TW537957B - Method and device for producing thick-walled molded parts - Google Patents

Description

537957 A7 B7 五、發明說明（1·) ，、此類I厚壁成形件包括例如眼鏡鏡片，其中有的由玻璃 製成，另一方面，愈來愈多的鏡片則是由塑料製成。其中如 熱固性澆鑄料（CR39)及熱固塑料之應用，其依應用之場 合而使用聚苯乙稀（PS)，有機玻璃（pMM幻或聚碳酸酿 (PC) ’由於PC之高防撞性，其被使用的機會愈來愈多。 在4知之方法中，具均勻壁厚（U至之鏡片坦 件可以在低於3〇秒之周期時間内製出，且通常採用標準之 射出成形程序。在充填階段，娜材料經小口徑之管道被送 入鏡片狀内。因為非均質歸在冷卻階段有減之密度縮 減0〇至20% )，此材料收縮在下一增壓階段中，藉由射出 成形機之射出活塞之補充塑性熔液而得以補償。 訂- 在-標準之射祕印程序巾，與鮮之射出成形程序之 不同點為，娜材料在第—充猶段被送進—預先擴大之窝 八内且此塑膠材料接著將藉一軸向之壓印工具印壓。在第 -充填階段运進至預先擴大之窝穴之料量，與隨後取出之元 件重量相1§]。紅具技術或是機器技輯造成之軸向之工具 運動，將使此預先擴大之窩穴被縮小，且進行最後之窝穴充 填^此標:準之射出壓印方法應用於簡單光學元件之製作，例 如鏡片等，以避免晴料收縮而產生縮陷部位。 為防止具負折射率鏡片（内薄，外厚）之枯合縫，根據 二才斗私預先擴大之窩穴内，直職妓全被填滿。然後 =向之工具運動，且此預先擴大之窩穴即被縮小。此時 疋i之塑膠材料由窩穴巾被擠出。其他程序與標準之射出 ^紙張尺度適用中_冢標準（CNS)A4規$21() χ 297公髮. -4- 537957 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（2·) 壓印方法相同。 在US_A-4,828,769中提出類似之程序，此處在第一射 出階段結束前，印壓階段即已開始。此方法亦可應用於光學 元件；已知之應用為DVD之製作。 雖然上述方法在製造薄壁塑料成形件，例如薄鏡片時有 令人滿意之結果，但在製作厚壁成形件或鏡片時，卻有極多 問題。 由於材料收縮可能產生縮陷部位，因此可能產生表面痕 跡’因為塑膠材料不能以最佳之膨脹流動流入窩穴内。在充 填1¾ #又可此有冷邊緣層移動。藉由將工具溫度升高至約玻璃 溫度（TG=約14(TC，PC為例）可抑制冷邊緣層，但此舉 會增加週期時間。 為確保有近乎最佳之膨脹流動，需要有大分支流道，此 分支流道隨後要以無塵方式加以切斷，且通常不能再用於光 學兀件之製造，而要當作廢棄物來加以處置。 工具窩穴表面要得到較佳之形狀，必須為充填階段選擇 車乂同之工具溫度。此溫度與塑料之玻璃溫度相近，因而消耗 較高之能量。 因此本發明之任務為，提出一製造厚壁塑料成形件，尤 其是光學鏡片之方法，其為一經濟且簡單之操作程序，且塑 料成形件可以最佳之表面特性製造出。 此任務可藉根據申請專利範圍第丨項所述之方法來加 以解決；其他附屬之申請專利範圍則是本發明之進一步發 :展。用來實施此方法之裝置在巾請賴範圍第6辦有所^ -n am-em n l l t^i 11 ^i.· I n n n I n ϋ- —>1 n n t n· I _1 mmMme n n ·ϋ I imr mmmmm (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁}

537957 A7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明（ 述 本發明之方法以下列認知為基礎··製造相對而言較薄 <、具良好表面特性之塑料成形件，相對而言較不成問題。 此認知被用於與此相應之厚壁成形件上。本發明之方法區分 為二階段，在第一階段先製造一相對而言較薄之，具較佳表 面4之中間件’而在第二卩皆段，再藉由輸人塑膠材料將塑 料成形中間件“吹漲，，至最後之壁厚。 在第一階设’或在第二階段後可進行壓縮階段，以避免 材料收縮及因而產生之縮陷部位。 為在第一階段擴大窩穴，根據本發明使用一壓印件，其 可做直線移動，JL定義為窩穴之—部份。此時，壓印件最好 在其成形件末端範圍，平行於其移動路徑，藉射出之塑膠材 料，與成形工具壁面隔離。因此，成形工具不必在此階段 持較高之溫度。 、另一方面’在尚穴内之冷卻效應不能完全避免，因此在 運用依螺桿位移靖閉位移錢之_力鱗時，形成之 壓力會降低，針對聽，本發日鍵敬隨 . 之封閉力曲線。 丁利即

在根據本發明之裝置中，至少在窩穴側之壓 一空心室包圍，此空心室與窩穴相通，且射人之塑膠材$ 入此室内。此心室延輕至少超過可移動之壓印 L 因而壓印件至少在此範嶋流人之塑膠材料與工具隔’ 、以下藉朗之圖式說明本發明之實御式。各圖式 本紙張尺度適財® K冢標準（CNS)A4規格（21石 x 297公釐） I —I— ^__w 11--—— ^---1-----I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 537957 A7 B7 五、發明說明（4 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圖一成形裝置之示意剖面圖， 圖二A、Η二B如®-所示之顧圖，該細工具在二個不 同之位置， 圖三程序流程圖。 根據圖一，實施本發明方法之裝置包括一第一模板i， 鏡片模5被置於其中。第—模板丨由支承板17支持。第二 模板3與第一模板1共同作用，且裝載一壓印件6，其可在 軸向（圖一之垂直方向），藉一驅動板15而運動。鏡片模$、 第二模板3及壓印件6形m 7，液麵膠材料可經流 道13送入。此時塑膠材料也流入模板3及壓印件6間之侧 邊械11，且將壓印件6末端與調節溫度之工具隔離。在 此範圍中之材料形成一定程度之“隔絕邊緣”。 在填充窩穴時，模板3藉一液壓裝置21、19固定在模 板1上，以防止在充填時模具被鬆開。 圖二顯示圖-中之壓印件在二個不同之位置。在位置 A ’壓印件所在位置使窩穴7a最小，在位置b，工具具有最 大窩穴7b。 私序流私之說明可參見圖三。首先，工具完全封閉，且 塑性塑膠材料經射出成形機之射出缸或螺桿送入最小窩穴 几’直到此最小窩穴完全填滿。然後是—短時間之壓縮階段 (可有可無）’以較高之成形内壓力造成最佳之表面。 、—ρ现後’塑膠材料被射出成形機之射出缸“吹羅，，至預定好 、元件土厚’此可以疋由螺桿位移或封閉位移大小決定。隨 後是-壓縮階段，姨朗_收、生祕雜而進行材

(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 麵 #· 訂·- 線* 537957 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明（5·) 料壓擠。在形成塑料成形件後，即可開啟模具，並將塑料成 形件取出，再進行下一週期。 藉此發明之“隔絕邊緣”，壓印件肖調節溫度之工具隔 離’此壓印件可長時間作軸向運動。此隔絕邊緣之厚度係 依几件厚度及由其造成之週期時間（通常是6分鐘或是更 長^而定。不具備隔絕邊緣或是太薄之隔絕邊緣，將使壓印 件藉由被形成之較冷之邊緣層在鏡片外緣減速，且可能不再 能進行軸向壓縮，後果可能目材料收縮產生縮陷部位。 為了更進-步避免縮_位’重要的是儘量將窩穴之内 壓力維持蚊。基於此原因，最好有—内壓力感測器9(參 見圖-）使此程序可對内壓力進行調節控制。 在本發明之方法中，與現今技術相比有許多優點。由於 在私序步驟（5)最後之墨印階段内不會出現材料收縮，因 而不會產生縮陷部位。 藉由最後之壓印階段⑸，整個壓印件不出現縮陷部 位’且内壓力是作用在鏡片整個表面上。如此，鏡片 少之内壓力，且因而製造出較少之内應力。 在PC薄鏡片（2至3麵）時工具之溫度約為贼，在 厚鏡片（13mm)時則約為靴。需要如此 避免屋生例如“冷邊緣層軸，，，及缺少令麵糖=陷。 :二具溫度必須在充填階段儘可能的與破璃溫度相近， 如此才能產生通常超過6分鐘長之週期時間。 此新方法則不是如此。在此較填階段窩穴内即因充填 力而形成内壓力。當工具溫度在約8Gt時（以PC為例^ 木紙張尺度翻中___準（CNS)A4雜（21y X 297公釐）

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五、發明說明（6·) 即，有冷邊緣層移動’可得到最佳之壓印表面，表面光滑度 極高，週期時間可降低至5〇%。 又 、，由於預先縮小之窩穴有較薄之壁厚，即使是黏滞性較低 之塑枓也可有最佳之膨脹流動。因而可使則、的截面（點截 ΐ If，面）°冷流道因而可在元件成形（點截面）後輕 '产片㈣。在遂道截面之例巾，在工具職時也 動分離冷通道。 目 可完全不藉射出成形機之射出缸作收縮補償，而且 因而可二堡印件之程序步驟可在極短時間（7秒）内完成， 广Y、用較小之冷流道橫截面。通常，冷流道厚度與預先 Γιϋ厚度相同。鏡片厚度在程序步驟⑷，即薄鏡片 a 時製出。所造成之鏡片厚度取決於射出之歸量。 内可製、生山厚品要更換王具内之餅’因此在一工具 内了出多個鏡片厚度。· -------^---------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 適 度 尺 張

Claims (1)

1. 第90124315號專利案申請專利範園修正本 537957 六、申請專利範圍 1. 一種^厚壁成餐之方法，尤其是厚壁之絲鏡片， 其係藉由將姆材_人具可改變狀之模具中製造， 遠方法具下列步驟： a) 關閉模具（卜3、6)，形成—具較小尺寸之窩穴（7〇, 其與一薄壁成形件相當， b) 射入娜材料，直到較小尺寸之窝穴（？a)完全被充 填， c) 繼續射人娜材料，而且同時擴大窩穴，直到窝穴 (7b)到達所希望之厚壁塑料成形件之尺寸， d) 完全成形之塑料成形件，及 e) 開啟模具（3、1、6)，取出塑料成形件。 2·根據申请專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，在步 驟b)及c)中進行一壓縮階段。 3.根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，在步 騾d)後進行一壓縮階段。 4·根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，窝穴 之大小以-可線性移動之_件⑷來加以改變，此^ 印件（6)之一末端定義窩穴之厚度，至少沿壓印件⑷ 之行程，此末端在侧向藉射入之塑膠材料與模具（3)熱 絕隔。 、 5·根據申請專利範圍第2項所述之方法，直转徵玉，食^ 之大小以-可線性移動之壓印件⑷來加以改變，^ —-----訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 ) 537957 ____g /、、申清專利範圍 印件（6)之一末端定義窩穴之厚度，至少沿壓印件（6) 之行程，此末端在侧向藉射入之塑膠材料與模具（3)熱 絕隔。 μ 6·根據申請專利範圍第3項所述之方法，其特徵為，窩穴 之大小以一可線性移動之壓印件，（6)來加以改變，此壓 印件（6)之一末端定義窩穴之厚度，至少沿壓印件（6) 之行程，此末端在側向藉射入之塑膠材料與模具熱 絕隔。 、 7·根據申請專利範圍第1項所述之方法，其特徵為，量測 窩穴内之内壓力，並使用一控制内壓力之合模力曲線。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印如衣 8· 一種執行根據申請專利範圍第1項至第7項中任一項所 述之方法之裝置，其具一第一模板（丨）及一第二模板 (2) ’及一在模板内可線性藉一可調整行程移動之壓印 件（6)，此壓印件與模板定義一可變化之窩穴（7)，當 壓印件在第-位置時，窩穴（7a)具最小尺寸，其特徵 為，在至少一模板内有一缺口（n)，其包圍壓印件（6) 之末端’且至少沿壓印件（6)之行程平行於壓印件之移 動路徑延伸，且與窩穴（7)相通。