JP2005329699A - Shaping method of energy-curable type resin, and resin shaping apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エネルギー硬化型樹脂の成形技術に関し、特に、プラスチックレンズ等の光学素子の樹脂成形による製造技術等に適用して有効な技術に関する。 The present invention relates to an energy curable resin molding technique, and more particularly to a technique that is effective when applied to a resin molding technique for optical elements such as plastic lenses.
近年、ガラス等に比較して耐衝撃性に優れ量産が可能であることから、樹脂成形による光学素子の製造技術が広範に普及してきている。たとえば、従来のプラスチックレンズの製造方法には、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリカーボネート(PC)等の熱可塑性樹脂を射出成形法により製造する方法と、ジエチレングリコールビスアリルカーボネート(CR−39)の熱硬化性樹脂を注形法により加熱重合し製造する方法がある。 In recent years, since it has excellent impact resistance compared to glass and the like and can be mass-produced, an optical element manufacturing technique by resin molding has been widely spread. For example, a conventional plastic lens manufacturing method includes a method of manufacturing a thermoplastic resin such as polymethyl methacrylate (PMMA) or polycarbonate (PC) by an injection molding method, and thermosetting of diethylene glycol bisallyl carbonate (CR-39). There is a method in which a heat-sensitive resin is heated and polymerized by a casting method.
しかしながら、前者射出成形法では、短時間での大量生産が可能である反面、内部均質性や面の転写性に問題があり、後者注形法では、内部均質性や面の転写性は良いが重合時間に数時間から数十時間かかり量産性が悪いという問題がある。 However, while the former injection molding method enables mass production in a short time, there are problems with internal homogeneity and surface transferability, while the latter casting method has good internal homogeneity and surface transferability. There is a problem that the polymerization time takes several hours to several tens of hours and the mass productivity is poor.
この加熱重合による注形法の問題を解決する方法として、紫外線硬化型樹脂に紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂を重合硬化させる事で、短時間にプラスチックレンズを製造する方法が提案されている。 As a method for solving the problem of the casting method by heat polymerization, a method for producing a plastic lens in a short time by irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays and polymerizing and curing the ultraviolet curable resin has been proposed. .
ところで、紫外線硬化型樹脂等の光硬化型樹脂の成形において、液状の樹脂を金型内のキャビティに注入し、光エネルギー照射により硬化させる場合には、樹脂の収縮に伴って、キャビティの形状が成形品の輪郭形状に正確に反映されない転写不良が発生する。 By the way, in the molding of a photocurable resin such as an ultraviolet curable resin, when a liquid resin is injected into a cavity in a mold and cured by light energy irradiation, the shape of the cavity is reduced as the resin contracts. Transfer defects that are not accurately reflected in the contour shape of the molded product occur.
このため、たとえば特許文献1では、キャビティ内の樹脂を圧縮して転写不良を改善する技術が開示されている。
ところが、特許文献1のようにキャビティ内の樹脂を圧縮する方法では、圧縮時にキャビティの樹脂注入口から樹脂が逆流し、キャビティ内の注入口近傍に歪みが発生するという技術的課題がある。
For this reason, for example,
However, in the method of compressing the resin in the cavity as in
この逆流を防止すべくある程度硬化させて樹脂の粘度を大きくしてから圧縮しようとすると、形状精度が悪化してしまう、という別の技術的課題を生じる。その理由は、光照射による硬化反応は急激であるため、ある程度硬化させてから圧縮すると、部分的に硬化した樹脂を圧縮することとなり、得られる成形品に歪みが生じるためである。
本発明の目的は、エネルギー硬化型樹脂の成形において、成形品の転写性を向上させることにある。
本発明の他の目的は、エネルギー硬化型樹脂の成形において、樹脂の歩留り向上およびバリの発生防止を実現することにある。
An object of the present invention is to improve transferability of a molded product in molding of an energy curable resin.
Another object of the present invention is to improve the yield of the resin and prevent the occurrence of burrs in the molding of the energy curable resin.
本発明の他の目的は、エネルギー硬化型樹脂の成形において、樹脂を圧縮する際の歪みの発生を防止し、形状精度の向上を実現することにある。 Another object of the present invention is to prevent the occurrence of distortion when the resin is compressed in the molding of the energy curable resin and to improve the shape accuracy.
本発明の第1の観点は、目的の成形品の輪郭形状を呈するキャビティに注入されたエネルギー硬化型樹脂をエネルギーにより硬化させるエネルギー硬化型樹脂の成形方法であって、
前記キャビティに樹脂注入路を経由して前記エネルギー硬化型樹脂を注入する工程と、
前記樹脂注入路を閉塞した後に前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する工程と、
を含むエネルギー硬化型樹脂の成形方法を提供する。
A first aspect of the present invention is an energy curable resin molding method in which an energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by energy,
Injecting the energy curable resin into the cavity via a resin injection path;
Pressurizing the energy curable resin in the cavity after closing the resin injection path;
A method for molding an energy curable resin comprising
本発明の第2の観点は、目的の成形品の輪郭形状を呈するキャビティが形成された型体と、
前記キャビティにエネルギー硬化型樹脂を注入する樹脂注入路と、
前記樹脂注入路を閉塞する閉塞手段と、
前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する与圧手段と、
を含む樹脂成形装置を提供する。
A second aspect of the present invention is a mold body in which a cavity exhibiting the contour shape of a target molded article is formed,
A resin injection path for injecting an energy curable resin into the cavity;
A closing means for closing the resin injection path;
Pressurizing means for pressurizing the energy curable resin in the cavity;
The resin molding apparatus containing this is provided.
本発明の第3の観点は、目的の成形品の輪郭形状を呈するキャビティに注入されたエネルギー硬化型樹脂をエネルギーにより硬化させるエネルギー硬化型樹脂の成形方法であって、
前記キャビティに前記エネルギー硬化型樹脂を注入する第1工程と、
前記第1工程の後、前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂に第1時間だけ第1エネルギーを印加する第2工程と、
前記第2工程後、前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する第3工程と、
前記第3工程中に、前記第2工程から第2時間が経過したタイミングで第3時間だけ前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂に第2エネルギーを印加する第4工程と、
を含むエネルギー硬化型樹脂の成形方法を提供する。
A third aspect of the present invention is an energy curable resin molding method in which an energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by energy,
A first step of injecting the energy curable resin into the cavity;
After the first step, a second step of applying a first energy to the energy curable resin in the cavity for a first time;
A third step of pressurizing the energy curable resin in the cavity after the second step;
A fourth step of applying a second energy to the energy curable resin in the cavity for a third time at a timing when a second time has elapsed from the second step during the third step;
A method for molding an energy curable resin comprising
本発明の第4の観点は、目的の成形品の輪郭形状を呈するキャビティに注入されたエネルギー硬化型樹脂をエネルギーにより硬化させるエネルギー硬化型樹脂の成形方法であって、
前記エネルギー硬化型樹脂をキャビティに注入してエネルギーを印加した後、前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する場合に、前記エネルギーの前記エネルギー硬化型樹脂への印加を、前記与圧中の任意の時間だけ停止し、その後に前記エネルギーの印加を再開するエネルギー硬化型樹脂の成形方法を提供する。
A fourth aspect of the present invention is an energy curable resin molding method in which an energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by energy,
After injecting the energy curable resin into the cavity and applying energy, when applying the energy curable resin in the cavity, the application of the energy to the energy curable resin is performed during the pressurizing. Provided is a method for molding an energy curable resin, which is stopped for an arbitrary time and then restarts the application of the energy.
本発明の第5の観点は、目的の成形品の輪郭形状を呈するキャビティに注入されたエネルギー硬化型樹脂を、圧縮しながらエネルギーを与えて硬化させるエネルギー硬化型樹脂の成形方法であって、
前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂の圧縮を開始する際に第1レベルの前記エネルギーを印加し、圧縮開始から任意の時間後に前記第1レベルより強い第2レベルの前記エネルギーを印加するエネルギー硬化型樹脂の成形方法を提供する。
A fifth aspect of the present invention is an energy curable resin molding method in which energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by applying energy while being compressed,
Energy curing in which the first level of energy is applied when compression of the energy curable resin in the cavity is started, and a second level of energy stronger than the first level is applied after an arbitrary time from the start of compression. A molding resin molding method is provided.
上記した本発明の第1および第2の観点によれば、たとえば、樹脂注入口の樹脂のみを選択的に硬化させて樹脂注入路を閉塞してからキャビティ内の樹脂を圧縮することにより、樹脂注入口からの樹脂の逆流樹脂を防止でき、キャビティ内の注入部近傍の樹脂に歪を生じることなく、成形品の転写性を向上させることができる。 According to the first and second aspects of the present invention described above, for example, by selectively curing only the resin at the resin inlet and closing the resin injection path, the resin in the cavity is compressed. The backflow resin of the resin from the inlet can be prevented, and the transferability of the molded product can be improved without causing distortion in the resin in the vicinity of the injection portion in the cavity.
また、樹脂をキャビティに注入した後、たとえば、キャビティに樹脂を注入する樹脂流路を機械的に閉塞してから、キャビティ内の樹脂を圧縮することにより、樹脂注入口からの樹脂の逆流を防止でき、キャビティの樹脂注入部近傍の樹脂に歪を生じることなく、成形品の転写性を向上させることができる。 In addition, after the resin is injected into the cavity, for example, the resin flow path for injecting the resin into the cavity is mechanically closed, and then the resin in the cavity is compressed to prevent the resin from flowing back from the resin injection port. It is possible to improve the transferability of the molded product without causing distortion in the resin near the resin injection portion of the cavity.
また、上述した本発明の第3および第4の観点によれば、硬化中の与圧に先立って、第1エネルギーを所定の時間だけエネルギー硬化型樹脂に与えることにより、キャビティ内の樹脂をある程度まで硬化させて硬化を一時停止させ、その後、与圧して再び第2エネルギーを印加することにより、キャビティ内の樹脂を与圧する際にキャビティを構成する成形型の合わせ面に樹脂が漏れ出して形成されるバリの発生や、樹脂の逆流を防止でき、かつ圧縮に伴う成形品の歪を低減させることができる。 In addition, according to the third and fourth aspects of the present invention described above, the first energy is given to the energy curable resin for a predetermined time prior to the pressurization during curing, so that the resin in the cavity is somewhat removed. The resin is leaked to the mating surface of the mold that forms the cavity when the resin in the cavity is pressurized by applying pressure and applying the second energy again. Generation of burr and back flow of the resin can be prevented, and distortion of the molded product accompanying compression can be reduced.
また、上述した本発明の第5の観点によれば、たとえば、エネルギー硬化型樹脂の圧縮成形を行う際に、圧縮時にエネルギー硬化型樹脂に印加されるエネルギー強度を低下させ、その後にエネルギー強度を上げることによって、圧縮タイミングなどのばらつきに起因する品質のばらつきを、サイクルタイム(成形所要時間)をほとんど犠牲にせずに、低減できる。 In addition, according to the fifth aspect of the present invention described above, for example, when performing compression molding of an energy curable resin, the energy intensity applied to the energy curable resin during compression is reduced, and then the energy intensity is increased. As a result, it is possible to reduce quality variations caused by variations in compression timing and the like, with little sacrifice in cycle time (required molding time).
本発明によれば、エネルギー硬化型樹脂の成形において、成形品の転写性を向上させることができる。
また、エネルギー硬化型樹脂の成形において、樹脂の歩留り向上およびバリの発生防止を実現することができる。
According to the present invention, transferability of a molded product can be improved in molding of an energy curable resin.
Further, in the molding of the energy curable resin, it is possible to improve the yield of the resin and prevent the occurrence of burrs.
また、エネルギー硬化型樹脂の成形において、樹脂を圧縮する際の歪みの発生を防止し、形状精度の向上を実現することができる。 Further, in the molding of the energy curable resin, it is possible to prevent the occurrence of distortion when compressing the resin and to improve the shape accuracy.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態であるエネルギー硬化型樹脂の成形方法を実施する樹脂成形装置の構成の一例を示す略断面図であり、図2は、その制御系の構成の一例を示すブロック図、図3は、その作用の一例を示す線図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of a resin molding apparatus that performs an energy curable resin molding method according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an example of the configuration of its control system. FIG. 3 is a block diagram showing an example of the operation.
本実施の形態の成形装置は、金型20と、この金型20を駆動する成形機構10と、金型20に光エネルギーを印加する光照射機構30と、金型20に樹脂60を供給する樹脂供給機構40と、成形装置の全体を制御する制御装置50と、を備えている。
The molding apparatus according to the present embodiment supplies a
成形機構10は、固定側プラテン11と、この固定側プラテン11に対向する可動側プラテン12と、可動側プラテン12を駆動するプラテン駆動機構13と、後述の金型20の可動側鏡面駒25を駆動する与圧機構14を備えている。
The
金型20は、キャビティ61を構成する固定側鏡面駒24および可動側鏡面駒25を備えている。固定側鏡面駒24は、たとえば、後述のメインUV光源31から出射される紫外線31aに対して透明な石英ガラス等で構成され、固定側型板23に嵌合して周囲を支持され、さらに、固定側受け板22および固定側取付板21を介して固定側プラテン11に固定されている。
The
可動側鏡面駒25は鋼材等で構成され、可動側型板26に対して固定側鏡面駒24に対向する方向(以下、軸方向と記す)に変位自在に嵌合して周囲を支持され、可動側受け板27、スペーサブロック28および可動側取付板29を介して可動側プラテン12に支持されている。
The
固定側鏡面駒24と可動側鏡面駒25の対向面は、型締め状態にて目的の成形品の輪郭形状を呈するキャビティ61が形成されるように精密に鏡面研磨されている。本実施の形態の場合、成形品としてメニスカスレンズが得られるようにキャビティ61の形状が設定されている。
The facing surfaces of the fixed-side
可動側鏡面駒25の背面側には、与圧ピン25aが固定されており、この与圧ピン25aは、与圧板25bを介して、与圧ロッド25cに接続され、この与圧ロッド25cは、可動側取付板29に設けられたロッド開口部29a、可動側プラテン12に設けられたロッド開口部12aを通じて外部に突出され、与圧ロッド25cの外端部は、サーボモータや油圧シリンダ等で構成される与圧機構14に固定されている。
A pressurizing
可動側受け板27には、与圧ピン25aを取り囲むように配置された複数の与圧板ガイドピン27aが設けられており、この与圧板ガイドピン27aは、与圧板25bに設けられた与圧板ガイドブッシュ25dに挿通されている。
The movable
これにより、与圧板25bに固定された与圧ピン25a、与圧ロッド25cは、軸方向に円滑に変位し、与圧機構14の推力を可動側鏡面駒25に伝達することで、当該可動側鏡面駒25の軸方向の変位によるキャビティ61の容積の変化にて、当該キャビティ61に注入された樹脂60の与圧が円滑に行われる構成となっている。
Thereby, the pressurizing
与圧板25bと可動側受け板27の間には、個々の与圧板ガイドピン27aが挿通されるリターンばね27bが設けられ、与圧板25bを可動側受け板27から離間させる方向に与圧ロッド25cを常時付勢している。
Between the pressurizing
固定側型板23に対向する可動側型板26の対向面には、両者が密着した型締め状態にて、固定側鏡面駒24および可動側鏡面駒25にて構成されるキャビティ61に連通する樹脂注入路26aおよびゲート部26bとなる溝が刻設されており、この樹脂注入路26a、ゲート部26bを経由して外部からキャビティ61への樹脂60の注入が行われる。
The opposed surface of the movable
可動側型板26の固定側型板23に対する対向面には、可動側鏡面駒25を取り囲む位置に複数のガイドピン26cが突設されており、このガイドピン26cは、固定側型板23に対応して設けられた複数のガイドブッシュ23aの各々に軸方向に嵌合して滑動自在に軸方向に案内される構成となっている。これにより、可動側型板26に支持された可動側鏡面駒25と、固定側型板23に支持された固定側鏡面駒24とが、可動側鏡面駒25の変位方向に交差する面内で正確に位置決めされる。
A plurality of guide pins 26 c project from a surface of the movable
樹脂供給機構40は、樹脂注入路26aに挿入されるニードル42を備えたシリンジ41と、チューブ43を介してこのシリンジ41に与圧気体を送り込むディスペンサ44を備えている。そして、シリンジ41に貯留された樹脂60をディスペンサ44から送り込まれる与圧気体にて加圧することで、樹脂60のキャビティ61への注入が行われる。また、樹脂60の注入のON/OFFや流量は、ディスペンサ44から与えられる与圧気体の圧や加圧時間にて制御される。
The
光照射機構30は、高圧水銀灯やメタルハライド灯等で構成されるメインUV光源31と、LED、紫外線レーザ、紫外線ランプ等で構成されるサブUV光源32と、これらの各々の照射時間(ON/OFF)、照度(パワー)等を制御するUVコントローラ34を備えている。
The
メインUV光源31は、固定側鏡面駒24の背面の固定側プラテン11および固定側取付板21の中央に開口する光源開口部11a、光源開口部21aの内部に紫外線31aの出射口を固定側鏡面駒24に背面に向けて収容されている。そしてメインUV光源31から出射する紫外線31aは、当該紫外線31aに対して透明な固定側鏡面駒24を透過してキャビティ61内の樹脂60に照射される。
The main
サブUV光源32は、金型20の外部に設けられ、その出射口には、光ファイバ33の一端が接続され、光ファイバ33の他端は、固定側プラテン11、固定側取付板21、固定側受け板22、固定側鏡面駒24を貫通して、キャビティ61に連通する樹脂注入路26aと当該キャビティ61の接続部であるゲート部26bに臨む位置に開口しており、サブUV光源32から出射された紫外線32aは、このゲート部26bに存在する樹脂60に選択的に照射される構成となっている。
The sub
図2に例示されるように、上述の成形機構10、金型20、光照射機構30、樹脂供給機構40等の各部は、制御線50aを介して制御装置50に接続されることによって、当該制御装置50にて統括して制御され、後述の一連の連携動作による樹脂成形が行われる。簡単のため、図2には後述の開閉コントローラ73等をUVコントローラ34と合わせて図示しているが、いずれか一方でよい。
As illustrated in FIG. 2, each part of the
以下、本実施の形態の作用の一例について説明する。
まず、固定側型板23と可動側型板26が離間した状態から、可動側プラテン12が前進し、可動側型板26を固定側型板23に密着させる型締めが行われ、固定側鏡面駒24と可動側鏡面駒25の間には、キャビティ61が形成される。この時、可動側鏡面駒25は、リターンばね27bの付勢力によって、背面が可動側受け板27に当接する位置にある。
Hereinafter, an example of the operation of the present embodiment will be described.
First, from a state where the fixed
その後、制御装置50からディスペンサ44に型締め完了の信号が送られ、これを契機にディスペンサ44は、シリンジ41に与圧気体を送る。これにより、樹脂60のキャビティ61への注入が開始され、設定された時間が経過して注入が完了すると、ディスペンサ44はシリンジ41への与圧気体の印加を停止するとともに、充填完了信号をUVコントローラ34に送る。
Thereafter, a signal indicating completion of mold clamping is sent from the
これを受けたUVコントローラ34は、まず、サブUV光源32を点灯し、設定された照度で設定された時間だけ樹脂注入路26a内のゲート部26b内に存在する樹脂60に紫外線32aを照射して硬化させ、樹脂注入路26aを硬化した樹脂60にて閉塞し、閉塞完了信号を制御装置50に送信する。次に、メインUV光源31を点灯して設定された照度の紫外線31aを固定側鏡面駒24を透過して樹脂60に照射する。
In response to this, the
ディスペンサ44からの注入完了信号およびUVコントローラ34からの閉塞完了信号を受けた制御装置50は、設定された時間後に、与圧機構14を作動させ、与圧ロッド25c、与圧板25b、与圧ピン25aを介して、リターンばね27bに抗して可動側鏡面駒25に軸方向の推力を与えることで、可動側鏡面駒25は固定側鏡面駒24に接近する方向に所定の距離だけ前進し、キャビティ61内の樹脂60を与圧して、その位置を保持する。
Upon receiving the injection completion signal from the
この時、本実施の形態の場合には、可動側鏡面駒25の変位による与圧に先立って、上述のように、樹脂注入路26aのゲート部26bが閉塞されているため、キャビティ61内におけるゲート部26bの近傍の樹脂60が樹脂注入路26aの側に逆流することが阻止される。このため、キャビティ61内におけるゲート部26bの近傍の樹脂60が与圧によって部分的に歪むことが確実に防止され、キャビティ61の内部の樹脂60の全体が均一に圧縮される。
At this time, in the case of the present embodiment, the
その後、UVコントローラ34に設定された照射時間が経過すると、メインUV光源31とサブUV光源32を消灯し、UVコントローラ34から制御装置50に硬化完了の信号が送られ、与圧ロッド25cが後退して可動側鏡面駒25による与圧状態を解除した後、可動側プラテン12が所定の距離だけ後退する。
Thereafter, when the irradiation time set in the
その後、与圧機構14は、与圧ロッド25cが前進させ、可動側鏡面駒25が可動側型板26の型合わせ面から突出する方向に変位させることで、成形品が可動側鏡面駒25および可動側型板26から剥離して取り出される。
Thereafter, the
その後、与圧ロッド25cが後退し、再び可動側プラテン12が前進して、次の成形工程が開始される。
このように、本実施の形態では、キャビティ61に対する樹脂60の注入後、キャビティ61の与圧に先立って樹脂注入路26aのゲート部26bに存在する樹脂60を硬化させて樹脂注入路26aを閉塞した後に樹脂60を与圧するので、キャビティ61内におけるゲート部26bの近傍の樹脂60が樹脂注入路26aの側に逆流することが阻止され、キャビティ61内におけるゲート部26bの近傍の樹脂60が与圧によって部分的に歪むことが確実に防止され、キャビティ61の内部の樹脂60の全体が均一に圧縮される。これにより、キャビティ61の輪郭形状が忠実に樹脂60に転写され、キャビティ61内で樹脂60が硬化して形成されるプラスチックレンズ等の成形品の転写性が向上する。この結果、高精度の光学特性を有するプラスチックレンズを得ることができる。
Thereafter, the pressurizing
As described above, in this embodiment, after the
なお、上述の説明では、ゲート部26bの樹脂60を硬化させることで樹脂注入路26aを閉塞する場合を例にとって説明したが、図4に例示されるように機械的な方法で樹脂注入路26aを閉塞してもよい。
In the above description, the case where the
図4は、図1に例示した構成において、可動側型板26を固定側型板23の側から見た平面図である。この場合、光ファイバ33の代わりに、ゲート部26bを開閉するための開閉機構70が設けられている。すなわち、開閉機構70は、可動側型板26に装着され、ゲート部26bを開閉する開閉ピン71と、この開閉ピン71を駆動するピン駆動機構72と、ピン駆動機構72の動作を制御する開閉コントローラ73で構成されている。上述の図2のように、開閉コントローラ73は、制御線50aを介して制御装置50に接続されており、制御装置50の配下で動作する。
FIG. 4 is a plan view of the
そして、キャビティ61への樹脂60の注入完了後、可動側鏡面駒25による与圧に先立って、開閉ピン71にて樹脂注入路26aのゲート部26bを閉塞することで、上述の場合と同様の効果が得られるとともに、剛性の大きな開閉ピン71にて、より確実にゲート部26bの閉塞を行うことができる利点がある。
Then, after the injection of the
図5および図6は、本発明の他の実施の形態であるエネルギー硬化型樹脂の成形方法の一例を示す線図である。
この実施の形態では、上述の図1に例示される成形装置を用いることができるが、樹脂注入路26aのゲート部26bの閉塞機構はなくてもよい。
5 and 6 are diagrams showing an example of a method for molding an energy curable resin according to another embodiment of the present invention.
In this embodiment, the molding apparatus illustrated in FIG. 1 can be used, but the closing mechanism for the
樹脂60の成形において、紫外線31aの照射と可動側鏡面駒25の変位によるキャビティ61内の与圧を併用する場合、図5に示されるように、紫外線31aの照射開始から、与圧開始までの経過時間を変化させて、バリの発生および形状精度を観察すると、バリについては、経過時間とともに樹脂60の流動性が低下するために良好(減少)となる。また、樹脂注入路26aへの逆流も少なくなる。逆に、形状精度は、経過時間とともに悪化している。これは、一旦、紫外線31aの照射にてある程度以上に硬化して収縮した樹脂60を与圧しても、与圧操作が形状精度の向上に寄与しないためと考えられる。
In the molding of the
このように、照射の経過時間に対する特性が逆なため、図5に示されるように、バリの減少および逆流防止と、形状精度の向上とを両立させる照射時間t1が存在する。
そこで、本実施の形態では、図6に例示されるように、紫外線31aの照射と、可動側鏡面駒25による樹脂60の与圧を制御する。
Thus, since the characteristics with respect to the elapsed time of irradiation are reversed, as shown in FIG. 5, there is an irradiation time t1 that achieves both reduction of burrs and prevention of backflow and improvement of shape accuracy.
Therefore, in the present embodiment, as illustrated in FIG. 6, the irradiation of the ultraviolet rays 31 a and the pressurization of the
すなわち、キャビティ61に対する樹脂60の注入完了後、照射時間t1(第1時間、たとえば、3〜10秒)だけ、紫外線31a−1(第1エネルギー)を照射して照射を停止し、その後、可動側鏡面駒25の変位によるキャビティ61内の樹脂60の与圧を開始し、与圧停止前のt3(第3時間、たとえば、90〜120秒)だけ再度、紫外線31a−2(第2エネルギー)を照射する操作を行う。すなわち、注入完了後、与圧前にt1だけ紫外線31a−1を照射した後、与圧中、t2(第2時間、たとえば、10〜20秒)だけ照射を停止し、与圧終了前のt3だけ再度、紫外線31a−2の照射を行うように、制御装置50は、上述の各部の制御を行う。
That is, after the injection of the
この場合、必要に応じて、先の照射時間t1おける紫外線31a−1の照度を、後の照射時間t3おける紫外線31a−2の照度よりも小さくする。これにより、最初の紫外線31a−1の照射では樹脂60の硬化速度を遅くして樹脂60内の硬化ムラを小さくして、引き続く与圧操作による転写ムラを小さくできる利点がある。
In this case, if necessary, the illuminance of the
このように、圧縮動作完了から一定時間待って、紫外線照射を再開すると、キャビティ61の内圧分布の偏りが低減して、より形状精度が向上できる。
これにより、キャビティ61内の樹脂60をある程度まで硬化させ、硬化を一時停止させてから圧縮することにより、圧縮する際のバリ、樹脂の逆流を防止でき、かつ圧縮に伴う成形品の歪を低減させることができる。
In this way, when the ultraviolet irradiation is resumed after waiting for a certain time from the completion of the compression operation, the deviation of the internal pressure distribution of the
As a result, the
この結果、成形品としてのプラスチックレンズ等の製品の精度を向上させることができる。また、バリとして無駄に失われる樹脂60の量が減少し、樹脂60の歩留りも向上する。
As a result, the accuracy of a product such as a plastic lens as a molded product can be improved. Further, the amount of the
上述の図6の例では、圧縮開始から照射時間t1の間は、紫外線31aの照射を停止する場合を例示したが、この照射時間t1の期間に比較的弱い紫外線31a−3を照射する変形例について図7の線図を参照して説明する。
In the example of FIG. 6 described above, the case where the irradiation of the
すなわち、図7に例示されるように、キャビティ61に対する樹脂60の注入完了後、照射時間t1(たとえば、3〜10秒)だけ、照度I3(第3レベル)の紫外線31a−1を照射し、その後、照度I3よりも小さな照度I1(第1レベル)の紫外線31a−3を照射しつつ、可動側鏡面駒25の変位によるキャビティ61内の樹脂60の与圧を開始し、与圧開始からt2(たとえば、10〜20秒)だけ、この小さな照度I1による照射を継続し、与圧停止前のt3(たとえば、90〜120秒)の間は、照度I1よりも大きな照度I2の紫外線31a−2を照射する操作を行う。
That is, as illustrated in FIG. 7, after the injection of the
すなわち、注入完了後、与圧前にt1の期間だけ照度I3の紫外線31a−1を照射した後、与圧開始からt2の期間だけ、照度I1に低下させた紫外線31a−3を照射し、与圧終了前のt3の期間だけ、照度I2の紫外線31a−2の照射を行うように、制御装置50は、上述の各部の制御を行う。
That is, after the injection is completed, the
与圧前のt1の期間に照射される紫外線31a−1の照度I3は、与圧開始後のt2の期間に照射される紫外線31a−3の照度I1の5倍から10倍であり、与圧終了前のt3の期間に照射される紫外線31a−2の照度I2は、照度I1の5倍から10倍である。また、紫外線31a−1の照度I3は、紫外線31a−2の照度I2よりも小さい。
The illuminance I 3 of the
このように、図7の変形例では、前述の図6の場合と同様に、紫外線31a−1の照射によってキャビティ61内の樹脂60をある程度まで硬化させ、硬化速度を低下させてから樹脂60を圧縮することにより、圧縮する際のバリ、樹脂60の逆流を防止でき、かつ樹脂60の圧縮時に照度の小さな紫外線31a−3を照射して硬化速度を抑制することにより、バリの防止と形状精度の向上の両方の効果を安定して確保できる。
As described above, in the modified example of FIG. 7, as in the case of FIG. 6 described above, the
さらに、この図7の変形例の場合には、樹脂60の圧縮成形を行う際に、圧縮時のエネルギー強度(照度I1)を落としつつ樹脂60の硬化をある程度進行させ、その前後のエネルギー強度(照度I3、照度I2)を上げることによって、圧縮タイミングなどのばらつきに起因する品質のばらつきを、サイクルタイム(成形所要時間)をほとんど犠牲にせずに、低減できる。
Further, in the case of the modification of FIG. 7, when the
すなわち、樹脂60の硬化速度が早いと、急速な樹脂の状態変化によって、図5に例示した、バリの防止および形状精度の向上を両立する圧縮タイミングが局所的で、双方の両立が極めて困難である。
That is, when the curing speed of the
そこで、この図7の変形例では、樹脂60の圧縮中のある時間(t2)だけ紫外線31a−3(照度I1)の照度を落として硬化速度を抑制しつつ硬化を進行させ、その前後では、紫外線31a−1(照度I3)、紫外線31a−2(照度I2)のように照度を上げて成形を行うことにより、紫外線31a−1の照射による予備的な硬化にてバリの防止および形状精度の向上効果を実現するとともに、紫外線31a−2の照射にて硬化を促進することで、樹脂60の成形工程のサイクルタイム(樹脂注入時間、t1、t2、t3および離型(取り出し)時間等の和)を短縮することが可能となり、優れた品質を効率的(高スループット)かつ安定的に得ることができる。
Therefore, in the modified example of FIG. 7, the curing proceeds while suppressing the curing rate by decreasing the illuminance of the
10 成形機構
11 固定側プラテン
11a 光源開口部
12 可動側プラテン
12a ロッド開口部
13 プラテン駆動機構
14 与圧機構
20 金型
21 固定側取付板
21a 光源開口部
22 固定側受け板
23 固定側型板
23a ガイドブッシュ
24 固定側鏡面駒
25 可動側鏡面駒
25a 与圧ピン
25b 与圧板
25c 与圧ロッド
25d 与圧板ガイドブッシュ
26 可動側型板
26a 樹脂注入路
26b ゲート部
26c ガイドピン
27 可動側受け板
27a 与圧板ガイドピン
27b リターンばね
28 スペーサブロック
29 可動側取付板
29a ロッド開口部
30 光照射機構
31 メインUV光源
31a 紫外線
31a−1 紫外線
31a−2 紫外線
31a−3 紫外線
32 サブUV光源
32a 紫外線
33 光ファイバ
34 UVコントローラ
40 樹脂供給機構
41 シリンジ
42 ニードル
43 チューブ
44 ディスペンサ
50 制御装置
50a 制御線
60 樹脂
61 キャビティ
70 開閉機構
71 開閉ピン
72 ピン駆動機構
73 開閉コントローラ
t1 照射時間
t2 照射停止時間または照度低下時間
t3 照射時間
DESCRIPTION OF
Claims (15)
前記キャビティに樹脂注入路を経由して前記エネルギー硬化型樹脂を注入する工程と、
前記樹脂注入路を閉塞した後に前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する工程と、
を含むことを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。 An energy curable resin molding method in which energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by energy,
Injecting the energy curable resin into the cavity via a resin injection path;
Pressurizing the energy curable resin in the cavity after closing the resin injection path;
A method for molding an energy curable resin, comprising:
前記キャビティにエネルギー硬化型樹脂を注入する樹脂注入路と、
前記樹脂注入路を閉塞する閉塞手段と、
前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する与圧手段と、
を含むことを特徴とする樹脂成形装置。 A mold body in which a cavity exhibiting a contour shape of a target molded article is formed;
A resin injection path for injecting an energy curable resin into the cavity;
A closing means for closing the resin injection path;
Pressurizing means for pressurizing the energy curable resin in the cavity;
The resin molding apparatus characterized by including.
前記キャビティに前記エネルギー硬化型樹脂を注入する第1工程と、
前記第1工程の後、前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂に第1時間だけ第1エネルギーを印加する第2工程と、
前記第2工程後、前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する第3工程と、
前記第3工程中に、前記第2工程から第2時間が経過したタイミングで第3時間だけ前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂に第2エネルギーを印加する第4工程と、
を含むことを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。 An energy curable resin molding method in which energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by energy,
A first step of injecting the energy curable resin into the cavity;
After the first step, a second step of applying a first energy to the energy curable resin in the cavity for a first time;
A third step of pressurizing the energy curable resin in the cavity after the second step;
A fourth step of applying a second energy to the energy curable resin in the cavity for a third time at a timing when a second time has elapsed from the second step during the third step;
A method for molding an energy curable resin, comprising:
前記エネルギー硬化型樹脂をキャビティに注入してエネルギーを印加した後、前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂を与圧する場合に、前記エネルギーの前記エネルギー硬化型樹脂への印加を、前記与圧中の任意の時間だけ停止し、その後に前記エネルギーの印加を再開することを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。 An energy curable resin molding method in which energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by energy,
After injecting the energy curable resin into the cavity and applying energy, when applying the energy curable resin in the cavity, the application of the energy to the energy curable resin is performed during the pressurizing. A method for molding an energy curable resin, which is stopped for an arbitrary time and then restarts the application of the energy.
前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂の圧縮を開始する際に第1レベルの前記エネルギーを印加し、圧縮開始から任意の時間後に前記第1レベルより強い第2レベルの前記エネルギーを印加することを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。 An energy curable resin molding method in which energy curable resin injected into a cavity exhibiting a contour shape of a target molded product is cured by applying energy while being compressed,
Applying the first level of energy when starting compression of the energy curable resin in the cavity, and applying the second level of energy stronger than the first level after an arbitrary time from the start of compression. A method for molding an energy curable resin, which is characterized.
前記第2レベルの前記エネルギーの強度は、前記第1レベルの前記エネルギーの強度の5倍から10倍であることを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。 In the molding method of the energy curable resin according to claim 12,
The method of molding an energy curable resin, wherein the intensity of the energy at the second level is 5 to 10 times the intensity of the energy at the first level.
前記圧縮開始に先立って、前記第1レベルよりも強い第3レベルの前記エネルギーを前記キャビティ内の前記エネルギー硬化型樹脂に印加することを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。 In the molding method of the energy curable resin according to claim 12,
Prior to the start of compression, the energy of a third level stronger than the first level is applied to the energy curable resin in the cavity.
前記第3レベルの前記エネルギーの強度は、前記第1レベルの前記エネルギーの強度の5倍から10倍であることを特徴とするエネルギー硬化型樹脂の成形方法。
In the molding method of the energy curable resin according to claim 14,
The method of molding an energy curable resin, wherein the intensity of the energy at the third level is 5 to 10 times the intensity of the energy at the first level.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004293803A JP2005329699A (en) | 2004-04-19 | 2004-10-06 | Shaping method of energy-curable type resin, and resin shaping apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
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| JP2004293803A JP2005329699A (en) | 2004-04-19 | 2004-10-06 | Shaping method of energy-curable type resin, and resin shaping apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family Applications (1)
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008023868A (en) * | 2006-07-21 | 2008-02-07 | Hitachi High-Technologies Corp | Energy ray curable resin transfer method, transfer apparatus, and disk or semiconductor device |
| CN100403094C (en) * | 2006-10-25 | 2008-07-16 | 秦文红 | UV curing irradiation device |
-
2004
- 2004-10-06 JP JP2004293803A patent/JP2005329699A/en not_active Withdrawn
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