结合时，该片材不容易产生褶皱、起泡、断裂等，其在印刷过程中不断裂且在模塑后其容易修剪。在修剪之后，模塑制品上不残留装饰片材的多余部分，且在模塑制品的边缘部分不发生装饰片材的脱落。
可以通过同时装饰和注塑，利用所述装饰片材，提供高质量的经装饰的层压型树脂模塑制品。
图1是显示本发明的装饰片材的结构实例的横截面视图。
图2是部分显示同时装饰和注塑方法的模塑步骤的实例的说明图。
图3是部分显示同时装饰和注塑方法的模塑步骤的实例的说明图。
附图标记说明1.基膜2.装饰层3.粘结层100.装饰片材60.同时装饰和注塑装置70.阴模72.空腔74.抽气孔75.往复装置80.阳模82.模芯段84.浇口90.加热板P.树脂模塑体材料具体实施方式
本发明的用于同时装饰和注塑的装饰片材包括基膜和设置在其上的至少一层装饰层，如果需要，进一步包括粘结层。所述装饰片材例如具有图1所示的横截面结构。
本发明的用于同时装饰和注塑的装饰片材的特征在于，所述片材在25℃下测量时的断裂伸长率为3-10％。当在25℃下测量时的断裂伸长率小于3％时，片材容易修剪，但是强度低。因此，有时，当通过印刷在基膜上形成装饰层时片材由于施加在基膜上的拉伸力将会断裂，或者当将片材送入用于预成型或同时装饰和注塑的装置中时，片材将会断裂。有时，在制造基膜的过程中往往发生断裂，且在卷起片材时遇到困难。
同时，当在25℃下测量的断裂伸长率超过10％(特别是20％或更大)时，难以进行修剪；即，在修剪过程中无法沿模塑制品的外围切割片材，因此部分片材会保留在模塑制品上，或者在模塑制品端部发生片材的脱落。当在25℃下测量的断裂伸长率为大于约10％至约20％时，通常相对容易进行修剪。但是，取决于模塑制品的形状，通过预成型使片材的拉伸部分取向，断裂强度或断裂伸长率将增大，导致在修剪过程中难以切割片材。从更容易和更可靠的修剪的角度，在25℃下测量的断裂伸长率优选为3-7％。
这里所使用的术语“断裂伸长率”是指在用于同时装饰和注塑的装饰片材的表面上，在包括MD(形成基膜过程中的流动方向)和TD(MD的垂直方向)的所有方向上测量的断裂伸长率。同样的情况适用于在除25℃以外的温度下测量断裂伸长率的情形。
本发明的用于同时装饰和注塑的装饰片材的特征在于，所述片材在120℃下测量时的断裂伸长率为200％或更大。在预成型过程中，满足该要求的装饰片材具有良好的可模塑性且与模具的模塑表面具有良好的顺应性。对于在120℃下测量的最大断裂伸长率没有具体限制，但是约400％的断裂伸长率足以制造常用的模塑制品。
而且，由于例如在基膜上印刷装饰层时进行的干燥步骤中不太可能发生基膜断裂或相似问题，因此当从模具移除借助装饰片材粘结的树脂模塑制品时，预期装饰片材具有一定的柔韧性。因此，在40℃下测量的断裂伸长率优选为10％或更大。相反，从对齐(registering)以进行印刷的角度，优选在基膜上印刷装饰层时进行的干燥步骤中，装饰片材的伸长率小。因此，在40℃下测量的断裂伸长率优选为20％或更小。
根据JIS K 7127测量在上述各个温度下的断裂伸长率。在各个温度下，由未伸长的样品片材的长度以及借助Tensilon在片材伸长断裂时测量的片材长度计算断裂伸长率。更具体地，提供试验样片(宽度10mm，总长度150mm，厚度0.125mm)，且在试验样片的中心部分形成两条平行的计量线(间隔50mm)。将卡盘之间的最初距离调整为100mm，且将试验速率调整为100mm/min。
可以使用多种树脂作为构成本发明的用于同时装饰和注塑的装饰片材的基膜的基础材料。可以使用的树脂的实例包括丙烯酸(酯)类树脂；热塑性聚酯树脂；聚烯烃树脂，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和烯烃类热塑性弹性体；苯乙烯类树脂；ABS树脂；以及氯乙烯树脂。在这些树脂中，从容易实现上述目标断裂伸长率的角度，优选丙烯酸(酯)类树脂或热塑性聚酯树脂。特别是，考虑到树脂模塑制品的各种性能，包括透明性、外观(例如，光泽)、耐候性、耐化学性以及表面硬度，最优选丙烯酸(酯)类树脂。
所使用的树脂优选是透明的或半透明的，从而可以观察下述装饰层。可以通过添加消光剂调节树脂的光泽度。
适于用作基础树脂的丙烯酸(酯)类树脂的实例包括聚(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸树脂、聚丙烯酰胺和聚丙烯腈。其中，从例如透明性、耐热性、耐化学性和耐候性的角度出发，优选聚(甲基)丙烯酸酯。聚(甲基)丙烯酸酯的具体实例包括聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯、聚(甲基)丙烯酸丙酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯、聚(甲基)丙烯酸己酯、聚(甲基)丙烯酸辛酯、聚(甲基)丙烯酸2-乙基己酯，(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸丁酯共聚物、(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物，以及通过(甲基)丙烯酸酯(例如，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯或(甲基)丙烯酸环己酯)和分子中具有羟基的(甲基)丙烯酸酯(例如，(甲基)丙烯酸2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯)的共聚得到的丙烯酸(酯)类多元醇。其中，特别优选(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸丁酯共聚物，其玻璃化转变温度达约80至约105℃。(甲基)丙烯酸甲酯与(甲基)丙烯酸丁酯的共聚比率(质量比)优选为10/2至10/6，更优选为10/2至10/4。上述丙烯酸(酯)类树脂可以单独使用或者两种或多种组合使用。
可以由这种基础树脂通过多种方法形成具有上述特定断裂伸长率的基膜。例如，可以通过由丙烯酸(酯)类树脂组合物或热塑性树脂组合物(通过向基础树脂(例如，丙烯酸(酯)类树脂或热塑性聚酯树脂)中添加填料(例如，橡胶材料，如丙烯酸(酯)类橡胶或上述消光剂))形成基膜来调节断裂伸长率。在这些填料中，从容易控制断裂伸长率的角度，最优选橡胶材料。橡胶材料的实例包括丙烯酸(酯)类橡胶、丁二烯橡胶和硅橡胶。其中，考虑到基膜的透明性，最优选丙烯酸(酯)类橡胶。
向基础树脂中添加橡胶的方法的实例包括将基础树脂与橡胶物理混合的方法，以及将用于制备基础树脂的单体与构成橡胶的单体共聚的方法。加入基础树脂中的橡胶的量为约3至约30质量份，优选约10至约20质量份，基于100质量份的基础树脂。
考虑到加入的填料的类型或使用的基础树脂的类型合适地确定加入的填料(例如消光剂)的量。填料的量通常为1-5质量％，优选1-3质量％，基于所得的全部树脂组合物。
可以通过控制基膜的取向来调节在一定温度下测量的断裂伸长率。通常，在取向方向上，膜容易断裂，且其断裂伸长率减小。相反，在与取向方向垂直的方向上，膜难以断裂，且其断裂伸长率增大。
基膜的厚度为约50至约300μm。从深度拉伸可模塑性和表面光滑性的角度出发，优选50μm或更大的厚度，而从可印刷性和制造成本的角度出发，优选300μm或更小的厚度。从上述角度出发，更优选基膜的厚度为50-200μm。
如果需要，可以使用着色剂(例如染料或颜料)对上述基膜着色。可以使用任何已知着色剂。可以使用的着色剂的实例包括无机颜料例如钛白、碳黑、氧化铁红、钴蓝和铬黄；有机颜料，例如酞菁蓝、异吲哚啉酮和喹吖啶酮；金属颜料，例如铝粉；珠光颜料，例如涂布有二氧化钛的云母粉末；以及染料。
如果需要，用于形成基膜的树脂组合物可以含有多种添加剂。所述添加剂的实例包括抗氧化剂、紫外吸收剂、光稳定剂、抗摩擦剂、润滑剂、增塑剂、抗静电剂、阻燃剂、着色剂、抗真菌剂和抗菌剂。可以考虑本发明的经装饰的树脂模塑制品的预期用途而从已知的添加剂中合适地选择将引入树脂组合物中的添加剂。
当，例如，在需要耐候性的应用中使用本发明的经装饰的树脂模塑制品时，优选对基膜赋予耐候性。因此，此时，上述树脂组合物(其是形成基膜的材料)优选含有，例如，有机紫外吸收剂，例如苯并三唑类、二苯甲酮类或水杨酸酯类紫外吸收剂；无机紫外吸收剂，例如氧化锌、氧化铈，或氧化钛，其形式为具有约0.2μm或更小的平均粒度的细颗粒；或者光稳定剂，例如受阻胺光稳定剂。
构成本发明的用于同时装饰和注塑的装饰片材的粘结层可以由任何材料形成，所述材料可以根据构成树脂模塑体的树脂的类型而选择。当，例如，树脂模塑体由苯乙烯类树脂例如丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)树脂、丙烯酸(酯)类树脂或聚氯乙烯形成时，粘结层优选由丙烯酸(酯)类树脂、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物或其混合物形成。当树脂模塑体由聚烯烃树脂形成时，粘结层优选由氯化聚丙烯或双组分可固化氨基甲酸乙酯树脂形成。双组分可固化聚氨酯树脂含有用作基础材料的多元醇以及用作交联剂(固化剂)的异氰酸酯。所用的在分子中具有两个或多个羟基的多元醇的实例包括聚乙二醇、聚丙二醇、丙烯酸(酯)类多元醇、聚酯多元醇、聚醚多元醇、聚碳酸酯多元醇和聚氨酯多元醇。所用的异氰酸酯是在分子中具有两个或多个异氰酸酯基团的多价异氰酸酯。可以使用的多价异氰酸酯的实例包括芳族异氰酸酯，例如2，4-甲苯二异氰酸酯，二甲苯二异氰酸酯和4，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯；脂肪族(或脂环族)异氰酸酯，例如1，6-六亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、氢化甲苯二异氰酸酯和氢化二苯基甲烷二异氰酸酯；以及任何上述异氰酸酯的加合物和低聚物(例如，甲苯二异氰酸酯加合物和甲苯二异氰酸酯三聚物)。
使用构成本发明的用于同时装饰和注塑的装饰片材的装饰层在树脂模塑体表面提供字符、数字(figures)或符号，或者对表面进行着色。装饰层的厚度通常为0.1-20μm。
所述装饰层通常利用油墨形成。与常用油墨一样，所用油墨含有由粘结剂树脂或相似材料形成的赋形剂；着色剂(例如，颜料或染料)；以及适当添加的添加剂。所述着色剂可以是上述基膜中使用的已知着色剂。所述装饰层可以利用所述油墨通过已知技术例如印刷技术(例如，凹板印刷、丝网印刷、胶版印刷或喷墨印刷)或手工绘制(hand drawing)而形成。所述装饰层可能具有任意的图案；例如，木纹图案(例如，斜纹(cross-grain)或直纹(straight-grain)图案)、石头图案(stone pattern)(例如，大理石或花岗岩图案)、瓦片图案(tiled pattern)、砌砖图案(brick pattern)、纹理图案(texture pattern)、字符图案(character pattern)、几何图案，或者单色图案(solid color pattern)。
上述油墨中使用的粘结剂树脂可以是任何树脂，根据用于形成基膜的树脂组合物对其进行选择。例如，当基膜由丙烯酸(酯)类树脂组合物形成时，优选粘结剂树脂是氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物和丙烯酸(酯)类树脂的混合物。当基膜由热塑性树脂组合物形成时，优选粘结剂树脂是双组分可固化聚氨酯树脂。所用的氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物通常具有约5至约20质量％的乙酸乙烯酯含量和约350至约900的平均聚合度。如果需要，氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物可以与羧酸(例如马来酸或富马酸)进一步共聚。
上述丙烯酸(酯)类树脂的实例包括丙烯酸(酯)类树脂，例如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯-(甲基)丙烯酸丁酯共聚物，以及(甲基)丙烯酸甲酯-苯乙烯共聚物；以及通过(甲基)丙烯酸酯(例如，(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸辛酯或(甲基)丙烯酸环己酯)和分子中具有羟基的(甲基)丙烯酸酯(例如，(甲基)丙烯酸2-羟乙酯或(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯)的共聚得到的丙烯酸(酯)类多元醇。这些丙烯酸(酯)类树脂可以单独使用或两种或多种组合使用。这里使用的术语“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物与丙烯酸(酯)类树脂的混合比(质量比)为约1/9至约9/1。双组分可固化聚氨酯树脂可以是，例如，上述用作形成粘结层的材料的任何树脂。
用于同时装饰和注塑的装饰片材包括基膜和设置在其上的至少一层装饰层，如果需要，进一步包括粘结层。装饰片材可以包括附加层；例如，设置在装饰层底面上的隐蔽层(concealing layer)，或者设置在装饰层顶面上的涂层。
下面描述本发明的经装饰的树脂模塑制品。
在本发明的经装饰的树脂模塑制品中，对于构成树脂模塑体的树脂材料没有具体限制(即，所用树脂材料可以是任何树脂)，只要树脂材料是可注塑成型的热塑性树脂或热固性树脂(包括双组分可固化树脂)即可。所述热塑性树脂材料的实例包括乙烯基聚合物例如聚氯乙烯和聚偏二氯乙烯；苯乙烯类树脂例如聚苯乙烯、丙烯腈-苯乙烯共聚物，以及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物树脂(ABS树脂)；丙烯酸(酯)类树脂例如聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸乙酯和聚丙烯腈；聚烯烃树脂例如聚乙烯和聚丙烯；聚酯树脂例如聚对苯二甲酸乙二酯、乙二醇-对苯二甲酸-间苯二甲酸共聚物，以及聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚碳酸酯树脂。这种热固性树脂的实例包括双组分可固化聚氨酯树脂和环氧树脂。这些树脂可以单独使用或者两种或多种组合使用。如果需要，这种树脂可以含有添加剂，例如，抗氧化剂、热稳定剂、紫外吸收剂、光稳定剂、阻燃剂、增塑剂、填料(例如，无机物质的粉末，例如硅石、氧化铝、碳酸钙、氢氧化铝、木粉或玻璃纤维)、润滑剂、脱模剂、抗静电剂或着色剂。
对于构成经装饰的树脂模塑制品的树脂模塑体的厚度没有具体限制，且根据经装饰的树脂模塑制品的预期用途确定所述厚度。所述厚度通常为1-5mm，优选2-3mm。
根据经装饰的树脂模塑制品的预期用途，可以使用着色剂适当地对用于注塑的树脂进行着色。所用着色剂可以是与上述基膜中所用着色剂相似的已知着色剂。
下面描述用于制备本发明的上述经装饰的树脂模塑制品的方法。
利用本发明的上述装饰片材，通过同时装饰和注塑制备经装饰的树脂模塑制品。在同时装饰和注塑时，在注塑过程中，使事先放置在模具中的装饰片材与注入模具空腔中的流化树脂结合，由此装饰树脂模塑体的表面。
同时装饰和注塑可以通过常规已知的方法进行；例如，预成型用于同时装饰和注塑的装饰片材的方法，不预成型装饰片材的方法，预热装饰片材的方法，或者不预热装饰片材的方法。
当对用于同时装饰和注塑的装饰片材进行深度拉伸时，优选进行预成型步骤。相反，当对装饰片材进行浅拉伸时，可以省略预成型步骤，且可以在注塑树脂的同时借助注入模具中的流化树脂的压力模塑装饰片材。当借助注塑树脂的压力模塑装饰片材时，可以省略预热片材的步骤，且可以借助树脂的热量加热片材。在预成型装饰片材的步骤中，通常，注塑模具还用作真空成型模具。但是，在预成型步骤中，在将装饰片材送入注塑模具中之前，可借助不同于注塑模具的真空成型模具对片材进行真空成型。在预成型步骤中，从效率和片材的精确层压的角度，优选注塑模具还用作真空成型模具。这里使用的术语“真空成型”包括真空压力成型。
在用于制备本发明的经装饰的树脂模塑制品的方法中，顺序实施以下步骤(A)预成型装饰片材的步骤，(B)使装饰片材层压在树脂模塑体上并与其结合的注塑步骤；以及(C)移除层压有整个装饰片材的树脂模塑体的步骤。
在制备方法中，所用注塑模具可以是阳-阴配合型；即，具有预定形状的模塑表面的阴模(活动模具)与具有突起的阳模(固定模具)的组合；或者可以是具有预定形状的模塑表面的凹面模具(活动模具)与扁平模具(固定模具)的组合。
下面参考附图2和3详细描述本发明方法的优选实施方式，图2和3示出使用阳-阴配合型注塑模具的上述模塑步骤。
步骤(A)是预成型装饰片材的步骤。在步骤(A)中，首先，将装饰片材100布置在具有预定形状的模塑表面的阴模(活动模具)70上，使得装饰片材100的基膜面对模塑表面。接着，借助加热板90加热和软化装饰片材100。此时，优选加热温度等于或高于接近片材的玻璃化转变温度的温度，且低于片材的熔融温度(或熔点)。通常，加热片材更优选在接近片材的玻璃化转变温度的温度下进行。术语“接近玻璃化转变温度的温度”是指落在玻璃化转变温度±约5℃范围内的温度。这里使用的术语“接近玻璃化转变温度的温度”通常为约70℃至约130℃。加热板90可以是已知的加热板，且可以具有以下类型，例如辐射加热型、传导加热型或者介电加热型。
将装饰片材100夹在阴模70和加热板90之间，且闭合空腔72的开孔。通过设置在阴模70中的抽气孔74对这样闭合的空腔抽真空，且如果需要，通过设置在加热板90中的通风孔将压缩空气供应给片材。通常将阴模70和阳模加热至30至约50℃。
如图2所示，通过该方法，沿阴模70的模塑表面拉伸装饰片材100，从而使其紧密接触，由此预成型具有预定形状的片材。
在步骤(B)(即，注塑步骤)中，将阴模70(其中，如上所述，装饰片材100与模塑表面紧密接触)和阳模(固定模具)80夹在一起，然后向所述模具之间形成的空腔中注入流化的树脂模塑体材料，接着固化所述材料，由此使装饰片材100层压在这样形成的树脂模塑体上并与其结合。具体地，移开加热板90，如图3所示，借助往复装置75朝向阳模80移动阴模70，使得所述模具结合在一起，然后夹紧模具。之后，通过设置在阳模80中的浇口84将流化的树脂模塑体材料P注入阴模70和阳模80之间形成的空腔中，直至所述材料填满空腔，然后固化注塑用材料。当树脂模塑体材料P由热塑性树脂形成时，所述材料通过热熔融流化，并冷却固化。当树脂模塑体材料P由热固性树脂形成时，通过化学反应固化未固化的液体树脂组合物。通过该步骤，装在阴模80内的装饰片材100与这样形成的树脂模塑体连接并结合在一起。
在步骤(C)中，从注塑模具上取下与装饰片材层压并结合在一起的树脂模塑体。
在步骤(C)中，将阴模70与阳模80分离；从阴模上取下与整个装饰片材100层压在一起的树脂模塑体；以及修剪沿树脂模塑体外围产生的装饰片材的多余部分，从而产生预期的经装饰的树脂模塑制品。
对于所用注塑模具是具有预定形状的模塑表面的凹面模具(活动模具)和扁平模具(固定模具)的组合的情况，通过与上述相似的步骤制造经装饰的树脂模塑制品。在本发明的同时装饰和注塑方法中使用的装饰片材可以具有单个片材或连续片材的形式。
实施例下面借助实施例详细描述本发明，本发明不应理解为限于以下实施例。
实施例1(1)制备装饰片材借助T-模头熔融挤出厚度为125μm的丙烯酸(酯)类膜(主要成分聚甲基丙烯酸甲酯，丙烯酸(酯)类橡胶含量30质量％，紫外吸收剂含量1质量％)，当树脂温度为150-200℃时使所述膜与100℃的镜面辊(mirror roller)接触，以赋予所述膜可印刷性，由此产生具有光滑印刷表面的连续片材状丙烯酸(酯)类膜。在25℃下测量时丙烯酸(酯)类膜的断裂伸长率在MD(膜形成过程中的流动方向)和TD(垂直于MD的方向)上均为5％。在120℃下测量时丙烯酸(酯)类膜的断裂伸长率在MD上为240％，在TD上为260％。
接着，通过轮转凹版印刷利用凹印油墨在丙烯酸(酯)类膜上形成木纹图案，从而产生用作装饰层的带图案的油墨层。通过向丙烯酸(酯)类树脂粘结剂中添加包含氧化铁红、铬黄和碳黑的颜料，以及稀释溶剂(甲乙酮和乙酸乙酯的1∶1(质量比)混合物)而制备所用油墨。接着，将含有质量比为1∶1的丙烯酸(酯)类树脂和氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物且含有稀释溶剂(甲乙酮和乙酸乙酯的1∶1(质量比)混合物)的涂料液体施加在带图案的油墨层上，然后干燥，从而形成厚度为4μm的粘结层。由此，制备装饰片材。
在以下条件下使用三色轮转凹版印刷机(包括三个印刷元件)进行轮转凹版印刷印刷速率40m/min，丙烯酸(酯)类膜张力20kg/m宽度。能够在不造成膜断裂的情况下进行连续印刷。
(2)制备经装饰的树脂模塑制品通过同时装饰和注塑，根据图2和3所示的步骤，利用上述(1)中制备的装饰片材和树脂模塑体材料(即，ABS树脂[“Kralastic MTH-2”(商品名)，Nippon A & L Inc.产品])，制备经装饰的层压型树脂模塑制品。预成型和注塑条件如下<预成型条件>
加热板温度300℃
加热板和膜之间的距离15mm(非接触辐射加热)加热时间5秒装饰片材表面温度120℃成型方法真空压力成型<注塑条件>
注塑树脂ABS树脂(如上所述)树脂温度230℃模具温度50℃注塑压力140MPa注塑时间3秒冷却时间20秒浇口的数目6肉眼观察这样制备的经装饰的树脂模塑制品中的装饰片材的层压状态，基于下述标准评估装饰片材的可模塑性。而且，基于下述标准评估装饰片材的修剪性能。结果如表1所示。
评估标准(装饰片材的可模塑性)○在装饰片材中未观察到褶皱、起泡、脱落和断裂。
△在装饰片材中观察到轻微的褶皱或起泡。
×在装饰片材中观察到褶皱、起泡、脱落和断裂中任一种，在实际使用中产生问题。
评估标准(修剪性能)○容易修剪，在模塑制品端部没有观察到装饰片材的飞边或脱落。
△由于未完全修剪装饰片材，在模塑制品边缘部分残留有飞边。
×在模塑制品边缘部分观察到装饰片材的脱落。
实施例2使用丙烯酸(酯)类膜B代替丙烯酸(酯)类膜A，除了主要成分是聚丙烯酸甲酯以外，所述丙烯酸(酯)类膜B与丙烯酸(酯)类膜A具有相同的组成，以与实施例1相似的方式形成具有光滑印刷表面的连续片材状丙烯酸(酯)类膜。在25℃下测量时丙烯酸(酯)类膜的断裂伸长率在MD上为8％，在TD上为7％。在120℃下测量时丙烯酸(酯)类膜的断裂伸长率在MD上为210％，在TD上为200％。
接着，以与实施例1相似的方式，在丙烯酸(酯)类膜上设置带图案的油墨层和粘结层，由此制备装饰片材。以与实施例1相似的方法，通过同时装饰和注塑，利用装饰片材制备经装饰的层压型树脂模塑制品。
表1示出如此制备的经装饰的树脂模塑制品的装饰片材的可模塑性、修剪性能和可连续印刷性的评估结果。
对比例1借助T-模头熔融挤出与实施例1中所用相似的丙烯酸(酯)类膜，然后拉伸。通过调节拉伸速率或对镜面辊的接触压力，在MD上使丙烯酸(酯)类膜取向，由此产生以下基膜，其在25℃下测量时在MD上的断裂伸长率为20％，在TD上为7％。在120℃下测量时该基膜在MD上的断裂伸长率为120％，在TD上为200％。
以与实施例1相似的方式，利用基膜制备装饰片材和经装饰的树脂模塑制品，然后以与实施例1相似的方式评估装饰片材。结果如表1所示。
对比例2重复实施例1的方法，不同之处是使用由聚甲基丙烯酸甲酯树脂单独形成的丙烯酸(酯)类膜C(厚度125μm)代替丙烯酸(酯)类膜A，且通过在金属镜面带上流延丙烯酸(酯)类树脂溶液制备基膜，由此得到装饰片材和经装饰的树脂模塑制品。以与实施例1相似的方式评估装饰片材。结果如表1所示。
当以与实施例1相似的方式对基膜进行连续凹版印刷时，印刷过程中由于溶剂侵蚀(solvent attack)或张力作用，导致膜断裂，从而造成无法在基膜上印刷。因此，对基膜进行单张纸丝网印刷(sheet-fed screen printing)。
在25℃下测量时丙烯酸(酯)类膜在MD上的断裂伸长率为2％，在TD上为2％。在120℃下测量时丙烯酸(酯)类膜在MD上的断裂伸长率为320％，在TD上为350％。
对比例3重复实施例1的方法，不同之处是使用市售的聚碳酸酯膜(“Iupilon”(商品名)，Mitsubishi Engineering-Plastics Corporation的产品)，由此得到装饰片材和经装饰的树脂模塑制品。以与实施例1相似的方式评估装饰片材。结果如表1所示。
在25℃下测量时聚碳酸酯膜在MD上的断裂伸长率为120％，在TD上为130％。在120℃下测量时聚碳酸酯膜在MD上的断裂伸长率为200％，在TD上为240％。
表1
○*1膜在实施例1所述的印刷条件下不断裂，且能够进行连续印刷。
×2*膜在实施例1所述的印刷条件下断裂，且不能进行印刷。
工业实用性本发明的装饰片材显示良好的可模塑性，因此适用于通过同时装饰和模塑形成经装饰的树脂模塑制品。而且，装饰片材容易修剪。使用本发明的装饰片材能够制造可用于多种应用(包括，车辆内部材料、家用电器和杂货的表面组件)的高质量的经装饰的树脂模塑制品。
权利要求
1.用于同时装饰和注塑的装饰片材，其是层压型的且包括基膜，在基膜上至少设置有装饰层，所述装饰片材在25℃下测量时的断裂伸长率为3-10％，且在120℃下测量时的断裂伸长率为200％或更大。
2.权利要求1的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其在25℃下测量时的断裂伸长率为3-7％。
3.权利要求1或2的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其在120℃下测量时的断裂伸长率为200-400％。
4.权利要求1-3中任一项的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其中基膜由丙烯酸(酯)类树脂组合物形成。
5.权利要求4的用于同时装饰和注塑的装饰片材，其中丙烯酸(酯)类树脂组合物是含有聚丙烯酸酯和/或聚甲基丙烯酸酯作为主要成分的树脂组合物。
6.经装饰的树脂模塑制品，其包含树脂模塑体和权利要求1-5中任一项的装饰片材，所述装饰片材粘结在模塑体上，其中所述装饰片材的装饰层粘结在模塑体上。
全文摘要
本发明提供用于同时装饰和注塑的层压型装饰片材，其包括基膜，基膜上至少设置有装饰层，所述装饰片材在25℃下测量时的断裂伸长率为3－10％，且在120℃下测量时的断裂伸长率为200％或更大。所述层压型装饰片材在预成型过程中与模具的模塑表面具有良好的顺应性，且当通过注塑与树脂模塑体层压和结合时，其不容易产生褶皱、起泡和断裂等。而且，所述装饰片材容易修剪。
文档编号B29C45/14GK1946533SQ20058001073
公开日2007年4月11日 申请日期2005年3月30日 优先权日2004年3月30日
发明者须贺和宏, 阿竹浩之 申请人:大日本印刷株式会社