專利名稱：塑料成形品的成形方法以及注射成形用鑄模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適用于激光方式的數(shù)字式復(fù)印機(jī)，激光打印機(jī)，傳真裝置等掃描光學(xué)系統(tǒng)，攝像機(jī)等光學(xué)設(shè)備等的塑料成形品的成形方法以及注射成形用鑄模，尤其涉及具有高精度光學(xué)鏡面的厚壁形狀、不等厚度形狀的塑料透鏡或塑料反射鏡等的塑料成形品的成形方法以及注射成形用鑄模。
背景技術(shù)：
以往，在激光方式的數(shù)字式復(fù)印機(jī)，激光打印機(jī)，傳真裝置等的光寫入組件中，使用具有激光光束成像及各種補(bǔ)正功能的的矩形狀透鏡及反射鏡等光學(xué)元件。
近年，隨著降低產(chǎn)品成本要求日益強(qiáng)烈，這種光學(xué)元件從玻璃制變化為塑料制，為了以最小限度的元件實(shí)現(xiàn)若干功能，其鏡面形狀不僅僅限于球面，還形成為復(fù)雜的非球面形狀。另外，透鏡場合，大多設(shè)計(jì)成透鏡厚度厚，長度方向透鏡厚度不等的不等厚度形狀。
這種塑料成形品，即使是特殊形狀，也可以通過注射成形法，將熔融樹脂注射充填在用于形成成形品形狀的鑄模的型腔內(nèi)，能以低成本大量生產(chǎn)。
但是，在這種以往的塑料成形中，在冷卻固化鑄模的型腔內(nèi)的熔融樹脂材料工序中，希望型腔內(nèi)的樹脂壓力及樹脂溫度均一，以便使塑料成形品精度良好地成形為所希望的形狀。
再有，關(guān)于成形品的形狀，例如，透鏡為不等厚度形狀場合，由于透鏡厚度不同，樹脂冷卻速度因部位不同而異，體積收縮量發(fā)生差別，形狀精度惡化，厚度厚處產(chǎn)生氣孔(sink)。
為了解決這個(gè)問題，在將熔融樹脂注射充填在鑄模型腔內(nèi)的注射成形法中，若加大熔融樹脂的注射壓力，增多注射充填量，則塑料成形品內(nèi)部應(yīng)變大，尤其厚壁形狀、不等厚度形狀場合，在薄壁部內(nèi)部應(yīng)變大，恐怕對光學(xué)性能等帶來壞影響。
即，為了減小內(nèi)部應(yīng)變，若降低注射壓力，減少熔融樹脂的注射充填量，則在厚壁部等產(chǎn)生氣孔，而若加大熔融樹脂的注射壓力，增多注射充填量，則在薄壁部等，內(nèi)部應(yīng)變大。
對此，在特開昭63-114614號公報(bào)中，公開了所謂注射壓縮成形法，在該方法中，通過鑄模內(nèi)的壓縮機(jī)構(gòu)，可移動構(gòu)成型腔壁面的鑲塊，當(dāng)所充填樹脂因冷卻而體積收縮時(shí)，例如，由于透鏡厚度有偏差，在長度方向各部分產(chǎn)生的體積收縮量有差別，可以使得上述可動鑲塊前進(jìn)追隨上述體積收縮量差，施加均等壓力，以確保形狀精度。
但是，在上述注射壓縮成形法中，使得可動鑲塊精度良好地追隨非常難，存在在鏡面局部產(chǎn)生氣孔等不能確保形狀精度的問題。
為了解決上述問題，提出了即使是厚壁形狀、不等厚度形狀場合也能制造高精度的塑料成形品的技術(shù)，例如，在特開平11-28745號公報(bào)中，公開了“塑料成形品的成形方法以及塑料成形品的成形用鑄?！保谠摮尚畏椒ㄖ?，將熔融樹脂注射充填到鑄模內(nèi)后，冷卻熔融樹脂在達(dá)到軟化溫度以下前，使得設(shè)在非復(fù)制面的可滑動的型腔塊作離開樹脂的移動，在型腔塊與樹脂之間強(qiáng)制形成空隙。在與上述空隙相接的部分，與鑄模壁面之間不作用密接力，樹脂易移動，能在該部分優(yōu)先發(fā)生凹形狀或凸形狀的或凹凸形狀的氣孔。
結(jié)果，能防止在復(fù)制面發(fā)生氣孔，得到高形狀精度的成形品。另外，通過低壓成形，上述內(nèi)部應(yīng)變非常小，能得到良好的成形品。
圖1是用于說明以往成形方法的概略圖，如圖1所示，鑄模10a用于形成例如塑料光學(xué)元件的成形品，其包括下型腔塊11和上型腔塊14。該下型腔塊11設(shè)有復(fù)制面11a，用于將反射鏡表面復(fù)制在熔融樹脂13上，即用復(fù)制面11a形成成形品的一反射鏡鏡面；上述上型腔塊14設(shè)有復(fù)制面14a，用于將反射鏡表面復(fù)制在熔融樹脂13上，即用復(fù)制面14a形成成形品的另一反射鏡鏡面。該鑄模10a進(jìn)一步包括可滑動型腔塊12和側(cè)型腔塊15。通過上述復(fù)制面11a，14a，可滑動型腔塊12及側(cè)型腔塊15的側(cè)表面即非復(fù)制面形成型腔A。
將熔融樹脂13注射充填到該鑄模型腔A內(nèi)后，冷卻熔融樹脂13，在達(dá)到軟化溫度以下前，使得設(shè)在非復(fù)制面的可滑動的型腔塊12朝離開樹脂13方向移動，于是，在熔融樹脂13與可滑動的型腔塊12之間形成空隙17。當(dāng)在型腔A中的熔融樹脂13被冷卻時(shí)，氣孔僅僅發(fā)生在樹脂13的與空隙17相接的部分。這是由于在樹脂13與鑄模10a的型腔塊壁面之間的密接力沒有作用在樹脂13的與空隙17相接的部分。此后，在鑄模10a的型腔A內(nèi)，冷卻熔融樹脂，直到熔融樹脂整體均一地成為鑄模溫度，接著，從鑄模10a的型腔A內(nèi)取出成形品。
在圖1的鑄模10a中，空隙17與構(gòu)成鑄模型腔A的金屬材料相比，熱傳導(dǎo)率小，在鑄模10a內(nèi)，非對稱地分布高溫度部18和低溫度部19。
圖2是表示長形狀成形品的成形方法的概略圖，圖3是使用圖2成形方法所得成形品的概略圖。如圖2所示，鑄模10b包括一長形狀可滑動的型腔塊22。通過鑄模10b形成如圖3所示長形狀成形品43的方法與上述鑄模10a場合相同，因此，詳細(xì)說明省略。
與上述鑄模10a場合相同，在圖2所示樹脂13中，非對稱地分布高溫度部18和低溫度部19。在成形品43內(nèi)溫度非對稱狀態(tài)下，取出該成形品43，則如圖3所示，成形品43兩側(cè)溫度差引起收縮率不平衡，在鑄模10b外，成形品43發(fā)生彎曲，不能得到高精度的成形品。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述先有技術(shù)所存在的發(fā)生氣孔、成形品內(nèi)不均一的溫度分布所引起的精度低下問題而提出來的，本發(fā)明的目的在于，提供塑料成形品的成形方法以及注射成形用鑄模，隨著注射充填樹脂的冷卻，引起體積收縮，通過樹脂與可滑動型腔塊的密接力使得上述型腔塊追隨上述體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，即使是厚壁形狀或不等厚度形狀也能成形高精度的塑料成形品。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出以下方案(1)一種塑料成形品的成形方法，包括準(zhǔn)備一鑄模，至少設(shè)有一個(gè)復(fù)制面，至少設(shè)有一個(gè)可滑動的用于形成面的型腔塊，通過上述復(fù)制面及型腔塊形成至少一個(gè)鑄模型腔；將該鑄模加熱保持在未達(dá)到樹脂的軟化溫度；將加熱到軟化溫度以上的熔融樹脂注射充填到上述型腔內(nèi)；在上述復(fù)制面上發(fā)生樹脂壓力，使得上述熔融樹脂密接在該復(fù)制面上；將上述熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下；打開鑄模取出成形品；其特征在于，將上述熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下過程中，伴隨上述熔融樹脂的冷卻，體積收縮，通過上述熔融樹脂與上述可滑動的型腔塊的成形面的密接力，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊追隨上述體積收縮，補(bǔ)償上述熔融樹脂的體積收縮。
按照上述(1)的塑料成形品的成形方法，通過熔融樹脂與可滑動的型腔塊的成形面的密接力，可滑動型腔塊追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，因此，即使是厚壁形狀，還是不等厚度形狀，也能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。且不需要油缸或電動馬達(dá)等驅(qū)動手段，成本低。
(2)在上述(1)的塑料成形品的成形方法中，通過提高密接力方法或減少摩擦力方法，使得上述密接力比上述可滑動的型腔塊的滑動面與上述鑄模的摩擦力強(qiáng)。
按照上述(2)的塑料成形品的成形方法，由于使得上述密接力比可滑動的型腔塊的滑動面與鑄模的摩擦力強(qiáng)，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(3)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊使用多孔材質(zhì)部件，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(3)的塑料成形品的成形方法，由于可滑動型腔塊使用多孔材質(zhì)部件，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(4)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面施以表面處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(4)的塑料成形品的成形方法，對可滑動型腔塊的成形面施以表面處理，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(5)在上述(4)的塑料成形品的成形方法中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以噴砂表面處理，形成微小凹凸部，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(5)的塑料成形品的成形方法，對可滑動型腔塊的成形面施以噴砂表面處理，形成微小凹凸部，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(6)在上述(4)的塑料成形品的成形方法中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以涂層處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(6)的塑料成形品的成形方法，對可滑動型腔塊的成形面施以涂層處理，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(7)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，在上述滑動面上形成微小凹部，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
按照上述(7)的塑料成形品的成形方法，在滑動面上形成微小凹部，減少滑動面與鑄模的摩擦力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(8)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，上述滑動面由與上述鑄模摩擦力低的材質(zhì)進(jìn)行表面處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
按照上述(8)的塑料成形品的成形方法，滑動面由與鑄模摩擦力低的材質(zhì)進(jìn)行表面處理，減少滑動面與鑄模的摩擦力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(9)在上述(8)的塑料成形品的成形方法中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的滑動面，施以涂層處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
按照上述(9)的塑料成形品的成形方法，對可滑動型腔塊的滑動面施以涂層處理，減少滑動面與鑄模的摩擦力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(10)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的至少一個(gè)成形面上。
按照上述(10)的塑料成形品的成形方法，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的至少一個(gè)成形面上，因此，能更好地補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(11)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，將至少二個(gè)上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的同一成形面上。
按照上述(11)的塑料成形品的成形方法，將至少二個(gè)上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的同一成形面上，因此，能更好地補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(12)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的成形面的厚壁部分。
按照上述(12)的塑料成形品的成形方法，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的成形面的厚壁部分，因此，能補(bǔ)償易發(fā)生氣孔的厚壁部分的熔融樹脂的體積收縮量，制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(13)在上述(1)或(2)的塑料成形品的成形方法中，將上述型腔塊設(shè)在至少一個(gè)復(fù)制面上。
按照上述(13)的塑料成形品的成形方法，將上述型腔塊設(shè)在至少一個(gè)復(fù)制面上，因此，當(dāng)固定到其他部件上時(shí)，該復(fù)制面成為基準(zhǔn)面場合，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(14)一種塑料成形品的注射成形用鑄模，包括設(shè)有鑄模型腔面的鑄模型腔，在上述鑄模型腔面中至少有一個(gè)復(fù)制面，將加熱到軟化溫度以上的熔融樹脂注射充填到上述鑄模型腔內(nèi)，通過在上述鑄模型腔內(nèi)發(fā)生的樹脂壓力，將上述復(fù)制面復(fù)制在上述熔融樹脂上；其特征在于設(shè)有可滑動的型腔塊，該型腔塊形成上述至少一個(gè)鑄模型腔面的壁面的全部或局部，在將上述熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下過程中，伴隨上述熔融樹脂的冷卻，體積收縮，通過上述熔融樹脂與上述可滑動的型腔塊的成形面的密接力，上述可滑動型腔塊追隨上述體積收縮。
按照上述(14)的塑料成形品的注射成形用鑄模，通過熔融樹脂與可滑動的型腔塊的成形面的密接力，可滑動型腔塊追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，因此，即使是厚壁形狀，還是不等厚度形狀，也能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。且不需要油缸或電動馬達(dá)等驅(qū)動手段，成本低。
(15)在上述(14)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，通過提高密接力方法或減少摩擦力方法，使得上述密接力比上述可滑動的型腔塊的滑動面與上述鑄模的摩擦力強(qiáng)。
按照上述(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模，由于使得上述密接力比可滑動的型腔塊的滑動面與鑄模的摩擦力強(qiáng)，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(16)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊使用多孔材質(zhì)部件，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(16)的塑料成形品的注射成形用鑄模，由于可滑動型腔塊使用多孔材質(zhì)部件，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(17)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面施以表面處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(17)的塑料成形品的注射成形用鑄模，對可滑動型腔塊的成形面施以表面處理，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(18)在上述(17)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以噴砂表面處理，形成微小凹凸部，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(18)的塑料成形品的注射成形用鑄模，對可滑動型腔塊的成形面施以噴砂表面處理，形成微小凹凸部，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(19)在上述(17)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以涂層處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
按照上述(19)的塑料成形品的注射成形用鑄模，對可滑動型腔塊的成形面施以涂層處理，提高成形面與熔融樹脂的密接力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(20)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，在上述滑動面上形成微小凹部，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
按照上述(20)的塑料成形品的注射成形用鑄模，在滑動面上形成微小凹部，減少滑動面與鑄模的摩擦力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(21)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，上述滑動面由與上述鑄模摩擦力低的材質(zhì)進(jìn)行表面處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
按照上述(21)的塑料成形品的注射成形用鑄模，滑動面由與鑄模摩擦力低的材質(zhì)進(jìn)行表面處理，減少滑動面與鑄模的摩擦力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(22)在上述(21)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的滑動面，施以涂層處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
按照上述(22)的塑料成形品的注射成形用鑄模，對可滑動型腔塊的滑動面施以涂層處理，減少滑動面與鑄模的摩擦力，因此，可滑動型腔塊易追隨體積收縮，補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(23)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的至少一個(gè)成形面上。
按照上述(23)的塑料成形品的注射成形用鑄模，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的至少一個(gè)成形面上，因此，能更好地補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(24)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，將至少二個(gè)上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的同一成形面上。
按照上述(24)的塑料成形品的注射成形用鑄模，將至少二個(gè)上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的同一成形面上，因此，能更好地補(bǔ)償熔融樹脂的體積收縮，制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(25)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的成形面的厚壁部分。
按照上述(25)的塑料成形品的注射成形用鑄模，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的成形面的厚壁部分，因此，能補(bǔ)償易發(fā)生氣孔的厚壁部分的熔融樹脂的體積收縮量，制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(26)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，將上述型腔塊設(shè)在至少一個(gè)復(fù)制面上。
按照上述(26)的塑料成形品的注射成形用鑄模，將上述型腔塊設(shè)在至少一個(gè)復(fù)制面上，因此，當(dāng)固定到其他部件上時(shí)，該復(fù)制面成為基準(zhǔn)面場合，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。
(27)在上述(14)或(15)的塑料成形品的注射成形用鑄模中，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊可被另一個(gè)可滑動型腔塊更換，該另一個(gè)可滑動型腔塊根據(jù)塑料成形品的易發(fā)生氣孔的區(qū)域，具有與上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊不同形狀的成形面。
按照上述(27)的塑料成形品的注射成形用鑄模，能配置型腔塊，以與氣孔形狀一致，能制作無氣孔的高精度的塑料成形品。


圖1是用于說明以往成形方法的概略圖；圖2是表示長形狀成形品的成形方法的概略圖；圖3是使用圖2成形方法所得成形品的概略圖；圖4是用樹脂注射充填過程表示本發(fā)明的成形用鑄模的結(jié)構(gòu)及使用該鑄模的成形方法的說明圖；圖5是在圖4的成形用鑄模的結(jié)構(gòu)及使用該鑄模的成形方法中，表示隨著樹脂冷卻型腔塊追隨過程說明圖；圖6是在圖4的成形用鑄模的結(jié)構(gòu)及使用該鑄模的成形方法中，表示樹脂冷卻·固化過程說明圖；圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例的鑄模截面圖；圖8是本發(fā)明又一實(shí)施例的鑄模截面圖；圖9是本發(fā)明又一實(shí)施例的鑄模截面圖；圖10表示用鑄模1制得的塑料成形品的截面圖；圖11是本發(fā)明又一實(shí)施例的鑄模截面圖；圖12是表示光學(xué)塑料透鏡那樣的光學(xué)元件的概略圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明實(shí)施例涉及的塑料成形品的成形方法以及塑料成形品的成形用鑄模。
圖4是用樹脂注射充填過程表示本發(fā)明的成形用鑄模的結(jié)構(gòu)及使用該鑄模的成形方法的說明圖，圖5是在圖4的成形用鑄模的結(jié)構(gòu)及使用該鑄模的成形方法中，表示隨著樹脂冷卻型腔塊(cavity piece)追隨過程說明圖，圖6是在圖4的成形用鑄模的結(jié)構(gòu)及使用該鑄模的成形方法中，表示樹脂冷卻·固化過程說明圖。
在圖4-圖6中，鑄模1用于形成塑料成形品，其包括上型腔塊4和下型腔塊5。該上型腔塊4設(shè)有復(fù)制面4a，用于將反射鏡表面復(fù)制在熔融樹脂3上，即用復(fù)制面4a形成成形品的一反射鏡鏡面；上述下型腔塊5設(shè)有復(fù)制面5a，用于將反射鏡表面復(fù)制在熔融樹脂3上，即用復(fù)制面5a形成成形品的另一反射鏡鏡面。該鑄模1進(jìn)一步包括可滑動型腔塊2，側(cè)型腔塊6，以及金屬模7，8，上述金屬模7，8支承上述型腔塊2，使得型腔塊2可滑動。通過上述上型腔塊4的復(fù)制面4a，下型腔塊5的復(fù)制面5a，可滑動型腔塊2的成形面2a以及側(cè)型腔塊6的側(cè)表面6a形成型腔B。換句話說，準(zhǔn)備鑄模1，該鑄模1包括型腔B，至少一個(gè)可滑動型腔塊以及至少一個(gè)金屬模。上述型腔B用其至少一個(gè)復(fù)制面形成塑料成形品的至少一個(gè)面；上述至少一個(gè)可滑動型腔塊包括至少一個(gè)成形面，用于形成塑料成形品的至少一個(gè)面的局部；上述金屬模用于支承上述型腔塊，使得型腔塊可滑動。
使用該成形用鑄模1，通過以下工序成形。
先將鑄模1加熱到低于樹脂3的軟化溫度。然后，如圖4所示，將樹脂3至少加熱到樹脂3的軟化溫度，將該熔融樹脂注射充填到鑄模1的型腔B內(nèi)。在復(fù)制面4a，5a上產(chǎn)生壓力，于是，熔融樹脂3與復(fù)制面4a，5a密接。此后，冷卻該充滿型腔B的熔融樹脂3，直到其軟化溫度以下。如圖5所示，在該冷卻過程中，在可滑動的型腔塊2的成形面2a與熔融樹脂3之間密接力起作用，伴隨熔融樹脂3冷卻，體積收縮，可滑動的型腔塊2按圖5中箭頭所示方向，朝著熔融樹脂3滑動。然后，如圖6所示，均一冷卻直到成形品(熔融樹脂3)整體溫度大致與鑄模溫度相同，從鑄模1取出成形品。
在上述制作塑料成形品方法中，通過可滑動的型腔塊2的滑移能補(bǔ)償因熔融樹脂3冷卻引起的體積收縮量，結(jié)果，能防止在塑料成形品發(fā)生氣孔。
再有，這時(shí)，由于可滑動的型腔塊2總與熔融樹脂3相接，因此，不會發(fā)生上述以往成形方法(參照圖1，圖2)的成形品內(nèi)不均一的溫度分布，結(jié)果，能均一冷卻成形品，制作高質(zhì)量的塑料成形品。
圖7是本發(fā)明另一實(shí)施例的鑄模截面圖，在該實(shí)施例中，鑄模1包括可滑動型腔塊20，其設(shè)有成形面20a，該可滑動型腔塊20用于代替圖4實(shí)施例中的側(cè)型腔塊6。在本實(shí)施例的鑄模鑄模1中，復(fù)制面4a，5a形成塑料成形品的復(fù)制面，可滑動型腔塊2的成形面2a以及可滑動型腔塊20的成形面20a形成塑料成形品的其他表面的至少一部分。
通過將可滑動的型腔塊2，20設(shè)在復(fù)制面4a，5a以外的成形面上，通過可滑動的型腔塊2，20的滑移能更好地補(bǔ)償因熔融樹脂3冷卻引起的體積收縮量，結(jié)果，能防止在塑料成形品發(fā)生氣孔。
圖8是本發(fā)明又一實(shí)施例的鑄模截面圖，在該實(shí)施例中，鑄模1包括二個(gè)可滑動的型腔塊30，31，該二個(gè)可滑動的型腔塊30，31設(shè)在型腔B的一側(cè)面上，分別設(shè)有成形面30a，31a。在本實(shí)施例的鑄模1中，可滑動的型腔塊30，31的成形面30a，31a形成塑料成形品的非復(fù)制面的至少一部分。通過本實(shí)施例的可滑動型腔塊30，31的滑移能更好地補(bǔ)償因熔融樹脂3冷卻引起的體積收縮量，結(jié)果，能防止在塑料成形品發(fā)生氣孔。
圖9是本發(fā)明又一實(shí)施例的鑄模截面圖，在該實(shí)施例中，鑄模1包括可滑動型腔塊40，其設(shè)有彎曲形狀的成形面40a，該成形面40a突出到型腔B中。
圖10表示用鑄模1制得的塑料成形品的截面圖，塑料成形品50的區(qū)域C表示其厚的部分，而塑料成形品50的兩個(gè)區(qū)域D表示從上述厚部分到薄部分的過渡部分。
當(dāng)在塑料成形品50的區(qū)域C將要發(fā)生氣孔時(shí)，例如，使用圖9所示的具有彎曲形狀成形面40a的可滑動型腔塊40，使得可滑動型腔塊40朝型腔B中的熔融樹脂3滑動，以補(bǔ)償在區(qū)域C的熔融樹脂3的體積收縮。結(jié)果，可以防止在塑料成形品50的區(qū)域C發(fā)生氣孔，能制作高質(zhì)量的無氣孔的塑料成形品50。
再有，當(dāng)在塑料成形品50的區(qū)域D將要發(fā)生氣孔時(shí)，例如，使用圖8所示的具有成形面30a及31a的可滑動型腔塊30，31，使得可滑動型腔塊30，31朝著型腔B中的熔融樹脂3滑動，以補(bǔ)償在區(qū)域D的熔融樹脂3的體積收縮。在這種狀態(tài)下，可以防止在塑料成形品50的區(qū)域D發(fā)生氣孔，能制作高質(zhì)量的無氣孔的塑料成形品50。
當(dāng)在塑料成形品50的幾乎全部區(qū)域?qū)⒁l(fā)生氣孔時(shí)，例如，使用可滑動型腔塊2，使得可滑動型腔塊2朝著型腔B中的熔融樹脂3滑動。
在根據(jù)本實(shí)施例的鑄模1中，具有不同形狀的成形面的可滑動型腔塊2，30/31，40可以根據(jù)將要發(fā)生氣孔的塑料成形品50的區(qū)域互相替換。
圖11是本發(fā)明又一實(shí)施例的鑄模截面圖，在本實(shí)施例中，鑄模1包括可滑動型腔塊32，其設(shè)有復(fù)制面32a，以代替圖4中的可滑動型腔塊2以及上型腔塊4。通過該可滑動型腔塊32，能防止在復(fù)制面32a即塑料成形品的光學(xué)面上發(fā)生氣孔。
當(dāng)可滑動型腔塊2，20，30，31，40的成形面2a，20a，30a，31a，40a形成塑料成形品的一側(cè)表面(即非光學(xué)表面)的至少一部分，其起著作為塑料成形品的基準(zhǔn)面的作用，以便將該塑料成形品設(shè)置到另一部件上，這種場合，能防止在該塑料成形品的基準(zhǔn)面上發(fā)生氣孔。
使用上述鑄模1制作塑料成形品，通過上述可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的滑移可以補(bǔ)償熔融樹脂3的體積收縮。結(jié)果，可以防止在塑料成形品上發(fā)生氣孔。
再有，在本發(fā)明的制作塑料成形品的方法中，由于可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40總與熔融樹脂3密接，能均一地冷卻成形品。結(jié)果，能制作無變形的高精度塑料成形品。
再有，在本發(fā)明的制作塑料成形品的方法中，由于可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的滑動通過將熔融樹脂注射充填到鑄模型腔A內(nèi)時(shí)產(chǎn)生的樹脂壓力以及該熔融樹脂與型腔塊之間的密接力進(jìn)行，不需要油缸或電動馬達(dá)等驅(qū)動手段，能以低成本得到高精度的塑料成形品。
通過提高密接力方法或減少摩擦力方法，使得可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的成形面2a，20a，30a，31a，32a，40a與熔融樹脂3的密接力比可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的滑動面2b，20b，30b，31b，32b，40b與鑄模1的金屬模的摩擦力強(qiáng)，可滑動型腔塊易追隨熔融樹脂3收縮，能制作無氣孔的高精度塑料成形品。
尤其，可以對可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的成形面2a，20a，30a，31a，32a，40a施以表面處理，以使其與熔融樹脂3之間具有高的密接力。例如，通過表面噴砂處理，可以在可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的成形面2a，20a，30a，31a，32a，40a形成微小凹凸部分。或者，可以對可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的成形面2a，20a，30a，31a，32a，40a施以陶瓷涂層處理，例如，施以TiN涂層處理。通過這種表面處理，可滑動型腔塊的成形面與熔融樹脂的密接力比可滑動型腔塊的滑動面與鑄模的摩擦力強(qiáng)，結(jié)果，可滑動型腔塊易追隨熔融樹脂3的收縮，能制作無氣孔的高精度塑料成形品。
再有，可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40可以用多孔材料部件形成，例如，由KUBOTA公司制作的不銹鋼燒結(jié)部件(商品名Kuporex)。通過使用這種多孔材料部件，可滑動型腔塊的成形面與熔融樹脂的密接力比可滑動型腔塊的滑動面與鑄模的摩擦力強(qiáng)，結(jié)果，可滑動型腔塊易追隨熔融樹脂3的收縮，能制作無氣孔的高精度塑料成形品。
再有，可以對可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的滑動面2b，20b，30b，31b，32b，40b施以表面噴砂處理，形成微小凹部，通過這種微小凹部，可滑動型腔塊的成形面與熔融樹脂的密接力比可滑動型腔塊的滑動面與鑄模的摩擦力強(qiáng)，結(jié)果，可滑動型腔塊易追隨熔融樹脂3的收縮，能制作無氣孔的高精度塑料成形品。
再有，可以對可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的滑動面2b，20b，30b，31b，32b，40b施以表面處理，例如DLC涂層處理，或TiCN陶瓷涂層處理，以便相對鑄模1的金屬模具有低摩擦力，通過這種表面處理，可滑動型腔塊的成形面與熔融樹脂的密接力比可滑動型腔塊的滑動面與鑄模的摩擦力強(qiáng)，結(jié)果，可滑動型腔塊易追隨熔融樹脂3的收縮，能制作無氣孔的高精度塑料成形品。
圖12是表示光學(xué)塑料透鏡那樣的塑料成形品光學(xué)元件的概略圖，將上述成形品的成形方法及成形用鑄模1適用于例如圖12所示光學(xué)塑料透鏡60那樣的光學(xué)元件成形場合，能提高光學(xué)塑料透鏡60形狀精度。再有，能抑制內(nèi)部應(yīng)變，能制得高質(zhì)量光學(xué)塑料透鏡60。
如果光學(xué)塑料透鏡60形狀具有高質(zhì)量，將該光學(xué)塑料透鏡60使用在光學(xué)系統(tǒng)中，例如激光打印機(jī)，能得到高性能的光學(xué)特性，提高圖像質(zhì)量，能避免焦點(diǎn)位置偏移，避免光束點(diǎn)徑肥大化。
如上所述，在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的鑄模1中，當(dāng)充滿型腔B的熔融樹脂3冷卻到樹脂3的軟化溫度以下期間，隨著熔融樹脂3的冷卻，型腔B中的熔融樹脂3的體積發(fā)生收縮，由于可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40的成形面2a，20a，30a，31a，32a，40a與熔融樹脂3的密接力，可滑動型腔塊2，20，30，31，32，40朝著型腔B的熔融樹脂3滑移，以補(bǔ)償熔融樹脂3的體積收縮。于是，即使塑料成形品具有厚壁形狀、不等厚度形狀，也能制作無氣孔的塑料成形品。
上面參照

了本發(fā)明的實(shí)施例，但本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例。在本發(fā)明技術(shù)思想范圍內(nèi)可以作種種變更，它們都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種塑料成形品的成形方法，包括準(zhǔn)備一鑄模，至少設(shè)有一個(gè)復(fù)制面，至少設(shè)有一個(gè)可滑動的用于形成面的型腔塊，通過上述復(fù)制面及型腔塊形成至少一個(gè)鑄模型腔；將該鑄模加熱保持在未達(dá)到樹脂的軟化溫度；將加熱到軟化溫度以上的熔融樹脂注射充填到上述型腔內(nèi)；在上述復(fù)制面上發(fā)生樹脂壓力，使得上述熔融樹脂密接在該復(fù)制面上；將上述熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下；打開鑄模取出成形品；其特征在于，將上述熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下過程中，伴隨上述熔融樹脂的冷卻，體積收縮，通過上述熔融樹脂與上述可滑動的型腔塊的成形面的密接力，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊追隨上述體積收縮，補(bǔ)償上述熔融樹脂的體積收縮。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，通過提高密接力方法或減少摩擦力方法，使得上述密接力比上述可滑動的型腔塊的滑動面與上述鑄模的摩擦力強(qiáng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊使用多孔材質(zhì)部件，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面施以表面處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以噴砂表面處理，形成微小凹凸部，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以涂層處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，在上述滑動面上形成微小凹部，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，上述滑動面由與上述鑄模摩擦力低的材質(zhì)進(jìn)行表面處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的滑動面，施以涂層處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的至少一個(gè)成形面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，將至少二個(gè)上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的同一成形面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的成形面的厚壁部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或2中所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，將上述型腔塊設(shè)在至少一個(gè)復(fù)制面上。
14.一種塑料成形品的注射成形用鑄模，包括設(shè)有鑄模型腔面的鑄模型腔，在上述鑄模型腔面中至少有一個(gè)復(fù)制面，將加熱到軟化溫度以上的熔融樹脂注射充填到上述鑄模型腔內(nèi)，通過在上述鑄模型腔內(nèi)發(fā)生的樹脂壓力，將上述復(fù)制面復(fù)制在上述熔融樹脂上；其特征在于設(shè)有可滑動的型腔塊，該型腔塊形成上述至少一個(gè)鑄模型腔面的壁面的全部或局部，在將上述熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下過程中，伴隨上述熔融樹脂的冷卻，體積收縮，通過上述熔融樹脂與上述可滑動的型腔塊的成形面的密接力，上述可滑動型腔塊追隨上述體積收縮。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，通過提高密接力方法或減少摩擦力方法，使得上述密接力比上述可滑動的型腔塊的滑動面與上述鑄模的摩擦力強(qiáng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊使用多孔材質(zhì)部件，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
17.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面施以表面處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以噴砂表面處理，形成微小凹凸部，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的成形面，施以涂層處理，提高上述成形面與上述熔融樹脂的密接力。
20.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，在上述滑動面上形成微小凹部，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
21.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，上述滑動面由與上述鑄模摩擦力低的材質(zhì)進(jìn)行表面處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，對上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊的滑動面，施以涂層處理，減少上述滑動面與上述鑄模的摩擦力。
23.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的至少一個(gè)成形面上。
24.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，將至少二個(gè)上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的同一成形面上。
25.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，將上述型腔塊設(shè)在上述復(fù)制面以外的成形面的厚壁部分。
26.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，將上述型腔塊設(shè)在至少一個(gè)復(fù)制面上。
27.根據(jù)權(quán)利要求14或15中所述的塑料成形品的注射成形用鑄模，其特征在于，上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊可被另一個(gè)可滑動型腔塊更換，該另一個(gè)可滑動型腔塊根據(jù)塑料成形品的易發(fā)生氣孔的區(qū)域，具有與上述至少一個(gè)可滑動的型腔塊不同形狀的成形面。
全文摘要
本發(fā)明涉及塑料成形品的成形方法以及注射成形用鑄模。鑄模1至少設(shè)有一個(gè)復(fù)制面4a，至少設(shè)有一個(gè)可滑動的用于形成面的型腔塊2，通過復(fù)制面4a及型腔塊2形成至少一個(gè)鑄模型腔B。將該鑄模1加熱保持在未達(dá)到樹脂的軟化溫度，將加熱到軟化溫度以上的熔融樹脂3注射充填到型腔B內(nèi)，在復(fù)制面4a上發(fā)生樹脂壓力，使得熔融樹脂3密接在該復(fù)制面4a上。再將熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下，打開鑄模取出成形品。在熔融樹脂冷卻到軟化溫度以下過程中，體積收縮，通過熔融樹脂與可滑動型腔塊的密接力，可滑動型腔塊追隨體積收縮，補(bǔ)償樹脂的體積收縮。即使是厚壁還是不等厚度形狀，也能制作無氣孔的高精度塑料成形品。
文檔編號B29C45/37GK1496808SQ0316031
公開日2004年5月19日 申請日期2003年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月27日
發(fā)明者橋本將臣, 村井基靖, 靖 申請人:株式會社理光