CN101357502A - 导光板的成形模具和导光板的成形方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种导光板的成形模具和成形方法,在利用射出成形在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形时,能够从模具中容易地取出导光板,并且在取出时不易在导光板上留下痕迹。导光板(P)的成形模具(11)利用射出成形在形成于固定模具(13)与可动模具(12)之间的型腔(14)内进行导光板(P)的成形,其中,对导光板(P)中的有效面以外的部分(P4b)、(P5)或有效面以外的部分(P4b)、(P5)与有效面(P4a)的交界部分(P6)作用力(C2)、(F)从而进行导光板(P)的脱模。
Description
技术领域
本发明涉及利用射出成形在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形的导光板的成形模具和导光板的成形方法,特别涉及能够从模具中容易地取出导光板的导光板的成形模具和导光板的成形方法。
背景技术
作为利用包括射出压缩成形在内的射出成形来成形导光板的导光板的成形模具,专利文献1中所记载的内容是公知的。在专利文献1中,朝向可动模具6的主体部24与外壁部21之间形成有空气通路26,在马上开模之前或者在开模后,从未图示的空气供给机构经空气通路26朝向成形品P喷出空气,以进行导光板的取出。但是在专利文献1中,上述空气的喷出主要作用于导光板的侧面部P1,因此难以作用到可动模具侧的型腔面18与导光板之间,作为脱模的辅助的作用不足。其结果为,虽然对移载机41的吸盘43作用较大的吸引力以取出导光板P,但是由于刚刚成形之后的导光板温度高,所以存在有时会在导光板的表面上留下痕迹的不良状况的问题。再者在专利文献1中,由于以导光板与浇道等成为一体的状态吸附着导光板的部分取出,所以为了将包含流道的浇道脱模特别需要大的吸附力,该流道咬入在为了从固定模具中抽出浇道而形成在可动模具中的凹部(咬入部)中。
再者,在成形时将导光板与浇道在模具内分离的情况下,由于能够仅吸附着导光板取出,所以与专利文献1的情况相比,较小的吸附力就足够,但是由于使吸盘直接与导光板抵接来进行吸附这一点没有变,所以希望导光板的脱模更容易,能够以较小的力取出导光板。
专利文献1:日本特开2003-145593号公报(0031、图3)
发明内容
本发明鉴于上述问题,其目的在于提供一种导光板的成形模具和成形方法,在利用射出成形在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形时,能够从模具中容易地取出导光板,并且在取出时不易在导光板上留下痕迹。
本发明的技术方案1所述的导光板的成形模具,利用射出成形在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形,其特征在于,对导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分作用力从而进行导光板的脱模。
本发明的导光板的成形模具和成形方法利用射出成形在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形,其中,对导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分作用力从而进行导光板的脱模,因此能够利用比较简单的模具结构容易地取出导光板。
附图说明
图1是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的剖面图,是表示在合模后射出开始前的状态的图。
图2是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的剖面图,是表示射出时型腔内的容积扩大了的状态的图。
图3是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的剖面图,是表示型腔内的树脂在压缩后切断浇口的状态的图。
图4是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的可动模具的主视图。
图5是表示本实施方式的导光板的射出压缩成形方法的图表。
图6是表示图4中的可动模具的A-A线部分和与其相对置的固定模具部分的开模前的状况的放大剖面图。
图7是表示图4中的可动模具的A-A线部分和与其对置的固定模具部分的排压后的状况的放大剖面图。
图8是表示图4中的可动模具的A-A线部分和与其对置的固定模具部分的开模开始后的状况的放大剖面图。
图9是本实施方式的导光板的取出装置的主视图。
具体实施方式
参照图1至图8说明本发明的导光板的成形模具。图1是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的剖面图,是表示在合模后射出开始前的状态的图。图2是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的剖面图,是表示射出时型腔内的容积扩大了的状态的图。图3是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的剖面图,是表示型腔内的树脂在压缩后切断浇口的状态的图。图4是本实施方式的导光板的射出压缩成形模具的可动模具的主视图。图5是表示本实施方式的导光板的射出压缩成形方法的图表。图6是表示图4中的可动模具的A-A线部分和与其相对置的固定模具部分的开模前的状况的放大剖面图。图7是表示图4中的可动模具的A-A线部分和与其对置的固定模具部分的排压后的状况的放大剖面图。图8是表示图4中的可动模具的A-A线部分和与其对置的固定模具部分的开模开始后的状况的放大剖面图。图9是本实施方式的导光板的取出装置的主视图。
本实施方式的导光板的射出压缩成形模具11是通过射出压缩成形将对角尺寸为3英寸、板厚为0.4mm的便携电话用侧光型导光板成形的模具。(以下关于便携电话用侧光型导光板简记为导光板。)射出压缩成形是在从成形开始时至成形完成时期间可动模具12与固定模具13的距离可变的成形。因此,在闭模后的停止位置射出熔融树脂、然后使可动模具就那样前进并进行压缩的被称为射出模压的类型也包含在射出压缩成形中。在这些射出压缩成形中,与成形完成时相比,射出开始前或射出开始后型腔处于略微打开的状态,所以不需要具有高速射出能力的射出装置,而能够以较低速、低压射出熔融树脂。另外,由于在射出开始后使可动模具朝合模方向移动以压缩熔融树脂,因此具有在型腔的距浇口部较远的位置能加快熔融树脂的流动,良好地进行微细的转印的优点。进而,关于切断浇口后,在通常的射出成形模具中,无法从射出装置进行保压,但在射出压缩成形的情况下,可将型腔内的熔融树脂压缩来应对由冷却固化所产生的收缩。这样的射出压缩成形特别在进行与光出射面等的面积相比板厚特别薄的导光板的成形时有利。
图1至图3是本发明的射出压缩成形模具11的截面。射出压缩成形模具11由作为第1模具的可动模具12和作为第2模具的固定模具13构成,在合模后的两模具12、13之间形成有容积和厚度可变的型腔14。在射出压缩成形机1的安装在可动盘上的可动模具12上设置有模具主体部15、型芯部16和可动框部19等。在模具主体部15的固定模具侧的面的大致中央固接有型芯部16。型芯部16的与固定模具13相对置的面成为由形成面16a1和形成面16a2构成的主面形成面16a并与导光板P的主体部P4形状一致地形成四边形,所述形成面16a1由镜面构成并在型腔14中形成作为导光板P的有效面的光出射面P4a;所述形成面16a2在形成面16a1的周围形成有效面以外的部分P4b。另外,在型芯部16的内部形成有与上述主面形成面16a平行的多条冷却介质流路17。此外,型芯部的形成型腔形成部的部分和其它部分可以由分体的块体构成。再者,在型腔14中主面形成面16a的光出射面P4a虽然表示了镜面的例子,但也能施行凹槽或粗糙面加工等。
在上述模具主体部15的固定模具侧的面的上下四个部位形成有凹部,在该凹部内以朝向上述固定模具侧的方式安装有弹簧18。另外,上述弹簧18的上述固定模具侧安装在以包围上述型芯部16周围的方式配设的可动框部19。因此换言之,在由可动框部19形成的空洞部中配设有型芯部16。另外,可动框部19整体可以通过上述弹簧18相对于模具主体部15和型芯部16朝开闭模方向移动。另外,可动框部19的与固定模具13相对置的面成为抵接面19a(分型面)。再者,在可动框部19的与浇口相反的一侧可以自由装卸地配设有用于形成光入射面的光入射面形成块20。此外,图1表示对可动模具12作用合模力、上述弹簧18收缩的状态,图2是表示射出时型芯部16后退、型腔14的容积扩大了的状态的图,但是比实际夸张地表现。
再者,在可动框部19的内侧,固定模具13侧的部分的、与光入射面形成块20相邻的内周面也成为形成导光板P的侧面的型腔形成面19b。另外,如图4所示,在一侧的型腔形成面19b的与抵接面19a相邻的部分,在两个部位形成有形成导光板P的爪部P5的爪部形成部19c。爪部形成部19c仅通过可动框部19形成,在抵接面19a的内周侧的部分,由与该抵接面19a相比朝向可动盘侧低一级的、形成为凹状的固定模具对置面19c1及其周围的侧面19c2形成。在本实施方式中,在可动框部19的两侧的共计四个部位形成有矩形的爪部形成部19c。通过爪部形成部19c成形的爪部P5是在将导光板P作为便携电话等的显示装置安装时使用的部分。另外,爪部P5是在导光板P中与光出射面P4a(有效面)和反射面(有效面)不同的有效面以外的部分。此外,在本实施方式中,也如图6、图7和图8所示,爪部P5相对于主体部P4形成得较薄,但是形成为能够接受在将导光板P脱模时作用的力的大小和厚度。另外,在导光板的厚度薄的情况下,也可以使主体部与爪部厚度相同,或者相反地使爪部形成得较厚,也并不限定爪部所形成的位置和个数。再者,也可以对爪部的固定模具对置面等进行粗糙面加工以使脱模容易。
在模具主体部15的可动盘侧安装有隔热板21,在内部的空间和孔中配设有突出销23,其经由射出装置的射出板22前后运动。突出销23配设在贯穿模具主体部15和型芯部16的内部而形成的孔内,其前端面向流道形成面32,并设置有截面为Z字形的咬入部23a以容易地保持浇道P1和流道P2。驱动突出销23的装置是配设在未图示的可动盘内或从可动盘配设在合模装置侧的射出驱动装置。
另外,在模具主体部15的内部形成有用于配设浇口切断部件24的孔25和空间部26。另一方面,在模具主体部15的孔25内通过球导件的球保芯地配设有导向销27。另外,在空间部26内的与上述导向销27抵接的圆盘状的板29的固定盘侧中央卡合有浇口切断部件24。浇口切断部件24借助弹簧30加载而可以前后移动地配设在截面为矩形的孔31内。
再者,在型芯部16中,后述的固定模具13的与浇道套44和镶块43相对置的面成为流道形成面32。关于流道形成面32,在从浇口切断部件24与突出销23侧相邻的部分形成有凸部,与浇道套44相对置且面向突出销23的部分成为凹部。另外,在突出销23的周围,在浇口切断部件24的附近形成有冷却介质流路33。
另外,在型芯部16与可动框部19之间设置有槽状的气体流通路34。如图1至图4所示,气体流通路34形成在可动框部19的内侧部分,并且与型腔14中的主面形成面16a隔着一定的间隔平行。虽然在本实施方式中在型芯部16与浇口切断部件24之间没有配设槽状的气体流通路34,但是也可以配设。另外,型芯部16与可动框部19之间的比气体流通路34靠近型腔14侧的位置成为树脂不进入的微小的间隙(例如3~20μm)的气体流通路34a。另外,在型芯部16的主面形成面16a的周围形成有上述气体流通路34a的开口部34b。再者,上述气体流通路34a和开口部34b的一部分配设在型芯部16与光入射面形成块20之间的间隙中。进而,在流道形成面32的周围也同样地形成有气体流通路34a的开口部34b。另外,上述气体流通路34与贯通可动框部19朝向可动模具12的外部形成的未图示的气体流通路连接。此外,气体流通路34也可以从型芯部的内部侧经模具主体部朝向可动模具的外部形成。另外,从所连接的上述气体流通路经由挠性软管与压缩空气供给装置和空气抽吸装置连接。另外,在上述压缩空气供给装置和空气抽吸装置与可动模具12之间配设有未图示的电磁开闭阀。此外,关于气体流通路,也可以设置为对爪部的背面及其以外的有效面以外的部分(包含与有效面的交界部分),以直角方向或接近于直角的角度喷出气体。在该情况下,有时也可以在可动框体的内部或型芯部的内部形成气体流通路。
接下来说明固定模具13,如图1~图3所示,在射出压缩成形机1的安装于固定盘2上的固定模具13上,形成有模具主体部41、型腔形成块42、镶块43、浇道套44、浇口切断部件45、以及抵接块46等。另外,在模具主体部41的固定盘侧安装有隔热板47,并且形成有供未图示的射出装置的喷嘴插入的孔48,在孔48的周围安装有定位环49。在模具主体部41的可动模具侧安装有型腔形成块42,该型腔形成块42的与可动模具12相对置的面成为型腔形成面中的主面形成面42a。在本实施方式中,该主面形成面42a是形成反射面的部分,其上刻设有微细的凹点。再者,在型腔形成块42的内部以与上述主面形成面42a平行的方式形成有多条冷却介质流路50。
另外,在型腔形成块42和镶块43、与抵接块46之间形成有槽状的气体流通路53。气体流通路53形成为与型腔14的主面形成面42a隔着一定间隔平行并且包围型腔形成块42的周围。另外,型腔形成块42和镶块43、与抵接块46之间的比气体流通路53靠近型腔14的位置成为树脂不进入的微小的间隙(例如3~20μm)的气体流通路53a。另外,在型腔形成块42的主面形成面42a的周围形成有上述气体流通路53a的开口部53b。另外,上述气体流通路53a与朝向固定模具13的外部形成的未图示的气体流通路连接,并从该气体流通路经由挠性软管和未图示的电磁开闭阀与压缩空气供给装置和空气抽吸装置连接。
进而,在模具主体部41与型腔形成块42一起配设有镶块43。镶块43配设有在其中央部设置有朝向可动盘侧扩径的孔的浇道套44。另外,在浇道套44的周围形成有对浇道P1和流道P2进行冷却的冷却介质流路51。再者,从浇道套44的前端朝向型腔形成面,在镶块43的与可动模具12相对置的面上形成有随着朝向型腔14逐渐扩展的流道形成面54。
另外,在镶块43的与流道形成面54连接的浇口形成面、与型腔形成块42的主面形成面42a之间固定有浇口切断部件45。另外,浇口切断部件45的前表面与主面形成面16a相对置,浇口切断部件45的浇口部侧的角部形成作为刀的浇口切断工具45b。
接着根据图5的图表说明本发明的成形方法。在本实施方式中,通过射出压缩形成方法以4.4秒的成形循环时间成形出对角尺寸为3英寸、板厚为0.4mm的导光板P。因此,在本实施方式中,温度通过调温器控制为50~120℃左右的冷却介质(冷却水)比作为要成形的树脂的聚碳酸酯的玻璃转移温度Tg低30~100℃,且向用来冷却可动模具12的主面形成面16a的冷却介质流路17等冷却介质流路流动。
未图示的合模装置动作,使安装在可动盘上的可动模具12与安装在固定盘2上的固定模具13抵接,以进行闭模。该闭模时的可动模具12的型芯部16与可动框部19的关系接近于图2的状态。接下来,通过进行合模,如图1所示,克服弹簧18的弹力,可动模具12的模具主体部15与可动框部19抵接,可动框部19相对于型芯部16成为后退到最后方的位置。另外,在固定模具13与可动模具12之间形成有包含厚度可变的浇口的流道、以及与该流道连接的厚度可变的型腔14。
接下来,当经过了既定的延迟时间时,从未图示的射出装置的喷嘴经由浇道套44射出熔融树脂。可动盘、可动模具12的模具主体部15和型芯部16借助射出时的压力再次后退到图2所示的位置,固定模具13的型腔形成面的主面形成面42a等与可动模具12的主面形成面16a之间的间隔,与图1所示的最初作用合模力的位置相比要宽。
然后,当通过射出装置使螺杆位置到达既定位置时,在合模装置侧通过高合模力进行合模,然后通过该高合模力,使可动模具12向合模方向移动上述射出时开模的距离或比该距离短的距离。然后切换至保压控制,经过一定时间后或者与保压切换同时减小合模力。在本实施方式中,在合模力降低的同时,通过未图示的浇口切断部件驱动装置使可动模具12的浇口切断部件24前进,进行熔融树脂不完全固化的浇口P3的切断。
然后,在通过浇口切断部件24进行了浇口P3的切断后,可动模具12借助合模装置的驱动前进,从而能够进行型腔14内的熔融树脂的压缩,因此即使因冷却而发生收缩,也不会产生气泡,而能进行良好的转印成形。然后经过既定时间后,降低合模力,经由可动模具12的可动框部19与型芯部16之间的气体流通路34、34a以及开口部34b,对型腔14作用脱模用的压缩空气。再者大致同时,经由可动模具12的可动框部19与型芯部16之间的气体流通路34、34a以及开口部34b,对包含爪部P5与主体部P4的交界部分P6的型腔14作用脱模用空气。再者大致同时,在型腔形成块42和镶块43、与抵接块46之间,经由槽状的气体流通路53、53a以及开口部53b,对型腔14作用脱模用的压缩空气。在本实施方式中,压缩空气供给装置的原始压力是0.5~0.8MPa,供给将常温的大气压缩了的压缩空气。不过并不排除氮气等其它气体。只是由于在该阶段还在进行合模,所以上述压缩空气不供给到型腔14内,气体流通路34、34a、53、53a等成为高压状态。此外,从排压前开始供给压缩空气是为了能够与排压同时供给高压的压缩空气。
接着使合模装置动作,依次进行排压、开模。首先,当最开始进行使合模力降低至0或接近于0的排压时,从如图6所示的状态变为如图7所示的状态,可动模具12的模具主体部15和型芯部16相对于固定模具12后退。由此,保持可动框部19的弹簧18略微伸长,上述可动框部19相对于模具主体部15和型芯部16相对前进。然后,可动框部19的爪部形成部19c的固定模具对置面19c1对作为有效面以外的部分的爪部P5的背面P5a(包含交界部分P6)作用物理的力F,向上述导光板P的光出射面P4a从型腔形成面16a浮起的方向脱模(解除面彼此的紧贴)。此外,如上所述,爪部P5具有一定的宽度和厚度,而且冷却固化与主体部P4相比更进一步,所以不会在脱模时发生变形。再者如图7所示,这时从可动模具12的与气体流通路34a连通的开口部34b喷出的气体即压缩空气的大部分作为压缩空气流C1,流向导光板P的光出射面P4a与型芯部16的型腔形成面16a的空间。另外,在上述压缩空气流C1对上述光出射面P4a和上述型腔形成面16a1促进了脱模之后,上述空间部的内压上升,由此,进而作为有助于导光板P的脱模的力发挥作用。
接下来,当合模装置动作,进行开模时,导光板P、浇道P1和流道P2分别以保持在可动模具12侧的状态被取出。然后在固定模具13侧,向固定模具13供给的压缩空气促进辅助通过型腔14的主面形成面42a形成的反射面的脱模。然后开始开模,并且未图示的电磁开闭阀立即闭合,停止脱模用的压缩空气对固定模具13的供给,但是继续对可动模具12供给压缩空气。此外,压缩空气对固定模具13的供给也可以一直进行到通过后述的取出用机器人61取出导光板P。在本实施方式中,由于开模时的固定模具13与可动模具12的间隔小到6~15cm,所以通过持续喷出固定模具13的压缩空气,能够进一步冷却导光板P的反射面。另外能够进一步使因取出用机器人61的吸盘63所产生的痕迹不留在导光板P上。
再者,在可动模具12侧,通过开模,从图7所示的状态变为如图8所示的状态,可动模具12整体(模具主体部15、型芯部16和可动框部19等)相对于固定模具13后退。由此,可动框部19的弹簧18进一步伸长,上述可动框部19相对于模具主体部15和型芯部16相对前进。由此,通过可动框部19的爪部形成部19c支承爪部P5,导光板P进一步向从型芯部16的主面形成面16a浮起的方向脱模。这时,一部分的压缩空气流C2流向导光板P的爪部P5的背面P5a(包含交界部分P6),对上述导光板P的爪部P5向从可动框部19浮起的方向作用由压缩空气流C2产生的力,以进行脱模。然后,剩下的过半的压缩空气流从导光板P的侧面的没有爪部P5的部分、与形成上述侧面的型腔形成面19b之间喷出,由此进行上述侧面的脱模。此外,由于比较不易对爪部形成部19c的侧面19c 2作用上述压缩空气流C2,所以上述侧面19c 2与爪部P5不会立即脱模,导光板P不会从可动模具12脱落。再者上述排压和开模是一连串的动作,假定在导光板P的光出射面P4a和可动模具12的型腔形成面16a未完全脱模期间,通过排压也进行开模。
然后可动模具12开模,在通过取出用机器人61进行导光板P的取出之前,导光板P有可能下落的模具结构的情况下,也考虑与取出用机器人61的吸附几乎同时(或者大约前后)进行空气喷出。或者也可以从开模前供给弱压的空气,在开模完成后的取出时切换为强压。
然后,与开模完成同时或者从开模中途进行顶出装置的突出销23的前进,从而进行流道P2从流道形成面32的脱模。再者,与开模完成同时或者从开模中途,取出用机器人动作。如图9所示,本实施方式使用的取出用机器人61由摆臂式的第1取出用机器人61和第2取出用机器人65构成,该第1取出用机器人61通过卡盘62把持浇道P1等并且通过吸盘63吸附导光板P,并将它们分别取出;该第2取出用机器人65从上述第1取出用机器人61交接并吸附导光板P并将其载置在输送机64上。
关于本发明,虽未逐一列举,但并不限于上述的本实施方式,当然也可以应用本领域技术人员根据本发明主旨进行的变更。在本实施方式中,作为有效面以外的部分表示了以下例子:即,使可动框部19相对于型芯部16移动,对爪部P5作用力F,从而进行主体部P4的作为有效面的光出射面P4a等的脱模,但是也可以通过对主体部中有效面以外的部分(光出射面和反射面的周围的部分)和流道P2等后切除的其它部分喷出气体来进行脱模。
在上述实施方式中,说明了通过可动模具12的可动框部19形成导光板P的爪部P5的例子,但是也可以通过型芯部成形出有效面和爪部等有效面以外的部分双方,由弹簧或气缸等对上述有效面以外的部分或有效面与有效面以外的部分的交界部分作用力,从而将导光板脱模。再者,形成爪部等也可以不是可动模具而是固定模具。再者,本发明也能适用于一方模具的凸部嵌合于另一方模具的凹部内而在其间形成容积可变的型腔的所谓嵌合型模具。在嵌合型模具的情况下同样,通过弹簧等使爪部形成部等将有效面以外的部分成形的部分可以与其它成形有效面的部件分别地相对移动,并通过开模(包含排压)使弹簧等伸长,由此将有效面部分脱模。再者,也考虑进行作为射出成形中的一个领域的射出模压方法。
在本发明中不选择导光板的尺寸和形状。进而关于成形品,在本发明中导光板的范畴也包括伴随入光和出光的透镜、光扩散板及其他光学薄板。进而,关于成形所使用的树脂记载了聚碳酸酯的例子,但是也可以是光学性能优异的其它树脂。
Claims (6)
1.一种导光板的成形模具,利用射出成形而在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形,其特征在于,
对导光板中的有效面以外的部分、或有效面以外的部分与有效面的交界部分作用力,从而进行导光板的脱模。
2.如权利要求1所述的导光板的成形模具,其特征在于,使得用于成形导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分的部件、与用于成形有效面的部件相对移动并作用力。
3.如权利要求1所述的导光板的成形模具,其特征在于,从模具中对导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分喷出气体。
4.一种导光板的成形方法,利用射出成形而在形成于固定模具与可动模具之间的型腔内进行导光板的成形,其特征在于,
对导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分作用力,从而进行导光板的脱模。
5.如权利要求4所述的导光板的成形方法,其特征在于,使用于成形导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分的部件、与用于成形有效面的部件相对移动并作用力。
6.如权利要求4所述的导光板的成形方法,其特征在于,从模具中对导光板中的有效面以外的部分或有效面以外的部分与有效面的交界部分喷出气体。
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