(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写面を具えてかつプラスチック材料からなる基材を用意し、転写面を露出した状態で基材を固定し、少なくとも一部が赤外線透過材料からなるスタンパーの賦形面を基材の転写面と密着状態に保持し、スタンパーに対して基材を指向する方向に赤外線を照射することを特徴とするプラスチック成形加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明はプラスチック成形加工方法に関するものであり、さらに詳しくは精密機器用部品、電子機器用記憶媒体および光学機器用レンズなどのプラスチック材料からなる成形品の製造技術の改良に関するものである。
【０００２】
この明細書において「転写面」とは所期の成形加工を施されるべき基材上の面部分を言い、例えば電子機器用記憶媒体であるＣＤ−ＲＯＭの製造に用いる基材のピットが形成されるべき面などを言うものである。
【０００３】
この明細書において「賦形面」とは所期の成形加工を施すべきスタンパー上の面部分を言い、例えばＣＤ−ＲＯＭ基材加工用スタンパーのピット対応凸部を具えた面を言うものである。
【０００４】
【従来技術】
プラスチック成形においては、プラスチック材料を溶融可塑化させて高温状態で成形金型のキャビティ（予めスタンパーを内装してある）内に射出成形機により高速高圧で充填した後、冷却固化させて目的とする形状の成形品を得ている。プレス成形に比べて生産性が高い故に当業界において広く採用されている技術である。
【０００５】
ところがこの射出成形に際しては、プラスチック材料が粘弾性物質であること、プラスチック材料の流動と冷却とが同時並行して起きること、およびプラスチック材料の熱伝導率が低くて冷却が不均一になることなどが原因となって、成形品中には不可避的に応力と歪みとが残留する。この結果成形品にはワープやシンクなどの外部構造的な欠陥が発生し易い。
【０００６】
外部構造的な不都合としてはその他にも、上記の諸欠陥が原因でショートショット（射出不充分）やウエルドライン（融合不充分）などの欠陥が発生する。
【０００７】
またキャビティ中の反注入口側の型壁付近においては、高温のプラスチック材料が低温の型壁に急激に接触する故にその粘性が高くなり、転写性（型形状に対する追従性）が低下する。したがって成形品が例えば多数の細い溝や突起が並設されている部分を有する電子機器用記憶媒体などである場合には、所期の溝や突起構造が精密に得られないという問題もある。
【０００８】
さらに型壁付近では同様の高低温接触が原因で、プラスチック材料中に粘性の異なる層が生じるので剪断力が発生して、プラスチック材料の高分子が高度に配向（オリエンテーション）層が形成される。この結果複屈折や屈折率の局部変化が発生して、光学的特性に偏綺が出る。このため成形品が光学機器用レンズなどに用いられる場合には内部構造的な問題がある。
【０００９】
以上のような射出成形に特有な外部および内部構造上の不都合を回避するには、冷却速度を低下させる、プラスチック材料温度を上昇させる、および成形圧力を増大させて射出速度を高くするなどの解決策が一応考えられる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
冷却速度を低下させる具体的な方法としては、プラスチック材料を徐冷するとか成形金型を昇温させるなどの方法がある。しかしこれらの方法によった場合には、プレス加工に比べて短時間に多数の成形品を生産できるという射出成形技術の最大のメリットである高生産性を損ねるという、基本的な難点がある。
【００１１】
またプラスチック材料温度を上昇させるという方法では、本発明者らの研究結果によれば、全んど実質的な効果が期待できないことが、明らかになった。
【００１２】
さらに成形圧力を増大させる方法でも、本発明者らの研究結果よれば、やはり全んど実質的な効果が期待できないことが、明らかになった。
【００１３】
さらに基本的な問題は、射出成形の場合にはかなりの高圧状態（ときには数トンに及ぶこともある）となるので、それに耐えるために装置を大型化せざるを得ない、という点である。この故に通常そのような大型装置を具えていない成形品の流通末端、例えばＣＤ販売店においての応需（カストマイズ）製造が困難である。
【００１４】
かかる従来技術の現状に鑑みてこの発明の基本的な目的は、射出成形のような高生産性を維持するとともに、プラスチック材料の転写性を向上させ、併せて均一な物理的特性（例えば光学的特性）を具えた成形品を提供することにある。
【００１５】
この発明の他の目的は、装置を小型化して成形品の流通末端における応需製造を可能とすることにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このためこの発明においては、転写面を具えてかつプラスチック材料からなる基材を用意し、転写面を露出した状態で基材を固定し、少なくとも一部が赤外線透過材料からなるスタンパーの賦形面を基材の転写面と密着状態に保持し、スタンパーに対して基材を指向する方向に赤外線を照射することを要旨とするものである。
【００１７】
【作用】
赤外線照射によるエネルギーを吸収する結果、転写面近傍のプラスチック材料が昇温してその粘性が低下する。一方スタンパーの方は赤外線透過性なのでエネルギーを吸収せず、全んど昇温しない。
【００１８】
【実施例】
図１〜４に示すのはこの発明の成形加工方法の一実施例である。まず図１に示すようにプラスチック材料からなり、かつ転写面１１を具えた基材１を用意する。この基材としては例えば成形品がＣＤ−ＲＯＭの場合には薄い円盤などが用いられる。プラスチック材料としては熱可塑性のものならば、例えばポリスチレンなど用途に応じて適宜これを選択する。
【００１９】
ついで図２に示すように、この基材１をその転写面１１を上にして、支持枠３に固定する。
【００２０】
つぎに図３に示すように、賦形面５１を具えたスタンパー５を用意する。このスタンパー５は赤外線透過材料から形成する。赤外線透過材料としてはセレン亜鉛（ＺｎＳｅ）、サファイアおよび赤外線用ガラスなどが用いられる。図示の場合にはスタンパー５全体を赤外線透過材料から形成するが、その賦形面部分を赤外線透過材料以外の材料で形成してもよい。賦形面５１は例えばＣＤ−ＲＯＭ基材加工用スタンパーなら、そのピット対応凸部を具えた面である。
【００２１】
さらに図４に示すように、賦形面５１と転写面１１とが密着状態になるようにスタンパー５と基材１とを保持する。この状態で基材１を指向する方向にスタンパー５に対して赤外線を照射する。
【００２２】
赤外線の光源としては例えば炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザーなどが用いられるが、赤外線ランプなどを用いることもできる。照射する赤外線の周波数は照射対象であるプラスチック材料を構成する高分子が吸収し得る範囲において、実施条件に合わせて適宜選択する。
【００２３】
【発明の効果】
特に精密な賦形面付近においてプラスチック材料の粘性が低下するので、賦形面の複雑かつ精密な形状であっても転写性が向上し、成形品の形状精度が大幅に向上する。また賦形面付近においてプラスチック材料の粘性が低下するので、粘性の異なる層が形成されずに高分子の配向が緩和され、物理的特性が均一となる。
【００２４】
高温にしないので冷却も必要なく、したがって生産性が阻害されない。
【００２５】
工程的に基材の製造と、赤外線照射成形との２段階に分離できる。加えて圧力を掛けないので装置が大型化しないから、流通末端にも装置を具えることができる。したがってスタンパーさえ種々のものを用意しておけば、流通の末端（例えば成形品の販売店）において自由に応需製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の加工方法の一実施例における第１ステップを示す側面図である。
【図２】この発明の加工方法の一実施例における第２ステップを示す側面図である。
【図３】この発明の加工方法の一実施例における第３ステップを示す側面図である。
【図４】この発明の加工方法の一実施例における第４ステップを示す側面図である。
【符号の説明】
１      プラスチック材料基材
１１    転写面
３      支持枠
５      スタンパー
５１    賦形面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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