JPH068252A - 樹脂の成形方法、樹脂成型装置および樹脂成形体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】光硬化性樹脂から転写性に優れ、内部歪みがな
く、各種特性の均一な成型製品を製造することを主な目
的とする。 【構成】１． 金型のキャビティー内に光硬化性樹脂を
注入し、透明加圧体により型締めを行ない、光を照射し
て樹脂成形体を得る成型方法において、樹脂の硬化によ
る収縮に対応してキャビティーの容積を減少させるとと
もに、光源とキャビティーとの間に設けた光拡散板を介
して光照射を行なうことを特徴とする樹脂の成型方法。 ２． 上記項１に記載の方法により製造された樹脂成形
体。 ３． 金型、金型のキャビティー内に注入された光硬化
性樹脂を型締するための透明加圧体および光硬化性樹脂
を硬化させるための光源を備えた樹脂成型装置におい
て、樹脂の硬化による収縮に対応してキャビティーの容
積を減少させるための加圧機構および光源からの光の拡
散板を設けたことを特徴とする樹脂成形装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光硬化性樹脂の成形方
法、光硬化性樹脂の成型装置および光硬化性樹脂の成形
体に関する。

【０００２】

【従来技術とその問題点】従来、光硬化性樹脂を成形装
置の金型内キャビティーに注入し、光を照射して成型を
行なう場合には、金型内キャビティーの容積が一定であ
るために、硬化による収縮の大きい成型製品への形状転
写性が不十分となり、高度の寸法精度は得られない。

【０００３】また、従来の成型装置において使用する紫
外線ランプには、通常配光特性があり、この光が光硬化
性樹脂に作用すると、成型製品の表面に欠陥を生ずる。
さらに、この様な光を使用する場合には、硬化過程にあ
る成形品内部においても、硬化速度に差異が生じて、製
品内部の特性が不均一となるので、例えば、成型製品を
光学素子として使用する場合には、所望の光学的特性が
得られない。

【０００４】特に光学素子に関しては、製造コストの低
減を目的として、樹脂の射出成形により量産される場合
が多い。しかしながら、この様な射出成型法により作成
された光学素子は、樹脂の流れによる分子配向のため
に、製品内部の歪みが大きくなり、これもやはり光学的
特性の低下の原因となる。

【０００５】光硬化性樹脂に代えて、熱硬化性樹脂によ
り光学素子を製造する場合には、上記の問題点は軽減さ
れるものの、一つの製品が完成するまでに通常１０時間
以上もかかるという製造上の大きな欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、光
硬化性樹脂から転写性に優れ、内部歪みがなく、各種特
性の均一な成型製品を製造することを主な目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の様な
技術の現状に鑑みて鋭意研究を重ねた結果、金型のキャ
ビティー内に光硬化性樹脂を注入し、透明加圧体により
型締めを行ない、光を照射して樹脂成形体を得るに際
し、硬化に伴う樹脂の収縮に対応してキャビティー容積
を減少させる場合には、製品精度の高い成型製品が得ら
れることを見出した。

【０００８】また、上記の樹脂成形体製造に際し、光源
とキャビティーとの間に光拡散板を設け、この光拡散板
を介してキャビティー内の光硬化性樹脂に光照射を行な
う場合には、照射光の配光性が失われ、樹脂に対する光
の照射が均一に行なわれるので、製品内部の特性が均一
となり、例えば、得られた成型製品を光学素子として使
用する場合にも、優れた光学的特性が達成されることを
見出した。

【０００９】すなわち、本発明は、下記の光硬化性樹脂
の成形方法、光硬化性樹脂の成型装置および光硬化性樹
脂の成形体を提供するものである： １． 金型のキャビティー内に光硬化性樹脂を注入し、
透明加圧体により型締めを行ない、光を照射して樹脂成
形体を得る成型方法において、樹脂の硬化による収縮に
対応してキャビティーの容積を減少させるとともに、光
源とキャビティーとの間に設けた光拡散板を介して光照
射を行なうことを特徴とする樹脂の成型方法。

【００１０】２．上記項１に記載の方法により製造され
た樹脂成形体。

【００１１】３．金型、金型のキャビティー内に注入さ
れた光硬化性樹脂を型締するための透明加圧体および光
硬化性樹脂を硬化させるための光源を備えた樹脂成型装
置において、樹脂の硬化による収縮に対応してキャビテ
ィーの容積を減少させるための加圧機構および光源から
の光の拡散板を設けたことを特徴とする樹脂成形装置。
以下図面を参照しつつ、本発明をより詳細に説明する。

【００１２】図１は、本発明方法において使用する成形
装置の概要を示す断面図である。金型本体４のキャビテ
ィー８の下方には、圧力発生装置（図示の装置ではバ
ネ）６により支持されるコア７が配設されている。一
方、キャビティー８の上部は、光硬化性樹脂の注入後
に、ガラス板、透明樹脂板などからなる透明な加圧体５
により閉じられる様になっている。透明加圧体５は、成
型時には、抑え具３により下方に向けて押圧保持され
る。キャビティー８の上方には、ここに注入された光硬
化性樹脂を硬化させるための高圧水銀灯などの公知の光
源１が設けられており、さらに光源１とキャビティー８
との間には、透明乃至半透明の光拡散板２が配置されて
いる。この光拡散板２は、紫外線の配光特性を低下させ
て、キャビティー８に注入された光硬化性樹脂に均一に
光を照射する作用を発揮する。

【００１３】なお、ガラス板、透明樹脂板などからなる
透明な加圧体５は、光硬化性樹脂と接触する面をシラン
カプリング剤により処理しておくことにより、硬化後の
樹脂と一体化させることができる。この場合には、加圧
体５は、樹脂成形品の支持体としての作用を発揮する。

【００１４】図１に示す成型装置を使用して成型を行な
う場合には、キャビティー８内に注入された光硬化性樹
脂した後、その上部を透明な加圧体５により閉じて型締
し、圧力発生装置６によりコア７を介してキャビティー
８内の樹脂に圧力を加えつつ、光拡散板２を通して光源
１からの紫外線を実質的に配光性の無い状態で樹脂に照
射する。

【００１５】また、成型時に樹脂の硬化に伴って収縮が
発生すると、圧力発生装置６からの圧力が樹脂に作用し
ているので、コア７が収縮量に対応して上方に移動す
る。その結果、良好な転写性が得られ、成型品の寸法精
度が著しく向上する。

【００１６】本発明において使用させる光硬化性樹脂と
しては、一切制限はなく、公知のものをそのまま使用す
ることができる。この様な公知の樹脂としては、アクリ
ル系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、不飽和ポ
リエステル系樹脂、アミノ樹脂、ビニルエーテル系樹脂
などが例示される。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、表面欠陥および内部の
不均一性を実質的に解消した高寸法精度の成型製品が得
られる。

【００１８】また、射出成型による製品に見られるラン
ナー、スプールなどの不要部は無くなり、さらにゲート
カットなどの工程も省略し得る。

【００１９】

【実施例】以下に実施例を示し、本発明の特徴とすると
ころをより一層明確にする。

【００２０】実施例１ 図１に示す形式の成形装置を使用して光硬化性樹脂の成
型を行なった。

【００２１】容積６ｃｍ³ のキャビティー８にウレタン
アクリレート系光硬化性樹脂（商標“ダイヤビームＭＰ
−１２１”、三菱レイヨン（株）製）１６．６４ｇを仕
込み、透明なガラス板５により閉じて型締した後、バネ
６によりキャビティー８の樹脂に圧力を加えつつ、ガラ
ス製光拡散板２を経て光源（高圧水銀灯）１からの光を
照射して、樹脂を硬化させた。

【００２２】硬化時の条件は、ランプ強度５７Ｗ／ｃｍ
×７ｃｍ、照射距離１５０ｍｍ、照射時間１２０秒であ
った。

【００２３】その結果、表面欠陥がなく、寸法精度に優
れた厚さ１．７３２ｍｍの製品が得られた。この製品を
偏光歪み計で観測したところ、着色部分がなく、内部歪
みはゼロであった。

【００２４】比較例１ 実施例１で使用した装置からガラス製光拡散板２を取り
除いた以外は実施例１と同様にして光硬化性樹脂の成型
を行なった。

【００２５】得られた製品の表面には、微小な凹凸が認
められ、製品の光透過率が著るしく低下した。

【００２６】比較例２ 実施例１で使用した装置からバネ６を取り除いた以外は
実施例１と同様にして光硬化性樹脂の成型を行なった。

【００２７】得られた製品には、硬化に伴う明確な収縮
が認められ、所望の形状は得られなかった。

【００２８】比較例３ 実施例１と同様の形状の製品を射出成形により製造した
ところ、樹脂の流れによる内部歪みが発生し、脈理など
による光学性能の低下が認められた。

【００２９】比較例４ 実施例１と同様の形状の製品を熱硬化性樹脂を使用して
製造すると、硬化が完了して製品が得られるまでに１２
時間を要し、量産に適しないことが明らかとなった。

【００３０】実施例２ 透明なガラス板５（厚さ３ｍｍ）にシランカプリング剤
（商標“Ａ１１２２”、日本ユニカー（株）製）５重量
部、イオン交換水１０重量部およびエタノール９０重量
部からなる混合溶液を予めスプレーし、熱風オーブン中
１００℃で３０分間乾燥した以外は実施例１と同様にし
て光硬化性樹脂の成型を行なった。

【００３１】その結果、樹脂がガラス板に強固に接着し
た一体化製品が得られた。この製品においては、樹脂の
欠点であるとされている大きな線膨脹係数が、ポリメチ
ルメタクリレートのそれに比して、１桁小さくなってい
た。

【００３２】実施例３ 光硬化性樹脂の仕込み量を１．０１ｇとする以外は実施
例１と同様にして成型を行なった。

【００３３】得られた硬化製品の厚さは、０．１ｍｍと
いう極めて薄いものであったにもかかわらず、反りおよ
び内部歪みのない転写性の良い製品であった。

【００３４】この様な薄い製品を反りを生ずることな
く、射出成型で製造することは困難である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明方法において使用する成形装置の概要を
示す断面図である。

【符号の説明】

１…光源 ２…光拡散板 ３…抑え具 ４…金型本体 ５…透明加圧体 ６…圧力発生装置 ７…コア ８…光硬化性樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｂ２９Ｋ 105:32

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型のキャビティー内に光硬化性樹脂を注
   入し、透明加圧体により型締めを行ない、光を照射して
   樹脂成形体を得る成型方法において、樹脂の硬化による
   収縮に対応してキャビティーの容積を減少させるととも
   に、光源とキャビティーとの間に設けた光拡散板を介し
   て光照射を行なうことを特徴とする樹脂の成型方法。
2. 【請求項２】請求項１に記載の方法により製造された樹
   脂成形体。
3. 【請求項３】金型、金型のキャビティー内に注入された
   光硬化性樹脂を型締するための透明加圧体および光硬化
   性樹脂を硬化させるための光源を備えた樹脂成型装置に
   おいて、樹脂の硬化による収縮に対応してキャビティー
   の容積を減少させるための加圧機構および光源からの光
   の拡散板を設けたことを特徴とする樹脂成形装置。