TWI438074B - A light irradiation forming apparatus and a light irradiation forming method - Google Patents

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Description

光照射成形裝置及光照射成形方法
本發明係關於光照射成形裝置及光照射成形方法，是在具有光可透過性質之一對橡膠模具部所形成的模穴內填充熱塑性樹脂並照射光而進行成形品的成形。
使用熱塑性樹脂來獲得既定形狀的成形品之方法，一般包含射出成形、吹塑成形、擠出成形、壓製成形等各種的方法。
有別於前述一般的成形方法，例如在專利文獻1揭示一種方法，是在成形模具之模穴內填充熔融狀態的熱塑性樹脂時，將包含0.78~2μm波長區域的電磁波透過成形模具而照射於熱塑性樹脂。依據該方法，利用構成成形模具的橡膠和熱塑性樹脂間之物性差異，相較於橡膠製成形模具，將熱塑性樹脂予以強力地加熱。
此外，例如專利文獻2揭示出，對於橡膠模具的模穴內所填充之粒子狀態的熱塑性樹脂，照射包含0.78~2μm波長區域的電磁波而將該熱塑性樹脂加熱使其熔融，然後在模穴之剩餘空間內，追加填充熔融狀態的熱塑性樹脂。
專利文獻1：日本特開2007-216447號公報
專利文獻2：日本特開2009-241455號公報
然而，在專利文獻1中，為了將事先熔融的熱塑性樹脂填充於成形模具的模穴內，用來將顆粒等的粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂事先熔融的裝置成為必要的。此外在專利文獻2也是，為了追加填充熔融狀態的熱塑性樹脂，同樣的裝置也是必要的。此外，在進行熔融狀態的熱塑性樹脂之填充的情況，必須確保多餘的熱塑性樹脂，因此要減少熱塑性樹脂的使用量是困難的。
本發明是有鑒於上述習知的問題點而開發完成的，其目的是為了提供一種光照射成形裝置及光照射成形方法，不須使用讓熱塑性樹脂事先熔融而注入模穴的裝置，能減少熱塑性樹脂的使用量而進行成形品的成形。
本發明的第1態樣是一種光照射成形裝置，其特徵在於，係具備一對的橡膠模具部及光照射裝置；該一對的橡膠模具部，是由具有光可透過的性質之橡膠材料所構成，在互相模合的對向側形成模穴；該光照射裝置，是從該一對的橡膠模具部表面，對配置於上述模穴內之粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂照射光；上述一對的橡膠模具部，當藉由從上述光照射裝置照射的光讓配置於上述模穴內之上述熱塑性樹脂熔融時，可互相接近而使上述模穴的容積縮小。
第2態樣是一種光照射成形方法，其特徵在於，係使用一對的橡膠模具部及光照射裝置；該一對的橡膠模具部，是由具有光可透過的性質之橡膠材料所構成，在互相模合的對向側形成模穴； 該光照射裝置，是從該一對的橡膠模具部表面，對配置於上述模穴內之粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂照射光；在藉由從上述光照射裝置照射的光讓配置於上述模穴內之上述熱塑性樹脂熔融的狀態下，讓上述一對橡膠模具部互相接近而使上述模穴的容積縮小，在容積縮小後之上述模穴內進行上述熱塑性樹脂的成形品之成形。
上述光照射成形裝置及光照射成形方法，是在一對的橡膠模具部間，形成其容積比應成形的成形品更大之模穴，當粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂熔融時，使模穴容積縮小而獲得成形品。
在一對的橡膠模具部間之模穴內，配置粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂，藉由光照射裝置從一對橡膠模具部表面照射光。這時，大多數的光是透過橡膠模具部而被熱塑性樹脂吸收。藉此將熱塑性樹脂加熱而使其熔融。這時，藉由讓一對的橡膠模具部互相接近，使模穴的容積縮小而將熔融的熱塑性樹脂填充於模穴全體。
如此般，可在容積縮小的模穴內進行熱塑性樹脂的成形品之成形。成形品經冷卻固化後，可從一對橡膠模具部進行脫模而取出。
因此，依據上述光照射成形裝置及光照射成形方法，不須使用讓熱塑性樹脂事先熔融而注入模穴的裝置，能減少熱塑性樹脂的使用量而進行成形品的成形。
又在使用固體狀的熱塑性樹脂的情況，可將該固體狀的熱塑性樹脂配置於模穴的一部分，在模穴的剩餘部分配 置粒子狀的熱塑性樹脂。
針對上述光照射成形裝置及光照射成形方法之較佳實施形態做說明。
上述熱塑性樹脂是使用粒子狀或固體狀者。在此，粒子狀是指，除了球狀、圓筒狀以外，還包括可見於粉碎品之不定形狀等的狀態。固體狀是指板狀、棒狀、線狀等的狀態。
按照目的成形品的形狀，可適當地選擇粒子狀、固體狀的熱塑性樹脂。此外，粒子狀、固體狀的熱塑性樹脂，可將兩種以上的形態混合使用。
上述熱塑性樹脂為粒子狀的情況，可使用的熱塑性樹脂之粒徑，是取決於應成形之成形品的厚度、亦即模穴寬度，熱塑性樹脂的粒徑可在1~3000μm的範圍內。熱塑性樹脂的粒徑較佳為在50~3000μm的範圍內，更佳為在200~2500μm的範圍內。
此外，熱塑性樹脂的平均粒徑是在前述範圍內，若進一步含有1~100μm範圍內之熱塑性樹脂小型粒子，當將熱塑性樹脂粒子填充於模穴時會有更理想的情況。粒子的體比重宜為0.4以上，更佳為0.45以上，特佳為0.5以上。
此外，上述光照射裝置宜產生包含0.78~2μm波長區域的光。在此情況，相較於橡膠模具部，容易讓模穴內的熱塑性樹脂吸收更多的光，相較於橡膠模具部，可將熱塑 性樹脂積極地加熱而使其熔融。
此外，透過上述橡膠模具部而照射於上述熱塑性樹脂的光(電磁波)，不僅是波長0.78~2μm區域的光，也能包含除此以外的區域的光。在此情況，透過橡膠模具部而照射於熱塑性樹脂的光較佳為，波長0.78~2μm區域的光的含量比除此以外的區域的光更多。
此外，上述成形品的成形所使用之熱塑性樹脂(以下會有簡稱為熱塑性樹脂的情況)，是使用可吸收光(電磁波)而促進加熱者。
該熱塑性樹脂，只要包含具有熱塑性的聚合物即可，並沒有特別的限定，可列舉：ABS樹脂(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂)、ASA樹脂(丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈樹脂)、AES樹脂(丙烯腈-乙烯丙烯二烯-苯乙烯樹脂)等的橡膠強化苯乙烯系樹脂，聚苯乙烯、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-馬來酸酐共聚物、(甲基)丙烯酸酯-苯乙烯共聚物等的苯乙烯系樹脂，聚乙烯、聚丙烯等的烯烴系樹脂，環狀烯烴樹脂、丙烯酸系樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚氯乙烯系樹脂、聚芳酯樹脂、聚縮醛樹脂、聚苯醚樹脂、聚苯硫樹脂、氟碳樹脂、醯亞胺系樹脂、酮系樹脂、碸系樹脂、胺酯系樹脂、聚醋酸乙烯、聚乙烯氧化物、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚乙烯丁醛、苯氧樹脂、感光性樹脂、液晶聚合物、生物分解性塑膠等。其等可將一種單獨使用，或組合兩種以上來使用。
上述熱塑性樹脂當中，就光照射成形用的熱塑性樹脂 而言較佳者可列舉：橡膠強化苯乙烯系樹脂、烯烴系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚酯系樹脂、聚醯胺系樹脂、聚酯系樹脂和聚碳酸酯樹脂的合金、橡膠強化苯乙烯系樹脂和聚碳酸酯樹脂的合金、橡膠強化苯乙烯系樹脂和聚酯系樹脂的合金等。
再者，上述熱塑性樹脂較佳為非晶性熱塑性樹脂。
熱塑性樹脂的冷卻速度，由於一對橡膠模具部為橡膠製，是比金屬模具的情況更慢。因此，冷卻中熱塑性樹脂的結晶性可能會變高，如此可能造成成形品的尺寸精度降低，成形品的耐衝擊性降低。相對於此，若熱塑性樹脂是採用非晶性熱塑性樹脂，可防止上述成形品的尺寸精度降低及耐衝擊性降低的情況。
上述熱塑性樹脂，按照目的及用途，亦可進一步含有：纖維狀、粒子狀、板狀等的填充劑，金屬顏料等的裝飾劑，紫外線吸收劑，抗氧化劑、抗老化劑、抗靜電劑、難燃劑、耐候劑、可塑劑、潤滑劑、抗菌劑、親水性賦予劑、淡色系著色劑等的添加劑。
此外，上述一對的橡膠模具部，較佳為是由透明或半透明的矽酮橡膠所構成。
在此情況，能使橡膠模具部的製作變容易，且藉由上述包含0.78~2μm波長區域的光，幾乎不會將橡膠模具部加熱而能選擇性地將熱塑性樹脂進行加熱。
此外，矽酮橡膠的硬度，依JIS-A規格測定較佳為25~80。
此外較佳為，上述光照射成形裝置係具備：進行上述模穴內的真空吸引之真空裝置，藉由該真空裝置使上述模穴內的壓力比上述一對的橡膠模具部的外部壓力更低，而在該一對的橡膠模具部產生吸引力，藉此當上述熱塑性樹脂熔融時使上述一對的橡膠模具部互相接近。
此外，上述光照射成形方法較佳為，使用進行上述模穴內的真空吸引之真空裝置，藉由該真空裝置使上述模穴內的壓力比上述一對的橡膠模具部的外部壓力更低，而在該一對的橡膠模具部產生吸引力，藉此當上述熱塑性樹脂熔融時使上述一對的橡膠模具部互相接近。
在前述情況，利用藉由真空裝置所產生的吸引力(合模力)，容易使一對的橡膠模具部互相接近。此外，藉由利用吸引力使一對的橡膠模具部互相接近，容易讓熔融的熱塑性樹脂遍及模穴全體。
此外，一對的橡膠模具部，除了利用藉由真空裝置所產生的吸引力以外，也能施加外力而強制讓一對的橡膠模具部互相接近。
另外，上述一對的橡膠模具部，可在互相接近前的原位置，在任一方所設的被嵌入凹部內嵌入在另一方所設的嵌入凸部，藉由該嵌入凸部和上述被嵌入凹部將形成於上述一對的橡膠模具部間之分割面的全周予以封閉。
在此情況可容易地防止：為了讓一對的橡膠模具部互相接近而從形成於分割面的間隙漏出熱塑性樹脂。
此外，上述一對的橡膠模具部，也能在互相接近前的 原位置，在任一方所設的模穴形成凹部內，配置在另一方所設的模穴形成凸部，藉由在形成於上述一對的橡膠模具部間之分割面的全周所貼附的樹脂膠帶，將上述分割面的全周予以封閉。
在此情況也是，可容易地防止：為了讓一對的橡膠模具部互相接近而從形成於分割面的間隙漏出熱塑性樹脂。
此外較佳為，上述一對的橡膠模具部之一方係具備：用來成形上述成形品的背面之模穴形成凸部、形成於該模穴形成凸部的外緣部全周之環狀嵌入凹部、以及在該環狀嵌入凹部的外緣部全周呈突出地形成之環狀外周凸部；上述一對的橡膠模具部之另一方係具備：將上述模穴形成凸部配置於內側而用來成形上述成形品的裝飾面之模穴形成凹部、以及在該模穴形成凹部的外緣部全周呈突出且嵌入上述環狀外周凸部的內周面而配置於上述環狀嵌入凹部內之環狀內周凸部；上述模穴，在讓上述一對的橡膠模具部互相接近前的原位置，在上述模穴形成凸部的前端面和上述模穴形成凹部的底面之間、在上述模穴形成凸部的外周面和上述環狀內周凸部的內周面之間、在上述環狀嵌入凹部的底面和上述環狀內周凸部的前端面之間是連續地形成；在上述一對的橡膠模具部之一方形成：開口於上述模穴形成凸部的前端面之吸引口、以及開口於上述環狀嵌入凹部的底面之吸引澆口，用來藉由上述真空裝置進行真空吸引之真空吸引通路，是連通於上述吸引口及上述吸引澆口。
在此情況，對於一對的橡膠模具部之一方之環狀外周凸部的內周面，藉由嵌入一對的橡膠模具部之另一方之環狀內周凸部的外周面，可容易地防止：為了讓一對的橡膠模具部互相接近而從形成於分割面的間隙漏出熱塑性樹脂。
此外，藉由透過吸引口及吸引澆口進行模穴內的真空吸引，容易在一對的橡膠模具部間產生吸引力，容易讓熔融的熱塑性樹脂遍及模穴全體。
此外，利用吸引口，當配置於模穴內之粒子狀的熱塑性樹脂熔融時，可讓模穴內剩餘之熔融狀態的熱塑性樹脂溢出。
另外較佳為，上述吸引口兼作為：用來將上述粒子狀的熱塑性樹脂投入上述模穴內之投入口。
在此情況，要在模穴內配置熱塑性樹脂時，可在一對的橡膠模具部封閉的狀態下從吸引口投入粒子狀的熱塑性樹脂。
此外較佳為，上述一對的橡膠模具部，接近到使上述一對的橡膠模具部之一方的上述環狀嵌入凹部的底面、與上述一對的橡膠模具部之另一方之上述環狀內周凸部的前端面抵接，從上述環狀嵌入凹部的底面和上述環狀內周凸部的前端面之間所形成的剩餘空間，朝向上述模穴形成凸部的外周面和上述環狀內周凸部的內周面之間所形成的立壁空間供應上述熱塑性樹脂，而進行上述成形品的成形。
在此情況，能使所成形之成形品的尺寸精度變穩定。 此外，可儘量減少成形所使用的熱塑性樹脂之剩餘量，而能減少熱塑性樹脂之使用量。
此外較佳為，上述吸引澆口之流路截面積比上述吸引口更小。另外較佳為，上述吸引澆口是在上述環狀嵌入凹部的底面上，開口於與上述模穴形成凹部的底面相對向的位置、與上述環狀內周凸部相對向的位置。
在此情況，在吸引澆口不容易發生粒子狀的熱塑性樹脂之堵塞，而能讓熱塑性樹脂穩定地遍及模穴之端部。
此外較佳為，上述環狀嵌入凹部的底面上之上述吸引澆口的開口位置，至少配置在隔著環狀形狀的中心部分而相對峙之一對或複數對的位置。藉此，在周方向可均衡地進行從吸引口之吸引。
此外，在上述光照射成形裝置，上述光照射裝置可從上述一對的橡膠模具部之另一方的外側面照射光，從上述模穴形成凹部側讓先前配置於上述模穴內之上述粒子狀的熱塑性樹脂熔融而進行填充，藉此防止上述吸引澆口被封閉，直到上述模穴全體都填充有上述熱塑性樹脂為止，能使上述真空裝置繼續進行真空吸引。
此外，在上述光照射成形方法，上述光照射裝置的光可從上述一對的橡膠模具部之另一方的外側面進行照射，從上述模穴形成凹部側讓先前配置於上述模穴內之上述粒子狀的熱塑性樹脂熔融而進行填充，藉此防止上述吸引澆口被封閉，直到上述模穴全體都填充有上述熱塑性樹脂為止，能使上述真空裝置繼續進行真空吸引。
在前述情況，能有效地防止吸引澆口發生封閉，直到模穴全體都填充有熱塑性樹脂為止，能讓吸引力作用於一對的橡膠模具部之間。
此外，在上述光照射成形裝置，上述光照射裝置可從上述一對的橡膠模具部之另一方之外側面的一方側往另一方側局部地依序相對移動並照射光，藉此從上述模穴之一方側往另一方側依序填充上述熱塑性樹脂。
此外，在上述光照射成形方法，上述光照射裝置之光可從上述一對的橡膠模具部之另一方之外側面的一方側往另一方側局部地依序移動並進行照射，藉此從上述模穴之一方側往另一方側依序填充上述熱塑性樹脂。
在前述情況，藉由讓模穴內的熱塑性樹脂局部地依序熔融，而能讓熱塑性樹脂穩定地遍及模穴全體。
以下，針對本發明的光照射成形裝置及方法之實施例，參照圖式進行說明。
(實施例1)
本例的光照射成形裝置1，如第1、2、4圖所示，係具備一對的橡膠模具部2A、2B及光照射裝置4。該一對的橡膠模具部2A、2B，是由具有光X可透過的性質之橡膠材料所構成，在互相模合的對向側形成模穴20；該光照射裝置4，是從一對的橡膠模具部2A、2B的表面，對配置於模穴20內之粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂6照射光X。光照射成形裝置1，如第4、5圖所示，在藉由從光照射裝置4照射的 光X使配置於模穴20內之熱塑性樹脂6熔融的狀態下，讓一對的橡膠模具部2A、2B互相接近而縮小模穴20的容積，而在容積縮小後的模穴20內進行熱塑性樹脂6的成形品7之成形。
第1、2圖，係顯示一對的橡膠模具部2A、2B位於原位置P1的狀態。第4圖係顯示一對的橡膠模具部2A、2B互相接近若干的狀態。第5圖係顯示，一對的橡膠模具部2A、2B位於最接近的位置P2而進行成形品7的成形之狀態。
以下，針對本例的光照射成形裝置1及光照射成形方法，參照第1~8圖進行詳細說明。
一對的橡膠模具部2A、2B，是由屬於橡膠材料之透明或半透明的矽酮橡膠所構成。該一對的橡膠模具部2A、2B，可將應成形之成形品7的母模(手工製的實際產品等)配置於液狀的矽酮橡膠內，讓該矽酮橡膠硬化，從硬化後的矽酮橡膠取出母模而製作出。此外，一對的橡膠模具部2A、2B，由於為橡膠製，可簡單且任意地形成：要將成形後的成形品7取出時用來進行開模之分割面(分模面)205(參照第1、2圖)。
作為熱塑性樹脂6，可使用屬於非晶性熱塑性樹脂且屬於橡膠改質熱塑性樹脂之ABS樹脂的粒子。作為熱塑性樹脂6，可使用粒徑1~3000μm者。此外，粒子狀的熱塑性樹脂6，是體比重為0.6左右之熱塑性樹脂6的微細顆粒。
如第4圖所示，光照射裝置4，可產生包含0.78~2μm波長區域之光X。光照射裝置4，是使用鹵素燈，其可發出 包含0.78~2μm波長區域(大致相當於近紅外線的波長區域)之光X。該鹵素燈，是使用在0.78~2μm波長區域內(本例為約0.9μm)具有光強度的峰值者。鹵素燈係具備：光源41、以及將從光源41發出的光X予以聚光而讓其反射之反射器42。
光照射成形裝置1，是藉由光照射裝置4，相較於矽酮橡膠所構成之一對的橡膠模具部2A、2B，將配置於模穴20內之熱塑性樹脂6予以選擇性地加熱，而能成形出具有穩定的尺寸精度之成形品7。
第7圖，是針對透明的矽酮橡膠和半透明的矽酮橡膠，以波長(nm)為橫軸、以光X的透過率(%)為縱軸，顯示各矽酮橡膠之光X的透過率。圖中可知，各矽酮橡膠，可讓200~2200(nm)間的波長的光X透過。因此，若將該波長範圍之近紅外線照射於矽酮橡膠製的橡膠模具部2A、2B表面，該近紅外線的大部分可透過橡膠模具部2A、2B而被模穴20內的熱塑性樹脂6吸收。
如第1圖所示，光照射成形裝置1係具備：進行模穴20內的真空吸引之真空裝置5。真空裝置5，是連接於一對的橡膠模具部2A、2B之泵，用來進行配置有熱塑性樹脂6之模穴20內之真空吸引，而使該模穴20內成為真空狀態。如第4、5圖所示，光照射成形裝置1，是使模穴20內的壓力比一對的橡膠模具部2A、2B之外部壓力更低，而在一對的橡膠模具部2A、2B產生吸引力(合模力)下，藉此當熱塑性樹脂6熔融時讓一對的橡膠模具部2A、2B互相接近。
如第6圖所示，在光照射成形裝置1進行成形之成形品7係具備：主體部71、相對於主體部71形成大致垂直或傾斜地豎起之立壁部72。本例之立壁部72，是從主體部71之外緣部的全周豎起。除此以外，成形品7也能從主體部71之適當部分，將立壁部72大致垂直地或傾斜地豎起。將成形於後述的吸引口27之成形部分73切斷，可製得成形品7。
如第1、2圖所示，一對的橡膠模具部2A、2B之一方側橡膠模具部2A係具備：用來成形成形品7的背面702之模穴形成凸部21、形成於模穴形成凸部21的外緣部全周之環狀嵌入凹部22、以及在環狀嵌入凹部22的外緣部全周呈突出地形成之環狀外周凸部23。一對的橡膠模具部2A、2B之另一方側橡膠模具部2B係具備：將模穴形成凸部21配置於內側而用來成形成形品7的裝飾面701之模穴形成凹部25、以及在該模穴形成凹部25的外緣部全周呈突出且嵌入環狀外周凸部23的內周面231而配置於環狀嵌入凹部22內之環狀內周凸部26。
橡膠模具部2A、2B之被嵌入凹部，是由一方側橡膠模具部2A之環狀嵌入凹部22及環狀外周凸部23所形成，橡膠模具部2A、2B之嵌入凸部，是由另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26所形成。
另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26的外周面263，在一對的橡膠模具部2A、2B互相接近前之原位置P1，是嵌入環狀外周凸部23之內周面231。一對的橡膠模 具部2A、2B，在互相接近的前後，是藉由環狀內周凸部26的外周面263和環狀外周凸部23之內周面231，而將一對的橡膠模具部2A、2B間所形成的分割面205的全周予以封閉。
對於一方側橡膠模具部2A之環狀外周凸部23的內周面231，藉由嵌入另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26的外周面263，可容易地防止：為了讓一對的橡膠模具部2A、2B互相接近而從形成於分割面205的間隙29漏出熔融的熱塑性樹脂6B。
如第1、2圖所示，模穴20，在一對的橡膠模具部2A、2B互相接近前之原位置P1，在模穴形成凸部21的前端面211和模穴形成凹部25的底面251之間、在模穴形成凸部21的外周面212和環狀內周凸部26的內周面262之間、在環狀嵌入凹部22的底面221和環狀內周凸部26的前端面261之間是連續地形成。
如第4、5圖所示，一對的橡膠模具部2A、2B，當配置於模穴20內之熱塑性樹脂6熔融時，是接近到使一方側橡膠模具部2A的環狀嵌入凹部22的底面221、與另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26的前端面261抵接。當一對的橡膠模具部2A、2B互相接近而在模穴20內進行成形品7的成形時，從模穴形成凸部21和模穴形成凹部25之間所形成的主體空間201、以及環狀嵌入凹部22的底面221和環狀內周凸部26的前端面261之間所形成的剩餘空間203，朝向模穴形成凸部21的外周面212和環狀內周凸部26的內周面 262之間所形成的立壁空間202供應熱塑性樹脂6。第4、5圖中，6A表示粒子狀的熱塑性樹脂，6B表示熔融的熱塑性樹脂。
如第1、2圖所示，在一方側橡膠模具部2A貫穿形成有：開口於模穴形成凸部21的前端面211之吸引口27、開口於環狀嵌入凹部22的底面221之吸引澆口28。吸引口27，兼具有用來將粒子狀的熱塑性樹脂6A投入模穴20內之投入口功能。此外，吸引口27也具有以下功能，亦即當配置於主體空間201內之粒子狀的熱塑性樹脂6A熔融時，作為讓該主體空間201內所剩餘之熔融狀態熱塑性樹脂6B溢出的空間。
在本例進行成形之成形品7，如上述般是在主體部71的全周，將立壁部72大致垂直地或傾斜地豎起。而且，如第3圖所示，吸引澆口28是在環狀嵌入凹部22的底面221上開口於複數部位，包含：與模穴形成凹部25的底面251相對向的位置、與環狀內周凸部26相對向的位置。又第3圖係顯示一方側橡膠模具部2A之吸引口27及複數個吸引澆口28的形成狀態。
吸引澆口28，可配合形成立壁部72的位置而適當地形成。
例如，在僅形成相對向之一對的立壁部72的情況，僅在環狀嵌入凹部22的底面221上之形成立壁部72的部分，在與模穴形成凹部25的底面251相對向的位置、及與環狀內周凸部26相對向的位置形成吸引澆口28。如第8圖所 示，在環狀嵌入凹部22的底面221上之未形成立壁部72的剩餘部分，在與模穴形成凹部25的底面251相對向的位置、及與環狀內周凸部26相對向的位置可不形成吸引澆口28。在此情況，在環狀嵌入凹部22的底面221上之未形成立壁部72的剩餘部分，讓一方側橡膠模具部2A之模穴形成凸部21的外周面212和另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26的內周面262接觸，藉此使熔融的熱塑性樹脂6不致流入環狀內周凸部26的前端面261和環狀嵌入凹部22的底面221之間。
如第1、2圖所示，吸引澆口28的流路截面積比吸引口27更小。吸引澆口28的流路截面積是形成比熱塑性樹脂6A的粒子更小，當藉由真空裝置5吸引模穴20內的氣體(空氣)時，可避免吸引模穴20內之粒子狀的熱塑性樹脂6A。
在一方側橡膠模具部2A之與另一方側橡膠模具部2B之非相對向側，重疊配置支承板3。而且，在一方側橡膠模具部2A和支承板3之間，形成用來藉由真空裝置5進行真空吸引之真空吸引通路31。真空吸引通路31連通於吸引口27及複數個吸引澆口28。
如第4、5圖所示，光照射裝置4配設成，與另一方側橡膠模具部2B之外側面206(與模穴形成凹部25的底面251平行)相對向。光照射成形裝置1，是從光照射裝置4對另一方側橡膠模具部2B之外側面206照射光X，從模穴形成凹部25側讓先前配置於模穴20內之粒子狀的熱塑性樹脂6A熔融。而且，光照射成形裝置1，為了防止吸引澆口封閉 28，直到在模穴20全體都填充有熔融的熱塑性樹脂6B為止，是讓真空裝置5繼續進行真空吸引。
在第4、5圖顯示的狀態，是將設有吸引口27之一方側橡膠模具部2A配置於下側，對於一對的橡膠模具部2A、2B，是從另一方側橡膠模具部2B的上方藉由光照射裝置4照射光X。相對於此，一對的橡膠模具部2A、2B，是將一方側橡膠模具部2A和另一方側橡膠模具部2B配置成沿水平方向組合的狀態，而從水平方向照射光X亦可。此外，將另一方側橡膠模具部2B配置於下側，對於一對的橡膠模具部2A、2B，是從一方側橡膠模具部2A的上方藉由光照射裝置4照射光X亦可。
接下來說明使用上述光照射成形裝置1之光照射成形方法的作用效果。
首先，作為樹脂配置步驟，是在形成於一對的橡膠模具部2A、2B間之模穴20內配置粒子狀的熱塑性樹脂6A。這時，熱塑性樹脂6A可從形成於一方側橡膠模具部2A之吸引口(投入口)27，朝向互相組合狀態之一對的橡膠模具部2A、2B間的模穴20內投入。此外，熱塑性樹脂6A，也能配置在開啟狀態之另一方側橡膠模具部2B之模穴形成凹部25內。
在此情況，是將配置有熱塑性樹脂6A的狀態之一對的橡膠模具部2A、2B互相組合。
特別是在使用固體狀的熱塑性樹脂6的情況，可在模穴形成凹部25或模穴形成凸部21配置熱塑性樹脂6後，再 將一對的橡膠模具部2A、2B予以組合。此外，可將粒子狀和固體狀的熱塑性樹脂6予以組合使用。
此外，如第1、2圖所示，在一對的橡膠模具部2A、2B組合後的狀態下，藉由一方側橡膠模具部2A之環狀外周凸部23的內周面231和另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26的外周面263，而將一對的橡膠模具部2A、2B間所形成的分割面205的全周予以封閉。
接著，作為樹脂成形步驟，如第1圖所示，開始藉由真空裝置5，從真空吸引通路31透過吸引口27及複數個吸引澆口28進行模穴20內的真空吸引。這時，在模穴20內從粒子狀的熱塑性樹脂6A間所形成的間隙吸引空氣，使其等互相接近的吸引力F作用於一對的橡膠模具部2A、2B，而對粒子狀的熱塑性樹脂6A之粒子彼此間施加壓力。
接著，如第4圖所示，在真空裝置5繼續進行真空吸引的狀態下，藉由光照射裝置4朝向另一方側橡膠模具部2B之外側面206照射包含0.78~2μm的波長區域之光X。這時，大多數的光X是透過另一方側橡膠模具部2B而被模穴20內之熱塑性樹脂6A吸收。如此，將位於另一方側橡膠模具部2B(配置於光照射裝置4接近側)之模穴形成凹部25的底面251附近之熱塑性樹脂6A予以積極地加熱。配置於模穴20內之粒子狀的熱塑性樹脂6A，在模穴20的主體空間201內，是從位於另一方側橡膠模具部2B之模穴形成凹部25的底面251附近之粒子開始熔融。
這時，隨著粒子狀的熱塑性樹脂6A之熔融，使藉由粒 子彼此間的間隙為真空狀態而作用於粒子狀的熱塑性樹脂6A之粒子彼此間的壓力解除，藉由作用於一對的橡膠模具部2A、2B之吸引力F，使主體空間201之粒子狀的熱塑性樹脂6A熔融並減少主體空間201的容積。藉此，使一對的橡膠模具部2A、2B對應於主體空間201之容積減少量而互相接近。
此外，即使模穴20內之熱塑性樹脂6A開始熔融後，仍藉由真空裝置5繼續進行模穴20內之真空吸引。
如第5圖所示，模穴20內之粒子狀的熱塑性樹脂6A，是從模穴20之主體空間201內之位於模穴形成凹部25的底面251附近之粒子開始熔融，接著往位於模穴形成凸部21的前端面211附近之粒子依序進行熔融。而且，在模穴20之立壁空間202及剩餘空間203所配置之粒子狀的熱塑性樹脂6A，當主體空間201內所配置之粒子狀的熱塑性樹脂6A大致全體熔融之前，是維持未熔融的粒子狀態。藉此，可從配置於吸引口27及複數個吸引澆口28之粒子狀的熱塑性樹脂6A間所形成的間隙繼續進行模穴20之主體空間201的真空吸引。
當主體空間201內之粒子狀的熱塑性樹脂6A熔融且一對的橡膠模具部2A、2B互相接近時，配置於立壁空間202及剩餘空間203之粒子狀的熱塑性樹脂6A開始熔融。這時，剩餘空間203內之熔融後的熱塑性樹脂6B，當隨著一對的橡膠模具部2A、2B接近而使剩餘空間203的容積減少時，會供應給立壁空間202。此外，主體空間201內之剩餘 的熔融狀態之熱塑性樹脂6B，也會供應給立壁空間202。
如此般，當立壁空間202內之粒子狀的熱塑性樹脂6A進行熔融時，立壁空間202內之熱塑性樹脂6的不足量，可從剩餘空間203及主體空間201進行補充，因此可避免成形於立壁空間202之立壁部72的厚度變薄。此外，一對的橡膠模具部2A、2B，當配置於模穴20內之熱塑性樹脂6熔融時，是接近到使一方側橡膠模具部2A之環狀嵌入凹部22的底面221、與另一方側橡膠模具部2B之環狀內周凸部26的前端面261抵接。而且，在環狀嵌入凹部22的底面221和環狀內周凸部26的前端面261之間，會成形出薄片狀(毛邊狀)的熱塑性樹脂之成形品。
如此般，在樹脂成形步驟，直到模穴20全體填充有熔融的熱塑性樹脂6B為止是藉由真空裝置5繼續進行真空吸引，而能使熔融的熱塑性樹脂6B遍及容積減少後之模穴20全體。
接著，作為樹脂冷卻步驟，是維持在一對的橡膠模具部2A、2B之模穴20內填充有熔融的熱塑性樹脂6B的狀態。這時，熔融的熱塑性樹脂6B經冷卻固化後，可在主體空間201成形出主體部71並在立壁空間202成形出立壁部72，藉此獲得熱塑性樹脂6的成形品7。
然後，作為成形品取出步驟，是將一對的橡膠模具部2A、2B脫模，而將成形後的成形品7取出。
在本例，相較於橡膠模具部2A、2B，可將熱塑性樹脂6予以選擇性地加熱而使其熔融，因此可抑制橡膠模具部 2A、2B之溫度上昇，並能高效率地加熱熱塑性樹脂6。因此，在進行熱塑性樹脂6的成形品7之成形時，可有效地防止橡膠模具部2A、2B發生熱劣化。
此外，由於是將模穴20的容積縮小而進行成形品7的成形，不須對模穴20內填充熔融狀態的熱塑性樹脂6B。此外，讓熱塑性樹脂6事先熔融而注入模穴20內之樹脂注入嘴等的裝置是不需要的。此外，可將配置於模穴20內之熱塑性樹脂6幾乎全部都利用於成形品7之成形。
因此，依據本例的光照射成形裝置1及使用其之光照射成形方法，讓熱塑性樹脂6事先熔融而注入模穴20之裝置是不需要的，可減少熱塑性樹脂6的使用量而進行成形品7的成形。
(實施例2)
在本例中，顯示構造與上述實施例1不同之上述光照射成形裝置1的構造之幾個例子。
上述一對的橡膠模具部2A、2B，是藉由上述環狀外周凸部23的內周面231和上述環狀內周凸部26的外周面263之嵌合，而將一對的橡膠模具部2A、2B間之分割面205的全周予以封閉，除此以外，如第9圖所示，藉由在形成於一對的橡膠模具部2A、2B間之分割面205的全周所貼附之樹脂膠帶35，將分割面205的全周予以封閉亦可。
具體而言，在一方側橡膠模具部2A，形成模穴形成凸部210並在其外緣部全周形成環狀凹部220；在另一方側橡 膠模具部2B，形成模穴形成凹部250並在其外緣部全周形成環狀凸部260。
而且，藉由遍及一方側橡膠模具部2A的側面207和另一方側橡膠模具部2B的側面207間所貼附之樹脂膠帶35，將一方側橡膠模具部2A和另一方側橡膠模具部2B間的分割面205之間隙29予以封閉。這時，在環狀凹部220的底面和環狀凸部260的前端面之間，配置熱塑性樹脂6(與成形品7成形用之熱塑性樹脂6具有相同組成)製之間隔件61。而且，藉由調整該間隔件61的高度，可設定主體空間201成形前的容積，亦即模穴20在成形前所意圖的容積。在此情況，藉由樹脂膠帶35可防止：模穴20內之熔融的熱塑性樹脂6從分割面205的間隙29往外部漏出。
此外，如第10圖所示，上述光照射裝置4，是沿著另一方側橡膠模具部2B之外側面206(與模穴形成凹部25之底面251平行)而從一方側往另一方側，亦即在相對於一對的橡膠模具部2A、2B之對置方向呈垂直的方向上從一方側往另一方側，依序移動而局部地照射光X。而且，將配置有熱塑性樹脂6之模穴20內藉由真空裝置5形成真空狀態，藉由依序移動之光照射裝置4照射光X，藉此從一對的橡膠模具部2A、2B之模穴20的一方側往另一方側依序將熱塑性樹脂6加熱而使其熔融。如此，使一對的橡膠模具部2A、2B從一方側往另一方側依序互相接近，在模穴20全體填充熱塑性樹脂6而獲得成形品7。在此情況，藉由使模穴20內的粒子狀熱塑性樹脂6A局部地依序熔融，可讓熔融的 熱塑性樹脂6B穩定地遍及模穴20全體。
在本例也是，光照射成形裝置1的其他構造是與上述實施例1相同，而能獲得與上述實施例1同樣的作用效果。
1‧‧‧光照射成形裝置
2A、2B‧‧‧橡膠模具部
3‧‧‧支承板
4‧‧‧光照射裝置
5‧‧‧真空裝置
6‧‧‧熱塑性樹脂
6A‧‧‧粒子狀的熱塑性樹脂
6B‧‧‧熔融的熱塑性樹脂
20‧‧‧模穴
21‧‧‧模穴形成凸部
22‧‧‧環狀嵌入凹部
23‧‧‧環狀外周凸部
25‧‧‧模穴形成凹部
26‧‧‧環狀內周凸部
27‧‧‧吸引口
28‧‧‧吸引澆口
29‧‧‧間隙
31‧‧‧真空吸引通路
35‧‧‧樹脂膠帶
41‧‧‧光源
42‧‧‧反射器
61‧‧‧間隔件
71‧‧‧主體部
72‧‧‧立壁部
73‧‧‧成形部分
201‧‧‧主體空間
202‧‧‧立壁空間
203‧‧‧剩餘空間
205‧‧‧分割面
206‧‧‧外側面
207‧‧‧側面
210‧‧‧模穴形成凸部
211‧‧‧前端面
212‧‧‧外周面
220‧‧‧環狀凹部
221‧‧‧底面
231‧‧‧內周面
250‧‧‧模穴形成凹部
251‧‧‧底面
260‧‧‧環狀凸部
261‧‧‧前端面
262‧‧‧內周面
263‧‧‧外周面
701‧‧‧裝飾面
702‧‧‧背面
F‧‧‧吸引力
X‧‧‧光
第1圖係將實施例1之在原位置之一對的橡膠模具部間之模穴內配置熱塑性樹脂的狀態，以從正面觀察的截面顯示之說明圖。
第2圖係將實施例1之在原位置之一對的橡膠模具部間之模穴內配置熱塑性樹脂的狀態，以從側面觀察的截面顯示之說明圖。
第3圖係將實施例1之在一方側橡膠模具部之吸引口及複數個吸引澆口之形成狀態，以從上方觀察的截面顯示之說明圖。
第4圖係將實施例1之經由光照射而使熱塑性樹脂熔融且一對的橡膠模具部互相接近若干的狀態，以從正面觀察的截面顯示之說明圖。
第5圖係將實施例1之經由光照射而使熱塑性樹脂熔融且一對的橡膠模具部最接近的狀態，以從正面觀察的截面顯示之說明圖。
第6圖係將實施例1之成形品以從正面觀察的截面顯示之說明圖。
第7圖係顯示實施例1之矽酮橡膠之光透過率。
第8圖係將實施例1之在另一對的橡膠模具部間之模穴 內配置熱塑性樹脂的狀態，以從側面觀察的截面顯示之說明圖。
第9圖係將實施例2之在原位置之一對的橡膠模具部，以從正面觀察的截面顯示之說明圖。
第10圖係將實施例2之經由光照射而使熱塑性樹脂熔融且一對的橡膠模具部局部地依序接近的狀態，以從正面觀察的截面顯示之說明圖。
1‧‧‧光照射成形裝置
2A、2B‧‧‧橡膠模具部
3‧‧‧支承板
4‧‧‧光照射裝置
5‧‧‧真空裝置
6A‧‧‧粒子狀的熱塑性樹脂
6B‧‧‧熔融的熱塑性樹脂
20‧‧‧模穴
21‧‧‧模穴形成凸部
22‧‧‧環狀嵌入凹部
23‧‧‧環狀外周凸部
25‧‧‧模穴形成凹部
26‧‧‧環狀內周凸部
27‧‧‧吸引口
28‧‧‧吸引澆口
31‧‧‧真空吸引通路
41‧‧‧光源
42‧‧‧反射器
201‧‧‧主體空間
202‧‧‧立壁空間
203‧‧‧剩餘空間
206‧‧‧外側面
F‧‧‧吸引力
X‧‧‧光

Claims (14)

  1. 一種光照射成形裝置，其特徵在於，係具備一對的橡膠模具部及光照射裝置；該一對的橡膠模具部，是由具有光可透過的性質之橡膠材料所構成，在互相模合的對向側形成模穴；該光照射裝置，是從該一對的橡膠模具部表面，對配置於上述模穴內之粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂照射光；在藉由從該光照射裝置照射的光讓配置於上述模穴內之上述熱塑性樹脂熔融的狀態下，讓上述一對橡膠模具部互相接近而使上述模穴的容積縮小，在容積縮小後之上述模穴內進行上述熱塑性樹脂的成形品之成形。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光照射成形裝置，其中，該光照射成形裝置係具備：進行上述模穴內的真空吸引之真空裝置；藉由該真空裝置使上述模穴內的壓力比上述一對的橡膠模具部的外部壓力更低，而在該一對的橡膠模具部產生吸引力，藉此當上述熱塑性樹脂熔融時使上述一對的橡膠模具部互相接近。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所述之光照射成形裝置，其中，上述一對的橡膠模具部，在互相接近前的原位置，在任一方所設的被嵌入凹部內嵌入在另一方所設的嵌入凸部， 藉由該嵌入凸部和上述被嵌入凹部將形成於上述一對的橡膠模具部間之分割面的全周予以封閉。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之光照射成形裝置，其中，上述一對的橡膠模具部，在互相接近前的原位置，在任一方所設的模穴形成凹部內，配置在另一方所設的模穴形成凸部；藉由在形成於上述一對的橡膠模具部間之分割面的全周所貼附的樹脂膠帶，將上述分割面的全周予以封閉。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之光照射成形裝置，其中，上述一對的橡膠模具部之一方係具備：用來成形上述成形品的背面之模穴形成凸部、形成於該模穴形成凸部的外緣部全周之環狀嵌入凹部、以及在該環狀嵌入凹部的外緣部全周呈突出地形成之環狀外周凸部；上述一對的橡膠模具部之另一方係具備：將上述模穴形成凸部配置於內側而用來成形上述成形品的裝飾面之模穴形成凹部、以及在該模穴形成凹部的外緣部全周呈突出且嵌入上述環狀外周凸部的內周面而配置於上述環狀嵌入凹部內之環狀內周凸部；上述模穴，在讓上述一對的橡膠模具部互相接近前的原位置，在上述模穴形成凸部的前端面和上述模穴形成凹部的底面之間、在上述模穴形成凸部的外周面和上述環狀內周凸部的內周面之間、在上述環狀嵌入凹部的底面和上 述環狀內周凸部的前端面之間是連續地形成；在上述一對的橡膠模具部之一方形成：開口於上述模穴形成凸部的前端面之吸引口、以及開口於上述環狀嵌入凹部的底面之吸引澆口；用來藉由上述真空裝置進行真空吸引之真空吸引通路，是連通於上述吸引口及上述吸引澆口。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光照射成形裝置，其中，上述吸引口兼作為：用來將上述粒子狀的熱塑性樹脂投入上述模穴內之投入口。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之光照射成形裝置，其中，上述一對的橡膠模具部，接近到使上述一對的橡膠模具部之一方的上述環狀嵌入凹部的底面、與上述一對的橡膠模具部之另一方之上述環狀內周凸部的前端面抵接，從上述環狀嵌入凹部的底面和上述環狀內周凸部的前端面之間所形成的剩餘空間，朝向上述模穴形成凸部的外周面和上述環狀內周凸部的內周面之間所形成的立壁空間供應上述熱塑性樹脂，而進行上述成形品的成形。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之光照射成形裝置，其中，上述吸引澆口之流路截面積比上述吸引口更小，且是在上述環狀嵌入凹部的底面上，開口於與上述模穴形成凹部的底面相對向的位置、與上述環狀內周凸部相對向的位 置。
  9. 如申請專利範圍第1或2項所述之光照射成形裝置，其中，上述光照射裝置是從上述一對的橡膠模具部之另一方的外側面照射光，從上述模穴形成凹部側讓先前配置於上述模穴內之上述粒子狀的熱塑性樹脂熔融而進行填充，藉此防止上述吸引澆口被封閉，直到上述模穴全體都填充有上述熱塑性樹脂為止，使上述真空裝置繼續進行真空吸引。
  10. 如申請專利範圍第1或2項所述之光照射成形裝置，其中，上述光照射裝置，是從上述一對的橡膠模具部之另一方之外側面的一方側往另一方側局部地依序相對移動並照射光，藉此從上述模穴之一方側往另一方側依序填充上述熱塑性樹脂。
  11. 一種光照射成形方法，其特徵在於，係使用一對的橡膠模具部及光照射裝置；該一對的橡膠模具部，是由具有光可透過的性質之橡膠材料所構成，在互相模合的對向側形成模穴；該光照射裝置，是從該一對的橡膠模具部表面，對配置於上述模穴內之粒子狀或固體狀的熱塑性樹脂照射光；在藉由從上述光照射裝置照射的光讓配置於上述模穴內之上述熱塑性樹脂熔融的狀態下，讓上述一對橡膠模具 部互相接近而使上述模穴的容積縮小，在容積縮小後之上述模穴內進行上述熱塑性樹脂的成形品之成形。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之光照射成形方法，其中，使用進行上述模穴內的真空吸引之真空裝置，藉由該真空裝置使上述模穴內的壓力比上述一對的橡膠模具部的外部壓力更低，而在該一對的橡膠模具部產生吸引力，藉此當上述熱塑性樹脂熔融時使上述一對的橡膠模具部互相接近。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之光照射成形方法，其中，上述光照射裝置是從上述一對的橡膠模具部之另一方的外側面照射光，從上述模穴形成凹部側讓先前配置於上述模穴內之上述粒子狀的熱塑性樹脂熔融而進行填充，藉此防止上述吸引澆口被封閉，直到上述模穴全體都填充有上述熱塑性樹脂為止，使上述真空裝置繼續進行真空吸引。
  14. 如申請專利範圍第12項所述之光照射成形方法，其中，上述光照射裝置，是從上述一對的橡膠模具部之另一方之外側面的一方側往另一方側局部地依序移動並照射光，藉此從上述模穴之一方側往另一方側依序填充上述熱塑性樹脂。
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