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宝 理 塑 料
成型技术
环烯烃类共聚物
TOPAS COC 技术数据系列®
Cyclic Olefin Copolymer (COC)
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TOPAS® COC环烯烃类共聚物
成型技术目录
1. 导言........................................................................................................................................................ 22. 成型的注意事项 ..................................................................................................................................... 3
2.1 推荐材料切换方法 .......................................................................................................................... 32.2 简易材料切换方法 .......................................................................................................................... 32.3 暂停方法 ......................................................................................................................................... 4
3. 成型机 .................................................................................................................................................... 53.1 选择成型机 ..................................................................................................................................... 53.2 塑化机构 ......................................................................................................................................... 53.3 喷嘴结构 ......................................................................................................................................... 5
4. 成型条件 ................................................................................................................................................ 64.1 标准条件 ......................................................................................................................................... 64.2 预干燥............................................................................................................................................. 64.3 机筒温度 ......................................................................................................................................... 74.4 模具温度 ......................................................................................................................................... 74.5 注射压力 ......................................................................................................................................... 74.6 注射速度 ......................................................................................................................................... 84.7 螺杆转速、背压 .............................................................................................................................. 84.8 料斗的氮气清洗 .............................................................................................................................. 84.9 拉丝对策 ......................................................................................................................................... 9
5. 成型加工特性 ....................................................................................................................................... 105.1 流动性........................................................................................................................................... 105.2 成型收缩率 ................................................................................................................................... 105.3 后收缩率 ....................................................................................................................................... 125.4 热稳定性 ....................................................................................................................................... 13
6. 成型品设计........................................................................................................................................... 156.1 熔融粘度 ....................................................................................................................................... 156.2 PVT数据 ...................................................................................................................................... 166.3 线性膨胀系数................................................................................................................................ 176.4 代表性的物性值 ............................................................................................................................ 186.5 其他数据 ....................................................................................................................................... 196.6 应力开裂 ....................................................................................................................................... 20
7. 模具设计 .............................................................................................................................................. 217.1 流道 .............................................................................................................................................. 217.2 浇口 .............................................................................................................................................. 227.3 脱模斜度 ....................................................................................................................................... 237.4 根切 .............................................................................................................................................. 237.5 排气口........................................................................................................................................... 247.6 温度调节 ....................................................................................................................................... 247.7 材质 .............................................................................................................................................. 24
8. 成型故障与对策 ................................................................................................................................... 25
TOPAS® 是 TOPAS Advanced Polymers GmbH 公司在德国、美国及其他国家持有的注册商标。
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1. 导言TOPAS® COC是由 TOPAS ADVANCED POLYMERS GmbH生产的一种环烯共聚物（COC）的商品名称，同时也是一种具有环烯结构的非结晶性透明树脂。
TOPAS具有好于 PC（聚碳酸脂）的耐热性、得益于低吸水性且优于 PMMA和 PC的良好尺寸稳定性等优异性能， 因而享有很高的市场声誉。此外，TOPAS还可对常用材料进行改质（提高其水蒸气阻隔性、刚性、耐热性以及易切割性等），因此在包装材料领域也颇受关注。
TOPAS的成型加工法包括注射成型、挤出成型以及吹塑成型。下面介绍 TOPAS注射成型技术以及可发挥其性能。
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2. 成型的注意事项2.1 推荐材料切换方法
从其他材料切换到 TOPAS® COC时，建议分解塑化装置并直接清洁螺杆、机筒和喷嘴。用铜刷等擦掉污渍等。附着有树脂时，可加热到树脂 Tg以上后予以去除。特别需要注意的是螺杆的塑化初始处、止逆阀内部以及喷嘴前端内部等处容易附着树脂并形成污垢。
2.2 简易材料切换方法
有时会因少量试制或日程方面的缘故而难以对塑化装置进行分解清洁。此时可通过清洗来进行材料切换。
通过清洗来切换到透明树脂的难度很大，尤其是在低粘度 TOPAS的情况下更应注意。下面举例说明树脂的各种切换方法。如果这种方法未使材料得到置换，则要对塑化装置进行分解清洁。清洗效率取决于成型
机的种类和塑化装置。详情请咨询本公司。
(1) 切换到 TOPAS 5013类TOPAS 5013类的粘度极低，因此无法通过清洗从其他材料直接切换。为此，可用粘度较高的 TOPAS 6013类清洗后置换其他树脂，然后再通过清洗置换到 TOPAS 5013类。通过清洗切换到 TOPAS 5013类时，应事先备好 TOPAS 6013类。关于切换到 TOPAS 6013类之前的注意事项，请参阅(2)。
(2) 切换到非 TOPAS 5013类清洗效果取决于前一种树脂的种类和粘度。下面举例说明这一方法。
(a) 前一种材料是高粘度树脂时暂且用低粘度（粘度要尽可能的低）的清洗材料、PP、PE等置换一般材料。用低粘度清洗材料、PP、PE等无法置换时，可先使用高粘度材料，然后再置换成低粘度材料。需要注意的是置换不充分将最终导致次品。 接着加热至预定的 TOPAS成型温度并清洗。
(b) 前一种材料是低粘度树脂时暂且用低粘度清洗材料、PP、PE等置换一般材料。 接着加热至预定的 TOPAS成型温度并清洗。
(c) 前一种材料是 COC、COP时加热至预定的 TOPAS成型温度并清洗。不过，COC和 COP会被空气氧化成碳化物，因此应使机筒保持满树脂状态。换言之，当在料斗中看不见前一种材料时，就要停止螺杆并用前一种树脂充满机筒。
接着清洁料斗等，投入 TOPAS并继续清洗。如果已将 氮气注入料斗，则可在注入的同时进行清洗。
总之，"要在机筒内充满树脂的状态下进行清洗"。
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2.3 暂停方法
为了防止氧化，可按如下方法暂停成型。如果要降低机筒温度，应尽量在计量过程结束后停止螺杆。由于
再加热后的螺杆动作将从"注射过程"开始，因此万一故障导致部分树脂没有熔化时，则可通过螺杆没有前进 这一点来发现异常。如果再加热后从"旋转过程"开始，则当发生故障时不耐捻力的螺杆有时就会发生破损。
(1) 停止数十分钟～1小时如果在树脂已被注入螺杆和料斗的情况下向料斗中注入了氮气，则可在注入状态下停止。清洗滞留树脂后
开始成型。
(2) 停止数小时～半天如果在树脂已被注入螺杆和料斗的情况下向料斗中注入了氮气，则可在注入状态下将机筒温度降至 Tg＋10℃附近。将机筒温度加热到成型温度，清洗滞留树脂后开始成型。
(3) 停止半天～数天如果在树脂已被注入螺杆的情况下向料斗中注入了氮气，则可在注入状态下将机筒温度降至 Tg＋10℃附近。再次成型前应对料斗中的树脂重新干燥。将机筒温度加热到成型温度，清洗滞留树脂后开始成型。
(4) 停止数天以上如果在树脂已被注入螺杆的情况下向料斗中注入了氮气，则可在注入状态下关闭加热器以降低机筒温度。
机筒充分冷却后停止氮气注入。再次成型前应对料斗中的树脂重新干燥。 如果要继续成型，可在成型开
始前至少 3小时之前向料斗中注入氮气，并将机筒温度降至 Tg＋10℃附近。在此状态下经过至少 3小时后，将机筒温度加热到成型温度，清洗滞留树脂后开始成型。
图 2-1 COP和 COC的切换过程图解
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3. 成型机3.1 选择成型机
进行 TOPAS® COC成型时，通常使用市售的成型机即可而无需特殊规格的成型机。不过，还要根据成型品的一次注射量和投影面积来确定成型机的大小。换言之，要参照下面两点来选择：
选择塑化装置：
1次注射量＝注射容量×20～80％（最好是 30～50％）选择合模力：
透镜之类的低压成型品： 合模力＞成型品投影面积×49～69MPa导光板之类的高压成型品： 合模力＞成型品投影面积×343MPa
3.2 塑化机构
TOPAS成型时也可使用通用螺杆，但考虑到碳化物的混入和安全性，建议使用光学螺杆。粘着在螺杆上的熔融树脂会氧化成碳化物并混入成型品中。于是，如何降低树脂粘着便成为螺杆的设计要点。
TOPAS通常粘度低，因此止逆阀的作用就显得很重要。止逆阀的目的是在保压过程中给模腔施加足够压力以防止熔融树脂逆流到料斗侧，但如果防逆流效果不佳，则会导致气泡（空洞）、尺寸偏差、强度下降
等。有各种止逆阀――有的使螺杆逆转（与计量时相反）并以机械方式关闭流路，有的则利用树脂压力来
关闭流路。应根据情况选择可靠的止逆阀。
螺杆压缩比以 2.0～2.5为宜。压缩比偏高时，塑化时的剪切应力就会增大，有时会导致树脂变色或碳化物混入。
螺杆设计取决于加热器的位置关系等。详情请咨询成型机制造商。
3.3 喷嘴结构
开式和闭式均可使用，但建议使用熔融树脂滞留部位较少的开式。
TOPAS的粘度低，因此开式喷嘴有时会导致流涎或拉丝问题。使用小径喷嘴或长喷嘴可减轻这一问题。此外，加热器位置和喷嘴前端设计可使这一问题得到很大改善，因此在引进成型机时建议选用前端设计良
好的喷嘴。
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4. 成型条件4.1 标准条件
TOPAS® COC的标准成型条件如表 4-1 所示。
表 4-1 标准成型条件
等级 5013-xx 6013-xx 6015-xx 6017-xx 8007-xx
机筒温度
（℃）
喷嘴 250～320 250～320 270～300 290～300 190～300计量 250～320 250～320 270～300 290～320 190～300压缩 240～320 240～320 250～300 270～320 180～300进料 220～320 220～320 240～300 260～320 170～300
模具温度（℃） 80～120 110～120 125～135 125～136 50～60注射压力（MPa） 40～120 40～120 40～120 40～120 40～120注射速度（mm/秒） 30～300 20～100 20～100 20～100 20～100螺杆转速（rpm） 80～200 80～200 80～200 80～200 80～200背压（MPa） 5～15 5～15 5～15 5～15 5～15
干燥温度（℃） 100 100 100 100 (60)时间（hr） 6 6 6 6 (24)
4.2 预干燥
TOPAS® COC不吸湿，但仍要进行预干燥以去除粒料中的氧气。采用一般的热风干燥即可。5013类、6013类、6015类、6017类应在 100℃下干燥 6小时。8007无需干燥，但如果光学特性要求很严，则可在 60℃下干燥 24小时。图 4-1 给出了 TOPAS 6013S-04的干燥条件和 YI的变化。在 120℃下延时干燥数小时将导致粒料氧化加快和 YI上升，而在所推荐的 100℃下长时间进行干燥也不会导致 YI上升。斗式干燥机等存在粒料置换问题，因此在 100℃下干燥时时间应控制在 6～24小时。此外，虽然不需要除湿干燥，但如果对制品的色调和成品率有严格要求，则应进行真空干燥和氮气置换干
燥。图 4-2给出了 TOPAS 5013L-10的干燥条件与 YI、Haze的关系。由图可知，真空干燥或氮气置换干燥可降低 YI并改善光学特性。
图 4-1 TOPAS® 6013S-04的干燥温度与 YI的关系
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图 4-2 TOPAS® 5013L-10的干燥条件对 YI和 Haze的影响
4.3 机筒温度
机筒温度的设定取决于螺杆形状和加热器位置，特别是在 25mm直径以下的成型机的情况下，将料斗侧和喷嘴侧设成相同温度可得出外观良好的样品。 机筒温度过高将导致树脂劣化、变色、缓冲（cushion）、填充量不均等。 而过低则会导致计量不稳、未熔融混入等。
4.4 模具温度
TOPAS® COC成型时的标准模具温度如表所示。应根据模具表面特性、与形状有关的脱模状况以及精度要求等在此温度范围内找出合适的模具温度。 例如，模具表面粗糙时，温度低一点儿也行，但如果模具
表面像光学表面那样非常平滑，则要设得高一些以便能够清晰地转印成型品表面。
4.5 注射压力
与普通透明材料 PMMA、PC、COP等相比，TOPAS的流动性更好，因此注射压力要设得低一些。 注射压力不当可能会产生如下问题：
• 注射压力过高时： 飞边等
• 注射压力过低时： 欠注、凹痕、波纹、空洞等
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4.6 注射速度
应根据成型品形状、壁厚、品质要求、浇口尺寸等来确定注射速度。
• 快速时： 薄壁成型品、多腔模且尺寸精度高的制品
• 慢速时： 出现空洞问题的厚壁成型品、存在流痕问题的成型品。透镜中光学特性的均一性很重要
的成型品。
此外，注射速度不当可能会产生如下问题：
• 注射速度过快时： 喷射纹、流痕、飞边、凹痕等
• 注射速度过慢时： 水纹、外观不良、欠注、波纹等
4.7 螺杆转速、背压
为了获得外观良好的 TOPAS成型品，应提高螺杆转速并降低背压。 请参照下述计量时间来设定：
注射冲程 (mm) x (0.1～0.2) > 计量时间(秒)由于还有拉丝、流涎、气泡混入等影响、因此应在综合判断的基础上进行设定。
4.8 料斗的氮气清洗
强烈建议对料斗进行氮气清洗或真空清洗。去除树脂熔融开始处的氧气可防止螺杆和机筒上发生碳化物、
特别是机筒温度偏高时的变色。
为了向料斗中导入氮气，一般只需从成型机制造商买一个带有氮气导入口的部件并安上即可——可像图
4-3 所示的那样试着将管子插到机筒入口处并导入氮气。用胶带等封住管子与料斗盖的间隙。对于要导入的氮气而言，残存氧气浓度应达到 0.1％以下，而流量不能一概而论（因为要考虑到料斗装料机和料斗干燥机等的气流因素），在料斗内气流少且成型稳定的情况下以数 nL/分为宜。图 4-4 给出了料斗的氮气清洗效果。由图可知，在普通成型中有没有氮气清洗并无多大差别，但氮气清洗会降低滞留树脂的变色程度。
图 4-3 料斗的氮气清洗方法（例）
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图 4-4 TOPAS® 6015S-04的滞留时间与 YI
4.9 拉丝对策
TOPAS® COC的粘度被降低以提高其成型性。其结果，拉丝、流涎等问题也会随之而来。此时可才采取下列对策：
• 抽塑。注意不要过多，否则会出现气泡。一般设为螺杆直径的 1/10左右。• 请尽量在模具临打开前进行抽塑。请通过计量延迟或抽塑延迟来设定。• 降低喷嘴温度。按每次 5度来降温。注意不要过度降温，否则喷嘴前端会固化，从而导致注射不稳。• 成型机的喷嘴形状和种类有时会导致拉丝难以止住，如在喷嘴直径偏大或喷嘴前端设计不适合低粘度树脂的情况下。对策因各种情况而异；如果上述对策无法阻止拉丝，则请咨询本公司。
图 4-5 给出了喷嘴前端温度和拉丝状态。（成型机＝住友 SE75D、模具温度＝110℃） 由此可见，降低喷嘴前端温度可消除拉丝问题。
图 4-5 喷嘴前端温度与拉丝状态
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5. 成型加工特性5.1 流动性
图 5-1 0.3mmt流动长度 图 5-2 流动长度壁厚相关性
5.2 成型收缩率
图 5-3 5013L-10的成型收缩率（80方形、2mm厚）
图 5-4 6013S-04的成型收缩率（80方形、1mm厚）
图 5-5 6013S-04的成型收缩率（80方形、2mm厚）
图 5-6 6015S-04的成型收缩率（80方形、1mm厚）
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图 5-7 6015S-04的成型收缩率（80方形、2mm厚）
图 5-8 8007S-04的成型收缩率（80方形、2mm厚）
图 5-9 6013EC-01的成型收缩率（120方形、3mm厚）
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5.3 后收缩率
图 5-10、图 5-11、图 5-12 以及图 5-13 分别给出了 8007S-04、5013L-10、6013S-04以及 6015S-04的退火所引起的后收缩率。退火会导致树脂收缩和成型应变松弛。建议在低于模具温度且比 DTUL低 20℃的温度下进行退火。
图 5-10 8007S-04的后收缩率（50℃退火、2mm厚）
图 5-11 5013L-10的后收缩率（100℃退火、2mm厚）
图 5-12 6013S-04的后收缩率（100℃退火、2mm厚）
图 5-13 6015S-04的后收缩率（120℃退火、2mm厚）
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5.4 热稳定性
(1) 机筒内滞留所引起的特性变化由于 TOPAS® COC滞留的影响而使成型品产生变色(泛黄)等现象,但如图 5-14 所示对物性不会产生很大影响.
图 5-14 机筒内滞留所引起的拉伸特性变化
(2) 长时间高温处理所引起的特性变化图 5-15～18 给出了 TOPAS成型品经过高温处理后的 YI和 Haze的变化情况。长时间高温处理导致发黄变浊。
图 5-15 85℃热处理后的 YI变化 图 5-16 85℃热处理后的雾度变化
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图 5-17 110℃热处理后的 YI变化 图 5-18 110℃热处理后的雾度变化
(3) 机筒温度所引起的特性变化图 5-19 ～22 给出了机筒温度所引起的 5013L-10特性的变化情况。YI、Haze、弯曲弹性模量在 330℃以上发生了变化。建议在推荐条件范围内进行成型。
图 5-19 5013L-10的机筒温度与 YI和 Haze
图 5-20 5013L-10的机筒温度与物性（拉伸试验）
图 5-21 5013L-10的机筒温度与物性（简支梁冲击强度）
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图 5-22 5013L-10的机筒温度与物性（弯曲试验）
6. 成型品设计6.1 熔融粘度
图 6-1～6 给出了熔融粘度的代表性数据。
图 6-1 TOPAS® 5013S-04 熔融粘度代表值 图 6-2 TOPAS® 5013L-10 熔融粘度代表值
图 6-3 TOPAS® 6013S-04 熔融粘度代表值 图 6-4 TOPAS® 6015S-04 熔融粘度代表值
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图 6-5 TOPAS® 6017S-04 熔融粘度代表值 图 6-6 TOPAS® 8007S-04 熔融粘度代表值
6.2 PVT数据
图 6-7～10 给出了 TOPAS® COC的 PVT数据。
图 6-7 5013S-04PVT数据 图 6-8 6013S-04PVT数据
图 6-9 6015S-04PVT数据 图 6-10 8007S-04PVT数据
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6.3 线性膨胀系数
图 6-11 给出了各等级的线性膨胀系数。
图 6-11 TOPAS® COC的线性膨胀系数
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6.4 代表性的物性值
表 6-1 代表性的物性值
项目 单位 试验方法
标准 标准 标准 标准 标准 高流动 特殊
8007S-04 5013S-04 6013S-04 6015S-04 6017S-045013L-10 6013EC-01
汎用电镀、
高靭性
ISO(JIS)材质表示
ISO 11469(JIS
K6999)>COC< >COC< >COC< >COC< >COC< >COC< >COC<
密度 Kg/m3 ISO 1183 1,020 1,020 1,020 1,020 1,020 1,020 1,000吸水率 (23℃、饱和)
% ISO 62 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 -
水蒸汽透过性
(23℃, 85%RH)g•mm/
(m2•day)DIN
53122 0.025 - - - - - -
MVR (260°C, 2.16kg) cm3/10min ISO 1133 32 48 14 4 1.5 48 -
拉伸弹性模量
(1mm/分) MPa ISO 527-2/1A 2,600 3,200 2,900 3,000 3,000 3,200 -
拉伸断裂强度
(5mm/分) MPa ISO 527-2/1A 63 46 63 60 58 46 36
拉伸断裂伸度
(5mm/分)% ISO
527-2/1A 4.5 1.7 27 2.5 2.4 1.7 30
弯曲强度 MPa ISO 178 - - 97 - - - 62弯曲弹性模量 MPa ISO 178 - - 2,900 - - - 1,800简支梁冲击强
度 (带有缺口)kJ/m2 ISO
179/1eA 2.6 1.6 1.8 1.6 1.6 1.6 36
简支梁冲击强
度 (不带缺口)kJ/m2 ISO
179/1eU 20 13 15 15 15 13 -
玻璃转化温度
(10℃/分) °C ISO 11357-1,-2,-3 78 134 138 158 178 134 -
负荷挠曲温度(0.45MPa)
°C ISO 75-1,2 75 127 130 150 170 127 130
维卡软化点
(50℃/h 50N) °C ISO 306 80 135 137 156 178 - -
相对介电常数(1-10kHz)
- IEC 60250 2.35 2.35 2.35 2.35 2.35 2.35 -
相对介电常数
(1GHz)- IEC
60250 - - 2.3 2.3 2.3 - 2.27
体积电阻率 Ω•cm IEC 60093 1.0x1014< 1.0x1014< 1.0x1014< 1.0x1014< 1.0x1014< 1.0x1014< -
损耗系数(1GHz) - IEC
60250 - - 0.00007 0.00007 0.00007 - 0.0006
抗电弧径迹性 V IEC 60112 600 < 600 < 600 < 600 < 600 < 600 < -
透光率(2mmt) % ISO 13468-1 91 91 91 91 91 91.4 -
折射率 ISO 489 1.53 1.533 1.53 1.53 1.53 1.533 -阿贝数 - - - - - - - -雾度(2mmt) % - - - - - - - -Flammability UL94 HB HB HB HB HB - -UL黄卡 文件
号E177491 E177491 E177491 E177491 E177491 - -
"输出贸易管理令"的相关项号
- - - - - - -
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6.5 其他数据
.图 6-12 和图 6-13 给出了熔合强度。虽然对强度影响不大，但缺口效应会减少伸度。图 6-14 给出了疲劳特性。表 6-2 给出了铅笔硬度。图 6-15 给出了固体动态粘弹性。此外还给出了泊松比等值。
图 6-12 熔合所引起的特性变化 图 6-13 熔合所引起的特性变化
图 6-14 TOPAS® 6013S-04的拉伸疲劳断裂特性@1Hz
表 6-2 铅笔硬度
材料名 等级 L/N 铅笔硬度
TOPAS® COC
8007S-04 600361 HB6013S-04 600315 HB6015S-04 600174 HB6017S-04 600205A F5013S-04 600333A F
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图 6-15 TOPAS® COC的固体动态粘弹性 测量频率：10Hz
其他数据：
泊松比：
5013-xx, 6013S-04, 6015-xx, 6017-xx : 0.376013EC-01 : 0.41
SP值： 7.8 (cal/cm3)1/2 = 16(MPa)1/2
6.6 应力开裂
(1) 应力开裂用非结晶性树脂制作壁厚不均或残留有很大成型应变的成型品，或成型品承受很大外部应力时，有时会出
现裂纹。这称为应力开裂。
这种应力开裂通常发生在承受拉伸方向的力且应力集中的部位。为了防止这种现象，应尽量均化大型成型
品的壁厚并减少其收缩差。要减少厚壁处的厚度以求厚度均匀。此外还应防止锐角并取成 R或 C面以避免应力集中。有些制品形状必然会形成应力集中，为此应设置加强筋。加强筋的厚度可定为制品底座的
1/3～1/2。开裂不是在刚刚成型后而是数日后发生。如果是上述形状，应观察数周。对策取决于开裂状况、形状等因
素，因此联系本公司时请告知设计时间或开裂状况。
(2) 嵌件形状进行嵌件成型（即在模具中放入某种部件后进行成型并使之一体化）时要特别注意。例如，嵌件因止转和
止脱而伴有缺口时，为防止应力集中，应尽可能增大转角圆度。
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7. 模具设计7.1 流道
(1) 冷流道(a) 分流道考虑到压力损失，建议通常采用圆形（首选）和梯形（次选）分流道。不过，由于 TOPAS® COC的模具转印性良好，因此与圆形流道的分型面垂直的面上的凹凸等有时就会形成根切（undercut），从而导致脱模不良和碎裂。图 8-1 给出了 TOPAS专用圆形流道的一个例子。例如，如果做成变形圆形（此时与分型面垂直的面已被尽量消除）而非正常圆形，则可预防此类故障。
(b) 分流道尺寸就分流道的粗细而言，从抑制熔融树脂冷却和减少压力损失方面来说宜粗不宜细，但也要根据减少分流道
发生率等经济方面的因素来决定。
图 7-1 分流道设计例
(c) 主流道和分流道的排列如果是一模多腔，应设法使分流道对称排列并使其长短和粗细保持相同以便树脂能够同时填充到各腔中。
冷料阱特别重要，应将其设在各分流道的交叉处。图 8-2 和图 8-3 分别给出了主流道设计例以及分流道排列和设计例。
A = 喷嘴直径 + α(0.5mm)B > C
图 7-2 TOPAS® COC主流道设计例
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图 7-3 4腔和 8腔的分流道配置和设计例
(2) 热流道透明材料中也可使用热流道，但要注意热流道内的加热对树脂的损害大于机筒内的加热。考虑到热流道会
带来碳化物混入和变色等问题，因此建议不要将其用于光学要求高的制品。为了防患于未然，应选择适合
光学材料的热流道设计并遵守正确的使用方法。
适合透明树脂的热流道是指一种没有死区（树脂滞留部位）并且根据内部摩擦和材质等因素而设计的流道。
详情请咨询本公司。
7.2 浇口
(1) 浇口尺寸将浇口设在制品的厚处可进行稳定的制品成型。浇口大小应与能够避免浇口处的应力集中的制品形状相适
应。可采用侧浇口、扇形浇口等常用的浇口方式。分流道和主流道要设得大一些以便向制品传递压力。
• 浇口厚度可定为成型品厚度的 60～70％（对于侧浇口）。• 浇口宽度可定为浇口厚度的 1～1.5倍（对于侧浇口）。• 浇口面以短为宜（对于侧浇口）。• 浇口直径要小于壁厚（对于点浇口）。
如果没有质量问题，可设置较小的浇口以便加快成型周期、提高浇口加工效率等。此外，对于薄壁成型品
（0.3mm以下），应设为与成型品相同的厚度以防止树脂的压力损失。
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(2) 浇口位置• 设在成型品的最大壁厚处。• 设在不影响成型品外观处。• 不要设在成型品上的施力处。• 注意有潜在问题的熔合纹。
(3) 浇口形状就 TOPAS® COC而言，可使用常用的浇口形状。不过，潜入式浇口有时会因形状而折断。图 7-4 给出了注意点。
图 7-4 潜入式浇口的注意点
7.3 脱模斜度
TOPAS® COC的成型收缩率小且转印性很好，因此会转印很小的凹凸（其他树脂则不存在这种问题），并且有时会出现脱模问题。从脱模性角度来说，应在容许范围内尽可能增大脱模斜度。
至少 1/2°～1°，争取达到 2°左右。此外，为改善脱模状况，还应注意顶出方式、顶针位置和数量等。
7.4 根切
TOPAS® COC的根切基本上不可能，如在设置压花面时就要考虑压花是否会变成根切。
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7.5 排气口
要充分重视排气口的设计，否则会阻碍填充并导致气体烧焦。一般来说，从整个成型品外围排到流动末端
处是一种有效方法。
此外，如果给主流道和分流道的冷料设置排气口，则流道内的空气就会从此处排出，从而提高树脂流入模
腔的效率。
在主流道处设置 2/100mm的约 3mm宽的排气口并在成型品流动末端处设置 1/100～2/100mm的约 3mm宽的排气口，接着在其后面开深约 1mm的沟槽以便将气体导出到模具外。 如果是成型品流动途中的部位或有严格飞边要求的成型品，则 可定为 1/100mm左右。
7.6 温度调节
模具温度对成型周期、成型品品质等影响很大，因此要像分流道、浇口、顶出方式等那样事先充分研究模
具温度的调节方法。
设计模具温调时应认真考虑下面几点：
• 以热媒体等的循环方式为宜（而不要依靠加热器）。• 热媒体循环方式的要点。
(a)温调孔的传热面积要足够大（冷却孔粗且多）。(b)温调孔要尽量靠近模腔（冷却孔远离模腔会增大模具表面温度分布）。(c)媒体循环量要充足 （要保持大于冷却孔处的压力损失的吐出压并使用吐出量大的温控机）。(d)要尽量串联起来而不要分流。
7.7 材质
TOPAS® COC不易导致模具腐蚀、磨损等，因此在模具材质方面并无需要特别注意的事项。 不过，如果是难以脱模的表面（光学表面等），有时则应进行表面处理以阻止 TOPAS附着。 图 7-5 给出了表面处理和 TOPAS粘合强度。由图可知，经过 TiC、CrN等处理后，粘合力下降，且脱模变得更加容易。
图 7-5 表面处理和树脂粘合性评价结果
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8. 成型故障与对策下面给出了一些常见故障及其对策。如果因下面对策中未给出的原因而无法解决、装置存在问题、不明白
原因且不知道如何处理，请咨询本公司。
表 8-1 成型故障的原因与对策现象 原因 对策
1. 沿树脂流向出现条状流痕。
1. 成型条件不当（水纹） 1. 调整计量条件a. 将螺杆转速提升到推荐值b. 将背压降至推荐值
2. 调整注射条件a. 提高机筒后部温度b. 将模具温度提高到推荐值c. 提高注射速度
2. 树脂通过浇口处时出现的喷射纹残存在表面
主对策：防止喷射纹
1. 减慢初始通过速度2. 扩大浇口副对策：出现喷射纹后设法消除
1. 改用流动性好的等级2. 提高树脂温度3. 提高模具温度。提高保压压力4. 更改浇口位置（缩短通过浇口后的直进距离）
a. 在树脂流会碰到模芯的位置， 将浇口改到树脂流会碰到侧面的方
b. 使用柄形浇口（tab gate）3. 树脂通过转角或壁厚不均处（薄壁处↔厚壁处）时因流速变化而产生的流纹残存在
表面
1. 转角取圆2. 在壁厚转换处减缓斜度或取圆
4. 其他树脂混入 1. 检查混入部位并找出对策2. 波纹 1. 模腔内压不足导致树脂对
模腔粘合不良
1. 提高保压压力。延长保压时间2. 扩大分流道和浇口3. 提高模具温度。提高树脂温度4. 提高注射速度
2. 排气不良 1. 增强排气口2. 请勿过度提高树脂温度3. 充分进行材料干燥
3. 变色 1. 树脂氧化降解 1. 按建议调整干燥条件2. 使机筒温度处于推荐范围内3. 对料斗进行氮气清洗和真空清洗4. 改进树脂氧化降解处（热流道等）的设计
4. 黑点 1. 树脂氧化降解（烧焦） 1. 按建议调整干燥条件2. 使机筒温度处于推荐范围内3. 对料斗进行氮气清洗和真空清洗4. 清洁树脂氧化降解处（螺杆、热流道等）5. 改进树脂氧化降解处（螺杆、热流道等）的设计
2. 异物（垃圾）混入 1. 检查混入部位并找出对策
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现象 原因 对策
5. 表面剥离 1. PE、PP等异材混入 1. 检查混入部位并找出对策2. 粘合在模具上 1. 降低模具温度
2. 降低注射速度3. 降低树脂温度4. 降低填充峰压5. 扩大浇口
6. 丝、流涎 1. 喷嘴前端的树脂熔融粘度过低
1. 抽塑2. 进行计量延迟和抽塑延迟设定以便在模具临打开前抽塑。3. 降低喷嘴前端的温度4. 改用前端直径较小的喷嘴
7. 空洞 1. 真空空洞： 在厚壁成型品
中，表面固化快时，中心部分
的树脂就会随着冷却和收缩
而被拉到表面，于是中心部分
便出现填充不足
1. 将浇口设在成型品的最大壁厚处2. 根据成型品的厚度适当扩大主流道、分流道、浇口、喷嘴等。浇口厚度应达到成型品厚度的 50～60％3. 提高保压压力。延长保压时间。设法使缓冲量保留到浇口封闭前
4. 确保止逆阀工作正常以免在保压时发生逆流5. 降低注射速度6. 改用高粘度等级
2. 气泡混入 1. 减少抽塑2. 提高背压
8. 凹痕 1. 厚壁处和加强筋处冷却不足且模腔内压不足，因此内部
收缩导致表面下陷
1. 降低模具温度2. 扩大主流道、分流道和浇口3. 提高保压压力。延长保压时间4. 设法使缓冲量保留到浇口封闭前5. 将加强筋厚度定为底座厚度的 1/3左右6. 减少厚壁处的厚度
9. 裂纹 1. 脱模时的应力 （成型后随即发生）
1. 改进存在脱模问题的部分（根切或脱模时存在应力的部分）
2. 改进顶出方法2. 附着有油等 （刚成型后～
数日后发生）
1. 清洗模具（防锈剂、润滑油等）2. 使用干净的手套（皮脂附着）
3. 内部应变：应力开裂 （成
型数日后发生）
1. 改用不会残留内部应变的形状2. 进行退火
4. 应力应变 （组装后或使用时发生）
1. 减少成型品上所承受的应力2. 在已组装好的状态下进行退火
5. 化学应力：化学开裂 （刚
与物质接触后～数日后发生）
1. 停止使用会导致开裂的物质和药品2. 对成型品进行涂装3. 减少内外部应变
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的试验片的代表性测试值。
• 本资料是根据本公司积累的经验及实验数据作成的，本文所示数
据对在不同的条件下使用的制品不一定能完全适用。因此其内容
并非能保证完全适用于客户的使用条件，引用或借用时请客户作
最终判断。
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可能性等请客户自作考虑。此外，本公司材料并没有考虑到在医
疗和齿科方面的应用（用作移植组织片），故不推荐用在此方面。
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