JP2008229885A - Injection mold - Google Patents

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Shigetoshi Nakamura
成寿 中村
Tomonobu Tokunaga
智信 徳永
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Konica Minolta Opto Inc
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Konica Minolta Opto Inc
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the quality of a molded object by suppressing the occurrence of a pinhole or crack on the surface of a plating layer or the peeling of the plating layer itself. <P>SOLUTION: This injection mold is equipped with a base material containing ZrO<SB>2</SB>, the first plating layer formed on the base material and containing Ni and P so that the content of Ni becomes 85 wt.% or above and the second plating layer formed on the first plating layer containing Ni, P and Cu to contain 1-15 wt.% of P, 25-60 wt.% of Cu and the balance of Ni. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、成形体を形成するための射出成形型に関する。   The present invention relates to an injection mold for forming a molded body.

従来、光学素子などの成形体を射出成形する射出成形型は、成形体の外形に対応するキャビティを有している。   Conventionally, an injection mold for injection molding a molded body such as an optical element has a cavity corresponding to the outer shape of the molded body.

このキャビティは、セラミックスにより成形された基材上に対して、ＮｉとＰとＣｕからなるメッキ層が積層されることにより、その内面が形成されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００５−２６３６２６号公報 特開２００２−２７４８６５号公報 The cavity has an inner surface formed by laminating a plating layer made of Ni, P, and Cu on a base material formed of ceramics (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
JP 2005-263626 A JP 2002-274865 A

ところで、微細形状を有する樹脂製光学素子を成形する際、キャビティにおける微細形状部を成形する部分に十分な量の樹脂を充填しつつ、微細形状部の急速な硬化を低減することが望まれている。これを実現すべく、キャビティの基材を例えばＺｒＯ２などのような低熱伝導率の材料から成形することが提言されている。しかし、キャビティの基材を低熱伝導率の材料から成形し、上記したメッキ層を積層すると、メッキ層表面にピンホールやクラックが生じやすく、さらには繰り返し使用時に剥離しやすくなっていた。 By the way, when molding a resin optical element having a fine shape, it is desired to reduce rapid hardening of the fine shape portion while filling a sufficient amount of resin in a portion of the cavity where the fine shape portion is to be molded. Yes. In order to achieve this, it has been proposed to mold the cavity substrate from a low thermal conductivity material such as ZrO 2 . However, when the cavity base material is formed from a material having low thermal conductivity and the above-described plating layer is laminated, pinholes and cracks are likely to be formed on the surface of the plating layer, and further, they are easily peeled off during repeated use.

本発明の課題は、メッキ層表面にピンホールやクラックが発生することや、メッキ層自体が剥離してしまうことを抑制することで、成形体の品質を高めることである。   The subject of this invention is improving the quality of a molded object by suppressing that a pinhole and a crack generate | occur | produce in the plating layer surface, or plating layer itself peels.

請求項１記載の発明における射出成形型は、
ＺｒＯ２を含有する基材と、
前記基材上に形成され、Ｎｉの含有率が８５ｗｔ％以上となるように、Ｎｉ及びＰを含有する第１メッキ層と、
前記第１メッキ層上に形成され、Ｐの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕの含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下、残りの主成分がＮｉであるように、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕを含有する第２メッキ層とを備えることを特徴としている。 The injection mold in the invention of claim 1 is:
A substrate containing ZrO 2 ;
A first plating layer containing Ni and P, formed on the substrate and having a Ni content of 85 wt% or more;
Ni, P is formed on the first plating layer so that the P content is 1 wt% or more and 15 wt% or less, the Cu content is 25 wt% or more and 60 wt% or less, and the remaining main component is Ni. And a second plating layer containing Cu.

請求項２記載の発明は、請求項１記載の射出成形型において、
前記第１メッキ層及び前記第２メッキ層の少なくとも１つは無電解メッキ法により形成されていることを特徴としている。 The invention described in claim 2 is the injection mold according to claim 1,
At least one of the first plating layer and the second plating layer is formed by an electroless plating method.

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の射出成形型において、
前記第１メッキ層の厚みは、８μｍ以上、２５μｍ以下であることを特徴としている。 The invention according to claim 3 is the injection mold according to claim 1 or 2,
The thickness of the first plating layer is 8 μm or more and 25 μm or less.

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記基材と前記第１メッキ層とが連続して積層されていることを特徴としている。 The invention according to claim 4 is the injection mold according to any one of claims 1 to 3,
The base material and the first plating layer are continuously laminated.

請求項５記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記第２メッキ層の厚みは、１μｍ以上、１５０μｍ以下であることを特徴としている。 The invention according to claim 5 is the injection mold according to any one of claims 1 to 4,
The thickness of the second plating layer is 1 μm or more and 150 μm or less.

請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記基材と前記第１メッキ層との間に、無電解メッキ法により形成された下引層を有することを特徴としている。 The invention according to claim 6 is the injection mold according to any one of claims 1 to 5,
An undercoat layer formed by an electroless plating method is provided between the base material and the first plating layer.

請求項７記載の発明は、請求項６記載の射出成形型において、
前記下引層は、Ｎｉの含有率が９０ｗｔ％以上で、なおかつ前記第１メッキ層のＮｉの含有率よりも高い含有率となるように、Ｎｉ及びＰを含有することを特徴としている。 The invention according to claim 7 is the injection mold according to claim 6,
The undercoat layer contains Ni and P so that the Ni content is 90 wt% or more and is higher than the Ni content of the first plating layer.

請求項８記載の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記第２メッキ層を切削加工することにより複数の輪帯状の段差を形成したことを特徴としている。 The invention according to claim 8 is the injection mold according to any one of claims 1 to 7,
A plurality of annular zone-shaped steps are formed by cutting the second plating layer.

本発明者らは、ＺｒＯ２を含有する基材上に対して、Ｎｉの含有率が８５ｗｔ％以上となるようにＮｉ及びＰを含有する第１メッキ層と、Ｐの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕの含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下、残りの主成分がＮｉであるようにＮｉ、Ｐ及びＣｕを含有する第２メッキ層とを形成すると、メッキ層表面にピンホールやクラックが発生することや、メッキ層自体が剥離してしまうことが抑制されることを見出した。したがって、本発明のように、射出成形型が、ＺｒＯ２を含有する基材と、基材上に形成され、Ｎｉの含有率が８５ｗｔ％以上のＮｉ及びＰを含有する第１メッキ層と、第１メッキ層上に形成され、Ｐの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕの含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下、残りの主成分がＮｉとなるＮｉ、Ｐ及びＣｕを含有する第２メッキ層とを備えていると、メッキ層表面にピンホールやクラックが発生することや、メッキ層自体が剥離してしまうことが抑制され、成形体の品質を高められることになる。 The inventors of the present invention have a first plating layer containing Ni and P so that the Ni content is 85 wt% or more with respect to the substrate containing ZrO 2 , and the P content is 1 wt% or more. When the second plating layer containing Ni, P, and Cu is formed so that the remaining content is 15 wt% or less, the Cu content is 25 wt% or more and 60 wt% or less, and the remaining main component is Ni, It has been found that generation of holes and cracks and peeling of the plating layer itself are suppressed. Therefore, as in the present invention, an injection mold includes a base material containing ZrO 2 , a first plating layer formed on the base material and containing Ni and P with a Ni content of 85 wt% or more, It is formed on the first plating layer and contains Ni, P, and Cu in which the P content is 1 wt% or more and 15 wt% or less, the Cu content is 25 wt% or more and 60 wt% or less, and the remaining main components are Ni. When the second plating layer is provided, pinholes and cracks are prevented from being generated on the surface of the plating layer, and the plating layer itself is prevented from peeling off, thereby improving the quality of the molded body.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明に係る射出成形型を備える成形機について説明する。
図１は、成形機１の概略構成を示す概念図である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a molding machine provided with an injection mold according to the present invention will be described.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a schematic configuration of the molding machine 1.

この図に示すように、成形機１は、プラスチック材料の搬送方向における上流側から下流側に向かって、ホッパ５１と、シリンダ５３と、ノズル５５と、本発明に係る射出成形型２等とを備えている。   As shown in this figure, the molding machine 1 includes a hopper 51, a cylinder 53, a nozzle 55, an injection mold 2 and the like according to the present invention from the upstream side to the downstream side in the conveying direction of the plastic material. I have.

ホッパ５１は、プラスチック材料が供給される部分であり、シリンダ５３に連結されている。シリンダ５３は、内部にスクリュー５２を備えるとともに、先端部でノズル５５に連結されており、ホッパ５１から供給されたプラスチック材料をスクリュー５２によってノズル５５側に押し出すようになっている。また、このシリンダ５３の側面には、シリンダ５３内部のプラスチック材料を溶融させるためのヒータ５４が設けられている。   The hopper 51 is a portion to which a plastic material is supplied, and is connected to the cylinder 53. The cylinder 53 includes a screw 52 inside, and is connected to a nozzle 55 at the tip, and pushes the plastic material supplied from the hopper 51 toward the nozzle 55 by the screw 52. A heater 54 for melting the plastic material inside the cylinder 53 is provided on the side surface of the cylinder 53.

ノズル５５は、シリンダ５３から押し出されたプラスチック材料を射出成形型２に射出する部分であり、後述する射出成形型２のスプルー２１に連通している。   The nozzle 55 is a portion that injects the plastic material extruded from the cylinder 53 into the injection mold 2 and communicates with a sprue 21 of the injection mold 2 described later.

射出成形型２は、ノズル５５に対して固定された固定型３と、当該固定型３に対して接離可能な可動型４を有しており、これら固定型３及び可動型４が当接することによってプラスチック材料の流路としてのスプルー２１、ランナー２２及びゲート２３と、プラスチック材料を成形するためのキャビティ２４とを形成するようになっている。   The injection mold 2 has a fixed mold 3 fixed to the nozzle 55 and a movable mold 4 that can be brought into contact with and separated from the fixed mold 3, and the fixed mold 3 and the movable mold 4 come into contact with each other. As a result, the sprue 21, the runner 22 and the gate 23 as flow paths for the plastic material and the cavity 24 for molding the plastic material are formed.

固定型３は、キャビティ２４の中央側部分を形成する第１部材３１と、周辺側部分を形成する第２部材３２とを有している。   The fixed mold 3 includes a first member 31 that forms a central portion of the cavity 24 and a second member 32 that forms a peripheral portion.

図２（ａ）に示すように、第１部材３１には、可動型４に対向して成形面３１ａが設けられており、成形体である光学素子１０の一方のレンズ面１０ａを形成するようになっている。なお、この成形面３１ａには、微細な輪帯状の回折パターンが設けられていても良い。   As shown in FIG. 2A, the first member 31 is provided with a molding surface 31a opposite to the movable mold 4 so as to form one lens surface 10a of the optical element 10 which is a molded body. It has become. The molding surface 31a may be provided with a fine ring-shaped diffraction pattern.

一方、第２部材３２には、成形面３１ａの周りを囲む環状の成形面３２ａが設けられており、光学素子１０の外周部にフランジ１１を形成するようになっている。   On the other hand, the second member 32 is provided with an annular molding surface 32 a surrounding the molding surface 31 a, and the flange 11 is formed on the outer peripheral portion of the optical element 10.

また、可動型４は、キャビティ２４の周辺側部分を形成する型本体４２と、中央側部分を形成する突き出し型４１とを有している。   The movable mold 4 includes a mold body 42 that forms a peripheral portion of the cavity 24 and a protruding mold 41 that forms a central portion.

型本体４２には、突き出し型４１における後述の成形面４１ａの周りを囲む溝状の成形面４２ａが設けられており、光学素子１０の周囲にフランジ１１を形成するようになっている。   The mold body 42 is provided with a groove-shaped molding surface 42 a surrounding a molding surface 41 a (described later) of the protruding die 41, and the flange 11 is formed around the optical element 10.

突き出し型４１には、固定型３に対向する成形面４１ａが設けられており、光学素子１０の他方のレンズ面１０ｂを形成するようになっている。なお、本実施の形態においては、この成形面４１ａは、全体として凹面になっており、微細な輪帯状の回折パターンＤＰを有している。ここで、回折パターンＤＰの深さは、数μｍ程度となっている。   The protruding die 41 is provided with a molding surface 41 a that faces the fixed die 3, and forms the other lens surface 10 b of the optical element 10. In the present embodiment, the molding surface 41a is a concave surface as a whole and has a fine ring-shaped diffraction pattern DP. Here, the depth of the diffraction pattern DP is about several μm.

この突き出し型４１は、図１，図２（ｂ）に示すように、型本体４２の孔４２ｂ中に嵌合した状態でＸ方向に摺動可能となっており、型本体４２に対して突き出し型４１を摺動させる突き出し部材４３に連結されている。   As shown in FIGS. 1 and 2B, the protruding die 41 is slidable in the X direction while being fitted in the hole 42 b of the die main body 42, and protrudes from the die main body 42. It is connected to a protruding member 43 that slides the mold 41.

図３は射出成形型２の表面部分を拡大した断面図である。この図３に示すように、射出成形型２はＺｒＯ２を含有する基材１０１を備えており、この基材１０１上には、下引層１０２と、第１メッキ層１０３と、第２メッキ層１０４とが連続して積層されている。 FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the surface portion of the injection mold 2. As shown in FIG. 3, the injection mold 2 includes a base material 101 containing ZrO 2 , and an undercoat layer 102, a first plating layer 103, and a second plating are formed on the base material 101. The layer 104 is continuously stacked.

下引層１０２は、基材１０１の表面上に積層されている。下引層１０２は、Ｎｉ（ニッケル）及びＰ（リン）を含有しており、Ｎｉの含有率が９０ｗｔ％以上で、なおかつ第１メッキ層１０３のＮｉの含有率よりも高い含有率となっている。   The undercoat layer 102 is laminated on the surface of the base material 101. The undercoat layer 102 contains Ni (nickel) and P (phosphorus), the Ni content is 90 wt% or more, and is higher than the Ni content of the first plating layer 103. Yes.

第１メッキ層１０３は、下引層１０２の表面上に積層されており、その厚さが８μｍ以上、２５μｍ以下となるように形成されている。また、第１メッキ層１０３はＮｉの含有率が８５ｗｔ％以上となるように、Ｎｉ及びＰを含有している。   The first plating layer 103 is laminated on the surface of the undercoat layer 102, and is formed to have a thickness of 8 μm or more and 25 μm or less. The first plating layer 103 contains Ni and P so that the Ni content is 85 wt% or more.

第２メッキ層１０４は、第１メッキ層１０３の表面上に積層されており、その厚さが１μｍ以上、１５０μｍ以下となるように形成されている。また第２メッキ層１０４は、Ｐの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕ（銅）の含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下、残りの主成分がＮｉとなるように、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕを含有している。第２メッキ層１０４には、上述した微細な輪帯状の回折パターンＤＰが形成されている。   The second plating layer 104 is laminated on the surface of the first plating layer 103, and is formed to have a thickness of 1 μm or more and 150 μm or less. In addition, the second plating layer 104 is formed so that the P content is 1 wt% or more and 15 wt% or less, the Cu (copper) content is 25 wt% or more and 60 wt% or less, and the remaining main component is Ni. P and Cu are contained. In the second plating layer 104, the above-described fine annular zone diffraction pattern DP is formed.

この回折パターンＤＰは第２メッキ層１０４を切削加工することにより形成されている。切削加工後においては熱処理することで、第２メッキ層１０４の加工面（成形型光学面）の硬度を増加させることができ、これによって、光学素子製造における射出成形型２の耐久性を一段と向上させることができる。この熱処理によって第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４、下引層１０２及び基材１０１それぞれの間で金属原子の移動が起こり、付着性が向上することになる。熱処理を行う温度としては好ましくは３００℃以下である。これは、非晶質の第２メッキ層１０４において結晶化が進行し、加工面の初期の表面粗さが劣化したり、特に大きな体積を有する射出成形型２において第２メッキ層１０４の引っ張り応力が非常に大きくなって第２メッキ層１０４にクラックが発生することを抑制できるので好ましい。   This diffraction pattern DP is formed by cutting the second plating layer 104. Heat treatment after the cutting process can increase the hardness of the processed surface (molding optical surface) of the second plating layer 104, thereby further improving the durability of the injection mold 2 in optical element manufacturing. Can be made. By this heat treatment, movement of metal atoms occurs between the first plating layer 103, the second plating layer 104, the undercoat layer 102, and the substrate 101, and adhesion is improved. The temperature for the heat treatment is preferably 300 ° C. or lower. This is because crystallization proceeds in the amorphous second plating layer 104, the initial surface roughness of the processed surface is deteriorated, or the tensile stress of the second plating layer 104 in the injection mold 2 having a particularly large volume. Is very large, and it is preferable to prevent the second plating layer 104 from cracking.

また、上記したように第２メッキ層１０４は非晶質であることが好ましい。「非晶質状態である」とは、第２メッキ層１０４をＸ線回折測定を行い、ラウエ斑点が明瞭に見られない、若しくは全く見られない状態をいう。第２メッキ層１０４が非晶質であると、切削加工された加工面の平滑性に優れ、これにより光学素子製造時に光学素子材料の付着などが起こりにくくなり、また光学素子の光学面に鏡面が得られ特に望ましい。   Further, as described above, the second plating layer 104 is preferably amorphous. “Amorphous state” refers to a state in which the second plating layer 104 is subjected to X-ray diffraction measurement and Laue spots are not clearly or not seen at all. When the second plating layer 104 is amorphous, the machined surface is excellent in smoothness, which makes it difficult for the optical element material to adhere to the optical surface of the optical element during the manufacture of the optical element. Is particularly desirable.

そして、本実施形態では、下引層１０２、第１メッキ層１０３及び第２メッキ層１０４は、無電解メッキ法によって形成されている。これにより、第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４においては均一な厚みで非晶質に形成することができる。   In this embodiment, the undercoat layer 102, the first plating layer 103, and the second plating layer 104 are formed by an electroless plating method. Thereby, the first plating layer 103 and the second plating layer 104 can be formed in an amorphous state with a uniform thickness.

また、無電解メッキ法による下引層１０２は、その厚さが０．０１μｍ以上、１００μｍ以下であることが好ましい。下引層１０２の形成に無電解メッキ法を用いた場合には、電解を用いないので、電解メッキ法よりも基材１０１の表面に均一な層厚の下引層１０２を形成することができる。この均一な層厚により第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４の内部応力を下引層１０２が場所によらず均一に受けることができるので、第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４の剥離を防止する上で好ましい。この下引層１０２の厚さを０．０１μｍ〜１００μｍとして熱処理を施すことで、基材１０１と下引層１０２との付着力を向上でき、その後に第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４を形成した際の付着力を向上できる。なお、この下引層１０２にはニッケルとリン以外の物質が含有されていてもよい。   The thickness of the undercoat layer 102 formed by electroless plating is preferably 0.01 μm or more and 100 μm or less. When the electroless plating method is used to form the undercoat layer 102, since electrolysis is not used, the undercoat layer 102 having a uniform layer thickness can be formed on the surface of the substrate 101 as compared with the electroplating method. . Because of the uniform layer thickness, the undercoat layer 102 can receive the internal stress of the first plating layer 103 and the second plating layer 104 uniformly regardless of the location, so that the first plating layer 103 and the second plating layer 104 It is preferable for preventing peeling. By performing a heat treatment with the thickness of the undercoat layer 102 being 0.01 μm to 100 μm, the adhesion between the substrate 101 and the undercoat layer 102 can be improved, and then the first plating layer 103 and the second plating layer 104. The adhesive force when forming can be improved. The undercoat layer 102 may contain substances other than nickel and phosphorus.

この無電解メッキ法による下引層１０２形成後に、基材１０１と下引層１０２との剥離を防止し付着力を向上するために２００℃以上７００℃以下の熱処理を施すことができるが、このＮｉとＰを含有する下引層１０２は上述したように非晶質であることが好ましく、従って、基材１０１に下引層１０２を形成した後、５００℃以上で熱処理を施すと、下引層１０２が結晶化し、硬度がＨｖ８００近くまで高くなって、下引層１０２にクラックが入ったりし易すいことがある。以上のようなことから、下引層１０２形成後に行う熱処理の条件としては、結晶化が起きないかもしくは結晶化が起きるにしても緩やかに結晶化する程度の加熱温度で行うのが好ましい。３００℃〜４００℃程度の温度で、２〜４時間の加熱時間をかけて、基材１０１と無電解メッキ法による下引層１０２との金属原子がある程度充分に拡散される熱処理を行うことが特に好ましい。   After the formation of the undercoat layer 102 by the electroless plating method, a heat treatment at 200 ° C. or more and 700 ° C. or less can be performed in order to prevent peeling between the base material 101 and the undercoat layer 102 and improve adhesion. The undercoat layer 102 containing Ni and P is preferably amorphous as described above. Therefore, when the undercoat layer 102 is formed on the substrate 101 and then subjected to heat treatment at 500 ° C. or higher, the undercoat layer 102 is formed. The layer 102 may be crystallized, and the hardness may increase to nearly Hv 800, and the undercoat layer 102 may easily crack. From the above, it is preferable that the heat treatment performed after the undercoat layer 102 is formed at a heating temperature at which crystallization does not occur or crystallization occurs slowly even if crystallization occurs. A heat treatment in which metal atoms of the base material 101 and the undercoat layer 102 by the electroless plating method are sufficiently diffused to some extent at a temperature of about 300 ° C. to 400 ° C. over a heating time of 2 to 4 hours. Particularly preferred.

また、無電解メッキ法による下引層１０２の厚さは、前述のように０．０１μｍ〜１００μｍで特に基材１０１と下引層１０２との付着力向上の効果が見られるが、この下引層１０２の硬度は電解ニッケルメッキ法による下引層１０２に対して比較的高いため、第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４を施した際の強力な引張り応力に耐えられずクラックや剥離が発生する場合がある。これを防止するために、下引層１０２の厚さは０．３μｍ〜１０μｍであることが特に好ましい。さらに、この下引層１０２は熱処理による加熱によって特に表面が酸化しやすく、それを防止するためには真空炉を用いて熱処理を行うことが必要である。その際の真空度しては１０−４Ｐａ以下でもよく、その程度で表面の酸化を防止できる。 In addition, the thickness of the undercoat layer 102 obtained by the electroless plating method is 0.01 μm to 100 μm as described above, and in particular, the effect of improving the adhesion between the substrate 101 and the undercoat layer 102 can be seen. Since the hardness of the layer 102 is relatively high with respect to the undercoat layer 102 formed by the electrolytic nickel plating method, the layer 102 cannot withstand strong tensile stress when the first plating layer 103 and the second plating layer 104 are applied, and cracks and peeling are not caused. May occur. In order to prevent this, the thickness of the undercoat layer 102 is particularly preferably 0.3 μm to 10 μm. Further, the surface of the undercoat layer 102 is particularly easily oxidized by heating by heat treatment, and in order to prevent this, it is necessary to perform heat treatment using a vacuum furnace. The degree of vacuum at that time may be 10 −4 Pa or less, and the oxidation of the surface can be prevented to that extent.

続いて、上記の成形機１を使用した成形体の製造方法について説明する。なお、この成形機１によって成形する成形体としては、透明性を要求される光学用途の成形体が好ましい。   Then, the manufacturing method of the molded object using said molding machine 1 is demonstrated. In addition, as a molded object shape | molded with this molding machine 1, the molded object for optical uses by which transparency is requested | required is preferable.

まず、プラスチック材料をホッパ５１に入れ、スクリュー５２によりノズル５５の方向に搬送しつつ、ヒータ５４で溶融させる。   First, a plastic material is put into the hopper 51 and melted by the heater 54 while being conveyed in the direction of the nozzle 55 by the screw 52.

次に、融けたプラスチック材をノズル５５、スプルー２１より射出成形型２のランナー２２、ゲート２３、キャビティ２４に注入し、加圧成形する（図２（ａ）参照）。   Next, the melted plastic material is injected into the runner 22, the gate 23, and the cavity 24 of the injection mold 2 from the nozzle 55 and the sprue 21, and is pressure-molded (see FIG. 2A).

次に、プラスチック材料が固化して成型体（光学素子１０）が形成されたら、可動型４を固定型３から離間させる。これにより、可動型４側に成型体が残る。   Next, when the plastic material is solidified to form a molded body (optical element 10), the movable mold 4 is separated from the fixed mold 3. Thereby, a molded object remains on the movable mold 4 side.

そして、突き出し部材４３によって突き出し型４１を型本体４２から突出させることにより、型本体４２から成型体を取り出し、成型体の製造が完成する（図２（ｂ）参照）。   Then, the protruding member 41 is protruded from the mold main body 42 by the protruding member 43, whereby the molded body is taken out from the mold main body 42, and the manufacturing of the molded body is completed (see FIG. 2B).

以上の射出成形型２によれば、ＺｒＯ２を含有する基材１０１と、基材１０１上に形成され、Ｎｉの含有率が８５ｗｔ％以上となるように、Ｎｉ及びＰを含有する第１メッキ層１０３と、第１メッキ層１０３上に形成され、Ｐの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕの含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下、残りの主成分がＮｉであるように、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕを含有する第２メッキ層１０４とを備えているので、第２メッキ層１０４表面にピンホールやクラックが発生することや、第１メッキ層１０３や第２メッキ層１０４自体が剥離してしまうことが抑制され、成形体の品質を高めることが可能となる。 According to the injection mold 2 described above, the base 101 containing ZrO 2 and the first plating containing Ni and P formed on the base 101 so that the Ni content is 85 wt% or more. Formed on the layer 103 and the first plating layer 103 so that the P content is 1 wt% or more and 15 wt% or less, the Cu content is 25 wt% or more and 60 wt% or less, and the remaining main component is Ni. , Ni, P and Cu containing the second plating layer 104, pinholes and cracks are generated on the surface of the second plating layer 104, the first plating layer 103 and the second plating layer 104 itself. Is prevented from peeling off, and the quality of the molded body can be improved.

また、第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４の少なくとも１つが無電解メッキ法により形成されているので、これらの層を均一な厚みで非晶質に形成することができる。   Further, since at least one of the first plating layer 103 and the second plating layer 104 is formed by the electroless plating method, these layers can be formed in an amorphous state with a uniform thickness.

また、第１メッキ層１０３の厚みが、８μｍ以上、２５μｍ以下であるので、切削加工後の第２メッキ層１０４の状態をより高めることができる。   Moreover, since the thickness of the 1st plating layer 103 is 8 micrometers or more and 25 micrometers or less, the state of the 2nd plating layer 104 after a cutting process can be raised more.

そして、第２メッキ層１０４の厚みが、１μｍ以上、１５０μｍ以下であるので、切削加工後の第２メッキ層１０４の状態をより高めることができる。   And since the thickness of the 2nd plating layer 104 is 1 micrometer or more and 150 micrometers or less, the state of the 2nd plating layer 104 after a cutting process can be raised more.

また、基材１０１と第１メッキ層１０３との間に、無電解メッキ法により形成された下引層１０２が形成されているので、下引層１０２の厚さを均一とすることができる。この均一な層厚により第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４の内部応力を下引層１０２が場所によらず均一に受けることができるので、第１メッキ層１０３、第２メッキ層１０４の剥離を防止する上で好ましい。   In addition, since the undercoat layer 102 formed by the electroless plating method is formed between the base material 101 and the first plating layer 103, the thickness of the undercoat layer 102 can be made uniform. Because of the uniform layer thickness, the undercoat layer 102 can receive the internal stress of the first plating layer 103 and the second plating layer 104 uniformly regardless of the location, so that the first plating layer 103 and the second plating layer 104 It is preferable for preventing peeling.

下引層１０２は、Ｎｉの含有率が９０ｗｔ％以上で、なおかつ第１メッキ層１０３のＮｉの含有率よりも高い含有率となるように、Ｎｉ及びＰを含有しているので、切削加工後の第２メッキ層１０４の状態をより高めることができる。
なお、本発明は上記実施形態に限らず適宜変更可能であるのは勿論である。 The undercoat layer 102 contains Ni and P so that the Ni content is 90 wt% or more and higher than the Ni content of the first plating layer 103. The state of the second plating layer 104 can be further enhanced.
Of course, the present invention is not limited to the above-described embodiment and can be modified as appropriate.

次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention concretely, this invention is not limited to these.

（１）試料の作製
ＺｒＯ２を含有する基材１０１の表面上に厚さ５μｍの下引層１０２を無電解メッキ法によって形成した。この下引層１０２は、Ｎｉの含有率が９３ｗｔ％で、残りの主成分をＰとして形成した。
同様に、無電解メッキ法によって、下引層１０２の表面上に厚さ２２μｍの第１メッキ層１０３を形成した。この第１メッキ層１０３は、ＮｉとＰとを含有しており、それぞれの含有率は表１に示す組み合わせとした。
さらに、無電解メッキ法によって、第１メッキ層１０３の表面上に厚さ１００μｍの第２メッキ層１０４を形成した。この第２メッキ層１０４は、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕを含有しており、それぞれの含有率は表１に示す組み合わせとした。 (1) Preparation of Sample An undercoat layer 102 having a thickness of 5 μm was formed on the surface of the substrate 101 containing ZrO 2 by an electroless plating method. The undercoat layer 102 was formed with a Ni content of 93 wt% and the remaining main component as P.
Similarly, a first plating layer 103 having a thickness of 22 μm was formed on the surface of the undercoat layer 102 by electroless plating. The first plating layer 103 contains Ni and P, and the content ratios thereof are shown in Table 1.
Further, a second plating layer 104 having a thickness of 100 μm was formed on the surface of the first plating layer 103 by an electroless plating method. The second plating layer 104 contains Ni, P, and Cu, and the content ratios thereof are combinations shown in Table 1.

（２）評価
そして、各組み合わせにより形成された第２メッキ層１０４に対して、帯１本の幅２０μｍ、深さ２μｍの輪帯状の回折パターンＤＰを切削加工し、その加工面の状態を目視により評価した。なお、評価基準は、以下の通りである。 (2) Evaluation Then, a ring-shaped diffraction pattern DP having a width of 20 μm and a depth of 2 μm is cut on the second plating layer 104 formed by each combination, and the state of the processed surface is visually observed. It was evaluated by. The evaluation criteria are as follows.

○：クラックやピンホール、剥離が現出していない。
×：クラックやピンホール、剥離が現出している。 ○: No cracks, pinholes, or peeling.
X: Cracks, pinholes, and peeling appeared.

Figure 2008229885
Figure 2008229885

この表１に示すように、第１メッキ層１０３のＮｉの含有率が８５ｗｔ％以上で、なおかつ第２メッキ層１０４のＰの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕの含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下である場合（実施例１，２，３，４，５，６）には、いずれにおいても加工面にはクラックやピンホール、剥離が現出していないことが分かった。一方、上記の範囲に収まっていない場合（比較例１，２，３，４，５）には、クラックやピンホール、剥離が現出してしまうことが分かった。   As shown in Table 1, the Ni content of the first plating layer 103 is 85 wt% or more, and the P content of the second plating layer 104 is 1 wt% or more and 15 wt% or less, and the Cu content is 25 wt%. % Or more and 60 wt% or less (Examples 1, 2, 3, 4, 5, and 6), it was found that no cracks, pinholes, or separation appeared on the processed surface. On the other hand, it was found that cracks, pinholes, and delamination appeared when they were not within the above range (Comparative Examples 1, 2, 3, 4, and 5).

次に、条件６において第１メッキ層１０３の厚さを表２に示すように異ならせたものに対して厚さ１００μｍの第２メッキ層１０４を無電解メッキ法により形成した。その後、第２メッキ層１０４に対して、上述の回折パターンＤＰを切削加工し、その加工面の状態を目視により評価した。なお、評価基準は、以下の通りである。   Next, a second plating layer 104 having a thickness of 100 μm was formed by electroless plating with respect to those in which the thickness of the first plating layer 103 was changed as shown in Table 2 under Condition 6. Thereafter, the above-described diffraction pattern DP was cut on the second plating layer 104, and the state of the processed surface was visually evaluated. The evaluation criteria are as follows.

○：クラックやピンホール、剥離が現出していない。
◎：クラックやピンホール、剥離が現出しておらず、さらに加工面が滑らか。 ○: No cracks, pinholes, or peeling.
A: No cracks, pinholes, or peeling, and the machined surface is smooth.

Figure 2008229885
Figure 2008229885

この表２に示すように、第１メッキ層１０３の厚さが、８μｍ以上、２５μｍ以下である場合（実施例７，８）には、いずれにおいても加工面の状態は、クラックやピンホール、剥離が現出しておらず、さらに滑らかであることが分かった。一方、上記の範囲に収まっていない厚さの場合（比較例６，７）には、加工面の状態は、クラックやピンホール、剥離が現出していないことが分かった。   As shown in Table 2, when the thickness of the first plating layer 103 is 8 μm or more and 25 μm or less (Examples 7 and 8), the state of the processed surface in any case is cracks, pinholes, Peeling did not appear and was found to be smoother. On the other hand, when the thickness was not within the above range (Comparative Examples 6 and 7), it was found that the processed surface did not show cracks, pinholes, or peeling.

本実施形態に係る射出成形型を備える成形機の概略構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows schematic structure of a molding machine provided with the injection mold which concerns on this embodiment. 図１の成型機に備わる固定型と可動型を表す説明図であり、（ａ）は固定型と可動型が近接した状態を表し、（ｂ）は固定型と可動型が離間した状態を表している。It is explanatory drawing showing the fixed mold | type and movable mold | type with which the molding machine of FIG. 1 is equipped, (a) represents the state which the fixed mold and the movable mold approached, (b) represents the state which the fixed mold and the movable mold separated. ing. 本実施形態に係る射出成形型の表面部分を拡大した断面図である。It is sectional drawing to which the surface part of the injection mold which concerns on this embodiment was expanded.

符号の説明Explanation of symbols

２ 射出成形型
１０１ 基材
１０２ 下引層
１０３ 第１メッキ層
１０４ 第２メッキ層 2 Injection mold 101 Substrate 102 Subbing layer 103 First plating layer 104 Second plating layer

Claims (8)

ＺｒＯ２を含有する基材と、
前記基材上に形成され、Ｎｉの含有率が８５ｗｔ％以上となるように、Ｎｉ及びＰを含有する第１メッキ層と、
前記第１メッキ層上に形成され、Ｐの含有率が１ｗｔ％以上、１５ｗｔ％以下、Ｃｕの含有率が２５ｗｔ％以上、６０ｗｔ％以下、残りの主成分がＮｉであるように、Ｎｉ、Ｐ及びＣｕを含有する第２メッキ層とを備えることを特徴とする射出成形型。 A substrate containing ZrO 2 ;
A first plating layer containing Ni and P so that the Ni content is 85 wt% or more formed on the substrate;
Ni, P is formed on the first plating layer so that the P content is 1 wt% or more and 15 wt% or less, the Cu content is 25 wt% or more and 60 wt% or less, and the remaining main component is Ni. And a second plating layer containing Cu. 請求項１記載の射出成形型において、
前記第１メッキ層及び前記第２メッキ層の少なくとも１つは無電解メッキ法により形成されていることを特徴とする射出成形型。 The injection mold according to claim 1,
An injection mold, wherein at least one of the first plating layer and the second plating layer is formed by an electroless plating method. 請求項１又は２記載の射出成形型において、
前記第１メッキ層の厚みは、８μｍ以上、２５μｍ以下であることを特徴とする射出成形型。 The injection mold according to claim 1 or 2,
An injection mold, wherein the first plating layer has a thickness of 8 μm or more and 25 μm or less. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記基材と前記第１メッキ層とが連続して積層されていることを特徴とする射出成形型。 In the injection mold according to any one of claims 1 to 3,
An injection mold, wherein the base material and the first plating layer are continuously laminated. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記第２メッキ層の厚みは、１μｍ以上、１５０μｍ以下であることを特徴とする射出成形型。 In the injection mold according to any one of claims 1 to 4,
The injection mold, wherein the thickness of the second plating layer is 1 μm or more and 150 μm or less. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記基材と前記第１メッキ層との間に、無電解メッキ法により形成された下引層を有することを特徴とする射出成形型。 In the injection mold according to any one of claims 1 to 5,
An injection mold having an undercoat layer formed by an electroless plating method between the substrate and the first plating layer. 請求項６記載の射出成形型において、
前記下引層は、Ｎｉの含有率が９０ｗｔ％以上で、なおかつ前記第１メッキ層のＮｉの含有率よりも高い含有率となるように、Ｎｉ及びＰを含有することを特徴とする射出成形型。 The injection mold according to claim 6,
Injection molding, wherein the undercoat layer contains Ni and P so that the Ni content is 90 wt% or more and is higher than the Ni content of the first plating layer. Type. 請求項１〜７のいずれか一項に記載の射出成形型において、
前記第２メッキ層を切削加工することにより複数の輪帯状の段差を形成したことを特徴とする射出成形型。 In the injection mold according to any one of claims 1 to 7,
An injection mold having a plurality of annular zone-shaped steps formed by cutting the second plating layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2161442A2 (en) 2008-09-08 2010-03-10 Denso Corporation Engine start system for use in idle stop system for automotive vehicle
WO2011040181A1 (en) * 2009-09-30 2011-04-07 コニカミノルタオプト株式会社 Molding die and method for producing molding die

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