(57)【要約】【課題】透光性樹脂材料を用いる場合にあっても、気泡の残留に起因する不良の発生を効果的に抑制することが可能な樹脂成形型装置および樹脂成形装置を提供する。【解決手段】樹脂成形型装置は、キャビティと、当該キャビティに繋がる流動性材料の流入経路とが形成され、流動性材料として熱硬化透光性樹脂材料を適用材料として用いることが可能である。そして、キャビティには、複数のベントホールが開口されており、複数のベントホールには、キャビティ内における流動性材料の流れの最下流に開口された第１のベントホールと、キャビティ内における鉛直方向最下部に開口された第２のベントホールとが含まれている。【選択図】図２
2007230040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
キャビティと、当該キャビティに繋がる流動性材料の流入経路とが形成され、前記流動性材料として熱硬化透光性樹脂材料が適用可能な樹脂成形型装置であって、
前記キャビティには、複数のベントホールが開口されており、
前記複数のベントホールには、
前記キャビティ内における前記流動性材料の流れの最下流に開口された第１のベントホールと、
前記キャビティ内における鉛直方向最下部に開口された第２のベントホールとを含む
ことを特徴とする樹脂成形型装置。
【請求項２】
前記流入経路は、前記キャビティの鉛直方向中間部で接続されており、
前記複数のベントホールには、前記キャビティ内における前記流入経路の接続箇所に対向する箇所またはその近傍に開口された第３のベントホールを含む
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形型装置。
【請求項３】
前記第１のベントホールは、前記キャビティ内における鉛直方向最上部に開口されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂成形型装置。
【請求項４】
前記流動性材料の粘度は、少なくとも前記キャビティへの流入時において、０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下の範囲である
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の樹脂成形型装置。
【請求項５】
前記キャビティが複数形成されている
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の樹脂成形型装置。
【請求項６】
請求項１から５の何れかの樹脂成形型装置を成形型部として有するとともに、
前記樹脂成形型装置における流動性材料の流入経路に対し、熱硬化透光性樹脂材料の供給を行う押出し部を有する
ことを特徴とする樹脂成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形型装置および樹脂成形装置に関し、特に、キャビティに対する気体等のために設けられるベントホールの配置設計技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂材料を用いた成形体は、現在、種々のように用いられている。樹脂成形体の製造には、樹脂材料を射出する射出装置と、射出された流動性の樹脂材料を受け入れる樹脂成形型装置とが用いられる。射出装置としては、例えば、スクリュータイプなどの押出し機が採用される。
一方、樹脂成形型装置は、固定側成形型と可動側成形型、および可動側成形型の可動機構部、さらには各成形型の温度調整を実行する温調部などが組み合わされて構成されている。成形型における樹脂材料の流路について、図４を用い説明する。図４（ａ）〜（ｃ）では、便宜上、可動側成形型５２０のみを示している。実際には、図４の紙面手前側から固定側成形型が押し付けられた状態で樹脂成形が実行される。
【０００３】
図４（ａ）に示すように、可動モールド５２０には、射出装置から続く樹脂流路であるスプルー５２１が、Ｙ軸方向の左側から右側に向けて延びている。そして、スプルー５２１の先には、形成しようとする樹脂成形体の形を有するキャビティ５２３が形成されている。このキャビティ５２３とスプルー５２１との接続部分には、流路径がスプルー５２１よりも絞られたゲート５２８が形成されている。
【０００４】
キャビティ５２３には、ゲート５２８から最も離れた箇所、図４（ａ）におけるキャビティ５２３のＹ軸方向右端部分に開口を有するベントホール５２４が設けられている。
図４（ｂ）に示すように、射出装置から射出された流動性を有する樹脂材料は、スプルー５２１からゲート５２８を介して、キャビティ５２３に送りこまれる。そして、樹脂材料が送り込まれたキャビティ５２３では、その充填前からキャビティ５２３内に残留していたガスが、ベントホール５２４に向けて排出される。
【０００５】
ところで、図４（ｃ）に示すように、樹脂成形においては、樹脂材料の流動性やベントホール５２４の配置などによってはキャビティ５２３内にガスが取り残されるという事態を生ずることがある。このような場合には、樹脂材料とガスとの比重の関係より、キャビティ５２３内において、ガスは重力に対し抗する方向（Ｚ軸上方向）に残ることになり、残留気泡部５５１が発生することになる。また、キャビティ５２３に対し充填される樹脂材料の容量は、キャビティ５２３の容積を基準に定められているので、上記気泡残留部５５１が生じることで、その分の樹脂材料がバリとなったり、製品における歪となったりして残ることもある。
【０００６】
上記のような問題に対し、従来では、樹脂形成型装置の設計に関し、種々の取り組みがなされている（例えば、特許文献１、２、３など）。
【特許文献１】特開２００３−１６３３２５号公報
【特許文献２】特開平１１−８７３８１号公報
【特許文献３】実公平０７−９６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１、２、３をはじめとする従来の技術では、種々の樹脂材料に対してその製品品質を確保することは困難な状況となってきている。具体的には、樹脂材料として透光性樹脂を用いる場合には、従来の成形時に求められていたよりも厳しい基準でのガス抜きが求められる。これは、透光性樹脂材料を用い透光性樹脂成形体を製造する場合には、成形後の製品内に気泡が残ることが配向特性を大きく劣化させることに繋がり、従来よりも厳しい基準でのガス抜きが求められるためである。そして、このような要望に対し、上記特許文献１、２、３を始めとする従来の技術では、十分に対応することができず、また、将来に向けて上記のような要望はより一層強まることが予想され、その方策が必要となる。
【０００８】
そこで、本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、透光性樹脂材料を用いる場合にあっても、気泡の残留に起因する不良の発生を効果的に抑制することが可能な樹脂成形型装置および樹脂成形装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明は、キャビティと、当該キャビティに繋がる流動性材料の流入経路とが形成され、流動性材料として熱硬化透光性樹脂材料が適用可能な樹脂成形型装置であって、キャビティには、複数のベントホールが開口されており、複数のベントホールには、キャビティ内における流動性材料の流れの最下流に開口された第１のベントホールと、キャビティ内における鉛直方向最下部に開口された第２のベントホールとを含むことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る樹脂成形装置は、上記本発明に係る樹脂成形型装置を成形型部として備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、キャビティに対し第１のベントホールおよび第２のベントホールとが開口されているので、空気などのガスや成形前に成形型の流入経路やキャビティ内に残留した不純物などを効果的にキャビティ外へと排出することが可能である。特に、樹脂成形時において、キャビティ内における流動性材料（熱硬化透光性樹脂材料）の流れの最下流に開口された第１のベントホールからは、空気などのガスが排出される。これは、キャビティ内の残留ガス等は充填される樹脂材料の流れに従って押出され流動するので、樹脂成形の際には、キャビティ内における樹脂材料の流れの最下流（キャビティ内における樹脂材料が最も遅く回る箇所）に向けて残留ガスが移動されることによるものである。
【００１２】
また、上記のように、キャビティ内における鉛直方向最下部に開口された第２のベントホールからは、樹脂成形の際に、樹脂材料よりも比重の大きい不純物が排出されることになる。なお、樹脂成形は、複数ショット繰り返して実行されることになるが、直前のショットでキャビティや流入経路の壁面などに残留した硬化した樹脂なども成形時にキャビティ内へと導入されてしまうこともあるが、上記のようにキャビティに対し第２のベントホールが開口されている本発明に係る樹脂成形型装置および樹脂成形装置では、これらの硬化樹脂についても、効果的に排出することが可能である。
【００１３】
従って、本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、透光性樹脂材料を用いる場合にあっても、気泡の残留に起因する不良（光の透過効率が低下するといった不良など）の発生を効果的に抑制することが可能である。
上記優位性を有する本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、以下のようなバリエーションを採用することができる。
【００１４】
上記本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、流入経路をキャビティの鉛直方向中間部で接続しておき、複数のベントホールに、キャビティ内における流入経路の接続箇所に対向する箇所またはその近傍に開口された第３のベントホールを含む構成としておくことができる。このようにすることにより、本発明に係る樹脂成形型装置を用いた樹脂成形においては、上記残留ガスおよび残留不純物だけでなく、流動性を有した樹脂材料（流動性材料）に対し比重が近い不純物などが混入していた場合にも、これらを高効率に排出することが可能となる。
【００１５】
また、上記本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、上記第１のベントホールをキャビティ内における鉛直方向最上部に開口しておくという構成を採用することができる。このように第１のベントホールを開口することで、樹脂材料に比べて比重の小さい空気などのガスがこの第１のベントホールから良好に排出される。
また、上記本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、少なくともキャビティへの流入時において、０．１［Ｐａ・ｓ］以上１０００［Ｐａ・ｓ］以下の範囲の粘度を有する流動性材料（熱硬化透光性樹脂材料）を受け入れる際に、上記ベントホールの構成を採用することが望ましい。即ち、上記のように低粘度の樹脂材料を導入する場合には、従来の樹脂成形型装置を用いるとガスの残留等による不良が発生しやすいが、本発明に係る樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置のようなベントホールの構成を採用することで、これらの不良を低減することができる。
【００１６】
また、上記樹脂成形型装置およびこれを備える樹脂成形装置では、キャビティの形成数についての限定はないが、成形効率などの観点から複数形成しておくことが望ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参酌しながら説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態については、本発明に係る樹脂成形型装置および樹脂成形装置の構成その作用・効果を分かりやすく説明するための用いる一例であって、本発明は、その特徴とする骨子以外、何ら以下の例に限定を受けるものではない。
１．樹脂成形装置の全体構成
本実施の形態に係る樹脂成形装置は、低粘度（例えば、０．１［Ｐａ・ｓ］〜１０００［Ｐａ・ｓ］）の熱硬化透光性樹脂（例えば、シリコーン樹脂）を原料として用いる装置であって、押出し機と樹脂成形型装置１とを主な要素として構成されている。押出し機は、例えば、スクリュータイプなどの機器であり、公知のものである。このため、その図示および説明を省略する。
【００１８】
２．樹脂成形型装置１の構成
本実施の形態に係る樹脂成形装置の構成中、最も特徴を有する樹脂成形型装置１の構成について、図１を用い説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る樹脂成形型装置１は、固定側成形型１０と可動側成形型２０とをその主な要素として構成されており、また、図示を省略しているが、これらの成形型１０、２０に付帯して、可動側成形型２０の可動装置（シリンダおよびガイドなど）が設けられている。この内、固定側成形型１０には、その内方において、可動側成形型２０との嵌合境界に向けてＸ軸方向に延びるスプルー１１が形成されている。この固定側成形型１０におけるスプルー１１は、その開放端（Ｘ軸方向の右側端）に、上記押出し機が接続されることになる。
【００１９】
また、固定側成形型１０は、Ｘ軸方向の中ほどに、左右の熱の伝達を遮断する断熱部１６が挿設されている。そして、固定側成形型１０における断熱部１６よりもＸ軸方向の右側部分、即ち、押出し機が接続される側の部分には、駆動時において、スプルー１１の樹脂材料を冷却するための冷却媒体流路１２がスプルー１１を挟む状態で一対形成されている。各冷却媒体流路１２は、冷却媒体供給部１３に接続されている。
【００２０】
また、固定側成形型１０における断熱部１６よりも左側の部分、即ち、可動側成形型２０との嵌合側の部分には、後述するキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄの各々に対応する箇所にヒーター１４が埋設されている。ヒーター１４は、ヒーター電源１５に接続されている。
一方、可動側成形型２０には、上記固定側成形型１０におけるスプルー１１に繋がるランナー２１が形成されている。ランナー２１は、可動側成形型２０における固定側成形型１０との嵌合境界部分において、Ｚ軸方向（鉛直方向）の上下方向に延びて形成されている。スプルー１１とランナー２１との交差部分の近傍には、スプルーロック２２が形成されている。
【００２１】
可動側成形型２０には、固定側成形型１０との嵌合境界に沿って、複数のキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、・・・が形成されており、各々がランナー２１に接続されている。また、可動側成形型２０には、固定側成形型１０と同様に、各キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、・・・に対応する箇所にヒーター２５が埋設されており、各ヒーター２５は、ヒーター電源２６に接続されている。
【００２２】
さらに、可動側成形型２０に形成された各キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、・・・の各々には、ベントホール２４ａ１、２４ａ２、２４ｂ１、２４ｃ２、２４ｄ１、２４ｄ２、・・・が開口されている。なお、図１においては、図示の都合上、ランナー２１とキャビティ２３ａ、２３ｄとが接続していないように示され、また、キャビティ２３ｂ、２３ｃには、ベントホール２４ｂ１、２４ｃ２だけが、キャビティ２３ａ、２３ｄには、ベントホール２４ａ１、２４ａ２、２４ｄ１、２４ｄ２だけが接続されているようになっているが、実際には、各キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、・・・には、ランナー２１が接続され、各々に複数のベントホールが開口されている。
【００２３】
３．可動側成形型２０における樹脂流路
上述の概略構成を有する可動側成形型２０における樹脂流路について、図２を用い説明する。図２は、固定側成形型１０から可動側成形型２０を離間させ、図１におけるＺ軸方向の右側より可動側成形型２０の嵌合面を見た平面図である。
図２に示すように、可動側成形型２０におけるキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈは、ＹＺ面において、４行２列に設けられている。そして、ランナー２１は、樹状に分岐され、キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈの各々に接続されている。
【００２４】
また、可動側成形型２０におけるキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈの各々には、複数のベントホール２４ａ１〜２４ｈ３が開口されている。なお、図２に示すように、本実施の形態に係る樹脂成形型装置１では、各キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈに対し、３つのベントホール２４ａ１〜２４ｈ３が開口されているが、ベントホールの開口数については、各々のキャビティに対し複数であれば、これに限定されるものではない。各ベントホール２４ａ１〜２４ｈ３は、並行して設けられた２本の排出主幹路２７に接続されている。
【００２５】
図２の拡大部分に示すように、本実施の形態では、キャビティ２３ａに対し、３つのベントホール２４ａ１、２４ａ２、２４ａ３が開口されているが、その内のベントホール２４ａ１は、Ｚ軸方向（鉛直方向）におけるキャビティ２３ａの最上部となる箇所に開口されている。また、ベントホール２４ａ２は、Ｚ軸方向（鉛直方向）におけるキャビティ２３ａの最下部に開口され、ベントホール２４ａ３は、キャビティ２３ａに対するランナー２１の接合箇所、即ち、ゲート２８ａに対向する箇所に開口されている。ここで、「ゲート２８ａに対向する箇所」とは、厳密に対向する箇所だけでなく、その近傍箇所も含む広義なものである。
【００２６】
詳しい図示を省略しているが、上記キャビティ２３ａに対するベントホール２４ａ１、２４ａ２、２４ａ３の開口箇所の関係は、他のキャビティ２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈについても同様である。
上記において、ベントホール２４ａ１〜２４ｈ３の開口箇所の設定については、当該装置に対して使用する樹脂（低粘度（例えば、０．１［Ｐａ・ｓ］〜１０００［Ｐａ・ｓ］）の熱硬化透光性樹脂（例えば、シリコーン樹脂））、および成形品に対し要求される透明度などの性能に関連して設定されているものである。
【００２７】
４．樹脂成形型装置１を用いた樹脂成形での樹脂の流れ
次に、上述のような構成で構成された樹脂成形装置を用い、樹脂成形を実行する場合にも樹脂材料５０の流れについて、図３を用い説明する。なお、図３では、模式的に樹脂材料５０の流れを示しており、実際の流れを忠実に示すものではない。
図３（ａ）に示すように、ランナー２１からゲート２８ａを通りキャビティ２３ａへと流れ込んできた樹脂材料５０は、上記のように低粘度であるため、キャビティ２３ａのＺ軸方向（鉛直方向）下方から順に充填されて行く。このとき、図３（ａ）の拡大部分に示すように、キャビティ２３ａの最下部に開口されたベントホール２４ａ２には、樹脂材料５０が流れ込む。そして、仮に樹脂材料５０中に気泡５１や不純物５２を巻き込んでいた場合には、これらは、ベントホール２４ａ２へと排出される。
【００２８】
図３（ｂ）に示すように、キャビティ２３ａに対し尚も樹脂材料５０の充填がされると、ゲート２８ａに対向する箇所に開口されたベントホール２４ａ３からも空気などのガスや不純物５２などが樹脂材料５０の一部とともに、あるいは樹脂材料５０に押出されるように排出される。
図３（ｃ）に示すように、樹脂材料５０がキャビティ２３ａを完全に満たすと、最上部に開口されたベントホール２４ａ１からも空気などのガスが押出されるとともに、気泡５１などを含む樹脂材料５０が排出されることになる（図３（ｃ）の拡大部分を参照）。このとき、ベントホール２４ａ１は、キャビティ２３ａにおける樹脂材料５０が最終的に到達する箇所に開口されているので、空気などのガスがキャビティ２３ａ内に取り残されることがなく、成形後の樹脂成形体にエアー溜まり痕や歪などが残るようなことがない。
【００２９】
また、本実施の形態に係る樹脂成形型装置１を用いれば、樹脂材料５０がキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈに充填される際に抱き込んだガスを、各キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈに設けられた３つのベントホール２４ａ１〜２４ｈ３から樹脂材料５０の一部とともに、排出される。
【００３０】
従って、本実施の形態に係る樹脂成形型装置１およびこれを備える樹脂成形装置では、低粘度（例えば、０．１［Ｐａ・ｓ］〜１０００［Ｐａ・ｓ］）の熱硬化透光性樹脂（例えば、シリコーン樹脂）を原料として用いる場合にあっても、完成後の製品にヒケや歪、あるいは内部の残留気泡などが少ない、あるいは存在しない樹脂成形体を製造することができる。このため、透明性を要求される樹脂成形体を得ようとする場合にも、本実施の形態に係る樹脂成形型装置１およびこれを備える樹脂成形装置は、十分に要求を満たす製品を製造することができる。
【００３１】
なお、上記では、キャビティ２３ａにおける樹脂材料５０の流れを説明したが、他のキャビティ２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈについても、多少のタイミングの相違はあるものの、図３（ａ）〜（ｃ）と同じ樹脂材料５０の流れ形態を採る。
（その他の事項）
上記実施の形態では、８つのキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈが形成されてなる樹脂成形型装置１を一例として用いたが、キャビティの形成数については、これに限定を受けるものではなく、例えば、キャビティが１つの樹脂成形型装置としてもよいし、よりキャビティの形成数が多い樹脂成形型装置を採用することもできる。
【００３２】
また、上記実施の形態に係る樹脂成形型装置１では、各キャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈに対し、３つのベントホール２４ａ１〜２４ｈ３が開口された構成としたが、少なくともキャビティにおける樹脂材料５０が最後に到達する箇所と、キャビティにおける鉛直方向の最下部とに各々ベントホールを開口する構成とすればよい。そして、その他には、用いる樹脂材料の粘度などの特性や、樹脂成形時における温度の管理条件、さらには、樹脂成形体の形状（キャビティの形状）などにより、適宜の開口が可能である。
【００３３】
また、上記実施の形態では、樹脂材料５０の一例として低粘度の熱硬化透光性樹脂を用いることとしたが、これに限らず熱硬化透光性樹脂を採用することができる。
また、図２、図３などに示すキャビティ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈ形状については、便宜上、断面円形としたが、本発明は、これに限定を受けない。なお、樹脂成形時において、キャビティにおける樹脂材料が最後に到達する箇所が複数箇所存在するような場合には、その各々に対しベントホールを開口しておくことが望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、発光装置における樹脂封止体やレンズなどを製造するのに有効な樹脂成形型装置および樹脂成形装置を実現する上で優位である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】実施の形態に係る樹脂成形型装置１の構成を模式的に示す断面図である。
【図２】可動側成形型２０における樹脂材料の流路を模式的に示す平面図である。
【図３】樹脂成形型装置１に射出された樹脂材料５０の流れを模式的に示す部分断面図である。
【図４】従来技術に係る樹脂成形型装置５２０に射出された樹脂材料５５０の流れを模式的に示す部分断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１．樹脂成形型装置
１０．固定側成形型
１１．スプルー
１２．冷却媒体流路
１３．冷却媒体供給部
１４、２５．ヒーター
１５、２６．ヒーター電源
１６．断熱部
２０．可動側成形型
２１．ランナー
２２．スプルーロック
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ、２３ｆ、２３ｇ、２３ｈ．キャビティ
２４ａ１、２４ａ２、２４ａ３、２４ｂ１、２４ｂ２、２４ｂ３、２４ｃ１、２４ｃ２、２４ｃ３、２４ｄ１、２４ｄ２、２４ｄ３、２４ｅ１、２４ｅ２、２４ｅ３、２４ｆ１、２４ｆ２、２４ｆ３、２４ｇ１、２４ｇ２、２４ｇ３、２４ｈ１、２４ｈ２、２４ｈ３．ベントホール
２７．排出主幹路
２８ａ．ゲート
５０．樹脂材料
５１．気泡
５２．不純物
【図１】
2007230040.tif 000003
【図２】
2007230040.tif 000004
【図３】
2007230040.tif 000005
【図４】
2007230040.tif 000006