CN112154053B - 微细图案转印用模具和微细图案成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种能够通过一体成型将微细图案高精细地转印到中空产品内部的微细图案转印用模具和微细图案成型方法。通过模具本体的合模，在由型腔部和在规定的位置固定有微细图案原版的型芯销部形成的产品形成空间部中，使供熔融状态的树脂材料从热流道部流入的浇口部以与上述微细图案原版的固定面水平的方式在上述固定面的一端侧开口，将上述热流道部的注射喷嘴与上述浇口部直接连结，利用从上述浇口部流入的上述树脂材料一体成型出上述中空产品。

Description

微细图案转印用模具和微细图案成型方法

技术领域

本说明书中的公开涉及微细图案转印用模具和微细图案成型方法，特别涉及在中空产品的内表面转印微细图案的技术。

背景技术

作为这种技术，已知压印技术。压印技术能够将半导体材料、光学材料、微型机器、生物等各种领域中期待利用的数μ至数百μ量级的微细的凹凸图案转印到规定的材料上。

例如，在光盘基板制造用的模具(压模)中，有的是，使用镍电铸部件等来转印转印用的微细图案(冲头(bit)等)的(例如，参照专利文献1)，也有的是，沿着辊形状的模具的外周设置有2个以上的图案部并且这些图案部相互并列配置，在上述图案部中，在上述模具的外周形成有微细结构，构成上述各图案部的微细结构的大小为1μm以下(例如，参照专利文献2)等等。

此外，也有时为了用上述微细图案的凹部捕获存在于液体中的μ量级的分子，必须在中空产品(例如有底筒状产品)的内部形成微细图案(例如参照非专利文献1)。

在此，作为有底筒状产品即中空状的树脂产品的注塑成型，提出了一种中空产品用注塑成型模具，其具备与型腔连通的热流道、和滑动自如地设置在该热流道内的用于开闭浇口的销，并且在上述销内设有向上述型腔内压送的气体的流入路径(例如参照专利文献3)。在中空状的树脂产品的情况下，由于与平面板相比较，产品成型部的流路较长，存在弯曲部位，故可能在成型过程中导致树脂的温度降低。因此，使用热流道，以免出现伴随温度降低而产生的成型不良。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-297639号

专利文献2:日本特开2013-86388号

专利文献3:日本特开2002-292701号

非专利文献

非专利文献1:国立研究开发法人科学技术振兴机构、新闻稿、共同发表，"将疾病或易感性生物标志物的检测灵敏度提高100万倍"[线上]、平成24年8月31日、[平成31年3月25日检索]、因特网＜URL：https：//www.jst.go.jp/pr/announce/20120831/index.html>

发明内容

发明要解决的问题

例如，为了在上述中空的有底筒状产品的内侧底面形成微细图案，可以考虑利用上述专利文献1、专利文献2记载的技术，将容器底面部(即平面板)作为单独部件，在该底面部平面上实施微细图案的加工后，接合另外形成的侧面部的方法。

但是，在这样的方法中，部件数量倍增，并且需要将侧面部与底面部接合的工序。特别是，在上述有底筒状产品是一次性大量使用的产品的情况下，从制造成本、作业效率的观点出发，需要改善部件数量、作业工时的增加。另外，在接合两个部件的情况下，接合不良等在接合部分产生不良情况的可能性变高是不可避免的问题。特别是在用于生物化学类的分析时，这种接合不良可能会给高精细的分析带来障碍，潜在地存在可靠性的问题。

因此，从制造成本、作业效率改善、以及高可靠性的观点出发，为了在立体的中空产品的内部侧形成微细图案，如上述专利文献3所记载的那样，需要通过一体成型进行制造。然而，专利文献3所述的中空产品用注塑成型模具是以方向盘的转向柱外壳等较厚的厚壁成型品的制造为对象的，可以认为其不适合于在内部形成如上所述的微细图案的产品。

即，如上所述，在径向、深度方向都以μ量级的尺寸形成微细图案的情况下，与平面状的产品相比，树脂材料的流动发生紊流化，变得复杂，并且流动长度也变长，因此产生树脂材料的填充变困难的问题。此外，即使树脂材料到达微细图案附近，在如上所述的结构中，树脂材料的温度也会显著降低，可能引起转印不良、成型不良。

此外，为了制成能够耐受上述分析等的高可靠性的产品，需要使中空产品整体薄壁化，但其结果是，温度降低引起的固化快，压力损失导致压力难以传递到树脂材料，也可能引起转印不良。

本说明书公开的目的是解决上述问题，并且提供一种微细图案转印用模具和微细图案成型方法，其能够通过一体成型将微细图案高度精细地转印到中空产品的内部。

解决问题的手段

为了达成上述目的，本说明书公开的微细图案转印用模具的最主要的特征在于，在通过模具本体的合模而由型腔部和将微细图案原版固定于规定位置的型芯销部形成的产品形成空间部中，使供熔融状态的树脂材料从热流道部流入的浇口部以与上述微细图案原版的固定面水平的方式在上述固定面的一端侧开口，将上述热流道部的注射喷嘴与上述浇口部直接连结，利用从上述浇口部流入的上述树脂材料一体成型出上述中空产品。

根据该构成，由于熔融状态的树脂材料从热流道部的注射喷嘴向最初转印微细图案的转印面注射，所以能够以形成良好的微细图案所需的温度供给到转印面。另外，为了从微细图案的转印面优先供给树脂材料，通常，需要将浇口部设置在上述转印面侧，以从与上述转印面正交的方向、即上述转印面的上面方向注射。但是，如果在转印面侧设置浇口，则在产品上会残留浇口痕迹。由于使用上述微细图案对成型后的产品的被转印面进行观察、分析等，因此必须避免在转印面上形成浇口痕迹。另一方面，为了进行高精细的转印，必须避免供给到上述转印面的树脂材料的温度降低。因此，使浇口部以与上述微细图案原版的转印面水平的方式在上述转印面的一端侧开口。

即，本说明书公开的微细图案转印用模具的特征在于，其通过注塑成型将微细图案转印到中空产品的内表面上，上述微细图案转印用模具包括：

模具本体，其能够分离成固定侧本体和可动侧本体；

型腔部，其呈凹状地形成在与上述可动侧本体连结的固定侧本体连结面上；

型芯销部，其在与上述固定侧本体连结面相对的可动侧本体连结面，呈凸状地形成在与上述型腔部相对的位置，并在规定的位置固定有要进行上述转印的微细图案原版；

产品形成空间部，其通过上述固定侧本体与上述可动侧本体的合模而形成在上述型腔部与上述型芯销部之间；

浇口部，其在上述产品形成空间部中，在面向固定到上述型芯销部的微细图案原版的转印面的水平方向端部侧的位置开口；以及

热流道部，其包括注射喷嘴，通过在上述固定侧本体内形成规定的树脂材料的流路并加热上述流路，从而在将上述树脂材料保持在规定温度的熔融状态的状态下直接连结到上述浇口部，

从上述注射喷嘴经上述浇口部向上述转印面方向注射上述熔融状态的树脂材料，从而在上述产品形成空间部一体成型出上述中空产品。

在上述中空产品为有底的、且将转印上述微细图案的面作为上述中空产品的内侧底面的情况下，将上述微细图案原版载置并固定于上述型芯销部的顶面即可。

可以在型芯销部的内部设置温度调整部，使得上述型芯销部的固定有上述微细图案原版的部位的温度不低于规定温度。

根据该构成，能够进一步消除伴随温度降低出现的微细图案的转印不良，能够形成可靠且精细的微细图案。特别是，当上述浇口部的位置在相对于转印面的水平方向的一端开口时，树脂材料从该一端侧到达转印面的相对端侧产生时滞，在上述一端侧和相对端侧，树脂材料的温度不同，结果，转印精度可能产生不均匀。因此，为了实现转印面的温度的均匀化，设置上述温度调整部即可。

此外，也可以是，由在上述转印面的水平方向上注射的树脂材料所抵接的上述微细图案原版的外周侧面和固定上述微细图案原版的上述型芯销部前端的外周侧面这两层构成的外周侧面，具有朝向上述微细图案原版的转印面方向前端变细的锥状的倒角部。

根据该构成，从上述浇口部流入的上述树脂材料在上述转印面的水平方向上顺畅地被上述倒角部引导，从而能够实现上述时滞的缩短化。

本说明书公开的微细图案成型方法的特征在于，其是通过注塑成型将微细图案转印到有底中空产品的内侧底面的微细图案成型方法，上述微细图案成型方法包括：

将形成有凹状的型腔部的模具本体的固定侧本体与形成为凸状且在顶面固定载置有微细图案原版的模具本体的可动侧本体合模，在上述型腔部与型芯销部之间形成产品形成空间部的工序；

通过热流道部将规定的树脂材料保持在熔融状态并注射的工序；

从在上述产品形成空间部中在面向固定于上述型芯销部的微细图案原版的转印面的水平方向端部的位置开口的浇口部，向上述转印面的水平方向注射上述熔融状态的树脂材料，并向上述产品形成空间部供给上述树脂材料的工序；

冷却上述供给的树脂材料的工序；

将上述可动侧本体从上述固定侧本体分离而开模的工序；以及

通过上述型芯销部将成型为上述产品形成空间部的形状的产品顶出的工序，

直至通过上述注射向上述产品形成空间部供给上述树脂材料结束为止，进行温度调整，以使上述型芯销部的温度不达到规定温度以下。

发明的效果

根据本说明书公开的微细图案转印用模具和微细图案成型方法，起到能够以低成本、高效率生产将高精细的微细图案转印到内部的中空产品的效果。

附图说明

图1是本说明书公开的微细图案转印用模具的侧剖视图，(A)是合模状态的侧剖视图，(B)是开模状态的侧剖视图。

图2是热流道部的侧剖视图。

图3是型芯销部的侧视图。

图4是从型芯销部的温度调整用流路的横截面侧观察的闭模状态的微细图案转印用模具的侧剖视图，(A)是侧剖视图整体图，(B)是型芯销部前端的局部放大侧剖视图，(C)是型芯销部下端的局部放大侧剖视图。

图5是型芯销部的前端的局部放大图，(A)是表示在将微细图案原版焊接于型芯销部前端之后仅进行了焊珠脱落的情况下的树脂材料的流动的图，(B)是表示在将微细图案原版焊接于型芯销部前端之后，进行了焊珠脱落并且以规定的角度切削型芯销部前端而形成倒角部的情况下的树脂材料的流动的图。

图6是表示对注射喷嘴和浇口部设置规定角度的状态的示意图，(A)是从浇口部的开口方向观察的示意图，(B)是注射喷嘴和浇口部的侧剖面的示意图。

图7是表示倒角部的倾斜角度与注射角度的关系的示意图。

图8是表示壁厚在被转印面和被转印面以外发生变化的产品形成空间部的示意性剖视图。

图9是表示在合模状态下向产品形成空间部注射树脂材料的状态的局部放大侧剖视图。

图10是表示微细图案的转印状态的局部放大侧剖视图。

图11是说明本说明书公开的利用微细图案转印用模具转印微细图案的工序的图，(A)是树脂材料供给前的开模状态的图，(B)是合模状态的图，(C)是表示从热流道部的注射喷嘴开始注射树脂材料的状态的图，(D)是表示通过合模实现的压缩状态的图，(E)是表示结束树脂材料的注射并开模的状态的图，(F)是表示顶出转印了微细图案并一体成型的中空产品的状态的图。

图12是微细图案成型面的放大照片，(A)是型芯销部的温度为80℃时的照片，(B)是型芯销部的温度为90℃时的放大显微镜照片。

具体实施方式

以下，参照附图，对用于实施本说明书公开的技术方案的方式进行说明。在后续的实施方式具有与之前说明的实施方式对应的构成要素的情况下，标注相同的附图标记并省略重复的说明。另外，在各实施方式中仅说明结构的一部分的情况下，对于该结构的其他部分有时使用之前说明的实施方式的附图标记。即使在没有明确示出在各实施方式中能够具体组合的情况下，只要该组合没有特别障碍，也能够将各实施方式彼此部分地组合。此外，以下说明的实施方式是例示，并不限定于以下的实施方式，只要不脱离本说明书的公开的主旨，就能够进行各种变更。

图1是作为本说明书公开的微细图案转印用模具的实施方式示例性示出的侧剖视图，(A)是合模状态的侧剖视图，(B)是开模状态的侧剖视图。微细图案转印用模具包括可分离的固定侧本体10和可动侧本体20。以下，将使固定侧本体10与可动侧本体20分离的状态称为开模，将使固定侧本体10与可动侧本体20连结的状态称为合模。本公开的微细图案转印用模具在合模状态下，其整体形状呈立方体或长方体。

固定侧本体10具有作为固定侧本体10的主要部分的固定侧模板11以及隔着固定侧隔热板17将固定侧模板11安装于未图示的成型机的固定盘的固定侧安装板12。此外，在本实施方式中，剥料板14介于固定侧模板11与固定侧安装板12之间。剥料板14用于在开模时从成型的产品自动地剥离后述的主流道(sprue)、分流道(runner)。

在固定侧隔热板17的中央，安装有定位环18，该定位环18为在上述成型机上安装微细图案转印用模具时的定位部件。定位环18形成为环状，在厚度方向上嵌设在设置于固定侧隔热板17和固定侧安装板12的连通孔中。定位环18的形成为上述环状的中央的开口部与热流道部13连接，该热流道部13垂直向下地贯通固定侧安装板12、剥料板14及固定侧模板11而设置。在剥料板14和固定侧模板11上，隔着热流道部13，在与热流道部13正交的方向上并列地贯通有各2根(因此合计4根)固定侧冷却水管15。

热流道部13的与定位环18相反侧的前端与具有规定空间的固定侧嵌件16连接。固定侧嵌件16的与上述连结的可动侧本体20相对的连结面侧开口，嵌装有后述的型腔部。

另外，在所述连结面边缘部附近，设置有锥形块19，该锥形块19用于在与可动侧本体20进行上述连结时进行高精度定位调整。

可动侧本体20是可动侧本体20的主要部分，具有在上述连结时与固定侧模板11相对的可动侧模板21以及隔着可动侧隔热板29将可动侧模板21安装在未图示的成型机的可动盘上的可动侧安装板22。在可动侧模板21与可动侧安装板22之间，设有用于通过施力将成型后的产品顶出并取出的上层顶出板25和下层顶出板26。为了确保用于上层顶出板25和下层顶出板26的顶出的动作空间，可动侧模板21和可动侧安装板22两者间由间隔块27支承。

从可动侧模板21，经由上层顶出板25及下层顶出板26的上述动作空间，至在与固定侧嵌件16的开口相对的方向上朝向开口侧嵌装的可动侧嵌件28，贯通地竖立设置有型芯销部23。型芯销部23的前端从与固定侧本体10相对的连结面突出。该突出位置是与上述型腔部嵌合的位置。

另外，在可动侧模板21上，设有可动侧冷却水用接头24，用于使冷却水从外部流入可动侧冷却水管，该可动侧冷却水管在与型芯销部23的上述竖立设置方向正交的方向上贯通。(可动侧冷却水用接头24连结在与固定侧冷却水管15相同的冷却水管，固定侧冷却水管15也连结在与可动侧冷却水用接头24相同的冷却水用接头。

图2是热流道部13的侧剖视图。从未图示的成型机向主流道13A供给熔融的树脂材料。上述树脂材料向图中空心箭头方向流动，流入分流道13B。在本实施方式中，分流道为一个，但例如也可以从主流道13A分支，并分流到多个分流道。分流道13B沿着树脂材料的流动被加热器E包围。加热器13E防止流过分流道13B内的上述树脂材料因温度降低而固化，维持规定的熔融状态。在分流道13B的前端方向连接有注射部13C。注射部13C的注射喷嘴13D向产品的成型区域注射上述树脂材料。此外，上述树脂材料只要是热可塑性树脂，就没有特别限定，具体而言，优选环烯烃聚合物、环状烯烃聚合物等。

立体产品与平板产品相比，流路长，形状复杂，因此在成型过程中树脂材料的温度降低，有可能导致成型不良。因此，为了直至到达注射喷嘴13D为止，通过加热器13E防止树脂材料的温度降低，而采用热流道部13。

图3是型芯销部23的侧视图。如图1所说明的那样，型芯销部23竖立设置在可动侧安装板22上。型芯销部23的下端具有基座23G。为了确保产品成型后的良好的脱模性，隔着顶出套筒(ejector sleeve)23A在上端设有多个槽部23C。但是，只要能够确保良好的脱模性，则也可以不是槽部23C的形态。例如，可以对表面进行粗加工。型芯销部23的前端23E在上表面载置并固定有微细图案原版F。该固定方法例如通过焊接固定即可。

图4的(A)是从型芯销部23的温度调整用流路的横截面侧观察到的闭模状态的微细图案转印用模具的侧剖视图。型芯销部23在外周侧面具有顶出套筒23A，在内部具有温度调整部23B。顶出套筒23A用于从成型于型芯销部23的前端周围(型芯部分)的产品，上推产品的凸缘部分等，使其从型芯销部23脱模。

图4的(B)是内置温度调整部23B的型芯销部23的前端的局部放大侧剖视图，图4的(C)是型芯销部23的下端的局部放大侧剖视图。型芯销部23的下端具有给排口23D，该给排口23D对温度调整部23B进行热水的给排。温度调整部23B的内部空间在长度方向中央具有热水的供给管，将上述供给管的外部作为排水管。如图4的(A)的空心箭头所示，从外部(图中IN侧)进入的热水如图4的(C)所示，从给排口23D向空心箭头U的方向、即在上述给水管内向温度调整部23B的前端方向上升。上升的热水从温度调整部23B上端开口喷出，将型芯销部23的前端温度维持在规定的温度。喷出的热水沿着温度调整部23B的上述排水管向空心箭头D的方向下降。下降的温水如图4的(C)所示，从给排口23D向空心箭头D的方向排出，如图4的(A)的空心箭头所示，向外部(图中OUT侧)排出。

在一般的模具(mold)(模具(die))的情况下，型芯的部分由于产品成型时的树脂材料等的温度的影响而蓄热。在蓄热后的型芯的部分的周围，树脂不会固化，容易产生成型不良。因此，通常，为了消除上述蓄热状态，缩短成型周期，利用冷却水对型芯的部分进行冷却。另一方面，本说明书中公开的型芯销部23的前端用于将微细图案转印到中空产品的内表面的目的，如果像上述一般的模具那样进行冷却，则转印性变差，例如产生微细图案的凹部的角的转印不良等。而如果过度地提高型芯销部23的前端的温度，则与上述一般的模具同样，成型周期变长，使生产率降低，并且产生成型不良。因此，将型芯销部23的内部作为温度调整部23B，为了实现利用前述微细图案的良好的成型，将型芯销部23的前端温度维持在规定的温度。另外，应由温度调整部23B维持的规定温度例如优选为90℃～100℃。

图5是型芯销部23的前端23E的局部放大图。型芯销部23的前端23E的外周侧面包括微细图案原版F的外周侧面和前端23E的外周侧面这两层。另外，微细图案原版F例如通过利用焊接等接合方法形成的接合部W固定载置在前端23E上。

从利用图2说明的注射喷嘴13D经由后述的浇口部注射的树脂材料如图5的(A)所示，除了有些是如图中的箭头R1那样直接去往微细图案原版F的上表面水平方向以外，还有些是碰到上述两层的外周剖面而如图中的箭头R2那样去往下方。

为了从微细图案F进行良好的转印，需要从树脂材料的注射开始尽可能快地使均匀量的树脂材料到达微细图案F的转印面整体。因此，优选从注射的树脂材料的流动将上述箭头R2那样的流动引导至微细图案F的转印面的水平方向。

因此，如图5的(B)所示，将由上述两层构成的外周侧面切削成向上述微细图案原版F的转印面的水平方向变尖细的锥状，形成倒角部23F即可。通过倒角部23F，除了图中的箭头R1之外，与倒角部23F的斜面抵接的树脂材料被该斜面引导而向箭头R3的方向流动。因此，与图5的(A)的情况相比，较多的树脂材料流向微细图案原版F的转印面侧，均匀量的树脂材料更快地到达转印面整体。

图6是表示对注射喷嘴13D和浇口部3A设置规定角度的方式的示意图。图6的(A)是从浇口部3A的开口方向观察的示意图，图6的(B)是注射喷嘴13D和浇口部3A的侧剖面的示意图。在本实施方式中，在微细图案原版F的转印面的水平方向端部侧，在比上述转印面靠上方的位置开设浇口部3A，使注射喷嘴13D和浇口部3A倾斜到规定的角度，以使从注射喷嘴13D和浇口部3A径直注射的树脂材料R与倒角部23F抵接。

通过这样倾斜，树脂材料R更高效迅速地供给到上述转印面。进而，通过浇口部3A的开口在产品形成空间部3侧和注射喷嘴13D侧，在产品形成空间部3的厚度方向形成倾斜角度，由此脱模时施加的剪切力与没有上述倾斜角度的情况相比变小，可以顺利地取出成型品。

图7是表示倒角部的倾斜角度与注射角度的关系的示意图。利用图6说明的锥状的倒角部23F的倾斜角度以比与树脂材料R与倒角部23F抵接的注射方向正交的角度更向与微细图案原版F的转印面水平的方向侧倾斜的角度形成。即，如图6所说明的，在使浇口部3A以规定角度倾斜并使树脂材料R与倒角部23F抵接的情况下，当倒角部23F与树脂材料R的注射方向正交时(θ1)，不能有效地将树脂材料R引导至上述转印面。因此，只要以向与微细图案原版F的转印面水平的方向侧倾斜的角度(θ2)来确定倒角部23F的切削面的角度即可。这是因为与倾斜角度变缓相应地，树脂材料R更容易流向上述转印面侧。例如，在浇口部3A的注射角度为30度的情况下，如果倒角部23F的切削面的角度为60度，则树脂材料R在与倒角部23F大致正交的方向上抵接。因此，例如，如果将倒角部23F的切削面的角度设为15度左右，则倒角部23F作为向上述转印面的引导部而有效地发挥作用。另一方面，当浇口部3A的角度超过40度倾斜时，为了避免上述正交，需要使切削面的角度为5度左右。此时，几乎与没有形成切削面的情况相同，因此无法获得作为上述引导部的效果。因此，可以认为，将浇口部3A的角度设定为30度，将倒角部23F的切削的角度设定为15度左右是优选的角度设定。

图8是示出在壁厚被转印面和被转印面以外发生变化的产品形成空间部3的示意性剖视图。即，产品形成空间部3的被转印面3B侧的壁厚T1比侧面3C(被转印面以外)的壁厚T2厚。通过这样设置壁厚差，向产品形成空间部3内注射的树脂材料R被较多地引导至壁厚较厚的一侧，因此能够迅速地向被转印面供给树脂材料R。

图9是表示在合模状态下向产品形成空间部注射树脂材料的状态的局部放大侧剖视图，图10是表示微细图案的转印状态的局部放大侧剖视图。

如图1至图4所说明的那样，在合模状态时，型芯销部23与嵌装在固定侧嵌件16上的型腔部16A成为嵌合状态，从而形成产品形成空间部3。如图9所示，产品形成空间部3在面向固定于型芯销部23的微细图案原版F的转印面的水平方向端部的位置开设有浇口部3A。浇口部3A直接连结到热流道部13的注射喷嘴13D，并且树脂材料不仅被供给到产品形成空间部3的被转印面3B，而且被供给到侧面3C。

图11是说明根据本说明书公开的微细图案转印用模具转印微细图案的工序的图。图11的(A)是树脂材料供给前的开模状态的图。在该状态下，接通未图示的成型机的电源，除了温度调整部23B的温度设定以外，还输入成型条件。接着，成型周期开始，如图11的(B)所示，使可动侧本体20向固定侧本体10移动而成为合模状态。此时，凹状的型腔部16A与呈凸状地在前端载置并固定有微细图案原版F的型芯销部23嵌合，在两者之间形成产品形成空间部3。

如图11的(C)所示，熔融状态的树脂材料R从热流道部13的注射部13C的注射喷嘴13D通过浇口部3A注射到产品形成空间部3中。此时，型芯销部23的温度调整部23B被供给热水，固定有微细图案原版F的型芯销部23的前端23E被维持在规定温度，因此能够防止上述熔融状态的树脂材料R因温度降低而固化。温度调整部23B的上述温度调整处理进行到通过上述注射向产品形成空间部3供给树脂材料R结束为止。

图11的(D)是表示进一步通过合模实现的压缩状态的图(在图中的箭头方向上进一步施加压力)。在从图11的(C)的状态向图11的(D)的状态转移时，随着从型腔部16A与型芯销部23嵌合的间隙排出气体，树脂材料也逐渐被供给至产品形成空间部3的侧面3C。

另外，从在面向固定于型芯销部23的微细图案原版F的转印面的水平方向端部的位置开口的浇口部3A向上述转印面的水平方向注射上述熔融状态的树脂材料R，将树脂材料R供给至产品形成空间部3，因此，高效地将树脂材料供给至上述转印面上。

在图11的(D)的工序之后，当树脂材料被供给至产品形成部3整体时，结束树脂材料的注射，进入冷却处理，在经过规定时间之后，如图11的(E)所示，将可动侧本体20从固定侧本体10分离并开模。最后，借助型型芯销部23的顶出套筒23A，将在产品形成空间部3内微细图案原版F的微细图案被转印到被转印面上而成型的产品的凸缘部分顶出，从而能够得到一体成型的中空产品。

另外，关于温度调整部23B的上述温度调整处理，例如在壁厚为0.3mm至0.5mm的有底中空产品的底面上至少转印深度方向3μm至4μm的凹状的微细图案的情况下，为了进行良好的转印，优选将上述规定温度设为90℃～100℃。

实施例

图12是主要通过改变型芯销部的温度调整部的温度将微细图案转印到有底中空产品的底面时的微细图案成型面的放大照片。(A)是将型芯销部的温度设为80℃时的照片，(B)是将型芯销部的温度设为90℃时的照片。另外，此时的热歧管(热流道部)的温度为300℃。

在(A)的情况下，微细图案变浅(2.741μm)，平面部(图案间的间距部分的平面部)也非常脏。另一方面，在(B)的情况下，与(A)相比，凹图案的开口部的形状形成为大致圆形，而且图案间的间距也明确地形成。另外，微细图案的深度为3.244μm。

如上所述，通过温度调整部，防止固定于型芯销部的前端的微细图案原版的温度降低，并维持在规定温度，由此能够在中空产品的内侧进行良好的图案转印而一体成型。

附图标记说明

10固定侧本体

11固定侧模板

12固定侧安装板

13热流道部

13A主流道(sprue)

13B分流道(runner)

13C注射部

13D注射喷嘴

13E加热器

14剥料板

15固定侧冷却水管

16固定侧嵌件

16A型腔部

17固定侧隔热板

18定位环

19锥形块(taper block)

20可动侧本体

21可动侧模板

22可动侧安装板

23型芯销部

24可动侧冷却水用接头

25上层顶出板

26下层顶出板

27间隔块

28可动侧嵌件

29可动侧隔热板

3产品形成空间部

3A浇口部

3B被转印面

F微细图案原版。

Claims (8)

1.一种微细图案转印用模具，其通过注塑成型将微细图案转印到有底的中空产品的内侧底面上，所述微细图案转印用模具包括：

模具本体，其能够分离成固定侧本体和可动侧本体；

型腔部，其呈凹状地形成在与所述可动侧本体连结的固定侧本体连结面上；

型芯销部，其在与所述固定侧本体连结面相对的可动侧本体连结面，呈凸状地形成在与所述型腔部相对的位置，并在凸状的所述型芯销部的顶面固定有要进行所述转印的微细图案原版；

产品形成空间部，其通过所述固定侧本体与所述可动侧本体的合模而形成在所述型腔部与所述型芯销部之间；

浇口部，其在所述产品形成空间部中，在面向固定于所述型芯销部的微细图案原版的转印面的水平方向端部侧的位置开口；以及

热流道部，其包括注射喷嘴，通过在所述固定侧本体内形成规定的树脂材料的流路并加热所述流路，从而在将所述树脂材料保持在规定温度的熔融状态的状态下直接连结到所述浇口部，

由向所述转印面方向注射的树脂材料所抵接的微细图案原版的外周侧面、和固定所述微细图案原版的型芯销部前端的外周侧面这两层构成的外周侧面，具有朝向所述微细图案原版的转印面方向变得尖细的锥状的倒角部，

如以下方式形成有开口：即以使从所述注射喷嘴和浇口部径直注射的所述树脂材料与所述锥状的倒角部抵接的方式，将所述浇口部在水平方向端部侧且在比所述微细图案原版的转印面靠上方的位置处在所述产品形成空间部侧和所述注射喷嘴侧倾斜到所述产品形成空间部的厚度方向的角度而形成，

锥状的倒角部的倾斜角度以比与所述树脂材料进行所述抵接的注射方向正交的角度更向与所述微细图案原版的转印面水平的方向侧倾斜的角度形成，

从所述注射喷嘴经所述浇口部向所述转印面方向注射所述熔融状态的树脂材料，从而在所述产品形成空间部一体成型出所述中空产品。

2.根据权利要求1所述的微细图案转印用模具，其中，所述产品形成空间部的被转印面侧的壁厚比被转印面侧以外的壁厚厚。

3.根据权利要求1所述的微细图案转印用模具，其中，

在所述型芯销部的内部设置有温度调整部，以使所述型芯销部的固定有所述微细图案原版的部位的温度不低于规定温度。

4.根据权利要求3所述的微细图案转印用模具，其中，

所述温度调整部的所述规定温度是90℃～100℃。

5.根据权利要求2所述的微细图案转印用模具，其中，

在所述型芯销部的内部设置有温度调整部，以使所述型芯销部的固定有所述微细图案原版的部位的温度不低于规定温度。

6.根据权利要求5所述的微细图案转印用模具，其中，

所述温度调整部的所述规定温度是90℃～100℃。

7.一种微细图案成型方法，其是通过树脂材料的注塑成型将微细图案转印到有底的中空产品的内侧底面的微细图案成型方法，所述微细图案成型方法包括：

形成倒角部的工序，其中由向所述转印面方向注射的树脂材料所抵接的微细图案原版的外周侧面、和固定所述微细图案原版的型芯销部前端的外周侧面这两层构成的外周侧面，具有朝向所述微细图案原版的转印面方向变得尖细的锥状的倒角部；

将形成有凹状的型腔部的模具本体的固定侧本体与具有固定载置所述微细图案原版的型芯销部的模具本体的可动侧本体合模，在所述型腔部与所述型芯销部之间形成产品形成空间部的工序；

通过热流道部的注射喷嘴将规定的树脂材料保持在熔融状态并注射的工序；

从开口注射所述熔融状态的树脂材料，并向所述产品形成空间部供给所述树脂材料的工序，其中所述开口的形成方式为：在所述产品形成空间部中在面向固定载置在所述型芯销部上的微细图案原版的转印面的水平方向端部侧的位置，以使从所述注射喷嘴和浇口部径直注射的所述树脂材料与锥状的倒角部抵接的方式，将所述浇口部在所述水平方向端部侧且在比所述微细图案原版的转印面靠上方的位置处在所述产品形成空间部侧和所述注射喷嘴侧倾斜到所述产品形成空间部的厚度方向的角度而形成，锥状的倒角部的倾斜角度以比与所述树脂材料进行所述抵接的注射方向正交的角度更向与所述微细图案原版的转印面水平的方向侧倾斜的角度形成；

冷却所述供给的树脂材料的工序；

将可动侧本体从所述固定侧本体分离而开模的工序；以及

通过所述型芯销部将成型为所述产品形成空间部的形状的产品顶出而脱模的工序，

直至通过所述注射向所述产品形成空间部供给所述树脂材料结束为止，进行温度调整，以使所述型芯销部的温度不达到规定温度以下。

8.根据权利要求7所述的微细图案成型方法，其中，

将所述规定温度设为90℃～100℃，以在壁厚为0.3mm至0.5mm的所述有底中空产品的底面至少转印深度方向3μm至4μm的凹状微细图案。

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