JPH1158406A - Thin plate-shaped molding and its molding method - Google Patents
Thin plate-shaped molding and its molding methodInfo
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- JPH1158406A JPH1158406A JP23885897A JP23885897A JPH1158406A JP H1158406 A JPH1158406 A JP H1158406A JP 23885897 A JP23885897 A JP 23885897A JP 23885897 A JP23885897 A JP 23885897A JP H1158406 A JPH1158406 A JP H1158406A
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- Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光学特性を必要と
する光学用途やディスプレイ分野で有用な薄肉シート状
の射出成形品、フレネルレンズなどの加飾を施した射出
成形品など、複屈折を小さく制御することが必要とされ
る射出成形品およびその成形方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin sheet-like injection molded article useful for optical applications requiring optical characteristics and a display field, and a decorative injection molded article such as a Fresnel lens. The present invention relates to an injection-molded article requiring a small control and a molding method thereof.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より光学用の薄板状射出成形品は、
冷却固化を容易にするため、鉄鋼材、ステンレススチー
ル等の金属材料によって作られている金型を用いて、そ
の金型温度を該樹脂のガラス転移温度(以下Tgとい
う)以下にして成形していた。しかし、かかる従来の方
法では成形中に流路が固化しながら流動するため、せん
断応力が大きくかかり、流れ方向への分子配向が大きい
ため光学的異方性が大きくなり、薄板状射出成形品の複
屈折は通常100nm以上と大きく、透明樹脂を光学用
途で使用する範囲が限られていた。2. Description of the Related Art Conventionally, thin injection molded products for optics are:
In order to facilitate cooling and solidification, a mold made of a metal material such as steel or stainless steel is used, and the mold temperature is set to be equal to or lower than the glass transition temperature (hereinafter referred to as Tg) of the resin. Was. However, in such a conventional method, the flow path is solidified and flows during molding, so that a large shear stress is applied, and since the molecular orientation in the flow direction is large, the optical anisotropy is increased, and the thin plate-shaped injection molded article is formed. The birefringence is usually as large as 100 nm or more, and the range in which the transparent resin is used for optical applications has been limited.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】種々の形状の成形品を
得るために射出成形は優れた成形法であるが、分子配向
が十分に緩和されず、せん断応力も残留応力として凍結
されるため、複屈折の小さい光学特性に優れた成形品を
成形することはできなかった。本発明はこのような要求
に対し、射出成形を行うときに、キャビティ型、コア型
ともに表層部が薄膜金属層であり、その内側に断熱層を
備えている金型内の空隙に溶融樹脂を充填(射出)する
ことにより、複屈折が小さい成形品が得られる知見を
得、本発明を完成するに至ったものである。Injection molding is an excellent molding method to obtain molded articles of various shapes, but the molecular orientation is not sufficiently relaxed and the shear stress is frozen as residual stress. It was not possible to mold a molded article having excellent optical properties with small birefringence. According to the present invention, when injection molding is performed in response to such a demand, a molten resin is filled in a cavity in a mold in which a surface layer portion is a thin film metal layer in both a cavity mold and a core mold, and a heat insulating layer is provided inside. By filling (injecting), it has been found that a molded article having a small birefringence can be obtained, and the present invention has been completed.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、熱可
塑性樹脂からなる薄板状成形品であって、キャビティ型
およびコア型の成形表層部が薄膜金属層であり、その内
側に断熱層を備えている金型内に熱可塑性樹脂を充填
し、樹脂温度を当該熱可塑性樹脂のガラス転移温度(T
g)以上で保持し、充填時のせん断歪みを緩和させてな
る、光学歪みが50nm以下であることを特徴とする薄
板状成形品、ならびにその成形方法を提供するものであ
る。That is, the present invention relates to a thin plate-like molded product made of a thermoplastic resin, wherein a molding surface layer portion of a cavity mold and a core mold is a thin film metal layer, and a heat insulating layer is provided inside the thin metal layer. Is filled with a thermoplastic resin, and the resin temperature is set to the glass transition temperature (T
g) The present invention provides a thin plate-like molded product characterized by having an optical distortion of 50 nm or less, which is held at or above, and alleviates shear distortion during filling, and a molding method thereof.
【0005】本発明における熱可塑性樹脂としては、P
MMA樹脂、ポリカーボネート、熱可塑性ノルボルネン
樹脂などの、透明熱可塑性樹脂などを用いることができ
る。本発明に使用することのできる熱可塑性ノルボルネ
ン系樹脂は、その繰り返し単位中にノルボルナン骨格を
有するものである。例えばこの熱可塑性樹脂としては、
一般式(1)〜(4)で表されるノルボルナン骨格を含
むものである。[0005] The thermoplastic resin in the present invention includes P
A transparent thermoplastic resin such as an MMA resin, a polycarbonate, and a thermoplastic norbornene resin can be used. The thermoplastic norbornene-based resin that can be used in the present invention has a norbornane skeleton in its repeating unit. For example, as this thermoplastic resin,
It contains a norbornane skeleton represented by the general formulas (1) to (4).
【0006】[0006]
【化1】 Embedded image
【0007】[0007]
【化2】 Embedded image
【0008】[0008]
【化3】 Embedded image
【0009】[0009]
【化4】 Embedded image
【0010】(式中、A、B、CおよびDは、水素原子
または1価の有機基を示す。) 本発明において使用することのできるノルボルナン骨格
を有する熱可塑性樹脂としては、例えば特開昭60−1
68708号公報、特開昭62−252406号公報、
特開昭62−252407号公報、特開平2−1334
13号公報、特開昭63−145324号公報、特開昭
63−264626号公報、特開平1−240517号
公報、特公昭57−8815号公報などに記載されてい
る樹脂などを挙げることができる。(In the formula, A, B, C and D represent a hydrogen atom or a monovalent organic group.) Examples of the thermoplastic resin having a norbornane skeleton which can be used in the present invention include those described in 60-1
68708, JP-A-62-252406,
JP-A-62-252407, JP-A-2-1334
No. 13, JP-A-63-145324, JP-A-63-264626, JP-A-1-240517, JP-B-57-8815, and the like. .
【0011】この熱可塑性樹脂の具体例としては、下記
一般式(5)で表される少なくとも1種のテトラシクロ
ドデセン誘導体または該テトラシクロドデセンと共重合
可能な不飽和環状化合物とをメタセシス重合して得られ
る重合体を水素添加して得られる水添重合体を挙げるこ
とができる。As a specific example of the thermoplastic resin, at least one kind of a tetracyclododecene derivative represented by the following general formula (5) or an unsaturated cyclic compound copolymerizable with the tetracyclododecene is metathesized. Examples include a hydrogenated polymer obtained by hydrogenating a polymer obtained by polymerization.
【0012】[0012]
【化5】 Embedded image
【0013】(式中A〜Dは、前記に同じ。) 前記一般式(5)で表されるテトラシクロドデセン誘導
体において、A、B、CおよびDのうちに極性基を含む
ことが、耐熱性および金型表面との親和性がよいために
高い表面精度が得られる点から好ましい。さらに、この
極性基が−(CH2)nCOOR1(ここで、R1は炭素数
1〜20の炭化水素基、nは0〜10の整数を示す)で
表される基であることが、得られる水添重合体が高いガ
ラス転移温度を有するものとなるので好ましい。特に、
この−(CH2)nCOOR1で表される基は、一般式
(5)のテトラシクロドデセン誘導体の1分子あたりに
1個含有されることが好ましい。前記一般式において、
R1は炭素数1〜20の炭化水素基であるが、炭素数が
多くなるほど得られる水添重合体の吸湿性が小さくなる
点では好ましいが、得られる水添重合体のガラス転移温
度とのバランスの点から、炭素数1〜4の鎖状アルキル
基または炭素数5以上の(多)環状アルキル基であるこ
とが好ましく、特にメチル基、エチル基、シクロヘキシ
ル基であることが好ましい 。さらに、−(CH2)nC
OOR1で表される基が結合した炭素原子に、炭素数1
〜10の炭化水素基が置換基として結合されている一般
式(5)のテトラシクロドデセン誘導体は、吸湿性を低
下させるので好ましい。特に、この置換基がメチル基ま
たはエチル基である一般式(5)のテトラシクロドデセ
ン誘導体は、その合成が容易な点で好ましい。具体的に
は、8−メチル−8−メトキシカルボニルテトラシクロ
[4.4.0.12,5.17,10]ドデカ−8−エンが好
ましい。(Wherein A to D are the same as above.) In the tetracyclododecene derivative represented by the general formula (5), a polar group may be contained in A, B, C and D. Heat resistance and good affinity with the mold surface are preferable in that high surface accuracy can be obtained. Further, the polar group - (CH 2) n COOR 1 ( wherein, R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, n represents an integer of 0) is a group represented by It is preferable because the resulting hydrogenated polymer has a high glass transition temperature. Especially,
It is preferable that one group represented by — (CH 2 ) n COOR 1 is contained per molecule of the tetracyclododecene derivative of the general formula (5). In the general formula,
R 1 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, and it is preferable in terms of decreasing the hygroscopicity of the obtained hydrogenated polymer as the number of carbon atoms increases. From the viewpoint of balance, a chain alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a (poly) cyclic alkyl group having 5 or more carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, and a cyclohexyl group are particularly preferable. Further,-(CH 2 ) n C
The carbon atom to which the group represented by OOR 1 is bonded has 1 carbon atom
The tetracyclododecene derivative of the general formula (5), in which 10 to 10 hydrocarbon groups are bonded as a substituent, is preferable because it reduces the hygroscopicity. In particular, the tetracyclododecene derivative of the general formula (5) in which the substituent is a methyl group or an ethyl group is preferable in that the synthesis is easy. Specifically, 8-methyl-8-methoxycarbonyltetracyclo [4.4.0.1 2,5 . [ 1,7,10 ] dodec-8-ene is preferred.
【0014】これらのテトラシクロドデセン誘導体、あ
るいはこれと共重合可能な不飽和環状化合物の混合物
は、例えば特開平4−77520号公報第4頁右上欄第
12行〜第6頁右下欄第6行に記載された方法によっ
て、メタセシス重合、水素添加され、本発明に使用され
る熱可塑性樹脂とすることができる。本発明において、
上記水添重合体は、クロロホルム中、30℃で測定され
る固有粘度([η]inh)が0.3〜1.5dl/gの範
囲であることが望ましい。[η]inhが上記範囲にある
ことによって、得られる樹脂の成形加工性、耐熱性、機
械的特性のバランスが良好となる。また、前記水添重合
体のガラス転移温度(Tg)は100℃〜250℃の範
囲であることが好ましく、特に120〜200℃の範囲
であることが好ましい。100℃未満では該樹脂からな
る成形品の耐熱性が劣る。また、Tgが250℃を超え
るものは、成形温度が高くなり樹脂が焼けて着色するな
ど良質な成形品を得ることが難しくなる。また、水添重
合体の水素添加率は、60MHz、1H−NMRで測定
した値が50%以上、好ましくは90%以上、さらに好
ましくは98%以上である。水素添加率が高いほど、熱
や光に対する安定性が優れる。なお、本発明において、
ノルボルナン骨格を有する熱可塑性樹脂として使用され
る水添重合体は、該水添重合体中に含まれるゲル含有量
が5重量%以下であることが好ましく、さらに1重量%
であることが好ましい。These tetracyclododecene derivatives or a mixture of an unsaturated cyclic compound copolymerizable therewith can be used, for example, in JP-A-4-77520, page 4, upper right column, line 12 to page 6, lower right column. The thermoplastic resin used in the present invention can be obtained by metathesis polymerization and hydrogenation by the method described in line 6. In the present invention,
The hydrogenated polymer desirably has an intrinsic viscosity ([η] inh) measured at 30 ° C. in chloroform of 0.3 to 1.5 dl / g. When [η] inh is in the above range, the resulting resin has a good balance of moldability, heat resistance, and mechanical properties. Further, the glass transition temperature (Tg) of the hydrogenated polymer is preferably in the range of 100 ° C to 250 ° C, particularly preferably in the range of 120 to 200 ° C. If the temperature is lower than 100 ° C., the heat resistance of a molded article made of the resin is inferior. On the other hand, when the Tg exceeds 250 ° C., the molding temperature becomes high, and it becomes difficult to obtain a high-quality molded product such that the resin is burnt and colored. The hydrogenation rate of the hydrogenated polymer is at least 50%, preferably at least 90%, more preferably at least 98%, as measured by 60 MHz, 1 H-NMR. The higher the hydrogenation rate, the better the stability to heat and light. In the present invention,
The hydrogenated polymer used as the thermoplastic resin having a norbornane skeleton preferably has a gel content of 5% by weight or less, more preferably 1% by weight, in the hydrogenated polymer.
It is preferred that
【0015】本発明に用いられるポリカーボネート樹脂
としては、ビスフェノールAなどの芳香族ビスフェノー
ルを主成分としたもの、例えばパンライト(帝人化成
(株)製)、レキサン(ゼネラルエレクトリック社
製)、ユーピロン(三菱ガス化学(株)製)、タフロン
(出光石油化学(株)製)などが挙げられる。本発明に
用いられるアクリル系樹脂は、熱変形温度が100℃以
上のものが好ましく、例としてはパラリンクス((株)
クラレ製)、ケマックス(住化ハース(株)製)などが
挙げられる。これらのアクリル系樹脂はシクロヘキシル
基やノルボルネン系で変性されたり、イミド化されてい
てもよい。As the polycarbonate resin used in the present invention, those containing an aromatic bisphenol such as bisphenol A as a main component, for example, Panlite (manufactured by Teijin Chemicals Ltd.), Lexan (manufactured by General Electric), Iupilon (Mitsubishi) Gas Chemical Co., Ltd.) and Toughlon (Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.). The acrylic resin used in the present invention preferably has a heat deformation temperature of 100 ° C. or higher.
Kuraray) and Chemax (manufactured by Sumika Haas Co., Ltd.). These acrylic resins may be modified with a cyclohexyl group or a norbornene-based resin, or may be imidized.
【0016】本発明に用いる熱可塑性樹脂には、必要に
応じて公知の酸化防止剤、例えば2,6−ジ−t−ブチ
ル−4−メチルフェノール、2,2’−ジオキシ−3,
3’−ジ−t−ブチル−5,5’−ジメチルフェニルメ
タン、テトラキス[メチレン−3−(3,5−ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メ
タン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキ
シ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、1,3,5ート
リメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチ
ル−4−ヒドロキシベンジル−ベンゼン、ステアリル−
β−(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオネート、2,2’−ジオキシ−3,3’−
ジ−t−ブチル−5,5’−ジエチルフェニルメタン、
3,9−ビス[1,1−ジメチル−2−[β−(3−t
−ブチル−4−ヒドロキシ−5−メチルフェニル)プロ
ピオニルオキシ]エチル]、2,4,8,10−テトラ
オキスピロ[5,5]ウンデカン、トリス(2,4−ジ
−t−ブチルフェニル)ホスファイト、サイクリックネ
オペンタンテトライルビス(2,4−ジ−t−ブチルフ
ェニル)ホスファイト、サイクリックネオペンタンテト
ライルビス(2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェ
ニル)ホスファイト、2,2−メチレンビス(4,6−
ジ−t−ブチルフェニル)オクチルホスファイトを添加
することができる。The thermoplastic resin used in the present invention may contain, if necessary, a known antioxidant such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, 2,2'-dioxy-3,
3'-di-t-butyl-5,5'-dimethylphenylmethane, tetrakis [methylene-3- (3,5-di-t-
Butyl-4-hydroxyphenyl) propionate] methane, 1,1,3-tris (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl-benzene, stearyl-
β- (3,5-di-t-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate, 2,2′-dioxy-3,3′-
Di-t-butyl-5,5′-diethylphenylmethane,
3,9-bis [1,1-dimethyl-2- [β- (3-t
-Butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl) propionyloxy] ethyl], 2,4,8,10-tetraoxyspiro [5,5] undecane, tris (2,4-di-t-butylphenyl) phospho Phyte, cyclic neopentanetetraylbis (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite, cyclic neopentanetetraylbis (2,6-di-t-butyl-4-methylphenyl) phosphite, 2,2-methylenebis (4,6-
Di-t-butylphenyl) octyl phosphite can be added.
【0017】また、上記の熱可塑性樹脂組成物には、上
記のような酸化防止剤の他に、必要に応じて紫外線吸収
剤、例えばp―t―ブチルフェニルサリシレート、2,
2'−ジヒドロキシー4―メトキシベンゾフェノン、
2,4−ジヒドロキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ
ー4−メトキシベンゾフェノン、2−(2'−ジヒドロ
キシ−4'−m―オクトキシフェニル)ベンゾトリアゾ
ール;安定剤、帯電防止剤、難燃剤、耐衝撃性改良用エ
ラストマーなどを添加することができる。また、成形
性、加工性を向上させる目的で可塑剤、軟化剤などの添
加剤を添加することもできる。Further, in addition to the above-mentioned antioxidant, if necessary, an ultraviolet absorber such as pt-butylphenyl salicylate, 2, 2
2'-dihydroxy-4-methoxybenzophenone,
2,4-dihydroxybenzophenone, 2-hydroxy-4-methoxybenzophenone, 2- (2′-dihydroxy-4′-m-octoxyphenyl) benzotriazole; stabilizer, antistatic agent, flame retardant, for improving impact resistance An elastomer or the like can be added. Further, additives such as a plasticizer and a softener can be added for the purpose of improving moldability and workability.
【0018】本発明の薄板状成形品は、上記の熱可塑性
樹脂をキャビティ型、コア型ともに表層部が薄膜金属層
であり、その内側に断熱層を備えている金型内に射出な
どの方法で充填し、溶融樹脂自身の熱によって金型表面
温度をTg以上に昇温し、充填時のせん断歪みを充分に
緩和させた後、冷却して取り出すことにより製造するこ
とができる。In the thin plate-shaped molded article of the present invention, the above thermoplastic resin is injected into a mold having a thin film metal layer on the surface layer in both the cavity mold and the core mold and having a heat insulating layer inside thereof. , The temperature of the mold surface is raised to Tg or higher by the heat of the molten resin itself, the shear strain at the time of filling is sufficiently relaxed, and then cooled and taken out.
【0019】我々は鋭意研究の結果、射出成形品で複屈
折が大きく発現する原因は、射出成形中に金型表面付近
の樹脂がせん断応力により流動方向に配向した分子が、
熱可塑性樹脂のTgよりも低く設定されている金型温度
により、金型表面から冷却固化されそのまま凍結される
ために発生することを突き止めた。また発生するせん断
応力も緩和される以前に冷却固化されるために応力も凍
結され、残留歪みを増大する原因となっている。本発明
は、断熱構造を有する金型を使用することによって、溶
融樹脂の熱を逃すこと無く、溶融樹脂の熱で金型表面温
度を熱可塑性樹脂のTg以上に昇温し、熱可塑性樹脂を
Tg以上の温度に保持することによって、かかる溶融樹
脂の充填中における冷却固化を防止することができるも
のである。この場合でも断熱構造を有しない金型を用い
た場合と同様に、流動中に分子は一旦流動方向に配向す
るが、金型表面温度がTg以上に上昇するため金型に充
填された以後も、依然として分子鎖は回転、伸縮など運
動できる状態であり、Tg以上に一定時間保持されるこ
とによって徐々に配向していた分子は徐々に緩和し、異
方性は次第に小さくなるため、複屈折の小さい成形品を
得ることができる。As a result of our intensive studies, the reason why birefringence is greatly developed in injection molded products is that the molecules near the surface of the mold during injection molding are oriented by the shear stress in the flow direction.
It has been found that, due to the mold temperature set lower than the Tg of the thermoplastic resin, the solidified resin is cooled and solidified from the mold surface and is frozen as it is. Further, since the generated shear stress is cooled and solidified before being alleviated, the stress is frozen, which causes an increase in residual strain. The present invention uses a mold having a heat-insulating structure so that the heat of the molten resin raises the surface temperature of the mold to a temperature equal to or higher than the Tg of the thermoplastic resin without losing the heat of the molten resin. By maintaining the temperature at or above Tg, it is possible to prevent cooling and solidification during filling of the molten resin. In this case, as in the case where a mold having no heat insulating structure is used, the molecules are once oriented in the flow direction during the flow, but after the mold surface temperature rises to Tg or higher, even after the mold is filled. However, the molecular chain is still in a state capable of movement such as rotation and expansion and contraction, and the molecules that have been gradually oriented by being maintained at a temperature equal to or higher than Tg are gradually relaxed, and the anisotropy is gradually reduced. Small molded products can be obtained.
【0020】金型の断熱層の材料としては種々のものが
使用できる。断熱層の材料の好ましい具体例としては、
金属や合成樹脂の多孔質体、熱可塑性樹脂に硬化剤を配
合した熱可塑性樹脂組成物、熱硬化性樹脂、熱硬化性樹
脂組成物などが挙げられる。なかでも、最も効果を発揮
する材料は、熱可塑性樹脂及び硬化剤に充填剤を組み合
わせた熱硬化性樹脂配合組成物である。熱硬化性樹脂と
しては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール
樹脂などがあげられ、充填剤としては、ガラス粉、シリ
カ粉、タルク粉などがあげられる。この断熱層の厚み
は、通常0.1〜10mm厚、好ましくは0.2〜5m
m厚,さらに好ましくは0.3〜3mm厚、特に好まし
くは0.5〜1.5mmm厚である。Various materials can be used as the material of the heat insulating layer of the mold. Preferred specific examples of the material of the heat insulating layer include:
Examples include a porous body of a metal or a synthetic resin, a thermoplastic resin composition in which a curing agent is blended with a thermoplastic resin, a thermosetting resin, a thermosetting resin composition, and the like. Among them, the most effective material is a thermosetting resin composition in which a filler is combined with a thermoplastic resin and a curing agent. Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, polyester resin, and phenol resin, and examples of the filler include glass powder, silica powder, and talc powder. The thickness of the heat insulating layer is usually 0.1 to 10 mm, preferably 0.2 to 5 m.
m, more preferably 0.3 to 3 mm, particularly preferably 0.5 to 1.5 mm.
【0021】金型の薄膜金属層材料としては、亜鉛、亜
鉛合金、ニッケル、ニッケル合金、クロムメタル、ベリ
リウム銅などを用いることができる。この金属層の厚み
は、0.001〜3mm厚、好ましくは0.005〜1
mm厚、さらに好ましくは0.01〜0.5mm厚であ
る。As the material for the thin film metal layer of the mold, zinc, zinc alloy, nickel, nickel alloy, chromium metal, beryllium copper and the like can be used. The thickness of the metal layer is 0.001 to 3 mm, preferably 0.005 to 1 mm.
mm, more preferably 0.01 to 0.5 mm.
【0022】また、金型に射出されるときの熱可塑性樹
脂の樹脂温度は該樹脂の(Tg+50℃)〜(Tg+2
00℃)の範囲であることが好ましく、さらに好ましく
は(Tg+70℃)〜(Tg+180℃)の範囲であ
り、特に好ましくは(Tg+90℃)〜(Tg+150
℃)の範囲である。樹脂温度がTg+50℃より低い場
合、成形された光学成形品に歪みが生じ、複屈折が大き
くなり、光学特性が劣るものとなり、また金型面の転写
精度が悪くなる。一方、樹脂温度がTg+200℃より
高い場合は、樹脂が黄色に着色したり、分解、焼けを起
こしたりするおそれがあり、いずれの場合も本発明が目
的とする薄板状成形品を得ることが難しい。Further, the resin temperature of the thermoplastic resin when injected into the mold is (Tg + 50 ° C.) to (Tg + 2
(Tg + 70 ° C.) to (Tg + 180 ° C.), and particularly preferably (Tg + 90 ° C.) to (Tg + 150).
° C). When the resin temperature is lower than Tg + 50 ° C., distortion occurs in the molded optical molded product, the birefringence is increased, the optical characteristics are deteriorated, and the transfer accuracy of the mold surface is deteriorated. On the other hand, when the resin temperature is higher than Tg + 200 ° C., the resin may be colored yellow, or may be decomposed or burnt, and in any case, it is difficult to obtain a thin plate-shaped molded product aimed at by the present invention. .
【0023】本発明の方法により成形される薄板状成形
品において、断熱層を有しない金型で、金型温度がTg
よりも低い場合は急速に冷却が進む。流動の分子配向
は、せん断応力が最大になる金型表面近傍で最も大きく
なり、しかも最初に冷却を受ける部分であるため、充填
開始から数秒のうちにこの配向層はTg以下となってし
まい、分子配向は緩和されることなく凍結され、光学歪
みが残留する原因となる。それに対して断熱層を有する
金型を用いた場合は、金型表面付近の配向層もTg以上
で保持されるため、時間とともに分子配向は緩和され、
その後Tg以下まで冷却し成形品を取り出せば光学歪み
は残留しない。また、肉厚分布が成形品中であってもそ
の効果は発揮される。[0023] In a thin plate-like molded product formed by the method of the present invention, a mold having no heat insulating layer and having a mold temperature of Tg
If it is lower than that, cooling proceeds rapidly. The molecular orientation of the flow is greatest near the mold surface where the shear stress is maximum, and is the part that receives cooling first, so within a few seconds from the start of filling, this orientation layer becomes Tg or less, The molecular orientation is frozen without being relaxed, and causes optical distortion to remain. In contrast, when a mold having a heat insulating layer is used, the orientation layer near the mold surface is also maintained at Tg or higher, so that the molecular orientation is relaxed with time,
After that, if the molded product is taken out after cooling to Tg or less, no optical distortion remains. Even if the thickness distribution is in the molded product, the effect is exhibited.
【0024】充填時のせん断歪みの緩和は、成形品のレ
ターデーションで表すと、50nm以下が好ましく、さ
らに好ましくは10nm以下、特に好ましくは5nm以
下になるまで行うことが好ましい。かかる充填時のせん
断歪みの緩和時間は、樹脂温度や樹脂の分子量によって
も異なるが、金型温度をTm(℃)、保持時間(緩和時
間)をt(秒)とした場合,logt+(Tm−Tg)/
20の値が、3.5以上であることが好ましく、さらに
好ましくは4〜6、特に好ましくは4.5〜5.5であ
る。すなわち、金型温度TmとTgの差(℃)が50℃
である場合、、保持時間tは好ましくは10秒以上、特
に好ましくは100秒以上である。The relaxation of the shear strain at the time of filling is preferably 50 nm or less, more preferably 10 nm or less, particularly preferably 5 nm or less, as represented by the retardation of the molded article. The relaxation time of the shear strain at the time of filling varies depending on the resin temperature and the molecular weight of the resin, but when the mold temperature is Tm (° C.) and the holding time (relaxation time) is t (second), logt + (Tm− Tg) /
The value of 20 is preferably 3.5 or more, more preferably 4 to 6, and particularly preferably 4.5 to 5.5. That is, the difference (° C.) between the mold temperatures Tm and Tg is 50 ° C.
In this case, the holding time t is preferably at least 10 seconds, particularly preferably at least 100 seconds.
【0025】本発明においては、金型内に樹脂が充填さ
れた後、金型の断熱層による断熱効果で溶融樹脂の熱を
逃すこと無く、金型表面温度を熱可塑性樹脂のTg以上
に昇温し、熱可塑性樹脂をTg以上の温度に保持して、
充填時のせん断歪みを緩和し、金型を冷却してから成形
品を取り出す。その冷却速度は特に限定されないが、4
℃/分以上であることが好ましく、さらに好ましくは1
0℃/分、特に好ましくは0.3〜10℃/秒である。冷
却の方法としては、自然放置による方法や冷却装置によ
る方法が用いられるが、自然放置による方法は、環境条
件によって冷却速度が大きく変化することがあるので、
冷却装置によって冷却する方法がより望ましい。In the present invention, after the resin is filled into the mold, the surface temperature of the mold is raised to Tg of the thermoplastic resin without losing the heat of the molten resin by the heat insulating effect of the heat insulating layer of the mold. Heating, and keeping the thermoplastic resin at a temperature of Tg or more,
The molded article is taken out after the mold is cooled after alleviating the shear strain during filling. The cooling rate is not particularly limited.
C./min or more, more preferably 1 ° C./min.
0 ° C./min, particularly preferably 0.3 to 10 ° C./sec. As a method of cooling, a method of leaving naturally or a method using a cooling device is used, but a method of leaving naturally may greatly change a cooling rate depending on environmental conditions,
A method of cooling with a cooling device is more desirable.
【0026】以上の方法によって得られる本発明の薄板
状成形品の複屈折は50nm以下、好ましくは30n
m、さらに好ましくは10nm以下、特に好ましくは5nm
以下である。また成形品の肉厚は、10mm以下である
ことが好ましく、さらに好ましくは0.1〜7mm、よ
り好ましくは0.2〜5mm、特に好ましくは0.3〜
3mmである。The birefringence of the sheet-like molded article of the present invention obtained by the above method is 50 nm or less, preferably 30 n.
m, more preferably 10 nm or less, particularly preferably 5 nm
It is as follows. The thickness of the molded product is preferably 10 mm or less, more preferably 0.1 to 7 mm, more preferably 0.2 to 5 mm, particularly preferably 0.3 to 5 mm.
3 mm.
【0028】本発明において、薄板状成形品表面の形状
は平板、テーパーや段差を有するもの、表面に凹凸を有
するもの、平面、曲面、自由曲面、また矩形、ディスク
などさまざまな形状であってよい。これらさまざまな形
状の薄板状成形品においても上記と同様の効果を得るこ
とができ、また金型表面の転写が良くなることから、表
面性も向上する。また細かな凹凸を表面につけたフレネ
ルレンズ形状形成、スタンパーによる微細凹凸をつけた
ディスクなどには特に形状転写が良好となる効果があ
る。本発明の薄板状成形品は、フレネルレンズなどの薄
型レンズ、光ディスク、光学用薄板など広範な用途に用
いることができる。In the present invention, the shape of the thin plate-shaped molded product surface may be various shapes such as a flat plate, one having a taper or a step, one having an uneven surface, a flat surface, a curved surface, a free curved surface, a rectangle, and a disk. . The same effects as described above can be obtained with these thin plate-shaped molded products having various shapes, and the surface properties are also improved because the transfer of the mold surface is improved. In addition, the formation of a Fresnel lens shape having fine irregularities on the surface thereof, and a disk having fine irregularities formed by a stamper are particularly effective in improving the shape transfer. The thin plate-shaped molded product of the present invention can be used for a wide range of applications such as thin lenses such as Fresnel lenses, optical disks, and optical thin plates.
【0029】[0029]
【実施例】以下に実施例、参考例および比較例を挙げて
本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は実施例の
みに限定されるものではない。EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples, reference examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the examples.
【0030】実施例1〜5、比較例1〜2 熱可塑性樹脂として、極限粘度が0.55、Tgが17
1℃のノルボルネン樹脂(日本合成ゴム製アートン)を
用いた。この樹脂を、200×150×1.0mmの平
板形状の断熱構造を有する金型を用い、射出成形を行っ
た。その後冷却し金型温度が一定になった時点で成形品
を取り出した。成形品表面のひけなどを防止するため溶
融樹脂には充填後保圧を一定時間かけた。なお、該金型
中の断熱層の厚さは mmであり、その材料にはエポキ
シ樹脂を用い、成形表面の薄膜金属層の材料には mm
厚のニッケルを用いた。冷却には温調したオイルを固定
側、移動側両方の金型内部に循環できる構造とした。成
形した成形品は取り出し後、エリプソメーター(溝尻光
学製)を用いて成形品中央部のレターデーションを測定
した。なお、成形後の樹脂温度の冷却速度は15℃/分
であった。また、比較例として、断熱構造を有しない通
常の金型を用い、実施例1と同様にして成形を行った。
評価結果を表1に示す。Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 As thermoplastic resins, intrinsic viscosity was 0.55 and Tg was 17
1 ° C. norbornene resin (ARTON manufactured by Japan Synthetic Rubber) was used. This resin was subjected to injection molding using a mold having a heat insulating structure in the form of a flat plate of 200 × 150 × 1.0 mm. Thereafter, the molded product was taken out when the mold was cooled and the mold temperature became constant. In order to prevent sink marks on the surface of the molded product, the molten resin was kept for a fixed time after filling. The thickness of the heat-insulating layer in the mold is mm, the material is epoxy resin, and the material of the thin-film metal layer on the molding surface is mm.
Thick nickel was used. For cooling, the temperature-controlled oil was circulated inside the mold on both the fixed side and the moving side. After the molded article was taken out, the retardation at the center of the molded article was measured using an ellipsometer (manufactured by Mizojiri Optical). The cooling rate of the resin temperature after molding was 15 ° C./min. Further, as a comparative example, molding was performed in the same manner as in Example 1 using a normal mold having no heat insulating structure.
Table 1 shows the evaluation results.
【0031】[0031]
【表1】[Table 1]
【0032】 [0032]
【0033】表1からわかるとおり、断熱層の上に薄膜
金属層を形成した金型を使用した場合(実施例1〜5)
にはいずれもレターデーションが小さく光学的に良好な
成形品が得られる。これに対し、比較例1は断熱層を有
しない金型で、金型温度が150℃の場合で、良好なレ
ターデーションが得られない。比較例2は同金型で金型
温度を165℃にした場合であるが、やはりレターデー
ションの低減は不十分である。As can be seen from Table 1, when a mold having a thin-film metal layer formed on a heat insulating layer was used (Examples 1 to 5).
In any case, a molded article having small retardation and excellent optical properties can be obtained. On the other hand, Comparative Example 1 is a mold having no heat insulating layer, and when the mold temperature is 150 ° C., good retardation cannot be obtained. Comparative Example 2 is a case where the mold temperature is set to 165 ° C. in the same mold, but the reduction of the retardation is still insufficient.
【0034】実施例6〜8、比較例3〜4 熱可塑性樹脂として、Tg148℃のポリカーボネート
樹脂(帝人化成製パンライトAD5503)を用いた。
この樹脂を、実施例1と同様にして200×150×
1.0mmの平板形状の金型を用い、射出成形を行っ
た。その後冷却し金型温度が一定になった時点で成形品
を取り出した。成形品表面のひけなどを防止するため溶
融樹脂には充填後保圧を一定時間かけた。また、比較例
として、断熱構造を有しない通常の金型を用い、実施例
6と同様にして成形を行った。評価結果を表2に示す。Examples 6 to 8 and Comparative Examples 3 and 4 As a thermoplastic resin, a polycarbonate resin having a Tg of 148 ° C. (PANLIGHT AD5503 manufactured by Teijin Chemicals Ltd.) was used.
This resin was prepared in the same manner as in Example 1 by 200 × 150 ×
Injection molding was performed using a 1.0 mm flat plate mold. Thereafter, the molded product was taken out when the mold was cooled and the mold temperature became constant. In order to prevent sink marks on the surface of the molded product, the molten resin was kept for a fixed time after filling. As a comparative example, molding was performed in the same manner as in Example 6, using a normal mold having no heat insulating structure. Table 2 shows the evaluation results.
【0035】[0035]
【表2】 [Table 2]
【0036】実施例9〜11、比較例5〜6 熱可塑性樹脂として、Tg120℃のアクリル系樹脂を
用いた。この樹脂を、実施例1と同様に200×150
×1.0mmの平板形状の金型を用い、射出成形を行っ
た。その後冷却し金型温度が95℃になった時点で成形
品を取り出した。その後冷却し金型温度が一定になった
時点で成形品を取り出した。成形品表面のひけなどを防
止するため溶融樹脂には充填後保圧を一定時間かけた。
また、比較例として、断熱構造を有しない通常の金型を
用い、実施例9と同様にして成形を行った。評価結果を
表3に示す。Examples 9 to 11 and Comparative Examples 5 to 6 As the thermoplastic resin, an acrylic resin having a Tg of 120 ° C. was used. This resin was prepared in the same manner as in Example 1 by 200 × 150
Injection molding was performed using a flat mold of × 1.0 mm. Thereafter, the molded product was cooled and when the mold temperature reached 95 ° C., the molded product was taken out. Thereafter, the molded product was taken out when the mold was cooled and the mold temperature became constant. In order to prevent sink marks on the surface of the molded product, the molten resin was kept for a fixed time after filling.
As a comparative example, molding was performed in the same manner as in Example 9 using a normal mold having no heat insulating structure. Table 3 shows the evaluation results.
【0037】[0037]
【表3】 [Table 3]
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明は、樹脂を射出成形時に断熱層を
内部に形成し、表層に金属層を形成した金型を用いるこ
とにより、得られる成形品の複屈折を小さくできるの
で、従来樹脂では用いることのできなかった、高度の光
学特性が求められる用途にも用いることが可能である。According to the present invention, the birefringence of the obtained molded product can be reduced by using a mold in which a heat insulating layer is formed inside during injection molding of a resin and a metal layer is formed on a surface layer. Can not be used, but can also be used for applications requiring high optical characteristics.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI // C08F 20/00 C08F 20/00 32/08 32/08 C08G 61/08 C08G 61/08 B29K 33:00 69:00 B29L 7:00 11:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI // C08F 20/00 C08F 20/00 32/08 32/08 C08G 61/08 C08G 61/08 B29K 33:00 69:00 B29L 7:00 11:00
Claims (4)
って、キャビティ型およびコア型の成形表層部が薄膜金
属層であり、その内側に断熱層を備えている金型内に熱
可塑性樹脂を充填し、樹脂温度を当該熱可塑性樹脂のガ
ラス転移温度(Tg)以上で保持し、充填時のせん断歪
みを緩和させてなる、光学歪みが50nm以下であるこ
とを特徴とする薄板状成形品。1. A thin plate-like molded product made of a thermoplastic resin, wherein a molding surface layer portion of a cavity mold and a core mold is a thin film metal layer, and a thermoplastic resin is provided in a mold provided with a heat insulating layer inside thereof. Wherein the resin temperature is maintained at or above the glass transition temperature (Tg) of the thermoplastic resin, and the shear distortion at the time of filling is reduced, and the optical distortion is 50 nm or less. .
型の成形表層部が薄膜金属層であり、その内側に断熱層
を備えている金型内に充填し、樹脂温度をTg以上で保
持して充填時のせん断歪みを緩和させることを特徴とす
る請求項1に記載の薄板状成形品の成形方法。2. A thermoplastic resin is filled into a mold having a cavity surface layer and a core mold in which a molding surface layer portion is a thin film metal layer, and a heat insulating layer is provided inside the mold, and the resin temperature is maintained at Tg or more. The method for forming a thin plate-shaped molded product according to claim 1, wherein a shear strain at the time of filling is reduced.
樹脂である請求項1に記載の薄板状成形品。3. The thin plate-shaped molded article according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is a thermoplastic norbornene-based resin.
リカーボネート樹脂から選ばれる少なくとも1種である
請求項1に記載の薄板状成形品。4. The thin plate-like molded product according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from an acrylic resin and a polycarbonate resin.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23885897A JPH1158406A (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Thin plate-shaped molding and its molding method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23885897A JPH1158406A (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Thin plate-shaped molding and its molding method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1158406A true JPH1158406A (en) | 1999-03-02 |
Family
ID=17036313
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23885897A Pending JPH1158406A (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Thin plate-shaped molding and its molding method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1158406A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013118951A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 주식회사 폴리사이언텍 | Highly heat-resistant transparent cyclic olefin copolymers having excellent flexibility, and flexible substrate produced therefrom |
-
1997
- 1997-08-20 JP JP23885897A patent/JPH1158406A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013118951A1 (en) * | 2012-02-08 | 2013-08-15 | 주식회사 폴리사이언텍 | Highly heat-resistant transparent cyclic olefin copolymers having excellent flexibility, and flexible substrate produced therefrom |
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