JP2842709B2

JP2842709B2 - プラスチック成形品の製造方法

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Publication number: JP2842709B2
Application number: JP3168894A
Authority: JP
Inventors: 久秋小瀬古
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1999-01-06
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JPH04366612A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザービームプリンタ
ー、ファクシミリ等の光学走査系、ビデオカメラ等に用
いる高精度なプラスチック成形品の製造方法、詳しくは
プラスチックレンズ等のプラスチック成形品を短いサイ
クル時間で高精度に製造するのに好適な製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来の
この種の製造方法はすべて、樹脂をそのガラス転移温度
以上または軟化温度以上から冷却してレンズ等の高精度
プラスチック成形品を得ている。少なくとも、軟化温度
以上から熱変形温度以下までの数十度の温度差を冷却す
るためゆっくり徐冷しないと、ひけ等がなく、残留応力
が少なく、またレンズの場合には複屈折の小さな成形品
を得るのは困難であるからである。このひけ等をなくす
ためには、熱伝導性の悪い樹脂が充填された金型キャビ
ティ内の温度をできるだけ均一にしながら冷却する必要
がある。

【０００３】図１３は従来の製造方法の一例を示すグラ
フである。図中ａは射出成形により成形した例の温度変
化を示す線で、金型温度を樹脂の軟化温度以上に保った
ところに高温の溶融した樹脂を射出充填し、即ゲートシ
ールしてキャビティ内に一定の内圧を発生させ、キャビ
ティ内の温度が金型温度と同等且つ均一になるまで保持
した後、このキャビティ内の温度を均一に保ちつつゆっ
くりと徐冷するものである（図中の線ａ’はその圧力変
化を示す）。図中ｂはプラスチック母材をその熱変形温
度以下に保持された金型に入れ、型締め後、加熱して軟
化温度以上とし、キャビティ内に樹脂の溶融膨張による
内圧を生じさせ、一定時間保持後、徐冷して鏡面転写性
に優れたプラスチック成形品を得る例の温度変化を示す
線である（図中の線ｂ’はその圧力変化を示す）。

【０００４】このように高精度の射出成形品を得るに
は、いずれの方法でも温度制御による徐冷という方法を
用いなければならないが、この徐冷には数十分を要し、
生産性が非常に悪いという問題がある。

【０００５】従来より、キャビティユニット金型を用
い、射出成形により効率よくレンズ等高精度プラスチッ
ク成形品を得る方法（特開昭６４−３６４２１号公
報）、金型温度を樹脂のガラス転移温度以上にて射出成
形し、レンズを歪なく冷却する方法（特開平１−２００
９２５号公報）、射出後、圧縮を加える成形にて、軟化
温度域で一旦均一化させた後、熱変形温度域まで徐冷す
る方法（特開昭６１−１３９２７号公報）、被加工部材
を振動により加熱溶融させ、押圧成形、抜き工程後、保
圧冷却する方法（特開昭６４−６７３０９号公報）等
々、高精度プラスチック成形品を効率よく成形するため
の技術は多数提案されているが、これらにおいても徐冷
という数十分間を有する生産性の悪い工程を不要とし、
冷却に必要な時間を極く短時間にする方法についての提
案は存在しなかった。

【０００６】また、本発明者等の知る所では、射出成形
工程とエージング工程に分けることにより、高精度プラ
スチック成形品を短いサイクルで得る方法が提されてい
るが、この方法では、射出成形工程は１サイクル１〜２
分と短時間で問題ないが、エージング工程に時間が掛か
るという問題が残る。エージング工程は、樹脂のガラス
転移温度以上への再加熱工程と、その後の徐冷工程から
なるが、通常は徐冷工程は成形品の内部歪等から余り時
間を短縮できず、また再加熱工程の再加熱時間をいかに
短くするかについては、従来より知られている一つの金
型内に熱媒体を通したり、埋め込みヒーターによる加熱
等による方法では、金型そのものを加熱してその熱を成
形品に伝えるため、成形品そのものが目的の温度に達す
るには少なくとも数分、普通１０分前後の時間を要する
もので、冷却工程の短縮化は図れていなかった。さら
に、ミラー等のように成形品の表面のみを利用する用途
や、樹脂としてＰＭＭＡ、ゼオネックス等の複屈折の低
い材料を用いた場合には、急冷により歪が大きく、ひけ
が発生している表層部のみ再溶融すればよいにもかかわ
らず、従来の金型そのものを加熱する方法では、成形品
全体を再溶融してしまう為加熱時間が掛かり、エージン
グ工程全体としての所要時間は短縮されない。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るために、樹脂の変形はその熱変形温度以上で生じ、ま
たその軟化温度以下であれば樹脂は固体であるため、軟
化温度を通過させることによる固相一液相のアンバラン
ス化を考えなくてよいことに着目し、樹脂温度を変化さ
せずに応答性の良い圧力制御により短時間に樹脂を塑性
変形加工することを可能とし、鏡面を転写した高精度プ
ラスチック成形品を得るようにしたものである。

【０００８】また本発明は、射出成形時に超音波を印加
して残留応力や歪み等を低減する目的に利用される技術
が、プラスチックレンズの賦形にも利用でき、高周波と
違って金型と成形品の界面に発生する熱により成形品を
表面より急速に溶融させ、加熱時間を１０分前後から数
秒へと大幅に短縮でき、厚肉の成形品の場合には、樹脂
の熱伝導率が小さく、数秒以下の急速な表層部からの加
熱により中心部は固体で表層部の残留応力やひけの生じ
た部分を溶融体とすることができる点に着目してなした
ものである。

【０００９】本発明に係るプラスチック成形品の製造方
法は、上記目的を達成するため、あらかじめ略最終形状
に前加工した熱可塑性プラスチック母材の温度をその熱
変形温度以上でかつその軟化温度以下として、少なくと
も１つの鏡面を有する圧縮成形用金型により圧縮変形及
び延伸変形を上記プラスチック母材に交互に減衰させな
がら与える塑性変形加工を施し、該プラスチック母材に
上記金型の鏡面を転写するようにしたものである。な
お、上述のように樹脂の変形はその熱変形温度以上で生
じ、またその軟化温度以下であれば樹脂は固体であるた
め、軟化温度を通過させることによる固相一液相のアン
バランス化を考えなくてもよいが、逆に樹脂温度がその
軟化温度を超えると樹脂は軟化しはじめるため、塑性変
形加工は容易になるものの金型からの取り出しの時に変
形してしまうし、その熱変形温度未満では金型からの取
り出しは問題ないが塑性変形加工ができないばかりか、
鏡面部を含めた金型そのものに損傷を与えてしまう。従
って、樹脂温度はその熱変形温度以上でその軟化温度以
下とする必要がある。但しこの温度域においても樹脂に
は塑性変形に対する抵抗が少し残っているため、塑性変
形するには一定以上の変形力が必要である。また、単に
変形しただけでは残留応力がかなり残り、たとえその時
に鏡面転写性に優れたものが得られたとしても、経時変
化や温度サイクルにより変形してしまうという現象が生
じる。このため、変形を生じさせても残留応力が問題に
ならない程度のものにする必要がある。

【００１０】また、上記圧縮変形と延伸変形を交互に減
衰させながら与える方法は、上記金型の型締め方向と垂
直な方向に可動な入駒と、該入駒の後面側のばねとを設
けておき、上記金型の圧縮力のみを減衰振動させること
により、上記圧縮変形と延伸変形を交互に減衰させなが
ら与えることができ、また、上記熱可艶性プラスチック
母材を略最終形状に前加工するために射出成形法を用い
ることができる。即ち、プラスチック母材をその熟変形
温度以上かつ軟化温度以下において、単に一方向の圧力
を加えて塑性変形させても分子配向等により残留応力が
発生し易く、鏡面転写性に優れかつ安定した高精度なプ
ラスチック成形品は得られないので、本発明に係るプラ
スチック成形品の製造方法では、圧縮変形と延伸変形を
交互に繰り返すことにより、分子配向を防ぐとともに、
変形力を減衰させていくことにより残留応力が取り除
く。

【００１１】さらに、本発明に係るプラスチック成形品
の製造方法は、溶融した樹脂を該樹脂の熱変形温度以下
の温度に保持された金型のキャビティ内に射出し、該樹
脂を該キャビティ内において固化させる射出成形工程
と、上記金型を上記樹脂の熱変形温度以下に保持したま
ま該金型に超音波振動を印加して、上記固化した樹脂の
表層部分を溶融させその後徐冷するエ−ジング工程と、
を有するものでもよい。

【００１２】上記エージング工程は、上記射出成形工程
で得られた成形品を上記金型から取り出し、該金型のキ
ャビティと形状及び容積が同等のキャビティを有する型
内に入れて実施することができる。即ち、超音波により
残留応力やひけの生じた成形品の表層部分のみを溶融さ
せ、この溶融部を徐冷するものである。この表層部のみ
溶融させることは、均一かつ薄肉成形品のエージング工
程と同等な挙動を示すことになり、冷却速度を増しても
ひけが発生しないため、徐冷時間の短縮が可能となる。

【００１３】一方、本発明に係るプラスチック成形装置
は、上記目的を達成するために、少なくとも１つの鏡面
を有するキャビティを形成する一対の金型を備え、あら
かじめ略最終形状に前加工した熱可塑性プラスチック母
材を該金型内で圧縮して塑性変形させ、上記キャビティ
の鏡面をプラスチック母材に転写するプラスチック成形
装置において、上記金型を上記プラスチック母材の熱変
形温度以上でかつその軟化温度以下の温度に保持し、該
金型内に上記プラスチック母材が挿入されたとき、該金
型によりプラスチック母材に圧縮変形及び延伸変形を交
互に減衰させながら与えるようにしたものである。した
がって、樹脂の熱変形温度以上かつ軟化温度以下の温度
域において、塑性変形に対する抵抗力が少し残る樹脂に
対して一定以上の変形力を加えても、変形による残留応
力が問題にならない程度にすることができる。

【００１４】上記金型は、好ましくは、上記金型に、型
締め方向と垂直な方向に可動な入駒と、該入駒の後面側
のばねとを設け、前記金型の圧縮力のみを変化させて、
上記プラスチック母材に上記圧縮変形と延伸変形とを交
互に減衰させながら与えるようにしたものである。この
場合、単に金型への一方向の圧縮力を変化させるだけ
で、圧縮変形と延伸変形を交互に減衰しながら加えるよ
うにプラスチック母材を塑性変形加工することができ、
その樹脂の分子配向を防ぐとともに、残留応力を取り除
くことができる。

【００１５】また、本発明に係るプラスチック成形装置
は、少なくとも１つの鏡面を有するキャビティを形成す
る一対の成形用の金型を備え、溶融した樹脂を該金型内
で固化させるとともに、該樹脂にキャビティの鏡面を転
写するプラスチック成形装置において、上記金型を上記
樹脂の熱変形温度以下の温度に保持して該樹脂をキャビ
ティ内において固化させ、固化した樹脂の表層部分を、
上記金型に超音波振動を印加することにより溶融させ、
その後徐冷するものであってもよい。この場合、超音波
により残留応力やひけの生じた成形品の表層部分のみを
溶融させ、この溶融部を徐冷して、均肉かつ薄肉な成形
品のエージングと同等な挙動を得ることができるので、
ひけを発生させることなく冷却速度を増すことができ、
徐冷時間を短縮することができる。さらに、上記成形品
を上記金型から取り出し、該金型のキャビティと形状及
び容積が同等のキャビティを有する圧縮成型用の型内に
入れてエージングを行うように構成することもできる。

【００１６】

【実施例】図１ないし図３は本発明に係るプラスチック
成形品の製造方法の第一実施例を示す。まず図１に示す
ように高圧プレス機に取付けられた金型１を、そのキャ
ビティ２内に挿入するプラスチック母材３の熱変形温度
以上でかつその軟化温度以下に加熱しておく。そして射
出成形法により略最終形状に加工された熱可塑性のプラ
スチック母材３を、金型１を開いてキャビティ２内に挿
入し、高圧プレス機の上、下パンチ４、５により型締め
する。プラスチック母材３は金型１内に一定時間保持す
ることにより金型温度と同等になるが、前もって熱変形
温度近くまで加熱しておいてもよい。プラスチック母材
３が金型１の温度と同等になったところで、０．１ton/
cm²/secの速度で加圧し（図２中のＩ）、３ton/cm²の高
圧状態で約１０秒間保持（図２中の２）した後（約１０
秒）、０．０５ton/cm²/secの速度で減圧する。（図２
中の３）。この工程により鏡面精度に優れたプラスチッ
ク成形品を得た。

【００１７】即ち、本方法では圧縮圧力を０．５〜１０
ton/cm²と通常の射出圧縮成形や押圧成形時の圧縮圧力
に対して数倍から数十倍の圧力を与え、プラスチック母
材３を塑性変形させることにより塑性変形領域の樹脂に
見かけ上で流動挙動を与えて、変形力解除後のわずかな
もどりをなくし、鏡面転写性を向上させている。圧縮圧
力が上記の値未満では転写が不十分となるし、これを超
えると金型１の寿命が著しく短くなり実用的ではない。
また、本方法では圧縮速度及び減圧速度を０．０１〜１
ton/cm²/secとゆっくりと圧縮変形及び変形解除するこ
とにより残留応力を少なくしている。これを超えては残
留応力が大きくてで使用できず、これ未満では時間が掛
かりすぎて実用上好ましくない。

【００１８】図３は、図２の方法の変形例で、図２と同
じ条件で加圧・保圧・減圧を行うが、その際に０．３Hz
の周波数で、その加圧力を振動させるようにしたもので
ある。振動幅は加圧、保圧、減圧時の各圧力の１／２０
としている。即ち、圧力振幅が１０〜１００Kg/cm²で
０．１〜１０kHzの振動を重量印加することにより内部
応力を減少させるのであるが、振動を重量印加する場合
に、加圧から減圧に至るまでの全ての時間に印加しても
よいが、加圧時のみとか、減圧時のみとか、使用する樹
脂の物性や成形品形状に応じて振動の印加する時期を変
えて実施してもよい。印加振動の振幅と振動数も、樹脂
物性や成形品形状に応じて変える必要があるが、この振
動によって樹脂発熱が生じ、キャビティ内の温度がその
軟化温度以上にならないようにする必要がある。なお、
使用する樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば特に限定
されないが、軟化温度がガラス転移温度に近いアクリ
ル、ポリカーボネイト、ポリスチレン、アモルファスポ
リオレフィン等の非晶質樹脂が好ましい。

【００１９】また、プラスチック母材３の温度をその熱
変形温度以上にもっていくには、熱媒体やヒーターによ
りあらかじめその温度に加熱、保持された金型に挿入し
て、熱伝導により加熱する方法を用いてもよいし、高周
波により金型１のキャビティ２周辺部を加熱したり、超
音波によりキャビティ内のプラスチック母材そのものを
直接加熱する方法を用いてもよい。超音波加熱や高周波
加熱により数秒〜数十秒と短時間でプラスチック母材３
の温度をその熱変形温度以上でその軟化温度以下に加熱
することができる。さらに、略最終形状に前加工する方
法として射出成形法を用いることにより、プラスチック
母材の寸法、重量が安定したものを安価に作成すること
ができた。

【００２０】図４ないし図９は本発明に係るプラスチッ
ク成形品の製造方法の第二実施例を示す。なお、先の実
施例と共通する部分、事項については重複するせつめい
を省略する。まず、図４に示すように高圧プレス機に取
付けられた金型１０を、そのキャビティ１１内に挿入す
るプラスチック母材１２の熱変形温度以上で且つその軟
化温度以下に加熱しておく。そして射出成形法により略
最終形状に前加工した熱可塑性プラスチック母材１２
を、その熱変形温度以上でかつその軟化温度以下に水、
油等の熱媒やヒーター等を用いて保持された金型１０の
キャビティ１１内に入れる。なお、金型１０は室温と
し、高周波によりキャビティ１１の近傍を加熱してプラ
スチック母材１２をこの目標とする温度にしてもよい
し、また超音波により、キャビティ１１内のプラスチッ
ク母材１２のみをこの目標とする温度にすればより時間
短縮が可能である。

【００２１】金型１０そのものは、断熱板１３を介して
高圧プレス機の型締めダイプレート１４に固定されてい
る。図示の例では金型の２面（一方向）からの加圧、減
圧が可能なように高圧プレス機の上、下パンチ１５、１
６が取付けられた構造となっている。またこの金型１０
は、キャビティ１１のプラスチック母材１２の圧縮方向
に対して垂直となる方向で可動に入駒１７、１７を配し
た入駒構造となっている。そして入駒１７の後面側には
ばね１８、１８が配置してある。

【００２２】図５及び図６は、図４に示す金型構造によ
る本発明の実施動を示す。高圧プレス機のパンチ１５、
１６により金型１０に対して圧縮方向Ｘで加圧すると、
プラスチック母材１２には加圧方向Ｘに圧縮変形が生
じ、その垂直方向Ｙでは入駒１７に対するばね１８の力
とバランスをとりながら延伸変形する。一定の圧縮変形
後、加圧方向Ｘの圧力を減圧してゼロ近くまでもってい
くと、ばね１８の垂直方向Ｙの力の方が大きくなり、今
度は逆に延伸した方向Ｙが入駒１７に押されて圧縮変形
し、圧縮した方向Ｘで延伸変形する。加圧力を減衰させ
ながらこのような圧縮変形、延伸変形を繰り返させる
（図６参照）。これによってプラスチック母材１２の分
子配向や残留応力は実用上問題ならない程度に小さく抑
えられ、鏡面転写性に優れたプラスチック成形品とな
る。

【００２３】図７及び図８は圧縮、延伸を対象的に行う
例を概念的に示す。Ｘ方向から加圧により圧縮変形させ
ると同時にそれと垂直のＹ方向は減圧して延伸変形を生
じさせることにより、キャビティ内の圧力は正だがさほ
ど大きくはならず、次に延伸変形させた側から加圧し
て、圧縮変形させた側は減圧し、逆方向に圧縮変形と延
伸変形を生じさせる。そして、この変形量を減少させな
がら、交互にこれを繰り返す。当然キャビティ１１内の
圧力は、圧縮と延伸のバランスでもって大きく変化しな
いし、またこの圧力は小さい。このように圧縮変形と延
伸変形を減衰させながら交互に繰り返すことにより樹脂
の分子配向や、残留応力をより良く除くことができる
し、またキャビティ１１内圧力はごく小さくおさえてお
けるためこの内圧の残圧による応力残等も実用上問題に
ならない程度小さくすることができる。

【００２４】図９は以上の２例の応力−ひずみ線図であ
る。図中のＡ点では単なる圧縮変形のためかなりの残留
応力が残り、Ｂ点では残留応力大で、最終形状を超えた
変形を生じる。ところが応力をＣ点にもって行くと、ひ
ずみはＢ点よりも小さく逆方向のものとなり、以下点Ｄ
から点Ｈまで順に圧縮、延伸を繰り返すと、ヒステリシ
スの減少により、最終寸法で残留応力のない成形品を作
ることができる。

【００２５】図１０ないし図１２は本発明の第三実施例
を示す。図１０はエージング工程の実施状態を示し、金
型２０は加熱プレス機の型締めプレート２１、２１間に
固定されており、金型下型２２内には超音波発振器２３
が取付けられ、金型上型２４との間にキャビティ２５を
形成する入駒２６を超音波加熱できるようになってい
る。図中２７は超音波発振器である。即ち、金型２０の
温度をプラスチック母材２８の熱変形温度以下の一定温
度に保持するために、ヒーター内蔵の加熱プレスを使用
し、キャビティ２５内でのプラスチック母材２８の膨張
による圧力に耐えるよう一定圧力を上下方向に加えられ
るようになっている。

【００２６】本例では、まず射出成形工程で得られたプ
ラスチック母材２８を、その金型温度がプラスチック母
材２８の熱変形温度以下の一定温度に保持された、射出
成形工程のキャビティと形状容積が同等のキャビティ２
５内に入れる。そしてプラスチック母材２８の溶融膨張
に耐えられる圧力で型締めし、金型下型２２内の入駒２
６に連結した超音波発振器２７により超音波振動を印加
し、プラスチック母材２８の表層部から急速に加熱溶融
させる。この発熱でプラスチック母材２８及び金型上型
２４、同下型２２のキャビティ２５に面するところは高
温化するが、超音波振動を止めると熱は金型全体に伝熱
し、冷却される。冷却速度は、キャビティ２５を構成す
る入駒２６と金型上型２４、同下型２２との間に空気等
の断熱層を設けたり、熱伝導率の小さい材質を使用した
りすることにより変えられる。

【００２７】こうして、プラスチック母材２８の熱変形
温度以下になったら、金型２０を開いてプラスチック母
材２８を取り出す。もちろん、金型２０を一定温度、一
定型締めするために加熱プレスを用いたが、他の同様の
方法を用いることができる。図１１は、本方法によるエ
ージング工程と従来方法による同工程の樹脂温度の変化
時間を示しており、図中線Ａ１、Ａ２が本方法による温
度変化、Ｂが従来法による変化で、本方法は従来法に比
べて加熱及び冷却の両方の時間が短縮できている。なお
線Ａ１はプラスチック母材の表層温度を、Ａ２は同中心
部温度を示す。中心部温度はまだ樹脂のガラス転移温度
以下となっている点が、従来法と異なる。なお、ポリカ
ーボネイト樹脂のように内部歪が残りやすい材料を用い
て高精度なレンズを作るような場合は、成形品は超音波
振動で完全溶融した後、徐冷する必要があるため、加熱
時間のみの短縮する。

【００２８】図１２（Ａ）、（Ｂ）は、表層部３０のみ
加熱溶融された場合の成形品断面の変化を示す。溶融部
３１の肉厚が均一になってその外周に固化部３２が形成
されており、図１２（Ｃ）、（Ｄ）の成形品のように全
体が溶融して表面から固化した場合に、溶融部３３の肉
厚が不均一でその外周に固化部３４が形成されるものと
違っている。

【００２９】

【発明の効果】請求項１記載の発明に係るプラスチック
成形品の製造方法によれば、プラスチック母材をその熱
変形温度以上かつその軟化温度以下とし、このプラスチ
ック母材に圧縮変形及び延伸変形を交互に減衰させなが
ら加えるので、プラスチック母材への鏡面転写のための
加熱時間と徐冷時間をそれぞれ短縮することができ、か
つ鏡面転写性に優れたプラスチック成形を行うことがで
きる。また、請求項２に記載のように入駒を用い、一方
向の金型圧縮力のみを変化させながら、プラスチック母
材に圧縮変形と延伸変形を生じさせるようにすれば、鏡
面転写性に優れたプラスチック成形を構造の簡単な金型
で実現することができる。

【００３０】さらに、請求項３に記載のように、プラス
チック母材を略最終形状に加工する方法として射出成形
を用いるようにすれば、低コストで品質の安定したプラ
スチック母材を得ることができ、品質の安定したプラス
チック成形品を低コストで得ることができる。請求項４
記載の発明に係るプラスチック成形品の製造方法によれ
ば、金型キャビティ内で固化した樹脂の表層部分を、超
音波を用いて溶融させた後に徐冷するため、鏡面転写性
を良好に保ちながら、加熱時間や徐冷時間の短縮による
生産性の向上を図り、製造コストを低減させることがで
きる。さらに、請求項５に記載のように、射出成形用の
金型とエージング用の金型とを分けると、両工程を分離
することができ、生産性向上を図ることができる。

【００３１】請求項６記載の発明に係るラスチック成形
装置によれば、プラスチック母材の熱変形温度以上かつ
軟化温度以下の温度にした金型を用いて、プラスチック
母材に圧縮変形と延伸変形を交互に減衰させながら加え
るので、プラスチック母材への鏡面転写のための加熱時
間と徐冷時間を共に短縮することができ、転写鏡面の良
好なプラスチック成形品を得ることができる。さらに、
請求項７に記載のような入駒構造とすれば、一方向の金
型圧縮力を変化させるだけの簡素な構成で、樹脂に圧縮
変形と延伸変形を生じさせることができ、鏡面転写性に
優れた低コストのプラスチック成形装置を提供すること
ができる。

【００３２】請求項８記載の発明に係るプラスチック成
形装置によれば、射出成形により略最終形状に前加工し
たプラスチック母材を用いるようにしているので、低コ
ストで品質の安定したプラスチック母材を得ることがで
き、成形制度が高く、低コストで品質の安定したプラス
チック成形品を得ることができる。

【００３３】請求項９記載のプラスチック成形装置にお
いては、金型キャビティ内で固化した樹脂の表層部分
を、超音波により溶融させた後、徐冷するようにしてい
るので、鏡面転写性を良好に保ちながら、加熱時間や徐
冷時間の短縮による生産性の向上を図り、製造コストを
低減させることができる。さらに、請求項１０に記載の
ように、射出成形用の金型とエージング用の金型とを分
ける構成とすれば、射出成形とエージングを共に迅速に
行い得る生産性の高いプラスチック成形装置を提供する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明に係るプラスチック成形品の製造
方法の第一実施例に用いる金型の断面図である。

【図２】図２は同キャビティ内圧力の時間変化を示すグ
ラフである。

【図３】図３は同キャビティ内圧力の時間変化の他の例
を示すグラフである。

【図４】図４は本発明に係るプラスチック成形品の製造
方法の第二実施例に用いる金型の断面図である。

【図５】図５は本発明の第二実施例の方法を概念的に示
す斜視図である。

【図６】図６は図５の方法における変形とキャビティ内
圧力の変化を示すグラフである。

【図７】図７は圧縮、延伸変形方向を２方向とした場合
の本発明の第二実施例の方法を概念的に示す斜視図であ
る。

【図８】図８は図７の方法における変形とキャビティ内
圧力の変化を示すグラフである。

【図９】図９は本発明の第二実施例における応力−ひず
み線図である。

【図１０】図１０は本発明に係るプラスチック成形品の
製造方法の第三実施例に用いる金型の断面図である。

【図１１】図１１は本発明の第三実施例における樹脂温
度の時間変化を従来方法と比較して示すグラフである。

【図１２】図１２は、本発明の第三実施例における成形
品の内部構造を従来方法によるものと比較して示す断面
図である。

【図１３】図１３は、従来のプラスチック成形品の製造
方法の温度変化及びキャビティ内圧変化を示すグラフで
ある。

【符号の説明】

１、１０、２０金型２、１１、２５キャビティ３、１２、２８プラスチック母材１３断熱板１７、２６入駒１８ばね２１型締めプレート２２金型下型２４金型上型２７超音波発振回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｂ２９Ｌ 11:00

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】あらかじめ略最終形状に前加工した熱可塑
性プラスチック母材の温度をその熱変形温度以上でかつ
その軟化温度以下として、少なくとも１つの鏡面を有す
る圧縮成形用金型により圧縮変形及び延伸変形を上記プ
ラスチック母材に交互に減衰させながら与える塑性変形
加工を施し、該プラスチック母材に上記金型の鏡面を転
写することを特徴とするプラスチック成形品の製造方
法。
【請求項２】上記金型の型締め方向と垂直な方向に可動
な入駒と、該入駒の後面側のばねとを設けておき、上記
金型の圧縮力のみを減衰振動させることにより、上記圧
縮変形と延伸変形を交互に減衰させながら与える請求項
１記載のプラスチック成形品の製造方法。
【請求項３】上記熱可塑性プラスチック母材を略最終形
状に前加工するために射出成形法を用いる請求項１〜２
の何れかに記載のプラスチック成形品の製造方法。
【請求項４】溶融した樹脂を、該樹脂の熱変形温度以下
の温度に保持された金型のキャビティ内に射出し、該樹
脂を該キャビティ内において固化させる射出成形工程
と、上記金型を上記樹脂の熱変形温度以下に保持したまま該
金型に超音波振動を印加して、上記固化した樹脂の表層
部分を溶融させ、その後徐冷するエ−ジング工程と、を
有することを特徴とするプラスチック成形品の製造方
法。
【請求項５】溶融した樹脂を、該樹脂の熱変形温度以下
の温度に保持された金型のキャビティ内に射出し、該樹
脂を該キャビティ内において固化させる射出成形工程
と、上記射出成形工程で得られた成形品を上記金型から取り
出し、該金型のキャビティと形状及び容積が同等のキャ
ビティを有する圧縮成形用の型内に入れる工程と、該型を上記樹脂の熱変形温度以下に保持したまま該型に
超音波振動を印加して、上記固化した樹脂の表層部分を
溶融させ、その後徐冷するエ−ジング工程と、を有することを特徴とするプラスチック成形品の製造方
法。
【請求項６】少なくとも１つの鏡面を有するキャビティ
を形成する一対の金型を備え、あらかじめ略最終形状に
前加工した熱可塑性プラスチック母材を該金型内で圧縮
して塑性変形させ、上記キャビティの鏡面をプラスチッ
ク母材に転写するプラスチック成形装置において、上記金型を上記プラスチック母材の熱変形温度以上でか
つその軟化温度以下の温度に保持し、該金型内に上記プラスチック母材が挿入されたとき、該
金型によりプラスチック母材に圧縮変形及び延伸変形を
交互に減衰させながら与えるようにしたことを特徴とす
るプラスチック成形装置。
【請求項７】上記金型に、型締め方向と垂直な方向に可
動な入駒と、該入駒の後面側のばねとを設け、前記金型の圧縮力のみを変化させて、上記プラスチック
母材に上記圧縮変形と延伸変形とを交互に減衰させなが
ら与えるようにしたことを特徴とする請求項６記載のプ
ラスチック成形装置。
【請求項８】上記プラスチック母材が、射出成形法によ
り略最終形状に前加工されたことを特徴とする請求項６
又は７に記載のプラスチック成形装置。
【請求項９】少なくとも１つの鏡面を有するキャビティ
を形成する一対の成形用の金型を備え、溶融した樹脂を
該金型内で固化させるとともに、該樹脂にキャビティの
鏡面を転写するプラスチック成形装置において、上記金型を上記樹脂の熱変形温度以下の温度に保持して
該樹脂をキャビティ内において固化させ、固化した樹脂の表層部分を、上記金型に超音波振動を印
加することにより溶融させ、その後徐冷するようにした
ことを特徴とするプラスチック成形装置。
【請求項１０】キャビティを形成する一対の成形用の金
型を備え、溶融した樹脂を該金型内で固化させるプラス
チック成形装置において、上記金型のキャビティと形状及び容積が同等のキャビテ
ィを有する圧縮成形用の型を設け、上記成型用の金型内で固化した成形品を該金型から取り
出して上記圧縮成形用の型内に挿入し、上記成形品の表層部分を、上記圧縮成形用の型に超音波
振動を印加することにより溶融させ、その後徐冷するよ
うにしたことを特徴とするプラスチック成形装置。