JP5120752B2 - 射出成形装置 - Google Patents
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Description
(1)この射出成形装置は、固定側コアと可動側コアの表面を、成形されるべき樹脂の軟化温度より高い温度に加熱し、充填後に固定側コアと可動側コアを樹脂の軟化温度より低い温度まで冷却する構成であるから、充填率と離型性が向上し、アスペクト比1以上のナノ構造を表面にもつ良好な光学特性を持つ成型品を成形することができる。
以上の本発明の射出成形装置を用い射出成形を行えば、短時間にアスペクト比1以上のナノ構造を表面に持つ光学素子等の成型品の成形が可能になる。以下、この射出成形装置の作用を、この射出成形装置を使用した図4及び図3に示す射出成形方法の一連の工程とコア表面の金型温度を示すフロー図を参照して説明する。
成形するに際して、まず最初に、対向する固定側金型21と可動側金型22の型締め前に、加熱手段によって、固定側コア4及び可動側コア5の表面の金型温度を、樹脂の軟化温度より高く且つ樹脂の分解温度より低い温度T1まで昇温する。
型締めを完了した後に、樹脂を樹脂導入路1からキャビティー14を通して充填を行う。ここで、従来は、固定側ベース金型2と可動側ベース金型3の温度は、樹脂の軟化温度より低い温度に設定されているために、樹脂の軟化温度より高い温度で固定側ベース金型2のキャビティー14内から固定側コア4及び可動側コア5に射出されても、樹脂は冷却され、樹脂の粘性は流動長及び流動速度に関係して増加し、その表面に固化層を形成しながら充填される。
樹脂充填後に、固定側コア4及び可動側コア5の型締め状態を維持し、樹脂への充填圧力を保持(保圧)しながら、樹脂の軟化温度より低い温度T2まで冷却し、さらに形成された樹脂成型品の冷却を行う。
最後に、固定側コア4及び可動側コア5の冷却後に、突き出しピン10、11を、固定側コア4に突き当てて、固定側金型21と可動側金型22の型開きを行い、アスペクト比1以上のナノ構造物が構成された成型品の取り出しを行う。
本発明に係る射出成形装置の上記実施例の作用を説明する。ここでは、アスペクト比が1以上のナノ構造を表面にもつ光学素子の成型品を作成する射出成形装置とし、この射出成形装置による成形方法を通して説明する。
、この温度を維持し、形成された樹脂成型品の冷却を行う。このような樹脂成型品の冷却後に、型開きを行い、成型品の取り出しを行う。
2 固定側ベース金型
3 可動側ベース金型
4 固定側コア
5 可動側コア
6 固定側コア表面(ナノ構造物)
7 可動側コア表面(ナノ構造物)
8、9 冷却媒体流路
10、11 突き出しピン
12 キャビティー内真空引き排出路
13 反射鏡
14 キャビティー
15A 加熱手段(ベース内部に設置時)
15B 加熱手段(ベース表面に設置時)
16 冷却媒体導入口
17 冷却媒体排出口
20 射出成形装置
21 固定側金型(固定側コアと固定側ベース金型群から成るもの)
22 可動側金型(可動側コアと可動側ベース金型群から成るもの)
23 固定側ベース金型群(複数の固定側ベース金型から成るもの)
24 可動側ベース金型群(複数の可動側ベース金型から成るもの)
25 冷却媒体通路
Claims (8)
- ナノメータサイズの構造物が表面に形成された固定側コア及び固定側ベース金型を備えた固定側金型と、ナノメータサイズの構造物が表面に形成された可動側コア及び可動側ベース金型を備えた可動側金型と、前記固定側コアと可動側コアの表面を加熱する加熱手段と、前記固定側コアと可動側コアを冷却する冷却手段と、を備え、表面にナノメータサイズの構造物を有する成型品を成形する射出成形装置であって、
前記加熱手段は、固定側コアと可動側コアの間に樹脂を充填する前に、該固定側コアと可動側コアの表面を、前記樹脂の軟化温度より高い温度に加熱するものであり、
前記冷却手段は、該充填後に、前記固定側コアと可動側コアを前記樹脂の軟化温度より低い温度まで冷却するものであり、
前記固定側金型と可動側金型は、部分的に、前記固定側金型と可動側金型を形成する金属より熱伝導率の低い材料が埋め込まれていることを特徴とするナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。 - 前記加熱手段は、固定側ベース金型と可動側ベース金型の表面に赤外線、電磁波又はレーザー光線を発生する加熱器が埋込みされてなり、型締めにより互いに対向する前記固定側金型と可動側金型が接近した時に、対向する前記固定側金型と可動側金型の間で、赤外線、電磁波又はレーザー光線を多重反射させて前記固定側コアと可動側コアコアの表面を均一に加熱する構成であることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
- 前記冷却手段は、前記固定側コア及び可動側コアの背面に形成された冷却媒体流路を備えていることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
- 前記冷却手段は、前記固定側金型及び可動側金型の両方又はいずれか一方の表面に形成されており、前記固定側金型と可動側金型が互いに型締めされると冷却媒体を流す流路となるキャビティーを備えていることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
- 前記金属より熱伝導率の低い材料は、ガラス、石英、アルミナ、フォルステライト、ジルコニア、ジルコン、ムライト、コーディエライト、窒化ケイ素又は炭化ケイ素であることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
- 前記固定側コアと可動側コアの表面に形成されたナノメータサイズの構造物の平均ピッチは、30nm〜1000nmであり、アスペクト比1以上であることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
- 前記樹脂の軟化温度より高い温度は、樹脂の分解温度より低い温度であることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
- 前記冷却手段で冷却する温度は、前記樹脂の軟化温度より67℃低い温度であることを特徴とする請求項1記載のナノメータサイズの構造物を表面に有する成型品の射出成形装置。
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