JPH1158476A - Thin plate-shaped molded item and method for molding the same - Google Patents

Thin plate-shaped molded item and method for molding the same

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JPH1158476A
JPH1158476A JP23330797A JP23330797A JPH1158476A JP H1158476 A JPH1158476 A JP H1158476A JP 23330797 A JP23330797 A JP 23330797A JP 23330797 A JP23330797 A JP 23330797A JP H1158476 A JPH1158476 A JP H1158476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resin
temperature
mold
thermoplastic resin
thin plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP23330797A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Kumazawa
英明 熊沢
Yoshinobu Suzuki
義信 鈴木
Kazuhiro Nakamura
和洋 中村
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Priority to JP23330797A priority Critical patent/JPH1158476A/en
Publication of JPH1158476A publication Critical patent/JPH1158476A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a molded item, in which the double refraction thereof is made small, such as a thin sheet-shaped injection molded item which is useful in an optical service requiring optical characteristics or in the field of display or such as a decorated injection molded item such as a Fresnel lens, and a method for molding it. SOLUTION: In the thin sheet-shaped molded item comprising a thermoplastic resin containing a norbornane skeleton represented by formula (where A, B, C and D each show a hydrogen atom or monovalent organic group), the thermoplastic resin is filled into a die whose surface temperature is equal to or higher than the glass transition point (Tg) of resin and the temperature of the die is maintained at a temperature equal to or higher than Tg to relax the shear strain at the time of filling the resin and then the die is cooled, and the optical strain is 50 nm or less.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【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 a molded article that needs to be controlled to a small size and a molding method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より光学用の樹脂の薄板状射出成形
品は、冷却固化を容易にするため、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 Heretofore, a thin injection molded product of an optical resin has been molded at a mold temperature equal to or lower than a glass transition temperature (hereinafter, referred to as Tg) of the resin in order to facilitate cooling and solidification. However, in such a conventional method, since the flow path solidifies and flows during molding, a large shear stress is applied,
Since the molecular orientation in the flow direction is large, the optical anisotropy is large, and the birefringence of the thin injection-molded product is usually as large as 100 nm or more, and the range where the transparent resin is used for optical applications is 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、Tg以上に加熱した金
型内に溶融樹脂を充填(射出)し、その状態で一定時間
保持することにより、複屈折が小さい成形品が得られる
ことを見いだし、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. In order to meet such a demand, the present invention fills (injects) a molten resin into a mold heated to a temperature of Tg or higher when performing injection molding, and maintains the state for a certain period of time to form a molding having a small birefringence. It has been found that a product 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、熱可塑性樹脂
を金型表面温度が該樹脂のガラス転移温度(Tg)以上
に加熱された金型内に充填し、金型温度をTg以上の温
度で保持して充填時のせん断歪みを緩和させた後、冷却
してなる、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-shaped molded article made of a thermoplastic resin, wherein the thermoplastic resin is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature (Tg) of the resin. Filling in a mold, cooling the mold after holding the mold temperature at a temperature of Tg or more to alleviate the shear strain at the time of filling, and cooling the sheet, characterized by an optical distortion of 50 nm or less. The present invention provides an article 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好ましい具体例として
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。
Preferred examples of the thermoplastic resin include at least one tetracyclododecene derivative represented by the following general formula (5) or an unsaturated cyclic compound copolymerizable with the tetracyclododecene. Examples include hydrogenated polymers obtained by hydrogenating a polymer obtained by metathesis 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−(CH2nCOOR3(ここで、R3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−(CH2nCOOR3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、
3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、−(CH2n
OOR3で表される基が結合した炭素原子に、同時に炭
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 3 ( wherein, R 3 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 3 is contained per molecule of the tetracyclododecene derivative of the general formula (5). In the general formula,
R 3 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, which is preferable in terms of decreasing the hygroscopicity of the obtained hydrogenated polymer as the number of carbon atoms increases, but is preferably lower than the glass transition temperature of the obtained hydrogenated polymer. 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 tetracyclododecene derivative of the general formula (5) in which a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms is simultaneously bonded as a substituent to the carbon atom to which the group represented by OOR 3 is bonded, reduces the hygroscopicity. It is preferred. 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
樹脂を金型表面温度が該樹脂のTg以上に加熱された金
型内に射出などの方法で充填し、金型温度を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。
The thin plate-shaped molded article of the present invention is prepared by filling the above-mentioned thermoplastic resin into a mold heated to a temperature higher than Tg of the resin by injection or the like, and setting the mold temperature to Tg or higher. After alleviating the shear strain at the time of filling by holding at, cooling and taking out can be carried 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、金型温度を熱可塑性樹脂のTg以上に加熱した状態
で射出することで、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
も金型温度がTg未満の場合と同じように流動中に分子
は一旦流動方向に配向するが、金型温度がTg以上のた
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. According to the present invention, it is possible to prevent the resin from being cooled and solidified during filling of the molten resin by injecting the resin while the mold is heated to a temperature equal to or higher than the Tg of the thermoplastic resin. In this case as well, when the mold temperature is lower than Tg, the molecules are once oriented in the flow direction during the flow, but since the mold temperature is equal to or higher than Tg, the molecular chains still rotate even after the mold is filled. ,
It is in a state in which it can move, such as expansion and contraction, and the molecules that have been oriented by being kept at a temperature equal to or higher than Tg gradually relax, and the anisotropy gradually decreases, so that a molded article with small birefringence can be obtained.

【0020】金型温度はTg以上であれば光学特性の良
い成形品を得ることは可能であるが、分子配向は金型温
度が高いほど短時間で緩和する。従って、成形サイクル
を短くするためには可能な限り金型温度を高くすること
が望ましく、好ましくは(Tg+20)℃以上、さらに
好ましくは(Tg+30)℃以上に保持する。それが困
難な場合は分子配向が緩和されるに十分な保持時間を必
要とする。
If the mold temperature is equal to or higher than Tg, it is possible to obtain a molded article having good optical properties, but the molecular orientation is relaxed in a shorter time as the mold temperature is higher. Therefore, in order to shorten the molding cycle, it is desirable to increase the temperature of the mold as much as possible. Preferably, the temperature is maintained at (Tg + 20) ° C. or higher, more preferably (Tg + 30) ° C. or higher. If it is difficult, a sufficient holding time is required for relaxing the molecular orientation.

【0021】本発明において、金型の加熱方法はいかな
る方法でもよい。たとえば一般的に使用される方法とし
て、水、オイルの流路を金型内に配置し水、オイルなど
の媒体を熱可塑性樹脂のTg以上にコントロールし金型
温度を温調する方法、また金型内にヒーターを埋め込み
金型を加熱する方法、金型表面に通電可能な電気導電層
を設け、通電することによって発熱して加熱する方法、
誘導加熱装置により金型外部または内部から加熱する方
法、また金型外部からハロゲンランプ、セラミックスヒ
ータによる遠赤外線による輻射によって加熱する方法な
ど、特に限定されない。また、金型の加熱は、急速に行
うことが好ましい。かかる加熱速度としては、通常5℃
/分以上、好ましくは1℃/秒以上、さらに好ましくは
5℃/秒以上である。
In the present invention, the method of heating the mold may be any method. For example, a commonly used method is to arrange a flow path of water and oil in a mold, control a medium such as water and oil to a temperature equal to or higher than the Tg of the thermoplastic resin, and control a mold temperature. A method of heating a mold by embedding a heater in the mold, a method of providing an electrically conductive layer capable of conducting electricity on the surface of the mold, and heating and heating by applying electricity
There is no particular limitation on the method of heating from outside or inside the mold by an induction heating device, or the method of heating from outside the mold by irradiation with far-infrared rays using a halogen lamp or a ceramics heater. It is preferable that the heating of the mold is performed rapidly. The heating rate is usually 5 ° C.
/ Min or more, preferably 1 ° C / sec or more, more preferably 5 ° C / sec or more.

【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+
200)℃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)℃、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。
The temperature of the thermoplastic resin when injected into the mold is (Tg + 50) ° C. to (Tg +
200 ° C., more preferably (Tg + 70) ° C. to (Tg + 180) ° C., 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、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
れに対して金型温度をTg以上にした場合は、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。
In the sheet-like molded product molded by the method of the present invention, when the mold temperature is lower than Tg, the 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. On the other hand, when the mold temperature is set to Tg or higher, the orientation layer near the mold surface is also maintained at Tg or higher, so that the molecular orientation is relaxed with time, and then cooled to Tg or lower to take out the molded product. No 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。また、金型温度Tm
とTgの差(℃)が70℃である場合、、保持時間tは
好ましくは1秒以上、特に好ましくは10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. Also, the mold temperature Tm
When the difference (° C.) between Tg and Tg is 70 ° C., the holding time t is preferably at least 1 second, particularly preferably at least 10 seconds.

【0025】本発明においては、樹脂が充填された金型
を一定時間Tg以上で保持後、急速に冷却するが、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20℃/分以上特に好
ましくは1〜10℃/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, the mold filled with the resin is cooled rapidly after holding the mold filled with the resin for a predetermined time Tg or more. The cooling rate is not particularly limited, but is preferably 4 ° C./min or more. It is more preferably at least 20 ° C./min, particularly preferably 1 to 10 ° C./sec. As a cooling method,
A method using natural cooling or a method using a cooling device is used. However, a cooling method using a cooling device is more preferable in the method using natural cooling since the cooling rate may greatly change depending on environmental conditions.

【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30nm
以下、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、成型品の肉厚は、10mm以
下であることが好ましく、さらに好ましくは0.1〜7
mm,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 has a birefringence of 50 nm or less, preferably 30 nm or less.
Hereinafter, it is more preferably 10 nm or less, particularly preferably 5 nm or less. The thickness of the molded product is preferably 10 mm or less, more preferably 0.1 to 7 mm.
mm, more preferably 0.2 to 5 mm, particularly preferably 0.3 to 3 mm.

【0027】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, a tapered or stepped surface, a surface having irregularities, a flat surface, a curved surface, a free-form 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.

【0028】[0028]

【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、本発明はこれら実
施例のみに限定されるものではない。
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 these examples.

【0029】実施例1〜5、比較例1〜2 熱可塑性樹脂として、極限粘度0.55、Tg171℃
のノルボルネン樹脂(日本合成ゴム(株)製アートン)
を用いた。この樹脂を、200×150×1.5mmの
平板形状の金型を用い、樹脂温度310℃の条件で金型
温度と保持時間を変えながら射出及び金型温度の保持を
行った。その後冷却し金型温度が150℃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。該金
型中には固定側、移動側それぞれにシーズヒーター設置
し、加熱できる構造にした。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、成形に当たり、金型表面の加熱速
度は10℃/分であり、成形後の金型冷却速度は7℃/
分とした。評価結果を表1に示す。
Examples 1 to 5, Comparative Examples 1 and 2 As thermoplastic resins, intrinsic viscosity 0.55, Tg 171 ° C.
Norbornene resin (ARTON manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd.)
Was used. This resin was injected and maintained at a mold temperature while changing the mold temperature and the holding time at a resin temperature of 310 ° C. using a flat mold having a size of 200 × 150 × 1.5 mm. Thereafter, the molded product was taken out when the mold temperature reached 150 ° C. after cooling. In order to prevent sink marks on the surface of the molded product, the molten resin was kept for a fixed time after filling. In the mold, a sheathed heater was installed on each of the fixed side and the movable side, so that the mold could be heated. 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). In molding, the heating rate of the mold surface was 10 ° C./min, and the mold cooling rate after molding was 7 ° C./min.
Minutes. Table 1 shows the evaluation results.

【0030】[0030]

【表1】 [Table 1]

【0031】表1からわかるとおり、金型温度がTg+
20℃より十分に高いか、あるいはTg+20℃近傍で
あっても保持時間を充分にとって金型温度を保持した場
合(実施例1〜5)は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は金
型温度がTgより低い例で、保持時間を十分にとっても
良好なレターデーションが得られない。比較例2は金型
温度がTg+30℃近傍で保持時間が短い例であり、レ
ターデーションの低減が不十分である。
As can be seen from Table 1, the mold temperature is Tg +
Even if the temperature is sufficiently higher than 20 ° C. or the mold temperature is maintained with a sufficient holding time even at around Tg + 20 ° C. (Examples 1 to 5), a molded product having a small retardation and excellent optical properties can be obtained. . On the other hand, Comparative Example 1 is an example in which the mold temperature is lower than Tg, and good retardation cannot be obtained even if the holding time is sufficient. Comparative Example 2 is an example in which the holding time is short when the mold temperature is around Tg + 30 ° C., and the reduction of the retardation is insufficient.

【0032】実施例6〜8、比較例3〜4 熱可塑性樹脂として、Tgが148℃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
×1.5mmの平板形状の金型を用い、樹脂温度260
℃の条件で金型温度と保持時間を変えながら射出し、金
型温度の保持を行った。その後冷却し金型温度が130
℃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。
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
× 1.5 mm plate-shaped mold, resin temperature 260
Injection was performed while changing the mold temperature and the holding time under the condition of ° C. to maintain the mold temperature. After that, it is cooled and the mold temperature is
When the temperature reached ° C, the molded product was taken out. In order to prevent sink marks on the surface of the molded product, the molten resin was kept for a fixed time after filling.

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】実施例9〜11、比較例5〜6 熱可塑性樹脂として、Tgが120℃の耐熱ポリメチル
メタアクリレート系樹脂を用いた。この樹脂を、実施例
1と同様にして200×150×1.5mmの上記と同
じ平板形状の金型を用い、樹脂温度300℃の条件で金
型温度と保持時間を変えながら射出し、金型温度の保持
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。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。
Examples 9 to 11 and Comparative Examples 5 to 6 A heat-resistant polymethyl methacrylate resin having a Tg of 120 ° C. was used as a thermoplastic resin. This resin was injected in the same manner as in Example 1 using a 200 × 150 × 1.5 mm plate-shaped mold as described above, while changing the mold temperature and holding time at a resin temperature of 300 ° C. The mold temperature was maintained. Thereafter, the molded product was cooled and when the mold temperature reached 95 ° C., the molded product was taken out. In order to prevent sink marks on the surface of the molded product, the molten resin was kept for a fixed time after filling.

【0035】[0035]

【表3】 [Table 3]

【0036】[0036]

【発明の効果】本発明は、樹脂を射出成形時に金型温度
と保持時間を特定の条件とすることにより、得られる成
形品の複屈折を小さくでき、従来樹脂では使用すること
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 article can be reduced by setting the mold temperature and the holding time to specific conditions during the injection molding of the resin, and the conventional resin cannot be used. It 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 B29K 69:00 B29L 7:00 11:00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI B29K 69:00 B29L 7:00 11:00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 熱可塑性樹脂からなる薄板状成形品であ
って、熱可塑性樹脂を金型表面温度が該樹脂のガラス転
移温度(Tg)以上に加熱された金型内に充填し、金型
温度をTg以上の温度で保持して充填時のせん断歪みを
緩和させた後、冷却してなる、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-shaped molded article made of a thermoplastic resin, wherein the thermoplastic resin is filled in a mold heated to a temperature higher than a glass transition temperature (Tg) of the resin. A thin plate-like molded product characterized by having an optical distortion of 50 nm or less, which is obtained by cooling at a temperature maintained at a temperature of Tg or higher to alleviate the shear distortion at the time of filling and then cooling.
【請求項2】 熱可塑性樹脂を金型表面温度が該樹脂の
Tg以上に加熱された金型内に射出し、金型温度をTg
以上で保持して充填時のせん断歪みを緩和させた後、冷
却す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. Injecting a thermoplastic resin into a mold heated to a mold surface temperature equal to or higher than Tg of the resin, and setting the mold temperature to Tg.
2. The method for forming a thin plate-shaped molded product according to claim 1, wherein cooling is performed after the above-described holding and relaxation of the shear strain at the time of filling are performed.
【請求項3】 熱可塑性樹脂が熱可塑性ノルボルネン系
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.
【請求項4】 熱可塑性樹脂がアクリル樹脂およびポリ
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-shaped molded article according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is at least one selected from an acrylic resin and a polycarbonate resin.
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