JP3768169B2 - 金型組立体及び射出成形方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型組立体及び射出成形方法に関し、より詳しくは、例えば光ディスク基板や導光板といった表面に微細な凹凸部を有する熱可塑性樹脂から成る成形品を成形するための金型組立体及び射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられる射出成形法や射出圧縮成形法では、熱可塑性樹脂から成る成形品の転写性を向上させるために、通常、金型温度、樹脂温度及び金型内圧を高くしている。また、射出圧縮成形法は、射出成形法よりも成形品全体に均一に内圧を加えることができるために、成形品全体の転写性を高めることができることも知られている。
【０００３】
射出成形法や射出圧縮成形法では、成形品に屡々反りが生じる。反りの発生を抑制するためには、射出成形法よりも射出圧縮成形法を採用する方が、成形品の歪みを低減できるが故に有効である。ところで、成形品に歪みが発生する要因の１つに、金型のキャビティを構成する面（金型のキャビティ面と呼ぶ）と接触した溶融熱可塑性樹脂が急冷、固化される結果、成形品内部に発生した歪みを挙げることができる。このような溶融熱可塑性樹脂の急冷、固化の原因は、金型が鋼材から作製されていることにある。
【０００４】
金型のキャビティ面に設けられた凹凸部を成形品表面に転写する場合、凹凸形状がある程度大きいときには、一般的な成形条件であっても、成形条件次第で転写が可能である。しかしながら、成形品に形成すべき凹凸部が小さくなり、あるいは又、深くなってくると、金型のキャビティ面に設けられた凹凸部を成形品表面に忠実に転写させることが困難になってくる。この原因も、金型が鋼材から作製されていることにある。一般に、転写性を向上させるためには、出来るだけ溶融した状態で熱可塑性樹脂を金型のキャビティ面に無理矢理押し付ける必要がある。しかしながら、鋼材は熱伝導率が高いために、溶融熱可塑性樹脂が金型のキャビティ面と接触した瞬間に固化し始めて固化層が形成され、いくら成形機あるいは金型の圧縮によってキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂に圧力を加えても、微細な凹凸部を成形品に転写できないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平８−３１８５３４号公報には、入れ子に熱伝導率の低い素材を使用して、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の急冷、固化を抑制して、優れた外観を有する成形品を成形する方法が提案されている。ここで、入れ子は、セラミックスやガラスから作製されている。
【０００６】
成形品表面に凹凸部を形成する場合には、入れ子のキャビティを構成する面（入れ子のキャビティ面）に凹凸部を設けておく必要がある。しかしながら、セラミックスやガラスは硬く、耐薬品性にも優れているため、入れ子のキャビティ面に凹凸部を設けることは極めて困難である。更には、成形品によって凹凸部のパターンを変更する場合、都度、入れ子を作製しなければならず、成形品の製造コストの増加を招く。
【０００７】
また、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の冷却を抑制する方法として、熱伝導率の低い樹脂系素材を金型の内部に配設する方法も提案されているが、樹脂圧力や熱によって、樹脂系素材に設けられた微細な凹凸部が変形してしまい、耐久性に乏しいといった問題を有する。このような樹脂系素材の表面に金属膜を成膜して微細な凹凸の変形を防ぐことも提案されているが、やはり、樹脂系素材自体が変形を起こしたり、金属膜と樹脂系素材との界面に傷が発生し、その傷までが成形品表面に転写されるといった問題がある。
【０００８】
光ディスク基板を製造するための成形用金型が、例えば、特公平３−３６６５３号公報から周知である。この公報に記載された成形用金型にあっては、キャビティ面の少なくとも一部が、ロックウェル硬さ（Ａスケール）９０以上のセラミックス焼結体（より具体的には炭化ケイ素）から構成されており、光ディスク基板の成形時、このキャビティ面にスタンパが取り付けられる。
【０００９】
ところで、キャビティ面を構成する炭化ケイ素の熱伝導率は６０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度である。それ故、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の急冷、固化を抑制することは困難である。
【００１０】
従って、本発明の目的は、成形品の反りや歪みを低減することができ、しかも、微細な凹凸部を容易に、且つ、安定して成形品表面に転写可能であり、しかも、耐久性に優れた金型組立体、及び、かかる金型組立体を用いた射出成形方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る金型組立体は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパと、
（Ｄ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る金型組立体は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に形成された活性金属層と、
（Ｄ）活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜と、
（Ｅ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る射出成形方法は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパと、
（Ｄ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備え、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、ゲート部から溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする。
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る射出成形方法は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に形成された活性金属層と、
（Ｄ）活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜と、
（Ｅ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備え、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、ゲート部から溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）においては、金属膜の表面に凹凸部が設けられているが、かかる凹凸部の形成形態として、平坦な金属膜の表面に凸部が形成されている形態、平坦な金属膜の表面に凹部が形成されている形態、平坦な金属膜の表面に凸部と凹部の組合せが形成されている形態を挙げることができる。
【００１６】
場合によっては、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る金型組立体を、成形品の成形時、キャビティの容積を可変とし得る構造とすることができる。この場合、例えば油圧シリンダーで可動させることができる可動中子を金型組立体に配設すればよい。そして、成形すべき成形品の容積よりもキャビティの容積が大きくなるように、第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、該キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、熱可塑性樹脂の射出開始前、開始と同時に、射出中に、あるいは射出完了後、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積まで減少させる射出圧縮成形法を採用すればよい。
【００１７】
即ち、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形方法においては、かかる構造の金型組立体を使用し、
型締め時、成形すべき成形品の容積（ＶM）よりもキャビティの容積（ＶC）が大きくなるように、金型とを型締めし、且つ、キャビティ内における可動中子の配置位置を制御し、
該キャビティ（容積：ＶC）内に溶融した熱可塑性樹脂を射出し、
熱可塑性樹脂の射出開始前、開始と同時に、射出中に、あるいは射出完了後（射出完了と同時を含む）、可動中子を移動させて、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積（ＶM）まで減少させればよい。尚、キャビティの容積が成形すべき成形品の容積（ＶM）となる時点を、熱可塑性樹脂の射出中、あるいは射出完了後（射出完了と同時を含む）とすることができる。
【００１８】
そして、金型は、第１の金型部のパーティング面と第２の金型部とのパーティング面とで印籠構造が形成されている構造とすることが好ましい。ここで、印籠構造とは、第１の金型部のパーティング面と第２の金型部のパーティング面とが対向しており、金型が完全に型締めされていなくともキャビティが形成されるように、僅かなクリアランスをもって第１の金型部のパーティング面と第２の金型部のパーティング面が摺り合うように第１の金型部と第２の金型部が嵌合する構造を指す。尚、場合によっては、第２の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）と第１の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）とで印籠構造が形成されていてもよいし、第１の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）と第２の金型部のパーティング面とで印籠構造が形成されていてもよいし、第１の金型部のパーティング面と第２の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）とで印籠構造が形成されていてもよい。
【００１９】
上記の各種形態を含む本発明において、キャビティの一部を構成するとは、成形品の外形を規定するキャビティ面の一部を構成することを意味する。より具体的には、キャビティは、例えば、金型に設けられたキャビティを構成する面（金型のキャビティ面）と、スタンパあるいは金属膜と、場合によっては、後述する被覆プレートに設けられたキャビティを構成する面（被覆プレートキャビティ面）と、後述する金属製のスリーブから構成されている。
【００２０】
本発明においては、第１の金型部を固定金型部とし、第２の金型部を可動金型部とする構成とすることもできるし、第１の金型部を可動金型部とし、第２の金型部を固定金型部とする構成とすることもできる。
【００２１】
入れ子を第１の金型部内に配置したとき、入れ子自体の破損を防止する必要がある。入れ子は、硬度が高く、剛性も高い反面、割れたり、欠けたりする可能性がある。例えば、単純に第１の金型部内に入れ子を配置した場合、特に強度の弱い入れ子端部に、型締めの際に圧力が加わり、あるいは、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の圧力が加わる結果、入れ子が破損する虞がある。そこで、入れ子の破損を防止するために、本発明においては、
第１の金型部若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端部を被覆する被覆プレート、
を更に備え、
入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の表面（入れ子のキャビティ面）に着脱自在に載置されたスタンパと被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の表面（入れ子のキャビティ面）に形成された金属膜と被覆プレートとの間のクリアランスは、０．００１ｍｍ乃至０．０２ｍｍである構成とすることが好ましい。
【００２２】
クリアランスをこのような範囲とすることで、入れ子に型締め力等が加わらないし、成形品にバリが発生することを防止できる。また、被覆プレートと入れ子のオーバーラップ量（被覆量）は、入れ子端部から０．５ｍｍ乃至２ｍｍ程度であることが、入れ子端部の弱い部分を確実に被覆するといった観点から望ましい。これ以上のオーバーラップ量（被覆量）になっても特に問題はないが、入れ子を大きく作製しなければならず、また、金属加工も難しくなり、加工精度も低下する虞がある。
【００２３】
被覆プレートは金属製とすればよい。被覆プレートは、第１の金型部に取り付けられていてもよいし、第２の金型部に取り付けられていてもよいし、第１の金型部及び第２の金型部に取り付けられていてもよい。第２の金型部に取り付ける場合、型締め時に、上記のクリアランスの範囲を満足すればよい。
【００２４】
尚、後述するように、入れ子の端部及び／又は側面をメッキ層で被覆する場合には、入れ子の端部及び／又は側面に破損が発生し難くなるので、被覆プレートを不要とすることが可能となる。あるいは又、被覆プレートを使用する場合、入れ子の端部及び／又は側面に形成されたメッキ層と被覆プレートとの間のクリアランスをゼロとすることもできる。
【００２５】
被覆プレートを備えた形態を含む本発明の第１の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法において、スタンパを入れ子のキャビティ面に着脱自在に載置する場合、成形時、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の流動によってスタンパが動かないように、スタンパを、入れ子の周辺部における真空吸着によって入れ子のキャビティ面に固定する構成とすることが好ましい。具体的には、入れ子の周辺部に貫通孔部を設け、かかる貫通孔部を塞ぐようにスタンパを入れ子のキャビティ面に載置し、貫通孔部を真空吸引装置に接続すればよい。
【００２６】
上記の各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、入れ子のキャビティ面に硬質の薄膜を形成することが好ましい。これによって、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の熱によるスタンパの伸縮に起因する入れ子表面への摩擦によって入れ子表面に傷が発生することを防止することが可能になる。更に、金型の取り扱いの際に、入れ子表面に傷が付くことを防止することができる。この場合、薄膜を構成する材料として、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣ、ＣＢＮ、ＢＮ、アモルファスダイヤモンド、ＣｒＮ及びＣｒから成る群から選択された材料を挙げることができ、特に、アモルファスダイヤモンド又はＴｉＮ、ＣｒＮが好ましい。また、薄膜は、少なくとも１層形成されていればよく、多層であってもよい。例えば、ＴｉＮから成る薄膜を入れ子のキャビティ面に形成し、その上にアモルファスダイヤモンドやＣｒＮ等の薄膜を形成してもよい。あるいは又、下地層としてＳｉＯ2層を入れ子のキャビティ面に形成し、その上にアモルファスダイヤモンドやＴｉＮ、ＣｒＮ等の薄膜を形成してもよい。入れ子のキャビティ面に薄膜を形成する方法としては、常圧ＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法等の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、ＩＶＤ法（イオン・ベーパー・デポジション法）等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）を挙げることができる。
【００２７】
薄膜の厚さは、５×１０-7ｍ乃至２×１０-5ｍ、好ましくは１×１０-6ｍ乃至１．５×１０-5ｍ、一層好ましくは２×１０-6ｍ乃至１．０×１０-5ｍであることが望ましい。また、薄膜表面の表面粗さＲZは、１ｎｍ乃至１９ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１０ｎｍであることが望ましい。ここで、表面粗さＲZは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１の規定に基づく。薄膜の厚さが５×１０-7ｍ未満の場合、薄膜の強度の低下を招き、成形中に薄膜が入れ子から剥離する場合がある。一方、薄膜の厚さが２×１０-5ｍを越えると、断熱性が低下し、転写性が低下し始めると共に、薄膜の形成に要するコストが上昇する。更には、薄膜表面の表面粗さを上記のとおりに規定することによってスタンパの入れ子に対する密着性が向上し、成形品の成形中、入れ子からスタンパがずれることを防止し得るし、転写性も向上する。
【００２８】
各種の形態を含む本発明の第２の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、入れ子のキャビティ面には活性金属層が形成されており、この活性金属層上に金属膜が成膜されている。この場合、活性金属層は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｅ（活性金属）から成る群から選択された金属と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｅから成る群から選択された金属との共晶組成物から成り、活性金属層の厚さは、１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍ、望ましくは、３×１０-6ｍ乃至４×１０-5ｍであることが好ましい。このように活性金属層を入れ子のキャビティ面に形成することによって、入れ子のキャビティ面に電気メッキ法にて金属膜を成膜することができる。共晶組成物として、より具体的には、例えば、Ｔｉ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｃｕ、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｇ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｆｅ、Ｂｅ−Ｃｕ、Ｂｅ−Ｎｉを挙げることができる。活性金属層の厚さを１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍとすることによって、高い導電性を有する活性金属層を得ることができ、即ち、非導電性の入れ子に対して導電性を付与することができ、金属膜を例えば電気メッキ法にて成膜することが可能となる。しかも、入れ子に対する活性金属層の密着性向上を図ることができ、更には、入れ子のキャビティ面に活性金属層を形成する際に活性金属層の収縮により反りが発生するといった問題の発生を防止することができる。尚、活性金属層を共晶組成物から構成することによって、耐熱性、機械的強度、電気的特性に優れた活性金属層が得られると共に、低温での焼き付けが可能となる。
【００２９】
活性金属層を形成する方法として、活性金属ソルダー法を挙げることができる。活性金属ソルダー法を採用することによって、活性金属層は、入れ子のキャビティ面に対して高い密着性を得ることができる。また、入れ子に対して金属膜が高い密着力を得られるようになる。ここで、活性金属ソルダー法とは、活性金属層を構成する金属材料から成るペーストを、例えばスクリーン印刷法によって入れ子の表面に塗布し、真空中あるいは不活性ガス中で約８００゜Ｃ〜１０００゜Ｃの高温で焼き付ける方法を指す。
【００３０】
あるいは又、導電性を有する材料から入れ子を作製することによって、金属膜を例えば電気メッキ法にて成膜することが可能となる。このような材料として、体積固有抵抗値が１×１０9Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０4Ω・ｃｍ以下の導電性ジルコニアを挙げることができる。導電性ジルコニアの体積固有抵抗値が１×１０9Ω・ｃｍを越えると、ジルコニアが電気絶縁体となるため、入れ子の表面に金属膜を直接成膜することが困難となる。導電性ジルコニアの体積固有抵抗値の下限値は、１×１０-4Ω・ｃｍであることが望ましい。ジルコニアを導電性とするためには、ジルコニアに導電性付与剤を添加すればよい。導電性付与剤として、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＮの内の少なくとも１種類を挙げることができ、あるいは又、導電性付与剤として、ＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ等の炭化物の内の少なくとも１種類を挙げることもできる。導電性ジルコニアにおける導電性付与剤の含有量は、１０重量％以上であることが望ましい。１０重量％未満では、体積固有抵抗値を１×１０9Ω・ｃｍ以下とすることが困難な場合がある。一方、導電性付与剤を多量に添加すれば、ジルコニアの体積固有抵抗値は下がるが、得られた焼結体である入れ子の強度が損なわれてしまう。それ故、４０重量％以下とすることが望ましい。尚、導電性ジルコニアとして、例えば、導電性付与剤を添加した部分安定化ジルコニアを挙げることができる。
【００３１】
焼結温度抑制剤を３重量％以下の範囲で導電性ジルコニアや部分安定化ジルコニアに含有させてもよい。導電性付与剤としてＦｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ2Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＮを用いる場合、焼成温度抑制剤としてＣａ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｃ等の酸化物を挙げることができ、導電性付与剤としてＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ等の炭化物を用いる場合、焼成温度抑制剤としてＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2を挙げることができる。これらの焼成温度抑制剤を３重量％以下の範囲で含有させれば、焼成温度を下げて、ジルコニア及び導電性付与剤の粒成長を抑えることができるため、入れ子の曲げ強度や硬度といった機械的特性を高めることができる。
【００３２】
本発明において、金属膜は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが好ましい。金属膜は、１層から構成してもよいし、複数層から構成してもよい。Ｃｒ化合物として、具体的には、ニッケル−クロム合金を挙げることができる。また、Ｎｉ化合物として、具体的には、ニッケル−鉄合金、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−錫合金、ニッケル−リン合金（Ｎｉ−Ｐ系）、ニッケル−鉄−リン合金（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ系）、ニッケル−コバルト−リン合金（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ系）を挙げることができる。
【００３３】
金属膜の厚さは、０．０１ｍｍ乃至０．４ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍであることが望ましい。金属膜の厚さが０．０１ｍｍ未満では、転写性が向上する傾向にはあるが、スタンパや金属膜の耐久性が乏しくなるために、スタンパや金属膜の破損や変形、入れ子のキャビティ面からの金属膜の剥離を引き起こす虞がある。一方、金属膜の厚さが０．４ｍｍを超えると、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の冷却が促進されるために、転写性が劣る傾向になる。尚、金属膜の厚さとは、金属膜の底面から凹凸部の凸部頂面までの高さを意味する。
【００３４】
各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、スタンパの作製方法として、平滑なガラス面をマザー型として使用し、電鋳法により作製する方法を挙げることができる。この場合、平坦な金属膜の表面に凹凸部を設ける方法として、レーザを用いる方法、機械加工等によって金属膜の表面に加工を施す方法を挙げることができる。また、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパの作製方法として、ガラス面にフォトレジストを用いて凹凸部を設けたマザー型を使用し、電鋳法により作製する方法を挙げることができる。
【００３５】
一方、各種の形態を含む本発明の第２の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、金属膜を、電気メッキ、無電解メッキ、化学メッキ等、あるいは、これらの組合せによって、入れ子のキャビティ面に成膜することができる。この場合、金属膜は、入れ子のキャビティ面に成膜されていればよく、例えば、入れ子の全表面に成膜されていてもよい。平坦な金属膜の表面に凹凸部を設ける方法として、レーザを用いる方法、機械加工等によって金属膜の表面に加工を施す方法を挙げることができる。あるいは又、凹凸部の形状によっては、ダイヤモンドバイトを用いた機械加工によって金属膜に凹凸部を形成してもよいし、凹凸部を化学的な方法にて形成してもよい。後者の場合、レジスト層を金属膜の表面に塗布し、例えば、所望のマスクを介して紫外線をレジスト層に照射することによってレジスト層にパターンを形成し、あるいは又、印刷法にてレジスト層を形成し、次いで、かかるレジスト層をエッチング用マスクとして金属膜をエッチングすることで、金属膜に凹凸部を形成することができる。尚、所望に応じて、複数回のレジスト層の形成とエッチングとを行って、凹凸部を形成してもよい。
【００３６】
金属膜の表面に設けられた凹凸部を垂直面で切断したときの断面形状は、一義的に規定することはできない。凹凸部の配置状態として略スパイラル状を挙げることができる。ここで、凹凸部には、平面に凸部が存在する形態、平面に凹部が存在する形態が包含される。金属膜の表面に設けられた凹凸部のピッチは、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍ、好ましくは５×１０-8ｍ乃至５×１０-6ｍであることが望ましい。また、凹凸部の高さ（深さ）は、１×１０-9ｍ乃至１×１０-6ｍ、好ましくは５×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍであることが望ましい。
【００３７】
本発明にあっては、入れ子を安全、且つ、精度良く第１の金型部内に配置するため、入れ子の端部及び／又は側面に厚めのメッキ層を形成し、このメッキ層を機械加工することで、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスの調整、あるいは、入れ子と第２の金型部との間のクリアランスの調整を比較的容易に行うことができ、精度の高い入れ子を作製することができる。また、この場合、入れ子の端部及び／又は側面にメッキ層を形成すれば、強度の弱い入れ子の端部を保護できるため、クリアランスを限り無くゼロとしても、入れ子に負荷を加えること無く型組みすることが可能となる。メッキ層は、例えば、ニッケル、ニッケル化合物、クロム及びクロム化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から構成することができる。メッキ層は１層から構成してもよいし、多層から構成してもよい。メッキ層の形成のために、メッキ層を形成すべき入れ子の部分に活性金属層を形成してもよいし、あるいは又、入れ子を導電性ジルコニアから構成し、入れ子の端部及び／又は側面にメッキ層を形成してもよい。あるいは又、メッキ層を形成すべき入れ子の部分以外の部分にマスクを施し、露出した入れ子の部分に無電解メッキ法及び電気メッキ法にてメッキ層を形成してもよい。
【００３８】
応力の集中を回避するために、入れ子の端部（エッジ部）に、０．１ｍｍ乃至１ｍｍのＣ面カットを施し、あるいは、曲面を付してもよい。
【００３９】
本発明において、成形すべき成形品（例えば、光ディスク基板）の形状に依っては、入れ子の中央部に貫通孔が設けられており、第１の金型部には、貫通孔近傍のスタンパあるいは金属膜の部分を被覆するための金属製のスリーブが貫通孔を通して装着されており、スリーブ先端部とスタンパあるいは金属膜の該部分との間のクリアランスは５μｍ乃至３０μｍである構成とすることもできる。一般に、金属製のスリーブは入れ子よりも大きな線膨張率を有するので、成形時に温度が上昇したとき、入れ子にスリーブから応力が加わる場合がある。従って、スリーブと入れ子との間のクリアランスが５μｍ未満であると、入れ子に応力が加わる虞がある。一方、３０μｍを超えるとガタが多くなるため、精度が悪くなる虞がある。入れ子のキャビティ面に活性金属層が形成されており、活性金属層上に金属膜が成膜されている場合にも、同様の構成としてもよい。
【００４０】
尚、入れ子に設けられた貫通孔の内壁に、無電解メッキ法及び電気メッキ法にて（入れ子を構成する材料によっては、電気メッキ法のみで）、金属層を形成してもよい。金属層を形成する場合にも、やはり、上述のクリアランスが必要とされる。
【００４１】
本発明においては、第２の金型部の内部に配設され、キャビティの一部を構成する第２の入れ子を更に備えていてもよい。この場合、キャビティに面した第２の入れ子の表面（以下、便宜上、第２の入れ子のキャビティ面と呼ぶ場合がある）に、表面が平坦な第２の金属膜を配設してもよい。第２の入れ子を構成する材料は、入れ子を構成する材料と同じであってもよいし、異なる材料であってもよい。場合によっては、第２の入れ子を金属から作製してもよく、この場合には、第２の金属膜は不要である。尚、第２の入れ子のキャビティ面に第２の金属膜が配設されているとは、第２の入れ子のキャビティ面（あるいは、第２の入れ子のキャビティ面に形成された薄膜上）に第２の金属膜が着脱自在に載置された状態、あるいは、第２の入れ子のキャビティ面上（あるいは、第２の入れ子のキャビティ面に形成された活性金属層上）に第２の金属膜が成膜されている状態を意味する。
【００４２】
本発明における入れ子を構成する材料は、鋼材の熱伝導率より小さく、使用する熱可塑性樹脂の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する材料であればよく、具体的には、上述した範囲を有することが要求される。入れ子を構成する材料の熱伝導率が６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］を超えると、溶融熱可塑性樹脂の固化が促進されるため、金属膜の表面に設けられた凹凸部を成形品表面に転写させることが困難となる。一方、１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］未満の場合、入れ子の断熱効果が高くなりすぎ、冷却が長くなり、成形サイクルの長時間化を招くといった問題がある。
【００４３】
入れ子あるいは第２の入れ子は、広く、ジルコニア系材料、部分安定化ジルコニア、アルミナ系材料、Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2から成る群から選択されたセラミックス、若しくは、ソーダガラス、石英ガラス、耐熱ガラス及び結晶化ガラスから成る群から選択されたガラスから作製することが望ましい。より具体的には、入れ子あるいは第２の入れ子を構成する具体的な材料として、ＺｒＯ2、ＺｒＯ2−ＣａＯ、ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＭｇＯ、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2、ＺｒＯ2−ＣｅＯ2、Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ、Ｔｉ3Ｎ2、３Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2、ＭｇＯ−ＳｉＯ2、２ＭｇＯ−ＳｉＯ2、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2及びチタニアから成る群から選択されたセラミックス、若しくは、石英ガラス及び結晶化ガラスから成る群から選択されたガラスを挙げることができる。
【００４４】
部分安定化ジルコニアにおける部分安定化剤は、カルシア（酸化カルシウム，ＣａＯ）、イットリア（酸化イットリウム，Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（酸化マグネシウム，ＭｇＯ）、シリカ（酸化珪素，ＳｉＯ2）及びセリア（酸化セリウム，ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが好ましい。ジルコニア中に含有される部分安定化剤の割合は、部分安定化剤がカルシアの場合、３モル％乃至１５モル％、好ましくは６モル％乃至１０モル％、イットリアの場合、１モル％乃至８モル％、好ましくは２モル％乃至５モル％、マグネシアの場合、４モル％乃至１５モル％、好ましくは８モル％乃至１０モル％、セリアの場合、３モル％乃至１８モル％、好ましくは６モル％乃至１２モル％であることが望ましい。
【００４５】
入れ子あるいは第２の入れ子（以下、これらを総称して、入れ子等と呼ぶ）を結晶化ガラスから作製する場合、入れ子等を、結晶化度が１０％以上、更に望ましくは結晶化度が６０％以上、一層望ましくは結晶化度が７０〜１００％の結晶化ガラスから作製することが好ましい。１０％以上の結晶化度になると結晶がガラス全体に均一に分散するので、熱衝撃強度及び界面剥離性が飛躍的に向上するため、成形品の成形時における入れ子等の破損発生を著しく低下させることができる。結晶化度が１０％未満では、成形時にその表面から界面剥離を起こし易いといった欠点がある。尚、入れ子等を構成する結晶化ガラスの線膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下、熱衝撃強度が４００゜Ｃ以上であることが好ましい。
【００４６】
熱衝撃強度とは、所定の温度に加熱した１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍのガラスを２５゜Ｃの水中に投げ込んだとき、ガラスに割れが発生するか否かの温度を強度として規定したものである。熱衝撃強度が４００゜Ｃであるとは、４００゜Ｃに熱した１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍのガラスを２５゜Ｃの水中に投げ込んだとき、ガラスに割れが発生しないことを意味する。この熱衝撃強度は、耐熱ガラスにおいても１８０゜Ｃ前後の値しか得られない。従って、それ以上の温度で溶融熱可塑性樹脂が入れ子等と接触したとき、入れ子等に歪みが生じ、入れ子等が破損する場合がある。熱衝撃強度は、ガラスの結晶化度とも関係し、１０％以上の結晶化度を有する結晶化ガラスから入れ子等を作製すれば、成形時に入れ子等が割れることを確実に防止し得る。
【００４７】
ここで、結晶化ガラスとは、原ガラスに少量のＴｉＯ2及びＺｒＯ2の核剤を添加し、１６００゜Ｃ以上の高温下で溶融した後、プレス、ブロー、ロール、キャスト法等によって成形され、更に結晶化のために熱処理を行い、ガラス中にＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶を成長させ、主結晶相がβ−ユークリプタイト系結晶及びβ−スポジュメン結晶が生成したものを例示することができる。あるいは又、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを１４００〜１５００゜Ｃで溶融後、水中へ移して砕いて小粒化を行った後、集積し、耐火物セッター上で板状に成形後、更に加熱処理を行い、β−ウォラストナイト結晶相が生成したものを例示することができる。更には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系ガラスを熱処理して雲母結晶を生成させたものや、核剤を含むＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを熱処理してコーディエライト結晶が生成されたものを例示することができる。
【００４８】
結晶化ガラスにおいては、ガラス基材中に存在する結晶粒子の割合を結晶化度という指標で表すことができる。そして、Ｘ線回折装置等の分析機器を用いて非晶相と結晶相の割合を測定することで結晶化度を測定することができる。
【００４９】
キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の圧力や熱膨張及び収縮により、入れ子のキャビティ面に載置された金属膜がずれることによって入れ子のキャビティ面に傷が発生することを防止するといった観点から、入れ子を構成する材料のビッカース硬度は、スタンパあるいは金属膜よりかなり硬度的に高くなければならず、５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、好ましくは７００ｋｇ／ｍｍ2以上、一層好ましくは８００ｋｇ／ｍｍ2以上、更に一層好ましくは９００ｋｇ／ｍｍ2以上であることが要求される。入れ子のビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2未満では、成形を繰り返すうちに入れ子のキャビティ面に傷が発生して、その傷が成形品表面に転写されるといった問題が生じ得る。尚、ビッカース硬度は、ＪＩＳ Ｒ１６１０に規定された方法にて測定することができる。
【００５０】
入れ子を構成する材料のヤング率は、４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、好ましくは１４．７×１０10Ｎ／ｍ2（１．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上であることが要求される。ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2未満の場合、溶融熱可塑性樹脂の圧力によって入れ子のキャビティ面が変形する虞があり、その結果、成形品に歪みが発生する場合がある。
【００５１】
入れ子あるいは第２の入れ子の厚さは、０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍ乃至４．０ｍｍであることが望ましい。入れ子等の厚さが０．５ｍｍ未満では、入れ子等の断熱性が不足し、転写性が向上できず、あるいは又、入れ子等の剛性不足により、成形品に反りが生じたり、入れ子等に破損等が発生する虞がある。一方、入れ子等の厚さが５．０ｍｍを超えると、断熱効果が高くなりすぎるために、成形サイクルの長時間化に繋がるといった問題が発生する。ここで、入れ子等の厚さと熱伝導率の関係は、転写性向上と成形サイクルの短縮化を考慮し、薄い入れ子等を用いる場合には熱伝導率の低い材料から入れ子等を作製し、厚い入れ子等を用いる場合には熱伝導率の高い材料から入れ子等を作製することが好ましい。
【００５２】
研削加工等によって所定形状に加工した後、入れ子等の装着時に入れ子等が金型部に設けられた装着部から落下して破損する虞がない場合、あるいは又、接着剤を用いることなく入れ子等を装着部に装着可能な場合には、接着剤を用いずに入れ子等を金型部に設けられた装着部に直接装着することができる。あるいは又、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系等の中から選択された熱硬化性接着剤を用いて、入れ子等を装着部に接着してもよいし、ボルト等によって入れ子等を装着部に接着してもよい。尚、装着部が設けられた装着用中子を金型部に取り付け、かかる装着用中子の装着部に入れ子等を装着してもよい。
【００５３】
本発明の射出成形方法において成形される成形品として、光ディスク基板を例示することができる。そして、光ディスク基板を成形する場合、金属膜の表面に設けられた凹凸部は、光ディスク基板においてトラックピッチが０．７６μｍ以下であるグルーブ又はピットを形成するために設けられている構成とすることが好ましい。
【００５４】
本発明での使用に適した熱可塑性樹脂として、結晶性熱可塑性樹脂や非晶性熱可塑性樹脂を挙げることができ、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール，ＰＯＭ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；メタクリル系樹脂；ポリカーボネート樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂；液晶ポリマーを例示することができる。尚、成形品を光ディスク基板や導光板とする場合、熱可塑性樹脂として透明なポリカーボネート樹脂を使用することが好ましい。
【００５５】
更には、本発明においては、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ポリマーアロイ材料は、単独の熱可塑性樹脂のそれぞれが有する特有な性能を合わせ持つことができる高機能材料として広く使用されている。少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂；ポリオキシメチレン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂を挙げることができる。２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂／ＡＢＳ樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＨＩＰＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミドＭＸＤ６樹脂、ポリオキシメチレン樹脂／ポリウレタン樹脂、ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂を例示することができる。
【００５６】
尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、染顔料等を添加することができるし、ガラスビーズ、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム等の無機充填材、あるいは有機充填材を添加することもできる。
【００５７】
本発明においては、入れ子を構成する材料の熱伝導率及び厚さを規定するが故に、入れ子のキャビティ面と接触した溶融熱可塑性樹脂に固化層が形成されることを回避でき、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の急冷を防ぐことができる。また、入れ子を構成する材料のビッカース硬度及びヤング率を規定するが故に、成形を繰り返すうちに入れ子のキャビティ面に傷が発生して、その傷が成形品表面に転写されるといった問題や、入れ子のキャビティ面の変形といった問題の発生を確実に回避することができる。しかも、キャビティに面した入れ子の表面に、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパを載置し、あるいは又、金属膜を成膜するので、微細な凹凸部を成形品表面に転写することができる。そして、金型組立体の耐久性に優れるばかりか、成形品の反りや歪みを低減することができ、しかも、微細な凹凸部を容易に、且つ、安定して成形品表面に転写することができる。
【００５８】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００５９】
（実施例１）
実施例１は、本発明の第１の態様に係る金型組立体及び射出成形方法に関する。実施例１の金型組立体の模式的な断面図を図１に示し、入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図２の（Ａ）に示し、入れ子の模式的な断面図を図２の（Ｂ）に示す。
【００６０】
実施例１の金型組立体は、第１の金型部（固定金型部）１０及び第２の金型部（可動金型部）１１から成り、型締め時、キャビティ１３が形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、第１の金型部１０の内部に配設された入れ子２０（以下、便宜上、第１の入れ子２０と呼ぶ）と、キャビティ１３に面した第１の入れ子２０の表面（第１の入れ子２０のキャビティ面２１）に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパ２７と、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３内に射出するためのゲート部１２を備えている。尚、図１及び図２の（Ａ）においては、スタンパ２７の表面に設けられた凹凸部の図示を省略した。実施例１の金型組立体は、更に、第１の金型部１０にボルト４１を用いて取り付けられ、キャビティ１３の一部を構成し、第１の入れ子２０の端部を被覆する被覆プレート４０を備えている。また、実施例１の金型組立体は、第２の金型部１１の内部に配設された第２の入れ子３０を更に備えている。
【００６１】
第１の入れ子２０は、結晶化ガラスから作製されており、その熱伝導率は１．５１（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３６ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］であり、ビッカース硬度は８００ｋｇ／ｍｍ2であり、ヤング率は８．８×１０10Ｎ／ｍ2（０．９×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）であり、厚さは３ｍｍである。第１の入れ子２０の形状は、直径１２４．８ｍｍの円形であり、中央部には直径３５．４ｍｍの貫通孔２２が設けられている。第１の入れ子２０の端部（エッジ部）、及び、貫通孔２２の端部（エッジ部）には、０．３ｍｍのＣ面カットが施されており、応力の集中を回避している。また、第１の入れ子２０のキャビティ面２１は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。
【００６２】
第１の入れ子２０のキャビティ面２１にはスタンパ２７が着脱自在に載置されている。このスタンパ２７は、厚さが０．３ｍｍのニッケル（Ｎｉ）膜から成り、直径が１２９．８ｍｍであり、中央部には直径３５．５ｍｍの穴が設けられている。また、キャビティ１３に面するスタンパ２７の表面には、トラックピッチ０．７０μｍ、グルーブ高さ１５０ｎｍの微細な凹凸部を成形品に形成するために、微細な凹凸部が設けられている。一方、第１の入れ子２０に面するスタンパ２７の裏面は平坦である。スタンパ２７を、ガラス面にフォトレジストを用いて凹凸部を設けたマザー型を使用し、電鋳法により作製した。尚、凹凸部をグルーブ部のみに設けた。
【００６３】
第２の入れ子３０は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）から作製されており、その熱伝導率は４．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］であり、ビッカース硬度は１２００ｋｇ／ｍｍ2であり、ヤング率は２０．６×１０10Ｎ／ｍ2（２．１×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）であり、厚さは３ｍｍである。尚、ジルコニアＺｒＯ2中に含有される部分安定化剤であるイットリアＹ2Ｏ3は３モル％である。第２の入れ子３０の形状は、直径１２０．６ｍｍの円形であり、中央部には直径３０．３ｍｍの貫通孔が設けられている。第２の入れ子３０の端部（エッジ部）、及び、貫通孔の端部（エッジ部）には、０．３ｍｍのＣ面カットが施されており、応力の集中を回避している。第２の入れ子３０のキャビティに面した表面（第２の入れ子３０のキャビティ面）は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。
【００６４】
第２の入れ子３０のキャビティ面、側面、及び、貫通孔の内面には、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇから成る活性金属層３２が形成されている。活性金属層３２の厚さは４０μｍである。活性金属層３２を、焼き付け温度８５０゜Ｃの活性金属ソルダー法によって形成した。その後、ニッケルメッキを施し、活性金属層３２上にニッケル（Ｎｉ）から成る第２の金属膜３１を成膜した。そして、第２の入れ子３０全体の外形が、直径１２０．８ｍｍ、貫通孔の直径が３０．５ｍｍ、厚さが３．０３ｍｍとなるように、金属加工機にて第２の金属膜３１の切削及び研削加工を行った。第２の金属膜３１のキャビティ１３に面した表面は平坦である。
【００６５】
実施例１においては、スタンパ２７を第１の入れ子２０のキャビティ面２１に着脱自在に載置するので、成形時、キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑性樹脂の流動によってスタンパ２７が動かないように、スタンパ２７を、第１の入れ子２０の周辺部における真空吸着によって第１の入れ子２０のキャビティ面２１に固定する。具体的には、図２の（Ａ）に示すように、第１の入れ子２０の周辺部に複数の貫通孔部２３を設け、かかる貫通孔部２３を塞ぐようにスタンパ２７を第１の入れ子２０のキャビティ面２１に載置する。貫通孔部２３は、第１の金型部１０に設けられた孔部１４を介して真空吸引装置（図示せず）に接続されている。
【００６６】
第１の金型部１０、第２の金型部１１、及び、被覆プレート４０を鋼材から作製した。そして、第１の入れ子２０をエポキシ系接着剤を用いて第１の金型部１０に固定した。その後、第１の入れ子２０のキャビティ面２１にスタンパ２７を載置した。そして、第１の入れ子２０の端部上におけるスタンパ２７と被覆プレート４０との間のクリアランスＣ1が０．００５ｍｍとなるように、また、オーバーラップ量（被覆量）ＯＬが２ｍｍとなるように、被覆プレート４０をボルト４１を用いて第１の金型部１０に取り付けた。次に、鋼材から作製したスリーブ５０（便宜上、第１のスリーブ５０と呼ぶ）を、第１の入れ子２０の中央部に設けられた貫通孔２２を通して第１の金型部１０に装着した。第１のスリーブ５０の先端部によって貫通孔２２の近傍のスタンパ２７の部分は被覆される。スリーブ５０の先端部の外径を３５．４８ｍｍとした。第１のスリーブ５０の先端部とスタンパ２７のこの部分との間のクリアランスＣ2を５μｍとした。また、第１の入れ子２０に設けられた貫通孔２２と第１のスリーブ５０との間のクリアランスは１０μｍであった。第１のスリーブ５０内にゲート部１２を配設した。尚、スタンパ２７は、第１のスリーブ５０によっても第１の入れ子２０のキャビティ面２１に固定されている。
【００６７】
一方、第２の入れ子３０をエポキシ系接着剤を用いて第２の金型部１１に固定した。そして、鋼材から作製した第２のスリーブ５１を、第２の入れ子３０の中央部に設けられた貫通孔を通して第２の金型部１１に装着した。第２の入れ子３０に設けられた貫通孔の内面の第２の金属膜３１と第２のスリーブ５１との間のクリアランスは１０μｍであった。
【００６８】
こうして得られた金型組立体を用いて、光ディスク基板を射出成形した。光ディスク基板を成形するにあたって、キャビティ１３の大きさを、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍとした。成形機として、住友重機械工業株式会社製ＳＤ４０を使用し、熱可塑性樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＨ４０００）を使用した。そして、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めし、孔部１４、貫通孔部２３を介して真空吸引装置（図示せず）により、第１の入れ子２０のキャビティ面２１に載置されたスタンパ２７を真空吸着した。そして、溶融熱可塑性樹脂温度３６０゜Ｃ、金型温度１００゜Ｃ、保持圧力５０ＭＰａ、型締め圧２０トンの条件にて、キャビティ１３内にゲート部１２から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品（光ディスク基板）を取り出した。
【００６９】
得られた光ディスク基板の表面における凹凸部の転写率は９５％であった。ここで、転写率とは、（成形品表面の凹凸部高さ平均値）／（金属膜に設けられた凹凸部高さ平均値）×１００で規定される値である。光ディスク基板には反りが殆ど認められなかった。１万回、射出成形を行ったが、第１の入れ子２０、スタンパ２７、第２の入れ子３０、第２の金属膜３１に損傷や傷の発生は認められなかった。
【００７０】
尚、第１の入れ子２０を結晶化ガラスから作製する代わりに、以下の実施例にて説明する部分安定化ジルコニアから作製してもよい。
【００７１】
（比較例１）
比較例１においては、第１の入れ子及び第２の入れ子を鋼材（商品名：ＳＴＡＶＡＸ）から作製した。鋼材の熱伝導率は４１．８（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］であり、ビッカース硬度は５４０ｋｇ／ｍｍ2であり、ヤング率は２０．６×１０10Ｎ／ｍ2（２．１×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）である。
【００７２】
第１の入れ子の厚さを３ｍｍ、第２の入れ子の厚さを３．０３ｍｍとした。第１の入れ子の形状は、直径１２４．８ｍｍの円形であり、中央部には直径３５．４ｍｍの貫通孔が設けられている。また、第１の入れ子のキャビティ面は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。第１の入れ子のキャビティ面にはスタンパが載置されている。このスタンパは、実施例１におけるスタンパ２７と同じものである。
【００７３】
第２の入れ子の形状は、直径１２０．８ｍｍの円形であり、中央部には直径３０．５ｍｍの貫通孔が設けられている。第２の入れ子のキャビティ面は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。第２の入れ子には、実施例１と異なり、活性金属層や第２の金属膜は設けられていない。
【００７４】
第１の金型部、第２の金型部、及び、被覆プレートを鋼材から作製した。そして、第１の入れ子をエポキシ系接着剤を用いて第１の金型部に固定した。その後、第１の入れ子のキャビティ面にスタンパを載置した。そして、第１の入れ子の端部上におけるスタンパと被覆プレートとの間のクリアランスＣ1がゼロとなるように、また、オーバーラップ量（被覆量）ＯＬが２ｍｍとなるように、被覆プレートをボルトを用いて第１の金型部に取り付けた。次に、鋼材から作製した第１のスリーブを、第１の入れ子の中央部に設けられた貫通孔を通して第１の金型部に装着した。第１のスリーブの先端部によって貫通孔近傍のスタンパの部分は被覆される。第１のスリーブの先端部とスタンパのこの部分との間のクリアランスをゼロとした。
【００７５】
一方、第２の入れ子をエポキシ系接着剤を用いて第２の金型部に固定した。そして、鋼材から作製した第２のスリーブを、第２の入れ子の中央部に設けられた貫通孔を通して第２の金型部に装着した。第２の入れ子に設けられた貫通孔の内面と第２のスリーブとの間のクリアランスは１０μｍであった。
【００７６】
こうして得られた金型組立体を用いて、光ディスク基板を射出成形した。成形機、熱可塑性樹脂及び成形条件を、実施例１と同様とした。
【００７７】
得られた光ディスク基板の表面における凹凸部の転写率は５０％であった。しかも、光ディスク基板には大きな反りが発生していた。
【００７８】
（実施例２）
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２においては、キャビティ１３に面した第１の入れ子２０の表面（第１の入れ子２０のキャビティ面２１には、薄膜２８が形成されている。そして、スタンパ２７は、薄膜２８上に着脱自在に載置されている。ここで、薄膜２８は、ＰＶＤ法にて成膜された厚さ１μｍのＴｉＮから成る。実施例２における入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図３に示す。この点を除き、実施例２の入れ子２０、スタンパ２７、金型組立体、射出成形方法は、実施例１と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
（実施例３）
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３においては、第１の入れ子２０の端部及び側面はメッキ層２５で被覆されている。入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図４に示す。ここで、メッキ層２５は、厚さ０．３ｍｍのニッケル層から成る。第１の入れ子２０は、導電性付与剤としてＦｅ2Ｏ3を含有した部分安定化ジルコニアから成る。メッキ層を形成しない入れ子２０の部分のマスク層を形成し、露出した第１の入れ子２０の部分に電気メッキ法にてメッキ層２５を成膜すればよい。メッキ層２５の形成後、メッキ層２５を切削加工することが好ましい。これによって、メッキ層２５と被覆プレート４０との間のクリアランスが例えばゼロとなるように、被覆プレート４０をボルト（図示せず）を用いて第１の金型部１０に取り付けることができるし、第１の入れ子２０の端部の損傷発生をメッキ層２５によって確実に抑制することができる。この点を除き、実施例３の入れ子２０、スタンパ２７、金型組立体、射出成形方法は、実施例１と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、実施例３と実施例２とを組み合わせてもよい。このような構造の入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図５に示す。
【００８０】
（実施例４）
実施例４は、本発明の第２の態様に係る金型組立体及び及び射出成形方法に関する。実施例４においては、第１の入れ子２０を部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）から作製した。また、射出圧縮成形法を採用した。更には、被覆プレートの構成が、実施例１と若干異なっている。実施例４の金型組立体の模式的な断面図を図６に示す。尚、図６は、可動中子が第１の金型部に最も近づいた状態を示す。また、第１の入れ子の断面は、図２の（Ｂ）に示したと同じ構造を有する。
【００８１】
実施例４の金型組立体も、第１の金型部（固定金型部）１０及び第２の金型部（可動金型部）１１から成り、型締め時、キャビティ１３が形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、第１の金型部１０の内部に配設された第１の入れ子２０と、キャビティ１３に面した第１の入れ子２０の表面（第１の入れ子２０のキャビティ面２１）に形成された活性金属層２４と、活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜（便宜上、第１の金属膜と呼ぶ）１２７と、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３内に射出するためのゲート部１２を備えている。尚、図６においては、第１の金属膜１２７の表面に設けられた凹凸部の図示を省略した。また、実施例４の金型組立体は、実施例１と同様に、第２の金型部１１の内部に配設された第２の入れ子３０を更に備えている。
【００８２】
実施例４の金型組立体は、更に、第１の金型部１０にボルト（図示せず）を用いて取り付けられ、第１の入れ子２０の端部を被覆したメッキ層２５を被覆する第１の被覆プレート４２を備えており、また、第２の金型部１１にボルト（図示せず）を用いて取り付けられ、キャビティ１３の一部を構成し、第１の入れ子２０の端部を被覆する第２の被覆プレート４３を備えている。
【００８３】
第１の入れ子２０は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）から作製されており、その熱伝導率、ビッカース硬度、ヤング率は、実施例１の第２の入れ子３０を構成するＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3と同じ値を有し、厚さは３ｍｍである。第１の入れ子２０の形状は、直径１２４．６ｍｍの円形であり、中央部には直径３６．１ｍｍの貫通孔２２が設けられている。第１の入れ子２０の端部（エッジ部）、及び、貫通孔２２の端部（エッジ部）には、０．３ｍｍのＣ面カットが施されており、応力の集中を回避している。また、第１の入れ子２０のキャビティ面２１は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。
【００８４】
第１の入れ子２０のキャビティ面２１、側面２６及び貫通孔２２の内面には、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇから成る活性金属層２４が形成されている。活性金属層２４の厚さは４０μｍである。活性金属層２４を、焼き付け温度８５０゜Ｃの活性金属ソルダー法によって形成した。その後、ニッケルメッキを施し、活性金属層２４上にニッケル（Ｎｉ）から成る厚さ０．３ｍｍの第１の金属膜１２７を成膜した。そして、第１の入れ子２０全体の外形が、直径１２５．２ｍｍ、貫通孔２２の直径が３５．５ｍｍ、厚さが３．０３ｍｍとなるように、金属加工機にて第１の金属膜１２７の切削及び研削加工を行った。次いで、第１の入れ子２０の側面２６の第１の金属膜１２７上に、厚さ５ｍｍのニッケルから成るメッキ層２５を形成した。その後、キャビティ１３に面する第１の金属膜１２７の表面に、幅（トラックピッチに相当する）５００ｎｍ、深さ（グルーブ高さに相当する）２００ｎｍの微細な凹凸部をレーザを用いて設けた。凹凸部はグルーブ部のみに設けた。尚、実施例４においては、第１の金属膜１２７を第１の入れ子２０のキャビティ面２１の上の活性金属層２４上に成膜したので、実施例１と異なり、真空吸着によって第１の入れ子２０のキャビティ面２１に第１の金属膜を固定する必要はない。
【００８５】
一方、第２の入れ子３０を実施例１と同様に作製した。
【００８６】
第１の金型部１０、第２の金型部１１、可動中子１５、及び、被覆プレート４０を鋼材から作製した。そして、第１の入れ子２０をエポキシ系接着剤を用いて第１の金型部１０に固定した。そして、第１の入れ子２０の側面２６におけるメッキ層２５と第１の被覆プレート４２との間のクリアランスがゼロとなるように、第１の被覆プレート４２をボルト（図示せず）を用いて第１の金型部１０に取り付けた。次に、鋼材から作製した第１のスリーブ５０を、第１の入れ子２０の中央部に設けられた貫通孔２２を通して第１の金型部１０に装着した。第１のスリーブ５０の先端部によって貫通孔２２の近傍の第１の金属膜１２７の部分は被覆される。スリーブ５０の先端部の外径を３５．４８ｍｍとした。第１のスリーブ５０の先端部と第１の金属膜１２７のこの部分との間のクリアランスＣ2を５μｍとした。更には、可動中子が第１の金型部１０に最も近づいたときの、第２の被覆プレート４３と第１の金属膜１２７との間のクリアランスＣ1を４μｍとした。また、第１の入れ子２０に設けられた貫通孔２２と第１のスリーブ５０との間のクリアランスは１０μｍであった。第１のスリーブ５０内にゲート部１２を配設した。
【００８７】
一方、第２の入れ子３０をエポキシ系接着剤を用いて可動中子１５に固定した。そして、鋼材から作製した第２のスリーブ５１を、第２の入れ子３０の中央部に設けられた貫通孔を通して第２の金型部１１に装着した。第２の入れ子３０に設けられた貫通孔の内面の第２の金属膜３１と第２のスリーブ５１との間のクリアランスは１０μｍであった。
【００８８】
こうして得られた金型組立体を用いて、光ディスク基板を射出成形した。成形機として、住友重機械工業株式会社製ＳＤ４０を使用し、実施例１と同じポリカーボネート樹脂を使用した。そして、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした。次いで、溶融熱可塑性樹脂温度３６０゜Ｃ、金型温度１００゜Ｃ、圧縮力４０トンの条件にて、キャビティ１３内にゲート部１２から溶融熱可塑性樹脂を射出した。溶融熱可塑性樹脂の射出完了と同時に、油圧装置１６を作動させて可動中子１５を第１の金型部１０に近づく方向に移動させた。移動量を０．１ｍｍとした。その後、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品（光ディスク基板）を取り出した。
【００８９】
得られた光ディスク基板の表面における凹凸部の転写率は９９％であった。また、光ディスク基板には反りが殆ど認められなかった。１万回射出成形を行ったが、第１の入れ子２０、第１の金属膜１２７、第２の入れ子３０、第２の金属膜３１に損傷や傷の発生は認められなかった。
【００９０】
（実施例５）
実施例１〜実施例４においては、専ら光ディスク基板の成形を例にとり説明したが、成形品は光ディスク基板に限定されない。成形品として、他に、例えば、導光板を挙げることができる。
【００９１】
パーソナルコンピュータや携帯電話、ＰＤＡ等にて使用される液晶表示装置には、液晶表示装置の薄型、軽量化、省電力、高輝度・高精細化の要求に対処するために、面状光源装置が組み込まれている。そして、この面状光源装置には、一般に、テーパー状の傾斜面を有する楔形の導光板が備えられている。この導光板は、平坦な第１面と、この第１面と対向する平坦な第２面を有し、一般に、透明な材料から作製されている。
【００９２】
導光板６０の模式的な断面図を図９の（Ａ）に示し、模式的な斜視図を図１０に示す。この導光板６０は、第１面６１、及び、この第１面６１と対向した略平面の第２面６３を有する。そして、第１面６１の表面部には、実施例５においては、高さ５μｍ、ピッチ２００μｍの凹凸部６２が設けられている。第１面６１の表面部に設けられた凹凸部６２は、導光板６０への光入射方向（図９の（Ａ）に白抜きの矢印で示す）と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って延びる連続した凹凸形状を有する。即ち、導光板６０への光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０を切断したときの凹凸部６２の断面形状は鋸歯形状（三角形）である。導光板６０は、全体として楔状の切頭四角錐形状を有し、切頭四角錐の２つの対向する側面が第１面６１及び第２面６３に相当し、切頭四角錐の底面に相当する側面（厚肉端部６４）から光が入射し、第１面６１及び第２面６３から光が射出する。厚肉端部６４の厚さを１．２ｍｍ、切頭四角錐の頂面に相当する側面（薄肉端部６５）の厚さを１．０ｍｍ、幅を４０ｍｍ、長さを６０ｍｍとした。尚、幅とは、鋸歯（プリズム）形状の凹凸部６２と平行な方向（図９の（Ａ）の紙面垂直方向）の長さを意味する。
【００９３】
図１１の（Ａ）及び図１２の（Ａ）に模式的な断面図を示す実施例５の金型組立体は、（Ａ）第１の金型部（可動金型部）２１０及び第２の金型部（固定金型部）２１１から成り、型締め時、キャビティ２１３が形成される、透明樹脂製の導光板を成形するための金型と、（Ｂ）キャビティ２１３内に溶融熱可塑性樹脂を導入するためのサイドゲート方式のゲート部（図示せず）と、（Ｃ）第１の金型部２１０に配設され、キャビティ２１３の一部を構成する入れ子２２０を備えている。尚、図１１の（Ａ）には金型組立体を型締めした状態を示し、図１２の（Ａ）には金型組立体を型開きした状態を示す。金型組立体には、ボルト２４１によって第１の金型部２１０に取り付けられ、キャビティ２１３の一部を構成し、入れ子２２０の端面を被覆する被覆プレート２４０が更に備えられている。尚、被覆プレート２４０は入れ子２２０の全周の端面を被覆している。また、被覆プレート２４０にはゲート部（図示せず）が設けられている。
【００９４】
図１２の（Ｂ）に模式的な拡大した断面図を示し、図１１の（Ｂ）に模式的な拡大された一部断面図を示す入れ子２２０（厚さ３．０ｍｍ）は、このような導光板６０の第１面６１を成形するために用いられ、部分安定化剤としてイットリア（Ｙ2Ｏ3）を含有した部分安定化ジルコニア（部分安定化された酸化ジルコニウム，ＺｒＯ2）から成る。そして、導光板６０の凹凸部６２を形成するために、キャビティ２１３に対向する入れ子２２０の表面に、凹凸部２２８が設けられた金属膜から成るスタンパ２２７が着脱自在に載置されている。ここで、スタンパ２２７は、実施例１と同様に、入れ子２２０の周辺部における真空吸着によって入れ子２２０の表面２２０Ａに固定されている。尚、入れ子２２０の模式的な断面図を図１１の（Ｃ）に示す。ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3という組成を有する部分安定化ジルコニア中に含有される部分安定化剤の割合を３モル％とした。部分安定化ジルコニアの熱伝導率は約４．２Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）である。スタンパ２２７に設けられた鋸歯（プリズム）形状の凹凸部２２８の深さｄは５μｍであり、ピッチＰは２００μｍであり、鋸歯形状（三角形）を有する。スタンパ２２７に設けられた凹凸部２２８は、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って延びる連続した凹凸形状を有し、更には、導光板６０の第１面６１に形成された凹凸部６２と相補的な形状を有する。スタンパ２２７に設けられた凹凸部２２８の表面（より具体的には、凹凸部全体の表面）の表面粗さＲZを０．２μｍ以下（具体的には、平均値でＲZ＝０．０１μｍ）とした。
【００９５】
スタンパ２２７は、電鋳法によって作製された厚さ２５０μｍのＮｉ層の１層から成る。尚、キャビティ２１３に対向する入れ子２２０の表面の表面粗さＲZは０．０５μｍである。
【００９６】
第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において被覆プレート２４０と対向する入れ子２２０の部分の表面２２０Ｂには、表面が平坦なメッキ層２２５（図１２の（Ｂ）参照）が形成されている。
【００９７】
入れ子２２０を、ジルコニア（ＺｒＯ2）粉末及びＹ2Ｏ3粉末の混合品をプレス成形した後、焼成して作製した（図１１の（Ｃ）の模式的な断面図参照）。その後、キャビティ２１３に対向する入れ子２２０の表面（表面２２０Ａと呼ぶ）及び被覆プレート２４０と対向する入れ子２２０の表面（表面２２０Ｂと呼ぶ）に対してダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、かかる表面２２０Ａ，２２０Ｂの表面粗さＲZを０．０５μｍとした。その後、メッキ層２２５を形成すべき部分以外の入れ子２２０の部分をマスキングして、無電解メッキ法及び電気メッキ法にて、ニッケル層を形成し、更にその上に無電解メッキ法にてＮｉ−Ｐ層を形成した。こうして、ニッケル層とＮｉ−Ｐ層の２層から成るメッキ層２２５を得ることができる。
【００９８】
一方、第１の金型部（可動金型部）２１０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、切削加工を行い、入れ子装着部を設けた。表面２２０Ｂ上に形成されたメッキ層２２５を金属加工用の平面切削機を用いて切削した。そして、スタンパ２２７を入れ子２２０の表面２２０Ａに載置した後、入れ子装着部に入れ子２２０を装着し、入れ子２２０の端面を被覆プレート２４０で被覆し、被覆プレート２４０をボルト２４１で第１の金型部２１０に固定した。
【００９９】
また、第２の金型部（固定金型部）２１１を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、切削加工を行い、入れ子装着部を設けた。そして、入れ子装着部に接着剤を用いて第２の入れ子２３０を固定した。尚、第２の入れ子２３０の構成は、貫通孔がないことを除き、実施例１の第２の入れ子３０の構成と同じである。尚、図１１の（Ａ）及び図１２の（Ａ）においては、第２の入れ子２３０に、実施例１の第２の入れ子３０と同様に活性金属層を形成したが、活性金属層の図示は省略した。また、第２の入れ子２３０は、第２の入れ子３０と同様の方法で作製することができ、第２の入れ子２３０の表面には第２の金属膜２３１が形成されている。尚、第２の金属膜２３１の表面粗さＲZは０．０１μｍである。
【０１００】
このように作製した第１の金型部（可動金型部）２１０と第２の金型部（固定金型部）２１１とを組み付けて実施例５の金型組立体を得た。第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、入れ子２２０と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ21は０．００１ｍｍであり、且つ、入れ子２２０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ21は２．０ｍｍであった。また、第２の入れ子２３０と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ43も０．００１ｍｍであり、第２の入れ子２３０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ43は２．０ｍｍであった。このような構造にすることで、入れ子２２０及び第２の入れ子２３０の端部は、キャビティ２１３内に導入された溶融熱可塑性樹脂と接触しなくなる。
【０１０１】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、入れ子２２０や第２の入れ子２３０に割れ等の損傷は発生しなかった。また、スタンパ２２７や第２の金属膜２３１にも損傷は生じなかった。
【０１０２】
成形装置としてゾディック株式会社製、ＴＲ１００ＥＨ射出成形機を用いた。また、透明な熱可塑性樹脂として重量平均分子量１．６×１０4のポリカーボネート樹脂を使用して、射出成形を行なった。成形条件を下記の表１のとおりとした。ゲート部（サイドゲート構造を有する）を介してキャビティ２１３内へ溶融ポリカーボネート樹脂を導入（射出）した。そして、所定量の溶融ポリカーボネート樹脂をゲート部を介してキャビティ２１３内に導入（射出）した後、キャビティ２１３内のポリカーボネート樹脂を冷却、固化させ、３０秒後に金型組立体の型開きを行い、導光板６０を金型組立体から取り出した。
【０１０３】
［表１］
金型温度：１００゜Ｃ
樹脂温度：３００゜Ｃ
射出圧力：１．４７×１０8Ｐａ（１５００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）
【０１０４】
得られた導光板６０には鋸歯（プリズム）形状の凹凸部６２が綺麗に転写されていた。
【０１０５】
こうして得られた導光板６０の模式的な断面図を図９の（Ａ）に示す。導光板６０を組み込んだエッジ式のバックライト式面状光源装置にあっては、図９の（Ｂ）に概念図を示すように、導光板６０の第２面６３が液晶表示装置７０と対向するように配置されている。そして、光源７１から射出され、導光板６０の楔形の厚肉端部６４から入射した光は、第１面６１で反射されて第２面６３から射出される光、及び、第１面６１を透過する光に分けられる。第１面６１を透過した光は、第１面６１と対向する位置に配置された反射部材７２によって反射させられ、導光板６０に再び入射し、第２面６３から射出される。第２面６３から射出された光は、第２面６３と対向して配置された液晶表示装置７０へと導かれる。液晶表示装置７０と導光板６０の第２面６３との間には、拡散シート７３及びプリズムシート７６が１枚、配置され、光を均一に拡散させている。尚、プリズムシート７６の表面に設けられた連続した凸形状を有する凸部（図示せず）は、導光板６０への光入射方向と略平行の方向に沿って延びている。
【０１０６】
また、エッジ式のフロントライト式面状光源装置にあっては、図９の（Ｃ）に概念図を示すように、導光板６０の第２面６３が液晶表示装置７０と対向するように配置されている。そして、光源７１から射出され、導光板６０の楔形の厚肉端部６４から入射した光を、第１面６１の凹凸部６２にて反射させ、第２面６３から射出させる。そして、第２面６３と対向する位置に配置された液晶表示装置７０を通過させ、反射部材７５によって反射させ、再び液晶表示装置７０を通過させる。この光は、更に、位相差フィルム７４及び導光板６０の第２面６３に形成された反射防止層（図示せず）を通過して導光板６０の第１面６１から射出され、画像として認識される。フロントライト式面状光源装置の方がバックライト式面状光源装置よりも明るく、また、昼間ならば外光のみで明るくできる方式であるが故に、消費電力を低減できるといった利点がある。
【０１０７】
（比較例２）
比較例２においては、入れ子２２０及び第２の入れ子２３０を鋼材から作製した。そして、実施例５と同じ金型にこれらの入れ子２２０，２３０を組み込み、実施例５と同じ射出成形機を使用し、実施例５と同じポリカーボネート樹脂を用い、実施例５と同じ条件にて射出成形を行った。しかしながら、表１に示した射出圧力では不十分であったが故に、射出圧力を２．１６×１０8Ｐａ（２２００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）として、射出成形を行った。しかしながら、得られた導光板には鋸歯（プリズム）形状の凹凸部６２が十分に転写されていなかった。
【０１０８】
導光板の変形例を、以下に説明する。
【０１０９】
導光板６０Ａの模式的な断面図を図１３の（Ａ）に示し、模式的な斜視図を図１４に示す。この導光板６０Ａにおいては、第１面６１の表面部に設けられた凸部６２Ａは、導光板６０Ａへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って延びる連続した凸形状を有し、導光板６０Ａへの光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０Ａを切断したときの連続した凸形状の断面形状は台形である。尚、図における参照番号で、図９の（Ａ）に示したと同じ参照番号は、同じ構成要素を意味する。
【０１１０】
また、導光板６０Ｂの模式的な断面図を図１３の（Ｂ）に示し、模式的な平面図を図１５に示す。この導光板６０Ｂにおいては、第１面６１の表面部に設けられた凸部６２Ｂは、導光板６０Ｂへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凸形状を有し、導光板６０Ｂへの光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０Ｂを切断したときの不連続の凸形状は角錐である。
【０１１１】
更には、導光板６０Ｃの模式的な断面図を図１３の（Ｃ）に示し、模式的な平面図を図１６に示す。この導光板６０Ｃにおいては、第１面の表面部に設けられた凸部６２Ｃは、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凸形状を有し、不連続の凸形状の形状は略半球である。
【０１１２】
また、導光板６０Ｄの模式的な断面図を図１３の（Ｄ）に示し、模式的な平面図を図１７に示す。この導光板６０Ｄにおいては、第１面の表面部に設けられた凸部６２Ｄは、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凸形状を有し、不連続の凸形状の形状は円柱である。
【０１１３】
導光板６０Ｅへの光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０Ｅを切断したときの凹部６２Ｅの断面形状が三角形である場合の模式的な断面図を図１８の（Ａ）に示し、模式的な斜視図を図１９に示す。
【０１１４】
また、第１面６１の表面部に設けられた凹部６２Ｆが、導光板６０Ｆへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凹形状を有し、不連続の凹形状の形状が略半球である導光板６０Ｆの模式的な断面図を図１８の（Ｂ）に示す。尚、模式的な平面図は、参照番号が異なることを除き、図１６と実質的に同様である。
【０１１５】
更には、第１面６１の表面部に設けられた凹部６２Ｇが、導光板６０Ｇへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凹形状を有し、不連続の凹形状の形状が円柱である導光板６０Ｇの模式的な断面図を図１８の（Ｃ）に示す。尚、模式的な平面図は、参照番号が異なることを除き、図１７と実質的に同様である。
【０１１６】
実施例５においては、液晶表示装置に組み込む面状光源装置について説明したが、例えば輸送手段における灯具に代表される灯具等に導光板を適用した例を図２０の（Ａ）に模式的な断面図で示す。この灯具にあっては、プラスチックス製の基部８１の内側底面に平面状の反射板８３が固定され、その上方に導光板６０が固定されている。導光板６０の側面（切頭四角錐の底面に相当する側面６４）には、例えば発光ダイオードから成る光源８０が配設されている。導光板６０の上方には、拡散シート７３及びプリズムシート７６が固定されている。基部８１の上部は、プラスチックス製の光を透過するカバー８２によって覆われている。尚、灯具から射出される光を矢印で示す。例えば、第２面６３に拡散ドットパターンを設ければ、拡散シート７３は不要である。このような構成とすることで、光を透過するカバー８２に凹凸を設けなくとも均一な輝度分布、高輝度を達成することができると共に、反射板８３を平面状とすることができる。尚、導光板は、図９の（Ａ）に示した導光板に限定されるものではなく、導光板の変形例を用いることもできるし、灯具の構造、構成も例示である。
【０１１７】
例えば室内灯に代表される灯具等に本発明の導光板あるいは面状光源装置を適用した例を図２０の（Ｂ）に模式的な断面図で示す。この灯具にあっては、プラスチックス製の基部８５の内側底面に平面状の反射板８８が固定され、その下方に導光板６０が固定されている。導光板６０の側面（切頭四角錐の底面に相当する側面６４）には、例えば蛍光灯から成る光源８４が配設されている。基部８５の下部は、プラスチックス製の光を透過するカバー８６によって覆われている。尚、灯具から射出される光を矢印で示す。このような構成とすることで、光を射出するカバー８６に拡散パターンやレンズパターンを設けなくとも、均一な輝度分布、高輝度を達成することができると共に、反射板８８を平面状とすることができる。尚、基部８５の側面の部分に貫通孔８７を設けておき、係る貫通孔８７に例えば光ファイバーの一端を差し込み（図２０の（Ｂ）では白抜きの矢印で示す）、光源からの光あるいは太陽光を光ファイバーの他端に導入することによって、即ち、光源から射出された光を直接、導光板に導くだけでなく、間接的に導光板に導く構成とすることもできる。あるいは又、光源８４と光ファイバーを併設してもよいし、光源８４を着脱自在としたり、光源８４を移動可能とすることもできる。尚、尚、導光板は、図９の（Ａ）に示した導光板に限定されるものではなく、導光板の変形例を用いることもできるし、灯具の構造、構成も例示である。
【０１１８】
また、自動車、電車、船舶、航空機等の輸送手段における灯具や灯火（例えば、ヘッドライト、テールライト、ハイマウントストップライト、スモールライト、ターンシグナルランプ、フォグライト、室内灯、メーターパネル用ライト、各種のボタンに内蔵された光源、行き先表示灯、非常灯、非常口誘導灯等）、建築物における各種の灯具や灯火（外灯、室内灯、照明具、非常灯、非常口誘導灯等）、街路灯、信号機や看板、機械、装置等における各種の表示灯具、トンネルや地下通路等における照明具や採光部に、上述の導光板を採用することができる。
【０１１９】
以下、実施例５における金型組立体の変形例を説明する。
【０１２０】
型締めした状態を図２１の（Ａ）に模式的な断面図として示し、入れ子２２０の模式的な拡大された断面図を図２１の（Ｂ）に示すように、第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、スタンパ２２７と対向した第２の金型部２１１の対向面と、第２の金型部２１１の対向面と対向したスタンパ２２７の部分２２７Ａとの間のクリアランスＣ11を０．０３ｍｍ以下（Ｃ11≦０．０３ｍｍ）とする構造とすることもできる。第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、入れ子２２０に対する第２の金型部２１１の対向面の重なり量ΔＳ11を０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。第２の金型部２１１の対向面は、入れ子２２０の対向面と対向する第２の金型部２１１の面に設けられた一種の切り込み（切欠部２１７）である。尚、第２の金型部２１１のパーティング面の延在部等とすることもできる。
【０１２１】
あるいは又、図２２に模式的な断面図を示すように、第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態においてスタンパ２２７と対向する第２の入れ子２３０の部分の表面には、表面が平滑な第２の金属膜２３１Ａが形成されており、第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、第２の入れ子２３０と対向したスタンパ２２７の部分と、スタンパ２２７と対向した第２の入れ子２３０の部分との間のクリアランスＣ41は、０．０３ｍｍ以下（Ｃ41≦０．０３ｍｍ）である構造とすることもできる。第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、第２の入れ子２３０と対向した入れ子２２０の部分と、入れ子２２０と対向した第２の入れ子２３０の部分との重なり量ΔＳ41は０．５ｍｍ以上（ΔＳ41≧０．５ｍｍ）であることが好ましい。
【０１２２】
あるいは又、図２３に模式的な断面図を示すように、入れ子２２０と第２の入れ子２３０との間に配設され、第１の金型部２１０に取り付けられ、ゲート部（図示せず）が設けられた被覆プレート２４０を金型組立体は更に備えている構成とすることもできる。そして、スタンパ２２７と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ42、及び、第２の入れ子２３０と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ43は０．０３ｍｍ以下（Ｃ42，Ｃ43≦０．０３ｍｍ）であり、入れ子２２０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ42、及び、第２の入れ子２３０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ43は０．５ｍｍ以上（ΔＳ42，ΔＳ43≧０．５ｍｍ）であり、被覆プレート２４０は入れ子２２０及び第２の入れ子２３０の一部分とのみ重なり合っている構成とすることもできる。
【０１２３】
尚、これらの金型組立体の変形例においては、第２の金型部２１１や第２の入れ子２３０、被覆プレート２４０と対向する部分をスタンパ２２７とする代わりに、メッキ層とすることもできる。
【０１２４】
射出圧縮成形法にて導光板６０を成形することもできる。このような金型組立体の模式的な断面図を図２４に示す。この金型組立体は、第２の入れ子の代わりに、鋼製の可動中子２１５が設けられている点、この可動中子２１５を移動させるための油圧シリンダー２１６が設けられている点が、実施例５にて説明した金型組立体と相違している。油圧シリンダー２１６によって可動中子２１５を入れ子２２０に向かう方向に移動させることによって、キャビティ２１３の容積を変更することができる。金型組立体のその他の構成は、実施例５の金型組立体の構成と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１２５】
以上に説明した導光板を液晶表示装置に組み込めば、極めて明るい表示の液晶表示装置を得ることができ、消費電力を低減できる。また、例えば輸送手段における灯具に代表される灯具等に導光板を適用すれば、光を射出する灯具等の光透過部材に凹凸を設けなくとも均一な輝度分布、高輝度を達成することができると共に、反射部材（リフレクター）を平面状とすることができるので、灯具等の体積を減少させることができる結果、灯具等の設置場所の制限が少なくなる。また、光源を蛍光管や発光ダイオードとすれば、省電力化、省エネルギーを図ることができるし、光源からの光の有効利用を図ることができる。更には、例えば室内灯に代表される灯具等においては、あるいは又、日光に照らされない部屋や地下室、地下通路にあっても、光源（例えば蛍光灯）の光を有効に、効率良く利用することが可能となり、光源の数を減少させることも可能となる、省エネルギーを達成することができる。また、自然光を光源として用いれば、一層の省エネルギーを達成することができる。
【０１２６】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体の構造や構成、第１の入れ子や第２の入れ子の構成や寸法、成形した成形品、射出成形条件、射出圧縮成形条件は例示であり、適宜変更することができる。例えば、実施例１にて説明した金型組立体を、図７に示すように改造することによって、実施例４の射出圧縮成形法を実施することができる。また、実施例４にて説明した金型組立体を、図８に示すように改造することによって、実施例１の射出成形法を実施することができる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明においては、金型組立体の耐久性に優れるばかりか、成形品の反りや歪みを低減することができ、しかも、微細な凹凸部を容易に、且つ、安定して成形品表面に転写することができる。また、キャビティに面した入れ子の表面に、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパを着脱自在に載置する構成とすれば、形状は同じであるが凹凸部の形成位置が相違する成形品を成形する場合、あるいは又、スタンパに傷等が発生した場合、スタンパを交換するだけでよく、入れ子それ自体を交換する必要がなくなり、成形品の成形コスト削減、成形品の設計から実際の製品としての成形品を成形までに要する時間［ＴＡＴ（Turn Around Time）］の短縮化を図ることができる。
【０１２８】
しかも、入れ子の端部あるいはエッジ部の破損発生を確実に防止でき、長期間の連続した成形に耐えることができる。更には、キャビティ内での溶融熱可塑性樹脂の流動性が向上するが故に、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の導入圧力を低く設定できるので、成形品に残留する応力を緩和でき、成形品の品質が向上する。また、導入圧力を低減できるために、金型部の薄肉化、成形装置の小型化が可能となり、成形品のコストダウンも可能になる。更には、入れ子にメッキ層を形成すれば、金型部への入れ子の装着の際の調整が比較的容易となり、金型組立体の製作費用を低減できるし、本発明の金型組立体において、入れ子を、所定のクリアランス（Ｃ）や重なり量（ΔＳ）の範囲内で金型部内に容易に組み込むことが可能となり、長期的な成形を実施しても、入れ子に破損が生じることがなく、容易且つ安価に外観に優れた成形品を成形することが可能となる。更には、成形品の外観を損なうことがなくなり、成形品端部のバリ発生を防止でき、成形品の不良率低減及び成形品の均質化、高品質化を達成することができ、成形品の製造コストの低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１の金型組立体の模式的な断面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の金型組立体における入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図、及び、入れ子の模式的な断面図である。
【図３】図３は、実施例２の入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図である。
【図４】図４は、実施例３の入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図である。
【図５】図５は、実施例３の入れ子の変形例の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図である。
【図６】図６は、実施例４の金型組立体の模式的な断面図である。
【図７】図７は、実施例１の金型組立体の変形例の模式的な断面図である。
【図８】図８は、実施例４の金型組立体の変形例の模式的な断面図である。
【図９】図９の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、導光板の模式的な断面図、エッジ式のバックライト式面状光源装置の概念図、及び、エッジ式のフロントライト式面状光源装置の概念図である。
【図１０】図１０は、導光板の模式的な斜視図である。
【図１１】図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、実施例５の金型組立体の型締めした状態を示す模式的な断面図、入れ子の模式的な一部断面図、及び、入れ子の模式的な断面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれは、実施例５の金型組立体の型開きした状態を示す模式的な断面図、及び、入れ子等の模式的な拡大された断面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれは、実施例５の導光板の変形例の模式的な断面図である。
【図１４】図１４は、図１３の（Ａ）に断面図を示した導光板の模式的な斜視図である。
【図１５】図１５は、図１３の（Ｂ）に断面図を示した導光板の模式的な平面である。
【図１６】図１６は、図１３の（Ｃ）に断面図を示した導光板の模式的な平面である。
【図１７】図１７は、図１３の（Ｄ）に断面図を示した導光板の模式的な平面である。
【図１８】図１８の（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれは、実施例５の導光板の変形例の模式的な断面図である。
【図１９】図１９は、図１８の（Ａ）に断面図を示した導光板の模式的な斜視図である。
【図２０】図２０の（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれは、輸送手段における灯具、及び、室内灯に代表される灯具に本発明の導光板あるいは面状光源装置を適用した例を示す模式的な断面図である。
【図２１】図２１の（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれは、実施例５の金型組立体の変形例の断面図、及び、入れ子の模式的な拡大された断面図である。
【図２２】図２２は、実施例５の金型組立体の別の変形例の断面図である。
【図２３】図２３は、実施例５の金型組立体の更に別の変形例の断面図である。
【図２４】図２４は、実施例５の金型組立体の更に別の変形例の断面図である。
【符号の説明】
１０・・・第１の金型部（固定金型部）、１１・・・第２の金型部（可動金型部）、２１０・・・第１の金型部（可動金型部）、２１１・・・第２の金型部（固定金型部）、１２・・・ゲート部、１３，２１３・・・キャビティ、１４・・・孔部、１５，２１５・・・可動中子、１６，２１６・・・油圧装置、２０・・・入れ子（第１の入れ子）、２１・・・入れ子（第１の入れ子）のキャビティ面、２２・・・貫通孔、２３・・・貫通孔部、２４・・・活性金属層、２５・・・メッキ層、２６・・・入れ子（第１の入れ子）の側面、２７・・・スタンパ、２８・・・薄膜、１２７・・・金属膜、３０，２３０・・・第２の入れ子、３１，２３１・・・第２の金属膜、３２・・・活性金属層、４０，４２，４３，２４０・・・被覆プレート、４１，２４１・・・ボルト、５０・・・第１のスリーブ、５１・・・第２のスリーブ、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ，６０Ｇ・・・導光板、６１・・・第１面、６２・・凹凸部、６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ・・・凸部、６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ・・・凹部、６３・・・第２面、６４・・・厚肉端部、６５・・・薄肉端部、７０・・・液晶表示装置、７１・・・光源、７２・・・反射部材、７３・・・拡散シート、７４・・・位相差フィルム、７５・・・反射部材、７６・・・プリズムシート、２２０・・・入れ子、２２５・・・メッキ層、２２７・・・スタンパ、２２８・・・凹凸部
【発明の属する技術分野】
本発明は、金型組立体及び射出成形方法に関し、より詳しくは、例えば光ディスク基板や導光板といった表面に微細な凹凸部を有する熱可塑性樹脂から成る成形品を成形するための金型組立体及び射出成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に用いられる射出成形法や射出圧縮成形法では、熱可塑性樹脂から成る成形品の転写性を向上させるために、通常、金型温度、樹脂温度及び金型内圧を高くしている。また、射出圧縮成形法は、射出成形法よりも成形品全体に均一に内圧を加えることができるために、成形品全体の転写性を高めることができることも知られている。
【０００３】
射出成形法や射出圧縮成形法では、成形品に屡々反りが生じる。反りの発生を抑制するためには、射出成形法よりも射出圧縮成形法を採用する方が、成形品の歪みを低減できるが故に有効である。ところで、成形品に歪みが発生する要因の１つに、金型のキャビティを構成する面（金型のキャビティ面と呼ぶ）と接触した溶融熱可塑性樹脂が急冷、固化される結果、成形品内部に発生した歪みを挙げることができる。このような溶融熱可塑性樹脂の急冷、固化の原因は、金型が鋼材から作製されていることにある。
【０００４】
金型のキャビティ面に設けられた凹凸部を成形品表面に転写する場合、凹凸形状がある程度大きいときには、一般的な成形条件であっても、成形条件次第で転写が可能である。しかしながら、成形品に形成すべき凹凸部が小さくなり、あるいは又、深くなってくると、金型のキャビティ面に設けられた凹凸部を成形品表面に忠実に転写させることが困難になってくる。この原因も、金型が鋼材から作製されていることにある。一般に、転写性を向上させるためには、出来るだけ溶融した状態で熱可塑性樹脂を金型のキャビティ面に無理矢理押し付ける必要がある。しかしながら、鋼材は熱伝導率が高いために、溶融熱可塑性樹脂が金型のキャビティ面と接触した瞬間に固化し始めて固化層が形成され、いくら成形機あるいは金型の圧縮によってキャビティ内の溶融熱可塑性樹脂に圧力を加えても、微細な凹凸部を成形品に転写できないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開平８−３１８５３４号公報には、入れ子に熱伝導率の低い素材を使用して、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の急冷、固化を抑制して、優れた外観を有する成形品を成形する方法が提案されている。ここで、入れ子は、セラミックスやガラスから作製されている。
【０００６】
成形品表面に凹凸部を形成する場合には、入れ子のキャビティを構成する面（入れ子のキャビティ面）に凹凸部を設けておく必要がある。しかしながら、セラミックスやガラスは硬く、耐薬品性にも優れているため、入れ子のキャビティ面に凹凸部を設けることは極めて困難である。更には、成形品によって凹凸部のパターンを変更する場合、都度、入れ子を作製しなければならず、成形品の製造コストの増加を招く。
【０００７】
また、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の冷却を抑制する方法として、熱伝導率の低い樹脂系素材を金型の内部に配設する方法も提案されているが、樹脂圧力や熱によって、樹脂系素材に設けられた微細な凹凸部が変形してしまい、耐久性に乏しいといった問題を有する。このような樹脂系素材の表面に金属膜を成膜して微細な凹凸の変形を防ぐことも提案されているが、やはり、樹脂系素材自体が変形を起こしたり、金属膜と樹脂系素材との界面に傷が発生し、その傷までが成形品表面に転写されるといった問題がある。
【０００８】
光ディスク基板を製造するための成形用金型が、例えば、特公平３−３６６５３号公報から周知である。この公報に記載された成形用金型にあっては、キャビティ面の少なくとも一部が、ロックウェル硬さ（Ａスケール）９０以上のセラミックス焼結体（より具体的には炭化ケイ素）から構成されており、光ディスク基板の成形時、このキャビティ面にスタンパが取り付けられる。
【０００９】
ところで、キャビティ面を構成する炭化ケイ素の熱伝導率は６０（Ｗ／ｍ・Ｋ）程度である。それ故、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の急冷、固化を抑制することは困難である。
【００１０】
従って、本発明の目的は、成形品の反りや歪みを低減することができ、しかも、微細な凹凸部を容易に、且つ、安定して成形品表面に転写可能であり、しかも、耐久性に優れた金型組立体、及び、かかる金型組立体を用いた射出成形方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る金型組立体は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパと、
（Ｄ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されていることを特徴とする。
【００１２】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る金型組立体は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に形成された活性金属層と、
（Ｄ）活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜と、
（Ｅ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されていることを特徴とする。
【００１３】
上記の目的を達成するための本発明の第１の態様に係る射出成形方法は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパと、
（Ｄ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備え、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、ゲート部から溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする。
【００１４】
上記の目的を達成するための本発明の第２の態様に係る射出成形方法は、
（Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に形成された活性金属層と、
（Ｄ）活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜と、
（Ｅ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備え、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３乃至０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、ゲート部から溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする。
【００１５】
本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法（以下、これらを総称して、単に、本発明と呼ぶ場合がある）においては、金属膜の表面に凹凸部が設けられているが、かかる凹凸部の形成形態として、平坦な金属膜の表面に凸部が形成されている形態、平坦な金属膜の表面に凹部が形成されている形態、平坦な金属膜の表面に凸部と凹部の組合せが形成されている形態を挙げることができる。
【００１６】
場合によっては、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る金型組立体を、成形品の成形時、キャビティの容積を可変とし得る構造とすることができる。この場合、例えば油圧シリンダーで可動させることができる可動中子を金型組立体に配設すればよい。そして、成形すべき成形品の容積よりもキャビティの容積が大きくなるように、第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、該キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、熱可塑性樹脂の射出開始前、開始と同時に、射出中に、あるいは射出完了後、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積まで減少させる射出圧縮成形法を採用すればよい。
【００１７】
即ち、本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る射出成形方法においては、かかる構造の金型組立体を使用し、
型締め時、成形すべき成形品の容積（ＶM）よりもキャビティの容積（ＶC）が大きくなるように、金型とを型締めし、且つ、キャビティ内における可動中子の配置位置を制御し、
該キャビティ（容積：ＶC）内に溶融した熱可塑性樹脂を射出し、
熱可塑性樹脂の射出開始前、開始と同時に、射出中に、あるいは射出完了後（射出完了と同時を含む）、可動中子を移動させて、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積（ＶM）まで減少させればよい。尚、キャビティの容積が成形すべき成形品の容積（ＶM）となる時点を、熱可塑性樹脂の射出中、あるいは射出完了後（射出完了と同時を含む）とすることができる。
【００１８】
そして、金型は、第１の金型部のパーティング面と第２の金型部とのパーティング面とで印籠構造が形成されている構造とすることが好ましい。ここで、印籠構造とは、第１の金型部のパーティング面と第２の金型部のパーティング面とが対向しており、金型が完全に型締めされていなくともキャビティが形成されるように、僅かなクリアランスをもって第１の金型部のパーティング面と第２の金型部のパーティング面が摺り合うように第１の金型部と第２の金型部が嵌合する構造を指す。尚、場合によっては、第２の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）と第１の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）とで印籠構造が形成されていてもよいし、第１の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）と第２の金型部のパーティング面とで印籠構造が形成されていてもよいし、第１の金型部のパーティング面と第２の金型部に取り付けられた被覆プレートの端面（側面）とで印籠構造が形成されていてもよい。
【００１９】
上記の各種形態を含む本発明において、キャビティの一部を構成するとは、成形品の外形を規定するキャビティ面の一部を構成することを意味する。より具体的には、キャビティは、例えば、金型に設けられたキャビティを構成する面（金型のキャビティ面）と、スタンパあるいは金属膜と、場合によっては、後述する被覆プレートに設けられたキャビティを構成する面（被覆プレートキャビティ面）と、後述する金属製のスリーブから構成されている。
【００２０】
本発明においては、第１の金型部を固定金型部とし、第２の金型部を可動金型部とする構成とすることもできるし、第１の金型部を可動金型部とし、第２の金型部を固定金型部とする構成とすることもできる。
【００２１】
入れ子を第１の金型部内に配置したとき、入れ子自体の破損を防止する必要がある。入れ子は、硬度が高く、剛性も高い反面、割れたり、欠けたりする可能性がある。例えば、単純に第１の金型部内に入れ子を配置した場合、特に強度の弱い入れ子端部に、型締めの際に圧力が加わり、あるいは、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の圧力が加わる結果、入れ子が破損する虞がある。そこで、入れ子の破損を防止するために、本発明においては、
第１の金型部若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端部を被覆する被覆プレート、
を更に備え、
入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の表面（入れ子のキャビティ面）に着脱自在に載置されたスタンパと被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の表面（入れ子のキャビティ面）に形成された金属膜と被覆プレートとの間のクリアランスは、０．００１ｍｍ乃至０．０２ｍｍである構成とすることが好ましい。
【００２２】
クリアランスをこのような範囲とすることで、入れ子に型締め力等が加わらないし、成形品にバリが発生することを防止できる。また、被覆プレートと入れ子のオーバーラップ量（被覆量）は、入れ子端部から０．５ｍｍ乃至２ｍｍ程度であることが、入れ子端部の弱い部分を確実に被覆するといった観点から望ましい。これ以上のオーバーラップ量（被覆量）になっても特に問題はないが、入れ子を大きく作製しなければならず、また、金属加工も難しくなり、加工精度も低下する虞がある。
【００２３】
被覆プレートは金属製とすればよい。被覆プレートは、第１の金型部に取り付けられていてもよいし、第２の金型部に取り付けられていてもよいし、第１の金型部及び第２の金型部に取り付けられていてもよい。第２の金型部に取り付ける場合、型締め時に、上記のクリアランスの範囲を満足すればよい。
【００２４】
尚、後述するように、入れ子の端部及び／又は側面をメッキ層で被覆する場合には、入れ子の端部及び／又は側面に破損が発生し難くなるので、被覆プレートを不要とすることが可能となる。あるいは又、被覆プレートを使用する場合、入れ子の端部及び／又は側面に形成されたメッキ層と被覆プレートとの間のクリアランスをゼロとすることもできる。
【００２５】
被覆プレートを備えた形態を含む本発明の第１の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法において、スタンパを入れ子のキャビティ面に着脱自在に載置する場合、成形時、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の流動によってスタンパが動かないように、スタンパを、入れ子の周辺部における真空吸着によって入れ子のキャビティ面に固定する構成とすることが好ましい。具体的には、入れ子の周辺部に貫通孔部を設け、かかる貫通孔部を塞ぐようにスタンパを入れ子のキャビティ面に載置し、貫通孔部を真空吸引装置に接続すればよい。
【００２６】
上記の各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、入れ子のキャビティ面に硬質の薄膜を形成することが好ましい。これによって、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の熱によるスタンパの伸縮に起因する入れ子表面への摩擦によって入れ子表面に傷が発生することを防止することが可能になる。更に、金型の取り扱いの際に、入れ子表面に傷が付くことを防止することができる。この場合、薄膜を構成する材料として、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣ、ＣＢＮ、ＢＮ、アモルファスダイヤモンド、ＣｒＮ及びＣｒから成る群から選択された材料を挙げることができ、特に、アモルファスダイヤモンド又はＴｉＮ、ＣｒＮが好ましい。また、薄膜は、少なくとも１層形成されていればよく、多層であってもよい。例えば、ＴｉＮから成る薄膜を入れ子のキャビティ面に形成し、その上にアモルファスダイヤモンドやＣｒＮ等の薄膜を形成してもよい。あるいは又、下地層としてＳｉＯ2層を入れ子のキャビティ面に形成し、その上にアモルファスダイヤモンドやＴｉＮ、ＣｒＮ等の薄膜を形成してもよい。入れ子のキャビティ面に薄膜を形成する方法としては、常圧ＣＶＤ法や減圧ＣＶＤ、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法等の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法、イオンビーム蒸着法、ＩＶＤ法（イオン・ベーパー・デポジション法）等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）を挙げることができる。
【００２７】
薄膜の厚さは、５×１０-7ｍ乃至２×１０-5ｍ、好ましくは１×１０-6ｍ乃至１．５×１０-5ｍ、一層好ましくは２×１０-6ｍ乃至１．０×１０-5ｍであることが望ましい。また、薄膜表面の表面粗さＲZは、１ｎｍ乃至１９ｎｍ、好ましくは１ｎｍ乃至１０ｎｍであることが望ましい。ここで、表面粗さＲZは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１の規定に基づく。薄膜の厚さが５×１０-7ｍ未満の場合、薄膜の強度の低下を招き、成形中に薄膜が入れ子から剥離する場合がある。一方、薄膜の厚さが２×１０-5ｍを越えると、断熱性が低下し、転写性が低下し始めると共に、薄膜の形成に要するコストが上昇する。更には、薄膜表面の表面粗さを上記のとおりに規定することによってスタンパの入れ子に対する密着性が向上し、成形品の成形中、入れ子からスタンパがずれることを防止し得るし、転写性も向上する。
【００２８】
各種の形態を含む本発明の第２の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、入れ子のキャビティ面には活性金属層が形成されており、この活性金属層上に金属膜が成膜されている。この場合、活性金属層は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｅ（活性金属）から成る群から選択された金属と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｅから成る群から選択された金属との共晶組成物から成り、活性金属層の厚さは、１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍ、望ましくは、３×１０-6ｍ乃至４×１０-5ｍであることが好ましい。このように活性金属層を入れ子のキャビティ面に形成することによって、入れ子のキャビティ面に電気メッキ法にて金属膜を成膜することができる。共晶組成物として、より具体的には、例えば、Ｔｉ−Ｎｉ、Ｔｉ−Ｃｕ、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇ、Ｔｉ−Ｎｉ−Ａｇ、Ｚｒ−Ｎｉ、Ｚｒ−Ｆｅ、Ｂｅ−Ｃｕ、Ｂｅ−Ｎｉを挙げることができる。活性金属層の厚さを１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍとすることによって、高い導電性を有する活性金属層を得ることができ、即ち、非導電性の入れ子に対して導電性を付与することができ、金属膜を例えば電気メッキ法にて成膜することが可能となる。しかも、入れ子に対する活性金属層の密着性向上を図ることができ、更には、入れ子のキャビティ面に活性金属層を形成する際に活性金属層の収縮により反りが発生するといった問題の発生を防止することができる。尚、活性金属層を共晶組成物から構成することによって、耐熱性、機械的強度、電気的特性に優れた活性金属層が得られると共に、低温での焼き付けが可能となる。
【００２９】
活性金属層を形成する方法として、活性金属ソルダー法を挙げることができる。活性金属ソルダー法を採用することによって、活性金属層は、入れ子のキャビティ面に対して高い密着性を得ることができる。また、入れ子に対して金属膜が高い密着力を得られるようになる。ここで、活性金属ソルダー法とは、活性金属層を構成する金属材料から成るペーストを、例えばスクリーン印刷法によって入れ子の表面に塗布し、真空中あるいは不活性ガス中で約８００゜Ｃ〜１０００゜Ｃの高温で焼き付ける方法を指す。
【００３０】
あるいは又、導電性を有する材料から入れ子を作製することによって、金属膜を例えば電気メッキ法にて成膜することが可能となる。このような材料として、体積固有抵抗値が１×１０9Ω・ｃｍ以下、好ましくは１×１０4Ω・ｃｍ以下の導電性ジルコニアを挙げることができる。導電性ジルコニアの体積固有抵抗値が１×１０9Ω・ｃｍを越えると、ジルコニアが電気絶縁体となるため、入れ子の表面に金属膜を直接成膜することが困難となる。導電性ジルコニアの体積固有抵抗値の下限値は、１×１０-4Ω・ｃｍであることが望ましい。ジルコニアを導電性とするためには、ジルコニアに導電性付与剤を添加すればよい。導電性付与剤として、Ｆｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ3Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＮの内の少なくとも１種類を挙げることができ、あるいは又、導電性付与剤として、ＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ等の炭化物の内の少なくとも１種類を挙げることもできる。導電性ジルコニアにおける導電性付与剤の含有量は、１０重量％以上であることが望ましい。１０重量％未満では、体積固有抵抗値を１×１０9Ω・ｃｍ以下とすることが困難な場合がある。一方、導電性付与剤を多量に添加すれば、ジルコニアの体積固有抵抗値は下がるが、得られた焼結体である入れ子の強度が損なわれてしまう。それ故、４０重量％以下とすることが望ましい。尚、導電性ジルコニアとして、例えば、導電性付与剤を添加した部分安定化ジルコニアを挙げることができる。
【００３１】
焼結温度抑制剤を３重量％以下の範囲で導電性ジルコニアや部分安定化ジルコニアに含有させてもよい。導電性付与剤としてＦｅ2Ｏ3、ＮｉＯ、Ｃｏ2Ｏ4、Ｃｒ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＴｉＮを用いる場合、焼成温度抑制剤としてＣａ、Ｋ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｃ等の酸化物を挙げることができ、導電性付与剤としてＴｉＣ、ＷＣ、ＴａＣ等の炭化物を用いる場合、焼成温度抑制剤としてＡｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2を挙げることができる。これらの焼成温度抑制剤を３重量％以下の範囲で含有させれば、焼成温度を下げて、ジルコニア及び導電性付与剤の粒成長を抑えることができるため、入れ子の曲げ強度や硬度といった機械的特性を高めることができる。
【００３２】
本発明において、金属膜は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが好ましい。金属膜は、１層から構成してもよいし、複数層から構成してもよい。Ｃｒ化合物として、具体的には、ニッケル−クロム合金を挙げることができる。また、Ｎｉ化合物として、具体的には、ニッケル−鉄合金、ニッケル−コバルト合金、ニッケル−錫合金、ニッケル−リン合金（Ｎｉ−Ｐ系）、ニッケル−鉄−リン合金（Ｎｉ−Ｆｅ−Ｐ系）、ニッケル−コバルト−リン合金（Ｎｉ−Ｃｏ−Ｐ系）を挙げることができる。
【００３３】
金属膜の厚さは、０．０１ｍｍ乃至０．４ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ乃至０．３ｍｍであることが望ましい。金属膜の厚さが０．０１ｍｍ未満では、転写性が向上する傾向にはあるが、スタンパや金属膜の耐久性が乏しくなるために、スタンパや金属膜の破損や変形、入れ子のキャビティ面からの金属膜の剥離を引き起こす虞がある。一方、金属膜の厚さが０．４ｍｍを超えると、キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の冷却が促進されるために、転写性が劣る傾向になる。尚、金属膜の厚さとは、金属膜の底面から凹凸部の凸部頂面までの高さを意味する。
【００３４】
各種の形態を含む本発明の第１の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、スタンパの作製方法として、平滑なガラス面をマザー型として使用し、電鋳法により作製する方法を挙げることができる。この場合、平坦な金属膜の表面に凹凸部を設ける方法として、レーザを用いる方法、機械加工等によって金属膜の表面に加工を施す方法を挙げることができる。また、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパの作製方法として、ガラス面にフォトレジストを用いて凹凸部を設けたマザー型を使用し、電鋳法により作製する方法を挙げることができる。
【００３５】
一方、各種の形態を含む本発明の第２の態様に係る金型組立体あるいは射出成形方法においては、金属膜を、電気メッキ、無電解メッキ、化学メッキ等、あるいは、これらの組合せによって、入れ子のキャビティ面に成膜することができる。この場合、金属膜は、入れ子のキャビティ面に成膜されていればよく、例えば、入れ子の全表面に成膜されていてもよい。平坦な金属膜の表面に凹凸部を設ける方法として、レーザを用いる方法、機械加工等によって金属膜の表面に加工を施す方法を挙げることができる。あるいは又、凹凸部の形状によっては、ダイヤモンドバイトを用いた機械加工によって金属膜に凹凸部を形成してもよいし、凹凸部を化学的な方法にて形成してもよい。後者の場合、レジスト層を金属膜の表面に塗布し、例えば、所望のマスクを介して紫外線をレジスト層に照射することによってレジスト層にパターンを形成し、あるいは又、印刷法にてレジスト層を形成し、次いで、かかるレジスト層をエッチング用マスクとして金属膜をエッチングすることで、金属膜に凹凸部を形成することができる。尚、所望に応じて、複数回のレジスト層の形成とエッチングとを行って、凹凸部を形成してもよい。
【００３６】
金属膜の表面に設けられた凹凸部を垂直面で切断したときの断面形状は、一義的に規定することはできない。凹凸部の配置状態として略スパイラル状を挙げることができる。ここで、凹凸部には、平面に凸部が存在する形態、平面に凹部が存在する形態が包含される。金属膜の表面に設けられた凹凸部のピッチは、１×１０-8ｍ乃至１×１０-5ｍ、好ましくは５×１０-8ｍ乃至５×１０-6ｍであることが望ましい。また、凹凸部の高さ（深さ）は、１×１０-9ｍ乃至１×１０-6ｍ、好ましくは５×１０-9ｍ乃至５×１０-7ｍであることが望ましい。
【００３７】
本発明にあっては、入れ子を安全、且つ、精度良く第１の金型部内に配置するため、入れ子の端部及び／又は側面に厚めのメッキ層を形成し、このメッキ層を機械加工することで、入れ子と被覆プレートとの間のクリアランスの調整、あるいは、入れ子と第２の金型部との間のクリアランスの調整を比較的容易に行うことができ、精度の高い入れ子を作製することができる。また、この場合、入れ子の端部及び／又は側面にメッキ層を形成すれば、強度の弱い入れ子の端部を保護できるため、クリアランスを限り無くゼロとしても、入れ子に負荷を加えること無く型組みすることが可能となる。メッキ層は、例えば、ニッケル、ニッケル化合物、クロム及びクロム化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から構成することができる。メッキ層は１層から構成してもよいし、多層から構成してもよい。メッキ層の形成のために、メッキ層を形成すべき入れ子の部分に活性金属層を形成してもよいし、あるいは又、入れ子を導電性ジルコニアから構成し、入れ子の端部及び／又は側面にメッキ層を形成してもよい。あるいは又、メッキ層を形成すべき入れ子の部分以外の部分にマスクを施し、露出した入れ子の部分に無電解メッキ法及び電気メッキ法にてメッキ層を形成してもよい。
【００３８】
応力の集中を回避するために、入れ子の端部（エッジ部）に、０．１ｍｍ乃至１ｍｍのＣ面カットを施し、あるいは、曲面を付してもよい。
【００３９】
本発明において、成形すべき成形品（例えば、光ディスク基板）の形状に依っては、入れ子の中央部に貫通孔が設けられており、第１の金型部には、貫通孔近傍のスタンパあるいは金属膜の部分を被覆するための金属製のスリーブが貫通孔を通して装着されており、スリーブ先端部とスタンパあるいは金属膜の該部分との間のクリアランスは５μｍ乃至３０μｍである構成とすることもできる。一般に、金属製のスリーブは入れ子よりも大きな線膨張率を有するので、成形時に温度が上昇したとき、入れ子にスリーブから応力が加わる場合がある。従って、スリーブと入れ子との間のクリアランスが５μｍ未満であると、入れ子に応力が加わる虞がある。一方、３０μｍを超えるとガタが多くなるため、精度が悪くなる虞がある。入れ子のキャビティ面に活性金属層が形成されており、活性金属層上に金属膜が成膜されている場合にも、同様の構成としてもよい。
【００４０】
尚、入れ子に設けられた貫通孔の内壁に、無電解メッキ法及び電気メッキ法にて（入れ子を構成する材料によっては、電気メッキ法のみで）、金属層を形成してもよい。金属層を形成する場合にも、やはり、上述のクリアランスが必要とされる。
【００４１】
本発明においては、第２の金型部の内部に配設され、キャビティの一部を構成する第２の入れ子を更に備えていてもよい。この場合、キャビティに面した第２の入れ子の表面（以下、便宜上、第２の入れ子のキャビティ面と呼ぶ場合がある）に、表面が平坦な第２の金属膜を配設してもよい。第２の入れ子を構成する材料は、入れ子を構成する材料と同じであってもよいし、異なる材料であってもよい。場合によっては、第２の入れ子を金属から作製してもよく、この場合には、第２の金属膜は不要である。尚、第２の入れ子のキャビティ面に第２の金属膜が配設されているとは、第２の入れ子のキャビティ面（あるいは、第２の入れ子のキャビティ面に形成された薄膜上）に第２の金属膜が着脱自在に載置された状態、あるいは、第２の入れ子のキャビティ面上（あるいは、第２の入れ子のキャビティ面に形成された活性金属層上）に第２の金属膜が成膜されている状態を意味する。
【００４２】
本発明における入れ子を構成する材料は、鋼材の熱伝導率より小さく、使用する熱可塑性樹脂の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する材料であればよく、具体的には、上述した範囲を有することが要求される。入れ子を構成する材料の熱伝導率が６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．０１５ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］を超えると、溶融熱可塑性樹脂の固化が促進されるため、金属膜の表面に設けられた凹凸部を成形品表面に転写させることが困難となる。一方、１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］未満の場合、入れ子の断熱効果が高くなりすぎ、冷却が長くなり、成形サイクルの長時間化を招くといった問題がある。
【００４３】
入れ子あるいは第２の入れ子は、広く、ジルコニア系材料、部分安定化ジルコニア、アルミナ系材料、Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2から成る群から選択されたセラミックス、若しくは、ソーダガラス、石英ガラス、耐熱ガラス及び結晶化ガラスから成る群から選択されたガラスから作製することが望ましい。より具体的には、入れ子あるいは第２の入れ子を構成する具体的な材料として、ＺｒＯ2、ＺｒＯ2−ＣａＯ、ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3、ＺｒＯ2−ＭｇＯ、ＺｒＯ2−ＳｉＯ2、ＺｒＯ2−ＣｅＯ2、Ｋ2Ｏ−ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ、Ｔｉ3Ｎ2、３Ａｌ2Ｏ3−２ＳｉＯ2、ＭｇＯ−ＳｉＯ2、２ＭｇＯ−ＳｉＯ2、ＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2及びチタニアから成る群から選択されたセラミックス、若しくは、石英ガラス及び結晶化ガラスから成る群から選択されたガラスを挙げることができる。
【００４４】
部分安定化ジルコニアにおける部分安定化剤は、カルシア（酸化カルシウム，ＣａＯ）、イットリア（酸化イットリウム，Ｙ2Ｏ3） 、マグネシア（酸化マグネシウム，ＭｇＯ）、シリカ（酸化珪素，ＳｉＯ2）及びセリア（酸化セリウム，ＣｅＯ2）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることが好ましい。ジルコニア中に含有される部分安定化剤の割合は、部分安定化剤がカルシアの場合、３モル％乃至１５モル％、好ましくは６モル％乃至１０モル％、イットリアの場合、１モル％乃至８モル％、好ましくは２モル％乃至５モル％、マグネシアの場合、４モル％乃至１５モル％、好ましくは８モル％乃至１０モル％、セリアの場合、３モル％乃至１８モル％、好ましくは６モル％乃至１２モル％であることが望ましい。
【００４５】
入れ子あるいは第２の入れ子（以下、これらを総称して、入れ子等と呼ぶ）を結晶化ガラスから作製する場合、入れ子等を、結晶化度が１０％以上、更に望ましくは結晶化度が６０％以上、一層望ましくは結晶化度が７０〜１００％の結晶化ガラスから作製することが好ましい。１０％以上の結晶化度になると結晶がガラス全体に均一に分散するので、熱衝撃強度及び界面剥離性が飛躍的に向上するため、成形品の成形時における入れ子等の破損発生を著しく低下させることができる。結晶化度が１０％未満では、成形時にその表面から界面剥離を起こし易いといった欠点がある。尚、入れ子等を構成する結晶化ガラスの線膨張係数が１×１０-6／Ｋ以下、熱衝撃強度が４００゜Ｃ以上であることが好ましい。
【００４６】
熱衝撃強度とは、所定の温度に加熱した１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍのガラスを２５゜Ｃの水中に投げ込んだとき、ガラスに割れが発生するか否かの温度を強度として規定したものである。熱衝撃強度が４００゜Ｃであるとは、４００゜Ｃに熱した１００ｍｍ×１００ｍｍ×３ｍｍのガラスを２５゜Ｃの水中に投げ込んだとき、ガラスに割れが発生しないことを意味する。この熱衝撃強度は、耐熱ガラスにおいても１８０゜Ｃ前後の値しか得られない。従って、それ以上の温度で溶融熱可塑性樹脂が入れ子等と接触したとき、入れ子等に歪みが生じ、入れ子等が破損する場合がある。熱衝撃強度は、ガラスの結晶化度とも関係し、１０％以上の結晶化度を有する結晶化ガラスから入れ子等を作製すれば、成形時に入れ子等が割れることを確実に防止し得る。
【００４７】
ここで、結晶化ガラスとは、原ガラスに少量のＴｉＯ2及びＺｒＯ2の核剤を添加し、１６００゜Ｃ以上の高温下で溶融した後、プレス、ブロー、ロール、キャスト法等によって成形され、更に結晶化のために熱処理を行い、ガラス中にＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系結晶を成長させ、主結晶相がβ−ユークリプタイト系結晶及びβ−スポジュメン結晶が生成したものを例示することができる。あるいは又、ＣａＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを１４００〜１５００゜Ｃで溶融後、水中へ移して砕いて小粒化を行った後、集積し、耐火物セッター上で板状に成形後、更に加熱処理を行い、β−ウォラストナイト結晶相が生成したものを例示することができる。更には、ＳｉＯ2−Ｂ2Ｏ3−Ａｌ2Ｏ3−ＭｇＯ−Ｋ2Ｏ−Ｆ系ガラスを熱処理して雲母結晶を生成させたものや、核剤を含むＭｇＯ−Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2系ガラスを熱処理してコーディエライト結晶が生成されたものを例示することができる。
【００４８】
結晶化ガラスにおいては、ガラス基材中に存在する結晶粒子の割合を結晶化度という指標で表すことができる。そして、Ｘ線回折装置等の分析機器を用いて非晶相と結晶相の割合を測定することで結晶化度を測定することができる。
【００４９】
キャビティ内に射出された溶融熱可塑性樹脂の圧力や熱膨張及び収縮により、入れ子のキャビティ面に載置された金属膜がずれることによって入れ子のキャビティ面に傷が発生することを防止するといった観点から、入れ子を構成する材料のビッカース硬度は、スタンパあるいは金属膜よりかなり硬度的に高くなければならず、５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、好ましくは７００ｋｇ／ｍｍ2以上、一層好ましくは８００ｋｇ／ｍｍ2以上、更に一層好ましくは９００ｋｇ／ｍｍ2以上であることが要求される。入れ子のビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2未満では、成形を繰り返すうちに入れ子のキャビティ面に傷が発生して、その傷が成形品表面に転写されるといった問題が生じ得る。尚、ビッカース硬度は、ＪＩＳ Ｒ１６１０に規定された方法にて測定することができる。
【００５０】
入れ子を構成する材料のヤング率は、４．９×１０10Ｎ／ｍ2（０．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上、好ましくは１４．７×１０10Ｎ／ｍ2（１．５×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）以上であることが要求される。ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2未満の場合、溶融熱可塑性樹脂の圧力によって入れ子のキャビティ面が変形する虞があり、その結果、成形品に歪みが発生する場合がある。
【００５１】
入れ子あるいは第２の入れ子の厚さは、０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍ、好ましくは２．０ｍｍ乃至４．０ｍｍであることが望ましい。入れ子等の厚さが０．５ｍｍ未満では、入れ子等の断熱性が不足し、転写性が向上できず、あるいは又、入れ子等の剛性不足により、成形品に反りが生じたり、入れ子等に破損等が発生する虞がある。一方、入れ子等の厚さが５．０ｍｍを超えると、断熱効果が高くなりすぎるために、成形サイクルの長時間化に繋がるといった問題が発生する。ここで、入れ子等の厚さと熱伝導率の関係は、転写性向上と成形サイクルの短縮化を考慮し、薄い入れ子等を用いる場合には熱伝導率の低い材料から入れ子等を作製し、厚い入れ子等を用いる場合には熱伝導率の高い材料から入れ子等を作製することが好ましい。
【００５２】
研削加工等によって所定形状に加工した後、入れ子等の装着時に入れ子等が金型部に設けられた装着部から落下して破損する虞がない場合、あるいは又、接着剤を用いることなく入れ子等を装着部に装着可能な場合には、接着剤を用いずに入れ子等を金型部に設けられた装着部に直接装着することができる。あるいは又、エポキシ系、シリコーン系、ウレタン系、アクリル系等の中から選択された熱硬化性接着剤を用いて、入れ子等を装着部に接着してもよいし、ボルト等によって入れ子等を装着部に接着してもよい。尚、装着部が設けられた装着用中子を金型部に取り付け、かかる装着用中子の装着部に入れ子等を装着してもよい。
【００５３】
本発明の射出成形方法において成形される成形品として、光ディスク基板を例示することができる。そして、光ディスク基板を成形する場合、金属膜の表面に設けられた凹凸部は、光ディスク基板においてトラックピッチが０．７６μｍ以下であるグルーブ又はピットを形成するために設けられている構成とすることが好ましい。
【００５４】
本発明での使用に適した熱可塑性樹脂として、結晶性熱可塑性樹脂や非晶性熱可塑性樹脂を挙げることができ、具体的には、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；ポリオキシメチレン（ポリアセタール，ＰＯＭ）樹脂；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂等のポリエステル系樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；メタクリル系樹脂；ポリカーボネート樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルイミド樹脂；ポリアミドイミド樹脂；ポリイミド系樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂；液晶ポリマーを例示することができる。尚、成形品を光ディスク基板や導光板とする場合、熱可塑性樹脂として透明なポリカーボネート樹脂を使用することが好ましい。
【００５５】
更には、本発明においては、ポリマーアロイ材料から成る熱可塑性樹脂を用いることができる。ここで、ポリマーアロイ材料は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたもの、又は、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂を化学的に結合させたブロック共重合体若しくはグラフト共重合体から成る。ポリマーアロイ材料は、単独の熱可塑性樹脂のそれぞれが有する特有な性能を合わせ持つことができる高機能材料として広く使用されている。少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料を構成する熱可塑性樹脂として、ポリスチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、ＡＥＳ樹脂、ＡＳ樹脂といったスチレン系樹脂；ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系樹脂；メタクリル樹脂；ポリカーボネート樹脂；ポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミドＭＸＤ６等のポリアミド系樹脂；変性ＰＰＥ樹脂；ポリブチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂等のポリエステル樹脂；ポリオキシメチレン樹脂；ポリスルホン樹脂；ポリイミド樹脂；ポリフェニレンサルファイド樹脂；ポリアリレート樹脂；ポリエーテルスルホン樹脂；ポリエーテルケトン樹脂；ポリエーテルエーテルケトン樹脂；ポリエステルカーボネート樹脂を挙げることができる。２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂とＡＢＳ樹脂とのポリマーアロイ材料を例示することができる。尚、このような樹脂の組合せを、ポリカーボネート樹脂／ＡＢＳ樹脂と表記する。以下においても同様である。更に、少なくとも２種類の熱可塑性樹脂をブレンドしたポリマーアロイ材料として、ポリカーボネート樹脂／ＰＥＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂、ポリカーボネート樹脂／ポリアミド系樹脂、ポリカーボネート樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＨＩＰＳ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミド系樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂、変性ＰＰＥ樹脂／ポリアミドＭＸＤ６樹脂、ポリオキシメチレン樹脂／ポリウレタン樹脂、ＰＢＴ樹脂／ＰＥＴ樹脂を例示することができる。
【００５６】
尚、以上に説明した各種の熱可塑性樹脂に、安定剤、紫外線吸収剤、離型剤、染顔料等を添加することができるし、ガラスビーズ、マイカ、カオリン、炭酸カルシウム等の無機充填材、あるいは有機充填材を添加することもできる。
【００５７】
本発明においては、入れ子を構成する材料の熱伝導率及び厚さを規定するが故に、入れ子のキャビティ面と接触した溶融熱可塑性樹脂に固化層が形成されることを回避でき、キャビティ内の溶融熱可塑性樹脂の急冷を防ぐことができる。また、入れ子を構成する材料のビッカース硬度及びヤング率を規定するが故に、成形を繰り返すうちに入れ子のキャビティ面に傷が発生して、その傷が成形品表面に転写されるといった問題や、入れ子のキャビティ面の変形といった問題の発生を確実に回避することができる。しかも、キャビティに面した入れ子の表面に、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパを載置し、あるいは又、金属膜を成膜するので、微細な凹凸部を成形品表面に転写することができる。そして、金型組立体の耐久性に優れるばかりか、成形品の反りや歪みを低減することができ、しかも、微細な凹凸部を容易に、且つ、安定して成形品表面に転写することができる。
【００５８】
【実施例】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。
【００５９】
（実施例１）
実施例１は、本発明の第１の態様に係る金型組立体及び射出成形方法に関する。実施例１の金型組立体の模式的な断面図を図１に示し、入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図２の（Ａ）に示し、入れ子の模式的な断面図を図２の（Ｂ）に示す。
【００６０】
実施例１の金型組立体は、第１の金型部（固定金型部）１０及び第２の金型部（可動金型部）１１から成り、型締め時、キャビティ１３が形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、第１の金型部１０の内部に配設された入れ子２０（以下、便宜上、第１の入れ子２０と呼ぶ）と、キャビティ１３に面した第１の入れ子２０の表面（第１の入れ子２０のキャビティ面２１）に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパ２７と、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３内に射出するためのゲート部１２を備えている。尚、図１及び図２の（Ａ）においては、スタンパ２７の表面に設けられた凹凸部の図示を省略した。実施例１の金型組立体は、更に、第１の金型部１０にボルト４１を用いて取り付けられ、キャビティ１３の一部を構成し、第１の入れ子２０の端部を被覆する被覆プレート４０を備えている。また、実施例１の金型組立体は、第２の金型部１１の内部に配設された第２の入れ子３０を更に備えている。
【００６１】
第１の入れ子２０は、結晶化ガラスから作製されており、その熱伝導率は１．５１（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．００３６ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］であり、ビッカース硬度は８００ｋｇ／ｍｍ2であり、ヤング率は８．８×１０10Ｎ／ｍ2（０．９×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）であり、厚さは３ｍｍである。第１の入れ子２０の形状は、直径１２４．８ｍｍの円形であり、中央部には直径３５．４ｍｍの貫通孔２２が設けられている。第１の入れ子２０の端部（エッジ部）、及び、貫通孔２２の端部（エッジ部）には、０．３ｍｍのＣ面カットが施されており、応力の集中を回避している。また、第１の入れ子２０のキャビティ面２１は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。
【００６２】
第１の入れ子２０のキャビティ面２１にはスタンパ２７が着脱自在に載置されている。このスタンパ２７は、厚さが０．３ｍｍのニッケル（Ｎｉ）膜から成り、直径が１２９．８ｍｍであり、中央部には直径３５．５ｍｍの穴が設けられている。また、キャビティ１３に面するスタンパ２７の表面には、トラックピッチ０．７０μｍ、グルーブ高さ１５０ｎｍの微細な凹凸部を成形品に形成するために、微細な凹凸部が設けられている。一方、第１の入れ子２０に面するスタンパ２７の裏面は平坦である。スタンパ２７を、ガラス面にフォトレジストを用いて凹凸部を設けたマザー型を使用し、電鋳法により作製した。尚、凹凸部をグルーブ部のみに設けた。
【００６３】
第２の入れ子３０は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）から作製されており、その熱伝導率は４．２（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．０１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］であり、ビッカース硬度は１２００ｋｇ／ｍｍ2であり、ヤング率は２０．６×１０10Ｎ／ｍ2（２．１×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）であり、厚さは３ｍｍである。尚、ジルコニアＺｒＯ2中に含有される部分安定化剤であるイットリアＹ2Ｏ3は３モル％である。第２の入れ子３０の形状は、直径１２０．６ｍｍの円形であり、中央部には直径３０．３ｍｍの貫通孔が設けられている。第２の入れ子３０の端部（エッジ部）、及び、貫通孔の端部（エッジ部）には、０．３ｍｍのＣ面カットが施されており、応力の集中を回避している。第２の入れ子３０のキャビティに面した表面（第２の入れ子３０のキャビティ面）は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。
【００６４】
第２の入れ子３０のキャビティ面、側面、及び、貫通孔の内面には、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇから成る活性金属層３２が形成されている。活性金属層３２の厚さは４０μｍである。活性金属層３２を、焼き付け温度８５０゜Ｃの活性金属ソルダー法によって形成した。その後、ニッケルメッキを施し、活性金属層３２上にニッケル（Ｎｉ）から成る第２の金属膜３１を成膜した。そして、第２の入れ子３０全体の外形が、直径１２０．８ｍｍ、貫通孔の直径が３０．５ｍｍ、厚さが３．０３ｍｍとなるように、金属加工機にて第２の金属膜３１の切削及び研削加工を行った。第２の金属膜３１のキャビティ１３に面した表面は平坦である。
【００６５】
実施例１においては、スタンパ２７を第１の入れ子２０のキャビティ面２１に着脱自在に載置するので、成形時、キャビティ１３内に射出された溶融熱可塑性樹脂の流動によってスタンパ２７が動かないように、スタンパ２７を、第１の入れ子２０の周辺部における真空吸着によって第１の入れ子２０のキャビティ面２１に固定する。具体的には、図２の（Ａ）に示すように、第１の入れ子２０の周辺部に複数の貫通孔部２３を設け、かかる貫通孔部２３を塞ぐようにスタンパ２７を第１の入れ子２０のキャビティ面２１に載置する。貫通孔部２３は、第１の金型部１０に設けられた孔部１４を介して真空吸引装置（図示せず）に接続されている。
【００６６】
第１の金型部１０、第２の金型部１１、及び、被覆プレート４０を鋼材から作製した。そして、第１の入れ子２０をエポキシ系接着剤を用いて第１の金型部１０に固定した。その後、第１の入れ子２０のキャビティ面２１にスタンパ２７を載置した。そして、第１の入れ子２０の端部上におけるスタンパ２７と被覆プレート４０との間のクリアランスＣ1が０．００５ｍｍとなるように、また、オーバーラップ量（被覆量）ＯＬが２ｍｍとなるように、被覆プレート４０をボルト４１を用いて第１の金型部１０に取り付けた。次に、鋼材から作製したスリーブ５０（便宜上、第１のスリーブ５０と呼ぶ）を、第１の入れ子２０の中央部に設けられた貫通孔２２を通して第１の金型部１０に装着した。第１のスリーブ５０の先端部によって貫通孔２２の近傍のスタンパ２７の部分は被覆される。スリーブ５０の先端部の外径を３５．４８ｍｍとした。第１のスリーブ５０の先端部とスタンパ２７のこの部分との間のクリアランスＣ2を５μｍとした。また、第１の入れ子２０に設けられた貫通孔２２と第１のスリーブ５０との間のクリアランスは１０μｍであった。第１のスリーブ５０内にゲート部１２を配設した。尚、スタンパ２７は、第１のスリーブ５０によっても第１の入れ子２０のキャビティ面２１に固定されている。
【００６７】
一方、第２の入れ子３０をエポキシ系接着剤を用いて第２の金型部１１に固定した。そして、鋼材から作製した第２のスリーブ５１を、第２の入れ子３０の中央部に設けられた貫通孔を通して第２の金型部１１に装着した。第２の入れ子３０に設けられた貫通孔の内面の第２の金属膜３１と第２のスリーブ５１との間のクリアランスは１０μｍであった。
【００６８】
こうして得られた金型組立体を用いて、光ディスク基板を射出成形した。光ディスク基板を成形するにあたって、キャビティ１３の大きさを、直径１２０ｍｍ、厚さ０．６ｍｍとした。成形機として、住友重機械工業株式会社製ＳＤ４０を使用し、熱可塑性樹脂として、三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社製ポリカーボネート樹脂（ユーピロンＨ４０００）を使用した。そして、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めし、孔部１４、貫通孔部２３を介して真空吸引装置（図示せず）により、第１の入れ子２０のキャビティ面２１に載置されたスタンパ２７を真空吸着した。そして、溶融熱可塑性樹脂温度３６０゜Ｃ、金型温度１００゜Ｃ、保持圧力５０ＭＰａ、型締め圧２０トンの条件にて、キャビティ１３内にゲート部１２から溶融熱可塑性樹脂を射出した後、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品（光ディスク基板）を取り出した。
【００６９】
得られた光ディスク基板の表面における凹凸部の転写率は９５％であった。ここで、転写率とは、（成形品表面の凹凸部高さ平均値）／（金属膜に設けられた凹凸部高さ平均値）×１００で規定される値である。光ディスク基板には反りが殆ど認められなかった。１万回、射出成形を行ったが、第１の入れ子２０、スタンパ２７、第２の入れ子３０、第２の金属膜３１に損傷や傷の発生は認められなかった。
【００７０】
尚、第１の入れ子２０を結晶化ガラスから作製する代わりに、以下の実施例にて説明する部分安定化ジルコニアから作製してもよい。
【００７１】
（比較例１）
比較例１においては、第１の入れ子及び第２の入れ子を鋼材（商品名：ＳＴＡＶＡＸ）から作製した。鋼材の熱伝導率は４１．８（Ｗ／ｍ・Ｋ）［０．１ｃａｌ／（ｃｍ・ｓ・Ｋ）］であり、ビッカース硬度は５４０ｋｇ／ｍｍ2であり、ヤング率は２０．６×１０10Ｎ／ｍ2（２．１×１０6ｋｇｆ／ｃｍ2）である。
【００７２】
第１の入れ子の厚さを３ｍｍ、第２の入れ子の厚さを３．０３ｍｍとした。第１の入れ子の形状は、直径１２４．８ｍｍの円形であり、中央部には直径３５．４ｍｍの貫通孔が設けられている。また、第１の入れ子のキャビティ面は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。第１の入れ子のキャビティ面にはスタンパが載置されている。このスタンパは、実施例１におけるスタンパ２７と同じものである。
【００７３】
第２の入れ子の形状は、直径１２０．８ｍｍの円形であり、中央部には直径３０．５ｍｍの貫通孔が設けられている。第２の入れ子のキャビティ面は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。第２の入れ子には、実施例１と異なり、活性金属層や第２の金属膜は設けられていない。
【００７４】
第１の金型部、第２の金型部、及び、被覆プレートを鋼材から作製した。そして、第１の入れ子をエポキシ系接着剤を用いて第１の金型部に固定した。その後、第１の入れ子のキャビティ面にスタンパを載置した。そして、第１の入れ子の端部上におけるスタンパと被覆プレートとの間のクリアランスＣ1がゼロとなるように、また、オーバーラップ量（被覆量）ＯＬが２ｍｍとなるように、被覆プレートをボルトを用いて第１の金型部に取り付けた。次に、鋼材から作製した第１のスリーブを、第１の入れ子の中央部に設けられた貫通孔を通して第１の金型部に装着した。第１のスリーブの先端部によって貫通孔近傍のスタンパの部分は被覆される。第１のスリーブの先端部とスタンパのこの部分との間のクリアランスをゼロとした。
【００７５】
一方、第２の入れ子をエポキシ系接着剤を用いて第２の金型部に固定した。そして、鋼材から作製した第２のスリーブを、第２の入れ子の中央部に設けられた貫通孔を通して第２の金型部に装着した。第２の入れ子に設けられた貫通孔の内面と第２のスリーブとの間のクリアランスは１０μｍであった。
【００７６】
こうして得られた金型組立体を用いて、光ディスク基板を射出成形した。成形機、熱可塑性樹脂及び成形条件を、実施例１と同様とした。
【００７７】
得られた光ディスク基板の表面における凹凸部の転写率は５０％であった。しかも、光ディスク基板には大きな反りが発生していた。
【００７８】
（実施例２）
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２においては、キャビティ１３に面した第１の入れ子２０の表面（第１の入れ子２０のキャビティ面２１には、薄膜２８が形成されている。そして、スタンパ２７は、薄膜２８上に着脱自在に載置されている。ここで、薄膜２８は、ＰＶＤ法にて成膜された厚さ１μｍのＴｉＮから成る。実施例２における入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図３に示す。この点を除き、実施例２の入れ子２０、スタンパ２７、金型組立体、射出成形方法は、実施例１と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【００７９】
（実施例３）
実施例３も、実施例１の変形である。実施例３においては、第１の入れ子２０の端部及び側面はメッキ層２５で被覆されている。入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図４に示す。ここで、メッキ層２５は、厚さ０．３ｍｍのニッケル層から成る。第１の入れ子２０は、導電性付与剤としてＦｅ2Ｏ3を含有した部分安定化ジルコニアから成る。メッキ層を形成しない入れ子２０の部分のマスク層を形成し、露出した第１の入れ子２０の部分に電気メッキ法にてメッキ層２５を成膜すればよい。メッキ層２５の形成後、メッキ層２５を切削加工することが好ましい。これによって、メッキ層２５と被覆プレート４０との間のクリアランスが例えばゼロとなるように、被覆プレート４０をボルト（図示せず）を用いて第１の金型部１０に取り付けることができるし、第１の入れ子２０の端部の損傷発生をメッキ層２５によって確実に抑制することができる。この点を除き、実施例３の入れ子２０、スタンパ２７、金型組立体、射出成形方法は、実施例１と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。また、実施例３と実施例２とを組み合わせてもよい。このような構造の入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図を図５に示す。
【００８０】
（実施例４）
実施例４は、本発明の第２の態様に係る金型組立体及び及び射出成形方法に関する。実施例４においては、第１の入れ子２０を部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）から作製した。また、射出圧縮成形法を採用した。更には、被覆プレートの構成が、実施例１と若干異なっている。実施例４の金型組立体の模式的な断面図を図６に示す。尚、図６は、可動中子が第１の金型部に最も近づいた状態を示す。また、第１の入れ子の断面は、図２の（Ｂ）に示したと同じ構造を有する。
【００８１】
実施例４の金型組立体も、第１の金型部（固定金型部）１０及び第２の金型部（可動金型部）１１から成り、型締め時、キャビティ１３が形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、第１の金型部１０の内部に配設された第１の入れ子２０と、キャビティ１３に面した第１の入れ子２０の表面（第１の入れ子２０のキャビティ面２１）に形成された活性金属層２４と、活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜（便宜上、第１の金属膜と呼ぶ）１２７と、溶融熱可塑性樹脂をキャビティ１３内に射出するためのゲート部１２を備えている。尚、図６においては、第１の金属膜１２７の表面に設けられた凹凸部の図示を省略した。また、実施例４の金型組立体は、実施例１と同様に、第２の金型部１１の内部に配設された第２の入れ子３０を更に備えている。
【００８２】
実施例４の金型組立体は、更に、第１の金型部１０にボルト（図示せず）を用いて取り付けられ、第１の入れ子２０の端部を被覆したメッキ層２５を被覆する第１の被覆プレート４２を備えており、また、第２の金型部１１にボルト（図示せず）を用いて取り付けられ、キャビティ１３の一部を構成し、第１の入れ子２０の端部を被覆する第２の被覆プレート４３を備えている。
【００８３】
第１の入れ子２０は、部分安定化ジルコニア（ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3）から作製されており、その熱伝導率、ビッカース硬度、ヤング率は、実施例１の第２の入れ子３０を構成するＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3と同じ値を有し、厚さは３ｍｍである。第１の入れ子２０の形状は、直径１２４．６ｍｍの円形であり、中央部には直径３６．１ｍｍの貫通孔２２が設けられている。第１の入れ子２０の端部（エッジ部）、及び、貫通孔２２の端部（エッジ部）には、０．３ｍｍのＣ面カットが施されており、応力の集中を回避している。また、第１の入れ子２０のキャビティ面２１は鏡面研磨されており、その表面粗さＲZは０．０３μｍである。
【００８４】
第１の入れ子２０のキャビティ面２１、側面２６及び貫通孔２２の内面には、Ｔｉ−Ｃｕ−Ａｇから成る活性金属層２４が形成されている。活性金属層２４の厚さは４０μｍである。活性金属層２４を、焼き付け温度８５０゜Ｃの活性金属ソルダー法によって形成した。その後、ニッケルメッキを施し、活性金属層２４上にニッケル（Ｎｉ）から成る厚さ０．３ｍｍの第１の金属膜１２７を成膜した。そして、第１の入れ子２０全体の外形が、直径１２５．２ｍｍ、貫通孔２２の直径が３５．５ｍｍ、厚さが３．０３ｍｍとなるように、金属加工機にて第１の金属膜１２７の切削及び研削加工を行った。次いで、第１の入れ子２０の側面２６の第１の金属膜１２７上に、厚さ５ｍｍのニッケルから成るメッキ層２５を形成した。その後、キャビティ１３に面する第１の金属膜１２７の表面に、幅（トラックピッチに相当する）５００ｎｍ、深さ（グルーブ高さに相当する）２００ｎｍの微細な凹凸部をレーザを用いて設けた。凹凸部はグルーブ部のみに設けた。尚、実施例４においては、第１の金属膜１２７を第１の入れ子２０のキャビティ面２１の上の活性金属層２４上に成膜したので、実施例１と異なり、真空吸着によって第１の入れ子２０のキャビティ面２１に第１の金属膜を固定する必要はない。
【００８５】
一方、第２の入れ子３０を実施例１と同様に作製した。
【００８６】
第１の金型部１０、第２の金型部１１、可動中子１５、及び、被覆プレート４０を鋼材から作製した。そして、第１の入れ子２０をエポキシ系接着剤を用いて第１の金型部１０に固定した。そして、第１の入れ子２０の側面２６におけるメッキ層２５と第１の被覆プレート４２との間のクリアランスがゼロとなるように、第１の被覆プレート４２をボルト（図示せず）を用いて第１の金型部１０に取り付けた。次に、鋼材から作製した第１のスリーブ５０を、第１の入れ子２０の中央部に設けられた貫通孔２２を通して第１の金型部１０に装着した。第１のスリーブ５０の先端部によって貫通孔２２の近傍の第１の金属膜１２７の部分は被覆される。スリーブ５０の先端部の外径を３５．４８ｍｍとした。第１のスリーブ５０の先端部と第１の金属膜１２７のこの部分との間のクリアランスＣ2を５μｍとした。更には、可動中子が第１の金型部１０に最も近づいたときの、第２の被覆プレート４３と第１の金属膜１２７との間のクリアランスＣ1を４μｍとした。また、第１の入れ子２０に設けられた貫通孔２２と第１のスリーブ５０との間のクリアランスは１０μｍであった。第１のスリーブ５０内にゲート部１２を配設した。
【００８７】
一方、第２の入れ子３０をエポキシ系接着剤を用いて可動中子１５に固定した。そして、鋼材から作製した第２のスリーブ５１を、第２の入れ子３０の中央部に設けられた貫通孔を通して第２の金型部１１に装着した。第２の入れ子３０に設けられた貫通孔の内面の第２の金属膜３１と第２のスリーブ５１との間のクリアランスは１０μｍであった。
【００８８】
こうして得られた金型組立体を用いて、光ディスク基板を射出成形した。成形機として、住友重機械工業株式会社製ＳＤ４０を使用し、実施例１と同じポリカーボネート樹脂を使用した。そして、第１の金型部１０と第２の金型部１１とを型締めした。次いで、溶融熱可塑性樹脂温度３６０゜Ｃ、金型温度１００゜Ｃ、圧縮力４０トンの条件にて、キャビティ１３内にゲート部１２から溶融熱可塑性樹脂を射出した。溶融熱可塑性樹脂の射出完了と同時に、油圧装置１６を作動させて可動中子１５を第１の金型部１０に近づく方向に移動させた。移動量を０．１ｍｍとした。その後、キャビティ１３内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品（光ディスク基板）を取り出した。
【００８９】
得られた光ディスク基板の表面における凹凸部の転写率は９９％であった。また、光ディスク基板には反りが殆ど認められなかった。１万回射出成形を行ったが、第１の入れ子２０、第１の金属膜１２７、第２の入れ子３０、第２の金属膜３１に損傷や傷の発生は認められなかった。
【００９０】
（実施例５）
実施例１〜実施例４においては、専ら光ディスク基板の成形を例にとり説明したが、成形品は光ディスク基板に限定されない。成形品として、他に、例えば、導光板を挙げることができる。
【００９１】
パーソナルコンピュータや携帯電話、ＰＤＡ等にて使用される液晶表示装置には、液晶表示装置の薄型、軽量化、省電力、高輝度・高精細化の要求に対処するために、面状光源装置が組み込まれている。そして、この面状光源装置には、一般に、テーパー状の傾斜面を有する楔形の導光板が備えられている。この導光板は、平坦な第１面と、この第１面と対向する平坦な第２面を有し、一般に、透明な材料から作製されている。
【００９２】
導光板６０の模式的な断面図を図９の（Ａ）に示し、模式的な斜視図を図１０に示す。この導光板６０は、第１面６１、及び、この第１面６１と対向した略平面の第２面６３を有する。そして、第１面６１の表面部には、実施例５においては、高さ５μｍ、ピッチ２００μｍの凹凸部６２が設けられている。第１面６１の表面部に設けられた凹凸部６２は、導光板６０への光入射方向（図９の（Ａ）に白抜きの矢印で示す）と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って延びる連続した凹凸形状を有する。即ち、導光板６０への光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０を切断したときの凹凸部６２の断面形状は鋸歯形状（三角形）である。導光板６０は、全体として楔状の切頭四角錐形状を有し、切頭四角錐の２つの対向する側面が第１面６１及び第２面６３に相当し、切頭四角錐の底面に相当する側面（厚肉端部６４）から光が入射し、第１面６１及び第２面６３から光が射出する。厚肉端部６４の厚さを１．２ｍｍ、切頭四角錐の頂面に相当する側面（薄肉端部６５）の厚さを１．０ｍｍ、幅を４０ｍｍ、長さを６０ｍｍとした。尚、幅とは、鋸歯（プリズム）形状の凹凸部６２と平行な方向（図９の（Ａ）の紙面垂直方向）の長さを意味する。
【００９３】
図１１の（Ａ）及び図１２の（Ａ）に模式的な断面図を示す実施例５の金型組立体は、（Ａ）第１の金型部（可動金型部）２１０及び第２の金型部（固定金型部）２１１から成り、型締め時、キャビティ２１３が形成される、透明樹脂製の導光板を成形するための金型と、（Ｂ）キャビティ２１３内に溶融熱可塑性樹脂を導入するためのサイドゲート方式のゲート部（図示せず）と、（Ｃ）第１の金型部２１０に配設され、キャビティ２１３の一部を構成する入れ子２２０を備えている。尚、図１１の（Ａ）には金型組立体を型締めした状態を示し、図１２の（Ａ）には金型組立体を型開きした状態を示す。金型組立体には、ボルト２４１によって第１の金型部２１０に取り付けられ、キャビティ２１３の一部を構成し、入れ子２２０の端面を被覆する被覆プレート２４０が更に備えられている。尚、被覆プレート２４０は入れ子２２０の全周の端面を被覆している。また、被覆プレート２４０にはゲート部（図示せず）が設けられている。
【００９４】
図１２の（Ｂ）に模式的な拡大した断面図を示し、図１１の（Ｂ）に模式的な拡大された一部断面図を示す入れ子２２０（厚さ３．０ｍｍ）は、このような導光板６０の第１面６１を成形するために用いられ、部分安定化剤としてイットリア（Ｙ2Ｏ3）を含有した部分安定化ジルコニア（部分安定化された酸化ジルコニウム，ＺｒＯ2）から成る。そして、導光板６０の凹凸部６２を形成するために、キャビティ２１３に対向する入れ子２２０の表面に、凹凸部２２８が設けられた金属膜から成るスタンパ２２７が着脱自在に載置されている。ここで、スタンパ２２７は、実施例１と同様に、入れ子２２０の周辺部における真空吸着によって入れ子２２０の表面２２０Ａに固定されている。尚、入れ子２２０の模式的な断面図を図１１の（Ｃ）に示す。ＺｒＯ2−Ｙ2Ｏ3という組成を有する部分安定化ジルコニア中に含有される部分安定化剤の割合を３モル％とした。部分安定化ジルコニアの熱伝導率は約４．２Ｊ／（ｍ・ｓ・Ｋ）である。スタンパ２２７に設けられた鋸歯（プリズム）形状の凹凸部２２８の深さｄは５μｍであり、ピッチＰは２００μｍであり、鋸歯形状（三角形）を有する。スタンパ２２７に設けられた凹凸部２２８は、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って延びる連続した凹凸形状を有し、更には、導光板６０の第１面６１に形成された凹凸部６２と相補的な形状を有する。スタンパ２２７に設けられた凹凸部２２８の表面（より具体的には、凹凸部全体の表面）の表面粗さＲZを０．２μｍ以下（具体的には、平均値でＲZ＝０．０１μｍ）とした。
【００９５】
スタンパ２２７は、電鋳法によって作製された厚さ２５０μｍのＮｉ層の１層から成る。尚、キャビティ２１３に対向する入れ子２２０の表面の表面粗さＲZは０．０５μｍである。
【００９６】
第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において被覆プレート２４０と対向する入れ子２２０の部分の表面２２０Ｂには、表面が平坦なメッキ層２２５（図１２の（Ｂ）参照）が形成されている。
【００９７】
入れ子２２０を、ジルコニア（ＺｒＯ2）粉末及びＹ2Ｏ3粉末の混合品をプレス成形した後、焼成して作製した（図１１の（Ｃ）の模式的な断面図参照）。その後、キャビティ２１３に対向する入れ子２２０の表面（表面２２０Ａと呼ぶ）及び被覆プレート２４０と対向する入れ子２２０の表面（表面２２０Ｂと呼ぶ）に対してダイヤモンド砥石を用いた研磨及び仕上げを行ない、かかる表面２２０Ａ，２２０Ｂの表面粗さＲZを０．０５μｍとした。その後、メッキ層２２５を形成すべき部分以外の入れ子２２０の部分をマスキングして、無電解メッキ法及び電気メッキ法にて、ニッケル層を形成し、更にその上に無電解メッキ法にてＮｉ−Ｐ層を形成した。こうして、ニッケル層とＮｉ−Ｐ層の２層から成るメッキ層２２５を得ることができる。
【００９８】
一方、第１の金型部（可動金型部）２１０を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、切削加工を行い、入れ子装着部を設けた。表面２２０Ｂ上に形成されたメッキ層２２５を金属加工用の平面切削機を用いて切削した。そして、スタンパ２２７を入れ子２２０の表面２２０Ａに載置した後、入れ子装着部に入れ子２２０を装着し、入れ子２２０の端面を被覆プレート２４０で被覆し、被覆プレート２４０をボルト２４１で第１の金型部２１０に固定した。
【００９９】
また、第２の金型部（固定金型部）２１１を炭素鋼Ｓ５５Ｃから作製し、切削加工を行い、入れ子装着部を設けた。そして、入れ子装着部に接着剤を用いて第２の入れ子２３０を固定した。尚、第２の入れ子２３０の構成は、貫通孔がないことを除き、実施例１の第２の入れ子３０の構成と同じである。尚、図１１の（Ａ）及び図１２の（Ａ）においては、第２の入れ子２３０に、実施例１の第２の入れ子３０と同様に活性金属層を形成したが、活性金属層の図示は省略した。また、第２の入れ子２３０は、第２の入れ子３０と同様の方法で作製することができ、第２の入れ子２３０の表面には第２の金属膜２３１が形成されている。尚、第２の金属膜２３１の表面粗さＲZは０．０１μｍである。
【０１００】
このように作製した第１の金型部（可動金型部）２１０と第２の金型部（固定金型部）２１１とを組み付けて実施例５の金型組立体を得た。第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、入れ子２２０と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ21は０．００１ｍｍであり、且つ、入れ子２２０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ21は２．０ｍｍであった。また、第２の入れ子２３０と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ43も０．００１ｍｍであり、第２の入れ子２３０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ43は２．０ｍｍであった。このような構造にすることで、入れ子２２０及び第２の入れ子２３０の端部は、キャビティ２１３内に導入された溶融熱可塑性樹脂と接触しなくなる。
【０１０１】
完成した金型組立体を成形装置に取り付けた後、金型組立体を金型温調機を用いて１３０゜Ｃまで加熱後、４０゜Ｃまで急冷しても、入れ子２２０や第２の入れ子２３０に割れ等の損傷は発生しなかった。また、スタンパ２２７や第２の金属膜２３１にも損傷は生じなかった。
【０１０２】
成形装置としてゾディック株式会社製、ＴＲ１００ＥＨ射出成形機を用いた。また、透明な熱可塑性樹脂として重量平均分子量１．６×１０4のポリカーボネート樹脂を使用して、射出成形を行なった。成形条件を下記の表１のとおりとした。ゲート部（サイドゲート構造を有する）を介してキャビティ２１３内へ溶融ポリカーボネート樹脂を導入（射出）した。そして、所定量の溶融ポリカーボネート樹脂をゲート部を介してキャビティ２１３内に導入（射出）した後、キャビティ２１３内のポリカーボネート樹脂を冷却、固化させ、３０秒後に金型組立体の型開きを行い、導光板６０を金型組立体から取り出した。
【０１０３】
［表１］
金型温度：１００゜Ｃ
樹脂温度：３００゜Ｃ
射出圧力：１．４７×１０8Ｐａ（１５００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）
【０１０４】
得られた導光板６０には鋸歯（プリズム）形状の凹凸部６２が綺麗に転写されていた。
【０１０５】
こうして得られた導光板６０の模式的な断面図を図９の（Ａ）に示す。導光板６０を組み込んだエッジ式のバックライト式面状光源装置にあっては、図９の（Ｂ）に概念図を示すように、導光板６０の第２面６３が液晶表示装置７０と対向するように配置されている。そして、光源７１から射出され、導光板６０の楔形の厚肉端部６４から入射した光は、第１面６１で反射されて第２面６３から射出される光、及び、第１面６１を透過する光に分けられる。第１面６１を透過した光は、第１面６１と対向する位置に配置された反射部材７２によって反射させられ、導光板６０に再び入射し、第２面６３から射出される。第２面６３から射出された光は、第２面６３と対向して配置された液晶表示装置７０へと導かれる。液晶表示装置７０と導光板６０の第２面６３との間には、拡散シート７３及びプリズムシート７６が１枚、配置され、光を均一に拡散させている。尚、プリズムシート７６の表面に設けられた連続した凸形状を有する凸部（図示せず）は、導光板６０への光入射方向と略平行の方向に沿って延びている。
【０１０６】
また、エッジ式のフロントライト式面状光源装置にあっては、図９の（Ｃ）に概念図を示すように、導光板６０の第２面６３が液晶表示装置７０と対向するように配置されている。そして、光源７１から射出され、導光板６０の楔形の厚肉端部６４から入射した光を、第１面６１の凹凸部６２にて反射させ、第２面６３から射出させる。そして、第２面６３と対向する位置に配置された液晶表示装置７０を通過させ、反射部材７５によって反射させ、再び液晶表示装置７０を通過させる。この光は、更に、位相差フィルム７４及び導光板６０の第２面６３に形成された反射防止層（図示せず）を通過して導光板６０の第１面６１から射出され、画像として認識される。フロントライト式面状光源装置の方がバックライト式面状光源装置よりも明るく、また、昼間ならば外光のみで明るくできる方式であるが故に、消費電力を低減できるといった利点がある。
【０１０７】
（比較例２）
比較例２においては、入れ子２２０及び第２の入れ子２３０を鋼材から作製した。そして、実施例５と同じ金型にこれらの入れ子２２０，２３０を組み込み、実施例５と同じ射出成形機を使用し、実施例５と同じポリカーボネート樹脂を用い、実施例５と同じ条件にて射出成形を行った。しかしながら、表１に示した射出圧力では不十分であったが故に、射出圧力を２．１６×１０8Ｐａ（２２００ｋｇｆ／ｃｍ2−Ｇ）として、射出成形を行った。しかしながら、得られた導光板には鋸歯（プリズム）形状の凹凸部６２が十分に転写されていなかった。
【０１０８】
導光板の変形例を、以下に説明する。
【０１０９】
導光板６０Ａの模式的な断面図を図１３の（Ａ）に示し、模式的な斜視図を図１４に示す。この導光板６０Ａにおいては、第１面６１の表面部に設けられた凸部６２Ａは、導光板６０Ａへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って延びる連続した凸形状を有し、導光板６０Ａへの光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０Ａを切断したときの連続した凸形状の断面形状は台形である。尚、図における参照番号で、図９の（Ａ）に示したと同じ参照番号は、同じ構成要素を意味する。
【０１１０】
また、導光板６０Ｂの模式的な断面図を図１３の（Ｂ）に示し、模式的な平面図を図１５に示す。この導光板６０Ｂにおいては、第１面６１の表面部に設けられた凸部６２Ｂは、導光板６０Ｂへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凸形状を有し、導光板６０Ｂへの光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０Ｂを切断したときの不連続の凸形状は角錐である。
【０１１１】
更には、導光板６０Ｃの模式的な断面図を図１３の（Ｃ）に示し、模式的な平面図を図１６に示す。この導光板６０Ｃにおいては、第１面の表面部に設けられた凸部６２Ｃは、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凸形状を有し、不連続の凸形状の形状は略半球である。
【０１１２】
また、導光板６０Ｄの模式的な断面図を図１３の（Ｄ）に示し、模式的な平面図を図１７に示す。この導光板６０Ｄにおいては、第１面の表面部に設けられた凸部６２Ｄは、導光板への光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凸形状を有し、不連続の凸形状の形状は円柱である。
【０１１３】
導光板６０Ｅへの光入射方向であって第１面６１と垂直な仮想平面で導光板６０Ｅを切断したときの凹部６２Ｅの断面形状が三角形である場合の模式的な断面図を図１８の（Ａ）に示し、模式的な斜視図を図１９に示す。
【０１１４】
また、第１面６１の表面部に設けられた凹部６２Ｆが、導光板６０Ｆへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凹形状を有し、不連続の凹形状の形状が略半球である導光板６０Ｆの模式的な断面図を図１８の（Ｂ）に示す。尚、模式的な平面図は、参照番号が異なることを除き、図１６と実質的に同様である。
【０１１５】
更には、第１面６１の表面部に設けられた凹部６２Ｇが、導光板６０Ｇへの光入射方向と所定の角度を成す方向（具体的には、略直角の方向）に沿って配列された不連続の凹形状を有し、不連続の凹形状の形状が円柱である導光板６０Ｇの模式的な断面図を図１８の（Ｃ）に示す。尚、模式的な平面図は、参照番号が異なることを除き、図１７と実質的に同様である。
【０１１６】
実施例５においては、液晶表示装置に組み込む面状光源装置について説明したが、例えば輸送手段における灯具に代表される灯具等に導光板を適用した例を図２０の（Ａ）に模式的な断面図で示す。この灯具にあっては、プラスチックス製の基部８１の内側底面に平面状の反射板８３が固定され、その上方に導光板６０が固定されている。導光板６０の側面（切頭四角錐の底面に相当する側面６４）には、例えば発光ダイオードから成る光源８０が配設されている。導光板６０の上方には、拡散シート７３及びプリズムシート７６が固定されている。基部８１の上部は、プラスチックス製の光を透過するカバー８２によって覆われている。尚、灯具から射出される光を矢印で示す。例えば、第２面６３に拡散ドットパターンを設ければ、拡散シート７３は不要である。このような構成とすることで、光を透過するカバー８２に凹凸を設けなくとも均一な輝度分布、高輝度を達成することができると共に、反射板８３を平面状とすることができる。尚、導光板は、図９の（Ａ）に示した導光板に限定されるものではなく、導光板の変形例を用いることもできるし、灯具の構造、構成も例示である。
【０１１７】
例えば室内灯に代表される灯具等に本発明の導光板あるいは面状光源装置を適用した例を図２０の（Ｂ）に模式的な断面図で示す。この灯具にあっては、プラスチックス製の基部８５の内側底面に平面状の反射板８８が固定され、その下方に導光板６０が固定されている。導光板６０の側面（切頭四角錐の底面に相当する側面６４）には、例えば蛍光灯から成る光源８４が配設されている。基部８５の下部は、プラスチックス製の光を透過するカバー８６によって覆われている。尚、灯具から射出される光を矢印で示す。このような構成とすることで、光を射出するカバー８６に拡散パターンやレンズパターンを設けなくとも、均一な輝度分布、高輝度を達成することができると共に、反射板８８を平面状とすることができる。尚、基部８５の側面の部分に貫通孔８７を設けておき、係る貫通孔８７に例えば光ファイバーの一端を差し込み（図２０の（Ｂ）では白抜きの矢印で示す）、光源からの光あるいは太陽光を光ファイバーの他端に導入することによって、即ち、光源から射出された光を直接、導光板に導くだけでなく、間接的に導光板に導く構成とすることもできる。あるいは又、光源８４と光ファイバーを併設してもよいし、光源８４を着脱自在としたり、光源８４を移動可能とすることもできる。尚、尚、導光板は、図９の（Ａ）に示した導光板に限定されるものではなく、導光板の変形例を用いることもできるし、灯具の構造、構成も例示である。
【０１１８】
また、自動車、電車、船舶、航空機等の輸送手段における灯具や灯火（例えば、ヘッドライト、テールライト、ハイマウントストップライト、スモールライト、ターンシグナルランプ、フォグライト、室内灯、メーターパネル用ライト、各種のボタンに内蔵された光源、行き先表示灯、非常灯、非常口誘導灯等）、建築物における各種の灯具や灯火（外灯、室内灯、照明具、非常灯、非常口誘導灯等）、街路灯、信号機や看板、機械、装置等における各種の表示灯具、トンネルや地下通路等における照明具や採光部に、上述の導光板を採用することができる。
【０１１９】
以下、実施例５における金型組立体の変形例を説明する。
【０１２０】
型締めした状態を図２１の（Ａ）に模式的な断面図として示し、入れ子２２０の模式的な拡大された断面図を図２１の（Ｂ）に示すように、第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、スタンパ２２７と対向した第２の金型部２１１の対向面と、第２の金型部２１１の対向面と対向したスタンパ２２７の部分２２７Ａとの間のクリアランスＣ11を０．０３ｍｍ以下（Ｃ11≦０．０３ｍｍ）とする構造とすることもできる。第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、入れ子２２０に対する第２の金型部２１１の対向面の重なり量ΔＳ11を０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。第２の金型部２１１の対向面は、入れ子２２０の対向面と対向する第２の金型部２１１の面に設けられた一種の切り込み（切欠部２１７）である。尚、第２の金型部２１１のパーティング面の延在部等とすることもできる。
【０１２１】
あるいは又、図２２に模式的な断面図を示すように、第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態においてスタンパ２２７と対向する第２の入れ子２３０の部分の表面には、表面が平滑な第２の金属膜２３１Ａが形成されており、第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、第２の入れ子２３０と対向したスタンパ２２７の部分と、スタンパ２２７と対向した第２の入れ子２３０の部分との間のクリアランスＣ41は、０．０３ｍｍ以下（Ｃ41≦０．０３ｍｍ）である構造とすることもできる。第１の金型部２１０と第２の金型部２１１とを型締めした状態において、第２の入れ子２３０と対向した入れ子２２０の部分と、入れ子２２０と対向した第２の入れ子２３０の部分との重なり量ΔＳ41は０．５ｍｍ以上（ΔＳ41≧０．５ｍｍ）であることが好ましい。
【０１２２】
あるいは又、図２３に模式的な断面図を示すように、入れ子２２０と第２の入れ子２３０との間に配設され、第１の金型部２１０に取り付けられ、ゲート部（図示せず）が設けられた被覆プレート２４０を金型組立体は更に備えている構成とすることもできる。そして、スタンパ２２７と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ42、及び、第２の入れ子２３０と被覆プレート２４０との間のクリアランスＣ43は０．０３ｍｍ以下（Ｃ42，Ｃ43≦０．０３ｍｍ）であり、入れ子２２０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ42、及び、第２の入れ子２３０に対する被覆プレート２４０の重なり量ΔＳ43は０．５ｍｍ以上（ΔＳ42，ΔＳ43≧０．５ｍｍ）であり、被覆プレート２４０は入れ子２２０及び第２の入れ子２３０の一部分とのみ重なり合っている構成とすることもできる。
【０１２３】
尚、これらの金型組立体の変形例においては、第２の金型部２１１や第２の入れ子２３０、被覆プレート２４０と対向する部分をスタンパ２２７とする代わりに、メッキ層とすることもできる。
【０１２４】
射出圧縮成形法にて導光板６０を成形することもできる。このような金型組立体の模式的な断面図を図２４に示す。この金型組立体は、第２の入れ子の代わりに、鋼製の可動中子２１５が設けられている点、この可動中子２１５を移動させるための油圧シリンダー２１６が設けられている点が、実施例５にて説明した金型組立体と相違している。油圧シリンダー２１６によって可動中子２１５を入れ子２２０に向かう方向に移動させることによって、キャビティ２１３の容積を変更することができる。金型組立体のその他の構成は、実施例５の金型組立体の構成と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１２５】
以上に説明した導光板を液晶表示装置に組み込めば、極めて明るい表示の液晶表示装置を得ることができ、消費電力を低減できる。また、例えば輸送手段における灯具に代表される灯具等に導光板を適用すれば、光を射出する灯具等の光透過部材に凹凸を設けなくとも均一な輝度分布、高輝度を達成することができると共に、反射部材（リフレクター）を平面状とすることができるので、灯具等の体積を減少させることができる結果、灯具等の設置場所の制限が少なくなる。また、光源を蛍光管や発光ダイオードとすれば、省電力化、省エネルギーを図ることができるし、光源からの光の有効利用を図ることができる。更には、例えば室内灯に代表される灯具等においては、あるいは又、日光に照らされない部屋や地下室、地下通路にあっても、光源（例えば蛍光灯）の光を有効に、効率良く利用することが可能となり、光源の数を減少させることも可能となる、省エネルギーを達成することができる。また、自然光を光源として用いれば、一層の省エネルギーを達成することができる。
【０１２６】
以上、本発明を、好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。実施例にて説明した金型組立体の構造や構成、第１の入れ子や第２の入れ子の構成や寸法、成形した成形品、射出成形条件、射出圧縮成形条件は例示であり、適宜変更することができる。例えば、実施例１にて説明した金型組立体を、図７に示すように改造することによって、実施例４の射出圧縮成形法を実施することができる。また、実施例４にて説明した金型組立体を、図８に示すように改造することによって、実施例１の射出成形法を実施することができる。
【０１２７】
【発明の効果】
本発明においては、金型組立体の耐久性に優れるばかりか、成形品の反りや歪みを低減することができ、しかも、微細な凹凸部を容易に、且つ、安定して成形品表面に転写することができる。また、キャビティに面した入れ子の表面に、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパを着脱自在に載置する構成とすれば、形状は同じであるが凹凸部の形成位置が相違する成形品を成形する場合、あるいは又、スタンパに傷等が発生した場合、スタンパを交換するだけでよく、入れ子それ自体を交換する必要がなくなり、成形品の成形コスト削減、成形品の設計から実際の製品としての成形品を成形までに要する時間［ＴＡＴ（Turn Around Time）］の短縮化を図ることができる。
【０１２８】
しかも、入れ子の端部あるいはエッジ部の破損発生を確実に防止でき、長期間の連続した成形に耐えることができる。更には、キャビティ内での溶融熱可塑性樹脂の流動性が向上するが故に、キャビティ内への溶融熱可塑性樹脂の導入圧力を低く設定できるので、成形品に残留する応力を緩和でき、成形品の品質が向上する。また、導入圧力を低減できるために、金型部の薄肉化、成形装置の小型化が可能となり、成形品のコストダウンも可能になる。更には、入れ子にメッキ層を形成すれば、金型部への入れ子の装着の際の調整が比較的容易となり、金型組立体の製作費用を低減できるし、本発明の金型組立体において、入れ子を、所定のクリアランス（Ｃ）や重なり量（ΔＳ）の範囲内で金型部内に容易に組み込むことが可能となり、長期的な成形を実施しても、入れ子に破損が生じることがなく、容易且つ安価に外観に優れた成形品を成形することが可能となる。更には、成形品の外観を損なうことがなくなり、成形品端部のバリ発生を防止でき、成形品の不良率低減及び成形品の均質化、高品質化を達成することができ、成形品の製造コストの低下を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１の金型組立体の模式的な断面図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１の金型組立体における入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図、及び、入れ子の模式的な断面図である。
【図３】図３は、実施例２の入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図である。
【図４】図４は、実施例３の入れ子の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図である。
【図５】図５は、実施例３の入れ子の変形例の端部近傍を拡大した模式的な一部断面図である。
【図６】図６は、実施例４の金型組立体の模式的な断面図である。
【図７】図７は、実施例１の金型組立体の変形例の模式的な断面図である。
【図８】図８は、実施例４の金型組立体の変形例の模式的な断面図である。
【図９】図９の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、導光板の模式的な断面図、エッジ式のバックライト式面状光源装置の概念図、及び、エッジ式のフロントライト式面状光源装置の概念図である。
【図１０】図１０は、導光板の模式的な斜視図である。
【図１１】図１１の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）のそれぞれは、実施例５の金型組立体の型締めした状態を示す模式的な断面図、入れ子の模式的な一部断面図、及び、入れ子の模式的な断面図である。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれは、実施例５の金型組立体の型開きした状態を示す模式的な断面図、及び、入れ子等の模式的な拡大された断面図である。
【図１３】図１３の（Ａ）〜（Ｄ）のそれぞれは、実施例５の導光板の変形例の模式的な断面図である。
【図１４】図１４は、図１３の（Ａ）に断面図を示した導光板の模式的な斜視図である。
【図１５】図１５は、図１３の（Ｂ）に断面図を示した導光板の模式的な平面である。
【図１６】図１６は、図１３の（Ｃ）に断面図を示した導光板の模式的な平面である。
【図１７】図１７は、図１３の（Ｄ）に断面図を示した導光板の模式的な平面である。
【図１８】図１８の（Ａ）〜（Ｃ）のそれぞれは、実施例５の導光板の変形例の模式的な断面図である。
【図１９】図１９は、図１８の（Ａ）に断面図を示した導光板の模式的な斜視図である。
【図２０】図２０の（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれは、輸送手段における灯具、及び、室内灯に代表される灯具に本発明の導光板あるいは面状光源装置を適用した例を示す模式的な断面図である。
【図２１】図２１の（Ａ）及び（Ｂ）のそれぞれは、実施例５の金型組立体の変形例の断面図、及び、入れ子の模式的な拡大された断面図である。
【図２２】図２２は、実施例５の金型組立体の別の変形例の断面図である。
【図２３】図２３は、実施例５の金型組立体の更に別の変形例の断面図である。
【図２４】図２４は、実施例５の金型組立体の更に別の変形例の断面図である。
【符号の説明】
１０・・・第１の金型部（固定金型部）、１１・・・第２の金型部（可動金型部）、２１０・・・第１の金型部（可動金型部）、２１１・・・第２の金型部（固定金型部）、１２・・・ゲート部、１３，２１３・・・キャビティ、１４・・・孔部、１５，２１５・・・可動中子、１６，２１６・・・油圧装置、２０・・・入れ子（第１の入れ子）、２１・・・入れ子（第１の入れ子）のキャビティ面、２２・・・貫通孔、２３・・・貫通孔部、２４・・・活性金属層、２５・・・メッキ層、２６・・・入れ子（第１の入れ子）の側面、２７・・・スタンパ、２８・・・薄膜、１２７・・・金属膜、３０，２３０・・・第２の入れ子、３１，２３１・・・第２の金属膜、３２・・・活性金属層、４０，４２，４３，２４０・・・被覆プレート、４１，２４１・・・ボルト、５０・・・第１のスリーブ、５１・・・第２のスリーブ、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ，６０Ｄ，６０Ｅ，６０Ｆ，６０Ｇ・・・導光板、６１・・・第１面、６２・・凹凸部、６２Ａ，６２Ｂ，６２Ｃ，６２Ｄ・・・凸部、６２Ｅ，６２Ｆ，６２Ｇ・・・凹部、６３・・・第２面、６４・・・厚肉端部、６５・・・薄肉端部、７０・・・液晶表示装置、７１・・・光源、７２・・・反射部材、７３・・・拡散シート、７４・・・位相差フィルム、７５・・・反射部材、７６・・・プリズムシート、２２０・・・入れ子、２２５・・・メッキ層、２２７・・・スタンパ、２２８・・・凹凸部
Claims (28)
- （Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパと、
（Ｄ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されていることを特徴とする金型組立体。 - （Ｅ）第１の金型部若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端部を被覆する被覆プレート、
を更に備え、
入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の前記表面に着脱自在に載置されたスタンパと被覆プレートとの間のクリアランスは、０．００１ｍｍ乃至０．０２ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の金型組立体。 - キャビティに面した入れ子の表面には、薄膜が形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の金型組立体。
- 薄膜は、ＴｉＮ、ＴｉＡｌＮ、ＴｉＣ、ＣＢＮ、ＢＮ、アモルファスダイヤモンド、ＣｒＮ及びＣｒから成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項３に記載の金型組立体。
- 薄膜の厚さは、５×１０-7ｍ乃至２×１０-5ｍであることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の金型組立体。
- 金属膜は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の金型組立体。
- 金属膜の厚さは、０．０１ｍｍ乃至０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の金型組立体。
- 入れ子の端部及び／又は側面にはメッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の金型組立体。
- 入れ子の中央部には貫通孔が設けられており、
第１の金型部には、貫通孔近傍のスタンパの部分を被覆するための金属製のスリーブが貫通孔を通して装着されており、
スリーブ先端部とスタンパの該部分との間のクリアランスは５μｍ乃至３０μｍであることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の金型組立体。 - 第２の金型部の内部に配設され、キャビティの一部を構成する第２の入れ子を更に備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の金型組立体。
- （Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に形成された活性金属層と、
（Ｄ）活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜と、
（Ｅ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備えた金型組立体であって、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されていることを特徴とする金型組立体。 - （Ｆ）第１の金型部若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端部を被覆する被覆プレート、
を更に備え、
入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の前記表面に形成された金属膜と被覆プレートとの間のクリアランスは、０．００１ｍｍ乃至０．０２ｍｍであることを特徴とする請求項１１に記載の金型組立体。 - 活性金属層は、Ｔｉ、Ｚｒ及びＢｅから成る群から選択された金属と、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ及びＦｅから成る群から選択された金属との共晶組成物から成り、
活性金属層の厚さは１×１０-6ｍ乃至５×１０-5ｍであることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の金型組立体。 - 金属膜は、Ｃｒ、Ｃｒ化合物、Ｎｉ及びＮｉ化合物から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成ることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載の金型組立体。
- 金属膜の厚さは、０．０１ｍｍ乃至０．４ｍｍであることを特徴とする請求項１１乃至請求項１４のいずれか１項に記載の金型組立体。
- 入れ子の端部及び／又は側面にはメッキ層が形成されていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１５のいずれか１項に記載の金型組立体。
- 入れ子の中央部には貫通孔が設けられており、
第１の金型部には、貫通孔近傍の前記金属膜の部分を被覆するための金属製のスリーブが貫通孔を通して装着されており、
スリーブ先端部と金属膜の該部分との間のクリアランスは５μｍ乃至３０μｍであることを特徴とする請求項１１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の金型組立体。 - 第２の金型部の内部に配設され、キャビティの一部を構成する第２の入れ子を更に備えていることを特徴とする請求項１１乃至請求項１７のいずれか１項に記載の金型組立体。
- （Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に着脱自在に載置され、表面に凹凸部が設けられた金属膜から成るスタンパと、
（Ｄ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備え、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、ゲート部から溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする射出成形方法。 - 金型組立体はキャビティの容積を可変とし得る構造であり、
成形すべき成形品の容積よりもキャビティの容積が大きくなるように、第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、
該キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、
熱可塑性樹脂の射出開始前、開始と同時に、射出中に、あるいは射出完了後、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積までへの減少を開始することを特徴とする請求項１９に記載の射出成形方法。 - （Ｅ）第１の金型部若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端部を被覆する被覆プレート、
を更に備え、
入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の前記表面に着脱自在に載置されたスタンパと被覆プレートとの間のクリアランスは、０．００１ｍｍ乃至０．０２ｍｍであることを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の射出成形方法。 - 成形品は光ディスク基板であることを特徴とする請求項１９乃至請求項２１のいずれか１項に記載の射出成形方法。
- 金属膜の表面に設けられた凹凸部は、光ディスク基板においてトラックピッチが０．７６μｍ以下であるグルーブ又はピットを形成するために設けられていることを特徴とする請求項２２に記載の射出成形方法。
- （Ａ）第１の金型部及び第２の金型部から成り、型締め時、キャビティが形成される、熱可塑性樹脂製の成形品を成形するための金型と、
（Ｂ）第１の金型部の内部に配設された入れ子と、
（Ｃ）キャビティに面した入れ子の表面に形成された活性金属層と、
（Ｄ）活性金属層上に形成され、表面に凹凸部が設けられた金属膜と、
（Ｅ）溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出するためのゲート部、
を備え、
入れ子は、熱伝導率が１．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）乃至６．３（Ｗ／ｍ・Ｋ）、ビッカース硬度が５５０ｋｇ／ｍｍ2以上、ヤング率が４．９×１０10Ｎ／ｍ2以上、厚さが０．５ｍｍ乃至５．０ｍｍの材料から作製されている金型組立体を用いた熱可塑性樹脂の射出成形方法であって、
第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、ゲート部から溶融熱可塑性樹脂をキャビティ内に射出した後、キャビティ内の熱可塑性樹脂を冷却、固化させ、次いで、型開きを行い、金型から成形品を取り出すことを特徴とする射出成形方法。 - 金型組立体はキャビティの容積を可変とし得る構造であり、
成形すべき成形品の容積よりもキャビティの容積が大きくなるように、第１の金型部と第２の金型部とを型締めし、
該キャビティ内に溶融熱可塑性樹脂を射出し、
熱可塑性樹脂の射出開始前、開始と同時に、射出中に、あるいは射出完了後、キャビティの容積を成形すべき成形品の容積までへの減少を開始することを特徴とする請求項２４に記載の射出成形方法。 - （Ｆ）第１の金型部若しくは第２の金型部に取り付けられ、キャビティの一部を構成し、入れ子の端部を被覆する被覆プレート、
を更に備え、
入れ子と被覆プレートとの間のクリアランス、あるいは、入れ子の前記表面に配設された前記金属膜と被覆プレートとの間のクリアランスは、０．００１ｍｍ乃至０．０２ｍｍであることを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載の射出成形方法。 - 成形品は光ディスク基板であることを特徴とする請求項２４乃至請求項２６のいずれか１項に記載の射出成形方法。
- 金属膜の表面に設けられた凹凸部は、光ディスク基板においてトラックピッチが０．７６μｍ以下であるグルーブ又はピットを形成するために設けられていることを特徴とする請求項２７に記載の射出成形方法。
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