JP5704513B2 - 成形装置 - Google Patents
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Description
前記金型は、光学部品を成形する転写面側から順に、表面加工層、熱伝導度が20W/m・K以下である断熱層、熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導母材を有し、
前記金型は、一対設けられ、互いに対して相対的に可動となっており、前記金型は、コア型と、前記コア型の周囲に配置される外周型とを有し、前記コア型が、前記表面加工層と、前記断熱層と、前記高熱伝導母材とを有し、
成形時における前記外周型の温度を、成形しようとする光学部品の素材のガラス転移点温度Tgより低く設定することを特徴とする。
表1における評価項目は、冷却時間の短縮効果と、外観、複屈折である。冷却時間の短縮効果については、成形後の冷却条件を短くしていった際における金型から取り出した直後の各条件の成形品(ここでは平行平板とした)温度を、サーモグラフィーで測定することで求めた。すなわち各金型構成/金型温度条件において、荷重たわみ温度よりも成形品の温度が下がるまでに必要となる冷却時間を求めた。外観については、ゲート付近に発生するフローマーク/ジェッティングの発生状況を比較している。これらの外観不良は、比較例1のような一般的な金型構成/金型温度条件では、ゲート部分を通過する際の射出速度を一旦遅くすることで低減・解消することができる。複屈折については、直交ニコルによる観察により評価を行い、比較例1との相対比較の結果を表している。尚、成形する素材にはガラス転移点温度Tgが145℃のポリカーボネート樹脂を用い、成形条件は、樹脂温度が290℃、保圧条件は80〜90MPaである。
比較例1(従来技術):金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm、熱伝導度8.4W/m・K)、母材はSTAVAX(厚さ10mm、熱伝導度=23W/m・K)であり、金型温度は120℃とした。
比較例2:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、母材は銅合金(日立製作所製HIT MAX、熱伝導度=198.7W/m・K、厚さ10mm)であり、金型温度は120℃とした。
比較例3:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、母材はSTAVAX(厚さ10mm、熱伝導度=23W/m・K)であり、金型温度は110℃とした。
比較例4:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、母材はZrO2(厚さ10mm、熱伝導度=3W/m・K)であり、金型温度は100℃とした。
比較例5:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、断熱層はポリイミド(厚さ0.04mm、熱伝導度=0.3W/m・K)、母材はSTAVAX(厚さ10mm、熱伝導度=23W/m・K)であり、金型温度は100℃とした。
実施例:金型の表面層はニッケルメッキ(厚さ0.05mm)、断熱層はポリイミド(厚さ0.04mm、熱伝導度=0.3W/m・K)、母材は銅合金(日立製作所製HIT MAX、熱伝導度=198.7W/m・K、厚さ10mm)であり、金型温度は100℃とした。
従来技術に対応する比較例1(冷却時間は100秒)を基本として評価を行ったところ、母材を、高熱伝導度を有する銅合金に変更した比較例2の場合、冷却時間は20秒短縮されるが、外観品質が劣化することが分かった。又、比較例1に対して、金型温度を10℃低下させた比較例3の場合、冷却時間は50秒短縮されるが、外観品質が劣化し、複屈折も比較例1よりも悪化することが分かった。更に、比較例1に対して、母材をZrO2に変更し、金型温度を20℃低下させた比較例4の場合、冷却時間は10秒短縮され、外観品質は維持されるが、複屈折が比較例1よりも悪化することがわかった。又、比較例1に対して、表面層と母材との間に断熱層を設け、金型温度を20℃低下させた比較例5の場合、冷却時間は50秒短縮され、外観品質は維持されるが、複屈折が比較例1よりも悪化することがわかった。これに対し、比較例1に対して、母材を、高熱伝導度を有する銅合金に変更し、表面層と母材との間に断熱層を設け、金型温度を20℃低下させた実施例の場合、冷却時間は70秒短縮され、外観品質が維持され、複屈折も比較例1と同程度に良好であることがわかった。これにより本発明の効果が確認できた。
11 固定盤
12 可動盤
13 型締め盤
14 支持フレーム
15 開閉駆動装置
15a スライドガイド
15d 動力伝達部
15e アクチュエータ
16 射出装置
16a シリンダ
16b 原料貯留部
16c スクリュ
16d 樹脂射出端
17 温度調節装置
20 取り出し装置
21 ハンド
22 3次元駆動装置
30 制御装置
31 開閉制御部
32 射出装置制御部
33 エジェクタ制御部
34 装置制御部
40 可動金型
41 外周型
41b 端面
41c コア挿通孔
41d フランジ成形面
42 コア型
42a 光学面転写面
42b 表面加工層
42c 断熱層
42d 高熱伝導母材
43 取付板
44 型板
50 固定金型
51 外周型
51a 流体循環路
51b 端面
51c コア挿通孔
51d フランジ成形面
52 コア型
52a 光学面転写面
52b 表面加工層
52c 断熱層
52d 高熱伝導母材
53 取付板
54 型板
70 エジェクタ
71 エジェクタピン
CV 型空間
FX 固定部材
GT ゲート
PL パーティングライン
SP スプルー
Claims (7)
- 光学部品を成形する金型を備えた成形装置において、
前記金型は、光学部品を成形する転写面側から順に、表面加工層、熱伝導度が20W/m・K以下である断熱層、熱伝導度が70W/m・K以上である高熱伝導母材を有し、
前記金型は、一対設けられ、互いに対して相対的に可動となっており、前記金型は、コア型と、前記コア型の周囲に配置される外周型とを有し、前記コア型が、前記表面加工層と、前記断熱層と、前記高熱伝導母材とを有し、
成形時における前記外周型の温度を、成形しようとする光学部品の素材のガラス転移点温度Tgより低く設定することを特徴とする成形装置。 - 成形時における前記外周型の温度は、前記ガラス転移点温度Tgより20〜70℃低いことを特徴とする請求項1に記載の成形装置。
- 前記高熱伝導母材は、銅合金、または超硬合金で形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の成形装置。
- 前記表面加工層の面粗さは、Ra0.1μm以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の成形装置。
- 前記表面加工層の厚みが、0.1μm〜1mmであることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の成形装置。
- 前記断熱層の厚みが、0.1mm〜10mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の成形装置。
- 温度調整された液体を循環させることで前記外周型の温度調整を行う温度調整装置を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の成形装置。
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