DE112019000075T5

DE112019000075T5 - Feinmuster-Transferform und Feinmusterformverfahren

Info

Publication number: DE112019000075T5
Application number: DE112019000075.6T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Hashimoto
Original assignee: Sanko Kasei Co Ltd
Current assignee: Sanko Kasei Co Ltd
Priority date: 2019-04-26
Filing date: 2019-06-17
Publication date: 2021-03-18
Also published as: WO2020217547A1; US20220032518A1; CN112154053A; JP2020179635A; CN112154053B; JP6618647B1; US11633893B2

Abstract

Ein Ziel der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Feinmuster-Transferform und ein Feinmusterformverfahren anzugeben, die eine hochauflösende Übertragung eines Feinmusters auf das Innere eines Hohlkörpers durch integrales Formen ermöglichen.In einer Produktbildungskammer, die zwischen einem Hohlraum und einem Kernstiftelement mit einem vorgegebenen Abschnitt gebildet ist, an dem eine Feinmuster-Ausgangsplatte durch Schließen eines Formkörpers befestigt wird, weist ein Tor, in das ein geschmolzenes Harzmaterial von einem Heißkanälelement strömt, eine Öffnung auf, die sich außerhalb eines Endes einer festen Oberfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in horizontaler Richtung der festen Oberfläche befindet und dem Ende der festen Oberfläche zugewandt ist, eine Einspritzdüse des Heißkanalelements und des Tors sind direkt miteinander gekoppelt, und der Hohlkörper wird integral durch das aus dem Tor strömende Harzmaterial geformt.

Description

[Technisches Gebiet]
Die hier enthaltene Offenbarung bezieht sich auf eine Feinmuster-Transferform und ein Feinmuster-Formverfahren, insbesondere auf ein Verfahren zum Transferieren eines Feinmusters auf die Innenfläche eines Hohlkörpers.
[Stand der Technik]
Als Stand der Technik sind Prägetechniken bekannt. Diese Prägetechniken ermöglichen es, ein konkav-konvexes Feinmuster in der Größenordnung von mehreren µm bis mehreren hundert um auf ein vorgegebenes Material zu transferieren, das in verschiedenen Bereichen wie Halbleitermaterialien, optischen Materialien, Mikromaschinen und Biotechnik eingesetzt werden kann.
Beispiele für Metallformen (Stanzer) zur Herstellung von optischen Plattensubstraten beinhalten solche, die ein feines Transfermuster (Bits oder dergleichen) unter Verwendung von Nickel-elektrogeformten Teilen oder dergleichen (siehe z.B. PTL 1) transferieren, und solche in einer Walze mit zwei oder mehreren Musterteilen, die parallel zueinander entlang des Außenumfangs der Walze angeordneten sind, wobei die Musterteile jeweils eine Mikrostruktur am Außenumfang der Form aufweisen und die Mikrostruktur jedes Musterteils eine Größe von 1 µm oder weniger aufweist (siehe z.B. PTL 2).
Weiterhin kann es erforderlich sein, dass das Feinmuster innerhalb eines Hohlkörpers (z.B. eines mit einem Boden versehenen zylindrischen Produkts) gebildet wird, damit Moleküle der Größenordnung von µm, die in einer Flüssigkeit vorhanden sind, in Konkavitäten des Feinmusters eingefangen werden (siehe z.B. NPTL 1).
Für das Spritzgießen eines mit einem Boden versehenen zylindrischen Produkts, der ein Harzhohlkörpers ist, wird eine Hohlkörperspritzgussform vorgeschlagen, die einen Heißkanal, der mit einem Hohlraum in Verbindung steht, und einen Stift beinhaltet, der verschiebbar vorgesehen ist, um ein Tor zu öffnen und zu schließen, und der einen Gasströmungsweg im Stift zum Druckzuführen eines Gases in den Hohlraum aufweist (siehe z.B. PTL 3). Für einen Harzhohlkörper weist ein Produktformteil einen längeren Strömungsweg als für eine flache Platte auf und weist einige gekrümmte Abschnitte auf, die dazu führen können, dass die Temperatur des Harzes während des Formens abnimmt. Somit wird der Heißkanal verwendet, um einen Fehler beim Formen aufgrund des Temperaturabfalls zu verhindern.
[Zitatliste]
[Patentliteratur]

[PTL 1] JP 2006-297639 A
[PTL 2] JP 2013-086388 A
[PTL 3] JP 2002-292701 A A

[Nicht-Patent-Literatur]
[NPTL 1] Japan Science and Technology Agency. „Millionfold improvement of the detection limit of biomarkers for diseases and infections‟, Pressemitteilung, gemeinsame Erklärung, 31. August 2012, [online] Verfügbar unter: https://www.jst.go.jp/pr/announce/20120831/index.html [Accessed March 25, 2019].
[Zusammenfassung der Erfindung]
[Technisches Problem]
Beispielsweise wird als mögliches Verfahren zum Aufbringen eines Feinmusters auf die innere Bodenfläche des mit einem Boden versehenen zylindrischen Hohlkörpers unter Verwendung der in PTL 1 und PTL 2 beschriebenen Techniken ein Behälterboden (der eine flache Platte ist) separat hergestellt, eine flache Oberfläche des Bodens wird so verarbeitet, dass sie das Feinmuster aufweist, und ein separat geformtes Seitenteil wird mit dem Boden verbunden.
Dieses Verfahren verdoppelt jedoch die Anzahl der Teile und erfordert einen zusätzlichen Schritt zum Zusammenfügen von des Seitenteils und des Bodens. Insbesondere wenn der mit einem Boden versehene zylindrische Körper wegwerfbar ist und für den großflächigen Gebrauch bestimmt ist, ist es notwendig, eine Erhöhung des Aufwands und der Anzahl der Teile aus den Gesichtspunkten der Herstellungskosten und der Arbeitseffizienz zu vermeiden. Darüber hinaus führt das Fügen zweier Teile zwangsläufig zu dem Problem, dass im Fügebereich mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Versagen auftritt, z.B. bei einer schlechten Verbindung. Insbesondere für die Verwendung in der biochemischen Analyse kann ein solcher Fugenausfall aufgrund des potenziellen Problems der Zuverlässigkeit ein Hindernis für eine hochgenaue Analyse darstellen.
Aus den Gesichtspunkten abnehmender Herstellungskosten, Verbesserung der Arbeitseffizienz und Erhöhung der Zuverlässigkeit muss also ein dreidimensionaler Hohlkörper durch integrales Spritzgießen hergestellt werden, um ein Feinmuster auf seine Innenseite aufzubringen, wie es in PTL 3 beschrieben ist; das in PTL 3 beschriebene Hohlkörper-Spritzgusswerkzeug ist jedoch auf die Herstellung von relativ dicken Formteilen wie Lenksäulenabdeckungen gerichtet und wird daher für Produkte mit einem Feinmuster, wie oben beschrieben, als ungeeignet angesehen.
Insbesondere wird, wie oben beschrieben, bei der Bildung eines Feinmusters in einer Größe einer µm Ordnung sowohl in radialer und auch in Tiefenrichtung der Strömung eines Harzmaterials turbulent und komplex und die Länge der Strömung wird länger als bei der Herstellung eines flachen Produkts, was ein Problem bei der Ladung des Harzmaterials verursacht. Darüber hinaus erfährt das Harzmaterial gemäß der oben beschriebenen Struktur, selbst wenn das Harzmaterial die Nähe des Feinmusters erreicht, einen großen Temperaturabfall, der Transferfehler und Formfehler verursachen kann.
Ferner muss zur Herstellung eines hochzuverlässigen Produkts, das der oben genannten Analyse oder dergleichen standhalten kann, die Dicke des gesamten Hohlkörpers reduziert werden. In diesem Fall erstarrt das Harzmaterial durch den Temperaturabfall schnell und der Druckverlust erschwert den Drucktransfer auf das Harzmaterial, was zu einem Transferfehler führen kann.
Zur Lösung der vorstehenden Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Feinmuster-Transferform und ein Feinmusterformverfahren anzugeben, die eine hochpräzise Transferierung eines Feinmusters auf das Innere eines Hohlkörpers durch integrales Formen ermöglichen.
[Lösung des Problems]
Um das oben genannte Problem zu lösen, ist eine Feinmuster-Transferform gemäß der vorliegenden Offenbarung im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass in einer Produktbildungskammer, die durch einen Hohlraum und einen Kernstift mit einem vorgegebenen Abschnitt gebildet ist, an dem durch Schließen eines Formkörpers eine Feinmuster-Ausgangsplatte montiert ist, ein Tor, in das ein geschmolzenes Harzmaterial von einem Heißkanalelement strömt, eine Öffnung aufweist, die sich außerhalb eines Endes einer Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in einer horizontalen Richtung der festen Oberfläche befindet und das dem Ende der festen Oberfläche zugewandt ist, eine Einspritzdüse des Heißkanalelements und des Tors direkt miteinander gekoppelt sind, und der Hohlkörper integral durch das aus dem Tor strömende Harzmaterial geformt wird.
Gemäß dieser Konfiguration wird das geschmolzene Harzmaterial zunächst aus der Einspritzdüse des Heißkanalelements in Richtung einer Transferfläche zur Transferierung des Feinmusters eingespritzt. Dementsprechend wird das Harzmaterial der Transferfläche bei einer Temperatur zugeführt, die zur Bildung eines gewünschten Feinmusters erforderlich ist. Um das Harzmaterial zunächst der Transferfläche des Feinmusters zuzuführen, ist es im Allgemeinen notwendig, das Tor auf der der Transferfläche zugewandten Seite vorzusehen, um das Harzmaterial in eine Richtung senkrecht zur Transferfläche, d.h. von oberhalb der Transferfläche, zu injizieren. Wenn das Tor jedoch auf der der Transferfläche zugewandten Seite vorgesehen ist, verbleibt ein Abdruck des Tors auf dem Produkt. Das Feinmuster der Transferzieloberfläche des geformten Produkts ist zu beobachten, zu analysieren und dergleichen. Dementsprechend sollte die Bildung eines Abdrucks des Tors auf der Transferfläche vermieden werden. Bei dem hochauflösenden Transferieren sollte auch ein Temperaturabfall des der Transferfläche zuzuführenden Harzmaterials vermieden werden, so dass das Tor eine Öffnung aufweist, die außerhalb des Endes der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in der horizontalen Richtung der Transferfläche liegt und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist.
Das heißt, die Feinmuster-Transferform nach der vorliegenden Offenbarung ist eine Feinmuster-Transferform, die ein Feinmuster auf eine Innenfläche eines Hohlkörpers durch ein Spritzgussverfahren überträgt. Die Feinmuster-Transferform beinhaltet: einen Formkörper, der einen feststehenden Körper und einen beweglichen Körper aufweist, die voneinander trennbar sind, der feststehende Körper eine mit dem beweglichen Körper gekoppelte Kopplungsfläche aufweist, der bewegliche Körper eine Kopplungsfläche aufweist, die der Kopplungsfläche des feststehenden Körpers zugewandt ist; einen Hohlraum, der in konkaver Form auf der Kopplungsfläche des feststehenden Körpers ausgebildet ist; ein Kernstiftelement, das von der Kopplungsfläche des beweglichen Körpers vorsteht, um dem Hohlraum gegenüber zu stehen, das Kernstiftelement einen vorgegebenen Abschnitt aufweist, an dem eine Feinmuster-Ausgangsplatte zur Transferierung des Feinmusters montiert ist; eine Produktbildungskammer, die zwischen dem Hohlraum und dem Kernstiftelement gebildet ist, wobei der feststehende Körper und der bewegliche Körper zusammengespannt sind; ein Tor mit einer Öffnung, die sich in der Produktbildungskammer und außerhalb eines Endes einer Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in horizontaler Richtung der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist; und ein Heißkanalelement, das einen Strömungsweg für ein vorgegebenes Harzmaterial in dem feststehenden Körper gebildet hat und eine direkt mit dem Tor gekoppelte Einspritzdüse beinhaltet, das Heißkanalelement konfiguriert ist um: extern den Strömungsweg zu erwärmen; und das Harzmaterial zur Einspritzdüse zu führen, während das Harzmaterial durch den erwärmten Strömungsweg in einem geschmolzenen Zustand bei einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird, wobei das geschmolzene Harzmaterial von der Einspritzdüse über das Tor in einer Richtung zur Transferfläche gespritzt wird, um den Hohlkörper in der Produktbildungskammer integral zu formen.
Wenn der Hohlkörper einen Boden und eine innere Bodenfläche davon eine Transferzieloberfläche aufweist, auf die das Feinmuster transferiert werden soll, kann die Feinmuster-Ausgangsplatte fest auf der Deckfläche des Kernstiftelements montiert werden.
Das Kernstiftelement kann ein Temperatursteuerelement beinhalten, das verhindert, dass der vorgegebene Abschnitt, an dem die Feinmuster-Ausgangsplatte montiert ist, eine Temperatur von weniger als einer vorgegebenen Temperatur aufweist.
Diese Konfiguration reduziert das Auftreten eines Transferfehlers des Feinmusters aufgrund eines Temperaturabfalls weiter und ermöglicht so die Bildung eines zuverlässigen und hochauflösenden Feinmusters. Insbesondere wenn das Tor eine Öffnung aufweist, die sich außerhalb des Endes der Transferfläche in horizontaler Richtung der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist, tritt bei der Ankunft des Harzmaterials vom Ende bis zum gegenüberliegenden Ende der Transferfläche eine zeitliche Verzögerung auf, die aufgrund einer Temperaturdifferenz des Harzmaterials am Ende und am gegenüberliegenden Ende zu Unebenheiten in der Transfergenauigkeit führen kann. Das Temperatursteuerelement kann dazu ausgebildet sein, die Temperatur der Transferfläche gleichmäßig zu gestalten.
Das Kernstiftelement und die an einem Endabschnitt des Kernstiftelements montierte Feinmuster-Ausgangsplatte bilden eine Stapelstruktur. Die Stapelstruktur weist eine äußere Seitenfläche mit einer ersten äußeren Seitenfläche auf, mit der das in horizontaler Richtung der Transferfläche eingespritzte Harzmaterial in Kontakt kommt, und eine zweite äußere Seitenfläche des Endabschnitts, wobei die erste äußere Seitenfläche auf der zweiten äußeren Seitenfläche liegt. Die äußere Seitenfläche der Stapelstruktur kann eine abgeschrägte Oberfläche aufweisen, die sich in Richtung der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte verjüngt.
Diese Konfiguration ermöglicht es, dass das Harzmaterial, das durch das Tor einströmt, glatt durch das abgeschrägte Teil in der horizontalen Richtung der Transferfläche geführt wird, wodurch die Zeitverzögerung verkürzt wird.
Ein Feinmusterformverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung ist ein Feinmusterformverfahren zum Transferieren eines Feinmusters auf eine innere Bodenfläche eines mit einem Boden versehenen Hohlkörpers durch Spritzgießen. Das Feinmusterformverfahren beinhaltet die folgenden Schritte: Herstellen eines Formkörpers, der einen feststehenden Körper mit einem Hohlraum, der in einer konkaven Form ausgebildet ist, und einen beweglichen Körper mit einem konvexen Kernstiftelement mit einer Feinmuster-Ausgangsplatte, die fest auf einer Deckfläche des Kernstiftelements montiert ist, beinhaltet; Zusammenklemmen des feststehenden Körpers und des beweglichen Körpers, um eine Produktbildungskammer zwischen dem Hohlraum und dem Kernstiftelement zu bilden; Führen eines vorgegebenen Harzmaterials, das in einem geschmolzenen Zustand gehalten wird, durch ein Heißkanalelement; Anordnen eines Tors mit einer Öffnung, die sich in der Produktbildungskammer und außerhalb eines Endes der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in horizontaler Richtung der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist; Zuführen des im geschmolzenen Zustand gehaltenen Harzmaterials in horizontaler Richtung der Transferfläche, um dadurch das Harzmaterial in die Produktbildungskammer zuzuführen; Abkühlen des zugeführten Harzmaterials; Öffnen des Formkörpers durch Trennen des beweglichen Körpers vom feststehenden Körper; Entformen eines Produkts, das in Form der Produktbildungskammer unter Verwendung des Kernstiftelements geformt ist und Halten des Kernstiftelements auf einer vorgegebenen Temperatur, bis die Zufuhr des Harzmaterials in die Produktbildungskammer durch die Injektion abgeschlossen ist.
[Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung]
Die Feinmuster-Transferform und das Feinmusterformverfahren nach der vorliegenden Offenbarung ermöglichen eine hocheffiziente und kostengünstige Herstellung eines Hohlkörpers mit einem hochauflösenden Feinmuster, das in seinen Innenraum transferiert wird.
Figurenliste

1 ist eine Längsschnittansicht einer Feinmuster-Transferform gemäß der vorliegenden Offenbarung: 1(A) ist eine Längsschnittansicht der Feinmuster-Transferform in einem geschlossenen Zustand; und 1(B) ist eine Längsschnittansicht der Feinmuster-Transferform in einem offenen Zustand.
2 ist eine Längsschnittansicht eines Heißkanalelements.
3 ist eine Seitenansicht eines Kernstiftelements.
4 ist eine Längsschnittansicht der Feinmuster-Transferform im geschlossenen Zustand, die den Querschnitt eines temperaturgesteuerten Strömungsweges des Kernstiftelements zeigt: 4(A) ist eine Längsschnittansicht der gesamten Feinmuster-Transferform; 4(B) ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht eines vorderen Endes des Kernstiftelements; und 4(C) ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht eines unteren Endes des Kernstiftelements.
ist eine vergrößerte Teilansicht des vorderen Endes des Kernstiftelements: 5(A) ist ein Diagramm, das die Strömung eines Harzmaterials für den Fall dargestellt, dass eine Feinmuster-Ausgangsplatte mit dem vorderen Ende des Kernstiftelements verschweißt wird und dann nur eine Wulstentfernung durchgeführt wird; und 5(B) ist ein Diagramm, das die Strömung eines Harzmaterials für den Fall dargestellt, dass eine Feinmuster-Ausgangsplatte mit dem vorderen Ende des Kernstiftelements verschweißt wird, die Wulstentfernung durchgeführt wird und das vordere Ende des Kernstiftelements in einem vorgegebenen Winkel geschnitten wird, um einen abgeschrägten Teil zu bilden.
6 ist eine schematische Ansicht einer Einspritzdüse und eines Tors, die in einem vorgegebenen Winkel ausgebildet sind: 6(A) ist eine schematische Ansicht der Einspritzdüse und des Tors, gesehen in einer Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der eine Öffnung des Tors zugewandt ist; und 6(B) ist eine schematische Längsschnittansicht der Einspritzdüse und des Eingusses.
7 ist ein schematisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Neigungswinkel des abgeschrägten Teils und Einspritzwinkel dargestellt.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Produktbildungskammer mit einer unterschiedlichen Dicke an einem Abschnitt mit einer Transferzieloberfläche und einem anderen Abschnitt als diesem Abschnitt.
9 ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht, die das Einspritzen eines Harzmaterials in die Produktbildungskammer bei geschlossener Form dargestellt.
10 ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht, die die Transferierung eines Feinmusters dargestellt.
11 ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Transferieren eines Feinmusters unter Verwendung der Feinmuster-Transferform gemäß der vorliegenden Offenbarung dargestellt: 11(A) ist ein Diagramm, das den offenen Zustand der Form vor der Zufuhr des Harzmaterials dargestellt; 11(B) ist ein Diagramm, das den geschlossenen Zustand der Form dargestellt; 11(C) ist ein Diagramm, das das eingespritzte Harzmaterial aus der Einspritzdüse des Heißkanalelements dargestellt; 11(D) ist ein Diagramm, das das Verdichten des Harzmaterials bei geschlossener Form dargestellt; 11(E) ist ein Diagramm, das die Form im geöffneten Zustand nach dem Einspritzen des Harzmaterials dargestellt; und 11(F) ist ein Diagramm, das einen integral geformten Hohlkörper dargestellt, der nach dem Transferieren des Feinmusters auf entfernt ist.
12 ist ein vergrößertes Foto einer feinmustergeformten Oberfläche: 12(A) ist ein Foto der feinmustergeformten Oberfläche für den Fall, dass die Temperatur des Kernstiftelements bei 80°C gehalten wird; und 12(B) ist ein vergrößertes Mikroskopfoto der feinmustergeformten Oberfläche für den Fall, dass die Temperatur des Kernstiftelements bei 90°C gehalten wird.

[Beschreibung der Ausführungsformen]
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Wenn eine Ausführungsform Komponenten aufweist, die denjenigen einer anderen, zuvor beschriebenen Ausführungsform entsprechen, erhalten die Komponenten identische Bezugszeichen und eine doppelte Beschreibung davon entfällt. Wenn nur einige der Komponenten in einer Ausführungsform beschrieben sind, können den anderen Komponenten die Bezugszeichen gegeben werden, die in der/den zuvor beschriebenen Ausführungsform(en) verwendet werden. Auch wenn keine Kombination von Ausführungsformen angegeben ist, können die jeweiligen Ausführungsformen teilweise kombiniert werden, es sei denn, es liegt ein besonderes Problem mit der Kombination vor. Darüber hinaus sind die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen nur Beispiele und sollen die vorliegende Offenbarung nicht einschränken. An den Ausführungsformen können verschiedene Änderungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
1 ist eine Längsschnittansicht einer exemplarischen Ausführungsform einer Feinmuster-Transferform gemäß der vorliegenden Offenbarung: 1(A) ist eine Längsschnittansicht der Form in einem geschlossenen Zustand; und 1(B) ist eine Längsschnittansicht der Form in einem offenen Zustand. Die Feinmuster-Transferform beinhaltet einen feststehenden Körper 10 und einen beweglichen Körper 20, die voneinander trennbar sind. In der folgenden Beschreibung wird der Zustand der Form, in dem der feststehende Körper 10 und der bewegliche Körper 20 getrennt sind, als der geöffnete Zustand der Form bezeichnet, und der Zustand der Form, in dem der feststehende Körper 10 und der bewegliche Körper 20 miteinander gekoppelt sind, als der geschlossene Zustand der Form. Die Feinmuster-Transferform gemäß der vorliegenden Offenbarung weist eine kubische Form auf oder eine rechteckige feste Form als Ganzes im geschlossenen Zustand der Form.
Der feststehende Körper 10 weist als Hauptteil des feststehenden Körpers 10 eine festseitige Formplatte 11 und eine festseitige Befestigungsplatte 12 zur Befestigung der festseitigen Formplatte 11 an einer festen Platte einer Formvorrichtung (nicht dargestellt) mit einer festseitigen Wärmedämmplatte 17 dazwischen auf. In der vorliegenden Ausführungsform befindet sich eine Abstreifplatte 14 zwischen der festseitigen Formplatte 11 und der festseitigen Befestigungsplatte 12. Mit der Abstreifplatte 14 werden beim Öffnen der Form automatisch ein Einguss und ein Eingusskanal (später beschrieben) vom Formteil getrennt.
Die festseitige Wärmedämmplatte 17 weist in ihrer Mitte einen Fixierring 18 als Positionierungsteil auf, um die Feinmuster-Transferform an der Formvorrichtung zu befestigen. Der Fixierring 18 ist ringförmig ausgebildet und wird in eine Verbindungsöffnung in der festseitige Wärmedämmplatte 17 und der festseitige Befestigungsplatte 12 in einer Dickenrichtung eingepasst. Eine zentrale Öffnung des Fixierrings 18 in der Ringform ist mit einem Heißkanalelement 13 verbunden, das sich unterhalb der zentralen Öffnung befindet, um die festseitige Befestigungsplatte 12, die Abstreifplatte 14 und die festseitige Formplatte 11 zu durchdringen. Die Abstreifplatte 14 und die festseitige Formplatte 11 weisen jeweils zwei festseitige Kühlwasserleitungen 15 auf, die mit dem Heißkanalelement 13 dazwischen versehen sind, um parallel zueinander in einer Richtung orthogonal zum Heißkanalelement 13 durchzudringen.
Ein vom Fixierring 18 abgewandtes Ende des Heißkanalelements 13 ist mit einer festseitigen Buchse 16 verbunden, die einen vorgegebenen Raum aufweist. Die festseitige Buchse 16 ist an einer Kopplungsflächenseite offen, die dem zu koppelnden beweglichen Körper 20 zugewandt ist, wobei ein Hohlraumelement (später beschrieben) in den vorgegebenen Raum eingepasst ist.
Verjüngungsblöcke 19 sind in der Nähe einer Kante der Kopplungsfläche angeordnet, um eine hochgenaue Positionierung beim Koppeln mit dem beweglichen Körper 20 zu ermöglichen.
Der bewegliche Körper 20 beinhaltet eine bewegungsseitige Formplatte 21 und eine bewegungsseitige Befestigungsplatte 22. Die bewegungsseitige Formplatte 21 ist der Hauptteil des beweglichen Körpers 20 und ist während der oben genannten Kopplung der festseitigen Formplatte 11 zugewandt. Die bewegungsseitige Befestigungsplatte 22 ist zum Befestigen der bewegungsseitigen Formplatte 21 an einer beweglichen Platte der Formvorrichtung (nicht dargestellt) mit einer bewegungsseitigen Wärmedämmplatte 29 dazwischen vorgesehen. Eine obere Auswerfplatte 25 und eine untere Auswerfplatte 26 sind zwischen der bewegungsseitigen Formplatte 21 und der bewegungsseitigen Befestigungsplatte 22 angeordnet. Die obere Auswerfplatte 25 und die untere Auswerfplatte 26 dienen dazu, das geformte Produkt durch eine Vorspannkraft zu entformen und damit das geformte Produkt zu entfernen. Zwischen der bewegungsseitigen Formplatte 21 und der bewegungsseitigen Befestigungsplatte 22 ist ein Distanzblock 27 angeordnet, um einen Arbeitsraum für das Entformen durch die obere Auswerfplatte 25 und die untere Auswerfplatte 26 bereitzustellen.
Der bewegliche Körper 20 beinhaltet ein Kernstiftelement 23, das sich vertikal erstreckt, um sich von der bewegungsseitigen Formplatte 21 durch den Arbeitsraum für die obere Auswerfplatte 25 und die untere Auswerfplatte 26 zu einer bewegungsseitige Buchse 28 zu erstrecken, deren offene Seite der Öffnung der festseitigen Buchse 16 zugewandt ist. Das Kernstiftelement 23 weist sein vorderes Ende auf, das über eine Kopplungsfläche des beweglichen Körpers 20 vorsteht, die dem feststehenden Körper 10 zugewandt ist. In dieser vorstehenden Position wird das Kernstiftelement 23 in das Hohlraumelement eingepasst.
Die bewegungsseitige Formplatte 21 weist eine bewegungsseitige Kühlwasserverbindung 24 auf, die es ermöglicht, dass Kühlwasser von außen in eine bewegungsseitige Kühlwasserleitung strömt, das in eine Richtung senkrecht zu der Richtung, in der sich das Kernstiftelement 23 erstreckt, eindringt. Die bewegungsseitige Kühlwasserverbindung 24 ist mit einer Kühlwasserleitung ähnlich den festseitigen Kühlwasserleitungen 15 verbunden, während die festseitigen Kühlwasserleitungen 15 mit einer Kühlwasserverbindung ähnlich der bewegungsseitigen Kühlwasserverbindung 24 verbunden sind.
2 ist eine Längsschnittansicht durch das Heißkanalelement 13. Ein geschmolzenes Harzmaterial wird einem Einguss 13A aus der Formvorrichtung zugeführt (nicht dargestellt). Das Harzmaterial strömt in Richtung der in dargestellten Hohlpfeile und tritt in einen Eingusskanal 13B ein. Die Anzahl der Eingusskanäle ist in der vorliegenden Ausführungsform eins, aber der Einguss 13A kann sich beispielsweise in eine Vielzahl von Eingusskanaln verzweigen. Der Eingusskanal 13B ist von einem Heizer 13E entlang des Harzmaterialstroms umgeben. Der Heizer 13E verhindert eine Verfestigung des im Eingusskanal 13B strömenden Harzmaterials durch einen Temperaturabfall und hält das Harzmaterial in einem vorgegebenen geschmolzenen Zustand. Ein Einspritzteil 13C ist mit einem vorderen Ende des Eingusskanals 13B verbunden. Das Einspritzteil 13C weist eine Einspritzdüse 13D auf, durch die das Harzmaterial in einen Produktformbereich eingespritzt wird. Obwohl das Harzmaterial ein beliebiges thermoplastische Harz sein kann, ist ein zyklisches Olefinpolymer oder dergleichen bevorzugt.
Ein dreidimensionales Produkt erfordert, dass der Strömungsweg eines Harzmaterials länger ist und eine komplexe Form im Vergleich zu einem flachen Produkt aufweist und daher aufgrund eines Temperaturabfalls des Harzmaterials während eines Formprozesses schlecht geformt werden kann. Daher wird das Heißkanalelement 13 verwendet, um einen Temperaturabfall des Harzmaterials mit dem Heizer 13E zu verhindern, bis das Harzmaterial die Einspritzdüse 13D erreicht.
3 ist eine Seitenansicht des Kernstiftelements 23. Das Kernstiftelement 23 erstreckt sich vertikal von der bewegungsseitigen Befestigungsplatte 22, wie oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Das Kernstiftelement 23 beinhaltet an seinem unteren Ende eine Basis 23G. Ein oberer Abschnitt des Kernstiftelements 23 weist eine Vielzahl von Rillen 23C mit einer Auswerfhülse 23A zwischen den Rillen 23C und der Basis 23G auf, um die gewünschte Lösbarkeit nach dem Formen des Produkts sicherzustellen. Der obere Abschnitt des Kernstiftelements 23 kann nicht mit den Rillen 23C geformt sein, solange er die gewünschte Lösbarkeit gewährleistet. So kann beispielsweise die Oberfläche des oberen Abschnitts des Kernstift-Elements 23 aufgeraut werden. Ein vorderes Ende 23E des Kernstiftelements 23 weist eine Feinmuster-Ausgangsplatte F auf, die fest auf der Deckfläche montiert ist. Diese Befestigungsart kann z.B. Schweißen sein.
4(A) ist eine Längsschnittansicht der Feinmuster-Transferform im geschlossenen Zustand, die den Querschnitt des temperaturgesteuerten Strömungsweges des Kernstiftelements 23 zeigt. Das Kernstiftelement 23 weist auf seiner äußeren Seitenfläche die Auswerfhülse 23A und in seinem inneren ein Temperatursteuerelement 23B auf. Die Auswerfhülse 23A wird verwendet, um einen Flansch des Produkts, das um das vordere Ende (Kernteil) des Kernstiftelements 23 herum geformt ist, nach oben zu drücken und das Produkt vom Kernstiftelement 23 zu lösen.
4(B) ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht des vorderen Endes des Kernstiftelements 23 mit dem Temperatursteuerelement 23B innerhalb, während 4(C) eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht des unteren Endes des Kernstiftelements 23 ist. Das Kernstiftelement 23 weist an seinem unteren Ende eine Zu- und Ablauföffnung 23D zum Zuführen und Ableiten von Wasser zu und von dem Temperatursteuerelement 23B auf. Das Temperaturregelelement 23B weist einen Innenraum auf, in dessen Längsmitte eine Warmwasserzulaufleitung vorgesehen ist, und ein Teil des Innenraums außerhalb der Zulaufleitung ein Wasserablaufkanal ist. Von außen angesaugtes Warmwasser (IN-Seite in der Zeichnung), wie in 4(A) durch einen Hohlpfeil dargestellt, steigt von der Zu- und Ablauföffnung 23D durch die Wasserzulaufleitung in Richtung des Hohlpfeils U, d.h. in Richtung des vorderen Endes des Temperatursteuerelements 23B, wie in 4(C) dargestellt. Das heiße Wasser, das aus der oberen Öffnung im Temperatursteuerelement 23B aufgestiegen und ausgestoßen ist, hält das vordere Ende des Kernstiftelements 23 auf einer vorgegebenen Temperatur. Das ausgestoßene Warmwasser sinkt in Richtung der Hohlpfeile D entlang des Wasserablaufs des Temperatursteuerelements 23B. Das heruntergelaufene Warmwasser wird aus der Zu- und Ablauföffnung 23D in Richtung des Hohlpfeils D, wie in dargestellt, abgeleitet und anschließend nach außen abgeleitet (OUT-Seite in der Zeichnung).
In einer allgemeinen Form (Metallform) speichert das Kernteil Wärme unter dem Einfluss der Temperatur eines Harzmaterials oder dergleichen während des Produktformens. Das Harz verfestigt sich nicht um das Kernteil herum und speichert Wärme, so dass ein Formfehler wahrscheinlich auftritt. Daher wird das Kernteil im Allgemeinen durch Kühlwasser gekühlt, um den Wärmespeicherzustand aufzuheben und den Formgebungszyklus zu verkürzen. Das vordere Ende des Kernstiftelements 23 der vorliegenden Offenbarung wird verwendet, um ein Feinmuster auf die Innenfläche eines Hohlkörpers zu transferieren. Bei Abkühlung wie bei der allgemeinen Form verschlechtert sich die Transferierbarkeit, was beispielsweise zu einer fehlerhaften Transferierung an den Ecken der Konkavitäten des Feinmusters führt. Wenn die Temperatur des vorderen Endes des Kernstiftes 23 im Gegensatz dazu übermäßig erhöht wird, ist der Formgebungszyklus länger als im Falle der allgemeinen Form, was die Produktivität verringert und Formfehler verursacht. Um ein gewünschtes Spritzgießen mit dem Feinmuster zu ermöglichen, ist daher das Temperatursteuerelement 23B innerhalb des Kernstiftelements 23 vorgesehen, um das vordere Ende des Kernstiftelements 23 auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten. Das Temperatureinstellelement 23B hält das vordere Ende des Kernstiftelements 23 auf einer vorgegebenen Temperatur von beispielsweise bevorzugt 90°C oder mehr und 100°C oder weniger.
5 ist eine vergrößerte Teilansicht des vorderen Endes 23E des Kernstiftelements 23. Die äußere Seitenfläche des vorderen Endes 23E des Kernstiftelements 23 mit der fest auf seiner Deckfläche montierten Feinmuster-Ausgangsplatte F besteht aus den äußeren Seitenflächen zweier Abschnitte, d.h. der äußeren Seitenfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F und der äußeren Seitenfläche des vorderen Endes 23E. Die Feinmuster-Ausgangsplatte F wird fest auf dem vorderen Ende 23E mit einer Verbindung W montiert, die durch ein Fügeverfahren, wie z.B. Schweißen, gebildet wird.
Wie in 5(A) dargestellt, bewegt sich ein Teil des Harzmaterials, das aus der oben beschriebenen Einspritzdüse 13D mit Bezug auf 2 über ein Tor (später beschrieben) eingespritzt wird, direkt in horizontaler Richtung auf die Deckfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F, wie durch den Pfeil R1 dargestellt, und ein anderes Harzmaterial berührt die äußere Seitenfläche der beiden Abschnitte und bewegt sich dann nach unten, wie durch den Pfeil R2 dargestellt.
Um die gewünschte Transferierung des Feinmusters F durchzuführen, ist es notwendig, dass eine konstante Menge an Harzmaterial so schnell wie möglich ab Beginn der Injektion des Harzmaterials die gesamte Transferfläche des Feinmusters F erreicht. Daher wird das eingespritzte Harzmaterial, das wie durch den Pfeil R2 gezeigt strömt, bevorzugt in der horizontalen Richtung der Transferfläche des Feinmusters F geführt.
So ist, wie in 5(B) dargestellt, die äußere Seitenfläche der beiden Abschnitte so geschnitten, dass sie sich in horizontaler Richtung zur Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F verjüngt, um dadurch ein abgeschrägtes Teil 23F zu bilden. Ein Teil des Harzmaterials strömt in Pfeilrichtung R1, wie in der Zeichnung dargestellt, und mit dem abgeschrägten Teil 23F kommt ein Teil des Harzmaterials mit der schrägen Oberfläche des abgeschrägten Teils 23F in Kontakt und wird von der schrägen Oberfläche in Pfeilrichtung R3 geführt. Daher strömt im Vergleich zu dem in 5(A) dargestellten Fall eine große Menge des Harzmaterials in Richtung der Transferfläche des Feinmusters F, so dass eine gleichmäßige Menge des Harzmaterials schneller die gesamte Transferfläche erreicht.
6 ist eine schematische Ansicht der Einspritzdüse 13D und eines Tors 3A, das in einem vorgegebenen Winkel ausgebildet ist: 6(A) ist eine schematische Ansicht der Einspritzdüse 13D und des Tors 3A, gesehen in einer Richtung, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der eine Öffnung des Tors zugewandt ist; und 6(B) ist eine schematische Längsschnittansicht der Einspritzdüse 13D und des Tors 3A. In der vorliegenden Ausführungsform weist das Tor 3A eine Öffnung auf, die sich außerhalb eines Endes der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F in horizontaler Richtung der Transferfläche und oberhalb der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist, und die Einspritzdüse 13D und das Tor 3A sind in einem vorgegebenen Winkel geneigt, so dass ein Harzmaterial R, das in einer geraden Linie von der Einspritzdüse 13D und dem Tor 3A eingespritzt wird, den abgeschrägten Teil 23F berührt.
Diese Neigung ermöglicht es, das Harzmaterial R der Transferfläche effizienter und schneller zuzuführen. Da die Öffnung des Tors 3A zwischen der Einspritzdüse 13D und der Produktbildungskammer 3 schräg zur Dickenrichtung der Produktbildungskammer 3 vermittelt, ist es außerdem möglich, die bei der Entformung entstehende Scherspannung im Vergleich zu dem Fall ohne Neigungswinkel zu reduzieren, so dass der geformte Gegenstand problemlos entfernt werden kann.
7 ist ein schematisches Diagramm, das den Zusammenhang zwischen Neigungswinkel des abgeschrägten Teils und Einspritzwinkel dargestellt. Das oben unter Bezugnahme auf 6 beschriebene abgeschrägte Teil 23F ist gegenüber der horizontalen Richtung der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F geneigt und weist einen Neigungswinkel gegenüber einer Einspritzrichtung des Harzmaterials R zum abgeschrägte Teil 23F auf, der Neigungswinkel kleiner als ein rechter Winkel im Bezug auf die Einspritzrichtung ist. Das heißt, wie in 6 dargestellt, dass das Tor 3A in einem vorgegebenen Winkel geneigt ist, so dass das Harzmaterial R mit dem abgeschrägten Teil 23F in Kontakt kommen kann, und wenn das abgeschrägte Teil 23F orthogonal zur Einspritzrichtung des Harzmaterials R (θ1) ist, kann das Harzmaterial R nicht effektiv auf die Transferfläche geführt werden. Somit ist das abgeschrägte Teil 23F in Bezug auf die horizontale Richtung der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F unter einem Winkel (92) geneigt, der es dem abgeschrägten Teil 23F ermöglicht, einen kleineren Neigungswinkel in Bezug auf die Einspritzrichtung des Harzmaterials R zu haben. Dies liegt daran, dass der stumpfe Neigungswinkel es dem Harzmaterial R ermöglicht, leicht in Richtung der Transferfläche zu strömen. Wenn der Einspritzwinkel des Tors 3A auf 30 Grad und der Winkel der Schnittfläche des abgeschrägten Teils 23F auf 60 Grad eingestellt ist, berührt das Harzmaterial R das abgeschrägte Teil 23F in einer im Wesentlichen orthogonalen Richtung. Das Einstellen des Winkels der Schnittfläche des abgeschrägten Teils 23F auf etwa 15 Grad ermöglicht es dem abgeschrägten Teil 23F effektiv als Führung zur Transferfläche zu dienen. Wenn das Tor 3A in einem Winkel von mehr als 40 Grad geneigt ist, muss der Winkel der Schnittfläche etwa fünf Grad betragen, um die Orthogonalität zu vermeiden. Dieser Fall entspricht dem Fall, dass keine Schnittfläche gebildet wird, was keine Auswirkung auf die Führung hat. Daher wird es als bevorzugt erachtet, den Winkel des Tors 3A auf 30 Grad und den Winkel der Schnittfläche des abgeschrägten Teils 23F auf etwa 15 Grad einzustellen.
8 ist eine schematische Querschnittsansicht der Produktbildungskammer 3 mit Dickenunterschied an einem Abschnitt mit der Transferzieloberfläche und einem anderen Abschnitt als diesem Abschnitt. Insbesondere ist in der Produktbildungskammer 3 eine Dicke T1 eines Abschnitts mit einer Transferzieloberfläche 3B größer als eine Dicke T2 eines Abschnitts mit einer Seitenfläche 3C (d.h. ein Abschnitt der Produktbildungskammer 3, der nicht der Abschnitt mit der Transferzieloberfläche ist). Bei einem solchen Dickenunterschied kann eine große Menge des in die Produktbildungskammer 3 eingespritzten Harzmaterials R zum dickeren Teil geführt werden, wodurch eine schnelle Zufuhr des Harzmaterials R zur Transferzieloberfläche erreicht wird.
9 ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht, die das Einspritzen eines Harzmaterials in die Produktbildungskammer im geschlossenen Zustand der Form dargestellt. 10 ist eine vergrößerte Teil-Längsschnittansicht, die die Transferierung eines Feinmusters dargestellt.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Bilder 1 bis 4 beschrieben, passen das Kernstiftelement 23 und das Hohlraumelement 16A in dem geschlossenen Formzustand, die in die festseitige Buchse 16 eingepasst sind, zusammen, um die Produktbildungskammer 3 zu bilden. Wie in 9 dargestellt, befindet sich in der Produktbildungskammer 3 die Öffnung des Tors 3A außerhalb eines Endes der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte F in horizontaler Richtung der Transferfläche und zeigt zum Ende der Transferfläche. Das Tor 3A ist direkt mit der Einspritzdüse 13D des Heißkanalelements 13 gekoppelt, so dass das Harzmaterial der Seitenfläche 3C sowie der Transferzieloberfläche 3B der Produktbildungskammer 3 zugeführt wird.
In 11 ist ein Diagramm, das einen Prozess zum Transferieren eines Feinmusters unter Verwendung der Feinmuster-Transferform gemäß der vorliegenden Offenbarung, dargestellt: 11(A) ist ein Diagramm, das den offenen Zustand der Form vor der Zufuhr des Harzmaterials dargestellt. In diesem Zustand wird die Formvorrichtung (nicht dargestellt) eingeschaltet und es werden Formbedingungen einschließlich einer Temperatureinstellung des Temperatursteuerelements 23B eingegeben. Anschließend wird der Formgebungszyklus gestartet und der bewegliche Körper 20 wird zum feststehenden Körper 10 bewegt, um die Feinmuster-Transferform in den geschlossenen Zustand zu bringen, wie in 11(B) dargestellt. Zu diesem Zeitpunkt passen das konkave Hohlraumelement 16A und das konvexe Kernstiftelement 23, an dem die Feinmuster-Ausgangsplatte F fest auf dem vorderen Endstück montiert ist, zusammen, um dazwischen die Produktbildungskammer 3 zu bilden.
Wie in 11(C) dargestellt, wird das geschmolzene Harzmaterial R aus der Einspritzdüse 13D des Einspritzteils 13C des Heißkanalelements 13 durch das Tor 3A in die Produktbildungskammer 3 eingespritzt. Zu diesem Zeitpunkt wird dem Temperatursteuerelement 23B des Kernstiftelements 23 heißes Wasser zugeführt, um das vordere Ende 23E des Kernstiftelements 23, an dem die Feinmuster-Ausgangsplatte F befestigt ist, auf einer vorgegebenen Temperatur zu halten. Dadurch wird verhindert, dass sich das geschmolzene Harzmaterial R durch einen Temperaturabfall verfestigt. Die Temperaturregelung mit dem Temperatursteuerelement 23B wird fortgesetzt, bis die Zufuhr des Harzmaterials R in die Produktbildungskammer 3 durch die Injektion abgeschlossen ist.
In 11(D) ist ein Diagramm dargestellt, dass das Harzmaterial R durch weiteres Schließen der Form verdichtet wird (der Druck wird weiter in Pfeilrichtung in der Zeichnung aufgebracht). Beim Übergang vom in 11(C) dargestellten Zustand in den in 11(D) dargestellten Zustand wird das Harzmaterial allmählich der Seitenfläche 3C-Seite der Produktbildungskammer 3 zugeführt, zusammen mit Gasemission über einen Spalt zwischen dem zusammenpassenden Hohlraumelement 16A und dem Kernstiftelement 23.
Das geschmolzene Harzmaterial R wird in horizontaler Richtung der Transferfläche vom Tor 3A mit einer Öffnung eingespritzt, die sich außerhalb des Endes der Transferfläche in horizontaler Richtung der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist, um das Harzmaterial R in die Produktbildungskammer 3 zuzuführen. Dementsprechend wird das Harzmaterial effizient auf die Transferfläche aufgebracht.
Nach dem in 11(D) dargestellten Schritt, wenn das Harzmaterial der gesamten Produktbildungskammer 3 zugeführt ist, wird die Injektion des Harzmaterials beendet und der Kühlprozess gestartet. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, wie in 11(E) dargestellt, wird der bewegliche Körper 20 vom feststehenden Körper 10 getrennt, um die Form zu öffnen. Schließlich wird die Auswerfhülse 23A des Kernstift-Elements 23 verwendet, um den Flansch des geformten Produkts mit dem Feinmuster der Feinmuster-Ausgangsplatte F, das auf die Transferzieloberfläche in der Produktbildungskammer 3 transferiert wird, anzudrücken, wodurch der integral geformte Hohlkörper erhalten wird.
Für die Temperaturregelung durch das Temperatursteuerelement 23B wird die vorgegebene Temperatur vorzugsweise auf 90°C oder mehr und 100°C oder weniger eingestellt, wenn ein Feinmuster mit mindestens Konkavitäten mit einer Tiefe von 3 µm oder mehr und 4 µm oder weniger auf die Bodenfläche eines mit einem Boden versehenen Hohlkörpers mit einer Wanddicke von beispielsweise 0,3 bis 0,5 mm transferiert werden soll.
[Beispiele]
12 ist ein vergrößertes Foto einer feinmustergeformten Oberfläche für den Fall, dass ein Feinmuster bei unterschiedlichen Temperaturen, hauptsächlich des Temperatursteuerelements des Kernstiftelements, auf eine Bodenfläche eines mit einem Boden versehenen Hohlkörpers transferiert wird: 12(A) ist ein Foto der feinmustergeformten Oberfläche für den Fall, dass das Kernstiftelement auf einer Temperatur von 80°C gehalten wird; und 12(B) ist ein vergrößertes Foto der feinmustergeformten Oberfläche für den Fall, dass das Kernstiftelement auf einer Temperatur von 90°C gehalten wird. In diesem Beispiel lautet die Temperatur eines Heißverteilers (Heißkanalelement) 300°C.
Im Falle (A) sind die Hohlräume des Feinmusters flach (2,741 µm), und der flache Oberflächenteil (Teil des Feinmusters mit Ausnahme der Konkavitäten) ist ziemlich verschmutzt. Im Falle (B) weist die Öffnung der Hohlräume im Feinmuster im Vergleich zum Fall (A) eine im Wesentlichen kreisförmige Form auf und der ebene Oberflächenteil ist deutlich ausgebildet; außerdem weisen die Hohlräume des Feinmusters eine Tiefe von 3,244 µm auf.
Auf diese Weise wird ein Temperaturabfall in der Feinmuster-Ausgangsplatte, die am vorderen Ende des Kernstiftelements befestigt ist, verhindert und die Feinmuster-Ausgangsplatte auf der vorgegebenen Temperatur gehalten, wobei das Temperatursteuerelement verwendet wird, wodurch ein integrales Formen des Hohlkörpers mit gewünschter Mustertransferierung auf das Innere ermöglicht wird.
Bezugszeichenliste

10: ... feststehender Körper
11: ... festseitige Formplatte
12: ... festseitige Befestigungsplatte
13: ..... Heißkanalelement
13A: ..... Einguss
13B: ... Eingusskanal
13C: ... Einspritzteil
13D: ... Einspritzdüse
13E: ... Heizer
14: ... Abstreifplatte
15: ... festseitige Kühlwasserleitung
16: ... festseitige Buchse
16A: ... Hohlraumelement
17: ... festseitige Wärmedämmplatte
18: ... Fixierring
19: ... Verjüngungsblock
20: ... beweglicher Körper
21: ... bewegungsseitige Formplatte
22: ... bewegungsseitige Befestigungsplatte
23: ... Kernstiftelement
24: ... bewegungsseitige Kühlwasserverbindung
25: ... obere Auswerfplatte
26: ... untere Auswerfplatte
27: ... Distanzblock
28: ... bewegungsseitige Buchse
29: ..... bewegungsseitige Wärmedämmplatte
3: ..... Produktbildungskammer
3A: ... Tor
3B: ... Transferzieloberfläche
F: ... Feinmuster-Ausgangsplatte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006297639 A [0005]
JP 2013086388 A [0005]
JP 2002292701 A [0005]

Claims

Feinmuster-Transferform, die ein Feinmuster auf eine Innenfläche eines Hohlkörpers durch Spritzgießen überträgt, umfassend: einen Formkörper mit einem feststehenden Körper und einem beweglichen Körper, die voneinander trennbar sind, der feststehende Körper eine mit dem beweglichen Körper gekoppelte Kopplungsfläche aufweist, der bewegliche Körper eine Kopplungsfläche aufweist, die der Kopplungsfläche des feststehenden Körpers zugewandt ist; einen Hohlraum, der in konkaver Form auf der Kopplungsfläche des feststehenden Körpers ausgebildet ist; ein Kernstiftelement, das von der Kopplungsfläche des beweglichen Körpers so vorsteht, dass es dem Hohlraum zugewandt ist, das Kernstiftelement einen vorgegebenen Abschnitt aufweist, an dem eine Feinmuster-Ausgangsplatte zur Transferierung des Feinmusters montiert ist; eine Produktbildungskammer, die zwischen dem Hohlraum und dem Kernstiftelement gebildet ist, wobei der feststehende Körper und der bewegliche Körper zusammengespannt sind; ein Tor mit einer Öffnung, die sich in der Produktbildungskammer und außerhalb eines Endes einer Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in horizontaler Richtung der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist; und ein Heißkanalelement, das einen Strömungsweg für ein vorgegebenes Harzmaterial in dem feststehenden Körper gebildet hat und eine Einspritzdüse beinhaltet, die direkt mit dem Tor gekoppelt ist, das Heißkanalelement zum Erwärmen des Strömungsweges; und Führen des Harzmaterials zur Einspritzdüse, während das Harzmaterial durch den erwärmten Strömungsweg in einem geschmolzenen Zustand bei einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird, ausgebildet ist, wobei das geschmolzene Harzmaterial aus der Einspritzdüse über das Tor in einer Richtung zur Transferfläche eingespritzt wird, um den Hohlkörper in der Produktbildungskammer integral zu formen.
Feinmuster-Transferform nach Anspruch 1, wobei, wenn der Hohlkörper einen Boden und eine innere Bodenfläche davon eine Transferzieloberfläche ist, auf die das Feinmuster transferiert werden soll, die Feinmuster-Ausgangsplatte fest auf einer Deckfläche des Kernstiftelements montiert ist.
Feinmuster-Transferform nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Kernstiftelement ein Temperatursteuerelement umfasst, das verhindert, dass der vorgegebene Abschnitt, an dem die Feinmuster-Ausgangsplatte montiert ist, eine Temperatur von weniger als einer vorgegebenen Temperatur aufweist.
Feinmuster-Transferform nach Anspruch 3, wobei die vorgegebene Temperatur 90°C oder mehr und 100°C oder weniger ist.
Feinmuster-Transferform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei: das Kernstiftelement und die an einem Endabschnitt des Kernstiftelements montierte Feinmuster-Ausgangsplatte eine Stapelstruktur bilden; die Stapelstruktur eine äußere Seitenfläche aufweist, die umfasst: eine erste äußere Seitenfläche, mit der das in Richtung der Transferfläche eingespritzte Harzmaterial in Kontakt kommt; und eine zweite äußere Seitenfläche des Endabschnitts, die erste äußere Seitenfläche auf der zweiten äußeren Seitenfläche ist; und die äußere Seitenfläche der Stapelstruktur eine abgeschrägte Oberfläche aufweist, die sich in Richtung der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte verjüngt.
Die Feinmuster-Transferform nach Anspruch 5, wobei: die Öffnung des Tors höher als die Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte angeordnet ist; und die Einspritzdüse und das Tor in einem vorgegebenen Winkel in Bezug auf die verjüngte abgeschrägte Oberfläche geneigt sind, so dass das Harzmaterial, das in einer geraden Linie von der Einspritzdüse und dem Tor eingespritzt wird, mit der verjüngten abgeschrägten Oberfläche in Kontakt kommt.
Feinmuster-Transferform nach Anspruch 6, wobei die abgeschrägte Oberfläche relativ zur horizontalen Richtung der Transferfläche geneigt ist und einen Neigungswinkel in Bezug auf eine Einspritzrichtung des Harzmaterials zur abgeschrägten Oberfläche aufweist, der Neigungswinkel kleiner als ein rechter Winkel in Bezug auf die Einspritzrichtung ist.
Feinmuster-Transferform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Produktbildungskammer umfasst: einen ersten Abschnitt mit einer Transferzieloberfläche, auf die das Feinmuster transferiert werden soll; und einen zweiten Abschnitt, der sich von dem ersten Abschnitt unterscheidet, wobei jeder der ersten Abschnitte und zweiten Abschnitte eine Dicke aufweist, wobei die Dicke des ersten Abschnitts größer ist als die Dicke des zweiten Abschnitts.
Feinmusterformverfahren zum Transferieren eines Feinmusters auf eine innere Bodenfläche eines mit einem Boden versehenen Hohlkörpers durch Spritzgießen, umfassend die Schritte: Herstellen eines Formkörpers, der einen feststehenden Körper mit einem Hohlraum, der in einer konkaven Form ausgebildet ist, und einen beweglichen Körper mit einem konvexen Kernstiftelement mit einer Feinmuster-Ausgangsplatte, die fest auf einer Deckfläche des Kernstiftelements montiert ist, beinhaltet,; Zusammenklemmen des feststehenden Körpers und des beweglichen Körpers, um eine Produktbildungskammer zwischen dem Hohlraum und dem Kernstiftelement zu bilden; Führen eines vorgegebenen Harzmaterials, das in einem geschmolzenen Zustand gehalten wird, durch ein Heißkanalelement; Anordnen eines Tors mit einer Öffnung, die sich in der Produktbildungskammer und außerhalb eines Endes der Transferfläche der Feinmuster-Ausgangsplatte in horizontaler Richtung der Transferfläche befindet und dem Ende der Transferfläche zugewandt ist; Zuführen des im geschmolzenen Zustand gehaltenen Harzmaterials in horizontaler Richtung der Transferfläche, um dadurch das Harzmaterial in die Produktbildungskammer zuzuführen; Abkühlen des zugeführten Harzmaterials; Öffnen des Formkörpers durch Trennen des beweglichen Körpers vom feststehenden Körper; Entformen eines Produkts, das in Form der Produktbildungskammer unter Verwendung des Kernstiftelements geformt ist, und Halten des Kernstiftelements auf einer vorgegebenen Temperatur, bis die Zufuhr des Harzmaterials in die Produktbildungskammer durch die Injektion abgeschlossen ist.
Feinmusterformverfahren nach Anspruch 9, wobei das Feinmuster mindestens Konkavitäten mit jeweils einer Tiefe von 3 µm oder mehr und 4 µm oder weniger aufweist; und der Aufrechterhaltungsschritt die vorgegebene Temperatur in einem Bereich von 90°C oder mehr bis 100°C oder weniger aufrechterhält, so dass das Feinmuster auf die Bodenfläche des mit einem Boden versehenen Hohlkörpers mit einer Wanddicke von 0,3 bis 0,5 mm transferiert wird.