JP2013075457A - Molding apparatus - Google Patents

Molding apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2013075457A
JP2013075457A JP2011217257A JP2011217257A JP2013075457A JP 2013075457 A JP2013075457 A JP 2013075457A JP 2011217257 A JP2011217257 A JP 2011217257A JP 2011217257 A JP2011217257 A JP 2011217257A JP 2013075457 A JP2013075457 A JP 2013075457A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
molding
temperature
molding apparatus
layer
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.)
Granted
Application number
JP2011217257A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5704513B2 (en
Inventor
Yoshihiro Okumura
佳弘 奥村
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.)
Konica Minolta Advanced Layers Inc
Original Assignee
Konica Minolta Advanced Layers 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 Konica Minolta Advanced Layers Inc filed Critical Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority to JP2011217257A priority Critical patent/JP5704513B2/en
Publication of JP2013075457A publication Critical patent/JP2013075457A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5704513B2 publication Critical patent/JP5704513B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding apparatus that can stably mold optical components with excellent appearance and quality by using a simple composition while shortening a molding cycle.SOLUTION: Since heat conduction from a mold space CV to core molds 52, 42 is controlled with heat insulation layers 52c, 42c, the temperature of a melting resin is held, and the transfer face shapes of the core molds 52, 42 can be precisely transferred. In addition, heat of the melting resin is not released, local eccentricity of the heat is restrained to be generated and unevenness of the temperature can be dissolved by quickly dispersing the heat with high heat conduction base materials 52d, 42d.

Description

本発明は、レンズ等の光学部品を成形するのに好適な成形装置に関する。   The present invention relates to a molding apparatus suitable for molding an optical component such as a lens.

ヒケやウェルドラインの発生を抑制し、複屈折が小さい成形品を得る成形方法として、特許文献1が開示されている。この開示された技術は、誘導加熱により表面加工層のみを選択的に加熱することに関するものである。ここでは一例としては、シクロオレフィン系樹脂(Tg=138〜140℃)を誘導加熱により140℃以上の状態で充填し、樹脂の熱変形温度付近(約120〜125℃)まで冷却してから成形品を取出すことが示されている。しかしながら、この技術には欠点がある。具体的には、誘導加熱により所望の温度に到達するまでの時間や、成形品を安定して取り出せる温度に冷却するまでに時間を要し生産性が悪くなるということである。また、成形品の性能を安定させるために、誘導加熱による温度制御を安定させる必要もある。さらには、通常の金型温度制御装置とは別に、新たな誘導加熱するための温度制御装置が必要になり、また金型に誘導加熱のためのコイルを内蔵するため金型が複雑になり金型製作費が高くなり、加えて新たな生産設備が必要となるため成形品の製造コストが高くなる、という欠点がある。   Patent Literature 1 is disclosed as a molding method for suppressing the occurrence of sink marks and weld lines and obtaining a molded product having a small birefringence. This disclosed technique relates to selectively heating only the surface processed layer by induction heating. Here, as an example, a cycloolefin resin (Tg = 138 to 140 ° C.) is filled in a state of 140 ° C. or higher by induction heating, cooled to near the heat deformation temperature of the resin (about 120 to 125 ° C.), and then molded. Shown to take out goods. However, this technique has drawbacks. Specifically, it takes time to reach a desired temperature by induction heating, and it takes time to cool the molded product to a temperature at which it can be stably taken out, resulting in poor productivity. Moreover, in order to stabilize the performance of a molded article, it is also necessary to stabilize the temperature control by induction heating. Furthermore, in addition to the normal mold temperature control device, a new temperature control device for induction heating is required, and the mold becomes complicated because the coil for induction heating is built in the die. There is a drawback that the cost for manufacturing the mold is increased, and in addition, a new production facility is required, which increases the manufacturing cost of the molded product.

このように、成形品の外観品質を求める要求の一方で、成形サイクルの短縮を求める要求がある。しかるに、成形サイクルを短縮するには、一般的には金型を温度を下げることが考えられる。しかし、金型温度を下げていると、金型内に充填された樹脂の冷却が早くなり、フローマークやジェッティングなどの外観不良が発生する恐れが高まるため、金型温度を下げるには本来的に限界がある。これに対し、断熱層を有する断熱金型を用いて成形することで、樹脂からの熱の逃げを抑制し外観不良を抑制することが考えられる。しかしながら本発明者の検討によれば、断熱金型を用いて金型温度を下げて成形する場合、製品外形を形成する金型キャビティと、光学面を形成する転写面との間に、大きな温度ムラが発生し、複屈折劣化することが判明した。   Thus, while there is a request for the appearance quality of a molded product, there is a request for shortening the molding cycle. However, in order to shorten the molding cycle, it is generally considered to lower the temperature of the mold. However, if the mold temperature is lowered, cooling of the resin filled in the mold is accelerated, and there is a risk of appearance defects such as flow marks and jetting. Is limited. On the other hand, it is possible to suppress the escape of heat from the resin and to suppress the appearance defect by molding using a heat insulating mold having a heat insulating layer. However, according to the study of the present inventor, when molding is performed by lowering the mold temperature using a heat insulating mold, a large temperature is generated between the mold cavity forming the product outer shape and the transfer surface forming the optical surface. It was found that unevenness occurred and birefringence deteriorated.

特開2000−127175号公報JP 2000-127175 A

本発明は、かかる従来技術の問題に鑑みてなされたものであり、成形サイクルを短縮しつつも、簡素な構成を用いて優れた外観品質の光学部品を安定して成形できる成形装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides a molding apparatus that can stably mold optical components with excellent appearance quality using a simple configuration while shortening the molding cycle. For the purpose.

請求項1に記載の成形装置は、光学部品を成形する金型を備えた成形装置において、
前記金型は、光学部品を成形する転写面側から順に、表面加工層、熱伝導度が20W/m・K以下である断熱層、熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導母材を有し、
成形時における前記金型の温度を、成形しようとする光学部品の素材のガラス転移点温度Tgより低く設定することを特徴とする。
The molding apparatus according to claim 1, wherein the molding apparatus includes a mold for molding an optical component.
The mold includes a surface processing layer, a heat insulating layer having a thermal conductivity of 20 W / m · K or less, and a high thermal conductivity mother having a thermal conductivity of 70 W / m · K or more in this order from the transfer surface side for molding an optical component. Have materials,
The temperature of the mold at the time of molding is set lower than the glass transition temperature Tg of the material of the optical component to be molded.

本発明者は、鋭意研究の結果、単に熱伝導度が20W/m・K以下である断熱層のみを金型に設けただけでは、加熱溶融された光学部品の素材を成形する際に、その熱がこもって局所的な偏りが生じ、これにより温度の不均一を招き、複屈折が生じることを突き止めたのである。そして、かかる知見に基づき、金型の母材を熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導性の素材から形成することを導出したのである。つまり、成形時に金型に供給された光学部品の素材の熱がこもって局所的な偏りが生じる前に、断熱層の裏側に設けられた高熱伝導母材により速やかに熱を分散させ、温度の不均一性を解消するようにしたのである。これにより、成形品においてヒケやウェルドラインの発生が抑制され、成形歪みが小さく複屈折が小さい成形品が得られる。又、断熱層を設けることで、成形時における前記金型の温度をガラス転移点温度Tgより低くできるので、大量の熱移動を伴う加熱冷却が不要になり成形サイクルを短くできる。   As a result of diligent research, the present inventor, when merely forming a heat insulating layer having a thermal conductivity of 20 W / m · K or less in a mold, It was found that heat was trapped and a local bias occurred, which caused temperature non-uniformity and birefringence. And based on such knowledge, it derived | led-out that the metal mold | die base material was formed from the raw material of high heat conductivity whose heat conductivity is 70 W / m * K or more. In other words, the heat of the optical component material supplied to the mold at the time of molding is accumulated and the heat is quickly dispersed by the high heat conductive base material provided on the back side of the heat insulation layer before the local bias occurs. He tried to eliminate the non-uniformity. Thereby, the occurrence of sink marks and weld lines in the molded product is suppressed, and a molded product with small molding distortion and small birefringence can be obtained. Further, by providing the heat insulating layer, the temperature of the mold at the time of molding can be made lower than the glass transition temperature Tg, so that heating / cooling with a large amount of heat transfer becomes unnecessary and the molding cycle can be shortened.

本発明によると、製品となる光学部品の外観品質や複屈折などの光学特性を損なうことなく冷却時間を短縮でき、サイクルが短い成形により、高い生産性を可能にする。例えば、従来の成形サイクルを半分にできると、金型の製作数を半分に削減できるからコストを半分にでき、さらには1度の成形で複数の光学部品を成形する場合、金型のキャビティ数を半分にしても、同じ時間で同じ個数の光学部品を成形できる。金型のキャビティ数が多くなるに連れて、キャビティ間の成形条件に偏りが生じるから、全てのキャビティに適した成形条件を見つけるのが困難になるが、キャビティ数を減らすことで、容易に成形条件を求めることができ、また生産維持・管理工数の削減が可能となる。高熱伝導母材の熱伝導率を100W/m・K以上とすれば、光学特性を損なうことなく冷却時間をさらに短縮できるので、より好ましい。   According to the present invention, the cooling time can be shortened without impairing the optical properties such as the appearance quality and birefringence of the optical component as a product, and high productivity is enabled by molding with a short cycle. For example, if the conventional molding cycle can be halved, the number of molds can be cut in half, so the cost can be halved. Furthermore, when molding multiple optical components in a single molding, the number of mold cavities Even if halved, the same number of optical components can be molded in the same time. As the number of mold cavities increases, the molding conditions between the cavities become biased, making it difficult to find molding conditions suitable for all cavities, but it is easy to mold by reducing the number of cavities. Conditions can be obtained, and production maintenance and management man-hours can be reduced. If the thermal conductivity of the high thermal conductivity base material is 100 W / m · K or more, the cooling time can be further shortened without impairing the optical characteristics, which is more preferable.

請求項2に記載の成形装置は、請求項1に記載の発明において、成形時における前記金型の温度は、前記ガラス転移点温度Tgより20〜70℃低いことを特徴とする。前記ガラス転移点温度Tgより20℃以上低くすることで、成形サイクルを有効に減少させることが出来、前記ガラス転移点温度Tgより70℃以下で高くすることで、光学部品の外観品質を確保できる。前記ガラス転移点温度Tgより30〜60℃低くすると、より好ましい。   The molding apparatus according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the temperature of the mold at the time of molding is 20 to 70 ° C. lower than the glass transition temperature Tg. By lowering the glass transition temperature Tg by 20 ° C. or more, the molding cycle can be effectively reduced. By increasing the glass transition temperature Tg by 70 ° C. or less, the appearance quality of the optical component can be secured. . More preferably, it is 30-60 ° C. lower than the glass transition temperature Tg.

請求項3に記載の成形装置は、請求項1又は2に記載の発明において、前記高熱伝導母材は、銅合金または超硬合金で形成されていることを特徴とする。これにより、金型母材としての機械物性や加工性と高熱伝導率を兼ね備えた金型母材を得ることができる。   According to a third aspect of the present invention, in the invention according to the first or second aspect, the high thermal conductive base material is formed of a copper alloy or a cemented carbide. Thereby, the metal mold | die base material which has the mechanical physical property as a metal mold | die base material, workability, and high thermal conductivity can be obtained.

請求項4に記載の成形装置は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、前記金型は、一対設けられ、互いに対して相対的に可動となっており、前記金型は、コア型と、前記コア型の周囲に配置される外周型とを有し、前記コア型が、前記表面加工層と、前記断熱層と、前記高熱伝導母材とを有することを特徴とする。前記コア型が、前記表面加工層と、前記断熱層と、前記高熱伝導母材とを有すれば、既存の成形装置でも、コア型だけを入れ替えれば同じ効果を得ることができ、新たな設備が不要となる。   A molding apparatus according to a fourth aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to third aspects, wherein the mold is provided in a pair and is relatively movable with respect to each other. It has a core type | mold and the outer periphery type | mold arrange | positioned around the said core type | mold, The said core type | mold has the said surface processing layer, the said heat insulation layer, and the said high heat conductive base material, It is characterized by the above-mentioned. If the core mold has the surface processed layer, the heat insulating layer, and the high thermal conductivity base material, the same effect can be obtained by replacing only the core mold even in an existing molding apparatus. Is no longer necessary.

請求項5に記載の成形装置は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記表面加工層の面粗さは、Ra0.1μm以下であることを特徴とする。これにより成形された光学部品に高精度な鏡面を与えることができる。Ra0.05μm以下であれば、より好ましい。   A molding apparatus according to a fifth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the surface roughness of the surface processed layer is Ra 0.1 μm or less. Thereby, a highly accurate mirror surface can be given to the molded optical component. Ra 0.05 μm or less is more preferable.

請求項6に記載の成形装置は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記表面加工層の厚みが、0.1μm〜1mmであることを特徴とする。前記表面加工層の厚みが、0.1μm以上であれば、回折構造を転写するための微細構造を加工でき、一方、1mm以下であれば、例えば断熱層の効果を維持できる。前記表面加工層の厚みを0.1μm〜300μmとすると、より好ましい。   A molding apparatus according to a sixth aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to fifth aspects, a thickness of the surface treatment layer is 0.1 μm to 1 mm. If the thickness of the surface processed layer is 0.1 μm or more, the fine structure for transferring the diffraction structure can be processed, and if the thickness is 1 mm or less, for example, the effect of the heat insulating layer can be maintained. The thickness of the surface treatment layer is more preferably 0.1 μm to 300 μm.

請求項7に記載の成形装置は、請求項1〜6のいずれかに記載の発明において、前記断熱層の厚みが、0.1mm〜10mmであることを特徴とする。前記断熱層の厚みが、0.1mm以上であれば、十分な断熱効果を発揮でき、一方、10mm以下であれば、例えば光学部品の成形でも温度の不均一を抑制できる。前記断熱層の厚みを、0.1mm〜1mmとすると好ましい。   A molding apparatus according to a seventh aspect is characterized in that, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, a thickness of the heat insulating layer is 0.1 mm to 10 mm. If the thickness of the heat insulation layer is 0.1 mm or more, a sufficient heat insulation effect can be exhibited. On the other hand, if the thickness is 10 mm or less, temperature nonuniformity can be suppressed even when molding optical parts, for example. The thickness of the heat insulating layer is preferably 0.1 mm to 1 mm.

請求項8に記載の成形装置は、請求項1〜7のいずれかに記載の発明において、温度調整された液体を循環させることで前記金型の温度調整を行う温度調整装置を有することを特徴とする。これにより、成形時における前記金型の温度を、成形しようとする光学部品の素材のガラス転移点温度Tgより低い任意の値に維持することができる。   A molding apparatus according to an eighth aspect of the invention is characterized in that, in the invention according to any one of the first to seventh aspects, the apparatus has a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the mold by circulating the temperature-adjusted liquid. And Thereby, the temperature of the said metal mold | die at the time of shaping | molding can be maintained at the arbitrary values lower than the glass transition point temperature Tg of the raw material of the optical component which it is going to shape | mold.

高熱伝導母材としては、銅合金、超硬合金(WC)の他に、アルミ合金、AlNセラミックス、Mg合金、銅タングステン(CuW)、銅モリブデン(CuMo)、SiC、Al−SiCなども用いることができる。また国際公開WO2009/051094号公報、特開2010−248064に示されているような黒鉛と金属との焼結成形体なども用いることができる。   In addition to copper alloy and cemented carbide (WC), aluminum alloy, AlN ceramics, Mg alloy, copper tungsten (CuW), copper molybdenum (CuMo), SiC, Al-SiC, etc. should be used as the high thermal conductivity base material. Can do. Also, a sintered compact of graphite and metal as shown in International Publication WO2009 / 051094 and JP2010-2448064 can be used.

断熱層としては、熱伝導度が20W/m・k以下のPI(ポリイミド)の他に、ジルコニア、チタン合金、強化ガラス、窒化珪素などを用いることができる。ジルコニアとしては、酸化イットリウムや酸化アルミニウム、酸化マグネシウムで安定化されたものが好適である。   As the heat insulating layer, besides PI (polyimide) having a thermal conductivity of 20 W / m · k or less, zirconia, a titanium alloy, tempered glass, silicon nitride, or the like can be used. As zirconia, those stabilized with yttrium oxide, aluminum oxide, or magnesium oxide are suitable.

表面加工層は、高熱伝導の金型母材に断熱層を形成後、Ni合金メッキを施し、その表面に機械加工を行っても良い。このとき断熱層がポリイミドであればスピンコートや、ポリイミドフィルムを接着することで形成できる。また、ジルコニア層であれば、溶射により形成してもよいし、ジルコニアの焼結体などを接着・接合しても良い。   The surface processed layer may be formed by forming a heat insulating layer on a highly heat conductive mold base material, and then performing Ni machining with Ni alloy plating. At this time, if the heat insulating layer is polyimide, it can be formed by spin coating or bonding a polyimide film. Further, if it is a zirconia layer, it may be formed by thermal spraying, or a zirconia sintered body or the like may be bonded and bonded.

金型温度は、素材のガラス転移点温度(Tg)よりも30℃〜60℃、荷重たわみ温度よりも10℃から40℃低く設定しても良い。冷却時間を短く出来る効果がより得られる。   The mold temperature may be set 30 ° C. to 60 ° C. lower than the glass transition temperature (Tg) of the material and 10 ° C. to 40 ° C. lower than the deflection temperature under load. The effect that the cooling time can be shortened is further obtained.

成形に用いる樹脂材料は、PC、PMMA、COP、COC、変性PC、変性ポリエステルなどの熱可塑性樹脂を好適に用いることができる。   As the resin material used for molding, thermoplastic resins such as PC, PMMA, COP, COC, modified PC, and modified polyester can be suitably used.

光学素子には、レンズや平行平板素子の他、医療用チップなどの透明光学素子も含まれる。   Optical elements include transparent optical elements such as medical chips, in addition to lenses and parallel plate elements.

本発明によれば、成形サイクルを短縮しつつも、簡素な構成を用いて優れた外観品質の光学部品を安定して成形できる成形装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the shaping | molding apparatus which can shape | mold the optical component of the outstanding external appearance quality stably using a simple structure can be provided, shortening a shaping | molding cycle.

本実施の形態にかかる成形装置100の概略図である。It is the schematic of the shaping | molding apparatus 100 concerning this Embodiment. 成形状態における固定金型50及び可動金型40の断面図である。It is sectional drawing of the fixed metal mold | die 50 and the movable metal mold | die 40 in a shaping | molding state. 成形装置100の動作を説明するフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of the molding apparatus 100. 変形例にかかる金型の断面図である。It is sectional drawing of the metal mold | die concerning a modification. 変形例にかかる金型の断面図である。It is sectional drawing of the metal mold | die concerning a modification. 変形例にかかる金型の断面図である。It is sectional drawing of the metal mold | die concerning a modification.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる成形装置100の概略図である。成形装置100は、射出成形を行って成形品MPを作製する本体部分である射出成形機10と、射出成形機10から成形品MPを取り出す付属部分である取出し装置20と、成形装置100を構成する各部の動作を統括的に制御する制御装置30とを備える。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a molding apparatus 100 according to the present embodiment. The molding apparatus 100 includes an injection molding machine 10 that is a main body part that performs injection molding to produce a molded product MP, a take-out device 20 that is an accessory part that takes out the molded product MP from the injection molding machine 10, and the molding device 100. And a control device 30 that comprehensively controls the operation of each unit.

射出成形機10は、固定盤11と、可動盤12と、型締め盤13と、開閉駆動装置15と、射出装置16とを備える。射出成形機10は、可動盤12と固定盤11との間に可動金型40と固定金型50を挟持して両金型40,50を型締めすることにより成形を可能にする。   The injection molding machine 10 includes a fixed platen 11, a movable platen 12, a mold clamping plate 13, an opening / closing drive device 15, and an injection device 16. The injection molding machine 10 enables molding by sandwiching the movable mold 40 and the fixed mold 50 between the movable platen 12 and the fixed platen 11 and clamping both the molds 40 and 50.

固定盤11は、可動盤12に対向して支持フレーム14の中央に固定されており、取出し装置20をその上部に支持する。固定盤11は、固定金型50を着脱可能に支持している。なお、固定盤11は、タイバーを介して型締め盤13に固定されており、成形時の型締めの圧力に耐え得るようになっている。なお、成形品MPは、光学部品としてのレンズOLを複数備えるものであり、これら複数のレンズOLは、成形時に付随して形成されるスプルやランナを介して互いに連結されている。   The fixed platen 11 is fixed to the center of the support frame 14 so as to face the movable platen 12, and supports the take-out device 20 on the upper part thereof. The stationary platen 11 detachably supports the stationary mold 50. Note that the fixed platen 11 is fixed to the mold clamping plate 13 via a tie bar so that it can withstand the pressure of mold clamping during molding. The molded product MP includes a plurality of lenses OL as optical components, and the plurality of lenses OL are connected to each other via a sprue or runner that is formed at the time of molding.

可動盤12は、スライドガイド15aによって固定盤11に対して進退移動可能に支持されている。可動盤12は、可動金型40を着脱可能に支持している。可動盤12には、その背面にエジェクタ70が設けられている。エジェクタ70は、可動金型40内の成形品MPのランナ部をエジェクタピン71によって固定金型50側に押し出すことができ、取出し装置20による移送を可能にする。なお、成形品を金型から押し出す方法としては、エジェクタピン71による方法のほか、コア型を突き出す方法などでもよい。   The movable platen 12 is supported by a slide guide 15a so as to be movable back and forth with respect to the fixed platen 11. The movable platen 12 detachably supports the movable mold 40. The movable plate 12 is provided with an ejector 70 on the back surface thereof. The ejector 70 can push the runner portion of the molded product MP in the movable mold 40 to the fixed mold 50 side by the ejector pin 71, and can be transferred by the take-out device 20. In addition, as a method of extruding the molded product from the mold, in addition to the method using the ejector pin 71, a method of extruding the core mold may be used.

型締め盤13は、支持フレーム14の端部に固定されている。型締め盤13は、型締めに際して、開閉駆動装置15の動力伝達部15dを介して可動盤12をその背後から支持する。   The mold clamping machine 13 is fixed to the end of the support frame 14. The mold clamping machine 13 supports the movable board 12 from the back via the power transmission part 15d of the opening / closing drive device 15 at the time of mold clamping.

開閉駆動装置15は、スライドガイド15aと、動力伝達部15dと、アクチュエータ15eとを備える。スライドガイド15aは、可動盤12を支持するとともに可動盤12の固定盤11に対する進退方向に関する滑らかな往復移動を可能にしている。動力伝達部15dは、制御装置30の制御下で動作するアクチュエータ15eからの駆動力を受けて伸縮する。これにより、固定盤11に対して可動盤12が近接したり離間したり自在に進退移動し、結果的に、固定盤11と可動盤12とを互いに近接・離間して固定金型50と可動金型40との型締め及び型開きを行う。   The opening / closing drive device 15 includes a slide guide 15a, a power transmission unit 15d, and an actuator 15e. The slide guide 15a supports the movable platen 12 and enables a smooth reciprocating movement in the advancing / retreating direction of the movable platen 12 with respect to the fixed platen 11. The power transmission unit 15 d expands and contracts by receiving a driving force from an actuator 15 e that operates under the control of the control device 30. As a result, the movable platen 12 moves toward and away from the fixed platen 11 and moves freely. As a result, the fixed platen 11 and the movable platen 12 move close to and away from each other, and the fixed mold 50 is movable. Mold clamping and mold opening with the mold 40 are performed.

射出装置16は、シリンダ16a、原料貯留部16b、スクリュ16c、樹脂射出端16dを備える。射出装置16は、制御装置30の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、樹脂射出端16dから温度制御された状態で溶融樹脂を吐出することができる。射出装置16は、シリンダ16aの樹脂射出端16dを固定盤11に対して分離可能に接続することができ、固定盤11を介して、固定金型50と可動金型40とを型締めした状態で形成される型空間CV(図2参照)に連通する流路部分に対して溶融樹脂を所望のタイミングで供給することができる。   The injection device 16 includes a cylinder 16a, a raw material reservoir 16b, a screw 16c, and a resin injection end 16d. The injection device 16 operates at an appropriate timing under the control of the control device 30, and can discharge the molten resin from the resin injection end 16d in a temperature-controlled state. The injection device 16 can detachably connect the resin injection end 16d of the cylinder 16a to the fixed platen 11, and the fixed die 50 and the movable die 40 are clamped via the fixed platen 11. The molten resin can be supplied to the flow path portion communicating with the mold space CV (see FIG. 2) formed at a desired timing.

温度調節装置17は、射出成形機10の金型40,50の温度を調節する部分である。温度調節装置17は、温調回路を有しており、固定金型50と可動金型40との温度調節が可能になっている。具体的には、例えば固定側外周型51と可動側外周型41とに設けた流体循環路51a、41a(図2参照)に温度調節媒体(油、水等)を供給することにより、固定金型50と可動金型40とを必要な温度まで加熱する。なお、媒体を用いずにヒータ等を用いて温度調節をしてもよい。   The temperature adjustment device 17 is a part that adjusts the temperature of the molds 40 and 50 of the injection molding machine 10. The temperature adjustment device 17 has a temperature adjustment circuit, and the temperature of the fixed mold 50 and the movable mold 40 can be adjusted. Specifically, for example, by supplying a temperature adjusting medium (oil, water, etc.) to the fluid circulation paths 51a, 41a (see FIG. 2) provided in the fixed outer peripheral mold 51 and the movable outer peripheral mold 41, the fixed metal The mold 50 and the movable mold 40 are heated to a necessary temperature. The temperature may be adjusted using a heater or the like without using a medium.

取出し装置20は、成形品MPを把持することができるハンド21と、ハンド21を3次元的に移動させる3次元駆動装置22とを備える。取出し装置20は、制御装置30の制御下で適当なタイミングで動作するものであり、固定金型50と可動金型40とを離間させて型開きした後に、可動金型40に残る成形品MPを把持して外部に搬出する役割を有する。   The take-out device 20 includes a hand 21 that can hold the molded product MP and a three-dimensional drive device 22 that moves the hand 21 three-dimensionally. The take-out device 20 operates at an appropriate timing under the control of the control device 30. The molded product MP remaining in the movable die 40 after the fixed die 50 and the movable die 40 are separated from each other and opened. It has a role of gripping and carrying it out.

制御装置30は、開閉制御部31と、射出装置制御部32と、エジェクタ制御部33と、取出し装置制御部34とを備える。開閉制御部31は、アクチュエータ15eを動作させることによって両金型40,50の型締めや型開きを可能にする。射出装置制御部32は、スクリュ16c等を動作させることによって両金型40,50間に形成された型空間CV中に所望の圧力で樹脂を注入させる。また、樹脂充填後の保圧の際に一定の保圧値で型空間CV内を保圧する。エジェクタ制御部33は、エジェクタ70を動作させることによって型開き時に可動金型40に残る成形品MPを可動金型40内から押し出させる。取出し装置制御部34は、取出し装置20を動作させることによって型開き及び離型後に可動金型40に残る成形品MPを把持して射出成形機10外に搬出させる。   The control device 30 includes an opening / closing control unit 31, an injection device control unit 32, an ejector control unit 33, and a take-out device control unit 34. The opening / closing control unit 31 enables the molds 40 and 50 to be clamped and opened by operating the actuator 15e. The injection device controller 32 causes the resin to be injected at a desired pressure into the mold space CV formed between the molds 40 and 50 by operating the screw 16c and the like. In addition, the inside of the mold space CV is held at a constant holding pressure value during holding after resin filling. The ejector control unit 33 operates the ejector 70 to push out the molded product MP remaining in the movable mold 40 from the movable mold 40 when the mold is opened. The take-out device controller 34 operates the take-out device 20 to grip the molded product MP remaining in the movable mold 40 after mold opening and mold release and carry it out of the injection molding machine 10.

図2は、成形状態における固定金型50及び可動金型40の断面図である。固定金型50と可動金型40とは、パーティングラインPLを境として開閉可能になっている。   FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixed mold 50 and the movable mold 40 in the molded state. The fixed mold 50 and the movable mold 40 can be opened and closed with the parting line PL as a boundary.

両金型41,42に挟まれた空間である型空間CVは、成形品である光学部品としてのレンズの形状に対応するものとなっている。成形されるレンズは、例えば光ピックアップ装置用の対物レンズであり、BD用の波長の光束に対してNA0.85以上を満たすレンズである。   A mold space CV that is a space sandwiched between both molds 41 and 42 corresponds to the shape of a lens as an optical component that is a molded product. The lens to be molded is, for example, an objective lens for an optical pickup device, and is a lens that satisfies NA of 0.85 or more with respect to a light beam having a wavelength for BD.

固定金型50は、固定側の入れ子としてのコア型52と、固定側の入れ子を支持して一体に固定することを可能とした構造を有する外周型51と、外周型51及びコア型52を一体に固定し成形機のプラテンへ取り付けるための取付板53と、外周型51を保持する型板54を備える。ここで、外周型51と取付板53とは、入れ子としてのコア型52を周囲から保持し固定する型部材である。   The fixed mold 50 includes a core mold 52 as a fixed-side insert, an outer peripheral mold 51 having a structure capable of supporting and fixing the fixed-side insert integrally, and the outer peripheral mold 51 and the core mold 52. An attachment plate 53 for fixing to the platen of the molding machine and a mold plate 54 for holding the outer peripheral die 51 are provided. Here, the outer peripheral mold 51 and the mounting plate 53 are mold members that hold and fix the core mold 52 as a nesting from the periphery.

外周型51は、パーティングラインPLを形成する端面51bを有する。また、外周型51の先端には、フランジ成形面51cが設けられている。また、外周型51内部には、コア型52を挿入支持する円柱状の貫通孔であるコア挿通孔51cが形成されている。なお、外周型51は、STAVAX(ウッデホルムス社の登録商標)などのSUS系の鋼等で構成されている。   The outer periphery mold | type 51 has the end surface 51b which forms the parting line PL. A flange molding surface 51 c is provided at the tip of the outer peripheral mold 51. In addition, a core insertion hole 51c, which is a cylindrical through hole for inserting and supporting the core mold 52, is formed inside the outer peripheral mold 51. The outer peripheral mold 51 is made of SUS steel such as STAVAX (registered trademark of Woodeholms).

コア型52は、コア挿通孔51cに嵌合可能な円筒状の外周側面を有しており、コア型52の先端には、型空間CVを形成するための光学面転写面52aが設けられている。この光学面転写面52aは、凹面であり、成形するレンズの一方の光学面を成形する転写面である。   The core mold 52 has a cylindrical outer peripheral side surface that can be fitted into the core insertion hole 51c, and an optical surface transfer surface 52a for forming a mold space CV is provided at the tip of the core mold 52. Yes. The optical surface transfer surface 52a is a concave surface and is a transfer surface for molding one optical surface of a lens to be molded.

コア型52は、光学面転写面52a側から順に、表面加工層52b、断熱層52c、高熱伝導母材52dから構成されている。   The core mold 52 includes a surface processing layer 52b, a heat insulating layer 52c, and a high thermal conductive base material 52d in order from the optical surface transfer surface 52a side.

取付板53は、軸線方向に延在するスプルーSPと半径方向に延在するランナーRNを内部に形成し、端面51b、41bの間に形成されたゲートGTを介して、外部の射出装置16と型空間CVとを連通している。   The mounting plate 53 includes a sprue SP extending in the axial direction and a runner RN extending in the radial direction. The mounting plate 53 is connected to the external injection device 16 via a gate GT formed between the end faces 51b and 41b. It communicates with the mold space CV.

高熱伝導母材52dは、入れ子であるコア型52を構成する主部であり、熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導材料、具体的には銅合金で構成されている。   The high heat conductive base material 52d is a main part constituting the core type 52 which is a nesting, and is made of a high heat conductive material having a thermal conductivity of 70 W / m · K or more, specifically, a copper alloy.

断熱層52cは、高熱伝導母材52dよりも熱伝導度が低く、表面加工層52bと高熱伝導母材52dとの間に挟まれて、成形中のレンズの急速な冷却を防止する断熱層としての役割を有する。断熱層52cの形状は、型空間CVの形状に対応している。具体的には、断熱層52cは、光学面転写面52a全体とフランジ面成形面51cの一部に亘って連続的に形成され、その厚さは0.1mm以上、1mm以下で略一様である。なお、断熱層52cの熱伝導率は、20W/m・K以下の低熱伝導率材料で構成され、例えばジルコニアやアルミナ等のセラミックス、ポリイミド等の樹脂材料を用いて形成することができる。   The heat insulating layer 52c has a thermal conductivity lower than that of the high heat conductive base material 52d, and is sandwiched between the surface processed layer 52b and the high heat conductive base material 52d to prevent rapid cooling of the lens being molded. Have a role. The shape of the heat insulating layer 52c corresponds to the shape of the mold space CV. Specifically, the heat insulating layer 52c is continuously formed over the entire optical surface transfer surface 52a and a part of the flange surface molding surface 51c, and the thickness thereof is substantially uniform between 0.1 mm and 1 mm. is there. In addition, the heat conductivity of the heat insulation layer 52c is comprised with the low heat conductivity material of 20 W / m * K or less, for example, it can form using resin materials, such as ceramics, such as a zirconia and an alumina, and a polyimide.

表面加工層52bは、光学面転写面52a及びフランジ面成形面51cを形成するための層である。表面加工層52bの表面は、光学面転写面52a及びフランジ面成形面51cの一部とに亘って連続的に延びている。表面加工層52bは、その面粗さが、0.1μm以下であり、その厚みが、0.1μm〜1mmである。尚、成形するレンズの薄肉部は薄くし、厚肉部は厚くしても良い。表面加工層52b、鏡面加工性に優れ、工具磨耗が小さい切削性の良い材料として、ニッケルリンメッキ層で形成されている。ニッケルリンメッキ層は、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成される。このニッケルリンメッキ層の表面加工によって、ニッケルリンメッキ層の表面として精密な形状を有する光学面転写面52aが形成されている。さらに、光学面転写面52aは、樹脂系の材料で形成された薄い離型膜でコートすることができる。   The surface processed layer 52b is a layer for forming the optical surface transfer surface 52a and the flange surface molding surface 51c. The surface of the surface processed layer 52b continuously extends over the optical surface transfer surface 52a and a part of the flange surface molding surface 51c. The surface processed layer 52b has a surface roughness of 0.1 μm or less and a thickness of 0.1 μm to 1 mm. The thin part of the lens to be molded may be thin and the thick part may be thick. The surface processed layer 52b is formed of a nickel phosphorous plating layer as a material with excellent mirror surface workability and low tool wear and good machinability. The nickel phosphorus plating layer is formed using an electroless nickel plating method. By this surface processing of the nickel phosphorus plating layer, an optical surface transfer surface 52a having a precise shape is formed as the surface of the nickel phosphorus plating layer. Furthermore, the optical surface transfer surface 52a can be coated with a thin release film formed of a resin material.

なお、表面加工層52bは、メッキの剥離を防止するため、コア型52を覆うようにコア型52と外周型51との間にも設けられている。   The surface processed layer 52 b is also provided between the core mold 52 and the outer peripheral mold 51 so as to cover the core mold 52 in order to prevent peeling of the plating.

可動金型40は、可動側の入れ子としてのコア型42と、可動側の入れ子を支持して一体に固定することを可能とした構造を有する外周型41と、外周型41及びコア型42を一体に固定し成形機のプラテンへ取り付けるための取付板43と、外周型を保持する型板44を備える。ここで、外周型41と取付板43とは、入れ子としてのコア型42を周囲から保持し固定する型部材である。   The movable mold 40 includes a core mold 42 as a movable side insert, an outer peripheral mold 41 having a structure capable of supporting and fixing the movable side insert integrally, an outer peripheral mold 41 and a core mold 42. A mounting plate 43 for fixing to the platen of the molding machine and a mold plate 44 for holding the outer peripheral mold are provided. Here, the outer peripheral die 41 and the mounting plate 43 are die members that hold and fix the core die 42 as a nesting from the periphery.

外周型41は、パーティングラインPLを形成する端面41bを有する。また、外周型41の先端には、フランジ成形面41dが設けられている。また、外周型41内部には、コア型42を挿入支持する円柱状の貫通孔であるコア挿通孔41cが形成されている。なお、外周型41は、STAVAXなどのSUS系の鋼等で構成されている。   The outer periphery mold | type 41 has the end surface 41b which forms the parting line PL. A flange forming surface 41 d is provided at the tip of the outer peripheral die 41. Further, a core insertion hole 41 c that is a cylindrical through hole for inserting and supporting the core mold 42 is formed inside the outer peripheral mold 41. The outer peripheral die 41 is made of SUS steel such as STAVAX.

コア型42は、コア挿通孔41cに嵌合可能な円筒状の外周側面を有しており、コア型42の先端には、型空間CVを形成するための光学面転写面42aが設けられている。この光学面転写面42aは、光学面転写面52aとは曲率が異なる凹面であり、成形するレンズの他方の光学面を成形する転写面である。   The core mold 42 has a cylindrical outer peripheral side surface that can be fitted into the core insertion hole 41c, and an optical surface transfer surface 42a for forming a mold space CV is provided at the tip of the core mold 42. Yes. The optical surface transfer surface 42a is a concave surface having a different curvature from the optical surface transfer surface 52a, and is a transfer surface for molding the other optical surface of the lens to be molded.

コア型42は、光学面転写面42a側から順に、表面加工層42b、断熱層42c、高熱伝導母材42dから構成されている。   The core mold 42 includes, in order from the optical surface transfer surface 42a side, a surface processed layer 42b, a heat insulating layer 42c, and a high heat conductive base material 42d.

高熱伝導母材42dは、入れ子であるコア型42を構成する主部であり、熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導材料、具体的には銅合金で構成されている。   The high heat conductive base material 42d is a main part constituting the core type 42 that is nested, and is made of a high heat conductive material having a thermal conductivity of 70 W / m · K or more, specifically, a copper alloy.

断熱層42cは、高熱伝導母材42dよりも熱伝導度が低く、表面加工層42bと高熱伝導母材42dとの間に挟まれて、成形中のレンズの急速な冷却を防止する断熱層としての役割を有する。断熱層42cの形状は、型空間CVの形状に対応している。具体的には、断熱層42cは、光学面転写面42a全体とフランジ面成形面41cの一部に亘って連続的に形成され、その厚さは0.1mm以上、1mm以下で略一様である。なお、断熱層42cの熱伝導率は、20W/m・K以下の低熱伝導率材料で構成され、例えばジルコニアやアルミナ等のセラミックス、ポリイミド等の樹脂材料を用いて形成することができる。   The heat insulating layer 42c has a thermal conductivity lower than that of the high heat conductive base material 42d, and is sandwiched between the surface processed layer 42b and the high heat conductive base material 42d as a heat insulating layer that prevents rapid cooling of the lens being molded. Have a role. The shape of the heat insulating layer 42c corresponds to the shape of the mold space CV. Specifically, the heat insulation layer 42c is continuously formed over the entire optical surface transfer surface 42a and a part of the flange surface molding surface 41c, and the thickness thereof is substantially uniform between 0.1 mm and 1 mm. is there. The heat conductivity of the heat insulating layer 42c is made of a low heat conductivity material of 20 W / m · K or less, and can be formed using a ceramic material such as zirconia or alumina, or a resin material such as polyimide, for example.

表面加工層42bは、光学面転写面42a及びフランジ面成形面41cを形成するための層である。表面加工層42bの表面は、光学面転写面42a及びフランジ面成形面41cの一部とに亘って連続的に延びている。表面加工層42bは、その面粗さが、Ra0.1μm以下であり、その厚みが、0.1μm〜1mmである。尚、成形するレンズの薄肉部は薄くし、厚肉部は厚くしても良い。表面加工層42b、鏡面加工性に優れ、工具磨耗が小さい切削性の良い材料として、ニッケルリンメッキ層で形成されている。ニッケルリンメッキ層は、無電解ニッケルメッキ法を用いて形成される。このニッケルリンメッキ層の表面加工によって、ニッケルリンメッキ層の表面として精密な形状を有する光学面転写面42aが形成されている。さらに、光学面転写面42aは、樹脂系の材料で形成された薄い離型膜でコートすることができる。   The surface processed layer 42b is a layer for forming the optical surface transfer surface 42a and the flange surface molding surface 41c. The surface of the surface processing layer 42b extends continuously over the optical surface transfer surface 42a and a part of the flange surface molding surface 41c. The surface processed layer 42b has a surface roughness Ra of 0.1 μm or less and a thickness of 0.1 μm to 1 mm. The thin part of the lens to be molded may be thin and the thick part may be thick. The surface processed layer 42b is formed of a nickel phosphorus plating layer as a material having excellent mirror surface workability and low tool wear and good machinability. The nickel phosphorus plating layer is formed using an electroless nickel plating method. By this surface processing of the nickel phosphorus plating layer, an optical surface transfer surface 42a having a precise shape is formed as the surface of the nickel phosphorus plating layer. Furthermore, the optical surface transfer surface 42a can be coated with a thin release film formed of a resin material.

なお、表面加工層42bは、メッキの剥離を防止するため、コア型42を覆うようにコア型42と外周型41との間にも設けられている。   The surface processed layer 42b is also provided between the core mold 42 and the outer peripheral mold 41 so as to cover the core mold 42 in order to prevent peeling of the plating.

図3は、成形装置100の動作を説明するフローチャートである。まず、図3に示すように、成形装置100の温度調節装置17を動作させ、両金型40,50を成形に適する温度(素材のガラス転移点温度より20〜70℃低い温度)まで加熱する(ステップS10)。尚、平滑面で成形サイクルを短くしたい場合は、熱変形温度よりも低くするのが望ましい。特に、回折構造等に対応した微細形状の転写性が要求される場合には、ガラス転移点温度Tgに近い温度とすると良い。   FIG. 3 is a flowchart for explaining the operation of the molding apparatus 100. First, as shown in FIG. 3, the temperature adjusting device 17 of the molding apparatus 100 is operated to heat both molds 40 and 50 to a temperature suitable for molding (a temperature 20 to 70 ° C. lower than the glass transition temperature of the material). (Step S10). When it is desired to shorten the molding cycle on a smooth surface, it is desirable to make it lower than the heat distortion temperature. In particular, when fine shape transferability corresponding to a diffractive structure or the like is required, the temperature is preferably close to the glass transition temperature Tg.

次に、開閉駆動装置15を動作させ、可動盤12を前進させて型閉じを開始させる(ステップS11)。開閉駆動装置15の閉動作を継続することにより、固定金型50と可動金型40とが接触する型当たり位置まで可動盤12が固定盤11側に移動して型閉じが完了し、開閉駆動装置15の閉動作を更に継続することにより、固定金型50と可動金型40とを必要な圧力で締め付ける型締めが行われる(ステップS12)。   Next, the opening / closing drive device 15 is operated to advance the movable platen 12 to start mold closing (step S11). By continuing the closing operation of the opening / closing driving device 15, the movable platen 12 moves to the fixed platen 11 side to the die contact position where the fixed die 50 and the movable die 40 come into contact with each other, and the die closing is completed. By further continuing the closing operation of the device 15, mold clamping is performed to clamp the fixed mold 50 and the movable mold 40 with a necessary pressure (step S12).

型締め後、射出成形機10において、射出装置16を動作させて、型締めされた固定金型50と可動金型40との間の型空間CV中に、加熱された溶融樹脂を必要な圧力で注入する射出を行わせる(ステップS13)。これにより、型締めされたスプルーSP、ランナーRN及びゲートGTを介して、固定金型50と可動金型40との間の型空間CV中に樹脂が充填される充填工程が行われる。充填工程後、射出成形機10は、型空間CV中の樹脂圧を必要なレベルに保つ(ステップS14)。   After the mold clamping, the injection device 16 is operated in the injection molding machine 10 to apply the heated molten resin to the mold space CV between the clamped fixed mold 50 and the movable mold 40 at a necessary pressure. Injection is performed (step S13). Thus, a filling process is performed in which the resin is filled into the mold space CV between the fixed mold 50 and the movable mold 40 via the clamped sprue SP, the runner RN, and the gate GT. After the filling process, the injection molding machine 10 keeps the resin pressure in the mold space CV at a necessary level (step S14).

成形金型40は、温度調節装置17により、型空間CVや金型が適度に加熱されており、射出装置16から供給される溶融樹脂が緩やかに冷却され、かかる冷却にともなって溶融樹脂が固化し成形が完了するのを待つ(ステップS15)。このとき断熱層52c、42cにより、型空間CVからコア型52,42への熱伝導が抑制されるので、溶融樹脂の温度が保たれ、コア型52,42の転写面形状を精度良く転写できる。又、高熱伝導母材52d、42dにより速やかに熱を分散させることで、溶融樹脂の熱がこもって局所的な偏りが生じることが抑制され、温度の不均一性を解消できる。これにより、成形品においてヒケやウェルドラインの発生が抑制され、成形歪みが小さく複屈折が小さい成形品が得られる。又、断熱層を設けることで、成形時における金型の温度をガラス転移点温度Tgより低くできるので、大量の熱移動を伴う加熱冷却が不要になり成形サイクルを短くできる。   In the molding die 40, the mold space CV and the die are appropriately heated by the temperature adjusting device 17, and the molten resin supplied from the injection device 16 is gradually cooled, and the molten resin is solidified with the cooling. Then, it waits for the completion of molding (step S15). At this time, heat conduction from the mold space CV to the core molds 52 and 42 is suppressed by the heat insulating layers 52c and 42c, so that the temperature of the molten resin can be maintained and the transfer surface shape of the core molds 52 and 42 can be accurately transferred. . Further, by quickly dispersing the heat by the high heat conductive base materials 52d and 42d, it is possible to suppress the occurrence of local bias due to the heat of the molten resin being accumulated, and the temperature non-uniformity can be eliminated. Thereby, the occurrence of sink marks and weld lines in the molded product is suppressed, and a molded product with small molding distortion and small birefringence can be obtained. Further, by providing the heat insulating layer, the temperature of the mold during molding can be made lower than the glass transition temperature Tg, so that heating / cooling with a large amount of heat transfer becomes unnecessary and the molding cycle can be shortened.

成形完了後、型締めを終了し、開閉駆動装置15を動作させて、可動盤12を後退させる型開きが行われる(ステップS16)。これに伴って、可動金型40が後退し、固定金型50と可動金型40とが離間する。この結果、成形品すなわちレンズは、可動金型40に保持された状態で固定金型50から離型される。次に、射出成形機10において、エジェクタ70を動作させて、成形品の突き出しを行わせる(ステップS17)。具体的には、成形品のスプル部等が、エジェクタピン71による突き出しによって可動金型40から離型される。成形品を可動金型40から離型した後、取出し装置20を動作させて、突き出された成形品の適所をハンド21で把持して外部に搬出する(ステップS18)。   After completion of molding, the mold clamping is finished, and the opening / closing drive device 15 is operated to perform mold opening for retracting the movable platen 12 (step S16). Along with this, the movable mold 40 moves backward, and the fixed mold 50 and the movable mold 40 are separated. As a result, the molded product, that is, the lens is released from the fixed mold 50 while being held by the movable mold 40. Next, in the injection molding machine 10, the ejector 70 is operated to eject the molded product (step S17). Specifically, the sprue portion or the like of the molded product is released from the movable mold 40 by the protrusion by the ejector pin 71. After the molded product is released from the movable mold 40, the take-out device 20 is operated, and an appropriate position of the projected molded product is gripped by the hand 21 and carried out to the outside (step S18).

(実施例) 本発明者が行った実施例と比較例とを比較して評価した結果を、表1に示す。
表1における評価項目は、冷却時間の短縮効果と、外観、複屈折である。冷却時間の短縮効果については、成形後の冷却条件を短くしていった際における金型から取り出した直後の各条件の成形品(ここでは平行平板とした)温度を、サーモグラフィーで測定することで求めた。すなわち各金型構成/金型温度条件において、荷重たわみ温度よりも成形品の温度が下がるまでに必要となる冷却時間を求めた。外観については、ゲート付近に発生するフローマーク/ジェッティングの発生状況を比較している。これらの外観不良は、比較例1のような一般的な金型構成/金型温度条件では、ゲート部分を通過する際の射出速度を一旦遅くすることで低減・解消することができる。複屈折については、直交ニコルによる観察により評価を行い、比較例1との相対比較の結果を表している。尚、成形する素材にはガラス転移点温度Tgが145℃のポリカーボネート樹脂を用い、成形条件は、樹脂温度が290℃、保圧条件は80〜90MPaである。
(Examples) Table 1 shows the results of an evaluation conducted by comparing the examples performed by the present inventors with comparative examples.
The evaluation items in Table 1 are the cooling time shortening effect, appearance, and birefringence. As for the effect of shortening the cooling time, the temperature of the molded product under each condition (here, a parallel plate) immediately after taking out from the mold when the cooling condition after molding is shortened is measured by thermography. Asked. That is, in each mold configuration / mold temperature condition, the cooling time required for the temperature of the molded product to fall below the deflection temperature under load was determined. The appearance is compared with the occurrence of flow mark / jetting near the gate. These poor appearances can be reduced or eliminated by once slowing the injection speed when passing through the gate portion under the general mold configuration / mold temperature conditions as in Comparative Example 1. The birefringence is evaluated by observation with crossed Nicols, and the result of relative comparison with Comparative Example 1 is shown. A polycarbonate resin having a glass transition temperature Tg of 145 ° C. is used as a material to be molded. The molding conditions are a resin temperature of 290 ° C. and a pressure holding condition of 80 to 90 MPa.

[仕様]
比較例1(従来技術):金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm、熱伝導度8.4W/m・K)、母材はSTAVAX(厚さ10mm、熱伝導度=23W/m・K)であり、金型温度は120℃とした。
比較例2:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、母材は銅合金(日立製作所製HIT MAX、熱伝導度=198.7W/m・K、厚さ10mm)であり、金型温度は120℃とした。
比較例3:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、母材はSTAVAX(厚さ10mm、熱伝導度=23W/m・K)であり、金型温度は110℃とした。
比較例4:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、母材はZrO2(厚さ10mm、熱伝導度=3W/m・K)であり、金型温度は100℃とした。
比較例5:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、断熱層はポリイミド(厚さ0.04mm、熱伝導度=0.3W/m・K)、母材はSTAVAX(厚さ10mm、熱伝導度=23W/m・K)であり、金型温度は100℃とした。
実施例:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、断熱層はポリイミド(厚さ0.04mm、熱伝導度=0.3W/m・K)、母材は銅合金(日立製作所製HIT MAX、熱伝導度=198.7W/m・K、厚さ10mm)であり、金型温度は100℃とした。
[specification]
Comparative Example 1 (Prior Art): The mold surface layer is nickel-plated (thickness 0.05 mm, thermal conductivity 8.4 W / m · K), and the base material is STAVAX (thickness 10 mm, thermal conductivity = 23 W / m · K), and the mold temperature was 120 ° C.
Comparative Example 2: The mold surface layer is nickel-plated (thickness 0.05 mm), and the base material is a copper alloy (HIT MAX manufactured by Hitachi, Ltd., thermal conductivity = 198.7 W / m · K, thickness 10 mm). The mold temperature was 120 ° C.
Comparative Example 3: The surface layer of the mold was nickel-plated (thickness 0.05 mm), the base material was STAVAX (thickness 10 mm, thermal conductivity = 23 W / m · K), and the mold temperature was 110 ° C. .
Comparative Example 4: The surface layer of the mold is nickel-plated (thickness 0.05 mm), the base material is ZrO 2 (thickness 10 mm, thermal conductivity = 3 W / m · K), and the mold temperature is 100 ° C. did.
Comparative Example 5: The mold surface layer is nickel-plated (thickness 0.05 mm), the heat insulation layer is polyimide (thickness 0.04 mm, thermal conductivity = 0.3 W / m · K), and the base material is STAVAX (thickness) 10 mm, thermal conductivity = 23 W / m · K), and the mold temperature was 100 ° C.
Example: Nickel plating (thickness 0.05 mm) for the surface layer of the mold, polyimide (thickness 0.04 mm, thermal conductivity = 0.3 W / m · K) for the heat insulation layer, and copper alloy (Hitachi) HIT MAX manufactured by Seisakusho, thermal conductivity = 198.7 W / m · K, thickness 10 mm), and mold temperature was 100 ° C.

[考察]
従来技術に対応する比較例1(冷却時間は100秒)を基本として評価を行ったところ、母材を、高熱伝導度を有する銅合金に変更した比較例2の場合、冷却時間は20秒短縮されるが、外観品質が劣化することが分かった。又、比較例1に対して、金型温度を10℃低下させた比較例3の場合、冷却時間は50秒短縮されるが、外観品質が劣化し、複屈折も比較例1よりも悪化することが分かった。更に、比較例1に対して、母材をZrO2に変更し、金型温度を20℃低下させた比較例4の場合、冷却時間は10秒短縮され、外観品質は維持されるが、複屈折が比較例1よりも悪化することがわかった。又、比較例1に対して、表面層と母材との間に断熱層を設け、金型温度を20℃低下させた比較例5の場合、冷却時間は50秒短縮され、外観品質は維持されるが、複屈折が比較例1よりも悪化することがわかった。これに対し、比較例1に対して、母材を、高熱伝導度を有する銅合金に変更し、表面層と母材との間に断熱層を設け、金型温度を20℃低下させた実施例の場合、冷却時間は70秒短縮され、外観品質が維持され、複屈折も比較例1と同程度に良好であることがわかった。これにより本発明の効果が確認できた。
[Discussion]
Evaluation was performed based on Comparative Example 1 (cooling time of 100 seconds) corresponding to the prior art. In Comparative Example 2 in which the base material was changed to a copper alloy having high thermal conductivity, the cooling time was shortened by 20 seconds. However, it was found that the appearance quality deteriorates. Further, in Comparative Example 3 in which the mold temperature is lowered by 10 ° C. compared to Comparative Example 1, the cooling time is shortened by 50 seconds, but the appearance quality is deteriorated, and the birefringence is also deteriorated as compared with Comparative Example 1. I understood that. Further, in the case of Comparative Example 4 in which the base material is changed to ZrO 2 and the mold temperature is lowered by 20 ° C. compared to Comparative Example 1, the cooling time is shortened by 10 seconds and the appearance quality is maintained. It was found that refraction was worse than that of Comparative Example 1. In contrast to Comparative Example 1, a heat insulating layer is provided between the surface layer and the base material, and in Comparative Example 5 in which the mold temperature is lowered by 20 ° C., the cooling time is shortened by 50 seconds and the appearance quality is maintained. However, the birefringence was found to be worse than that of Comparative Example 1. On the other hand, with respect to Comparative Example 1, the base material was changed to a copper alloy having high thermal conductivity, a heat insulating layer was provided between the surface layer and the base material, and the mold temperature was lowered by 20 ° C. In the case of the example, the cooling time was shortened by 70 seconds, the appearance quality was maintained, and the birefringence was found to be as good as that of Comparative Example 1. Thereby, the effect of the present invention was confirmed.

上述した実施の形態では、金型の転写面を非球面形状で示したが、図4に示すような平面や、球面、自由曲面でも同様の効果が得られる。又、表面層にブレーズ、回折等の微細形状が形成されていても良い。   In the above-described embodiment, the transfer surface of the mold is shown as an aspherical shape, but the same effect can be obtained by using a flat surface, a spherical surface, or a free-form surface as shown in FIG. Further, a fine shape such as blaze or diffraction may be formed on the surface layer.

また、表面加工層は電鋳方式により形成しても良い。図5に示すように、製品形状と略同じ形状で加工されたマスターにNi合金メッキを電鋳により所望の厚みに形成し、その積層表面を均一に加工し、脱型して得られるスタンパーとして使用しても良い。この場合、予め形成・金型に組み込まれた「高熱伝導母材+断熱層」のコアに、先で得られたスタンパーをボルトなどで直接又は、爪部を有する固定部材FXを介して間接的に固定するか、真空吸着等により接触させることで成形可能となる。   Further, the surface processed layer may be formed by electroforming. As shown in FIG. 5, as a stamper obtained by forming a Ni alloy plating to a desired thickness by electroforming on a master processed in substantially the same shape as the product shape, uniformly processing the laminated surface, and demolding May be used. In this case, the stamper obtained above is directly attached to the core of “high heat conductive base material + heat insulating layer” previously formed and incorporated in the mold with a bolt or indirectly through a fixing member FX having a claw portion. It is possible to mold by fixing to the surface or contacting by vacuum suction or the like.

また、図6に示すように、表面加工層は電鋳方式により形成し、その裏面に断熱層を貼り付けても良い。製品形状と略同じ形状で加工されたマスターにNi合金メッキを電鋳により積層し、その上から断熱層(更には高熱伝導層)を形成した後に、マスターを脱型することで、断熱層を付与したスタンパーを得ることができる。各層の形成後、表面を均一にするための加工を入れても良い。その場合、予め形成・金型に組み込まれた「高熱伝導母材」のコアに、得られた断熱層つきのスタンパーをボルトなどで直接又は、爪部を有する固定部材FXを介して間接的に固定するか、真空吸着等により接触させることで成形可能となる。   Further, as shown in FIG. 6, the surface processed layer may be formed by an electroforming method, and a heat insulating layer may be attached to the back surface thereof. A Ni alloy plating is laminated by electroforming on the master processed in the same shape as the product shape, and after forming a heat insulation layer (and high heat conduction layer) from it, the master is removed from the mold, The given stamper can be obtained. After the formation of each layer, a process for making the surface uniform may be included. In that case, the obtained stamper with a heat insulating layer is fixed directly to the core of the “high heat conduction base material” that has been previously formed and incorporated into the mold with bolts or indirectly via a fixing member FX having a claw portion. Alternatively, it can be formed by contact by vacuum suction or the like.

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。明細書の記載及び実施例は、あくまでも例証を目的としており、本発明の範囲は後述するクレームによって示されている。   The present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and other embodiments and modifications are apparent to those skilled in the art from the embodiments and ideas described in the present specification. It is. The description and examples are for illustrative purposes only, and the scope of the invention is indicated by the following claims.

10 射出成形機
11 固定盤
12 可動盤
13 型締め盤
14 支持フレーム
15 開閉駆動装置
15a スライドガイド
15d 動力伝達部
15e アクチュエータ
16 射出装置
16a シリンダ
16b 原料貯留部
16c スクリュ
16d 樹脂射出端
17 温度調節装置
20 取り出し装置
21 ハンド
22 3次元駆動装置
30 制御装置
31 開閉制御部
32 射出装置制御部
33 エジェクタ制御部
34 装置制御部
40 可動金型
41 外周型
41b 端面
41c コア挿通孔
41d フランジ成形面
42 コア型
42a 光学面転写面
42b 表面加工層
42c 断熱層
42d 高熱伝導母材
43 取付板
44 型板
50 固定金型
51 外周型
51a 流体循環路
51b 端面
51c コア挿通孔
51d フランジ成形面
52 コア型
52a 光学面転写面
52b 表面加工層
52c 断熱層
52d 高熱伝導母材
53 取付板
54 型板
70 エジェクタ
71 エジェクタピン
CV 型空間
FX 固定部材
GT ゲート
PL パーティングライン
SP スプルー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Injection molding machine 11 Fixed platen 12 Movable platen 13 Clamping plate 14 Support frame 15 Opening / closing drive device 15a Slide guide 15d Power transmission part 15e Actuator 16 Injection device 16a Cylinder 16b Raw material storage part 16c Screw 16d Resin injection end 17 Temperature control device 20 Extraction device 21 Hand 22 Three-dimensional drive device 30 Control device 31 Opening / closing control unit 32 Injection device control unit 33 Ejector control unit 34 Device control unit 40 Movable mold 41 Outer peripheral mold 41b End surface 41c Core insertion hole 41d Flange molding surface 42 Core mold 42a Optical surface transfer surface 42b Surface processed layer 42c Thermal insulation layer 42d High heat conduction base material 43 Mounting plate 44 Mold plate 50 Fixed mold 51 Peripheral mold 51a Fluid circulation path 51b End surface 51c Core insertion hole 51d Flange molding surface 52 Core mold 52a Optical surface Transfer surface 52b Surface processed layer 52c Thermal insulation layer 52d High thermal conductive base material 53 Mounting plate 54 Mold plate 70 Ejector 71 Ejector pin CV type space FX Fixing member GT Gate PL Parting line SP Sprue

Claims (8)

光学部品を成形する金型を備えた成形装置において、
前記金型は、光学部品を成形する転写面側から順に、表面加工層、熱伝導度が20W/m・K以下である断熱層、熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導母材を有し、
成形時における前記金型の温度を、成形しようとする光学部品の素材のガラス転移点温度Tgより低く設定することを特徴とする成形装置。
In a molding apparatus equipped with a mold for molding optical components,
The mold includes a surface processing layer, a heat insulating layer having a thermal conductivity of 20 W / m · K or less, and a high thermal conductivity mother having a thermal conductivity of 70 W / m · K or more in this order from the transfer surface side for molding an optical component. Have materials,
A molding apparatus characterized in that a temperature of the mold at the time of molding is set lower than a glass transition temperature Tg of a material of an optical component to be molded.
成形時における前記金型の温度は、前記ガラス転移点温度Tgより20〜70℃低いことを特徴とする請求項1に記載の成形装置。   The molding apparatus according to claim 1, wherein a temperature of the mold during molding is 20 to 70 ° C. lower than the glass transition temperature Tg. 前記高熱伝導母材は、銅合金、または超硬合金で形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の成形装置。   The molding apparatus according to claim 1, wherein the high thermal conductive base material is formed of a copper alloy or a cemented carbide. 前記金型は、一対設けられ、互いに対して相対的に可動となっており、前記金型は、コア型と、前記コア型の周囲に配置される外周型とを有し、前記コア型が、前記表面加工層と、前記断熱層と、前記高熱伝導母材とを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の成形装置。   A pair of the molds are provided and are movable relative to each other. The mold includes a core mold and an outer peripheral mold disposed around the core mold. The molding apparatus according to claim 1, further comprising: the surface processed layer, the heat insulating layer, and the high thermal conductive base material. 前記表面加工層の面粗さは、Ra0.1μm以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の成形装置。   The surface roughness of the said surface treatment layer is Ra0.1micrometer or less, The shaping | molding apparatus in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. 前記表面加工層の厚みが、0.1μm〜1mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の成形装置。   The molding apparatus according to claim 1, wherein a thickness of the surface processed layer is 0.1 μm to 1 mm. 前記断熱層の厚みが、0.1mm〜10mmであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の成形装置。   The thickness of the said heat insulation layer is 0.1 mm-10 mm, The shaping | molding apparatus in any one of Claims 1-6 characterized by the above-mentioned. 温度調整された液体を循環させることで前記金型の温度調整を行う温度調整装置を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の成形装置。   The molding apparatus according to claim 1, further comprising a temperature adjustment device that adjusts the temperature of the mold by circulating a temperature-adjusted liquid.
JP2011217257A 2011-09-30 2011-09-30 Molding equipment Expired - Fee Related JP5704513B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011217257A JP5704513B2 (en) 2011-09-30 2011-09-30 Molding equipment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011217257A JP5704513B2 (en) 2011-09-30 2011-09-30 Molding equipment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013075457A true JP2013075457A (en) 2013-04-25
JP5704513B2 JP5704513B2 (en) 2015-04-22

Family

ID=48479311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011217257A Expired - Fee Related JP5704513B2 (en) 2011-09-30 2011-09-30 Molding equipment

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5704513B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002513691A (en) * 1998-05-01 2002-05-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Structure and method for molding optical disc
JP2002361689A (en) * 2001-06-01 2002-12-18 Ricoh Co Ltd Method for molding thin substrate, method for manufacturing optical disk media and stamper for molding thin substrate
WO2007129673A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Hiroyuki Iwami Mold for thermoplastic resin molding, cavity mold, and process for producing the cavity mold

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002513691A (en) * 1998-05-01 2002-05-14 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ Structure and method for molding optical disc
JP2002361689A (en) * 2001-06-01 2002-12-18 Ricoh Co Ltd Method for molding thin substrate, method for manufacturing optical disk media and stamper for molding thin substrate
WO2007129673A1 (en) * 2006-05-02 2007-11-15 Hiroyuki Iwami Mold for thermoplastic resin molding, cavity mold, and process for producing the cavity mold

Also Published As

Publication number Publication date
JP5704513B2 (en) 2015-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101197419B1 (en) Forming method of thick leading light plate and forming die
WO2009122862A1 (en) Optical element manufacturing method, optical element molding die, and optical element
CN109250895A (en) Optical glass non-spherical surface lens moulding manufacture method and its mold
WO2010061728A1 (en) Optical element manufacturing method and molding die
JP5267253B2 (en) Lens molding die and lens manufacturing method
JP5708640B2 (en) Mold and mold manufacturing method
JP2010082838A (en) Lens manufacturing method
JP5704513B2 (en) Molding equipment
TWI580553B (en) Injection molding method and injection molding die
JP5062836B2 (en) Method for forming light guide plate
JP2009113423A (en) Mold for injection molding
JP2009202549A (en) Production process of resin molded article
JP5360679B2 (en) Thermal control mold for injection molding and manufacturing method thereof
JP2008230005A (en) Plastic lens molding method and lens preform
JP2009241297A (en) Method for manufacturing optical element, optical element molding mold, and optical element
JP2008284704A (en) Mold and method of manufacturing optical element
JP2010201866A (en) Metal mold device, heat insulating member and method of manufacturing metal mold device
JP2012206338A (en) Method for manufacturing of optical element
JP2014046537A (en) Sprue bush and molding die
WO2013146871A1 (en) Method and device for manufacturing thermoplastic resin product
JP2005153294A (en) Mold for molding plastic, plastic molded product, optical device and optical scanning device
JP6418619B1 (en) Mold, mold manufacturing method, resin molding apparatus and molded product molding method
JP2017217850A (en) Method for molding thick-walled molded article
JP2006150749A (en) Lens molding method and mold
WO2013047289A1 (en) Optical element manufacturing method, and forming mold

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20130415

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20131220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141111

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150113

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5704513

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150215

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees