装饰三维的大的塑料物体的方法 【技术领域】
本发明涉及一种用于装饰塑料模制件的方法，而更具体地说，涉及一种热转移技术和所谓的三维热压印装饰技术，上述技术通过下述步骤进行装饰：使一种热转移箔覆盖一种具有三维形状的大塑料模制件的表面；夹紧热转移箔的周边；利用真空脱气法将箔附接到模制件形状上；及此后降下和升起一个成型橡胶模具。
背景技术
作为用于装饰一种大的塑料模制件(以后称之为“模制件”)表面的方法，所述方法在于通过下述步骤进行装饰：通过使一种热转移箔覆盖一个模制件将一种热转移箔设计转移到一个模制件的表面上；压紧热转移箔的周边；利用真空脱气法将热转移箔附接到模制件上，使得箔具有一种象模制件那样的形状；及降下和升起一种经过加热的“成型橡胶模具”。这种方法通称为三维热压印法。这种技术在下面用一些具体的例子详细说明。
首先，把一个如图1中所示地模制件作为一个用于装饰的模制件代表。这种模制件的尺寸是：长度900mm，宽度300mm，高度50mm，及壁面高度25mm。同时，用于热压印的成型橡胶模具的外部视图和剖视图在图2，3中示出。一种棒形加热器9装配于其上，和带加热器的成型橡胶模具安装在一个冲压装置上，所述冲压装置具有一个如图4所示的下降和升起机构。这种冲压装置具有一个滑动平台4，在上述滑动平台4的内表面上安装一个支承夹具5，上述支承夹具5用于固定一种铝制产品，以便与模制件的形状配合(以后称之为“支承夹具”)。
就如上述的模具支承夹具和装置而论，首先将模制件固定到支承夹具5的顶部，如图4所示。随后，用一个箔材吸盘将一种热转移箔7置于一个空间上，滑动平台随后加入上述空间中。接着，将滑动平台移动到成型橡胶模具下方。远至图5中的状态，并通过降下箔夹具8将热转移箔7固定。然后，用一种箔刀具在辊侧边上切割热转移箔7。接着，通过用一个真空泵除去外壳10中由支承夹具5和模制件6所含的空气，使热转移箔7粘附到模制件6上。在热转移箔7充分粘合之后，通过降下成型橡胶模具3加热和加压，如图6所示，因此图案转移到模制件6上。此后，在如图7所示升起成型橡胶模具3之后，如图8所示移动滑动平台4的位置，并在从模制件6的表面剥离热转移箔7之后，取出经过这样装饰的模制件6。当然，剥离热转移箔7也可以是在从支承夹具5中取出模制件6之后进行。在剥离热转移箔7之后，在箔毛刺留在格栅部分上的情况下，用海绵或类似物擦亮格栅部分，和然后，通过使用一种清洗剂，进行精整经过装饰的模制件。
此外，其中用一箔辊连续供给热转移箔7、及在转移图案之后于箔剥离棒中剥离热转移箔7的方法，也已经作为大量生产的方法实施。
在大量生产时可以通过实施三维热压印法进行装饰对模制件形状上有一些限制。这是由于，在上述方法的情况下，具有一种三维形状的大的塑料模制件表面用一种热转移箔通过热压印法进行装饰，和因为必需使一种是两维平面的热转移箔粘附到具有三维体结构的模制件上，所以侧壁不能制得很高。当在抽真空期间，处于其中热转移箔不粘合远至侧面边缘的状态时使成型橡胶模具降落，如图30中所示，成型橡胶模具在到达降落点也就是说模制件表面，和撕去热转移箔(以后称之为箔分裂)之前，成型橡胶模具在模制件周边处与热转移箔接触。结果，中断抽真空，和热转移箔不再处于粘附到模制件上的状态，同时意味着因此不能达到均匀的装饰。实际上，有大的粘附缺陷并产生无数的皱纹。
由于上述情况，若用常规方法，则对实施三维热压印装饰的形状有许多限制。因为这是通过将各种形状要素组合进行判断，所以按常规，清晰度是很困难的。然而，通过将下列4种要素组合，估计是可能的，上述4种要素亦即：(1)侧壁面形状高度h1；(2)从产品顶部到侧边缘的距离h2；(3)侧壁面和水平面之间的角度α；及(4)侧壁面和水平面之间交叉位置R的尺寸。
另外，因为还有形状是逐渐改变的情况，所以也有时按常规不能单用图判断侧边形状。
例如，可以用如下各图详细说明在已经过大量生产的一些形状中，不产生问题的一种形状其中一个例子。也就是说，一个侧面直立部分具有一种比较起波纹的形状，其中角度α是钝角，如图9-12中所示。
然而，按照对空气调节器格栅设计的各种改型，各种产品显示具有一种形状，在所述形状中，如图13-16和图17-20所示，从产品顶部到模制件侧边缘的距离h2大，和侧壁面形状深度h1深。另外，消费者对用一较深形状来装饰空气调节器格栅的这种方法的图案装饰有大量需要。
对图9-12的形状来说，当用常规方法进行装饰时，有可能在抽真空期间，使一种热转移箔粘附到远至模制件的侧向边缘，及通过使一个成型橡胶模具降落在其上将一种图案均匀地转移到模制件上。
然而，在图13-16形状的情况下，对热转移箔来说，它证明难以在抽真空期间到达远至模制件的侧向边缘，并产生上述种类的箔分裂，这意味着不能实施三维热压印装饰。
长期来，已经考察了一些方法，所述这些方法把热转移箔设置在一个成型橡胶模具下面，实施足够的加热，并使它在抽真空期间更容易延伸热转移箔。然而，由于热转移箔在夹紧板落下之后与模制件接触，所以热转移箔立即冷却。另外模制件[HIPS(高抗冲聚苯乙烯)、ABS(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)]的热变形温度一般等于或小于100℃，和因为这个温度低于120℃，上述120℃是箔[PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)薄膜]的热变形温度，所以在抽真空期间不能将热转移箔与模制件一起加热。如上所述，在抽真空期间，用一个形状橡胶模具单独加热和延伸PET薄膜很困难。
另外，在图17-20形状的模制件情况下，在成型橡胶模具降落以使箔图案热转移之前，换句话说，在成型橡胶模具到达降落点之前，成型橡胶模具与延伸的热转移箔接触，和由于箔因而撕裂的结果，然后发生真空中断，图案转移本身变得不可能，并产生粘附缺陷和皱纹，如图21中所示。另外，即使箔的撕裂强度足够，和碰巧，由于箔分裂的结果真空中断不产生，但由于在各边缘处粘附缺陷，如图22中所示，和产生一些环形切口，如图23所示的结果，不能得到一种一致的模制品。这些环形切口是箔收缩的标志，上述收缩标志由于在升起成型橡胶模具之后这样加热的箔再次冷却并收缩的结果而留在模制件上。
如上所述，在使一种两维热转移箔粘附到一种三维形状的模制件上时有许多限制，因此大量生产不可能。
【发明内容】
在充分考虑了上述条件和技术问题之后，由于所提交的研究结果，本发明人得到一种方法的发明，所述方法利用一种热转移箔和一种成型橡胶模具，用于装饰一种具有一较深三维形状的大塑料模制件表面。
下面将按顺序说明本发明的构成和操作提要。
首先，将对第一发明提供说明，所述第一发明在权利要求1中出现。这个发明相应于图13-图16中的形状，但如图24和25中所示，一个平面加热器17设置在模制件6侧面部分支承夹具这侧处。在抽真空期间，通过用这种平面加热器17加热热转移箔，热转移箔部分被加热、延伸、并造成粘附到模制件上。成型橡胶模具可以具有一种常规构造。
接着，将对第二发明提供说明，所述第二发明在权利要求2中出现。这个发明相应于图17-图20中的形状，但它仅是热转移箔不能到达远至模制件侧边缘的第一发明情况。如图26所示，一个形状切刀固定到成型橡胶模具的一个侧面部分上，和安装一个机构，所述机构在成型橡胶模具到达降落点之前切割热转移箔。
另外，当成型橡胶上的箔表面在模制件的各边缘处润滑性差时，涂布一种润滑剂如硅润滑脂。
具有上述组成的本发明，在一具有一种深的形状的三维弯曲面的塑料模制件压印装饰中发现下列作用。
在第一发明情况下，通过用一种平面加热器来在使其粘附到一个模制件部分的附近加热热转移箔，热转移箔部分地延伸，并与抽真空结合，它能使转移箔粘附到一较深形状的各侧面上。
在第二发明情况下，它能在成型橡胶模具到达降落点之前立即切割热转移箔，上述热转移箔用抽真空延伸到它的极限。切割之后，热转移箔的抗拉强度为零，和然后将具有象图26所示那样深形状的成型橡胶模具覆盖，热转移箔延伸到它的极限，并且在此之后，即使热转移箔再次收缩，也未观察到箔恢复。
在第三发明情况下，提供成型橡胶表面和热转移箔表面之间的良好润滑性，这使它能实施更可靠的热转移。具体地说，边缘粘附性比不涂布润滑剂时更好。
通过上述措施得到下列原则性效果。
在第一发明情况下，通过利用一种平面加热器加热，能够使热转移箔延伸，并能选择性地只加热和延伸要粘附到模制件上的相邻部分。因此，热转移箔粘附到远至模制件的各边缘，并能在成型橡胶模具落下时防止成型橡胶模具和箔部分R之间的碰撞，因而可以实施有利的装饰。
在第二发明情况下，通过在热转移之前立即用成型橡胶模具上的一种成型刀具切割箔，能够用抽真空除去已延伸的箔中张力。结果，热转移箔的图案转移到远至模制件的各边缘，并且不产生图22中所示的那种缺陷。另外，在热转移之后，即使成型橡胶模具升起，也未观察到产生环形切口，如图23中所示，上述环形切口由热转移箔再次收缩引起。通常，具有适应第二发明形状的一种模制件也可以结合应用第一发明。由于这个原因，尽管热转移箔保持一种粘附到模制件的状态，箔也是在热转移之前立即切割，这意味着在没有观察到在经过装饰的模制件上产生皱纹的情况下，也可以实施有利的装饰。
通过将第三发明与第一发明和第二发明结合使用，可以实施更有利的三维装饰。
如上所述，由于第一发明、第二发明、和第三发明适用于三维热压印装饰技术的结果，变得能在一种模制件上实施热压印装饰，上述模制件具有一种三维形状，所述三维形状是深的，这种深度迄今为止都认为是难以装饰的。最后，通过将本发明的方法用于一种具有象图13-20所示那种形状的模制件，可以进行成批生产的装饰。
【附图说明】
图1是一种模制件的一个例子的透视图，上述模制件能通过进行常规的三维热压印法实施有效的表面装饰。
图2是为实施常规的三维热压印法而制造的一种成型橡胶模具的透视图；
图3是为了实施常规的三维热压印法而制造的一种成型橡胶模具的剖视图；
图4是示出当在一种常规三维热压印法中利用一个成型橡胶模具装饰大的塑料模制件时的一种状态图；
图5是示出当在一种常规三维热压印法中利用一个成型橡胶模具装饰大的塑料模制件时的另一种状态图；
图6是示出当在一种常规三维热压印法中利用一个成型橡胶模具装饰大的塑料模制件时还有的另一种状态图；
图7是示出当在一种常规三维热压印法中利用一个成型橡胶模具装饰大的塑料模制件时还有的另一种状态图；
图8是示出当在一种常规三维热压印法中利用一个成型橡胶模具装饰大的塑料模制件时的一种状态图；
图9是已在一种常规三维热压印法中大量生产的一种模制件的透视图；
图10是上述模制件其中一部分的顶视图；
图11是上述模制件的侧视图；
图12是上述模制件其中一部分的前视图；
图13是利用本发明权利要求1中所述的第一发明已大量生产的一种模制件透视图；
图14是上述模制件其中一部分的顶视图；
图15是上述模制件的侧视图；
图16是上述模制件其中一部分的前视图；
图17是一种模制件的透视图，上述模制件已经利用本发明权利要求1中所述的第一发明和本发明权利要求2中所述的第二发明，用三维热压印法大量生产；
图18是上述模制件其中一部分的顶视图；
图19是上述模制件的侧视图；
图20是上述模制件其中一部分的前视图；
图21是一些缺陷的侧视图，上述一些缺陷是当对图17-20中所示的模制件不用本发明权利要求2中所述的第二发明实施三维热压印法时产生；
图22是若干缺陷的侧视图，上述一些缺陷是当对图17-20中所示的模制件不用本发明权利要求2中所述的第二发明实施三维热压印法时产生。
图23是一些缺陷的侧视图，上述一些缺陷是对图7中所示的模制件不用本发明的权利要求2中所述的第二发明实施三维热压印法时产生；
图24是执行装饰方法的装饰装置其中一部分的顶视图，上述装饰方法是本发明权利要求1中所述的第一发明的一个例子；
图25是图24的前视图；
图26是本发明权利要求2中所述第二发明其中一个例子的前视图；
图27是示出本发明权利要求2中所述的第二发明其中一个例子的成型橡胶模具的侧视图；
图28是热转移箔除去之前的一种状态的前视图；
图29是按照一种常规方法在抽真空期间的一种状态的前视图；
图30是一种状态的前视图，在所述状态中使成型橡胶模具在图29中的抽真空期间落下；
图31是在真空提取期间当实施本发明权利要求1中所述第一发明时一种状态的前视图；
图32是一种状态的前视图，在所述状态中使成型橡胶模具在图30中的抽真空期间落下；
图33是当本发明权利要求2中所述第二发明的例子抽真空正进行中时的剖视图；
图34是用于直接在图33中的热转移装饰之前的剖视图；
图35是当图33中的热转移装饰已完成时和成型橡胶模具已升起后的剖视图；及
图36是示出相对图9-20所示模制件侧面形状的一些值的一个表。
【具体实施方式】
本发明的大的塑料三维形状装饰法将参照各附图具体说明。另外，在图36的表中示出h1…侧面总高度，h2…侧端面高度，及α°…侧面角度，它们全都附到图9-12，图13-16，及图17-20所示的模制件侧面形状上。
首先，单独提供对第一发明的一个例子的说明。模制件具有图6中所示的形状，并且是一种空气调节器格栅。这种模制件的尺寸是：长度800mm，宽度200mm，高度44mm，及壁面高度23mm。
在除去热转移箔时的状态在各附图中示出。在抽真空之前，热转移箔采取象图28中那样的状态。接着，利用按照常规方法所述的抽真空，采取象图29中那样的状态，并且热转移箔不会达到远至模制件6的边缘。
如图31中所示，在模制件6的侧边处设置一个平面加热器17(此后称之为“侧面加热器”)的状态下，当进行抽真空时，因为热转移箔7部分受热并延伸，所以可能造成热转移箔粘附到远至模制件6的边缘上。
当在上述状态下造成成型橡胶模具2落下，和用一种常规方法实施装置热转移时，如图30中所示，位于成型橡胶模具2上的成型橡胶边缘与热转移箔7相撞，热转移箔7被撕裂，和产生真空中断。此外，因为成型橡胶3的各部分被加热到180℃，所以当是与用聚苯二甲酸乙二醇酯薄膜生产的热转移箔7的自由部分碰撞时，热转移箔7立即损坏。
另一方面，在本发明采用的图32中的状态下，因为热转移箔7被切割以致足以降落到远至模制件的下边缘，所以即使成型的橡胶模具2落下，也没有真空中断发生，并且可以实施有利的装置转移。平面加热器17采用一种硅橡胶加热器。
此外，通过将硅润滑脂或类似物涂覆到成型橡胶3的表面上，所述表面具有刚性形状的部分，如果成型橡胶3的表面和热转移箔7之间的摩擦系数小，则可以实施更有利的图案转移。
因此，通过应用本发明第一发明的一种方法，当对图13-16中所示形状的空气调节器格栅实施带一种木纹图案的装饰时，得到有利的结果。
接着，将参照一个例子提供一种说明，在上述例子中，联合应用第一发明和第二发明。
模制件是一种具有图17-20中所示形状的空气调节器格栅。这种模制件的尺寸是：长度800mm，宽度270mm，高度115mm，及壁面高度30mm。如图86中所示，当模制件具有其中侧壁角α极小的形状时，即使热转移箔7用平面加热器17部分地延伸，使得热转移箔7连接到模制件6的边缘上，但不再保持象图23中那些的环形切口，上述环形切口由热转移箔7收缩之后热转移装饰引起。
作为第二发明的一个例子，在图33中示出穿过模制件中心的剖视图。热转移箔7由于抽真空的结果而粘附到模制件6上。造成成型橡胶模具3降落，并且当成型橡胶3是在到达模制件6的表面边界上时，成型刀具的刀刃19与热转移箔7接触并切割所述转移箔7。在此之后，成型橡胶3立即到达模制件6的表面，并使热转移箔7的图案转移。为了更详细地说明这点，在切割之前，使热转移箔7以一种状态粘附到模制件6上，在上述状态下模制件6上没有皱纹，并且因为在切割之后，立即在产生皱纹之前将图案通过成型橡胶3转移到模制件上，所以在这样装饰的模制件6上观察不到皱纹。而且，当成型橡胶模具2升起时，如图35中所示，因为热转移箔7被切割，所以由于被强制延伸的热转移箔7收缩而在模制件侧边上没有产生环形切口。顺便说说，因为热转移箔在这种方法中被切割，所以一种卷绕方法不能应用。
因此，若采用利用本发明的第一发明和第二发明的方法，则对图13-16中所示形状的空气调节器格栅实施带木纹图案的装饰时，得到有利的效果。