TW200404662A - Injection molding equipment, component member used for the sake, and surface treatment method - Google Patents

Description

(1) 200404662 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關各種射出成形裝置及用於該裝置之例如 針狀物、成形模具、豎澆道、多支管、加熱筒、螺桿、噴 嘴等的構件’特別是有關具有與成形用樹脂之剝離性或成 形用樹脂之流動性優的保護膜的射出成形裝置及用於該裝 置的構件及表面處理方法。 【先前技術】 在將熔融樹脂射出到模槽內之噴嘴本體的內側配置針 狀物，被壓送來的熔融樹脂會通過形成在噴嘴本體和針狀 物之間的狹窄間隙，並從噴嘴本體的前端部射出到模槽內 。並於保壓後稍微移動針狀物而密射澆口，然後自射出成 形裝置取出樹脂成形品的構造。 再者’有關成形用模具例如可舉以下所述的日本特許 文獻1的例子。 春 [特許文獻1 ] 曰本特開平第1-2 3 4214號公報 【·發明內容】 (發明欲解決的課題） 可是，前述針狀物和噴嘴本體是用普通鋼材製$ @ ’ 與成形用樹脂的剝離性不佳。因此利用該針狀物密封澆Π 時，易在成形品的澆口密封部產生氣泡狀的突出部 '毛邊 -5 - (2) (2)200404662 、剝落等。而且與成形用樹脂之剝離性不良的緣故，當成 形結束時，會在針狀物的周面和噴嘴本體的內面附著樹脂 ，其次於射出成形之際「該附著的樹脂會燒焦變色，且該 燒焦渣滓會從針狀物和噴嘴本體剝落而擠壓流入模槽內， 混入到成形品中。如此一來成品價値降低，成形不良非常 明顯時，具生產良率下降等缺點。 而在成形模具表面上的成形用樹脂之流動性不一定很 良好，使用分子量比較小的樹脂，因此成形品的機械性強 度不足。甚至雖然樹脂的流動良好但欲需要提高成形溫度 (加熱器溫度），因此有耗電量激增等缺點。 本發明之目的在於提供一種解決此種習知技術的缺點 ’且成形性良好，而且耐用壽命長的射出成形裝置及用於 該裝置的各種構件及表面處理方法。 (用以解決課題的手段） 爲達成此目的，本發明的第1手段係以在射出成形裝 置中與形成樹脂流路之基材的成形用樹脂相接之面的一部 分或全部是利用由含有氟的金鋼石狀的碳（以下稱含氟 DLC )所組成的保護膜所覆爲其特徵。 本發明的第2手段乃於前述第1手段中，在前述基材 和保護膜之間，形成以周期表4a族（Ti、Zr、Hf ) 、4b 族（Si、Ge、Sn、Pb) 、5已族（\^、1^13、丁&) 、6a 族（

Cr、Mo、W )中之至少一種元素爲主成份的基底層爲其特 徵。 -6- 245 (3) (3)200404662 本發明的第3手段乃屬於用於射出成形裝置的構件， 與成形用樹脂相接之面的一部分或全部是利用由含有氟的 金鋼石狀的所；ifi成的保護膜而覆蓋爲宜特徵。 本發明的第4手段乃於前述第3手段中，前述構件是 指成形模具爲其特徵。 本發明的第5手段乃於前述第3手段中，前述構件是 指針狀物、豎澆道、多支管、加熱筒、螺桿、噴嘴中之至 少一個構件爲其特徵。 本發明的第6手段乃於前述第3至第5手段中，在前 述構件的基材和保護膜之間，形成以周期表4a族、4b族 、5a族、6a族中之至少一種元素爲主成份的基底層爲其 特徵。 本發明的第7手段乃於前述第6手段中，前述基底層 的主成份元素是從C r、W、T i、S i的群中所選出的至少一 種元素爲其特徵。 本發明的第8手段乃於前述第6或第7手段中，在前 述基底層和保護膜之間，形成構成基底層之元素和構成保 護膜之元素的混合區域層爲其特徵。 本發明的第9手段乃於前述第6手段中，在前述基底 層和保護膜之間’形成由金鋼石狀的碳所組成的中間膜爲 其特徵。 本發明之第10手段乃於前述第9手段中，在前述基 底層和前述中間膜之間，形成構成基底層之元素和構成中 間膜之元素的混合區域層爲其特徵。 (4) (4)200404662 本發明的第1 1手段.，係將以周期表4a族、4b族、 5 a族、6 a族中之至少一種元素爲主成份的基底層用標靶 、和由碳所組成‘的保護膜用標靶、和面對前述基底層用標 靶及保護膜用標靶而配置的射出成形裝置用構件的基材配 置在不活性氣體中；並對前述基底層用標靶施加預定的濺 鍍電力並施行濺鍍而在基材上形成基底層；且該基底層之 膜厚成爲預定的厚度時，一邊慢慢針對基底層用標靶慢慢 下降濺鍍電力一邊針對保護膜用標靶慢慢提高濺鍍電力； 且一旦針對保護膜用標靶的濺鍍電力達到預定的値，即停 止針對基底層用標靶的濺鍍電力供給，並將含氟氣體混合 於不活性氣體中，施行所定時間的濺鍍，而在基底層上形 成由含有氟的金鋼石狀的碳所組成的保護膜，藉此在基底 層和保護膜之間形成構成基底層之元素和構成保護膜之元 素的混合區域爲其特徵。 本發明的第12手段，係將以周期表4a族、4b族、 5 a族、6a族中之至少一種元素爲主成份的基底層用標靶 、和由碳所組成的中間膜·保護膜用標靶、和面對前述基 底層用標靶及中間膜·保護膜用標靶而配置的射出成形裝 置用構件的基材配置在不活性氣體中；並對前述基底層用 標靶施加預定的濺鍍電力並施行濺鍍而在基材上形成基底 層；且該基底層之膜厚成爲預定的厚度時，一邊慢慢針對 基底層用標靶慢慢下降濺鍍電力一邊針對中間膜·保護膜 用標靶慢慢提高濺鍍電力；且一旦針對中間膜·保護膜用 標靶的濺鍍電力達到預定的値，即停止針對基底層用標靶 (5) (5)200404662 的i賤鑛笔力供'τή ’並S也仃所疋時間的灑鍍，而在基底層上 形成由金鋼石狀碳所組成的中間膜，藉此在基底層和中間 膜之間形成構成基底層之兀素和構成中間膜之元素的混合 區域；其次’於前述不活性氣體中混合含氟氣體並施行所 定時間的濺鍍’而在則述中間膜之上形成由含有氟的金 鋼石狀的碳所組成的保護膜爲其特徵。 本發明的第1 3手段乃於前述第1 1手段或第1 2手段 中，前述基底層的主成份元素爲由Cr、W、Ti、Si之群中 所選出的至少一種元素爲其特徵。 再者，本發明中的「主成份」是以構成的元素含有率 超過5 0重量％爲佳，也包括1 0 0重量％的情形。 【實施方式】 以下與圖面一同說明本發明的實施形態。第1圖係欲 說明有關第1實施形態之射出成形裝置的射出部的圖。 圖中之1係爲將例如AB S樹脂等的熔融樹脂2供給 到多支管3的豎澆道，4係爲安裝在多支管3之前端部的 複數個噴嘴本體（第1圖只描繪一個噴嘴本體4 ) ，5係 爲可移動配置在噴嘴本體4內並以樹脂密封澆口的針狀物 ，6係爲將針狀物5保持在噴嘴本體4之中心位置的針狀 物導套，7係爲內內有欲驅動針狀物5之活塞的圓筒，8 係爲成形模具，由固定側模具8a和可動側模具8b所構成 〇 由豎澆道1所供給的熔融樹脂2是經由多支管3分流 -9- (6) (6)200404662 到各模具8的方向，且通過噴嘴本體4和針狀物5之間的 狹窄間隙，從噴嘴本體4之前端部射出到成形模具8 (模 槽）內，且保壓後藉由針狀物5密封澆口而得到樹脂成形 品。該射出成形裝置中，豎澆道1、多支管3、噴嘴本體 4，針狀物5、針狀物導套6、成形模具8等構件就會與成 形用的熔融樹脂2接觸。 第2圖係欲說明使用有關第2實施形態之螺桿的射出 成形裝置的射出部的圖。 圖中之11係爲加熱筒，12係爲捲裝在加熱筒11之 外側的帶式加熱器，1 3係爲配置在加熱筒1 1內並於旋轉 的同時在軸向移動的螺桿，1 4係爲設在螺桿1 3之前端部 側並可在螺桿1 3之軸向移動的鎖緊環，1 5係爲設置在螺 桿1 3之前端部的鎖緊頭，丨6係爲設置在加熱筒11之前 端部的加熱筒頭，1 7係爲安裝在加熱筒頭1 6的開式噴嘴 〇 從加料斗（圖未示）投入至加熱筒1 1之後端部1 8的 樹脂顆粒會一邊藉由螺桿1 3的旋轉將加熱筒1 1內移動到 則端側一邊利用來自加熱筒1 1 (帶式加熱器1 2 )的熱氣 而可塑化、混合。而充分熔融的樹脂會藉由向著螺桿J 3 之軸向的瞬間移動，通過螺桿1 3和鎖緊環1 4的間隙、鎖 緊頭1 5和加熱筒頭1 6的間隙，而從開式噴嘴1 7射出到 模具（圖未示）內。該射出成形裝置中，加熱筒1 !、螺 桿1 3、鎖緊環1 4、鎖緊頭1 5、開式噴嘴1 7等的構件就 會與熔融樹脂接觸。 -10- (7) (7)200404662 第3圖係欲說明有關第3實施形態的射出成形裝置之 成形部的圖。圖中之2 1係爲安裝固定側模具2 2的固定模 板’ 2 3係爲透過模具安裝扳2 4而安裝可動側模具2 5的 可動模板。可動模板2 3是利用鎖模裝置（圖未示）在前 後（圖中爲左右）驅動’且取得可動側模具2 5密固在固 定側模具2 2的鎖模位置和自可動側模具2 5離開固定側模 具22的開模位置。 將可動側模具2 5密固在固定側模具2 2的狀態，並藉 由兩模具2 2、2 5形成模槽2 6，模槽2 6是透過澆口、橫 流道及豎澆道2 7而與樹脂注入口 2 8連通，且樹脂注入口 2 8會壓住噴嘴2 9。自噴嘴2 9射出的熔融樹脂3 〇會通過 豎澆道2 7而塡充在模槽2 6內，且保壓、冷卻。然後打開 模具，且前進移動推頂銷3 1，藉此將成形品自可動側模 具25內突出並取出。在該成形部中，固定側模具22、可 動側模具2 5或配合需要的型芯（圖未示），噴嘴2 9等構 件會與熔融樹脂3 0接觸。 第4圖係欲說明有關第4實施形態的射出成形裝置之 成形部的圖。圖中之3 2係爲由形成在在內面的鎳材形成 對應數位影音光碟（D V D )之記錄資訊的微細凹凸面的壓 模’ 3 3係爲固定側模具，3 4係爲可動側模具，3 5係爲壓 模外周夾具。組合該些成形模具並閉合，藉此形成令成形 品（本實施形態的情形是DVD用基板）成形的模槽3 6。 模槽3 6會與安裝在固定側模具3 3的澆口構件3 7以 及可上下動作的安裝在可動側模具3 4的澆口切斷構件3 8 -11 - (8) 200404662 所形成的橫流道3 9和豎澆道4 0連通。熔融狀態的聚碳酸 酯等的成形用樹脂會經由豎澆道40及橫流道39而射出塡 充到模槽3 6。 該樹脂冷卻、固化後，澆口切斷構件3 8會移動到上 方，並利用成形的成形品中央部的澆口切割部而加以切斷 ，然後移動可動側模具3 4而打開模具，取出轉印著壓模 32之微細凹凸面的DVD用基板。再者，圖中43係爲第 1 〇圖所詳述的保護膜，44係爲第1 1圖所詳述的中間膜。 參 前述實施形態所述的豎澆道1、多支管3、噴嘴本體 4、針狀物5、針狀物導套6、成形模具8、加熱筒1 1、螺 桿1 3、鎖緊環1 4、鎖緊頭1 5、開式噴嘴1 7、固定側模具 22、可動側模具25、型芯（圖未示）、噴嘴29、固定側 模具3 3、可動側模具3 4、壓模外周夾具3 5等射出成形裝 置的構件是適當選擇例如HPM1, 2，17,31，38，50，PSL、 SUS 4 2 0， 440、SLD、Η AP、SKD 1 1 ? 61、STAVA X 、 N A Κ 5 5，8 0，1 0 1等鋼材作爲基材。 · 於本發明中，於前述射出成形裝置之構件的至少一個 ，利用本發明形成保護膜。再者，不必在與前述基材之成 形用樹脂接觸的所有面形成保護膜，可形成一部分。 第5圖係表示在該基材之至少與成形用樹脂接觸的位 置形成保護膜狀態的部分放大斷面圖。如同圖所示，在基 材41上透過基底層42而形成保護膜43。基材41是由前 述的SKD等鋼材所組成，在其上形成以周期表4a族（Ti 、Ζι·、Hf) 、4b 族 （Si、Ge、Sn、Pb ) 、5a 族 （V、 -12 - (9) (9)200404662

Nb、Ta) 、6a族 （Cr、Mo、W)中之至少一種元素， 其中尤以從 Cr、W、ΤΙ、Si群中選出的至少一種元素爲 主成份的基底層42，且在該基底層42之上形成由含氟 DLC所組成的保護膜43。 第5圖中，基底層42爲一層，但配合需要可爲兩層 以上的複數層，在例如由鋼材（F e )形成的基材上形成由 Cr製成的第一基底層，且在其上形成由W製成的第二基 底層，並更可在其上形成由含氟DLC製成的保護膜。 相對於保護膜中的碳之氟的比例（F / C )爲 0.2 5以 上的話，相對於成形用樹脂的剝離性及成形用樹脂的流動 性很良好，並隨著該比例（F / C )增加，剝離性、流動 性就會提高。但比例（F / C )增加的同時，保護膜之硬 度會有下降的傾向，比例（F I C )以0.3〜0.9的範圍爲佳 〇 該比例（FIC )可根據後述之濺鍍時的CF4、C2F8等 之含氟氣體的濃度所控制。而爲了使保護膜獲得 性也可 含氫，此時可使用cf4、c2f8等的含氟氣體和ch4、c2h8 等的碳氫化合物系氣體的混合氣體，且根據該混合比例可 控制保護膜中的氫含有率，隨著氫之含有量增多，而提高 保護膜的 性，但其比例（H/ C )以0 · 0 5〜0 · 4的範圍爲 佳。 在基底層42、保護膜43及後述的中間膜之成膜很適 合使用濺鍍和離子噴鍍等之物理式蒸鍍法（PVD )或化學 式蒸鍍法（CVD )。 (10) (10)200404662 第6圖係爲連續形成基底層4 2和保護膜4 3之濺鍍裝 置的槪略構成圖。 如同圖所示，在處理室5 1之中央部設有工作台5 2， 且在工作台52上安裝複數個支撐台53。第7圖係表示在 支撐台5 3上的構件6 5之支撐狀態的放大立體圖。如同圖 所示，在支撐台53之中央部直立設置支柱66，且在支柱 6 6的頭部固定頂板6 7，並在該頂頂板6 7的周圍吊掛複數 個例如由針狀物5 (參考第1圖）等所組成之射出成形裝 置的構件6 5。第7圖中是表示像針狀物5之較細長的構 件6 5吊掛在頂板6 7的例子，但構件6 5比較大的時候， 也可將構件各個安裝在支撐台53上。工作台52和支撐台 53是藉由馬達及其動力傳達機構（圖未均示）在預定的 方向定速旋轉，該支撐台53所支撐的構件65也是隨著支 撐台5 3的旋轉而轉動。 沿著工作台5 2的外周而搭載著板狀的基底層用標靶 5 4和保護膜用標靶5 5之濺鍍蒸發源5 6是略爲等間隔的 各別設置。本實施形態的情形由於基底層4 2之厚度比保 護膜43還薄，所以基底層用標靶54配置一個、保護膜用 標靶5 5配置三個。基底層爲兩層的時候，例如第一基底 層用標靶配置一個、第二基底層用標靶配置一個、保護膜 用標靶55配置兩個即可。基底層用標靶54是由從Cr、W 、Ti、S i群中選出的至少一種金屬板所組成的，且保護膜 用標靶5 5是由石墨板所組成。 並在處理室5 1內設置氣體配管62，且處理室5 1內 -14- (11) (11)200404662 的真空度保持在1 0 ^〜1 (Γ 1 p a的範圍，放電用不活性氣體 是氬（Αι·)氣，但可用含氟氣體的四氟化甲院（CF4)、 六氟化乙烷（C 2 F 6 )等。於濺鍍蒸發源5 6利用如後述的 定時自濺鍍電源（圖未示）施加濺鍍電力。經由施加該濺 鍍電力，會一邊整個形成氬之電漿64 —邊連續成膜出基 底層42和保護膜43。 第8圖係欲說明針對標靶5 4、5 5的濺鍍電力之施加 狀態圖。如同圖所示，最先在基底層用標靶5 4施加5 0 0 W 的電壓（實線），且保護膜用標靶5 5這方爲off ( 0W ) 狀態（虛線）。經由施加該濺鍍電力產生電漿，且氬離子 會衝撞基底層用標靶5 4而彈跳標靶材料，該濺鍍的粒子 會堆積到構件6 5的基材41而形成基底層42。構件6 5會 自行一邊旋轉一邊幾次通過基底層用標靶5 4之前，就會 整體沒有斑點的形成基底層4 2。基底層4 2大約堆積到預 定的厚度，即將濺鍍電力保持在一定的程度。 然後一邊針對基底層用標靶5 4慢慢下降濺鍍電力一 邊針對保護膜用標靶5 5慢慢上升濺鍍電力，針對保護膜 用標靶5 5的電力達到1 000 W的時候，針對基底層用標靶 54的電力爲0W，然後以該狀態維持一定時間的方式進行 控制。 因氬離子衝撞而彈跳的碳粒子會堆積在基底層42之 上而形成DLC膜，但此時在碳粒子堆積時，在氣體中混 合著含氟氣體，氟也會一起捲入，形成由含氟DLC所組 成的保護膜4 3。此時構件6 5也會自行一邊旋轉一邊幾次 -15- (12) (12)200404662 通過各保護膜用標靶5 5之前，就會整體沒有斑點的形成 保護膜4 3。 由基底層42的形成換切到保護膜43的形成之際，如 前所述，施行一邊慢慢下降針對基底層用標靶5 4的濺鍍 電力一邊上升針對保護膜用標靶5 5的濺鍍電力的操作。 藉此連續變化基底層4 2和保護膜4 3的組成而有濃度增減 率，且結果基底層42之基材4 1側之構成該基材的金屬含 有率約爲1 〇〇%，而隨著完成保護膜43側金屬含有率會慢 慢減少，而含氟D L C的含有率會增加，在基底層4 2和保 護膜43的中間部分，金屬成份和含氟DLC的含有率約爲 一半一半，保護膜43側和金屬成份的含有率更少，在保 護膜43的表面附近，含氟DLC的含有率大約爲100%。 因而，不能很明確的確認基底層42和保護膜43的邊界（ 因此第5圖中基底層42和保護膜43的邊界部附近以點線 表示）。 基底層42的膜厚爲0·1μηι〜2μηι，最好爲Ο.ΐμχη〜Ιμηι ’保護fe 4 3的膜厚爲 Ο.ίμηι〜5μιη，最好爲0.5μηι〜3μηι 一旦剩下很薄的膜厚就很難發揮良好的剝離性、流動性， 一方面，太厚的話，保護膜4 3自身易從基材4 1側剝離， 其機能受損，所此推薦上述範圍的膜厚。 例如有孔和凹部、凸部等之構件6 5的情形下，在該 構件和標靶5 4、5 5之間使用配置著格子狀的平行光管電 極的平行光管濺鍍法的話，就能選擇性附著上相對於構件 6 5之孔和凹部、凸部之面而垂直之成份的濺鍍粒子很理 -16- (13) (13)200404662 想。 第9圖係欲說明適於形成前述基底層42、保護膜43 及後述之中間膜的非平衡磁控濺鍍法原理的圖。 如圖所示，在與基底層用標靶5 4及保護膜用標靶5 5 之略中央部面對面的位置配置形成弱磁場的內側磁極5 6 ’且在與標靶54、5 5之外周部面對面的位置配置形成強 磁場的外側磁極5 7，並形成非平衡的磁場。 並一邊形成電漿6 4 —邊藉著強力的外側磁極5 7產生 的磁力線5 8的部分達到構件6 5附近。沿著該磁力線5 8 而於濺鍍時產生的等離子（例如氬離子）和電子，比平常 濺鍍更多達到構件6 5的表面，因此能夠形成很密且平面 平滑的基底層4 2、保護膜4 3、中間膜。 第1 〇圖係表示在有關本發明之變形例的基材上形成 保護膜狀能的部分放大斷面圖。如同圖所示，在由SKD 等鋼材所製成的基材4 1上，形成以Cr爲主成份的基底層 42，且在其上形成由以碳及氫爲主成份的DLC所製成的 中間膜44。 此時，由於一邊慢慢下降針對基底層用標靶的濺鍍電 力一邊慢慢上升針對欲形成DLC膜的石墨板（中間膜· 保護膜用標靶）的濺鍍電力，故在基底層42和中間膜44 的邊界部會形成具有Cr和DLC之濃度增減率的混合區域 層4 5。而從中間膜4 4的形成中途供給含氟氣體，並在中 間膜44之上形成由含氟DLC製成的保護膜43。 本實施形態中的膜厚係基底層42約爲〇· 1 μπι，混合 (14) (14)200404662 區域層4 5約爲0.2 μηι，中間膜4 4約爲〇 . 7 μηι，保護膜4 3 約爲0.5 μηι。就算不形成中間膜44並將由含氟DLC所製 成的保護膜43直接形成在基底層42之上，或是在保護膜 43之下設置中間膜44 ’中間膜44這方比保護膜43還薄 的時候，膜整體還是會有彎曲的傾向。 因此如本實施形態，在基底層4 2和保護膜4 3之間設 置中間膜44，且將中間膜44的膜厚做的比保護膜43的 膜厚還厚的話，中間膜44就有補強保護膜43的效果，且 形成耐久性強的膜。 第4圖所示的射出成形裝置之情形，在與固定側模具 3 3之模槽3 6面對面的表面流入成形用樹脂並相接合的緣 故，如第1 〇圖所示，需要在表面形成保護膜43。 一方面，可動側模具3 4的表面是用壓模3 2覆蓋，不 與成形用樹脂接觸，取而代之的是與壓模3 2接觸的構造 。因此可動側模具3 4的表面乃如第1 1圖所示，於基材 4 1之上形成基底層4 2、混合區域層4 5、中間膜4 4，而不 設保護膜4 3。在基材4 1的表面設置由D L C所組成的中間 膜4 4，藉此利用優異的耐磨耗性和低摩擦性，就能防止 因與壓模3 2的滑接引起可動側模具3 4的磨耗。此時在與 成形用樹脂接觸的壓模3 2之表面也可適當形成含氟D LC 保護膜43。 在可動側模具3 4的外表面也能設置由含氟D L C製成 的保護膜43 ’但中間膜44這方的機械強度比保護膜43 強的緣故，可動側模具3 4的外表面以中間膜44這方爲佳 -18- 257 (15) (15)200404662 第1 2圖和第1 3圖係表示利用第1圖之成形裝置並由 A B S樹脂所組成的卡匣盒之澆口密封部狀態的放大平面圖 。而第1 2圖係如第5圖所示在由S KD製成的基材4 1上 形成由W製成的基底層42，且使用在其上形成整個由含 氟D L C所組成的保護膜4 3的針狀物5 (參考第1圖）， 並密封澆口者，第13圖係使用由Skd所製成，且在表面 不形成保護膜4 3的習知針狀物並密封澆口者的放大平面 圖。 使用習知針狀物的時候，與樹脂之剝離性不良的緣故 ’如第1 3圖所示，會在成形品之遮蔽澆口部形成氣泡狀 的突出部’或是產生毛邊，因此澆口部的凹凸很顯眼，外 觀上不佳。 對此，若使用形成由含氟D L C製成的保護膜4 3的針 狀物，與樹脂之剝離性佳的緣故，如第1 2圖所示，在成 形品的遮蔽澆口部幾乎找不到氣泡狀的突出部，且大體上 很平整的澆口部，第1 3圖所示的習知者，外觀上非常差 〇 射出成形裝置之構件中尤其是針狀物，與噴嘴本體之 間的間隙很窄’壓送熔融樹脂之際要施加相當的高壓，樹 脂溫度也很高’很容易附著成形結束時所殘留下的樹脂， 而且與針狀物導套6 (參考第丨圖）滑接的緣故，在針狀 物表面形成含有氟的金鋼石狀的碳的保護膜4 3，對於與 前述針狀物導套6的滑動特性會變得很良好，所以很有效 -19- (16) (16)200404662 果。 第1 4圖和第1 5圖係欲說明剝離性之試驗方法的圖。 如第丨4圖所示，在由鏡面加工之SUS材料（hPM38)所 製成的試驗片71之表面形成各式各樣的dLC膜72，且將 各種樹脂粉末塡充至內徑3 mm的鋁管73內。並且以銘管 73之下端開口部與前述dLC膜72接觸的方式直立在前述 口式驗片7 1之上，並利用加熱板加熱到2 5 0 t：，並將鋁管 7 J接合在試驗片7 1上。 其次，如第1 4圖所示，以鋁管7 3爲水平的方式將試 驗片7 1設置在基台7 4上’且使推拉計7 5的壓制部7 6以 2 5 mm/min的一定速度下降，使剪斷方向的應力施加在鋁 管7 3。然後以鋁管7 3自試驗片7 1剝離時的推壓強度作 爲剝離強度進行評估。各試驗的試料數量爲五個。 第1 6圖和第1 7圖係表示其剝離強度試驗結果的圖， 分別爲第1 6圖係表示使用塡充在前述鋁管7 3的樹脂爲 AB S樹脂’第1 7係表示使用聚苯乙烯樹脂的情形。而各 圖中，X爲沒有任何構件形成在試驗片7 1上，而是在 SUS的鏡面上直接利用樹脂接合鋁管73，γ是在試驗片 7 1上形成D L C膜，Z是在試驗片7 1上形成本發明的含氟 DLC膜的試驗結果。 由該些圖即可明白，形成本發明之含氟DLC膜的（Z )，與其他構件（X，Y )相比，剝離強度低，亦即針對 樹脂的剝離性良好，且剝離強度的誤差，與其他構件（X ，Y )相比較少。 -20- (17) (17)200404662 第1 8圖係爲用於模具內之樹脂的流動性試驗之可動 側模具的平面圖。如同圖所示，在試驗用可動側模具8 1 的表面，如斜線所示，形成螺旋溝8 2，螺旋溝8 2的深度 爲0.5 m m、寬度爲1 〇 m m。在螺旋溝8 2的中途隔著間隔配 置合計1 2根的彈射銷8 3、8 4。 一方面，不在試驗用固定側模具形成螺旋溝8 2，面 對前述可動側模具8 1之螺旋溝8 2的表面很平坦。在該固 定側模具的中心部，在與前述彈射銷8 3對應的位置設置 樹脂注入孔，樹脂會自該注入孔供給到螺旋溝8 2。 接合該試驗用的可動側模具和固定側模具並予鎖模， 且以成形溫度 3 2 0 °C 、射出速度 20〇mm/s、射出壓力 2 0 0 M p a的條件，試驗出自樹脂注入孔8 3注入聚碳酸酯（ R 1 7 0 0 )之際，樹脂是否會自螺旋溝8 2的中央部順著螺旋 溝8 2流出至各處，其結果於第丨9圖示之。 於第1 9圖中’橫軸是以在模具內流出樹脂的長度作 爲流動量而表現，且縱軸是表示次（個）數。圖中的反白 棒Η形是表不可動側模具及固定側模具也一起鏡面加工的 SUS材料（ΗΡΜ38 )，黑棒圖形是表示在可動側模具及固 定側模具也一起鏡面加工的s U S材料（Η Ρ Μ 3 8 )之上形 成本發明之含氟DLC保護膜。再者，在各模具進行25次 射注過程’顯示2 5次射注過程的次數分佈。 由該圖即可明白’在模具表面形成含氟D L C保護膜 的本發明構件，就連螺旋溝8 2之深度〇 . 5 m m之極淺的情 形下’在模具內的樹脂流動性極爲良好，而且能充分對應 -21 - (18) (18)200404662 形成薄壁。 構成射出成形裝置的構件中尤其是成形模具，成形用 樹脂流動性良好，且與成形用樹脂的脫模性良好，具有如 以下所記載的特長。 〇可使用分子量高的成形用樹脂，可提高成形品的機 械性質； 〇可降低成形溫度，達到削減加熱用電力； 〇成形模.具不需要脫模錐度，或者錐形角度可以很小 ， 〇彈射銷數量減少； 〇接觸（成形週期時間）縮短； 〇可形成薄壁； 〇可形成複雜的形狀； 〇成形模具的耐触性提高； ◦成形條件的限度出現餘裕，成形週期具穩定性； 〇成形模具不易損傷，模具處理性變佳； 〇習知之成形模具爲了保持與成形用樹脂的脫模性， 不得降低模具的面粗度，但提高模具的面粗度就能鏡面加 工模具表面； 〇噴射形成品時’並未施加不當的力，故具有彎曲等 之變形少等等的特長。 成形樹脂材料於氯乙烯樹脂的情形下產生氯氣，難燃 性樹脂的情形下產生氯、溴等鹵化物、磷化物，AB S樹脂 的情形下產生加硫劑，聚甲醛樹脂的情形下產生蟻酸、福 -22- (19) (19)200404662 馬林’低發泡樹脂的情形下產生氨、一氧化碳等腐蝕性氣 體的可能性很高。 可是’由本發明之含氟D L C製成的保護膜耐蝕性優 的緣故’能夠阻止成形裝置之構件受到前述腐蝕性氣體的 侵触’能延長成形裝置的耐用壽命，且能經常維持穩定的 成形週期。 (發明效果） φ 本發明係爲如前所述的構成，與樹脂接合的面是由含 氟D L C製成的保護膜所覆蓋’藉此與樹脂的剝離性良好 ’且在成形品的表面不會產生氣泡狀的突出部、毛邊、剝 洛等以及樹卩Η燒焦。而且樹脂流動良好，因此成形性獲得 改善’可形成薄壁、精密成形。 而由含氟D L C所製成的保護膜耐蝕性優，構件不會 因成形時等產生的腐蝕性氣體所侵飽，成形裝置的耐用壽 命延長，且能經常維持穩定的成形週期。 春 更且只要在基材和保護膜之間設置基底層、中間膜， 基材和保護膜的接合性即變得很優良，如前所述的保護膜 效果就能長期間有效的發揮。 更還在基底層和保護膜之間形成構成基底層之元素和 構成保護膜之元素的混合區域，一旦在基底層和保護膜之 間不存在明確的界面，基底層和保護膜就能連續性地一體 化’結果基材和保護膜的接合性變得更強，且具有保護膜 效果可長期間有效發揮等之特長。 -23- 282 (20) (20)200404662 【圖式簡單說明】 第1圖係欲說明有關本發明之第1實施形態的射出成 形裝置之射出部的圖。 第2圖係欲說明有關本發明之第2實施形態的射出成 形裝置之射出部的圖。 第3圖係欲說明有關本發明之第3竇施形態的射出成 形裝置之成形部的圖。 第4圖係欲說明有關本發明之第4實施形態的射出成 形裝置之成形部的圖。 第5圖係表示在本發明的基材上形成保護膜狀態的部 分放大斷面圖。 第6圖係爲濺鍍裝置的槪略構成圖。 第7圖係表示在支撐台上的構件之支撐狀態的放大立 體圖。 第8圖係欲說明針對標靶的濺鍍電力施加狀態的圖。 第9圖係欲說明非平衡磁控濺鍍法原理的圖。 第1 0圖係表示在有關本發明之變形例的基材上形成 保護膜狀態的部分放大斷面圖。 第1 1圖係表示第4圖所示的可動側模具之表面狀態 的部分放大斷面圖。 第1 2圖係表示使用有關本發明之實施形態的針狀物 情形之澆口密封部狀態的放大平面圖。 第1 3圖係表示使用習知針狀物情形之澆口密封部狀 -24- (21) 200404662 態的放大平面圖。 第1 4圖係欲說明剝離性試驗方法的圖。 第1 5圖係欲說明剝離性試驗方法的圖。 第1 6圖係表示使用ABS樹脂情形之剝離性試驗結果 的特性圖。. 第1 7圖係表示使用聚苯乙烯樹脂情形之剝離性試驗 結果的特性圖。

第1 8圖係用於試驗模具內之樹脂流動性的試驗_ $ 動側模具的平面圖。 第1 9圖係表示流動性試驗結果的特性圖。 【主要元件對照表】 1 :豎澆道、2 :熔融樹脂、3 :多支管、4 :噴嘴本體、 5 :針狀物、6 ··針狀物導套、7 :圓筒、8 ··成形模具、 8a:固定側模具、8b:可動側模具、1 1:加熱筒、 1 2 :帶式加熱器、1 3 :螺桿、1 4 :鎖緊環、1 5 :鎖緊頭、 1 6 ··加熱筒頭、1 7 ··開式噴嘴、2 1 :固定模板、 % 22:固定側模具、23:可動模板、24:模具安裝板、 25:可動側模具、26:模槽、27:豎澆道、2S:樹脂注入 29:噴嘴、30:熔融樹脂、31:推頂銷、32:壓模、 3 3 :固定側模具、3 4 :可動側模具、3 5 :壓模外周夾具、 3 6 :模槽、3 7 :澆口構件、3 8 ··澆口切斷構件、3 9 : _流、、首 40·•豎澆道、41:基材、42:基底層、43:保護膜、44. ，間月獒 、4 5 :混合區域層、5 1 :處理室、5 2 :工作台、5 3 ·支p 2S4 -25- (22)200404662 5 4 :基底層用標靶、5 5 :保護膜用標靶、5 6 :內側磁極、 57:外側磁極.、58:磁力線、62:氣體配管、64:電漿、 6 5 :構成零件、6 6 :支柱、6 7 :頂板。

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Claims (1)

1. 200404662 Π) 拾、申請專利範圍 1、 一種射出成形裝置，其特徵爲： 與形成樹脂流路之基材的成形用樹脂相接之面的至少 一部分是利用由含有氟的金鋼石狀的碳所組成的保護膜而 覆蓋。 2、 如申請專利範圍第1項所記載的射出成形裝置， 其中，在前述基材和保護膜之間，形成以周期表4 a族， 4b族、5a族、6a族中之至少一種元素爲主成份的基底層 〇 3、 一種用於射.出成形裝置的構件，乃屬於用於射出 成形裝置的構件，其特徵爲： 與成形用樹脂相接之面的至少一部分是利用由含有氟 的金鋼石狀的碳所組成的保護膜而覆蓋。 4、 如申請專利範圍第3項所記載之用於射出成形裝 置的構件，其中，前述構件是指成形模具。 5、 如申請專利範圍第3項所記載之用於射出成形裝 置的構件，其中，前述構件是指針狀物、豎澆道、多支管 、加熱筒、螺桿、噴嘴中之至少一個構件。 6、 如申請專利範圍第3項至第5項之任一項所記載 之用於射出成形裝置的構件，其中，在前述構件的基材和 保護膜之間，形成以周期表4 a族、4 b族、5 a族、6 a族 中之至少一種元素爲主成份的基底層。 7、 如申請專利範圍第6項所記載之用於射出成形裝 置的構件，其中，前述基底層的主成份元素是從C r、w、

   -27- (2) (2)200404662 T i、S i的群中所選出的至少一種元素。 8 '如申請專利範圍第6項所記載之用於射出成形裝 置的構件，其中，在前述基底層和保護膜之間，形成構成 基底層之元素和構成保護膜之元素的混合區域層。 9、如申請專利範圍第7項所記載之用於射出成形裝 置的構件，其中，在前述基底層和保護膜之間，形成構成 基底層之元素和構成保護膜之元素的混合區域層。 1 0、如申請專利範圍第6項所記載之用於射出成形裝 置的構件，其中，在前述基底層和保護膜之間，形成由金 鋼石狀的碳所組成的中間膜。 11、如申請專利範圍第1 〇項所記載之用於射出成形 裝置的構件，其中，在前述基底層和前述中間膜之間，形 成構成基底層之元素和構成中間膜之元素的混合區域層。 1 2、一·種表面處理方法，乃爲用於射出成形裝置之構 件的表面處理方法，其特徵爲： 將以周期表4 a族、4 b族、5 a族、6 a族中之至少一 種元素爲主成份的基底層用標靶、和由碳所組成的保護膜 用標靶、和面對前述基底層用標靶及保護膜用標靶而配置 的射出成形裝置用構件的基材配置在不活性氣體中； 並對前述基底層用標靶施加預定的濺鍍電力並施行濺 鍍而在基材上形成基底層； 且該基底層之膜厚成爲預定的厚度時’一邊慢慢針對 基底層用標靶慢慢下降濺鍍電力一邊針對保護膜用標靶慢 慢提高濺鍍電力； -28- 267 (3) (3)200404662 且一旦針對保護膜用標靶的濺鍍電力達到預定的値， 即停止針對基底層用標靶的濺鍍電力供給，並將含氟氣體 混合於不活性氣體中，施行所定時間的濺鍍，而在基底層 上形成由含有氟的金鋼石狀的碳所組成的保護膜，藉此在 基底層和保護膜之間形成構成基底層之元素和構成保護膜 之元素的混合區域。 1 3、一種表面處理方法，乃爲用於射出成形裝置之構 件的表面處理方法，其特徵爲： # 將以周期表4a族、4b族、5a族、6a族中之至少一 種元素爲主成份的基底層用標靶、和由碳所組成的中間膜. •保護膜用標靶、和面對前述基底層用標靶及中間膜·保 護膜用標靶而配置的射出成形裝置用構件的基材配置在不 活性氣體中； 並對前述基底層用標靶施加預定的濺鍍電力並施行濺 鍍而在基材上形成基底層； 且該基底層之膜厚成爲預定的厚度時，一邊慢慢針對 · 基底層用標靶慢慢下降濺鍍電力一邊針對中間膜·保護膜 用標靶慢慢提高濺鍍電力； 且一旦針對中間膜·保護膜用標靶的濺鍍電力達到預 定的値，即停止針對基底層用標靶的濺鍍電力供給，並施 行所定時間的濺鍍，而在基底層上形成由金鋼石狀碳所組 成的中間膜，藉此在基底層和中間膜之間形成構成基底層 之元素和構成中間膜之元素的混合區域； 其次，於前述不活性氣體中混合含氟氣體並施行所定 -29- (4) (4)200404662 時間的濺鍍，而在前述中間膜之上形成由含有氟的金鋼 石狀的碳所組成的保護膜。 1 4、如申請專利範圍第1 2項或第1 3項所記載的用於 射出成形裝置之構件的表面處理方法，其中，前述基底層 的主成份元素爲由C r、W、T i、S i之群中所選出的至少一 種元素。

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