JP2008114482A - Mold apparatus and method for molding by it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金型装置及びそれによる成形方法に関するものである。 The present invention relates to a mold apparatus and a molding method using the mold apparatus.
従来、例えば、導光板、半導体素子等を製造する工程において、樹脂から成る成形品の原型、すなわち、成形品原型上にナノメートルサイズの微細な凹凸を形成する場合、金型装置に、前記微細な凹凸に対応する凹凸から成る微細パターンを備えたスタンパを前記成形品原型に押し付けて、微細パターンを転写するインプリントリソグラフィ法(以下「インプリント法」という。) が知られている。 Conventionally, for example, in the process of manufacturing a light guide plate, a semiconductor element, etc., when forming a prototype of a molded product made of resin, that is, when forming nanometer-sized fine irregularities on a molded product prototype, There is known an imprint lithography method (hereinafter referred to as “imprint method”) in which a stamper having a fine pattern composed of unevenness corresponding to the unevenness is pressed against the original mold of the molded product to transfer the fine pattern.
該インプリント法においては、まず、下プレス台又は上プレス台の一方に成形品原型を取り付け、他方にスタンパを取り付ける。続いて、成形品原型を加熱した状態で上プレス台を下降させ、スタンパを成形品原型に押し付けると、微細パターンが成形品原型に転写される(例えば、特許文献1参照。)。 In the imprint method, first, a molded product prototype is attached to one of the lower press stand and the upper press stand, and a stamper is attached to the other. Subsequently, when the upper press table is lowered while the molded product prototype is heated and the stamper is pressed against the molded product prototype, the fine pattern is transferred to the molded product prototype (see, for example, Patent Document 1).
続いて、スタンパが成形品原型から離されて離型が行われるが、このとき、離型に失敗すると、スタンパが破損したり、下プレス台又は上プレス台から剥がれたりすることがある。 Subsequently, the stamper is separated from the original mold of the molded product, and the mold release is performed. At this time, if the mold release fails, the stamper may be damaged or peeled off from the lower press table or the upper press table.
そこで、例えば、上プレス台を外型及び内型によって形成し、内型に微細パターンを形成し、かつ、内型を外型に対して移動自在に配設し、内型と成形品との間に離型用の圧縮流体を噴出するようにした金型装置が提供されている。
しかしながら、前記従来の金型装置においては、内型が外型によって包囲されるので、内型を成形品から良好に離型させることができない場合、転写された微細パターンの精度が低下し、その結果、成形品の品質が低下してしまう。 However, in the conventional mold apparatus, since the inner mold is surrounded by the outer mold, when the inner mold cannot be satisfactorily released from the molded product, the accuracy of the transferred fine pattern decreases, As a result, the quality of the molded product is degraded.
本発明は、前記従来の金型装置の問題点を解決して、離型性を向上させることができ、成形品の品質を向上させることができる金型装置及びそれによる成形方法を提供することを目的とする。 The present invention solves the problems of the conventional mold apparatus, and provides a mold apparatus that can improve releasability and improve the quality of a molded product, and a molding method using the mold apparatus. With the goal.
そのために、本発明の金型装置においては、フレームに取り付けられた第1の金型と、該第1の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第2の金型と、前記第1、第2の金型のうちの一方に配設された入れ子と、該入れ子と前記第1、第2の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型を加熱するための加熱要素と、前記成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第1、第2の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有する。 For this purpose, in the mold apparatus of the present invention, a first mold attached to a frame and a pressurizing element arranged to face the first mold and to be moved forward and backward independently of each other. A second mold having an inner mold and an outer mold for opening and closing the mold, a nest disposed in one of the first and second molds, and the nest and the first and second molds. A heating element for heating a molded product prototype disposed between the mold and the other of the molds, and a molded product molded by pressing the insert against the molded product prototype. And a cooling element that cools the molded product, forms a temperature difference between the first and second surfaces of the molded product, and releases the molded product from the insert.
本発明によれば、金型装置においては、フレームに取り付けられた第1の金型と、該第1の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第2の金型と、前記第1、第2の金型のうちの一方に配設された入れ子と、該入れ子と前記第1、第2の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型を加熱するための加熱要素と、前記成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第1、第2の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有する。 According to the present invention, in the mold apparatus, the first mold attached to the frame, and the pressurizing member disposed so as to face the first mold and can be moved forward and backward independently of each other. A second mold having an inner mold and an outer mold for opening and closing the mold, a nest disposed in one of the first and second molds, and the nest and the first and second molds. A heating element for heating a molded product prototype disposed between the mold and the other of the molds, and a molded product molded by pressing the insert against the molded product prototype. And a cooling element that cools the molded product, forms a temperature difference between the first and second surfaces of the molded product, and releases the molded product from the insert.
この場合、成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品を冷却し、成形品の第1、第2の面間に温度差を形成し、入れ子から成形品を離型させる冷却要素を有するので、微細成形を行う際に、離型に失敗するのを防止することができる。したがって、成形品と入れ子との間の離型性を向上させることができ、入れ子が破損したり、金型装置から剥がれたりすることがなくなる。 In this case, the cooling element that cools the molded article formed by pressing the insert against the original mold of the molded article, forms a temperature difference between the first and second surfaces of the molded article, and releases the molded article from the insert. Therefore, it is possible to prevent failure of mold release when performing fine molding. Therefore, the releasability between the molded product and the insert can be improved, and the insert cannot be damaged or peeled off from the mold apparatus.
また、成形品と隣接させて冷却要素が配設されるので、成形品の冷却の効率を向上させることができるとともに、成形サイクルを短くすることができる。 In addition, since the cooling element is disposed adjacent to the molded product, the cooling efficiency of the molded product can be improved and the molding cycle can be shortened.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は本発明の第1の実施の形態における金型装置の断面図である。 FIG. 1 is a sectional view of a mold apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図において、10は金型装置、11は図示されないフレームに取り付けられた第1の金型としての、かつ、固定金型としての下プレス台、12は該下プレス台11と対向させて、かつ、上下方向に進退自在に配設された第2の金型としての、かつ、可動金型としての上プレス台である。前記下プレス台11及び上プレス台12は、いずれも、矩形の形状を有するが、円形の形状を有するようにしてもよい。 In the figure, 10 is a mold apparatus, 11 is a lower press table as a first mold mounted on a frame (not shown) and a fixed mold, 12 is opposed to the lower press table 11, and An upper press stand as a second mold that is disposed so as to be movable back and forth in the vertical direction and as a movable mold. Each of the lower press table 11 and the upper press table 12 has a rectangular shape, but may have a circular shape.
前記下プレス台11には、上プレス台12と対向する面S1に、入れ子としてのスタンパ14が着脱自在に取り付けられ、該スタンパ14上に、成形材料としての樹脂から成り、プレート状の形状を有する予備成形品である成形品の原型、すなわち、成形品原型15が位置決めして配設される。前記スタンパ14における上プレス台12と対向する面には、微細な凹凸から成る図示されない微細パターンが形成される。また、前記スタンパ14及び成形品原型15は、いずれも、矩形の形状を有するが、円形の形状を有するようにしてもよい。
A
そして、前記下プレス台11には、スタンパ14を吸引し、所定の位置に位置決めするための第1の流路としての吸引流路20、成形が行われた後の成形品を突き出すための第2の流路としての、かつ、突出し要素としての吹出し流路13が形成される。前記吸引流路20は、下プレス台11のほぼ中央を、垂直方向に貫通させて形成され、吸引ポンプ等の図示されない負圧源と接続された流路21、該流路21の先端に形成され、円形の形状を有する吸引分岐部22、及び該吸引分岐部22の周方向における複数箇所、本実施の形態においては、2箇所において前記面S1で開口する開口部23を備える。また、前記吹出し流路13は、前記各開口部23より外側部分を、垂直方向に貫通させて形成され、加圧ポンプ等の図示されない加圧源と接続された流路25、及び該流路25の先端において前記面S1で開口する開口部26を備える。そして、前記スタンパ14には、前記吹出し流路13と対応する箇所に、吹出し流路30が形成され、前記スタンパ14は、吹出し流路30及び吹出し流路13を介して前記加圧源と接続される。
The
一方、前記上プレス台12は、加圧用の内型16、及び該内型16を包囲して、内型16に対して摺動自在に、かつ、相対的に進退自在に配設された、型開閉用の環状の外型17を備える。前記内型16は、矩形の形状を有するが、円形の形状を有するようにしてもよい。前記内型16を進退させるために、第1の駆動部としての、かつ、加圧装置としての加圧用の油圧シリンダである図示されない加圧シリンダが配設され、外型17を進退させるために、第2の駆動部としての、かつ、型締装置としての型締め用の油圧シリンダである図示されない型締シリンダが配設される。なお、前記油圧シリンダに代えて、エアシリンダ、モータ(電動機)等を使用することができる。
On the other hand, the upper press table 12 surrounds the
そして、前記内型16には、成形品原型15を加熱するための加熱要素としての、かつ、加熱体としてのヒータ27が配設され、該ヒータ27は図示されない電源と接続される。また、前記外型17には、第1の媒体流路としての媒体流入路28、及び第2の媒体流路としての媒体流出路29が水平方向に貫通させて形成され、前記媒体流入路28及び媒体流出路29はブロア等の図示されない冷却媒体供給源と接続される。
The
次に、前記構成の金型装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
図2は本発明の第1の実施の形態における金型装置の制御回路を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a control circuit of the mold apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図において、31は制御部、32は前記吸引流路20と前記負圧源とを接続する管路に配設された開閉弁、33は前記吹出し流路13と前記加圧源とを接続する管路に配設された開閉弁である。また、34はヒータ27の通電を制御するスイッチ回路、45は媒体流入路28と前記冷却媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁、46は媒体流出路29と冷却媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁である。
In the figure, 31 is a control unit, 32 is an on-off valve disposed in a pipe line connecting the
そして、36は加圧シリンダ、38は該加圧シリンダ36に対して油を給排するための切換弁、37は型締シリンダ、39は該型締シリンダ37に対して油を給排するための切換弁である。
36 is a pressure cylinder, 38 is a switching valve for supplying and discharging oil to and from the
図3は本発明の第1の実施の形態における成形品原型セット工程を示す図、図4は本発明の第1の実施の形態における加熱工程を示す図、図5は本発明の第1の実施の形態における加圧工程を示す図、図6は本発明の第1の実施の形態における冷却工程を示す図、図7は本発明の第1の実施の形態における型開工程を示す図、図8は本発明の第1の実施の形態における成形品取出工程を示す図である。 FIG. 3 is a view showing a molded product prototype setting step in the first embodiment of the present invention, FIG. 4 is a view showing a heating step in the first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a first view of the present invention. The figure which shows the pressurization process in embodiment, FIG. 6 is the figure which shows the cooling process in the 1st Embodiment of this invention, FIG. 7 is the figure which shows the mold opening process in the 1st Embodiment of this invention, FIG. 8 is a diagram showing a molded product take-out step in the first embodiment of the present invention.
まず、制御部31の図示されない初期化処理手段(初期化処理部)は、初期化処理を行い、図3に示されるように、内型16及び外型17が後退位置である上位置に置かれた状態で、スタンパ14を下プレス台11の面S1上に載置し、開閉弁32を作動させて開放し、吸引流路20と負圧源とを連通させ、スタンパ14を吸引する。これにより、スタンパ14を下プレス台11に取り付けることができる。
First, an initialization processing unit (initialization processing unit) (not shown) of the
続いて、成形品原型セット工程において、制御部31の図示されない成形品原型セット処理手段(成形品原型セット処理部)は、成形品原型セット処理を行い、図3に示されるように、内型16及び外型17が上位置に置かれた状態で、図示されないロボットを作動させて成形品原型15をスタンパ14上に載置し、金型装置10にセットする。
Subsequently, in the molded product prototype setting step, the molded product prototype set processing means (molded product prototype set processing unit) (not shown) of the
次に、加熱工程において、制御部31の図示されない型開閉処理手段(型開閉処理部)は、型開閉処理を行い、図4に示されるように、内型16が上位置に置かれた状態で、切換弁39を作動させ、型締シリンダ37を駆動して外型17を前進させ、前進位置である下位置に置く。これにより、金型装置10の型閉じが行われ、成形品原型15、内型16及び外型17によって閉鎖空間41が形成される。また、前記制御部31の図示されない加熱処理手段(加熱処理部)は、加熱処理を行い、スイッチ回路34を作動させ、ヒータ27に通電し、閉鎖空間41内及び成形品原型15を加熱する。
Next, in the heating process, the mold opening / closing processing means (mold opening / closing processing section) (not shown) of the
続いて、加圧工程において、制御部31の図示されない加圧処理手段(加圧処理部)は、加圧処理を行い、図5に示されるように、外型17が下位置に置かれた状態で、切換弁38を作動させ、加圧シリンダ36を駆動して内型16を前進させ、前進位置である下位置に置く。これにより、金型装置10の加圧が行われ、成形品原型15にスタンパ14が押し付けられ、スタンパ14の微細パターンが成形品原型15に転写される。なお、このとき、成形品原型15の一部が吹出し流路30内に侵入する。このようにして、成形品原型15から成形品55が成形される。
Subsequently, in the pressurizing step, the pressurizing processing means (pressurizing processing unit) (not shown) of the
次に、冷却工程において、前記型開閉処理手段は、図6に示されるように、外型17が下位置に置かれた状態で、切換弁38を作動させ、加圧シリンダ36を駆動して内型16を後退させ、上位置に置く。これにより、内型16の離型が行われ、成形品原型15、内型16及び外型17によって冷却要素として機能する閉鎖空間41が形成される。また、前記制御部31の図示されない冷却処理手段(冷却処理部)は、冷却処理を行い、開閉弁45、46を開放し、媒体流入路28を介して閉鎖空間41内に冷却媒体としての空気を供給し、閉鎖空間41内で滞留させ、その間に、下プレス台11、上プレス台12、スタンパ14及び成形品55を冷却し、その後、媒体流出路29を介して空気を金型装置10から排出する。なお、冷却媒体としては、空気のほかに、炭酸ガス、窒素ガス等の不活性ガスを使用することができる。
Next, in the cooling process, as shown in FIG. 6, the mold opening / closing processing means operates the switching
次に、型開工程において、前記型開閉処理手段は、図7に示されるように、内型16が上位置に置かれた状態で、切換弁39を作動させ、型締シリンダ37を駆動して外型17を後退させ、上位置に置く。これにより、外型17の離型が行われ、閉鎖空間41は開放される。
Next, in the mold opening process, as shown in FIG. 7, the mold opening / closing processing means operates the switching
続いて、成形品取出工程において、前記制御部31の図示されない成形品取出処理手段(成形品取出処理部)は、成形品取出処理を行い、開閉弁33を開放し、吹出し流路13と加圧源とを連通させ、吹出し媒体としての空気を吹出し流路13に供給し、開口部26から吹き出させ、図8に示されるように、成形品55を突き出し、スタンパ14から成形品55を完全に離型させる。そして、前記成形品取出し処理手段は、前記ロボットを作動させて成形品55を取り出す。このとき、単に空気を吹出し流路13に供給し、開口部26から吹き出させて成形品55を離型させるだけでは、離型の際に、成形品55に転写された微細パターンが崩れたり、離型に失敗してスタンパ14が破損したりする恐れがある。
Subsequently, in the molded product extraction process, a molded product extraction processing means (molded product extraction processing unit) (not shown) of the
そこで、前記冷却工程において、閉鎖空間41内に空気が供給され、閉鎖空間41内で滞留させられる。このとき、成形品55が、上プレス台12と対向する第1の面である上面S5から冷却される。したがって、冷却工程が完了するまでの間、成形品55の上面S5と第2の面である反対の下面S6との間で温度差が形成され、熱膨張(収縮差)が生じて、成形品55にそりが形成される。その結果、スタンパ14から成形品55を離型させることができる。そして、微細成形を行う際に離型に失敗するのを防止することができるので、成形品55とスタンパ14との間の離型性を向上させることができ、スタンパ14が破損したり、下プレス台11から剥がれたりすることがなくなる。
Therefore, in the cooling step, air is supplied into the closed
また、閉鎖空間41が所定の容量を有するので、媒体流入路28を介して閉鎖空間41内に侵入した空気は、閉鎖空間41内に滞留させられ、その間、成形品55を冷却し続ける。したがって、成形品55、特に、微細パターンが転写された部分の冷却の効率を向上させることができるので、成形サイクルを短くすることができる。
Further, since the closed
さらに、冷却工程において、外型17が下位置に置かれた状態で、内型16が後退させられて上位置に置かれ、続いて、離型工程において外型17が後退させられて上位置に置かれるので、その間、成形品55が常に下プレス台11側に置かれる。したがって、成形品55を円滑に取り出すことができる。
Further, in the cooling process, the
そして、成形品取出工程において、前記成形品55が開口部26から吹き出される空気によって突き出されるとともに、冷却されるので、冷却の効率を一層向上させることができる。
In the molded product take-out step, the molded
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In addition, about the thing which has the same structure as 1st Embodiment, the same code | symbol is provided and the effect of the same embodiment is used about the effect of the invention by having the same structure.
図9は本発明の第2の実施の形態における金型装置の断面図である。 FIG. 9 is a sectional view of a mold apparatus according to the second embodiment of the present invention.
この場合、内型16には、下プレス台11と対向する面S11に、入れ子としてのスタンパ14が着脱自在に取り付けられ、下プレス台11には、上プレス台12と対向する面S12に、成形材料としての樹脂から成り、プレート状の形状を有する成形品原型15が位置決めして配設される。前記スタンパ14における下プレス台11と対向する面に、微細な凹凸から成る微細パターンptが形成される。そして、前記上プレス台12には、スタンパ14を吸引し、所定の位置に位置決めするための第1の流路としての吸引流路20が形成され、前記下プレス台11には、成形が行われた後の成形品を突き出すための第2の流路としての、かつ、突出し要素としての吹出し流路13が形成される。前記吸引流路20は、下プレス台11のほぼ中央を、垂直方向に貫通させて形成され、図示されない負圧源と接続された流路21、該流路21の先端に形成され、円形の形状を有する吸引分岐部22、及び該吸引分岐部22の周方向における複数箇所、本実施の形態においては、2箇所において前記面S11で開口する開口部23を備える。また、前記吹出し流路13は、前記各開口部23に対応する位置より外側部分を、垂直方向に貫通させて形成され、図示されない加圧源と接続された流路25、及び該流路25の先端において前記面S12で開口する開口部26を備える。
In this case, the
前記上プレス台12は、内型16、及び該内型16を包囲して、内型16に対して摺動自在に、かつ、相対的に進退自在に配設された環状の外型17を備える。前記内型16を進退させるために、第1の駆動部としての、かつ、加圧装置としての図示されない加圧シリンダが配設され、外型17を進退させるために、第2の駆動部としての、かつ、型締装置としての図示されない型締シリンダが配設される。
The upper press table 12 includes an
そして、前記内型16には、成形品原型15を加熱するための第1の加熱要素としての、かつ、加熱体としてのヒータ27が配設され、該ヒータ27は図示されない電源と接続される。また、前記外型17には、第1の媒体流路としての媒体流入路68、及び第2の媒体流路としての媒体流出路69が水平方向に貫通させて形成され、前記媒体流入路68及び媒体流出路69は、第2の加熱要素としての空気加熱器等の図示されない加熱媒体供給源と接続される。
The
さらに、下プレス台11には、成形品原型15と対応する位置の面S12の近傍に、成形品原型15と隣接させて、第3の媒体流路としての、かつ、第1の冷却要素としての温調流路61が配設され、該温調流路61が温調器等の図示されない冷却媒体供給源と連通させられ、該冷却媒体供給源から冷却媒体としての水が供給される。
Further, the lower press table 11 is adjacent to the molded
次に、前記構成の金型装置10の動作について説明する。
Next, the operation of the
図10は本発明の第2の実施の形態における金型装置の制御回路を示す図である。 FIG. 10 is a diagram showing a control circuit of the mold apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図において、31は制御部、32は前記吸引流路20と前記負圧源とを接続する管路に配設された開閉弁、33は前記吹出し流路13と前記加圧源とを接続する管路に配設された開閉弁である。また、34はヒータ27の通電を制御するスイッチ回路、75は媒体流入路68と前記加熱媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁、76は媒体流出路69と加熱媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁、77は温調流路61と冷却媒体供給源とを接続する管路に配設された開閉弁である。
In the figure, 31 is a control unit, 32 is an on-off valve disposed in a pipe line connecting the
そして、36は加圧シリンダ、38は該加圧シリンダ36に対して油を給排するための切換弁、37は型締シリンダ、39は該型締シリンダ37に対して油を給排するための切換弁である。
36 is a pressure cylinder, 38 is a switching valve for supplying and discharging oil to and from the
図11は本発明の第2の実施の形態における成形品原型セット工程を示す図、図12は本発明の第2の実施の形態における加熱工程を示す図、図13は本発明の第2の実施の形態における加圧工程を示す図、図14は本発明の第2の実施の形態における冷却工程を示す図、図15は本発明の第2の実施の形態における型開工程を示す図、図16は本発明の第2の実施の形態における成形品取出工程を示す図である。 FIG. 11 is a diagram showing a molded product prototype setting step in the second embodiment of the present invention, FIG. 12 is a diagram showing a heating step in the second embodiment of the present invention, and FIG. 13 is a second diagram of the present invention. The figure which shows the pressurization process in embodiment, FIG. 14 is the figure which shows the cooling process in the 2nd Embodiment of this invention, FIG. 15 is the figure which shows the mold opening process in the 2nd Embodiment of this invention, FIG. 16 is a diagram showing a molded product removal step in the second embodiment of the present invention.
まず、前記初期化処理手段は、図11に示されるように、内型16及び外型17が上位置に置かれた状態で、スタンパ14を内型16の面S11上に載置し、開閉弁32を作動させて開放し、吸引流路20と負圧源とを連通させ、スタンパ14を吸引する。これにより、スタンパ14を上プレス台12に取り付けることができる。なお、この場合、内型16の厚さをδ1とし、スタンパ14の厚さをδ2とし、外型17の厚さをδ3としたとき、
δ1+δ2=δ3
にされ、内型16及び外型17が上位置に置かれた状態で、スタンパ14における下プレス台11と対向する面S13と、外型17における下プレス台11と対向する面S14とが高さ方向において一致させられる。
First, as shown in FIG. 11, the initialization processing means places the
δ1 + δ2 = δ3
The surface S13 of the
続いて、成形品原型セット工程において、前記成形品原型セット処理手段は、図11に示されるように、内型16及び外型17が上位置に置かれた状態で、図示されないロボットを作動させて成形品原型15を面S12上に載置し、金型装置10にセットする。
Subsequently, in the molded product prototype setting step, the molded product prototype set processing means operates a robot (not shown) with the
次に、加熱工程において、前記型開閉処理手段は、図12に示されるように、内型16が上位置に置かれた状態で、切換弁39を作動させ、型締シリンダ37を駆動して外型17を前進させ、下位置に置く。これにより、金型装置10の型閉じが行われ、スタンパ14、成形品原型15及び外型17によって加熱要素としての、かつ、第2の冷却要素としての閉鎖空間41が形成される。また、前記加熱処理手段は、スイッチ回路34を作動させ、ヒータ27に通電し、閉鎖空間41内及び成形品原型15を加熱する。さらに、前記加熱処理手段は、開閉弁75、76を作動させて開放し、媒体流入路68を介して閉鎖空間41内に加熱媒体としての加熱された空気を供給し、閉鎖空間41内で滞留させ、その間に、スタンパ14及び成形品原型15を加熱し、その後、媒体流出路69を介して空気を金型装置10から排出する。
Next, in the heating step, as shown in FIG. 12, the mold opening / closing processing means operates the switching
次に、加圧工程において、前記加圧処理手段は、図13に示されるように、外型17が下位置に置かれた状態で、切換弁38を作動させ、加圧シリンダ36を駆動して内型16を前進させ、前進位置である下位置に置く。これにより、金型装置10の加圧が行われ、成形品原型15にスタンパ14が押し付けられ、スタンパ14の微細パターンが成形品原型15に転写される。このようにして、成形品原型15から成形品55が成形される。
Next, in the pressurizing step, the pressurizing means operates the switching
続いて、冷却工程において、前記冷却処理手段は、開閉弁77を作動させて開放し、温調流路61に水を供給し、成形品55を冷却する。
Subsequently, in the cooling step, the cooling processing means operates the open /
また、前記型開閉処理手段は、図14に示されるように、外型17が下位置に置かれた状態で、切換弁38を作動させ、加圧シリンダ36を駆動して内型16を後退させ、上位置に置く。これにより、成形品55の離型が行われる。
Further, as shown in FIG. 14, the mold opening / closing processing means operates the switching
なお、内型16を上位置に置くのに伴って、スタンパ14、成形品原型15及び外型17によって閉鎖空間41が形成されるので、該閉鎖空間41に冷却媒体としての空気を供給し、空気によって成形品55を冷却することができる。その場合、媒体流入路68及び媒体流出路69に、前記加熱媒体供給源とは別に、ブロア等の図示されない冷却媒体供給源が接続され、切換弁によって管路が切り換えられ、媒体流入路68及び媒体流出路69を介して空気を閉鎖空間41に供給し、該閉鎖空間41内で滞留させ、その間に、下プレス台11、上プレス台12、スタンパ14及び成形品55を冷却し、その後、金型装置10から空気を排出する。
As the
次に、型開工程において、前記型開閉処理手段は、図15に示されるように、内型16が上位置に置かれた状態で、切換弁39を作動させ、型締シリンダ37を駆動して外型17を後退させ、上位置に置く。これにより、外型17の離型が行われ、閉鎖空間41は開放される。
Next, in the mold opening process, as shown in FIG. 15, the mold opening / closing processing means operates the switching
続いて、成形品取出工程において、前記成形品取出し処理手段は、開閉弁33を作動させて開放し、吹出し流路13と加圧源とを連通させ、吹出し媒体としての空気を吹出し流路13に供給し、開口部26から吹き出させ、図16に示されるように、成形品55を突き出し、スタンパ14から成形品55を完全に離型させる。そして、前記成形品取出し処理手段は、前記ロボットを作動させて成形品55を取り出す。このとき、単に型開閉処理手段によって内型16を後退させて成形品55を離型させるだけでは、離型の際に、成形品55に転写された微細パターンが崩れたり、離型に失敗してスタンパ14が破損したりする恐れがある。
Subsequently, in the molded product take-out step, the molded product take-out processing means operates and opens the on-off
そこで、前記冷却工程において、温調流路61に水が供給され、成形品55が冷却される。このとき、成形品55が、下プレス台11と対向する第1の面である下面S15から冷却される。したがって、冷却工程が完了するまでの間、成形品55の下面S15と、第2の面である反対の上面S16との間で温度差が形成され、熱膨張が生じて、成形品55にそりが形成される。その結果、スタンパ14から成形品55を離型させることができる。そして、微細成形を行う際に離型に失敗するのを防止することができるので、成形品55とスタンパ14との間の離型性を向上させることができ、スタンパ14が破損したり、下プレス台11から剥がれたりすることがなくなる。
Therefore, in the cooling step, water is supplied to the temperature
また、冷却工程で閉鎖空間41に空気を供給する場合、閉鎖空間41が所定の容量を有するので、媒体流入路68を介して閉鎖空間41内に侵入した空気は、閉鎖空間41内に滞留させられ、その間、成形品55を冷却し続ける。したがって、成形品55、特に、微細パターンが転写された部分の冷却の効率を向上させることができるので、成形サイクルを短くすることができる。
In addition, when air is supplied to the closed
前記各実施の形態においては、上プレス台12にヒータ27を配設し、下プレス台11に成形品原型15をセットするようになっているが、下プレス台11にヒータを配設し、上プレス台12に成形品原型をセットすることもできる。
In each of the above embodiments, the
なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
10 金型装置
11 下プレス台
12 上プレス台
14 スタンパ
15 成形品原型
16 内型
17 外型
27 ヒータ
41 閉鎖空間
55 成形品
61 温調流路
S5、S15 上面
S6、S16 下面
DESCRIPTION OF
Claims (7)
(b)該第1の金型と対向させて、かつ、互いに独立して進退自在に配設された加圧用の内型及び型開閉用の外型を備えた第2の金型と、
(c)前記第1、第2の金型のうちの一方に配設された入れ子と、
(d)該入れ子と前記第1、第2の金型のうちの他方との間に配設された成形品原型を加熱するための加熱要素と、
(e)前記成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形された成形品と隣接させて配設され、該成形品を冷却し、成形品の第1、第2の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させる冷却要素とを有することを特徴とする金型装置。 (A) a first mold attached to the frame;
(B) a second mold having an inner mold for pressurization and an outer mold for opening and closing the mold, which are opposed to the first mold and are independently movable forward and backward;
(C) a nesting disposed in one of the first and second molds;
(D) a heating element for heating a molded product prototype disposed between the insert and the other of the first and second molds;
(E) It is arranged adjacent to a molded product formed by pressing the insert against the molded product prototype, and the molded product is cooled to form a temperature difference between the first and second surfaces of the molded product. And a cooling element for releasing the molded product from the insert.
(b)前記成形品原型は、前記入れ子の上に載置される請求項1に記載の金型装置。 (A) the insert is disposed in a first mold;
(B) The mold apparatus according to claim 1, wherein the molded product prototype is placed on the insert.
(b)前記成形品原型は、前記第1の金型の上に載置される請求項1に記載の金型装置。 (A) the nesting is disposed in a second mold;
(B) The mold apparatus according to claim 1, wherein the molded product prototype is placed on the first mold.
(a)前記入れ子と前記第1、第2の金型の他方との間に成形品原型をセットし、
(b)該成形品原型を加熱し、
(c)成形品原型に前記入れ子を押し付けることによって成形品を成形し、
(d)該成形品に隣接させて配設された冷却要素によって成形品を冷却し、成形品の第1、第2の面間に温度差を形成して入れ子から成形品を離型させることを特徴とする金型装置による成形方法。 A first mold attached to the frame, an inner mold for pressurization and an outer mold for opening and closing the mold, which are opposed to the first mold and independently of each other, are provided. In a molding method using a mold apparatus having a second mold and a nest disposed in one of the first and second molds,
(A) A molded product prototype is set between the insert and the other of the first and second molds,
(B) heating the molded product prototype,
(C) molding the molded product by pressing the insert against the molded product prototype;
(D) The molded product is cooled by a cooling element disposed adjacent to the molded product, and a temperature difference is formed between the first and second surfaces of the molded product to release the molded product from the insert. A molding method using a mold apparatus.
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