JP6108916B2 - 成形品の製造方法および成形用金型 - Google Patents

Description

本発明はガスアシスト射出成形による成形品の製造方法及び金型に関する。特に、フレネルレンズを有する光学部材に関する。

近年、樹脂の射出成形品に求められる精度や機能が高まるにつれて、それに応えるために、様々な射出成形方法が開発されている。そのひとつに、樹脂の射出成形中に金型内に気体を注入し、樹脂を射出成形するガスアシスト射出成形方法がある。これは、気体を樹脂に作用させることで樹脂の粘度を低下させたり、樹脂を発泡させ、あるいは着色、改質させる方法である。

特許文献１では金型表面状態を高度に成形品に転写することができるようにしたガスアシスト射出成形方法が提案されている。この方法は、金型のキャビティを二酸化炭素などの特定のガスを適度なガス圧で満たすとともに樹脂が充填される。これにより、ガスは流動樹脂のフローフロントで吸収され、あるいは金型と樹脂の界面に入り込み、樹脂表面層に溶解する。樹脂に溶解したガスは可塑剤として作用し、樹脂の溶融粘度を下げ、特に樹脂表面の固化温度を選択的に低下させる。これらにより、薄い樹脂表面層だけ固化温度が下がり、固化温度が金型表面温度以下となれば、樹脂充填工程中の固化が起きない。このような手法により、成形品の金型表面転写性の向上を図るものである。

特開平１１−２４５２５７号公報

ガスアシスト射出成形方法は、特にフレネルレンズのような精密な形状を高精度に転写させる光学部材を成形する際、好適に用いることができる。一般的なフレネルレンズは、レンズ面が球面で、輪帯の高さは中心輪帯から外周輪帯にかけて徐々に高くなっており、輪帯のピッチは内周から外周まで数十μｍ程度で一定である。しかし、高精度に形状を転写させなければならない面の全面にわたって均質に高品位な形状に転写させることはなかなか難しい。フレネルレンズの一例を図１６に示す。図１６（ａ）は上面概念図であり、図１６（ｂ）は図１６（ａ）のＡ−Ａ´の断面概念図である。図中９７は第１輪帯、９８は第２輪帯、９９は第３輪帯、１１０は第４輪帯、１１１は第５輪帯、１１２は第６輪帯、１１３は第７輪帯、１１４は第８輪帯、１１８はゲートの位置を示し、１２６は額縁状の枠形状を示している。図１６に示すような、輪帯は円形状であるが、成形品自体は長方形であるようなフレネルレンズは、特に高精度な転写が難しい。輪帯は円形状であるが、成形品自体は長方形であるため、輪帯が円形状から円孤形状に変化する箇所（１１１から１１２）と、円弧形状がさらに分割されて短い円孤形状に変化する箇所（１１２から１１３）ができてしまう。そのため、同一の金型キャビティ内における、成形品へ形状を転写させる一つの面（転写面）内であっても、円形状、円孤形状、円弧形状がさらに分割された短い円孤形状のそれぞれの部分で成形性が異なるためであると考えられる。つまり、枠形状と干渉のない輪帯は完全な円形状になっているのに対して、輪帯の径が大きくなると枠形状と干渉して輪帯が分割される。前記干渉した輪帯では端部で途切れた円弧形状になっている。ガスアシスト成形では射出された樹脂にキャビティ内に充満したガスが溶融する。前記円形状の溝部ではガスの逃げる箇所がなく溶融が促進されるのに対して、前記円弧形状の溝部では樹脂の流入にともなって円弧形状の端部の溝の切れ目からガスが押し出されるように排出されるために溶融が阻害される。この成形性の差異によって内側と外側の輪帯間に形状差異が生じると考えられる。そのため、円形状から円孤形状に変化する箇所、円弧形状がさらに分割されて短い円孤形状に変化する箇所で、成形品に筋が現れてしまう場合があった。

本発明はこのような背景技術に鑑みてなされたものであり、金型における成形品へ形状を転写させる面（転写形状面）の全面にわたって均質で高品位な形状を転写させることが可能となる、成形品の製造方法および金型を提供するものである。

上記問題を解決するために本発明の成形品の製造方法は、キャビティに、ガス及び樹脂を注入して、成形品を製造する成形品の製造方法において、前記キャビティは、中心部成形部材と枠部成形部材とが挿入嵌合されて形成される中心部転写形状面、側壁面および枠部転写形状面を有し、前記側壁面には溝部が形成され、前記枠部転写形状面から、前記溝部までの前記側壁面が突出していることを特徴とする。

本発明の成形用金型は、キャビティにガスを注入するガス供給手段と、樹脂を注入するための樹脂注入手段とを有する成形用金型であって、中心部転写形状面および側壁面を有する中心部成形部材と、枠部転写形状面を有する枠部成形部材と、前記枠部成形部材に設けられたゲートと、を有し、前記側壁面には溝部が形成され、前記枠部転写形状面から前記溝部までの側壁面が突出するように、前記中心部成形部材と前記枠部成形部材とが挿入嵌合されていることを特徴とする。

本発明の成形用金型は、キャビティにガスを注入するガス供給手段と、樹脂を注入するための樹脂注入手段とを有する成形用金型であって、中心部転写形状面の外周に、側壁面および枠部転写形状面を有し、前記側壁面には溝部が形成された中心部成形部材と、枠部成形部材と、前記枠部成形部材に設けられたゲートと、を有し、前記中心部成形部材と前記枠部成形部材とが挿入嵌合されていることを特徴とする。

精密な形状を転写して成形される成形品において、精密な形状転写面全面にわたって均質で高品位な形状を得ることが可能となる。特に、転写形状面内における形状の変化による成形条件の変化によって起こる外観不良を低減することが可能である。

第一の実施形態を説明する図 フレネルレンズを有する光学部材（フォーカシングスクリーン）を説明する図 ガスアシスト射出成形用金型の一例を示す概略図 中心部成形部材と枠部成形部材との関係を説明する図 他の実施形態を説明する図 第二の実施形態を説明する図 第二の実施形態を説明する図 他の実施形態を説明する図 他の実施形態を説明する図 他の実施形態を説明する図 実施例１を説明する図 実施例４を説明する図 実施例４を説明する図 実施例６を説明する図 実施例７を説明する図 従来のフレネルレンズを有する光学部材（フォーカシングスクリーン）を説明する図

以下に本発明の実施形態を図に基づいて説明する。

（第一の実施形態）
図１は、本発明に係わる成形品の製造方法の一例である第一の実施形態を説明する図である。本発明に係わる成形品の製造方法は、光学部材の製造に好適に用いることができる。特に、フレネルレンズのような精密な形状を高精度に転写させなければならない光学部材の製造に好適に用いることができる。本実施形態では、成形品の一例としてフレネルレンズを有する光学部材（フォーカシングスクリーン）の製造方法について説明する。

図１において、図１（ａ）は、キャビティの一部を示す概略図である。２１は中心部成形部材であって、フレネル格子や回折格子等の溝形状を転写するための転写形状が削り込まれた中心部転写形状面３０を有する。中心部成形部材２１の外周を囲むように枠部成形部材３８が配置され、枠部成形部材３８は枠部転写形状面２３を有する。図１（ｂ）〜（ｄ）は、図１（ａ）のＢ−Ｂ´断面の一部を示した概略図である。図１（ｅ）は、中心部成形部材は側面が露出するように、図１（ａ）のＣ−Ｃ´断面の一部を示した概略図である。図１（ｅ）に示すように、中心部成形部材に、溝等の形状を削り込むと、中心部成形部材の側壁面２１１にも中心部転写形状面から続く溝部２１２が形成される。２１３は溝部の底部であり、側壁面２１１が最も深く削り込まれる部分（側壁面の最も低い部分）である。溝部２１２は、枠部転写形状面２３より突出させておく。このようにすることで、溝部２１２から枠部転写形状面２３までの側壁面を樹脂でシールして中心部転写形状面と樹脂との間にガスが密閉された空間を形成することができる。枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷは、２０μｍ以上１００μｍ以下としておくことが好ましい。枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷは、溝部の底部２１３から枠部転写形状面を含む平面２３１に対する垂線２３２を下ろし、垂線２３２が平面２３１と交わる点２３３と底部２１３との距離を測定することで求めることができる。

図４は、中心部成形部材２１と枠部成形部材３８との関係を説明する図である。枠部成形部材は、ダイセットであってもよい。また、可動側であっても固定側であってもよいが、離型のしやすさから、可動側であることが好ましい。２４は、枠部成形部材（ダイセット）３８に形成され中心部成形部材２１を収納するための入れ子ポケットである。図４（ａ）は枠部成形部材（ダイセット）３８の空隙部（ポケット）２４に、中心部成形部材２１を挿入嵌合させる前の状態であり、図４（ｂ）は挿入嵌合させた後の状態である。図４（ｃ）は、中心部成形部材が枠部成形部材（ダイセット）の入れ子ポケットに挿入嵌合された状態の断面図（部分拡大図を含む）である。図中２１は中心部成形部材、２２は溝部の底部２１３の位置を示す補助線、２３は枠部転写形状面、２４は枠部成形部材（ダイセット）の入れ子ポケット、２５は隙間（クリアランス）である。４０は枠部転写形状面と溝部までの側壁面の長さを変えるための調整部品である。枠部成形部材（ダイセット）の入れ子ポケット２４の口元にはフレネル成形品の枠２６を転写させるための段付き部２７が形成されている。３８は枠部成形部材（ダイセット）を示している。フレネル等の格子形状を転写させるための中心部転写形状面を加工するためには、旋削加工が適している。このため、枠部成形部材（ダイセット）に直接加工することは困難である。中心部成形部材２１を別体で製作し、この形状成形部材を枠部成形部材（ダイセット）３８の入れ子ポケット２４に挿入嵌合することによって金型として一体を成すことができる。また、これにより中心部成形部材２１と枠部成形部材（ダイセット）３８の間に、隙間（クリアランス）２５が形成される。クリアランス２５は１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。

図３は、ガスアシスト射出成形用金型の一例を示す概略図であり、枠部成形部材が可動側ダイセットである例を示す。図３において、１９はシリンダ、２０はスクリュであり、スクリュ２０を回転させて溶融された樹脂をシリンダ１９からキャビティに注入する（樹脂注入手段）。２１は中心部成形部材、２８はキャビティ、３３は配管、３４はガス供給装置である。ガス供給装置３４から配管３３通してキャビティにガスが供給される（ガス供給手段）。３５は固定側取り付け板、３６は可動側取り付け板、３７は固定側ダイセット、３８は可動側ダイセット、３９はエジェクタロッド、４０はエジェクタプレートを示している。中心部成形部材２１と可動側ダイセット３８と固定側ダイセット３７とで形成される空間（キャビティ）に、ガスと樹脂を注入して成形品を成形する。中心部成形部材２１は、可動側ダイセット３８の空隙部（ポケット）に挿入嵌合され、固定側ダイセット３７との間に空間（キャビティ）を形成する。

相手側のダイセット（図３においては、固定側ダイセット）にも空隙部（ポケット）を形成してもよい。この空隙部（ポケット）に、例えばマイクロレンズアレイを成形するための形状を加工した成形部材を挿入嵌合してもよい。これにより、フレネルレンズの反対面にマイクロレンズアレイが形成されたフォーカシングスクリーン等の光学部品を成形することも可能である。

注入されたガスを金型内に保持するために、型材分割部にはシール材が組み込まれているが、図では省略している。

次に、この金型を用いた成形品の製造方法の一実施形態について説明する。まず、ガス供給装置３４から配管３３を通してキャビティ２８にガスを注入するとともに、スクリュ２０を回転させて溶融された樹脂をシリンダ１９からゲートを介してキャビティに注入する。ガスを注入するタイミングは、樹脂を注入する前であってもよいし、同時であってもよいし、注入開始直後に行なってもよい。ゲートは前記枠部成形部材に設けておくことが好ましい。

樹脂がキャビティに至ると、中心部成形部材２１と可動側ダイセット３８の間の隙間（クリアランス）２５からガスが押し出される。保圧がかかり切っていない段階では、中心部転写形状面３０が完全に樹脂に転写されず、中心部転写形状面３０と樹脂２９の間に、ガス３１が閉じ込められる密閉空間３９が存在する。図１（ｂ）は、この状態を示したものである。前述したように、側壁部２１１に形成される溝部２１２の最も低い部分（深い部分）２１３を、枠部転写形状面２３から突出させておく。このような構成にすることにより、樹脂充填時に中心部成形部材の周囲に樹脂が回り込むスペースが形成され、回り込んだ樹脂を、樹脂が中心部転写形状面の形状を転写する前に、溝部から枠部転写形状面までの側壁面と十分密着させることができる。これにより中心部転写形状面と樹脂の間の空間を封止し、密閉空間とすることができる。枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷを、２０μｍ以上１００μｍ以下としておくことが好ましい。側壁面２１１に、枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷが、一部分でも２０μｍより短い部分が存在すると、樹脂による封止ができなくなる部分が発生し、その部分はガスが抜けてしまう。よって中心部転写形状面の全面に一律に均一な転写を行なうことができなくなる。具体的には、樹脂に溶け込むガスの量が、中心部転写形状面と樹脂の間の空間を封止し、密閉空間にガスが閉じ込められている輪帯と、樹脂による封止ができず、ガスが抜けてしまった輪帯とでは成形条件に違いが生じてしまう。この成形条件の違いにより、離型後、ガスが閉じ込められて充分に樹脂にガスが溶け込んだ輪帯と、ガスが抜けてしまいガスの溶け込みが不十分だった輪帯とで、成形品の輪帯斜面部の変形量（斜面部の平面度）にバラツキが生じてしまうことがあった。この変形量（斜面部の平面度）の異なる部分がかげりとなって成形品に筋が表れてしまう。また、１００μｍ以上になると離型抵抗が増大してしまい離型不良が生じやすい。さらに、枠部の幅Ｙは中心部転写形状面の溝の幅Ｘより広いことが好ましく、０．３０ｍｍ以上としておくことがより好ましい。枠の幅が狭過ぎると側壁面２１１に樹脂が回り込みにくくなり、封止力が弱まるからである。このような構成にすると、溝よりも枠部の体積が大きいために枠部に優先的に樹脂を充填させることができ、より多くのガスを密閉空間に閉じ込めることができる。また、樹脂をキャビティに注入するための入り口であるゲートを、前記枠部成形部材に設けておくことによっても枠部に優先的に樹脂を充填させることができる。密閉空間３９に閉じ込められたガスは、樹脂に溶融し可塑化作用を及ぼす。可塑化作用を受けた樹脂は粘度が下がる。

この状態になった後に保圧工程に移行させる。所定の樹脂圧がかかることで前記密閉空間３９が徐々に押しつぶされる。図１（ｃ）はこの状態を示したものである。可塑化し粘度が下がっている樹脂は、保圧工程にて内圧がかかると、中心部転写形状が均一に高精度に転写される。中心部成形部材の周囲を樹脂により封止しているため中心部成形部材の中心部転写形状面の全面に均一にガスが作用し、転写が完了する。図１（ｄ）、図１（ｅ）は、この状態を示したものである。別途シール構造を設けることなく、中心部転写形状面の全面に一律にガスを密閉することができる金型構造を得ることができる。こうして得られた成形品は全輪帯が均一に成形されているため、外観不良のない良品を得ることができる。

本実施形態においては、側壁部２１１に形成される溝部２１２が複数ある例を示したが、一つであっても本発明の効果は発現される。また、溝部が複数ある場合においては、全ての枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷを、２０μｍ以上１００μｍ以下としておくことが好ましい。しかし、複数の溝部のうちの一つであっても、枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷを２０μｍ以上１００μｍ以下としておくと一部分ではあるが本発明の効果は発現される。溝部の形状は、断面形状が本実施形態に示すような三角形状に限るものではない。曲面形状であってもよいし、多角形状でも、自由な形状であってもよい。

次に、本実施形態に係わる成形品の製造方法によって製造される成形品の一例について、図２を用いて説明する。図２は、成形品の一例としてフレネルレンズを有する光学部材（フォーカシングスクリーン）を説明する図である。図２（ａ）はフレネルレンズが形成された光学部材（フォーカシングスクリーン）の上面概念図である。図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ’の断面概念図である。図２（ｃ）は図２（ａ）のＤ−Ｄ’の断面概念図である。外形が多角形状の中心部２１’と、前記中心部を囲む枠部２６と、を有し、前記中心部２１’に格子（輪帯）が形成されている。７は第１輪帯、８は第２輪帯、９は第３輪帯、１０は第４輪帯、１１は第５輪帯、１２は第６輪帯、１３は第７輪帯、１４は第８輪帯である。１８はゲートの位置を示す。２３’は枠部上面を示す。フレネルレンズは、レンズ面を切り出して同心円状に平面に並べた輪帯構造をしており、プリズムの集合体としてとらえることもできる。一般的にレンズにパワーをもたせようとすると曲率が増大しレンズが厚くなるが、フレネルレンズとすることによって平板でありながら集光機能を持たすことができるためコンパクト化、高集積化することが可能になる。輪帯は円形状であるが成形品自体は長方形であるような光学部材は、特に高精度な転写が難しく、隣接する各輪帯の斜面部の平面度にバラツキが生じてしまうことがあった。しかし、本実施形態の光学部材は、輪帯の頂点部と枠部との交点２２’と枠部上面を含む平面２３’との間の長さＷ’を２０μｍ以上１００μｍ以下とすることで、隣接する各輪帯の斜面の平面度のバラツキを１０ｎｍ以下に抑えることができる。これにより、成形品に筋などによる外観不良や光学特性の低下を抑えることができる。輪帯の頂点部と枠部との交点２２’と枠部上面を含む平面２３’との間の長さ（段差）Ｗ’を、枠部上面の、前記格子の頂点部からの長さと定義する。また、隣接する各輪帯の斜面部の平面度バラツキは、以下のように求めることができる。まず、前記各格子（輪帯）ごとに、斜面部の数点を計測点として設定し、すべての輪帯において平面度を測定する。そして、隣接する輪帯の平面度の差異の最大値と最小値を平面度のバラツキとする。

フレネルレンズを有する光学部材としては、図２に示すようなカメラのファインダの中にあるフォーカシングスクリーンの他、背面投影型のスクリーンや、オーバヘッドプロジェクタのコンデンサーレンズ、などにも適用できる。

また、中心部２１’の外形形状は、長方形であっても、図５に示すような５角形等多角形状のものであって、それ以外の形状であってもよい。

また、枠部の転写面は平面である必要はない。曲面や段付き等の微細形状を含んだ形状であってもよい。

（第二の実施形態）
第一の実施形態では、中心部成形部材２１を収納するための空隙部（入れ子ポケット）を有する枠部成形部材（ダイセット）に、枠部転写形状面を形成した例を示した。しかし、中心部成形部材に枠部転写形状面を形成することも可能である。この形態を第二の実施形態として次に説明する。図６は、第二の実施形態を示す図である。図４と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する。図６（ａ）は、側壁面４２が形成された中心部成形部材４３を示している。中心部転写形状面の外縁全周に切り欠きを形成することで、中心部転写形状面の外周部に枠部転写形状面４４と側壁面４２を形成する。

図６（ｂ）、図６（ｃ）は中心部成形部材４３と枠部成形部材（ダイセットでもよい）３８との関係を説明する図である。図６（ｂ）は前記中心部成形部材４３が枠部成形部材（ダイセットでもよい）３８に組み付けられた状態である。図中４５はゲート、４３は中心部形状転写面である。図６（ｃ）は、図６（ｂ）のＥ−Ｅ’断面を示した概略図であり、中心部成形部材４３が枠部成形部材（ダイセットでもよい）３８に組み付けられた状態の断面図（部分拡大図を含む）である。図中４３は中心部成形部材、４４は中心部成形部材における枠部転写形状面、２７は枠部成形部材の、成形品の枠部の外壁を転写する面である。

図７は図６で説明した中心部成形部材４３を図３に示したガスアシスト射出成形用金型に組み込んだ状態を示す。図７（ａ）は、金型を開いた状態で、可動側の金型を固定側から見た概略図である。図７（ｂ）は、キャビティに、ガスと共に樹脂を流し込んだ状態を図示した概略図である。４３は中心部成形部材であって、フレネル格子の溝形状を転写するための転写形状が削り込まれた中心部転写形状面３０を有する。中心部成形部材４３の外周全周には切り欠きを有し、枠部転写形状面４４となる。ダイセットには、空隙部（入れ子ポケット）を形成する。そして、このポケットに中心部成形部材４３が挿入される。この中心部成形部材４３と枠部成形部材（ダイセット）３８の境界部にはクリアランス２５が存在する。４５はゲートである。図７（ｂ）は図７（ａ）のＦ−Ｆ’断面の一部を示した概略図である。図７（ｂ）は保圧工程において、中心部成形部材３０の外周に形成された切り欠きによって形成される枠部転写形状面４４と側壁面４２と枠部成形部材（ダイセット）によって形成された枠部に沿って樹脂が回り込む。これにより、樹脂が側壁面４２に密着し、中心部転写形状面３０と樹脂２９の間の空間を封止し、密閉空間３９を形成する。これにより中心部転写形状面３０に均一にガスが封止され保持される。

このような構成とすることで、中心部転写形状面３０から、中心部成形部材４３とダイセット３８の間に存在するクリアランス２５までの距離を遠ざけることができる。また、樹脂充填時に、切り欠き部によって形成される側壁面４２と枠部転写形状面４４の二面でシールされるため、中心部転写形状面におけるガス封止効果が高まり、より高品質な成形品が得られる。

第一の実施形態で説明した枠部成形部材（ダイセット）で成形品の枠部を形成する構成では、枠部転写形状面に対して中心部転写形状面における溝部を突出させるために、中心部成形部材の下面に厚み調整用の部品４０を組み込む必要がある。何回もテスト成形して微調整することが必須となるため、金型製作の労力が増大する。これに対して、本構成であれば、枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＷ（側壁面の高さ）が切り欠きの加工量によって決まるため、金型製作の労力を軽減できる。

また、切り欠きにより形成される形状（側壁面と枠部転写形状面の形状）は細かい制約を受けない。

図８（ａ）に示すように切り欠きは一段である必要はなく、二段以上の階段形状であっても良い。図８（ｂ）に示すように切り欠きは直角である必要はなく、曲面であっても良い。図８（ｃ）に示すように切り欠きは直角である必要はなく、矩形であっても良い。

また、切り欠きは中心部転写形状面の外周全周に施す必要はない。図９に示すように、長方形の輪郭の四辺の内二辺だけに切り欠きを設けても良い。

また、図１０に示すように切り欠き形状の一部と枠部成形部材（ダイセットでもよい）一部を転写することによって枠部を形成する構成でも、良品を得ることができる。図１０では中心部成形部材における枠部転写面４４と、枠部成形部材（ダイセット）における枠部転写面２３の高さが同一となっているが、差が有っても良い。

上記を適宜組み合わせた構成を採用することができる。

以下、実施例、比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
実施例１では、第一の実施形態で説明した金型を用いて、図１１に示すフォーカシングスクリーンを成形した。

樹脂材料はアクリル樹脂、ガスは二酸化炭素を使用した。ガス供給装置によって液化二酸化炭素のボンベから取り込んだ二酸化炭素を５０℃、８ＭＰａに加温、加圧し、可塑化装置のスクリュ位置の信号をトリガーとして成形機と連動して金型へガスの注入を行なった。成形機とガス供給装置は内径１．６ｍｍ、長さ５ｍのＳＵＳ配管で接続した。スクリュ径はφ２５とした。フォーカシングスクリーンの厚みＤは１．３ｍｍ、枠形状は長手方向寸法Ｎは２９ｍｍ、短手方向長さＭは１８．５ｍｍの長方形とした（図６）。枠の幅は短手部Ｘで１．９ｍｍ、ゲート側長手部Ｚで１．３ｍｍ、反ゲート側長手部Ｙで０．６５ｍｍとした。格子（輪帯）溝のピッチは３０μｍ、最外周の溝の深さは約１９μｍとした。溝の底面部のバラツキを１μｍ以下とし、枠部転写形状面の高さは全周±１μｍの精度で製作した。

金型は、キャビティを１つ有し、ゲートは厚さ１ｍｍのファンゲートとした。
上記装置構成にて、射速２ｍｍ／ｓ、保圧６２．５ＭＰａでキャビティにガスと樹脂を注入した。溝部から枠部転写形状面までの側壁面の長さＷ４１．４μｍとして成形を行なった。溝部から枠部転写形状面までの側壁面の長さＷは中心部成形部材の下面に調整部品４０を挿入することで調整した。

外観不良は確認されず良品が得られた。

（実施例２）
実施例１の溝部から枠部転写形状面までの側壁面の長さＷを６．５μｍとした以外は、実施例１と同様の方法で成形を行なった。
外観不良は確認されず量品が得られた。成形品に内接円状の線がうっすら視認されたが問題ない範囲であった。

（実施例３）
実施例１の溝部から枠部転写形状面までの側壁面の長さＷを１６．８μｍとした以外は、実施例１と同様の方法で成形を行なった。
成形品に内接円状の線がうっすら視認されたが問題ない範囲であった。

（比較例１）
実施例１の溝部を枠部転写形状面と同じ位置（高さ）とした以外は、実施例１と同様の方法で成形を行なった。成形品に内接円上の線がはっきり視認された。

（実施例４）
実施例４では、図１２に示すフォーカシングスクリーンを成形した。

厚みＤは１．５ｍｍ、枠形状は長手方向寸法Ｎは４０ｍｍ、短手方向長さＭは２８ｍｍの長方形とした（図１２）。格子溝のピッチは３５μｍ、最外周の輪帯の高さは約２７μｍとした。枠の幅は全周Ｘ，Ｙ，Ｚにおいて０．５ｍｍとした。

金型は成形品のサイズに相当するキャビティを２つ有し、ゲートは厚さ１ｍｍのファンゲートとした。図１３にランナー３３、ゲート３４を含む可動側キャビティの略図を示す。

その他の成形条件、設備は実施例１と同じである。

実施例１では高精度加工を施すことで、溝の底面部のバラツキを１μｍ以下とし、枠部転写形状面の高さは全周±１μｍの精度で製作した。しかし、このようにキャビティの全周において前記突出量Ｗを均一とする必要はなく、キャビティ全周における前記突出量Ｗが一定の範囲で収まっていればよい。

図１３に示すのは、キャビティの周囲７点における測定点の位置であり、表１に、各測定点で測定した突出量Ｗの測定結果を示す。一部分、転写が不十分である箇所が見られたが、外観には問題ない範囲であった。

（実施例５）
実施例４の測定点ロの突出量を４１μｍとし、それ以外は実施例２と同様の方法で成形を行なった。全ての測定点において突出量Ｗが２０μｍ以上１００μｍ以下でありであった。外観不良は確認されず良品が得られた。キャビティ全周における突出量Ｗが少なくとも２０μｍ以上であることがより好ましいことがわかった。

（実施例６）
実施例６では、図１４に示すフォーカシングスクリーンを成形した。

樹脂材料はアクリル樹脂、ガスは二酸化炭素を使用した。ガス供給装置によって液化二酸化炭素のボンベから取り込んだ二酸化炭素を５０℃、８ＭＰａに加温、加圧し、可塑化装置のスクリュ位置の信号をトリガーとして成形機と連動して金型へガスの注入を行なった。成形機とガス供給装置は内径１．６ｍｍ、長さ５ｍのＳＵＳ配管で接続した。スクリュ径はφ２５とした。フォーカシングスクリーンの厚みＤは１．３ｍｍ、枠形状は長手方向寸法Ｎが２９ｍｍ、短手方向長さＭが１８．５ｍｍの長方形とした（図９）。枠の幅は短手部Ｘで１．９ｍｍ、ゲート側長手部Ｚで１．３ｍｍ、反ゲート側長手部Ｙで０．３０ｍｍとした。格子（輪帯）溝のピッチは３０μｍ、最外周の溝の深さは約１９μｍとした。溝の底面部のバラツキを１μｍ以下とし、枠部転写形状面の高さは全周±１μｍの精度で製作した。

金型は、キャビティを１つ有し、ゲートは厚さ１ｍｍのファンゲートとした。

上記装置構成にて、射速２ｍｍ／ｓ、保圧６２．５ＭＰａでキャビティにガスと樹脂を注入した。溝部から枠部転写形状面までの側壁面の長さＷ２０μｍとして成形を行なった。溝部から枠部転写形状面までの側壁面の長さＷは中心部成形部材の下面に調整部品４０を挿入することで調整した。成形品に内接円状の線がごくわずか視認されたが、良品と遜色なかった。

（実施例７）
図１５に示すフォーカシングスクリーンを成形した以外は、実施例６と同様の方法で成形を行なった。図１５に示すフォーカシングスクリーンは、図１４に示すフォーカシングスクリーンと比較して、反ゲート側長手部の枠の幅Ｙが狭く、Ｙが０．１０ｍｍとなっている。
成形品に内接円状の線がうっすら視認されたが問題ない範囲であった。成形品全周における枠の幅が少なくとも０．３０ｍｍ以上であることがより好ましいことがわかった。

（実施例８）
実施例８では、図１４に示すフォーカシングスクリーンを成形した。

中心部転写形状面の端部全周を切り欠いた、第二の実施形態（図６参照）で説明した中心部成形部材４３を用い、側壁面４２、枠部転写形状面４４を転写することによって枠部を形成するとした以外は、実施例６と同様の方法で成形を行った。

枠部転写形状面から溝部までの側壁面の長さＳは５０μｍ、枠部の幅Ｔは３００μｍとした。外観不良は確認されず良品が得られた。

２１ 中心部成形部材
２１１ 側壁面
２１２ 溝部
２１３ 溝部底部
２３ 枠部転写形状面
２３１ 枠部転写形状面を含む平面
２３２ 垂線
２３３ 垂線２３２が平面２３１と交わる点
２４ 入れ子ポケット
２９ 樹脂
３０ 中心部転写形状面
３１ ガス
３８ 枠部成形部材（可動側ダイセット）
３９ 密閉空間

Claims (11)

1. キャビティに、ガス及び樹脂を注入して、成形品を製造する成形品の製造方法において、
   前記キャビティは、中心部成形部材と枠部成形部材とが挿入嵌合されて形成される中心部転写形状面、側壁面および枠部転写形状面を有し、
   前記側壁面には溝部が形成され、前記枠部転写形状面から、前記溝部までの前記側壁面が突出していることを特徴とする成形品の製造方法。
2. 前記枠部転写形状面は、前記枠部成形部材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
3. 前記枠部転写形状面は、前記中心部成形部材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
4. 前記枠部転写形状面は、前記枠部成形部材および前記中心部成形部材に形成されていることを特徴とする請求項１記載の成形品の製造方法。
5. 前記溝部から前記枠部転写形状面までの前記側壁面の長さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項記載の成形品の製造方法。
6. 前記溝の幅よりも前記枠部転写形状面の幅の方が広いことを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項記載の成形品の製造方法。
7. 前記中心部転写形状面に形成される形状は、フレネルレンズの形状であることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項記載の成形品の製造方法。
8. キャビティにガスを注入するガス供給手段と、樹脂を注入するための樹脂注入手段とを有する成形用金型であって、
   中心部転写形状面および側壁面を有する中心部成形部材と、
   枠部転写形状面を有する枠部成形部材と、
   前記枠部成形部材に設けられたゲートと、を有し、
   前記側壁面には溝部が形成され、前記枠部転写形状面から前記溝部までの側壁面が突出するように、前記中心部成形部材と前記枠部成形部材とが挿入嵌合されていることを特徴とする成形用金型。
9. 前記枠部転写形状面から前記溝部までの側壁面の長さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項８記載の成形用金型。
10. キャビティにガスを注入するガス供給手段と、樹脂を注入するための樹脂注入手段とを有する成形用金型であって、
    中心部転写形状面の外周に、側壁面および枠部転写形状面を有し、前記側壁面には溝部が形成された中心部成形部材と、
    枠部成形部材と、
    前記枠部成形部材に設けられたゲートと、を有し、前記中心部成形部材と前記枠部成形部材とが挿入嵌合されていることを特徴とする成形用金型。
11. 前記枠部転写形状面から前記溝部までの側壁面の長さは、２０μｍ以上１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の成形用金型。

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