CN1082878C - 塑料成形品的成形方法及其成形用金属模 - Google Patents

Abstract

本发明涉及塑料成形品的成形方法及塑料成形品的成形用金属模。将熔融树脂冷却，在达到软化温度以下前，使模穴片13、14滑离树脂，在树脂16和模穴片13、14间强制形成间隙17a、17b。

Description

塑料成形品的成形方法及其成形用金属模

本发明涉及适用于激光束打印机、传真机等光学扫描系、摄像机的光学机械、光盘等的塑料成形品的成形方法，尤其涉及可复制高精度镜面和微细凹凸图案等的塑料成形品的成形方法及塑料成形品的成形用金属模。

通常，注射模塑成形方法是将金属模温度设定为成形用树脂的热变形温度前后，往该一定容积的模穴内注射充填熔融树脂，一边控制保压一边逐渐冷却后，打开金属模，取出成形品。

但是，该方法存在如下缺点：由于树脂冷却时温度分布原封不动地成为压力分布，当厚壁、厚度不等壁的成形品成形时，在能使成形周期缩短的成形品的厚度不等壁部产生残压，另外，在厚壁部产生收缩，不能得到高精度成形品。

作为不发生上述不理想情况的注射模塑成形方法有例如记载在特开昭62-11619号公报中的方法(下面，将其称为第1先有技术例)。其是将金属模温度提高到树脂的软化温度(非晶体树脂中玻璃转变温度)以上之后，将熔融树脂注射充填到一定容积的模穴中，将浇口密封，产生一定的树脂内压，然后冷却，在热变形温度以下打开金属模取出。这样，通过在树脂内压发生后进行冷却，即使是厚度不等壁、厚壁、大口径的成形品也能高精度地成形。

特开昭61-19327号公报中记载着另一种成形方法(下面，将其称为第2先有技术例)。其是将金属模温度提高到树脂的软化温度(非晶体树脂中的玻璃转变温度)以上之后，将熔融树脂注射充填到模穴内，然后，在其热变形温度以下时打开金属模取出。

在该先有技术例中，通过冷却时压缩树脂，即使是厚度不等壁、厚壁、大口径的成形品也能高精度地成形。

特开昭63-114614号公报中记载着又一种成形方法(下面，将其称为第3先有技术例)。其是将金属模温度设定在热变形温度前后，当成为一定的金属模温度后，以低压将熔融树脂注射充填到模穴内，然后，通过金属模内压缩机构，从一方压缩树脂，以补偿伴随树脂冷却固化而带来的收缩，以便得到高精度成形品。

特开平8-234005号公报中记载着又一种成形方法(下面，将其称为第4先有技术例)。其是在树脂充填结束前停止充填，在镜成形面使树脂密接，在其相对面降低浸湿性，使与树脂的密接力变小，通过使得在该密接力小的面产生收缩，制造光学用发射镜。

特开平6-98642号公报中记载着又一种成形方法(下面，将其称为第5先有技术例)。其限定为光学用发射镜的制造方法，使与镜成形面相对的面的浸湿性比上述镜成形面低，且对充填在金属模内的塑料材料不加以保压，而得到成形品。

特开平6-304973号公报中记载着又一种成形方法(下面，将其称为第6先有技术例)。其是注射充填后在复制部和通气口部间产生压力差、使在该通气口部产生收缩的成形方法。

但是，在第1先有技术例的成形方法中，必须使开型时的树脂内压与大气压相等，因而，应该使熔融树脂注射充填时的树脂内压为相当高的压力。能耐高压的高价金属模成为必要，此外，熔融树脂注射充填时及成形品取出时，金属模产生温度差，存在成形品的成形周期的问题。

在第2先有技术例的成形方法中，由于，熔融树脂注射充填时及成形品取出时，金属模产生温度差，存在成形品的成形周期变长的问题。

在第3先有技术例的成形方法中，由于从一方受到压缩力，树脂被压缩，压缩时树脂局部固化，对于厚度不等壁、厚壁的成形品，在压缩方向产生偏压，存在不能得到高精度成形品问题。

在第4先有技术例的成形方法中，虽然能适用于反射镜那样的不是厚壁、相对面可以有收缩的成形品，但是，在厚度不等壁、厚壁的成形品上，单面几乎没有浸湿，因而从熔融树脂往金属模的热传导性差，冷却过于耗费时间，另外，不能适用于镜头那样的相对面也要求高精度复制性的成形品。

这样，在能得到厚度不等壁，厚壁类高精度成形品的成形方法中，由于金属模的加热和冷却需要，成形周期变长，而在成形周期短的成形方法中，对于厚度不等壁、厚壁类成形品，不能得到高精度成形品。

在第5先有技术例的成形方法中，由于不对于复制面相对的面进行限定，复制面的复制性低下，因而不能应用于镜头那样的要求相对面复制性的成形。另外，由于不加以保压，存在即使想将复制面以外的侧面作为基准也不能得出基准面精度的问题。

在第6先有技术例的成形方法中，充填后的树脂冷却而形成的树脂内压，若不是大气压以下，则不产生收缩。另外，在厚壁、厚度不等壁类成形品场合，厚壁部最快成为大气压以下，在该期间薄壁部已在初期高压下冷却固化，薄壁部中残存有内部形变，因该残压复制面精度也会降低。

本发明就是鉴于上述先有技术所存在的问题而提出来的，本发明的目的在于提供一种在短成形周期能得到高精度成形品的塑料成形品的成形方法及成形用金属模。

为了解决上述课题，本发明提出一种塑料成形品的成形方法，先准备一对金属模，设有至少一个以上复制面，同时在该复制面以外的面上滑动自如地设置着至少一个以上模穴片，由复制面及模穴片形成至少一个以上模穴，将该金属模加热保持在未达到树脂的软化温度，将加热到软化温度以上的熔融树脂注射充填到上述模穴内，随后，树脂压力作用在上述复制面上，使树脂密接在该复制面上后，将该树脂冷却到软化温度以下，接着，打开金属模取出成形品，其特征在于：冷却上述熔融树脂在达到软化温度以下前，使上述至少一个以上模穴片作离开树脂的滑动，在树脂与模穴片间强制形成空隙；上述模穴片滑动开始形成空隙的时期设定为：模穴内树脂表层部是未达到软化温度的固化状态，中心部处于软化温度以上，而且从表层部到中心部的平均温度为该树脂的软化温度以上。

这种场合，通过注射充填，在模穴内产生适度树脂内压，树脂密接在复制面上，且在残留有维持密接的适度压力的状态时，在树脂和模穴片间强制形成空隙，面对该空隙的树脂部分的树脂面成为自由面，比与其他金属模相接的面易移动。

因此，由于存在空隙，从该树脂部分热传导低下，该树脂部分冷却速度最慢，即、该树脂部分在模穴内成为最高温最低粘度。

结果，因冷却产生的收缩通过该部分树脂移动面被吸收，面对空隙的树脂部分优先收缩，防止在复制面上产生收缩，在短成形周期里复制面被逼真地复制。

另外，冷却时作用在复制面上的树脂内压能接近大气压，因此能得到光弹性形变小的成形品。

之所以将金属模温度设定为未达到树脂的软化温度，是因为若将金属模温度设定为树脂的软化温度以上，则成形品会发生变形，不能得到高精度成形品。

这种场合，当冷却时形成空隙时，产生空隙的面虽与树脂密接，但由于树脂表面层固化，剥离容易进行，且剥离时表面层不会发生大的变形。剥离产生空隙后其平均温度为树脂软化温度以上，由于面对空隙的树脂部分的绝热效果和温度的均一化，该树脂部分的温度相反上升到其软化温度以上，成为低粘度，该树脂部分容易移动。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，空隙内压力设定为0.05MPa以上6MPa以下。

这种场合，通过将空隙内压力设定在0.05MPa～6MPa范围，伴随树脂冷却能在助长面对空隙的树脂的收缩移动方向产生一定压力。若空隙内压力未达到0.05MPa，则不能得到该助长效果，若空隙内压力达到6MPa以上，则需要高价的压力发生装置，此外，因压力引起的形变会残存在成形品内，因此不理想。

另外，最好是将空隙内压力设定为0.1MPa～2MPa。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，模穴片滑动形成空隙前的复制面压力设定为0.5MPa以上60MPa以下。

这种场合，能防止空隙发生时的复制面的复制性低下。当复制面压力未达到0.5MPa时，成形品本身内部推压力增大，推压力会残留，因此也不理想。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，使用具有微小孔的材料作为上述模穴片，从该模穴片的微小孔往树脂侧送入气体，使该模穴片滑动形成空隙。

这种场合，能使模穴片滑动良好，同时形成空隙的模穴面和树脂的剥离容易进行，能使成形作业性良好。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，使用软化温度是其玻璃转变温度的非晶体树脂作为上述树脂。

这种场合，由于树脂收缩性良好，能很容易得到高精度的成形精度。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，使上述模穴片接触与上述复制面邻接的面，上述模穴片滑动时，与上述复制面邻接的面，也形成空隙。

这种场合，在空隙发生时，与复制面邻接的整个面都开放，所以当因冷却树脂收缩时，面对空隙的树脂更容易收缩，提高复制面的精度。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，使形成上述空隙的面至少离开上述复制面的有效范围1mm以上。

这种场合，能防止与空隙相接的树脂部分产生必要以上的变形，能防止对成形品带来坏影响。

为了解决上述课题，本发明还提出一种塑料成形品的成形用金属模，其设有各壁面形成所定容积模穴的成形面以及由至少一个以上上述成形面形成、将镜面复制在树脂上的复制面，将加热到软化温度以上的熔融树脂注射充填在上述模穴内后，通过在模穴内产生的树脂压力，将复制面复制在上述树脂上；其特征在于：滑动自如地设置形成除上述复制面的至少一个以上形成面的全部或局部壁面的模穴片；上述树脂压力成为所定压力时，使上述模穴片滑离树脂，在树脂与模穴片之间形成空隙。

这种场合，通过注射充填，在模穴内产生适度的树脂内压，树脂密接在复制面上，且在残留维持密接的适度压力的状态时，在树脂和模穴片之间强制形成空隙，面对该空隙的树脂部分的树脂面成为自由面，此与其他成形面相接的面容易移动。因此，因存在空隙，从该树脂部分的热传导低下，该树脂部分冷却速度变得最慢。

因此，由冷却产生的收缩通过该部分树脂移动而被吸收，面对空隙的树脂部分优先收缩或膨胀，可在该面上选择地形成凹形状或凸形状，防止在复制面上发生收缩，即使是厚壁或厚度不等壁的成形品也能得到确保低形变及复制面形状精度的成形品。

另外，即使将金属模温度设定在树脂的软化温度以下，也能确保所希望的形状精度，能缩短树脂冷却时间，缩短成形品的成形时间，降低成形品的制造成本。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，将上述模穴片滑离树脂时的上述模穴内树脂压力设定为0.5MPa以上60MPa以下范围。

这种场合，可以在由模穴片成形的树脂成形面上选择地形成凹形状或凸形状的成形面。当将离开时的树脂压力设定为未达到0.5MPa时，复制面被剥，因此不理想，当将离开时的树脂压力设定为60MPa以上时，成形品本身的内部应力增大，留有残留应力，因此也不理想。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，设有对上述模穴片加压的压力控制装置，通过该压力控制装置对模穴片加压，以使模穴内树脂压力成为所定压力以上的压力。

这种场合，通过注射充填到模穴内时产生的树脂压力能防止模穴片朝离开树脂方向移动。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，上述压力控制装置包括由液压缸或电动马达构成的驱动装置，通过该驱动装置使上述模穴片滑动。

这种场合，通过由液压缸或电动马达构成的驱动装置能进行模穴片的加压和滑动，使压力控制装置以简单结构实现，能使成形用金属模结构简单。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，在上述模穴内设有检测该模穴内树脂压力的压力检测装置，同时设有根据来自该压力控制装置的检测情报使上述模穴片滑动的滑动装置。

这种场合，能精度良好地控制树脂内压或模穴片的移动时间，所以能一方面连续使成形品成形，另一方面在面对空隙的树脂成形面上形成稳定的凸形状或凹形状。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，在上述模穴片与该模穴片的滑动面之间设有至少一个以上通气孔，该通气孔形成在这样的位置：当模穴片沿离开树脂方向滑动时，其可与树脂和模穴片间空隙连通。

这种场合，模穴片移动离开树脂时，使空气流入模穴片与树脂间空隙，能使空隙内气压接近大气压，能使模穴片迅速离开树脂。结果，能稳定地形成凹形状或凸形状，能提高复制面的形状精度。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，上述模穴片沿离开树脂方向滑动时，使树脂和模穴片间的空隙和金属模外部连通。

这种场合，能确实地使外气从通气孔流入模穴片与树脂间的空隙内。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，上述模穴片的成形面用与树脂密接力低的材料进行处理。

这种场合，能使模穴片容易离开树脂，能提高复制面的形状精度。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，上述模穴片的成形面和滑动面用与树脂密接力低、且耐磨性好的相同材料进行表面处理。

这种场合，能使模穴片容易离开树脂，能提高复制面的形状精度，同时能提高模穴片与成形用金属模的滑动面的耐久性，提高成形用金属模的寿命。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，上述模穴片的成形面与包含该模穴片而形成的壁面呈大致相似形状。

这种场合，通过模穴内产生的树脂压力将复制面复制在树脂上时，树脂的模穴片侧的成形面能形成曲面或平面，使模穴片离开树脂时，树脂的模穴片侧的成形面的广范围能选择地形成凹形状或凸形状。结果，能更进一步提高复制面的形状精度。

根据本发明的塑料成形品的成形用金属模，其特征还在于，在上述模穴片与上述复制面的连接面上形成阶梯差。

这样做是担心空气从通气孔蔓延进入模穴片与树脂间空隙，使成形品的形状精度恶化，通过在模穴片与复制面的连接面上形成阶梯差，能防止空气从通气孔蔓延进入模穴片与树脂间空隙，能防止使成形品的形状精度恶化。

为了解决上述课题，本发明还提出一种塑料成形品的成形方法，准备一对金属模，设有将镜面复制在树脂上的至少一个以上复制面，同时在该复制面以外的面上滑动自如地设置着至少一个以上模穴片，由复制面及模穴片形成至少一个以上模穴，将该金属模加热保持在未达到树脂的软化温度，将加热到软化温度以上的熔融树脂注射充填到上述模穴内，随后，树脂压力作用在上述复制面上，使树脂密接在该复制面上后，将该树脂冷却到软化温度以下，接着，打开金属模，取出成形品，其特征在于：冷却上述熔融树脂在达到软化温度以下前，使上述至少一个以上模穴片作离开树脂的移动，复制面以外至少一个面的局部或全部与模穴片间强制形成空隙，在与成形品薄壁部相当的部分优先形成上述空隙；上述模穴片滑动开始形成空隙的时期设定为：模穴内树脂表层部是未达到软化温度的固化状态，中心部处于软化温度以上，而且从表层部到中心部的平均温度为该树脂的软化温度以上。

这样做法是根据以下理由。

通过使模穴的空隙形成面的模穴片滑动，在复制面以外的至少一个面的局部或全部与树脂间强制形成空隙，与其他部分相比，面对该空隙的部分容易移动，因冷却而产生的收缩通过该部分移动而被吸收，能防止复制面的复制不良。

其作为原理是先将金属模加热保持在未达到树脂的软化温度，然后将熔融树脂注射充填在该模穴内，此后通过形成空隙，使树脂内压接近大气压，以使注射充填后的固化部的发生及因温度分布而引起的树脂内压偏差消失。

但是，这时表层部的固化时间非常重要，时间早固化层薄，形成空隙时树脂与滑动部密接着，会带来复制面本身的复制性低下，与此相反，若时间迟固化进行已达相当程度，此时模穴片滑动形成空障，虽然没有问题，但模穴内已在固化部残存偏差的树脂内压，且树脂流动性非常差，将会残存产生光学形变的内部形变，带来复制面精度低下。

特别是厚壁、厚度不等壁、大口径成形品场合，与模穴壁面的成形品薄壁部相当的部分迅速冷却，易残存压力。因此，即使使侧面滑动形成空隙，将面对该空隙的树脂部分作为自由面使其容易移动，但若是冷却固化接近热变形温度之后则为时已晚。

因此，在本发明中，在与固化进行早的成形品薄壁部相当部分的不是复制面的面作为自由面能移动的时间，使那里优先形成空隙，防止因内部形变的增大和压力分布而引起的复制性低下。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，当与成形品薄壁部相当的部分形成空隙后，在与该成形品厚壁部相当的部分多级地形成空隙。

这种场合，若以薄壁部的温度和树脂内压为基准，在厚壁部也同时形成空隙，则由于厚壁部还包含接近熔融温度的高温部，会引起其周边和复制部的复制性低下，因此，在本发明中，从与成形品薄壁部相当的部分到与厚壁部相当的部分多级地形成空隙，能防止在与各处对应的复制面上压力残存，内部形变增大及复制面精度低下。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，除上述成形品的同一侧面的一部分，将形成空隙部分、不形成空隙部分作为将该成形品固定在其他件上时的基准面。

这种场合，可以不要空隙形成部的精度，在至少确保复制面精度的基础上，通过确保固定在其他件上时的基准面的精度，能将成形品高精度地固定在其他件上。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，在上述空隙形成部分或形成部分附近配设压力传感器，由该压力传感器检测得到的压力为所定值时，使上述模穴片滑动形成空隙。

这种场合，可以在面对模穴壁面的树脂外周部的冷却固化区域与模穴中央部的软化以上区域的最合适平衡下形成空隙，能更进一步防止因内部形变增大和压力分布而引起的复制性低下。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，预先采集模穴内树脂的温度分布数据，当与上述模穴片对应的模穴内特定位置温度和上述采集数据的所定温度相同时，使上述模穴片滑动，形成空隙。

这种场合，可以在面对模穴壁面的树脂外周部的冷却固化区域与模穴中央部的软化以上区域的最合适平衡下形成空隙，能更进一步防止因内部形变增大和压力分布而引起的复制性低下。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，将上述所定温度设定为在断开上述模穴的复制面、且沿上述模穴片滑动方向的断面中心的树脂的软化温度以上。

这种场合，作为在面对模穴壁面的树脂外周部的冷却固化区域与模穴中央部的软化温度以上区域的最合适平衡下形成空隙的时间，通过将所定温度设定为在断开该模穴的复制面、且沿模穴片的滑动方向的断面中心的树脂的软化温度以上，即使在树脂过于冷却场合形成空隙时，也能降低树脂自由度，能防止内部形变残存引起复制面的复制不良。

当然，在薄壁部局部形成空隙时，所定温度为在断开该部分中的模穴的复制面、且沿滑动方向的断面中心部的温度。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，根据由上述压力传威器检测到的树脂压力或由上述温度分布数据而得的树脂温度中至少一方，使模穴片滑动，形成空隙。

这种场合，在多级形成空隙场合，能更进一步防止与各处对应的复制面上压力残存、内部形变增长及复制面精度低下。

由于最初形成空隙时树脂压力接近大气压，所以从第二级开始当形成空隙时不是根据压力信号、而是根据温度数据形成空隙很有效。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，利用与上述模穴片另成一体而设置的滑动装置使模穴片滑动，形成空隙。

这种场合，能使塑料成形装置结构简单化。

根据本发明的塑料成形品的成形方法，其特征还在于，利用金属模的开模力，使模穴片滑动形成空隙。

这种场合，通过利用已设于塑料成形金属模的开模机构，能使模穴片滑动，不需追加新设备，降低成形品成本。

下面说明本发明效果。

根据本发明，因冷却产生收缩通过面对空隙部分树脂移动而被吸收，面对空隙的树脂部分优先收缩，能防止在复制面上产生收缩，在短成形周期里复制面被逼真地复制。另外，冷却时作用在复制面上的树脂内压能接近大气压，因此能得到光弹性形变小的成形品。

根据本发明，当冷却时形成空隙时，产生空隙的面虽与树脂密接，但由于树脂表面层固化，剥离容易进行，且剥离时表面层不会产生大的变形。剥离产生空隙后，其平均温度为树脂软化温度以上，由于面对空隙的树脂部分的绝热效果和温度的均一化，该树脂部分的温度相反上升到其软化温度以上，成为低粘度，该树脂部分容易移动。

根据本发明，通过将空隙内压力设定在0.05MPa-6MPa范围，伴随树脂冷却能在助长面对空隙的树脂部分的收缩移动方向产生一定压力。

根据本发明，能够防止空隙发生时的复制面的复制性低下。

根据本发明，能使模穴片滑动性良好，同时形成空隙的模穴面和树脂的剥离容易进行，能使成形作业性良好。

根据本发明，由于树脂收缩性良好，能容易地得到高精度的成形精度。

根据本发明，在空隙发生时，与复制面邻接的整个面都开放，所以当因冷却树脂收缩时，面对空隙的树脂更容易收缩，提高复制面的复制精度。

根据本发明，能防止与空隙相接的树脂部分产生必要以上的变形，防止对成形品带来坏影响。

根据本发明，即使是厚壁或厚度不等壁的成形品也能得到确保低形变及复制面形状精度的成形品。另外，即使将金属模温度设定在树脂的软化温度以下，也能确保所希望的形状精度，能缩短树脂冷却时间，缩短成形品的成形时间，降低成形品的制造成本。

根据本发明，可以在由模穴片成形的树脂成形面上选择地形成凹形状或凸形状的成形面。当将离开时的树脂压力设为未达到0.5MPa时，复制面被剥，因此不理想，当将离开时的树脂压力设为60MPa以上时，成形品本身的内部应力增大，留有残留应力，因此也不理想。

根据本发明，通过注射充填到模穴时产生的树脂压力能防止模穴片朝离开树脂方向移动。

根据本发明，通过由液压缸或电动马达构成的驱动装置能进行模穴片的加压和滑动，使压力控制装置以简单结构实现，能使成形用金属模结构简单。

根据本发明，能精度良好地控制树脂内压或模穴片的移动时间，能一方面连续使成形品成形，另一方面在面对空隙的树脂成形面上形成稳定的凸形状或凹形状。

根据本发明，当模穴片移动离开树脂时，使空气流入模穴片与树脂间空隙，能使空隙内气压接近大气压，能使模穴片迅速离开树脂。结果，能稳定地形成凹形状或凸形状，能提高复制面的形状精度。

根据本发明，能确实地使外气从通气孔流入模穴片与树脂间的空隙内。

根据本发明，能使模穴片容易离开树脂，提高复制面的形状精度。

根据本发明，能使模穴片容易离开树脂，提高复制面的形状精度，同时能提高模穴片与成形用金属模的滑动面的耐久性，提高成形用金属模的寿命。

根据本发明，通过模穴内产生的树脂压力将复制面复制在树脂上时，树脂的模穴片侧的成形面的广范围能选择地形成凹形状或凸形状。结果，能更进一步提高复制面的形状精度。

根据本发明，因担心空气从通气孔蔓延进入模穴片与树脂间空隙使成形品的形状精度恶化，通过在模穴片与复制面的连接面上形成阶梯差，能防止空气从通气孔蔓延进入模穴片与树脂间空隙，能防止使成形品的形状精度恶化。

根据本发明，在与固化进行早的成形品薄壁部相当部分的不是复制面的面作为自由面能移动的时间，使那里优先形成空隙，防止因内部形变的增大和压力分布而引起的复制性低下。

根据本发明，从与成形品的薄壁部相当的部分到与厚壁部相当的部分多级地形成空隙，能防止在与各处对应的复制面上压力残存、内部形变增大及复制面精度低下。

根据本发明，可以不要空隙形成部的精度，在至少确保复制面精度基础上，通过确保固定在其他件上时的基准面的精度，能将成形品高精度地固定在其他件上。

根据本发明，可以在面对模穴壁面的树脂外周部的冷却固化区域与模穴中央部的软化温度以上区域的最合适平衡下形成空隙，能更进一步防止因内部形变增大和压力分布而引起的复制性低下。

根据本发明，即使在树脂过于冷却场合形成空隙时，也能降低树脂自由度，能防止内部形变残存引起复制面的复制不良。

根据本发明，在多级形成空隙场合，能更进一步防止在与各处对应的复制面上的压力残存、内部形变增大及复制面精度低下。

根据本发明，能使塑料成形装置结构简单化。

根据本发明，通过利用已设于塑料成形金属模上的金属模开模机构，能使模穴片滑动，不需追加新设备，降低成形品成本。

附图简要说明如下：

图1是表示一般注射模塑成形方法的图；

图2是表示一般注射压缩成形方法的图；

图3是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第一实施形态的图，其中图3a是在该成形方法中适用的金属模的构成图，图3b表示熔融树脂注射充填到该制造方法中使用的金属模中状态的图，图3c是表示空隙形成状态的图；

图4是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第二实施形态的图，其中图4a是在该成形方法中使用的金属模的构成图，图4b表示熔融树脂注射充填到该制造方法中使用的金属模中状态的图，图4c是表示空隙形成状态的图；

图5是表示由第二实施形态的金属模成形的成形品的图；

图6是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第三实施形态的图，是表示空隙形成状态的图；

图7是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第四实施形态的图，是表示其金属模的构成图；

图8是表示本发明涉及的塑料成形品的成形用金属模的第一实施形态的剖面图；

图9是表示第一实施形态的模穴片离开树脂、在模穴片与树脂间形成空隙时状态的剖面图；

图10是表示第一实施形态的成形用金属模的另一种型式的剖面图；

图11是表示图10的模穴片离开树脂、在模穴片与树脂间形成空隙时状态的剖面图；

图12a是用第一实施形态的成形用金属模成形的成形品的构成图，图12b是图12a的A-A向剖视图：

图13是本发明涉及的塑料成形品的成形用金属模的第二实施形态的剖面图；

图14是表示第二实施形态的模穴片离开树脂、在模穴片与树脂间形成空隙时状态的剖面图；

图15a-c是用第二实施形态的另一种型式的成形用金属模成形的成形品的构成图；

图16是本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第五实施形态的图，其中图16a是构成实现该成形方法的成形金属模的一部分的模穴片与成形品的关系图；图16b是用该成形方法成形的成形品的构成图；

图17是表示用图16a的g-g剖面显示的成形金属模制作塑料成形品的工序图：

图18是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第六实施形态的图，图18a是表示实现本发明涉及的塑料成形品的成形方法的成形金属模的概略图，图18b是图18a的h-h剖面图；

图19是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第七实施形态的概略剖面图；

图20是表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第八实施形态的图，图20a是实现塑料成形品的成形方法的成形金属模的概略剖面图，图20b是空隙形成时的成形金属模的概略剖面图；

图21是表示第八实施形态的成形金属模的另一种型式的主要部分构成图。

下面参照附图说明本发明的实施形态。

先参看图1、2说明一般的塑料成形品的成形方法。图1表示一般的注射模塑成形方法，图2表示一般注射压缩成形方法。

在图1中，1、2是形成具有一定容积的厚度不等壁、厚壁模穴3、同时在模穴面的至少一方具有复制面的金属模。图1是使该金属模1、2保持在树脂的热变形温度、将熔融树脂4充填到模穴3内状态图。

这时，由于模穴3是厚度不等壁、厚壁，充填时处于熔融温度的树脂4从薄壁端部迅速冷却固化。因此，如图1所示，在中央厚壁部产生收缩A，同时，在薄壁端部残存有树脂内压，随着打开金属模1、2时的压力开放，一起膨胀。结果，不能得到高精度成形品。

另外，在图2中，5、6是形成具有一定容积的厚度不等壁、厚壁模穴7、同时在模穴面的至少一方具有复制面的金属模的模穴片，该模穴片5、6滑动自如地设置在上模8和下模9上。

这时，先如图2a所示，将金属模8、9保持在树脂的热变形温度前后，往模穴7内充填熔融树脂。由于该厚度不等壁、厚壁的模穴原因，充填时处于熔融温度的树脂10从薄壁两端部迅速冷却固化。另外，随着树脂固化使模穴片6滑动，如图2b所示压缩树脂，能够减少如图1所示成形方法那样在中央厚壁部产生的收缩，但是由于端部B固化快，在该端部B固化的树脂受到压缩力。

因此，薄壁端部B处残存树脂内压，随着打开金属模8、9时压力开放，会发生膨胀，从而不能得到高精度成形品。

在本实施形态中，防止发生上述这样的问题，提供高精度成形品。

下面参照附图说明本发明实施形态。

图3表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第一实施形态，先说明其构成。在图3a中，符号11，12是设有复制面11a、12a的模穴片，符号13、14是不形成复制面的模穴片，由模穴片11-14形成模穴15。模穴片11固定设于一方的金属模上，模穴片12固定在另一方金属模上，而模穴片13，14滑动自如地设于另一方的金属模上。另外，也可以将各模穴片11-14设置复数个于一对金属模上，形成复数模穴。

在图3b，c中符号16是树脂，符号17a、17b是空隙。

下面说明作用。先如图3a所示，加热金属模保持在未达到树脂软化温度状态，如图3b所示，往模穴15内注射充填已加热到软化温度以上的熔融树脂，然后，在模穴片11，12的复制面11a、12a上产生树脂压力，冷却金属模。

在厚度不定壁、厚壁的模穴场合，充填时处于熔融温度的树脂17从端部(薄壁部)迅速冷却固化。树脂17进行固化，端部留有残压，而中央部还处于该软化温度以上。

在该状态下，仅使模穴片13，14沿箭头所示方向滑动，树脂与模穴片13、14间产生空隙17a、17b(参照图3c)。因此，通过空隙17a、17b在模穴15内产生的树脂内压得到释放。

此时，当然端部残压即树脂内压也通过端部树脂变形而被释放，在复制面上只有处于大气压以上、根据这时的树脂粘弹性的树脂内压作用着。

此后，进行树脂冷却，树脂16部分与空隙17a，17b相接，从该面的热传导受阻，该树脂16部分在冷却时相对复制面11a、12a成为高温，而且由于能自由移动，树脂内压残存，该树脂16部分比与模穴片11，12密接部分优先收缩，维持树脂16朝模穴片11、12的密接力。

这样，在本实施形态中，在将熔融树脂冷却到比软化温度低前，使模穴片13、14滑动离开树脂，在树脂16与模穴片13、14之间强制形成空隙17a、17b，通过使面对空隙17a、17b的树脂移动，吸收因冷却而产生的树脂收缩，使面对空隙17a、17b的树脂部分优先收缩变形，能防止在复制面上产生收缩，在短成形周期能形成所希望的复制面。

另外，由于冷却时作用在复制面上的树脂内压能接近大气压，因而能达到光弹性形变小的成形品。

并且，之所以将金属模温度设定为未达到树脂的软化温度，是由于若将其设定为树脂的软化温度之上，则当成形品取出时成形品会变形，不能得到高精度成形品。

图4、5表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第二实施形态，在图4中，符号21、22是带有复制面的模穴片，符号23，24是没有形成复制面的模穴片，在模穴片21、22上形成由宽约10mm的一对凸镜面构成的复制面21a、22a，该复制面21a、22a的中央部宽约6mm为有效范围(用符号c表示的粗线部分)，各模穴片21-24形成宽约10mm、中央部高度约15mm、长度100mm的模穴25。这样，如图所示，与模穴25相同形状的成形品20被成形。并且，复制面21a、22a达到PV0.4μm的面精度。

另外，模穴片24由多孔质材料构成，从微小孔往模穴25内送入氮气。模穴片21固定设于一方的金属模上，模穴片22、23固定在另一方的金属模上，同时模穴24滑动自如地设在另一方的金属模上。另外，也可以将各模穴片21-24设置复数个于一对金属模上，形成复数模穴。

在图4b，c中，符号26是聚碳酸酯(非晶体树脂)构成的树脂，符号27是空隙。

下面说明作用。

先如图4a所示，将金属模保持在树脂的玻璃转变温度(软化温度)以下的142℃后，如图4b所示，将熔融树脂注射充填到模穴25内。

接着，浇口部固化，树脂26的表层部固化，从表层部到中心部的平均温度成为该树脂的玻璃转变温度以上，且中央厚壁的树脂内压成为5MPa时，从模穴片24的微小孔向树脂26送入氮气，使模穴片24朝箭头所示方向滑动，产生空隙27(参照图4c)。此时空隙27内压力设定为0.3MPa。

这样，空隙27产生后复制面21a、22a的压力在中央部为0.8MPa。形成空隙27的面设定为从复制面21a、22a的有效范围至少离开1mm以上。

另外，在本实施形态中，预先通过CAE解析，能间接检测将熔融树脂注射充填在模穴25内经所定时间后树脂26的各部分温度成为所希望的温度。

随后，将金属模冷却到树脂的玻璃转变温度以下，树脂27完全固化之后，打开金属模从模穴25取出成形品，结果，所得成形品在其有效范围内具有PV0.6μm的面精度。

这样，在本实施形态中，当将熔融树脂冷却到玻璃转变温度以下时，使模穴片24滑动离开树脂，树脂26与模穴片24间强制产生空隙27，能得到与第一实施形态相同的效果。

另外，模穴片24滑动、开始形成空隙27的期间设定为模穴25内树脂26的表层部为未达到玻璃转变温度的固化状态，中心部为玻璃转变温度以上，且从表层部到中心部的平均温度为该树脂的玻璃转变温度以上之时，在冷却时形成空隙27，产生空隙27的面和树脂密接，但是由于树脂表面层固化，所以很容易剥离，且能防止剥离时表面层发生大的变形。

另外，因剥离产生空隙27后，其平均温度为树脂的玻璃转变温度以上，由于面对空隙27的树脂部分的隔热效果及温度的均一化，相反能使该树脂部分温度上升到玻璃转变温度以上，成为低粘度化，能很容易实现该树脂部分的移动。

空隙27内压力设定为0.3MPa，能够在随着树脂26冷却助长面对空隙27的树脂部分的收缩移动的方向产生一定压力。

空隙内压力最好设为0.05MPa-6MPa的范围，若不到0.05MPa，则不能得到上述助长效果，但若达到6MPa以上，则需要高价的压力发生装置，此外，因压力引起的形变残存在成形品内，不理想。进一步说，最理想的压力最好设定为0.1MPa-2MPa。

另外，模穴片24滑动形成空隙27前的复制面压力若设定为0.5MPa以上60MPa以下，则能防止空隙27发生时的复制面的复制性低下。当复制面压力设定为不到0.5MPa时，空隙27产生时复制面被剥，当复制面压力设定为60MPa以上时，成形品本身内部应力增大留有残留应力，因此都不理想。

使用多孔质材料作为模穴片24，通过从该模穴片24的微小孔往树脂26送入氮气，使模穴片24滑动形成空隙27，能使模穴片24滑动性良好，同时，形成空隙27的模穴面和树脂26的剥离容易，成形作业的作业性良好。

使用软化温度是其玻璃转变温度的非晶体树脂，树脂26收缩性良好，容易达到高精度的成形精度。

形成空隙27的面从复制面21a、22a的有效范围至少离开1mm以上，防止与空隙27相接的树脂26部分产生必要以上的变形，能防止对成形品带来坏影响。

虽然也可以往模穴25内送入空气，但在本实施形态中送入的是氮气，能防止树脂26的劣化。

在本实施形态中使用多孔质材料作为模穴片24，可通过模穴片往模穴内送入气体，因此，若是树脂充填在孔中不会堵塞孔的材料，也可以将其作为模穴片使用。

使用聚碳酸酯作为树脂，但若是非晶体树脂，那么也可以用其他树脂，例如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、非晶态聚烯烃、日本Geon(株)的“Geonex”(商品名)、日本三井石油化学(株)的“Apel”(商品名)等。

图6是本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第三实施形态，在本实施形态中，与第二实施形态相同的结构标以相同的符号，说明省略。

在本实施形态中，如图6所示，使模穴片28与邻接复制面21a、22a的面接触，模穴片28沿箭头所示方向滑动时，与复制面21a、22a邻接的面也形成空隙29。这样、空隙29产生时能够开放与复制面21a、22a邻接的全面，因冷却树脂收缩时，能使面对空隙29的树脂更容易收缩，能提高复制面21a、22a的复制精度。

图7表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第四实施形态，在本实施形态中，与第二实施形态相同的结构标以相同符号，说明省略。

在本实施形态中，如图7所示，是包括一个复制面31的反射镜。滑动的模穴片34位于模穴片30的复制面31的对置面，模穴片30、32、33及34形成模穴37。在本实施形态中，模穴片34沿箭头所示方向滑动时，模穴片32、33不滑动。

这样的结构也能得到与第一实施形态相同的效果。

图8-10表示本发明涉及的塑料成形品的成形用金属模的第一实施形态。

先说明结构，在图8中，符号41是固定金属模，该固定金属模41内滑动自如地设有一对可动金属模42、43，该可动金属模42、43顶端部形成成形面42a、43a，在上述固定金属模41和可动金属模42、43间设有前端部形成镜面(复制面)44a、45a的镜面片44、45。

固定金属模41内部滑动自如地设有模穴片46，该模穴片46的顶端部形成成形面46a，可动金属模42、43的成形面42a、43a、镜面片44、45的镜面44a、45a及模穴片46的成形面46a形成所定容积的模穴47。

固定金属模41上形成浇口(没有图示)，其与模穴47相通，熔融树脂通过该浇口注射充填到模穴47内。

模穴片46基端部设置压力控制装置48，该压力控制装置48包括由液压缸构成的驱动装置，通过往液压缸一方的腔室供给液压，对模穴片46朝模穴侧以所定压力加压，若通过往另一方腔室供给液压能使模穴片46朝离开模穴47方向退避。这样，通过压力控制装置48，模穴片46滑动。

作为压力控制装置48的驱动装置，不限于液压缸，也可以是电动马达。这种场合，在电动马达的回转轴上设置滚珠丝杠等，若在模穴片46上形成与上述丝杠柠合的螺杆，则能实现上述动作。

模穴47内设有没有图示的压电元件等的压力检测装置，该压电元件检测模穴47内的树脂压力，往没有图示的控制器输出信号。控制器根据来自压电元件的检测情报控制压力控制装置48。在本实施形态中，压力控制装置和控制器构成滑动控制装置。

模穴片46的成形面46a用与树脂密接力低的TiN(氮化钛)进行表面处理，同时，对于模穴片46的相对固定金属模41滑动的面用与上述相同的材质进行表面处理，这些材质具有耐磨性高的性质。并不限于TiN，也可以用TiCN(氰化钛)、W2C(碳化钨)、聚四氟乙烯系树脂等，在图9中符号50是树脂。

下面说明作用。

先将金属模加热到未达到树脂软化温度，然后如图8所示，通过压力控制装置48推压模穴片46。这时推压力设定为比将熔融树脂注射充填到模穴47内时的树脂压力大。

接着，通过浇口往模穴47内注射充填加热到软化温度以上的熔融树脂，在镜面片44、45的镜面44a、45a产生树脂压力，冷却金属模。

当是厚度不等壁、厚壁的模穴场合，充填时处于熔融温度的树脂从端部(薄壁部)迅速冷却固化。树脂固化进行中，端部留有残压，但在中央部还处于软化温度以上。

随后，当用压电元件检测出树脂压力为设定的在0.5MPa-60MPa范围内压力时，压力控制装置48动作，使模穴片46往离开树脂50方向移动，如图9所示，树脂50与模穴片46的成形面46a之间形成空隙49。

因此，通过空隙49模穴47内产生的树脂内压被释放，这时，端部残压、即树脂内压也因端部树脂变形而被释放，复制面上只作用着超过大气压的、基于此时树脂50粘弹性的树脂内压。

此后，树脂50冷却，与空隙49相接的树脂部分因与大气相接，从该面的热传导受阻，该树脂部分在冷却时相对镜面44a、45a成为高温，另外，由于能自由移动，且树脂内压残存，此与模穴片密接部分优先收缩或膨胀，从而形成凹部或凸部，维持树脂50与镜面44a、45a的密接力。

这样，在本实施形态中，滑动自如地设置模穴片46，该模穴片46形成除镜面44a、45a的一个成形面46a的全部，树脂压力为设定的0.5MPa以上60MPa以下范围时，将模穴片46滑离树脂50，树脂50与模穴片46间形成空隙49，通过注射充填使得在模穴47内产生适度的树脂内压，使树脂50与镜面44a、45a密接，且在残存有维持密接的适度压力状态时，树脂50与模穴片46之间强制形成空隙49，面对该空隙49的树脂部分的树脂面作为自由面比与其他成形面42a、43a相接的面容易移动。因此，由于存在空隙49使该树脂部分热传导低下，能使树脂部分的冷却速度最慢。

这样，通过使该部分树脂50移动，吸收因冷却产生的收缩，面对空隙49的树脂50优先收缩或膨胀，在该面上可选择地形成凹形状或凸形状，能防止在镜面44a、45a上产生收缩。结果，即使是厚壁或厚度不等壁的成形品，也能得到确保低形变及复制面的形状精度的成形品。

将金属模温度设定在树脂50的软化温度以下场合，由于能确保所希望的形状精度，所以能缩短树脂50的冷却的时间，从而缩短成形品的成形时间，降低成形品的制造成本。

由于使模穴片46滑离树脂50时的模穴47内的树脂压力设定在0.5MPa以上60MPa以下范围，所以由模穴片46成形的树脂50的成形面可选择形成凹形成凸形的成形面。当将滑离时的树脂压力设定为低于0.5MPa时，镜面44a、45a被剥，当将上述压力设定为大于60MPa时，成形品本身内部应力增大，残留应力残存，都不理想。

通过压力控制装置48对模穴片46加压，使模穴47内的树脂压力成为所定压力以上，由于往模穴47内注射充填时产生的树脂50的压力，能防止模穴片46朝离开树脂50方向移动。

压力控制装置48包括由液压缸构成的驱动装置，通过该驱动装置，使模穴片46滑动，因而，压力控制装置48、成形用金属模能取简单的结构。

模穴47内设置检测模穴47内树脂压力的压电元件，同时设置根据该压电元件的检测情报驱动压力控制装置48的控制器，因而能精度良好地控制树脂内压或模穴片46的移动时间，连续地使成形品成形，面对空隙49的树脂50的成形面能形成稳定的凸形状或凹形状。

使用与树脂50密接力低的TiN表面处理模穴片46的成形面46a，因而能很容易使模穴片46离开树脂50，提高镜面44a、45a的形状精度。

使用耐磨性高的TiN表面处理模穴片46的滑动面，所以能提高模穴片46的相对成形用金属模的滑动面的耐久性，提高其使用寿命。

在本实施形态中，滑动自如地设置模穴片46，其形成除镜面44a、45a的一个成形面46a的全部，但是并不局限于此，如图10、11所示，也可以滑动自如地设置模穴片51，其形成除镜面44a、45a的一个成形面51a的一部分。这时，在固定金属模41与模穴片51之间设有中空的套52，同时设置中空套模53，该中空套模53的前端部形成成形面53a，使模穴片51能相对套52及套模53滑动。

这种场合，模穴片51的成形面形成为与包含模穴片51而形成的壁面、即套模53的成形面53a大致相似形状(平面形状)。

这样，通过模穴47内产生的树脂压力将镜面44a、45a复制到树脂50上时，能在树脂50的模穴片51侧的成形面上形成平面，当使模穴片51离开树脂50时，如图12所示，在镜头等成形品55的模穴片51侧的成形面的宽范围内可以选择地形成例如凹形状，能更进一步提高镜面44a、45a的形状精度。在图12中，符号55a、55b、是被复制的镜面，55c是模穴片51侧的成形面。

另外，上述之所以采用大致相似形状，是因为成形面53a的形状为非球面形状时，采用曲率近似方法能简单地加工模穴片51。当然，若进行NC加工，非球面形状也能加工，所以，若非球面量大、采用曲率近似方法误差量变大时，最好按非球面形状加工。

图13-15表示本发明涉及的塑料成形品的成形用金属模的第二实施形态，与金属模的第一实施形态结构相同的部分标以相同的符号，说明省略。

在图13、14中，模穴片51与滑动面间设有通气孔61，该通气孔61通过套52与固定金属模41间形成的通气孔62和通气孔63的一端连通，上述通气孔63形成在固定金属模41上，该通气孔63的另一端与大气相通。

如图14所示，当模穴片51沿离开树脂50方向滑动时，可形成通气孔61的前端部与树脂50和模穴片51间形成的空隙49连通的位置，此时空隙49通过通气孔61、62及63与成形用金属模外部连通。

在本实施形态中，通过形成通气孔61-63，当模穴片51移离树脂50时，使外部空气确实流入模穴片51和树脂50间的空隙49，能使空隙49内接近大气压，能使模穴片51迅速离开树脂50。结果，能稳定地形成凹形状或凸形状，提高镜面44a、45a的形状精度。

在本实施形态中，由于担心空气从通气孔61蔓延进入模穴片51和树脂50之间空隙49使成形品的形状精度恶化，也可以在模穴片51和镜面44a、45a连接面上形成阶梯差。这样，能防止空气从通气孔61蔓延进入模穴片51和树脂50之间的空隙49，防止引起成形品形状精度恶化。

这样成形的成形品的例表示在图15a-c中，在各图中，符号64-66是表示透镜等成形品，64a、65a、66a是因阶梯差而成形的阶梯差部。

图16、17表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第五实施形态，其中图16a是构成实现该成形方法的成形金属模的一部分的模穴片与成形品的关系图，图16b是用该成形方法成形的成形品的构成图，图17表示用图16a的g-g剖面显示的成形金属模制作塑料成形品的工序。在本实施形态中，以长100mm，宽10mm，中央部壁厚15mm，端部壁厚5mm在壁厚方向设有复制镜面的长透镜形状作为成形品形状，以此形状为例进行说明。

先说明结构，在图16、17中，符号71、72表示模穴片，其设有构成镜面的复制面71a、72a，该模穴片71、72分别设置在上、下金属模，沿成形品76的纵向延伸，使用面精度为PV0.4μm作为复制面71a，72a的面精度。

另外，符号73，74是没有形成复制面的模穴片，该模穴片73.74设于成形品76的纵向两端部的薄壁部分，可相对上型或下型滑动。除了该模穴片73、74，在面对成形品76的侧面的上型或下型固定有没有形成成形面的模穴片。

由模穴片71-74及保持这些模穴片71-74的上、下型形成模穴75。另外，各模穴片71-74也可以设置复数个于一对金属模上形成复数模穴。

在图17b、c中，符号77表示树脂，78a、78b表示空隙。

下面说明作用。

先准备非晶体树脂的聚碳酸酯作为树脂。

然后，如图17a所示，将金属模加热保持在未达到树脂软化温度(作为非晶体树脂是未达到玻璃转变温度)的142℃，接着，如图17b所示，将300℃的熔融树脂77注射充填到该金属模的模穴75内。

该模穴75呈与成形品76形状具有相同容积的厚壁·厚度不等壁形状，树脂77从端部薄壁部和表层部先迅速冷却固化。

注射充填树脂77后，发生保压40秒后，如图17c所示，模穴片71、72处于不动状态下使模穴片73、74滑动，离开树脂77两端的薄壁部。这时，模穴片73、74与树脂77之间形成空隙78a、78b。

这时，在模穴75内产生的树脂内压因急冷固化引起在端部内压变大，树脂内压从端部通过空隙78a、78b而被释放。因压力释放树脂77的端部形状一时变形呈凸状，复制面只作用着大气压力以上、根据此时树脂粘弹性的树脂压力。

此后，树脂77进一步渐冷，但树脂77的面对空隙的面因与绝热性气体相接，从该面的热传导受阻，因此与空隙78a、78b相接的面在冷却时相对复制面成为高温，因上述与空隙78a、78b相接的面比稍有点树脂压力、且与模穴片有密接力的复制面优先收缩。

接着，树脂77完全固化，在142℃成形品76不变形，打开金属模取出成形品76。此时成形品76可以得到在其有效范围的1.0μm的面精度。

这样，在本实施形态中，在与固化进行快的成形品76的薄壁部相当的不是复制面的面作为自由面能移动的期间，优先形成空隙78a、78b，能防止因内部形变增大及压力分布所引起的复制性低下。

在本实施形态中，模穴片73、74与复制面以外的一个面的一部分形成空隙78a、78b，但是其也可以与复制面以外的一个面的全部形成空隙78a、78b。

图18表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第六实施形态，其中图18a是实现本发明涉及的塑料成形品的成形方法的成形金属模的概略图，图18b是图18a的h-h剖面图。

先说明结构，符号81、82是模穴片，该模穴片设有构成镜面的复制面81a、82a，该模穴片81、82分别设在上型、下型，沿成形品86的纵向延伸。使用面精度为PV0.7μm作为复制面81a、82a的面精度。

符号83、84、85是没有形成复制面的模穴片，该模穴片83、84、85沿成形品86的纵向的一侧面设置，能相对上型或下型滑动。

模穴片81-85及构成模穴片83-85他侧面的上型或下型形成模穴87。

另外，该模穴87的形状呈宽10mm、中央厚8mm、端部厚20mm、长度100mm的长形状，将复制面中央部的宽4mm设为有效范围，模穴片83滑动自如地设置在与模穴87中央部的成形品86的薄壁部(中央厚度8mm的部分)对向的位置，模穴片84、85滑动自如地设置在与厚壁部分对向的位置，上述厚壁部分位于上述薄壁部两侧，其比薄壁部厚。

在上型或下型形成平面度5μm的平面，以便在模穴87纵向两端部形成基准面91a、91b，该基准面91a、91b构成将成形品86固定在其他件上时地基准面。

模穴片81、82设有宽10mm的凸状复制面81a、82a，在所得成形品86上形成凹状复制面。

在与模穴片83对向的上型或下型部分设有压力传感器88，各模穴片83-85根据来自压力传感器88的检测情报滑动。在图18b中，符号89是树脂，90是模穴片83和树脂89间形成的空隙。

下面，说明一下作用。

先准备非晶体树脂的环烯共聚物作为树脂。

然后，将金属模加热保持在未达到树脂软化温度(非晶体树脂的未达到玻璃转变温度)的136℃，将280℃熔融树脂89注射充填到该金属模的模穴87内。

该模穴87呈与成形品86形状具有相同容积的厚壁·厚度不等壁形状，树脂89从中央部的薄壁部及表层部先迅速冷却固化。

随后，当从表层部到中心部的平均温度是其树脂的软化温度以上、压力传感器88测定的中央薄壁部的树脂内压为8MPa时，使模穴片83(该模穴片83厚度设为6mm)移动1mm，在树脂89与模穴片83之间形成空隙90，上述模穴片83厚度比与在模穴87的短边方向对置的复制面直交的侧面高度(设为大致8mm)短。模穴片83移动后，空隙90内压力大致等于大气压。

进一步冷却，20秒后使模穴片84、85移动1mm，在模穴片84、85与树脂89间形成空隙，此后，使树脂89完全固化。接着，当金属模温度为136℃时，打开金属模从模穴87内取出成形品86，使成形品86不变形。

该成形品86具有有效范围内的1.4μm的面精度。另外，在成形品86纵向两端部复制平面度5μm的基准面。与模穴片83-85相当的成形品86的侧面部分因是自由面，没有凹凸精度，但是上述基准面的平面度能充分满足使用要求。

这样，在本实施形态中，与成形品86的薄壁部相当的部分形成多级空隙，能防止在与各处对应的复制面上压力残存内部形变增大从而产生复制面精度低下的问题。

即，若以薄壁部温度和树脂内压为基准，在厚壁部也同时形成空隙，则厚壁部还包括接近熔融温度的高温部，因而会引起复制部的复制性低下，在本实施形态中，通过在与成形品86的薄壁部相当的部分形成空隙后，又在与厚壁部相当的部分形成多级空隙，能防止在与各处对应的复制面上压力残存内部形变增大，从而产生复制面精度低下的问题。

另外，还设有将成形品固定到其他件上时的基准面91a、91b，可以不要形成空隙部的精度，在至少满足复制面精度同时，通过确保固定在其他件上时的基准面91a、91b的精度，能将成形品86高精度地固定在其他件上。

在空隙90形成部分附近配设压力传感器88，由该压力传感器88检测而得的压力成为所定值8MPa时，使模穴片83滑动，形成空隙90，在面对模穴87壁面的树脂89的外周部的冷却固化区域与模穴87中央部的软化温度以上区域的最合适的平衡下形成空隙，能更进一步防止因内部形变增大及压力分布而引起的复制性低下问题。

第五实施形态、第六实施形态都是使用非晶体树脂的聚碳酸酯、环烯共聚物作为树脂，但是并不限于此，也可以使用聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、非晶态聚烯烃、日本Geon株式会社的“Geonex”(商品名)、三井石油化学株式会社的“Apel”(商品名)等。

图19表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第七实施形态，本实施形态的金属模结构与第五实施形态相同，因此，对上述同样结构标以相同符号，说明省略。

在图19中，模穴片83由作为滑动装置的液压缸95驱动而滑动，往模穴87内充填高压熔融树脂时，液压缸95推压模穴片83。

在本实施形态中，预先使用计算机采集模穴87内树脂的温度分布数据，当与模穴片83对应的模穴87内特定位置温度与采集数据的所定温度相同时，使模穴片83滑动形成空隙90。

具体地说，在断开模穴87的复制面81a、82a、模穴片83滑动方向的断面中心，从模穴片83的对向面1mm内侧的树脂89部分(用温度分布T表示)，求得此处温度与该树脂89的玻璃转变温度(软化温度)一致的冷却时间，到达该时间时，通过液压缸95，使模穴片83滑动形成空隙90。图19中模穴87中线是等温度线。

这样，在本实施形态中，预先采集模穴87内树脂的温度分布数据，当与模穴片83对应的模穴87内的特定位置的温度与采集数据的所定温度相同时，使模穴片83滑动，形成空隙90，能够在面对模穴87壁面的树脂外周部的冷却固化区域与模穴中央部的玻璃转变温度以上的区域的最合适的平衡下形成空隙90，能更进一步防止因内部形变增大及压力分布而引起的复制性低下的问题。

上述之所以将所定温度设定为在断开模穴87的复制面、模穴片83的滑动方向的断面中心处树脂的玻璃转变温度以上是因为通过这样设定，在面对模穴87壁面的树脂外周部的冷却固化区域与模穴87中央部的软化温度以上的区域的最合适平衡下形成空隙，即使是树脂过冷场合形成空隙时也能降低树脂自由度，防止因内部形变残存引起复制面的复制不良。

当在薄壁部形成局部空隙时，所定温度为断开该部分的模穴的复制面、滑动方向的断面中心部的温度。

在本实施形态中，设置利用液压的液压缸作为滑动装置，但是并不局限于此，也可以用电马达、利用空气的气缸等。

如第六、七实施形态使模穴片83和模穴片84、85多级滑动时，根据压力传感器88所检测到的树脂压力或由上述温度分布数据所知的树脂温度的至少一方使模穴片83、84、85滑动形成空隙，能更进一步防止在与各处对应的复制面压力残存、内部形变增大、从而引起复制面精度低下的问题。最初形成空隙时树脂压力接近大气压，所以此后形成空隙时，不是根据压力信号，而是根据温度数据形成空隙，这样很有效。

图20表示本发明涉及的塑料成形品的成形方法的第八实施形态，在图20中，符号100是设有供给熔融树脂用浇道101的上型，在该上型100上设有两模穴片102、103，上述模穴片102、103上分别形成构成镜面的复制面102a、103a。下型104与上型100对置，该下型104上设有两模穴片105、106，上述模穴片105、106上分别形成构成镜面的复制面105a、106a。

在上型100和下型104之间设置不形成复制面的模穴片107、108，在本实施形态中，模穴片102、103、105、106、107、108及下型104形成两个模穴109、110，熔融树脂通过浇道101及下型104上形成的凹部104a和上型100之间注射充填在模穴109、110内。

角销112、113以所定角度倾斜设置在台架111上，上述角销112、113分别插入模穴107、108的孔中，通过台架111相对模穴片107、108接近离开，模穴片107、108滑动，台架111离开模穴片107、108，则在模穴片107、108与注射充填在模穴109、110内的树脂之间形成空隙114、115。

下面说明作用。

先准备非晶体树脂的聚碳酸酯作为树脂。

然后，如图20a所示，将金属模加热保持在未达到树脂软化温度(非晶体树脂的未达到玻璃转变温度)的142℃，接着，将300℃熔融树脂注射充填在该金属模的模穴109、110内。

该模穴109、110呈与成形品形状具有相同容积的厚壁·厚度不等壁形状，树脂从端部的薄壁部及表层部先迅速冷却固化。

注射充填树脂后，保压40秒，然后使台架移向下方，台架111与模穴片107、108的相接面PL1分离，使模穴片107、108沿角销112、113移动，模穴片107、108离开树脂的薄壁部，在薄壁部与模穴片107、108之间形成空隙(参照图20b)。

随后，维持该状态直到树脂完全冷却，再使上型100往上方移动，模穴片107、108与上型100的相接面PL2分离，模穴片102、103离开模穴片105、106，从模穴109、110内取出成形品。

若重新使上型100往下方移动后，下型104往上方移动，金属模回复到图20a所示状态，可进行以后的成形作业。

这样，在本实施状态中，利用金属模的开模力，使模穴片107、108滑动，形成空隙114、115，利用已设置在塑料成形金属模上的金属模开模机构，能使模穴片滑动，不需要增加新设备，能降低成形品的成形成本。

在本实施形态中，使用角销112、113使模穴片107、108滑动，但是并不局限此，如图21所示，也可以在与模穴片105、106相当的模穴片121、122上设有斜度121a、122a，通过从与图20的相接面PL1相当的相接面使下型移动，注射充填在模穴125中的树脂和模穴片121、122之间形成空隙。

Claims (27)

1.一种塑料成形品的成形方法，准备一对金属模，设有至少一个以上复制面，同时在复制面以外的面上滑动自如地设置着至少一个以上模穴片，由复制面及模穴片形成至少一个以上模穴；

将该金属模加热保持在未达到树脂的软化温度，将加热到软化温度以上的熔融树脂注射充填到上述模穴内，随后，树脂压力作用在上述复制面上，使树脂密接在该复制面上后，将该树脂冷却到软化温度以下，接着，打开金属模取出成形品；其特征在于：

冷却上述熔融树脂在达到软化温度以下前，使上述至少一个以上模穴片作离开树脂的滑动，在树脂与模穴片间强制形成空隙；

上述模穴片滑动开始形成空隙的时期设定为：模穴内树脂表层部是未达到软化温度的固化状态，中心部处于软化温度以上，而且从表层部到中心部的平均温度为该树脂的软化温度以上。

2.根据权利要求1所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，上述空隙内压力设定为0.05MPa以上6MPa以下。

3.根据权利要求1或2所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，上述模穴片滑动形成空隙前的复制面压力设定为0.5MPa以上60MPa以下。

4.根据权利要求1或2所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，使用具有微小孔的材料作为上述模穴片，从该模穴片的微小孔往树脂侧送入气体，使该模穴片滑动形成空隙。

5.根据权利要求1或2所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，使用软化温度是其玻璃转变温度的非晶体树脂作为上述树脂。

6.根据权利要求1或2所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，使上述模穴片接触与上述复制面邻接的面，上述模穴片滑动时，与上述复制面邻接的面也形成空隙。

7.根据权利要求1或2所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，使形成上述空隙的面至少离开上述复制面的有效范围1mm以上。

8.一种塑料成形品的成形用金属模，设有由各壁面形成所定容积模穴的成形面以及由至少一个以上上述成形面形成、将镜面复制在树脂上的复制面，将加热到软化温度以上的熔融树脂注射充填在上述模穴内后，通过在模穴内产生的树脂压力，将复制面复制在上述树脂上；其特征在于：

滑动自如地设置形成除上述复制面的至少一个以上成形面的全部或局部壁面的模穴片；

上述树脂压力成为所定压力时，使上述模穴片滑离树脂，在树脂与模穴片之间形成空隙。

9.根据权利要求8中所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，将上述模穴片滑离树脂时的上述模穴内树脂压力设定为0.5MPa以上60MPa以下范围。

10.根据权利要求8或9所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，设有对上述模穴片加压的压力控制装置，通过该压力控制装置对模穴片加压，以使模穴内树脂压力成为所定压力以上的压力。

11.根据权利要求10中所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，上述压力控制装置包括由液压缸或电动马达所构成的驱动装置，通过该驱动装置使上述模穴片滑动。

12.根据权利要求8或9所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，在上述模穴内设有检测该模穴内树脂压力的压力检测装置，同时设有根据来自该压力控制装置的检测情报使上述模穴片滑动的滑动装置。

13.根据权利要求8或9所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，在上述模穴片与该模穴片的滑动面之间设有至少一个以上通气孔，该通气孔形成在这样的位置：当模穴片沿离开树脂方向滑动时，其可与树脂和模穴片间空隙连通。

14.根据权利要求13所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，上述模穴片离开树脂方向滑动时，使树脂和模穴片间的空隙和金属模外部连通。

15.根据权利要求8或9所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，上述模穴片的成形片用与树脂密接力低的材料进行表面处理。

16.根据权利要求8或9所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于上述模穴片的成形面和滑动面用与树脂密接力低、且耐磨性好的相同材料进行表面处理。

17.根据权利要求8所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，上述模穴片的成形面与包含该模穴片而形成的壁面呈大致相似形状。

18.根据权利要求13所述的塑料成形品的成形用金属模，其特征在于，在上述模穴片与上述复制面的连接面上形成阶梯差。

19.一种塑料成形品的成形方法，准备一对金属模，设有将镜面复制在树脂上的至少一个以上复制面，同时在该复制面以外的面上滑动自如地设置着至少一个以上模穴片，由复制面及模穴片形成至少一个以上模穴；将该金属模加热保持在未达到树脂的软化温度，将加热到软化温度以上的熔融树脂注射充填到上述模穴内，随后，树脂压力作用在上述复制面上，使树脂密接在该复制面上后，将该树脂冷却到软化温度以下，接着，打开金属模取出成形品；其特征在于：

冷却上述熔融树脂在达到软化温度以下前，使上述至少一个以上模穴片作离开树脂的滑动，复制面以外的至少一个面的局部或全部与模穴片间强制形成空隙，在与成形品薄壁部相当的部分优先形成上述间隙；

上述模穴片滑动开始形成空隙的时期设定为：模穴内树脂表层部是未达到软化温度的固化状态，中心部处于软化温度以上，而且从表层部到中心部的平均温度为该树脂的软化温度以上。

20.根据权利要求19所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，在与成形品薄壁部相当的部分形成空隙后，在与该成形品厚壁部相当的部分多级地形成空隙。

21.根据权利要求19或20所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，除上述成形品的同一侧面的部分，将形成空隙部分、不形成空隙部分作为将该成形品固定在其他件上时的基准面。

22.根据权利要求19或20所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，在上述空隙形成部分或形成部分附近配设压力传感器，由该压力传感器检测得到的压力为所定值时，使上述模穴片滑动形成空隙。

23.根据权利要求19或20所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，预先采集模穴内树脂的温度分布数据，当与上述模穴片对应的模穴内特定位置温度和上述采集数据的所定温度相同时，使上述模穴片滑动，形成空隙。

24.根据权利要求23所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，将上述所定温度设定为在断开上述模穴的复制面、且沿上述模穴片滑动方向的断面中心的树脂的软化温度以上。

25.根据权利要求22所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，根据由上述压力传感器检测到的树脂压力或由上述温度分布数据而得的树脂温度中至少一方，使模穴片滑动，形成空隙。

26.根据权利要求19或20所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，利用单独设置的滑动装置使上述模穴片滑动，形成空隙。

27.根据权利要求19或20所述的塑料成形品的成形方法，其特征在于，利用上述金属模的开模力，使上述模穴片滑动形成空隙。

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