熱硬化性樹脂の射出成形方法、射出成形用金型および射出成形機
【課題】低粘度の熱硬化性樹脂を用いる場合であっても、転写性を向上し、成形品のばらつき、ヒケおよび歪みを防止しつつ、効率よく成形品を成形できる熱硬化性樹脂の射出成形方法、射出成形用金型および射出成形機を提供する。
【解決手段】所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程、プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型２０内のキャビティ２１に充填する工程、キャビティ２１内で熱硬化性樹脂を熱硬化する工程、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程、からなる熱硬化性樹脂の射出成形方法であって、熱硬化性樹脂の３０℃での粘度が、５Ｐａ・ｓ以下であり、熱硬化を低酸素濃度雰囲気で行うことを特徴とする。
【解決手段】所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程、プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型２０内のキャビティ２１に充填する工程、キャビティ２１内で熱硬化性樹脂を熱硬化する工程、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程、からなる熱硬化性樹脂の射出成形方法であって、熱硬化性樹脂の３０℃での粘度が、５Ｐａ・ｓ以下であり、熱硬化を低酸素濃度雰囲気で行うことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
熱硬化性樹脂の射出成形方法、射出成形用金型および射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透明樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、脂環型オレフィンポリマー（例えば、特許文献１参照）及びエポキシ樹脂などが知られている。これらの透明樹脂は、その良好な透明性に加えて、軽量性、切削性及び研磨性を活かし、ガラス代替品として利用されている。
特に、ポリメチルメタクリレート樹脂などのポリ（メタ）アクリレート系重合体は、光学特性に優れ、光学部品用樹脂材料として用いられている。しかしながら、ポリメチルメタクリレート樹脂は、耐熱性および熱安定性が十分とは言えず、これらの特性が要求される分野には適用が困難であった。また、光学部品用樹脂材料には、近年の軽薄短小化、部品点数の削減を反映して、ハンダリフロー工程に耐えうる非常に高い耐熱性および熱安定性が要求されている。
【０００３】
特許文献２には、アダマンタン構造を含む炭化水素基がエステル結合した（メタ）アクリレート化合物単位および前記単位以外の多官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物単位を含む光学部品用樹脂を成形することにより、前記耐熱性および熱安定性の要求が満たされることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０５１３１号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／００５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の光学部品用樹脂は、低粘度の液状樹脂であり、わずかな隙間にも浸透するため、計量または充填の際に逆流が生じるなど、金型への充填が困難である。金型への充填後も、金型に設けられた押出ピン近傍の隙間に浸透して押出ピンごと硬化させ、取り出しが困難になるという問題がある。さらに、硬化収縮率が大きいため、通常の樹脂を用いた成形方法と同様の方法を用いて成形した場合、製品表面にヒケが生じることや、製品に歪みが生じることもある。
また、当該光学部品用樹脂は、熱硬化性樹脂であり、６０℃以上という低温で硬化を開始するため、硬化開始直前まで硬化が開始されないよう温度を制御する必要がある。さらに、当該光学部品用樹脂は、ラジカル重合により硬化するため、酸素雰囲気下では重合が抑制され、硬化しにくいという性質を有する。したがって、硬化状態に差がない均一な製品を得るためには、温度の制御を行うこと、および低酸素濃度雰囲気下で硬化させることが必要である。しかしながら、特許文献２に記載の方法は、通常の熱硬化性樹脂を用いた成形方法であり、温度の制御および低酸素濃度雰囲気とすることについて記載がなく、均一な製品を得ることが難しい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、低粘度の熱硬化性樹脂を用いる場合であっても、転写性を向上し、成形品のばらつき、ヒケおよび歪みを防止しつつ、効率よく成形品を成形できる熱硬化性樹脂の射出成形方法、射出成形用金型および射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法は、所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程、前記プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂を前記プランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程、前記キャビティ内で前記熱硬化性樹脂を熱硬化する工程、前記熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程、からなる熱硬化性樹脂の射出成形方法であって、前記熱硬化性樹脂の３０℃での粘度が、５Ｐａ・ｓ以下であり、前記熱硬化する工程を低酸素濃度雰囲気で行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填し、プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂をプランジャーにより金型内のキャビティに充填するので、３０℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下である低粘度の熱硬化性樹脂であっても、隙間等に洩れることなく、確実に所定量の熱硬化性樹脂を金型内のキャビティに充填できる。したがって、充填時に熱硬化性樹脂の量に過不足が生じて成形品の形状が正確に転写されなかったり、成形品がばらついたりすることを防止できる。また、硬化する工程が低酸素濃度雰囲気下で行われるので、熱硬化性樹脂のラジカル重合が確実かつ均一に起こり、成形品の歪みを防止できる。
【０００９】
また、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記熱硬化性樹脂が、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物であることが好ましい。
アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物は低粘度であるとともに、ラジカル重合により硬化するため、酸素雰囲気下では硬化し難い。本発明によれば、上述の通り、熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填し、熱硬化を低酸素濃度雰囲気下で行うので、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物からなる熱硬化性樹脂であっても、成形品のばらつきや歪みを防止できる。また、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物を用いるので、光学特性に優れるとともに、耐熱性を備えた成形品を得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記低酸素濃度雰囲気が、５％以下の酸素濃度雰囲気であることが好ましい。
この発明によれば、酸素濃度が５％以下と、十分に低いので、熱硬化する工程において、熱硬化性樹脂のラジカル重合が確実かつ均一に起こり、成形品の歪みをより一層防止できる。
そして、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記プランジャー内に充填された前記熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程が、５０℃以下に温度制御された流動路を介して金型内のキャビティに充填する工程であることが好ましい。
この発明によれば、熱硬化性樹脂の流動路を５０℃以下に温度制御するので、流動路内で熱硬化性樹脂の粘度が上昇したり、硬化したりすることがない。したがって、熱硬化性樹脂を低粘度に維持したまま、スムーズにキャビティに充填できる。
【００１１】
さらに、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記熱硬化する工程が、前記プランジャーを１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧した状態で熱硬化する工程であることが好ましい。
この発明によれば、熱硬化する工程で、プランジャーを１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧するので、成形品の転写性を向上することができる。
【００１２】
また、本発明の熱硬化性樹脂の成形方法では、前記金型が、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有する金型であることが好ましい。
この発明によれば、押出ピン収納孔が開口部から金型内部に向かう押出ピンと略同径の小径孔を備え、小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるので、熱硬化性樹脂が押出ピンと押出ピン収納孔の間の隙間に浸透してきても、熱硬化性樹脂の浸透量を少なくかつ浸透速度を遅くすることができる。したがって、熱硬化性樹脂が小径孔内に浸透中に硬化し、この隙間を閉塞する。これにより、熱硬化性樹脂が大径孔まで浸透して硬化し、押出ピンの動作を阻害することがなく、熱硬化された熱硬化性樹脂、すなわち、成形品をスムーズに取り出すことができ、成形品の成形効率を上げることができる。
【００１３】
一方、本発明の射出成形用金型は、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有することを特徴とする。
また、本発明の射出成形機は、成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、当該金型が前記金型であることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の射出成形用金型は、当該金型内のキャビティを脱気するための細孔を有することが好ましい。
そして、本発明の射出成形機は、成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、当該金型が前記金型であるとともに、当該金型外部に前記細孔と連結した脱気手段を有することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる充填装置の拡大図。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）本発明の一実施形態にかかる金型の拡大図。
【図３】（Ａ）本発明の一実施形態にかかる金型のピン突出部の拡大図、（Ｂ）従来の金型のピン突出部の拡大図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる粘度と時間との関係を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
〔熱硬化性樹脂〕
本実施形態に用いられる熱硬化性樹脂としては、３０℃での粘度が５Ｐａ・ｓ以下であるアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物（以下、「原料組成物」ということがある。）が用いられる。アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物としては、（Ａ）アダマンタン構造を含む炭化水素基がエステル結合した（メタ）アクリレート化合物、を含む組成物であって、（Ｂ）上記（Ａ）成分以外の多官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。
ここで、（メタ）アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を意味する。他の類似用語も同様である。
【００１７】
（Ａ）成分におけるアダマンタン構造を含む炭化水素基としては、アダマンチル基、１−メチルアダマンチル基、２−メチルアダマンチル基、１−エチルアダマンチル基、２−エチルアダマンチル基、ビアダマンチル基、ジメチルアダマンチル基、ジエチルアダマンチル基、１−ヒドロキシアダマンチル基及び２−ヒドロキシアダマンチル基などから選ばれる基を含む炭化水素基を挙げることができる。これらの中で、特にアダマンチル基が好適である。
（Ａ）成分のうちの、２官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、アダマンチルジメタノールジ（メタ）アクリレート及びアダマンチルジエタノールジ（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。また、（Ａ）成分のうちの３官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、アダマンチルトリメタノールトリ（メタ）アクリレート及びアダマンチルトリエタノールトリ（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。
（Ａ）成分の（メタ）アクリレート化合物は、一種であっても二種以上の組み合わせであってもよい。
【００１８】
（Ｂ）成分の多官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物は、上記（Ａ）成分の（メタ）アクリレート化合物以外の化合物である。
（Ｂ）成分のうちの、２官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレートなどの他、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートやポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリブタジエンジ（メタ）アクリレート、水添ポリブタジエンジ（メタ）アクリレート、及び脂環式炭化水素基がエステル結合するジ（メタ）アクリレート化合物などが挙げられる。該脂環式炭化水素基としては、シクロヘキシル基、２−デカヒドロナフチル基、ノルボルニル基、１−メチル−ノルボルニル基、５，６−ジメチル−ノルボルニル基、イソボルニル基、テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデシル基、９−メチル−テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデシル基、ボルニル基及びジシクロペンタニル基などが挙げられる。
【００１９】
（Ｂ）成分のうちの３官能以上の基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アルコキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、アルコキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及び多官能性ポリエステル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
（Ｂ）成分の（メタ）アクリレート化合物は、一種であっても二種以上の組み合わせであってもよい。
【００２０】
（Ｂ）成分の(メタ)アクリレート化合物としては、その少なくとも一種がソフトセグメント部位を含むものが好ましい。ソフトセグメント部位を含む化合物とは、その骨格中にソフトセグメントを含む化合物をいう。ソフトセグメント部位としては、エトキシ部位、プロポキシ部位、エチレングリコール部位、プロピレングリコール部位、ブチレングリコール部位、ブタンジオール部位、ヘキサンジオール部位及びネオペンチルグリコール部位など、屈曲性の高い部位が挙げられる。
（Ｂ）成分のソフトセグメント部位を含む（メタ）アクリレート化合物の含有量は、２０〜１００質量％であることが好ましく、より好ましくは２３〜１００質量％、さらに好ましくは２５〜１００質量％である。ソフトセグメント部位を含む（メタ）アクリレート化合物の含有量が２０質量％以上であると、耐熱性が良好となるためクラックの発生が抑制される。
【００２１】
本実施形態に用いられる原料組成物は、必要に応じ（Ｃ）成分として、（Ｂ）成分以外の、（メタ）アクリレート変性シリコーン、長鎖アルキル（メタ）アクリレート及びポリアルキレングリコール（メタ）アクリレートから選ばれる一種以上の（メタ）アクリレート化合物を含んでいてもよい。（Ｃ）成分は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分に対して密着性を付与するものである。
【００２２】
（Ｃ）成分のうちの（メタ）アクリレート変性シリコーンは、シラン系（メタ）アクリレート化合物、（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルである。（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルは、アクリル基及び／又はメタクリル基を末端に有し、ジアルキルポリシロキサンを骨格に含む化合物である。
（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルは、主としてジメチルポリシロキサンの変性物により得ることができる。また、ジメチルポリシロキサンのメチル基に代えてフェニル基やメチル基以外のアルキル基によりジアルキルポリシロキサン骨格中のアルキル基の全部、あるいは一部が置換されていてもよい。メチル基以外のアルキル基としてはエチル基、プロピル基などが挙げられる。このような（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルとして具体的には、信越化学工業（株）製のＸ−２４−８２０１、Ｘ−２２−１７４ＤＸ、Ｘ−２２−２４２６、Ｘ−２２−２４０４、Ｘ−２２−１６４Ａ及びＸ−２２−１６４Ｃ、東レ・ダウコーニング（株）製のＢＹ１６−１５２Ｄ、ＢＹ１６−１５２及びＢＹ１６−１５２Ｃ等が挙げられる。
【００２３】
また、上記（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルとして、アクリロキシアルキル末端やメタクリロキシアルキル末端を持つポリジアルキルシロキサンも用いることができる。具体的には、メタクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシ末端エチレンオキシドジメチルシロキサン−エチレンオキシドＡＢＡブロック共重合体及びメタクリロキシプロピル末端分岐ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
これらの（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルの中では、重合して得られた樹脂の透明性の観点から、（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）末端ポリジメチルシロキサン及びアクリロキシ末端エチレンオキシドジメチルシロキサン−エチレンオキシドＡＢＡブロック共重合体が好適である。
なお、シラン系（メタ）アクリレート化合物（Ｃ）は、以下の一般式（I）で表される。
【００２４】
【化１】
【００２５】
前記一般式（I）において、Ｕ１はＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−で表されるアクリロキシ基又はＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ−Ｏ−で表されるメタクリロキシ基である。
Ｕ２は単結合、炭化水素基又はオキシアルキレン基である。Ｕ２の炭化水素基は炭素数が１〜１０であり、２〜５がより好ましく、より好ましくは３である。炭素数が１０より多い場合、無機材料と接触するＳｉＯ基量が少なくなり無機材料との密着性が低下する可能性がある。オキシアルキレン基は、―（―Ｏ―Ｒ０―）ｐ―で表され、Ｒ０は炭素数１〜４の炭化水素基、ｐは１〜１０の整数である。
Ｒはメチル基又はエチル基であり、Ｌは０又は１である。Ｖは炭素数１〜５のアルコキシ基又はヒドロキシ基である。ｍは０〜３、ｎは１〜４の整数であり、Ｌ＋ｎ＋ｍ＝４である。アルコキシ基は、水分の存在下で容易に加水分解して、シラノール基（ＳｉＯＨ）を生成する。
シラン系（メタ）アクリレート化合物として、具体的には、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００２６】
上記（Ｂ）成分以外の（Ｃ）成分のうちの長鎖アルキル（メタ）アクリレートとしては、水素化ポリイソプレンジ（メタ）アクリレート等水素化ポリイソプレン骨格を有する（メタ）アクリル化合物、ステアリルメタクリレート等の炭素数が１２以上のアルキル基を持つ（メタ）アクリレート化合物などが挙げられる。炭素数１２以上のアルキル基としては、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基（ステアリル基を含む）、イコシル基、トリアコンチル基及びテトラコンチル基が挙げられる。炭素数１２以上のアルキル基のものを用いることにより優れた接着性が得られる。これらの長鎖アルキル（メタ）アクリレートの中では、柔軟性の観点から、メタクリル酸ステアリルが好ましい。
【００２７】
本実施形態に用いる原料組成物は、成分（Ａ）と成分（Ｂ）の合計量に対して、成分（Ａ）が２０質量％以上７０質量％以下、成分（Ｂ）が１０質量％以上８０質量％以下であり、成分（Ａ）が２０質量％以上６０質量％以下、成分（Ｂ）が２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、成分（Ａ）が２０質量％以上６０質量％以下、成分（Ｂ）が２５質量％以上８０質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の含有量が２０％以上であると熱に対する変形、変色が抑えられるとともに、低線膨張率で低含水率となる。また、（Ｂ）成分の含有量が１０質量％以上であると添加効果が得られ、８０質量％以下であると、加熱の際の形状安定性が良好であると共に耐熱黄変性も良好である。
また、本実施形態に用いる原料組成物は、（Ｃ）成分を含んでいてもよい。（Ｃ）成分を含む場合、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）の合計量に対して、（Ｃ）成分が２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましい。（Ｃ）成分が２０質量％より多い場合は、加熱時に成形品にクラックが入ったり、材料の弾性率の低下を伴う可能性があり、光学部品として適当でない。
【００２８】
さらに、上記原料組成物は、必要に応じてラジカル重合開始剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、高級ジカルボン酸金属塩及び高級カルボン酸エステル等の滑り剤、内部離型剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、着色剤、離型剤、難燃剤などを配合することができる。ラジカル重合開始剤、酸化防止剤、光安定剤としては、例えば、国際公開ＷＯ２００９／００５０３６号公報に記載されたものを用いることができる。
【００２９】
〔成形機〕
次に本発明の成形機について説明する。
本発明の成形機は、成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、図１に示すプランジャー１１を有する充填装置１０と、図２（Ａ）に示すキャビティ２１とを備えた金型２０を備え、図示は省略するが、金型２０内のキャビティ２１を脱気するための細孔２３１に接続された脱気手段としての減圧装置と、金型２０に接続された加熱手段としての加熱装置と、冷却装置とを備える。成形材料としては、前述の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００３０】
充填装置１０としては、公知のプランジャーを有する充填装置を用いることができる。通常、プランジャー１１を有する充填装置１０は図１に示すように、スクリュー１２を備え、当該スクリュー１２を回転させることにより、図示しない投入口から投入された材料を撹拌および混合するが、本実施形態においては、均一な液体である原料組成物を投入するためスクリュー１２は必ずしも必要ではない。
【００３１】
図２（Ａ）に示すように、金型２０は、固定金型２２と、この固定金型２２に対して近接および離間可能な可動金型２３とを備えている。そして、固定金型２２に可動金型２３を近接し型締めすることにより、金型２０内にキャビティ２１が形成される。
固定金型２２は、充填装置１０に接続される導入路２２１と、この導入路２２１のキャビティ２１に通じる開口部２２２に対し進退可能に設けられ、開口部２２２を開閉するニードル２２３と、可動金型２３に対向する面に２個の弾性部材２２４とを備えている。また、この固定金型２２は、可動金型２３に対向する面の近傍が加熱装置により加熱される加熱部２２Ａとなっており、導入路２２１が設けられた部分は、図示しない冷却手段により冷却される冷却部２２Ｂとなっている。そして、図２（Ａ）に示すように、ニードル２２３が可動金型２３側に移動され、開口部２２２が閉鎖された状態においては、導入路２２１が加熱部２２Ａの手前で分断され、導入路２２１に導入された組成物が冷却部２２Ｂ内に留まり、加熱部２２Ａに流れ込んだり、接触したりしない構造になっている。
なお、弾性部材２２４は、ゴム等の弾性を有する部材からなる。
【００３２】
図２（Ａ）および図３（Ａ）に示すように、可動金型２３は、減圧装置に接続され、キャビティ２１内を減圧可能にする細孔２３１を備え、キャビティ２１を構成し、かつ固定金型２２に対向する面２３２に押出ピン２３３と、押出ピン収納孔２３４と、からなるピン突出部を備えている。さらに、可動金型２３は、固定金型２２対向する面上かつ弾性部材２２４に対向する位置に、弾性部材２３８を備えている。そして、可動金型２３は、その全体が、加熱装置により加熱部２２Ａと共に加熱可能に設けられている。
細孔２３１は固定金型２２に対向する面に開口して設けられ、型締めの際、固定金型２２と可動金型２３との間を減圧することにより、キャビティ２１を減圧する。具体的には、固定金型２２と可動金型２３の弾性部材２２４と弾性部材２３８とが接触するまで可動金型２３を可動させ、減圧を開始する。減圧後、固定金型２２と可動金型２３とを完全に閉じ、キャビティ２１を減圧する。
図３（Ａ）に示すように、押出ピン２３３は、キャビティ２１に対し、押出ピン収納孔２３４内を進退可能、かつ押出ピン収納孔２３４から先端がキャビティ２１内に突出可能に設けられている。この押出ピン２３３は、成形品を取り出す際、押出ピン収納孔２３４から突出して成形品を押すことにより、成形品を可動金型２３から分離可能にするものである。
【００３３】
押出ピン収納孔２３４は、可動金型２３の表面に開口部２３４Ａを備えるとともに、開口部２３４Ａから金型２０の内部に向かう小径孔２３５と、小径孔２３５に連続する大径孔２３６とを備えている。
小径孔２３５は、押出ピン２３３の外径と略同じ寸法に形成された内径を備え、有効長Ｌは、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、好ましくは、１．７ｍｍ以上であり、より好ましくは、２．０ｍｍ以上である。ここで有効長Ｌは、小径孔２３５の長さ寸法に等しい。そして、このような押出ピン２３３の外径Ｘは小径孔２３５の内径Ｙとの間に０．８≦Ｘ／Ｙ≦０．９９９の関係を有することが好ましく、より好ましくは０．８５≦Ｘ／Ｙ≦０．９９９の関係を有し、さらに好ましくは０．９０≦Ｘ／Ｙ≦０．９９８の関係を有する。
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、従来の成形機の有効長Ｌ１が０．５ｍｍから１ｍｍ程度であるのに対し、本実施形態の有効長Ｌは、より長い寸法を有している。すなわち、押出ピン２３３と小径孔２３５との隙間２３７が長い寸法を有するため、原料組成物が隙間２３７に浸透してきても浸透量および浸透速度を押さえることができる。そして、浸透に時間を要することにより、浸透してきた原料組成物が順次隙間２３７内で硬化して、隙間２３７を密閉するため、原料組成物が大径孔２３６に到達することがない。したがって、押出ピン収納孔２３４内での押出ピン２３３の動きが制限されることなく、後の工程においても、押出ピン２３３を進退させることが可能となる。
【００３４】
これに対し、図３（Ｂ）に示した従来の成形機の押出ピン収納孔２３４では有効長Ｌ１が本実施形態の有効長Ｌより短いため、原料組成物が容易に大径孔２３６に到達する。原料組成物が一旦大径孔２３６に到達すると、隙間２３７で原料組成物が硬化する前に多くの原料組成物が大径孔２３６に流れ込み、大径孔２３６においても原料組成物の硬化が発生するため押出ピン２３３を進退させることができなくなり、成形後の成形品の押し出しが困難になる。
大径孔２３６は、押出ピン２３３の進退がスムーズに行えるよう、小径孔２３５よりも大きい径を有している。
【００３５】
減圧装置は、金型２０に設けられた細孔２３１に接続されている。減圧装置としては、公知の真空吸引装置が使用できる。キャビティ２１は、金型２０が完全に型締めされて閉じる前の弾性部材２２４と弾性部材２３８とが当接した状態で減圧装置により減圧し、その後、金型２０を完全に型締めすることにより、低酸素濃度雰囲気とすることが可能である。キャビティ２１と細孔２３１とはベントに相当する厚み数ミクロンの溝があってもよい。また、原料組成物投入前において、ニードル２２３をキャビティ２１に対して後退させ、開口部２２２を開放することにより、成形機における原料組成物の流動路全域を低酸素濃度雰囲気とすることができる。なお、流動路とは、充填装置１０における原料組成物の流動経路および金型２０における導入路２２１を言う。
加熱装置は、加熱部２２Ａおよび可動金型２３を加熱する装置である。これらの加熱により、キャビティ２１内の温度（「キャビティ温度」とも言う）を所定の温度とすることができる。
冷却装置は、原料組成物の流動路を冷却する装置である。具体的には、充填装置１０および金型２０の冷却部２２Ｂを５０℃以下に冷却する。
【００３６】
〔熱硬化性樹脂の射出成形方法〕
次に、熱硬化性樹脂の射出成形方法について説明する。本実施形態の射出成形方法は、
型締工程、所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程としての計量工程、プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程としての充填工程、キャビティ内で熱硬化性樹脂を熱硬化する工程としての硬化工程、および熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程としての離型工程を備える。
【００３７】
[型締工程]
熱硬化性樹脂を成形するには、まず、可動金型２３を固定金型２２に近接させ、型締を行う。可動金型２３の弾性部材２３８が固定金型２２の弾性部材２２４に当接する位置で一旦可動金型２３の移動を止める。次いで、ニードル２２３を後退させ、開口部２２２を開放した状態で、減圧装置を作動させ、成形機内を減圧し、低酸素濃度雰囲気とする。そのためにキャビティ２１の減圧度１５．０ｋＰａ以下となるよう減圧し、好ましくは５．０ｋＰａ以下とし、より好ましくは１．５ｋＰａ以下とする。その後、可動金型２３をさらに固定金型２２に近接させて、完全に型締を行う。
次に、ニードル２２３を前進させ開口部２２２を閉鎖する。そして、冷却装置を作動させ、原料組成物の流動路全域、すなわち、成形機の充填装置１０および金型２０の固定金型２２に設けられた冷却部２２Ｂを冷却する。この際、冷却温度は５０℃以下に設定されることが好ましく、特に好ましくは３０℃以下に設定される。同時に、加熱装置を作動させ、可動金型２３および固定金型２２に設けられた加熱部２２Ａを加熱し、キャビティ温度が６０℃以上、好ましくは９０℃以上１８０℃以下、特に好ましくは１１０℃以上１５０℃以下となるよう設定する。
【００３８】
［計量工程］
次いで、原料組成物を図示しない投入口から図１に示した充填装置１０に投入する。投入された原料組成物は、スクリュー１２に押し出され、ついでプランジャー１１にて所定量が計量される。この間、流動路は冷却装置により冷却されているため、原料組成物は硬化することなくスムーズに流動する。
[充填工程]
図２（Ａ）に示すように、金型２０の導入路２２１に原料組成物の所定量が導入される。そして、図２（Ｂ）に示すようにニードル２２３を後退させ、開口部２２２を開放し、プランジャー１１を前進させてキャビティ２１内に原料組成物を充填する。
【００３９】
[硬化工程]
キャビティ２１への原料組成物の充填が完了すると、同時に原料組成物の硬化が開始されるが、成形品の転写性を向上するためには、所定の圧力を加えて硬化させることが必要である。すなわち、プランジャー１１を１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧した状態であることが好ましい。転写性を向上するために、原料組成物に加えるこの圧を保圧と言う。
【００４０】
以下に、プランジャー１１への保圧と、保圧開始のタイミングについて説明する。図４は、本実施形態における原料組成物の粘度と時間との関係を示した図である。図４において、材料をキャビティに注入してから充填が完了するまでの期間Ｐ１は、材料に熱が加えられ硬化が始まるまでの誘導期に相当する。硬化工程は、熱をかけて材料が硬化し始めてから、硬化に至るまでの間の硬化初期Ｐ２と、硬化が完了する硬化後期Ｐ３の２段階に分けられる。原料組成物の粘度は、誘導期Ｐ１においては、低粘度のままで変化がなく、硬化初期Ｐ２においては、低粘度から高粘度へと著しい粘度変化を示し、硬化後期Ｐ３では高粘度の状態で緩やかに上昇する。
【００４１】
硬化初期Ｐ２では、原料組成物が液体から固体に変化する粘度変化だけでなく、体積変化も生じることで、収縮する。それ故、実際の成形では原料組成物に圧を加えなければ、成形品が転写性に劣るものとなってしまう。転写性を良くするためには、原料組成物に圧を加え（保圧）、金型２０に原料組成物を密着させるとともにゲート部分から原料組成物を補填する必要がある。
しかし、本実施形態の原料組成物のように低粘度の材料においては、材料粘度が低粘度の状態で圧を加えると、低粘度材のゆえ、固定金型２２と可動金型２３の隙間から材料が漏れ出し硬化する（バリ）不良現象や、押出ピン２３３まわりの隙間などに原料組成物が浸透することによる押出ピン２３３の動作不良などが発生する。一方、硬化初期Ｐ２で粘度が高くなった状態や、硬化後期Ｐ３の状態で圧を加えても、原料組成物の粘度が高いため圧縮変形することができず転写性を向上させることはできない。したがって、転写性の高い成形品を得るためには、保圧開始のタイミング（保圧開始時刻Ｔ）を硬化工程の誘導期Ｐ１から硬化初期Ｐ２に移行するタイミングに合わせる必要がある。
【００４２】
ここで、キャビティ２１内の原料組成物の粘度を検出できれば保圧開始時刻Ｔを決めることができるが、原料組成物の粘度を測定するためには、金型２０のキャビティ２１中で原料組成物粘度を測定する装置を組み込む必要がある。これは、金型２０が大型化する上、機構も複雑になり、作製費用も著しく高くなるため、現実的ではない。
本実施形態における原料組成物は、硬化初期Ｐ２で増粘すると同時に収縮し始める。したがって、収縮し始める時間を検出すれば、保圧開始時刻Ｔを適切に決めることができる。
【００４３】
保圧開始時刻Ｔを決定する方法としては、まず、充填工程に要する時間ｔ１を求める。原料組成物を硬化させる温度に金型２０の温度を設定し、プランジャー１１を前進させて金型２０のキャビティ２１内に原料組成物を充填し、充填に要した時間ｔ１を測定する。充填が完了すると、プランジャー１１は、停止する。
続いて、バリが発生しない程度に原料組成物にプランジャー１１を介して圧を加える。その圧力は０．３ＭＰａから２．５ＭＰａまでの範囲であり、好ましくは０．３ＭＰａから１．５ＭＰａまでの範囲である。原料組成物の硬化が開始されると、同時に原料組成物の収縮が発生するため、充填工程完了後停止していたプランジャー１１が再度前進開始する。充填工程完了から、収縮によりプランジャー１１が再度前進開始するまでに要した時間ｔ２を測定する。原料組成物の硬化が開始されるまでの時間は材料固有のものであり、金型温度が変化しない限り、この時間は大きく変化しない。
このように測定した時間ｔ１とｔ２との合計時間ｔは、原料組成物の硬化開始時刻に近いため、この時間ｔの前後を保圧開始時刻Ｔとすれば、成形品の転写性を向上することができる。
【００４４】
本実施形態において、保圧開始時刻Ｔは、時間ｔに対して±１０秒間、好ましくは時間ｔに対して−５秒から＋１０秒間、より好ましくは時間ｔに対して±５秒間にあり、かつ１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下の圧力を加えて保圧することが好ましい。なお、原料組成物の収縮に伴う原料組成物の補填は、前記時間、すなわち、時間ｔに対して±１０秒間、好ましくは時間ｔに対して−５秒から＋１０秒間、より好ましくは時間ｔに対して±５秒間以内に完了する。
【００４５】
硬化工程において、上述した条件で保圧することにより、成形品のヒケや歪みを防止し、転写性を向上することができる。
一定時間の保圧完了後、図２（Ｃ）に示すようにニードル２２３を前進させて開口部２２２を閉塞し、未硬化部分が発生しないよう、一定時間加熱して原料組成物を完全に硬化させる。
【００４６】
[離型工程]
図２（Ｄ）に示すように、固定金型２２から可動金型２３を離間させる。そして、図２（Ｄ）への図示は省略するが、可動金型２３に設けられた押出ピン２３３を成形品に対して突出させることにより、成形品を押し出すことにより、成形品を金型２０から取り出す。
【００４７】
〔実施形態の作用効果〕
以上により本実施形態では、以下の作用効果を奏することができる。
プランジャー１１を有する充填装置１０により、原料組成物を計量し、金型２０内に充填するので、低粘度であるアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物からなる樹脂であっても、隙間等に逆流することなく、確実に所定量の熱硬化性樹脂を充填でき、成形品のばらつきを防止することができる。また、硬化工程を酸素濃度が５％以下である低酸素濃度雰囲気下で行うので、酸素雰囲気下では硬化し難いアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物であっても、重合が確実かつ均一に起こり、歪みを防止することができる。そして、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物を用いるので、光学特性に優れるとともに、耐熱性を備えた成形品を得ることができる。
また、成形機の充填装置１０および金型２０の固定金型２２に設けられた冷却部２２Ｂを５０℃以下とするので、流動路内で原料組成物の粘度が上昇したり、硬化したりすることがない。したがって、原料組成物を低粘度に維持したまま、計量し、スムーズにキャビティ２１に充填できる。
【００４８】
さらに、硬化工程において、プランジャー１１に１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下の圧力を加えて、原料樹脂を硬化させるので、成形品の転写性を向上することができる。
また、この加圧のタイミング（保圧開始時刻Ｔ）を、予め求めた時間ｔに対し、±１０秒間としたので、低粘度であるアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物からなる樹脂を用いる場合であっても、金型２０の隙間に浸透することを防ぐことができる。したがって、成形品にバリが発生することを抑制することができ、得られる成形品の転写性を向上できる。
さらに、可動金型２３のキャビティ２１を構成し、かつ固定金型２２に対向する面２３２に設けられた押出ピン収納孔２３４が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の有効長Ｌを有するので、押出ピン２３３と押出ピン収納孔２３４との隙間２３７を１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下にわたって小さくすることができる。原料組成物がこの隙間２３７に浸透してきても、浸透量を少なくかつ浸透速度を遅くすることができるため、小径孔２３５内に浸透中に原料組成物が硬化し、この隙間２３７を閉塞する。したがって、熱硬化性樹脂が大径孔２３６まで浸透して硬化し、押出ピン２３３の動作を阻害することがなく、硬化完了後の成形品をスムーズに取り出すことができる。
【００４９】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状等は、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。
【実施例】
【００５０】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【００５１】
〔実施例１〕
（原料組成物１）
成分（Ａ）として下記式（１）で表される１-アダマンチルメタクリレート〔出光興産（株）製〕３０質量％、成分（Ｂ）として下記式（２）で表されるトリシクトデカンジメタノールジアクリレート〔新中村化学（株）製〕３５質量％および下記式（３）で表されるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート〔サートマー社製〕２０質量％、成分（Ｃ）として下記式（４）で表される３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業（株）社製〕１５質量％、下記式（５）で表される１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン（日本油脂（株）製）０．７質量部を混合し、原料組成物１（常温での粘度：４０ｍＰａ・ｓ）を得た。なお、下記式において、Ｍｅはメチル基を示す。
【００５２】
【化２】
【００５３】
（成形方法）
次いで、この原料組成物１を実施形態に記載の方法を用い、以下の成形条件で成形し、成形品を得た。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化、変色、未充填は確認できなかった。
耐熱性評価は、成形品に以下の熱工程を経ることにより熱工程前後での成形品の変形、変色、割れ有無の比較を行った。熱工程を成形品表面温度２５０℃以上１０秒かつ２００℃以上６０秒の条件で行った。
耐熱性評価を実施したところ、熱工程前後での変色、変形、割れは確認できなかった。
＜成形条件＞
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板。
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時間：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：９０秒
【００５４】
〔実施例２〕
実施例１において、金型を変更し、成形品を直径４ｍｍ、厚み１ｍｍの円板とした以外は実施例１と同様にして成形品を得た。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化、変色、未充填は確認できなかった。耐熱性評価を実施したところ、熱工程前後での変色、変形、割れは確認できなかった。
【００５５】
〔実施例３〕
実施例１において、原料組成物１の代わりに以下の原料組成物２を用いる以外は同様にして成形品を得た。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化、変色、未充填は確認できなかった。耐熱性評価を実施したところ、熱工程前後での変色、変形、割れは確認できなかった。
【００５６】
（原料組成物２）
成分（Ａ）として下記式（６）で表される１-アダマンチルメタクリレート〔出光興産（株）製〕３５質量％、成分（Ｂ）として下記式（７）で表されるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート〔サートマー社製〕５０質量％、下記式（８）で表されるジペンタエリスリトールペンタクリレート〔サートマー社製〕１５質量％、上記式（５）で表される1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン（日本油脂（株）製）0.７質量部を混合し、原料組成物２（常温での粘度：６０ｍＰａ・ｓ）を得た。
【００５７】
【化３】
【００５８】
〔比較例１〕
原料組成物１を用い、実施形態に記載の方法を用い、以下の成形条件で成形品を得た。さらに熱工程を成形品表面温度２５０℃以上１０秒かつ２００℃以上６０秒の条件で行った。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化部分およびボイドが確認された。さらに、変色が確認された。
【００５９】
（成形条件）
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：６０ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【００６０】
〔参考例１〕
成分（Ａ）としてメタクリル酸(広島和光（株）製)２７質量％、成分（Ｂ）として上記式（２）で表されるトリシクトデカンジメタノールジアクリレート〔新中村化学（株）製〕４４質量％および下記式（３）で表されるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート〔サートマー社製〕１７質量％、成分（Ｃ）として上記式（４）で表される３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業（株）社製〕１２質量％を混合し、原料組成物３（常温での粘度：４０ｍＰａ・ｓ）を得た。
（成形方法）
次いで、この原料組成物３を実施形態に記載の方法を用い、以下の成形条件で成形品を得た。さらに熱工程を成形品表面温度２５０℃以上１０秒かつ２００℃以上６０秒の条件で行った。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化部分は確認できなかったが、変色、変形、および割れが確認された。
【００６１】
（成形条件）
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：９０秒
【００６２】
〔参考例２〕
原料組成物１を用い、以下の成形方法および成形条件で成形を行った。しかしながら、流動路の温度が高く、キャビティへの充填が完了する前に原料組成物１が硬化し、目的とする形状の成形品が得られなかった。
（成形条件）
成形機：液状樹脂成形装置ＬＭ−１、（株）多加良製作所製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：１３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【００６３】
〔比較例２〕
原料組成物１を用い、以下の成形方法および成形条件で成形を行った。しかしながら、計量時および充填時に原料組成物１の逆流が生じ、所定量の計量および充填ができず、目的とする形状の成形品が得られなかった。
（成形条件）
成形機：液状電動式射出成形機ＥＣ１００ＬＩＭ、東芝機械（株）（スクリュー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：１３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【００６４】
〔参考例３〕
原料組成物１を用い、以下の成形方法および成形条件で成形を行った。しかしながら、充填時間が長いため、キャビティの充填が完了する前に原料組成物１が硬化し、目的とする形状の成形品は得られなかった。
（成形条件）
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：４５秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：３５秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【符号の説明】
【００６５】
１０…充填装置
１１…プランジャー
２０…金型
２１…キャビティ
２３３…押出ピン
２３４…押出ピン収納孔
２３４Ａ…開口部
２３５…小径孔
２３６…大径孔
【技術分野】
【０００１】
熱硬化性樹脂の射出成形方法、射出成形用金型および射出成形機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、透明樹脂として、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、脂環型オレフィンポリマー（例えば、特許文献１参照）及びエポキシ樹脂などが知られている。これらの透明樹脂は、その良好な透明性に加えて、軽量性、切削性及び研磨性を活かし、ガラス代替品として利用されている。
特に、ポリメチルメタクリレート樹脂などのポリ（メタ）アクリレート系重合体は、光学特性に優れ、光学部品用樹脂材料として用いられている。しかしながら、ポリメチルメタクリレート樹脂は、耐熱性および熱安定性が十分とは言えず、これらの特性が要求される分野には適用が困難であった。また、光学部品用樹脂材料には、近年の軽薄短小化、部品点数の削減を反映して、ハンダリフロー工程に耐えうる非常に高い耐熱性および熱安定性が要求されている。
【０００３】
特許文献２には、アダマンタン構造を含む炭化水素基がエステル結合した（メタ）アクリレート化合物単位および前記単位以外の多官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物単位を含む光学部品用樹脂を成形することにより、前記耐熱性および熱安定性の要求が満たされることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１０５１３１号公報
【特許文献２】国際公開第２００９／００５０３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載の光学部品用樹脂は、低粘度の液状樹脂であり、わずかな隙間にも浸透するため、計量または充填の際に逆流が生じるなど、金型への充填が困難である。金型への充填後も、金型に設けられた押出ピン近傍の隙間に浸透して押出ピンごと硬化させ、取り出しが困難になるという問題がある。さらに、硬化収縮率が大きいため、通常の樹脂を用いた成形方法と同様の方法を用いて成形した場合、製品表面にヒケが生じることや、製品に歪みが生じることもある。
また、当該光学部品用樹脂は、熱硬化性樹脂であり、６０℃以上という低温で硬化を開始するため、硬化開始直前まで硬化が開始されないよう温度を制御する必要がある。さらに、当該光学部品用樹脂は、ラジカル重合により硬化するため、酸素雰囲気下では重合が抑制され、硬化しにくいという性質を有する。したがって、硬化状態に差がない均一な製品を得るためには、温度の制御を行うこと、および低酸素濃度雰囲気下で硬化させることが必要である。しかしながら、特許文献２に記載の方法は、通常の熱硬化性樹脂を用いた成形方法であり、温度の制御および低酸素濃度雰囲気とすることについて記載がなく、均一な製品を得ることが難しい。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、低粘度の熱硬化性樹脂を用いる場合であっても、転写性を向上し、成形品のばらつき、ヒケおよび歪みを防止しつつ、効率よく成形品を成形できる熱硬化性樹脂の射出成形方法、射出成形用金型および射出成形機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法は、所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程、前記プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂を前記プランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程、前記キャビティ内で前記熱硬化性樹脂を熱硬化する工程、前記熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程、からなる熱硬化性樹脂の射出成形方法であって、前記熱硬化性樹脂の３０℃での粘度が、５Ｐａ・ｓ以下であり、前記熱硬化する工程を低酸素濃度雰囲気で行うことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填し、プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂をプランジャーにより金型内のキャビティに充填するので、３０℃における粘度が５Ｐａ・ｓ以下である低粘度の熱硬化性樹脂であっても、隙間等に洩れることなく、確実に所定量の熱硬化性樹脂を金型内のキャビティに充填できる。したがって、充填時に熱硬化性樹脂の量に過不足が生じて成形品の形状が正確に転写されなかったり、成形品がばらついたりすることを防止できる。また、硬化する工程が低酸素濃度雰囲気下で行われるので、熱硬化性樹脂のラジカル重合が確実かつ均一に起こり、成形品の歪みを防止できる。
【０００９】
また、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記熱硬化性樹脂が、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物であることが好ましい。
アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物は低粘度であるとともに、ラジカル重合により硬化するため、酸素雰囲気下では硬化し難い。本発明によれば、上述の通り、熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填し、熱硬化を低酸素濃度雰囲気下で行うので、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物からなる熱硬化性樹脂であっても、成形品のばらつきや歪みを防止できる。また、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物を用いるので、光学特性に優れるとともに、耐熱性を備えた成形品を得ることができる。
【００１０】
さらに、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記低酸素濃度雰囲気が、５％以下の酸素濃度雰囲気であることが好ましい。
この発明によれば、酸素濃度が５％以下と、十分に低いので、熱硬化する工程において、熱硬化性樹脂のラジカル重合が確実かつ均一に起こり、成形品の歪みをより一層防止できる。
そして、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記プランジャー内に充填された前記熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程が、５０℃以下に温度制御された流動路を介して金型内のキャビティに充填する工程であることが好ましい。
この発明によれば、熱硬化性樹脂の流動路を５０℃以下に温度制御するので、流動路内で熱硬化性樹脂の粘度が上昇したり、硬化したりすることがない。したがって、熱硬化性樹脂を低粘度に維持したまま、スムーズにキャビティに充填できる。
【００１１】
さらに、本発明の熱硬化性樹脂の射出成形方法では、前記熱硬化する工程が、前記プランジャーを１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧した状態で熱硬化する工程であることが好ましい。
この発明によれば、熱硬化する工程で、プランジャーを１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧するので、成形品の転写性を向上することができる。
【００１２】
また、本発明の熱硬化性樹脂の成形方法では、前記金型が、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有する金型であることが好ましい。
この発明によれば、押出ピン収納孔が開口部から金型内部に向かう押出ピンと略同径の小径孔を備え、小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるので、熱硬化性樹脂が押出ピンと押出ピン収納孔の間の隙間に浸透してきても、熱硬化性樹脂の浸透量を少なくかつ浸透速度を遅くすることができる。したがって、熱硬化性樹脂が小径孔内に浸透中に硬化し、この隙間を閉塞する。これにより、熱硬化性樹脂が大径孔まで浸透して硬化し、押出ピンの動作を阻害することがなく、熱硬化された熱硬化性樹脂、すなわち、成形品をスムーズに取り出すことができ、成形品の成形効率を上げることができる。
【００１３】
一方、本発明の射出成形用金型は、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有することを特徴とする。
また、本発明の射出成形機は、成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、当該金型が前記金型であることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明の射出成形用金型は、当該金型内のキャビティを脱気するための細孔を有することが好ましい。
そして、本発明の射出成形機は、成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、当該金型が前記金型であるとともに、当該金型外部に前記細孔と連結した脱気手段を有することが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかる充填装置の拡大図。
【図２】（Ａ）〜（Ｄ）本発明の一実施形態にかかる金型の拡大図。
【図３】（Ａ）本発明の一実施形態にかかる金型のピン突出部の拡大図、（Ｂ）従来の金型のピン突出部の拡大図。
【図４】本発明の一実施形態にかかる粘度と時間との関係を示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
〔熱硬化性樹脂〕
本実施形態に用いられる熱硬化性樹脂としては、３０℃での粘度が５Ｐａ・ｓ以下であるアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物（以下、「原料組成物」ということがある。）が用いられる。アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物としては、（Ａ）アダマンタン構造を含む炭化水素基がエステル結合した（メタ）アクリレート化合物、を含む組成物であって、（Ｂ）上記（Ａ）成分以外の多官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物を含むことが好ましい。
ここで、（メタ）アクリレートとは、アクリレートおよびメタクリレートの両方を意味する。他の類似用語も同様である。
【００１７】
（Ａ）成分におけるアダマンタン構造を含む炭化水素基としては、アダマンチル基、１−メチルアダマンチル基、２−メチルアダマンチル基、１−エチルアダマンチル基、２−エチルアダマンチル基、ビアダマンチル基、ジメチルアダマンチル基、ジエチルアダマンチル基、１−ヒドロキシアダマンチル基及び２−ヒドロキシアダマンチル基などから選ばれる基を含む炭化水素基を挙げることができる。これらの中で、特にアダマンチル基が好適である。
（Ａ）成分のうちの、２官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、アダマンチルジメタノールジ（メタ）アクリレート及びアダマンチルジエタノールジ（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。また、（Ａ）成分のうちの３官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、アダマンチルトリメタノールトリ（メタ）アクリレート及びアダマンチルトリエタノールトリ（メタ）アクリレートなどを挙げることができる。
（Ａ）成分の（メタ）アクリレート化合物は、一種であっても二種以上の組み合わせであってもよい。
【００１８】
（Ｂ）成分の多官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物は、上記（Ａ）成分の（メタ）アクリレート化合物以外の化合物である。
（Ｂ）成分のうちの、２官能基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブチレンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，９−ノナンジオールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ（メタ）アクリレートなどの他、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレートやポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化シクロヘキサンジメタノールジ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ビスフェノールＡジ（メタ）アクリレート、ポリブタジエンジ（メタ）アクリレート、水添ポリブタジエンジ（メタ）アクリレート、及び脂環式炭化水素基がエステル結合するジ（メタ）アクリレート化合物などが挙げられる。該脂環式炭化水素基としては、シクロヘキシル基、２−デカヒドロナフチル基、ノルボルニル基、１−メチル−ノルボルニル基、５，６−ジメチル−ノルボルニル基、イソボルニル基、テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデシル基、９−メチル−テトラシクロ［４．４．０．１2,5．１7,10］ドデシル基、ボルニル基及びジシクロペンタニル基などが挙げられる。
【００１９】
（Ｂ）成分のうちの３官能以上の基を持つ（メタ）アクリレート化合物としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、アルコキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、アルコキシ化グリセリルトリ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、プロポキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、アルコキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、アルコキシ化ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート及び多官能性ポリエステル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
（Ｂ）成分の（メタ）アクリレート化合物は、一種であっても二種以上の組み合わせであってもよい。
【００２０】
（Ｂ）成分の(メタ)アクリレート化合物としては、その少なくとも一種がソフトセグメント部位を含むものが好ましい。ソフトセグメント部位を含む化合物とは、その骨格中にソフトセグメントを含む化合物をいう。ソフトセグメント部位としては、エトキシ部位、プロポキシ部位、エチレングリコール部位、プロピレングリコール部位、ブチレングリコール部位、ブタンジオール部位、ヘキサンジオール部位及びネオペンチルグリコール部位など、屈曲性の高い部位が挙げられる。
（Ｂ）成分のソフトセグメント部位を含む（メタ）アクリレート化合物の含有量は、２０〜１００質量％であることが好ましく、より好ましくは２３〜１００質量％、さらに好ましくは２５〜１００質量％である。ソフトセグメント部位を含む（メタ）アクリレート化合物の含有量が２０質量％以上であると、耐熱性が良好となるためクラックの発生が抑制される。
【００２１】
本実施形態に用いられる原料組成物は、必要に応じ（Ｃ）成分として、（Ｂ）成分以外の、（メタ）アクリレート変性シリコーン、長鎖アルキル（メタ）アクリレート及びポリアルキレングリコール（メタ）アクリレートから選ばれる一種以上の（メタ）アクリレート化合物を含んでいてもよい。（Ｃ）成分は、（Ａ）成分および（Ｂ）成分に対して密着性を付与するものである。
【００２２】
（Ｃ）成分のうちの（メタ）アクリレート変性シリコーンは、シラン系（メタ）アクリレート化合物、（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルである。（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルは、アクリル基及び／又はメタクリル基を末端に有し、ジアルキルポリシロキサンを骨格に含む化合物である。
（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルは、主としてジメチルポリシロキサンの変性物により得ることができる。また、ジメチルポリシロキサンのメチル基に代えてフェニル基やメチル基以外のアルキル基によりジアルキルポリシロキサン骨格中のアルキル基の全部、あるいは一部が置換されていてもよい。メチル基以外のアルキル基としてはエチル基、プロピル基などが挙げられる。このような（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルとして具体的には、信越化学工業（株）製のＸ−２４−８２０１、Ｘ−２２−１７４ＤＸ、Ｘ−２２−２４２６、Ｘ−２２−２４０４、Ｘ−２２−１６４Ａ及びＸ−２２−１６４Ｃ、東レ・ダウコーニング（株）製のＢＹ１６−１５２Ｄ、ＢＹ１６−１５２及びＢＹ１６−１５２Ｃ等が挙げられる。
【００２３】
また、上記（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルとして、アクリロキシアルキル末端やメタクリロキシアルキル末端を持つポリジアルキルシロキサンも用いることができる。具体的には、メタクリロキシプロピル末端ポリジメチルシロキサン、（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）末端ポリジメチルシロキサン、アクリロキシ末端エチレンオキシドジメチルシロキサン−エチレンオキシドＡＢＡブロック共重合体及びメタクリロキシプロピル末端分岐ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。
これらの（メタ）アクリレート変性シリコーンオイルの中では、重合して得られた樹脂の透明性の観点から、（３−アクリロキシ−２−ヒドロキシプロピル）末端ポリジメチルシロキサン及びアクリロキシ末端エチレンオキシドジメチルシロキサン−エチレンオキシドＡＢＡブロック共重合体が好適である。
なお、シラン系（メタ）アクリレート化合物（Ｃ）は、以下の一般式（I）で表される。
【００２４】
【化１】
【００２５】
前記一般式（I）において、Ｕ１はＣＨ２＝ＣＨ−ＣＯ−Ｏ−で表されるアクリロキシ基又はＣＨ２＝Ｃ（ＣＨ３）−ＣＯ−Ｏ−で表されるメタクリロキシ基である。
Ｕ２は単結合、炭化水素基又はオキシアルキレン基である。Ｕ２の炭化水素基は炭素数が１〜１０であり、２〜５がより好ましく、より好ましくは３である。炭素数が１０より多い場合、無機材料と接触するＳｉＯ基量が少なくなり無機材料との密着性が低下する可能性がある。オキシアルキレン基は、―（―Ｏ―Ｒ０―）ｐ―で表され、Ｒ０は炭素数１〜４の炭化水素基、ｐは１〜１０の整数である。
Ｒはメチル基又はエチル基であり、Ｌは０又は１である。Ｖは炭素数１〜５のアルコキシ基又はヒドロキシ基である。ｍは０〜３、ｎは１〜４の整数であり、Ｌ＋ｎ＋ｍ＝４である。アルコキシ基は、水分の存在下で容易に加水分解して、シラノール基（ＳｉＯＨ）を生成する。
シラン系（メタ）アクリレート化合物として、具体的には、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。
【００２６】
上記（Ｂ）成分以外の（Ｃ）成分のうちの長鎖アルキル（メタ）アクリレートとしては、水素化ポリイソプレンジ（メタ）アクリレート等水素化ポリイソプレン骨格を有する（メタ）アクリル化合物、ステアリルメタクリレート等の炭素数が１２以上のアルキル基を持つ（メタ）アクリレート化合物などが挙げられる。炭素数１２以上のアルキル基としては、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基（ステアリル基を含む）、イコシル基、トリアコンチル基及びテトラコンチル基が挙げられる。炭素数１２以上のアルキル基のものを用いることにより優れた接着性が得られる。これらの長鎖アルキル（メタ）アクリレートの中では、柔軟性の観点から、メタクリル酸ステアリルが好ましい。
【００２７】
本実施形態に用いる原料組成物は、成分（Ａ）と成分（Ｂ）の合計量に対して、成分（Ａ）が２０質量％以上７０質量％以下、成分（Ｂ）が１０質量％以上８０質量％以下であり、成分（Ａ）が２０質量％以上６０質量％以下、成分（Ｂ）が２０質量％以上８０質量％以下であることが好ましく、成分（Ａ）が２０質量％以上６０質量％以下、成分（Ｂ）が２５質量％以上８０質量％以下であることが特に好ましい。（Ａ）成分の含有量が２０％以上であると熱に対する変形、変色が抑えられるとともに、低線膨張率で低含水率となる。また、（Ｂ）成分の含有量が１０質量％以上であると添加効果が得られ、８０質量％以下であると、加熱の際の形状安定性が良好であると共に耐熱黄変性も良好である。
また、本実施形態に用いる原料組成物は、（Ｃ）成分を含んでいてもよい。（Ｃ）成分を含む場合、成分（Ａ）、成分（Ｂ）、成分（Ｃ）の合計量に対して、（Ｃ）成分が２０質量％以下であることが好ましく、１５質量％以下であることがより好ましい。（Ｃ）成分が２０質量％より多い場合は、加熱時に成形品にクラックが入ったり、材料の弾性率の低下を伴う可能性があり、光学部品として適当でない。
【００２８】
さらに、上記原料組成物は、必要に応じてラジカル重合開始剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、高級ジカルボン酸金属塩及び高級カルボン酸エステル等の滑り剤、内部離型剤、可塑剤、帯電防止剤、無機充填剤、着色剤、離型剤、難燃剤などを配合することができる。ラジカル重合開始剤、酸化防止剤、光安定剤としては、例えば、国際公開ＷＯ２００９／００５０３６号公報に記載されたものを用いることができる。
【００２９】
〔成形機〕
次に本発明の成形機について説明する。
本発明の成形機は、成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、図１に示すプランジャー１１を有する充填装置１０と、図２（Ａ）に示すキャビティ２１とを備えた金型２０を備え、図示は省略するが、金型２０内のキャビティ２１を脱気するための細孔２３１に接続された脱気手段としての減圧装置と、金型２０に接続された加熱手段としての加熱装置と、冷却装置とを備える。成形材料としては、前述の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００３０】
充填装置１０としては、公知のプランジャーを有する充填装置を用いることができる。通常、プランジャー１１を有する充填装置１０は図１に示すように、スクリュー１２を備え、当該スクリュー１２を回転させることにより、図示しない投入口から投入された材料を撹拌および混合するが、本実施形態においては、均一な液体である原料組成物を投入するためスクリュー１２は必ずしも必要ではない。
【００３１】
図２（Ａ）に示すように、金型２０は、固定金型２２と、この固定金型２２に対して近接および離間可能な可動金型２３とを備えている。そして、固定金型２２に可動金型２３を近接し型締めすることにより、金型２０内にキャビティ２１が形成される。
固定金型２２は、充填装置１０に接続される導入路２２１と、この導入路２２１のキャビティ２１に通じる開口部２２２に対し進退可能に設けられ、開口部２２２を開閉するニードル２２３と、可動金型２３に対向する面に２個の弾性部材２２４とを備えている。また、この固定金型２２は、可動金型２３に対向する面の近傍が加熱装置により加熱される加熱部２２Ａとなっており、導入路２２１が設けられた部分は、図示しない冷却手段により冷却される冷却部２２Ｂとなっている。そして、図２（Ａ）に示すように、ニードル２２３が可動金型２３側に移動され、開口部２２２が閉鎖された状態においては、導入路２２１が加熱部２２Ａの手前で分断され、導入路２２１に導入された組成物が冷却部２２Ｂ内に留まり、加熱部２２Ａに流れ込んだり、接触したりしない構造になっている。
なお、弾性部材２２４は、ゴム等の弾性を有する部材からなる。
【００３２】
図２（Ａ）および図３（Ａ）に示すように、可動金型２３は、減圧装置に接続され、キャビティ２１内を減圧可能にする細孔２３１を備え、キャビティ２１を構成し、かつ固定金型２２に対向する面２３２に押出ピン２３３と、押出ピン収納孔２３４と、からなるピン突出部を備えている。さらに、可動金型２３は、固定金型２２対向する面上かつ弾性部材２２４に対向する位置に、弾性部材２３８を備えている。そして、可動金型２３は、その全体が、加熱装置により加熱部２２Ａと共に加熱可能に設けられている。
細孔２３１は固定金型２２に対向する面に開口して設けられ、型締めの際、固定金型２２と可動金型２３との間を減圧することにより、キャビティ２１を減圧する。具体的には、固定金型２２と可動金型２３の弾性部材２２４と弾性部材２３８とが接触するまで可動金型２３を可動させ、減圧を開始する。減圧後、固定金型２２と可動金型２３とを完全に閉じ、キャビティ２１を減圧する。
図３（Ａ）に示すように、押出ピン２３３は、キャビティ２１に対し、押出ピン収納孔２３４内を進退可能、かつ押出ピン収納孔２３４から先端がキャビティ２１内に突出可能に設けられている。この押出ピン２３３は、成形品を取り出す際、押出ピン収納孔２３４から突出して成形品を押すことにより、成形品を可動金型２３から分離可能にするものである。
【００３３】
押出ピン収納孔２３４は、可動金型２３の表面に開口部２３４Ａを備えるとともに、開口部２３４Ａから金型２０の内部に向かう小径孔２３５と、小径孔２３５に連続する大径孔２３６とを備えている。
小径孔２３５は、押出ピン２３３の外径と略同じ寸法に形成された内径を備え、有効長Ｌは、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であり、好ましくは、１．７ｍｍ以上であり、より好ましくは、２．０ｍｍ以上である。ここで有効長Ｌは、小径孔２３５の長さ寸法に等しい。そして、このような押出ピン２３３の外径Ｘは小径孔２３５の内径Ｙとの間に０．８≦Ｘ／Ｙ≦０．９９９の関係を有することが好ましく、より好ましくは０．８５≦Ｘ／Ｙ≦０．９９９の関係を有し、さらに好ましくは０．９０≦Ｘ／Ｙ≦０．９９８の関係を有する。
図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、従来の成形機の有効長Ｌ１が０．５ｍｍから１ｍｍ程度であるのに対し、本実施形態の有効長Ｌは、より長い寸法を有している。すなわち、押出ピン２３３と小径孔２３５との隙間２３７が長い寸法を有するため、原料組成物が隙間２３７に浸透してきても浸透量および浸透速度を押さえることができる。そして、浸透に時間を要することにより、浸透してきた原料組成物が順次隙間２３７内で硬化して、隙間２３７を密閉するため、原料組成物が大径孔２３６に到達することがない。したがって、押出ピン収納孔２３４内での押出ピン２３３の動きが制限されることなく、後の工程においても、押出ピン２３３を進退させることが可能となる。
【００３４】
これに対し、図３（Ｂ）に示した従来の成形機の押出ピン収納孔２３４では有効長Ｌ１が本実施形態の有効長Ｌより短いため、原料組成物が容易に大径孔２３６に到達する。原料組成物が一旦大径孔２３６に到達すると、隙間２３７で原料組成物が硬化する前に多くの原料組成物が大径孔２３６に流れ込み、大径孔２３６においても原料組成物の硬化が発生するため押出ピン２３３を進退させることができなくなり、成形後の成形品の押し出しが困難になる。
大径孔２３６は、押出ピン２３３の進退がスムーズに行えるよう、小径孔２３５よりも大きい径を有している。
【００３５】
減圧装置は、金型２０に設けられた細孔２３１に接続されている。減圧装置としては、公知の真空吸引装置が使用できる。キャビティ２１は、金型２０が完全に型締めされて閉じる前の弾性部材２２４と弾性部材２３８とが当接した状態で減圧装置により減圧し、その後、金型２０を完全に型締めすることにより、低酸素濃度雰囲気とすることが可能である。キャビティ２１と細孔２３１とはベントに相当する厚み数ミクロンの溝があってもよい。また、原料組成物投入前において、ニードル２２３をキャビティ２１に対して後退させ、開口部２２２を開放することにより、成形機における原料組成物の流動路全域を低酸素濃度雰囲気とすることができる。なお、流動路とは、充填装置１０における原料組成物の流動経路および金型２０における導入路２２１を言う。
加熱装置は、加熱部２２Ａおよび可動金型２３を加熱する装置である。これらの加熱により、キャビティ２１内の温度（「キャビティ温度」とも言う）を所定の温度とすることができる。
冷却装置は、原料組成物の流動路を冷却する装置である。具体的には、充填装置１０および金型２０の冷却部２２Ｂを５０℃以下に冷却する。
【００３６】
〔熱硬化性樹脂の射出成形方法〕
次に、熱硬化性樹脂の射出成形方法について説明する。本実施形態の射出成形方法は、
型締工程、所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程としての計量工程、プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程としての充填工程、キャビティ内で熱硬化性樹脂を熱硬化する工程としての硬化工程、および熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程としての離型工程を備える。
【００３７】
[型締工程]
熱硬化性樹脂を成形するには、まず、可動金型２３を固定金型２２に近接させ、型締を行う。可動金型２３の弾性部材２３８が固定金型２２の弾性部材２２４に当接する位置で一旦可動金型２３の移動を止める。次いで、ニードル２２３を後退させ、開口部２２２を開放した状態で、減圧装置を作動させ、成形機内を減圧し、低酸素濃度雰囲気とする。そのためにキャビティ２１の減圧度１５．０ｋＰａ以下となるよう減圧し、好ましくは５．０ｋＰａ以下とし、より好ましくは１．５ｋＰａ以下とする。その後、可動金型２３をさらに固定金型２２に近接させて、完全に型締を行う。
次に、ニードル２２３を前進させ開口部２２２を閉鎖する。そして、冷却装置を作動させ、原料組成物の流動路全域、すなわち、成形機の充填装置１０および金型２０の固定金型２２に設けられた冷却部２２Ｂを冷却する。この際、冷却温度は５０℃以下に設定されることが好ましく、特に好ましくは３０℃以下に設定される。同時に、加熱装置を作動させ、可動金型２３および固定金型２２に設けられた加熱部２２Ａを加熱し、キャビティ温度が６０℃以上、好ましくは９０℃以上１８０℃以下、特に好ましくは１１０℃以上１５０℃以下となるよう設定する。
【００３８】
［計量工程］
次いで、原料組成物を図示しない投入口から図１に示した充填装置１０に投入する。投入された原料組成物は、スクリュー１２に押し出され、ついでプランジャー１１にて所定量が計量される。この間、流動路は冷却装置により冷却されているため、原料組成物は硬化することなくスムーズに流動する。
[充填工程]
図２（Ａ）に示すように、金型２０の導入路２２１に原料組成物の所定量が導入される。そして、図２（Ｂ）に示すようにニードル２２３を後退させ、開口部２２２を開放し、プランジャー１１を前進させてキャビティ２１内に原料組成物を充填する。
【００３９】
[硬化工程]
キャビティ２１への原料組成物の充填が完了すると、同時に原料組成物の硬化が開始されるが、成形品の転写性を向上するためには、所定の圧力を加えて硬化させることが必要である。すなわち、プランジャー１１を１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧した状態であることが好ましい。転写性を向上するために、原料組成物に加えるこの圧を保圧と言う。
【００４０】
以下に、プランジャー１１への保圧と、保圧開始のタイミングについて説明する。図４は、本実施形態における原料組成物の粘度と時間との関係を示した図である。図４において、材料をキャビティに注入してから充填が完了するまでの期間Ｐ１は、材料に熱が加えられ硬化が始まるまでの誘導期に相当する。硬化工程は、熱をかけて材料が硬化し始めてから、硬化に至るまでの間の硬化初期Ｐ２と、硬化が完了する硬化後期Ｐ３の２段階に分けられる。原料組成物の粘度は、誘導期Ｐ１においては、低粘度のままで変化がなく、硬化初期Ｐ２においては、低粘度から高粘度へと著しい粘度変化を示し、硬化後期Ｐ３では高粘度の状態で緩やかに上昇する。
【００４１】
硬化初期Ｐ２では、原料組成物が液体から固体に変化する粘度変化だけでなく、体積変化も生じることで、収縮する。それ故、実際の成形では原料組成物に圧を加えなければ、成形品が転写性に劣るものとなってしまう。転写性を良くするためには、原料組成物に圧を加え（保圧）、金型２０に原料組成物を密着させるとともにゲート部分から原料組成物を補填する必要がある。
しかし、本実施形態の原料組成物のように低粘度の材料においては、材料粘度が低粘度の状態で圧を加えると、低粘度材のゆえ、固定金型２２と可動金型２３の隙間から材料が漏れ出し硬化する（バリ）不良現象や、押出ピン２３３まわりの隙間などに原料組成物が浸透することによる押出ピン２３３の動作不良などが発生する。一方、硬化初期Ｐ２で粘度が高くなった状態や、硬化後期Ｐ３の状態で圧を加えても、原料組成物の粘度が高いため圧縮変形することができず転写性を向上させることはできない。したがって、転写性の高い成形品を得るためには、保圧開始のタイミング（保圧開始時刻Ｔ）を硬化工程の誘導期Ｐ１から硬化初期Ｐ２に移行するタイミングに合わせる必要がある。
【００４２】
ここで、キャビティ２１内の原料組成物の粘度を検出できれば保圧開始時刻Ｔを決めることができるが、原料組成物の粘度を測定するためには、金型２０のキャビティ２１中で原料組成物粘度を測定する装置を組み込む必要がある。これは、金型２０が大型化する上、機構も複雑になり、作製費用も著しく高くなるため、現実的ではない。
本実施形態における原料組成物は、硬化初期Ｐ２で増粘すると同時に収縮し始める。したがって、収縮し始める時間を検出すれば、保圧開始時刻Ｔを適切に決めることができる。
【００４３】
保圧開始時刻Ｔを決定する方法としては、まず、充填工程に要する時間ｔ１を求める。原料組成物を硬化させる温度に金型２０の温度を設定し、プランジャー１１を前進させて金型２０のキャビティ２１内に原料組成物を充填し、充填に要した時間ｔ１を測定する。充填が完了すると、プランジャー１１は、停止する。
続いて、バリが発生しない程度に原料組成物にプランジャー１１を介して圧を加える。その圧力は０．３ＭＰａから２．５ＭＰａまでの範囲であり、好ましくは０．３ＭＰａから１．５ＭＰａまでの範囲である。原料組成物の硬化が開始されると、同時に原料組成物の収縮が発生するため、充填工程完了後停止していたプランジャー１１が再度前進開始する。充填工程完了から、収縮によりプランジャー１１が再度前進開始するまでに要した時間ｔ２を測定する。原料組成物の硬化が開始されるまでの時間は材料固有のものであり、金型温度が変化しない限り、この時間は大きく変化しない。
このように測定した時間ｔ１とｔ２との合計時間ｔは、原料組成物の硬化開始時刻に近いため、この時間ｔの前後を保圧開始時刻Ｔとすれば、成形品の転写性を向上することができる。
【００４４】
本実施形態において、保圧開始時刻Ｔは、時間ｔに対して±１０秒間、好ましくは時間ｔに対して−５秒から＋１０秒間、より好ましくは時間ｔに対して±５秒間にあり、かつ１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下の圧力を加えて保圧することが好ましい。なお、原料組成物の収縮に伴う原料組成物の補填は、前記時間、すなわち、時間ｔに対して±１０秒間、好ましくは時間ｔに対して−５秒から＋１０秒間、より好ましくは時間ｔに対して±５秒間以内に完了する。
【００４５】
硬化工程において、上述した条件で保圧することにより、成形品のヒケや歪みを防止し、転写性を向上することができる。
一定時間の保圧完了後、図２（Ｃ）に示すようにニードル２２３を前進させて開口部２２２を閉塞し、未硬化部分が発生しないよう、一定時間加熱して原料組成物を完全に硬化させる。
【００４６】
[離型工程]
図２（Ｄ）に示すように、固定金型２２から可動金型２３を離間させる。そして、図２（Ｄ）への図示は省略するが、可動金型２３に設けられた押出ピン２３３を成形品に対して突出させることにより、成形品を押し出すことにより、成形品を金型２０から取り出す。
【００４７】
〔実施形態の作用効果〕
以上により本実施形態では、以下の作用効果を奏することができる。
プランジャー１１を有する充填装置１０により、原料組成物を計量し、金型２０内に充填するので、低粘度であるアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物からなる樹脂であっても、隙間等に逆流することなく、確実に所定量の熱硬化性樹脂を充填でき、成形品のばらつきを防止することができる。また、硬化工程を酸素濃度が５％以下である低酸素濃度雰囲気下で行うので、酸素雰囲気下では硬化し難いアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物であっても、重合が確実かつ均一に起こり、歪みを防止することができる。そして、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物を用いるので、光学特性に優れるとともに、耐熱性を備えた成形品を得ることができる。
また、成形機の充填装置１０および金型２０の固定金型２２に設けられた冷却部２２Ｂを５０℃以下とするので、流動路内で原料組成物の粘度が上昇したり、硬化したりすることがない。したがって、原料組成物を低粘度に維持したまま、計量し、スムーズにキャビティ２１に充填できる。
【００４８】
さらに、硬化工程において、プランジャー１１に１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下の圧力を加えて、原料樹脂を硬化させるので、成形品の転写性を向上することができる。
また、この加圧のタイミング（保圧開始時刻Ｔ）を、予め求めた時間ｔに対し、±１０秒間としたので、低粘度であるアダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物からなる樹脂を用いる場合であっても、金型２０の隙間に浸透することを防ぐことができる。したがって、成形品にバリが発生することを抑制することができ、得られる成形品の転写性を向上できる。
さらに、可動金型２３のキャビティ２１を構成し、かつ固定金型２２に対向する面２３２に設けられた押出ピン収納孔２３４が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の有効長Ｌを有するので、押出ピン２３３と押出ピン収納孔２３４との隙間２３７を１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下にわたって小さくすることができる。原料組成物がこの隙間２３７に浸透してきても、浸透量を少なくかつ浸透速度を遅くすることができるため、小径孔２３５内に浸透中に原料組成物が硬化し、この隙間２３７を閉塞する。したがって、熱硬化性樹脂が大径孔２３６まで浸透して硬化し、押出ピン２３３の動作を阻害することがなく、硬化完了後の成形品をスムーズに取り出すことができる。
【００４９】
なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的および効果を達成できる範囲内での変形や改良が、本発明の内容に含まれるものであることはいうまでもない。また、本発明を実施する際における具体的な構造および形状等は、本発明の目的および効果を達成できる範囲内において、他の構造や形状等としても問題はない。
【実施例】
【００５０】
次に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例の記載内容に何ら制限されるものではない。
【００５１】
〔実施例１〕
（原料組成物１）
成分（Ａ）として下記式（１）で表される１-アダマンチルメタクリレート〔出光興産（株）製〕３０質量％、成分（Ｂ）として下記式（２）で表されるトリシクトデカンジメタノールジアクリレート〔新中村化学（株）製〕３５質量％および下記式（３）で表されるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート〔サートマー社製〕２０質量％、成分（Ｃ）として下記式（４）で表される３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業（株）社製〕１５質量％、下記式（５）で表される１，１−ジ（ｔ−ヘキシルパーオキシ）シクロヘキサン（日本油脂（株）製）０．７質量部を混合し、原料組成物１（常温での粘度：４０ｍＰａ・ｓ）を得た。なお、下記式において、Ｍｅはメチル基を示す。
【００５２】
【化２】
【００５３】
（成形方法）
次いで、この原料組成物１を実施形態に記載の方法を用い、以下の成形条件で成形し、成形品を得た。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化、変色、未充填は確認できなかった。
耐熱性評価は、成形品に以下の熱工程を経ることにより熱工程前後での成形品の変形、変色、割れ有無の比較を行った。熱工程を成形品表面温度２５０℃以上１０秒かつ２００℃以上６０秒の条件で行った。
耐熱性評価を実施したところ、熱工程前後での変色、変形、割れは確認できなかった。
＜成形条件＞
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板。
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時間：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：９０秒
【００５４】
〔実施例２〕
実施例１において、金型を変更し、成形品を直径４ｍｍ、厚み１ｍｍの円板とした以外は実施例１と同様にして成形品を得た。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化、変色、未充填は確認できなかった。耐熱性評価を実施したところ、熱工程前後での変色、変形、割れは確認できなかった。
【００５５】
〔実施例３〕
実施例１において、原料組成物１の代わりに以下の原料組成物２を用いる以外は同様にして成形品を得た。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化、変色、未充填は確認できなかった。耐熱性評価を実施したところ、熱工程前後での変色、変形、割れは確認できなかった。
【００５６】
（原料組成物２）
成分（Ａ）として下記式（６）で表される１-アダマンチルメタクリレート〔出光興産（株）製〕３５質量％、成分（Ｂ）として下記式（７）で表されるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート〔サートマー社製〕５０質量％、下記式（８）で表されるジペンタエリスリトールペンタクリレート〔サートマー社製〕１５質量％、上記式（５）で表される1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン（日本油脂（株）製）0.７質量部を混合し、原料組成物２（常温での粘度：６０ｍＰａ・ｓ）を得た。
【００５７】
【化３】
【００５８】
〔比較例１〕
原料組成物１を用い、実施形態に記載の方法を用い、以下の成形条件で成形品を得た。さらに熱工程を成形品表面温度２５０℃以上１０秒かつ２００℃以上６０秒の条件で行った。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化部分およびボイドが確認された。さらに、変色が確認された。
【００５９】
（成形条件）
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：６０ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【００６０】
〔参考例１〕
成分（Ａ）としてメタクリル酸(広島和光（株）製)２７質量％、成分（Ｂ）として上記式（２）で表されるトリシクトデカンジメタノールジアクリレート〔新中村化学（株）製〕４４質量％および下記式（３）で表されるエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレート〔サートマー社製〕１７質量％、成分（Ｃ）として上記式（４）で表される３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン〔信越化学工業（株）社製〕１２質量％を混合し、原料組成物３（常温での粘度：４０ｍＰａ・ｓ）を得た。
（成形方法）
次いで、この原料組成物３を実施形態に記載の方法を用い、以下の成形条件で成形品を得た。さらに熱工程を成形品表面温度２５０℃以上１０秒かつ２００℃以上６０秒の条件で行った。
得られた成形品を目視にて確認したところ、未硬化部分は確認できなかったが、変色、変形、および割れが確認された。
【００６１】
（成形条件）
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：９０秒
【００６２】
〔参考例２〕
原料組成物１を用い、以下の成形方法および成形条件で成形を行った。しかしながら、流動路の温度が高く、キャビティへの充填が完了する前に原料組成物１が硬化し、目的とする形状の成形品が得られなかった。
（成形条件）
成形機：液状樹脂成形装置ＬＭ−１、（株）多加良製作所製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：１３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【００６３】
〔比較例２〕
原料組成物１を用い、以下の成形方法および成形条件で成形を行った。しかしながら、計量時および充填時に原料組成物１の逆流が生じ、所定量の計量および充填ができず、目的とする形状の成形品が得られなかった。
（成形条件）
成形機：液状電動式射出成形機ＥＣ１００ＬＩＭ、東芝機械（株）（スクリュー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：１３０℃
充填時間：１０秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：１２秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【００６４】
〔参考例３〕
原料組成物１を用い、以下の成形方法および成形条件で成形を行った。しかしながら、充填時間が長いため、キャビティの充填が完了する前に原料組成物１が硬化し、目的とする形状の成形品は得られなかった。
（成形条件）
成形機：液状熱硬化性樹脂射出成形機ＬＡ−４０Ｓ、（株）ソディックプラステック製（プランジャー方式）
成形品：直径３ｍｍ、厚み０．５ｍｍの円板
キャビティ温度：１３０℃
キャビティの減圧度：１ｋＰａ
流動路温度：３０℃
充填時間：４５秒
充填時圧力：１ＭＰａ
保圧開始時刻：３５秒
保圧時圧力：５ＭＰａ
保圧時間：２０秒
硬化時間：６０秒
【符号の説明】
【００６５】
１０…充填装置
１１…プランジャー
２０…金型
２１…キャビティ
２３３…押出ピン
２３４…押出ピン収納孔
２３４Ａ…開口部
２３５…小径孔
２３６…大径孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程、
前記プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂を前記プランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程、
前記キャビティ内で前記熱硬化性樹脂を熱硬化する工程、
前記熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程、
からなる熱硬化性樹脂の射出成形方法であって、
前記熱硬化性樹脂の３０℃での粘度が、５Ｐａ・ｓ以下であり、
前記熱硬化する工程を低酸素濃度雰囲気で行うことを特徴とする熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂が、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物であることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項３】
前記低酸素濃度雰囲気が、５％以下の酸素濃度雰囲気であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項４】
前記プランジャー内に充填された前記熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程が、５０℃以下に温度制御された流動路を介して金型内のキャビティに充填する工程であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項５】
前記熱硬化する工程が、前記プランジャーを１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧した状態で熱硬化する工程であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項６】
前記金型が、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、
当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、
当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有する金型であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項７】
射出成形用金型であって、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、
当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、
当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有する
ことを特徴とする射出成形用金型。
【請求項８】
成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、
当該金型が請求項７に記載の金型であることを特徴とする射出成形機。
【請求項９】
前記射出成形用金型が、当該金型内のキャビティを脱気するための細孔を有することを特徴とする請求項７に記載の射出成形用金型。
【請求項１０】
成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、当該金型が請求項９に記載の金型であるとともに、当該金型外部に前記細孔と連結した脱気手段を有することを特徴とする射出成形機。
【請求項１】
所定量の熱硬化性樹脂をプランジャー内に充填する工程、
前記プランジャー内に充填された熱硬化性樹脂を前記プランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程、
前記キャビティ内で前記熱硬化性樹脂を熱硬化する工程、
前記熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出す工程、
からなる熱硬化性樹脂の射出成形方法であって、
前記熱硬化性樹脂の３０℃での粘度が、５Ｐａ・ｓ以下であり、
前記熱硬化する工程を低酸素濃度雰囲気で行うことを特徴とする熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項２】
前記熱硬化性樹脂が、アダマンチル（メタ）アクリレートを含む組成物であることを特徴とする請求項１に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項３】
前記低酸素濃度雰囲気が、５％以下の酸素濃度雰囲気であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項４】
前記プランジャー内に充填された前記熱硬化性樹脂をプランジャーにより、金型内のキャビティに充填する工程が、５０℃以下に温度制御された流動路を介して金型内のキャビティに充填する工程であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項５】
前記熱硬化する工程が、前記プランジャーを１．０ＭＰａ以上１５ＭＰａ以下に加圧した状態で熱硬化する工程であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項６】
前記金型が、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、
当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、
当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有する金型であることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の熱硬化性樹脂の射出成形方法。
【請求項７】
射出成形用金型であって、熱硬化された熱硬化性樹脂を押し出すための押出ピンと、当該押出ピンを収納する押出ピン収納孔からなるピン突出部を備え、
当該押出ピン収納孔は、当該金型において前記キャビティを構成する面内に開口部を有するとともに当該開口部から金型内部に向かう押出ピンと、前記押出ピンの外径と略同径の小径孔と、それに連続する大径孔と、からなり、
当該小径孔が、１．５ｍｍ以上２０ｍｍ以下の長さであるピン突出部を一又は複数有する
ことを特徴とする射出成形用金型。
【請求項８】
成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、
当該金型が請求項７に記載の金型であることを特徴とする射出成形機。
【請求項９】
前記射出成形用金型が、当該金型内のキャビティを脱気するための細孔を有することを特徴とする請求項７に記載の射出成形用金型。
【請求項１０】
成形材料を金型に押し出すプランジャー機構を有する射出成形機であって、当該金型が請求項９に記載の金型であるとともに、当該金型外部に前記細孔と連結した脱気手段を有することを特徴とする射出成形機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−１３１０７４（Ｐ２０１２−１３１０７４Ａ）
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２８３５４５（Ｐ２０１０−２８３５４５）
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年７月１２日（２０１２．７．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月２０日（２０１０．１２．２０）
【出願人】（０００１８３６４６）出光興産株式会社 (2,069)
【Ｆターム（参考）】
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