JP6895817B2 - 射出圧縮成形金型および射出圧縮成形方法 - Google Patents

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Description

この発明は、光学素子として機能する光学領域を有する成形品を成形する射出圧縮成形金型および射出圧縮成形方法に関するものである。
射出成形は、溶融樹脂を金型内のキャビティに射出し、冷却固化することで所定形状の成形品を得るものである。射出成形は、複雑な形状の成形品を製造可能であり、生産性も高いため様々な分野の成形品に適用されている。一方、射出成形によって表示装置用意匠パネル等の透明光学部品を製造する場合、溶融樹脂が一様に固化されないために所望の光学等方性を得ることができず、表示画面に虹が見える現象が生じることがある。そこで、所定以上の流動性を持つポリカーボネート系樹脂を金型内のキャビティに射出する射出充填工程の後に、少なくとも表示画面に対向する窓部の成形領域を含む領域に所定の圧縮率で圧縮を行う圧縮工程を備えた射出圧縮成形方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2015−58655号公報
しかしながら、上記のようなものでは、製造する成形品の一部又は全部について光学異方性の抑制が要求される場合に、射出充填工程における樹脂流動差に起因する残留応力により要求光学特性が満足されなくなる虞があるという問題がある。この問題は、射出充填工程においてキャビティに流入する溶融樹脂の樹脂流動が樹脂流動と垂直な方向について均一であるとは限らず樹脂流動差が生じる虞があり、このような樹脂流動差を伴ってキャビティ内に流入した溶融樹脂は樹脂流動と垂直な方向について密度が不均一となるために生じる。キャビティ内の溶融樹脂の密度が不均一な状態で圧縮工程を実施すると溶融樹脂にかかる圧力も不均一となり、冷却固化後の樹脂内において残留応力が生じて、この残留応力が成形品の光学異方性を高めるため光学異方性の抑制が求められる範囲において要求光学特性が満足されなくなる。
この発明は、上記のような問題を解決するためになされたもので、光学素子として光学異方性の抑制が求められる領域において、残留応力に起因する光学異方性の高まりによって成形品が要求光学特性を満足しなくなることを防ぐことができる射出圧縮成形金型および射出圧縮成形方法を得るものである。
この発明の射出圧縮成形金型は、光学素子として機能する光学領域を有する成形品を成形する射出圧縮成形金型であって、固定金型と、型開閉方向に移動可能であり、溶融樹脂が充填されるキャビティ空間と、キャビティ空間よりも型開閉方向の厚さが大きく、キャビティ空間に充填される溶融樹脂が通過するゲート空間を固定金型との間に形成する可動金型とを備え、固定金型及び可動金型のそれぞれにおいて、キャビティ空間と対向する面の一部又は全部に、光学領域を形成する光学領域形成部が設けられ、溶融樹脂の樹脂流動方向及び型開閉方向と直交する方向を樹脂流動直交方向としたとき、ゲート空間の樹脂流動直交方向の幅は、光学領域形成部の樹脂流動直交方向の幅以上であり、ゲート空間と光学領域形成部とは、樹脂流動直交方向について共通の中心線を有しているものである。
また、この発明の射出圧縮成形方法は、光学素子として機能する光学領域を有する成形品を成形する射出圧縮成形方法であって、一対の金型の間に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂を充填する射出充填工程と、一対の金型それぞれにおいてキャビティ空間と対向する面の一部又は全部に設けられ光学領域を形成する光学領域形成部により、キャビティ空間に充填した溶融樹脂のうち、成形後に光学領域となる範囲を押圧して圧縮する圧縮工程と、圧縮工程の完了後、キャビティ空間に充填された溶融樹脂を冷却固化させる冷却固化工程とを備え、射出充填工程において、一対の金型の間に形成されたゲート空間を通過させて溶融樹脂をキャビティ空間に充填し、溶融樹脂の樹脂流動方向及び一対の金型の型開閉方向と直交する方向樹脂流動直交方向としたとき、ゲート空間は、樹脂流動直交方向の幅が光学領域形成部の樹脂流動直交方向の幅以上であり、樹脂流動直交方向について光学領域形成部と共通の中心線を有するとともに、キャビティ空間よりも型開閉方向の厚さが大きいものである。
この発明によれば、光学素子として光学異方性の抑制が求められる領域において、成形後の残留応力を抑制することができる。このため、残留応力に起因する光学異方性の高まりによって成形品が要求光学特性を満足しなくなることを防ぐことができる。
この発明の実施の形態1における射出圧縮成形金型を示す概略断面図である。 キャビティで成形される部分の全範囲が光学領域である成形品を示す斜視図及び平面図である。 キャビティで成形される部分の一部の範囲が光学領域である成形品を示す斜視図及び平面図である。 この発明の実施の形態1における射出圧縮成形方法の射出充填工程を説明する概略断面図である。 この発明の実施の形態1における射出圧縮成形方法の圧縮工程を説明する概略断面図である。 この発明の実施の形態2における射出圧縮成形金型を示す概略断面図である。 この発明の実施の形態2における射出圧縮成形方法のゲート空間内樹脂圧縮工程を説明する概略断面図である。 この発明の実施の形態2における射出圧縮成形方法の圧縮工程を説明する概略断面図である。
実施の形態1.
以下に、この発明の実施の形態1を図1から図5に基づいて説明する。図1は、実施の形態1における射出圧縮成形金型を示す概略断面図であり、型締めによる圧縮がなされる前の状態を示している。射出圧縮成形金型10は、図中左右方向が型開閉方向である射出圧縮成形金型であり、互いに対向する固定金型11及び可動金型12により構成されている。
固定金型11は、射出成形機の固定盤(図示なし)に取り付けられており、溶融樹脂が流入するスプルー81が設けられた第1固定金型部材13と、可動金型12と対向する第2固定金型部材14とを有している。第2固定金型部材14は、可動金型12と対向する面に凹部14bが設けられており、この凹部14bには、コア面51aが形成された固定側入れ子部材51が取り付けられている。
可動金型12は、射出成形機の可動盤(図示なし)に取り付けられており、第1可動金型部材15と、固定金型11と対向する2つの第2可動金型部材16とを有している。2つの第2可動金型部材16は、図中上下方向両端に配置され、その間には2つの固定部材54、55が互いに間隔を空けて配置されている。また、固定部材54、55及び固定部材54、55の間に固定された入れ子支持部材53に囲まれる空間に形成された凹部16bには、入れ子支持部材53に支持され、コア面51aと対向するキャビティ面52aが形成された可動側入れ子部材52が取り付けられている。また、入れ子支持部材53の第1可動金型部材15側の面には2つの凹部が設けられており、それぞれの凹部にはコイルばね91の一端が取り付けられている。コイルばね91の他端は第1可動金型部材15に取り付けられている。なおコア面51a及びキャビティ面52aの一部又は全部には、後述する光学領域を形成する光学領域形成部51b、52bが設けられている。
可動金型12は、射出成形機の型開閉動作により可動盤とともに前進又は後進する。ここで、「前進は図中右方向(射出圧縮成形金型10が閉じる方向)に移動することを示し、「後進」は図中左方向(射出圧縮成形金型10が開く方向)に移動することを示す。可動金型12が前進して第2固定金型部材14に形成された当接面14aと第2可動金型部材16に形成された当接面16aが当接すると、図中上側の固定部材54と第2固定金型部材14との間にゲート空間83が形成され、固定側入れ子部材51と可動側入れ子部材52との間にキャビティ空間84が形成される。なお、ゲート空間83のゲート形状はファンゲートであり、その厚さはキャビティ空間84の厚さよりも大きい。ゲート空間83の形状や配置の詳細については後述する。
固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の内部には、それぞれ断面円形の温度調整用流路59が形成されている。温度調整用流路59は、加熱用又は冷却用の媒体が流通してキャビティ空間84に充填された溶融樹脂を加熱又は冷却するもので、図示しない熱媒体循環温度調整機などの金型温度調整手段により温度調整された水や油、空気等の流体媒体が流通する。温度調整用流路59は、例えばフォトエッチングで製作された金属板を複数重ねて拡散接合する方法や、3次元造形などで固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52を製造することで形成してもよいし、機械加工などにより形成してもよい。温度調整用流路59の数や配置は特に限られるものではないが、より急速に溶融樹脂を加熱又は急速するため、複数設けることが好ましい。また、溶融樹脂を均等に冷却するため、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の広い範囲にわたって配置することが好ましい。また、温度調整用流路59は、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の内部に限らず、固定金型11や可動金型12の他の部位に設けてもよい。
スプルー81は、一端が射出圧縮成形金型10の外部に開口し、他端がランナー82に接続されている。ランナー82は、第1固定金型部材13及び第2固定金型部材14の接続部分に沿って進み、可動金型12の方向へ曲がってゲート空間83まで延びるもので、スプルー81とゲート空間83を連通する。
次に、射出圧縮成形金型10で成形される成形品の図を用いてゲート空間83についてより詳細に説明する。なお、図2は、キャビティ空間84で成形される部分の全範囲が光学領域である成形品を示す図であり、図2(a)は成形品の斜視図、図2(b)は平面図である。なお、以降では溶融樹脂をゲート空間83やキャビティ空間84に充填する際に溶融樹脂が流動する方向、すなわち図2(b)における上下方向を樹脂流動方向と称し、成形品801の底面と平行かつ樹脂流動方向と直交する方向、すなわち図2(b)における左右方向を樹脂流動直交方向と称する。
成形品801は、キャビティ空間84で冷却固化された溶融樹脂からなり、成形品製品となるキャビティ部801aと、ゲート空間83で冷却固化された溶融樹脂からなり、キャビティ部801aと樹脂流動方向で隣接するファンゲート部801bとを有している。ファンゲート部801bは、最終的に機械加工や切断加工によりキャビティ部801aから分離される。
キャビティ部801aは、その全範囲が光学領域801cとなっている。ここで「光学領域」とは、成形品801が光学素子として機能する領域であり、用途に応じて所定の光学特性が要求される領域であって、例えば表示装置用パネルのディスプレイ部などである。ファンゲート部801bは、その底面がキャビティ部801aに向かって広くなる三角形状である。成形品801において、ファンゲート部801b及び光学領域801cは、ともに樹脂流動直交方向の幅がLで等しくなっている。また、ファンゲート部801bと光学領域801cは樹脂流動直交方向の中心が揃っており、樹脂流動直交方向について共通の中心線C1を有している。なお、ファンゲート部801bは、樹脂流動直交方向にについて対称な形状であることが好ましい。また、ファンゲート部801bの厚みは、キャビティ部801aの厚み以上であることが好ましい。また、図2の例ではファンゲート部801bと光学領域801cの樹脂流動直交方向の幅が等しくなっているが、ファンゲート部801bの樹脂流動直交方向の幅が光学領域801cの樹脂流動直交方向の幅以上であればよい。
なお、図2に示した成形品801のようにキャビティ部801a全体が光学領域801cとなるのは、例えば光学特性が要求されるディスプレイ部等のみを成形品製品として製造する場合である。
図3は、キャビティで成形される部分の一部の範囲が光学領域である成形品を示す図であり、図3(a)は成形品の斜視図、図3(b)は平面図である。図3でも図2の場合と同様に、図3(b)における上下方向を樹脂流動方向と称し、図3(b)における左右方向を樹脂流動直交方向と称する。
成形品802は、キャビティ空間84で冷却固化された溶融樹脂からなり、成形品製品となるキャビティ部802aと、ゲート空間83で冷却固化された溶融樹脂からなり、キャビティ部802aと樹脂流動方向で隣接するファンゲート部802bとを有している。ファンゲート部802bは、最終的に機械加工や切断加工によりキャビティ部802aから分離される。
キャビティ部802aは、その一部の範囲が光学領域802cとなっている。ファンゲート部802bは、その底面がキャビティ部802aに向かって広くなる三角形状である。成形品802において、ファンゲート部802bの樹脂流動直交方向の幅L2は、光学領域802cの樹脂流動直交方向の幅L1以上となっている。また、ファンゲート部802bと光学領域802cは樹脂流動直交方向の中心が揃っており、樹脂流動直交方向について共通の中心線C2を有している。なお、ファンゲート部802bは、樹脂流動直交方向にについて対称な形状であることが好ましい。また、ファンゲート部802bの厚みは、キャビティ部802aの厚み以上であることが好ましい。
なお、図3に示した成形品802のようにキャビティ部802aの一部が光学領域802cとなるのは、光学特性が要求されるディスプレイ部等と、その周辺の枠部を一体の成形品製品として製造する場合である。
射出圧縮成形金型10のキャビティ空間84及びゲート空間83や光学領域形成部51b、52bの大きさ及び形状、それぞれの位置関係は、成形品801、802のキャビティ部801a、802a及びファンゲート部801b、802bや光学領域801c、802cの大きさや形状、それぞれの位置関係と同様である。このため、成形品801のようにキャビティ部801a全体が光学領域801cである場合、光学領域形成部51b、52bは、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52のキャビティ空間84に対向する面全体に亘って設けられ、成形品802のようにキャビティ部802aの一部が光学領域802cである場合、光学領域形成部51b、52bは、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52のキャビティ空間84に対向する面のうち光学領域802cに対応する部分のみに設けられる。また、ゲート空間83の樹脂流動直交方向の幅は、光学領域形成部51b、52bの樹脂流動直交方向の幅以上である。また、ゲート空間83の樹脂流動直交方向の中心と光学領域形成部51b、52bの樹脂流動直交方向の中心は揃っており、共通の中心線を有している。なお、ゲート空間83は、樹脂流動直交方向にについて対称な形状であることが好ましい。また、ゲート空間83の厚みは、キャビティ空間84の厚み以上であることが好ましい。
次に、動作について説明する。図4は、実施の形態1における射出圧縮成形方法の射出充填工程を説明する概略断面図であり、図5は、実施の形態1における射出圧縮成形方法の圧縮工程を説明する概略断面図である。まず、溶融樹脂80を射出する前に次工程の圧縮工程における圧縮量を見込んでキャビティ空間84の容積を拡大した状態で、射出成形機の射出装置ノズル(図示なし)によってスプルー81内に溶融樹脂80を射出し、スプルー81、ランナー82、ゲート空間83を通過させてキャビティ空間84に溶融樹脂80を充填させる。この間、温度調整用流路59に加熱用の媒体を流通させ、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の温度を溶融樹脂80のガラス転移温度や結晶化温度以上に保つ。溶融樹脂80が光学領域形成部51b、52bに達した段階で、射出による溶融樹脂80の充填を継続しながら次工程の圧縮工程を実施する。なお、上述したように、ゲート空間83の樹脂流動直交方向の幅は光学領域形成部51b、52bの樹脂流動直交方向の幅以上であり、ゲート空間83の樹脂流動直交方向の中心と光学領域形成部51b、52bの樹脂流動直交方向の中心が揃っているため、溶融樹脂80がゲート空間83からキャビティ空間84を流動する際、後に光学領域801c、802cとなる範囲において溶融樹脂が放射状に広がって流動することがなく、樹脂流動直交方向の樹脂流動差が抑制されて均等に溶融樹脂80が行き渡る。また、内部の圧力も樹脂流動直交方向について均等となる。
圧縮工程では、入れ子支持部材53に取り付けられたコイルばね91を射出成形機の型締め動作により圧縮し、可動側入れ子部材52を固定側入れ子部材51の方向へ前進させ、キャビティ空間84に充填されている溶融樹脂80を圧縮する。所定回数又は所定時間圧縮後、冷却固化工程を実施する。圧縮の際は、成形時に光学領域801c、802cとなる範囲をキャビティ面52aに設けられた光学領域形成部52bによって少なくとも1回押圧する。なお、後に光学領域801c、802cとなる範囲においては、射出充填工程において溶融樹脂80が均等に行き渡っているため、圧縮工程において加わる圧力も樹脂流動直交方向について均等となっている。
圧縮工程の完了後、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の温度調整用流路59を流通させる媒体を加熱用から冷却用の媒体に切り換え、キャビティ空間84内の溶融樹脂80を冷却固化させる冷却固化工程を実施する。キャビティ空間84内の溶融樹脂80の冷却固化が完了するまで射出成形機の型締力を射出圧縮成形金型10に付与し、冷却固化の完了後、射出圧縮成形金型10を開いて成形品を取り出す。圧縮工程で加わる圧力が均等だったことと同様の理由により、冷却固化後に光学領域801c、802cとなる範囲については、型締力によって加わる圧力も樹脂流動直交方向について均等となっている。なお、実施の形態1では圧縮にコイルばね91を用いているが、これに限られるものではなく油圧シリンダやアクチュエータを用いてもよい。また、実施の形態1では圧縮工程の完了後に温度調整用流路59に流通させる媒体を加熱用のものから冷却用のものに切り換えているが、これに限られるものではなく、例えば圧縮工程の途中でもキャビティ空間84全体に溶融樹脂80が行き渡れば、その段階で加熱用の媒体の流通を停止させてもよい。
実施の形態1によれば、残留応力に起因する光学異方性を光学領域において抑制することができる。より具体的には、ファンゲート形状のゲート空間について樹脂流動直交方向の幅を光学領域の樹脂流動直交方向の幅以上とし、ゲート空間の樹脂流動直交方向の中心と光学領域を形成する光学領域形成部の樹脂流動直交方向の中心とを揃えたため、後に光学領域となる範囲において、射出充填工程で溶融樹脂がキャビティ空間内に充填される際に樹脂流動直交方向の樹脂流動差が抑制され、圧縮工程において圧縮により加わる圧力や、冷却固化工程において型締力により加わる圧力が樹脂流動直交方向について均等となった。このため、冷却固化後において光学領域における残留応力が抑制され、残留応力に起因する光学異方性が抑制することができる。
また、溶融樹脂が光学領域形成部に達した段階から溶融樹脂の充填を継続しながら圧縮を実施し、成形時に光学領域となる範囲を少なくとも1回押圧するため、後に光学領域となる範囲がより確実に圧縮され、残留応力に起因する光学異方性を光学領域においてさらに抑制することができる。
また、射出充填工程において温度調整用流路に加熱用の媒体を流通させ、固定側入れ子部材及び可動側入れ子部材の温度を溶融樹脂のガラス転移温度や結晶化温度以上に保つため、キャビティ空間内の溶融樹脂の流動性が高まり、キャビティ空間内への溶融樹脂の充填が容易になるともに、射出充填工程において溶融樹脂の表面が固化し、残留応力が発生することを防ぐことができる。
また、加熱用の媒体と冷却用の媒体を同じ温度調整用流路に流通させる構成とし、冷却固化工程の開始時に加熱用から冷却用に媒体を切り換えているため、固定側入れ子部材及び可動側入れ子部材の温度が加熱時の予熱によって不均一となることを防ぎ、固定側入れ子部材及び可動側入れ子部材の温度を均一かつ急速に下げることができるとともに、冷却固化される溶融樹脂内に温度のばらつきによる残留応力が発生することを防ぐことができる。これにより、残留応力に起因する光学異方性をさらに抑制することができる。
実施の形態2.
以下に、この発明の実施の形態2を図6から図8に基づいて説明する。なお、図1から図5と同一又は相当部分については同一の符号を付し、その説明を省略する。図6は、実施の形態2における射出圧縮成形金型を示す概略断面図であり、型締めによる圧縮がなされる前の状態を示している。射出圧縮成形金型20は、固定金型11及び可動金型22により構成されている。固定金型11は実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
可動金型22は、実施の形態1と同様に射出成形機の可動盤(図示なし)に取り付けられており、第1可動金型部材15と、固定金型11と対向する2つの第2可動金型部材16とを有している。
2つの第2可動金型部材16は、図中上下方向両端に配置され、その間には2つの固定部材541、55が互いに間隔を空けて配置されている。また、実施の形態1と同様に、固定部材541、55及び固定部材541、55の間に固定された入れ子支持部材53に囲まれる空間に形成された凹部16bには、入れ子支持部材53に支持され、コア面51aと対向するキャビティ面52aが形成された可動側入れ子部材52が取り付けられている。また、入れ子支持部材53の第1可動金型部材15側の面には2つの凹部が設けられており、それぞれの凹部にはコイルばね91の一端が取り付けられている。コイルばね91の他端は第1可動金型部材15に取り付けられている。
固定部材541は、型開閉方向に移動可能であり、固定金型11との間にゲート空間831を形成する可動側小型入れ子部材521を支持している。可動側小型入れ子部材521の内部には、断面円形の温度調整用流路591が形成されている。温度調整用流路591は、温度調整用流路59と同様に加熱用又は冷却用の媒体が流通して、ゲート空間831に充填された溶融樹脂を加熱又は冷却するもので、図示しない熱媒体循環温度調整機などの金型温度調整手段により温度調整された水や油、空気等の流体媒体が流通する。
可動金型22は、実施の形態1と同様に射出成形機の型開閉動作により可動盤とともに前進又は後進する。可動金型22が前進して第2固定金型部材14に形成された当接面14aと第2可動金型部材16に形成された当接面16aが当接すると、図中上側の固定部材541及び可動側小型入れ子部材521と第2固定金型部材14との間にゲート空間831が形成される。また、実施の形態1と同様に固定側入れ子部材51と可動側入れ子部材52との間にキャビティ空間84が形成される。ゲート空間831は、実施の形態1のゲート空間83よりも厚さが大きい。厚さ以外の形状や配置については、実施の形態1のゲート空間83と同じファンゲートである。また、樹脂流動直交方向の幅が光学領域形成部51b、52bの幅より大きい点や、樹脂流動直交方向の中心が光学領域形成部51b、52bと揃っている点もゲート空間83と同様である。
次に、動作について説明する。実施の形態2では、射出充填工程中にゲート空間内樹脂圧縮工程を実施する点が実施の形態1と異なる。図7は、実施の形態2における射出圧縮成形方法のゲート空間内樹脂圧縮工程を説明する概略断面図であり、図8は、実施の形態2における射出圧縮成形方法の圧縮工程を説明する概略断面図である。まず、溶融樹脂80を射出する前に圧縮量を見込んでゲート空間831及びキャビティ空間84の容積を拡大した状態で、射出成形機の射出装置ノズル(図示なし)によってスプルー81内に溶融樹脂80を射出し、スプルー81、ランナー82を通してゲート空間831に溶融樹脂80を充填させる。そして、ゲート空間831に溶融樹脂80が充填された状態で第1可動金型部材15と可動側小型入れ子部材521との間に組み込まれた油圧シリンダ(図示なし)により可動側小型入れ子部材521を第2固定金型部材14の方向に前進させ、ゲート空間831に充填された溶融樹脂80を圧縮する。所定回数又は所定時間圧縮後、ゲート空間831に充填され、圧縮された溶融樹脂をキャビティ空間84に流入させる。この間、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の温度調整用流路59と、可動側小型入れ子部材521の温度調整用流路591に加熱用の媒体を流通させ、固定側入れ子部材51、可動側入れ子部材52及び可動側小型入れ子部材521の温度を溶融樹脂80のガラス転移温度や結晶化温度以上に保つ。溶融樹脂80が光学領域形成部51b、52bに達した段階で、射出による溶融樹脂80の充填を継続しながら次工程の圧縮工程を実施する。なお、実施の形態2では油圧シリンダを使用して可動側小型入れ子部材521を前進させたが、これに限られるものではなく、アクチュエータを用いてもよい。
圧縮工程では、実施の形態1と同様に入れ子支持部材53に取り付けられたコイルばね91を射出成形機の型締め動作により圧縮し、可動側入れ子部材52を固定側入れ子部材51の方向へ前進させ、キャビティ空間84に充填されている溶融樹脂80を圧縮する。所定回数又は所定時間圧縮後、冷却固化工程を実施する。圧縮の際は、成形時に光学領域801c、802cとなる範囲をキャビティ面52aに設けられた光学領域形成部52bによって少なくとも1回押圧する。
圧縮工程の完了後、固定側入れ子部材51及び可動側入れ子部材52の温度調整用流路59と、可動側小型入れ子部材521の温度調整用流路591に流通させる媒体を加熱用から冷却用の媒体に切り換え、ゲート空間831及びキャビティ空間84内の溶融樹脂80を冷却固化させる。ゲート空間831及びキャビティ空間84内の溶融樹脂80の冷却固化が完了するまで射出成形機の型締力を射出圧縮成形金型20に付与し、冷却固化の完了後、射出圧縮成形金型20を開いて成形品を取り出す。その他については実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
実施の形態2によれば、実施の形態1と同様の効果を得ることができる。
また、ゲート空間に充填された段階でも溶融樹脂を圧縮するため、溶融樹脂がゲート空間からキャビティ空間に流入する際、樹脂流動直交方向の樹脂流動差がさらに抑制され、残留応力に起因する光学異方性をさらに抑制することができる。
また、射出充填工程において可動側小型入れ子部材に設けられた温度調整用流路に加熱用の媒体を流通させ、可動側小型入れ子部材を溶融樹脂のガラス転移温度や結晶化温度以上に保つため、ゲート空間内の溶融樹脂の流動性が高まり、キャビティ空間内への溶融樹脂の充填が容易となる。
また、可動側小型入れ子部材においても加熱用の媒体と冷却用の媒体を同じ温度調整用流路に流通させる構成とし、冷却固化工程の開始時において加熱用から冷却用に媒体を切り換えているため、可動側小型入れ子部材の温度が加熱時の予熱によって不均一となることを防ぎ、可動側小型入れ子部材の温度を均一かつ急速に下げることができる。
なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
10、20 射出圧縮成形金型、11 固定金型、12、22 可動金型、13 第1固定金型部材、14 第2固定金型部材、14b 凹部、15 第1可動金型部材、16 第2可動金型部材、16b 凹部、51 固定側入れ子部材、51a コア面、52 可動側入れ子部材、52a キャビティ面、51b、52b 光学領域形成部、521 可動側小型入れ子部材、59、591 温度調整用流路、80 溶融樹脂、83、831 ゲート空間、84 キャビティ空間、801、802 成形品、801a、802a キャビティ部、801b、802b ファンゲート部、801c、802c 光学領域、C1、C2 中心線

Claims (11)

  1. 光学素子として機能する光学領域を有する成形品を成形する射出圧縮成形金型であって、
    固定金型と、
    型開閉方向に移動可能であり、溶融樹脂が充填されるキャビティ空間と、前記キャビティ空間よりも前記型開閉方向の厚さが大きく、前記キャビティ空間に充填される溶融樹脂が通過するゲート空間を前記固定金型との間に形成する可動金型とを備え、
    前記固定金型及び前記可動金型のそれぞれにおいて、前記キャビティ空間と対向する面の一部又は全部に、前記光学領域を形成する光学領域形成部が設けられ、
    前記溶融樹脂の樹脂流動方向及び前記型開閉方向と直交する方向を樹脂流動直交方向としたとき、前記ゲート空間の前記樹脂流動直交方向の幅は、前記光学領域形成部の前記樹脂流動直交方向の幅以上であり、前記ゲート空間と前記光学領域形成部とは、前記樹脂流動直交方向について共通の中心線を有していることを特徴とする射出圧縮成形金型。
  2. 前記固定金型及び前記可動金型は、互いに対向する面に凹部がそれぞれ設けられており、前記凹部には、前記キャビティ空間を形成し、前記キャビティ空間と対向する面の一部又は全部に前記光学領域形成部が設けられた入れ子部材がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1に記載の射出圧縮成形金型。
  3. 前記可動金型は、前記固定金型との間に前記ゲート空間を形成し、前記型開閉方向に移動可能な第2の入れ子部材を備えていることを特徴とする請求項2に記載の射出圧縮成形金型。
  4. 前記入れ子部材は、前記キャビティ空間に流入した前記溶融樹脂を加熱する媒体または前記溶融樹脂を冷却する媒体が流通する流路が設けられていることを特徴とする請求項2または3に記載の射出圧縮成形金型。
  5. 前記第2の入れ子部材は、前記ゲート空間に流入した前記溶融樹脂を加熱する媒体または前記溶融樹脂を冷却する媒体が流通する第2の流路が設けられていることを特徴とする請求項3に記載の射出圧縮成形金型。
  6. 前記光学領域形成部は、前記固定金型及び前記可動金型のそれぞれにおいて前記キャビティ空間と対向する面の一部のみに設けられており、前記光学領域と、該光学領域の周辺部分とを一体に成形可能な請求項1から5のいずれか1項に記載の射出圧縮成形金型。
  7. 光学素子として機能する光学領域を有する成形品を成形する射出圧縮成形方法であって、
    一対の金型の間に形成されたキャビティ空間に溶融樹脂を充填する射出充填工程と、
    前記一対の金型それぞれにおいて前記キャビティ空間と対向する面の一部又は全部に設けられ前記光学領域を形成する光学領域形成部により、前記キャビティ空間に充填した前記溶融樹脂のうち、成形後に前記光学領域となる範囲を押圧して圧縮する圧縮工程と、
    前記圧縮工程の完了後、前記キャビティ空間に充填された前記溶融樹脂を冷却固化させる冷却固化工程とを備え、
    前記射出充填工程において、前記一対の金型の間に形成されたゲート空間を通過させて前記溶融樹脂を前記キャビティ空間に充填し、
    前記溶融樹脂の樹脂流動方向及び前記一対の金型の型開閉方向と直交する方向樹脂流動直交方向としたとき、前記ゲート空間は、前記樹脂流動直交方向の幅が前記光学領域形成部の前記樹脂流動直交方向の幅以上であり、前記樹脂流動直交方向について前記光学領域形成部と共通の中心線を有するとともに、前記キャビティ空間よりも前記型開閉方向の厚さが大きいことを特徴とする射出圧縮成形方法。
  8. 前記射出充填工程の実施中に、前記ゲート空間に充填された前記溶融樹脂を圧縮するゲート空間内樹脂圧縮工程をさらに備えたことを特徴とする請求項に記載の射出圧縮成形方法。
  9. 前記溶融樹脂が前記光学領域形成部に達した段階から、前記溶融樹脂の充填を継続しながら前記溶融樹脂の圧縮を実施することを特徴とする請求項7または8に記載の射出圧縮成形方法。
  10. 前記射出充填工程において、前記キャビティ空間に充填された前記溶融樹脂を加熱する媒体を前記一対の金型に設けられた流路に流通させるとともに、前記冷却固化工程において、前記キャビティ空間に充填された前記溶融樹脂を冷却する媒体を前記流路に流通させることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の射出圧縮成形方法。
  11. 前記光学領域形成部は、前記一対の金型のそれぞれにおいて前記キャビティ空間と対向する面の一部のみに設けられており、前記光学領域と、該光学領域の周辺部分とを一体に成形する請求項7から10のいずれか1項に記載の射出圧縮成形方法。
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