(57)【要約】【課題】  本発明の目的は、金型への充填方向を変更することにより、樹脂充填性への影響（泡の巻き込み方）を評価できることを可能にした金型であり、さらには量産を意識した多数個取り成形を想定し、成形品のバラツキ性も同じ金型で評価できることを提供するものである。【解決手段】  本発明は樹脂を成形するための金型であって、１）金型内には最低２個以上の同形状のキャビティが存在する、２）キャビティはずべて樹脂の充填開始部から同じ距離に存在するようにゲート、およびランナー部が存在する、３）キャビティの最終充填部にはエアベント、及びオーバーフロー溝は存在しない、ことを特徴とする液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。また、４）キャビティ、ランナー部、ゲートなど樹脂の充填ルートにはエジェクターピンは存在しないことも好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を成形するための金型であって、
（１）金型内には最低２個以上の同形状のキャビティが存在する、
（２）キャビティはすべて樹脂の充填開始部から同じ距離に存在するようにゲート、およびランナー部が存在する、
（３）キャビティの最終充填部にはエアベント、及びオーバーフロー溝は存在しない、
ことを特徴とする液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【請求項２】
充填ルートにはエジェクターピンは存在しない事を特徴とする請求項１記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【請求項３】
各キャビティ内において、凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【請求項４】
キャビティとゲートが接続する側のキャビティの最大幅を（Ｘ）、キャビティとゲートの接続部のゲート幅を（Ｙ）としたときに、（Ｙ）<（Ｘ）／２の関係にある請求項１〜３いずれかに記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【請求項５】
液状熱硬化性樹脂の２３℃で測定したＥ型粘度が０．１〜１００Ｐａ・ｓの範囲であることを特徴とする請求項１〜４いずれかに記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱硬化性樹脂の射出成形時における成形性の評価が可能な金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明性が高く、耐熱性が高い光学材料としてはガラス材料が一般的に用いられてきているが、近年ではその加工性の低さやコスト面及び材料の軽量化の観点から熱硬化性の樹脂材料が使用されるようになってきている。そして、これらの熱硬化性樹脂は、一般的に熱可塑性樹脂と同様に、横型の射出成形機などを用いて成形され、製品化されている。しかし、溶融状態の熱可塑性樹脂に比べ、金型に充填される前の樹脂の熱硬化性樹脂の粘度は非常に低いために、金型充填時にエアーを巻き込みやすく、また製品の最終充填部などに泡噛み跡が残りやすいことも特長である。
【０００３】
これらの充填時のエアーの巻き込みは、樹脂の粘度、成形条件あるいは金型のエアベントの設け方などによって影響を受けることが判っており、例えば特許文献１、あるいは特許文献２には、複数のキャビティに凹部を設けた金型により、樹脂の充填性を評価する試みがなされている。
【０００４】
一方で、こうした射出成形による成形品は、量産化のために成形サイクル性や多数個取りが重要となるため、そのランナーシステムも多様化している。しかし、熱硬化性樹脂は樹脂の粘度が低いため、一般的に知られた横型射出成形機の金型の場合、樹脂の充填開始場所にあたるスプルー部分やコールドランナー部分に対して製品部に相当するキャビティの位置が上側にあるか、あるいは下側にあるかによって樹脂の充填の仕方が異なるという現象が生じる。すなわち樹脂が上向きにキャビティに充填される場合、重力に逆らうために、液面は水平を保ち、キャビティが満たされる。
【０００５】
しかし、下向きにキャビティに充填される場合、重力の働きもありキャビティに達した樹脂はその壁面に沿って樹脂は充填される傾向がある。このことは、例えば、同一形状の成形品を一度に複数個成形する多数個取り成形金型を用いた場合には、充填方向の違いによって、最終成形品の外観（表面性や泡の巻き込みの有無）や物性（製品寸法）などにも影響を及ぼす場合がでてくる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−２４４０７１号公報
【特許文献２】特開平９−３９０５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明の目的は前記事情に鑑み、金型への充填方向を変更することにより、樹脂充填性への影響（泡の巻き込み方）を評価できることを可能にした金型であり、さらには量産を意識した多数個取り成形を想定し、成形品のバラツキ性も同じ金型で評価できることを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、本発明は以下の構成を有するものである。
【０００９】
１）．  樹脂を成形するための金型であって、
（１）金型内には最低２個以上の同形状のキャビティが存在する、
（２）キャビティはすべて樹脂の充填開始部から同じ距離に存在するようにゲート、およびランナー部が存在する、
（３）キャビティの最終充填部にはエアベント、及びオーバーフロー溝は存在しない、
ことを特徴とする液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【００１０】
２）．  充填ルートにはエジェクターピンは存在しない事を特徴とする１）記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【００１１】
３）．  各キャビティ内において、凹凸部が設けられていることを特徴とする１）または２）に記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【００１２】
４）．  キャビティとゲートが接続する側のキャビティの最大幅を（Ｘ）、キャビティとゲートの接続部のゲート幅を（Ｙ）としたときに、（Ｙ）<（Ｘ）／２の関係にある１）〜３）いずれかに記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【００１３】
５）．  液状熱硬化性樹脂の２３℃で測定したＥ型粘度が０．１〜１００Ｐａ・ｓの範囲であることを特徴とする１）〜４）いずれかに記載の液状熱硬化性樹脂の射出成形性評価用金型。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による射出成形用金型を用いれば、樹脂の充填方向による充填性への影響、ならびに成形ショット毎の製品バラツキを評価できるため、光学部品用としての金型作成において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明で用いる金型の１例であり、上向きに樹脂が充填されるように可動側に取り付けた場合の金型平面図である。
【図２】本発明で用いる金型の１例であり、下向きに樹脂が充填されるように可動側に取り付けた場合の金型平面図である。
【図３】本発明で用いる金型の１例であり、図１、図２示されるキャビティ部分の１部を拡大したものである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
図１、２は本発明の射出成形金型の平面図である。図１はキャビティは上向きに充填されるように射出成形機の可動側面に設置させた場合のものであり、図２はキャビティは下向きに充填されるように射出成形機の可動側面に設置させた場合のものである。また図３は、図１にある複数のキャビティの一部を拡大したものである。
【００１７】
通常、金型は固定側面と可動側面がパーティングラインをはさんで一対とものとなしているが、図１、図２はその可動側面であり、特にその成形部分、ランラー部、ゲート部分のみを示している。尚、本発明では固定側面については、特に示さないが、樹脂が充填されるための穴（ピンホール）のみがあり、キャビティ、およびランナー部、ゲート部などの彫り込みはないものが好ましい。
【００１８】
図１に示されたランナー部やゲート部を含むキャビティ面については、可動側面に直接彫り込まれていてもよく、可動側面をベースプレートと呼ばれる主型と内部に入れ子を設けた方式にした場合には、その入れ子にキャビティ面が彫り込まれていても良い。図１の金型平面図では、同形状のキャビティ４つが設けられているが、キャビティの数は特に限定はなく、その個数は任意に設定することができるが、本願発明の成形性を評価するためには複数個あることが好ましく、また、樹脂の充填性に偏りが生じるため、その形状は同じであることが好ましい。
【００１９】
本発明では、これらのキャビティはすべて樹脂充填開始部２からランナー部３を介して、同じ距離に存在させることが好ましい。ここでいう同じ距離とは、キャビティに至るまでの樹脂が、均等に同じ幅、深さ、距離のランナー部及びゲートを経由し、好ましくは同じ数だけのコーナーに接しながら到達することである。
【００２０】
ランナーの距離を同じにするためには、樹脂充填開始部から放射線状（同心円状）にランナー部を設けることも考えられるが、この場合はランナー部により傾き角度が異なるので好ましくない。実際には図１に示されるようにランナー部はトーナメントのような経路をとることが好ましい。
【００２１】
本発明では、キャビティの最終充填部４に相当する部分には、通常設けられる泡抜き（気泡抜き）用のエアベント、真空ベント、あるいはオーバーフロー溝は存在させない。これらのベントや溝を設けず、袋小路とさせると、金型内に最初から存在する空気について、硬化性樹脂を充填させた場合に、充填方向、あるいは成形条件により、充填量や泡の巻き込み方を評価することができる。キャビティの最終充填部４に限らず、キャビティ内にエアベント、真空ベント、あるいはオーバーフロー溝は存在させないことが好ましい。
【００２２】
本発明の金型は、キャビティ、ランナー部、ゲートなど樹脂の充填ルートにはエジェクターピンの設置を避けることが好ましい。一般的な金型の可動側面については、成形品を離型させるために、突き出し機構であるエジェクターピンが存在する。しかし、本発明で使用する硬化性樹脂は粘度の低い液状であるために、エジェクターピンなどが存在すると樹脂の摺動部（隙間）への入り込みや、エジェクターピンによる凹凸が結果としてキャビティへの充填性が不均一になる原因となる恐れがある。
【００２３】
しかし、摺動部（隙間）、エジェクターピンによる凹凸の程度を少なくしたり、これらの問題を考慮する必要がない場合にはエジェクターピンを設けても構わない。また、充填する樹脂の粘度によってもエジェクターピンを設けても構わない。
【００２４】
尚、エジェクターピンを設けない場合の成形品の離型については、エアブロワーや、ゴム吸盤、あるいは振動による離型方法を採用することができる。
【００２５】
これらの条件を満たした射出成形金型について、液状の熱硬化性樹脂を樹脂充填開始部２より充填することで、ランナー部３を経由し、各キャビティ１に樹脂が充填され、最終充填部４まで満たされることになる。充填方向については、図１のように金型を可動側面に取り付けた場合は上向きの充填方向における評価が可能となり、図２のように金型面を取り付けた場合は下向きの充填方向における評価ができることになる。
【００２６】
本発明の金型は、キャビティ内に成形品の収縮率を計測するための凹部あるいは凸部（凹凸部）を設けておくこと、金型の凹凸部が成形品に転写されてできた凹凸部（平面の収縮率を求める場合は長さ）を計測することにより、成形品の収縮率を簡便に求めることができる。キャビティ内に凹凸部を設けることにより、成形性評価と同時に成形品の収縮率を計測でき、金型設計、成形条件の確認に役立てることができる。
【００２７】
凹凸部は樹脂の流動性に影響を与えることを少なくするために深さ（高さ）を小さくすることが好ましい。また大きさも小さくすることが好ましい。得られた成形品の測定の容易性、樹脂流動への影響の少なさから、凹部であることが好ましい。
【００２８】
凹凸部の形状は、測定したい長さ部分の両端に十字状、好ましくは点状に設けることが好ましい。測定する部分は１カ所に止まらず、場合によっては複数箇所も受けても構わない。また、収縮率の方向性を求めるために測定する部分の方向性を変えて測定できる様に凹凸部を設けておくことが好ましい。
【００２９】
特定に凹部が彫り込まれていてもよい。ここでいう凹部とは、キャビティ側に目印となるために彫り込まれた印のことを表す。印の形や大きさは任意に設定することができるが、金型側面に彫り込まれた凹部が熱硬化性樹脂成形後の成形体表面に凸部となり転写される範囲で彫り込むことが重要である。
【００３０】
本発明の図１では、例として凹部５に示されるように十字を彫り込んでいる。尚、成形品に転写された凸部は、寸法測定（成形収縮率）を行うことが主たる目的であり、
複数の成形品の寸法を比較することにより、成形ショット毎に得られる成形品間のバラツキを評価することができる。
【００３１】
本発明の金型において、図３に示すようにキャビティ１の最大幅（Ｘ）とキャビティとゲートとの接触部分６の幅（Ｙ）との関係は、（Ｙ）＜（Ｘ）／２となることが好ましい。キャビティ幅（Ｘ）に対してゲート幅（Ｙ）が小さいことで、図３に示されるゲート近傍側にあるコーナー７における気泡の巻き込みなども評価することができる。
【００３２】
なお、図３ではゲートがランナー部と同じ幅で示しているが、通常の射出成形の金型のようにゲートが狭くなるようにしておくことも構わない。
【００３３】
本発明における射出成形用金型を用いて成形する熱硬化性樹脂は、一般に知られた液状性の熱硬化性樹脂を任意に用いることができる。また熱硬化性樹脂の粘度についても任意のものが使用できるが、２３℃におけるＥ型粘度計で測定した粘度が０．０１〜１０００Ｐａ・ｓの範囲になる熱硬化性樹脂が好適に用いられる。
【実施例】
【００３４】
以下に、本発明の実施例および比較例を示すが、本発明は以下によって限定されるものではない。
【００３５】
（実施例１〜６）
シリコーン系液状熱硬化性樹脂（２３℃における粘度：２．０Ｐａ・ｓ）を用い、下記の成形条件で射出成形を行った。成形が安定したところで、評価用成形品を取得し、その充填結果を表１に示した。
【００３６】
射出成形機：型閉力４０ｔの液状射出成形機（ソディックプラステック製）
金型温度と硬化時間：１３５℃×１２０秒
金型充填方向：上向きと下向きの両方
ランナー、ゲート幅：４ｍｍ
ランナー、ゲート深さ：０．５ｍｍ
キャビティ大きさ：１０ｍｍ×２０ｍｍ（厚さ０．５ｍｍ）
キャビティ全充填時の計量：シリンダー位置にして３ｍｍ分
射出圧力：１．００ＭＰａ。
【００３７】
表１の実施例１、実施例４のように未充填ぎみに計量を調整し、射出速度が低い場合には、上向き、下向きの充填方向を問わず、ゲート近傍から樹脂は充填された。実施例２、実施例５のように全充填できるように計量を調整し、射出速度が低い場合には、ゲート近傍より充填され、最終充填部のコーナー部に気泡残りが確認できた。実施例３は実施例１よりも射出速度を高めたものだが、充填の仕方は実施例１と同様だった。一方で、実施例６のように下向きで射出速度を高めた場合は、実施例３と異なりゲート近傍の片側の壁を伝って最終充填部より樹脂が充填された。
【００３８】
（実施例７〜８）
実施例１と同じシリコーン系液状熱硬化性樹脂を用い、下記の成形条件で射出成形を行った。成形が安定したところで、評価用成形品を取得し、評価用成形品に刻まれた凸部間（十字間）距離（金型実寸６．００ｍｍ）をマイクロハイスコープで測定（２３℃下）した（５つの成形品における平均値）。
【００３９】
射出成形機：型閉力４０ｔの液状射出成形機（ソディックプラステック製）
金型充填方向：上向き
射出時の計量：シリンダー位置にして３ｍｍ分
金型温度と硬化時間：１３５℃×１２０秒、１５０℃×３０秒
射出圧力：１．００ＭＰａ。
【００４０】
尚、１ショットの射出成形により評価用成形品は４個得られるため、それぞれＡ〜Ｄの名称をつけ、結果を表２に示した。
表２に示すとおり、実施例７、実施例８ともに各サンプルの寸法はほぼ同等レベルであった。実施例８のように金型温度を上げたほうが寸法が小さいことが判った。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
【表２】
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【符号の説明】
【００４３】
１：キャビティ
２：樹脂充填開始部
３：ランナー部
４：最終充填部
５：凹部
６：ゲートとキャビティの接触部
７：ゲート近傍側のキャビティ内コーナー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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