JP2007237665A - 樹脂成型体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形品が損傷を受けずに簡易に取出し得る樹脂の射出成形方法を提供する。
【解決手段】複数の成型型の型閉じによって形成されるキャビティに樹脂を注入し、当該樹脂を成型した後に、前記複数の成型型を型開きする型開きステップを有し、前記複数の成型型には、第１方向に前記型開きを行い、前記キャビティを臨む領域に凹部または凸部２０ｂを有する第１成型型と、各々が第1方向と異なる方向に型開きを行う複数の第２成型型３とが含まれ、前記型開きステップは、前記樹脂の成型体４に前記凹部または凸部２０ｂの一部分が係留可能な状態で、前記第1成型型を前記成型体から離型させる第１離型サブステップと、前記係留可能な状態を維持したまま、前記複数の第２成型型３を前記成型体４から離型させる第２離型サブステップとを有する方法を用いる。
【選択図】図２

Description

本発明は、凹部または凸部を有する樹脂成型体の製造方法、特に熱硬化性樹脂成型体の取出し方法に関する。

凹部または凸部を有する樹脂成型体の製造には、その形状ゆえ、一対の金型の型閉じ及び型開きだけでは成型体の取出しを行い難く、スライドコアも併せて利用されることが多い。そして、キャビティ内に注入された熱硬化性樹脂等を硬化させてなる成型体は、一般に図４に示す金型の型開き工程を経て金型装置から取出される。なお、図４は樹脂成型体の型開き工程を示す断面模式図である。

例えば、図４に示すような半円部が接してなる断面形状を有する成型体９４を成型する場合であれば、凸部９１０ｂ、９２０ｂを有する金型９１、９２を用いており、その成型体９４の取出しのための型開き工程は次のとおりである。先ず、金型９１、９２の型開きに際して、凸部９１０ｂを有する固定金型９１から成型体９４を離型させ（図４（ａ））、さらに、凸部９２０ｂを有する可動金型９２を成型体９４から離型させる（図４（ｂ））。次に、金型９１、９２に備えられたアンギュラピン（不図示）等を介して、金型９１、９２の型開き方向とは垂直方向に一対のスライドコア９３をスライドさせて、成型体９４から離型させ（図４（ｃ））、成型体９４を取出す。

このようにして、凹部または凸部を有する成型体の簡易な取出しとしては、上記のような一対の金型９１、９２の型開きと、その型開き後に行われるスライドコア９３の移動とによる方法が、例えば特開昭６０−３８１１６号公報により知られている。この方法によれば、金型９１、９２を成型体９４から離型させるときには、成型体９４がスライドコア９３で挟まれているので成型体９４が揺動することなく離型できる。
特開昭６０−３８１１６号公報

しかしながら、上記型開きの工程においてスライドコア９３から成型体９４を離型させる際、成型体９４がスライドコア９３のみで支持された状態で引き離すため、成型体９４を構成する樹脂がいずれかのスライドコア９３に密着している場合、スライドコア９３の移動方向に成型体９４が引っ張られ、離型直後に揺動してスライドコア９３や金型９１、９２等に接触して損傷を受ける恐れがある。

そこで、成型体９４がスライドコア９３の移動で変形しないようにするため、離型剤の使用やスライドコア表面の加工等などが考えられるが、何れも製造コストの上昇を招くため好ましくない。
本発明は以上の課題に鑑みてなされたものであって、成型体が損傷を受けることなく、簡易に取出し得る樹脂成型体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明では、上記課題を解決するために以下の手段を用いる。
複数の成型型の型閉じによって形成されるキャビティに樹脂を注入し、当該樹脂を成型した後に、前記複数の成型型を型開きする型開きステップを有し、前記複数の成型型には、第１方向に前記型開きを行い、前記キャビティを臨む領域に凹部または凸部を有する第１成型型と、各々が第1方向と異なる方向に型開きを行う複数の第２成型型とが含まれ、前記型開きステップは、前記樹脂の成型体に前記凹部または凸部の一部分が係留可能な状態で、前記第1成型型を前記成型体から離型させる第１離型サブステップと、前記係留可能な状態を維持したまま、前記複数の第２成型型を前記成型体から離型させる第２離型サブステップとを有する方法を用いる。

前記複数の第２成型型の型開き方向は、前記第１方向と略直交する方向であることが好ましい。また、前記複数の第２成型型の各々に孔部が設けられ、当該孔部を挿通するアンギュラピンが設けられており、前記第１離型サブステップでは、前記第１成型型の型開きを行うとともに、前記アンギュラピンによって前記複数の第２成型型は前記型閉じ時の状態を維持させ、前記第２離型サブステップでは、前記第１成型型の型開き距離を前記第１離型サブステップよりも大きくすることで、前記アンギュラピンによって前記複数の第２成型型が可動状態となるようにすることが好ましい。

なお、前記樹脂に熱硬化性樹脂を用いることが好ましい。
ここで、「係留可能な状態」とは、成型体が第２成型型のいずれの型開き方向に引張られたときにも、第１成型型の上記凹部または凸部が成型体に係留する状態を意味する。
また、「第２成型型の型開き方向」に関しては、２つの第２成型型が１方向（反対向き）に型開きする場合もあるが、２方向に型開きしても良い。また、３つまたはそれ以上の第２成型型が３方向またはそれ以上の数の方向に型開きを行っても構わない。この場合、これら複数の方向はいずれも第１方向とは異なる方向である。

本発明のように型開きステップに特徴を有する製造方法を用いる場合、第１離型サブステップでは、複数の第２成型型で成型体が挟まれた状態で第１成型型を離型させるので、成型体が揺動しない。また、複数の第２成型型を成型体から離型させるときに、成型体の構成樹脂がスライドコアに密着して成型体が第２成型型と一緒に移動しようとしても、第１成型型の一部分を成型体の凹部領域内に係留させているため、上記第１成型型の一部分が、第２成型体の移動を制限する役割を果たす。従って、第２成型型の引張力を受けて成型体が揺動したとしても限られた範囲に制限されるので、成型体が損傷を受けることもない。

そのため、取り出される際に成型体が損傷を受けることなく良質の製品状態を確保できる。特に、本発明は、成型装置等に新たな機能及び構成を加えることなく、簡易に実施できるため、製造コストの上昇を招くことなく良質の成型体を提供できるため好ましい。
特に、第２成型型の型開き方向の各々が第１方向に対して略直交するときには、第２成型型の移動に基く成型体の移動を第１成型型が抑制する効果が大きい。特に、キャビティに形成される凹部を臨む部分となる第１成型型の凸部が、上記第２成型型の型開き方向と直交する方向に突設されていれば、上記引張力による成型体の移動抑制効果を大きくすることができるため望ましい。

また、アンギュラピンを用いた成型型装置の構造とすることで、第１離型サブステップにおける第１成型型の型開きの場合は第２成型型の動きを制止させておくことができ、第２離型サブステップにおける第１成型型の型開きの場合には、第２成型型の動きを解除する構造にでき、本発明に係る製造方法を簡易に行うことができるため好ましい。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態では一例として、熱硬化性樹脂を利用する金型装置における樹脂成型体の製造方法としている。
１．全体工程
本製造方法は、熱硬化性樹脂の成型体の成型工程と、前記成型体を取出すための型開き工程とを含む。本製造方法では、図１の断面模式図に示す金型装置（以下、単に「装置」と記す。）１０を用いる。鉛直方向（Ｙ方向）上側の固定金型１と、下側の可動金型２とで鉛直方向に型閉じ又は型開きを行い、さらにこれらの金型１、２の間で、固定金型１に備えられたアンギュラピン５を介したスライドコア３を水平方向（Ｘ方向）に移動させる。なお、アンギュラピン５として、Ｙ方向に沿って延伸する直進部５ａとＹ方向から所定角度傾いた傾斜部５ｂとを含むものを用いる。
（１−１）成型工程
成型工程では、先ず、装置１０の型閉めを行い、当該型閉めによって、固定金型１と可動金型２と、一対のスライドコア３とで形成される空間、所謂、キャビティ６が形成される。なお、固定金型１及び可動金型２のそれぞれには半球状の凸部である固定入れ子１ｂ及び可動入れ子２ｂが設けられており、スライドコア３の対向部分は、上記入れ子１ｂ、２ｂから所定距離隔てて、当該入れ子１ｂ、２ｂの形状に沿った形状を有している。従って、本実施形態におけるキャビティ６による占有空間は、略椀形状が接してなるものとなる。

そして、上記キャビティ６に樹脂、例えば、シリコーン樹脂などの熱硬化性樹脂を注入して充填させ、金型１、２が所定温度を有する状態とし、加熱硬化させて成型体４（例えば、光学レンズ）を形成する。ここで、上記熱硬化性樹脂は外部の射出シリンダ（不図示）などから送られ、ある一定時間硬化しないで、かつ流動できる温度までに加熱溶融された状態となっている。
（１−２）型開き工程
次に、型開き工程では、金型１、２の型開きを行うことで、金型１、２を成型体４から離型させ、さらにスライドコア３を成型体４から離型させる。当該離型順序について、図２を用いて説明する。当図は、成型体４の型開き工程を示す断面模式図である。

型閉じの状態から上記型開きを開始する。具体的には、先ず、成型体４を固定金型１に対して矢印方向に離型させる（図２（ａ））。なお、当該離型は、成型体４と可動金型２とスライドコア３とを一体的に移動させて行い、スライドコア３に設けられている斜孔部３ｂ内にはアンギュラピン５の直進部５ａのみが存在している。
次に、金型１、２の型開き方向（図２（ａ）の矢印方向）に、微小距離Ｌ１だけ可動金型２を成型体４から離型させる（図２（ｂ））。当該離型時には、成型体４とスライドコア３が一体化された状態であり、成型体４に対して相対的に可動金型２を移動させるので、成型体４が揺動することもなく離型できる。このとき、上記微小距離Ｌ１は、アンギュラピン５の傾斜部５ｂが斜孔３ｂ内に侵入しない距離に設定し、可動入れ子２ｂの先端部２０ｂが成型体４の凹部領域内に残存するようにする。

その後、図２（ｃ）に示すように、アンギュラピン５の傾斜部５ｂが斜孔部３ｂに侵入するようにスライドコア３及び可動金型４の型開きを行う。これにより、図示するように、上記傾斜部５ｂが斜孔部３ｂに侵入するので、スライドコア３が水平方向にスライドする。従って、可動入れ子２ｂと成型体４との離型距離がＬ２（＞Ｌ１）の係留可能な状態で、スライドコア３が成型体４から水平方向に離型する。

さらに、可動金型２の型開きを続けることで、成型体４に対するスライドコア３の離型距離を大きくする（図２（ｄ））。これにより、スライドコア３から支持されていない成型体４を取出すことが可能となる。
なお、上述のスライドコア３の成型体４からの離型の詳細に関しては以下で説明する。
２．スライドコアの離型について
スライドコア３の成型体４からの離型について、図３を用いて具体的に説明する。図３は成型体４とスライドコア３との要部断面模式図である。なお、本実施形態では、成型体４からのスライドコア３の離型に関して次の工程を経る。

先ず、第１の工程として、可動入れ子２ｂを成型体４から微小距離Ｌ１だけ離型させる。図３（ａ）では、成型体４から離型したスライドコア３を示しているが、第１の工程によって可動金型２の可動入れ子２ｂを成型体４から微小距離Ｌ１だけ離型させたとき（図中、点線で表記）には、スライドコア３は成型体４に対して離型されていない。なお、上記微小距離Ｌ１は、成型体４の凹部領域内を脱しない大きさである。

次に、第２の工程として、スライドコア３を成型体４から離型させる。本工程によるスライドコア３の離型は、可動金型２の型開き距離を大きくすること、つまり可動入れ子２ｂと成型体４との離型距離を、図３（ａ）に示すように、Ｌ２に拡大することで行う。これにより、アンギュラピン５の傾斜部５ｂがスライドコア３の斜孔３ｂに侵入し、スライドコア３がスライドする。ただし、上記第１の工程から第２の工程終了まで、可動入れ子２ｂの先端部分２０ｂが、図示のとおり、成型体４の凹部領域内に残存していること、すなわち成型体４を水平方向（Ｘ方向）に移動させたときに成型体４の凹部が可動入れ子２ｂに係留可能な状態であることが必須である。

このスライドによって、一対のスライドコア３が成型体４から離型する。このとき、可動入れ子２ｂが成型体４の凹部から完全に抜けていたとすると、スライドコア３の離型時には、成型体４はスライドコア３のみに支持された状態であるため、スライドコア３と成型体４との密着力の影響を受けて、成型体４がスライドコア３に接着した状態で移動してしまう。また、成型体４が完全に硬化していない場合などには、離型時の引張力等により成型体４が揺動し、スライドコア３の凸部等に接触して損傷を受けるなどの問題が生じる。しかし、本実施形態のように、スライドコア３の上記離型時に、可動入れ子２ｂの先端部２０ｂが成型体４の凹部領域内に残存していることで、仮に成型体４がスライドコア３に密着した状態となっていて、成型体４がスライドコア３のスライドに伴ってＸ方向に移動する応力を受けて移動しようとしても、可動入れ子２ｂの先端部２０ｂが凹部内に係留して成型体４の移動を制止させる役割を果たす。そのため、成型体４の揺動が小さく抑えられるので、成型体４がスライドコア３と接触して損傷を受けるなどの問題も生じない。具体的には、スライドコア３の成型体４からの離型に際して成型体４に揺動が生じたとき、可動入れ子２ｂの先端部２０ｂが凹部内に残留していない場合（従来形態）では、その揺動が大きいために成型体４の表面部（凹部内面以外の部分）がスライドコア３に接触したり、さらには金型１、２等に接触するまで大きく成型体４が揺動する恐れがあるが、本実施形態のように上記先端部２０ｂが成型体４の凹部内に残留しているため、成型体４は、可動入れ子２ｂの上記先端部２０ｂと成型体４の凹部内面との離型時に確保されている離間距離だけ揺動すれば、その揺動が可動入れ子２ｂによって抑制されることになる。それにより、成型体４が大きく揺動することもない。また、当然、成型体４が変形したり破壊するようなこともない。

なお、可動入れ子２ｂの先端部２０ｂの残存する割合に関しては、成型体４の成型材料、及びその厚み等と、スライドコア３のスライド速度等を考慮して、適宜所定の割合だけ残存していることが望ましい。本発明においては、成型体４の凹部領域内（図３（ｂ）のＳ部）に固定入れ子２０ｂの一部分さえ残存する状態であれば、成型体４の不要な移動、揺動を抑制する役割を果たすことができる。一方で、上記先端部２０ｂの離型距離は０より大きいことが必須であるが、その値は小さいほど、つまり可動入れ子２ｂが成型体４の凹部領域内において占める量が大きいほど望ましい。

また、本実施形態では、可動入れ子２ｂのみが成型体４の凹部に残留してスライドコア３のスライド方向に沿った成形体４の動きを制限する方法を採っているが、スライドコア３の上記離型時に固定金型１の固定入れ子１ｂが対向する成型体４の凹部領域内に残存するように設定しても、同様に、もしくはさらに大きな成型体４の移動及び揺動抑制効果を得ることができるため適用可能である。
３．その他
本実施形態では、凸部２０ｂを有する金型によって凹部を有する成型体４が成型されることを説明しているが、反対に凹部を有した金型を用いて凸部を有する成型体を成型する場合も、離型ステップで凹部を有する金型の一部を成型体の凸部に係留させた状態でスライドコアを離型させれば同様の効果を得ることができる。

また、熱硬化性樹脂としてシリコーン樹脂を用いているが他の熱硬化性樹脂を用いても構わない。また、成型体の形状に関しても、凹部または凸部の数は一つでもそれ以上でも構わない。上記の説明ではスライドコア３の数は２つで、離型時に互いに１８０度正反対の向きに移動したが、必ずしも１８０度正反対でなくても構わない。また、スライドコア３の数が３つ以上の場合であって、互いに別方向に移動するようにしても良い。また、一対の金型と、他の一対の金型とで少なくともキャビティを形成する金型装置であれば、同様の効果を得ることができるため他の形状であっても構わない。当然、キャビティを形成する成型型及びスライドコアの数も上述の内容に限定せず、さらに多くの数であっても構わない。また、成型型及びスライドコアとの稼働方向に関しても、成型体の取出しに支障のない範囲であれば、各々が垂直に交差する方向で無くても構わない。

また、金型装置の他の構成に関しても、本実施形態ではアンギュラピンを介してスライドコアがスライドする構成としているが、油圧方式・エアー方式を用いた構成などであっても構わない。なお、成型型として本実施形態では金属製の成型型を用いているが、これに限定されず、他の材質のものでも構わない。

本発明の成型方法は、様々な形状の成型体の取出しをするための型開き工程に利用することができるため、光学分野における薄膜成型だけではなく、他の分野にも適用できるため有用性が高い。

本実施形態に係る金型装置の断面模式図である。 本実施形態の成型体を取出すための型開き工程に係る断面模式図である。 本実施形態に係る成型体の要部断面模式図である。 従来形態の成型体を取出すための型開き工程に係る断面模式図である。

符号の説明

１ 固定金型
２ 可動金型
３ スライドコア
４ 熱硬化性樹脂の成型体
５ アンギュラピン
６ キャビティ

Claims (4)

1. 複数の成型型の型閉じによって形成されるキャビティに樹脂を注入し、当該樹脂を成型した後に、前記複数の成型型を型開きする型開きステップを有し、
   前記複数の成型型には、第１方向に前記型開きを行い、前記キャビティを臨む領域に凹部または凸部を有する第１成型型と、各々が第1方向と異なる方向に型開きを行う複数の第２成型型とが含まれ、
   前記型開きステップは、
   前記樹脂の成型体に前記凹部または凸部の一部分が係留可能な状態で、前記第1成型型を前記成型体から離型させる第１離型サブステップと、
   前記係留可能な状態を維持したまま、前記複数の第２成型型を前記成型体から離型させる第２離型サブステップとを有する
   ことを特徴とする樹脂成型体の製造方法。
2. 前記複数の第２成型型の型開き方向は、前記第１方向と略直交する方向である
   ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成型体の製造方法。
3. 前記複数の第２成型型の各々に孔部が設けられ、当該孔部を挿通するアンギュラピンが設けられており、
   前記第１離型サブステップでは、前記第１成型型の型開きを行うとともに、前記アンギュラピンによって前記複数の第２成型型は前記型閉じ時の状態を維持させ、
   前記第２離型サブステップでは、前記第１成型型の型開き距離を前記第１離型サブステップよりも大きくすることで、前記アンギュラピンによって前記複数の第２成型型が可動状態となる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成型体の製造方法。
4. 前記樹脂に熱硬化性樹脂を用いる
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の樹脂成型体の製造方法。

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