JP3279859B2 - Manufacturing method of plastic molded products - Google Patents
Manufacturing method of plastic molded productsInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、レーザビームプリン
タ、ファクシミリ等の光学走査系、ビデオカメラの光学
機器、光ディスク等に適用されるプラスチック成形品の
製造方法に関し、特に高精度な鏡面や微細な凹凸のパタ
ーン等を転写可能なプラスチック成形品の製造方法に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a plastic molded product applied to an optical scanning system such as a laser beam printer, a facsimile, an optical device of a video camera, an optical disk and the like. The present invention relates to a method for manufacturing a plastic molded product capable of transferring a pattern of concavities and convexities.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、金型のキャビティ内の樹脂を
その軟化温度以上に加熱保持して高精度なプラスチック
成形品を成形する製造方法が知られており、単に溶融樹
脂を射出充填する射出成形方法に比べて成形時の圧力が
数分の一と小さくて済むので、金型のキャビティ間隔を
短くして多数個取りすることができ、熱効率に関しても
有利な点がある。2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a manufacturing method of molding a high-precision plastic molded product by heating and holding a resin in a cavity of a mold at a temperature higher than its softening temperature. Since the pressure during molding can be reduced to a fraction of that in the molding method, a large number of cavities can be obtained by shortening the cavity spacing of the mold, and there is an advantage in terms of thermal efficiency.
【０００３】この種のプラスチック成形品の製造方法と
しては、例えば、特開平４ー１６３１１９号公報に記載
されたようなものがある。このものは、樹脂を熱変形温
度以下の温度に保持された金型のキャビティ内に射出充
填した後、キャビティ内の樹脂がガラス転移温度以上に
なるように、加熱・保持することにより、樹脂に一定の
内圧を発生させるようにしている（以下、この製造方法
を第１従来例という）一方、近時のプラスチック成形品
の製造方法のうち、ポリゴンミラ−やｆθミラー等は、
プラスチック母材の表面に反射ミラーとなるプラスチッ
クフィルムを固着し、このプラスチック母材に金型の転
写面を転写するようにしたものであり、この製造方法に
あっては、略最終形状に前加工されたプラスチック母材
およびプラスチックフィルムの２つの部材をキャビティ
内に挿入した後、金型を型締めし、該金型を加熱してプ
ラスチック母材をガラス転移温度以上に加熱するか、あ
るいはガラス転移温度前後で振動加圧してキャビティ内
に所定の樹脂内圧を発生させて鏡面をプラスチックフィ
ルムの金属反射膜に転写し、次いで、金型を徐冷してプ
ラスチック母材が熱変形温度以下になったときにキャビ
ティから取り出すというような一連のプロセスで製造さ
れるようになっている（以下、この製造方法を第２従来
例という）。As a method for producing such a plastic molded product, there is, for example, a method described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-163119. After injection and filling the resin into the mold cavity held at a temperature below the heat distortion temperature, the resin is heated and held so that the resin in the cavity is at or above the glass transition temperature. While a constant internal pressure is generated (hereinafter, this manufacturing method is referred to as a first conventional example), among the recent manufacturing methods of plastic molded products, polygon mirrors, fθ mirrors, etc.
A plastic film to serve as a reflection mirror is fixed to the surface of a plastic base material, and the transfer surface of a mold is transferred to the plastic base material. In this manufacturing method, pre-processing to a substantially final shape is performed. After inserting the two members of the plastic base material and the plastic film into the cavity, the mold is closed and the mold is heated to heat the plastic base material to a glass transition temperature or higher, or Vibration pressure was applied around the temperature to generate a predetermined resin internal pressure in the cavity, and the mirror surface was transferred to the metal reflective film of the plastic film. Then, the mold was gradually cooled, and the plastic base material became below the heat deformation temperature. It is manufactured by a series of processes such as taking out from the cavity sometimes (hereinafter, this manufacturing method is referred to as a second conventional example).
【０００４】また、２つの部材を用いて一方の部材に転
写面を転写する方法としては、特開昭５７ー４９５２６
号公報あるいは特開平１ー３１６７０２号公報に記載さ
れるような圧着式のものがある。前者の公報に記載もの
ものは、通常の射出成形、注型成形等によって得られた
レンズを高品質、高精度なレンズに補正するもので、低
精度のレンズ状のシート薄片をレンズ材料の融点温度以
上に加熱した金型によって押圧することにより、プラス
チック母材に融合圧着するようにしている。また、後者
の公報に記載されたものにあっては、レンズシート部を
加熱溶融し、これに透光性材料を圧着して一体化させる
ものである（以下、この製造方法を第３従来例とい
う）。A method of transferring a transfer surface to one member using two members is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-49526.
Or a crimping type as described in JP-A-1-316702. The one disclosed in the former publication corrects a lens obtained by ordinary injection molding, casting molding, etc. into a high-quality, high-precision lens, and converts a low-precision lens-like sheet flake to the melting point of the lens material. By pressing with a mold heated to a temperature not lower than the temperature, fusion bonding is performed on the plastic base material. Further, in the case of the latter publication, a lens sheet portion is heated and melted, and a light-transmissive material is pressed thereon to be integrated (hereinafter, this manufacturing method is described in a third conventional example). ).
【０００５】また、２つの部材の用いて一方の部材に転
写面を転写する方法としては、例えば、特開平３−１４
２２１０号公報あるいは特開平３−８２５１３号公報に
記載されたようなものがある。この製造方法にあって
は、金型内にミラー部材を備えた転写用シートを配設
し、金型内に溶融樹脂を射出して樹脂成形品と転写用シ
ートを一体化した後、固化した樹脂成形品から転写用シ
ートを剥離して樹脂成形品の表面にミラー部材を転写す
るようにしている（以下、この製造方法を第４従来例と
いう）。A method of transferring a transfer surface to one member by using two members is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-14 / 1991.
Some examples are described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2210 or JP-A-3-82513. In this manufacturing method, a transfer sheet provided with a mirror member is provided in a mold, a molten resin is injected into the mold to integrate the resin molded product and the transfer sheet, and then solidified. The transfer sheet is peeled from the resin molded product to transfer the mirror member to the surface of the resin molded product (hereinafter, this manufacturing method is referred to as a fourth conventional example).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第１従
来例の製造方法にあっては、樹脂の軟化転移温度では転
写面を高精度に転写する樹脂内圧を発生するとともに、
熱変形温度以下ではひけが生じないようにその樹脂圧力
が大気圧近くとなる樹脂量としなければならなず、キャ
ビティ容積に対する樹脂量（重量）を±０．２％、好ま
しくは、±０．１５％以下にする必要がある。However, in the manufacturing method of the first conventional example, at the softening transition temperature of the resin, the resin internal pressure for transferring the transfer surface with high precision is generated, and
In order to avoid sink marks below the heat distortion temperature, the resin pressure must be such that the resin pressure is close to the atmospheric pressure. The resin amount (weight) with respect to the cavity volume is ± 0.2%, preferably ± 0.2%. It needs to be 15% or less.
【０００７】これは多数個取りにするほど、またキャビ
ティ形状が複雑なほど達成するのが困難であり、歩留り
が低下してしまう。そして、この問題を解消するために
は、キャビティを高精度に加工したり、さらに充填する
樹脂量のばらつきを小さくしなければならず、金型加工
およびそのチェック等の作業が大変であるとともに射出
成形機の精度が必要になってしまう。そして、このチェ
ック作業はキャビティ形状が複雑になればなるほど、ま
たキャビティ数が増加するほど大変なものとなってしま
うという問題が発生してしまう。[0007] This is difficult to achieve as the number of pieces is increased and the cavity shape is complicated, and the yield is reduced. In order to solve this problem, the cavity must be machined with high precision, and the variation in the amount of resin to be filled must be reduced. The precision of the molding machine is required. Then, there arises a problem that this check operation becomes more difficult as the cavity shape becomes more complicated and as the number of cavities increases.
【０００８】また、第２従来例の製造方法にあっても、
上述した射出成形方法とプラスチック成形品の製造方法
と同様にプラスチック母材とプラスチックフィルムの体
積和がキャビティ容積と同等になっているので、キャビ
ティの容積のばらつきやプラスチックフィルムとプラス
チック母材のばらつきの影響をより一層受けやすく、金
型加工およびそのチェック等の作業がより一層大変であ
るとともに射出成形機の精度がより一層必要になってし
まう。そして、このチェック作業はキャビティ形状が複
雑になればなるほど、またキャビティ数が増加するほど
より一層大変なものとなってしまうという問題が発生し
てしまう。Further, in the manufacturing method of the second conventional example,
Since the volume sum of the plastic base material and the plastic film is equal to the cavity volume in the same manner as the injection molding method and the manufacturing method of the plastic molded article described above, the variation in the cavity volume and the variation in the plastic film and the plastic base material are reduced. It is more susceptible to the influence, and the work such as the mold processing and the check thereof is more difficult, and the accuracy of the injection molding machine is further required. Then, there arises a problem that this check operation becomes more difficult as the cavity shape becomes more complicated and as the number of cavities increases.
【０００９】また、第３従来例の製造方法にあっては、
樹脂を溶融する際に多量の熱量が必要となる上に、高温
の樹脂を冷却するのに多大な時間が必要となってしま
う。そして、冷却時間の短縮化を図るために急冷する
と、樹脂の表面のみが固化して温度分布が生じてしまう
とともに、内部歪みが生じて転写面にひけが生じてしま
い、良好な転写面を得ることができないという問題が発
生してしまう。さらに、外圧により強制的に樹脂を圧着
しているため、内部歪みが生じ易く、偏肉な樹脂では圧
力分布が生じて高精度な転写面を得ることができないと
いう問題が発生してしまった。Further, in the manufacturing method of the third conventional example,
In addition to requiring a large amount of heat when melting the resin, a large amount of time is required to cool the high-temperature resin. When rapid cooling is performed in order to shorten the cooling time, only the surface of the resin is solidified to cause a temperature distribution, and internal distortion occurs to cause sink on the transfer surface, thereby obtaining a good transfer surface. A problem arises that it is not possible. Furthermore, since the resin is forcibly pressed by the external pressure, internal distortion is apt to occur, and the uneven thickness of the resin causes a pressure distribution, so that a problem arises in that a highly accurate transfer surface cannot be obtained.
【００１０】さらに、第４従来例の製造方法にあって
は、転写用シートが、それを供給するフィルム、反射箔
および接着層から構成されているため、個々の厚さが数
ミクロン変化するだけで高精度な転写面を得ることがで
きないとともに、転写面に転写箔が直接密着しないため
高精度な転写面を得ることができないという問題があっ
た。これに加えて、この製造方法は樹脂の流動を伴い、
かつ通常の射出成形によるものであるため、高精度な成
形品を得ることが容易ではない。Further, in the manufacturing method of the fourth conventional example, since the transfer sheet is composed of the film, the reflective foil and the adhesive layer that supply the transfer sheet, the thickness of each transfer sheet changes only by a few microns. However, there is a problem that a high-accuracy transfer surface cannot be obtained, and a high-accuracy transfer surface cannot be obtained because the transfer foil does not directly adhere to the transfer surface. In addition to this, this manufacturing method involves the flow of resin,
Moreover, since it is based on ordinary injection molding, it is not easy to obtain a highly accurate molded product.
【００１１】すなわち、何れの製造方法にあっても、キ
ャビティ形状およびプラスチック母材の重量を考慮して
プラスチック成形品を製造しなければならないとか、プ
ラスチック母材に内部歪みが発生したり転写面にひけが
生じてしまうことから、転写面を高精度に転写すること
ができず、良好なプラスチック成形品を製造することが
困難であった。That is, in any of the manufacturing methods, a plastic molded product must be manufactured in consideration of the cavity shape and the weight of the plastic base material. Since sink marks occur, the transfer surface cannot be transferred with high accuracy, and it has been difficult to manufacture a good plastic molded product.
【００１２】そこで請求項１記載の発明は、キャビティ
間のばらつきやプラスチック母材の重量のばらつきに影
響を受けることなく、転写面にひけ等が生じて転写不良
が発生するのを防止することができ、高精度な成形品を
得ることができるプラスチック成形品の製造方法を提供
することを目的としている。請求項２記載の発明は、レ
ンズ、プリズム、ミラー等の光学素子を高精度に製造す
ることができるプラスチック成形品の製造方法を提供す
ることを目的としている。Therefore, the first aspect of the present invention is to prevent the occurrence of sink marks or the like on the transfer surface and the occurrence of transfer failure without being affected by variations among cavities or variations in the weight of the plastic base material. It is an object of the present invention to provide a method for producing a plastic molded product that can produce a highly accurate molded product. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a plastic molded product that can manufacture optical elements such as lenses, prisms, and mirrors with high precision.
【００１３】請求項３記載の発明は、第１の母材の作製
を容易に行なうことができるとともに、成形品の品質を
安定させることができるプラスチック成形品の製造方法
を提供することを目的としている。請求項４記載の発明
は、第１の母材に寸法安定性が良好で経時変化の小さい
非晶質熱可塑性樹脂を用いることにより、鏡面転写性が
良好で品質が安定したプラスチック成形品の製造方法を
提供することを目的としている。[0013] An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a plastic molded article that can easily produce the first base material and stabilize the quality of the molded article. I have. According to a fourth aspect of the present invention, the use of an amorphous thermoplastic resin having good dimensional stability and little change over time as the first base material enables production of a plastic molded article having good mirror surface transferability and stable quality. It is intended to provide a way.
【００１４】請求項５記載の発明は、第１の母材に予め
金属反射膜を形成することにより、プリズム、ミラー等
の光学素子を製造する際に、後工程を大幅に短縮して光
学素子の製造コストを低減することができるプラスチッ
ク成形品の製造方法を提供することを目的としている。
請求項６記載の発明は、第１のプラスチック母材を軟化
温度以上で加熱溶融する際に、第１の母材以外の母材が
変形するのを抑制するようにして、高精度な成形品を製
造することができるプラスチック成形品の製造方法を提
供することを目的としている。According to a fifth aspect of the present invention, a metal reflective film is formed on the first base material in advance, so that when manufacturing an optical element such as a prism or a mirror, the number of post-processes can be greatly reduced. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a plastic molded product, which can reduce the manufacturing cost of a plastic product.
The invention according to claim 6 is characterized in that, when the first plastic base material is heated and melted at a softening temperature or higher, deformation of a base material other than the first base material is suppressed, so that a high-precision molded product is obtained. It is an object of the present invention to provide a method for producing a plastic molded product capable of producing a molded article.
【００１５】請求項７記載の発明は、第１のプラスチッ
ク母材の軟化温度以上で加熱溶融する際および加熱後に
徐冷する際に、第１の母材以外の母材が変形するのを抑
制するようにして、高精度な成形品を製造することがで
きるプラスチック成形品の製造方法を提供することを目
的としている。請求項８記載の発明は、第１の母材と第
１の母材以外の母材の密着性を向上させるようにして、
成形後に第１の母材および他の母材が分離するのを防止
することができ、成形品の信頼性を向上させることがで
きるプラスチック成形品の製造方法を提供することを目
的としている。[0017] The invention according to claim 7 suppresses the deformation of the base material other than the first base material when the first base material is heated and melted at a temperature equal to or higher than the softening temperature and when the first base material is gradually cooled. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method for producing a plastic molded product that can produce a highly accurate molded product. The invention according to claim 8 improves the adhesion between the first base material and the base material other than the first base material,
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a plastic molded product that can prevent the first base material and another base material from being separated after molding and can improve the reliability of the molded product.
【００１６】請求項９記載の発明は、プラスチックフィ
ルムの金型内の挿入を容易にすることができ、転写精度
をより向上させることができるプラスチック成形品の製
造方法を提供することを目的としている。請求項10記載
の発明は、金型の転写面の転写精度をより向上させるこ
とができ、成形品の信頼性を向上させることができるこ
とに加えてその歩留りの低下を防止することができるプ
ラスチック成形品の製造方法を提供することを目的とし
ている。It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a plastic molded article which can facilitate insertion of a plastic film into a mold and can further improve transfer accuracy. . The invention according to claim 10 can improve the transfer accuracy of the transfer surface of the mold, improve the reliability of the molded product, and prevent a decrease in the yield of plastic molding. It is intended to provide a method for manufacturing a product.
【００１７】請求項11記載の発明は、第１の母材と第１
の母材以外の母材の密着性を向上させることができると
ともに、応力、温度および湿度等による影響を少なくす
ることができるプラスチック成形品の製造方法を提供す
ることを目的としている。請求項12記載の発明は、成形
時に第１の母材以外の母材に第１の母材をならわすこと
ができるようにして、高精度な転写精度を有し、温度に
よる変化の小さい成形品を製造することができるプラス
チック成形品の製造方法を提供することを目的としてい
る。The eleventh aspect of the present invention provides the first base material and the first base material.
It is an object of the present invention to provide a method for producing a plastic molded product, which can improve the adhesion of a base material other than the base material and reduce the influence of stress, temperature, humidity, and the like. The invention according to claim 12 is characterized in that the first base material can be arranged on a base material other than the first base material at the time of molding, so that the molding has high precision transfer accuracy and small change due to temperature. It is an object of the present invention to provide a method for producing a plastic molded article capable of producing an article.
【００１８】請求項13記載の発明は、回折格子、フネレ
ルレンズ、画像信号や音声信号を有する光ディスク、光
バス等の光学素子やその他の精密素子、あるいはインク
ジェットプリンタのインク流路等を転写面にひけ等が発
生することなしに高精度に成形することができるプラス
チック成形品の製造方法を提供することを目的としてい
る。According to a thirteenth aspect of the present invention, a diffraction grating, a funnel lens, an optical disk having an image signal and an audio signal, an optical element such as an optical bus and other precision elements, or an ink flow path of an ink jet printer are drawn on a transfer surface. It is an object of the present invention to provide a method for producing a plastic molded product that can be molded with high precision without occurrence of such problems.
【００１９】請求項14、15記載の発明は、キャビティと
外気とを簡単に連通させ、プラスチック母材の転写面以
外の部位を外気に晒すことができるプラスチック成形品
の製造方法を提供することを目的としている。The invention according to claims 14 and 15 provides a method of manufacturing a plastic molded product that allows the cavity and the outside air to easily communicate with each other and allows portions other than the transfer surface of the plastic base material to be exposed to the outside air. The purpose is.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するために、少なくとも１つ以上のキャ
ビティを画成するとともに、それぞれ少なくとも１つ以
上の転写面を有する一対の金型を準備し、該金型のキャ
ビティ内に略最終形状のプラスチック母材を挿入して型
締めした後、該プラスチック母材をその軟化温度以上に
加熱してプラスチック母材の温度を均一に保持すること
によりプラスチック母材に樹脂圧力を発生させて前記転
写面をプラスチック母材に転写し、次いで、該プラスチ
ック母材をその熱変形温度以下まで冷却した後、型開き
して取り出すようにしたプラスチック成形品の製造方法
において、前記プラスチック母材を少なくとも２つ以上
の母材から構成し、これらのプラスチック母材をキャビ
ティに挿入する際に、その中の第１の母材を転写面に対
向するように配置するとともに、前記型締めから型開き
までの間で、少なくとも前記プラスチック母材を冷却す
るときに、前記第１の母材の前記転写面以外の少なくと
も１つの面の一部あるいは全部を外部と連通させた状態
でプラスチック母材を徐冷することを特徴としている。According to the first aspect of the present invention,
In order to solve the above problem, a pair of molds each having at least one or more cavities and each having at least one or more transfer surfaces are provided, and a substantially final shape plastic is provided in the mold cavities. After the base material is inserted and clamped, the plastic base material is heated above its softening temperature to maintain the temperature of the plastic base material uniformly, thereby generating a resin pressure on the plastic base material and causing the transfer surface to move. Transferring to a plastic base material, and then cooling the plastic base material to a temperature equal to or lower than its thermal deformation temperature, and then opening the mold to take out the molded product. When the plastic base material is inserted into the cavity, the first base material in the plastic base material is arranged so as to face the transfer surface. In addition, when cooling at least the plastic base material during the period from the mold clamping to the mold opening, a part or all of at least one surface other than the transfer surface of the first base material is communicated with the outside. It is characterized in that the plastic base material is gradually cooled in this state.
【００２１】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１記載の発明において、前記転写面が
鏡面を有する金型を使用したことを特徴としている。請
求項３記載の発明は、上記課題を解決するために、請求
項１または２記載の発明において、前記第１の母材とし
て50μm〜2000μmの厚さを有するプラスチックフィルム
を用いたことを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention, a mold having a mirror-finished transfer surface is used. The invention according to claim 3 is characterized in that, in order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to claim 1 or 2, a plastic film having a thickness of 50 μm to 2000 μm is used as the first base material. I have.
【００２２】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１または２記載の発明において、前記
第１の母材としてその軟化温度がガラス転移温度である
非晶質熱可塑性樹脂を用いたことを特徴としている。請
求項５記載の発明は、上記課題を解決するために、請求
項１〜４何れかに記載の発明において、前記第１の母材
の少なくとも一方の面に金属反射膜を有することを特徴
としている。According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the first or the second aspect of the present invention, the first base material has an amorphous thermoplastic resin whose softening temperature is a glass transition temperature. It is characterized by using a resin. According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention, a metal reflective film is provided on at least one surface of the first base material. I have.
【００２３】請求項６記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１〜４何れかに記載の発明において、
前記第１の母材以外の母材の軟化温度が第１の母材の軟
化温度以上である材料を用いることを特徴としている。
請求項７記載の発明は、上記課題を解決するために、請
求項１〜４何れかに記載の発明において、前記第１の母
材が軟化温度以上にあるとき、第１の母材以外の母材と
して第１の母材よりも剛性が高いものを使用したことを
特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention,
It is characterized in that a material whose softening temperature of a base material other than the first base material is equal to or higher than the softening temperature of the first base material is used.
According to a seventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention, when the first base material is at a softening temperature or higher, the first base material other than the first base material is used. It is characterized in that a material having higher rigidity than the first base material is used as the base material.
【００２４】請求項８記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１〜４何れかに記載の発明において、
前記第１の母材をその軟化温度以上に加熱溶融した後に
徐冷したときに、該第１の母材に該第１の母材以外の母
材が密着、接合することを特徴としている。請求項９記
載の発明は、上記課題を解決するために、請求項１〜８
何れかに記載の発明において、前記第１の母材を予め熱
変形可能な温度に加熱した後、前記転写面と略同等の形
状に変形させ、次いでキャビティに挿入することを特徴
としている。According to an eighth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention,
When the first base material is heated and melted at a temperature equal to or higher than its softening temperature and then gradually cooled, a base material other than the first base material adheres and bonds to the first base material. In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 9 provides claims 1 to 8
The invention according to any one of the aspects, wherein the first base material is heated to a temperature at which the first base material can be thermally deformed in advance, then deformed into a shape substantially equivalent to the transfer surface, and then inserted into the cavity.
【００２５】請求項10記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１〜９何れかに記載の発明において、
前記第１の母材の厚さの寸法ばらつきを２％以下に抑え
たものを使用したことを特徴としている。請求項11記載
の発明は、上記課題を解決するために、請求項１または
２記載の発明において、前記第１の母材および第１の母
材以外の母材として、熱変形温度および軟化温度のみが
異なる同一の材質の樹脂を用いたことを特徴としてい
る。According to a tenth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to any one of the first to ninth aspects,
The first base material is characterized in that a thickness variation of the first base material is suppressed to 2% or less. According to an eleventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the first or the second aspect of the present invention, the first base material and the base material other than the first base material have a heat deformation temperature and a softening temperature. It is characterized in that a resin of the same material that is different only is used.
【００２６】請求項12記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１〜４何れかに記載の発明において、
前記第１の母材以外の母材として、その熱膨張係数が５
×10 -5cm／cm／℃以下の材料を用いたことを特徴として
いる。請求項13記載の発明は、上記課題を解決するため
に、請求項１記載の発明において、前記転写面として微
細なパターンが形成された金型を使用することを特徴と
している。The invention according to claim 12 solves the above problem.
Therefore, in the invention according to any one of claims 1 to 4,
The base material other than the first base material has a coefficient of thermal expansion of 5
× 10 -FiveCharacterized by using a material of cm / cm / ° C or less
I have. The invention according to claim 13 is for solving the above problem.
In the invention according to claim 1, the transfer surface has a fine structure.
It is characterized by using a mold with a fine pattern formed
are doing.
【００２７】請求項14記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項１〜13何れかに記載の発明において、
前記金型として、外部とキャビティ内とを連通させる
孔、溝、または隙間のうちの少なくとも何れか１つ以上
を、前記転写面以外の少なくとも１つの面の一部あるい
は全部に設けたものを用いることを特徴としている。請
求項15記載の発明は、上記課題を解決するために、請求
項１〜13何れかに記載の発明において、前記金型とし
て、空気を透過する多孔質体を前記転写面以外の少なく
とも１つの面の一部あるいは全部に設けたものを用い、
該多孔質体を介して外部とキャビティとを連通させるこ
とを特徴としている。According to a fourteenth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the invention,
As the mold, a mold in which at least one or more of a hole, a groove, and a gap communicating the outside and the inside of the cavity are provided on at least one surface other than the transfer surface is used. It is characterized by: According to a fifteenth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the invention according to any one of the first to thirteenth aspects, as the mold, a porous body that transmits air is at least one other than the transfer surface. Use what is provided on part or all of the surface,
The present invention is characterized in that the cavity and the outside are communicated through the porous body.
【００２８】[0028]
【作用】請求項１記載の発明では、プラスチック母材の
転写面にひけが発生するのを防止しつつ、高精度に転写
可能にするための条件として、 金型の転写面をプラスチック母材に転写するには、数
十kgf／cm2程度の圧力があれば良い。 樹脂の熱変形温度以上において、冷却時にキャビティ
内での樹脂圧力が部分的に１気圧以下（以下、負圧と呼
ぶ）になったり、また、残圧が生じたりしない状態で徐
冷できれば良い。 転写面にひけが発生しなければ、他の部分にひけが発
生しても構わない。 という３つの点に着目し、プラスチック母材に金型の転
写面を転写してこの部分の精度を確保しつつ、徐冷時の
母材の収縮を精度が要求されない転写面以外の部分から
の樹脂供給で補うことにより、キャビティ内のばらつき
に依存しないで高精度を転写面を有するプラスチック成
形品を得ることができることが分った。そして、この方
法は、少なくとも２つ以上のプラスチック母材をキャビ
ティに挿入して成形作業を行なう場合にも適用すること
ができることを見出し、以下に説明する製造方法を案出
したものである。According to the first aspect of the present invention, the transfer surface of the mold is transferred to the plastic base material as a condition for enabling transfer with high precision while preventing sink marks from being generated on the transfer surface of the plastic base material. For transfer, a pressure of about several tens kgf / cm 2 is sufficient. Above the thermal deformation temperature of the resin, it is sufficient that the resin pressure in the cavity during cooling can be partially reduced to 1 atm or less (hereinafter, referred to as negative pressure), and that the resin can be gradually cooled without generating a residual pressure. If sink marks do not occur on the transfer surface, sink marks may occur on other portions. Focusing on these three points, the transfer surface of the mold is transferred to the plastic base material to secure the accuracy of this part, and the shrinkage of the base material during slow cooling is reduced from the part other than the transfer surface where accuracy is not required. It has been found that by supplementing with resin supply, a plastic molded product having a transfer surface with high accuracy can be obtained without depending on variations in the cavity. The present inventors have found that this method can be applied to a case where at least two or more plastic base materials are inserted into a cavity to perform a molding operation, and have devised a manufacturing method described below.
【００２９】すなわち、請求項１記載の発明では、プラ
スチック母材が少なくとも２つ以上の母材から構成さ
れ、これらのプラスチック母材がキャビティに挿入され
る際に、その中の第１の母材が転写面に対向するように
配置されるとともに、型締めから型開きまでの間で、少
なくともプラスチック母材が冷却されるときに、第１の
母材の転写面以外の少なくとも１つの面の一部あるいは
全部が外部と連通された状態でプラスチック母材が徐冷
される。That is, according to the first aspect of the present invention, the plastic base material is composed of at least two or more base materials, and when these plastic base materials are inserted into the cavity, the first base material therein is inserted. Are arranged so as to face the transfer surface, and at least when the plastic base material is cooled between the mold clamping and the mold opening, at least one surface other than the transfer surface of the first base material is cooled. The plastic base material is gradually cooled while part or all of the plastic base material is communicated with the outside.
【００３０】したがって、プラスチック母材は転写面が
転写された後に中心部まで軟化温度以上に均一に溶融さ
れ、転写面を転写した部位以外が大気に晒された状態で
徐冷される。このため、プラスチック母材は内部の温度
差がなくなるとともに、大気に晒された部位で樹脂圧力
と大気圧との差を吸収するように体積変化される。この
結果、キャビティ間のばらつきやプラスチック母材の重
量にばらつきがあった場合にも、これらの影響を受ける
ことなしに転写面にひけ等が発生して転写不良の発生す
ることのない高精度なプラスチック成形品が得られる。
また、キャビティに多少のばらつきがあっても構わない
ので、キャビティの設計の自由度が向上する。Therefore, after the transfer surface is transferred, the plastic base material is uniformly melted to the central portion at a temperature higher than the softening temperature, and is gradually cooled in a state where portions other than the transfer surface are exposed to the atmosphere. For this reason, the plastic base material is changed in volume so that the temperature difference inside the plastic base material disappears and the difference between the resin pressure and the atmospheric pressure is absorbed at the portion exposed to the atmosphere. As a result, even when there is a variation between cavities or a variation in the weight of the plastic base material, a highly accurate method that does not cause sink marks or the like and cause transfer defects without being affected by these factors. A plastic molding is obtained.
Further, since there may be some variation in the cavity, the degree of freedom in designing the cavity is improved.
【００３１】請求項２記載の発明では、転写面が鏡面を
有する金型が使用されるので、レンズ、プリズム、ミラ
ー等の光学素子が高精度に製造される。請求項３記載の
発明では、第１の母材として50μm〜2000μmの厚さを有
するプラスチックフィルムが用いられるので、第１の母
材の作製が容易に行なわれるとともに、成形品の品質が
安定する。これに対して、プラスチックフィルムの厚さ
が50μm未満の場合には、転写時に第１の母材に発生す
る内圧が低すぎて第１の母材の収縮分を転写面以外の部
位から補うことができず、徐冷時に転写部にひけが発生
して転写不良が発生してしまう。また、プラスチックフ
ィルムの厚さが2000μmを越える場合には、厚みが増大
し過ぎて第１の母材を作成することができない。According to the second aspect of the present invention, since a mold having a transfer surface having a mirror surface is used, optical elements such as lenses, prisms and mirrors are manufactured with high precision. According to the third aspect of the present invention, since a plastic film having a thickness of 50 μm to 2000 μm is used as the first base material, the first base material can be easily manufactured and the quality of the molded product is stable. . On the other hand, if the thickness of the plastic film is less than 50 μm, the internal pressure generated in the first base material during transfer is too low to compensate for the shrinkage of the first base material from a portion other than the transfer surface. However, sinking occurs in the transfer portion during slow cooling, resulting in poor transfer. On the other hand, if the thickness of the plastic film exceeds 2000 μm, the thickness becomes too large to form the first base material.
【００３２】請求項４記載の発明では、第１の母材とし
てその軟化温度がガラス転移温度である非晶質熱可塑樹
脂が用いられる。したがって、寸法安定性が良好で経時
変化の小さい非晶質熱可塑性樹脂の特性を利用すること
で、転写性が良好で品質が安定したプラスチック成形品
が得られる。請求項５記載の発明では、第１の母材の少
なくとも一方の面に金属反射膜が設けられるので、レン
ズ、プリズム、ミラー等の光学素子を製造する際に、後
工程で蒸着、スパッタリング、メッキ等によってプラス
チック母材上に金属反射膜を成形する工程が不要にな
り、後工程が大幅に短縮されて光学素子の製造コストが
低減される。また、金属反射膜としてＳｉＯ2やＣｒ2Ｏ
3等の保護膜を有するものを用いても良い。In the invention according to claim 4, an amorphous thermoplastic resin whose softening temperature is a glass transition temperature is used as the first base material. Therefore, by utilizing the characteristics of an amorphous thermoplastic resin having good dimensional stability and little change over time, a plastic molded product having good transferability and stable quality can be obtained. According to the fifth aspect of the present invention, since the metal reflective film is provided on at least one surface of the first base material, when manufacturing an optical element such as a lens, a prism, and a mirror, vapor deposition, sputtering, and plating are performed in a later step. For example, the step of forming a metal reflective film on a plastic base material becomes unnecessary, and the post-process is greatly shortened, and the manufacturing cost of the optical element is reduced. Further, SiO 2 or Cr 2 O is used as a metal reflection film.
Those having a protective film such as 3 may be used.
【００３３】請求項６記載の発明では、第１の母材以外
の母材の軟化温度が第１の母材の軟化温度以上である材
料が用いられるので、第１のプラスチック母材が軟化温
度以上で加熱溶融される際に、第１の母材以外の母材の
変形が抑制され、高精度な成形品が製造される。請求項
７記載の発明では、第１の母材が軟化温度以上にあると
き、第１の母材以外の母材として第１の母材よりも剛性
が高いものが使用されるので、第１のプラスチック母材
が軟化温度以上で加熱溶融される際および加熱後に徐冷
される際に他の部材が形状変化されることが抑制され、
高精度な成形品が製造される。In the invention according to claim 6, since the material whose softening temperature of the base material other than the first base material is higher than the softening temperature of the first base material is used, the first plastic base material has a softening temperature. As described above, when being heated and melted, deformation of the base material other than the first base material is suppressed, and a highly accurate molded product is manufactured. In the invention according to claim 7, when the first base material is at or above the softening temperature, a base material other than the first base material having higher rigidity than the first base material is used. When the plastic base material is heated and melted at a softening temperature or higher and when gradually cooled after heating, the other members are prevented from being changed in shape,
High-precision molded products are manufactured.
【００３４】請求項８記載の発明では、第１の母材がそ
の軟化温度以上に加熱溶融された後に冷却されたとき
に、該第１の母材に第１の母材以外の母材が密着、接合
されるので、成形後に第１の母材および第１の母材以外
の母材が分離されることがなく、成形品の信頼性が向上
される。請求項９記載の発明では、第１の母材が予め熱
変形可能な温度に加熱された後、金型の転写面と略同等
の形状に変形され、次いでキャビティに挿入されるよう
になっているので、第１の母材の金型内の挿入が容易に
なり、金型の転写面の転写精度がより向上する。According to the eighth aspect of the present invention, when the first base material is cooled after being heated and melted to a temperature equal to or higher than its softening temperature, a base material other than the first base material is added to the first base material. Since the first base material and the base material other than the first base material are not separated from each other after the molding, the reliability of the molded product is improved. According to the ninth aspect of the present invention, after the first base material is heated to a temperature capable of being thermally deformed in advance, the first base material is deformed into a shape substantially equivalent to the transfer surface of the mold, and then inserted into the cavity. Therefore, the first base material can be easily inserted into the mold, and the transfer accuracy of the transfer surface of the mold is further improved.
【００３５】請求項10記載の発明では、第１の母材の厚
さの寸法ばらつきが２％以下に抑制されるので、ばらつ
きが大きいものに比べて第１の母材の前面に金型の転写
面が確実に転写される。このため、金型の転写面の転写
精度がより向上されて成形品の信頼性が向上され、その
歩留りが低下することが防止される。なお、第１の母材
の厚さのばらつきが２％以上あると、第１の母材の前面
に均一に金型の転写面が転写され難くなる。According to the tenth aspect of the present invention, the dimensional variation of the thickness of the first base material is suppressed to 2% or less. The transfer surface is reliably transferred. Therefore, the transfer accuracy of the transfer surface of the mold is further improved, the reliability of the molded product is improved, and the yield is prevented from being reduced. If the variation of the thickness of the first base material is 2% or more, it is difficult to uniformly transfer the transfer surface of the mold to the front surface of the first base material.
【００３６】請求項11記載の発明では、第１の母材およ
び第１の母材以外の母材として、熱変形温度および軟化
温度のみが異なる同一の材質の樹脂が用いられるので、
第１の母材と第１の母材以外の母材の密着性が向上され
るとともに、応力、温度および湿度等による影響が少な
くなり、高精度な成形品が得られる。請求項12記載の発
明では、第１の母材以外の母材として、その熱膨張係数
が５×10-5cm／cm／℃以下の材料が用いられるので、成
形時に第１の母材以外の母材に沿って第１の母材が変形
され、金型の転写面が第１の母材に高精度に転写される
とともに、温度による変化の小さい成形品が得られる。According to the eleventh aspect of the present invention, as the first base material and the base material other than the first base material, resins of the same material differing only in the heat deformation temperature and the softening temperature are used.
The adhesion between the first base material and the base material other than the first base material is improved, and the effects of stress, temperature, humidity, and the like are reduced, and a highly accurate molded product is obtained. In the invention according to claim 12, since a material having a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −5 cm / cm / ° C. or less is used as a base material other than the first base material, the base material other than the first base material is used during molding. The first base material is deformed along the base material, and the transfer surface of the mold is transferred with high accuracy to the first base material, and a molded product with a small change due to temperature is obtained.
【００３７】請求項13記載の発明では、転写面として微
細なパターンが形成された金型が使用されるので、回折
格子、フネレルレンズ、画像信号や音声信号を有する光
ディスク、光バス等の光学素子やその他の精密素子、あ
るいはインクジェットプリンタのインク流路等を転写面
にひけ等が発生することなしに高精度に成形することが
できる。According to the thirteenth aspect of the present invention, a mold on which a fine pattern is formed is used as a transfer surface. Therefore, optical elements such as a diffraction grating, a funnel lens, an optical disk having an image signal and an audio signal, an optical bus, and the like can be used. Other precision elements or ink flow paths of an ink jet printer can be formed with high precision without sink marks or the like occurring on the transfer surface.
【００３８】請求項14記載の発明では、金型として、外
部とキャビティ内とを連通させる孔、溝、または隙間の
うちの少なくとも何れか１つ以上が、転写面以外の少な
くとも１つの面の一部あるいは全部に設けたものが用い
られる。したがって、簡易な孔、溝または隙間を介して
プラスチック母材の転写面を転写した部位以外が大気に
晒される。In the invention according to claim 14, as the mold, at least one of a hole, a groove, and a gap that communicates the outside with the inside of the cavity has at least one surface other than the transfer surface. A part or all of them are used. Therefore, the part other than the part where the transfer surface of the plastic base material is transferred is exposed to the atmosphere through a simple hole, groove or gap.
【００３９】請求項15記載の発明では、金型として、空
気を透過する多孔質体を転写面以外の少なくとも１つの
面の一部あるいは全部に設けたものが用いられ、該多孔
質体を介して外部とキャビティとが連通される。したが
って、多孔質体を介してプラスチック母材の転写面を転
写した部位が外気と連通される。In the invention according to claim 15, a mold provided with a porous body permeable to air on a part or all of at least one surface other than the transfer surface is used as the mold, and the mold is provided with the porous body interposed therebetween. Thus, the outside and the cavity are communicated. Therefore, the portion where the transfer surface of the plastic base material is transferred through the porous body is communicated with the outside air.
【００４０】[0040]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて説明する。
まず、図６、７に基づいて一般的なプラスチック成形品
の製造方法について説明する。まず、図６（ａ）（ｂ）
に示すように、体積和が成形用金型１ａ、１ｂのキャビ
ティ２（このキャビティ２は金型１ａ、１ｂに対して少
なくとも１つ以上設けられる）と略同等の容積となる２
つのプラスチック母材３、４を準備し、この母材３、４
を母材３の熱変形温度以下に保持された金型１ａ、１ｂ
のキャビティ２内に挿入した後（図６（ｃ）参照）、金
型１ａ、１ｂを型締めし、金型１ａ、１ｂを母材１の軟
化温度以上に加熱する。このとき、母材３の膨張によっ
て圧力が発生するとともに、軟化温度以上にある母材３
が軟化するため、キャビティ２内に均一に樹脂内圧によ
る圧力が発生し、金型１ａに形成された鏡面５が母材３
に転写される。次いで、母材３を徐冷し、母材３の熱変
形温度以下でその圧力が大気圧と等しくなった時点で金
型１ａ、１ｂを型開きすることにより、鏡面５が転写さ
れた高精度を成形品が得られる。なお、図７はこの一連
の製造時における成形温度と転写面圧力を示すものであ
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below based on embodiments.
First, a method of manufacturing a general plastic molded product will be described with reference to FIGS. First, FIGS. 6A and 6B
As shown in FIG. 2, the volume sum is substantially equal to the volume of the cavities 2 of the molding dies 1a and 1b (at least one cavity 2 is provided for the dies 1a and 1b).
Prepare two plastic base materials 3 and 4
Are maintained at a temperature equal to or lower than the heat deformation temperature of the base material 3.
(See FIG. 6C), the molds 1a and 1b are clamped, and the molds 1a and 1b are heated to a temperature equal to or higher than the softening temperature of the base material 1. At this time, a pressure is generated due to the expansion of the base material 3 and the base material 3 which is at or above the softening temperature.
Is softened, pressure is uniformly generated in the cavity 2 due to the internal pressure of the resin, and the mirror surface 5 formed on the mold 1 a
Is transferred to Next, the base material 3 is gradually cooled, and when the pressure becomes equal to the atmospheric pressure below the heat deformation temperature of the base material 3, the molds 1a and 1b are opened, so that the mirror surface 5 is transferred with high precision. A molded article is obtained. FIG. 7 shows the molding temperature and the transfer surface pressure during this series of manufacturing.
【００４１】このような製造方法では、樹脂の軟化温度
で鏡面５を高精度に転写する樹脂内圧が発生するととも
に、熱変形温度以下ではひけが生じないようにその樹脂
圧力が大気圧近くとなる樹脂量としなければならないた
め、キャビティ２容積に対する樹脂量（重量）を±０．
２％、好ましくは、±０．１５％以下にする必要があ
り、これは多数個取りにするほど、またキャビティ２形
状が複雑なほど達成するのが困難であり、歩留りが低下
してしまう。そして、この問題を解消するためには、キ
ャビティ２を高精度に加工したり、さらに充填する樹脂
量のばらつきを小さくしなければならず、金型加工およ
びそのチェック等の作業が大変であるとともに射出形成
機の精度が必要になってしまう。そして、このチェック
作業はキャビティ２形状が複雑になればなるほど、また
キャビティ２数が増加するほど大変なものとなってしま
うという問題が発生してしまうものである。In such a manufacturing method, an internal pressure of the resin for transferring the mirror surface 5 with high precision is generated at the softening temperature of the resin, and the resin pressure becomes close to the atmospheric pressure so that sink does not occur below the heat deformation temperature. Since the amount of resin must be the amount of resin, the amount (weight) of the resin with respect to the volume of the cavity 2 is ± 0.
It is necessary to be 2%, preferably ± 0.15% or less. This is difficult to achieve as the number of pieces is increased and the shape of the cavity 2 is more complicated, and the yield is reduced. In order to solve this problem, it is necessary to process the cavity 2 with high precision and further reduce the variation in the amount of resin to be filled. The precision of the injection molding machine is required. This check operation has a problem that the more complicated the shape of the cavity 2 and the more the number of the cavities 2, the more serious the problem.
【００４２】そこで、本発明では、プラスチック母材の
転写面にひけが発生するのを防止しつつ、高精度に転写
可能にするための条件として、 金型の転写面をプラスチック母材に転写するには、数
十kgf／cm2程度の圧力があれば良い。 樹脂の熱変形温度以上において、冷却時にキャビティ
内での樹脂圧力が部分的に負圧になったり、また、残圧
が生じたりしない状態で徐冷できれば良い。 転写面にひけが発生しなければ、他の部分にひけが発
生しても構わない。 という３つの点に着目し、プラスチック母材に金型の転
写面を転写してこの部分の精度を確保しつつ、徐冷時の
母材の収縮を精度が要求されない転写面以外の部分から
の樹脂供給で補うことにより、キャビティ内のばらつき
に依存しないで高精度を転写面を有するプラスチック成
形品を得ることができることが分った。そして、この方
法は、少なくとも２つ以上のプラスチック母材をキャビ
ティに挿入して成形作業を行なう場合にも適用すること
ができることを見出した。以下、具体例を詳しく説明す
る。Therefore, in the present invention, the transfer surface of the mold is transferred to the plastic base material as a condition for enabling transfer with high accuracy while preventing sink marks from occurring on the transfer surface of the plastic base material. In this case, a pressure of about several tens kgf / cm 2 may be used. Above the heat deformation temperature of the resin, it is sufficient that the resin pressure in the cavity during cooling can be partially reduced to a negative pressure, and that the resin can be gradually cooled without generating a residual pressure. If sink marks do not occur on the transfer surface, sink marks may occur on other portions. Focusing on these three points, the transfer surface of the mold is transferred to the plastic base material to secure the accuracy of this part, and the shrinkage of the base material during slow cooling is reduced from the part other than the transfer surface where accuracy is not required. It has been found that by supplementing with resin supply, a plastic molded product having a transfer surface with high accuracy can be obtained without depending on variations in the cavity. Then, it has been found that this method can be applied to a case where at least two or more plastic base materials are inserted into the cavity to perform a molding operation. Hereinafter, specific examples will be described in detail.
【００４３】図１、２は本発明のプラスチック成形品の
製造方法の第１実施例を示す図であり、請求項１、２、
４、14、15に対応している。まず、構成を説明する。図
１（ａ）（ｂ）において、11、12は成形用金型であり、
金型11には鏡面13が形成されている。また、この金型1
1、12は型締め時に対向する面にキャビティ14が形成さ
れており、このキャビティ14は金型11、12に対して少な
くとも１つ以上形成されている。このキャビティ14内に
は２つのプラスチック母材15、16が挿入されるようにな
っており（母材15は第１の母材に対応）、母材15は軟化
温度がガラス転移温度である非晶質熱可塑性樹脂から構
成されている。なお、この非晶質熱可塑性樹脂として
は、ポリスチレン、ポリメチル・メタクリレート、ポリ
カーボネイト、アモルファスポリオレフィン等が挙げら
れる。FIGS. 1 and 2 show a first embodiment of the method for producing a plastic molded product according to the present invention.
4, 14, and 15 are supported. First, the configuration will be described. 1A and 1B, reference numerals 11 and 12 denote molding dies.
The mold 11 has a mirror surface 13 formed thereon. Also, this mold 1
In the molds 1 and 12, cavities 14 are formed on surfaces facing each other when the mold is clamped. At least one cavity 14 is formed in the dies 11 and 12. Two plastic base materials 15 and 16 are inserted into the cavity 14 (the base material 15 corresponds to the first base material), and the base material 15 has a softening temperature equal to the glass transition temperature. It is composed of a crystalline thermoplastic resin. In addition, examples of the amorphous thermoplastic resin include polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, and amorphous polyolefin.
【００４４】次に、作用を説明する。まず、金型11、12
を母材15の熱変形温度以下に加熱しておき、この金型1
1、12のキャビティ14内に母材15、16を挿入して金型1
1、12を型締めする。次いで、図２に示すように金型1
1、12を母材15の軟化温度（ガラス転移温度）以上に加
熱すると、転写面に数十kgf／cm2の圧力が発生し、母材
15が軟化され、その樹脂膨張と粘度の低下によって母材
15に鏡面13が転写される。Next, the operation will be described. First, molds 11 and 12
Is heated to the heat deformation temperature of the base material 15 or less, and
Insert the base materials 15 and 16 into the cavities 14 of the
1 and 12 are clamped. Then, as shown in FIG.
When 1 and 12 are heated above the softening temperature (glass transition temperature) of the base material 15, a pressure of several tens of kgf / cm 2 is generated on the transfer surface,
15 is softened and its base material is expanded by its resin expansion and viscosity decrease.
The mirror surface 13 is transferred to 15.
【００４５】次いで、母材15の樹脂温度が均一になるよ
う金型11、12の温度を所定時間保持する。このとき、母
材15は中心部を含めて軟化されるので、形成時に発生し
て残存していた内部歪みが除かれる。次いで、図１
（ｃ）に示すように、金型11、12を型開きして金型11、
12間に隙間を形成することにより、キャビティ14内と外
気とを連通し、転写面が10kgf／cm2前後に低下された状
態で、母材15の中心部と表面部とに温度差が生じない程
度の冷却速度で熱変形温度以下まで徐冷する。このと
き、母材15はキャビティ14内で均一に徐冷されるので、
内部歪みが発生することがなく、熱変形温度以下まで冷
却固化される。Next, the temperatures of the molds 11 and 12 are maintained for a predetermined time so that the resin temperature of the base material 15 becomes uniform. At this time, the base material 15 is softened including the central portion, so that the remaining internal strain generated during the formation is removed. Then, FIG.
As shown in (c), the molds 11 and 12 are opened and the molds 11 and 12 are opened.
By forming a gap between the 12, the inside of the cavity 14 communicates with the outside air, and a temperature difference is generated between the central portion and the surface portion of the base material 15 with the transfer surface lowered to about 10 kgf / cm 2. Slowly cool to a heat deformation temperature or lower at a cooling rate that is not so high. At this time, since the base material 15 is uniformly gradually cooled in the cavity 14,
It is cooled and solidified to a temperature equal to or lower than the heat deformation temperature without causing internal distortion.
【００４６】このとき、母材15、16の体積和がキャビテ
ィ14容積よりも小さい場合には、冷却に伴う母材15、16
の体積変化によって樹脂圧力が負圧になって鏡面13に対
応する部位にもひけが生じるが、本実施例では、キャビ
ティ14が外気に連通して外気に晒されているので、少な
くとも鏡面13を除いて大気に連通する部位が優先的にひ
けて樹脂圧力Ｐが負圧になることがなく、したがって、
母材15の転写面にひけが発生することがない。この後、
金型11、12を型開きしてキャビティ14内から成形品19を
取り出して作業を終了する。At this time, if the sum of the volumes of the base materials 15 and 16 is smaller than the volume of the cavity 14, the base materials 15 and 16
Although the resin pressure becomes negative pressure due to the change in volume and sinks also occur at the portion corresponding to the mirror surface 13, in this embodiment, since the cavity 14 is exposed to the outside air by communicating with the outside air, at least the mirror surface 13 is exposed. Except, the part communicating with the atmosphere is preferentially opened, and the resin pressure P does not become a negative pressure.
There is no sink mark on the transfer surface of the base material 15. After this,
The molds 11 and 12 are opened, the molded product 19 is taken out from the cavity 14, and the operation is completed.
【００４７】このように本実施例では、プラスチック母
材を２つの母材15、16から構成し、これらの母材15、16
をキャビティ14に挿入する際に、母材15を転写面に対向
するように配置するとともに、型締めから型開きまでの
間で、転写面以外の母材15、16を外部と連通した状態で
母材15、16を徐冷しているため、母材15に鏡面13を転写
した後に母材15、16を中心部まで軟化温度以上に均一に
溶融することができ、鏡面13を転写した部位以外を大気
に晒した状態で徐冷することができる。このため、母材
15、16の内部に温度差が生じるのを防止することができ
るとともに、大気に晒された部位で樹脂圧力と大気圧と
の差を吸収するように体積変化させることができる。こ
の結果、キャビティ14間のばらつきや母材15、16の重量
にばらつきがあった場合にも、これらの影響を受けるこ
となしに転写面にひけ等が発生して転写不良の発生する
ことのない高精度なプラスチック成形品を得ることがで
きる。また、キャビティ14に多少のばらつきがあっても
構わないので、キャビティ14の設計の自由度を向上させ
ることができる。As described above, in this embodiment, the plastic base material is composed of the two base materials 15 and 16, and these base materials 15 and 16 are used.
When inserting the base material 15 into the cavity 14, the base material 15 is arranged so as to face the transfer surface, and the base materials 15 and 16 other than the transfer surface are in communication with the outside from the mold clamping to the mold opening. Since the base materials 15 and 16 are gradually cooled, the base material 15 and 16 can be uniformly melted to the central portion at a temperature equal to or higher than the softening temperature after the mirror surface 13 is transferred to the base material 15 and the mirror surface 13 is transferred. Can be gradually cooled while being exposed to the atmosphere. Therefore, the base material
It is possible to prevent a temperature difference from being generated in the insides of the components 15 and 16, and to change the volume so as to absorb the difference between the resin pressure and the atmospheric pressure at a portion exposed to the atmosphere. As a result, even if there is a variation between the cavities 14 and a variation in the weight of the base materials 15 and 16, there is no occurrence of sink marks or the like on the transfer surface without being affected by these, and no transfer failure occurs. Highly accurate plastic molded products can be obtained. Further, since there may be some variation in the cavity 14, the degree of freedom in designing the cavity 14 can be improved.
【００４８】また、本実施例では、転写面に鏡面13を有
する金型11を使用しているので、レンズ、プリズム、ミ
ラー等の光学素子を高精度に製造することが可能であ
る。また、母材15としてその軟化温度がガラス転移温度
である非晶質熱可塑樹脂を用いているので、寸法安定性
が良好で経時変化の小さい非晶質熱可塑性樹脂の特性を
利用することで、転写性が良好で品質が安定したプラス
チック成形品を得ることができる。Further, in this embodiment, since the mold 11 having the mirror surface 13 on the transfer surface is used, it is possible to manufacture optical elements such as lenses, prisms and mirrors with high precision. Further, since an amorphous thermoplastic resin whose softening temperature is a glass transition temperature is used as the base material 15, it is possible to use the characteristics of the amorphous thermoplastic resin having good dimensional stability and small change over time. A plastic molded product having good transferability and stable quality can be obtained.
【００４９】なお、本実施例では、キャビティ14内に３
つ以上のプラスチック母材を挿入して成形を行なっても
良い。また、本実施例では、金型11、12を開いて隙間を
形成することにより、キャビティ14と外気とを連通する
ようにしているが、これに限らず、金型として、外部と
キャビティ内とを連通させる孔または溝のうちの少なく
とも何れか１つ以上を、鏡面13以外の少なくとも１つの
面の一部あるいは全部に設けたものを用いても良く、ま
た、金型として、空気を透過する多孔質体を鏡面13以外
の少なくとも１つの面の一部あるいは全部に設けたもの
を用い、該多孔質体を介して外部とキャビティ14とを連
通させても良い。In this embodiment, three cavities are provided in the cavity 14.
The molding may be performed by inserting one or more plastic base materials. Further, in the present embodiment, the cavities 14 are communicated with the outside air by opening the molds 11 and 12 to form a gap. However, the present invention is not limited to this. May be used in which at least one or more of the holes or grooves for communicating with at least a part or all of at least one surface other than the mirror surface 13 may be used. It is also possible to use a porous body provided on a part or all of at least one surface other than the mirror surface 13, and to communicate the outside with the cavity 14 via the porous body.
【００５０】図３は本発明のプラスチック成形品の製造
方法の第２実施例を示す図であり、請求項１、３〜６、
11に対応している。なお、本実施例では、金型形状は鏡
面の代りに転写面が形成された金型を使用しているだけ
でその他の形状は上記実施例と同様である。本実施例で
は、第１の母材が非晶質ポリオレフィン樹脂からなり、
ガラス転移温度が105℃の厚さ800μm±10μmのプラスチ
ックフィルム21を用い（三井石油化学（株）製ＡＰＬ60
11）、金型11の転写面に対向するフィルム21の表面に
は、前処理としてＳｉＯ2膜、Ａｌ蒸着膜、ＳｉＯ2保護
膜からなる金属反射膜22が蒸着されている。FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the method for producing a plastic molded product according to the present invention.
It corresponds to 11. In this embodiment, the shape of the mold is the same as that of the above embodiment except that a mold having a transfer surface is used instead of a mirror surface. In this embodiment, the first base material is made of an amorphous polyolefin resin,
Using a plastic film 21 having a glass transition temperature of 105 ° C. and a thickness of 800 μm ± 10 μm (APL60 manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.)
11) On the surface of the film 21 facing the transfer surface of the mold 11, a metal reflection film 22 composed of a SiO 2 film, an Al vapor deposition film, and a SiO 2 protective film is deposited as a pretreatment.
【００５１】また、その他の母材としは、プラスチック
フィルム21と同一材料である非晶質ポリオレフィン樹脂
からなり、ガラス転移温度が140℃で熱変形温度が125℃
に設定された母材23（三井石油化学（株）ＡＰＬ6015）
が用いられている。本実施例では、成形に先立って大面
積のフィルムに真空下で連続的に金属反射膜を蒸着した
後、打ち抜き加工によってフィルム21を切り出すように
して非常に低コストでかつ安定した品質を有するフィル
ム21を得るようにしている。The other base material is made of an amorphous polyolefin resin which is the same material as the plastic film 21 and has a glass transition temperature of 140 ° C. and a heat deformation temperature of 125 ° C.
Base material 23 (Mitsui Petrochemical Co., Ltd. APL6015)
Is used. In this example, a film having a very low cost and stable quality is obtained by continuously depositing a metal reflective film under vacuum on a large-area film prior to molding, and then cutting out the film 21 by punching. I'm trying to get 21.
【００５２】そして、成形加工時には、金型11、12をフ
ィルム21の熱変形温度以下に加熱しておき、この金型1
1、12のキャビティ14内に母材23およびフィルム21を挿
入して金型11、12を型締めする。次いで、金型11、12を
フィルム21のガラス転移温度以上である120℃に以上に
加熱して均一に保持する。この際、母材23が軟化される
ことなしにフィルム21のみが軟化され、その樹脂膨張と
粘度の低下によってフィルム21に転写面が転写される。At the time of molding, the dies 11 and 12 are heated to a temperature equal to or lower than the thermal deformation temperature of the film 21, and the dies 1 and 12 are heated.
The base material 23 and the film 21 are inserted into the cavities 14 of 1 and 12, and the molds 11 and 12 are clamped. Next, the molds 11 and 12 are heated to 120 ° C. or higher, which is equal to or higher than the glass transition temperature of the film 21, so as to be uniformly held. At this time, only the film 21 is softened without the base material 23 being softened, and the transfer surface is transferred to the film 21 by the resin expansion and the decrease in viscosity.
【００５３】次いで、金型11、12を型開きして外気とキ
ャビティ14とを連通した状態でフィルム21を熱変形温度
以下になるまで徐冷することにより、上記実施例と同様
の効果を得ることができる。これに加えて、本実施例で
は、第１の母材として800μm程度の厚さを有するプラス
チックフィルム21を用いているので、フィルム21の作成
を容易に行なうことができるとともに、成形品の品質を
安定させることができる。なお、このフィルム21の厚さ
は50μm〜2000μmの範囲に設定されるのが好ましい。何
故なら、フィルム21の厚さが50μm未満の場合には、転
写時にフィルム21に発生する内圧が低すぎてフィルム21
の収縮分を転写面以外の部位から補うことができず、徐
冷時に転写部にひけが発生して転写不良が発生してしま
うからであり、また、フィルム21の厚さが2000μmを越
える場合には、厚みが増大し過ぎてフィルム21を作成す
ることができないからである。Next, the molds 11 and 12 are opened, and the film 21 is gradually cooled to a temperature equal to or lower than the heat deformation temperature in a state where the outside air and the cavity 14 are communicated with each other. be able to. In addition, in this embodiment, since the plastic film 21 having a thickness of about 800 μm is used as the first base material, the film 21 can be easily formed and the quality of the molded product can be reduced. Can be stabilized. The thickness of the film 21 is preferably set in the range of 50 μm to 2000 μm. If the thickness of the film 21 is less than 50 μm, the internal pressure generated in the film 21 during transfer is too low,
This is because the shrinkage of the film cannot be compensated for from a part other than the transfer surface, sinkage occurs in the transfer part at the time of slow cooling and transfer failure occurs, and when the thickness of the film 21 exceeds 2000 μm This is because the film 21 cannot be formed because the thickness is too large.
【００５４】また、フィルム21の表面に金属反射膜22を
設けているので、レンズ、プリズム、ミラー等の光学素
子を製造する際に、後工程で蒸着、スパッタリング、メ
ッキ等によってフィルム21上に金属反射膜を形成する工
程を不要にすることができ、後工程を大幅に短縮して光
学素子の製造コストを低減することができる。また、母
材23のガラス転移温度（軟化温度）をプラスチックフィ
ルム21のガラス転移温度以上である材料を用いているの
で、プラスチックフィルム21をガラス転移温度以上で加
熱する際に、母材23を変形させないようにして高精度な
成形品を製造させることができる。また、プラスチック
フィルム21と母材23として熱変形温度およびガラス転移
温度のみが異なる同一の材質の樹脂を用いているので、
母材23にフィルム21を密着させることができ、応力、温
度および湿度等による影響を少なくして、高精度な成形
品を得ることができる。Further, since the metal reflecting film 22 is provided on the surface of the film 21, when manufacturing optical elements such as lenses, prisms, mirrors, etc., the metal 21 is deposited on the film 21 by vapor deposition, sputtering, plating or the like in a later step. The step of forming the reflective film can be omitted, and the post-process can be significantly shortened, and the manufacturing cost of the optical element can be reduced. Further, since a material whose glass transition temperature (softening temperature) of the base material 23 is higher than the glass transition temperature of the plastic film 21 is used, when the plastic film 21 is heated at a temperature higher than the glass transition temperature, the base material 23 is deformed. A high-precision molded product can be manufactured without causing this. Since the plastic film 21 and the base material 23 are made of the same material except for the heat deformation temperature and the glass transition temperature,
The film 21 can be brought into close contact with the base material 23, and the effects of stress, temperature, humidity, and the like can be reduced, and a highly accurate molded product can be obtained.
【００５５】図４は本発明のプラスチック成形品の製造
方法の第３実施例を示す図であり、請求項１〜４、６〜
８、12に対応している。なお、本実施例では、金型形状
は第１実施例と同様である。本実施例では、第１の母材
として300μm±５μmの厚さを有する非晶質ポリカーボ
ネイトフィルム31を用い、その他の母材として表面が粗
面化され、ガラス繊維33が40wt％充填され、熱膨張係数
３×10-5cm／cm／℃の強化ポリカーボネイト樹脂を用い
たものである。FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the method for producing a plastic molded product according to the present invention.
8 and 12 are supported. In this embodiment, the mold shape is the same as that of the first embodiment. In this embodiment, an amorphous polycarbonate film 31 having a thickness of 300 μm ± 5 μm is used as a first base material, the surface is roughened as another base material, and glass fiber 33 is filled with 40 wt%, It uses a reinforced polycarbonate resin having an expansion coefficient of 3 × 10 −5 cm / cm / ° C.
【００５６】本実施例では、成形加工時には、金型11、
12をフィルム31の熱変形温度以下に加熱しておき、この
金型11、12のキャビティ14内にフィルム31および樹脂32
を挿入して金型11、12を型締めする。次いで、金型11、
12をフィルム31の軟化温度以上に加熱して均一に保持す
る。この際、フィルム31が軟化され、その樹脂膨張と粘
度の低下によってフィルム31に鏡面13が転写される。In this embodiment, at the time of molding, the mold 11
12 is heated to a temperature equal to or lower than the heat deformation temperature of the film 31, and the film 31 and the resin 32 are placed in the cavities 14 of the molds 11 and 12.
And molds 11 and 12 are clamped. Next, mold 11,
The film 12 is heated above the softening temperature of the film 31 to be kept uniform. At this time, the film 31 is softened, and the mirror surface 13 is transferred to the film 31 by the resin expansion and the decrease in viscosity.
【００５７】次いで、金型11、12を型開きしてキャビテ
ィ14と外気とを連通してフィルム31の徐冷を行なうこと
により、上記実施例と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、樹脂32の表面が粗面化され、さら
にこの表面からガラス繊維33の一部が表面に露出してい
るため、樹脂32の表面が一層粗面化されているため、こ
の樹脂32の表面にフィルム31を接合させてフィルム31に
鏡面13を転写させれば、樹脂32の表面にフィルム31を強
固に密着させることができる。Next, the molds 11 and 12 are opened, the cavity 14 is communicated with the outside air, and the film 31 is gradually cooled, whereby the same effect as in the above embodiment can be obtained.
Further, in the present embodiment, the surface of the resin 32 is roughened, and a part of the glass fiber 33 is further exposed from the surface, so that the surface of the resin 32 is further roughened. By bonding the film 31 to the surface of the resin 32 and transferring the mirror surface 13 to the film 31, the film 31 can be firmly adhered to the surface of the resin 32.
【００５８】また、樹脂32として熱膨張係数が３×10-5
cm／cm／℃の材料を用いているため、成形時に樹脂32に
沿ってフィルム31を変形させることができ、鏡面13をフ
ィルム31に高精度に転写させることができるとともに、
温度による変化の小さい成形品を得ることができる。な
お、その他の母材としてガラス繊維33が40wt％充填され
た熱膨張係数３×10 -5cm／cm／℃の強化ポリカーボネイ
ト樹脂を用いているが、これに限らず、樹脂32として
は、ガラス、鉄、アルミや鉄およびその合金等の成形加
工、切削加工、プレス加工品等を使用しても良い。The resin 32 has a coefficient of thermal expansion of 3 × 10-Five
Since the material of cm / cm / ° C is used, the resin 32
The film 31 can be deformed along the
While being able to transfer to film 31 with high precision,
It is possible to obtain a molded article having a small change due to temperature. What
In addition, glass fiber 33 is filled with 40wt% as other base material.
Thermal expansion coefficient 3 × 10 -Fivecm / cm / ℃ reinforced polycarbonate
Resin is used, but is not limited to this.
Is used to mold glass, iron, aluminum, iron and its alloys, etc.
Work, cutting, and pressing may be used.
【００５９】図５は本発明のプラスチック成形品の製造
方法の第３実施例を示す図であり、請求項９、10に対応
している。なお、本実施例では、金型形状は第１実施例
と同様である。本実施例では、第１の母材を同図（ａ）
に示すようにプラスチック板41から構成し、このプラス
チック板41を同図（ｂ）に示すように熱プレス加工機の
パンチ42、43によって予め熱変形可能な温度に加熱した
後、キャビティ14と略同等で、厚さのばらつきが２％以
内になるような形状に変形させ、このプラスチック板41
をその他の母材43と共にキャビティ14内に挿入すして上
記各実施例と同様の方法によって成形品の加工を行なう
ようにしている。FIG. 5 is a view showing a third embodiment of the method for producing a plastic molded product according to the present invention, and corresponds to claims 9 and 10. In this embodiment, the mold shape is the same as that of the first embodiment. In this embodiment, the first base material is shown in FIG.
The plastic plate 41 is heated to a temperature at which the plastic plate 41 can be thermally deformed in advance by punches 42 and 43 of a hot press machine as shown in FIG. This plastic plate 41 is deformed into a shape that is equivalent and has a thickness variation within 2%.
Is inserted into the cavity 14 together with the other base material 43, and the molded product is processed in the same manner as in each of the above embodiments.
【００６０】このようにすれば、最終形状の母材の形状
が複雑になり、母材の組合せ形状がキャビティ形状に近
づけないような事態が発生することがなく、プラスチッ
ク板41を金型11、12のキャビティ14内に容易に挿入する
ことができ、鏡面13の転写精度をより向上させることが
できる。また、プラスチック板41の厚さの寸法ばらつき
を２％以下に抑制しているので、ばらつきが大きいもの
に比べてプラスチック板41の前面に金型11の鏡面13を確
実に転写させることができる。このため、鏡面13の転写
精度をより向上させて成形品の信頼性を向上させること
ができ、その歩留りが低下するのを防止することができ
る。なお、プラスチック板41の厚さのばらつきが５％以
上あると、プラスチック板41の前面に均一に鏡面13を容
易に転写させることができない。In this way, the shape of the base material in the final shape becomes complicated, and the situation where the combined shape of the base material does not approach the cavity shape does not occur. The mirror 13 can be easily inserted into the cavity 14 and the transfer accuracy of the mirror surface 13 can be further improved. Further, since the dimensional variation of the thickness of the plastic plate 41 is suppressed to 2% or less, the mirror surface 13 of the mold 11 can be reliably transferred to the front surface of the plastic plate 41 as compared with a plastic plate having a large variation. For this reason, the transfer accuracy of the mirror surface 13 can be further improved, the reliability of the molded product can be improved, and the yield can be prevented from lowering. If the variation in the thickness of the plastic plate 41 is 5% or more, the mirror surface 13 cannot be easily and uniformly transferred to the front surface of the plastic plate 41.
【００６１】なお、上記各実施例では、鏡面13あるいは
転写面を形成している金型を使用しているが、これに限
らず、転写面として微細なパターンが形成された金型が
使用しても良い（請求項13に対応）。このようにすれ
ば、回折格子、フネレルレンズ、画像信号や音声信号を
有する光ディスク、光バス等の光学素子やその他の精密
素子、あるいはインクジェットプリンタのインク流路等
を転写面にひけ等が発生することなしに高精度に成形す
ることができる。In each of the above embodiments, a mold having a mirror surface 13 or a transfer surface is used. However, the present invention is not limited to this, and a mold having a fine pattern formed as the transfer surface may be used. (It corresponds to claim 13). In this case, the transfer surface of the diffraction grating, the funnel lens, the optical element having the image signal and the audio signal, the optical element such as the optical bus and other precision elements, or the ink flow path of the ink jet printer is generated on the transfer surface. It can be molded with high precision without using.
【００６２】[0062]
【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、プラスチ
ック母材に転写面を転写した後に中心部まで軟化温度以
上に均一に溶融することができ、転写面を転写した部位
以外を大気に晒した状態で徐冷することができる。この
ため、プラスチック母材の内部に温度差が生じるのを防
止することができるととももに、大気に晒された部位で
樹脂圧力と大気圧との差を吸収するように体積変化させ
ることができる。この結果、キャビティ間のばらつきや
プラスチック母材の重量にばらつきがあった場合にも、
これらの影響を受けるて転写面にひけ等が発生するのを
防止することができ、転写不良の発生することのない高
精度なプラスチック成形品を得ることができる。また、
キャビティに多少のばらつきがあっても構わないので、
キャビティの設計の自由度を向上させることができる。According to the first aspect of the present invention, after the transfer surface is transferred to the plastic base material, it can be uniformly melted to the central portion at a temperature equal to or higher than the softening temperature, and the portion other than the portion where the transfer surface has been transferred is exposed to the atmosphere. It can be slowly cooled in the exposed state. For this reason, it is possible to prevent a temperature difference from being generated inside the plastic base material, and to change the volume so as to absorb the difference between the resin pressure and the atmospheric pressure at a portion exposed to the atmosphere. it can. As a result, even if there is variation between cavities or weight of the plastic base material,
It is possible to prevent sinks and the like from occurring on the transfer surface due to these effects, and it is possible to obtain a high-precision plastic molded product without causing transfer failure. Also,
Since there is no problem if there is some variation in the cavity,
The degree of freedom in designing the cavity can be improved.
【００６３】請求項２記載の発明によれば、レンズ、プ
リズム、ミラー等の光学素子を高精度に製造することが
できる。請求項３記載の発明によれば、第１の母材の作
成を容易に行なうことができるとともに、成形品の品質
を安定させることができる。請求項４記載の発明によれ
ば、寸法安定性が良好で経時変化の小さい非晶質熱可塑
性樹脂の特性を利用することで、転写性が良好で品質が
安定したプラスチック成形品を得ることができる。According to the second aspect of the present invention, optical elements such as lenses, prisms and mirrors can be manufactured with high precision. According to the third aspect of the present invention, the first base material can be easily prepared, and the quality of the molded product can be stabilized. According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to obtain a plastic molded product having good transferability and stable quality by utilizing the characteristics of an amorphous thermoplastic resin having good dimensional stability and little change over time. it can.
【００６４】請求項５記載の発明によれば、プリズム、
ミラー等の光学素子を製造する際に、後工程で蒸着、ス
パッタリング、メッキ等によってプラスチック母材上に
金属反射膜を形成する工程を不要にでき、後工程を大幅
に短縮して光学素子の製造コストを低減させることがで
きる。請求項６記載の発明によれば、第１のプラスチッ
ク母材を軟化温度以上で加熱溶融される際に、第１の母
材以外の母材の変形を抑制することができ、高精度な成
形品を製造することができる。According to the fifth aspect of the present invention, the prism,
When manufacturing optical elements such as mirrors, the process of forming a metal reflective film on a plastic base material by vapor deposition, sputtering, plating, etc. in the post-process can be dispensed with. Cost can be reduced. According to the invention described in claim 6, when the first plastic base material is heated and melted at a softening temperature or higher, deformation of the base material other than the first base material can be suppressed, and high precision molding can be performed. Goods can be manufactured.
【００６５】請求項７記載の発明によれば、第１のプラ
スチック母材が軟化温度以上で加熱溶融される際および
加熱後に徐冷される際に他の部材が形状変化するのを防
止することができ、高精度な成形品を製造することがで
きる。請求項８記載の発明によれば、成形後に第１の母
材および第１の母材以外の母材が分離するのを防止する
ことができ、成形品の信頼性を向上させることができ
る。According to the present invention, when the first plastic base material is heated and melted at the softening temperature or higher and when the first plastic base material is gradually cooled after the heating, it is possible to prevent the other members from changing their shape. And a highly accurate molded product can be manufactured. According to the eighth aspect of the invention, it is possible to prevent the first base material and the base material other than the first base material from being separated after the molding, and to improve the reliability of the molded product.
【００６６】請求項９記載の発明によれば、第１の母材
を金型内に容易に挿入することができ、金型の転写面の
転写精度をより向上させることができる。請求項10記載
の発明によれば、第１の母材の厚さのばらつきが大きい
ものに比べて第１の母材の前面に金型の転写面を確実に
転写させることができ、金型の転写面の転写精度をより
向上させることができる。このため、成形品の信頼性を
向上させて、その歩留りが低下するのを防止することが
できる。According to the ninth aspect, the first base material can be easily inserted into the mold, and the transfer accuracy of the transfer surface of the mold can be further improved. According to the invention as set forth in claim 10, the transfer surface of the mold can be reliably transferred to the front surface of the first base material as compared with the case where the variation of the thickness of the first base material is large. The transfer accuracy of the transfer surface can be further improved. For this reason, it is possible to improve the reliability of the molded product and prevent the yield from lowering.
【００６７】請求項11記載の発明によれば、第１の母材
とその他の母材の密着性を向上させることができ、応
力、温度および湿度等による影響を少なくして、高精度
な成形品を得ることができる。請求項12記載の発明によ
れば、成形時に第１の母材以外の母材に沿って第１の母
材を変形させることができ、金型の転写面を第１の母材
に高精度に転写させることができるとともに、温度によ
る変化の小さい成形品を得ることができる。According to the eleventh aspect of the present invention, the adhesion between the first base material and the other base material can be improved, and the effects of stress, temperature, humidity, and the like can be reduced, and high precision molding can be achieved. Goods can be obtained. According to the invention as set forth in claim 12, the first base material can be deformed along the base material other than the first base material at the time of molding, and the transfer surface of the mold can be formed with high precision on the first base material. And a molded article having a small change with temperature can be obtained.
【００６８】請求項13記載の発明によれば、回折格子、
フネレルレンズ、画像信号や音声信号を有する光ディス
ク、光バス等の光学素子やその他の精密素子、あるいは
インクジェットプリンタのインク流路等を転写面にひけ
等が発生することなしに高精度に成形することができ
る。請求項14記載の発明によれば、簡易な孔、溝または
隙間を介してプラスチック母材の転写面を転写した部位
以外を大気に晒すことができる。According to the thirteenth aspect of the present invention, a diffraction grating,
It is possible to mold optical elements such as a funnel lens, an optical disk having an image signal and an audio signal, optical buses and other precision elements, and ink channels of an ink jet printer with high precision without sink marks on a transfer surface. it can. According to the invention of claim 14, it is possible to expose the portion other than the portion where the transfer surface of the plastic base material is transferred to the atmosphere via a simple hole, groove or gap.
【００６９】請求項15記載の発明によれば、多孔質体を
介してプラスチック母材の転写面を転写した部位を外気
と連通させることができる。According to the fifteenth aspect of the present invention, the portion where the transfer surface of the plastic base material has been transferred through the porous body can be communicated with the outside air.
【図１】本発明に係るプラスチック成形品の製造方法の
第１実施例を示す図であり、(ａ)はその製造方法に使用
されるプラスチック母材の構成図、（ｂ）はその製造方
法に実施される金型の概略構成図、（ｃ）は徐冷時にそ
の金型を型開きした状態を示す図、（ｄ）はその成形品
を示す図である。FIG. 1 is a view showing a first embodiment of a method of manufacturing a plastic molded product according to the present invention, wherein (a) is a configuration diagram of a plastic base material used in the method, and (b) is a method of manufacturing the same. (C) is a diagram showing a state in which the mold is opened at the time of slow cooling, and (d) is a diagram showing a molded product thereof.
【図２】その成形品の製造プロセスと転写圧力、キャビ
ティ内の温度との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a manufacturing process of the molded article, a transfer pressure, and a temperature in a cavity.
【図３】本発明に係るプラスチック成形品の製造方法の
第２実施例を示す図であり、その製造方法に使用される
第１の母材の構成図である。FIG. 3 is a view showing a second embodiment of the method of manufacturing a plastic molded product according to the present invention, and is a configuration diagram of a first base material used in the manufacturing method.
【図４】本発明に係るプラスチック成形品の製造方法の
第３実施例を示す図であり、（ａ）はその製造方法に使
用されるプラスチック母材の構成図、（ｂ）はその母材
が接合されることにより得られた成形品を示す図であ
る。4A and 4B are views showing a third embodiment of the method for producing a plastic molded product according to the present invention, wherein FIG. 4A is a configuration diagram of a plastic base material used in the production method, and FIG. It is a figure which shows the molded article obtained by joining.
【図５】本発明に係るプラスチック成形品の製造方法の
第４実施例を示す図であり、その製造方法に使用される
第１の母材の製造工程を示す図である。FIG. 5 is a view showing a fourth embodiment of the method of manufacturing a plastic molded product according to the present invention, and is a view showing the manufacturing steps of a first base material used in the manufacturing method.
【図６】従来のプラスチック成形品の製造方法を示すそ
の概略工程図である。FIG. 6 is a schematic process diagram showing a conventional method for producing a plastic molded product.
【図７】従来の成形品の製造プロセスと転写圧力、キャ
ビティ内の温度との関係を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a conventional manufacturing process of a molded product, a transfer pressure, and a temperature in a cavity.
11、12 金型 13 鏡面 14 キャビティ 15 プラスチック母材（第１の母材） 16 プラスチック母材（第１の母材以外の母材） 19 成形品 21 プラスチックフィルム（第１の母材） 22 金属反射膜 23 母材（第１の母材以外の母材） 31 ポリカーボネイトフィルム（第１の母材） 32 強化ポリカーボネイト樹脂（第１の母材以外の母
材） 41 プラスチック板（第１の母材） 44 プラスチック母材（第１の母材以外の母材）11, 12 Mold 13 Mirror surface 14 Cavity 15 Plastic base material (first base material) 16 Plastic base material (base material other than first base material) 19 Molded product 21 Plastic film (first base material) 22 Metal Reflective film 23 Base material (base material other than first base material) 31 Polycarbonate film (first base material) 32 Reinforced polycarbonate resin (base material other than first base material) 41 Plastic plate (first base material) 44) Plastic base material (base material other than the first base material)
フロントページの続き (72)発明者 渡部 順 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株 式会社リコー内 (56)参考文献 特開 平６−182783（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−304973（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−366612（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−127037（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−127032（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−323486（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−72929（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B29C 43/32 - 43/52 B29C 33/00 - 33/08 B29C 59/00 - 59/02 B29C 71/00 - 71/02 B29D 11/00 Continuation of the front page (72) Inventor Jun Watanabe 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Co., Ltd. (56) References JP-A-6-182783 (JP, A) JP-A-6-304973 (JP, A) JP-A-4-366612 (JP, A) JP-A-8-127037 (JP, A) JP-A-8-127032 (JP, A) JP-A-7-323486 (JP, A) Kaihei 1-72929 (JP, A) (58) Fields studied (Int. Cl. 7 , DB name) B29C 43/32-43/52 B29C 33/00-33/08 B29C 59/00-59/02 B29C 71/00-71/02 B29D 11/00
Claims (15)
るとともに、それぞれ少なくとも１つ以上の転写面を有
する一対の金型を準備し、該金型のキャビティ内に略最
終形状のプラスチック母材を挿入して型締めした後、該
プラスチック母材をその軟化温度以上に加熱してプラス
チック母材の温度を均一に保持することによりプラスチ
ック母材に樹脂圧力を発生させて前記転写面をプラスチ
ック母材に転写し、次いで、該プラスチック母材をその
熱変形温度以下まで冷却した後、型開きして取り出すよ
うにしたプラスチック成形品の製造方法において、 前記プラスチック母材を少なくとも２つ以上の母材から
構成し、これらのプラスチック母材をキャビティに挿入
する際に、その中の第１の母材を転写面に対向するよう
に配置するとともに、前記型締めから型開きまでの間
で、少なくとも前記プラスチック母材を冷却するとき
に、前記第１の母材の前記転写面以外の少なくとも１つ
の面の一部あるいは全部を外部と連通させた状態でプラ
スチック母材を徐冷することを特徴とするプラスチック
成形品の製造方法。1. A pair of dies defining at least one or more cavities, each having at least one or more transfer surfaces, and a plastic base material having a substantially final shape is placed in the cavities of the dies. After inserting and clamping, the plastic base material is heated to a temperature higher than its softening temperature to maintain the temperature of the plastic base material uniformly, thereby generating a resin pressure on the plastic base material and causing the transfer surface to move to the plastic base material. And then, after cooling the plastic base material to a temperature not higher than its thermal deformation temperature, open the mold and take out the molded plastic article, wherein the plastic base material is formed from at least two or more base materials. When these plastic base materials are inserted into the cavity, the first base material therein is arranged so as to face the transfer surface, A state in which at least a part or all of at least one surface other than the transfer surface of the first base material is communicated with the outside when at least the plastic base material is cooled from the mold clamping to the mold opening. A plastic base material is gradually cooled by the method.
ことを特徴とする請求項１記載のプラスチック成形品の
製造方法。2. The method according to claim 1, wherein the transfer surface uses a mold having a mirror surface.
さを有するプラスチックフィルムを用いたことを特徴と
する請求項１または２記載のプラスチック成形品の製造
方法。3. The method according to claim 1, wherein a plastic film having a thickness of 50 μm to 2000 μm is used as the first base material.
ス転移温度である非晶質熱可塑性樹脂を用いたことを特
徴とする請求項１または２記載のプラスチック成形品の
製造方法。4. The method according to claim 1, wherein an amorphous thermoplastic resin whose softening temperature is a glass transition temperature is used as the first base material.
属反射膜を有することを特徴とする請求項１〜４何れか
に記載のプラスチック成形品の製造方法。5. The method according to claim 1, wherein a metal reflection film is provided on at least one surface of the first base material.
１の母材の軟化温度以上である材料を用いることを特徴
とする請求項１〜４何れかに記載のプラスチック成形品
の製造方法。6. A plastic molding according to claim 1, wherein a material having a softening temperature of a base material other than said first base material is equal to or higher than a softening temperature of said first base material. Product manufacturing method.
き、前記第１の母材以外の母材として第１の母材よりも
剛性が高いものを使用したことを特徴とする請求項１〜
４何れかに記載のプラスチック成形品の製造方法。7. A base material having a higher rigidity than the first base material is used as the base material other than the first base material when the first base material is at or above the softening temperature. Item 1
4. The method for producing a plastic molded product according to any one of 4).
溶融した後に徐冷したときに、該第１の母材に該第１の
母材以外の母材が密着、接合することを特徴とする請求
項１〜４何れかに記載のプラスチック成形品の製造方
法。8. When the first base material is heated and melted at a temperature equal to or higher than its softening temperature and then gradually cooled, a base material other than the first base material is adhered to and joined to the first base material. The method for producing a plastic molded product according to any one of claims 1 to 4, wherein
加熱した後、前記転写面と略同等の形状に変形させ、次
いでキャビティに挿入することを特徴とする請求項１〜
８何れかに記載のプラスチック成形品の製造方法。9. The method according to claim 1, wherein the first base material is previously heated to a temperature at which the first base material can be thermally deformed, then deformed into a shape substantially equivalent to the transfer surface, and then inserted into the cavity.
8. The method for producing a plastic molded article according to any one of 8 above.
％以下に抑えたものを使用したことを特徴とする請求項
１〜９何れかに記載のプラスチック成形品の製造方法。10. The dimensional variation of the thickness of the first base material is 2
%. The method for producing a plastic molded product according to any one of claims 1 to 9, wherein the plastic molded product is used at a concentration of not more than 10%.
材として、熱変形温度および軟化温度のみが異なる同一
の材質の樹脂を用いたことを特徴とする請求項１または
２記載のプラスチック成形品の製造方法。11. The resin according to claim 1, wherein the first base material and the base material other than the first base material are made of the same material having different heat deformation temperatures and softening temperatures. A method for producing the plastic molded article according to the above.
膨張係数が５×10-5cm／cm／℃以下の材料を用いたこと
を特徴とする請求項１〜４何れかに記載のプラスチック
成形品の製造方法。12. A material having a thermal expansion coefficient of 5 × 10 −5 cm / cm / ° C. or less as a base material other than the first base material. The method for producing a plastic molded article according to the above.
れた金型を使用することを特徴とする請求項１記載のプ
ラスチック成形品の製造方法。13. The method for manufacturing a plastic molded product according to claim 1, wherein a mold on which a fine pattern is formed is used as the transfer surface.
連通させる孔、溝、または隙間のうちの少なくとも何れ
か１つ以上を、前記転写面以外の少なくとも１つの面の
一部あるいは全部に設けたものを用いることを特徴とす
る請求項１〜13何れかに記載のプラスチック成形品の製
造方法。14. As the mold, at least one or more of a hole, a groove, and a gap communicating between the outside and the inside of the cavity is partially or entirely provided on at least one surface other than the transfer surface. The method for producing a plastic molded product according to any one of claims 1 to 13, wherein the plastic molded product is used.
を前記転写面以外の少なくとも１つの面の一部あるいは
全部に設けたものを用い、該多孔質体を介して外部とキ
ャビティとを連通させることを特徴とする請求項１〜13
何れかに記載のプラスチック成形品の製造方法。15. A mold in which a porous body permeable to air is provided on a part or all of at least one surface other than the transfer surface as the mold, and the outside and the cavity are connected to each other through the porous body. Are communicated with each other.
A method for producing a plastic molded product according to any one of the above.
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