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WO2010110014A1 - 射出成形用金型、射出成形方法及び射出成形品 - Google Patents

射出成形用金型、射出成形方法及び射出成形品 Download PDF

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Publication number
WO2010110014A1
WO2010110014A1 PCT/JP2010/053224 JP2010053224W WO2010110014A1 WO 2010110014 A1 WO2010110014 A1 WO 2010110014A1 JP 2010053224 W JP2010053224 W JP 2010053224W WO 2010110014 A1 WO2010110014 A1 WO 2010110014A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
mold
injection
pins
resin
cavity
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2010/053224
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
直紀 清水
毅彦 五島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Opto Inc
Original Assignee
Konica Minolta Opto Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Opto Inc filed Critical Konica Minolta Opto Inc
Priority to CN201080013258.5A priority Critical patent/CN102361740B/zh
Priority to JP2011505940A priority patent/JP5578169B2/ja
Publication of WO2010110014A1 publication Critical patent/WO2010110014A1/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0025—Preventing defects on the moulded article, e.g. weld lines, shrinkage marks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/26—Moulds
    • B29C45/2628—Moulds with mould parts forming holes in or through the moulded article, e.g. for bearing cages

Definitions

  • the present invention relates to an injection mold, an injection molding method, and an injection molded product.
  • injection molding has been widely used as a method for molding resin products.
  • a pin that comes into contact with the cavity surface of the other mold when the mold is clamped is erected on one of the two divided molds. Is generally formed.
  • the other mold and the tip of the pin do not contact each other strictly so as not to damage the other mold by contact, and a slight gap of about 20 ⁇ m is interposed even when the mold is clamped. Yes.
  • the resin hardly enters the slight gap, and no burrs are generated in the through-hole portion, or the size is such that there is no problem as a product even if it occurs. .
  • a molding method that increases the fluidity of the resin to achieve high transfer such as a heat cycle molding method in which the temperature of the mold surface is raised to the vicinity of the thermal deformation temperature of the injected resin, or carbon dioxide gas or cavities that plasticize the resin.
  • a contact portion with the pin is provided in the other mold as a structure that can slide in the contact / separation direction, and this contact portion must be structured to be pressed by the coil spring from the inside of the other mold. In this structure, the resin enters the gap between the sliding portions, and burrs are generated.
  • Patent Document 1 discloses a form in which a plurality of pins are integrated and pressed toward the other mold with a common biasing member.
  • this method has a drawback in that high accuracy is required for the processing accuracy of the integrated pin itself and the relative positional accuracy with respect to the insertion hole of the mold.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and is an injection mold capable of forming a plurality of through-holes while effectively suppressing the occurrence of burrs, an injection molding method, and an injection molded product thereby
  • the issue is to provide
  • an injection mold including a fixed mold and a movable mold, and forming a cavity into which resin is injected between the fixed mold and the movable mold.
  • One of the fixed mold and the movable mold, and a mold having a plurality of insertion holes, and the other end of the cavity is inserted into the insertion hole when the mold is clamped.
  • a plurality of rod-shaped pins that come into contact with the mold;
  • a pressing member disposed outside the cavity to collectively press the plurality of pins from the base end side of the plurality of pins toward the other mold side during the mold clamping; It is an injection mold characterized by having.
  • the pressing member is preferably made of an elastomer (elastic resin, rubber, etc.), a parallel spring, or a buffer member filled with gas or liquid.
  • elastomer includes not only elastic resins and rubbers, but also resins that exhibit the pressing force required in the present invention even if they are not generally classified as elastic resins. It is used as a broad term.
  • this injection mold It is preferably used for at least one of a heat cycle molding method, a gas assist molding method, and an adiabatic molding method.
  • the pressing force that the pressing member applies to the plurality of pins is preferably 2 to 55 MPa, and more preferably 2 to 15 MPa.
  • the pressing member may be composed of a sheet-like elastic member arranged so as to press the end surfaces of the base end portions of the plurality of pins provided on the one mold toward the other mold. preferable.
  • the other mold is preferably formed of a material having low hardness or high brittleness.
  • a second aspect of the present invention there is an injection molding method, Using the injection mold of the present invention, The cavity is filled with a molding material, and the shape of the cavity is transferred.
  • a resin injection molded product Molded using the injection mold of the present invention, It has at least one of an optical mirror surface, an optical spherical surface, an optical aspherical surface, an optical free-form surface, and a fine structure.
  • a resin molded product for a microchip having a fine channel having a width and a depth in the range of 10 to 200 ⁇ m is preferable.
  • the pressing member that collectively presses the plurality of pins is disposed outside the cavity, variation in the pressing force at each of the plurality of pins is reduced, and the pressing force due to deterioration of the pressing member is reduced. And the occurrence of large burrs caused by the resin entering between the tip of the pin and the other mold can be suppressed.
  • FIG. 4A is a sectional view taken along the line III-III
  • FIG. 4B is a sectional view taken along the line IV-IV.
  • It is a top view of a resin substrate on which a channel groove is formed.
  • 1 is a side sectional view of an injection mold according to the present invention. It is a bottom view of the fixed mold in the injection mold according to the present invention. It is a top view of the movable mold among the injection molds according to the present invention.
  • FIG. 1 is a top view of a microchip 1 which is an embodiment of an injection molded product according to the present invention
  • FIG. 2 (a) is a sectional view taken along line III-III in FIG. 1
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line IV-IV of FIG. 1, and FIG.
  • the microchip 1 has a fine structure such as microchannels 15 and 16, which will be described later, and performs chemical reaction, separation, analysis, and the like of a liquid sample such as nucleic acid, protein, and blood.
  • the microchip 1 includes two rectangular plate-like resin substrates 10 and 20 which are laminated and bonded to each other on the inner stomach surfaces 10A and 20A.
  • FIGS. 2 (a) and 3 linear channel grooves 12, 13 are formed on the abdominal surface 10A of the resin substrate 10, as shown in FIGS. 2 (a) and 3, linear channel grooves 12, 13 are formed. Further, as shown in FIG. 3, through-holes 14 penetrating in the thickness direction of the resin substrate 10 are respectively formed at both ends of the flow path grooves 12 and 13.
  • the channel groove 12 and the channel groove 13 in the present embodiment are formed orthogonal to each other, they may be formed without being orthogonal to each other.
  • the resin substrate 10 has through-holes 18 penetrating in the thickness direction in the vicinity of two corners diagonally when viewed from above. Each is formed.
  • a cylindrical protrusion 31 is provided around each through-hole 14 in the back surface 10B of the resin substrate 10.
  • a cylindrical protrusion 32 is provided around each through hole 18.
  • These protrusions 31 and 32 surround the through holes 14 and 18 and protrude in the thickness direction of the resin substrate 10.
  • the protrusion 31 is fitted into a tube or nozzle of an analyzer (not shown) to introduce or discharge a sample or the like, and the protrusion 32 connects the microchip 1 to the analyzer. It is used for positioning when installed on Such protrusions 31 and 32 may have a cylindrical shape, or may have other shapes such as a polygonal shape.
  • the dimension of the projection part 31 is arbitrarily set according to the dimension of a tube or a nozzle.
  • the resin substrate 20 is a member having a smooth surface, and is bonded to the abdominal surface 10 ⁇ / b> A (formation surface of the flow path grooves 12 and 13) in the resin substrate 10. ing.
  • the resin substrate 20 functions as a cover (cover) for the flow path grooves 12 and 13 and the through hole 14, and the fine flow path 15 is formed between the flow path grooves 12 of the resin substrate 10 and the flow path.
  • a fine channel 16 is formed between the groove 13 and the through hole 14 to form an opening 17.
  • the resin substrate 20 is formed with through holes 21 penetrating in the thickness direction at positions corresponding to the through holes 18 of the resin substrate 10.
  • the through holes 21 are used together with the through holes 18 for positioning the respective substrates when the resin substrate 10 and the resin substrate 20 are joined.
  • the through hole 21 communicates with the through hole 18 by joining the resin substrate 10 and the resin substrate 20, and the through hole 18 forms a positioning hole 19.
  • the positioning hole 19 is used for positioning when the microchip 1 is installed in an analyzer (not shown).
  • the shape of the microchannels 15 and 16 takes into consideration the fact that the amount of analysis sample and reagent used can be reduced, the fabrication accuracy of molds, transferability, and mold release properties.
  • the shape is preferably in the range of 10 ⁇ m to 200 ⁇ m in both width and depth, but is not particularly limited and may be determined depending on the use of the microchip. Further, the width and depth of the fine channels 15 and 16 (channel grooves 12 and 13) may be the same or different.
  • the cross-sectional shape of the microchannels 15 and 16 is a rectangular shape, but this shape is an example, and other shapes such as a circular shape may be used.
  • the opening 17 formed by the through hole 14 is connected to the fine flow paths 15 and 16. .
  • the opening 17 is a hole for introducing, storing, and discharging a gel, a sample, and a buffer solution, and is connected to a tube or nozzle provided in an analyzer (not shown). Thus, a gel, a sample, a buffer solution, or the like is introduced into or discharged from the fine channels 15 and 16.
  • the shape of the opening 17 (through hole 14) and the positioning hole 19 (through hole 18) is not limited to a circular shape, and may be various other shapes such as a rectangular shape.
  • the inner diameters of the opening 17 (through hole 14) and the positioning hole 19 (through hole 18) may be adapted to the analysis method and the analysis apparatus, and are preferably about 1 to 4 mm, for example.
  • the shapes of the resin substrates 10 and 20 described above may be any shape as long as they are easy to handle and easy to analyze, but are preferably square, rectangular, circular, or the like. Further, the size of the resin substrates 10 and 20 is preferably about 10 mm square to 200 mm square, and more preferably 10 mm square to 100 mm square. Further, the plate thickness of the resin substrate 10 on which the channel grooves 12 and 13 are formed is preferably about 0.2 mm to 5 mm, more preferably 0.5 mm to 2 mm in consideration of moldability.
  • the thickness of the resin substrate 20 functioning as a lid (cover) is preferably about 0.2 mm to 5 mm, more preferably 0.5 mm to 2 mm in consideration of moldability.
  • a film sheet member
  • the thickness of the film is preferably 30 ⁇ m to 300 ⁇ m, and more preferably 50 ⁇ m to 150 ⁇ m.
  • the resin substrates 10 and 20 are molded by an injection molding method described later, and a resin is used as a molding material.
  • a resin is used as a molding material.
  • this resin those having good moldability (transferability, releasability), high transparency, and low autofluorescence with respect to ultraviolet rays and visible light are preferable.
  • thermoplastic resins are used.
  • thermoplastic resin examples include polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyacrylonitrile, polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, nylon 6, nylon 66, polyvinyl acetate, polyvinylidene chloride, polypropylene, polyisoprene, polyethylene, polydimethyl. It is preferable to use siloxane, cyclic polyolefin or the like. It is particularly preferable to use polymethyl methacrylate and cyclic polyolefin.
  • the resin substrate 10 and the resin substrate 20 may be made of the same material or different materials.
  • thermosetting resin for the resin substrate 20 in which the channel groove is not formed, a thermosetting resin or an ultraviolet curable resin may be used in addition to the thermoplastic resin.
  • thermosetting resin it is preferable to use polydimethylsiloxane.
  • the microchip 1 having the above configuration is formed by heating and bonding the two resin substrates 10 and 20 while pressing.
  • a conventionally well-known thing can be used as a heating joining method and joining apparatus in this case.
  • an injection mold (hereinafter referred to as a mold) used for injection molding of the resin substrate of the microchip 1 will be described.
  • the molding die 2 used for injection molding of the resin substrate 10 will be described, and description of the molding die used for injection molding of the resin substrate 20 will be omitted.
  • the resin substrate 20 has a shape in which a through hole 21 is formed on a flat plate, the same configuration as that of a molding die 2 described later for forming the through holes 14 and 18 in the resin substrate 10 is used. It can shape
  • FIG. 4 is a side sectional view of the molding die 2
  • FIG. 5 is a bottom view of a fixed die 40 described later
  • FIG. 6 is a top view of a movable die 50 described later.
  • the molding die 2 includes a fixed die 40, a movable die 50, and a pin holding member 60.
  • the fixed mold 40 is formed in a substantially flat plate shape that is slightly larger than the resin substrate 10, and the flow path groove 12 is formed on the lower surface 40 a facing the movable mold 50. , 13 and a part of the through-hole 14 is formed.
  • the convex portion 41 is formed in a negative shape corresponding to the flow path grooves 12 and 13 and a part of the through hole 14, and more specifically, when viewed from the upper surface of the flow path grooves 12 and 13 and the through hole 14.
  • the inverted shape is formed at the same height as the depth of the flow path grooves 12 and 13.
  • the fixed mold 40 is formed by applying electroforming to a master mold (not shown).
  • the surface of the master mold is nickel, nickel-cobalt alloy, It is formed by depositing a metal such as a nickel-cobalt-phosphorus alloy or copper and then peeling the metal from the master mold.
  • the fixed mold 40 is formed of a low hardness or high brittle material such as nickel or copper by the electroforming.
  • the movable mold 50 is formed in a substantially flat plate shape that is slightly larger than the resin substrate 10 in the same manner as the fixed mold 40, and the upper surface 50 a facing the fixed mold 40. Further, a negative cavity 51 corresponding to the shape of the resin substrate 10 excluding the flow path grooves 12 and 13 and the through holes 14 and 18 is formed.
  • the cavity 51 has negative recesses 52 and 53 corresponding to the protrusions 31 and 32 at positions corresponding to the protrusions 31 and 32.
  • Insertion holes 54 and 55 for inserting pins 63 and 64 to be described later are formed on the bottom surfaces of the recesses 52 and 53 with substantially the same diameter as the through holes 14 and 18, and the thickness direction of the movable mold 50 is It is penetrated by.
  • a resin injection port 56 for injecting a resin as a molding material into the cavity 51 is formed on the side surface of the movable mold 50.
  • the movable mold 50 is formed by electroforming as with the fixed mold 40 described above.
  • the pin holding member 60 includes a lid member 61, a base member 62, a plurality of rod-shaped pins 63 and 64, and an elastic member 65.
  • the lid member 61 is formed in a substantially flat plate shape having the same shape as the fixed mold 40 and the movable mold 50 when viewed from above.
  • recesses 61a and 61b that open downward are formed at positions corresponding to the recesses 52 and 53 of the movable mold 50.
  • the bottom surface of the recesses 61a and 61b has a movable mold. Insertion holes 61c and 61d for inserting the pins 63 and 64 are penetrated in the thickness direction at positions corresponding to the 50 insertion holes 54 and 55.
  • the base member 62 is formed in a substantially flat plate shape like the lid member 61, and a recess 62 a for accommodating the elastic member 65 (pressing member) is formed on the upper surface.
  • the recess 62a is formed over the region below all the recesses 61a and 61b of the lid member 61.
  • the recess 62a may have any shape as long as it is formed over the region below all the recesses 61a and 61b.
  • the base member 62 is fixed to the lid member 61 in a state where the upper surface of the peripheral portion is in contact with the lower surface of the lid member 61.
  • the lid member may be integrated with the movable mold.
  • the pins 63 and 64 are for forming the through holes 14 and 18 of the resin substrate 10 and are formed in a stepped cylindrical shape having flanges 63a and 64a at one end, and the flanges 63a and 64a are formed as lid members. While being accommodated in the recesses 61 a and 61 b of 61, it is inserted into the insertion holes 61 c and 61 d of the lid member 61. Further, the pin 64 is formed longer than the pin 63 by the height of the convex portion 41 of the fixed mold 40. The pins 63 and 64 are held in an erected state with the flanges 63a and 64a sandwiched between the lid member 61 and the base member 62 via the elastic member 65.
  • the elastic member 65 is a pressing member according to the present invention, is formed in a sheet shape, and is laid over the entire surface of the recess 62 a in the base member 62.
  • the elastic member 65 is provided at the base end portion of the pins 63, 64 outside the cavity 51 so as to support all the pins 63, 64, and all the pins 63, 64 are collectively brought together by the elastic force. It is comprised so that it may press toward each front-end
  • the elastic member 65 may be any material made of elastomer (resin, rubber), a parallel spring, or a buffer member filled with gas or liquid, and these may be combined. Thereby, the space for pressing each pin 63, 64 is sufficient only for the area of the base end face of the pin 63, 64. Also, unlike the conventional case in which a coil spring is provided at the base end of each pin as an elastic member (pressing member), the number and size of pins that can be pressed are not limited by the size of the coil spring, Even the minute pins 63 and 64 can be surely pressed. Furthermore, by setting the elastic member 65 as described above, the elastic member 65 can be installed in a stable state and can be prevented from being inclined with respect to the mold unlike the conventional coil springs.
  • the pins 63 and 64 can be pressed in close contact with the entire base end surfaces of the pins 63 and 64, the plurality of pins 63 and 64 can be pressed uniformly. Thereby, it is possible to effectively suppress the generation of burrs due to partial gaps between the pins 63 and 64 and the fixed mold 40.
  • the elastomer includes, for example, fluorine rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber, polyacrylate rubber, ethylene propylene rubber, polyurethane rubber, acrylic elastomer, urethane, styrene thermoplastic elastomer, etc. It is preferable to use fluorinated rubber, silicone rubber, fluorosilicone rubber or the like having a high heat resistance temperature.
  • the pressing force applied to the pins 63 and 64 by the elastic member 65 is appropriately adjusted according to the size of the pins 63 and 64 (through holes 14 and 18), the molding material at the time of injection molding, the temperature of the mold, and the like.
  • the pressing force is approximately 2 MPa or more.
  • the upper limit of the pressing force may be any as long as it can generate a pressing force that does not damage the elastic body 65 itself, the fixed mold 40 and the pins 63 and 64, but is preferably in the range of 2 to 55 MPa. . Further, the pressing force is preferably 2 to 15 MPa.
  • the pressing member may be selected from materials of rubber hardness and compression rate that exert a pressing force in such a range.
  • the pins 63 and 64 erected on the pin holding member 60 are respectively inserted into the corresponding insertion holes 54 and 55 of the movable mold 50 so that the lower surface of the movable mold 50 and the upper surface of the lid member 61 are brought into contact with each other.
  • the movable mold 50 and the pin holding member 60 are fixed in the contacted state.
  • the pins 63 and 64 pass through the movable mold 50 and stand upright in the cavity 51 of the movable mold 50, and the portions in the cavity 51 are the through holes 14 and 18 of the resin substrate 10. It becomes a negative shape corresponding to.
  • the fixed mold 40 and the movable mold 50 are fastened (clamping).
  • the upper surface 50a of the movable mold 50 to which the pin holding member is fixed and the lower surface 40a of the fixed mold 40 are brought into contact with each other with their peripheral edges aligned, and the fixed mold 40 and the movable mold 50 are brought into contact with each other.
  • a release agent may be applied to the cavity 51 of the movable mold 50 or the lower surface 40 a of the fixed mold 40.
  • the tip portions of the pins 63 and 64 are in contact with the fixed mold 40 in the cavity 51 by the pressing force from the elastic member 65. Specifically, the tip of the pin 63 contacts the lower surface of the convex portion 41 of the fixed mold 40, and the tip of the pin 64 contacts the lower surface 40 a of the fixed mold 40. At this time, the upper surfaces of the flanges 63a and 64a of the pins 63 and 64 and the bottom surfaces of the recesses 61a and 61b of the lid member 61 are not in contact with each other. The fixed mold 40 is surely brought into contact with the fixed mold 40.
  • the resin as the molding material is filled. Specifically, the resin heated to a predetermined temperature is injected and filled into the cavity 51 from the resin injection port 56 at a predetermined injection pressure. Then, after a predetermined cooling time, the solidified resin is taken out from the molding die 2 to transfer the shape of the cavity 51 and the like, and the resin substrate 10 in which the through holes 14 and 18 are formed by the pins 63 and 64. Is obtained.
  • a heat cycle molding method in which the temperature of at least one of the fixed mold 40 and the movable mold 50 is repeatedly raised and lowered, and a high pressure such as carbon dioxide gas or nitrogen gas following the molding material into the cavity 51.
  • the movable die 50 is provided with a plurality of pins 63 and 64 whose tips are brought into contact with the fixed die 40 in the cavity 51 when the mold is clamped.
  • the elastic members 65 are provided at the base end portions of the pins 63 and 64 so as to press all the pins 63 and 64 toward the respective distal end portions. 63 and 64 can be pressed simultaneously, and the front-end
  • the elastic member 65 is made of an elastomer (resin, rubber), a parallel spring, or a buffer member filled with gas or liquid. Therefore, the space for pressing the pins 63 and 64 is not limited to the pins 63, 64. Only the area of 64 base end faces is sufficient. Thereby, unlike the conventional case where a coil spring is provided as the elastic member (pressing member) at the base end of each pin, even a plurality of minute pins 63 and 64 can be reliably pressed.
  • the elastic member 65 can be installed in a stable state and can be prevented from being inclined with respect to the mold unlike the conventional coil springs. Since the pins 63 and 64 can be pressed in close contact with the entire base end surfaces of the pins 63 and 64, the plurality of pins 63 and 64 can be pressed uniformly. Thereby, it is possible to effectively suppress the generation of burrs due to partial gaps between the pins 63 and 64 and the fixed mold 40.
  • the pins 63 and 64 are appropriately pressed by the elastic member 65, even the fixed mold 40 formed of a low hardness or high brittle material is damaged by contact with the pins 63 and 64. There is no. Further, even when the mold clamping force and the mold temperature fluctuate, the change in the pressing force due to the fluctuation is absorbed by the elastic deformation of the elastic member 65, and the pins 63 and 64 are surely fixed to the fixed mold. 40.
  • the pins 63 and 64 can be reliably brought into contact with the fixed mold 40 by the elastic member 65, it is not necessary to manage the lengths of the pins 63 and 64 with high accuracy. Therefore, the production cost can be reduced and the production can be performed in a short time.
  • the microchip 1 having a fine structure is described as an injection-molded product molded using the molding die 2, but such an injection-molded product may be an optical lens or the like. It may have an optical mirror surface, an optical spherical surface, an optical aspherical surface, an optical free curved surface, or may have at least one of these and a fine structure.
  • the cavity 51 has been described as being formed in the movable mold 50, but it may be formed between the fixed mold 40 and the movable mold 50.
  • the cavity 51 is formed in the fixed mold 40. May be.
  • pins 63 and 64 have been described as being provided on the movable mold 50 side by fixing the movable mold 50 and the pin holding member 60, they may be provided on the fixed mold 40 side.
  • the elastic member 65 was demonstrated as what presses all the pins 63 and 64, what is necessary is just to press two or more pins 63 and 64, for example, as shown in FIG. It is good also as a structure which presses the said pins 63 and 64 with the some elastic member 65 different for every pins 63 and 64.
  • the elastic member 65 may be provided so as to press the pins 63 and 64 through the plate member 66. In this way, the elastic member due to contact with the pins 63 and 64 is provided. 65 damage can be prevented.
  • the pins 63 and 64 are not limited to the cylindrical shape, and may be formed in a tapered shape having a smaller diameter toward the tip portion, for example. If it does in this way, mold release of the injection molded product from the pins 63 and 64 can be performed more easily. Further, the pins 63 and 64 may be prismatic.
  • each of the microchips 1 made of resin is used by using the molding die 2 provided with the elastic member 65 and the molding die not provided under the following conditions.
  • the substrate 10 was injection molded. ⁇ Resin substrate>
  • the resin substrate 10 has the following shape.
  • the fluororubber used in Examples 1 and 2 is a fluororubber having a product name F201 and a rubber hardness A70 manufactured by NOK Corporation.
  • ⁇ Injection molding> A transparent resin material acrylic (Delpet: registered trademark of Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.) was used as a molding material, and injection molding was performed by a heat cycle molding method.
  • Resin substrate 10 (Examples 1 and 2) molded with molding die 2 provided with elastic member 65 and resin substrate (comparative example) molded with a molding die not provided with elastic member 65
  • the occurrence of burrs was confirmed by observing the openings of the through holes 14 and 18 with a microscope.
  • the pin of the comparative example used the pin of the length which has a clearance gap of 5 micrometers or more between a pin front-end
  • Microchip (injection molded product) 2 Mold for injection molding (mold for injection molding) 10,20 Resin substrate (injection molded product) 40 fixed mold 50 movable mold 51 cavity 54,55 insertion hole 63,64 pin 65 elastic member (pressing member)

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Abstract

　本発明は、バリの発生を効果的に抑制しつつ複数の貫通孔を成形することを目的とする。この目的は、固定金型４０と可動金型５０とを備え、当該固定金型４０と当該可動金型５０との間でキャビティ５１を形成する成形用金型２であって、可動金型５０に設けられ、型締め時にキャビティ５１内で先端部を固定金型４０と当接させる棒状の複数のピン６３，６４と、型締め時に固定金型４０に向けて複数のピン６３，６４の押圧を一括して行うべく、キャビティ５１外に配置された弾性押圧部材６５と、を有する射出成形用金型によって達成される。

Description

射出成形用金型、射出成形方法及び射出成形品
　本発明は、射出成形用金型、射出成形方法、及び射出成形品に関する。
　従来、樹脂製品を成形する方法として射出成形が広く用いられている。この射出成形によって貫通孔を有する樹脂製品を成形する場合には、２分割した金型の一方に、型締め時に他方の金型のキャビティ表面と当接するピンを立設し、当該ピンにより貫通孔を形成するのが一般的である。
　この際、他方の金型とピンの先端とは、接触により他方の金型を傷めないように厳密には当接させず、型締め時でも２０μｍ程度の僅かな隙間を介在させるようになっている。通常の成形品や成形法においては、この僅かな隙間には樹脂はほとんど入り込まず、貫通孔部にバリは発生しないか、或いは発生しても製品としては問題のない程度の大きさであった。
　ところが、特に高精度が要求される光学鏡面、光学球面、光学非球面又は光学自由曲面等の特殊平滑面、或いはマイクロチップのような微細構造を有する樹脂製品においては、微小なバリであってもその機能や性能に影響が生じてしまう。特に、樹脂の流動性を高めて高転写を実現する成形方法、例えば金型表面の温度を射出される樹脂の熱変形温度近傍以上に上げるヒートサイクル成形法や樹脂を可塑化させる炭酸ガスやキャビテイ内の圧力を高める窒素ガスを用いるガスアシスト成形法、あるいは金型に熱伝導率の低い断熱金型を用いて樹脂をさめにくくする断熱成形法等を用いた場合には、上記の僅かな隙間にも樹脂が入り込みやすく、貫通孔部にバリが発生しやすかった。
　そこで、ピンの基端にコイルばねを設けて当該ピンを他方の金型へ適度に押圧することで、型締め時に他方の金型を傷めることなくピンの先端と他方の金型とを当接させて隙間を介在させない方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４－１１４３３４号公報
　しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、各ピンの基端にコイルばねをそれぞれ配置しなければならないため、押圧可能なピンの数や大きさがコイルばねの大きさに制限され、複数の貫通孔、特に複数の微小な貫通孔を形成することが困難であった。また、係る構成では、金型に対してコイルばねが相対的に傾きやすいために複数のピンを均一に押圧することが困難であり、部分的に隙間ができて大きなバリが発生してしまう恐れがある。
　また、個々のピンにそれぞれコイルばねを設ける構成の場合、各々のコイルばねの劣化等で押圧力にバラつきを生じる可能性があり、更に上記のような均一な押圧の維持が困難となる。
　これに対し、ピンの基端ではなくピンが当接される他方の金型側にコイルばねを設ける方法が考えられる。
　しかし、コイルばねのような弾性部材は、樹脂の射出圧力に耐えず必要な耐熱性も有していないことから、キャビティ内に配すことができない。そこで、他方の金型内にピンとの当接部を接離方向へ摺動可能な構造として設け、この当接部を他方の金型の内部からコイルばねが押圧する構造にせざるを得ないが、この構造では、摺動部分の隙間に樹脂が入り込んでバリが発生してしまう。
　また、特許文献１の第３実施例には、複数のピンを一体化しこれを共通の付勢部材で他方の金型に向けて押圧する形態が開示されている。しかしながら、この方法は、一体化ピン自体の加工精度も、さらに金型の挿通孔との相対位置精度も高い精度が必要となる欠点がある。
　本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、バリの発生を効果的に抑制しつつ複数の貫通孔を成形することのできる射出成形用金型、射出成形方法、及びそれによる射出成形品の提供を課題とする。
　本発明の第１の側面によれば、固定金型と可動金型とを備え、当該固定金型と当該可動金型との間で樹脂が注入されるキャビティを形成する射出成形用金型であって、
　前記固定金型及び前記可動金型のいずれか一方の金型であって、複数の挿嵌孔を有する金型と、型締め時に前記挿嵌孔に挿入され前記キャビティ内で先端部を他方の金型と当接させる棒状の複数のピンと、
　前記型締め時に前記複数のピンの基端部側から前記他方の金型側に向けて前記複数のピンを一括して押圧するべく、前記キャビティ外に配置された押圧部材と、
　を有することを特徴とする射出成形用金型である。
　この射出成形用金型においては、
　前記押圧部材は、材質がエラストマー（弾性樹脂やゴムなど）であるか、平行ばね、又は気体若しくは液体が充填された緩衝部材であることが好ましい。ここで、本発明においては、エラストマーという用語は、弾性樹脂やゴムのみならず、一般的には弾性樹脂に分類されなくても本発明で必要とされる押圧力を発揮する樹脂なども包含する広義の用語として用いている。
　また、この射出成形用金型においては、
　ヒートサイクル成形法、ガスアシスト成形法及び断熱成形法の少なくとも１つに用いられることが好ましい。
　また、この射出成形用金型においては、
　前記押圧部材が前記複数のピンに与える押圧力は、２～５５ＭＰａが好ましく、さらに好ましくは２～１５ＭＰａである。
　また、この射出成形用金型においては、
　前記押圧部材は、前記一方の金型に設けられた複数のピンの基端部の端面を前記他方の金型に向けて押圧するよう配置されたシート状の弾性部材で構成されていることが好ましい。
　また、この射出成形用金型においては、
　前記他方の金型は、低硬度又は高脆性の材料で形成されることが好ましい。
　本発明の第２の側面によれば、射出成形方法であって、
　本発明の射出成形用金型を用い、
　前記キャビティ内に成形材料を充填して当該キャビティの形状を転写させることを特徴とする。
　本発明の第３の側面によれば、樹脂製の射出成形品であって、
　本発明の射出成形用金型を用いて成形され、
　光学鏡面、光学球面、光学非球面、光学自由曲面及び微細構造の少なくとも１つを有することを特徴とする。
　この射出成形品においては、
　幅及び深さが１０～２００μｍの範囲内の微細流路を有するマイクロチップ用樹脂成形品であることが好ましい。
　本発明によれば、複数のピンを一括して押圧する押圧部材がキャビティ外に配置されているので、複数のピンそれぞれでの押圧力のバラつきが軽減されるとともに、押圧部材の劣化による押圧力のバラつきも軽減され、ピンの先端部と他方の金型との間に樹脂が入り込んで生じる大きなバリの発生を抑制できる。
　したがって、高精度が要求される特殊平滑面や微細構造を有する成形品を成形する場合や、樹脂の流動性を高めて高転写を実現する成形法を用いた場合であっても、大きなバリの発生を効果的に抑制しつつ複数の貫通孔を成形することができる。
本実施形態におけるマイクロチップの上面図である。 図１のマイクロチップの（ａ）III－III断面図であり、（ｂ）IV－IV断面図である。 流路用溝が形成された樹脂製基板の上面図である。 本発明に係る射出成形用金型の側断面図である。 本発明に係る射出成形用金型のうちの固定金型の下面図である。 本発明に係る射出成形用金型のうちの可動金型の上面図である。 ピン保持部材の別例を示す断面図である。 ピン保持部材の他の別例を示す断面図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
　図１は、本発明に係る射出成形品の一実施形態であるマイクロチップ１の上面図であり、図２（ａ）は図１のIII－III断面図であり、図２（ｂ）は図１のIV－IV断面図であり、図３はマイクロチップ１が備える後述の樹脂製基板１０の上面図である。
　マイクロチップ１は、後述する微細流路１５，１６等の微細構造を有し、その内部で核酸、タンパク質、血液等の液体試料の化学反応や分離，分析等を行うものである。
　図１～３に示すように、このマイクロチップ１は、積層され内側の腹面１０Ａ，２０Ａ同士で互いに貼合せられた２枚の矩形板状の樹脂製基板１０，２０を備えている。
　このうち、樹脂製基板１０の腹面１０Ａには、図２（ａ），図３に示すように、直線状の流路用溝１２，１３が形成されている。また、図３に示すように、これら流路用溝１２，１３の両端部には、樹脂製基板１０の厚さ方向に貫通する貫通孔１４がそれぞれ形成されている。なお、本実施形態における流路用溝１２と流路用溝１３とは、互いに直交して形成されているが、直交せずに形成されていても良い。更に、樹脂製基板１０には、図２（ｂ），図３に示すように、上面から見たときで対角にある２箇所の角部近傍に、厚さ方向に貫通する貫通孔１８がそれぞれ形成されている。
　また、図２（ａ），図２（ｂ），図３に示すように、樹脂製基板１０の背面１０Ｂのうち、各貫通孔１４の周囲には、円筒状の突起部３１が設けられており、各貫通孔１８の周囲には、円筒状の突起部３２が設けられている。これらの突起部３１，３２は、貫通孔１４，１８を囲んで樹脂製基板１０の厚さ方向に突出している。このうち、突起部３１は、分析装置（図示せず）のチューブやノズルに嵌合されて、試料などの導入や排出を行うようになっており、突起部３２は、マイクロチップ１を分析装置に設置する際の位置決め等に用いられる。なお、このような突起部３１，３２は円筒状の形状を有していても良いし、多角形状など、他の形状を有していても良い。また、突起部３１の寸法は、チューブやノズルの寸法に合わせて任意に設定される。
　一方、図２（ａ）に示すように、樹脂製基板２０は、表面の平滑な部材であり、樹脂製基板１０における腹面１０Ａ（流路用溝１２，１３の形成面）に対して接合されている。この接合によって樹脂製基板２０は流路用溝１２、１３や貫通孔１４の蓋（カバー）として機能し、樹脂製基板１０の流路用溝１２との間に微細流路１５を、流路用溝１３との間に微細流路１６を、貫通孔１４とで開口部１７を形成している。
　また、図２（ｂ）に示すように、樹脂製基板２０には、樹脂製基板１０の貫通孔１８に対応する各位置に、厚さ方向に貫通する貫通孔２１が形成されている。この貫通孔２１は、貫通孔１８とともに、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とを接合する際の各基板の位置決めに用いられる。また、貫通孔２１は、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０との接合により貫通孔１８と連通され、当該貫通孔１８とで位置決め孔１９を形成している。この位置決め孔１９は、図示しない分析装置にマイクロチップ１を設置する際の位置決めに用いられる。
　ここで、微細流路１５，１６（流路用溝１２，１３）の形状は、分析試料、試薬の使用量を少なくできること、成形金型の作製精度、転写性、離型性などを考慮して、幅、深さともに１０μｍ～２００μｍの範囲内の形状であることが好ましいが、特に限定されるものではなく、マイクロチップの用途によって決めれば良い。また、微細流路１５，１６（流路用溝１２，１３）の幅、深さとも同じであっても良いし、異なっていても良い。本実施の形態においては、微細流路１５、１６の断面の形状は矩形状となっているが、この形状は１例であり、円形状など、他の形状となっていても良い。
　また、上述のように樹脂製基板１０の貫通孔１４は流路用溝１２、１３と繋がっているため、この貫通孔１４により形成される開口部１７は微細流路１５、１６に繋がっている。この開口部１７は、ゲル、試料、緩衝液の導入、保存、排出を行うための孔であり、分析装置（図示せず）に設けられたチューブやノズルに接続されて、このチューブやノズルを介してゲルや試料、緩衝液などを微細流路１５、１６に導入したり、微細流路１５、１６から排出したりする。
　なお、開口部１７（貫通孔１４）及び位置決め孔１９（貫通孔１８）の形状は、円形状に限らず、矩形状など、他の様々な形状であっても良い。また、開口部１７（貫通孔１４）及び位置決め孔１９（貫通孔１８）の内径は、分析手法や分析装置に合わせれば良く、例えば１～４ｍｍ程度であることが好ましい。
　以上の樹脂製基板１０，２０の形状は、取り扱いしやすい形状、分析しやすい形状であればどのような形状であっても良いが、例えば正方形、長方形、円形などの形状が好ましい。また、樹脂製基板１０，２０の大きさは、１０ｍｍ角～２００ｍｍ角程度が好ましく、１０ｍｍ角～１００ｍｍ角がより好ましい。また、流路用溝１２、１３が形成された樹脂製基板１０の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ～５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ～２ｍｍがより好ましい。
　蓋（カバー）として機能する樹脂製基板２０の板厚は、成形性を考慮して、０．２ｍｍ～５ｍｍ程度が好ましく、０．５ｍｍ～２ｍｍがより好ましい。但し、本実施の形態のように樹脂製基板２０に流路用溝を形成しない場合には、樹脂製基板２０として、板状の部材ではなく、フィルム（シート状の部材）を用いても良い。この場合、フィルムの厚さは、３０μｍ～３００μｍであることが好ましく、５０μｍ～１５０μｍであることがより好ましい。
　また、樹脂製基板１０、２０は、後述する射出成形方法によって成形され、成形材料には樹脂が用いられる。この樹脂としては、成形性（転写性、離型性）が良く、透明性が高く、紫外線や可視光に対する自己蛍光性が低いものが好ましく、例えば熱可塑性樹脂が用いられる。
　熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン６、ナイロン６６、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリイソプレン、ポリエチレン、ポリジメチルシロキサン、環状ポリオレフィンなどを用いることが好ましい。特に好ましいのは、ポリメタクリル酸メチル、環状ポリオレフィンを用いることである。なお、樹脂製基板１０と樹脂製基板２０とで、同じ材料を用いても良いし、異なる材料を用いても良い。
　また、流路用溝が形成されない樹脂製基板２０には、熱可塑性樹脂の他、熱硬化性樹脂や紫外線硬化性樹脂などを用いても良い。熱硬化性樹脂としては、ポリジメチルシロキサンを用いることが好ましい。
　以上の構成を具備するマイクロチップ１は、２枚の樹脂製基板１０，２０を押圧しつつ加熱接合することにより形成される。この際の加熱接合法や接合装置としては、従来より公知のものを用いることができる。
　続いて、マイクロチップ１の樹脂製基板を射出成形する際に用いる射出成形用金型（以下、成形用金型という）について説明する。
　なお、ここでは、樹脂製基板１０の射出成形に用いる成形用金型２についてのみ説明し、樹脂製基板２０の射出成形に用いる成形用金型については説明を省略する。樹脂製基板２０は、平板に貫通孔２１が形成されただけの形状であるため、樹脂製基板１０に貫通孔１４，１８を形成するための後述の成形用金型２の構成と同様の構成を備える成形用金型を用いることで成形可能である。
　図４は、成形用金型２の側断面図であり、図５は、後述する固定金型４０の下面図であり、図６は、後述する可動金型５０の上面図である。
　図４に示すように、成形用金型２は、固定金型４０と、可動金型５０と、ピン保持部材６０とを備えている。
　固定金型４０は、図４，図５に示すように、樹脂製基板１０よりも一回り大きい略平板状に形成されるとともに、可動金型５０と対向する下面４０ａに、流路用溝１２，１３と貫通孔１４の一部とを形成するための凸部４１が形成されている。この凸部４１は、流路用溝１２，１３と貫通孔１４の一部とに対応するネガ形状に形成され、詳しくは、流路用溝１２，１３及び貫通孔１４の上面から見たとき反転形状、且つ、流路用溝１２，１３の深さと同一の高さに形成されている。
　また、固定金型４０は、本実施形態においては、図示しないマスター型に電鋳加工を適用して形成されており、詳しくは、マスター型の表面に電気メッキ法によりニッケル，ニッケル－コバルト合金，ニッケル－コバルト－リン合金，銅等の金属を析出させた後、この金属をマスター型から剥離して形成されている。これにより、固定金型４０は、上記電鋳加工によるニッケルや銅等の低硬度又は高脆性の材料で形成されている。ここで、低硬度又は高脆性の材料とは、ＳＫＨ５１より硬度の低い材料（ＳＫＨ５１の硬度＝５８－６０ＨＲＣ）のことである。
　可動金型５０は、図４，図６に示すように、固定金型４０と同様に樹脂製基板１０よりも一回り大きい略平板状に形成されるとともに、固定金型４０と対向する上面５０ａに、流路用溝１２，１３及び貫通孔１４，１８を除く樹脂製基板１０の形状に対応するネガ形状のキャビティ５１が形成されている。このキャビティ５１は、突起部３１，３２に対応する各位置に、当該突起部３１，３２に対応するネガ形状の凹部５２，５３を有している。凹部５２，５３の底面には、後述のピン６３，６４を挿嵌させるための挿嵌孔５４，５５が、貫通孔１４，１８と略同一径に形成され、可動金型５０の厚さ方向に貫通されている。
　また、可動金型５０の側面には、成形材料の樹脂をキャビティ５１内へ注入するための樹脂注入口５６が形成されている。また、可動金型５０は、上記の固定金型４０と同様に、電鋳加工によって形成されている。
　ピン保持部材６０は、図４に示すように、蓋部材６１と、台部材６２と、棒状の複数のピン６３，６４と、弾性部材６５とを備えている。
　このうち、蓋部材６１は、上面から見たとき固定金型４０や可動金型５０と同形状の略平板状に形成されている。蓋部材６１の下面には、可動金型５０の凹部５２，５３と対応する位置に、下方へ開口する凹部６１ａ，６１ｂが形成されており、この凹部６１ａ，６１ｂの底面には、可動金型５０の挿嵌孔５４，５５と対応する位置に、ピン６３，６４を挿嵌させるための挿嵌孔６１ｃ，６１ｄが厚さ方向に貫通されている。
　台部材６２は、蓋部材６１と同様に略平板状に形成され、弾性部材６５（押圧部材）を収容するための凹部６２ａが上面に形成されている。凹部６２ａは、蓋部材６１の全ての凹部６１ａ，６１ｂの下方の領域に亘って形成されている。なお、凹部６２ａは、全ての凹部６１ａ，６１ｂの下方の領域に亘って形成されていれば、どのような形状であってもよい。また、台部材６２は、周縁部分の上面が蓋部材６１の下面と当接した状態で当該蓋部材６１と固定されている。なお、蓋部材は可動金型と一体でもよい。
　ピン６３，６４は、樹脂製基板１０の貫通孔１４，１８を形成するためのものであり、一端に鍔部６３ａ，６４ａを有する段付き円柱状に形成され、鍔部６３ａ，６４ａを蓋部材６１の凹部６１ａ，６１ｂに収容させつつ蓋部材６１の挿嵌孔６１ｃ，６１ｄに挿嵌されている。また、ピン６４は、固定金型４０の凸部４１の高さの分だけ、ピン６３よりも長く形成されている。これらのピン６３，６４は、蓋部材６１と台部材６２とにより弾性部材６５を介して鍔部６３ａ，６４ａを挟持され、立設した状態で保持されている。
　弾性部材６５は、本発明に係る押圧部材であり、シート状に形成され、台部材６２における凹部６２ａの表面全面に亘って敷設されている。こうして、弾性部材６５は、全てのピン６３，６４を支持するようにしてキャビティ５１外の当該ピン６３，６４の基端部に設けられ、その弾性力により全てのピン６３，６４を一括して各先端部に向けて押圧するよう構成されている。
　また、弾性部材６５は、材質がエラストマー（樹脂，ゴム）のいずれかであるか、平行ばね、又は気体若しくは液体が充填された緩衝部材であればよく、これらを組み合わせてもよい。これにより、各ピン６３，６４を押圧するためのスペースは当該ピン６３，６４の基端面の面積分だけで足りる。また、弾性部材（押圧部材）としてコイルばねを各ピンの基端に設けていた従来と異なり、押圧可能なピンの数や大きさがコイルばねの大きさに制限されることがなく、複数の微小なピン６３，６４であっても確実に押圧することができる。更に、弾性部材６５を上記のものとすることで、当該弾性部材６５を安定した状態に設置して、従来のコイルばねと異なり金型に対して傾くことを防止できるとともに、弾性部材６５をピン６３，６４の基端面全面に密着させて当該ピン６３，６４を押圧することができるため、複数のピン６３，６４を均一に押圧することができる。これにより、ピン６３，６４と固定金型４０との間に部分的に隙間ができてバリが発生することを効果的に抑制できる。
　なお、エラストマー（樹脂，ゴム）としては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム、ポリアクリルレートゴム、エチレンプロピレンゴム、ポリウレタンゴムや、アクリル系、ウレタン系、スチレン系などの熱可塑性エラストマー等を用いることが好ましく、より好ましいのは、耐熱温度が高いフッ素ゴム、シリコーンゴム、フロロシリコーンゴム等を用いることである。
　この弾性部材６５によるピン６３，６４への押圧力は、ピン６３，６４（貫通孔１４，１８）の大きさや、射出成形時の成形材料及び金型の温度等に応じて適宜調整されるが、概ね２ＭＰａ以上の押圧力である。押圧力の上限は弾性体６５自身，固定金型４０及びピン６３，６４が損傷しない程度の押圧力を発生させることができるものであれば良いが、２～５５ＭＰａの範囲とするのがより好ましい。さらには、押圧力は２～１５ＭＰａとするのが好ましい。押圧部材は、このような範囲の押圧力を発揮するゴム硬度や圧縮率の材料から選定すれば良い。
　続いて、成形用金型２を用いた樹脂製基板１０の射出成形方法について説明する。
　まず、ピン保持部材６０に立設されたピン６３，６４をそれぞれ対応する可動金型５０の挿嵌孔５４，５５に挿嵌し、可動金型５０の下面と蓋部材６１の上面とを当接させた状態で、可動金型５０とピン保持部材６０とを固定する。こうして、ピン６３，６４は、可動金型５０を貫通して当該可動金型５０のキャビティ５１内に立設された状態となり、このキャビティ５１内の部分が樹脂製基板１０の貫通孔１４，１８に対応するネガ形状となる。
　次に、固定金型４０と可動金型５０とを締結する（型締め）。ここでは、ピン保持部材が固定された可動金型５０の上面５０ａと、固定金型４０の下面４０ａとを、互いの周縁を一致させつつ当接させ、これら固定金型４０と可動金型５０とを固定する。なお、この際、可動金型５０のキャビティ５１内や固定金型４０の下面４０ａに離型剤を塗布しておいてもよい。
　このとき、ピン６３，６４の先端部は、弾性部材６５からの押圧力によってキャビティ５１内で固定金型４０と当接している。具体的には、ピン６３の先端部が固定金型４０の凸部４１下面と当接し、ピン６４の先端部が固定金型４０の下面４０ａと当接する。また、このとき、ピン６３，６４の鍔部６３ａ，６４ａ上面と蓋部材６１の凹部６１ａ，６１ｂ底面とは当接しないように構成されており、弾性部材６５の押圧力によりピン６３，６４と固定金型４０とが確実に当接するようになっている。
　次に、成形材料である樹脂を充填する。具体的には、所定の温度に加熱した樹脂を所定の射出圧力で樹脂注入口５６からキャビティ５１内へ注入して充填する。そして、所定の冷却時間の後、固まった樹脂を成形用金型２から取り出すことにより、キャビティ５１等の形状が転写され、ピン６３，６４によって貫通孔１４，１８が形成された樹脂製基板１０が得られる。
　なお、上記の射出成形を行う際、固定金型４０及び可動金型５０の少なくとも一方の温度を繰り返し昇降させるヒートサイクル成形法、キャビティ５１内へ成形材料に続いて炭酸ガスや窒素ガスなどの高圧ガスを注入するガスアシスト成形法、及び固定金型４０及び可動金型５０の少なくとも一方にキャビティ５１内を断熱するための断熱層を設ける断熱成形法の少なくとも１つを用いてもよい。これらを用いることにより、樹脂の流動性を高めて高転写を実現することができる。なお、これらの成形法としては、従来より公知の技術を用いることができる。
　以上の成形用金型２によれば、可動金型５０には、型締め時にキャビティ５１内で先端部を固定金型４０と当接させる複数のピン６３，６４が当該可動金型５０を貫通して設けられ、ピン６３，６４の基端部には、全ての当該ピン６３，６４を各先端部に向けて押圧する弾性部材６５が設けられているので、この弾性部材６５により全てのピン６３，６４を同時に押圧して、これらピン６３，６４の先端部と固定金型４０とを当接させることができる。これにより、ピン６３，６４の先端部と固定金型４０との間に樹脂が入り込んで生じる大きなバリの発生を抑制できる。
　また、弾性部材６５は、材質がエラストマー（樹脂、ゴム）であるか、平行ばね、又は気体若しくは液体が充填された緩衝部材なので、各ピン６３，６４を押圧するためのスペースは当該ピン６３，６４の基端面の面積分だけで足りる。これにより、弾性部材（押圧部材）としてコイルばねを各ピンの基端に設けていた従来と異なり、複数の微小なピン６３，６４であっても確実に押圧することができる。
　更に、弾性部材６５を上記のものとすることで、当該弾性部材６５を安定した状態に設置して、従来のコイルばねと異なり金型に対して傾くことを防止できるとともに、弾性部材６５をピン６３，６４の基端面全面に密着させて当該ピン６３，６４を押圧することができるため、複数のピン６３，６４を均一に押圧することができる。これにより、ピン６３，６４と固定金型４０との間に部分的に隙間ができてバリが発生することを効果的に抑制できる。
　したがって、高精度が要求される特殊平滑面や微細構造を有する成形品を成形する場合や、樹脂の流動性を高めて高転写を実現する成形法を用いた場合であっても、大きなバリの発生を効果的に抑制しつつ複数の貫通孔１４，１８を成形することができる。
　また、ピン６３，６４が弾性部材６５により適度に押圧されているため、低硬度又は高脆性の材料で形成された固定金型４０であってもピン６３，６４との当接により損傷することがない。更には、型締め力や金型温度の変動が起きた場合であっても、当該変動に伴う押圧力の変化を弾性部材６５の弾性変形によって吸収し、確実にピン６３，６４を固定金型４０へ当接させることができる。
　また、弾性部材６５によりピン６３，６４を固定金型４０に確実に当接させることができるため、ピン６３，６４の長さ寸法を高精度に管理する必要がない。したがって、製作コストを低減できるとともに、短期での製作が可能となる。
　なお、本発明は上記の実施形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。
　例えば、上記実施形態では、成形用金型２を用いて成形される射出成形品として、微細構造を有するマイクロチップ１を挙げて説明したが、このような射出成形品としては、光学レンズ等の光学鏡面、光学球面、光学非球面、光学自由曲面を有するものであってもよいし、これらと微細構造との少なくとも１つを有するものであってもよい。
　また、キャビティ５１は、可動金型５０に形成されることとして説明したが、固定金型４０と可動金型５０との間で形成されていればよく、例えば、固定金型４０に形成されていてもよい。
　また、ピン６３，６４は、可動金型５０とピン保持部材６０との固定により、可動金型５０側に設けられることとして説明したが、固定金型４０側に設けられていてもよい。
　また、弾性部材６５は、全てのピン６３，６４を押圧するものとして説明したが、２つ以上のピン６３，６４を押圧するものであればよく、例えば、図７に示すように、２つのピン６３，６４毎に異なる複数の弾性部材６５で当該ピン６３，６４を押圧する構成としてもよい。更に、弾性部材６５は、図８に示すように、板部材６６を介してピン６３，６４を押圧するように設けてもよく、このようにすれば、ピン６３，６４との接触による弾性部材６５の損傷を防止することができる。
　また、ピン６３，６４は、円柱状のものに限定されず、例えば、先端部に向かって小径となるテーパ状に形成してもよい。このようにすれば、ピン６３，６４からの射出成形品の離型をより容易に行うことができる。また、ピン６３，６４は、角柱状でもよい。
　以下に、実施例を挙げることにより、本発明をさらに具体的に説明する。
　本発明の実施例１、２及び比較例として、以下の条件により、弾性部材６５を設けた成形用金型２と、設けていない成形用金型とを用いて、それぞれマイクロチップ１の樹脂製基板１０を射出成形した。
＜樹脂製基板＞
　樹脂製基板１０は、以下の形状とした。
　　大きさ　　　　　　　　　　　：５０ｍｍ角
　　厚さ　　　　　　　　　　　　：１．５ｍｍ
　　流路用溝１２，１３の深さ、幅：５０μｍ
　　貫通孔１４，１８の内径　　　：２ｍｍ
＜弾性部材＞
　実施例１の弾性部材６５として、材質がフッ素ゴム、厚さが２ｍｍ、圧縮率５０％、ピン６３，６４への押圧力が４０ＭＰａであるものを用いた。また、実施例２の弾性部材６５として、材質がフッ素ゴム、厚さが２ｍｍ、圧縮率１０％、ピン６３，６４への押圧力が４ＭＰａであるものを用いた。実施例１、２で用いるフッ素ゴムは、具体的には、ＮＯＫ株式会社製の製品名Ｆ２０１、ゴム硬度Ａ７０のフッ素ゴムである。
＜射出成形＞
　成形材料として透明樹脂材料のアクリル（デルペット：旭化成社製　旭化成ケミカルズ株式会社の登録商標）を用い、ヒートサイクル成形法によって射出成形を行った。
＜評価＞
　弾性部材６５を設けた成形用金型２で成形した樹脂製基板１０（実施例１、２）と、弾性部材６５を設けていない成形用金型で成形した樹脂製基板（比較例）とに対し、それぞれ貫通孔１４，１８の開口部を顕微鏡で観察してバリの発生を確認した。なお、比較例のピンは、金型を締めたときにピン先端と金型の間に５μｍ以上の隙間があるような長さのピンを使用した。
　その結果、実施例１、２の樹脂製基板１０では、いずれの貫通孔１４，１８の開口部にもバリは発生していなかった。一方、比較例の樹脂製基板では、いずれの貫通孔の開口部にも１００μｍ程度のバリが発生していた。
　以上の結果から、弾性部材６５を設けた成形用金型２を用いることで、バリの発生を抑制しつつ複数の貫通孔１４，１８を形成できることが確認できた。
　１　マイクロチップ（射出成形品）
　２　成形用金型（射出成形用金型）
　１０，２０　樹脂製基板（射出成形品）
　４０　固定金型
　５０　可動金型
　５１　キャビティ
　５４，５５　挿嵌孔
　６３，６４　ピン
　６５　弾性部材（押圧部材）

Claims (10)

  1. 　固定金型と可動金型とを備え、当該固定金型と当該可動金型との間で樹脂が注入されるキャビティを形成する射出成形用金型であって、
    　前記固定金型及び前記可動金型のいずれか一方の金型であって、複数の挿嵌孔を有する金型と、型締め時に前記挿嵌孔に挿入され前記キャビティ内で先端部を他方の金型と当接させる棒状の複数のピンと、
    　前記型締め時に前記複数のピンの基端部側から前記他方の金型側に向けて前記複数のピンを一括して押圧するべく、前記キャビティ外に配置された押圧部材と、
    　を有することを特徴とする射出成形用金型。
  2. 　請求項１に記載の射出成形用金型であって、
    　前記押圧部材は、材質がエラストマーであるか、平行ばね、又は気体若しくは液体が充填された緩衝部材であることを特徴とする射出成形用金型。
  3. 　請求項１又は２に記載の射出成形用金型であって、
    　前記押圧部材が前記複数のピンに与える押圧力が、２～５５ＭＰａであることを特徴とする射出成形用金型。
  4. 　請求項１又は２に記載の射出成形用金型であって、
    　前記押圧部材が前記複数のピンに与える押圧力が、２～１５ＭＰａであることを特徴とする射出成形用金型。
  5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載の射出成形用金型であって、
    　ヒートサイクル成形法、ガスアシスト成形法及び断熱成形法の少なくとも１つに用いられることを特徴とする射出成形用金型。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の射出成形用金型であって、
    　前記押圧部材は、前記一方の金型に設けられた複数のピンの基端部の端面を前記他方の金型に向けて押圧するよう配置されたシート状の弾性部材で構成されていることを特徴とする射出成形用金型。
  7. 　請求項１～６のいずれか一項に記載の射出成形用金型であって、
    　前記他方の金型は、低硬度又は高脆性の材料で形成されることを特徴とする射出成形用金型。
  8. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の射出成形用金型を用いる射出成形方法であって、
    　前記キャビティ内に成形材料を充填して当該キャビティの形状を転写させることを特徴とする射出成形方法。
  9. 　請求項１～７のいずれか一項に記載の射出成形用金型を用いて成形される樹脂製の射出成形品であって、
    　光学鏡面、光学球面、光学非球面、光学自由曲面及び微細構造の少なくとも１つを有することを特徴とする射出成形品。
  10. 　請求項９に記載の射出成形品であって、
    　幅及び深さが１０～２００μｍの範囲内の微細流路を有するマイクロチップ用樹脂成形品であることを特徴とする射出成形品。
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