射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品
【課題】薄肉で高い精度を必要とする射出成形品であっても、転写精度の高い射出成形をすることができる射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品を提供する。
【解決手段】第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を備えたこと、を特徴とする射出成形金型が提供される。
【解決手段】第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を備えたこと、を特徴とする射出成形金型が提供される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品に関し、特に薄肉で高い精度を必要とする成形品の射出成形に適した射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融樹脂の成形法の一種として知られる射出成形法では、溶融混練された溶融樹脂を、射出成形金型内のスプル、ランナを介して成形品の外形形状をなすキャビティ（空間部分）に圧力をかけて充填し、充填された溶融樹脂をキャビティ内で時間経過とともに冷却している。
【０００３】
ここで、近年においては、電子機器の構成部材などとして用いられている樹脂成形品の薄肉軽量化、高精度化が要求されるようになってきている。特に、光ピックアップ装置や携帯電話などに用いられる光学素子のレンズなどのような精密部品においては、成形品表面の微細形状や平滑面の面精度を正確に転写する必要がある。このような場合、キャビティに充填される溶融樹脂の流動性が悪いと、溶融流れの均一性などが悪化して、成形品表面の微細形状や平滑面の面精度（転写性の低下）が低下するおそれがある。
【０００４】
そのため、溶融樹脂の供給路を加熱冷却するための手段を備えた射出成形金型が提案されている（特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１に開示されている技術においては、溶融樹脂の供給路の広い範囲を加熱冷却するようにしている。そのため、射出成形金型の大型化を招くとともに、加熱冷却に多くのエネルギーが必要となり、環境負荷の観点からも課題を有していた。
【０００５】
また、射出成形機のノズルの内部に流路断面積の小さい部分を設けて、ここを通過する溶融樹脂の温度を剪断発熱により上昇させる技術が提案されている（特許文献２を参照）。 しかしながら、特許文献２に開示されている技術においては、流路断面積の小さい部分を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速についての考慮がされておらず、キャビティ内の空気などを巻き込み、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）を発生させるおそれがあった。
【特許文献１】特開２００２−２１０７９５号公報
【特許文献２】特開平７−９４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、薄肉で高い精度を必要とする射出成形品であっても、転写精度の高い射出成形をすることができる射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を備えたこと、を特徴とする射出成形金型が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする第１の温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を有する射出成型金型を用いて、第１の金型と第２の金型とを型締めすることで前記キャビティを形成し、前記温度調整手段による前記狭隘部の温度調整と、前記狭隘部において生ずる剪断発熱と、により溶融樹脂の温度を変化させつつ溶融樹脂を前記キャビティに向けて供給し、前記狭隘部を通過させることで速くなった前記溶融樹脂の流速を流速調整分において減速させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に充填すること、を特徴とする射出成形品の製造方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、上記の射出成形金型を用いて射出成形されたこと、を特徴とする射出成形品が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、薄肉で高い精度を必要とする射出成形品であっても、転写精度の高い射出成形をすることができる射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
また、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視模式断面図である。
図１に示すように、射出成形金型１には、固定側金型２、可動側金型３が備えられている。固定側金型２は固定側取り付け板１３に、可動側金型３はブロック１４を介して可動側取り付け板１５に、それぞれ取り付けられている。
【００１２】
可動側金型３のパーティング面（金型の分割面）１６には、キャビティ形成面８ａが設けられ、このキャビティ形成面８ａと固定側金型２のパーティング面（金型の分割面）１６とで形成される空間がキャビティ８となる。すなわち、固定側金型２と、可動側金型３とが協働してキャビティ８を形成する。
【００１３】
また、可動側金型３のパーティング面（金型の分割面）１６には、キャビティ８内に溶融樹脂を充填する流路であるランナ５が設けられており、ランナ５は、狭隘部６、流速調整部７を介してキャビティ８と連通されている。また、固定側金型２にはスプル４が設けられている。そして、スプル４の一端は固定側金型２の固定側取り付け板１３を取り付ける側の面に開口され、他端はランナ５と連通されている。そのため、スプル４の開口部から導入された溶融樹脂が、スプル４、ランナ５、狭隘部６、流速調整部７を経由してキャビティ８内へ充填可能とされている。
【００１４】
図１、図２に示すように、狭隘部６の流路断面積（流れ方向に垂直な方向の断面積）は、ランナ５の流路断面積（流れ方向に垂直な方向の断面積）よりも小さいものとされている。そして、流路断面積を小さくすることで流路抵抗を増加させて溶融樹脂に剪断力を与え、溶融樹脂を自己発熱（剪断発熱）させることで温度を上昇させることができるようになっている。尚、狭隘部６の流路断面積は、射出成形される樹脂材料の材質や成形品の精度などによる射出成形条件（例えば、温度や圧力など）、後述する加熱部９の加熱容量との関係などを考慮して適宜決定される。
【００１５】
また、狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２０が備えられ、温度調整手段２０には狭隘部６の加熱を可能とする加熱部９と、狭隘部６の冷却を可能とする冷却部１０とが設けられている。
温度調整手段２０に設けられる加熱部９としては、例えば、通電によるジュール熱を利用した電熱線や加熱媒体を閉循環させるようなものを例示することができる。加熱媒体としては、例えば、加熱温度が室温〜１００℃以下の場合は水を、１００℃程度〜２００℃程度の場合は水蒸気を、室温〜３００℃程度の場合はシリコーン油などの加熱媒体油を例示することができる。ただし、これらのものに限定されるわけではなく、射出成形される樹脂材料のガラス転移温度などにより適宜選択することができる。
【００１６】
温度調整手段２０に設けられる冷却部１０としては、例えば、冷却媒体を閉循環させるようなものを例示することができる。冷却媒体としては、例えば、窒素ガス、水、シリコーン油のような油などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００１７】
図１、図２に例示をした加熱部９は、断面が略円形をした柱状形状を呈している。そして、例えば、通電によるジュール熱を利用したものの場合は内部に電熱線が設けられている。また、加熱媒体を閉循環させるようなものの場合は、内部が中空のパイプ状とされており、その内部を水、水蒸気、加熱媒体油などの加熱媒体が流れるようになっている。
【００１８】
図１、図２に例示をした冷却部１０は、断面が略円形をした柱状形状を呈しており、その内部が中空のパイプ状とされている。そして、その内部を窒素ガス、水、油などの冷却媒体が流れるようになっている。
尚、加熱部９、冷却部１０の制御は、狭隘部６の近傍に設けられた図示しない温度測定手段の測定値に基づいて行うようにすることができる。
【００１９】
また、図１、図２に例示をした加熱部９、冷却部１０の断面形状は略円形であるが、これに限定されるわけではなく、例えば、矩形、台形、その他の多角形などとすることもできる。また、加熱部９、冷却部１０の数も図示したものに限定されるわけではなく、狭隘部６の長さなどに合わせて適宜変更することができる。
【００２０】
また、射出成形金型１には、射出成形金型１全体を加熱するための、例えば、図示しない加熱エアーの循環路などを別途設けるようにすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、加熱媒体油や水蒸気などを循環させるものであってもよいし、電熱線を用いたものであってもよい。尚、これらや前述した加熱部９、冷却部１０の温度制御を行うための図示しない温度制御手段も設けられている。
【００２１】
本実施の形態においては、狭隘部６による剪断発熱と加熱部９による加熱とにより溶融樹脂の温度を上昇させることができる。そのため、加熱部９の出力を小さくすることができ加熱部９の小型化を図ることができる。
また、流路断面積の小さな部分において加熱をしているため、溶融樹脂の流れの断面方向における温度分布を均一化させることができる。
また、キャビティ８への充填の直前に溶融樹脂の温度を調整することができるため、温度の調整後、キャビティ８に充填されるまでの間に生じる温度低下を抑制することができる。そのため、流動性の低下を抑制することができるので、転写性に優れた射出成形を行うことができる。尚、溶融樹脂の温度が高すぎる場合には、冷却部１０によりキャビティ８への充填の直前に温度を調整することもできる。
【００２２】
また、流路断面積が小さい狭隘部６の近傍に加熱部９、冷却部１０を設けるようにしているので、例えば、ランナ５の外形よりも内側に加熱部９、冷却部１０を設けるようにすることができ、射出成形金型１の大型化を抑制することができる。
【００２３】
その結果、特許文献１に開示されている技術と比べて射出成形金型１の小型化が図れ、また、加熱のために外部から加えるエネルギーも少なくて済むので環境負荷を低減させることもできる。
【００２４】
ここで、特許文献２に開示されている技術においては、流路断面積の小さい部分を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速についての考慮がされておらず、キャビティ８内の空気などを巻き込み、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）を発生させる原因となるおそれがあった。
【００２５】
本発明者は検討の結果、狭隘部６とキャビティ８との間に流速調整部７を設け、狭隘部６を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速を調整するようにすれば、転写性に優れ、かつ、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）の発生を抑制した射出成形品を得ることができるとの知見を得た。
【００２６】
ここで、流速調整部７は、キャビティ８に近づくにつれてその流路断面積が漸増するようになっている。すなわち、図２に示すように、キャビティ８に近づくにつれて流速調整部７の側壁間の距離が徐々に拡がるようになっている。
【００２７】
そのため、狭隘部６を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速を、キャビティ８内の空気などを巻き込まない程度の流速にまで徐々に減速させることができる。
また、キャビティ８に近づくにつれて流路の断面寸法が大きくなるので、キャビティ８との接続部分であるゲート部７ａの寸法を大きくすることができる。そのため、広い範囲からキャビティ８内に溶融樹脂を充填させることができるので、キャビティ８内における溶融樹脂の流速を均一にすることができる。その結果、フローマークと呼ばれる外観不良をも抑制することができる。
【００２８】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図２において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
本実施の形態においては、可動側金型３０に設けられた流速調整部７とキャビティ８との間に整流部７０を設けるようにしている。
図３に示すように、整流部７０の側壁は、キャビティ８への充填方向と略平行となるような向きにされている。そして、整流部７０の一端（上流側）が流速調整部７と連通され、他端（下流側）がキャビティ８と連通されている。
【００３０】
本実施の形態においては、前述したものと同様に流速調整部７において流速が調整された後に、整流部７０において溶融樹脂の流れ方向がキャビティ８への充填方向と略平行となるように矯正されることになる。そのため、キャビティ８内における溶融樹脂の流速をさらに均一とすることができる。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図２において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、射出成形金型１１の狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２１が備えられ、温度調整手段２１には狭隘部６の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部９０が設けられている。
温度調整手段２１に設けられる加熱冷却部９０としては、例えば、媒体を閉循環させるようなものを例示することができる。そして、閉循環させる媒体を切り替えたり、温度を変えたりすることで加熱と冷却の切替を行うようにすることができる。
【００３３】
この場合、加熱を行うための加熱媒体としては、例えば、加熱温度が室温〜１００℃以下の場合は水を、１００℃程度〜２００℃程度の場合は水蒸気を、室温〜３００℃程度の場合はシリコーン油などの加熱媒体油を例示することができる。ただし、これらのものに限定されるわけではなく、射出成形される樹脂材料のガラス転移温度などにより適宜選択することができる。また、冷却を行うための冷却媒体としては、例えば、窒素ガス、水、シリコーン油のような油などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００３４】
図４に例示をした加熱冷却部９０は、断面が略円形をした柱状形状を呈している。そして、例えば、媒体を閉循環させるようなものの場合は、内部が中空のパイプ状とされており、その内部を窒素ガス、水、水蒸気、油などの媒体が流れるようになっている。
【００３５】
尚、加熱冷却部９０の制御は、狭隘部６の近傍に設けられた図示しない温度測定手段の測定値に基づいて行うようにすることができる。
【００３６】
また、図４に例示をした加熱冷却部９０の断面形状は略円形であるが、これに限定されるわけではなく、例えば、矩形、台形、その他の多角形などとすることもできる。また、加熱冷却部９０の数も図示したものに限定されるわけではなく、狭隘部６の長さなどに合わせて適宜変更することができる。
【００３７】
本実施の形態においては、加熱及び冷却を行うことのできる加熱冷却部９０を設けて、加熱と冷却とを切り替えるようにしている。そのため、単位面積あたりに設けることができる加熱手段または冷却手段の数を増加させることができる。例えば、図４に例示をしたものの場合においては、２つの加熱冷却部９０を加熱手段（または、冷却手段）とすることができ、加熱範囲（または、冷却範囲）を拡げたり、加熱容量（または、冷却容量）を増加させたりすることができる。その結果、温度分布の均一化や昇温時間（または、冷却時間）の短縮化を図ることができる。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図２において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、射出成形金型１２の狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２１が備えられ、温度調整手段２１には狭隘部６の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部９０が設けられている。また、加熱冷却部９０と流速調整部７とを覆うようにして熱の伝導を抑制する断熱手段９１が設けられている。
断熱手段９１は、断熱性が高く耐熱性を有する材料により形成させるようにすることが好ましい。そのような材料としては、例えば、ガラスフィラーを混入した樹脂や各種セラミックスなどの無機材料を例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００４０】
本実施の形態においては、加熱冷却部９０と流速調整部７とが断熱手段９１により覆われているので、外部への伝熱による損失や外部への熱放射が抑制される。そのため、加熱冷却部９０による温度制御性が向上し、また、省エネルギーともなるので環境負荷が低減されることになる。
【００４１】
尚、断熱手段９１が配設される位置やその形状は図５に例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
すなわち、狭隘部６の近傍であって、外部への放熱が抑制できるような断熱手段を備えるようにすればよい。
【００４２】
図６は、本発明の第５の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１〜図５において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
図６に示すように、可動側金型３ａのパーティング面（金型の分割面）１６には、キャビティ形成面８ａが設けられ、このキャビティ形成面８ａと固定側金型２ａのパーティング面（金型の分割面）１６とで形成される空間がキャビティ８となる。
また、固定側金型２ａには、スプル４ａとランナ５ａとが設けられている。そして、スプル４ａの一端は固定側金型２ａの固定側取り付け板１３を取り付ける側の面に開口され、他端はランナ５ａと連通されている。
【００４４】
また、ランナ５ａのスプル４ａが連通している面と対向する側の面には、２つのスプル４ｂが連通されており、各スプル４ｂは、狭隘部６、流速調整部７を介してキャビティ８とそれぞれ連通されている。そのため、スプル４ａの開口部から導入された溶融樹脂が、スプル４ａ、ランナ５ａ、狭隘部６、流速調整部７を経由して、２箇所からキャビティ８内へ充填可能とされている。また、それぞれの狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２１が備えられ、温度調整手段２１には狭隘部６の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部９０が設けられている。また、加熱冷却部９０と流速調整部７とを覆うようにして断熱手段９１がそれぞれ設けられている。
【００４５】
尚、図６に例示をしたものでは、スプル４ｂ、狭隘部６、流速調整部７、加熱冷却部９０、断熱手段９１を２組設けるものとしているが、これに限定されるわけではない。例えば、キャビティ８の面積や体積などに応じてこれらの組数を適宜変更することができる。
【００４６】
本実施の形態においては、複数の箇所からキャビティ８内へ溶融樹脂を充填することができるので、キャビティ８の面積や体積などが大きい場合においても転写性に優れた射出成形を行うことができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る射出成形金型１を用いた射出成形品の製造方法について説明をする。
【００４８】
図７は、本発明の実施の形態に係る射出成形品の製造方法について例示をするためのフローチャートである。
まず、図示しない加熱供給手段により加熱された加熱媒体が射出成形金型１の図示しない循環路に供給されて、射出成形金型全体が所定の温度まで加熱される。この際、狭隘部６の外周の近傍に設けられた加熱部９により狭隘部６を加熱するようにしてもよい。
尚、加熱媒体としては、例えば、水、水蒸気、油など種々のものを用いることができる。また、加熱の手段も加熱媒体を循環させるものに限定されるわけではなく、電熱線を用いたものなどであってもよい。
【００４９】
そして、成形開始信号により加熱された射出成形金型１の型締め動作が行われる（ステップＳ１）。すなわち、可動側金型３（可動側取り付け板１５）を移動させて、可動側金型３と固定側金型２とをパーティング面１６で接合させる。
【００５０】
次に、図示しない射出成形装置から、加熱、溶融された溶融樹脂が射出成形金型１へ射出充填される（ステップＳ２）。
射出充填された溶融樹脂は、スプル４、ランナ５、狭隘部６、流速調整部７を経由してキャビティ８へ供給（充填）される。尚、この際の射出条件を例示するものとすれば、例えば、アクリル樹脂の場合においては、射出成形装置のシリンダ温度を２００℃〜２６０℃程度、射出圧力を６０ＭＰａ〜１２０ＭＰａ程度とすることができる。
この際、狭隘部６の外周の近傍に設けられた温度調整手段２０による狭隘部６の温度調整と狭隘部６において生ずる剪断発熱とで溶融樹脂の温度が調整される。そのため、例えば、射出成形金型１への導入からキャビティ８に充填されるまでの間に生じた温度低下分を昇温させることができるので、流動性が高く、転写性に優れた射出成形を行うことができる。また、溶融樹脂の温度が高すぎる場合には、温度調整手段２０に設けられた冷却部１０により、溶融樹脂の温度が適正な温度となるように調整することもできる。
【００５１】
また、狭隘部６を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速を流速調整部７によりキャビティ８内の空気などを巻き込まない程度の流速まで徐々に減速させることができる。そのため、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）が抑制された射出成形を行うことができる。
【００５２】
また、流速調整部７を設けることで広い範囲からキャビティ８内に溶融樹脂を充填することができるので、キャビティ８内における溶融樹脂の流速を均一にすることができる。その結果、フローマークと呼ばれる外観不良をも抑制することができる。
【００５３】
また、図３で例示をした整流部７０を設けるものとすれば、溶融樹脂の流れ方向がキャビティ８への充填方向と略平行となる向きに矯正されるので、キャビティ８内における溶融樹脂の流速をさらに均一とすることができる。
【００５４】
また、図５で例示をした断熱手段９１を設けるものとすれば、外部への伝熱による損失や外部への熱放射を抑制することができるので、温度制御性が向上し、また、省エネルギーともなるので環境負荷を低減させることができる。
【００５５】
また、図６で例示をしたように複数の箇所からキャビティ８内へ溶融樹脂を充填するものとすれば、キャビティ８の面積や体積などが大きい場合においても転写性に優れた射出成形を行うことができる。
【００５６】
次に、冷却部１０によりゲート部７ａ付近の溶融樹脂を冷却して、キャビティ８を閉鎖する（ステップＳ３）。
この時、加熱部９による加熱を停止しておけば、ゲート部７a付近の樹脂の冷却がより容易となる。
【００５７】
次に、図示しない冷却手段により窒素ガスや水などの冷却媒体が射出成形金型１の図示しない循環路に供給されて、射出成形金型全体が所定の温度まで冷却される。その後、可動側金型３（可動側取り付け板１５）を移動させて、射出成形品を取り出す（ステップＳ４）。
その後、所望の数に達するまで、前述の手順を繰り返すことにより射出成形品を製造する。
【００５８】
尚、本実施の形態に係る射出成形金型装置１が備えられる図示しない射出成形装置に関しては、既知の射出成形装置の技術を適用することができるのでその説明は省略する。
【００５９】
また、前述のアクリル樹脂とその射出条件などは、例示であり、これに限定されるわけではない。溶融樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂を例示することができ、より具体的には、ポリエチレン(PE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン 、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル(PVAc) 、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、PTFE）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＡＳ樹脂 、アクリル樹脂(PMMA）、ポリアミド(PA)、ナイロン、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテルm-PPE、変性PPE）、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンテレフタレート・ガラス樹脂入り(PET-G)、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート(GF-PET)、環状ポリオレフィン (COP)、あるいはこれらのアロイ材などを例示することができる。
【００６０】
ここで、本発明者の得た知見によれば、例えば、厚みが１ｍｍ以下の薄肉の精密部品（例えば、光学素子のレンズなど）であっても、高い流動性を維持したまま溶融樹脂をキャビティ８に充填することができるので、射出成形品表面の微細形状や平滑面の面精度の高い（転写性の高い）射出成形品を得ることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
【００６２】
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【００６３】
例えば、射出成形金型１、射出成形金型１１、射出成形金型１２、射出成形金型１７などが備える各構成要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視模式断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る射出成形品の製造方法について例示をするためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１ 射出成形金型、２ 固定側金型、２ａ 固定側金型、３ 可動側金型、３ａ 可動側金型、４ スプル、４ａ スプル、４ｂ スプル、５ ランナ、５ａ ランナ、６ 狭隘部、７ 流速調整部、７ａ ゲート部、８ キャビティ、９ 加熱部、１０ 冷却部、１１ 射出成形金型、１２ 射出成形金型、１６ パーティング面、１７ 射出成形金型、２０ 温度調整手段、２１ 温度調整手段、３０ 可動側金型、７０ 整流部、９０ 加熱冷却部、９１ 断熱手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品に関し、特に薄肉で高い精度を必要とする成形品の射出成形に適した射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶融樹脂の成形法の一種として知られる射出成形法では、溶融混練された溶融樹脂を、射出成形金型内のスプル、ランナを介して成形品の外形形状をなすキャビティ（空間部分）に圧力をかけて充填し、充填された溶融樹脂をキャビティ内で時間経過とともに冷却している。
【０００３】
ここで、近年においては、電子機器の構成部材などとして用いられている樹脂成形品の薄肉軽量化、高精度化が要求されるようになってきている。特に、光ピックアップ装置や携帯電話などに用いられる光学素子のレンズなどのような精密部品においては、成形品表面の微細形状や平滑面の面精度を正確に転写する必要がある。このような場合、キャビティに充填される溶融樹脂の流動性が悪いと、溶融流れの均一性などが悪化して、成形品表面の微細形状や平滑面の面精度（転写性の低下）が低下するおそれがある。
【０００４】
そのため、溶融樹脂の供給路を加熱冷却するための手段を備えた射出成形金型が提案されている（特許文献１を参照）。
しかしながら、特許文献１に開示されている技術においては、溶融樹脂の供給路の広い範囲を加熱冷却するようにしている。そのため、射出成形金型の大型化を招くとともに、加熱冷却に多くのエネルギーが必要となり、環境負荷の観点からも課題を有していた。
【０００５】
また、射出成形機のノズルの内部に流路断面積の小さい部分を設けて、ここを通過する溶融樹脂の温度を剪断発熱により上昇させる技術が提案されている（特許文献２を参照）。 しかしながら、特許文献２に開示されている技術においては、流路断面積の小さい部分を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速についての考慮がされておらず、キャビティ内の空気などを巻き込み、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）を発生させるおそれがあった。
【特許文献１】特開２００２−２１０７９５号公報
【特許文献２】特開平７−９４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、薄肉で高い精度を必要とする射出成形品であっても、転写精度の高い射出成形をすることができる射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を備えたこと、を特徴とする射出成形金型が提供される。
【０００８】
また、本発明の他の一態様によれば、第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする第１の温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を有する射出成型金型を用いて、第１の金型と第２の金型とを型締めすることで前記キャビティを形成し、前記温度調整手段による前記狭隘部の温度調整と、前記狭隘部において生ずる剪断発熱と、により溶融樹脂の温度を変化させつつ溶融樹脂を前記キャビティに向けて供給し、前記狭隘部を通過させることで速くなった前記溶融樹脂の流速を流速調整分において減速させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に充填すること、を特徴とする射出成形品の製造方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の他の一態様によれば、上記の射出成形金型を用いて射出成形されたこと、を特徴とする射出成形品が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、薄肉で高い精度を必要とする射出成形品であっても、転写精度の高い射出成形をすることができる射出成形金型、射出成形品の製造方法、および射出成形品が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
また、図２は、図１におけるＡ−Ａ矢視模式断面図である。
図１に示すように、射出成形金型１には、固定側金型２、可動側金型３が備えられている。固定側金型２は固定側取り付け板１３に、可動側金型３はブロック１４を介して可動側取り付け板１５に、それぞれ取り付けられている。
【００１２】
可動側金型３のパーティング面（金型の分割面）１６には、キャビティ形成面８ａが設けられ、このキャビティ形成面８ａと固定側金型２のパーティング面（金型の分割面）１６とで形成される空間がキャビティ８となる。すなわち、固定側金型２と、可動側金型３とが協働してキャビティ８を形成する。
【００１３】
また、可動側金型３のパーティング面（金型の分割面）１６には、キャビティ８内に溶融樹脂を充填する流路であるランナ５が設けられており、ランナ５は、狭隘部６、流速調整部７を介してキャビティ８と連通されている。また、固定側金型２にはスプル４が設けられている。そして、スプル４の一端は固定側金型２の固定側取り付け板１３を取り付ける側の面に開口され、他端はランナ５と連通されている。そのため、スプル４の開口部から導入された溶融樹脂が、スプル４、ランナ５、狭隘部６、流速調整部７を経由してキャビティ８内へ充填可能とされている。
【００１４】
図１、図２に示すように、狭隘部６の流路断面積（流れ方向に垂直な方向の断面積）は、ランナ５の流路断面積（流れ方向に垂直な方向の断面積）よりも小さいものとされている。そして、流路断面積を小さくすることで流路抵抗を増加させて溶融樹脂に剪断力を与え、溶融樹脂を自己発熱（剪断発熱）させることで温度を上昇させることができるようになっている。尚、狭隘部６の流路断面積は、射出成形される樹脂材料の材質や成形品の精度などによる射出成形条件（例えば、温度や圧力など）、後述する加熱部９の加熱容量との関係などを考慮して適宜決定される。
【００１５】
また、狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２０が備えられ、温度調整手段２０には狭隘部６の加熱を可能とする加熱部９と、狭隘部６の冷却を可能とする冷却部１０とが設けられている。
温度調整手段２０に設けられる加熱部９としては、例えば、通電によるジュール熱を利用した電熱線や加熱媒体を閉循環させるようなものを例示することができる。加熱媒体としては、例えば、加熱温度が室温〜１００℃以下の場合は水を、１００℃程度〜２００℃程度の場合は水蒸気を、室温〜３００℃程度の場合はシリコーン油などの加熱媒体油を例示することができる。ただし、これらのものに限定されるわけではなく、射出成形される樹脂材料のガラス転移温度などにより適宜選択することができる。
【００１６】
温度調整手段２０に設けられる冷却部１０としては、例えば、冷却媒体を閉循環させるようなものを例示することができる。冷却媒体としては、例えば、窒素ガス、水、シリコーン油のような油などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００１７】
図１、図２に例示をした加熱部９は、断面が略円形をした柱状形状を呈している。そして、例えば、通電によるジュール熱を利用したものの場合は内部に電熱線が設けられている。また、加熱媒体を閉循環させるようなものの場合は、内部が中空のパイプ状とされており、その内部を水、水蒸気、加熱媒体油などの加熱媒体が流れるようになっている。
【００１８】
図１、図２に例示をした冷却部１０は、断面が略円形をした柱状形状を呈しており、その内部が中空のパイプ状とされている。そして、その内部を窒素ガス、水、油などの冷却媒体が流れるようになっている。
尚、加熱部９、冷却部１０の制御は、狭隘部６の近傍に設けられた図示しない温度測定手段の測定値に基づいて行うようにすることができる。
【００１９】
また、図１、図２に例示をした加熱部９、冷却部１０の断面形状は略円形であるが、これに限定されるわけではなく、例えば、矩形、台形、その他の多角形などとすることもできる。また、加熱部９、冷却部１０の数も図示したものに限定されるわけではなく、狭隘部６の長さなどに合わせて適宜変更することができる。
【００２０】
また、射出成形金型１には、射出成形金型１全体を加熱するための、例えば、図示しない加熱エアーの循環路などを別途設けるようにすることができる。ただし、これに限定されるわけではなく、加熱媒体油や水蒸気などを循環させるものであってもよいし、電熱線を用いたものであってもよい。尚、これらや前述した加熱部９、冷却部１０の温度制御を行うための図示しない温度制御手段も設けられている。
【００２１】
本実施の形態においては、狭隘部６による剪断発熱と加熱部９による加熱とにより溶融樹脂の温度を上昇させることができる。そのため、加熱部９の出力を小さくすることができ加熱部９の小型化を図ることができる。
また、流路断面積の小さな部分において加熱をしているため、溶融樹脂の流れの断面方向における温度分布を均一化させることができる。
また、キャビティ８への充填の直前に溶融樹脂の温度を調整することができるため、温度の調整後、キャビティ８に充填されるまでの間に生じる温度低下を抑制することができる。そのため、流動性の低下を抑制することができるので、転写性に優れた射出成形を行うことができる。尚、溶融樹脂の温度が高すぎる場合には、冷却部１０によりキャビティ８への充填の直前に温度を調整することもできる。
【００２２】
また、流路断面積が小さい狭隘部６の近傍に加熱部９、冷却部１０を設けるようにしているので、例えば、ランナ５の外形よりも内側に加熱部９、冷却部１０を設けるようにすることができ、射出成形金型１の大型化を抑制することができる。
【００２３】
その結果、特許文献１に開示されている技術と比べて射出成形金型１の小型化が図れ、また、加熱のために外部から加えるエネルギーも少なくて済むので環境負荷を低減させることもできる。
【００２４】
ここで、特許文献２に開示されている技術においては、流路断面積の小さい部分を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速についての考慮がされておらず、キャビティ８内の空気などを巻き込み、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）を発生させる原因となるおそれがあった。
【００２５】
本発明者は検討の結果、狭隘部６とキャビティ８との間に流速調整部７を設け、狭隘部６を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速を調整するようにすれば、転写性に優れ、かつ、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）の発生を抑制した射出成形品を得ることができるとの知見を得た。
【００２６】
ここで、流速調整部７は、キャビティ８に近づくにつれてその流路断面積が漸増するようになっている。すなわち、図２に示すように、キャビティ８に近づくにつれて流速調整部７の側壁間の距離が徐々に拡がるようになっている。
【００２７】
そのため、狭隘部６を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速を、キャビティ８内の空気などを巻き込まない程度の流速にまで徐々に減速させることができる。
また、キャビティ８に近づくにつれて流路の断面寸法が大きくなるので、キャビティ８との接続部分であるゲート部７ａの寸法を大きくすることができる。そのため、広い範囲からキャビティ８内に溶融樹脂を充填させることができるので、キャビティ８内における溶融樹脂の流速を均一にすることができる。その結果、フローマークと呼ばれる外観不良をも抑制することができる。
【００２８】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図２において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００２９】
本実施の形態においては、可動側金型３０に設けられた流速調整部７とキャビティ８との間に整流部７０を設けるようにしている。
図３に示すように、整流部７０の側壁は、キャビティ８への充填方向と略平行となるような向きにされている。そして、整流部７０の一端（上流側）が流速調整部７と連通され、他端（下流側）がキャビティ８と連通されている。
【００３０】
本実施の形態においては、前述したものと同様に流速調整部７において流速が調整された後に、整流部７０において溶融樹脂の流れ方向がキャビティ８への充填方向と略平行となるように矯正されることになる。そのため、キャビティ８内における溶融樹脂の流速をさらに均一とすることができる。
【００３１】
図４は、本発明の第３の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図２において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】
図４に示すように、射出成形金型１１の狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２１が備えられ、温度調整手段２１には狭隘部６の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部９０が設けられている。
温度調整手段２１に設けられる加熱冷却部９０としては、例えば、媒体を閉循環させるようなものを例示することができる。そして、閉循環させる媒体を切り替えたり、温度を変えたりすることで加熱と冷却の切替を行うようにすることができる。
【００３３】
この場合、加熱を行うための加熱媒体としては、例えば、加熱温度が室温〜１００℃以下の場合は水を、１００℃程度〜２００℃程度の場合は水蒸気を、室温〜３００℃程度の場合はシリコーン油などの加熱媒体油を例示することができる。ただし、これらのものに限定されるわけではなく、射出成形される樹脂材料のガラス転移温度などにより適宜選択することができる。また、冷却を行うための冷却媒体としては、例えば、窒素ガス、水、シリコーン油のような油などを例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００３４】
図４に例示をした加熱冷却部９０は、断面が略円形をした柱状形状を呈している。そして、例えば、媒体を閉循環させるようなものの場合は、内部が中空のパイプ状とされており、その内部を窒素ガス、水、水蒸気、油などの媒体が流れるようになっている。
【００３５】
尚、加熱冷却部９０の制御は、狭隘部６の近傍に設けられた図示しない温度測定手段の測定値に基づいて行うようにすることができる。
【００３６】
また、図４に例示をした加熱冷却部９０の断面形状は略円形であるが、これに限定されるわけではなく、例えば、矩形、台形、その他の多角形などとすることもできる。また、加熱冷却部９０の数も図示したものに限定されるわけではなく、狭隘部６の長さなどに合わせて適宜変更することができる。
【００３７】
本実施の形態においては、加熱及び冷却を行うことのできる加熱冷却部９０を設けて、加熱と冷却とを切り替えるようにしている。そのため、単位面積あたりに設けることができる加熱手段または冷却手段の数を増加させることができる。例えば、図４に例示をしたものの場合においては、２つの加熱冷却部９０を加熱手段（または、冷却手段）とすることができ、加熱範囲（または、冷却範囲）を拡げたり、加熱容量（または、冷却容量）を増加させたりすることができる。その結果、温度分布の均一化や昇温時間（または、冷却時間）の短縮化を図ることができる。
【００３８】
図５は、本発明の第４の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１、図２において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、射出成形金型１２の狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２１が備えられ、温度調整手段２１には狭隘部６の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部９０が設けられている。また、加熱冷却部９０と流速調整部７とを覆うようにして熱の伝導を抑制する断熱手段９１が設けられている。
断熱手段９１は、断熱性が高く耐熱性を有する材料により形成させるようにすることが好ましい。そのような材料としては、例えば、ガラスフィラーを混入した樹脂や各種セラミックスなどの無機材料を例示することができる。ただし、これらに限定されるわけではなく、適宜変更することができる。
【００４０】
本実施の形態においては、加熱冷却部９０と流速調整部７とが断熱手段９１により覆われているので、外部への伝熱による損失や外部への熱放射が抑制される。そのため、加熱冷却部９０による温度制御性が向上し、また、省エネルギーともなるので環境負荷が低減されることになる。
【００４１】
尚、断熱手段９１が配設される位置やその形状は図５に例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。
すなわち、狭隘部６の近傍であって、外部への放熱が抑制できるような断熱手段を備えるようにすればよい。
【００４２】
図６は、本発明の第５の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
尚、図１〜図５において説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００４３】
図６に示すように、可動側金型３ａのパーティング面（金型の分割面）１６には、キャビティ形成面８ａが設けられ、このキャビティ形成面８ａと固定側金型２ａのパーティング面（金型の分割面）１６とで形成される空間がキャビティ８となる。
また、固定側金型２ａには、スプル４ａとランナ５ａとが設けられている。そして、スプル４ａの一端は固定側金型２ａの固定側取り付け板１３を取り付ける側の面に開口され、他端はランナ５ａと連通されている。
【００４４】
また、ランナ５ａのスプル４ａが連通している面と対向する側の面には、２つのスプル４ｂが連通されており、各スプル４ｂは、狭隘部６、流速調整部７を介してキャビティ８とそれぞれ連通されている。そのため、スプル４ａの開口部から導入された溶融樹脂が、スプル４ａ、ランナ５ａ、狭隘部６、流速調整部７を経由して、２箇所からキャビティ８内へ充填可能とされている。また、それぞれの狭隘部６の外周の近傍には、狭隘部６の温度調整を可能とする温度調整手段２１が備えられ、温度調整手段２１には狭隘部６の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部９０が設けられている。また、加熱冷却部９０と流速調整部７とを覆うようにして断熱手段９１がそれぞれ設けられている。
【００４５】
尚、図６に例示をしたものでは、スプル４ｂ、狭隘部６、流速調整部７、加熱冷却部９０、断熱手段９１を２組設けるものとしているが、これに限定されるわけではない。例えば、キャビティ８の面積や体積などに応じてこれらの組数を適宜変更することができる。
【００４６】
本実施の形態においては、複数の箇所からキャビティ８内へ溶融樹脂を充填することができるので、キャビティ８の面積や体積などが大きい場合においても転写性に優れた射出成形を行うことができる。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る射出成形金型１を用いた射出成形品の製造方法について説明をする。
【００４８】
図７は、本発明の実施の形態に係る射出成形品の製造方法について例示をするためのフローチャートである。
まず、図示しない加熱供給手段により加熱された加熱媒体が射出成形金型１の図示しない循環路に供給されて、射出成形金型全体が所定の温度まで加熱される。この際、狭隘部６の外周の近傍に設けられた加熱部９により狭隘部６を加熱するようにしてもよい。
尚、加熱媒体としては、例えば、水、水蒸気、油など種々のものを用いることができる。また、加熱の手段も加熱媒体を循環させるものに限定されるわけではなく、電熱線を用いたものなどであってもよい。
【００４９】
そして、成形開始信号により加熱された射出成形金型１の型締め動作が行われる（ステップＳ１）。すなわち、可動側金型３（可動側取り付け板１５）を移動させて、可動側金型３と固定側金型２とをパーティング面１６で接合させる。
【００５０】
次に、図示しない射出成形装置から、加熱、溶融された溶融樹脂が射出成形金型１へ射出充填される（ステップＳ２）。
射出充填された溶融樹脂は、スプル４、ランナ５、狭隘部６、流速調整部７を経由してキャビティ８へ供給（充填）される。尚、この際の射出条件を例示するものとすれば、例えば、アクリル樹脂の場合においては、射出成形装置のシリンダ温度を２００℃〜２６０℃程度、射出圧力を６０ＭＰａ〜１２０ＭＰａ程度とすることができる。
この際、狭隘部６の外周の近傍に設けられた温度調整手段２０による狭隘部６の温度調整と狭隘部６において生ずる剪断発熱とで溶融樹脂の温度が調整される。そのため、例えば、射出成形金型１への導入からキャビティ８に充填されるまでの間に生じた温度低下分を昇温させることができるので、流動性が高く、転写性に優れた射出成形を行うことができる。また、溶融樹脂の温度が高すぎる場合には、温度調整手段２０に設けられた冷却部１０により、溶融樹脂の温度が適正な温度となるように調整することもできる。
【００５１】
また、狭隘部６を通過させることで速くなった溶融樹脂の流速を流速調整部７によりキャビティ８内の空気などを巻き込まない程度の流速まで徐々に減速させることができる。そのため、ボイド（空洞）やフラッシュ（銀条）が抑制された射出成形を行うことができる。
【００５２】
また、流速調整部７を設けることで広い範囲からキャビティ８内に溶融樹脂を充填することができるので、キャビティ８内における溶融樹脂の流速を均一にすることができる。その結果、フローマークと呼ばれる外観不良をも抑制することができる。
【００５３】
また、図３で例示をした整流部７０を設けるものとすれば、溶融樹脂の流れ方向がキャビティ８への充填方向と略平行となる向きに矯正されるので、キャビティ８内における溶融樹脂の流速をさらに均一とすることができる。
【００５４】
また、図５で例示をした断熱手段９１を設けるものとすれば、外部への伝熱による損失や外部への熱放射を抑制することができるので、温度制御性が向上し、また、省エネルギーともなるので環境負荷を低減させることができる。
【００５５】
また、図６で例示をしたように複数の箇所からキャビティ８内へ溶融樹脂を充填するものとすれば、キャビティ８の面積や体積などが大きい場合においても転写性に優れた射出成形を行うことができる。
【００５６】
次に、冷却部１０によりゲート部７ａ付近の溶融樹脂を冷却して、キャビティ８を閉鎖する（ステップＳ３）。
この時、加熱部９による加熱を停止しておけば、ゲート部７a付近の樹脂の冷却がより容易となる。
【００５７】
次に、図示しない冷却手段により窒素ガスや水などの冷却媒体が射出成形金型１の図示しない循環路に供給されて、射出成形金型全体が所定の温度まで冷却される。その後、可動側金型３（可動側取り付け板１５）を移動させて、射出成形品を取り出す（ステップＳ４）。
その後、所望の数に達するまで、前述の手順を繰り返すことにより射出成形品を製造する。
【００５８】
尚、本実施の形態に係る射出成形金型装置１が備えられる図示しない射出成形装置に関しては、既知の射出成形装置の技術を適用することができるのでその説明は省略する。
【００５９】
また、前述のアクリル樹脂とその射出条件などは、例示であり、これに限定されるわけではない。溶融樹脂としては、例えば、熱可塑性樹脂を例示することができ、より具体的には、ポリエチレン(PE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリプロピレン(PP)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ塩化ビニリデン 、ポリスチレン(PS)、ポリ酢酸ビニル(PVAc) 、フッ素樹脂（例えば、ポリテトラフルオロエチレン、PTFE）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂）、ＡＳ樹脂 、アクリル樹脂(PMMA）、ポリアミド(PA)、ナイロン、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)、変性ポリフェニレンエーテルm-PPE、変性PPE）、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンテレフタレート・ガラス樹脂入り(PET-G)、グラスファイバー強化ポリエチレンテレフタレート(GF-PET)、環状ポリオレフィン (COP)、あるいはこれらのアロイ材などを例示することができる。
【００６０】
ここで、本発明者の得た知見によれば、例えば、厚みが１ｍｍ以下の薄肉の精密部品（例えば、光学素子のレンズなど）であっても、高い流動性を維持したまま溶融樹脂をキャビティ８に充填することができるので、射出成形品表面の微細形状や平滑面の面精度の高い（転写性の高い）射出成形品を得ることができる。
【００６１】
以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。
【００６２】
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。
【００６３】
例えば、射出成形金型１、射出成形金型１１、射出成形金型１２、射出成形金型１７などが備える各構成要素の形状、寸法、材質、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ矢視模式断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態に係る射出成形金型を例示するための模式断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る射出成形品の製造方法について例示をするためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００６５】
１ 射出成形金型、２ 固定側金型、２ａ 固定側金型、３ 可動側金型、３ａ 可動側金型、４ スプル、４ａ スプル、４ｂ スプル、５ ランナ、５ａ ランナ、６ 狭隘部、７ 流速調整部、７ａ ゲート部、８ キャビティ、９ 加熱部、１０ 冷却部、１１ 射出成形金型、１２ 射出成形金型、１６ パーティング面、１７ 射出成形金型、２０ 温度調整手段、２１ 温度調整手段、３０ 可動側金型、７０ 整流部、９０ 加熱冷却部、９１ 断熱手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金型と、
前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、
前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、
前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、
前記狭隘部の温度を調整可能とする温度調整手段と、
前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、
を備えたこと、を特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記温度調整手段は、前記狭隘部の加熱を可能とする加熱部と、前記狭隘部の冷却を可能とする冷却部と、を有すること、を特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記温度調整手段は、前記狭隘部の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部を有すること、を特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項４】
前記流速調整部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流れ方向と前記キャビティへの充填方向とが略平行となるように矯正する整流部をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の射出成形金型。
【請求項５】
前記狭隘部の周囲に設けられ、熱の伝導を抑制する断熱手段をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の射出成形金型。
【請求項６】
第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする第１の温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を有する射出成型金型を用いて、
第１の金型と第２の金型とを型締めすることで前記キャビティを形成し、
前記温度調整手段による前記狭隘部の温度調整と、前記狭隘部において生ずる剪断発熱と、により溶融樹脂の温度を変化させつつ溶融樹脂を前記キャビティに向けて供給し、
前記狭隘部を通過させることで速くなった前記溶融樹脂の流速を流速調整分において減速させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に充填すること、を特徴とする射出成形品の製造方法。
【請求項７】
前記流速調整部により流速が減速された前記溶融樹脂の流れ方向は、前記整流部によって前記キャビティへの充填方向と略平行となる向きに矯正されること、を特徴とする請求項６記載の射出成形品の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の射出成形金型を用いて射出成形されたこと、を特徴とする射出成形品。
【請求項１】
第１の金型と、
前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、
前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、
前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、
前記狭隘部の温度を調整可能とする温度調整手段と、
前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、
を備えたこと、を特徴とする射出成形金型。
【請求項２】
前記温度調整手段は、前記狭隘部の加熱を可能とする加熱部と、前記狭隘部の冷却を可能とする冷却部と、を有すること、を特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項３】
前記温度調整手段は、前記狭隘部の加熱及び冷却を可能とする加熱冷却部を有すること、を特徴とする請求項１記載の射出成形金型。
【請求項４】
前記流速調整部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流れ方向と前記キャビティへの充填方向とが略平行となるように矯正する整流部をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の射出成形金型。
【請求項５】
前記狭隘部の周囲に設けられ、熱の伝導を抑制する断熱手段をさらに備えたこと、を特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の射出成形金型。
【請求項６】
第１の金型と、前記第１の金型と協働してキャビティを形成する第２の金型と、前記キャビティ内に溶融樹脂を充填する流路であるランナと、前記ランナの前記キャビティが形成される側に設けられ、前記ランナよりも流路断面積の小さい狭隘部と、前記狭隘部の温度を調整可能とする第１の温度調整手段と、前記狭隘部の前記キャビティが形成される側に設けられ、前記溶融樹脂の流速を減速させる流速調整部と、を有する射出成型金型を用いて、
第１の金型と第２の金型とを型締めすることで前記キャビティを形成し、
前記温度調整手段による前記狭隘部の温度調整と、前記狭隘部において生ずる剪断発熱と、により溶融樹脂の温度を変化させつつ溶融樹脂を前記キャビティに向けて供給し、
前記狭隘部を通過させることで速くなった前記溶融樹脂の流速を流速調整分において減速させて、前記溶融樹脂を前記キャビティ内に充填すること、を特徴とする射出成形品の製造方法。
【請求項７】
前記流速調整部により流速が減速された前記溶融樹脂の流れ方向は、前記整流部によって前記キャビティへの充填方向と略平行となる向きに矯正されること、を特徴とする請求項６記載の射出成形品の製造方法。
【請求項８】
請求項１〜５のいずれか１つに記載の射出成形金型を用いて射出成形されたこと、を特徴とする射出成形品。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００９−９０５５８（Ｐ２００９−９０５５８Ａ）
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２６３６７５（Ｐ２００７−２６３６７５）
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１０月９日（２００７．１０．９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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