TW201438863A - 模仁及其製作方法 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種模仁，其包括模仁本體，所述模仁本體具有成型面，所述成型面形成有氧化鋁薄膜，所述氧化鋁薄膜遠離模仁本體的表面形成有自組裝有機單分子層，所述自組裝有機單分子層為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜表面形成。本發明還提供所述模仁的製作方法。

Description

模仁及其製作方法

本發明涉及模具領域，尤其涉及一種能夠有效防止表面殘料的模仁及其製作方法。

光學耦合連接器或其他射出成型的元件用於組裝光纖纜線，結構中需要設置有盲孔，而在經過多次的射出迴圈動作後，由於金屬模仁入子的端面的疏水性較差，模仁入子在端面開始殘留餘料。而當殘料與下一模次成品之間的黏性大於殘料與入子間的作用力時，則會脫離入子並跑至成品端，最後影響產品的光學傳輸特性。因此，現有技術中，通常通過預估殘料產生的成型次數，以固定間隔次數取下模具入子清潔的方式處理，但卸除、清潔、機器回穩等待、更換後再檢驗等程式將耗費許多時間，同時也無法完全排除殘料的發生。

並且，由於光學耦合連接器模仁機構尺寸較小且複雜，又聚醚醯壓胺（PEI）樹脂黏滯性高，因此，在成型光學耦合連接器的非球面透鏡在填充時具有相當的困難度，特別是通道增加到四組以上時，射出參數上須額外加高保壓壓力，最後塑膠在透鏡表面擠壓並出現流紋缺陷。而為增加PEI流動性，模具冷卻迴圈水溫度高達155℃，在高迴圈次數作動下，用於密封冷卻迴圈水的密封環將產生裂解而造成水氣逸散，最後導致模具模仁生銹。

因此，有必要提供一種能夠避免盲孔入子端面產生殘料並脫離至下一次成型產品，以及提高非球面模仁流動性，以解決銹蝕現象的模仁及其製作方法。

本發明提供一種模仁及其製作方法。

一種模仁，其包括模仁本體，所述模仁本體具有成型面，所述成型面形成有氧化鋁薄膜，所述氧化鋁薄膜遠離模仁本體的表面形成有自組裝有機單分子層自組裝有機單分子層，所述自組裝有機單分子層為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜表面形成。

一種模仁的製作方法，包括步驟：提供模仁本體；在模仁本體的表面形成氧化鋁薄膜；以及在氧化鋁薄膜表面形成自組裝有機單分子層，所述自組裝有機單分子層為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜表面形成。

相較於先前技術，本技術方案提供的模仁，由於成型面形成有氧化鋁薄膜及自組裝有機單分子層，所述自組裝有機單分子層為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜表面形成，氧化鋁具有很高的硬度，而自組裝有機單分子層具有極強的疏水性，可以使得成型面表面具有很好的疏水性，在成型產品時，可以改變成型面的成型材料的流動性，並且可以避免模仁入子殘料。並且，由於形成的氧化鋁薄膜及自組裝有機單分子層的厚度很小，不會影響成型面的公差，並具有抗刮及抗黏的特性。

100．．．模仁

110．．．模仁本體

111．．．成型面

112．．．安裝部

113．．．成型部

120．．．氧化鋁薄膜

130．．．自組裝有機單分子層

10．．．反應腔體

11．．．進氣口

13．．．抽氣口

圖1是本發明較佳實施方式的模仁的立體示意圖。

圖2是圖1的模仁沿II-II線的剖面示意圖。

圖3 是圖1的模仁製造時的示意圖。

圖4是氧化鋁薄膜表面形成自組裝單分子層的示意圖。

請參閱圖1及圖2，為本技術方案實施例提供的一種模仁100，其包括模仁本體110，所述模仁本體110具有成型面111，所述模仁本體110表面形成有氧化鋁薄膜120，所述氧化鋁薄膜120表面形成有自組裝有機單分子層130。

所述模仁本體110的形成可以根據實際需要進行設定。本實施例中，模仁本體110包括安裝部112及成型部113。所述安裝部112及成型部113均大致為圓柱形。所述安裝部112的直徑達與成型部113的直徑。所述安裝部112與成型部113同軸設置。所述成型部113具有遠離安裝部112的成型面111。所述成型面111的形狀可以根據實際需要成型的產品進行設定。其可以為曲面，如非球面、球面等。當成型部113用於成型產品的盲孔時，成型部113的整個外表面都可以作為成型面。本實施例中，以成型面113為向內凹的非球面為例來進行說明。

所述氧化鋁薄膜120形成於模仁100的表面。所述氧化鋁薄膜120的厚度為80納米至120納米，優選為100納米。所述氧化鋁薄膜120可以採用的原子層沉積方法(Atomic Layer Deposition, ALD)形成。所述氧化鋁薄膜120具有很強的硬度。

所述自組裝有機單分子層130形成於所述氧化鋁薄膜120表面。所述自組裝有機單分子層130為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜120表面形成。

可以理解的是，為了提高模仁100表面的性能，所述氧化鋁薄膜120及自組裝有機分子層130可以形成於整個模仁100的表面。

請參閱圖1、3及圖4，本技術方案還提供所述模仁100的製作方法，包括步驟：

第一步，提供模仁本體110。

所述模仁本體110的形成可以根據實際需要進行設定。本實施例中，模仁本體110包括安裝部112及成型部113。所述安裝部112及成型部113均大致為圓柱形。所述安裝部112的直徑達與成型部113的直徑。所述安裝部112與成型部113同軸設置。所述成型部113具有遠離安裝部112的成型面111。所述成型面111的形狀可以根據實際需要成型的產品進行設定。其可以為曲面，如非球面、球面等。當成型部113用於成型產品的盲孔時，成型部113的整個外表面都可以作為成型面。

第二步，在模仁本體110的成型面111形成氧化鋁薄膜120。

本實施例中，採用原子層沉積方法的方式在成型面111上形成氧化鋁薄膜120。具體地，將模仁本體110放置於反應腔體10內，並通過抽氣口13對反應腔體10內進行抽真空處理，使得反應腔體10的真空度為0.001torr。同時對反應腔體10內均勻加熱，使得模仁本體110的溫度升高至240攝氏度至260攝氏度。然後，通過反應腔體10的進氣口11輪流通入前趨物及反應物。所述前趨物為三甲基鋁（Trimethyl Aluminum，TMA），所述反應物為氧氣，控制反應時間，得到厚度為80納米至120納米的氧化鋁薄膜120。

第三步，請參閱圖5，在氧化鋁薄膜120表面形成自組裝有機單分子層130。

形成所述自組裝有機單分子層130可以採用如下方法:

首先，將反應腔體10內的氣體抽出，並向反應腔體10通入惰性氣體，並調整反應腔體10內的溫度至190攝氏度至210攝氏度，優選為200攝氏度。然後，向反應腔體10內通入全氟化直鏈脂肪酸氣體，並保持溫度退火3小時，從而得到自組裝有機單分子層130。為了提高形成的自組裝有機單分子層130的熱穩定性，優選採用碳原子數大於10的全氟化直鏈脂肪酸。通入的全氟化直鏈脂肪酸氣體體積為反應腔體10內容積的0.2%。本實施例中，採用的全氟化直鏈脂肪酸為全氟十八酸（Perfluorostearic Acid），分子式為CH₃(CF₂)₁₆COOH。在進行退火的過程中，全氟化直鏈脂肪酸氣體分子接枝於氧化鋁薄膜120表面，從而得到高疏水性的自組裝有機單分子層130。

所述模仁的製作方法還可以包括對氧化鋁薄膜120表面進行清洗的步驟。具體地，可以採用氯仿、丙酮、乙醇及去離子水依次潤洗氧化鋁薄膜120表面，使得氧化鋁薄膜120表面由於物理吸附而形成的多餘的全氟化直鏈脂肪酸去除。

本技術方案提供的模仁100，由於成型面形成有氧化鋁薄膜120及自組裝有機單分子層130，所述自組裝有機單分子層130為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜120表面形成，氧化鋁具有很高的硬度，而自組裝有機單分子層130具有極強的疏水性，可以使得成型面111表面具有很好的疏水性，在成型產品時，可以改變成型面的成型材料的流動性，並且可以避免模仁入子殘料。並且，由於形成的氧化鋁薄膜120及自組裝有機單分子層130的厚度很小，不會影響成型面的公差，並具有抗刮及抗黏的特性。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

100．．．模仁

111．．．成型面

112．．．安裝部

113．．．成型部

120．．．氧化鋁薄膜

130．．．自組裝有機單分子層

Claims (10)

1. 一種模仁，其包括模仁本體，所述模仁本體具有成型面，所述成型面形成有氧化鋁薄膜，所述氧化鋁薄膜遠離模仁本體的表面形成有自組裝有機單分子層自組裝有機單分子層，所述自組裝有機單分子層為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜表面形成。
2. 如請求項第1項所述的模仁，其中，所述氧化鋁薄膜的厚度為80納米至120納米。
3. 如請求項第1項所述的模仁，其中，模仁本體包括安裝部及成型部，所述安裝部及成型部均為圓柱形，所述安裝部與成型部同軸設置，所述成型部具有遠離安裝部的成型面，所述成型面為非球面。
4. 如請求項第1項所述的模仁，其中，模仁本體包括安裝部及成型部，所述安裝部及成型部均為圓柱形，所述安裝部與成型部同軸設置，所述成型部具有遠離安裝部的成型面，所述成型面為成型部的整個外表面。
5. 如請求項第1項所述的模仁，其中，所述全氟化直鏈脂肪酸為全氟十八酸。
6. 一種模仁的製作方法，包括步驟：
   提供模仁本體；
   在模仁本體的表面形成氧化鋁薄膜；以及
   在氧化鋁薄膜表面形成自組裝有機單分子層，所述自組裝有機單分子層為全氟化直鏈脂肪酸接枝於氧化鋁薄膜表面形成。
7. 如請求項第6項所述的模仁的製作方法，其中，採用原子層沉積的方式在成型面上形成氧化鋁薄膜。
8. 如請求項第6項所述的模仁的製作方法，其中，在所述模仁本體的表面形成氧化鋁薄膜包括步驟：
   將模仁本體放置於反應腔體內，並將反應腔體內進行抽真空處理，使得反應腔體10的真空度為0.001torr，並對反應腔體內均勻加熱，使得模仁本體的溫度升高至240攝氏度至260攝氏度；
   然後，向反應腔體輪流通入三甲基鋁及氧氣，得到所述氧化鋁薄膜。
9. 如請求項第8項所述的模仁的製作方法，其中，形成所述自組裝有機單分子層包括步驟：
   向反應腔體通入惰性氣體，並調整反應腔體內的溫度至190攝氏度至210攝氏度；
   向反應腔體內通入全氟化直鏈脂肪酸氣體，並保持溫度退火3小時，從而得到自組裝有機單分子層130。
10. 如請求項第6項所述的模仁的製作方法，其中，所述全氟化直鏈脂肪酸為全氟十八酸。