JP7104719B2 - 射出成形品 - Google Patents
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Description
しかしながら、上記特許文献1記載の技術は、製品可視面のヒケが発生する領域全般に粗し処理を施す構成であるため、流路の高さや液漏れに影響する鏡面性に精度が要求される領域まで粗し処理が施される。すなわち、上記特許文献1記載の技術は、製品可視面の表面性にバラつきが生じているため、液漏れが生じたり、流路の高さがバラついたりするという課題がある。
金型へ溶融樹脂を射出成形して得られる射出成形品であって、
前記金型のゲートに連結する薄肉の板状部材であるベース部と、
前記ベース部上に一体成形され、前記ベース部の板厚に比して肉厚の複数の突起部と、
を備え、
前記複数の突起部には、それぞれ前記ベース部を貫通する孔が形成され、前記突起部ごとに形成された前記孔間が別の部品で接合されて流路が形成され、
前記突起部の内部に壁面に接するように収められた最大となる球の中心を前記突起部の最肉厚部とし、前記最大となる球の直径を前記突起部の最肉厚部の肉厚値100%とし、前記突起部の内部に壁面に接するように収められるとともに前記最大となる球の直径に対して95~100%の直径を有する球の中心位置の存在領域を肉厚値95~100%の領域とし、前記肉厚値95~100%の領域を前記ベース部に投影した投影領域に、表面粗さが前記ベース部上の前記孔間を含む鏡面領域の表面粗さよりも大きくなるように加工された加工領域が形成され、
前記鏡面領域と前記投影領域とが近接するように加工された前記金型から得られることを特徴とする。
前記最肉厚部の厚さは、前記ベース部の板厚よりも2倍以上肉厚であることを特徴とする。
前記加工領域の表面粗さは、Raで1~2μmであることを特徴とする。
前記投影領域を囲む最小円の面積を100%としたとき、前記最小円内に、前記最小円の面積の50~100%の範囲で、表面粗さが前記鏡面領域の表面粗さよりも大きくなるように面粗し処理が実施された金型から得られることを特徴とする。
前記最肉厚部の領域を前記ベース部以外の面である非可視面に投影した領域に、前記金型の面精度が得られていない領域が形成されていることを特徴とする。
前記突起部の内部に壁面に接するように収められるとともに前記最大となる球の直径に対して70~95%の直径を有する球の中心位置の存在領域を肉厚値70~95%の領域とし、前記肉厚値70~95%の領域を前記ベース部に投影した領域に、前記鏡面領域が含まれていることを特徴とする。
本実施形態に係る検査チップ10は、抗原抗体反応等による生体物質の検査・分析等に用いられるチップ(マイクロ流体チップ)であり、図1及び図2に示すように、検査チップ基板12と、第1の突起部13と、第2の突起部14と、を備えて構成されている。
検査チップ基板12は、図2に示すように、薄肉の板状部材である第1基板(ベース部)12aと、流路シール(図示省略)と、第2基板12b(光学部品、例えばプリズム)と、を備えて構成されている。流路11は、流路シールを用いて張り合わされた第1基板12aと第2基板12bとに画定される領域に形成されている。なお、検査チップ基板12を構成する第1基板12aと第2基板12bとは、射出成形法、プレス成形法、又は機械加工法などの方法によって製造され、第1基板12aと第2基板12bとの少なくとも一方に微細加工が施されていても良い。
第1の突起部13は、検査チップ基板12(第1基板12a)の上面に一体成形され、内径部21を有し、試薬を内径部21の中で混合したり反応させたりする試薬混合部や試薬反応部として機能する。試薬混合や試薬反応については公知であるのでここでは説明を省略する。内径部21は、流路11の連通路16と連通している。
突起部の最肉厚部とは、図3に示すように、射出成形品の内部(本実施形態では第1の突起部13の内部)に球BAを壁面に接するように収めたと仮定した場合に、最大の大きさとなる球BAの中心のことである。なお、突起部の最肉厚部は、例えば、3D形状解析ソフトウェアで用いられる最大ボールアルゴリズム手法等で算出することができる。
の範囲を満たす形状であれば、いかなる形状であってもよい。
検査チップ10は、射出成形機(射出成形金型30)を用いて、所定の工程を経て完成する。ここで、射出成形金型30を用いた射出成形工程について、図7及び図8を参照して説明する。なお、図7は、2つの金型(可動金型31、固定金型32)を突き合わせてキャビティーを形成する、所謂「型締め工程」の様子を示す模式図である。また、図8は、射出成形金型30から射出成形品40を離型させる、所謂「突出し工程」の様子を示す模式図である。
次に、図9を参照して、本発明における検査チップ基板12(第1基板12a)の実施例1~3及び比較例1~3を説明する。
比較例1の検査チップ基板12は、第1基板12aの板厚(ベース板厚)が1.3mm、第1基板12aの最肉厚部の肉厚値が4.2mmである。また、投影領域E1を囲む最小円C1の面積が1.4πmm2、加工領域E3の面積が1πmm2、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が71%である。また、加工領域E3の表面粗さがRaで0.5μmである。
[比較例2]
比較例2の検査チップ基板12は、第1基板12aの板厚(ベース板厚)が1.3mm、第1基板12aの最肉厚部の肉厚値が4.2mmである。また、投影領域E1を囲む最小円C1の面積が1.4πmm2、加工領域E3の面積が1πmm2、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が71%である。また、加工領域E3の表面粗さがRaで3μmである。
[比較例3]
比較例3の検査チップ基板12は、第1基板12aの板厚(ベース板厚)が1.3mm、第1基板12aの最肉厚部の肉厚値が4.2mmである。また、投影領域E1を囲む最小円C1の面積が1.4πmm2、加工領域E3の面積が0.5πmm2、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が36%である。また、加工領域E3の表面粗さがRaで1μmである。
実施例1の検査チップ基板12は、第1基板12aの板厚(ベース板厚)が1.3mm、第1基板12aの最肉厚部の肉厚値が4.2mmである。また、投影領域E1を囲む最小円C1の面積が1.4πmm2、加工領域E3の面積が1πmm2、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が71%である。また、加工領域E3の表面粗さがRaで1μmである。
[実施例2]
実施例2の検査チップ基板12は、第1基板12aの板厚(ベース板厚)が1.3mm、第1基板12aの最肉厚部の肉厚値が4.2mmである。また、投影領域E1を囲む最小円C1の面積が1.4πmm2、加工領域E3の面積が1πmm2、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が71%である。また、加工領域E3の表面粗さがRaで2μmである。
[実施例3]
実施例3の検査チップ基板12は、第1基板12aの板厚(ベース板厚)が1.3mm、第1基板12aの最肉厚部の肉厚値が4.2mmである。また、投影領域E1を囲む最小円C1の面積が1.4πmm2、加工領域E3の面積が0.7πmm2、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が50%である。また、加工領域E3の表面粗さがRaで1μmである。
比較例1の検査チップ基板12は、加工領域E3の表面粗さがRaで0.5μmであり、粗さが小さすぎて金型への樹脂の貼り付きが悪く、良好な効果を得ることができなかった。
比較例2の検査チップ基板12は、加工領域E3の表面粗さがRaで3μmであり、粗さが大きすぎて樹脂が金型へと残ってしまい、良好な効果を得ることができなかった。
比較例3の検査チップ基板12は、最小円C1の面積に対する加工領域E3の面積の割合(大きさ)が36%であり、面積が小さすぎて金型への樹脂の貼り付きが悪く、良好な効果を得ることができなかった。
一方、実施例1~3の検査チップ基板12では、良好な効果を得ることができた。
その一方、最肉厚部の領域を第1基板12aの可視面以外の面である非可視面(例えば突起部の側壁)に投影した領域に、金型の面精度が得られていない領域が形成される。金型の面精度が得られていない領域とは、金型から精度よく転写されていない領域のことであり、所謂ヒケが発生している領域のことである。すなわち、本実施形態は、非可視面にヒケを誘導することで、第1基板12aの可視面にヒケが発生することを抑制するものである。
以上のように、本実施形態に係る射出成形品は、金型(射出成形金型30)のゲートGAに連結する薄肉の板状部材であるベース部(第1基板12a)と、ベース部上に一体成形され、ベース部の板厚に比して肉厚の複数の突起部(第1の突起部13、第2の突起部14)と、を備える。また、複数の突起部には、それぞれベース部を貫通する孔13a、14aが形成され、突起部ごとに形成された孔13a、14a間が別の部品で接合されて流路が形成される。また、突起部の最肉厚部の肉厚値を100%としたとき、肉厚値が95~100%の領域をベース部に投影した投影領域E1に、表面粗さがベース部上の孔13a、14a間を含む鏡面領域E2の表面粗さよりも大きくなるように加工された加工領域E3が形成される。また、鏡面領域E2と投影領域E1とが近接するように加工された金型から得られる。
したがって、本実施形態に係る射出成形品によれば、製品可視面のうちヒケやすい領域を加工して樹脂が剥がれにくくすることができるので、製品可視面におけるヒケの発生を抑制することができる。よって、製品可視面の表面性を十分に確保することができるので、液漏れを抑制することができるとともに、流路の高さに要求される精度を満たすことができる。
したがって、本実施形態に係る射出成形品によれば、肉厚が厚い成形品であっても可視面におけるヒケの発生を抑制することができるので、液漏れを抑制することができるとともに、流路の高さに要求される精度を満たすことができる。
したがって、本実施形態に係る射出成形品によれば、製品可視面側の樹脂の貼り付きを良好にすることができるので、製品可視面におけるヒケの発生をより確実に抑制することができる。
したがって、本実施形態に係る射出成形品によれば、製品可視面側の樹脂の貼り付きを良好にすることができるので、製品可視面におけるヒケの発生をより確実に抑制することができる。
したがって、本実施形態に係る射出成形品によれば、非可視面にヒケを誘導することができるので、製品可視面におけるヒケの発生を抑制することができる。
したがって、本実施形態に係る射出成形品によれば、ヒケが発生しやすい領域(投影領域E1)と平面性や鏡面性が要求される領域(鏡面領域E2)とが近接する状況であっても可視面におけるヒケの発生を抑制することができるので、液漏れを抑制することができるとともに、流路の高さに要求される精度を満たすことができる。
例えば、上記実施形態では、突起部の最肉厚部の厚さが、第1基板12aの板厚よりも2倍以上肉厚である構成を例示して説明しているが、これに限定されるものではない。すなわち、突起部の最肉厚部の厚さが、第1基板12aの板厚よりも肉厚であればよく、突起部の最肉厚部の厚さは、第1基板12aの板厚の2倍未満の厚さであってもよい。
11 流路
12 検査チップ基板
12a 第1基板(ベース部)
12b 第2基板
13 第1の突起部(突起部)
14 第2の突起部(突起部)
13a、14a 孔
15 反応路
16、17 連通路
21、22 内径部
30 射出成形金型
31 可動金型
310 凹部
32 固定金型
33 突出しピン
34 エジェクタ部材
35 コアピン
36 シリンダー部
360 樹脂材供給炉
40 射出成形品
GA ゲート
BA 球
E1 投影領域
E2 鏡面領域
E3 加工領域
C1 最小円
Claims (6)
- 金型へ溶融樹脂を射出成形して得られる射出成形品であって、
前記金型のゲートに連結する薄肉の板状部材であるベース部と、
前記ベース部上に一体成形され、前記ベース部の板厚に比して肉厚の複数の突起部と、
を備え、
前記複数の突起部には、それぞれ前記ベース部を貫通する孔が形成され、前記突起部ごとに形成された前記孔間が別の部品で接合されて流路が形成され、
前記突起部の内部に壁面に接するように収められた最大となる球の中心を前記突起部の最肉厚部とし、前記最大となる球の直径を前記突起部の最肉厚部の肉厚値100%とし、前記突起部の内部に壁面に接するように収められるとともに前記最大となる球の直径に対して95~100%の直径を有する球の中心位置の存在領域を肉厚値95~100%の領域とし、前記肉厚値95~100%の領域を前記ベース部に投影した投影領域に、表面粗さが前記ベース部上の前記孔間を含む鏡面領域の表面粗さよりも大きくなるように加工された加工領域が形成され、
前記鏡面領域と前記投影領域とが近接するように加工された前記金型から得られることを特徴とする射出成形品。 - 前記最肉厚部の厚さは、前記ベース部の板厚よりも2倍以上肉厚であることを特徴とする請求項1に記載の射出成形品。
- 前記加工領域の表面粗さは、Raで1~2μmであることを特徴とする請求項1又は2に記載の射出成形品。
- 前記投影領域を囲む最小円の面積を100%としたとき、前記最小円内に、前記最小円の面積の50~100%の範囲で、表面粗さが前記鏡面領域の表面粗さよりも大きくなるように面粗し処理が実施された金型から得られることを特徴とする請求項1~3のいずれか一項に記載の射出成形品。
- 前記最肉厚部の領域を前記ベース部以外の面である非可視面に投影した領域に、前記金型の面精度が得られていない領域が形成されていることを特徴とする請求項1~4のいずれか一項に記載の射出成形品。
- 前記突起部の内部に壁面に接するように収められるとともに前記最大となる球の直径に対して70~95%の直径を有する球の中心位置の存在領域を肉厚値70~95%の領域とし、前記肉厚値70~95%の領域を前記ベース部に投影した領域に、前記鏡面領域が含まれていることを特徴とする請求項1~5のいずれか一項に記載の射出成形品。
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