(57)【要約】【課題】成形過程におけるひけやボイド等のトラブルを抑制でき、高品質の製品を製造し得る中実樹脂成形品の製造方法を提供すること。【解決手段】厚み方向に厚み変化を有する中実樹脂成形品の製造方法では、中実樹脂成形品の形状に対応する成形空間を有する成形型２内に、１片の樹脂片１０ａ〜１０ｅのいずれかを収容する樹脂片収容工程と、樹脂片１０ａ〜１０ｅの原料と同種樹脂の単量体を成形型２内に注入する樹脂原料注入工程と、単量体を反応、硬化させる硬化工程とを行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に厚み変化を有する中実樹脂成形品の製造方法であって、
上記中実樹脂成形品の形状に対応する成形空間を有する成形型内に、１片又は２片以上の樹脂片を収容する樹脂片収容工程と、
上記樹脂片の原料と同種樹脂の単量体を上記成形型内に注入する樹脂原料注入工程と、
上記単量体を反応、硬化させる硬化工程とを行うことを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、上記樹脂片収容工程と上記樹脂原料注入工程とを交互に繰り返し実施し、その後、上記硬化工程を行うことを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記樹脂片収容工程では、上記樹脂片の少なくとも一部として、上記成形型のキャビティ表面あるいは該成形型内に既に収容された上記樹脂片の表面に沿うように成形された１片又は２片以上の略板状の樹脂片を用いることを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記樹脂片収容工程では、上記樹脂片の少なくとも一部として、粒状をなす樹脂片を用いることを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記樹脂片収容工程の実施するに先立って、上記樹脂片を上記樹脂原料中に浸漬する浸漬膨潤工程を実施することを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記中実樹脂成形品は、アクリルあるいはウレタンよりなることを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項において、上記中実樹脂成形品は、透明であることを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、厚み方向に厚み変化を有する中実樹脂成形品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、アクリルやウレタン等の樹脂材料を所定の形状に成形した樹脂製品がある。このような樹脂製品を製造するに当たっては、例えば、成形型を組み合わせて密閉した成形空間に溶融樹脂原料を射出して樹脂製品を製造する場合がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、上記従来の中実樹脂成形品の製造方法では、次のような問題がある。すなわち、肉厚が厚い中実樹脂成形品を、上記のような射出成形により作製しようとすると、射出した溶融樹脂原料が硬化する過程で、樹脂原料のひけ（樹脂原料の収縮による変形）や、樹脂原料中のボイド（樹脂原料中のガスによる気泡）等が発生するおそれがある。特に、例えば、樹脂レンズ等のような透明体の場合には、ひけやボイド等が特に目立つため、これらのトラブルをできる限り抑制する必要がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１７６２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、成形過程におけるひけやボイド等のトラブルを抑制でき、高品質の製品を製造し得る中実樹脂成形品の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、厚み方向に厚み変化を有する中実樹脂成形品の製造方法であって、
上記中実樹脂成形品の形状に対応する成形空間を有する成形型内に、１片又は２片以上の樹脂片を収容する樹脂片収容工程と、
上記樹脂片の原料と同種樹脂の単量体を上記成形型内に注入する樹脂原料注入工程と、
上記単量体を反応、硬化させる硬化工程とを行うことを特徴とする中実樹脂成形品の製造方法にある（請求項１）。
【０００７】
本発明の中実樹脂成形品の製造方法は、少なくとも、上記中実樹脂成形品の形状に対応する成形空間を有する成形型内に、１片又は２片以上の樹脂片を収容する樹脂片収容工程と、上記樹脂片の原料と同種樹脂の単量体を上記成形型内に注入する樹脂原料注入工程と、上記単量体を反応、硬化させる硬化工程とを行うものである。
【０００８】
この中実樹脂成形品の製造方法では、上記樹脂片収容工程において、上記成形型内に樹脂片を収容する。そのため、上記キャビティの容積と比較して、上記樹脂原料注入工程で注入するべき上記単量体の量を抑制できる。そしてそれ故、成形する中実樹脂成形品の体積と比べて、上記硬化工程において単量体を硬化させるべき容積を抑制できる。したがって、上記樹脂片を用いずに中実樹脂成形品を作製する場合と比べ、上記硬化工程では、ひけやボイド等の発生を格段に抑制することができる。
【０００９】
以上のように、本発明の中実樹脂成形品の製造方法によれば、成形過程におけるトラブルを抑制して、品質の高い製品を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明においては、上記樹脂片収容工程と上記樹脂原料注入工程とを交互に繰り返し実施し、その後、上記硬化工程を行うことが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記樹脂片収容工程と上記樹脂原料注入工程とを交互に繰り返し実施することで、一回当たりの上記樹脂片の投入量及び一回当たりの上記単量体の注入量を少なくすることができる。これにより、比較的大量に上記樹脂片を投入したり、上記単量体を注入したりすることにより起こり得る不具合を抑制することができる。例えば、成形空間にエア等を残留させることなく、上記樹脂片と上記単量体とにより成形型内を満たすことができる。
【００１１】
なお、不具合が生じるおそれがない場合は、上記樹脂片収容工程と上記樹脂原料注入工程とを一回ずつのみ行うことができることは言うまでもない。さらに、上記樹脂原料注入工程に先んじて上記樹脂片収容工程を実施しても良く、樹脂片収容工程よりも先に樹脂原料注入工程を実施することもできる。
【００１２】
また、上記樹脂片収容工程では、上記樹脂片の少なくとも一部として、上記成形型のキャビティ表面あるいは該成形型内に既に収容された上記樹脂片の表面に沿うように成形された１片又は２片以上の略板状の樹脂片を用いることが好ましい（請求項３）。
【００１３】
この場合には、略板状の樹脂片を用いて、この樹脂片を成形型内で精度良く積層すれば、隣接して積層する樹脂片間の空隙をさらに抑制できる。そしてこの場合には、上記硬化工程で硬化させるべき上記単量体の容量をさらに抑制でき、製造する中実樹脂成形品の品質を一層、向上することができる。
【００１４】
また、上記略板状の樹脂片を用いる場合には、樹脂片の収容と、上記単量体の注入とを繰り返して実施することで、隣接して積層された樹脂片同士の隙間に単量体を充填しながら、成形型内で上記樹脂片を積層することが好ましい。この場合には、隣接する樹脂片の間に、容易かつ確実に上記単量体を配置させることができる。
【００１５】
また、上記樹脂片収容工程では、上記樹脂片の少なくとも一部として、粒状をなす樹脂片を用いることが好ましい（請求項４）。
この場合には、粒状なす上記樹脂片を上記成形型内に収容することで、上記樹脂原料注入工程において注入する上記樹脂原料の容量を抑制することできる。そして、上記硬化工程で硬化させるべき単量体の容積を抑制することで、ひけやボイド等の発生を抑制しながら品質の高い中実樹脂成形品を製造することができる。
【００１６】
特に、粒状をなす上記樹脂片を収容した成形空間では、隣接する樹脂片間に形成される空隙が相互に連通している。そのため、上記樹脂原料注入工程では、上記成形空間における上記樹脂片が占有する空間を除く隙間に、効率良く上記単量体を注ぎ入れることができる。
さらに、上記樹脂片が粒状であるので、様々な形状の成形型に対応することができ、成形する中実樹脂成形品の形状の変更等が容易で、多品種少量生産等への対応も比較的容易である。なお、上記樹脂片としては、上述した板状のものと粒状のものとを両方、用いることも可能である。
【００１７】
また、上記樹脂片収容工程の実施するに先立って、上記樹脂片を上記樹脂原料中に浸漬する浸漬膨潤工程を実施することが好ましい（請求項５）。
この場合には、上記樹脂原料中に上記樹脂片を浸漬することで、その表面を膨潤させることができる。樹脂片の膨潤した表面は、後工程の上記樹脂原料注入工程で注入する単量体との親和性が良好である。それ故、製造した中実樹脂成形品において、上記樹脂片と、注入した単量体が新たに硬化した部分との境界を目立たなくできる。
【００１８】
また、上記中実樹脂成形品は、アクリルあるいはウレタンよりなることが好ましい（請求項６）。
アクリルやウレタンの場合には、厚肉成形によるひけ等が発生し易いため、本発明の中実樹脂成形品の製造方法が特に有効となる。
【００１９】
また、上記中実樹脂成形品は、透明であることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記中実樹脂成形品の成形過程において生じたひけやボイド等のトラブルによる影響が顕在化し易い。そのため、本発明の作用効果が、特に有効になる。
【実施例】
【００２０】
（実施例１）
本例は、アクリルよりなる中実樹脂成形品１の製造方法に関する例である。この内容について、図１〜図５を用いて説明する。
本例は、厚み方向に厚み変化を有する中実樹脂成形品１（図３）を製造する方法に関する。
この中実樹脂成形品１の製造方法は、図１及び図２に示すごとく、中実樹脂成形品１の形状に対応する成形空間を有する成形型２内に、１片の樹脂片１０ａ〜１０ｅのいずれかを収容する樹脂片収容工程と、樹脂片１０ａ〜１０ｅの原料と同種樹脂の単量体を成形型２内に注入する樹脂原料注入工程と、単量体を反応、硬化させる硬化工程とを行う。
以下に、この内容について詳しく説明する。
【００２１】
本例で製造する中実樹脂成形品１は、図３に示すごとく、厚み方向において厚み変化がある樹脂ブロックである。そして、この中実樹脂成形品１を形成するに当たっては、該中実樹脂成形品１の形状に対応する成形空間を有する成形型２（図１）を用いる。この成形型２は、上下に分割される上型２ｂと下型２ａとを組み合わせてなり、その内部に、中実樹脂成形品１の形状に対応する成形空間が形成されるように構成してある。
【００２２】
次に、本例の中実樹脂成形品１の製造方法について、手順を追って説明する。
この製造方法を実施するに当たっては、予め、上記樹脂片１０ａ〜１０ｅとしての略板状の樹脂部材（以下、適宜樹脂部材１０ａ〜１０ｅと記載する。）を作製する。樹脂部材１０ａは、成形型２の下型２ａの底面に当たる成形面２０ａに沿う略板状のものである。なお、本例の成形型２の下型２ａは、図１に示すごとく、略中央部分に尾根状の突出部２１ａを有してなる。そこで、本例の樹脂部材１０ａは、同図に示すごとく、その突出部２１ａに対応した屈曲部を設けてなる。なお、この屈曲部は、突出部２１ａと隙間なく形成してもよく、突出部２１ａと隙間を空けて形成しても良い。
【００２３】
また、樹脂部材１０ｂは、図１に示すごとく、樹脂部材１０ａにおける上型２０ｂ側の表面形状に沿う略板状のものである。樹脂部材１０ｃは、樹脂部材１０ｂにおける上型２０ｂ側の表面形状に沿う略板状のものである。樹脂部材１０ｄは、樹脂部材１０ｃにおける上型２０ｂ側の表面形状に沿う略板状のものである。樹脂部材１０ｅは、樹脂部材１０ｄにおける上型２０ｂ側の表面形状に沿うと共に上型２ｂの成形面２０ｂに対応する表面形状を有する略板状のものである。なお、本例では、これらの樹脂部材１０ａ〜１０ｅを、射出成形により作製した。射出成形以外の方法、例えば、押出成形、切削加工等により、各樹脂部材１０ａ〜１０ｅを作製することもできる。
【００２４】
そして、本例の製造方法では、まず、下型２ａ内に樹脂部材１０ａ〜１０ｅを収容する樹脂片収容工程と、下型２ａ内に単量体を注入する第１の樹脂原料注入工程とを、各樹脂部材１０ａ〜１０ｅごとに繰り返し実施した。その後、密閉した成形型２内に単量体を注入する第２の樹脂原料注入工程を実施し、その後、図２に示すごとく、硬化工程を実施して中実樹脂成形品１を作製した。この手順を、以下に説明する。
【００２５】
まず、樹脂部材１０ａを、下型２ａ内に収容する樹脂片収容工程を実施する。ここでは、下型２ａの成形面２０ａに沿って樹脂部材１０ａを収容する。そして、上記第１の樹脂原料注入工程を実施し、樹脂部材１０ａを収容した下型２ａ内に単量体を注ぎ入れる。この第１の樹脂原料注入工程では、図４に示すごとく、樹脂部材１０ａの表面が単量体１６によって覆われる程度の量の単量体を注ぎ入れた。なお、本例では、第１の樹脂原料注入工程を、室温環境（およそ２０度。）下で実施した。
【００２６】
次に、再度、樹脂片収容工程を実施し、樹脂部材１０ｂを、下型２ａ内に収容する。ここでは、下型２ａ内の樹脂部材１０ａの表面に沿わせるように、樹脂部材１０ｂを収容する。そして、第１の樹脂原料注入工程を実施し、樹脂部材１０ａ及び１０ｂを収容した下型２ａ内に単量体を注入する。この第１の樹脂原料注入工程では、図５に示すごとく、樹脂部材１０ｂの表面が単量体１６によって覆われる程度の量の単量体を注ぎ入れた。
本例では、樹脂部材１０ｃ〜１０ｅについても、樹脂部材１０ａ或いは１０ｂについて実施したのと同様の手順を繰り返し実施する。これにより、下型２ａ内において、単量体を介在して樹脂部材１０ａ〜１０ｅを積層することができる（図１参照。）。
【００２７】
なお、本例では、樹脂部材１０ａ〜１０ｅを下型２ａ内に収容するに先立って、樹脂原料注入工程で用いるのと同じ液状の単量体中に、樹脂部材１０ａ〜１０ｅを浸漬しておいた。本例では、樹脂部材１０ａ〜１０ｅの浸漬を、室温環境（およそ２０度。）下で２４時間程度かけて実施した。これにより、樹脂部材１０ａ〜１０ｅの表面を膨潤させることができ、作製した中実樹脂成形品１において樹脂部材１０ａ〜１０ｅと、上記硬化工程で単量体を新たに硬化させた領域との境目を目立たなくできる。
【００２８】
その後、図２に示すごとく、下型２ａと上型２ｂとを組み合わせて、成形空間を密閉する。そして、この状態で、成形型２内のすき間に単量体を注入する上記第２の樹脂原料注入工程を実施する。これにより、成形型２内に形成された成形空間を、樹脂片である樹脂部材１０ａ〜１０ｅと、単量体とにより満たした。なお、本例では、第２の樹脂原料注入工程を、室温環境（およそ２０度。）下で実施した。
【００２９】
その後、キャビティを密閉した状態で、成形型２内を減圧する。本例では、図示しない真空装置を用い、その吸引パイプをキャビティに連通させて上記の減圧を実施した。このように、成形型２内を減圧することで、液状の単量体中に含まれた気泡や、混入したガス等を排除でき、作製する中実樹脂成形品１の内部に気泡等が発生するおそれを抑制している。
【００３０】
次に、成形型２内の単量体を反応、硬化させる硬化工程を実施する。本例では、硬化工程を実施するのに先立って、成形型２内に窒素ガスを充填した。窒素ガスを充填することにより、空気中の酸素や水等に単量体がさらされないようにでき、かつ、気泡の発生を抑制し得るという作用効果が得られる。
【００３１】
硬化工程では、成形型２を、室温環境（およそ２０度。）下で放置して単量体を反応、硬化させた。なお、本例では、単量体の反応に伴って発生する気泡を排出できるよう、成形型２内を減圧（およそ１０ｋＰａに減圧。）しながら上記の硬化工程を実施した。なお、これに代えて、単量体の反応に伴う気泡の発生を抑制し得るよう、およそ１．０ＭＰａ〜１．５ＭＰａ程度で成形型２の内部を加圧しながら上記の硬化工程を実施することもできる。
【００３２】
本例では、一定時間が経過した後、硬化した中実樹脂成形品１（図２）を成形型２から取り出した。なお、上記の一定時間は、単量体中に配合する硬化剤の配合量のもよるが、本例では、３時間とした。この一定時間は、製造する中空樹脂成形品１の形状や、成形型２内に積層する樹脂部材１０ａ〜１０ｅの積層数等に応じて設定するのが良い。さらになお、上記硬化工程における単量体の反応が不十分である場合には、成形型２から取り出した後、例えば、オーブンを用いてポストキュア（温度８０度で６０分程度。）を行うことも良い。
【００３３】
（実施例２）
本例は、実施例１を基にして、粒状の樹脂片１１に変更した例である。この内容について、図６を用いて説明する。
本例の中実樹脂成形品１の製造方法における樹脂片収容工程では、多数の樹脂片１１を一括して成形型２内に収容する。そして、成形空間を密閉した状態で、樹脂原料注入工程を実施し、成形型２内に単量体１６を注入する。すなわち、本例では、実施例１とは相違し、樹脂原料注入工程を一回実施するのみである。
その後、実施例１と同様の手順により、単量体を硬化させる硬化工程を実施した。
【００３４】
なお、その他の構成及び作用効果については、実施例１と同様である。
さらになお、本例の中実樹脂成形品１の製造方法においては、例えば、樹脂片１１の表面を膨潤させずに成形型２に収容することが有効となる場合もある。例えば、各樹脂片１１を所定の形状に形成しておけば、製造した中実樹脂成形品１の内部において、その所定の形状の樹脂片１１の輪郭を積極的に顕在化させることができる。
【００３５】
また、樹脂片１１の形状としては、例えば、大小さまざまな大きさの樹脂片１１を組み合わせれば、キャビティにおける樹脂片１１を除くすき間の総容積を抑制し得る。この場合には、硬化工程で反応させる単量体の容積を抑制でき、硬化工程の作業性をさらに向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】実施例１における、成形型内で樹脂片（樹脂部材）を積層した様子を示す断面図。
【図２】実施例１における、成形型内で成形された中実樹脂成形品を示す断面図。
【図３】実施例１における、中実樹脂成形品を示す断面図。
【図４】実施例１における、下型に樹脂片を収容した状態を示す断面図。
【図５】実施例１における、下型に樹脂片を収容した状態を示す断面図。
【図６】実施例２における、中実樹脂成形品の生産過程を示す断面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  中実樹脂成形品
１０ａ〜ｅ  樹脂片（樹脂部材）
１１  樹脂部材
１６  単量体
２  成形型
２ａ  下型
２ｂ  上型
【図１】
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【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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