JP5747188B1 - Injection molding apparatus and injection molding method - Google Patents
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Abstract
表面にサブ波長構造を備えた光学素子を成形することのできる射出成形装置を提供する。射出成形装置は、第1の取付板(101)と、弾性部材(105)と、前記第1の取付板に少なくとも前記弾性部材を介して取り付けた第1の金型部材(109)と、第2の取付板(125)と、前記第2の取付板に直接または他の部材を介して取り付けた第2の金型部材(113)とを備え、前記第1及び第2の取付板の間の距離を変更できるように構成され、前記第1の金型部材は、前記第1及び第2の金型部材によって形成されるキャビティ内に注入された樹脂の圧力によって前記弾性部材の対抗力に抗して前記第1の取付板の方向に移動し、前記第1の取付板が、前記第2の取付板の方向に移動する際には、前記第1の取付板と一体となって移動するように構成され、前記第1及び第2の金型部材の少なくとも一方が、サブ波長構造用の金型の面を含む。Provided is an injection molding apparatus capable of molding an optical element having a subwavelength structure on a surface. The injection molding apparatus includes a first mounting plate (101), an elastic member (105), a first mold member (109) attached to the first mounting plate via at least the elastic member, Two mounting plates (125), and a second mold member (113) mounted on the second mounting plate directly or via another member, and a distance between the first and second mounting plates The first mold member resists the opposing force of the elastic member by the pressure of the resin injected into the cavity formed by the first and second mold members. When the first mounting plate moves toward the second mounting plate, the first mounting plate moves together with the first mounting plate. And at least one of the first and second mold members has a sub-wavelength structure Including the surface of the mold.
Description
本発明は、射出圧縮成形に使用される射出成形装置及び射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection molding apparatus and an injection molding method used for injection compression molding.
射出成形装置においては、溶融した樹脂を金型装置のキャビティ内に充填し、冷却し、固化させることによって成形品を成形する。金型装置は、キャビティを形成する複数の金型部材から構成され、型締装置によって該複数の金型部材を互いに接触させ、または、距離をとることによって、型閉、型締及び型開を行うことができるように構成されている。ここで、型閉とは、金型部材間の距離を空けた状態から金型部材のパーティング面が接触するまでの状態をいう。また、型締とは、金型部材のパーティング面を接触させて金型部材に締付力を付与している状態をいう。 In an injection molding apparatus, a molten resin is filled in a cavity of a mold apparatus, cooled, and solidified to form a molded product. The mold apparatus is composed of a plurality of mold members forming a cavity, and the mold clamping apparatus makes the mold closing, mold clamping, and mold opening by bringing the plurality of mold members into contact with each other or taking a distance. It is configured to be able to do. Here, the mold closing means a state from a state where the distance between the mold members is increased to a time when the parting surface of the mold member comes into contact. The mold clamping means a state in which a clamping force is applied to the mold member by bringing the parting surface of the mold member into contact.
成形品の品質を向上させるために、キャビティがわずかに拡大された状態で樹脂を充填し、その後、キャビティに充填された樹脂を圧縮する射出成形圧縮法が開発されている。射出成形圧縮法の一つであるローリンクス法においては、溶融樹脂をキャビティ内に射出する前に、キャビティの容積を成形品の容積よりも拡大しておき、溶融樹脂を射出してキャビティに溶融樹脂を充填した後に、キャビティの容積を減少させてキャビティ内の溶融樹脂を加圧し圧縮する。この場合、パーティング面の隙間に樹脂が漏れ出してバリが発生することを防止するために、油圧シリンダーやスプリングによって、パーティング面は、互いに押し付け合うように構成されている。上述のローリンクス法は、高い精度を要求されるレンズなどの光学素子の成形に使用される(特許文献1)。 In order to improve the quality of a molded product, an injection molding compression method has been developed in which a resin is filled in a state where the cavity is slightly enlarged, and then the resin filled in the cavity is compressed. In the Low Links method, one of the injection molding compression methods, before injecting the molten resin into the cavity, the volume of the cavity is made larger than the volume of the molded product, and the molten resin is injected to melt into the cavity. After filling the resin, the volume of the cavity is reduced and the molten resin in the cavity is pressurized and compressed. In this case, in order to prevent the resin from leaking into the gap between the parting surfaces and generating burrs, the parting surfaces are configured to be pressed against each other by a hydraulic cylinder or a spring. The above-mentioned Low Links method is used for molding optical elements such as lenses that require high accuracy (Patent Document 1).
他方、反射防止の目的で、レンズの表面に、従来の多層膜の代わりに、可視光の波長以下の周期を有する微細格子を形成する方法が開発されている(特許文献2)。このような可視光の波長以下の周期を有する微細格子をサブ波長構造(SWS)と呼称する。 On the other hand, for the purpose of preventing reflection, a method of forming a fine grating having a period equal to or shorter than the wavelength of visible light on the surface of a lens instead of a conventional multilayer film has been developed (Patent Document 2). Such a fine grating having a period equal to or shorter than the wavelength of visible light is called a sub-wavelength structure (SWS).
ところで、ローリンクス法によって、表面にSWSを備えたレンズを成形する場合に、キャビティの容積を成形品の容積よりも拡大しておき、溶融樹脂を射出してキャビティに溶融樹脂を充填した後に、キャビティの容積を減少させてキャビティ内の溶融樹脂を加圧し圧縮する際に、金型表面のSWS対応部分の溶融樹脂への転写を高い精度で行うことができないという問題があった。このため、金型表面のSWS対応部分の樹脂への転写を行うために、たとえば、射出成形装置に追加の加熱装置などを設置する必要があり、成形装置及び成形プロセスが煩雑とならざるを得なかった。 By the way, when molding a lens equipped with SWS on the surface by the Low Links method, after the volume of the cavity is larger than the volume of the molded product, after injecting the molten resin and filling the cavity with the molten resin, When pressurizing and compressing the molten resin in the cavity by reducing the volume of the cavity, there is a problem in that the SWS corresponding portion of the mold surface cannot be transferred to the molten resin with high accuracy. For this reason, in order to transfer the SWS-corresponding portion of the mold surface to the resin, for example, it is necessary to install an additional heating device or the like in the injection molding device, and the molding device and the molding process must be complicated. There wasn't.
したがって、表面にSWSを備えた光学素子を成形することのできる、射出圧縮成形に使用される簡単な射出成形装置及び簡単な射出成形方法に対するニーズがある。 Therefore, there is a need for a simple injection molding apparatus and a simple injection molding method used for injection compression molding that can mold an optical element having a SWS on its surface.
本発明の第1の態様による射出成形装置は、第1の取付板と、弾性部材と、前記第1の取付板に少なくとも前記弾性部材を介して取り付けた第1の金型部材と、第2の取付板と、前記第2の取付板に直接または他の部材を介して取り付けた第2の金型部材とを備え、前記第1の取付板と前記第2の取付板との間の距離を変更できるように構成された射出成形装置であって、前記第1の金型部材は、前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材によって形成されるキャビティ内に注入された樹脂の圧力によって前記弾性部材の対抗力に抗して前記第1の取付板の方向に移動し、前記第1の取付板が、前記第2の取付板の方向に移動する際には、前記第1の取付板と一体となって移動するように構成され、前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材の少なくとも一方が、サブ波長構造用の金型の面を含む。 An injection molding apparatus according to a first aspect of the present invention includes a first mounting plate, an elastic member, a first mold member attached to the first mounting plate via at least the elastic member, and a second And a second mold member attached to the second attachment plate directly or via another member, and the distance between the first attachment plate and the second attachment plate The first mold member is a resin injected into a cavity formed by the first mold member and the second mold member. When the first mounting plate moves in the direction of the second mounting plate against the opposing force of the elastic member by the pressure of the elastic member, the first mounting plate moves in the direction of the second mounting plate. The first mold member and the second mold are configured to move together with the first mounting plate. At least one of the wood comprises a mold surface for the sub-wavelength structure.
本態様の射出成形装置によれば、キャビティに溶融樹脂が充填される間に前記弾性部材の対抗力以上の力に対応する圧力が溶融樹脂にかけられる。したがって、前記弾性部材の対抗力を適切に定めれば、キャビティに溶融樹脂が充填される間に、前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材の少なくとも一方の、サブ波長構造用の金型の形状を溶融樹脂に転写することができる。このため、溶融樹脂のスキン層が成長する前に、微細構造の溶融樹脂への転写を高い精度で行うことができる。 According to the injection molding apparatus of this aspect, a pressure corresponding to a force equal to or greater than the opposing force of the elastic member is applied to the molten resin while the molten resin is filled in the cavity. Accordingly, if the opposing force of the elastic member is appropriately determined, at least one of the first mold member and the second mold member is used for the sub-wavelength structure while the cavity is filled with the molten resin. The shape of the mold can be transferred to the molten resin. For this reason, before the skin layer of molten resin grows, transfer to the molten resin having a fine structure can be performed with high accuracy.
本発明の第1の態様の第1の実施形態によれば、前記弾性部材は、前記第1の取付板または前記他の部材の、前記第1の金型部材に面した面の凹部に取り付けられ、射出後に前記第1の取付板が前記第2の取付板の方向に移動する際には、前記第1の金型部材が前記面の前記凹部の周囲に接することにより前記第1の取付板と一体となって移動するように構成されている。 According to the first embodiment of the first aspect of the present invention, the elastic member is attached to the concave portion of the surface of the first attachment plate or the other member facing the first mold member. When the first mounting plate moves in the direction of the second mounting plate after injection, the first mold member comes into contact with the periphery of the concave portion of the surface so that the first mounting plate is moved. It is configured to move together with the plate.
本実施形態によれば、上記の簡単な構造によって、前記第1の金型部材が、キャビティ内に注入された樹脂の圧力によって前記弾性部材の対抗力に抗して前記第1の取付板の方向に移動し、前記第1の取付板が、前記第2の取付板の方向に移動する際には、前記第1の取付板と一体となって移動するようにすることができる。 According to the present embodiment, with the simple structure described above, the first mold member is made to resist the opposing force of the elastic member by the pressure of the resin injected into the cavity. When the first mounting plate moves in the direction of the second mounting plate, the first mounting plate can move integrally with the first mounting plate.
本発明の第1の態様の第2の実施形態によれば、前記弾性部材がバネである。 According to the second embodiment of the first aspect of the present invention, the elastic member is a spring.
本実施形態によれば、所定のバネ定数のバネを選択することにより容易に所望の対抗力を実現することができる。 According to the present embodiment, a desired counter force can be easily realized by selecting a spring having a predetermined spring constant.
本発明の第2の態様による射出成形方法は、第1の取付板と、弾性部材と、前記第1の取付板に少なくとも前記弾性部材を介して取り付けた第1の金型部材と、第2の取付板と、前記第2の取付板に直接または他の部材を介して取り付けた第2の金型部材とを備え、前記第1の取付板と前記第2の取付板との間の距離を変更できるように構成された射出成形装置を使用する射出圧縮成形方法であって、射出中に前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材によって形成されるキャビティ内に注入した溶融樹脂の圧力によって、前記弾性部材を収縮させることにより前記キャビティの容積を増加させながら、前記第1の金型部材の、サブ波長構造に対応する微細構造部分の形状の、溶融樹脂への転写を行うステップと、射出後に、前記第1の取付板を、前記第1の金型部材とともに前記第2の取付板の方向に移動させ前記キャビティの容積を減少させて前記キャビティ内の樹脂を圧縮するステップと、を含む。 An injection molding method according to a second aspect of the present invention includes a first attachment plate, an elastic member, a first mold member attached to the first attachment plate via at least the elastic member, and a second And a second mold member attached to the second attachment plate directly or via another member, and the distance between the first attachment plate and the second attachment plate An injection compression molding method using an injection molding apparatus configured to be able to change the temperature of the molten metal injected during injection into a cavity formed by the first mold member and the second mold member While the volume of the cavity is increased by shrinking the elastic member by the pressure of the resin, the shape of the fine structure portion of the first mold member corresponding to the sub-wavelength structure is transferred to the molten resin. Performing the first step after the injection The plate includes a step of compressing the resin in the cavity is moved in a direction to reduce the volume of the cavity of the second mounting plate together with the first mold member.
本態様の射出成形方法によれば、射出中に前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材によって形成されるキャビティ内に注入した溶融樹脂の圧力によって、前記弾性部材を収縮させることにより前記キャビティの容積を増加させながら、前記第1の金型部材の、サブ波長構造に対応する微細構造部分の形状の、溶融樹脂への転写を行う。このため、溶融樹脂のスキン層が成長する前に、微細構造の溶融樹脂への転写を高い精度で行うことができる。 According to the injection molding method of this aspect, the elastic member is contracted by the pressure of the molten resin injected into the cavity formed by the first mold member and the second mold member during injection. As a result, the shape of the fine structure portion corresponding to the sub-wavelength structure of the first mold member is transferred to the molten resin while increasing the volume of the cavity. For this reason, before the skin layer of molten resin grows, transfer to the molten resin having a fine structure can be performed with high accuracy.
図6は、射出圧縮成形に使用される従来の射出成形装置100Aの構成を示す図である。射出成形装置100Aは、第1の取付板101、第1の受板103A、油圧シリンダー107、第1の鏡面駒(第1の金型部材)109A、第1の型板111、第2の鏡面駒(第2の金型部材)113、第2の型板115、第2の受板117、エジェクタプレート119及び121、スペーサブロック123、及び第2の取付板125を含む。第1の鏡面駒109A及び第2の鏡面駒113の間には樹脂が注入されるキャビティ301が形成される。図6及び図8において、キャビティ301を斜線で示す。第1の取付板101、第1の受板103A、油圧シリンダー107、及び第1の鏡面駒109Aは、相互に連結されて固定されている。図6は、油圧シリンダー107が伸長した状態を示す。油圧シリンダー107が伸長することによって、第1の受板103Aと第1の型板111との間の距離が大きくなり、キャビティ301の容積が増大している。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a conventional
図7は、従来の射出成形装置100Aによる射出圧縮成形方法を説明するための流れ図である。
FIG. 7 is a flowchart for explaining an injection compression molding method by the conventional
図7のステップS2010において、型締を開始する。具体的には、第1の型板111、及び第2の型板115をパーティング・ライン(PL)で接触させた状態で以下の動作を行う。
In step S2010 of FIG. 7, mold clamping is started. Specifically, the following operations are performed in a state where the
図7のステップS2020において、油圧シリンダー107を伸長させて、第1の取付板101、第1の受板103A、及び第1の鏡面駒109Aを、キャビティ301の容積を増加させるように移動させる。図6は、従来の射出成形装置100Aの、ステップS2020が終了した状態を示す図である。
In step S2020 of FIG. 7, the
この状態で、第1の鏡面駒109のキャビティ301に接する凹面の頂点と第2の鏡面駒113のキャビティ301に接する面との間の距離、すなわち、キャビティ301の高さは、一例として、23.6リメータである。
In this state, the distance between the vertex of the concave surface in contact with the
図7のステップS2030において、射出を開始し、キャビティ301に溶融樹脂を注入する。
In step S2030 of FIG. 7, injection is started and molten resin is injected into the
図7のステップS2040において、キャビティ301内の溶融樹脂の圧力によって、溶融樹脂がキャビティ301を充填したかどうかを判断する。樹脂がキャビティ301を充填した後に次のステップS2050に進む。
In step S2040 of FIG. 7, it is determined whether the molten resin has filled the
図7のステップS2050において、油圧シリンダー107を収縮させて、第1の取付板101、第1の受板103A、及び第1の鏡面駒109Aを、キャビティ301の容積を減少させるように移動させる。この動作によって、キャビティ301内の溶融樹脂が加圧され圧縮される。
In step S2050 of FIG. 7, the
図8は、従来の射出成形装置100Aの、ステップS2050が終了した状態を示す図である。第1の受板103Aと第1の型板111が互いに接触し、キャビティ301の容積は、図6に示した容積と比較して減少している。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which step S2050 has been completed in the conventional
この状態で、第1の鏡面駒109のキャビティ301に接する凹面の頂点と第2の鏡面駒113のキャビティ301に接する面との間の距離、すなわち、キャビティ301の高さは、一例として、23ミリメータである。
In this state, the distance between the vertex of the concave surface in contact with the
すなわち、図7のステップS2050においては、キャビティ301の高さが23.6ミリメータから23ミリメータとなるように油圧シリンダー107の収縮が行われ、その結果、キャビティ301に充填した溶融樹脂が圧縮される。
That is, in step S2050 of FIG. 7, the
図7のステップS2060において、キャビティ301内の樹脂を冷却する。
In step S2060 of FIG. 7, the resin in the
図7のステップS2070において、型開を行う。具体的には、エジェクタピン122を取り付けたエジェクタプレート119及び121を図示しないエジェクタ装置で突き上げて成形品を取り出す。
In step S2070 of FIG. 7, mold opening is performed. Specifically, the
図5は、表面にSWSを備えたレンズの構成の一例を示す図である。2本の点線の内側がレンズ201の有効範囲である。レンズ201の有効範囲において、面A及びBには、SWSが形成されている。これらのSWSを形成するために、第1の鏡面駒109A及び第2の鏡面駒113は、これらのSWSに対応する微細構造部分を有する。この微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写されることにより、レンズ201のSWSが形成される。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a lens having a SWS on the surface. The inside of the two dotted lines is the effective range of the
ところで、微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写されるには、溶融樹脂がその表面張力に抗して微細構造部分に入り込む必要があり、そのためには溶融樹脂の圧力が所定値より高くなる必要がある。上述のステップS2030からステップS2040において、キャビティ301に溶融樹脂が充填される間に、第1の鏡面駒109A及び第2の鏡面駒113の表面にかかる溶融樹脂の圧力は、該表面のSWSに対応する微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写される上記の所定値に達することはない。したがって、キャビティ301に溶融樹脂が充填される間に、第1の鏡面駒109A及び第2の鏡面駒113のSWSに対応する微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写されることはない。ステップS2050において、キャビティ301に充填した溶融樹脂が圧縮される際に、第1の鏡面駒109A及び第2の鏡面駒113の表面にかかる溶融樹脂の圧力は、該表面のSWSに対応する微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写される上記の所定値に達する。しかし、この段階では、溶融樹脂の表面にスキン層が成長してしまう。この結果、樹脂の粘度が高くなるので、変形開始圧力が上昇し、溶融樹脂の圧力が上記の所定値に達しても、微細構造の溶融樹脂への転写が高い精度で行われない。
By the way, in order for the shape of the fine structure portion to be transferred to the molten resin, it is necessary for the molten resin to enter the fine structure portion against the surface tension, and for this purpose, the pressure of the molten resin must be higher than a predetermined value. There is. In steps S2030 to S2040 described above, the pressure of the molten resin applied to the surfaces of the first
このように、第1の鏡面駒109A及び第2の鏡面駒113のSWS対応部分を樹脂に転写してレンズ201の面AのSWSを形成するのが困難であった。したがって、図7に示した従来の射出圧縮方法によって、その面にSWSを備えたレンズ201を成形するのは困難であった。
As described above, it is difficult to form the SWS of the surface A of the
図1は、射出圧縮成形に使用される本発明の一実施形態による射出成形装置100の構成を示す図である。射出成形装置100は、第1の取付板101、第1の受板103、弾性部材105、油圧シリンダー107、第1の鏡面駒(第1の金型部材)109、第1の型板111、第2の鏡面駒(第2の金型部材)113、第2の型板115、第2の受板117、エジェクタプレート119及び121、スペーサブロック123、及び第2の取付板125を含む。弾性部材105は、第1の受板103及び第1の鏡面駒109の間に取り付けられている。ここで、弾性部材とは、他から力を受けると対抗力を生じながら収縮し、力を取り除くと収縮した状態から元に戻る、バネ、ゴム、クッションなどの部材である。本実施形態において、弾性部材105はバネである。弾性部材105が伸縮することにより、第1の受板103及び第1の鏡面駒109の間の距離は変化しうる。第1の鏡面駒109及び第2の鏡面駒113の間には樹脂が注入されるキャビティ301が形成される。図1、図3及び図4において、キャビティ301を斜線で示す。第1の取付板101、第1の受板103、及び油圧シリンダー107は、相互に連結されて固定されている。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an
本実施形態において、直径60ミリメータの4個のレンズが同時に成形される。また、直径50ミリメータの6個のシリンダーが備わる。各シリンダーには、150kg・f/cm2の圧力を与える。In this embodiment, four lenses having a diameter of 60 millimeters are molded simultaneously. There are also 6 cylinders with a diameter of 50 millimeters. A pressure of 150 kg · f / cm 2 is applied to each cylinder.
ここで、エジェクタプレート119及び121が設置されている側を可動側、設置されていない側を固定側と呼称する。本実施形態において、「第1の」と形容される部材は、固定側の部材に対応し、「第2の」と形容される部材は、可動側の部材に対応する。本実施形態においては、鏡面駒に結合された弾性部材105は固定側の部材(第1の受板103)に取り付けられている。他の実施形態において、鏡面駒に結合された弾性部材105は、可動側の部材に取り付けてもよい。
Here, the side where the
図2は、本発明の一実施形態による射出成形装置100による射出圧縮成形方法を説明するための流れ図である。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an injection compression molding method by the
図2のステップS1010において、型締を開始する。具体的には、第1の型板111、及び第2の型板115をパーティング・ライン(PL)で接触させた状態で以下の動作を行う。
In step S1010 of FIG. 2, mold clamping is started. Specifically, the following operations are performed in a state where the
図2のステップS1020において、油圧シリンダー107を伸長させて、第1の取付板101、及び第1の受板103を、第1の受板103と第1の型板111との間の距離が所定の大きさとなるように移動させる。
In step S1020 of FIG. 2, the
図2のステップS1030において、弾性部材(バネ)105によって、第1の鏡面駒109が、キャビティ301の容積を減少させるように移動するのを確認する。図1は、本発明の一実施形態による射出成形装置100の、ステップS1030が終了した状態を示す図である。
In step S1030 of FIG. 2, it is confirmed that the
この状態で、第1の鏡面駒109のキャビティ301に接する凹面の頂点と第2の鏡面駒113のキャビティ301に接する面との間の距離、すなわち、キャビティ301の高さは、一例として、23ミリメータである。
In this state, the distance between the vertex of the concave surface in contact with the
図2のステップS1040において、射出を開始し、キャビティ301に溶融樹脂を注入する。キャビティ301に所定量の溶融樹脂が注入されると、第1の鏡面駒109のキャビティ301に接する面が、キャビティ301の溶融樹脂の圧力を受ける。その結果、弾性部材(バネ)105が収縮し、第1の鏡面駒109が第1の受板103の方向に後退する。ここで、溶融樹脂の注入圧力は、0.9メガパスカル(MPa)である。
In
弾性部材の反抗力、たとえば、バネ定数は、溶融樹脂の注入中、すなわち、第1の鏡面駒109の後退中に、第1の鏡面駒109及び第2の鏡面駒113の表面にかかる溶融樹脂の圧力が、該表面のSWSに対応する微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写される所定値を超えるように定める。具体的に、本実施形態において、弾性部材105は、バネ定数が、16.1kg・f/mmである2本のバネから構成される。
The reaction force of the elastic member, for example, the spring constant is determined by the molten resin applied to the surfaces of the
上述のようにバネ定数を適切に定めることにより、キャビティ301に溶融樹脂が充填される間(ステップS1040からステップS1050までの間)に、第1の鏡面駒109及び第2の鏡面駒113の微細構造部分の形状が溶融樹脂に転写される。
By appropriately determining the spring constant as described above, the fineness of the first
図2のステップS1050において、キャビティ301の溶融樹脂の圧力によってキャビティ301の容積が十分に増加したかどうかを判断する。
In step S1050 of FIG. 2, it is determined whether or not the volume of the
図3は、本発明の一実施形態による射出成形装置100の、キャビティ301の容積が十分に増加した状態を示す図である。第1の受板103及び第1の鏡面駒109の間に取り付けられたバネ105は収縮し、第1の受板103及び第1の鏡面駒109の、それぞれの対向する面が接している。ここで、バネ105は、第1の受け板103の、第1の型板111に対向する面の凹部に取り付けられており、バネが収縮した状態で、第1の受け板103の、第1の型板111に対向する面の凹部の周囲が、第1の型板111の面に接触するように構成されている。
FIG. 3 is a view showing a state in which the volume of the
この状態で、第1の鏡面駒109のキャビティ301に接する凹面の頂点と第2の鏡面駒113のキャビティ301に接する面との間の距離、すなわち、キャビティ301の高さは、一例として、23.6ミリメータである。
In this state, the distance between the vertex of the concave surface in contact with the
図2のステップS1060において、油圧シリンダー107を収縮させて、第1の受板103を、第1の型板111との間の距離が小さくなるように移動させる。この際、第1の受板103及び第1の鏡面駒109の間に取り付けられたバネ105は収縮し、第1の受板103及び第1の鏡面駒109の、それぞれ対向する面が接しているので、鏡面駒109も、第1の受板103とともに第1の型板111の方向へ移動する。その結果、キャビティ301の容積は小さくなり、キャビティ内の樹脂は圧縮される。最終的に、第1の受板103、及び第1の型板111の、それぞれの対抗する面が接するまで、油圧シリンダー107を収縮させる。
In step S1060 of FIG. 2, the
図4は、本発明の一実施形態による射出成形装置100の、油圧シリンダー107を収縮させて、キャビティ301の容積を小さくした状態を示す図である。第1の受板103、及び第1の型板111の、それぞれの対向する面が接している。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the volume of the
この状態で、第1の鏡面駒109のキャビティ301に接する凹面の頂点と第2の鏡面駒113のキャビティ301に接する面との間の距離、すなわち、キャビティ301の高さは、一例として、23ミリメータである。
In this state, the distance between the vertex of the concave surface in contact with the
すなわち、図2のステップS1060においては、キャビティ301の高さが23.6ミリメータから23ミリメータとなるように油圧シリンダー107の収縮が行われ、その結果、キャビティ301に充填した溶融樹脂が圧縮される。
That is, in step S1060 of FIG. 2, the
図2のステップS1070において、キャビティ301内の樹脂を冷却する。
In step S1070 of FIG. 2, the resin in the
図2のステップS1080において、型開を行う。具体的には、具体的には、エジェクタピン122を取り付けたエジェクタプレート119及び121を図示しないエジェクタ装置で突き上げて成形品を取り出す。
In step S1080 of FIG. 2, mold opening is performed. Specifically, the
従来技術においては、溶融樹脂がキャビティに充填される間(ステップS2030からステップS2040の終了まで)に鏡面駒のSWSの微細構造の溶融樹脂への転写が行われず、溶融樹脂がキャビティに充填された後(ステップS2040の終了後)、溶融樹脂の圧縮及び鏡面駒のSWSの微細構造の溶融樹脂への転写が同時に行われる(ステップS2050)。 In the prior art, after the molten resin is filled in the cavity (from step S2030 to the end of step S2040), the mirror surface SWS microstructure is not transferred to the molten resin, and after the molten resin is filled into the cavity. (After the end of step S2040), the compression of the molten resin and the transfer of the fine structure of the mirror surface SWS to the molten resin are performed simultaneously (step S2050).
従来技術においては、キャビティに溶融樹脂が充填された後に、溶融樹脂を圧縮する段階で鏡面駒のSWSの微細構造の溶融樹脂への転写を行うので、溶融樹脂の表面にスキン層が成長してから微細構造の樹脂への転写が行われることとなる。表面にスキン層が成長することによって樹脂の粘度が高くなるので、変形開始圧力が上昇し、微細構造の樹脂への転写が高い精度で行われない。 In the prior art, after the cavity is filled with the molten resin, the mirror piece SWS microstructure is transferred to the molten resin at the stage of compressing the molten resin, so that after the skin layer grows on the surface of the molten resin Transfer to a resin having a fine structure is performed. Since the viscosity of the resin increases due to the growth of the skin layer on the surface, the deformation start pressure increases, and the transfer to the resin having a fine structure is not performed with high accuracy.
これに対して、本発明においては、溶融樹脂がキャビティに充填される間(ステップS1040からステップS1050までの間)に鏡面駒のSWSの微細構造の溶融樹脂への転写が行われ、その後に溶融樹脂の圧縮が行われる(ステップS1060)。 On the other hand, in the present invention, while the molten resin is filled into the cavity (between steps S1040 and S1050), the SWS of the mirror surface piece is transferred to the molten resin, and thereafter the molten resin is transferred. Is compressed (step S1060).
このように、本発明においては、キャビティに溶融樹脂が充填される間に鏡面駒のSWSの微細構造の溶融樹脂への転写を行うので、樹脂のスキン層が成長する前に、鏡面駒のSWSの微細構造へ所定値以上の圧力で溶融樹脂を接触させて、微細構造の樹脂への転写を行うことができる。このため、鏡面駒のSWSの微細構造の樹脂への転写を高い精度で行うことができる。 As described above, in the present invention, since the fine structure of the SWS of the mirror piece is transferred to the molten resin while the cavity is filled with the molten resin, the SWS fine of the mirror piece is grown before the resin skin layer grows. The structure can be transferred to a resin having a fine structure by bringing the molten resin into contact with the structure at a pressure equal to or higher than a predetermined value. For this reason, it is possible to transfer the mirror surface SWS to the resin having the fine structure with high accuracy.
Claims (3)
射出前に、前記第1の金型部材は、前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材によって形成されるキャビティの容積を減少させるように、前記弾性部材によって、前記第2の金型部材の方向に変位し、射出中に、前記第1の金型部材は、前記キャビティ内に注入された溶融樹脂の圧力によって前記弾性部材の対抗力に抗して前記第1の取付板の方向に移動して、前記キャビティの容積を増加させ、射出後の圧縮のために、前記第1の取付板が、前記第2の取付板の方向に移動する際には、前記弾性部材が収縮した状態で、前記第1の金型部材は、前記面に当接して、前記第1の取付板と一体となって移動してレンズを成形するように構成され、前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材の少なくとも一方が、サブ波長構造用の金型の面を含み、
前記弾性部材の弾性係数は、前記第1の金型部材が、前記キャビティ内に注入された溶融樹脂の圧力によって前記弾性部材の対抗力に抗して前記第1の取付板の方向に移動する際に、サブ波長構造に対応する微細構造部分の形状の溶融樹脂への転写が行われるように定められた射出圧縮成形装置。 Directly attached to the first mounting plate, the elastic member, the first mold member attached to the first mounting plate via at least the elastic member, the second mounting plate, and the second mounting plate Or a second mold member attached via another member, wherein the elastic member is attached to a concave portion of the surface facing the first mold member, and the first attachment plate and the first An injection compression molding apparatus for molding a lens having a sub-wavelength structure on at least one surface, the distance between the two mounting plates being changeable,
Prior to injection, the first mold member causes the second member by the elastic member to reduce the volume of the cavity formed by the first mold member and the second mold member. During the injection, the first mold member is displaced in the direction of the mold member, and the first mounting plate resists the opposing force of the elastic member by the pressure of the molten resin injected into the cavity. moves in the direction of increasing the volume of the cavity, for the post-injection compression, the first mounting plate, when moving in the direction of the second mounting plate, the elastic member In the contracted state, the first mold member is configured to contact the surface and move integrally with the first mounting plate to mold a lens, and the first mold member At least one of the member and the second mold member has a surface of the mold for the sub-wavelength structure. Look,
The elastic coefficient of the elastic member is such that the first mold member moves in the direction of the first mounting plate against the opposing force of the elastic member due to the pressure of the molten resin injected into the cavity. In this case, an injection compression molding apparatus is set such that the fine structure portion corresponding to the subwavelength structure is transferred to the molten resin .
射出前に、前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材によって形成されるキャビティの容積を減少させるように、前記弾性部材によって、前記第1の金型部材を前記第2の金型部材の方向に変位させるステップと、
射出中に前記第1の金型部材及び前記第2の金型部材によって形成されるキャビティ内に注入した溶融樹脂の圧力によって、前記弾性部材を収縮させることにより前記キャビティの容積を増加させながら、前記第1の金型部材の、サブ波長構造に対応する微細構造部分の形状の、溶融樹脂への転写を行うステップと、
射出後の圧縮のために、前記弾性部材が収縮した状態で、前記第1の金型部材を、前記面に当接ながら、前記第1の取付板を、前記第1の金型部材とともに前記第2の取付板の方向に移動させ前記キャビティの容積を減少させて前記キャビティ内の樹脂を圧縮して、レンズの成形を行うステップと、を含み、
前記弾性部材の弾性係数は、前記第1の金型部材が、前記キャビティ内に注入された溶融樹脂の圧力によって前記弾性部材の対抗力に抗して前記第1の取付板の方向に移動する際に、サブ波長構造に対応する微細構造部分の形状の溶融樹脂への転写が行われるように定められた射出圧縮成形方法。 Directly attached to the first mounting plate, the elastic member, the first mold member attached to the first mounting plate via at least the elastic member, the second mounting plate, and the second mounting plate Or a second mold member attached via another member, wherein the elastic member is attached to a concave portion of the surface facing the first mold member, and the first attachment plate and the first An injection compression molding method for molding a lens having a subwavelength structure on at least one surface by using an injection compression molding apparatus configured to change a distance between two mounting plates. ,
Prior to injection, the first mold member is moved to the second mold by the elastic member so as to reduce the volume of the cavity formed by the first mold member and the second mold member. Displacing in the direction of the mold member;
While increasing the volume of the cavity by contracting the elastic member by the pressure of the molten resin injected into the cavity formed by the first mold member and the second mold member during injection, Transferring the shape of the microstructure portion corresponding to the sub-wavelength structure of the first mold member to a molten resin;
For compression after injection , the first mounting plate is moved together with the first mold member while the elastic member is contracted while the first mold member is in contact with the surface. to compress the resin in the cavity to reduce the volume of the cavity is moved in the direction of the second mounting plate, viewed including the steps of performing molding of a lens, a,
The elastic coefficient of the elastic member is such that the first mold member moves in the direction of the first mounting plate against the opposing force of the elastic member due to the pressure of the molten resin injected into the cavity. In this case, the injection compression molding method is set such that the fine structure portion corresponding to the subwavelength structure is transferred to the molten resin .
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