疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法及び装置
【課題】疎水性パターンを有する製品を多量生産できながらも、疎水性パターンを所定の製品に明確に形成させることができる、疎水性パターンを有する射出品の成形方法及び装置を提供する。
【解決手段】この方法は、疎水性パターンを有するスタンパーが装着されている金型を加熱する段階と、該金型を移動させて金型の内部を密閉する段階と、前記金型の内部に所定の樹脂材料を注入する段階と、該金型を冷却した後、前記金型を分離する段階と、を含む構成とした。
【解決手段】この方法は、疎水性パターンを有するスタンパーが装着されている金型を加熱する段階と、該金型を移動させて金型の内部を密閉する段階と、前記金型の内部に所定の樹脂材料を注入する段階と、該金型を冷却した後、前記金型を分離する段階と、を含む構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法及び装置に係り、特に、疎水性の表面を有する製品の多量生産を可能にする射出成形方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ある物質の表面への液体のぬれ性（wettability）は、表面の接触角（contact angle）を測定することによって測定することができる。
【０００３】
ぬれ性とは、固体の表面と液体間の相互作用（固体面への液体の吸着）で、付着力（固体と液体間の付着力（adhesion））及び凝集力（液体分子間の結合力（cohesion））の相互競争状態をいう。
【０００４】
液体分子間の凝集力が固体と液体間の付着力よりも大きいとぬれ性が低く、液体間の凝集力が固体と液体間の付着力よりも小さいとぬれ性が高い。
【０００５】
液体が水である場合、表面のぬれ性が高いと親水性（hydrophilic）表面といい、ぬれ性が低いと疎水性（hydrophobic）表面という。主に、接触角９０°以上の表面を疎水性表面といい、接触角１５０°以上の表面を超疎水性（superhydrophobic）表面という。
【０００６】
このような表面の疎水性は、主に、表面自体の化学的性質と、表面上に存在するマイクロ／ナノサイズの構造物の表面によって決定される。
【０００７】
このような疎水性の表面を有する材料は、セルフクリーニング（self-cleaning）、アンチ−フォギング（anti-fogging）、流体による摩擦減少などの効果に優れており、このような効果が要求される産業分野に広く用いられている。
【０００８】
１９９７年Ｗ．ＢａｒｔｈｌｏｔｔとＣ．Ｎｅｉｎｈｕｉｓにより、自然界に生息して植物の葉のうち、超疎水性の特性を持つ植物の葉の種類、それらの植物の葉が持つ様々な表面の形状、及びその形状により発生する各種現象が報告されており、これを模倣して、最近では、表面の構造的な特性を変化させることによって上記の植物の葉のような疎水性の表面を製作しようとする多くの技術が紹介されており、このような技術をバイオミメティックス（Biomimetics）という。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、このような疎水性の表面を製造するための既存の技術の大部分が、複雑な化学工程を用いて表面のパターンを変えたり、物質自体の表面エネルギーを変化させたりして疎水性の表面を得ている。
【００１０】
化学的な方法に依存する方式は、面倒な種々の工程を経たり、人体に有害な化学物質を扱わなければならないという危険性がある。
【００１１】
また、この種の方法は、工程自体のコストが高く、長時間がかかることがあり、しかも、製作された表面を大気に露出するとホコリに汚されて疎水性を喪失する場合もあった。
【００１２】
一方、化学的方法の他に、ホットスタンピング（hot stamping）方法やキャスティング（casting）方法で製品の表面に疎水性パターンを形成させる方法もあるが、これらの方法も、時間及びコストの面で不利であるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記問題点を解決するためのもので、その目的は、疎水性パターンを有する製品の生産を迅速にさせるととともに、該パターンを製品に正確に形成させることができる、疎水性パターンを有する射出品の成形方法及び装置を提供することにある。
【００１４】
上記技術的課題を解決するための本発明は、複数個の金型のうち、疎水性パターンを有するスタンパーが装着されている金型を加熱する段階と、前記スタンパーの装着されている金型と他の金型とを密着させてこれら金型の間を密閉させる段階と、これら金型の間に所定の樹脂材料を注入する段階と、これら金型を冷却した後、これら金型を分離する段階と、を含む、疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法を提供する。
【００１５】
前記疎水性パターンは、表面接触角が１５０゜以上１８０゜未満の超疎水性パターンとすることを特徴とする。
【００１６】
また、前記金型を加熱する段階は、前記金型の内部に設けられたヒーターの発熱によって前記金型の表面温度を所定の設定温度とすることを特徴とする。
【００１７】
前記設定温度は、１２０℃と注入される樹脂の溶融温度の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
前記設定温度は、１２０℃以上１８０℃以下の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
また、前記金型の密閉段階は、前記金型の表面温度が前記所定の設定温度に到達した後に行われることを特徴とする。
【００２０】
前記金型の冷却段階は、樹脂材料が注入された直後から行われることを特徴とする。
【００２１】
また、前記金型の冷却段階で、前記金型の冷却は、前記金型と接触可能に設けられる冷却金型と前記金型との接触によって行われることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る射出成形装置は、キャビティが形成される金型と、前記キャビティの内部に配置され、疎水性パターンを有するスタンパーと、前記金型の温度を調節する温度調節装置と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
前記スタンパーの疎水性パターンは、１５０゜以上１８０゜以下の液体の表面接触角を有するように形成されることを特徴とする。
【００２４】
前記温度調節装置は、前記金型の内部に配置されるヒーターと、前記金型と接触可能に配置されて、前記金型を冷却させる冷却金型と、前記冷却金型を駆動させる冷却金型駆動部と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、前記ヒーターは、金型の表面温度が金型に注入される樹脂の溶融温度に到達するまで前記金型を加熱させることを特徴とする。
【００２６】
また、前記金型は、前記キャビティを備える第１金型部と、前記第１金型部と選択的に接触するように設けられる第２金型部と、を含み、前記冷却金型は、前記第２金型部に収容されるように設けられ、前記第２金型部の内部で移動可能に設けられることを特徴とする。
【００２７】
また、前記射出成形装置は、磁力によって前記冷却金型と前記第２金型部とが接離するように、前記第２金型部に設置される第１磁石部及び前記冷却金型に設置される第２磁石部と、前記冷却金型の移動をガイドするように前記第２金型部の内部に設けられるガイド部材と、をさらに含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記第１磁石部及び第２磁石部のうちいずれか一方は電磁石で構成され、いずれか他方は永久磁石で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、疎水性または超疎水性パターンを有する射出品を迅速に大量生産することができ、その結果、射出品の成形において経済性及び生産性を向上させることが可能になる。
【００３０】
また、金型を高温に加熱できる一方で、瞬間的な冷却が可能なため、射出品に形成される疎水性パターンのパターニングが円滑になり、製品の信頼度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）にいろいろな表面接触角による液滴の形態を示す概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）に本発明による疎水性パターンを有するスタンパーの製作過程を示す概略図である。
【図３】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図４】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図５】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図６】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図７】本発明による射出成形方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る、疎水性パターンを有する自然物、スタンパー、及び射出成形品の表面をそれぞれ拡大した写真である。
【図９】従来技術の一般金型によって転写されたパターンを有する射出物の表面の写真である。
【図１０】本発明の高温金型によって転写されたパターンを有する射出物の表面の写真である。
【図１１】金型の温度及び保圧の変化による表面接触角の変化を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００３３】
図１は、固体の表面に付着される液滴の表面接触角による液滴の形態を示す図である。
【００３４】
表面接触角とは、液体が固体の表面で力学的にバランスする時、固体の表面と、固体の表面に当たる液体の部分に対応する接線との角度をいう。
【００３５】
図１ａ乃至図１ｄに示すように、表面接触角は、液体−固体−気体の接合点で、水玉曲線の終点と固体表面との接触点で測定される。したがって、表面接触角θは、図１ａでは０゜に近接し、図１ｂでは、０〜９０゜の範囲とされ、図１ｃでは、９０゜〜１８０゜の範囲とされる。
【００３６】
そして、図１ｄでは、表面接触角が１８０゜となる。
【００３７】
上述した通り、表面接触角が９０゜以上であると疎水性になり、１５０゜以上であると超疎水性の特性を示す。このように、表面接触角が大きくなるほど固体と液体との接触面積が減少して液体の付着力が低下し、液体が固体の表面を自由に移動するようになる。
【００３８】
図２は、自然物に形成された疎水性パターンが形成されるスタンパーを製作する過程を示す図で、ここで、自然物を蓮の葉としたが、これに限定するものではなく、竹葉、モミジの葉、チューリップの葉、稲等を使用することもできる。
【００３９】
特に、蓮の葉は、葉の表面に超疎水性パターンが形成されているため、液体が葉に存在する場合、その表面接触角が１５０°以上となって、液滴が葉の表面に付着されずに流れ落ちるという特性がある。
【００４０】
したがって、疎水性または超疎水性パターンを有する自然物のうち、入手しやすい蓮の葉を選択し、疎水性または超疎水性パターンを形成するわけである。
【００４１】
このような自然物を用いる、疎水性パターンを有するスタンパーの製作工程について具体的に説明すると、下記の通りである。
【００４２】
まず、図２ａに示す基板Ａの上面に、図２ｂに示すように第１導電層Ｂを形成する。本実施例で、第１導電層Ｂは、電気伝導性物質を基板に蒸着（deposition）して形成し、電気伝導性物質には、クロム、金、または銀を使用することが好ましい。
【００４３】
そして、基板Ａは、シリコンウエハーのようなシリコン基板とすることが好ましい。
【００４４】
図２ｃに示すように、基板Ａに蒸着された第１導電層Ｂの上面に、所定の疎水性パターンを有する蓮の葉Ｃを接着剤Ｄを用いて付着する。ここで、接着剤Ｄは、エポキシ系のバインダーとすることが好ましい。
【００４５】
蓮の葉のように自然物は電気伝導性がないため、図２ｄに示すように、蓮の葉Ｃの上面と第１導電層Ｂの上面に、第２導電層Ｅを形成する。本実施例で、第２導電層Ｅは、金イオンコーティング工程によって生成され、第２導電層Ｅの厚さは、疎水性パターンの形状を正確に具現するとともに、後述するメッキ工程が円滑に実施されうるような程度の厚さにしなければならない。
【００４６】
図２ｅに示すように、この状態で、第２導電層Ｅの上面及び疎水性パターンを有する蓮の葉Ｃに電気メッキ工程を行って全体的に金属メッキ層Ｆを形成させ、ここで使われるメッキ用金属は、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛などを含むが、これに限定されない。
【００４７】
メッキ工程が完了し、金属メッキ層Ｆが完全に形成された場合は、ストリッピング（stripping）過程を行って、金属メッキ層Ｆから基板Ａ、第１及び第２メッキ層Ｂ，Ｅ及び疎水性パターンを有する蓮の葉Ｃを除去することで、図２ｆのような所定の疎水性パターンの逆パターンが形成された金属スタンパー５００を完成する。
【００４８】
以下では、上述の疎水性パターンを有するスタンパーを用いて、疎水性パターンを有する射出品を射出成形する装置及び該射出成形装置を使用する射出品の生産過程について説明する。
【００４９】
図３に示すように、本発明による射出金型を含む射出成形装置の構成は、次の通りである。
【００５０】
まず、本発明による射出金型は、第１金型部１０と第２金型部２０とで構成され、第１金型部１０の内部には、溶融樹脂が流入する空間を形成するキャビティ１１が形成される。
【００５１】
ここで、第１金型部１０の内部には、射出成形時に樹脂が凝固することを防止するための第１ヒーター１３のような加熱装置、及び冷却水の流れる冷却水流路１２が設けられると好ましい。
【００５２】
第２金型部２０は、内部に、第２金型部２０の温度を上げる第２ヒーター２２が設けられており、第２ヒーター２２の後方には、第２金型部２０を冷却させるための冷却金型３０が設けられる。
【００５３】
冷却金型３０は、第２金型部２０の内部に設けられる別の収容部２５に移動可能に配置され、収容部２５の内部には、冷却金型３０の移動を案内するガイド部材４０が設けられる。
【００５４】
冷却金型３０及び第２金型部２０には、それぞれ、電磁石３５及び永久磁石５９が配置される。このように電磁石３５及び永久磁石５９を配置し、電磁石３５に一定の電流をかけると、電磁石３５と永久磁石５９間に引力または斥力が発生する。引力が発生すると、冷却金型３０と第２金型部２０とが接して、第２金型部２０が冷却される。
【００５５】
冷却金型３０の内部には冷却水の流れる冷却水流路３３が設けられ、第２金型部２０の冷却が必要な場合、冷却水流路３３に冷却水を流し込むと、第２金型部２０及びスタンパー５００の温度が急速に下がる。
【００５６】
これによって第１及び第２金型部１０，２０内に充填されている樹脂が凝固して成形物となり、該成形物には、スタンパー５００に形成されている疎水性パターンの逆パターンが形成される。この逆パターンは、本来の蓮の葉やその他自然物に形成されている疎水性パターンと実質的に同じパターンとされる。
【００５７】
一方、第１金型部１０の一側には第１金型部１０を支持する第１金型支持ブロック５８が設けられ、第１金型支持ブロック５８と一定間隔離隔した部分には、第２金型部２０を支持する第２金型支持ブロック６０が設けられる。
【００５８】
第２金型部３０の後方には、第２金型支持ブロック６０から突出して、第２金型部２０を第１金型部１０に移動させたり第１金型部１０から離隔させる金型移動部３８が設けられる。
【００５９】
第１金型支持ブロック５８の一側には、溶溶樹脂を第１金型部１０の方向に移動させる樹脂供給装置８０が設けられ、樹脂供給装置の上部には、溶融樹脂が収容されるホッパー７０が設けられる。
【００６０】
ここで、ホッパー７０の出口から第１金型部１０までに溶融樹脂を案内するように、樹脂供給装置８０、第１金型支持ブロック６０及び第１金型部１０を貫通する樹脂流路８２が設けられ、図示してはいないが、樹脂流路８２には、溶融樹脂を第１金型部１０に迅速に移動させるようにスクリュー８３を配置することが好ましい。
【００６１】
そして、第１及び第２金型支持ブロック５８，６０及び樹脂供給装置８０の下部には、これらを支持するベースブロック８４が設けられる。
【００６２】
一方、第２金型部２０の一側には、疎水性パターン５１０を有するスタンパー５００が設けられ、第２金型部２０の一面には、該スタンパーを取り付けるためのスタンパー付着部２０ａが設けられる。
【００６３】
ただし、図面では、明確な図示のために、疎水性パターン５１０を拡大して示すが、事実には肉眼では識別されない。
【００６４】
スタンパー付着部２０ａには、スタンパーを固定するためのホルダー（図示せず）またはジグ（図示せず）等のような固定装置を設けることで、射出成形において、スタンパー５００と溶融樹脂との接触時に両方の位置が変化することを防止することが好ましい。
【００６５】
スタンパー５００は、主にニッケルなどの金属材料からなるため、射出成形に用いられる溶融樹脂に比べて表面温度が顕著に低いのが一般的である。
【００６６】
したがって、相対的に低い温度のスタンパー５００と高温の溶融樹脂とが接触する場合に、疎水性パターン５１０が成形物に完全にパターニングされるも前に硬くなる問題点があり、よって、スタンパー５００及び金型を、樹脂を構成する重合体の溶融温度付近で維持しなければならない。
【００６７】
したがって、液状状態の樹脂がスタンパー５００と接触することで、該樹脂によって形成される射出物に、スタンパーに形成されている微細パターンと同じパターンが正確に形成されるためには、樹脂の液状状態が所定時間維持されなければならず、このため、この所定時間の間にスタンパーの表面温度も樹脂の溶融温度とされなければならない。
【００６８】
一方、射出成形装置のベースブロック８４の部分には温度制御装置８５が設けられる。
【００６９】
特に、第２金型部２０に設けられた冷却金型３０及び第２ヒーター２２は、スタンパー５００の急速加熱及び急速冷却を行うことが主な目的であり、よって、温度制御装置８５の主な役目も、スタンパー５００の表面の急速温度調節となる。
【００７０】
本発明の第１実施例によって、疎水性パターン５１０を有するスタンパー５００を用いて射出成形を行う場合について説明する。
【００７１】
図３及び図７に示すように、まず、疎水性パターン５１０を有するスタンパー５００を、第２金型部２０のスタンパー付着部２０ａに固着させる（図７のＳ１０１）。その後、別途の操作ボタンを入力して、スタンパー５００の表面温度と第１及び第２金型部１０，２０が一定温度以上になるように命令すると、第１及び第２ヒーター部１３，２２に電流が流れ、熱抵抗によって第１及び第２金型部１０，２０が加熱されると共に、スタンパー５００も加熱される。
【００７２】
ここで、加熱される温度は、所定の設定温度（ｔs）、具体的には、樹脂の溶融温度にさせる(図７のＳ１０２)。
【００７３】
この時、電磁石３５には一定の電流が流れて、永久磁石２８と電磁石３５との間に斥力が発生することで、第２金型部２０及び冷却金型３０は互いに離隔状態を維持するようになる。
【００７４】
その後、第２金型部２０の温度が所定の設定温度（ｔs）に到達したか判断し（図７のＳ１０３）、この温度範囲に到達したと判断されると、上記のように第２金型部２０と冷却金型３０とが離隔状態を維持し、第１及び第２金型部１０，２０とスタンパー５００が加熱された状態を維持しながら、図４に示すように、第２金型部２０が第１金型部１０の方向へ移動して両者が結着すると、第１金型部１０とスタンパー５００との間に射出物形態の密閉されたキャビティ１１が形成される（図７、Ｓ１０４）。
【００７５】
図５及び図７に示すように、第１及び第２金型部１０，２０が密着して密閉キャビティ１１を形成した状態で、樹脂流路８２を通して溶融樹脂Ｒがキャビティ１１内に流入してキャビティ１１の内部に充填され、溶融樹脂Ｒは、スタンパー５００の疎水性パターン５１０の間に流入することで、疎水性パターン５１０がそのまま転写されることとなる。
【００７６】
上記樹脂の流入した直後に、第１及び第２ヒーター１３，２２の作動を停止させ、電磁石３５と永久磁石５９とに引力が発生すると、冷却金型３０が第２金型部２０に接し、同時に冷却金型３０の冷却水流路部３３と第１金型部１０の冷却水流路部１２に冷却水が流入すると、第１及び第２金型部１０，２０とスタンパー５００が冷却され、これによって、キャビティ１１に充填された樹脂が固化する（図７のＳ１０６）。
【００７７】
ただし、樹脂が完全に固化する前に、樹脂がキャビティ１１内に完全に充填されることで、製品の耐久性が向上するように、樹脂をキャビティ１１内に強制に注入する保圧過程を行う（図７のＳ１０７）。
【００７８】
以降、図６及び図７に示すように、第２金型部２０を第１金型部１０と離隔させると、開放されたキャビティ１１には、スタンパー５００の疎水性パターン５１０がパターニングされた射出物Ｐが得られる（図７のＳ１０８、Ｓ１０９）。
【００７９】
図８の写真ａは、蓮の葉に現れたナノサイズの疎水性パターンを示しており、写真ｂは、上述の図２ａ〜図２ｆに示すスタンパー製作工程で生成された金属材質（ニッケル）のスタンパーに形成された疎水性パターンである。
【００８０】
そして、写真ｃは、上述の射出成形装置とスタンパーを用いて製作される射出品の表面に形成された疎水性パターンを拡大したものである。
【００８１】
図８に示すように、蓮の葉に形成されているナノサイズの疎水性パターンが、金属スタンパーを介して射出品の表面に実質的に同様にパターニングされていることがわかる。ここで、写真ａは、蓮の葉の表面状態であり、写真ｂは、蓮の葉の表面がパターニングされたスタンパーの表面写真であり、写真ｃは、スタンパーによって形成された製品の表面状態である。
【００８２】
図９は、高温金型ではなく一般金型によって蓮の葉のパターンを射出物に転写したものであり、図１０は、本発明の高温金型を用いて蓮の葉のパターンを射出物に転写したものである。両図から、パターンの転写された射出物の表面が明確に相異していることがわかる。
【００８３】
すなわち、図９に示すように、一般金型で蓮の葉のパターンを転写すると、当該パターンが不明確に現れ、それだけ、疎水性の特徴も弱くなる。
【００８４】
しかし、図１０のように高温金型を用いると、転写性が増大してパターンが明確に転写され、それだけ、水との接触角が増加して疎水性が増大する。
【００８５】
一方、図１１では、所定の樹脂を材料とする場合、保圧時間及び金型温度による接触角の変化を表している。使用樹脂はＣＯＣ（シクロオレフィン共重合体）であり、ＣＯＣの溶融点は１８０℃程度である。
【００８６】
図１１に示すように、１番目の場合、保圧も金型加熱もしていない状態における表面接触角は１０４゜であり、２番目の場合、保圧は１秒間１０３．３ＭＰａで行われるが、金型加熱がない場合には、表面接触角が１０５゜となる。
【００８７】
一方、３番目の場合、金型の温度が１８０℃に維持され、保圧が１０３ＭＰａ程度で行われる場合、接触角は１５３゜となり、４番目の場合、金型温度が２００℃程度であり、保圧が１０３ＭＰａで行われる場合、接触角が１５１゜となり、よって、３番目と４番目の場合、固体の表面が超疎水性を示すこととなる。
【００８８】
本実験では、金型を加熱しない場合と加熱する場合、金型の温度が１８０℃と２００℃である場合を想定したが、実質的には、金型の加熱によって樹脂材料の温度は１２０℃〜樹脂溶融温度の範囲とすることが好ましい。
【００８９】
すなわち、具体的には、１２０℃〜１８０℃の範囲とすることが好ましい。
【００９０】
４つの場合からすると、所定の金型を備える射出成形装置を用いて射出成形をする場合、金型の温度が所定の温度（樹脂の溶融温度）以上に維持された場合に、表面接触角が１５０゜以上になって固体の表面が超疎水性とされることがわかる。
【００９１】
したがって、射出成形時に、金型を一定温度以上、すなわち、樹脂の溶融温度以上に維持することが、超疎水性射出品を製作する工程で最も重要である。
【００９２】
このように、疎水性または超疎水性の表面を有する製品は、疎水性によるセルフクリーニング効果が要求される厨房器具、衣類、建築、道路、タイル分野に有用であり、さらには、流動抵抗減少が重要視される航空、船舶、自動車産業においてもその応用が可能である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法及び装置に係り、特に、疎水性の表面を有する製品の多量生産を可能にする射出成形方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ある物質の表面への液体のぬれ性（wettability）は、表面の接触角（contact angle）を測定することによって測定することができる。
【０００３】
ぬれ性とは、固体の表面と液体間の相互作用（固体面への液体の吸着）で、付着力（固体と液体間の付着力（adhesion））及び凝集力（液体分子間の結合力（cohesion））の相互競争状態をいう。
【０００４】
液体分子間の凝集力が固体と液体間の付着力よりも大きいとぬれ性が低く、液体間の凝集力が固体と液体間の付着力よりも小さいとぬれ性が高い。
【０００５】
液体が水である場合、表面のぬれ性が高いと親水性（hydrophilic）表面といい、ぬれ性が低いと疎水性（hydrophobic）表面という。主に、接触角９０°以上の表面を疎水性表面といい、接触角１５０°以上の表面を超疎水性（superhydrophobic）表面という。
【０００６】
このような表面の疎水性は、主に、表面自体の化学的性質と、表面上に存在するマイクロ／ナノサイズの構造物の表面によって決定される。
【０００７】
このような疎水性の表面を有する材料は、セルフクリーニング（self-cleaning）、アンチ−フォギング（anti-fogging）、流体による摩擦減少などの効果に優れており、このような効果が要求される産業分野に広く用いられている。
【０００８】
１９９７年Ｗ．ＢａｒｔｈｌｏｔｔとＣ．Ｎｅｉｎｈｕｉｓにより、自然界に生息して植物の葉のうち、超疎水性の特性を持つ植物の葉の種類、それらの植物の葉が持つ様々な表面の形状、及びその形状により発生する各種現象が報告されており、これを模倣して、最近では、表面の構造的な特性を変化させることによって上記の植物の葉のような疎水性の表面を製作しようとする多くの技術が紹介されており、このような技術をバイオミメティックス（Biomimetics）という。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、このような疎水性の表面を製造するための既存の技術の大部分が、複雑な化学工程を用いて表面のパターンを変えたり、物質自体の表面エネルギーを変化させたりして疎水性の表面を得ている。
【００１０】
化学的な方法に依存する方式は、面倒な種々の工程を経たり、人体に有害な化学物質を扱わなければならないという危険性がある。
【００１１】
また、この種の方法は、工程自体のコストが高く、長時間がかかることがあり、しかも、製作された表面を大気に露出するとホコリに汚されて疎水性を喪失する場合もあった。
【００１２】
一方、化学的方法の他に、ホットスタンピング（hot stamping）方法やキャスティング（casting）方法で製品の表面に疎水性パターンを形成させる方法もあるが、これらの方法も、時間及びコストの面で不利であるという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は上記問題点を解決するためのもので、その目的は、疎水性パターンを有する製品の生産を迅速にさせるととともに、該パターンを製品に正確に形成させることができる、疎水性パターンを有する射出品の成形方法及び装置を提供することにある。
【００１４】
上記技術的課題を解決するための本発明は、複数個の金型のうち、疎水性パターンを有するスタンパーが装着されている金型を加熱する段階と、前記スタンパーの装着されている金型と他の金型とを密着させてこれら金型の間を密閉させる段階と、これら金型の間に所定の樹脂材料を注入する段階と、これら金型を冷却した後、これら金型を分離する段階と、を含む、疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法を提供する。
【００１５】
前記疎水性パターンは、表面接触角が１５０゜以上１８０゜未満の超疎水性パターンとすることを特徴とする。
【００１６】
また、前記金型を加熱する段階は、前記金型の内部に設けられたヒーターの発熱によって前記金型の表面温度を所定の設定温度とすることを特徴とする。
【００１７】
前記設定温度は、１２０℃と注入される樹脂の溶融温度の範囲であることを特徴とする。
【００１８】
前記設定温度は、１２０℃以上１８０℃以下の範囲であることを特徴とする。
【００１９】
また、前記金型の密閉段階は、前記金型の表面温度が前記所定の設定温度に到達した後に行われることを特徴とする。
【００２０】
前記金型の冷却段階は、樹脂材料が注入された直後から行われることを特徴とする。
【００２１】
また、前記金型の冷却段階で、前記金型の冷却は、前記金型と接触可能に設けられる冷却金型と前記金型との接触によって行われることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る射出成形装置は、キャビティが形成される金型と、前記キャビティの内部に配置され、疎水性パターンを有するスタンパーと、前記金型の温度を調節する温度調節装置と、を含むことを特徴とする。
【００２３】
前記スタンパーの疎水性パターンは、１５０゜以上１８０゜以下の液体の表面接触角を有するように形成されることを特徴とする。
【００２４】
前記温度調節装置は、前記金型の内部に配置されるヒーターと、前記金型と接触可能に配置されて、前記金型を冷却させる冷却金型と、前記冷却金型を駆動させる冷却金型駆動部と、を含むことを特徴とする。
【００２５】
また、前記ヒーターは、金型の表面温度が金型に注入される樹脂の溶融温度に到達するまで前記金型を加熱させることを特徴とする。
【００２６】
また、前記金型は、前記キャビティを備える第１金型部と、前記第１金型部と選択的に接触するように設けられる第２金型部と、を含み、前記冷却金型は、前記第２金型部に収容されるように設けられ、前記第２金型部の内部で移動可能に設けられることを特徴とする。
【００２７】
また、前記射出成形装置は、磁力によって前記冷却金型と前記第２金型部とが接離するように、前記第２金型部に設置される第１磁石部及び前記冷却金型に設置される第２磁石部と、前記冷却金型の移動をガイドするように前記第２金型部の内部に設けられるガイド部材と、をさらに含むことを特徴とする。
【００２８】
また、前記第１磁石部及び第２磁石部のうちいずれか一方は電磁石で構成され、いずれか他方は永久磁石で構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によると、疎水性または超疎水性パターンを有する射出品を迅速に大量生産することができ、その結果、射出品の成形において経済性及び生産性を向上させることが可能になる。
【００３０】
また、金型を高温に加熱できる一方で、瞬間的な冷却が可能なため、射出品に形成される疎水性パターンのパターニングが円滑になり、製品の信頼度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】（ａ）〜（ｄ）にいろいろな表面接触角による液滴の形態を示す概略図である。
【図２】（ａ）〜（ｆ）に本発明による疎水性パターンを有するスタンパーの製作過程を示す概略図である。
【図３】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図４】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図５】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図６】本発明による射出成形装置及び該射出成形装置を用いるステップを示す側面図である。
【図７】本発明による射出成形方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る、疎水性パターンを有する自然物、スタンパー、及び射出成形品の表面をそれぞれ拡大した写真である。
【図９】従来技術の一般金型によって転写されたパターンを有する射出物の表面の写真である。
【図１０】本発明の高温金型によって転写されたパターンを有する射出物の表面の写真である。
【図１１】金型の温度及び保圧の変化による表面接触角の変化を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施例について詳細に説明する。
【００３３】
図１は、固体の表面に付着される液滴の表面接触角による液滴の形態を示す図である。
【００３４】
表面接触角とは、液体が固体の表面で力学的にバランスする時、固体の表面と、固体の表面に当たる液体の部分に対応する接線との角度をいう。
【００３５】
図１ａ乃至図１ｄに示すように、表面接触角は、液体−固体−気体の接合点で、水玉曲線の終点と固体表面との接触点で測定される。したがって、表面接触角θは、図１ａでは０゜に近接し、図１ｂでは、０〜９０゜の範囲とされ、図１ｃでは、９０゜〜１８０゜の範囲とされる。
【００３６】
そして、図１ｄでは、表面接触角が１８０゜となる。
【００３７】
上述した通り、表面接触角が９０゜以上であると疎水性になり、１５０゜以上であると超疎水性の特性を示す。このように、表面接触角が大きくなるほど固体と液体との接触面積が減少して液体の付着力が低下し、液体が固体の表面を自由に移動するようになる。
【００３８】
図２は、自然物に形成された疎水性パターンが形成されるスタンパーを製作する過程を示す図で、ここで、自然物を蓮の葉としたが、これに限定するものではなく、竹葉、モミジの葉、チューリップの葉、稲等を使用することもできる。
【００３９】
特に、蓮の葉は、葉の表面に超疎水性パターンが形成されているため、液体が葉に存在する場合、その表面接触角が１５０°以上となって、液滴が葉の表面に付着されずに流れ落ちるという特性がある。
【００４０】
したがって、疎水性または超疎水性パターンを有する自然物のうち、入手しやすい蓮の葉を選択し、疎水性または超疎水性パターンを形成するわけである。
【００４１】
このような自然物を用いる、疎水性パターンを有するスタンパーの製作工程について具体的に説明すると、下記の通りである。
【００４２】
まず、図２ａに示す基板Ａの上面に、図２ｂに示すように第１導電層Ｂを形成する。本実施例で、第１導電層Ｂは、電気伝導性物質を基板に蒸着（deposition）して形成し、電気伝導性物質には、クロム、金、または銀を使用することが好ましい。
【００４３】
そして、基板Ａは、シリコンウエハーのようなシリコン基板とすることが好ましい。
【００４４】
図２ｃに示すように、基板Ａに蒸着された第１導電層Ｂの上面に、所定の疎水性パターンを有する蓮の葉Ｃを接着剤Ｄを用いて付着する。ここで、接着剤Ｄは、エポキシ系のバインダーとすることが好ましい。
【００４５】
蓮の葉のように自然物は電気伝導性がないため、図２ｄに示すように、蓮の葉Ｃの上面と第１導電層Ｂの上面に、第２導電層Ｅを形成する。本実施例で、第２導電層Ｅは、金イオンコーティング工程によって生成され、第２導電層Ｅの厚さは、疎水性パターンの形状を正確に具現するとともに、後述するメッキ工程が円滑に実施されうるような程度の厚さにしなければならない。
【００４６】
図２ｅに示すように、この状態で、第２導電層Ｅの上面及び疎水性パターンを有する蓮の葉Ｃに電気メッキ工程を行って全体的に金属メッキ層Ｆを形成させ、ここで使われるメッキ用金属は、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛などを含むが、これに限定されない。
【００４７】
メッキ工程が完了し、金属メッキ層Ｆが完全に形成された場合は、ストリッピング（stripping）過程を行って、金属メッキ層Ｆから基板Ａ、第１及び第２メッキ層Ｂ，Ｅ及び疎水性パターンを有する蓮の葉Ｃを除去することで、図２ｆのような所定の疎水性パターンの逆パターンが形成された金属スタンパー５００を完成する。
【００４８】
以下では、上述の疎水性パターンを有するスタンパーを用いて、疎水性パターンを有する射出品を射出成形する装置及び該射出成形装置を使用する射出品の生産過程について説明する。
【００４９】
図３に示すように、本発明による射出金型を含む射出成形装置の構成は、次の通りである。
【００５０】
まず、本発明による射出金型は、第１金型部１０と第２金型部２０とで構成され、第１金型部１０の内部には、溶融樹脂が流入する空間を形成するキャビティ１１が形成される。
【００５１】
ここで、第１金型部１０の内部には、射出成形時に樹脂が凝固することを防止するための第１ヒーター１３のような加熱装置、及び冷却水の流れる冷却水流路１２が設けられると好ましい。
【００５２】
第２金型部２０は、内部に、第２金型部２０の温度を上げる第２ヒーター２２が設けられており、第２ヒーター２２の後方には、第２金型部２０を冷却させるための冷却金型３０が設けられる。
【００５３】
冷却金型３０は、第２金型部２０の内部に設けられる別の収容部２５に移動可能に配置され、収容部２５の内部には、冷却金型３０の移動を案内するガイド部材４０が設けられる。
【００５４】
冷却金型３０及び第２金型部２０には、それぞれ、電磁石３５及び永久磁石５９が配置される。このように電磁石３５及び永久磁石５９を配置し、電磁石３５に一定の電流をかけると、電磁石３５と永久磁石５９間に引力または斥力が発生する。引力が発生すると、冷却金型３０と第２金型部２０とが接して、第２金型部２０が冷却される。
【００５５】
冷却金型３０の内部には冷却水の流れる冷却水流路３３が設けられ、第２金型部２０の冷却が必要な場合、冷却水流路３３に冷却水を流し込むと、第２金型部２０及びスタンパー５００の温度が急速に下がる。
【００５６】
これによって第１及び第２金型部１０，２０内に充填されている樹脂が凝固して成形物となり、該成形物には、スタンパー５００に形成されている疎水性パターンの逆パターンが形成される。この逆パターンは、本来の蓮の葉やその他自然物に形成されている疎水性パターンと実質的に同じパターンとされる。
【００５７】
一方、第１金型部１０の一側には第１金型部１０を支持する第１金型支持ブロック５８が設けられ、第１金型支持ブロック５８と一定間隔離隔した部分には、第２金型部２０を支持する第２金型支持ブロック６０が設けられる。
【００５８】
第２金型部３０の後方には、第２金型支持ブロック６０から突出して、第２金型部２０を第１金型部１０に移動させたり第１金型部１０から離隔させる金型移動部３８が設けられる。
【００５９】
第１金型支持ブロック５８の一側には、溶溶樹脂を第１金型部１０の方向に移動させる樹脂供給装置８０が設けられ、樹脂供給装置の上部には、溶融樹脂が収容されるホッパー７０が設けられる。
【００６０】
ここで、ホッパー７０の出口から第１金型部１０までに溶融樹脂を案内するように、樹脂供給装置８０、第１金型支持ブロック６０及び第１金型部１０を貫通する樹脂流路８２が設けられ、図示してはいないが、樹脂流路８２には、溶融樹脂を第１金型部１０に迅速に移動させるようにスクリュー８３を配置することが好ましい。
【００６１】
そして、第１及び第２金型支持ブロック５８，６０及び樹脂供給装置８０の下部には、これらを支持するベースブロック８４が設けられる。
【００６２】
一方、第２金型部２０の一側には、疎水性パターン５１０を有するスタンパー５００が設けられ、第２金型部２０の一面には、該スタンパーを取り付けるためのスタンパー付着部２０ａが設けられる。
【００６３】
ただし、図面では、明確な図示のために、疎水性パターン５１０を拡大して示すが、事実には肉眼では識別されない。
【００６４】
スタンパー付着部２０ａには、スタンパーを固定するためのホルダー（図示せず）またはジグ（図示せず）等のような固定装置を設けることで、射出成形において、スタンパー５００と溶融樹脂との接触時に両方の位置が変化することを防止することが好ましい。
【００６５】
スタンパー５００は、主にニッケルなどの金属材料からなるため、射出成形に用いられる溶融樹脂に比べて表面温度が顕著に低いのが一般的である。
【００６６】
したがって、相対的に低い温度のスタンパー５００と高温の溶融樹脂とが接触する場合に、疎水性パターン５１０が成形物に完全にパターニングされるも前に硬くなる問題点があり、よって、スタンパー５００及び金型を、樹脂を構成する重合体の溶融温度付近で維持しなければならない。
【００６７】
したがって、液状状態の樹脂がスタンパー５００と接触することで、該樹脂によって形成される射出物に、スタンパーに形成されている微細パターンと同じパターンが正確に形成されるためには、樹脂の液状状態が所定時間維持されなければならず、このため、この所定時間の間にスタンパーの表面温度も樹脂の溶融温度とされなければならない。
【００６８】
一方、射出成形装置のベースブロック８４の部分には温度制御装置８５が設けられる。
【００６９】
特に、第２金型部２０に設けられた冷却金型３０及び第２ヒーター２２は、スタンパー５００の急速加熱及び急速冷却を行うことが主な目的であり、よって、温度制御装置８５の主な役目も、スタンパー５００の表面の急速温度調節となる。
【００７０】
本発明の第１実施例によって、疎水性パターン５１０を有するスタンパー５００を用いて射出成形を行う場合について説明する。
【００７１】
図３及び図７に示すように、まず、疎水性パターン５１０を有するスタンパー５００を、第２金型部２０のスタンパー付着部２０ａに固着させる（図７のＳ１０１）。その後、別途の操作ボタンを入力して、スタンパー５００の表面温度と第１及び第２金型部１０，２０が一定温度以上になるように命令すると、第１及び第２ヒーター部１３，２２に電流が流れ、熱抵抗によって第１及び第２金型部１０，２０が加熱されると共に、スタンパー５００も加熱される。
【００７２】
ここで、加熱される温度は、所定の設定温度（ｔs）、具体的には、樹脂の溶融温度にさせる(図７のＳ１０２)。
【００７３】
この時、電磁石３５には一定の電流が流れて、永久磁石２８と電磁石３５との間に斥力が発生することで、第２金型部２０及び冷却金型３０は互いに離隔状態を維持するようになる。
【００７４】
その後、第２金型部２０の温度が所定の設定温度（ｔs）に到達したか判断し（図７のＳ１０３）、この温度範囲に到達したと判断されると、上記のように第２金型部２０と冷却金型３０とが離隔状態を維持し、第１及び第２金型部１０，２０とスタンパー５００が加熱された状態を維持しながら、図４に示すように、第２金型部２０が第１金型部１０の方向へ移動して両者が結着すると、第１金型部１０とスタンパー５００との間に射出物形態の密閉されたキャビティ１１が形成される（図７、Ｓ１０４）。
【００７５】
図５及び図７に示すように、第１及び第２金型部１０，２０が密着して密閉キャビティ１１を形成した状態で、樹脂流路８２を通して溶融樹脂Ｒがキャビティ１１内に流入してキャビティ１１の内部に充填され、溶融樹脂Ｒは、スタンパー５００の疎水性パターン５１０の間に流入することで、疎水性パターン５１０がそのまま転写されることとなる。
【００７６】
上記樹脂の流入した直後に、第１及び第２ヒーター１３，２２の作動を停止させ、電磁石３５と永久磁石５９とに引力が発生すると、冷却金型３０が第２金型部２０に接し、同時に冷却金型３０の冷却水流路部３３と第１金型部１０の冷却水流路部１２に冷却水が流入すると、第１及び第２金型部１０，２０とスタンパー５００が冷却され、これによって、キャビティ１１に充填された樹脂が固化する（図７のＳ１０６）。
【００７７】
ただし、樹脂が完全に固化する前に、樹脂がキャビティ１１内に完全に充填されることで、製品の耐久性が向上するように、樹脂をキャビティ１１内に強制に注入する保圧過程を行う（図７のＳ１０７）。
【００７８】
以降、図６及び図７に示すように、第２金型部２０を第１金型部１０と離隔させると、開放されたキャビティ１１には、スタンパー５００の疎水性パターン５１０がパターニングされた射出物Ｐが得られる（図７のＳ１０８、Ｓ１０９）。
【００７９】
図８の写真ａは、蓮の葉に現れたナノサイズの疎水性パターンを示しており、写真ｂは、上述の図２ａ〜図２ｆに示すスタンパー製作工程で生成された金属材質（ニッケル）のスタンパーに形成された疎水性パターンである。
【００８０】
そして、写真ｃは、上述の射出成形装置とスタンパーを用いて製作される射出品の表面に形成された疎水性パターンを拡大したものである。
【００８１】
図８に示すように、蓮の葉に形成されているナノサイズの疎水性パターンが、金属スタンパーを介して射出品の表面に実質的に同様にパターニングされていることがわかる。ここで、写真ａは、蓮の葉の表面状態であり、写真ｂは、蓮の葉の表面がパターニングされたスタンパーの表面写真であり、写真ｃは、スタンパーによって形成された製品の表面状態である。
【００８２】
図９は、高温金型ではなく一般金型によって蓮の葉のパターンを射出物に転写したものであり、図１０は、本発明の高温金型を用いて蓮の葉のパターンを射出物に転写したものである。両図から、パターンの転写された射出物の表面が明確に相異していることがわかる。
【００８３】
すなわち、図９に示すように、一般金型で蓮の葉のパターンを転写すると、当該パターンが不明確に現れ、それだけ、疎水性の特徴も弱くなる。
【００８４】
しかし、図１０のように高温金型を用いると、転写性が増大してパターンが明確に転写され、それだけ、水との接触角が増加して疎水性が増大する。
【００８５】
一方、図１１では、所定の樹脂を材料とする場合、保圧時間及び金型温度による接触角の変化を表している。使用樹脂はＣＯＣ（シクロオレフィン共重合体）であり、ＣＯＣの溶融点は１８０℃程度である。
【００８６】
図１１に示すように、１番目の場合、保圧も金型加熱もしていない状態における表面接触角は１０４゜であり、２番目の場合、保圧は１秒間１０３．３ＭＰａで行われるが、金型加熱がない場合には、表面接触角が１０５゜となる。
【００８７】
一方、３番目の場合、金型の温度が１８０℃に維持され、保圧が１０３ＭＰａ程度で行われる場合、接触角は１５３゜となり、４番目の場合、金型温度が２００℃程度であり、保圧が１０３ＭＰａで行われる場合、接触角が１５１゜となり、よって、３番目と４番目の場合、固体の表面が超疎水性を示すこととなる。
【００８８】
本実験では、金型を加熱しない場合と加熱する場合、金型の温度が１８０℃と２００℃である場合を想定したが、実質的には、金型の加熱によって樹脂材料の温度は１２０℃〜樹脂溶融温度の範囲とすることが好ましい。
【００８９】
すなわち、具体的には、１２０℃〜１８０℃の範囲とすることが好ましい。
【００９０】
４つの場合からすると、所定の金型を備える射出成形装置を用いて射出成形をする場合、金型の温度が所定の温度（樹脂の溶融温度）以上に維持された場合に、表面接触角が１５０゜以上になって固体の表面が超疎水性とされることがわかる。
【００９１】
したがって、射出成形時に、金型を一定温度以上、すなわち、樹脂の溶融温度以上に維持することが、超疎水性射出品を製作する工程で最も重要である。
【００９２】
このように、疎水性または超疎水性の表面を有する製品は、疎水性によるセルフクリーニング効果が要求される厨房器具、衣類、建築、道路、タイル分野に有用であり、さらには、流動抵抗減少が重要視される航空、船舶、自動車産業においてもその応用が可能である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の金型のうち、疎水性パターンを有するスタンパーが装着されている金型を加熱する段階と、
前記スタンパーの装着されている金型と他の金型とを密着させてこれら金型の間を密閉させる段階と、
これら金型の間に所定の樹脂材料を注入する段階と、
これら金型を冷却した後、これら金型を分離する段階と、
を含む、疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項２】
前記疎水性パターンは、表面接触角が１５０゜以上１８０゜未満の超疎水性パターンとすることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項３】
前記金型を加熱する段階は、前記金型の内部に設けられたヒーターの発熱によって前記金型の表面温度を所定の設定温度とすることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項４】
前記設定温度は、１２０℃と注入される樹脂の溶融温度の範囲であることを特徴とする、請求項３に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項５】
前記設定温度は、１２０℃以上１８０℃以下の範囲であることを特徴とする、請求項４に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項６】
前記金型の密閉段階は、前記金型の表面温度が前記所定の設定温度に到達した後に行われることを特徴とする、請求項３に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項７】
前記金型の冷却段階は、樹脂材料が注入された直後から行われることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項８】
前記金型の冷却段階で、前記金型の冷却は、前記金型と接触可能に設けられる冷却金型と前記金型との接触によって行われることを特徴とする、請求項７に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項９】
キャビティが形成される金型と、
前記キャビティの内部に配置され、疎水性パターンを有するスタンパーと、
前記金型の温度を調節する温度調節装置と、
を含むことを特徴とする、射出成形装置。
【請求項１０】
前記スタンパーの疎水性パターンは、１５０゜以上１８０゜以下の液体の表面接触角を有するように形成されることを特徴とする、請求項９に記載の射出成形装置。
【請求項１１】
前記温度調節装置は、
前記金型の内部に配置されるヒーターと、
前記金型と接触可能に配置されて、前記金型を冷却させる冷却金型と、
前記冷却金型を駆動させる冷却金型駆動部と、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載の射出成形装置。
【請求項１２】
前記ヒーターは、金型の表面温度が金型に注入される樹脂の溶融温度に到達するまで前記金型を加熱させることを特徴とする、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
前記金型は、前記キャビティを備える第１金型部と、前記第１金型部と選択的に接触するように設けられる第２金型部と、を含み、
前記冷却金型は、前記第２金型部に収容されるように設けられ、前記第２金型部の内部で移動可能に設けられることを特徴とする、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１４】
磁力によって前記冷却金型と前記第２金型部とが接離するように、前記第２金型部に設置される第１磁石部及び前記冷却金型に設置される第２磁石部と、
前記冷却金型の移動をガイドするように前記第２金型部の内部に設けられるガイド部材と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の射出成形装置。
【請求項１５】
前記第１磁石部及び第２磁石部のうちいずれか一方は電磁石で構成され、いずれか他方は永久磁石で構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の射出成形装置。
【請求項１】
複数個の金型のうち、疎水性パターンを有するスタンパーが装着されている金型を加熱する段階と、
前記スタンパーの装着されている金型と他の金型とを密着させてこれら金型の間を密閉させる段階と、
これら金型の間に所定の樹脂材料を注入する段階と、
これら金型を冷却した後、これら金型を分離する段階と、
を含む、疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項２】
前記疎水性パターンは、表面接触角が１５０゜以上１８０゜未満の超疎水性パターンとすることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項３】
前記金型を加熱する段階は、前記金型の内部に設けられたヒーターの発熱によって前記金型の表面温度を所定の設定温度とすることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項４】
前記設定温度は、１２０℃と注入される樹脂の溶融温度の範囲であることを特徴とする、請求項３に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項５】
前記設定温度は、１２０℃以上１８０℃以下の範囲であることを特徴とする、請求項４に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項６】
前記金型の密閉段階は、前記金型の表面温度が前記所定の設定温度に到達した後に行われることを特徴とする、請求項３に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項７】
前記金型の冷却段階は、樹脂材料が注入された直後から行われることを特徴とする、請求項１に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項８】
前記金型の冷却段階で、前記金型の冷却は、前記金型と接触可能に設けられる冷却金型と前記金型との接触によって行われることを特徴とする、請求項７に記載の疎水性パターンを有する射出品の射出成形方法。
【請求項９】
キャビティが形成される金型と、
前記キャビティの内部に配置され、疎水性パターンを有するスタンパーと、
前記金型の温度を調節する温度調節装置と、
を含むことを特徴とする、射出成形装置。
【請求項１０】
前記スタンパーの疎水性パターンは、１５０゜以上１８０゜以下の液体の表面接触角を有するように形成されることを特徴とする、請求項９に記載の射出成形装置。
【請求項１１】
前記温度調節装置は、
前記金型の内部に配置されるヒーターと、
前記金型と接触可能に配置されて、前記金型を冷却させる冷却金型と、
前記冷却金型を駆動させる冷却金型駆動部と、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載の射出成形装置。
【請求項１２】
前記ヒーターは、金型の表面温度が金型に注入される樹脂の溶融温度に到達するまで前記金型を加熱させることを特徴とする、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１３】
前記金型は、前記キャビティを備える第１金型部と、前記第１金型部と選択的に接触するように設けられる第２金型部と、を含み、
前記冷却金型は、前記第２金型部に収容されるように設けられ、前記第２金型部の内部で移動可能に設けられることを特徴とする、請求項１１に記載の射出成形装置。
【請求項１４】
磁力によって前記冷却金型と前記第２金型部とが接離するように、前記第２金型部に設置される第１磁石部及び前記冷却金型に設置される第２磁石部と、
前記冷却金型の移動をガイドするように前記第２金型部の内部に設けられるガイド部材と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１３に記載の射出成形装置。
【請求項１５】
前記第１磁石部及び第２磁石部のうちいずれか一方は電磁石で構成され、いずれか他方は永久磁石で構成されることを特徴とする、請求項１４に記載の射出成形装置。
【図１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図２（ｅ）】
【図２（ｆ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２（ａ）】
【図２（ｂ）】
【図２（ｃ）】
【図２（ｄ）】
【図２（ｅ）】
【図２（ｆ）】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公表番号】特表２０１１−５２５１５８（Ｐ２０１１−５２５１５８Ａ）
【公表日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５１６１６２（Ｐ２０１１−５１６１６２）
【出願日】平成２１年７月２０日（２００９．７．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００３９９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１１０６１
【国際公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５０２０３２１０５）エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２０日（２００９．７．２０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＫＲ２００９／００３９９１
【国際公開番号】ＷＯ２０１０／０１１０６１
【国際公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【出願人】（５０２０３２１０５）エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド (2,269)
【Ｆターム（参考）】
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