JP5649695B2 - Thermoplastic resin injection molding method - Google Patents

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Description

本発明は、熱可塑性樹脂の射出成形方法に関する。より詳しくは、溶融樹脂に気体を溶解させることで溶融樹脂の粘度を低下させて、金型表面を成形品表面へ高度に転写させる射出成形方法に関する。   The present invention relates to a thermoplastic resin injection molding method. More specifically, the present invention relates to an injection molding method in which a gas is dissolved in a molten resin to reduce the viscosity of the molten resin, and the mold surface is highly transferred to the surface of a molded product.

一般的に、射出成形においては、金型を成形樹脂のガラス転移温度より低い温度に保ち、その金型内に溶融樹脂を充填、保圧、冷却して成形品を得る。   In general, in injection molding, a mold is kept at a temperature lower than the glass transition temperature of the molding resin, and a molten resin is filled in the mold, pressure-holding, and cooling to obtain a molded product.

詳しくは、まず樹脂充填工程において、流動樹脂先端のファウンテンフローにより金型表面と接した溶融樹脂はガラス転移温度より低い金型によって冷却され、スキン層と呼ばれる高粘度層が形成される。その後、樹脂保圧工程において、スキン層を金型表面に対して加圧することで、金型表面を成形品表面へ転写し、保持・冷却することで成形品を得る。よって、金型表面を成形品表面に高度に転写させるためには、樹脂保圧工程前におけるスキン層の粘度を小さく保つ必要がある。   Specifically, first, in the resin filling step, the molten resin in contact with the mold surface by the fountain flow at the tip of the fluidized resin is cooled by a mold having a glass transition temperature lower than that to form a high-viscosity layer called a skin layer. Thereafter, in the resin pressure-holding step, the skin layer is pressed against the surface of the mold to transfer the mold surface to the surface of the molded product, and the molded product is obtained by holding and cooling. Therefore, in order to highly transfer the mold surface to the surface of the molded product, it is necessary to keep the viscosity of the skin layer small before the resin pressure holding step.

このため、従来技術においては、金型を成形樹脂のガラス転移温度より低く、かつその範囲で最も高い温度に保つことで、スキン層の粘度を小さく保つ方法が取られた。しかしながら、この方法では、金型温度が高いために溶融樹脂から金型への熱伝達が小さく、樹脂冷却工程が長くなることで成形品の生産性が低下する問題があった。   For this reason, in the prior art, a method of keeping the viscosity of the skin layer small by keeping the mold lower than the glass transition temperature of the molding resin and the highest temperature in the range has been adopted. However, in this method, since the mold temperature is high, heat transfer from the molten resin to the mold is small, and there is a problem that the productivity of the molded product is lowered due to a long resin cooling step.

また、従来技術では、金型内にヒータなど加熱媒体を設置して、樹脂保圧工程まで金型温度をガラス転移温度より高く保つ方法が取られた。そうすることで、スキン層の粘度を小さくして金型表面を樹脂表面に高度に転写させて、その後の樹脂冷却工程において金型温度をガラス転移温度より低くして溶融樹脂を固化させ、成形品を得ていた。しかしながら、この方法では金型温度を昇温および冷却する時間が必要になり、成形サイクルが長く生産性が低下する問題があった。   In the conventional technique, a heating medium such as a heater is installed in the mold, and the mold temperature is kept higher than the glass transition temperature until the resin pressure holding step. By doing so, the viscosity of the skin layer is reduced and the mold surface is highly transferred to the resin surface, and in the subsequent resin cooling step, the mold temperature is lowered below the glass transition temperature to solidify the molten resin, and molding I was getting goods. However, this method requires a time for raising and cooling the mold temperature, resulting in a problem that the molding cycle is long and productivity is lowered.

以上の問題を解決しながら金型表面を成形品表面へ高度に転写させる方法として、特許文献1には、成形樹脂に対して空気の2倍以上の溶解度を持つガス体を金型キャビティ内に充填して、次いで溶融樹脂を充填する射出成形方法が開示されている。そのようにして、ガス体を樹脂表面に溶解させて成形樹脂の固化温度を低下させることで、スキン層の粘度を小さくして金型表面を成形品表面に高度に転写させる効果があるとしている。   As a method of highly transferring the mold surface to the molded product surface while solving the above problems, Patent Document 1 discloses that a gas body having a solubility of at least twice that of air in the mold resin is placed in the mold cavity. An injection molding method for filling and then filling with molten resin is disclosed. In this way, by dissolving the gas body on the resin surface and lowering the solidification temperature of the molding resin, it is said that there is an effect of reducing the viscosity of the skin layer and highly transferring the mold surface to the molded product surface. .

また、特許文献2では、溶融樹脂に溶解させるガス体として二酸化炭素を用いて、あらかじめ溶融樹脂に二酸化炭素を溶解させて、さらに金型キャビティ内に二酸化炭素を充填して、次いで金型キャビティ内に溶融樹脂を充填する射出成形方法が開示されている。そのようにして、ガス体を樹脂に溶解させて成形樹脂の固化温度を低下させることで、スキン層の粘度を小さくして金型表面を成形品表面に高度に転写させる効果があるとしている。   Further, in Patent Document 2, carbon dioxide is used as a gas body to be dissolved in the molten resin, carbon dioxide is dissolved in advance in the molten resin, carbon dioxide is further filled in the mold cavity, and then the mold cavity is filled. Discloses an injection molding method in which a molten resin is filled. In this way, the gas body is dissolved in the resin to lower the solidification temperature of the molding resin, thereby reducing the viscosity of the skin layer and highly transferring the mold surface to the molded product surface.

また、特許文献3では、成形樹脂をキャビティ内に充填完了後、樹脂充填を一度停止させて、二酸化炭素を成形樹脂とキャビティ面間に注入して、次いで保圧工程に移行する射出成形方法が開示されている。そのようにして、ガス体を樹脂表面に溶解させて、成形樹脂の固化温度を低下させることで、スキン層の粘度を小さくして金型表面を成形品表面に高度に転写させる効果があるとしている。   Patent Document 3 discloses an injection molding method in which, after filling a molding resin into a cavity, the resin filling is stopped once, carbon dioxide is injected between the molding resin and the cavity surface, and then the pressure holding process is performed. It is disclosed. As such, by dissolving the gas body on the resin surface and lowering the solidification temperature of the molding resin, the viscosity of the skin layer is reduced and the mold surface is highly transferred to the molded product surface. Yes.

特開平09−236763号公報JP 09-236763 A 特開平10−538386号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-538386 特開2006−335011号公報JP 2006-335011 A

しかしながら、上記特許文献1および特許文献2に記載の射出成形方法では、次のような問題が生じる。すなわち、ノズル先端に樹脂経路を機械的開閉するニードル弁をもつシャットオフノズルを使用した場合、溶融樹脂がニードル弁近傍で滞留してしまい、滞留樹脂の熱履歴増加によって溶融樹脂が炭化してしまう。この炭化した樹脂は、溶融樹脂によって金型内に運ばれると、特に透明材料を使う光学素子において、樹脂ゴミとして成形不良の原因となる。   However, the injection molding methods described in Patent Document 1 and Patent Document 2 have the following problems. That is, when a shutoff nozzle having a needle valve that mechanically opens and closes the resin path at the nozzle tip is used, the molten resin stays in the vicinity of the needle valve, and the molten resin carbonizes due to an increase in the thermal history of the staying resin. . When the carbonized resin is carried into the mold by the molten resin, it becomes a cause of molding defects as resin dust particularly in an optical element using a transparent material.

以上の問題は、ノズル先端に樹脂経路を開放したオープンノズルを用いることによって回避することが可能であるが、オープンノズルを使用すると次のような別の問題が生じる。まず、図6に示すように、ガス体13を配管11を介して金型キャビティ3、ゲート4、ランナー5、スプル6に充填・昇圧する工程において、ガス体13の昇圧完了までの間に、射出成形装置の可塑化装置内19の溶融樹脂10はガス体13により加圧される。このとき、ガス体13と溶融樹脂10の接する界面14において、ガス体13が溶融樹脂10に局所的に過剰に溶解する。よって、その後の充填工程における溶融樹脂10の発泡や樹脂粘度が局所的に低下することによる樹脂流動の不安定化、それに伴う金型内の樹脂圧力の不安定化などの成形不良が生じる。   The above problem can be avoided by using an open nozzle having a resin path opened at the tip of the nozzle. However, the use of an open nozzle causes another problem as follows. First, as shown in FIG. 6, in the step of filling and pressurizing the gas body 13 into the mold cavity 3, the gate 4, the runner 5, and the sprue 6 via the pipe 11, The molten resin 10 in the plasticizing device 19 of the injection molding device is pressurized by the gas body 13. At this time, the gas body 13 is locally and excessively dissolved in the molten resin 10 at the interface 14 where the gas body 13 and the molten resin 10 are in contact with each other. Therefore, molding defects such as foaming of the molten resin 10 in the subsequent filling step and instability of the resin flow due to local decrease in resin viscosity, and instability of the resin pressure in the mold associated therewith, occur.

また、上記特許文献3に記載の射出成形方法では次のような問題が生じる。すなわち、二酸化炭素を金型キャビティと成形品表面間へ導入するため、金型キャビティ内の成形樹脂圧力を小さくする必要があり、制御が非常に複雑になる。また、成形樹脂をキャビティ内に充填完了後、樹脂充填を一度停止させて、二酸化炭素を成形樹脂とキャビティ面間に注入する為、成形樹脂と二酸化炭素界面で局所的に過剰に二酸化炭素が溶融樹脂に溶解する。よって、金型内の樹脂圧力の不安定化や金型表面を成形樹脂表面に転写させるときに、転写面内で局所的な転写分布が発生してしまう。また、分岐したランナーによって複数の成形品を同時に成形する場合、各々のキャビティ間で保圧前成形樹脂のキャビティ充填量の均一化、供給する二酸化炭素の昇圧時間と昇圧圧力を精密に制御する必要になる。よって、通常の射出成形に比べて複雑な制御が必要になるので、キャビティ毎の成形品寸法精度差が大きくなる。   The injection molding method described in Patent Document 3 has the following problems. That is, since carbon dioxide is introduced between the mold cavity and the surface of the molded product, it is necessary to reduce the pressure of the molding resin in the mold cavity, and the control becomes very complicated. In addition, after filling the molding resin into the cavity, the resin filling is stopped once, and carbon dioxide is injected between the molding resin and the cavity surface. Dissolve in resin. Therefore, when the resin pressure in the mold becomes unstable or when the mold surface is transferred to the molding resin surface, a local transfer distribution occurs in the transfer surface. Also, when molding multiple molded products at the same time using branched runners, it is necessary to equalize the cavity filling amount of the pre-holding molding resin between each cavity and precisely control the pressurization time and pressure of the supplied carbon dioxide. become. Therefore, since complicated control is required as compared with normal injection molding, the difference in the dimensional accuracy of the molded product for each cavity increases.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。そして、オープンノズルを使用して溶融した熱可塑性樹脂を金型に充填する射出成形方法において、成形樹脂への気体溶解を安定させて金型表面を成形品表面へ高度に転写させつつ成形品寸法精度を安定化させることを目的とする。さらに、本発明は、複数のキャビティ間での転写および成形品寸法精度ばらつきを小さくすることも可能である。   The present invention has been made in view of the above problems. Then, in the injection molding method that fills the mold with molten thermoplastic resin using an open nozzle, the molded product dimensions are transferred while the gas dissolution into the molded resin is stabilized and the mold surface is highly transferred to the molded product surface. The purpose is to stabilize the accuracy. Furthermore, according to the present invention, it is also possible to reduce the transfer between a plurality of cavities and variations in dimensional accuracy of a molded product.

本発明の光学素子の製造方法は、ノズル先端の樹脂経路が開放されたオープンノズルを用いて、溶融した熱可塑性樹脂を金型に供給し、前記供給された樹脂を、スプル、ランナー、ゲートを介して複数のキャビティに充填する樹脂充填工程を経て光学素子を成形する光学素子の製造方法であって、前記樹脂充填工程の間に、二酸化炭素または炭化水素を含む気体を前記金型へ供給することを開始し、前記樹脂のフローフロントが、前記スプルまたは前記ランナーにある時までに、前記金型に供給する前記気体のガス圧力を0.1MPa以上15MPa以下にすることを特徴とする。 The optical element manufacturing method of the present invention uses an open nozzle with a resin path open at the tip of a nozzle to supply molten thermoplastic resin to a mold, and the supplied resin is sprinkled with sprues, runners, and gates. An optical element manufacturing method for forming an optical element through a resin filling step of filling a plurality of cavities via the gas filling step, wherein a gas containing carbon dioxide or hydrocarbon is supplied to the mold during the resin filling step. The gas pressure of the gas supplied to the mold is set to 0.1 MPa or more and 15 MPa or less by the time when the resin flow front is in the sprue or the runner.

本発明にしたがうことで、熱可塑性樹脂の射出成形において、溶融樹脂に気体を溶解させることで溶融樹脂の粘度を低下させて、金型表面を成形品表面へ高度に転写させることができる。また、本発明にしたがうことで、金型内部への気体注入を溶融樹脂の充填工程にて行うことで、溶融樹脂への気体の過剰な溶解を防止することが可能であり、成形品外観、寸法精度の成形品ばらつきを低減することができる。さらに、本発明にしたがうことで、ランナーによって分離された複数のキャビティをもつ成形品において、転写、成形品外観、寸法精度のキャビティ間におけるばらつきを小さくすることができる。   According to the present invention, in injection molding of a thermoplastic resin, the viscosity of the molten resin can be lowered by dissolving a gas in the molten resin, and the mold surface can be highly transferred to the surface of the molded product. In addition, according to the present invention, by performing gas injection into the mold in the molten resin filling step, it is possible to prevent excessive dissolution of the gas into the molten resin, Variations in dimensional accuracy of molded products can be reduced. Furthermore, according to the present invention, in a molded product having a plurality of cavities separated by runners, variations in the transfer, appearance of the molded product, and dimensional accuracy among the cavities can be reduced.

本発明の射出成形方法における、気体注入完了時の段階を説明する図である。It is a figure explaining the step at the time of completion of gas injection in the injection molding method of the present invention. 本発明の射出成形装置の概略図である。It is the schematic of the injection molding apparatus of this invention. 本発明の射出成形方法における、溶融樹脂射出前の段階を説明する図である。It is a figure explaining the step before molten resin injection in the injection molding method of the present invention. 本発明の射出成型方法における、気体注入開始時の段階を説明する図である。It is a figure explaining the step at the time of the gas injection start in the injection molding method of the present invention. 本発明の射出成形方法における、保圧の段階を説明する図である。It is a figure explaining the step of holding pressure in the injection molding method of the present invention. 従来の射出成形方法における、射出前にキャビティ内を気体注入した状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which injected the gas inside the cavity before the injection in the conventional injection molding method. 金型スプル内の樹脂流動過程における、樹脂と二酸化炭素との界面における樹脂流動方向を説明する図である。It is a figure explaining the resin flow direction in the interface of resin and a carbon dioxide in the resin flow process in a metal mold | die sprue. 可動側金型をパーティング面から見た、ガス流路を説明する図である。It is a figure explaining the gas flow path which looked at the movable side metal mold | die from the parting surface. 固定側金型をパーティング面から見た、ガス流路を説明する図である。It is a figure explaining the gas channel which looked at the stationary side metal mold | die from the parting surface.

以下、本発明の熱可塑性樹脂を金型に充填する射出成形方法について、図を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, an injection molding method for filling a mold with the thermoplastic resin of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

最初に、本発明の概略を説明する。本発明の装置および方法では、従来技術と異なり、溶融樹脂の充填工程において炭化水素を含む気体を金型キャビティ、ゲート、ランナー、スプル内に注入開始して昇圧させることにより、溶融樹脂フローフロントにおいて、溶融樹脂に気体を溶解させる。よって、金型内の気体圧力上昇と伴に溶解樹脂の気体溶解量が増加することで、溶融樹脂に局所的に大きな溶解が発生せず、樹脂の流動を安定化させることが可能になる。また、ランナーによって分離された複数のキャビティを持つ成形品に対して用いる場合、金型内への気体注入開始およびその昇圧を樹脂充填開始からスプル充填完了までの間に行うことで、ランナーを介して各々のキャビティ間で気体圧力を均一に保つことができる。したがって、複数のキャビティ間での金型表面の成形品表面への転写、外観、寸法精度を均一に保つことが可能である。   First, the outline of the present invention will be described. In the apparatus and method of the present invention, unlike the prior art, in the molten resin flow front, by injecting a gas containing hydrocarbons into the mold cavity, gate, runner and sprue and increasing the pressure in the molten resin filling process. The gas is dissolved in the molten resin. Therefore, by increasing the gas dissolution amount of the molten resin as the gas pressure in the mold increases, it is possible to stabilize the flow of the resin without locally dissolving the molten resin. In addition, when used for molded products with multiple cavities separated by the runner, the gas injection into the mold is started and the pressure is increased from the start of resin filling to the completion of sprue filling, so that Thus, the gas pressure can be kept uniform between the cavities. Therefore, it is possible to maintain uniform transfer of the mold surface to the surface of the molded product, appearance, and dimensional accuracy between a plurality of cavities.

ここで、前記炭化水素を含む気体としては、二酸化炭素、メタン、エタン、プロパンなどが好ましい。これらは不活性ガスであるため、成形時の安全性を確保することが可能である。   Here, as the gas containing hydrocarbon, carbon dioxide, methane, ethane, propane and the like are preferable. Since these are inert gases, it is possible to ensure safety during molding.

まず、本発明の射出成形方法で用いる射出成形装置を説明する。本実施形態においては、炭化水素を含むガスとして二酸化炭素を用いている。   First, an injection molding apparatus used in the injection molding method of the present invention will be described. In the present embodiment, carbon dioxide is used as the gas containing hydrocarbons.

図2に示されているのは、本発明で用いる射出成形装置の全体図である。該装置は、成形装置18、可塑化装置19、金型1および2、高圧ガス製造供給装置20、から構成されており、可塑化装置のノズル先端の樹脂経路にはオープンノズル7を用いている。   FIG. 2 is an overall view of an injection molding apparatus used in the present invention. The apparatus includes a molding apparatus 18, a plasticizing apparatus 19, molds 1 and 2, and a high-pressure gas production and supply apparatus 20, and an open nozzle 7 is used for a resin path at the nozzle tip of the plasticizing apparatus. .

図3に示されているように、前記装置において、成形樹脂は、可塑化装置19のホッパー17を介して加熱されたシリンダ8内に導入され、それからシリンダ8内のスクリュー9が回転することで、溶融しながらオープンノズル7へと輸送される。次に、溶融樹脂はオープンノズル7の先端部で任意の体積を計量され、スクリュー9が移動することでオープンノズル7先端にある溶融樹脂は金型内に供給される。ここで、固定側金型1と可動側金型2は、成形装置18によって型締めされ、その接合面にキャビティ3を形成している。この金型キャビティ3は、オープンノズル7先端と金型内のスプル6、ランナー5、ゲート4を介して流通している。   As shown in FIG. 3, in the apparatus, the molding resin is introduced into the heated cylinder 8 through the hopper 17 of the plasticizing apparatus 19, and then the screw 9 in the cylinder 8 is rotated. Then, it is transported to the open nozzle 7 while melting. Next, an arbitrary volume of the molten resin is measured at the tip of the open nozzle 7, and the molten resin at the tip of the open nozzle 7 is supplied into the mold as the screw 9 moves. Here, the fixed-side mold 1 and the movable-side mold 2 are clamped by a molding apparatus 18 to form a cavity 3 on the joint surface. The mold cavity 3 circulates through the tip of the open nozzle 7 and the spru 6, runner 5, and gate 4 in the mold.

高圧ガス製造供給装置20は、高圧ガスボンベ21より供給された二酸化炭素を加圧して、配管11を介して金型キャビティ3に供給する。配管11は、弁15によって任意に開閉可能である。このときのガス圧力は大気圧以上として、成形品表面の転写を確認しながら決定するが、ここでは高圧ガス製造装置および金型をガス圧保持するためのシール構造にすることが求められる。したがって、ガス圧力は、シール部材のゴム材が圧力保持できる15MPa以下であることが好ましい。また、金型キャビティ3内の二酸化炭素13は、配管12を介して金型外に排出されることが可能である。この配管12は、弁16によって任意に開閉可能である。   The high-pressure gas production and supply device 20 pressurizes the carbon dioxide supplied from the high-pressure gas cylinder 21 and supplies it to the mold cavity 3 via the pipe 11. The pipe 11 can be arbitrarily opened and closed by a valve 15. At this time, the gas pressure is determined to be equal to or higher than the atmospheric pressure while confirming the transfer of the surface of the molded product. Here, the high-pressure gas production apparatus and the mold are required to have a seal structure for maintaining the gas pressure. Therefore, the gas pressure is preferably 15 MPa or less at which the rubber material of the seal member can hold the pressure. Further, the carbon dioxide 13 in the mold cavity 3 can be discharged out of the mold via the pipe 12. The pipe 12 can be arbitrarily opened and closed by a valve 16.

次に、図3、図4、図1、図5の順に示されている成形工程図を参照しながら、本発明の射出成形方法を詳細に説明する。   Next, the injection molding method of the present invention will be described in detail with reference to the molding process diagrams shown in the order of FIG. 3, FIG. 4, FIG. 1, and FIG.

まず、図3に示すように、可塑化装置19によりシリンダ8内に溶融樹脂10を所望量計量して、次いで固定側金型1と可動側金型2を成形装置18によって型締めする。   First, as shown in FIG. 3, a desired amount of the molten resin 10 is measured in the cylinder 8 by the plasticizing device 19, and then the fixed mold 1 and the movable mold 2 are clamped by the molding apparatus 18.

次いで、図4に示すように、可塑化装置19のスクリュー9を前進させて、固定側金型1のスプル6に溶融樹脂10を供給する。   Next, as shown in FIG. 4, the screw 9 of the plasticizing device 19 is advanced to supply the molten resin 10 to the sprue 6 of the stationary mold 1.

次いで、図1に示すように、溶融樹脂10がスプル6内の所望の位置に達した時点で、弁15を開放して、配管11を介して二酸化炭素13を金型に供給する。この二酸化炭素13は、固定側金型内の流路を通り、図9のガス注入口26およびガス流路25を介して、図8に記載の溝28からキャビティ3に注入される。それから、ゲート4、ランナー5およびスプル6を通じて溶融樹脂10を加圧する。図7に示すように、注入された二酸化炭素13は、溶融樹脂10との界面であるフローフロントから溶融樹脂内に浸透して溶融樹脂の粘度を低下させて、ついで溶融樹脂の流れに沿って、金型表面に達する。   Next, as shown in FIG. 1, when the molten resin 10 reaches a desired position in the spru 6, the valve 15 is opened and the carbon dioxide 13 is supplied to the mold via the pipe 11. The carbon dioxide 13 passes through the flow path in the fixed mold and is injected into the cavity 3 from the groove 28 shown in FIG. 8 via the gas inlet 26 and the gas flow path 25 of FIG. Then, the molten resin 10 is pressurized through the gate 4, the runner 5 and the sprue 6. As shown in FIG. 7, the injected carbon dioxide 13 penetrates into the molten resin from the flow front that is an interface with the molten resin 10 to reduce the viscosity of the molten resin, and then along the flow of the molten resin. Reach the mold surface.

ここで、溝28は、溶融樹脂10は通過できないが、二酸化炭素13は通過できる10μm以下の溝深さであることが求められる。また、この溝28は、溶融樹脂10に満たされていないキャビティ3、ゲート4、ランナー5およびスプル6を二酸化炭素13で昇圧する必要があるため、溶融樹脂10の最終充填部分であることが好ましい。   Here, the groove 28 is required to have a groove depth of 10 μm or less through which the molten resin 10 cannot pass but the carbon dioxide 13 can pass. The groove 28 is preferably the final filling portion of the molten resin 10 because the cavity 3, the gate 4, the runner 5 and the sprue 6 that are not filled with the molten resin 10 need to be pressurized with the carbon dioxide 13. .

二酸化炭素13を金型に供給するときのスプル6への溶融樹脂10の充填量は、二酸化炭素13の圧力によって溶融樹脂10の逆流が発生して可塑化装置19のオープンノズル7内に二酸化炭素13が入らない量であることが好ましい。   The filling amount of the molten resin 10 into the sprue 6 when supplying the carbon dioxide 13 to the mold is such that a back flow of the molten resin 10 occurs due to the pressure of the carbon dioxide 13, and the carbon dioxide enters the open nozzle 7 of the plasticizing device 19. It is preferable that it is the quantity which 13 does not enter.

また、二酸化炭素13の金型キャビティ3への注入開始時間は、任意の可塑化装置19の可塑化スクリューの位置、もしくは溶融樹脂10の充填工程開始後の時間によって制御され、成形装置から信号出力して弁15を開放することで行う。   In addition, the start time for injecting the carbon dioxide 13 into the mold cavity 3 is controlled by the position of the plasticizing screw of the optional plasticizing device 19 or the time after the start of the filling process of the molten resin 10, and a signal output from the molding device. Then, the valve 15 is opened.

ランナー5を分岐させて、複数のキャビティ3を有する金型を用いる場合、図1に示すように、二酸化炭素13が0.1MPa以上15MPa以下の圧力になった時点における溶融樹脂10のフローフロントが、スプル6の内部にあることが好ましい。溶融樹脂10充填前の金型キャビティ3は、空気が閉じ込められており、大気圧になっている。したがって、二酸化炭素圧力は、大気圧以上で金型内に供給され溶融樹脂10に溶解して金型表面を成形品表面へ高度に転写させることが可能である。また、ガス圧力が15MPaを超えると、それに対応して金型内のガス圧力を保持するシール構造が必要になる。特に、金型温度を100℃以上の高温にした場合、ガスシール部材29として耐熱性の高いフッ素ゴムが必要になるが、耐圧性が低いため、15MPaを超えるガス圧力になるとシールが困難になる。   When the runner 5 is branched and a mold having a plurality of cavities 3 is used, as shown in FIG. 1, the flow front of the molten resin 10 when the carbon dioxide 13 reaches a pressure of 0.1 MPa to 15 MPa is obtained. , Preferably inside the sprue 6. The mold cavity 3 before filling with the molten resin 10 is confined with air and is at atmospheric pressure. Accordingly, the carbon dioxide pressure can be supplied into the mold at atmospheric pressure or higher and dissolved in the molten resin 10 to highly transfer the mold surface to the surface of the molded product. Further, when the gas pressure exceeds 15 MPa, a seal structure for holding the gas pressure in the mold corresponding to the gas pressure is required. In particular, when the mold temperature is set to a high temperature of 100 ° C. or higher, highly heat-resistant fluoro rubber is required as the gas seal member 29. However, since the pressure resistance is low, sealing becomes difficult when the gas pressure exceeds 15 MPa. .

ここで、スプル6は、各図に示してあるように、オープンノズル7と金型1、2の中間地点にある。これによって、ランナー5およびゲート4を介して、複数のキャビティ3間で二酸化炭素13の圧力が等しくなり、溶融樹脂10が二酸化炭素13の圧力による流動抵抗を受けながら、複数のキャビティ3に均一に流動することができる。また、複数のキャビティ3において要求される成形品の寸法精度が許容できる場合、二酸化炭素13が0.1MPa以上15MPa以下の圧力になった時点における溶融樹脂10のフローフロントがランナー5にあってもよい。この場合、複数のキャビティ間において、寸法精度や金型表面の成形品表面への転写量差異が発生するものの、局所的な二酸化炭素の溶融樹脂への溶解が無い。よって、金型表面を成形樹脂表面に転写させるときに、転写面内での局所的な転写分布防止効果がある。   Here, the sprue 6 is located at an intermediate point between the open nozzle 7 and the molds 1 and 2 as shown in the drawings. Thereby, the pressure of the carbon dioxide 13 becomes equal between the plurality of cavities 3 through the runner 5 and the gate 4, and the molten resin 10 is uniformly distributed to the plurality of cavities 3 while receiving the flow resistance due to the pressure of the carbon dioxide 13. Can flow. Further, when the dimensional accuracy of the molded product required in the plurality of cavities 3 is acceptable, even if the flow front of the molten resin 10 is at the runner 5 when the carbon dioxide 13 reaches a pressure of 0.1 MPa to 15 MPa. Good. In this case, there is no local dissolution of carbon dioxide in the molten resin, although there are differences in dimensional accuracy and the transfer amount of the mold surface to the surface of the molded product between the cavities. Therefore, when transferring the mold surface to the molding resin surface, there is a local transfer distribution preventing effect in the transfer surface.

次いで、高圧ガス製造装置20によって、二酸化炭素13の圧力を0.1MPa以上15MPa以下の圧力に保ちつつ、さらに溶融樹脂10を射出することで充填工程を終了する。それから、図5に示すように、樹脂保圧工程を実施する。ゲートシールとともに保圧工程を終了して、弁15を閉鎖して二酸化炭素10の注入を停止する。それとあわせて弁16を開放し、図9に示されているガス排出路、配管12を介して金型内の二酸化炭素13を放出する。   Next, the filling process is completed by injecting the molten resin 10 while the pressure of the carbon dioxide 13 is maintained at a pressure of 0.1 MPa or more and 15 MPa or less by the high pressure gas production apparatus 20. Then, as shown in FIG. 5, a resin pressure holding step is performed. The pressure holding process is completed together with the gate seal, the valve 15 is closed, and the injection of carbon dioxide 10 is stopped. At the same time, the valve 16 is opened, and the carbon dioxide 13 in the mold is released through the gas discharge path and the pipe 12 shown in FIG.

その後、樹脂冷却工程にて十分な成形品の冷却を行い、成形装置18の型締め力を開放して、固定側金型1と可動側金型2を分離し、パーティングライン面より成形品を取り出す。   Thereafter, the molded product is sufficiently cooled in the resin cooling process, the mold clamping force of the molding device 18 is released, the fixed mold 1 and the movable mold 2 are separated, and the molded product from the parting line surface. Take out.

以上に記載の本発明の方法によって製作される成形品としては、次のものが挙げられる。すなわち、球面レンズ、非球面レンズ、自由曲面レンズ、フレネルレンズ、トーリックレンズ、fθレンズ、プリズム、ミラー、導光板といった表面粗さ、もしくは微細形状などの金型表面を高精度転写させることが求められる光学素子である。   The following are mentioned as a molded article manufactured by the method of this invention described above. That is, it is required to transfer the surface of a mold such as a spherical lens, an aspherical lens, a free-form surface lens, a Fresnel lens, a toric lens, an fθ lens, a prism, a mirror, and a light guide plate with high precision. It is an optical element.

1 固定側金型
2 可動側金型
3 キャビティ
4 ゲート
5 ランナー
6 スプル
7 オープンノズル
8 シリンダ
9 スクリュー
10 溶融樹脂
11 配管1
12 配管2
13 二酸化炭素
14 成形樹脂と二酸化炭素の界面
15 弁1
16 弁2
17 ホッパー
18 成形装置
19 可塑化装置
20 高圧ガス製造供給装置
21 二酸化炭素ボンベ
22 樹脂の流れ方向
23 樹脂と金型の界面
24 二酸化炭素と金型の界面
25 ガス流路
26 ガス注入路
27 ガス排出路
28 ガス流路と金型キャビティをつなぐ溝
29 ガスシール部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed side metal mold 2 Movable side metal mold 3 Cavity 4 Gate 5 Runner 6 Sprue 7 Open nozzle 8 Cylinder 9 Screw 10 Molten resin 11 Piping 1
12 Piping 2
13 Carbon dioxide 14 Molding resin and carbon dioxide interface 15 Valve 1
16 Valve 2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 17 Hopper 18 Molding apparatus 19 Plasticizing apparatus 20 High pressure gas production supply apparatus 21 Carbon dioxide cylinder 22 Flow direction of resin 23 Interface of resin and mold 24 Interface of carbon dioxide and mold 25 Gas flow path 26 Gas injection path 27 Gas discharge Channel 28 Groove connecting gas channel and mold cavity 29 Gas seal member

Claims (4)

ノズル先端の樹脂経路が開放されたオープンノズルを用いて、
溶融した熱可塑性樹脂を金型に供給し、前記供給された樹脂を、スプル、ランナー、ゲートを介して複数のキャビティに充填する樹脂充填工程を経て光学素子を成形する光学素子の製造方法であって、
前記樹脂充填工程の間に、二酸化炭素または炭化水素を含む気体を前記金型へ供給することを開始し、
前記樹脂のフローフロントが、前記スプルまたは前記ランナーにある時までに、前記金型に供給する前記気体のガス圧力を0.1MPa以上15MPa以下にすることを特徴とする光学素子の製造方法。
Using an open nozzle with the resin path at the nozzle tip open,
An optical element manufacturing method in which a molten thermoplastic resin is supplied to a mold, and an optical element is molded through a resin filling step of filling the supplied resin into a plurality of cavities via a sprue, a runner, and a gate. And
During the resin filling step, start supplying a gas containing carbon dioxide or hydrocarbon to the mold,
The method for producing an optical element, wherein the gas pressure of the gas supplied to the mold is set to 0.1 MPa or more and 15 MPa or less by the time when the flow front of the resin is in the sprue or the runner.
前記気体の金型への供給は、前記樹脂を金型に供給する可塑化スクリューの位置、または前記樹脂の金型への供給を開始してからの時間によって開始されることを特徴とする請求項1に記載の光学素子の製造方法。   The supply of the gas to the mold is started by a position of a plasticizing screw for supplying the resin to the mold, or by a time after starting to supply the resin to the mold. Item 2. A method for producing an optical element according to Item 1. 前記ガス圧力を0.1MPa以上15MPa以下にした後、前記キャビティへの充填が終了するまで、前記気体のガス圧力は0.1MPa以上15MPa以下に保持されることを特徴とする請求項1または2に記載の光学素子の製造方法。   The gas pressure of the gas is maintained at 0.1 MPa or more and 15 MPa or less until the filling of the cavity is completed after the gas pressure is set to 0.1 MPa or more and 15 MPa or less. The manufacturing method of the optical element of description. 前記炭化水素は、メタン、エタン、プロパンであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の光学素子の製造方法。   The method for manufacturing an optical element according to claim 1, wherein the hydrocarbon is methane, ethane, or propane.
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JPH08336852A (en) * 1995-06-12 1996-12-24 Toshiba Chem Corp Manufacture of synthetic resin expanded molding having not expanded part
JP3349070B2 (en) * 1996-09-03 2002-11-20 旭化成株式会社 Molding method of thermoplastic resin
JP3445778B2 (en) * 2000-08-11 2003-09-08 東北ムネカタ株式会社 Injection molding method
JP2006327133A (en) * 2005-05-30 2006-12-07 Munekata Co Ltd Carbon dioxide injection device used for injection molding of thermoplastic resin
JP5311797B2 (en) * 2007-10-31 2013-10-09 キヤノン株式会社 Optical element manufacturing method

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