模内模制产品的涂层模具及形成模内模制产品涂层的方法

专利名称：模内模制产品的涂层模具及形成模内模制产品涂层的方法
技术领域：
本发明涉及模内模制产品的涂层模具及形成模内模制产品涂层方法，在所述涂层 模具中，通过注入并硬化涂层剂(其作为具有比熔化树脂低的粘性的流体)来涂覆在模具 内部模制而成的模制树脂产品的表面。
背景技术：
例如，专利文献1公开了一种模内涂层模具，其中，在通过使模具内部的涂层剂硬 化获得具有与模制树脂产品表面紧密接触形成一体的涂层剂的模制产品之前，在模具内部 模制而成的模制树脂产品的表面与模具腔之间注入涂层剂。在专利文献1中公开的模内涂层模具中，在主腔的整个周边提供子腔室，其构成 主腔背面的一部分；活动芯，其在子腔室的涂覆表面侧的相对侧上的周边部分内的子腔室 内前进或后退；以及高温部分，其位于面对活动芯的位置上。在专利文献1中公开的模内涂层模具中，活动芯能够稳固地将模制树脂产品的子 腔室的周边部分的邻近区域压靠在模具子腔室表面上。因此，在专利文献1中公开的模内 涂层模具中，没有涂层剂(即没有颜料)能够泄漏到模制树脂产品的子腔室的周边部分的 邻近区域压靠模具子腔室表面所在部分的外面。此外，在专利文献1中公开的模内涂层模具中，高温部分被设在面对子腔室的活 动芯的位置上，因此涂层剂(即颜料)能够立刻硬化。相应地，在专利文献1中公开的模内 涂层模具中，能够可靠地防止模具的涂层剂(即颜料)外漏。顺便要提及的是，专利文献2-5公开了用于获得具有与模制树脂产品表面紧密接 触形成一体的涂层剂的模制产品的方法。[专利文献1]第2002-172657号日本公开的专利申请公开文本；[专利文献2]第3843833号日本专利公开文本；[专利文献3]第3820332号日本专利公开文本；[专利文献4]第3617807号日本专利公开文本；[专利文献5]第2006-256088号日本公开的专利申请公开文本。

发明内容
[本发明要解决的问题]专利文献1所公开的技术阻止涂层剂(即颜料)泄漏到该部分外面，因为设在与 子腔室的涂覆表面侧的相对侧上的周边部分内部的活动芯将模制树脂产品的子腔室的涂 覆表面侧上的周边部分内的邻近区域压靠在模具子腔室表面上。然而，在专利文献1公开的技术中，子腔室和主腔背面的一部分彼此成一体地模 制在模制树脂产品的主腔的整个周边上。当通过稍微打开模具来注入涂层剂时，模制树脂 产品的主腔在涂层剂注入压力或由之后的模具夹紧重复操作产生的模具腔内压的作用下 压靠涂覆表面侧的相对侧上的模具腔表面。相反地，活动芯使子腔室压靠涂覆表面侧上的模具子腔室表面。据此，在专利文献1公开的技术中，主腔和子腔室在彼此相反的方向上受到挤压， 从而在一体模制的树脂产品中的主腔和子腔室之间产生变形。通过这种方式，在作为产品 的主腔上受到不当的作用力(即应力)，从而导致需要关注的产品的变形。此外，相对于子 腔室，从主腔、涂层剂的注入和模具夹紧重复操作期间的内压开始的变形影响了用于阻止 涂层剂外泄的密封性(即挤压作用力)，该密封性为最初的目标，从而引发对产品的不准确 成形的关注。为消除这些引发关注的原因，还公开了在子腔室内部形成薄壁部分。然而，这种 薄壁部分必须足够结实以至于即使施加了变形或压力也不会破裂，且因此可以产生限制作用。另外，在专利文献1公开的技术中，涂层剂显然不能被注入到与子腔室一体形成 的主腔的背侧(即涂覆表面侧的相对侧上的模具腔室表面)，并且另外，接下来的用于依照 产品形状切割子腔室的工艺复杂或需要高精度。例如，在将成品装配在单独部件上的情况下，在接下来的工艺中切开的未涂覆表 面通过位于经涂覆的产品表面与单独部件之间的微小间隙变得可见，从而引发与外观设计 观点有关的问题，其限制了固定方法本身。已普遍形成这样一个观点，即如果能稍微将涂 层剂喷向涂覆表面侧的相对侧，则这种限制可被消除。在不同于专利文献1的公开内容的以专利文献2、3和5为典型代表的现有技术 中，未提供挤压机，因此密封性依靠子腔室的形状。每当用到具有不同粘性的不同种类的树 脂或涂层剂的时候，都引起通过尝试和误差来研究形状的尺寸的关注。此外，由形状产生的 密封性并不可靠，因为它不可能是部分均勻的，或者形状在批量生产中会随时间发生变化。本发明是在考虑了上述情形的情况下完成的。因此，本发明的目标是提供一种模 内模制产品的涂层模具和形成模内模制产品的涂层方法，其中密封性提高到可靠的水平以 阻止涂层剂泄漏到模具外面，同时阻止模制树脂产品产生变形。另外，本发明的目标是提供 一种模内模制产品的涂层模具和形成模内模制产品的涂层的方法，其中甚至可以将涂层施 加到在延续至模制树脂产品的涂覆表面的涂覆表面侧的相对侧上由模具形成的一部分上， 并且另外能够有利于接下来的用于切割模制树脂产品的不需要的那部分的工艺。[解决问题的技术手段]涉及权利要求1的本发明提供了一种模内模制产品的涂层模具，其中模制树脂产 品通过向由固定模具和活动模具形成的模具腔室填充树脂、然后将用于涂覆模制树脂产品 的涂层剂注入模具腔室来模制而成，所述模内模制产品的涂层模具包括密封部分模制腔 室，其被设置在外面与模具腔室分开，同时包括第一模制表面、第二模制表面和第三模制表 面，第一模制表面沿固定模具和活动模具的模具配合方向伸出模具腔室的分离表面并且形 成在固定模具和活动模具中的任何一个上，第二模制表面沿模具腔室的模具打开/闭合方 向伸出分离表面并且形成在上述两个模具中的另一个上，第三模制表面使第一模制表面和 第二模制表面相互连接，并且通过填充与上述树脂一致或不同的树脂形成用于密封第一模 制表面和第二模制表面的密封部分；以及挤压机，其用于在预定压力下挤压由第三模制表 面限定的密封部分的挤压表面，以使密封部分分别挤压接触第一模制表面和第二模制表
6模制产品的涂层模具和根据权利要求6的本 发明的形成模内模制产品的涂层的方法，具有形成于密封部分模制腔室上的第一、第二和 第三模制表面的密封部分可以通过向密封部分模制腔室填充与上述树脂一致或不同的树 脂与模制树脂产品分开地形成在整个周边上的分离表面处。另外，由第三模制表面限定的 密封部分的挤压表面受到预定压力的挤压，使得密封部分能够在密封部分模制腔室中分别 挤压接触第一和第二模制表面。在此处，如果密封部分的横截面形状用最简单的形状来表示，则第一模制表面 (即模具配合表面)和第二模制表面(即模具打开/闭合表面)相对于彼此成直角地取向， 其中，在各横截面被假定为直线的情况下，直角三角形具有挤压表面的斜边。虽然是出于易 于理解的目的进行描述，但即使各个表面因形成弯曲或凹陷而变成多面体，仍然存在权利 要求1中所述的具有三个表面的主体。另外，本发明不只限于其中分离表面(即固定模具和活动模具中的每一个的分开 表面，其为用于防止树脂从模具腔室中泄漏的表面)沿模具配合方向形成的模具，因此分 离表面可以由模具配合表面和模具打开/闭合表面中的任何一个形成。甚至具有所谓夹紧 结构(即共用边缘结构)的模具被用作在分离线外侧沿模具打开/闭合方向具有分离表面 的模具，从而不造成差异，且因此模具可以是任何类型的。顺便提及的是，密封部分模制腔室的第一模制表面位于固定模具和活动模具中的 任何一个的模具配合方向上，而第二模制表面位于另一模具的模具打开/闭合方向上。(固定模具和活动模具中的每一个可以用位于涂覆表面侧的模具或位于涂覆表面 侧的相对侧上的模具表示。)因此，即使在注入涂层剂之前稍微打开模具，只要第二模制表面的横截面长度大 于模具的打开量，密封部分就能够挤压接触第二模制表面和第一模制表面。据此，利用根据权利要求1的本发明的模内模制产品的涂层模具和根据权利要求 6的本发明的形成模内模制产品的涂层的方法，通过向模具腔室填充树脂形成的模制树脂 产品和通过向密封部分模制腔室填充与上述树脂一致或不同的树脂形成的密封部分彼此 分开，使得用于挤压密封部分挤压表面的作用力不能作用在模制树脂产品上，从而防止模 制树脂产品发生变形。此外，涂层剂的注入压力和模具夹紧重复操作时的模具腔室内压不 会通过模制树脂产品对挤压力造成任何影响。因此，可以借助可靠的挤压力使密封部分挤压接触第一模制表面和第二模制表 面。通过这种方式，可以可靠地防止注入模具腔室的涂层剂泄漏至密封部分外部的各个分 离表面以及挤压表面。防止泄漏至挤压表面可以防止通过挤压表面向密封部分外部的分离 表面泄漏，以及进一步地防止具有低粘性的涂层剂从挤压表面向挤压机泄漏，从而导致挤 压机出现操作故障或类似情形。另外，由于模制树脂产品和密封部分彼此分开，因此在模制树脂产品的涂覆表面 侧注入的涂层剂可以在延续至模具腔室内部的涂覆表面的涂覆表面侧的相对侧上的模具 腔室表面处被注入。涂层还可以被施加至在模制树脂产品的涂覆表面侧的相对侧由模具限 定的部分，另外，模制树脂产品和密封部分不通过熔化的树脂、而只通过硬化的相当薄的涂 层剂(它的低粘性允许在分离表面上发生泄漏)在涂覆操作之后在用于将模制树脂产品和 密封部分彼此分开的分离表面上相互连接，以便在使涂层剂硬化之后在拆分模具的过程中
7轻易地分开。接下来的对模制树脂产品的处理可变得容易，因为不需要将树脂切割成与产 品形状相符。在非常小的间隔距离下，残留在具有非常小宽度的分离表面上的所有硬化的涂层 剂粘接于模制树脂产品和密封部分中任何一个上，且因此不再残留在模具上。由于对于每 个模制树脂产品都要模制并丢弃密封部分，因此无需清洗模具，从而实现高效生产。在此，形成密封部分的树脂可以是与用于模制树脂产品的树脂一样的，并且可以 独立地从两个部分注入。否则，如果在模制树脂产品中存在横浇口，则树脂可以被注入，同 时从横浇口处分开。可选择地，可以独立地从两个部分注入与模制树脂产品不同且适于密 封部分的树脂。接下来，与涉及权利要求2的模内模制产品的涂层模具和涉及权利要求7的形成 模内模制产品的涂层的方法有关的本发明的特征在于密封部分模制腔室设在模具腔室 的整个圆周周围，并且在形成于模具腔室和密封部分模制腔室之间的分离表面的任意位置 上设有连通部分，其形成在任一模具上以便在模具腔室和密封部分模制腔室之间连通；并 且连通部分具有需要的最小横截面积，其足以允许树脂通过并且填充于密封部分模制腔室 中；或者连通部分被设在密封部分模制腔室和模具腔室之间，其中所述密封部分模制腔室 在模制树脂产品的涂覆表面侧在模具上具有第三模制表面。因此，连通部分的位置处于从外部不可见的位置上，另外，连通部分具有足以让树 脂流过的最小横截面积，因此密封部分可以轻易地用与模制树脂产品相同的树脂形成，同 时几乎不会降低所有上述效果。相比于模制树脂产品和密封部分彼此完全分离的情形，可以在稍微打开模具的操 作中破裂的微小连通部分几乎不对密封部分的挤压力造成任何影响，从而获得可靠的密封 性。在模制树脂产品中的涂覆表面侧的相对侧用模具形成的部分可以被涂覆，且因此需要 在接下来的加工中被切割的树脂只有残留在整个圆周上的连通部分(从外面不可见的部 分)处的树脂。迄今为止，已描述了以在模制树脂产品的涂覆表面侧的相对侧由模具限定的那部 分的涂层为例的效果和变得方便的接下来的加工。即使在接下来的加工复杂的情况下，也 可能存在不希望在涂覆表面侧的相对侧注入涂层剂的模制树脂产品。即使在这种情况下， 本发明也是有效的。也就是说，位置可以被限制成密封部分挤压表面在涂覆表面侧被设在模具上，并 且进一步地，密封部分在涂覆表面侧的相对侧上与模具表面挤压接触，并且连通部分可以 被设在整个圆周上，因此涂层剂不能在涂覆表面侧的相对侧被注入模具腔室。通过这种方式，模制树脂产品、密封部分和连通部分全部相互形成一体。在此处， 模制树脂产品在模具腔室内压(其由涂层剂的注入和稍微打开模具的操作之后的模具夹 紧重复操作产生)作用下压靠的表面以及密封部分挤压接触的表面沿相同方向在涂覆表 面侧的相对侧形成模具表面，因此未施加使模制树脂产品变形的作用力，进一步地，尽管挤 压力会因模具腔室内压而增强或减弱，但密封部分挤压力从不减小，从而获得可靠的密封 性。由于连通部分本身在涂覆表面侧的相对侧压靠模具表面，因此无需考虑阻止模制 树脂产品变形或连通部分因内压破裂的力量，从而在整个圆周上实现需要的最小厚度，从而使接下来的加工相对变得容易。此外，密封部分包括由第一和第二模制表面限定的两个密封表面，因此在位于其 间的连通部分上形成位于模具腔室内部的小的排气切口。即使小量的涂层剂与气体一同朝 向连通部分的涂覆表面的相对侧流出，涂层剂也不会泄漏到外面。因此，利用根据权利要求2的本发明的模内模制产品的涂层模具和根据权利要求 7的本发明的形成模内模制产品的涂层的方法，置于模具腔室和密封部分模制腔室之间的 树脂连通部分可以便于与模制树脂产品一起用相同树脂形成密封部分，同时几乎不降低由 权利要求1和6的本发明产生的效果。另外，必要时，涂层剂不能被注入至涂覆表面侧的相对侧的模具腔室表面。[发明效果]利用根据本发明的模内模制产品的涂层模具和形成模内模制产品的涂层的方法， 能够增强可靠的密封性以防止注入模具腔室的涂层剂向密封部分外部的分离表面泄漏，同 时不使模制树脂产品发生变形。另外，还能够将涂层剂注入在延续至模制树脂产品的涂覆 表面的涂覆表面侧的相对侧由模具形成的那部分上，且进一步地能够方便接下来的切割模 制树脂产品的不需要部分的加工。


图1是示意性示出第一优选实施例中的模内涂层形成设备1中的活动模具的平面 图；图2是示出图1所示模内涂层形成设备1沿A-A横截面的基本构造的视图；图3是示出图1所示模内涂层形成设备沿B-B横截面的基本构造的视图；图4为剖视图，其主要示出了注塑成型过程中的模内涂层形成设备；图5为剖视图，其主要示出了涂层被注入腔室时的模内涂层形成设备；图6为放大视图，其示出了模内涂层形成设备的A-A横截面上子腔室45的附近区 域；图7为剖视图，其主要示出了模具分离过程中的模内涂层形成设备；图8为示意性示出根据权利要求1-3中提及的构思的第二横截面上的模内涂层形 成设备的构造的视图；图9为说明在图8所示设备中将热塑性的熔化树脂注入腔室和子腔室的状态的视 图；图10为说明其中图8所示设备中的活动模具和固定模具彼此分开预定间隔的状 态的视图。
具体实施例方式<第一优选实施例>将参照附图1-8描述根据本发明的第一优选实施例。图1为平面图，其示意性地示 出了第一优选实施例中的模内涂层形成设备1中的活动模具，其中虚线示意性地表示形成 于固定模具上的挤压部分的位置。图2的视图示出了图1所示模内涂层形成设备1沿A-A 横截面的基本构造。图3的视图示出了图1所示模内涂层形成设备1沿B-B横截面的基本
9构造。在此处，图1只示出了图2中示出的附图标号25B的内侧端。附图所示的模内涂层形成设备1包括固定圆盘10、固定模具20和活动模具30。固定模具20被固定在固定圆盘10上。固定模具20上设有活动板22、卷簧23、活 塞24和支撑销21。在平面上，活动板22为围绕腔室40的整个周边的环形构件，每个都分 别由卷簧23和活塞24构成的挤压机散布于如图1中虚线所示的多个点上。此外，支撑销 也散布于多个点上。在此处，卷簧23是权利要求3中提及的挤压机构的示例，活动板22是权利要求4 中提及的密封部分模制腔形成构件的示例。支撑销21的一端固定在固定模具20上。支撑销21的另一端容纳在活动板容纳 孔25内部。活动板容纳孔25是在固定模具20和活动模具30彼此配合时由形成于固定模 具20上的第一凹部25A和形成于活动模具30上的第二凹部25B限定的空间。在此处，第一凹部25A的端部25D是包括第二模制表面的模具打开/闭合表面的 示例。在第一凹部25A上固定有活动板运动限制构件25C。活动板运动限制构件25C适 于阻止活动板22沿模具夹紧方向X滑动。活动板运动限制构件25C为止挡件(即限制部 分)的示例。活动板22被容纳于活动板容纳孔25中。活动板22包括板主体22A和臂22B。由 支撑销21以能够沿模具夹紧方向X和模具打开方向Y自由滑动的方式保持板主体22k。在 支撑销21的顶端设有停止螺栓，用于阻止活动板22落下。臂22B以抵靠活动模具侧上的分离表面46A的方式沿模具配合方向伸出板主体 22k。在臂22B的顶端形成有斜面22C。附图中的附图标号22D表示加热器。活动模具侧上的分离表面46A为权利要求4中提及的包括第一模制表面的模具配 合表面的示例。斜面22C为第三模制表面的整个表面的示例。在与活动板斜面22C相对的侧上，卷簧容纳孔26形成于固定模具20上。卷簧容 纳孔26与活动板容纳孔25相通。在卷簧23的下端抵靠活塞24的状态下，卷簧23以受压 缩的方式容纳于卷簧容纳孔26中。活塞24的顶端通过卷簧23的作用力抵靠活动板22的 臂22B。多个卷簧23的作用力用作作用于活动板22的挤压力。附图中的附图标号27表示 注入口。注入口 27与腔室40相通。活动模具30设有涂料注入端口 31和子腔室形成凹槽32。涂料注入端口 31与腔 室40相通。涂料注入端口 31与涂料注入机(未示出)相连。子腔室形成凹槽32围绕腔室40的整个圆周形成于活动模具分离表面46A上，同 时保持其间的分离表面46A(即分离距离宽度)。子腔室形成凹槽32为限定第一模制表面的凹槽的示例。如图1和3所示，子腔室45由围绕腔室40彼此配合的固定模具20和活动模具30 限定而成，同时确保在示出模内涂层形成设备1的图1中的B-B横截面上与腔室40相隔预
定距罔。子腔室45是由子腔室形成凹槽32、用作第一凹部25A的端部25D的一部分的子腔 室形成表面28和斜面22C限定的密封部分模制腔室的示例。在此处，子腔室形成表面28 是沿模具夹紧方向X伸出分离表面46的第二模制表面的示例。子腔室形成表面28的横截
10面长度大于细微的模具打开量。在腔室40和子腔室45之间形成贯穿部分47。如图3所示，在模内涂层形成设备1的B-B横截面上，子腔室45通过贯穿部分47 连通腔室40。相反地，在图2所示的A-A横截面上，子腔室45不与腔室40连通。在本优选 实施例中，贯穿部分47形成于活动模具30的分离表面46上的两部分上。两部分上的贯穿 部分47的横截面积总共被设定为5mm2-7mm2。连通部分允许熔化的树脂从腔室40流向子 腔室45，另外使得能够在整个圆周上形成由子腔室45形成的密封部分。本优选实施例的目标是涂层也被施加到由在延续至模制树脂产品的涂覆表面的 涂覆表面侧的相对侧上的模制腔室表面限定的模制树脂产品的端部。因此，连通部分被限 制到位且具有需要的最小横截面积。接着将描述模内涂层形成设备1的操作。在模内涂层形成设备1中，活动模具30 被制成通过模具夹紧气缸(未示出)朝向固定模具20前进。如图2所示，活动模具30被 制成与固定模具20配合。当活动模具30被制成与固定模具20配合时，形成腔室40和子腔室45。模具夹紧 气缸提供预定的模具夹紧力以作用在活动模具30和固定模具20上。当活动模具30与固定模具20配合时，活动板臂22B受到卷簧23和活塞24挤压， 从而抵靠分离表面46A，如图2和3所示。在这种状态下，在活动板主体22A的上表面与活 动板运动限制构件25C之间限定出间隙A。(在本优选实施例中，间隙A的尺寸约为0. Imm, 但它可以根据树脂种类或熔化粘性而变化。)如图4所示，借助穿过模内涂层形成设备1的B-B横截面上的注入口 27的螺钉 (未示出)将热塑性熔化树脂J注入腔室40和子腔室45。在将熔化的树脂J均勻散布于子腔室45内的过程中，利用加热器22D将臂22B保
持在预定温度上。在此处，利用螺钉(未示出)使注入的熔化树脂J通过注入口 27填入腔室40，同 时通过贯穿部分47流入子腔室45。能够完全将熔化的树脂J填入模具腔室的压力一般为 30Mpa或更高。如权利要求8所述，由于作用于斜面22C上的活动板22的挤压力被设定成小于熔 化的树脂J的注入压力，因此留在子腔室45中的熔化的树脂J沿模具夹紧方向X将斜面22C 向上推，如图4所示。当沿模具夹紧方向X将斜面22C向上推时，与臂22B形成一体的板主 体22A沿模具夹紧方向X移过间隙A的距离，从而抵靠活动板运动限制构件25C。此时，活 塞24也被向上推，因此卷簧23收缩。当板主体22A抵靠活动板运动限制构件25C时，在臂22B和活动模具分离表面46A 之间限定出间隙A。由于间隙A的尺寸被设定为约0. Imm,因此能够防止留在子腔室45内 部的熔化的树脂J从臂22B和活动模具分离表面46A之间流出。在本优选实施例中，间隙 A的尺寸为权利要求4中提及的预定尺寸的示例。在完成注入之后，留在腔室40内部的高温熔化的树脂J在模具温度下冷却，然后 硬化。因此，图5所示的模制树脂产品50和分离表面密封构件55大部分被模制成与分离 表面46分开，除了由贯穿部分47限定的部分。在冷却和硬化过程中，在大部分热塑性树脂中发生模制收缩。根据模制树脂产品的形状，涂层剂可以借助模制收缩而无需微微打开模具被注入在模具腔室内部限定的间隙 中。当然，这种模制收缩也发生在分离表面密封构件55上。然而，臂22B始终借助卷簧23 的力沿模具打开方向Y挤压分离表面密封构件55，因此随着分离表面密封构件55的模制 收缩，卷簧23膨胀以使臂22B沿模具打开方向Y移动，同时在树脂填充和压力保持完成而 无树脂注入压力时，斜面22C和分离表面密封构件55彼此紧密接触。在这些步骤中，直到 树脂填充和压力保持完成为止的步骤是权利要求6中提及的密封部分模制步骤的示例，另 外，之后的步骤是权利要求8中提及的挤压步骤之后的模制收缩的示例。由于挤压步骤之后的模制收缩是在模具夹紧状态下进行的，模具打开方向Y上的 运动距离受到间隙A的限制。即使如此，分离表面密封构件55的尺寸本身可以被减小，使 得分离表面密封构件55的模制收缩量小于限制量。模制收缩量通常为或更小。这个数 值可以通过增加树脂注入压力或延长压力保持时间而进一步减小。如权利要求3所述，如果密封部分模制腔形成构件能挤压密封部分的挤压表面的 一部分且不具有任何与面对的模具配合的表面，那么间隙A使得不必考虑向外溢出，而是 增加了有关制造方面的限制。如权利要求4所述，本优选实施例中的臂22B具有这样一种结构，其中具有两个表 面的拐角加工构件的表面、即，相对于模具配合表面和模具打开/闭合表面的配合表面限 定第三模制表面(即斜面22C)的整个表面，因此可以随意减小密封部分的尺寸。因此，不 仅能够减小分离表面密封构件55的模制收缩量，而且还能减小压力接收区域。因此，还能 够减小挤压机构所具有的作用力，从而减少卷簧23的尺寸和数量。另外，在形状方面，活动板22在挤压机的位置设计、板构件的强度、斜面形状等方 面具有较大自由度，从而有利于设计及制造。图5所示间隙B是由挤压步骤之后的模制收缩中的间隙A的变化形成的。在熔化 的树脂J硬化之后，活动模具30和固定模具20打开预定间隔。此时，卷簧23和活塞24沿 模具打开方向Y向下推动臂22B，同时斜面22C和分离表面密封构件55彼此紧密接触，就像 挤压步骤之后的模制收缩那样。该步骤是权利要求8中提及挤压步骤之后的稍微打开模具 的示例。此后，借助上述涂层注入机通过图5所示的涂层注入端口 31将预定数量的热固性 涂层注入腔室40。在本优选实施例中，热固性涂层是涂层剂的示例。接着，借助上述模具夹紧气缸施加预定的模具夹紧力以再次进行模具的夹紧。通 过重复模具夹紧操作，涂层均勻分布在模制树脂产品50上。在此期间，模制树脂产品和密 封部分彼此分离，使得从模制树脂产品的涂覆表面侧注入的涂层能够被注入到在延续至模 具腔室内部的涂覆表面的涂覆表面的相对侧上的模具腔室表面。在预定的模具温度下，借 助预定的模具夹紧作用力使涂层固定和硬化。在注入涂层之后到保持模具夹紧压力以使涂层固定和硬化的过程中，在从模制树 脂产品50的涂覆表面侧接收到的涂层注入压力或由此后的模具夹紧重复操作产生的模具 腔室内压的作用力下，涂层易于从分离表面密封构件55与子腔室形成凹槽32的各个表面 之间的间隙、以及从分离表面密封构件55与子腔室形成表面28之间的间隙漏出。此时，分 离表面密封构件55通过涂层接收来自子腔室形成凹槽32的各个表面和子腔室形成表面28 的模具腔室内压。这些压力共同工作于分离表面密封构件55的加压表面上。在此处，由于 活动板22的挤压力被设定成比上述压力大的挤压力作用于臂22B的斜面22C上，因此分离表面密封构件55可以与子腔室形成凹槽32的任一表面和子腔室形成表面28形成挤压接 触。当然，模制树脂产品50和分离表面密封构件55大部分彼此分开，除了由贯穿部分47 限定的那部分，因此存在一个重要的假设，即不存在对分离表面密封构件55的挤压力产 生影响的外部因素。因此，可以通过特定的挤压力阻止涂层从子腔室形成凹槽32和子腔室 形成表面28向外和向挤压机泄漏。在此操作过程中产生的模具腔室内压约为IMpa至lOMpa，且通常低于树脂注入压 力。因此，如果将预定挤压力设定在模具腔室内压或更高和树脂注入压力或更低的范围内， 挤压力在任何步骤中都不需要发生变化。因此，在本优选实施例中，廉价的卷簧23被用作 挤压机构，挤压力被设定为腔室内压或更高和树脂注入压力或更低。当然，液压可以优选被 用作挤压机构，从而产生以下效果，即在每个步骤中都可将压力变为最佳值，且进一步地， 能够缩短找到最佳状态的时间。顺便提一句，在挤压机构为卷簧的情况下并不总是需要本 优选实施例中的活塞24，它可以变为液压活塞。图6为放大视图，其示出了模内涂层形成设备1的A-A横截面上子腔室45的附近 区域。图6示出了热固性涂层57被注入腔室40的状态。模制树脂产品50和分离表面密 封构件55彼此分开地被模制，同时在其间保持分离表面46。模制树脂产品50粘在固定模 具20上，以便通过模制收缩将其包围。通过在活动模具30那侧微微打开模具而注入的涂 层57通过模具夹紧重复操作均勻分布在限定于模制树脂产品50的涂覆表面和活动模具30 侧上的腔室表面之间的间隙中，且进一步地还均勻分布在由固定模具20侧上的腔室表面 形成的模制树脂产品50的端部51上。涂层51的粘性低于熔化的树脂J。因此，涂层57通过限定于分离表面46之间的 微小间隙流向子腔室45。相反地，由于分离表面密封构件55压靠子腔室形成凹槽32和子 腔室形成表面28中的每一个，因此，涂层57被阻止在子腔室形成凹槽32和子腔室形成表 面28中的每一个的范围(way)上流动。在本优选实施例中，如上所述，借助加热器22D使臂22B保持预定高温。因此，能 够抑制注入子腔室45的熔化的树脂J的温度下降。通过这种方式，能够促进熔化的树脂J 充满整个子腔室45。热固性涂层57的硬化可以被促进，而非受到妨碍。加热器22D可以是 热水通道。附图中的附图标号56表示在密封部分模制步骤中从子腔室45向间隙A(B)溢出 的熔化的树脂J形成的少量毛刺。即使分离表面密封构件55 (在最终将是多余的)上形成 少量毛刺，也不会引发任何问题。在本优选实施例中，腔室40与分离表面密封构件55之间的间隔距离D约为 0.5mm(参见图6)。涂层57在模具分离性方面较熔化的树脂J差。然而，残留于分离表面 46之间的0. 5mm薄的硬化的涂层57完全粘结在模制树脂产品50或分离表面密封构件55 上，而从不残留在所接触的模具上。因此不必清洗模具，从而获得高效的生产。模具分离性还可以通过模具表面处理或涂层模具分离性得到相当大地改善。与此 同时，间隔距离可以设为非0，而是为0或大于0的任意数值。图7示出了模具被打开以取出产品的状态。如图7所示，其端部形成有涂层的模 制树脂产品50借助弹出销P与模具分离。在将模制树脂产品50与模具分离的过程中，通 过贯穿部分47延续至模制树脂产品50的分离表面密封构件55也被分离。在分离之后，可
13以通过切割机轻易地破坏这两个小的贯穿部分47。无需复杂的树脂切割过程。<第一优选实施例的效果>根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，熔化的树脂J 被允许通过具有所需要的最小横截面积的贯穿部分47从腔室40流入与腔室40分开的整 个周边上的子腔室45，从而模制分离表面密封构件55。另外，为了使分离表面密封构件55 挤压接触子腔室形成凹槽32和子腔室形成表面28，臂22的斜面22C挤压分离表面密封构 件55的挤压表面，使其紧密接触斜面22C。据此，根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，通过在 模制树脂产品不发生任何变形情况下的可靠挤压力，能够防止涂层从子腔室形成凹槽32 和子腔室形成表面28向外和向挤压部分泄漏。因此能够将密封性提高到可靠的水平。另 外，涂层57还能够均勻分布在形成于延续至模制树脂产品50的涂覆表面的固定模具20侧 上的腔室表面上的模制树脂产品50的端部51上，且进一步地能够方便接下来的加工，在使 模制产品脱离模具之后无需复杂的树脂切割。此外，能够容易地利用与填充在腔室40中相 同的树脂模制分离表面密封构件55。根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，在密封部分模 制步骤中利用活动板运动限制构件25C限制臂22B在模具夹紧方向X上的滑动量。另外， 臂22B在挤压步骤之后的模制收缩和挤压步骤之后的稍微打开模具中借助卷簧23的弹簧 力沿模具打开方向Y滑动，使得臂22B的斜面22C挤压分离表面密封构件55。卷簧23的弹 簧力被设定为由相对于斜面22C执行的模具夹紧重复操作形成的腔室内压或更大以及树 脂注入压力或更小。据此，根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，在密封 部分模制步骤中，臂22B在树脂注入压力的作用下向上滑至由活动板运动限制构件25C限 制的位置，从而确保分离表面密封构件55的初始形状。此外，由于卷簧23的弹簧力，在挤压步骤之后的模制收缩和挤压步骤之后的稍微 打开模具中，臂22B的斜面22C使得由子腔室45模制的分离表面密封构件55在子腔室45 中挤压接触子腔室形成凹槽32和子腔室形成表面28中的每一个。根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，通过机械加工 具有两个表面的活动板22的臂22B的拐角来形成斜面22C，所述两个表面用作相对于活动 模具侧上的分离表面46A和第一凹槽25A的端部25D的匹配表面，其中斜面22C能够抵靠 分离表面密封构件55的整个挤压表面。在密封部分模制步骤中，模具夹紧方向X上的滑动 量限制值被设定为间隙A，其足以借助臂22B和分离表面46A之间的间隔距离阻止熔化的树 脂J溢出到子腔室45外面。据此，根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，活动板 22的斜面22C的尺寸可以通过机械加工臂22B的双向表面上的拐角来随意减小。此外，通 过抵靠分离表面密封构件55的整个挤压表面，相对于压力接收区域的挤压面积会更大。因 此，挤压机构的作用力可以减小，从而减小卷簧23的尺寸和数量。同时，分离表面密封构件 55在模具打开/闭合方向上的模制收缩量可以被设定为小于间隙A。通过这种方式，即使 在模具打开方向Y上受到限制的情况下，也能够执行挤压步骤之后的模制收缩。除此之外，从形状的角度来说，活动板22在挤压部分的位置设计、板构件的强度
14或者斜面形状方面具有较大自由度，从而方便设计和制造。根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，为活动板22的 臂22B提供的加热器22D调节臂22B的温度。因此，加热器22D能够将臂22B保持在预定
尚温下ο据此，根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，臂22B被 保持在预定高温下，从而抑制通过臂22B的斜面22C注入子腔室45的熔化的树脂J的温度 下降。因此，根据本优选实施例中的模内涂层形成设备1和模内涂层形成方法，注入子 腔室45的熔化的树脂J的温度可以被抑制下降，因此能够合适地保持熔化的树脂J的流动 性。从而能够促进将熔化的树脂J填充到整个子腔室45上。〈补充说明〉将参考图8-10的概念视图对本发明的权利要求1-3作补充说明。在此处，与第一优选实施例中相同的组成部分将被给予相同的附图标号，并且因 此将省略对它们的解释。顺便提及的是，在权利要求中提到的重要术语将与附图标号一起 出现以用于解释。图8-10的视图示意性地示出了权利要求1-3所述的模内涂层形成设备 IA的第二横截面的结构。第二横截面对应于第一优选实施例的B-B横截面。图9示出了密 封部分模制步骤中的第二横截面，图10示出了模具被稍微打开时的第二横截面。如图8所示，权利要求1所述的模具具有子腔室45A (密封部分模制腔室)，其被 设置在外面与腔室40分开，同时包括第一子腔室形成表面29(第一模制表面)、第二子腔室 形成表面38 (第二模制表面)和第三子腔室形成表面32C (第三模制表面)，表面29在腔室 40外侧沿固定模具20和活动模具30的模具配合方向伸出分离表面46并且形成在固定模 具30上，表面38沿腔室40的模具打开/闭合方向伸出分离表面46并且形成在活动模具 30上，表面32C使第一子腔室形成表面29和第二子腔室形成表面38相互连接，并且通过填 充熔化的树脂J形成用于密封第一子腔室形成表面29和第二子腔室形成表面38的分离表 面密封构件55 (密封部分)；以及挤压机，其包括活动板22、活塞24、挤压部分和卷簧23A， 用于在预定压力下挤压由第三子腔室形成表面32C限定的分离表面密封构件55的挤压表 面，以使分离表面密封构件55分别挤压接触第一子腔室形成表面29和第二子腔室形成表 面38。在此处，第一子腔室形成表面29 (第一模制表面)构成分离表面的一部分。如上 所述，通过让另外的第二和第三子腔室形成表面38和32C构成子腔室45A(图9)，子腔室 45A(密封部分模制腔室)的横截面形状为如图所示的直角三角形。在活动模具30上形成 有卷簧容纳孔36和活动板容纳孔25。活动板容纳孔25与子腔室45A相通。在卷簧23A的 一端抵靠活塞24的状态下，卷簧23A位于卷簧容纳孔36中。活动板22的顶端22C相对于 子腔室45A向内伸出。活动板22的顶端22C是形成权利要求3所述的第三模制表面的至 少一部分的密封部分模制腔室形成构件的示例。在这种形状下，无论在密封部分模制步骤 中沿反挤压方向的后退量为多少，熔化的树脂J都不会溢出到子腔室45A外面。图10示出了将模具稍微打开的状态。不同于第一优选实施例，在子腔室45A和腔 室40之间夹置有连通部分47，其中子腔室45A在涂覆表面侧(活动模具侧)上具有第三子 腔室形成表面32C。在此处，在概念上容易理解在整个圆周上均设有连通部分。在这种状态下，挤压方向与分离表面密封构件55相同，即使内压是从模制树脂产品50的涂覆表面侧施 加的，因此用于挤压分离表面密封构件55的作用力根本没有降低，同时不使模制树脂产品 50发生变形。此外，腔室内压沿辅助或减缓挤压力的方向作用，从而获得可靠的密封性。本发明不限于上述优选实施例，而是可以通过合适地修改主题的一部分来实现， 同时不脱离本发明的范围。例如，不同于第一优选实施例，子腔室形成凹槽可以形成在活动 板22上而非活动模具30上，以便形成子腔室45。不同于第一优选实施例，由于分离表面密封构件55压靠子腔室形成凹槽32和子 腔室形成表面28，因此可以合适地设置诸如液压缸或电磁气缸这样的机构来替代卷簧23。至于卷簧23，为每个卷簧固定弹簧负载。据此，必须用另外的部件来更换卷簧以改 变抵靠子腔室形成凹槽32和子腔室形成表面28的分离表面密封构件55的受压状态。相 反地，例如，液压缸可以通过改变设定的油压值来优化调节其中分离表面密封构件55压靠 子腔室形成凹槽32和子腔室形成表面28的状态。可以让热水在臂22B中流动来替代在第一优选实施例中用于调节臂22B的温度的 加热器22D。不同于上述优选实施例，与子腔室45(45A)连通的注入口可以被设置成独立于连 通腔室40的注入口 27，而不存在任何贯穿部分47。通过这种方式，与注入腔室40的熔化 树脂不同的熔化树脂可以独立于腔室40被注入腔室40和45(45A)中的每一个。不同于上述优选实施例，作为热固性涂层57的替代，可以使用底层处理剂 (primer treatment agent)、抗紫外线剂或硬质涂层剂。〈附图标号的说明〉
UlA模内涂层形成设备20固定模具22活动板22C斜面22D加热器23、23A卷簧24活塞28子腔室形成表面29第一子腔室形成表面30活动模具
权利要求
一种模内模制产品的涂层模具，在模内模制产品的涂层模具中，模制树脂产品通过向由固定模具和活动模具形成的模具腔室填充树脂、然后将用于涂覆模制树脂产品的涂层剂注入模具腔室来模制而成，所述模内模制产品的涂层模具包括密封部分模制腔室，其被设置在外面与模具腔室分开，同时包括第一模制表面、第二模制表面和第三模制表面，第一模制表面沿固定模具和活动模具的模具配合方向伸出模具腔室的分离表面并且形成在固定模具和活动模具中的任何一个上，第二模制表面沿模具腔室的模具打开/闭合方向伸出分离表面并且形成在上述两个模具中的另一个上，第三模制表面使第一模制表面和第二模制表面相互连接，并且通过填充与上述树脂一致或不同的树脂形成用于密封第一模制表面和第二模制表面的密封部分；以及挤压机，其用于在预定压力下挤压由第三模制表面限定的密封部分的挤压表面，以使密封部分分别挤压接触第一模制表面和第二模制表面。
2.如权利要求1所述的模内模制产品的涂层模具，其中密封部分模制腔室设在模具腔室的整个周边的周围，并且在形成于模具腔室和密封部 分模制腔室之间的分离表面的任意位置上设有连通部分，连通部分形成在固定模具和活动 模具的任意一个处，以便由此在模具腔室和密封部分模制腔室之间连通；并且连通部分具有足以允许树脂通过并且填充于密封部分模制腔室中所要求的最小横截 面积；或者连通部分被设在密封部分模制腔室和模具腔室之间，其中所述密封部分模制腔室在模 制树脂产品的涂覆表面侧上的模具处具有第三模制表面。
3.如权利要求1或2所述的模内模制产品的涂层模具，其中挤压机包括密封部分模制腔室形成构件，其在固定模具和活动模具相互填塞的状态下形成第三模 制表面的至少一部分，密封部分模制腔室形成构件能够挤压密封部分的挤压表面，并且能 够沿模具打开/闭合方向前进/后退，并且在沿反挤压方向上的后退量上受到止挡件的限 制，然而密封部分模制腔室形成构件能够在模制密封部分之后在执行的涂层剂注入之前， 在密封部分硬化以及稍微打开模具的操作过程中发生的每次模制收缩之后沿挤压方向前 进；和挤压机构，其位于与密封部分模制腔室形成构件挤压密封部分的挤压表面的那侧的相 对侧，用于通过密封部分模制腔室形成构件在预定压力下挤压密封部分的挤压表面。
4.如权利要求3所述的模内模制产品的涂层模具，其中密封部分模制腔室形成构件为具有两个表面的构件，所述两个表面用作相对于包括第 一模制表面的模具配合表面和包括第二模制表面的模具打开/闭合表面的配合表面，所述 构件具有整个的第三模制表面，所述第三模制表面通过机械加工所述两个表面构成的拐角 而成且能够抵靠密封部分的整个挤压表面，另外，反挤压方向上的有限后退值被设定为预 定尺寸，在该尺寸下，密封部分模制腔室形成构件与模具配合表面之间的间隔距离防止树 脂流到密封部分模制腔室外面。
5.如权利要求3或4所述的模内模制产品的涂层模具，其中密封部分模制腔室形成构件包括温度调节器，用于调节密封部分模制腔室形成构件的 温度。
6.一种利用模内模制产品的涂层模具形成模内模制产品的涂层的方法，在模内模制产品的涂层模中，模制树脂产品通过向由固定模具和活动模具形成的模具腔室填充树脂、然 后将用于涂覆模制树脂产品的涂层剂注入模具腔室来模制而成，所述形成模内模制产品的 涂层的方法包括以下步骤在密封部分模制腔室中模制密封部分，所述模制腔室设在外面与模具腔室分开，同时 包括第一模制表面、第二模制表面和第三模制表面，第一模制表面沿固定模具和活动模具 的模具配合方向伸出模具腔室的分离表面并且形成在固定模具和活动模具中的任何一个 上，第二模制表面沿模具腔室的模具打开/闭合方向伸出分离表面并且形成在上述两个模 具中的另一个上，第三模制表面使第一模制表面和第二模制表面相互连接，并且通过填充 与上述树脂一致或不同的树脂形成用于密封第一模制表面和第二模制表面的密封部分；以 及在预定压力下挤压由第三模制表面限定的密封部分的挤压表面，以使密封部分分别挤 压接触第一模制表面和第二模制表面。
7.如权利要求6所述的形成模内模制产品的涂层方法，其通过使用模内模制产品的涂 层模具允许树脂在任一连通部分中流动，其中密封部分模制腔室设在模具腔室的整个周边的周围，并且在形成于模具腔室和密封部 分模制腔室之间的分离表面的任意位置上设有连通部分，连通部分形成在固定模具和活动 模具的任意一个处，以便由此在模具腔室和密封部分模制腔室之间连通；并且连通部分具有足以允许树脂通过并且填充于密封部分模制腔室中所要求的最小横截 面积；或者连通部分被设在密封部分模制腔室和模具腔室之间，其中所述密封部分模制腔室在模 制树脂产品的涂覆表面侧上的模具处具有第三模制表面。
8.如权利要求6或7所述的形成模内模制产品的涂层的方法，其中密封部分模制步骤包括以下步骤将预定压力设定为低于注入压力的压力，所述注入 压力用于在固定模具和活动模具相互填塞的状态下注入与上述树脂一致或不同的树脂，另 外，在注入压力下向密封部分模制腔室填充树脂，以使密封部分模制腔室形成构件后退，所 述密封部分模制腔室形成构件形成第三模制表面的至少一部分，能够挤压密封部分的挤压 表面，并且能够沿模具打开/闭合方向前进/后退，在反挤压方向上到达由止挡件限制的位 置；挤压步骤包括以下步骤在挤压之后进行模制收缩，用于将预定压力设定为比从模具腔室侧施加的压力高的压 力，直至在通过密封部分将涂层剂注入在第一模制表面和第二模制表面上之后保持模具夹 紧压力以固定涂层材料，并且另外，在密封部分硬化过程中发生的模制收缩之后用密封部 分模制腔室形成构件挤压密封部分的挤压表面；以及在挤压之后稍微打开模具，以便在模制密封部分之后在执行涂层剂注入之前，在进行 稍微打开模具的操作之后通过密封部分模制腔室形成构件挤压密封部分的挤压表面。
9.如权利要求8所述的形成模内模制产品的涂层的方法，其中，使用了这样的模内模 制产品的涂层模具，即，其中，密封部分模制腔室形成构件为具有两个表面的构件，所述两 个表面用作相对于包括第一模制表面的模具配合表面和包括第二模制表面的模具打开/ 闭合表面的配合表面，该构件具有整个的第三模制表面，所述第三模制表面通过机械加工所述两个表面构成的拐角而成且能够抵靠密封部分的整个的挤压表面，另外，反挤压方向 上的有限后退值被设定为预定尺寸，在该尺寸下密封部分模制腔室形成构件与模具配合表 面之间的间隔距离防止树脂流到密封部分模制腔室外面，第三模制表面形成小尺寸，使得模具打开/闭合方向上的密封部分的模制收缩量落在 预定尺寸内，从而实现挤压之后的模制收缩。
10.如权利要求8或9所述的形成模内模制产品的涂层的方法，其包括调节密封部分形 成构件的温度。
全文摘要
提供了一种模内模制产品的涂层模具和形成模内模制产品的涂层的方法，其能够增强可靠的密封性以防止涂层剂泄漏到模具外部。一种模内模制产品的涂层模具，其包括密封部分模制腔室(45)，其被设置在外面与模具腔室分开，同时包括第一模制表面(32)、第二模制表面(28)和第三模制表面(22C)，第一模制表面沿固定模具)(20)和活动模具(30)的模具配合方向伸出模具腔室(40)的分离表面(46)并且形成在固定模具和活动模具中的任何一个上，第二模制表面沿模具腔室(40)的模具打开/闭合方向伸出分离表面并且形成在上述两个模具中的另一个上，第三模制表面使第一模制表面和第二模制表面相互连接，并且通过填充与树脂(J)一致或不同的树脂形成用于密封第一模制表面和第二模制表面的密封部分；以及挤压机(23)和(24)，其用于在预定压力下挤压由第三模制表面限定的密封部分的挤压表面，以使密封部分分别挤压接触第一和第二模制表面。
文档编号B29C45/16GK101932422SQ200980103835
公开日2010年12月29日 申请日期2009年3月6日 优先权日2008年3月14日
发明者加纳则之, 十田健一 申请人:克劳斯玛菲科技有限公司