JP2001158044A - プラスチック成形加工方法 - Google Patents
プラスチック成形加工方法Info
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
- Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】プラスチック成形加工において、射出成形のよ
うな高生産性を維持するとともに、プラスチック材料の
転写性を向上させ、併せて均一な物理的特性（例えば光
学的特性）を具えた成形品を提供する。装置を小型化し
て成形品の流通末端における応需製造を可能とする。 【解決手段】転写面１１を具えてかつプラスチック材料
からなる基材１を用意し、転写面を露出した状態で基材
を固定し、少なくとも一部が赤外線透過材料からなるス
タンパー５の賦形面５１を基材１の転写面１１と密着状
態に保持し、スタンパーに対して基材を指向する方向に
赤外線を照射する。
うな高生産性を維持するとともに、プラスチック材料の
転写性を向上させ、併せて均一な物理的特性（例えば光
学的特性）を具えた成形品を提供する。装置を小型化し
て成形品の流通末端における応需製造を可能とする。 【解決手段】転写面１１を具えてかつプラスチック材料
からなる基材１を用意し、転写面を露出した状態で基材
を固定し、少なくとも一部が赤外線透過材料からなるス
タンパー５の賦形面５１を基材１の転写面１１と密着状
態に保持し、スタンパーに対して基材を指向する方向に
赤外線を照射する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明はプラスチック成形加工
方法に関するものであり、さらに詳しくは精密機器用部
品、電子機器用記憶媒体および光学機器用レンズなどの
プラスチック材料からなる成形品の製造技術の改良に関
するものである。
方法に関するものであり、さらに詳しくは精密機器用部
品、電子機器用記憶媒体および光学機器用レンズなどの
プラスチック材料からなる成形品の製造技術の改良に関
するものである。
【０００２】この明細書において「転写面」とは所期の
成形加工を施されるべき基材上の面部分を言い、例えば
電子機器用記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭの製造に用いる
基材のピットが形成されるべき面などを言うものであ
る。
成形加工を施されるべき基材上の面部分を言い、例えば
電子機器用記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭの製造に用いる
基材のピットが形成されるべき面などを言うものであ
る。
【０００３】この明細書において「賦形面」とは所期の
成形加工を施すべきスタンパー上の面部分を言い、例え
ばＣＤ−ＲＯＭ基材加工用スタンパーのピット対応凸部
を具えた面を言うものである。
成形加工を施すべきスタンパー上の面部分を言い、例え
ばＣＤ−ＲＯＭ基材加工用スタンパーのピット対応凸部
を具えた面を言うものである。
【０００４】
【従来技術】プラスチック成形においては、プラスチッ
ク材料を溶融可塑化させて高温状態で成形金型のキャビ
ティ（予めスタンパーを内装してある）内に射出成形機
により高速高圧で充填した後、冷却固化させて目的とす
る形状の成形品を得ている。プレス成形に比べて生産性
が高い故に当業界において広く採用されている技術であ
る。
ク材料を溶融可塑化させて高温状態で成形金型のキャビ
ティ（予めスタンパーを内装してある）内に射出成形機
により高速高圧で充填した後、冷却固化させて目的とす
る形状の成形品を得ている。プレス成形に比べて生産性
が高い故に当業界において広く採用されている技術であ
る。
【０００５】ところがこの射出成形に際しては、プラス
チック材料が粘弾性物質であること、プラスチック材料
の流動と冷却とが同時並行して起きること、およびプラ
スチック材料の熱伝導率が低くて冷却が不均一になるこ
となどが原因となって、成形品中には不可避的に応力と
歪みとが残留する。この結果成形品にはワープやシンク
などの外部構造的な欠陥が発生し易い。
チック材料が粘弾性物質であること、プラスチック材料
の流動と冷却とが同時並行して起きること、およびプラ
スチック材料の熱伝導率が低くて冷却が不均一になるこ
となどが原因となって、成形品中には不可避的に応力と
歪みとが残留する。この結果成形品にはワープやシンク
などの外部構造的な欠陥が発生し易い。
【０００６】外部構造的な不都合としてはその他にも、
上記の諸欠陥が原因でショートショット（射出不充分）
やウエルドライン（融合不充分）などの欠陥が発生す
る。
上記の諸欠陥が原因でショートショット（射出不充分）
やウエルドライン（融合不充分）などの欠陥が発生す
る。
【０００７】またキャビティ中の反注入口側の型壁付近
においては、高温のプラスチック材料が低温の型壁に急
激に接触する故にその粘性が高くなり、転写性（型形状
に対する追従性）が低下する。したがって成形品が例え
ば多数の細い溝や突起が並設されている部分を有する電
子機器用記憶媒体などである場合には、所期の溝や突起
構造が精密に得られないという問題もある。
においては、高温のプラスチック材料が低温の型壁に急
激に接触する故にその粘性が高くなり、転写性（型形状
に対する追従性）が低下する。したがって成形品が例え
ば多数の細い溝や突起が並設されている部分を有する電
子機器用記憶媒体などである場合には、所期の溝や突起
構造が精密に得られないという問題もある。
【０００８】さらに型壁付近では同様の高低温接触が原
因で、プラスチック材料中に粘性の異なる層が生じるの
で剪断力が発生して、プラスチック材料の高分子が高度
に配向（オリエンテーション）層が形成される。この結
果複屈折や屈折率の局部変化が発生して、光学的特性に
偏綺が出る。このため成形品が光学機器用レンズなどに
用いられる場合には内部構造的な問題がある。
因で、プラスチック材料中に粘性の異なる層が生じるの
で剪断力が発生して、プラスチック材料の高分子が高度
に配向（オリエンテーション）層が形成される。この結
果複屈折や屈折率の局部変化が発生して、光学的特性に
偏綺が出る。このため成形品が光学機器用レンズなどに
用いられる場合には内部構造的な問題がある。
【０００９】以上のような射出成形に特有な外部および
内部構造上の不都合を回避するには、冷却速度を低下さ
せる、プラスチック材料温度を上昇させる、および成形
圧力を増大させて射出速度を高くするなどの解決策が一
応考えられる。
内部構造上の不都合を回避するには、冷却速度を低下さ
せる、プラスチック材料温度を上昇させる、および成形
圧力を増大させて射出速度を高くするなどの解決策が一
応考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】冷却速度を低下させる
具体的な方法としては、プラスチック材料を徐冷すると
か成形金型を昇温させるなどの方法がある。しかしこれ
らの方法によった場合には、プレス加工に比べて短時間
に多数の成形品を生産できるという射出成形技術の最大
のメリットである高生産性を損ねるという、基本的な難
点がある。
具体的な方法としては、プラスチック材料を徐冷すると
か成形金型を昇温させるなどの方法がある。しかしこれ
らの方法によった場合には、プレス加工に比べて短時間
に多数の成形品を生産できるという射出成形技術の最大
のメリットである高生産性を損ねるという、基本的な難
点がある。
【００１１】またプラスチック材料温度を上昇させると
いう方法では、本発明者らの研究結果によれば、全んど
実質的な効果が期待できないことが、明らかになった。
いう方法では、本発明者らの研究結果によれば、全んど
実質的な効果が期待できないことが、明らかになった。
【００１２】さらに成形圧力を増大させる方法でも、本
発明者らの研究結果よれば、やはり全んど実質的な効果
が期待できないことが、明らかになった。
発明者らの研究結果よれば、やはり全んど実質的な効果
が期待できないことが、明らかになった。
【００１３】さらに基本的な問題は、射出成形の場合に
はかなりの高圧状態（ときには数トンに及ぶこともあ
る）となるので、それに耐えるために装置を大型化せざ
るを得ない、という点である。この故に通常そのような
大型装置を具えていない成形品の流通末端、例えばＣＤ
販売店においての応需（カストマイズ）製造が困難であ
る。
はかなりの高圧状態（ときには数トンに及ぶこともあ
る）となるので、それに耐えるために装置を大型化せざ
るを得ない、という点である。この故に通常そのような
大型装置を具えていない成形品の流通末端、例えばＣＤ
販売店においての応需（カストマイズ）製造が困難であ
る。
【００１４】かかる従来技術の現状に鑑みてこの発明の
基本的な目的は、射出成形のような高生産性を維持する
とともに、プラスチック材料の転写性を向上させ、併せ
て均一な物理的特性（例えば光学的特性）を具えた成形
品を提供することにある。
基本的な目的は、射出成形のような高生産性を維持する
とともに、プラスチック材料の転写性を向上させ、併せ
て均一な物理的特性（例えば光学的特性）を具えた成形
品を提供することにある。
【００１５】この発明の他の目的は、装置を小型化して
成形品の流通末端における応需製造を可能とすることに
ある。
成形品の流通末端における応需製造を可能とすることに
ある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】このためこの発明におい
ては、転写面を具えてかつプラスチック材料からなる基
材を用意し、転写面を露出した状態で基材を固定し、少
なくとも一部が赤外線透過材料からなるスタンパーの賦
形面を基材の転写面と密着状態に保持し、スタンパーに
対して基材を指向する方向に赤外線を照射することを要
旨とするものである。
ては、転写面を具えてかつプラスチック材料からなる基
材を用意し、転写面を露出した状態で基材を固定し、少
なくとも一部が赤外線透過材料からなるスタンパーの賦
形面を基材の転写面と密着状態に保持し、スタンパーに
対して基材を指向する方向に赤外線を照射することを要
旨とするものである。
【００１７】
【作用】赤外線照射によるエネルギーを吸収する結果、
転写面近傍のプラスチック材料が昇温してその粘性が低
下する。一方スタンパーの方は赤外線透過性なのでエネ
ルギーを吸収せず、全んど昇温しない。
転写面近傍のプラスチック材料が昇温してその粘性が低
下する。一方スタンパーの方は赤外線透過性なのでエネ
ルギーを吸収せず、全んど昇温しない。
【００１８】
【実施例】図１〜４に示すのはこの発明の成形加工方法
の一実施例である。まず図１に示すようにプラスチック
材料からなり、かつ転写面１１を具えた基材１を用意す
る。この基材としては例えば成形品がＣＤ−ＲＯＭの場
合には薄い円盤などが用いられる。プラスチック材料と
しては熱可塑性のものならば、例えばポリスチレンなど
用途に応じて適宜これを選択する。
の一実施例である。まず図１に示すようにプラスチック
材料からなり、かつ転写面１１を具えた基材１を用意す
る。この基材としては例えば成形品がＣＤ−ＲＯＭの場
合には薄い円盤などが用いられる。プラスチック材料と
しては熱可塑性のものならば、例えばポリスチレンなど
用途に応じて適宜これを選択する。
【００１９】ついで図２に示すように、この基材１をそ
の転写面１１を上にして、支持枠３に固定する。
の転写面１１を上にして、支持枠３に固定する。
【００２０】つぎに図３に示すように、賦形面５１を具
えたスタンパー５を用意する。このスタンパー５は赤外
線透過材料から形成する。赤外線透過材料としてはセレ
ン亜鉛（ＺｎＳｅ）、サファイアおよび赤外線用ガラス
などが用いられる。図示の場合にはスタンパー５全体を
赤外線透過材料から形成するが、その賦形面部分を赤外
線透過材料以外の材料で形成してもよい。賦形面５１は
例えばＣＤ−ＲＯＭ基材加工用スタンパーなら、そのピ
ット対応凸部を具えた面である。
えたスタンパー５を用意する。このスタンパー５は赤外
線透過材料から形成する。赤外線透過材料としてはセレ
ン亜鉛（ＺｎＳｅ）、サファイアおよび赤外線用ガラス
などが用いられる。図示の場合にはスタンパー５全体を
赤外線透過材料から形成するが、その賦形面部分を赤外
線透過材料以外の材料で形成してもよい。賦形面５１は
例えばＣＤ−ＲＯＭ基材加工用スタンパーなら、そのピ
ット対応凸部を具えた面である。
【００２１】さらに図４に示すように、賦形面５１と転
写面１１とが密着状態になるようにスタンパー５と基材
１とを保持する。この状態で基材１を指向する方向にス
タンパー５に対して赤外線を照射する。
写面１１とが密着状態になるようにスタンパー５と基材
１とを保持する。この状態で基材１を指向する方向にス
タンパー５に対して赤外線を照射する。
【００２２】赤外線の光源としては例えば炭酸ガスレー
ザー、ＹＡＧレーザーなどが用いられるが、赤外線ラン
プなどを用いることもできる。照射する赤外線の周波数
は照射対象であるプラスチック材料を構成する高分子が
吸収し得る範囲において、実施条件に合わせて適宜選択
する。
ザー、ＹＡＧレーザーなどが用いられるが、赤外線ラン
プなどを用いることもできる。照射する赤外線の周波数
は照射対象であるプラスチック材料を構成する高分子が
吸収し得る範囲において、実施条件に合わせて適宜選択
する。
【００２３】
【発明の効果】特に精密な賦形面付近においてプラスチ
ック材料の粘性が低下するので、賦形面の複雑かつ精密
な形状であっても転写性が向上し、成形品の形状精度が
大幅に向上する。また賦形面付近においてプラスチック
材料の粘性が低下するので、粘性の異なる層が形成され
ずに高分子の配向が緩和され、物理的特性が均一とな
る。
ック材料の粘性が低下するので、賦形面の複雑かつ精密
な形状であっても転写性が向上し、成形品の形状精度が
大幅に向上する。また賦形面付近においてプラスチック
材料の粘性が低下するので、粘性の異なる層が形成され
ずに高分子の配向が緩和され、物理的特性が均一とな
る。
【００２４】高温にしないので冷却も必要なく、したが
って生産性が阻害されない。
って生産性が阻害されない。
【００２５】工程的に基材の製造と、赤外線照射成形と
の２段階に分離できる。加えて圧力を掛けないので装置
が大型化しないから、流通末端にも装置を具えることが
できる。したがってスタンパーさえ種々のものを用意し
ておけば、流通の末端（例えば成形品の販売店）におい
て自由に応需製造することができる。
の２段階に分離できる。加えて圧力を掛けないので装置
が大型化しないから、流通末端にも装置を具えることが
できる。したがってスタンパーさえ種々のものを用意し
ておけば、流通の末端（例えば成形品の販売店）におい
て自由に応需製造することができる。
【図１】この発明の加工方法の一実施例における第１ス
テップを示す側面図である。
テップを示す側面図である。
【図２】この発明の加工方法の一実施例における第２ス
テップを示す側面図である。
テップを示す側面図である。
【図３】この発明の加工方法の一実施例における第３ス
テップを示す側面図である。
テップを示す側面図である。
【図４】この発明の加工方法の一実施例における第４ス
テップを示す側面図である。
テップを示す側面図である。
１ プラスチック材料基材 １１ 転写面 ３ 支持枠 ５ スタンパー ５１ 賦形面
Claims (1)
- 【請求項１】 転写面を具えてかつプラスチック材料か
らなる基材を用意し、転写面を露出した状態で基材を固
定し、少なくとも一部が赤外線透過材料からなるスタン
パーの賦形面を基材の転写面と密着状態に保持し、スタ
ンパーに対して基材を指向する方向に赤外線を照射する
ことを特徴とするプラスチック成形加工方法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34331699A JP4363727B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | プラスチック成形加工方法 |
| DE10085261T DE10085261B4 (de) | 1999-12-02 | 2000-11-21 | Kunststoffformen und ein hierfür verwendeter Stempel |
| PCT/JP2000/008216 WO2001039960A1 (fr) | 1999-12-02 | 2000-11-21 | Moulage de plastiques et matrice à cet effet |
| CN00816468A CN1402666A (zh) | 1999-12-02 | 2000-11-21 | 塑料成型方法及其所使用的压模 |
| AU14191/01A AU1419101A (en) | 1999-12-02 | 2000-11-21 | Plastic molding and stamper used therefor |
| KR1020027006999A KR100719399B1 (ko) | 1999-12-02 | 2000-11-21 | 플라스틱성형가공방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34331699A JP4363727B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | プラスチック成形加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001158044A true JP2001158044A (ja) | 2001-06-12 |
| JP4363727B2 JP4363727B2 (ja) | 2009-11-11 |
Family
ID=18360586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34331699A Expired - Fee Related JP4363727B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | プラスチック成形加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4363727B2 (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1331084A1 (de) * | 2002-01-25 | 2003-07-30 | Leister Process Technologies | Verfahren zum Abformen von Mikro- und Nanostrukturen |
| JP2005132096A (ja) * | 2003-05-08 | 2005-05-26 | Mold Masters Ltd | 取り出し可能なチップ及びチップリテーナを備えたホットランナーノズル |
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| JP2007157962A (ja) * | 2005-12-05 | 2007-06-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 型成形工具 |
| JP2008188953A (ja) * | 2007-02-07 | 2008-08-21 | Univ Of Electro-Communications | プラスチック製スタンパの製造方法、プラスチック製スタンパ、及び、プラスチック製基板の製造方法 |
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| JP2010167643A (ja) * | 2009-01-22 | 2010-08-05 | Hitachi High-Technologies Corp | 微細構造転写装置 |
| US7955785B2 (en) | 2003-09-17 | 2011-06-07 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Method for forming fine concavo-convex patterns, method for producing optical diffraction structure, and method for copying optical diffraction structure |
| WO2013008410A1 (ja) | 2011-07-08 | 2013-01-17 | 東洋製罐株式会社 | 熱可塑性樹脂製品の成形方法及びその成形装置 |
| WO2013140815A1 (ja) | 2012-03-22 | 2013-09-26 | 東洋製罐グループホールディングス株式会社 | 熱可塑性樹脂製品の成形方法及びその成形装置 |
| US9221196B2 (en) | 2010-09-09 | 2015-12-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of manufacturing optical component and apparatus for manufacturing optical component |
-
1999
- 1999-12-02 JP JP34331699A patent/JP4363727B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2003061948A1 (de) * | 2002-01-25 | 2003-07-31 | Leister Process Technologies | Verfahren zum abformen von mikro- und nanostrukturen |
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