JPH10119096A - 樹脂成形方法及び成形品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 表面に凹凸形状を持たせた金属薄板を母型に
固定した金型を用いて、該凹凸形状のパターンを要求に
応じて任意に変更する事が可能で、かつ該凹凸形状を効
果的に転写させた各種熱可塑性樹脂成形品を工業的に安
定して生産する方法、およびその成形品を提供する。 【解決手段】 吸引孔を有する入れ子の表面に、金型キ
ャビティを形成する面に微細な凹凸形状が施された金属
薄板を設け、かつ金属薄板の樹脂ゲート部側の外周部を
枠体で挟み込み、他端の樹脂流動末端部側を可動できる
ような構造にして入れ子の表面に金属薄板を設置して成
る樹脂成形用金型を用い、金属薄板表面を予め熱可塑性
樹脂の軟化温度以上に高周波誘導加熱しておき射出成形
する熱可塑性樹脂の成形方法、及びその成形品。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種熱可塑性樹脂
を用いた射出成形に於いて、表面に微細な凹凸形状を付
与させる成形方法及びその成形品に関する。特に、面照
明装置用導光板の射出成形に適する。

【０００２】

【従来の技術】射出成形は、複雑な形状の成形品を一度
の成形で得る事に最大の長所があり、この長所を利用す
れば、あらゆる種類の表面形状を付与させる事が可能で
ある。

【０００３】表面に微細な凹凸形状を有する成形品の例
として、凹凸形状が規則的に配列したシボパターンによ
り光散乱を起こさせ、均一に発光する様に工夫された面
照明光源用導光板がある。このような面照明光源用導光
板に於いては、シボパターンの種類、即ち凹凸部の配列
の規則性や形状、大きさを変化させる事により面照明光
源の性能を調整する事ができるため非常に有効である。

【０００４】これらのシボパターンを射出成形時に付与
させる事により、表面に凹凸状の光散乱部が形成された
面照明光源用導光板を得る方法として、例えば特開平４
−３５５４０９号公報には形状パターンを有する転写シ
ートを成形用金型内に挟み込んで射出成形を行い、得ら
れた成形品から該シートを剥離する事により表面形状を
付与した導光板成形品を得る方法、特開平７−１５９６
２３号公報には面積が任意に変化しかつ底面が粗された
凹部を多数形成した金型を用いて導光板成形品を得る方
法が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】特開平４−３５５４０
９号公報の方法によれば、凹凸形状を付与させる転写シ
ートの熱的特性及び固定方法についての記載が無く、成
形時に転写シートが熱劣化或いは位置ずれを起こし所望
の凹凸形状が付与された成形品を効率よく得る事ができ
ない可能性がある。また、凹凸形状が付与された一体成
形品を得るために転写シートを剥離する工程が必要であ
る。従って、工業的に安定に生産する方法とは言えな
い。

【０００６】特開平７−１５９６２３号公報の方法によ
れば、面照明光源に対する各種の要求特性を満足するた
めに発光面の輝度分布を制御するには、凹凸形状のパタ
ーンを変化させた金型を随時準備する必要があり、多く
の時間と費用を要するため工業的に安定に生産する方法
として適当ではない。

【０００７】上記の従来技術に於ける共通の問題点は、
微細な凹凸形状を表面に転写させた一体成形品を、要求
に応じて凹凸形状のパターンを任意に変更しても工業的
に安定に生産できる方法ではないという事である。

【０００８】薄い金属板材料に切削又はエッチング等の
方法で表面に凹凸形状を形成させ、該金属板を金型キャ
ビティ内部に固定して射出成形する方法を採用すれば、
一回の射出成形工程に於いて凹凸形状を表面に転写させ
た一体成形品を効率良く得る事ができる。また、薄い金
属板材料を用いるため任意の凹凸形状パターンを容易に
形成させる事ができ、かつ短時間で低い費用で実施でき
る。更に、所望の凹凸形状パターンにより該金属薄板を
任意に交換する事が可能となり、上記の問題点を解決で
きる。

【０００９】以上の方法を用いて得られる成形品に於い
て微細な凹凸形状の転写率を安定に保つためには、通常
は高い金型温度条件が用いられる。具体的には、凹凸形
状を施した金属薄板表面の温度をＪＩＳ Ｋ７２０７法
で規定された熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度以上に保つ
場合、非常に優れた転写効果が得られる。しかし、この
温度条件下では表面に凹凸形状を有する金属薄板材質と
それを保持する母型材質との熱膨張率の差によって金属
薄板と母型間に隙間が生じ、逆に凹凸形状の転写性が著
しく低下するという問題が生じる。

【００１０】また、金属薄板表面をＪＩＳ Ｋ７２０７
法で規定された熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度以上に保
持したまま成形品を金属薄板から離型し取り出す事は不
可能である。成形品を金属薄板から離型し取り出すため
には、使用する熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度より低い
温度まで冷却固化する必要があるが、金属薄板の温度調
節を行うには、金属薄板が固定された母型全体を温度調
節する必要があり、重量、容量ともに成形品形状よりも
何倍も大きい鋼鉄製の母型を、熱媒及び冷媒を交互に循
環させ加熱、冷却を繰り返すためには多くの熱量と時間
を必要とし、工業的に安定に生産するには困難である。

【００１１】本発明の目的は、金型キャビティを形成す
る面に微細な凹凸形状が施された金属薄板を固定した金
型を用いて、該凹凸形状のパターンを要求に応じて任意
に変更する事が可能で、かつ該凹凸形状を効果的に転写
させた各種熱可塑性樹脂成形品を工業的に安定して生産
する方法、およびその成形品を提供する事にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意検討した結果、微細な凹凸形状が施
された金属薄板が吸引孔を有する入れ子表面に設置さ
れ、かつ該金属薄板の特定の位置を枠体で挟み込んだ構
造より成る金型を用い、高周波誘導加熱の原理を利用し
て該金属薄板表面のみを選択的に熱可塑性樹脂の軟化温
度以上に加熱し射出成形する方法により、各種熱可塑性
樹脂に於いて表面の凹凸形状の転写性に優れた成形品を
工業的に安定して得る射出成形方法を見出した。

【００１３】即ち本発明第一は、吸引孔を有する入れ子
の表面に、金型キャビティを形成する面に微細な凹凸形
状が施された金属薄板を設け、かつ該金属薄板の樹脂ゲ
ート部側の外周部を枠体で挟み込む様にし、他端の樹脂
流動末端部側を可動できるような構造にして入れ子の表
面に金属薄板を設置して成る樹脂成形用金型を用い、該
金属薄板表面を予め熱可塑性樹脂の軟化温度以上に高周
波誘導加熱しておき射出成形することを特徴とする熱可
塑性樹脂の成形方法である。

【００１４】本発明第一の成形方法に於いては、上記金
型の入れ子に於ける吸引孔の直径ａと上記金属薄板の厚
さｔとの比ａ／ｔが０．０５〜５の範囲にあるのが好ま
しい。

【００１５】また本発明第一の成形方法に於いては、熱
可塑性樹脂としてメタクリル樹脂またはポリカーボネー
ト樹脂が好ましく適用される。

【００１６】本発明第二は、本発明第一の成形方法によ
り得られる少なくとも一方の面に微細な凹凸形状が付与
された面照明光源用導光板などの成形品である。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１８】本発明に於いて、微細な凹凸形状が施され
た金属薄板の吸引は、吸引孔を一般の油回転式真空ポン
プ等に接続して排気する事により行う事ができる。

【００１９】吸引孔の形状は、吸引側の直径ａと排気側
の直径ｂが異なる様な形状である場合、排気時に真空ポ
ンプにかかる負荷を抑制し、各々の吸引孔に於いて均等
に吸引させる事ができるため好ましい。例えば、図１
（Ａ）に示される様な直径ａと直径ｂが階段状に不連続
に変化する形状、図１（Ｂ）に示される様な直線又は曲
線状に連続して変化する形状等が一例として挙げられ
る。特に、図１（Ａ）に示される直径ａと直径ｂが階段
状に不連続に変化する形状に於いては、直径ａの孔の深
さＬａと直径ｂの孔の深さＬｂとの比Ｌａ／Ｌｂを変え
る事により吸引時に排気側ポンプにかかる抵抗を低下さ
せる事ができ、同時に加工も容易である点で好ましい。
Ｌａ／Ｌｂの値は０．０１〜２の範囲内であれば吸引時
の抵抗が小さいため好ましい。また、Ｌａ／Ｌｂの値が
この範囲内にあれば、各々の吸引孔の形状は製品面領域
内の位置によって任意に変化しても良い。

【００２０】吸引孔の個数は特に限定はなく、理論的に
は１個以上であれば良いが、吸引孔と金属薄板との接触
面の粗さの状態や、排気流路に於ける漏れの度合いによ
って必要となる吸引孔の個数は異なるため、通常は５個
以上の吸引孔がある事が好ましい。

【００２１】吸引孔の配置は、金属薄板面上に於ける金
型キャビティ内への樹脂の射出側の領域、すなわち樹脂
ゲート部（以下、「ゲート部」と記す。）側の領域で多
く、それ以外の領域では少ないといった偏った配置であ
る場合は特に好ましい。かかるゲート部は、通常、製品
面内ではなく製品面外周部に配置される。

【００２２】図２（Ａ）は、投影図が正方形である製品
をゲート部ＧＡから樹脂を充填して得る場合の一例を示
しており、金属薄板１１は、ゲート部ＧＡ側の外周部Ｙ
Ａで枠体２２により挟み込まれて固定されており、樹脂
流動末端部側の外周部ＺＡは可動できるようになってい
る。

【００２３】図２（Ａ）に示した例では、ゲート部ＧＡ
側の外周部ＹＡと樹脂流動末端部側の外周部ＺＡとの区
切りは、ゲート部ＧＡを中心として、ゲート部ＧＡから
樹脂流動末端部（図中のＰＡ１及びＰＡ２）までの２分
の１になる距離を半径として描いた弧ＸＡで行ってい
る。

【００２４】また図２（Ｂ）では、投影図が長方形であ
る製品をゲート部ＧＢ１とＧＢ２から樹脂を充填して得
る場合の一例を示しており、金属薄板１１は、２点のゲ
ート部側の外周部ＹＢで枠体２２により挟み込まれて固
定されており、樹脂流動末端部側の外周部ＺＢは可動で
きるようになっている。

【００２５】図２（Ｂ）に示した例では、ゲート部側の
外周部ＹＡと樹脂流動末端部側の外周部ＺＡとの区切り
は、各ゲート部を中心として、ゲート部から樹脂流動末
端部（図中のＰＢ１及びＰＢ２）までの２分の１になる
距離を半径として描いた弧ＸＢで行っている。

【００２６】本発明に於いて、金属薄板外周部の固定領
域及び自由領域の設定は上記２例に限定されるものでは
なく、製品の平面形状やゲート部の位置によって適宜設
定することができ、微細な凹凸形状が施された金属薄板
はゲート部側の外周部では枠体で挟み込まれて完全に固
定され、それ以外の樹脂流動末端部側の外周部では該金
属薄板が熱膨張又は熱収縮しても樹脂の流動方向と平行
な方向に可動できるようにする。

【００２７】金属薄板の樹脂流動末端部側の外周部を樹
脂の流動方向と平行な方向に可動できるようにするに
は、金属薄板と枠体との間に隙間を設ける事で実現でき
る。具体的には、枠体と金属薄板面との垂直方向の隙間
は０．０２〜０．０５ｍｍ、枠体と金属薄板面と平行方
向の隙間は０．０５〜０．５ｍｍの間隔を設ける事が好
ましい。

【００２８】枠体と金属薄板面との隙間が前記範囲内で
あれば、金属薄板が可動できかつ成形品のバリ等を生じ
ない点で好ましい。金型キャビティ内へ樹脂が充填され
ると溶融した樹脂が持つ熱によって該金属薄板が熱膨張
し、樹脂の固化温度まで冷却されると収縮するというよ
うな変形サイクルを繰り返す。金属薄板の外周全てを完
全に固定した場合は、金属薄板表面に於いて熱変形によ
る皺状の外観不良が生じ、一方外周全てを可動できるよ
うにした場合は金属薄板の位置ずれ等が生じ、何れの場
合に於いても成形品表面の凹凸形状の転写不良や外観不
良を招き好ましくない。

【００２９】尚、前記の図２（Ａ）に示した例では、金
属薄板１１の外周部分ＹＡでは枠体２２で隙間無く挟み
込まれ、それ以外の外周部分ＺＡでは枠体と金属薄板面
との垂直方向の隙間として０．０４ｍｍの間隔を持たせ
てキャビティ部２１を設けている。図中Ｄは枠体と金属
薄板面と平行方向の隙間である。また図２（Ｂ）に示し
た例では、金属薄板１１の外周部分ＹＢで枠体２２によ
り隙間無く挟み込まれ、それ以外の外周部分ＺＢでは枠
体と金属薄板面との垂直方向の隙間として０．０５ｍｍ
の間隔が設けられている。

【００３０】また本発明に於いては、微細な凹凸形状が
施された金属薄板の厚さｔと吸引孔の直径ａとの比ａ／
ｔが０．０５〜５の範囲にある事が好ましい。ａ／ｔの
値がこの範囲にあれば、溶融した樹脂の充填圧力に対す
る吸引孔の位置上の金属薄板のたわみは無視でき、成形
品の外観不良を生じる事がない点で好ましい。

【００３１】本発明に用いる金属薄板表面の微細な凹凸
形状は、市販の光学顕微鏡又は電子顕微鏡により観察す
る事ができる。得られる観察像から、微細な凹凸形状
は、凹凸形状単位の規則的な配列によって構成されてい
るか、不均一に表面が粗されているのかが判断できる。

【００３２】凹凸形状単位が規則的に配列して微細凹凸
形状が構成されている場合、その構成単位は立方体状、
直方体状、円筒状、楕円筒状、プリズム形状、球面状、
非球面状の形状等がその一例として挙げられる。これら
の形状の配列は、例えばドット状、直線状、曲線状の配
列が一例として挙げられる。

【００３３】凹凸形状の高さと配列されている間隔は、
縦又は横方向で任意に変化しても良い。その高さと間隔
は、光学顕微鏡又は電子顕微鏡の観察像から視覚的に測
定する事ができる。

【００３４】また、微細な凹凸形状面が梨地状である場
合も好ましく、ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４法により
表面粗さの最大高さ（Ｒｙ）を測定した時に１〜１００
μｍの範囲にある事が好ましい。梨地状面の表面粗さ
は、市販の表面粗さ計を用いて測定する事ができる。

【００３５】本発明に用いる微細な凹凸形状が施された
金属薄板を得るには、金属薄板材料を用いたエッチング
加工法、切削加工法、放電加工法、又は電鋳加工法や鋳
造加工法等、従来の公知の技術を使用する事ができる。

【００３６】エッチング加工法は、予め写真フィルム等
に凹凸形状を形成しておき、金属薄板面上にフォトレジ
スト法で凹凸形状に対応したマスクを形成し、その後金
属薄板を化学薬品によりエッチングする方法である。

【００３７】電鋳加工法は、先ず鋼鉄、アルミニウム又
は黄銅の等の金属材料の表面に所望の凹凸形状を有する
マスターをかぶせエッチングにより凹凸形状を形成する
方法、あるいは熱可塑性樹脂を成形した平滑な板の面状
を切削して所望の凹凸形状を形成する方法により電鋳用
の電型を作成し、次にこの電型を電着槽に浸して表面に
金属メッキを０．１〜１ｍｍの厚さ範囲で積層させる。
その後電着槽から電型を取り出し、積層されたメッキ部
分を電型から剥離する事により電型表面の凹凸形状が転
写された積層メッキ部分が得られ、これを凹凸形状が施
された金属薄板として用いる方法である。

【００３８】本発明の成形方法は、以上の金型を用い
て、該金属薄板表面を予め熱可塑性樹脂の軟化温度以上
に高周波誘導加熱しておき射出成形する方法である。

【００３９】本発明に用いられる金属薄板表面の加熱方
法は、高周波誘導加熱の原理を利用し、金属薄板の表層
部分のみを選択的に短時間で加熱する方法であり、この
方法によれば金型全体の熱膨張、収縮等による変形がな
く、成形品の寸法精度も向上するため好ましい。以下、
図面を用いて説明する。

【００４０】図３に示す様に、金型の固定側３１と移動
側３２の中間に高周波誘導加熱のインダクター３３を設
置し高周波を発振させると、例えば図４に示す様に金型
表面（図３のＡ点）のみ急激に温度が上昇し、金型内部
（図３のＢ点）は高周波誘導加熱により殆ど温度が上昇
しない事が確認できる。図４の場合、金型は冷却水によ
り冷却しておらず、単純に高周波誘導加熱による金型の
温度分布の経時変化の例として示される。即ち、高周波
誘導加熱により金型表面付近を選択的に加熱すれば金型
表面付近を急加熱急冷却できるので、射出成形サイクル
をさほど延長する事がなく好ましい。

【００４１】本発明に用いられる金属薄板の材質は、高
周波により誘導加熱現象を生じさせる事ができる点で、
磁性材料が好ましい。

【００４２】本発明に用いられる高周波誘導加熱方法に
於ける周波数は、金属薄板表面の加熱される表層厚みを
制御する事ができる点で、１ＫＨｚ〜１ＭＨｚの範囲が
特に好ましい。

【００４３】本発明に於ける熱可塑性樹脂の軟化温度と
は、ＪＩＳ Ｋ７２０７のＢ法（試験片に加える曲げ応
力４．６ｋｇｆ／ｃｍ² ）に規定された方法で測定した
熱可塑性樹脂の荷重たわみ温度より１０℃低い温度とし
て定義する。本発明では、金属薄板表面の温度をこのよ
うに定義した軟化温度以上にする必要がある。したがっ
て、高周波誘導加熱による金属薄板表面の加熱温度は、
使用する熱可塑性樹脂の軟化温度により変化させる必要
がある。

【００４４】金属薄板表面の温度を、熱可塑性樹脂を射
出成形する前に予め前記の軟化温度以上にしておけば、
溶融した熱可塑性樹脂が金属薄板表面に接触した時の冷
却速度を低下させる事ができるため、溶融した熱可塑性
樹脂が固化する前に微細凹凸部に入り込み転写性を向上
させる事ができ非常に好ましい。また、金型キャビティ
内部を流動する溶融樹脂の抵抗が少なくなるため、射出
速度や射出圧力を必要以上に大きくせずに射出成形する
事が可能となり、溶融した熱可塑性樹脂を充填する際の
せん断発熱によるシルバーストリークス、金属薄板表面
と溶融した熱可塑性樹脂との摩擦抵抗によるジェッティ
ングやフローマーク等の外観不良、及び成形品中の残留
応力による反りや変形を低減する事ができ非常に好まし
い。

【００４５】本発明第二は、以上の射出成形方法によっ
て得られる少なくとも一方の面に微細な凹凸形状が付与
された成形品であり、かかる成形品の形状、厚みは特に
限定されないが、厚みが０．１〜１０ｍｍ、更に好まし
くは０．５〜５ｍｍの範囲内にある板状の成形品が好ま
しい。この厚み範囲内であれば、厚みが変化する偏肉形
状であっても良い。

【００４６】本発明の成形品としては、具体的には例え
ば面照明光源用導光板が挙げられる。液晶表示装置等に
用いられる面照明光源装置は特に明るさに対する要求が
高く、使用される導光板についても微細凹凸形状の転写
性が高い事が望まれている。導光板の少なくとも一方の
表面に金型に施した微細凹凸形状を転写する事により導
光板表面の発光効率を高める事ができ、また微細凹凸形
状パターンを最適化する事により面照明光源装置の輝度
が低下せず均一にする事ができる。本発明によれば、要
求に応じて凹凸形状のパターンを任意に変更させた面照
明光源用導光板を、該凹凸形状の転写性を高めた成形条
件下でも工業的に安定して生産する事ができる。

【００４７】本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、具体
的にはメタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリス
チレン、ゴム補強ポリスチレン、アクリロニトリル−ブ
タジエン−スチレン共重合体、スチレン−メチルメタク
リレート共重合樹脂、スチレン−ブタジエン共重合樹
脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、非晶質ポリオレフ
ィン樹脂ナイロン６、ナイロン６６、変性ポリフェニレ
ンエーテル等が挙げられる。好ましく採用されるもの
は、メタクリル樹脂又はポリカーボネイト樹脂である。
特に好ましく採用されるものはメタクリル樹脂である。

【００４８】メタクリル樹脂は、メタクリル酸メチルを
主体とする樹脂が挙げられ、これにはメチルメタクリレ
ートの単独重合体、又はメチルメタクリレートとメチル
アクリレート、エチルアクリレート、ｎ−プロピルアク
リレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレ
ート、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、
ビニルピリジン、ビニルモルホリン、ビニルピリドンテ
トラヒドロフルフリルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル
アミド、２−ヒドロキシアクリレート、エチレングリコ
ールモノアクリレート、グリセリンモノアクリレート、
無水マレイン酸、スチレン、もしくはα−メチルスチレ
ンなどの共重合可能なモノマーのいずれか一つ以上との
共重合体、及び耐熱性アクリル樹脂、低吸湿性アクリル
樹脂などが含まれる。これらは単独で用いてもよいしブ
レンドしてもよい。透明性を維持して耐衝撃性を同時に
持たせるためには耐衝撃性アクリル樹脂が用いられ、そ
のゴム弾性体は特開昭５３−５８５５４号公報、同５５
−９４９１７号公報、同６１−３２３４６号公報等に開
示されている。簡単に説明すると、アクリル系重合体芯
材料のまわりに弾性層及び非弾性層を交互に生成させる
多段階逐次重合法により製造される多段重合体である。

【００４９】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。なお、各実施例及び比較例で用いた金
型、成形条件、成形品の評価及び試験方法は次の通りで
ある。

【００５０】（１）微細凹凸形状を有する金属薄板を固
定した金型の作製 表面に凹凸形状を施した金属薄板として、０．３ｍｍ及
び０．０５ｍｍの２種類の厚みで直方体状の形状単位を
ドット状に配列したもの、プリズム形状単位を直線状に
配列したもの合計４種類を準備した。図５（Ａ）で示す
様に、金属薄板の形状は２０８×１５８ｍｍの長方形で
ある。図中Ｐ１とＰ２を結んだ直線上の断面図（図５
（Ｂ））で示した様に、金属薄板１１の裏面に吸引孔を
形成した入れ子２３を設置し、該金属薄板１１の外周４
ｍｍ幅の部分を枠体２２で挟み込む。枠体２２は、金属
薄板が樹脂の流動末端部で流動方向に可動できるような
形状のものと、金属薄板の全外周を隙間なく完全に固定
する形状のものを２種類準備した。図中Ｒ１で示した外
周部分では金属薄板１１との隙間が無く、Ｒ２で示した
外周部分では金属薄板１１の面と垂直方向に０．０５ｍ
ｍの間隔が設けられた形状になっている。図５に示した
枠体２２は、図中Ｒ１で示した外周部分で金属薄板１１
との隙間が無く、Ｒ２で示した外周部分では金属薄板１
１の面と垂直方向に０．０５ｍｍの間隔が設けられた形
状になっており、樹脂が充填されると流動末端部で金属
薄板１１が流動方向に可動できる構造になっている。ま
た、枠体と金属薄板面と平行方向の間には０．１ｍｍの
隙間を設けてある。金属薄板１１を吸引するための入れ
子２３は、吸引孔の直径ａが０．３ｍｍのもの、及び
１．０ｍｍのものの２種類を準備し、これらは随時交換
が可能となるように等しいサイズにした。吸引孔の形状
は図６（Ａ）に示す様な階段状、排気側の直径ｂは３ｍ
ｍ、直径ａの孔深さＬａは３ｍｍとし、直径ｂの孔深さ
ＬｂはＬａとＬｂの比Ｌａ／Ｌｂが０．１〜０．４の範
囲内に入る様に吸引孔の位置によって変化させた。ま
た、吸引孔の配置は図６（Ｂ）の様にし、排気側面では
全ての吸引孔間を１ｍｍの深さの溝で結合させ排気系流
路４２を作り、これを真空ポンプに接続して０．０２Ｔ
ｏｒｒの真空度を保ちながら排気した。

【００５１】以上の様にして得られた金型を射出成形機
（住友重機械工業社製ＳＧ−１００型）に取り付け、図
７に示す様に金属薄板１１の表面から５ｍｍの位置にイ
ンダクター３３を近づけた後、２５ＫＨｚ、３０ＫＷの
高周波電源により６秒間金属薄板１１の表面を誘導加熱
する。その後すばやくインダクター３３を抜き出し、金
型を閉じ射出成形を行う。インダクターは、断面積１０
ｍｍ³ の銅管を互いに絶縁された状態で５ｍｍ間隔で渦
巻き状に配置して皿形にし、それらを重ね合わせて耐熱
シリコン樹脂で注型して平板状に固定固化し作成する。
この様にして、表面に金属板の凹凸形状が転写された板
状偏肉成形品（投影面は２００×１５０ｍｍの長方形）
を得る事ができる。

【００５２】（２）成形品の外観の評価 上記（１）の方法で得られた成形品を目視で観察し、表
面凹凸形状の転写性を観察した。転写の不均一に伴う表
面ムラが観察される場合は×、転写が均一にされ表面ム
ラが観察されない場合は○と判定した。

【００５３】（３）成形品の表面形状の転写率の測定 上記（１）で用いた微細凹凸形状を有する金属薄板、及
び上記（１）の方法で得られた成形品の表面及び断面形
状をレーザー顕微鏡（レーザーテック社製１ＬＭ２１Ｗ
型）で観察し、２次元平面像と３次元立体像を得る。得
られる像から、金属薄板凹部の容積と成形品凸部の容積
を求め、次の計算式によって定義される転写率を導出す
る。実質的には、転写率が０．７以上であれば微細凹凸
形状が転写された成形品として好ましいと判断できる。

【００５４】 転写率＝成形品凸部の容積／金属板凹部の容積

【００５５】（４）成形歪み測定 図８に示す様に、上記（１）の方法で得られた板状偏肉
成形品５６を、偏光方向が互いに直角になるように配置
した２枚の偏光板８１で挟み、下側の偏光板を一様に蛍
光ランプ８２で照らす。成形品内部に成形歪みを生じて
いる場合、複屈折現象によりその部分のみ偏光角が変化
し上側の偏光板を光が透過する。部分的に透過した光量
を輝度計８３（ミノルタカメラ社製ＣＡ−１０００型）
で測定し、輝度値を成形歪み量として定義する。輝度値
が大きいほど成形歪み量が大きいと評価できる。

【００５６】（５）面照明光源としての輝度分布測定 図９に示す様に、上記（１）の方法で得られた板状偏肉
成形品５６の凹凸形状が転写された面に反射フィルム９
１、反対側の面に拡散フィルム９２を貼り付け、成形品
の肉厚側端面に冷陰極管９３（直径３ｍｍ、長さ２２０
ｍｍ）を配置しインバーターに接続して面光源照明装置
を作成した。冷陰極管を点灯後３０分間放置して明るさ
を安定させた後、発光面を縦横に２５分割し各々の位置
での輝度を輝度計８３で測定した。得られた各々の輝度
値を分布として表現し、輝度最大値、及び輝度均斉度
（輝度最小値を輝度最大値で除した値）を導出した。

【００５７】［実施例１〜４、比較例１〜２］熱可塑性
樹脂として、メタクリル樹脂成形材料（旭化成工業製、
商品名デルペット７０ＮＨＸ）を使用した。ＪＩＳ Ｋ
７２０７のＢ法で測定した荷重たわみ温度は９５℃であ
る。母型に固定する金属薄板の凹凸形状と厚み、及び吸
引条件を表１に示す通りとして上記（１）の方法で金型
を得て、成形温度を２４０℃、射出圧力を１７５ＭＰ
ａ、保圧力を８５ＭＰａに設定し射出成形を５０ショッ
ト行った。成形中に於いて成形品の離型状態を観察し、
成形終了後には金属薄板の固定状態を確認した。また、
成形品の離型や金属薄板の剥離等が生じず安定して成形
を行う事ができた成形ショット数を計測した。

【００５８】実施例１、３では、全ショットに於いて成
形品は良好に離型し、成形終了後も金属薄板は完全に元
の固定状態のままであり、成形前の状態から変化してい
ない。また、安定して成形を行う事ができたと判断され
る成形ショット数は５０ショットであり、非常に好まし
い結果であった。

【００５９】実施例２では、金属薄板面上の吸引孔の位
置に窪みが生じるが、成形品は４５ショットまで良好に
離型し、比較的安定に成形できたと判断した。

【００６０】実施例４では、実施例２と同様に金属薄板
面上の吸引孔の位置に窪みが生じるが、成形品は４０シ
ョットまで良好に離型し、比較的安定に成形できたと判
断した。

【００６１】比較例１では、最初の２ショットまで良好
に離型するが、その後流動末端部付近で高周波誘導加熱
による金属薄板の熱膨張により、金属薄板が母型から浮
き上がってしまい、成形品が良好に離型できない結果と
なった。安定した成形と判断される成形ショット数はわ
ずかに２ショットであり、好ましくない結果となった。

【００６２】比較例２では、最初のショットに於いて流
動末端部付近で高周波誘導加熱による金属薄板の熱膨張
により、金属薄板が母型から浮き上がって皺が生じてし
まい、成形品が良好に離型できず安定した成形を行う事
ができず、好ましくない結果となった。

【００６３】

【表１】

【００６４】［実施例５〜６、比較例３〜４］実施例
１、３及び比較例１、２で得られた成形品を試験片とし
て上記（３）の評価を行った。

【００６５】実施例５、６では、それぞれ実施例１、３
で得られた成形品を試験片とした。何れの試験片に於い
ても、成形品表面全体に渡って凹凸形状が均一に転写さ
れており、外観状態の判定は○であり非常に好ましい結
果であった。

【００６６】比較例３では、比較例１で安定して得られ
た成形品を試験片とした。離型不良を伴わず安定して成
形が行えたにもかかわらず、凹凸形状の転写が充分でな
いため不均一な光散乱に因る模様が生じ、外観状態は×
と判定した。

【００６７】比較例４では、比較例２で得られた成形品
を試験片とした。金属薄板の熱膨張に伴う皺模様が転写
されており、また凹凸形状はほとんど転写されておら
ず、外観状態の判定は×とした。

【００６８】［実施例７、比較例５］実施例７では実施
例１で得られた成形品を試験片とし、比較例５では比較
例１で得られた成形品を試験片とし、上記（３）〜
（５）の評価を行い、表２に示す結果を得た。

【００６９】実施例７では、転写率は０．７８と高く成
形歪み量を表す輝度値は２７ｎｔと小さい値を示し、微
細凹凸形状の転写性が高く成形歪みが小さい成形品が得
られた。また、輝度最大値は７７０ｎｔ、輝度均斉度は
０．７４と何れも高い値を示し、均一で明るい面照明光
源装置を得る事ができ非常に好ましい結果となった。

【００７０】比較例５では、転写率は０．５５と低く微
細凹凸形状は充分に転写されているとは言えない。ま
た、成形歪み量を表す輝度値は５８ｎｔと高く、成形品
の歪みが大きく好ましくない。また、輝度最大値は３５
０ｎｔ、輝度均斉度は０．３７と何れも低い値を示し、
面照明光源装置として充分な性能が得られず好ましくな
い結果となった。

【００７１】

【表２】

【００７２】

【発明の効果】本発明の成形方法によれば、微細な凹凸
形状のパターンを要求に応じて任意に変更する事が可能
で、かつ該凹凸形状を効果的に転写させた各種熱可塑性
樹脂成形品を工業的に安定して生産する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に於ける金型を構成する吸引孔の形状の
一例を示す断面図である。

【図２】本発明に於ける金型の概念図の一例である。

【図３】本発明に於ける高周波誘導加熱方法の概念図で
ある。

【図４】図３に示す加熱方法での金型の温度分布の一例
を示す図である。

【図５】本発明の実施例に用いた金型の構成図である。

【図６】本発明の実施例に用いた金型に於ける吸引孔の
形状及び配置の説明図である。

【図７】本発明の実施例に用いた高周波誘導加熱方法の
概念図である。

【図８】本発明の実施例に用いた成形歪み測定方法の概
念図である。

【図９】本発明の実施例に用いた面照明光源の輝度分布
測定方法の概念図である。

【符号の説明】

１１ 金属薄板 ２１ キャビティ部 ２２ 枠体 ２３ 吸引孔を有する入れ子 ３１ 金型の固定側 ３２ 金型の移動側 ３３ インダクター ５４ ゲート位置 ５５ パーティング面 ５６ 板状偏肉成形品 ６２ 排気系流路 ８１ 偏光板 ８２ 蛍光ランプ ８３ 輝度計 ９１ 反射フィルム ９２ 拡散フィルム ９３ 冷陰極管

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸引孔を有する入れ子の表面に、金型キ
   ャビティを形成する面に微細な凹凸形状が施された金属
   薄板を設け、かつ該金属薄板の樹脂ゲート部側の外周部
   を枠体で挟み込む様にし、他端の樹脂流動末端部側を可
   動できるような構造にして入れ子の表面に金属薄板を設
   置して成る樹脂成形用金型を用い、該金属薄板表面を予
   め熱可塑性樹脂の軟化温度以上に高周波誘導加熱してお
   き射出成形することを特徴とする熱可塑性樹脂の成形方
   法。
2. 【請求項２】 上記金型の入れ子に於ける吸引孔の直径
   ａと金属薄板の厚さｔとの比ａ／ｔが０．０５〜５の範
   囲にあることを特徴とする、請求項１に記載の熱可塑性
   樹脂の成形方法。
3. 【請求項３】 熱可塑性樹脂がメタクリル樹脂またはポ
   リカーボネート樹脂であることを特徴とする請求項１又
   は２に記載の熱可塑性樹脂の成形方法。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかに記載の成形方
   法を用いて成形されたことを特徴とする、少なくとも一
   方の面に微細な凹凸形状が付与された成形品。
5. 【請求項５】 請求項１〜３のいずれかに記載の成形方
   法を用いて成形されたことを特徴とする、少なくとも一
   方の面に微細な凹凸形状が付与された面照明光源用導光
   板。