JPH04275111A - 樹脂成形方法及び樹脂成形用芯材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は樹脂成形に関わるもので
あり、特にレンズ成形に適用するに最適の、芯材を用い
て外形状の成形精度を向上すると共に、キャビテイ　内
に充填される溶融樹脂と芯材とを良好に接合し、耐衝撃
性や耐温度変化性に優れた成形物を成形できる樹脂成形
方法及びその樹脂成形方法に用いるに適当な樹脂成形用
芯材に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、レンズ等の光学部品に樹脂の成形
部品が用いられるようになり、樹脂成形部品の外形状の
成形精度の向上及び樹脂成形部品内部の状態一様性の向
上が必要になってきている。以下図面を参照しながら、
従来の樹脂成形方法の一例について説明する。図３は従
来の樹脂成形方法において成形を行う時の樹脂成形装置
の構成を示す部分正面図、図４は上記従来の樹脂成形方
法において成形された成形物を示す正面断面図であるが
、説明に便利なように、上記成形物として、高い成形精
度を必要とするレンズを取り上げている。図３において
１はレンズの外形状を与える第１の型、２は同じくレン
ズの外形状を与える第２の型、３は上記第１の型および
第２の型によって形成されたキャビテイ　、４は上記キ
ャビテイ　３に溶融樹脂を充填するための樹脂流入部、
５は溶融樹脂の流入方向を示す矢印で、溶融樹脂は上記
樹脂流入部４から矢印５の方向に流入し、上記キャビテ
イ　３に充填される。６は上記キャビテイ　３内に挿入
保持された芯材である。また図４において７は成形物と
してのレンズであり、このレンズ７は芯材６を内包して
取り出されて使用される。

【０００３】以上のように構成された樹脂成形装置につ
いて、以下その動作について説明する。

【０００４】まず溶融樹脂の充填時には、第１の型１と
第２の型２とが密着保持されてキャビテイ　３を形成し
ており、このキャビテイ　３内に芯材６が挿入保持され
ている。成形される溶融樹脂は樹脂流入部４から上記第
１の型１、第２の型２と上記芯材６とが形成する成形間
隙に、所要の射出圧力で溶融樹脂が射出され、芯材６の
表面と濡れた状態で上記芯材６との溶融一体しない界面
を形成しながら上記成形間隙内に充填される。充填の後
、溶融樹脂には所要の保圧力が印加され、この保圧力が
加えられた状態で上記溶融樹脂が固化する。樹脂が固化
した後、第１の型１が第２の型２に対して相対的に移動
し、図３には図示していない成形物押し出し手段によっ
て芯材６を内包したレンズ７がおしだされる。芯材６が
無い場合に比べて充填される溶融樹脂量は極めて少量で
あり、また成形厚さも薄くなっていることから、溶融樹
脂の冷却に伴う樹脂体積の収縮量が減少すると共に収縮
量の不均一性も軽減され、良好な外形状精度の成形物を
得ることができるものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな樹脂成形方法では、充填された溶融樹脂と芯材６と
の界面はいわゆる濡れた状態であって、芯材６の表面の
凹凸を物理的に溶融樹脂が埋めたに過ぎず、図４に示す
ようにレンズの光軸方向に沿っての断面において芯材と
射出溶融樹脂との界面が認められ、この界面は芯材内部
あるいは射出樹脂層内部と光学的に必ずしも一様な状態
になっているとはいえないのに加えて、機械的な振動や
衝撃の印加、温度環境の変化等によってその界面が分離
して、レンズ性能を著しく損ってしまう危険性を有して
いた。

【０００６】本発明は上記課題点に鑑み、芯材を用いて
外形状の成形精度を向上すると共に、キャビテイ　内に
充填される溶融樹脂と芯材とを良好に接合し、一様な内
部状態をもち、かつ耐衝撃性や耐温度変化性に優れた成
形物を成形できる樹脂成形方法及びその樹脂成形方法に
用いるに適当な樹脂成形用芯材を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の樹脂成形方法は、成形物外形を形成するキ
ャビテイ　内に射出されると同じ樹脂材料で作られた芯
材を用い、この芯材を上記キャビテイ　内に上記型との
間に成形間隙を形成するように挿入保持し、上記芯材と
上記型とが形成する上記成形間隙に溶融樹脂を射出して
上記芯材を内包した成形物を成形する樹脂成形方法にお
いて、上記成形間隙への溶融樹脂の射出時に、この溶融
樹脂からの熱伝導によって上記芯材の表面温度が上記芯
材材料の流動温度以上になるように上記芯材を予熱した
ものであり、さらに上記芯材の予熱温度が上記芯材の軟
化点以下になるように上記成形間隙の大きさを与えたも
のである。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成によって、予熱されてい
る上記芯材が予め有している熱量に加えて、充填された
溶融樹脂が有する熱量によって上記芯材の表面を加熱し
て上記芯材を形成する材料の流動温度以上にすることで
、充填された溶融樹脂と芯材表面とを溶融混合させて均
一化するものであり、これにより芯材表面が溶融樹脂に
よって単に濡れただけの溶融一体化しない界面形成に比
べて良好な接合強度を得ると共に、芯材と射出樹脂との
界面を、芯材内部あるいは射出樹脂層内部と同様でかつ
一様な状態にすることができるものである。また芯材の
予熱温度を上記芯材の軟化点以下とすることによって、
上記芯材をキャビテイ　内に、型との間に成形間隙を形
成するように挿入保持するについて、芯材を固体として
取り扱うことが可能になり、上記芯材を型内へ挿入する
等の芯材取り扱い上の利便性を高めることができるもの
である。

【０００９】

【実施例】以下本発明の一実施例の樹脂成形方法につい
て図面を参照しながら説明する。図１は本発明の第１の
実施例における樹脂成形方法において成形を行う時の樹
脂成形装置の構成を示す部分正面図、図２は上記第１の
実施例の樹脂成形方法において成形された成形物を示す
正面断面図であり、上記従来例と同じく説明に便利なよ
うに、成形物として、高い成形精度を必要とするレンズ
を取り上げている。図１において１はレンズの外形状を
与える第１の型、２は同じくレンズの外形状を与える第
２の型、３は上記第１の型および第２の型によって形成
されたキャビテイ　、４は上記キャビテイ　３に溶融樹
脂を充填するための樹脂流入部、５は溶融樹脂の流入方
向を示す矢印で、溶融樹脂は上記樹脂流入部４から矢印
５の方向に流入し、上記キャビテイ　３に充填される。 ８は上記キャビテイ　３内に挿入保持された芯材であり
、この芯材８はキャビテイ３内に挿入される前に、図１
には示していない加熱炉によって予熱されている。以上
の構成は、基本的には図３に示した従来の樹脂成形方法
と同様であるが、キャビテイ　３内に挿入保持される芯
材が予熱されている点において従来の樹脂成形方法とは
異なっている。また図２において７は成形されたレンズ
であり、このレンズ７が芯材８を内包して取り出されて
使用される点は従来と同様である。

【００１０】以上のように構成された樹脂成形装置につ
いて、以下その動作について説明する。

【００１１】まず溶融樹脂の充填時には、第１の型１と
第２の型２とが密着保持されてキャビテイ　３を形成し
ており、このキャビテイ　３内に芯材８が挿入保持され
ている。成形される溶融樹脂は樹脂流入部４から上記第
１の型１、第２の型２と上記芯材８とが形成する成形間
隙に、所要の射出圧力で射出溶融樹脂が充填される。充
填の後、溶融樹脂には所要の保圧力が印加され、この保
圧力が加えられた状態で上記溶融樹脂が固化する。樹脂
が固化した後、第１の型１が第２の型２に対して相対的
に移動し、図１には図示していない成形物押し出し手段
によって芯材８を内包した成形物がおしだされる。芯材
８が無い場合に比べて充填される溶融樹脂量は極めて少
量であり、また成形厚さも薄くなっていることから、溶
融樹脂の冷却に伴う樹脂体積の収縮量が減少すると共に
収縮量の不均一性も軽減され、良好な外形状精度の成形
物を得ることができるものである。以上の点は上述した
従来の樹脂成形方法と同様であるが、本実施例の樹脂成
形方法では芯材８が予熱されており、この芯材８が、射
出された高温の溶融樹脂との接触によって上記溶融樹脂
からさらに加熱され、上記芯材８の表面部分が、この芯
材材料の流動温度以上の温度になって、溶融樹脂の射出
充填過程において、充填される上記溶融樹脂と芯材表面
とを溶融融合させることができるものであり、これによ
り芯材表面が溶融樹脂によって単に濡れただけの場合に
比べて良好な接合強度を得ることができると共に、芯材
と射出樹脂との界面が芯材内部あるいは射出樹脂層内部
と同様でかつ一様な状態にすることができるものである
。 従って、成形されたレンズ７は、図２に点線で示すよう
に芯材樹脂と射出樹脂との界面をもたない一様な内部状
態になっている。

【００１２】成形例を示すと、（１）直径４０ｍｍ、中
央部厚さ１２．３ｍｍ，端部厚さ８ｍｍの凸レンズをア
クリル樹脂（流動温度１４０°Ｃ、軟化点１００°Ｃ）
で射出成形するについて、（２）射出成形すると同じア
クリル材料で、成形間隙が３ｍｍになる寸法に作られた
芯材を用い、（３）型温度９０°Ｃ、射出樹脂温度２３
０°Ｃとして成形を行ったところ、（Ａ）芯材を予熱せ
ず、芯材温度が約２０°Ｃの常温で成形したレンズは、
成形後に中央部を光軸方向に沿って約１ｍｍ厚にスライ
スしたところ、芯材と射出樹脂との界面において分離し
てしまったのに対し、（Ｂ）芯材を軟化点（１００°Ｃ
）よりは低い約９０°Ｃに予熱して成形したレンズは、
同じく中央部を光軸方向に沿って約１ｍｍ厚にスライス
しても芯材と射出樹脂との界面は分離することなく一体
であり、また芯材と射出樹脂との上記界面を目視するこ
とができなかった。

【００１３】上述した樹脂成形において、成形に先立っ
て芯材８をキャビテイ３内に挿入する必要があり、人手
によると機械によるとに拘らず、芯材８の予熱温度が芯
材８の材料の軟化点以下であり、芯材８を変形しにくい
固体として取り扱えるようにしておくのが便利である。 芯材８の予熱温度を軟化点以下としながら、かつ溶融樹
脂の射出時に上記芯材８の表面温度を芯材材料の流動温
度以上にすることは成形間隙を大きくすることで可能で
あるが、実際には芯材８の表面温度を芯材材料の流動温
度以上にするに必要な最小の成形間隙にすることが成形
後の外形状精度を良くする上で重要である。また、成形
間隙をなるべく小さくして高い成形精度を得るについて
、芯材材料として射出される樹脂と同等以下の流動温度
の材料を用いるのが適当であり、特に上記実施例のよう
にレンズを成形するについては、射出される樹脂と同じ
材料で芯材を形成することが光学特性上必要である場合
が多いのに加えて、必要な成形間隙を求めるについても
好都合である。

【００１４】また射出された樹脂の冷却に伴う収縮量の
不均一性を軽減する上で、成形間隙を略一定の大きさに
しておくことが有効であることはいうまでもないことで
あり、略一定の成形間隙となるように芯材の形状を成形
物と略相似形にすることは成形精度を高めるについて効
果がある。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明は、成形物の外形状
を与える型が作るキャビテイ　内に射出されると同じ樹
脂材料で作られた芯材を用い、この芯材を上記キャビテ
イ　内に上記型との間に成形間隙を形成するように挿入
保持し、上記芯材と上記型とが形成する上記成形間隙に
溶融樹脂を射出して、上記芯材を内包した成形物を成形
する樹脂成形方法において、上記芯材を予熱しておくこ
とにより、上記成形間隙への溶融樹脂の射出時に、上記
予熱されている芯材が予め有している熱量に加えて、充
填された溶融樹脂が有する熱量によって上記芯材の表面
が加熱され、この芯材表面がこの芯材を形成する材料の
流動温度以上になることで、充填された溶融樹脂と芯材
表面とが溶融融合され、芯材表面が溶融樹脂によって単
に濡れただけの場合に比べて良好な接合強度を得ると共
に、芯材と射出樹脂との界面を、芯材内部あるいは射出
樹脂層内部と同様でかつ一様な状態にすることができる
ものである。さらに本発明は上記芯材の予熱温度が上記
芯材の軟化点以下になるように上記成形間隙の大きさを
与えることにより、上記芯材をキャビテイ　内に、型と
の間に成形間隙を形成するように挿入保持するについて
、芯材を変形しにくい固体として取り扱うことが可能に
なり、上記芯材を型内へ挿入する等の芯材取り扱い上の
利便性を高めることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における樹脂成形方法に
おいて成形を行う時の樹脂成形装置の構成を示す部分正
面図である。

【図２】本発明の第１の実施例における樹脂成形方法で
成形されたレンズを示す正面断面図である。

【図３】従来の樹脂成形方法において成形を行う時の樹
脂成形装置の構成を示す部分正面図である。

【図４】従来の樹脂成形方法で成形されたレンズを示す
正面断面図である。

【符号の説明】

１　　第１の型 ２　　第２の型 ３　　キャビテイ ４　　樹脂流入部 ５　　溶融樹脂の流入方向を示す矢印 ６　　芯材 ７　　レンズ ８　　芯材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　成形物外形を形成するキャビテイ　内
   に射出されると同じ樹脂材料で作られた芯材を用い、こ
   の芯材を上記キャビテイ　内に上記型との間に成形間隙
   を形成するように挿入保持し、上記芯材と上記型とが形
   成する上記成形間隙に溶融樹脂を射出して、上記芯材を
   内包した成形物を成形する樹脂成形方法であって、上記
   成形間隙への溶融樹脂の射出時に、この溶融樹脂からの
   熱伝導によって上記芯材の表面温度が上記芯材材料の流
   動温度以上になるように上記芯材を予熱していることを
   特徴とする樹脂成形方法。
2. 【請求項２】　　成形間隙への溶融樹脂射出時に上記芯
   材の表面温度を上記芯材材料の流動温度以上にするにつ
   いて、キャビテイ　内に挿入保持される上記芯材の予熱
   温度を上記芯材材料の軟化温度より高くない温度とし、
   溶融樹脂からの熱量を十分に得るため、上記成形間隙に
   射出される溶融樹脂が十分な熱量を芯材に与えるだけの
   厚みの成形間隙を有していることを特徴とする請求項１
   に記載の樹脂成形方法。
3. 【請求項３】　　成形物の外形状を与える型が作るキャ
   ビテイ　内に射出されると同じ樹脂材料で作られ、上記
   キャビテイ　内に上記型との間に成形間隙を形成するよ
   うに挿入保持されて、上記成形間隙に溶融樹脂を射出し
   て上記芯材を内包した成形物を成形する樹脂成形に用い
   られる芯材であって、上記成形間隙への溶融樹脂の射出
   時に、この溶融樹脂からの熱伝導によって上記芯材の表
   面温度が上記芯材材料の流動温度以上になるように予熱
   されていることを特徴とする樹脂成形用芯材。
4. 【請求項４】　　成形物と略相似の外形状を有し、上記
   成形間隙が略均一な大きさになるように構成されている
   ことを特徴とする請求項３に記載の樹脂成形用芯材。