1. T44-1
94 年度「跨領域科技管理研習班」
國內受訓心得報告
專利內容探討 –
以氣輔射出技術公司為例
學 號：T44
學 員：吳長江
服務單位：光寶科技股份有限公司
職 稱：採購資深經理
關鍵字: 射出成型、氣輔射出技術、價值鏈、模流分析

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壹、前言
由於塑膠射出業面臨市場價格之強烈競爭，目前市場已形成大者恆大，小者淘汰
之局面，各射出廠商無不絞盡腦汁，竭盡所能尋找降價空間，因此，許多新技術，新
製程不斷被開發出來，例如多模穴射出(Multi-Cavity Injection)、複合模射出
(Composite Injection) 、三明治射出(Sand-wish injection) 、堆疊模射出(Stack
Mold Injection) 、超臨界微發泡射出(Mu-Cell injection)以及流體輔助成型技術
(Fluid Assisted Injection Technology)等等。這些新技術及新製程，目的均為設
法提高射出機生產效率、減少生產週期(Cycle Time) 、減少材料量等等。
流體輔助成型技術分為氣體輔助射出成型(Gas Assisted Injection Molding)
與液體輔助射出成型(Water Assisted Injection Molding) 。其中尤其氣體輔助射
出成型近年來被部分使用於 3C 等消費性產品，引起我對氣體輔助射出成型的關切。
實際上氣體輔助射出成型為流體輔助成型技術極重要之製程方法，其一般運用氮氣
(N2 Gas)相對較穩定之物性性質及氮氣資源取得容易等優點，於射出製程中利用經過
壓縮後之高壓氮氣輔助射出製程協助降低成本。該技術其實早於 10 多年前即已運用
在汽車業之方向盤、防撞桿及儀表板、及家電業之冷氣機內部構件及洗衣機外殼等零
件，但用於 3C 及小型家電產品則開始於最近五年。
鑒於許多相關射出技術被開發出來，但這些射出技術大部分均有作專利申請。由
於該射出領域專利眾多，本文將不一一提出探討，僅針對氣體輔助成型技術(Gas
Assisted Injection Molding)提出初步研究，期望此一初步研究能提供塑膠射出產
業對廠商專利有適當的了解，並提高生產效率及增加市場競爭力。
本研究將僅就塑膠射出流程之各階段依價值鏈上所扮演之角色做一簡略說明，並
做一製程專利說明。
貳、塑膠產品加工流程與價值鏈 (Value Chain)
一、 塑件加工流程
以塑膠射出產品而言，首先須規範產品之設計規範及安全規格，從材料之開發及
選擇、產品設計、模具開發、模具製造，而後交由射出廠進行塑件射出，如有文字印
刷或表面處理，則須進行後製程之再加工(一般通稱二次加工) ，最後該塑件將被運
送到產品組裝廠(線)進行最終產品組合。
基本的塑件加工流程如圖一所示:

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圖一 塑件加工流程
(資料來源:本文整理)
二、 塑膠產品加工價值鏈 (Value Chain)分析
圖二表示塑膠射出廠商與其上、下游之價值鏈關係，從價值鏈來看塑膠射
出產品，我們應有以下三個方向:
a. 較高的生產效率 (High Efficiency)
b. 較低的射出生產成本 (Low Manufacturing Cost)
c. 較好的產品品質 (Good Quality System)

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圖二 Value Chain and Cost Driven in Plastic Injection Market
(資料來源:本文整理)
依據上述價值鏈三個方向，我們將依上述塑件加工流程中予以提出各流程
之主要作業要求如下:
(一). 產 品 規 範 與 產 品 安 全 需 求 (Product Criteria & Product Safety
Requirement)
依據產品市場需求或客戶要求作為設計基準，在客戶可以接受的品
質標準下，採取成本最低的作業方式及檢驗流程，在此將不作詳述。
(二). 塑膠料選擇 (Resin Selection)
在價值鏈之考量下，將選擇可以達到產品安全規範之成本最低或生
產效率最高之塑料為主。塑膠料在應用上大致可分為泛用塑膠與工程塑膠
兩種，其分別略述如下:
1.泛用塑膠一般而言係指包含聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、
聚苯乙烯(PS)、丙烯睛-丁二烯-苯乙烯共聚合樹脂(ABS)等五大塑膠，
依其性質及特性均有其主要用途。目前可應用之於 3C 產品外殼,例如:
個 人 電 腦 前 面 板 (Front Panel) 、 鍵 盤 (Key Board) 、 掃 瞄 器
(Scanner) 、印表機(Printer)及電腦螢幕(Monitor)等等。
2.工程塑膠一般有可分為高性能工程塑膠與泛用工程塑膠
(1). 高性能工程塑膠主要針對特殊產品要求 ，如常用於連接器
(Connector) 產 品 之 塑 膠 原 料 有 聚 二 苯 硫 化 物 (Polyphenylene
sulfide ， PPS) 及 芳 香 族 聚 酯 液 晶 聚 合 物 (LIQUID CRYSTAL
POLYMER, LCP)等等，甚而有些高性能工程塑膠為客製化後而產
生的新型塑膠原料，在此將不詳細說明。
(2). 泛用工程塑膠在物性上有別於 PE、PP、PVC 等泛用塑膠，其耐熱
性在 100℃以上，強度在 49.0MPa 以上，彎曲彈性率在 2.4GPa 以
上。由於具備耐熱性、高強度、耐化學藥品等各項優異性質，因
此廣泛應用於資訊設備、家電產品、汽車零組件、電子零組件、
機械五金、運動休閒器材等領域諸如筆記型電腦(NoteBook PC)、

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手機(Cellular Phone)、電源變壓器(Adapter)。泛用工程塑膠包
括尼龍（PA6 及 PA66）、聚縮醛（POM）、聚對苯二甲酸二丁酯（PBT）、
聚碳酸酯（PC）、聚氧化二甲苯（mPPO）等五大類，前三者為結晶
性高分子而後二者為非晶性高分子。如射出產品所要求之強度及
韌性較高，亦可於泛用工程塑膠依產品規格要求，添加不同比例
之纖維(Fiber)則可得到較佳之強度及韌性。
(3). 聚碳酸酯（PC）是台灣市場中最被看好的泛用工程塑膠，經過幾
年的醞釀國內石化大廠終於著手設廠。首先是奇美公司與日本旭
化成(Asahi)公司以技術移轉方式在奇美台南總廠區設立旭美化成
公司，且已於 2002 年先行運轉年產能 5 萬公噸設備，隨後再將年
產能擴大為 10 萬公噸。該公司是利用二甲基碳酸酯（DMC）為原
料替代光氣，聚合製程亦可免除去氯雜質的步驟。另外，台化公
司與日本出光(Idemitsu)株式會社合作，成立台化出光公司，在雲
林麥寮分 3 期興建年產能 15 萬公噸的 PC 生產設備，第 1 期 5 萬
公噸的工廠已於 2001 年底完成，第 2 期及第 3 期工程也已於 2003
年陸續投產。
(三). 產品設計(Product Design)
產品設計在價值鏈上所扮演的角色即尋求最佳設計模式在不影響產
品品質要求下，以求降低材料成本及後續加工成本，例如薄殼設計、變更
塑膠材料為成本較低者等等。
一般產品設計在傳統上為考量安全及外觀上之要求，均有設計規範
依循，例如產品機構設計用來鎖附螺絲用之塑膠柱(Boss)底部塑膠厚度不
可大於產品平均殼厚之 2/3 (如圖三) ，否則產品外觀即會產生表面縮水
情形。
圖三 塑件設計規範案例
易產生縮水現象

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又例如產品外觀因人體工學或造型需要，無法以傳統塑膠射出加工
方法獲得改善時，因此必須尋找新的射出加工方法達到產品要求及成本降
低之目的，氣體輔助射出加工技術即為上述問題之解決對策之一。
(四). 模具設計(Tooling Design)
模具設計為求降低成本，應力求以多模穴(Multi-Cavity)、熱澆道
(Hot-Runner)、選擇適當的模具鋼材、簡化模具設計與加工方式。在價值
鏈表現上為降低生產週期(Cycle Time)及降低塑膠料使用量。
(五). 模具製造(Tooling Manufacture)
模具製造應以模組化設計來簡化模具製造程序及加工成本，及必須
使用高精度之加工機中心加工模具以減少加工誤差。其在價值鏈表現上為
提高模具壽命及效率及減少模具維護成本。
(六). 射出加工(Injection)及二次加工(2
nd
Process)
即前所述之較高的生產效率、較低的射出生產成本、較好的產品品
質。
參、氣體輔助射出成型 (Gas Assisted Injection Molding)
一、 氣體輔助射出成型設備規劃，如圖四。
圖四 塑件設計規範案例

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(資料來源:BAUER 網站， http://www.bauerptg.com)
二、 氣體輔助射出成型示意圖，如圖五。
圖五 氣體輔助射出成型示意圖
(資料來源:http://www.me.cycu.edu.tw/~cimipi/class2-3.html)
三、 氣體輔助射出之優點
氣體輔助射出製程技術歸納起來具有下列的優點：
1. 對於大而薄的成品可使用較均勻而低的壓力，即可完成射出，因此可以減少
殘留應力及翹曲變形，並增加其機械強度。
2. 成品肉厚的中央是中空的可以節省塑料、降低成本。
3. 可以減少肋骨或輪轂等結構的收縮凹陷，改進成品表面的品質。
4. 可以降低樹脂的收縮率，提高射出成型品的精密度。
5. 大量減少鎖模力，可用小噸位射出機取代原生產用的大噸位射出機。
6. 利用氣體管道的設計來加強成品的結構和強度。
7. 減少流道數目，節省塑料的使用。
8. 縮短射出成型週期。
9. 改變傳統成品設計觀念及限制可以使用大的成品厚薄比。
10. 改變傳統成品設計觀念使各附加零組件儘可能達到一體化設計和成型。

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四、 氣體輔助射出設備投資
整體設備投資金額約從 USD 5 萬(基本需求)起，投資費用依注塑射出機台數及
工作需求增加而增加。
五、 市場資訊
現今市場上較著名之氣輔設備供應商大部分均為歐美廠商，如圖六。其中
擁有氣輔射出關鍵專利者為 CINPRES 與 GAIN 兩家公司。
圖六 氣輔設備供應商
肆、個案分析
本文採用個案研究方法，對象為 CINPRES 公司。其為一跨國性且擁有最多氣體
輔助射出製程專利之公司。經與業務人員訪談後，發現該公司名稱「CINPRES」其實
為”Control Internal Pressure”之縮寫，意思即為控制內部氣體壓力之意。以下
為本訪談調查後所得之資料:
一、 公司簡介
(一). 公司介紹
CINPRES 公司成立於 1992 年，屬於英國 BI Group 下之塑膠事業部
(Plastic Division) ，如圖七。

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圖七 CINPRES 組織架構
(資料來源:BI Group 網站，http://www.bi-group.com/divisions.htm)
(二). 亞洲組織團隊
層級扁平化，目前台灣人員共計 9 人，其中兩名技術人員及七名業
務人員，大陸共計 7 人均為維修人員。目前台灣部分，基於人力安排，業
務與技術人員互有交集，常以兩人為一小組共同為客戶進行討論協調。
二、 核心能力
在深入了解 CINPRES 公司後，我發現其具備的核心能力如下:
(一). 品牌經營:「CINPRES」即象徵著氣體輔注射出製程技術之專家。
(二). 廠商合作關係:建立以技術服務為導向之合作關係，提供工程人員教育訓
練，協助製作模流分析(Mold Flow Analysis)(如圖八) ，提供氣輔產品
機構設計與模具設計建議，並協助設備與製程改善上的支援。
BI Group
Engineered Products
工程研究事業
Plastics
塑膠製品事業
Metals
金屬製品事業
CINPRES Gas
Injection

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圖八 模流分析(Mold Flow Analysis)
三、 公司經營模式:
採取技術服務為導向之合作關係
四、 市場關係策略:
與客戶之合作模式建立於客戶購置設備即取得適當項目之專利，部分專利
將視彼此雙方策略合作模式，例如營業額大小、未來使用該特別專利之產品生產
量多少及生產地點等因素另行決定授權方式。
五、 智慧財產策劃運用:
前述曾提及目前市場具有氣體輔助射出製程專利者有 CINPRES 與 GAIN 兩家
公司，兩公司曾於數年前因氣體輔助射出製程數項專利彼此訴諸法院，經過多年
冗長的法院訴訟過程，最後僅有一項製程專利(Over-Flow Process)極度雷同，
而列為雙方專利均成立外，其餘項目均由 CINPRES 獲得專利訴訟勝利。
六、 品牌經營與授權:
「CINPRES」在歐洲、美國及其他國家均申請專利在案(專利項目及國家可
參考附件) 。在日本地區 CINPRES 與日本三菱(Mitsubishi)有交互授權協定，
台灣及中國大陸地區目前也已經有部分台商射出廠與 CINPRE 進行個別專利授
權協商，如英濟企業公司等。有些較新及特別專利如外氣輔助射出製程
(EXTERNAL GAS MOULDING) ，皆被要求採個別授權方式。
伍、結論
在尊重智慧財產權之世界發展趨勢下，不論高科技產業或傳統產業，專利已儼然
成為所有商業行為中最具攻擊性之武器，如何有效應對，已成為廠商在這場全球商業
戰役中是否立於不敗之最重要議題。對技術專利相對弱勢的國內廠商而言，應尋求國

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外先進廠商之技術移轉或合作，然後更應開始建立完整之智慧財產權的管理制度，如
此才能充分運用智慧財產權而更進一步的強化產業競爭力。
另一方面，許多國內廠商受制於國外高科技大廠之高專利收費，使我國以代工模
式生產之企業型態更形艱困。個人參與此課程深刻感受到智慧財產權即將成為一個不
需子彈之商業攻擊武器，如沒有適當的談判籌碼，雖不一定會讓企業倒閉，但一定會
讓企業因為專利賠償而使企業發展受阻。所以，基於競爭之考量，若無法從內部產生
所需的技術，則透過技術移轉或是授權乃為最佳的選擇。
從 CD 產業的授權金問題，延伸到相同產業間相互技術人員挖角產生營業秘密外
洩之問題，無不看出智慧財產在現今商業競爭模式之重要性。對於新技術的開發，在
未來的市場競爭中必將扮演著一個決定性勝負的籌碼，惟有加強研發投入，掌握核心
技術及持續提升產品開發能力，建立技術專利版圖，提升品質要求，方可憎加與國際
競爭者談判之籌碼。

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陸、附件: CINPRES 專利項目
(一). Patents included in Gas Controller Licence
PATENT APPLICATION SHORT
COUNTRY NUMBER NUMBER TITLE
Australia 568375 Hollow Moulding with volume control
Canada 1227006 Hollow Moulding with volume control
Canada 2045860 Pressurization Cont. Unit
Denmark 2324/84 Hollow Moulding with volume control
Eire 57661 Hollow Moulding with volume control
Europe 0692360 Gas injection with moving core
Europe 0289230 Full shot moulding
Europe 0467565 Pressurization Cont. Unit
Europe 0648157 Phased Gas Injection
Europe 0624122 Sealed Injection of Gas
Euro German 0127961 Hollow Moulding with volume control
Germany 69320815 Phased Gas Injection
Hong Kong 0692360 Gas injection with moving core
Japan 1788589 Hollow Moulding with volume control
Japan 2131480 Full shot moulding
Japan 4226722A Pressurization Cont. Unit
Korea 95997 Full shot moulding
Mexico 160422 Hollow Moulding with volume control
Portugal 78572 Hollow Moulding with volume control
Singapore 9790609-3 Full shot moulding
Spain 532382 Hollow Moulding with volume control
Taiwan 34135 Full shot moulding
G.B. 8312934 Cavity Prevention
G.B. 2217644 Full shot moulding
U.S.A. 4824732 Hollow moulding with volume control
U.S.A. 4923666 Full shot moulding
U.S.A. 4498860 Sprue Cut Off
U.S.A. 5198240 Pressurization Control Unit
PCT GB93/00213 SIG Gas Injectors
PCT GB93/01278 Phased Pressure Control
(二). PEP Patents included in PEP/MC licences
GB Patent
Application number 0122292.6
th Filing date 14 September 2001

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Short title Plastics Expulsion Process
US Patents
Application serial number 09/902,354
th Filing date 10 July 2001
PCT number PCT/IB01/01592
Title Plastic Expulsion Process
Application serial number 09/918,234
th Filing date 30 July 2001
PCT number PCT/IB01/01706
Title Plastic Expulsion Process for Forming Hollow Tubular Products
Moving Core Patent EP 0692 360B1
Moving Core Hong Kong 1011002
CGI's Retractable and Moving Pin In-mould Gas Injectors are offered separately and item prices
include Licence fees to operate with no extra charges. Patent appln no 009 37069.3
Patents have been applied for coving CGI's Gas Cool and WAM processes
(三). EGM and GasPak Patents
GPI (Gas Pressure Injection) – 1
External gas pressure following compact moulding
PCT JP94-01457
US 5,730,926
EP, US, GB, FR, DE, CN, KR, MY, TH
GPI 2
Gas pressure to plastic surface after excess filling of mould with plastic and use of sealed gas
in-mould reservoir
US 5,972,276
DE, CN, KR, TH, ID, MY
AIP 3
Applying gas pressure to one plastic surface with mould core opening to prevent sinks
US 5,993,723
DE, CN, KR, TH, ID, MY
EGM
US 5,643,527 External pressure in selected mould areas and whole mould area
US 5,439,365 Integral and mechanical seal methods
US 5,542,611 Gas distribution and cooling with gas
US 5,344,596 Gas pressure with mould opening, increases as mould closes
US 5,716,560 Combination of internal and external gas moulding
US 5,273,707 Gas injection with poppet valves and porous metal and using gas to
eject moulding
US 5,458,846 Gas covers whole moulding with multi and variable gas feeds

14. T44-14
FR, DE, IT, GB, ME
EGM
PCT/GB93/00212 External Gas Assisted Injection Moulding Methods and
EP 0624121 Apparatus

15. T44-15
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慧財產評論第三卷第一期，2005 年 4 月
洪世淇，工業技術研究院經資中心，2005 年 6 月，
http://www.chemnet.com.tw/magazine/200112/index12.htm