JP2000246738A - 樹脂製型の成形用型 - Google Patents

樹脂製型の成形用型

Info

Publication number
JP2000246738A
JP2000246738A JP5337999A JP5337999A JP2000246738A JP 2000246738 A JP2000246738 A JP 2000246738A JP 5337999 A JP5337999 A JP 5337999A JP 5337999 A JP5337999 A JP 5337999A JP 2000246738 A JP2000246738 A JP 2000246738A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
mold
cavity
molding die
shape
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP5337999A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Ito
研二 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5337999A priority Critical patent/JP2000246738A/ja
Publication of JP2000246738A publication Critical patent/JP2000246738A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】肉厚がmm単位、または複雑な形状のキャビテ
ィーを形成する金型などからも、高精度に製造すること
ができ、例えば、電鋳マスターとして用いることによ
り、極めて高精度の電鋳金型を安価に製造することがで
きる樹脂製の型の成形用型を提供する。 【解決手段】硬化時に収縮する性質を有する樹脂材料2
4を用いて樹脂製の型を成形するための樹脂製型の成形
用型21であって、樹脂材料24に形状を転写するため
の形状転写面12の側部に弾性率の小さい材料からなる
部材23を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂製の型の成形
用型に関し、さらに詳しくは、精密な寸法精度が要求さ
れる小径非球面レンズ、マイクロレンズ、レンズアレ
ー、回析格子等の光学部品や、機械部品などを製造する
ときの電鋳マスターとして用いることができることがで
きる樹脂製の型の成形用型に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、小径非球面レンズ、マイクロレ
ンズ、レンズアレー、回析格子等の光学部品や、精密な
寸法精度が要求される機械部品を製造するための金型
は、高精度に機械加工されるため、非常に高価なものと
なっている。
【0003】また、複数個の同じ金型を製造する方法と
しては、機械加工でマスター金型を製造して、それを基
にして電鋳加工で金型を製造する方法も知られている。
しかし、その電鋳加工はメッキ速度が遅いために非常に
長い時間を必要とし、そのため、このような製作方法で
は金型納期が非常に遅くなってしまう。また、複数のマ
スター金型を機械加工で製作することによって、同時に
複数個のマスター金型を基にして金型を電鋳加工すれ
ば、このような納期の問題は解決されるが、高精度なマ
スター金型を複数製作するためには、非常にコストがか
かる。
【0004】また、特開平3−202486号公報に記
載されているように、電子ビームにより原盤を製作し、
この原盤を基に電鋳を行なって第一の金型を製作し、こ
の第一の金型を用いて紫外線硬化型樹脂等の感光性樹脂
製のレプリカを製作し、このレプリカをマスターにして
電鋳を行なって第二の金型を製作する方法も知られてい
る。しかし、この方法では、紫外線硬化型樹脂等の反応
性硬化型樹脂が硬化収縮するため、電鋳用のマスターを
高精度に製作することが極めて困難である。特に、肉厚
がmm単位となる金型、または複雑な形状を有する金型
の製作は、ますます困難となってくる。
【0005】このような紫外線硬化型樹脂の硬化収縮に
対する寸法補償の方法として、特開平9−277267
号公報に記載されている方法が知られている。
【0006】この公報に開示されている方法において
は、まず、図6(a)に示すように金型61のキャビテ
ィー形成面62に反応硬化型樹脂63を表面張力で盛り
上がる程度にまで供給し、真空脱泡する。次に、図6
(b)に示すようにキャビティーの投影形状とほぼ同一
形状の角穴64Aの開いたガラス基板64を反応硬化型
樹脂63の上に載置する。
【0007】次に図6(c)に示すように、上方から紫
外線を照射して反応硬化型樹脂63を硬化させる。この
時、樹脂63は、紫外線の照射により硬化収縮するもの
の、ガラス基板64の角穴64Aにより上方が開放され
ているため、キャビティー形成面62との密着を保った
まま硬化収縮することになり、高密度にキャビティー形
成面62を転写することができる。
【0008】
【発明の解決しようとする課題】しかしながら、図6の
ように上方の1面だけの収縮補償では、肉厚がmm単位
のキャビティーを精密に転写することは難しい。図7に
示すように肉厚がmm単位のキャビティーでは、側面方
向への収縮も発生するため、キャビティー形成面62に
密着した樹脂63が側面方向に収縮し、中央部分が浮い
て、反った形で形状が転写されてしまう。
【0009】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、肉厚がmm単位、また
は複雑な形状のキャビティーを形成する金型などから
も、高精度に製造することができ、例えば、電鋳マスタ
ーとして用いることにより、極めて高精度の電鋳金型を
安価に製造することができる樹脂製の型の成形用型を提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる樹脂製型の成形
用型は、硬化時に収縮する性質を有する樹脂材料を用い
て樹脂製の型を成形するための樹脂製型の成形用型であ
って、前記樹脂材料に形状を転写するための形状転写面
の側部に弾性率の小さい材料からなる部材を配置したこ
とを特徴としている。
【0011】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記弾性率の小さい材料は、弾性率が1×
105kg/cm2以下の材料であることを特徴としてい
る。
【0012】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記弾性率の小さい材料は、合成高分子材
料であることを特徴としている。
【0013】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記樹脂材料は、反応硬化性の樹脂である
ことを特徴としている。
【0014】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記樹脂材料は、活性エネルギー線硬化型
の樹脂であることを特徴としている。
【0015】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記樹脂材料は、熱硬化性の樹脂であるこ
とを特徴としている。
【0016】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記樹脂材料の硬化によって該樹脂材料に
結合され、且つ前記形状転写面の平面形状と略同一形状
の穴が形成された基板を更に具備することを特徴として
いる。
【0017】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記穴は、略四角形状であることを特徴と
している。
【0018】また、この発明に係わる樹脂製型の成形用
型において、前記樹脂製型は、電鋳マスターとして用い
られることを特徴としている。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な一実施形態
について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0020】まず、図1に示すような機械部品の金型1
1を製作した。その金型11のキャビティー形成面12
は放電加工等の機械加工によって加工する。次に、図2
に示すように、金型11を枠体A,B,Cに組み込んだ
レプリカ成形型21を製作した。この成形型21は標準
化されていて、2〜3の部品を作り替えるだけで、種々
の金型に適応することができる。このレプリカ成形型2
1は、金型11のキャビティー形成面12の外周に、枠
体A,Bのキャビティー形成面22が位置している。そ
のキャビティー形成面22は、金型11のキャビティー
形成面12を水平方向に延長した拡大キャビティー形成
面を成している。そして、この枠体A,Bの拡大キャビ
ティー形成面22の側面部に、図2及び図3に示すよう
に、弾性体層23が設けられている。
【0021】本実施形態において、弾性体層23に使用
できる弾性体としては、種々の公知の無機材料、有機材
料が挙げられる。この弾性体の弾性率は1×105kg
/cm2以下が好ましく、それらの材料としては公知の
合成高分子材料が好適に用いられる。
【0022】合成高分子材料としては、例えば、スチレ
ン、塩化ビニル、アクリル酸エステル類、メタクリル酸
エステル類、などのビニル系モノマーの単一重合体、お
よび共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、メチル
メタクリレート−ブタジエン共重合体などのブタジエン
系共重合体、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレ
フィン系樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリテ
トラフルオロエチレン、シリコン樹脂などの熱可塑性樹
脂や、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等
の熱硬化性樹脂、ブタジエンゴム、ニトリルゴム、アク
リルゴム、シリコンゴム等のエラストマー樹脂が挙げら
れ、また上述の代表的な樹脂の弾性率は公知である。
【0023】これらの弾性体を枠体A,Bの拡大キャビ
ティー形成面22の側面部に0.5mm以上、好ましく
は1〜2mm程度の厚みで強固に貼り付ける。
【0024】このようなレプリカ成形型21を用いて電
鋳型を製作する場合には、まず、キャビティー形成面1
2,22をイソプロピルアルコールに浸して超音波で洗
浄する。
【0025】次に図5A(a)に示すように、キャビテ
ィー形成面12,22によって形成されるキャビティー
内に、ウレタンアクリレート系の紫外線硬化型樹脂24
をその液面が表面張力で盛り上がる程度にまで供給して
から、真空脱泡する。そして、樹脂24がキャビティー
形成面12に密着していることを顕微鏡等により拡大し
て確認する。そして、それらが密着するまで真空脱泡を
繰り返す。
【0026】次に図5A(b)に示すように、樹脂24
の上に、角穴41Aのあいたガラス基板41(図4参
照)を載置して、その角穴41Aをキャビティー形成面
12の上方に位置させる。ガラス基板41は、シラン系
カップリング剤によるシラン処理が前処理として施され
た厚み5mmの透明体であり、その角穴41Aは、キャ
ビティー形成面12とほぼ同寸法に形成されている。
【0027】次に、図5A(c)に示すように、照度が
0.4mW/cm2の紫外線を角穴41Aの上方から8
分間照射させた後、照度が18.0mW/cm2の紫外
線を7分間照射させて、キャビティー内の樹脂24を硬
化させた。その際、キャビティー形成面12上に位置す
る樹脂24の部分が角穴24Aによって上方に開放され
ていることと、拡大キャビティー形成面22の側面部に
設けられた弾性体層23により、樹脂24は、キャビテ
ィー形成面12との密着状態を保ったまま硬化収縮し
て、そのキャビティー形成面12の形状および寸法を、
反りやうねりが無く極めて高精度に転写することにな
る。
【0028】次に、図5B(d)に示すように、離型を
行ない、電鋳加工用のレプリカマスター51を得た。離
型の際、樹脂24の固化収縮に伴い弾性体層23がキャ
ビティー形成面12の中心に向かって膨らむため、離型
を阻害するように見えるが、離型したレプリカマスター
51の側面部の窪みが20μm程度であることと、キャ
ビティー形成面12の側面部の弾性体層23の弾性率は
1×105kg/cm2以下で構成されていることによ
り、問題無く離型できることは確認済みである。
【0029】このようにして得られたレプリカマスター
51と、金型11のキャビティー形成面12の寸法を精
密に測定したところ、極めて高精度に面状態や寸法が転
写されていることが確認できた。
【0030】次に、図5B(e)に示すように、レプリ
カマスター51をマスターにした電鋳加工を行なった。
この際、レプリカマスター51の側面部に窪みが20μ
m程度あるため、そのまま電鋳を行なうと電鋳層52A
がレプリカマスター51から離型しづらくなるため、本
実施形態では導電ペースト53で窪み部分を埋めてから
電鋳を行なった。
【0031】その後、レプリカマスター51から電鋳層
52Aを離型した。
【0032】次に、図5B(f)に示すように、電鋳層
52Aを機械加工して電鋳型52Bを得た。この電鋳型
52Bのキャビティー形成面54の寸法を精密に測定し
たところ、金型11のキャビティー形成面12の面精度
や寸法が極めて高精度に転写されていることが確認でき
た。
【0033】以上の工程により製造した電鋳型の製造コ
ストは、機械加工で製造された金型の半分以下であっ
た。
【0034】なお、本実施形態の説明では、樹脂24を
紫外線硬化型樹脂とし、基板として透明なガラス基板4
1を使用する場合について説明したが、樹脂材料として
は熱硬化型または、常温硬化型のエポキシ、シリコン、
ポリエステル、ウレタン等や、紫外線以外の活性エネル
ギー線、例えば赤外線、可視光線、電子線、X線等によ
り硬化する樹脂を用いてもよい。樹脂材料としては、ウ
レタンアクリレート、エポキシアクリレート、ポリエス
テルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、等のア
クリルや、エポキシ、シリコン、ポリエステル、ウレタ
ンなどに光開始剤を混合した単一組成物あるいは数種の
モノマーをブレンドした混合組成物等が利用できる。ま
た基板としては、金属板、プラスチック板等でもよい。
【0035】また、電鋳においては、ニッケル、銅、鉄
等の単一金属の電鋳、または、ニッケル−コバルト、ニ
ッケル−リン等の複合金属の電鋳、あるいは、これらを
組み合わせて積層させることも可能である。さらに、電
鋳時間を短縮させて電鋳型を製作して不足部分を機械加
工で製作してつなぎ合わせて複製型として使用すること
も可能である。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
例えば、機械加工によって製造された肉厚がmm単位、
または複雑な形状のキャビティーを形成する金型などか
らでも、樹脂の硬化時の収縮の影響を受けることなく、
高精度の樹脂製の複製型を極めて安価に製造することが
できる。
【0037】また、反応硬化型樹脂の成形工程は、機械
加工によって製造された金型を傷つけることがないた
め、極めて高精度かつ安価な樹脂製の複製型を数多く製
造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に用いられる金型の断面図
である。
【図2】図1に示す金型によって構成されたレプリカ成
形型の断面図である。
【図3】図2に示すレプリカ成形型の平面図である。
【図4】図5A、Bに示すガラス基板の平面図である。
【図5A】図2に示す金型による電鋳加工用レプリカマ
スターの製造過程を示す図である。
【図5B】レプリカマスターによる電鋳型の製造過程の
説明図である。
【図6】従来のレプリカ成形品を製造する手順の説明図
である。
【図7】従来のレプリカ成形品の固化収縮の説明図であ
る。
【符号の説明】
11 金型 12,22,62 キャビティー形成面 21,61 レプリカ成形型 23 弾性体層 24,63 紫外線硬化型樹脂 41,64 ガラス基板 51 電鋳加工用レプリカマスター 52 電鋳型 53 導電ペースト

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硬化時に収縮する性質を有する樹脂材料
    を用いて樹脂製の型を成形するための樹脂製型の成形用
    型であって、 前記樹脂材料に形状を転写するための形状転写面の側部
    に弾性率の小さい材料からなる部材を配置したことを特
    徴とする樹脂製型の成形用型。
  2. 【請求項2】 前記弾性率の小さい材料は、弾性率が1
    ×105kg/cm2以下の材料であることを特徴とする
    請求項1に記載の樹脂製型の成形用型。
  3. 【請求項3】 前記弾性率の小さい材料は、合成高分子
    材料であることを特徴とする請求項2に記載の樹脂製型
    の成形用型。
  4. 【請求項4】 前記樹脂材料は、反応硬化性の樹脂であ
    ることを特徴とする請求項1に記載の樹脂製型の成形用
    型。
  5. 【請求項5】 前記樹脂材料は、活性エネルギー線硬化
    型の樹脂であることを特徴とする請求項4に記載の樹脂
    製型の成形用型。
  6. 【請求項6】 前記樹脂材料は、熱硬化性の樹脂である
    ことを特徴とする請求項4に記載の樹脂製型の成形用
    型。
  7. 【請求項7】 前記樹脂材料の硬化によって該樹脂材料
    に結合され、且つ前記形状転写面の平面形状と略同一形
    状の穴が形成された基板を更に具備することを特徴とす
    る請求項1に記載の樹脂製型の成形用型。
  8. 【請求項8】 前記穴は、略四角形状であることを特徴
    とする請求項7に記載の樹脂製型の成形用型。
  9. 【請求項9】 前記樹脂製型は、電鋳マスターとして用
    いられることを特徴とする請求項1に記載の樹脂製型の
    成形用型。
JP5337999A 1999-03-01 1999-03-01 樹脂製型の成形用型 Withdrawn JP2000246738A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5337999A JP2000246738A (ja) 1999-03-01 1999-03-01 樹脂製型の成形用型

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5337999A JP2000246738A (ja) 1999-03-01 1999-03-01 樹脂製型の成形用型

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000246738A true JP2000246738A (ja) 2000-09-12

Family

ID=12941195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5337999A Withdrawn JP2000246738A (ja) 1999-03-01 1999-03-01 樹脂製型の成形用型

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000246738A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006198838A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Fuji Photo Film Co Ltd プラスチック成形用金型

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006198838A (ja) * 2005-01-19 2006-08-03 Fuji Photo Film Co Ltd プラスチック成形用金型
US7845934B2 (en) 2005-01-19 2010-12-07 Fujifilm Corporation Plastic molding die

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2168746B1 (en) Method and apparatus for moulding aspherical lenses
KR100624414B1 (ko) 회절 렌즈 어레이 몰드의 제조 방법 및 uv 디스펜서
EP1509379B1 (en) Methods and apparatus of field-induced pressure imprint lithography
KR100638826B1 (ko) 하이 새그 렌즈의 제작 방법
NL2015330B1 (en) A method of fabricating an array of optical lens elements
JP2000153543A (ja) 光学部品の成形方法
EP2033050B1 (en) Manufacturing a replication tool
JP4371777B2 (ja) 樹脂硬化方法及び樹脂成型品の製造方法
JP2849299B2 (ja) 複合型精密成形品の製造方法
JP2844158B2 (ja) 複合型精密成形品の製造方法およびその成形型
JP6491928B2 (ja) レプリカモールドおよびその製造方法
KR100436699B1 (ko) 복제몰드
JPH08295538A (ja) 光学デバイス・光学デバイス製造方法
US20170090294A1 (en) High-volume replication of diffractive optical elements
JP2000246738A (ja) 樹脂製型の成形用型
Tuteleers et al. Replication of refractive micro-optomechanical components made with deep lithography with protons
JP2876277B2 (ja) 複合型成形品
JP2000326348A (ja) レンズ成形型,その作製方法,及びレンズ製造方法
JP2001219429A (ja) 樹脂製型およびその製造方法
JP2002210745A (ja) 金型製造方法およびレプリカマスターならびに金型
KR100551623B1 (ko) 자외선 경화를 이용한 하이브리드 렌즈의 제조방법
JP3286157B2 (ja) 樹脂製の型およびその製造方法
KR20040094064A (ko) 비구면 하이브리드 렌즈 제조방법
JPH0552481B2 (ja)
JP2002154120A (ja) 成形型の製造方法及びその成形型を用いた樹脂成形物

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060509