JP2022518904A

JP2022518904A - 射出成形装置および射出成形方法

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Publication number: JP2022518904A
Application number: JP2021542478A
Authority: JP
Inventors: ミン、インキ; ファン、チョル－ファン
Original assignee: LG Chem Ltd
Current assignee: LG Chem Ltd
Priority date: 2019-03-26
Filing date: 2020-02-13
Publication date: 2022-03-17
Anticipated expiration: 2040-02-13
Also published as: CN113423553B; KR20200113850A; US20220105694A1; WO2020197092A1; CN113423553A; EP3932646A1; JP7314282B2; EP3932646A4

Abstract

本発明の一実施形態による射出成形装置は、原料物質が流入される第１注入口を含む第１金型；加熱部材を含む第２金型；前記第１金型または前記第２金型と対向し、第１キャビティが形成された第１可動金型；および前記第１金型または前記第２金型と対向し、第２キャビティが形成された第２可動金型を含み、前記第１可動金型の位置および前記第２可動金型の位置を互いに入れ替えることができる。

Description

［関連出願との相互引用］
本出願は２０１９年３月２６日付韓国特許出願第１０－２０１９－００３４６１９号に基づいた優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は本明細書の一部として含まれる。

本発明は射出成形装置および射出成形方法に関するものであって、より詳しくは、複屈折が低減されたプラスチック光学製品を製造することができる射出成形装置および射出成形方法に関するものである。

射出成形（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ）は溶融された材料を射出シリンダーによって高圧で密閉された金型内部に射出する熱可塑性樹脂の成形工法であって、この時溶融された材料が流入される金型内部の空間をキャビティ（Ｃａｖｉｔｙ）と称する。

既存の射出成形（Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎｍｏｌｄｉｎｇ）で製造されるプラスチック製品、特に光学製品の場合、射出成形工程の特性上、注入口の近くには高い圧力を有し、流動距離によって次第に圧力が低まる分布を示す。

これによって誘発される複屈折現象および微細パターンの転写性低下は肉眼では確認されない光学的特性の低下を起こす。また、高い複屈折は残留応力につながり、製品が曲がる現象やクラック（Ｃｒａｃｋ）などを誘発することがある。

複屈折分布はプラスチック製品の品質を決定する主要要素の一つであり、既存の射出成形方法では低い複屈折の分布を有するプラスチック光学製品を得にくい。

複屈折低減のために、成形後、成形物に対するアニーリング（Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程を別途に実施するか、圧縮成形を実施する方法があるが、金型が複雑になり、工程変数が多くなる傾向があって産業現場で適用しにくく、アニーリング（Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）工程は以後の製品の変形を予測しにくい問題がある。

図１は、従来成形工程によって製造した光学製品に対して、高温のチャンバーでアニーリングを実施した以後を示す写真である。図１を参照すれば、アニーリングによって製品の変形が発生したのを確認することができる。

本発明の実施形態が解決しようとする課題は前記のような問題点を解決するためのものであって、複屈折や内部応力が低減されたプラスチック製品を製造することができるだけでなく、連続工程を通じたプラスチック製品の大量生産に有利な射出成形装置および射出成形装置を用いた射出成形方法を提供することである。

前記第１可動金型および前記第２可動金型は互いに一体化され、前記第１可動金型の位置および前記第２可動金型の位置を入れ替えることができる回転装置をさらに含んでもよい。

前記第１可動金型および前記第２可動金型は、前記第１キャビティの開放方向と前記第２キャビティの開放方向が互いに同じになるように一体化されてもよい。

前記第１金型および前記第２金型が互いに一体化されてもよい。

前記第１可動金型および前記第２可動金型は、前記第１キャビティの開放方向と前記第２キャビティの開放方向が互いに反対になるように一体化されてもよい。

前記第１金型と前記第２金型は、前記第１可動金型および前記第２可動金型を挟んで互いに離隔されてもよい。

前記第１可動金型および前記第２可動金型は加熱部材を含むことができる。

前記第１金型は加熱部材を含むことができる。

前記加熱部材は、誘導加熱、電気ヒーター、面状発熱体、蒸気加熱、および熱線形態のうちの少なくとも一つを含むことができる。

前記第２金型の表面に陽刻または陰刻の紋が形成できる。

前記第２金型は、追加原料物質が流入される第２注入口をさらに含むことができる。

本発明の一実施形態による射出成形方法は、原料物質を第１金型と対向する第１可動金型の第１キャビティに注入し成形して１次成形物を製造する段階；前記１次成形物が第２金型と対向するように、前記第１可動金型の位置を移動させる段階；前記第２金型が加熱後に冷却されて前記１次成形物をアニーリングする段階；および原料物質を前記第１金型と対向する第２可動金型の第２キャビティに注入し成形して２次成形物を製造する段階を含む。

前記１次成形物をアニーリングする段階と前記２次成形物を製造する段階は同時に行うことができる。

前記第１可動金型の位置を移動させる段階は１回以上繰り返して行うことができる。

前記第２金型の加熱は、前記第２金型内部の加熱部材によって行うことができる。

前記２次成形物が前記第２金型と対向するように、前記第２可動金型の位置を移動させる段階；前記第２金型が加熱後に冷却されて前記２次成形物をアニーリングする段階；および原料物質を前記第１金型と対向する前記第１可動金型の第１キャビティに注入し成形して３次成形物を製造する段階をさらに含むことができる。

前記２次成形物をアニーリングする段階と前記３次成形物を製造する段階は同時に行うことができる。

前記第２金型、前記第１可動金型および前記第２可動金型のそれぞれは、内部に加熱部材を含み、前記１次成形物をアニーリングする段階で、前記第１可動金型が前記第２金型と共に加熱後冷却され、前記２次成形物をアニーリングする段階で、前記第２可動金型が前記第２金型と共に加熱後冷却されてもよい。

前記第２金型の表面に陽刻または陰刻の紋が形成されており、前記１次成形物をアニーリングする段階は、前記１次成形物に前記陽刻または陰刻の紋に対応する形状を形成する段階を含むことができる。

前記第１可動金型および前記第２可動金型は互いに一体化され、一体化された前記第１可動金型および前記第２可動金型が回転して互いの位置を変更することができる。

前記１次成形物をアニーリングする段階は、追加原料物質を前記１次成形物に注入する段階を含むことができる。

本発明の実施形態によれば、移動可能な可動金型を通じてアニーリング工程および射出成形工程を実施することによって、複屈折や内部応力が低減されたプラスチック製品を別途の複雑な追加工程なく大量生産することができる。

従来成形工程によって製造した光学製品に対して、アニーリングを実施した以後を示す写真である。本発明の一実施形態による射出成形装置の概略的な平面図である。本発明の他の実施形態による射出成形装置の概略的な平面図である。本発明の他の実施形態による射出成形装置の概略的な平面図である。本発明の他の実施形態による射出成形装置の概略的な平面図である。図２による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図２による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図２による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図２による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図２による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図３による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図３による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図４による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。図５による射出成形装置を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。本発明の一実施形態による射出成形装置によって製造したプラスチック製品に対する写真である。

以下、添付した図面を参照して本発明の様々な実施形態について本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳しく説明する。本発明は様々な異なる形態に実現でき、ここで説明する実施形態に限定されない。

本発明を明確に説明するために説明上不必要な部分は省略し、明細書全体にわたって同一または類似の構成要素については同一の参照符号を付けるようにする。

また、図面に示された各構成の大きさおよび厚さは説明の便宜のために任意に示したので、本発明が必ずしも示されたところに限定されない。図面で様々な層および領域を明確に表現するために厚さを拡大して示した。そして図面において、説明の便宜のために、一部層および領域の厚さを誇張されるように示した。

また、層、膜、領域、板などの部分が他の部分「の上に」または「上に」あるという時、これは他の部分の「直上に」ある場合だけでなく、その中間にまた他の部分がある場合も含む。逆に、ある部分が他の部分の「直上に」あるという時には中間に他の部分がないことを意味する。また、基準となる部分「の上に」または「上に」あるということは基準となる部分の上または下に位置することであり、必ずしも重力反対方向に向かって「の上に」または「上に」位置することを意味するのではない。

また、明細書全体で、ある部分がある構成要素を「含む」という時、これは特に反対になる記載がない限り他の構成要素を除くのではなく他の構成要素をさらに含むことができるのを意味する。

図２は、本発明の一実施形態による射出成形装置１００の概略的な平面図である。

図２を参照すれば、本発明の一実施形態による射出成形装置１００は、原料物質が流入される第１注入口１１１を含む第１金型１１０、加熱部材１６０を含む第２金型１２０、第１金型１１０と対向し第１キャビティ１３１が形成された第１可動金型１３０、および第２金型１２０と対向し第２キャビティ１４１が形成された第２可動金型１４０を含む。前記原料物質は、プラスチック製品成形のための溶融樹脂を含むことができる。

第１金型１１０および第２金型１２０は位置が固定されているが、第１可動金型１３０および第２可動金型１４０は互いの位置を入れ替えることができ、それによって図２に示されたところとは異なり、第１可動金型１３０が第２金型１２０と対向してもよく、第２可動金型１４０が第１金型１１０と対向してもよい。

特に、回転装置１５０によって第１可動金型１３０と第２可動金型１４０の位置変動を行うことができる。第１キャビティ１３１の開放方向と第２キャビティ１４１の開放方向が互いに同じになるように、第１可動金型１３０と第２可動金型１４０の側面が一体化され、回転装置１５０が第１可動金型１３０と第２可動金型１４０の下端に配置できる。したがって、回転装置１５０の回転（Ｓ）によって、第１可動金型１３０と第２可動金型１４０が互いの位置を入れ替えることができる。この時、回転（Ｓ）の回転軸は第１キャビティ１３１の開放方向と第２キャビティ１４１の開放方向と平行であるのが好ましい。

一方、図２のように、第１金型１１０と第２金型１２０の側面も一体化されるのが好ましい。第１金型１１０と第２金型１２０が第１可動金型１３０および第２可動金型１４０と同時に接触しなければならないためである。

第１金型１１０と第１可動金型１３０が互いに接触した状態で、射出された原料物質が第１金型１１０の第１注入口１１１を通じて第１可動金型１３０の第１キャビティ１３１に注入された後、第１キャビティ１３１の形状のとおり成形（Ｍｏｌｄｉｎｇ）が行われる。即ち、第１金型１１０では、第１可動金型１３０または第２可動金型１４０と共に射出および成形が行われる。この時、第１注入口１１１は原料物質を注入することができれば、その個数や位置に特別な制限はない。

第２金型１２０では、射出成形で製造された成形物に対してアニーリング（Ａｎｅａｌｉｎｇ）の熱処理が行われる。即ち、第１金型１１０で製造された成形物が、回転装置１５０による第１可動金型１３０と第２可動金型１４０の位置変動を通じて、第２金型１２０に移動した後、アニーリングが実施される。具体的な射出成形方法については図６～図１０と共に詳しく後述するようにする。

アニーリングのためには、第２金型１２０は加熱部材１６０を含むのが好ましい。加熱部材１６０が第２金型１２０を急速加熱した後、徐々に冷ます過程を通じて第２金型１２０と接している成形物に対するアニーリングが行われる。成形物がプラスチック樹脂である場合、前記樹脂のガラス転移温度以上の温度でアニーリングが行われるのが好ましい。

また、前記アニーリング工程は成形物を挟んで第２金型１２０が第１可動金型１３０または第２可動金型１４０と接触した状態で行われるので、より効果的な温度調節のために、第１可動金型１３０および第２可動金型１４０も加熱部材１６０を含むのが好ましい。

本実施形態による射出成形装置１００は、第１金型１１０で射出成形が行われた成形物を取出せず、第２金型１２０に直ちに移動してアニーリング工程を実施する。金型内でアニーリング工程が行われるため、成形物内に配向されていた高分子が弛緩（Ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ）されるので、既存の射出成形方法で製造されたプラスチック製品などに発生し得る複屈折現象や内部応力などを効果的に低減することができる。終局的に、複屈折によって発生し得る光学的特性の低下、成形物の反りまたは成形物のクラック（Ｃｒａｃｋ）などの問題点を顕著に減らすことができる。これは後述で図１５と共に再び説明する。

また、従来の成形工程において、内部応力緩和のために高温のチャンバーでアニーリングを実施すれば製品の変形が起こることがある。本実施形態の場合、成形物が金型内部に位置した状態でアニーリング工程が行われるので、熱処理によって製品が変形される問題点を防止することができる。

また、射出成形以後、各製品の分子配向や繊維配向などの程度によって変形が発生することがあるが、本実施形態のように、金型内でアニーリングを実施すれば、射出成形以後の配向程度による変形を最少化することができる。

さらに、第２金型１２０で成形物に対するアニーリング工程が行われると同時に第１金型１１０で他の成形物に対する射出成形を行うことができる。即ち、位置を互いに入れ替えることができる第１可動金型１３０と第２可動金型１４０を通じて、射出成形工程とアニーリング工程を同時に行うことができるので、複雑な過程なくても成形品を連続工程を通じて途切れなく大量生産することができる。これも図６～図１０と共に詳しく後述するようにする。

一方、射出成形が行われる間、第１金型１１０の温度を維持するために第１金型１１０も加熱部材１６０を含むことができる。即ち、加熱部材１６０は第２金型１２０だけでなく、第１可動金型１３０、第２可動金型１４０および第１金型１１０のそれぞれにも位置するのが好ましい。

加熱部材１６０は第１金型１１０、第２金型１２０、第１可動金型１３０または第２可動金型１４０を加熱することができれば、その形態や方式が特に制限されないが、図２に示したように、各金型１１０、１２０、１３０、１４０の内部に位置した熱線形態であるのが好ましい。また、複数の熱線で示したが、必要によって熱線の個数を自由に設定することができるのはもちろんである。熱線形態の加熱部材１６０はシーズヒーター（Ｓｈｅａｔｈｈｅａｔｅｒ）であり得る。

また、加熱部材１６０は急速加熱のために誘導加熱（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎｈｅａｔｉｎｇ）、電気ヒーター（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｈｅａｔｅｒ）、面状発熱体または蒸気加熱（Ｓｔｅａｍｈｅａｔｉｎｇ）の形態であってもよく、加熱エネルギーが高いほど、金型１１０、１２０、１３０、１４０の表面温度上昇が速いほど、技術実現に有利である。

一般的なアニーリングは高温のチャンバーで行って３０分以上かかる反面、本実施形態では成形物が金型の内部に位置した状態でアニーリングが行われるため、先に言及した熱線、誘導加熱、電気ヒーター、面状発熱体または蒸気加熱などの形態を通じた加熱および冷却が可能であり、これによって数秒～数十秒以内にアニーリング工程を完了することができる。

図３は、本発明の他の一実施形態による射出成形装置２００の概略的な平面図である。

図３を参照すれば、本実施形態の射出成形装置２００は、原料物質が流入される第１注入口２１１を含む第１金型２１０、加熱部材２６０を含む第２金型２２０、第１金型２１０と対向し第１キャビティ２３１が形成された第１可動金型２３０、および第２金型２２０と対向し第２キャビティ２４１が形成された第２可動金型２４０を含む。

図２の射出成形装置１００と同様に、第１金型２１０では第１注入口２１１から流入された組成物の成形が行われ、第２金型２２０では成形物のアニーリング工程が行われる。加熱部材２６０は第２金型２２０だけでなく第１可動金型２３０、第２可動金型２４０および第１金型２１０に配置することができる。

図３を再び参照すれば、第１可動金型２３０と第２可動金型２４０は第１キャビティ２３１の開放方向と第２キャビティ２４１の開放方向が互いに反対になるように一体化され、回転装置２５０は第１可動金型２３０と第２可動金型２４０の側面に配置でき、第１金型２１０と第２金型２２０は第１可動金型２３０および第２可動金型２４０を挟んで互いに離隔されてもよい。

回転装置２５０の回転（Ｓ’）によって、第１可動金型２３０と第２可動金型２４０は互いにの位置を入れ替えて、第１金型２１０と第２金型２２０と交互に対向し得る。この時、回転（Ｓ’）の回転軸は第１キャビティ２３１の開放方向と第２キャビティ２４１の開放方向と垂直であるのが好ましい。

図４は、本発明のまた他の一実施形態による射出成形装置３００に対する概略的な平面図である。

図４を参照すれば、本実施形態の射出成形装置３００は、第１注入口３１１を含む第１金型３１０、加熱部材３６０を含む第２金型３２０、第１キャビティ３３１が形成された第１可動金型３３０、および第２キャビティ３４１が形成された第２可動金型３４０を含み、第２金型３２０の表面に陽核の紋３７０が形成できる。即ち、射出成形装置３００は陽刻の紋３７０が形成されたことを除いて、図２の射出成形装置１００と相互同一乃至類似の構成を有する。

従来、射出成形によって製造されたプラスチック製品の表面に微細なパターンを形成するために金型にパターン加工後射出工程を実施するか、射出後パターンを別途に形成するためにロールスタンピング（Ｒｏｌｌｓｔａｍｐｉｎｇ）工程を実施したが、微細パターンの転写性低下による製品の光学特性低下などの問題点があった。本実施形態は第２金型３２０の表面に陽刻の紋３７０を形成して成形物に対するアニーリング工程と共に、成形物に微細なパターンを形成することができる。

金型内で、熱を加えると同時に型閉してパターンを刻印させることであるので、転写性が均一な成形物を製造することができ、最終プラスチック製品の光沢偏差や腐食偏差を減らすことができる利点がある。

また、別途の工程追加なく、アニーリング工程で微細パターンを形成することができて、時間と費用を節約することができる。

一方、図４では陽刻の紋３７０を形成したが、陰刻の紋（図示せず）が形成できるのはもちろんであり、目的しようとするパターンによって第２金型３２０の表面に多様な形状が形成できる。

図５は、本発明のまた他の一実施形態による射出成形装置４００に対する概略的な平面図である。

図５を参照すれば、本実施形態の射出成形装置４００は、第１注入口４１１を含む第１金型４１０、加熱部材４６０を含む第２金型４２０、第１キャビティ４３１が形成された第１可動金型４３０、および第２キャビティ４４１が形成された第２可動金型４４０を含み、第２金型４２０は追加原料物質が流入される第２注入口４２１をさらに含むことができる。即ち、射出成形装置４００は第２注入口４２１が形成されたことを除いて、図２の射出成形装置１００と相互同一乃至類似の構成を有する。したがって、第２金型４２０だけでなく第１金型４１０、第１可動金型４３０および第２可動金型４４０も加熱部材４６０を含むことができるのはもちろんである。

本実施形態の射出成形装置４００は、第２金型に第２注入口４２１が形成されているので、二重射出成形が可能である。言い換えれば、第１金型４１０で射出成形が行われた成形物が第２金型４２０に移動した後、第２注入口４２１から追加原料物質が流入されて前記成形物に追加射出成形を行うことができる。

前記追加原料物質は、第１注入口４１１から流入される原料物質と同一の物質であってもよく、互いに異なる物質であってもよい。また、第２注入口４２１の位置や個数には特別な制限がなく、最終製品のデザインによって自由に調節が可能である。

本実施形態の射出成形装置４００は第２注入口４２１を通じて二重射出成形が可能であり、さらに第２注入口４２１の位置や個数および流入される追加原料物質の量を調節して、より多様な構造および材質の最終製品を生産することができる。

一方、図２の射出成形装置１００と同様に、本実施形態の射出成形装置４００の第２金型４２０でもアニーリング工程を行うことができ、前記追加射出成形とアニーリング工程の順序には制限がない。これは、以下の図１４で後述するようにする。

図６～図１０は、図２による射出成形装置１００を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。

図６を参照すれば、本発明の一実施形態による射出成形方法は、原料物質を第１金型１１０と対向する第１可動金型１３０の第１キャビティ１３１に注入し成形して１次成形物１０１を製造する段階を含む。具体的に、原料物質は第１注入口１１１を通じて流入され、第１金型１１０と第１可動金型１３０が接触している状態で第１キャビティ１３１の形状に合わせて１次成形物１０１が製造される。

その後、図７を参照すれば、１次成形物１０１が第２金型１２０と対向するように第１可動金型１３０の位置を移動させる段階が続く。

具体的に、第１可動金型１３０が第１金型１１０から離隔された後、１次成形物１０１が第１キャビティ１３１から取出されないまま、第１可動金型１３０の位置移動が行われる。回転装置１５０の回転（Ｓ１）によって、第１可動金型１３０は第２金型１２０と対向するように移動し、第２可動金型１４０は第１金型１１０と対向するように移動する。第１キャビティ１３１の開放方向と第２キャビティ１４１の開放方向が互いに同じになるので、位置移動のための回転（Ｓ１）の回転軸は第１キャビティ１３１の開放方向および第２キャビティ１４１の開放方向と平行である。

その後、図８を参照すれば、第２金型１２０が加熱後徐々に冷却されて１次成形物１０１をアニーリングする段階、および原料物質を第１金型１１０と対向する第２可動金型１４０の第２キャビティ１４１に注入し成形して２次成形物１０２を製造する段階が続く。

この時、前記１次成形物１０１をアニーリングする段階と前記２次成形物１０２を製造する段階は同時に行われるのが好ましい。

具体的に、第２金型１２０と第１可動金型１３０が接触している状態で第２金型１２０および第１可動金型１３０内部の加熱部材１６０がガラス転移温度以上に加熱後徐々に冷却されて１次成形物１０１に対するアニーリングが行われる。

これと同時に、第１注入口１１１を通じて流入された原料物質に対して、第１金型１１０と第２可動金型１４０が接触している状態で第２キャビティ１４１の形状に合わせて２次成形物１０２が形成される。

但し、必要によって、前記１次成形物１０１をアニーリングした後に前記２次成形物１０２を製造するか、前記２次成形物１０２を製造した後に前記１次成形物１０１をアニーリングすることができるのはもちろんである。

その後、図９を参照すれば、２次成形物１０２が第２金型１２０と対向するように第２可動金型１４０の位置を移動させる段階が続く。

具体的に、アニーリング段階が完了された図８での１次成形物１０１は取出され、２次成形物１０２は第２キャビティ１４１から取出されないまま、第２可動金型１４０の位置移動が行われる。回転装置１５０の回転（Ｓ２）によって、第１可動金型１３０は第１金型１１０と再び対向するように移動し、第２可動金型１４０は第２金型１２０と再び対向するように移動する。

その後、図１０を参照すれば、第２金型１２０が加熱後徐々に冷却されて２次成形物１０２をアニーリングする段階、および原料物質を第１金型１１０と対向する第１可動金型１３０の第１キャビティ１３１に注入し成形して３次成形物１０３を製造する段階が行われる。

同様に、前記２次成形物１０２をアニーリングする段階と前記３次成形物１０３を製造する段階は同時に行われるのが好ましい。

具体的に、第２金型１２０と第２可動金型１４０が接触している状態で第２金型１２０および第２可動金型１４０内部の加熱部材１６０がガラス転移温度以上に加熱後徐々に冷却されて２次成形物１０２に対するアニーリングが行われる。

これと同時に、第１注入口１１１を通じて流入された原料物質に対して、第１金型１１０と第１可動金型１３０が接触している状態で第１キャビティ１３１の形状に合わせて３次成形物１０３が形成される。

但し、必要によって、前記２次成形物１０２をアニーリングした後に前記３次成形物１０３を製造するか、前記３次成形物１０３を製造した後に前記２次成形物１０２をアニーリングすることができるのはもちろんである。

即ち、前記のように、第１可動金型１３０と第２可動金型１４０の位置移動を１回以上繰り返して行うことができ、射出成形が完了された成形物に対するアニーリング工程と以後新たな射出成形を実施する工程を連続的に行うことができるので、複屈折や内部応力が低減されたプラスチック製品を大量生産するのに有利である。特に、アニーリングのための別途の追加装置や工程を設ける必要がなく、射出成形工程と共に行うことができるので、全体的な製造工程が単純になり、工程変数を最小化することができ、費用節減の効果も期待することができる。

図１１および図１２は、図３による射出成形装置２００を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。但し、図２による射出成形装置１００を用いた射出成形方法と重複する部分については説明を省略するようにする。

図１１を参照すれば、本実施形態の射出成形方法は、１次成形物２０１が第２金型２２０と対向するように第１可動金型２３０の位置を移動させる段階を含む。具体的に、第１金型２１０と第１可動金型２３０の間で製造された１次成形物２０１を第１キャビティ２３１から取出しないまま、回転装置２５０の回転（Ｓ’１）によって第２金型２２０と対向するように移動させる。第１キャビティ２３１の開放方向と第２キャビティ２４１の開放方向が互いに反対であるので、位置移動のための回転（Ｓ’１）の回転軸は第１キャビティ２３１の開放方向と第２キャビティ２４１の開放方向と垂直である。

その後、図１２を参照すれば、第２金型２２０が加熱後徐々に冷却されて１次成形物２０１をアニーリングする段階、および原料物質を第１金型２１０と対向する第２可動金型２４０の第２キャビティ２４１に注入し成形して２次成形物２０２を製造する段階が続く。

同様に、１次成形物２０１をアニーリングする段階と２次成形物２０２を製造する段階は同時に行われるのが好ましい。１次成形物２０１をアニーリングする段階は第２金型２２０と第１可動金型２３０が接触した状態で行われ、２次成形物２０２を製造する段階は第１金型２１０と第２可動金型２４０が接触した状態で行われる。また、原料物質は第１注入口２１１を通じて注入される。

本実施形態の射出成形方法も、第１可動金型２３０と第２可動金型２４０の位置移動を１回以上繰り返して行うことができ、射出成形が完了された成形物に対するアニーリング工程と以後新たな射出成形を実施する工程を連続的に行うことができる。これは先に説明した内容と重複であるので、詳しい説明は省略する。

図１３は、図４による射出成形装置３００を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。但し、重複する部分を省略し、１次成形物３０１をアニーリングする段階について説明する。

図１３を参照すれば、第２金型３２０と第１可動金型３３０が接触した状態で、第１キャビティ３３１に位置する１次成形物３０１に対するアニーリングが行われる。同時に、第１金型３１０と第２可動金型３４０が接触した状態で、第１注入口３１１を通じて第２キャビティ３４１に原料物質が流入されて２次成形物３０２の製造が行われる。

この時、第２金型３２０の表面に陽刻の紋３７０が形成されているので、１次成形物３０１に対するアニーリングが行われるのと共に、１次成形物３０１に陽刻の紋３７０と対応する形状、即ち、陰刻形状を刻印させることができる。

このように、金型内で、アニーリングのために熱を加えると同時に陽刻または陰刻の形状を刻印させることであるので、転写性が均一な成形物を製造することができ、最終プラスチック製品の光沢偏差や腐食偏差を減らすことができる利点がある。また、先に説明したように、目的とするパターンによって第２金型３２０の表面に多様な形状を形成することができるのはもちろんである。

図１４は、図５による射出成形装置４００を用いた射出成形方法を説明するための平面図である。但し、重複する部分は省略し、１次成形物４０１をアニーリングする段階について説明する。

図１４を参照すれば、第２金型４２０と第１可動金型４３０が接触した状態で、第１キャビティ４３１に位置する１次成形物４０１をアニーリングする段階を行うことができ、このような１次成形物４０１をアニーリングする段階は追加原料物質４０４を１次成形物４０１に注入する段階をさらに含むことができる。

より詳細に、１次成形物４０１をアニーリングする段階は、第２注入口４２１を通じて追加原料物質４０４を注入して二重射出成形を実施する段階を含むことができる。但し、１次成形物４０１のアニーリングと追加原料物質４０４の注入それぞれに対する順序の制限はないので、追加原料物質４０４が投入された後に１次成形物４０１と追加原料物質４０４全てにアニーリングを実施するか、１次成形物４０１に対するアニーリングが行われた後に追加原料物質４０４を注入することができる。また、追加原料物質４０４の注入と同時にアニーリングを行うこともできる。

一方、１次成形物４０１をアニーリングすると同時に、第２可動金型４４０の第２キャビティ４４１で２次成形物４０２の製造を行うことができる。これは図８での説明と重複する内容であるので省略する。

先に、図５と共に言及した通り、第２注入口４２１の位置や個数および流入される追加原料物質４０４の量を調節して、より多様な構造および材質の最終製品を生産することができる。

図１５は、本発明の一実施形態による射出成形装置を通じて製造したプラスチック製品に対する写真である。

図１５を参照すれば、黒い色で表示した部分が複屈折のない領域を意味する。金型内でアニーリング工程を実施したため、内部応力および複屈折が効果的に低減されたのを確認することができる。また、従来の熱処理とは異なり、光学製品の変形がなく、アニーリング工程を加熱部材の容量によって１～２分以内に完了することができる。

以上で本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されるのではなく、次の特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を用いた当業者の様々な変形および改良形態も本発明の権利範囲に属するのである。

１００：射出成形装置
１１０：第１金型
１２０：第２金型
１３０：第１可動金型
１４０：第２可動金型
１５０：回転装置
１６０：加熱部材

１００、２００、３００、４００：射出成形装置
１１０、２１０、３１０、４１０：第１金型
１１１、２１１、３１１、４１１：第１注入口
１２０、２２０、３２０、４２０：第２金型
１３０、２３０、３３０、４３０：第１可動金型
１３１、２３１、３３１、４３１：第１キャビティ
１４０、２４０、３４０、４４０：第２可動金型
１４１、２４１、３４１、４４１：第２キャビティ
１５０、２５０、３５０、４５０：回転装置
１６０、２６０、３６０、４６０：加熱部材
３７０：陽刻の紋
４２１：第２注入口

Claims

原料物質が流入される第１注入口を含む第１金型；
加熱部材を含む第２金型；
前記第１金型または前記第２金型と対向し、第１キャビティが形成された第１可動金型；および
前記第１金型または前記第２金型と対向し、第２キャビティが形成された第２可動金型を含み、
前記第１可動金型の位置および前記第２可動金型の位置を互いに入れ替えることができる、射出成形装置。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は互いに一体化され、
前記第１可動金型の位置および前記第２可動金型の位置を変えることができる回転装置をさらに含む、請求項１に記載の射出成形装置。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は、前記第１キャビティの開放方向と前記第２キャビティの開放方向が互いに同じになるように一体化された、請求項２に記載の射出成形装置。
前記第１金型および前記第２金型が互いに一体化された、請求項３に記載の射出成形装置。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は、前記第１キャビティの開放方向と前記第２キャビティの開放方向が互いに反対になるように一体化された、請求項２に記載の射出成形装置。
前記第１金型と前記第２金型は、前記第１可動金型および前記第２可動金型を挟んで互いに離隔されている、請求項５に記載の射出成形装置。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は加熱部材を含む、請求項１に記載の射出成形装置。
前記第１金型は加熱部材を含む、請求項７に記載の射出成形装置。
前記加熱部材は、誘導加熱、電気ヒーター、面状発熱体、蒸気加熱、および熱線形態のうちの少なくとも一つを含む、請求項１に記載の射出成形装置。
前記第２金型の表面に陽刻または陰刻の紋が形成されている、請求項１に記載の射出成形装置。
前記第２金型は、追加原料物質が流入される第２注入口をさらに含む、請求項１に記載の射出成形装置。
原料物質を第１金型と対向する第１可動金型の第１キャビティに注入し成形して１次成形物を製造する段階；
前記１次成形物が第２金型と対向するように、前記第１可動金型の位置を移動させる段階；
前記第２金型が加熱後に冷却されて前記１次成形物をアニーリングする段階；および
原料物質を前記第１金型と対向する第２可動金型の第２キャビティに注入し成形して２次成形物を製造する段階を含む、射出成形方法。
前記１次成形物をアニーリングする段階と前記２次成形物を製造する段階は同時に行われる、請求項１２に記載の射出成形方法。
前記第１可動金型の位置を移動させる段階は１回以上繰り返し行われる、請求項１２に記載の射出成形方法。
前記第２金型の加熱は、前記第２金型内部の加熱部材によって行われる、請求項１２に記載の射出成形方法。
前記加熱部材は、誘導加熱、電気ヒーター、面状発熱体、蒸気加熱、および熱線形態のうちの少なくとも一つを含む、請求項１５に記載の射出成形方法。
前記２次成形物が前記第２金型と対向するように、前記第２可動金型の位置を移動させる段階；
前記第２金型が加熱後に冷却されて前記２次成形物をアニーリングする段階；および
原料物質を前記第１金型と対向する前記第１可動金型の第１キャビティに注入し成形して３次成形物を製造する段階をさらに含む、請求項１２に記載の射出成形方法。
前記２次成形物をアニーリングする段階と前記３次成形物を製造する段階は同時に行われる、請求項１７に記載の射出成形方法。
前記第２金型、前記第１可動金型および前記第２可動金型のそれぞれは、内部に加熱部材を含み、
前記１次成形物をアニーリングする段階で、前記第１可動金型が前記第２金型と共に加熱後冷却され、
前記２次成形物をアニーリングする段階で、前記第２可動金型が前記第２金型と共に加熱後冷却される、請求項１７に記載の射出成形方法。
前記第２金型の表面に陽刻または陰刻の紋が形成されており、
前記１次成形物をアニーリングする段階は、前記１次成形物に前記陽刻または陰刻の紋に対応する形状を形成する段階を含む、請求項１２に記載の射出成形方法。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は互いに一体化され、
一体化された前記第１可動金型および前記第２可動金型が回転して互いの位置を変更する、請求項１２に記載の射出成形方法。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は、前記第１キャビティの開放方向と前記第２キャビティの開放方向が互いに同じになるように一体化された、請求項２１に記載の射出成形方法。
前記第１可動金型および前記第２可動金型は、前記第１キャビティの開放方向と前記第２キャビティの開放方向が互いに反対になるように一体化された、請求項２１に記載の射出成形方法。
前記１次成形物をアニーリングする段階は、追加原料物質を前記１次成形物に注入する段階を含む、請求項１２に記載の射出成形方法。