(57)【要約】【技術課題】  熱可塑性樹脂のプレスモールド成形、および、エンボス加工を行う際に、微細な凹凸表面の転写性に優れ、高品質な成形体を、高い生産性で製造することができる成形方法を提供する。【解決手段】  熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、この予備成形体を構成する熱可塑性樹脂の固化温度付近まで加熱した後、これを熱可塑性樹脂の固化温度付近の温度に保った金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じる。次に、金型表面と予備成形体表面の間に二酸化炭素を注入して予備成形体表面に溶解させることにより粘度を下げる。次に、プレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体と金型表面を密着させる。次に、二酸化炭素を排出した後、成形品を取り出す。これにより、微細な凹凸表面の転写性に優れ、高品質な成形体を高い生産性で製造することができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、この予備成形体を構成する熱可塑性樹脂の固化温度付近まで加熱した後、これを熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保った金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、金型表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、金型のプレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体と金型表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを金型内から排出した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性に優れ、かつ、寸法精度の良好な製品を短い成形サイクルタイムで得る熱可塑性樹脂の成形方法。
【請求項２】
熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、この予備成形体を構成する熱可塑性樹脂の固化温度以上まで加熱した後、これを熱可塑性樹脂の固化温度以上に加熱した金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、金型表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、金型のプレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体と金型表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを金型内から排出し、金型および樹脂を熱可塑性樹脂の固化温度以下まで冷却した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性が飛躍的に優れ、かつ、複屈折率の低い製品を短い成形サイクルタイムで得る熱可塑性樹脂の成形方法。
【請求項３】
金型キャビティ表面と予備成形体表面の間に注入する樹脂溶解性ガスの圧力、温度、および予備成形体と樹脂溶解性ガスの接触時間を変えることにより、予備成形体表面の粘度の降下量、および粘度が降下する層の厚さを厳密に制御することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の熱可塑性樹脂の成形方法。
【請求項４】
熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保ったスタンパーと熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保った金型との間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、スタンパー表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、プレス力を高めて表面の粘度が低下した予備成形体とスタンパー表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを金型内から排出した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性に優れ、高品質な成形体を短い成形サイクルタイムで得る熱可塑性樹脂の成形方法。
【請求項５】
熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、熱可塑性樹脂の固化温度以上に加熱したスタンパーと、熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保った金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、スタンパー表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、プレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体とスタンパー表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを排出し、スタンパーおよび樹脂を熱可塑性樹脂の固化温度以下まで冷却した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性が飛躍的に優れた、高品質な成形体を得る熱可塑性樹脂の成形方法。
【請求項６】
スタンパー表面と予備成形体表面の間に注入する樹脂溶解性ガスの圧力、温度、および予備成形体と樹脂溶解性ガスの接触時間を変えることにより、予備成形体表面の粘度の降下量、および粘度が降下する層の厚さを厳密に制御することを特徴とする請求項4又は請求項5記載の熱可塑性樹脂の成形方法。
【請求項７】
樹脂溶解性ガスとして、二酸化炭素又は、窒素又は、メタン又は、エタン又は、プロパン又は、これらの炭化水素の一部の水素をフッ素で置換したフロン、などを単体で用いる又は、これらを複数種混合した状態で用いることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の熱可塑性樹脂の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂からなる予備成形体の表面に、二酸化炭素のような樹脂溶解性ガスを溶解させて行う成形方法であって、更に詳しくは、予備成形体及び金型に温度条件を付与して行う熱可塑性樹脂の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光情報記録媒体や、導光板など、表面に微細形状を有し、これら表面形状の高転写性が要求される製品、または、カメラやプリンタ用の光学レンズのように、低複屈折性が要求される製品の製造は、従来、ポリカーボネート（以下、PC）やアクリル樹脂（以下、PMMA）などの熱可塑性樹脂を射出成形することにより得られている。
【０００３】
近年、低複屈折性や、更なる微細転写性が要求されるようになり、こうした製品を製造するには従来の射出成形では限界があることから、プレスモールド成形方法や、エンボス加工方法などの特殊成形方法、加工方法が提案されている。
プレスモールド成形方法とは、予備成形体を金型のキャビティ内に置いた後、キャビティ容積を縮小し、キャビティ内に高い内圧を均一に発生させて等圧圧縮を行う方法であり、その結果、保圧のかかりかたが射出成形と異なり均一になるので、成形品の残留ひずみが低減される。また、金型の転写性が著しく向上する。
エンボス加工方法とは、通常、ロールや金型を用いて模様、図案等の意匠形状を転写する加工方法をいうが、本発明においてはプレス金型を用いて意匠形状を転写する（形状は形成しない）ことを意味する。
【０００４】
熱可塑性樹脂からなる予備成形体のプレスモールド成形方法及びエンボス加工方法においては、従来、前記の様に成形前に金型、および、予備成形体を熱可塑性樹脂の固化温度以上に加熱した後、金型を昇圧してプレスし、その後、金型を熱可塑性樹脂の固化温度以下に冷却してから製品を取り出している。しかし、これらの方法では、予備成形体を再度溶融させて
からプレスするため、微細形状の転写性、低複屈折性は向上するものの、金型内における樹脂の予熱時間を長く要し、サイクルタイムも長くなるという問題が発生している。また、予備成形体の溶融冷却の繰り返しが行われていることから、冷却時における収縮率が一定せず、寸法精度が低下するという問題も発生している。
また、成形品への転写性を向上する目的で、射出前のキャビティ内にガス体を充填する次のような成形方法が公知である。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１２８７８３号公報  この発明は、熱可塑性樹脂の射出成形において、樹脂充填工程中の樹脂の固化や粘度上昇を防止し、金型表面状態を高度に成形品に転写する方法を、複雑な装置や金型を使用せず経済的に提供するために、成形する熱可塑性樹脂に０．１重量％以上溶解する圧力で二酸化炭素を充填した冷却金型内に上記熱可塑性樹脂を溶融して充填し、該熱可塑性樹脂の表面の固化温度を低下させて成形する方法である。  しかし、この発明は、プレスモールド成形方法及びエンボス加工方法ではないことと、あらかじめ金型内に二酸化炭素を充填して樹脂の固化温度を低下させる成形方法であることから、プレスモールド成形方法には適用できない。
【０００６】
【特許文献２】特開２００２−０５２５８３号公報  この発明は、転写性と光沢性に優れた成形品を得るために、射出成形において、キャビティ１内に一旦樹脂を充填した直後、キャビティ１と樹脂とが接している成形品のスキン層に二酸化炭素ガスを注入してスキン層を後退させてキャビティとスキン層間に空隙１３を形成することにより、スキン層の成長を止め、併せてスキン層内に二酸化炭素ガスを溶解させて、スキン層を軟化させ、次に樹脂圧を高めてスキン層を再度キャビティ１内に密着させ、保圧をかけながら冷却して固化させるものである。  しかし、この発明は、成形原理が異なるために、予備成形体をプレスモールドする成形方法及びエンボス加工方法には適用できない。
【０００７】
【特許文献３】特開２００３−３２０５５６号公報  この発明は、予め改質材を混合した樹脂を用いることなく、表面部分のみを必要な性状に改質した成形品を効率よく安価に製造できるようにするために、射出する溶融樹脂に対して溶解性を有する加圧ガスに改質材を溶解又は分散させ、該加圧ガスを金型キャビティ内に注入し、次いで該金型キャビティ内に溶融樹脂を射出すると云う成形方法である。  しかし、この発明は、溶解性を有するガスを用いてはいるが、あらかじめ加圧ガスを金型内に注入しておく方法であることから、プレスモールド成形方法又はエンボス加工方法には適用できない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の第１の目的は、熱可塑性樹脂の成形方法において、成形サイクルタイムの短縮化を図ることにより生産性を高めることである。
更に、第２の目的は、熱可塑性樹脂の成形方法において、微細形状の転写性及び複屈折性をさらに改善された成形品を得る成形方法及び加工方法を提供することである。
更に、第３の目的は、熱可塑性樹脂の成形方法において、寸法精度の高い成形品を得る成形方法及び加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明においては、熱可塑性樹脂の成形方法において、熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、この予備成形体を構成する熱可塑性樹脂の固化温度付近まで加熱した後、これを熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保った金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、金型表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、金型のプレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体と金型表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを金型内から排出した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性に優れ、かつ、寸法精度の良好な製品を短い成形サイクルタイムで得ることを特徴とするものである。
【００１０】
更に、請求項２に記載の発明においては、熱可塑性樹脂の成形方法において、熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、この予備成形体を構成する熱可塑性樹脂の固化温度以上まで加熱した後、これを熱可塑性樹脂の固化温度以上に加熱した金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、金型表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、金型のプレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体と金型表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを金型内から排出し、金型および樹脂を熱可塑性樹脂の固化温度以下まで冷却した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性が飛躍的に優れ、かつ、複屈折率の低い製品を短い成形サイクルタイムで得ることを特徴とするものである。
【００１１】
更に、請求項３に記載の発明においては、請求項1又は請求項2記載の発明において、金型キャビティ表面と予備成形体表面の間に注入する樹脂溶解性ガスの圧力、温度、および予備成形体と樹脂溶解性ガスの接触時間を変えることにより、予備成形体表面の粘度の降下量、および粘度が降下する層の厚さを厳密に制御することを特徴とするものである。
【００１２】
更に、請求項４に記載の発明においては、熱可塑性樹脂の成形方法において、熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保ったスタンパーと熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保った金型との間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、スタンパー表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、プレス力を高めて表面の粘度が低下した予備成形体とスタンパー表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを金型内から排出した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性に優れ、高品質な成形体を短い成形サイクルタイムで得ることを特徴とするものである。
【００１３】
更に、請求項５に記載の発明においては、熱可塑性樹脂の成形方法において、熱可塑性樹脂からなる予備成形体を、熱可塑性樹脂の固化温度以上に加熱したスタンパーと、熱可塑性樹脂の固化温度以下の温度に保った金型の間にはめ込み、金型を低圧で閉じ、次に、スタンパー表面と予備成形体表面の間に樹脂溶解性ガスを注入して予備成形体表面に溶解させることにより、予備成形体表面の粘度を下げ、次に、プレス力を高め、表面の粘度が低下した予備成形体とスタンパー表面を高圧で密着させ、次に、残存する前記樹脂溶解性ガスを排出し、スタンパーおよび樹脂を熱可塑性樹脂の固化温度以下まで冷却した後、成形品を取り出すことで微細な凹凸表面の転写性が飛躍的に優れた、高品質な成形体を得ることを特徴とするものである。
【００１４】
更に、請求項６に記載の発明においては、請求項4又は請求項5記載の発明において、スタンパー表面と予備成形体表面の間に注入する樹脂溶解性ガスの圧力、温度、および予備成形体と樹脂溶解性ガスの接触時間を変えることにより、予備成形体表面の粘度の降下量、および粘度が降下する層の厚さを厳密に制御することを特徴とするものである。
【００１５】
更に、請求項７に記載の発明においては、請求項１〜６のいずれか１項に記載の発明において、樹脂溶解性ガスとして、二酸化炭素又は、窒素又は、メタン又は、エタン又は、プロパン又は、これらの炭化水素の一部の水素をフッ素で置換したフロン、などを単体で用いる又は、これらを複数種混合した状態で用いることを特徴とするものである。
金型内に注入した二酸化炭素は、プレス工程後、金型が開くと同時に排出される。ただし、二酸化炭素の圧力が高い場合は、金型が開く直前に、別回路から排出しておくのが望ましい。
ところで、上記した請求項1、2、4、5において、金型温度は、金型温度をTｔ、樹脂の固化温度をTf、二酸化炭素の溶解により低下する樹脂の固化温度をΔTco2と定義すると、金型温度はTf−ΔTco2≦Tｔ≦Tfの範囲で設定するのが望ましい。
また、Tｔ−（Tf−ΔTco2）が大きいほど製品の転写性が向上する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項1、4、7に記載の発明では、予備成形体の表面に、二酸化炭素等を溶解させることで、予備成形体表面の粘度を低下させる。このため、金型温度を熱可塑性樹脂の固化温度以下の一定温度に保持したまま、プレスモールド成形、または、エンボス加工を可能にする。これにより、プレス工程前に金型温度を上昇させ、冷却工程中に金型温度を降下させる必要があった従来法と比較して、成形サイクルタイムが大幅に改善され、生産性が向上する。また、固化する際に樹脂温度が変化しないため、樹脂の収縮による寸法精度の低下もほとんど起きない製品を得られる。
【００１７】
請求項２、５、７に記載の発明では、従来のプレスモールド成形、または、エンボス加工と同様に、プレス工程前に金型温度を上昇させ、冷却工程中に金型温度を降下させる必要があるため、成形サイクルタイムの改善は少ないものの、予備成形体表面の粘度は大幅に低下し、微細な凹凸表面の転写性が大幅に向上し、ひずみ緩和により、複屈折率が大幅に改善される。また、請求項3、6、7記載のように、金型表面と予備成形体表面の間に注入する二酸化炭素等の圧力、温度、および、予備成形体と二酸化炭素の接触時間を変えることにより、予備成形体表面の粘度の降下量、および、粘度降下する層の厚さを厳密に制御可能で、この粘度降下層が、予備成形体より厚くなるように条件を設定した場合、予備成形体全体の粘度が低下するため、内部ひずみが緩和され、複屈折率の低い製品を得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明に用いられる熱可塑性樹脂は、例えばスチレン系樹脂、（例えば、ポリスチレン、ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体等）、ＡＢＳ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン樹脂、エチレン−エチルアクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリブテン、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオキシド、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタクリレート、飽和ポリエステル樹脂（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等）、生分解性ポリエステル樹脂（例えば、ポリ乳酸のようなヒドロキシカルボン酸縮合物、ポリブチレンサクシネートのようなジオールとジカルボン酸の縮合物等）ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、フッ素樹脂、ポリサルフォン、ポリエーテルサルフォン、ポリアリレート、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー等の１種または２種以上の混合物、さらに無機物や有機物の各種充填材が混合された樹脂が挙げられる。これらの熱可塑性樹脂中では、非晶性樹脂が特に好ましい。
【００１９】
本発明で用いる樹脂溶解性ガスとしては、予備成形体の表面を効率的に溶解するガスが好ましく、具体的には、二酸化炭素、メタン、エタン、プロパンなどの炭化水素及びその一部の水素をフッ素などで置換したフロンの一種又は複数種の混合が考えられる。そして、これらのガスは、単独で、又は、混合して用いることが可能であるが、二酸化炭素は安全性、価格、取り扱い易さ、環境に対する影響の点で最も良好である。
【実施例１】
【００２０】
本実施例は、請求項１に記載した発明に対応するもので、この詳細を図面を用いて詳しく説明する。図１は成形装置全体を示し、図2（a）は予備成形体X−1の平面図、（b）はA−A´線断面図、図3（a）は成形品X−2の平面図、（b）はB−B´線断面図、を示し、図４（ａ）は成形フローを示し、（ｂ）は成形フローに対応する樹脂の固化温度の変化と金型温度を示す。
【００２１】
各図において、符号の8a、8bはプレスモールド成形用の金型で、この金型8a、8b内には熱水が循環して金型8a、8bを加熱するために熱交換器9a、9bが組み込まれていると共に金型8b側には、金型8aと8bを密閉したときにシールを担保するシール材10が取り付けられている。金型温度の調整は、温度調整機6により、温度調整ライン7a、7bを通り行われる。温度調整機6は自社製で、ポンプ2a、2b、加熱機3、冷却機5、電磁弁4a、4b、4c、4d、4e、4fで構成される。装置の動作は、水源1の水を、ポンプ2aで流し加熱機3で熱水にし、または、ポンプ2bで流し冷却機5で冷水にし、これらを電磁弁4a、4b、4c、4d、4e、4fにより切り替えながら、金型8a、8bの熱交換器9a、9b内を循環させる。金型8a、8bに熱水を流す際は、電磁弁4a、4c、4ｆを開き、金型8a、8bに冷水を流す際は、電磁弁4b、4d、4eを開く。金型8a、8b内への二酸化炭素の注入は、二酸化炭素発生注入装置21により、二酸化炭素供給ライン11を通り行われる。二酸化炭素発生注入装置21は自社製で、電磁弁12a、12b、圧力センサー13、背圧弁14、安全弁15、温度センサー16、蓄圧タンク17、加温機18、減圧弁19、逆止弁20で構成される。装置の動作は、二酸化炭素発生源22より発生した二酸化炭素を、減圧弁19で圧力の調整を行い、加温機18で温度調整を行い、蓄圧タンク17に蓄圧する。次に背圧弁14で圧力の微調整を行い、電磁弁12a、12bにより、二酸化炭素の注入排出を行う。二酸化炭素の注入時には電磁弁12bが開き、二酸化炭素排出時には電磁弁12aが開く。成形動作中、金型8a、8bが閉じている場合、金型8a、8b内に注入された二酸化炭素はシール材10により圧力を保持することが出来る。
【００２２】
図４または図５に基づいて、請求項1、2、3、7に記載した本発明に係るプレスモールド成形方法を説明する。樹脂にはPMMA（住友化学株式会社、商品名MGSS）を用いた。この樹脂の固化温度は約100℃である。予備成形体X-1を図２に示し、成形品の形状を図３に示す。予備成形体X-1の形状は、長さ28mm、幅28mm、肉厚3mmの板形状で、成形品X-2の形状は、長さ32mm、幅32mm、高さ4mm、肉厚1.5mmの箱形状で、成形品X-2の中央部分には幅20μm、深さ5.7μmの微細連続V溝23を有している。
【００２３】
請求項１に記載した成形工程を図４に基づいて説明する。始めに、（A）に示すように、80℃に加熱したPMMA予備成形体X-1を、温度調整機6および温度調整ライン7a、7bにより80℃に保った金型8a、8bの間に置く。次に、（B）に示すように、金型8aを予備成形体X-1の表面に接触する寸前の状態まで閉じ、二酸化炭素発生注入装置21より、二酸化炭素注入ライン11を通して、金型8aと予備成形体X-1の間に、圧力8MPa、温度40℃の二酸化炭素を1sec注入する。これにより、樹脂における表面の固化温度は、PMMAの約100℃から約60℃低下して、約40℃になる。次に、（C）に示すように、金型8aを50MPaの圧力で締め、5秒間保持する。次に、（D）に示すように、二酸化炭素注入ライン11中の二酸化炭素を排出する。次に、（E）に示すように、金型8aを開き、成形品X-2を取り出す。成形の条件を表１に、これにより得られた成形品の評価を表２に示す。
【実施例２】
【００２４】
二酸化炭素の注入圧力を15MPaとした以外は、実施例１と同様である。成形の条件を表１に、これにより得られた成形品の評価を表２に示す。
【実施例３】
【００２５】
二酸化炭素の温度を60℃とした以外は、実施例１と同様である。成形の条件を表１に、これにより得られた成形品の評価を表２に示す。
【実施例４】
【００２６】
二酸化炭素の接触時間を5secとした以外は、実施例１と同様である。成形の条件を表１に。これにより得られた成形品の評価を表２に示す。
【実施例５】
【００２７】
実施例1と同様の装置、および、樹脂を用い、図５に示す工程で実施した。始めに、（A）に示すように、140℃に加熱したPMMA予備成形体X-1を、温度調整機6および温度調整ライン7a、7bにより140℃に加熱した金型8a、8bの間に置く。次に、（B）に示すように、金型8aを予備成形体X-1の表面に接触する寸前の状態まで閉じ、二酸化炭素発生注入装置21より、二酸化炭素注入ライン11を通して、金型8aと予備成形体9aの間に、圧力8MPa、温度40℃の二酸化炭素を1sec注入する。これにより、樹脂における表面の固化温度は、PMMAの約100℃から、約60℃低下して、約40℃になる。次に、（C）に示すように、金型8aを50MPaの圧力で締め、5秒間保持する。次に、（D）に示すように、二酸化炭素注入ライン11中の二酸化炭素を排出し、温度調整機6および温度調整ライン7a、7bにより、金型8aを80℃まで冷却する。次に、（E）に示すように、金型8aを開き、成形品X-2を取り出す。成形の条件を表１に、これにより得られた成形品の評価を表２に示す。
【実施例６】
【００２８】
樹脂溶解性ガスを、二酸化炭素と窒素の比率３：１の混合体とした以外は、実施例２と同様である。これにより得られた成形品の評価を表１に示す。二酸化炭素と窒素の比率を変えることで、成形品の転写性のみをコントロールすることが出来る。
【００２９】
〔比較例１〕
二酸化炭素の注入を行わなかった以外は、実施例１と同様である。成形の条件を表１に、これにより得られた成形品の評価を表２に示す。
【表１】
2005186490.tif 000003
【表２】
2005186490.tif 000004
評価基準  ◎＝非常に良い  ○＝良い  △＝やや劣る
【実施例７】
【００３０】
本実施例は、請求項４に対応するもので、この実施例の装置を図６に示し、予備成形体X-1を図７（a）（b）に、成形品X-2を図８（a）（b）に示し、工程を図９（a）に、樹脂の固化温度とスタンパー温度の変化を（b）に示す。符号の8a、8bがエンボス加工用の金型、8cがスタンパーで、スタンパー温度の調整は、温度調整機6により、温度調整ライン7a、7bを介してスタンパー8c内の熱交換器8d内に熱媒を循環させることにより行われる。温度調整機6は自社製で、ポンプ2a、2b、加熱機3、冷却機5、電磁弁4a、4b、4c、4d、4e、4fで構成される。装置の動作は、水源1の水を、ポンプ2aで流し加熱機3で熱水にし、または、ポンプ2bで流し冷却機5で冷水にし、これらを電磁弁4a、4b、4c、4d、4e、4fにより切り替えながら、スタンパー8cの熱交換器8d内を循環させる。スタンパー8cに熱水を流す際は、電磁弁4a、4c、4eを開き、スタンパー8cに冷水を流す際は電磁弁4b、4d、4fを開く。金型内への二酸化炭素の注入は、二酸化炭素発生注入装置21により、二酸化炭素供給ライン11を通り行われる。二酸化炭素発生注入装置21は自社製で、電磁弁12a、12b、圧力センサー13、背圧弁14、安全弁15、温度センサー16、蓄圧タンク17、加温機18、減圧弁19、逆止弁20で構成される。装置の動作は、二酸化炭素発生源22より発生した二酸化炭素を、減圧弁19で圧力の調整を行い、加温機18で温度調整を行い、蓄圧タンク17に蓄圧する。次に背圧弁14で圧力の微調整を行い、電磁弁12a、12bにより、二酸化炭素の注入排出を行う。二酸化炭素の注入時には電磁弁12bが開き、二酸化炭素排出時には電磁弁12aが開く。成形動作中、金型8a、8bが閉じている場合、金型内に注入された二酸化炭素はシール材10により圧力を保持することが出来る。
【００３１】
図9（a）（b）または図10（a）（b）に基づいて、請求項4、5、6、7に記載した本発明に係るプレスモールド成形方法を説明する。樹脂にはPMMA（住友化学株式会社  商品名MGSS）を用いた。この樹脂の固化温度は約100℃である。予備成形体X-1及び成形品X-2の形状は、図7、8に示すように、長さ32mm、幅32mm、厚さ1.5mmの平板形状で、成形品X-2の中央部分には幅20μm、深さ5.7μmの微細連続V溝23を有している。
【００３２】
次に、成形工程を図９（a）（b）に基づいて説明する。始めに、（A）に示すように、常温のPMMA予備成形体X-1を、温度調整機6および温度調整ライン7a、7bにより80℃に保ったスタンパー8cと、80℃に保った金型8bの間に置く。次に、（B）に示すように、スタンパー8cを予備成形体X-1の表面に接触する寸前の状態まで閉じ、二酸化炭素発生注入装置21より、二酸化炭素注入ライン11を通して、スタンパー8cと予備成形体X-1の間に、圧力15MPa、温度40℃の二酸化炭素を1sec注入する。これにより、樹脂の固化温度は、PMMAの約100℃から、約60℃低下して、約40℃になる。次に、（C）に示すように、金型8aを50MPaの圧力で締め、5秒間保持する。次に、（D）に示すように、二酸化炭素注入ライン11中の二酸化炭素を排出する。次に、（E）に示すように、金型8aを開き、成形品X-2を取り出す。成形の条件を表３に、これにより得られた成形品の評価を表４に示す。
【実施例８】
【００３３】
実施例３と同様の装置、および、樹脂を用い、図10（a）（b）に示す工程で実施した。始めに、（A）に示すように、常温のPMMA予備成形体X-1を、温度調整機6および温度調整ライン7a、7bにより120℃に加熱したスタンパー8cと、80℃に保った金型8bの間に置く。次に、（B）に示すように、スタンパー8cを予備成形体X-1の表面に接触する寸前の状態まで閉じ、二酸化炭素発生注入装置21より、二酸化炭素注入ライン11を通して、スタンパー8cと予備成形体X-1の間に、圧力8MPa、温度40℃の二酸化炭素を1sec注入する。これにより、樹脂の固化温度は、PMMAの約100℃から、約60℃低下して、約40℃になる。次に、（C）に示すように、金型8aを50MPaの圧力で締め、5秒間保持する。次に、（D）に示すように、二酸化炭素注入ライン11中の二酸化炭素を排出し、温度調整機6および温度調整ライン7a、7bにより、スタンパー8cを80℃まで冷却する。次に、（E）に示すように、金型8aを開き、成形品X-2を取り出す。成形の条件を表３に、これにより得られた成形品の評価を表４に示す。
【００３４】
〔比較例２〕
二酸化炭素の注入を行わなかった以外は、実施例８と同様である。成形の条件を表３に、これにより得られた成形品の評価を表４に示す。
【表３】
2005186490.tif 000005
【表４】
2005186490.tif 000006
評価基準  ◎＝非常に良い  ○＝良い  △＝やや劣る
なお、請求項６に関する実施例は、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５に記載されている結果と同一であるため、説明文については省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明を実施するためのプレスモールド成形装置の説明図。
【図２】予備成形体の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＡ−Ａ´線断面図。
【図３】成形体の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＢ−Ｂ´線断面図。
【図４】（a）（b）  本発明の請求項1に基づくプレスモールド成形工程の説明図。
【図５】（a）（b）  本発明の請求項2に基づくプレスモールド成形工程の説明図。
【図６】本発明を実施するためのエンボス加工装置の説明図。
【図７】予備成形体の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＣ−Ｃ´線断面図。
【図８】成形体の説明図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はＤ−Ｄ´線断面図。
【図９】（a）（b）  本発明の請求項4に基づくエンボス加工工程の説明図。
【図１０】（a）（b）  本発明の請求項5に基づくエンボス加工工程の説明図。
【符号の説明】
【００３６】
1  水源
2a、2b  ポンプ
3  加熱機
4a、4b、4c、4d、4e、4f  電磁弁
5  冷却機
6  温度調整機
7a、7b  温度調整ライン
8a、8b  金型
8c  スタンパー
9a、9b  熱交換器
10  シール材
11  二酸化炭素注入ライン
12a、12b  電磁弁
13  圧力センサー
14  背圧弁
15  安全弁
16  温度センサー
17  蓄圧タンク
18  加温機
19  減圧弁
20  逆止弁
21  二酸化炭素発生注入装置
22  二酸化炭素発生源
23  微細連続V溝
X-1  予備成形体
X-2  成形品
【図１】
2005186490.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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