CN103158236B - 薄成形品的成形方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够以较薄地成形中型以上的液晶用导光板的薄成形品的成形方法。使用由加热缸（5）和螺杆（6）构成的注射装置（2）进行成形。首先使模具（20、21）处于以规定量打开的状态并轴向驱动螺杆（6）以向型腔注射熔融树脂。然后，使模具（20、21）合模以对所注射的熔融树脂进行压缩。在该压缩的实施中，使螺杆（6）后退规定时间来降低型腔内的熔融树脂的树脂压力。之后，实施向螺杆（6）施加轴向的驱动力而向熔融树脂施加规定的树脂压力的保压。保压中的螺杆（6）的驱动实施速度控制，之后，也可以切换至压力控制。

Description

薄成形品的成形方法

技术领域

本发明涉及在注塑机中成形薄成形品的成形方法，虽未进行限定，但涉及一种适合成形液晶所使用的导光板的薄成形品的成形方法。

背景技术

目前周知的是，注塑机由一对模具、对这些模具进行合模的合模装置、将树脂材料熔融而向模具内注射的注射装置等构成，注射装置由缸、在该缸内在轴向和旋转方向被驱动的螺杆等构成。通过该合模装置使一对模具合模，在缸内轴向驱动螺杆将计量后的熔融树脂注射后，向形成于模具内的型腔填充。等冷却固化后打开模具时可得到成形品。

但是，在对如液晶所使用的导光板那样与其大小相比板厚较薄的、所谓薄成形品进行成形的模具中，由于型腔的间隙或者厚度较薄，因此，所注射的熔融树脂的流动阻力大。于是，从注射装置注射的熔融树脂难以充分填充于型腔内，转印性也会降低。作为成形这种薄成形品的成形方法，周知的是所谓的注射压缩成形法。专利文献1中记载有这种注射压缩成形法的例子。

专利文献1：日本特开2008－302686号公报

专利文献1中记载有成形导光板的成形方法，在该成形方法中所使用的模具中能够改变动模的型腔形成面相对定模的型腔形成面的距离。即能够改变型腔的厚度。在专利文献1记载的方法中，在使型腔的厚度仅比最终得到的导光板的板厚增加0.2～0.5mm的状态下关闭模具。即，使模具处于稍微打开的状态。在该状态下，向型腔内注射熔融树脂，在注射中或者注射后开始模具的合模。合模迟于注射结束而完成。由此，压缩熔融树脂，在型腔内扩散。等冷却固化后打开模具时，可得期望的板厚的导光板。

在通常的注塑机中，对于螺杆，能够对螺杆速度的控制和驱动力的控制进行切换，由此，能够对注射熔融树脂的速度进行控制、或对注射压力或者树脂压力进行控制。另外，合模力、螺杆速度等各种控制能够根据螺杆位置进行控制或根据时间进行控制。在这种注塑机中，在实施上述注射压缩成形法的情况下，如图5那样进行控制。在图5中，横轴表示螺杆位置、或者表示时间，但最初根据螺杆位置开始控制。另外，螺杆通过螺杆速度进行控制直至转移到保压工序。在注射开始时，即螺杆位置在初始位置51时，螺杆速度的目标值即速度指令52以比较小的值62开始控制，使所注射的熔融树脂的速度减小。这时，注射压力53也较小。由于模具仅维持在稍微打开的状态，因此，合模力54为比较小的值63。螺杆位置到达位置55后使速度指令52变为较高值64以使所注射的熔融树脂的速度增大。注射压力53变高。螺杆位置到达位置56后使速度指令52变为更大值65，同时，以合模力54逐渐增大的方式进行控制。即逐渐合模。由此，对注射至型腔内的熔融树脂进行压缩，以填充在型腔内。如果注射完成，即螺杆位置到达保压切换位置58，则从基于螺杆位置的控制切换至基于经过时间的控制。另外，螺杆从螺杆速度的控制切换至驱动力的控制，即注射压力或者树脂压力的控制。合模略迟于保压切换而完成，合模力54以到保压结束为止达到一定值68的方式进行控制。保压切换后，对注射压力53即树脂压力53进行控制以使其达到规定的目标值66，但树脂压力53在保压切换后缓慢地降低而达到目标值66。经过规定的时间59后对树脂压力53进行控制以使其变为稍低的目标值67。经过规定时间61，熔融树脂固化、冷却后结束保压。

如果通过像专利文献1记载的方法那样的所谓注射压缩成形法进行成形，则熔融树脂填充在型腔的各个地方，可得到转印性优异的薄成形品。但是，也会看到问题，特别是在对与板厚相比成形品非常大的薄成形品进行成形的情况下会产生问题。在注射压缩成形法中，通过合模压缩后，熔融树脂从型腔的中心部附近向周边方向流动。由于流动的熔融树脂在与型腔的壁面之间产生流动阻力，因此，熔融树脂的压力在成形品内不均匀。即熔融树脂的周边部的树脂压力较低，另一方面，中心部附近即浇口附近成为高压的状态。如图5的曲线图的标号69所示可知，保压切换后的注射压力53较高，浇口附近的树脂压力较高。在相比板厚非常大的成形品的情况下，该树脂压力的偏差较大。于是，在得到的成形品中残留较大的残余应力，中心部附近的壁变厚或变形而不能得到期望的品质的成形品。专利文献1记载的例子中，由于为手机用较小的导光板的成形因此相对而言没有产生问题，但在成形中型以上的液晶电视用的导光板的情况下存在问题。在导光板的情况下，若板厚不均匀则光学特性恶化而不能利用。在成形中型以上的导光板的情况下，为了避免产生这种问题，以往需要使板厚变厚，重量会变大。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种解决上述问题点的薄成形品的成形方法，具体而言，其目的在于，提供一种即使在得到相比板厚非常大的成形品的情况下，也不会在成形品中残留残余应力或板厚发生变化，能得到高品质的薄成形品的成形方法。而且，其目的还在于，提供一种虽未进行限定，但即使是中型以上的液晶用导光板也能以目前没有的较薄地成形的成形方法。

为了实现上述目的，本发明作为使用由加热缸及在该加热缸内设置为可轴向驱动的螺杆或柱塞构成的注射装置的成形方法而构成。在该成形方法中，首先使模具处于以规定量打开的状态且轴向驱动螺杆或柱塞而向该模具的型腔注射熔融树脂。然后，使该模具合模而对所注射的熔融树脂进行压缩。在该压缩的实施中，使螺杆或柱塞后退规定时间来降低型腔内的熔融树脂的树脂压力。之后，向螺杆或柱塞施加轴向的驱动力并向熔融树脂施加规定的树脂压力。即进行保压。由此，成形薄成形品。保压中的螺杆或柱塞的驱动通过压力控制来实施，以使树脂压力变为规定的压力，但也可以在保压刚开始后仅实施规定时间的速度控制而在短时间内使树脂压力恢复后，转移到压力控制。

因此，为了实现上述目的，本发明第一方面，作为薄成形品的成形方法而构成，使用由加热缸及在该加热缸内设置为可轴向驱动的螺杆或柱塞构成的注射装置，所述薄成形品的成形方法包括：注射工序，使模具处于以规定量打开的状态且轴向驱动所述螺杆或柱塞而向该模具的型腔注射熔融树脂；压缩工序，使所述模具合模而对所述注射的熔融树脂进行压缩；减压工序，与所述压缩工序并行地使所述螺杆或所述柱塞后退规定时间来降低所述型腔内的熔融树脂的树脂压力；及保压工序，在所述减压工序后，向所述螺杆或所述柱塞施加轴向的驱动力而对熔融树脂施加规定的树脂压力。

本发明第二方面以如下方式构成，在本发明第一方面记载的方法中，所述压缩工序在所述注射工序结束前开始。

本发明第三方面以如下方式构成，在本发明第一或第二方面记载的方法中，所述减压工序是根据从所述注射工序结束后的经过时间对所述螺杆或所述柱塞进行控制的时间控制。

本发明第四方面以如下方式构成，在本发明第一～三中任一方面记载的方法中，在所述保压工序中，在轴向驱动所述螺杆或所述柱塞时，从工序开始进行规定时间的速度控制以达到目标速度，之后，进行压力控制以达到目标树脂压力。

本发明第五方面作为通过本发明第一～四中任一方面记载的成形方法所成形的导光板而构成。

如上，由于本发明作为使用由加热缸、和可轴向驱动地设于该加热缸内的螺杆或柱塞构成的注射装置的成形方法而构成，因此，可以通过现有的一般的注射装置成形。而且，构成为通过如下工序来成形薄成形品：注射工序，使模具处于以规定量打开的状态并轴向驱动螺杆或柱塞以向该模具的型腔注射熔融树脂；压缩工序，使模具合模而对所注射的熔融树脂进行压缩；减压工序，与压缩工序并行地使螺杆或柱塞后退规定时间来降低型腔内的熔融树脂的树脂压力；及保压工序，在减压工序后，向螺杆或柱塞施加轴向的驱动力而对熔融树脂施加规定的树脂压力。即由于具备注射工序和压缩工序，因此，能够得到与现有的注射压缩成形法同样程度的薄成形品。此外，在本发明中，由于与压缩工序并行实施模具中的减压工序，因此，能够缓和在压缩工序中在型腔内产生的熔融树脂的压力分布的偏差。即，能够防止残留残余应力或板厚不均匀。由此，即使是以往不能成形的薄成形品，即，其大小极薄的薄成形品也能高精度地成形。例如，中型的液晶的导光板的情况，与现有的板厚相比能够变薄30%。另外，根据其它发明，以压缩工序在注射工序结束前开始的方式构成，因此，能够使注射工序和压缩工序顺畅地实施，能够缩短成形周期。此外，根据其它发明，构成为，减压工序是根据从注射工序结束后的经过时间对螺杆或柱塞进行控制的时间控制。时间控制能够由计时器管理，具有容易实施的效果。而且，根据其它发明，构成为，在保压工序中，在轴向驱动螺杆或柱塞时，从工序开始进行规定时间的速度控制以达到目标速度，之后进行压力控制以达到目标树脂压力。这样，即使在减压工序中使熔融树脂稍多地返回加热缸内，也能通过速度控制迅速将熔融树脂压回型腔内，因此，树脂压力在非常短的时间恢复。之后，通过压力控制进行控制以达到期望的树脂压力，因此，保压工序稳定，能够得到精度优异的成形品。

附图说明

图1是示意性表示本发明的实施方式的电动注塑机的图；

图2是说明本发明的实施方式的成形方法的流程图；

图3表示实施本发明的实施方式的成形方法时的螺杆速度、注射压力、合模力等的变化的曲线图；

图4是说明本发明的第二实施方式的成形方法的曲线图，是表示规定工序中的螺杆速度、注射压力、合模力等的变化的曲线图；

图5是表示实施现有的注射压缩方法时的螺杆速度、注射压力、合模力等的变化的曲线图。

标号说明

1电动注塑机2注射装置

3合模装置5加热缸

6螺杆7注射喷嘴

10固定模板11可动模板

12合模壳体13连接杆

15连杆机构20固定侧模具

21可动侧模具

具体实施方式

本实施方式的薄成形品的成形法可通过目前周知的注塑机实施。在本实施方式中，对通过电动注塑机1成形中型以上的液晶用导光板的方法进行说明，但对该电动注塑机1进行概略性的说明。如图1所示，电动注塑机1也如目前周知的那样，由注射装置2和合模装置3构成。注射装置2由加热缸5和设于该加热缸5内的螺杆6构成，在加热缸5的前端设有注射喷嘴7。在该加热缸5的外周面缠绕有带式加热器8，靠近后端部设有向加热缸5内供给树脂材料的料斗。图1中未表示料斗。螺杆6可由未图示的驱动机构向旋转方向驱动，并且，可向轴向驱动，在向轴向驱动时，可以通过螺杆6的速度进行控制，也可以通过驱动力进行控制。合模装置3也如目前周知的那样，由固定模板10、相对该固定模板10开闭模的可动模板11、合模壳体12、贯通可动模板11且连结固定模板10和合模壳体12的多根连接杆13、13、...、及设于固定模板10和合模壳体12之间的连杆机构15构成。在合模壳体12上设有由滚珠丝杠16、与该滚珠丝杠16螺合的滚珠螺母17、驱动该滚珠螺母17的规定的齿轮和伺服电机18构成的驱动机构，可以通过该驱动机构驱动连杆机构15而进行开闭模。

在这种合模装置3中，本实施方式的固定侧模具20和可动侧模具21分别安装于固定模板10和可动模板11。这些模具20、21为用于形成导光板的模具，在固定侧模具20形成有凹部，在可动侧模具21形成有与该凹部相对应的型芯。若相对固定侧模具20使可动侧模具21闭模则型芯被插入凹部而形成导光板成形用的型腔，但若使模具20、21为稍微打开的状态则型腔的间隙即厚度与开模量相对应而变厚。在可动侧模具21的上部的、与固定侧模具20相对的面埋入有液压缸22。该液压缸22的活塞杆23在模具20、21稍微打开的状态下与固定侧模具20抵接。在本实施方式中，驱动液压缸22以高精度地维持模具20、21的平行度。由此，模具20、21不用放倒就能合模。

在合模装置3的固定模板10上开设有供注射喷嘴7插入的贯穿孔24。注射装置2从固定模板10的背面插入，注射喷嘴7与固定侧模具20的直浇道接触。图1中虽然未表示，但本实施方式的电动注塑机1中还设有控制器，各装置由控制器控制。

参照图2、图3，对通过电动注塑机1成形导光板的第一实施方式的成形方法进行说明。

在注射装置2中，通过带式加热器8、8、...对加热缸5进行加热，使螺杆6旋转，从料斗供给树脂材料。于是，树脂材料通过由带式加热器8、8、...产生的热和螺杆6的旋转的剪切产生的热而熔融，在加热缸5的前端部进行计量。如果由所计量的熔融树脂而螺杆6后退规定长度则完成计量（步骤S1）。

驱动合模装置3，将模具20、21向闭模方向驱动。而且，使模具20、21处于稍微打开的状态（步骤S2）。如图3的曲线图所示，由于模具20、21未闭模，因此，合模力28为比较低的值41。沿轴向驱动螺杆6而开始注射工序（步骤S3）。螺杆6在注射工序中通过其速度、即螺杆速度进行控制。螺杆速度的指令即速度指令27根据螺杆6的位置进行设定。即，根据螺杆位置进行控制。注射开始后的熔融树脂到达浇口之间，即螺杆6的位置从开始位置30到位置31之间，速度指令27设定为低速38。因此，熔融树脂以低速射出。熔融树脂到达浇口后，依据设定为中速39的速度指令27，以中速注射。注射压力26从注射工序开始逐渐变高，但合模力28维持大致一定值41。这时，模具20、21的型腔内虽然填充有熔融树脂，但如图1所示，为注量不足的状态。

螺杆6到达规定位置32后开始压缩工序（步骤S4）。即驱动合模装置3以逐渐闭模。由此，使型腔内的熔融树脂压缩、扩散。合模力28上升。在本实施方式中，螺杆6到达位置32后，速度指令27设定为高速40，使熔融树脂高速注射。即，压缩工序开始后也继续注射。螺杆6到达保压切换位置33后结束注射工序（步骤S5）。即螺杆6的速度指令27设定为零，停止熔融树脂的注射并结束注射工序。之后，螺杆6根据从注射工序结束后的经过时间进行控制。即转移到时间控制。

注射工序结束后，在压缩工序的实施中在较短时间内使螺杆6以规定速度后退。即，实施减压工序（步骤S6）。在压缩工序中，在熔融树脂向型腔内扩散时，中心部即浇口附近的熔融树脂与周围相比变为高压，在压力分布上产生明显的偏差，但通过该减压工序，浇口附近的熔融树脂的压力下降。由此，缓和了熔融树脂的压力分布的不均匀。在图3的曲线图中，如标号43所示，表示注射压力26急剧降低的情形。压缩工序迟于减压工序的结束而结束（步骤S7）。即合模完成，合模力28达到最大值42。熔融树脂为填充至型腔的各个地方的状态。减压工序结束后，或者压缩工序结束后，开始保压工序（步骤S8）。即在型腔内熔融树脂冷却时，以规定背压驱动螺杆6而施加规定的树脂压力44以防止收缩。经过规定时间34，熔融树脂冷却一定程度后，如标号45所示，使熔融树脂的压力降低。经过冷却时间35，树脂固化、冷却后结束保压工序。

通常，在保压工序中，对螺杆6的驱动力进行控制并进行压力控制以达到期望的树脂压力44。即对驱动螺杆6的伺服电机实施转矩控制。在通过减压工序的螺杆6的后退而返回加热缸5内的树脂量适当的情况下，由于在保压工序中迅速达到作为目标的树脂压力，因此，没有问题。但是，在减压工序中返回加热缸5内的树脂量较多的情况下，若螺杆6被一定程度轴向驱动而熔融树脂未压入型腔内则树脂压力不会变高。若在该情况下仅通过压力控制来驱动螺杆6，则响应性恶化，到得到期望的树脂压力需要花费时间，影响成形品的品质。根据图4对能够避免该现象的第二实施方式的成形方法进行说明。图4是将图3的曲线图中的标号A表示的区间在横轴方向放大了的曲线图。第二实施方式的成形方法与已经说明的第一实施方式的成形方法仅在保压工序上不同。在此，仅对保压工序进行说明。第二实施方式的成形方法中，在开始保压工序时，在所设定的短时间对螺杆6进行速度控制。在图4中，如标号47所示，设定螺杆6的速度指令27'。以达到所设定的目标速度的方式轴向驱动螺杆6，树脂压力在极短的时间内变高。之后，使螺杆6的驱动转移到压力控制。这样，在短时间内可得到期望的树脂压力44。

本实施方式的成形方法也可以在其它注塑机中实施。例如，也可以在液压式注塑机中实施，即使注射装置由加热缸和在该加热缸内被轴向驱动的柱塞构成，也同样能够实施。另外，也可以对本实施方式的成形方法进行各种变形。例如，在本实施方式中，说明了压缩工序在注射工序结束前开始，但也可以在注射工序完成后开始。另外，注射工序的速度指令设定为三级，保压工序的树脂压力设定为两级，但它们分别可以仅设定为一级，此外也可以设定为多级。

Claims (4)

1.一种薄成形品的成形方法，使用由加热缸及在该加热缸内设置为可轴向驱动的螺杆或柱塞构成的注射装置，

所述薄成形品的成形方法包括：

注射工序，使模具处于以规定量打开的状态且轴向驱动所述螺杆或柱塞而向该模具的型腔注射熔融树脂；

压缩工序，使所述模具合模而对所述注射的熔融树脂进行压缩；

减压工序，与所述压缩工序并行地使所述螺杆或所述柱塞后退规定时间来降低所述型腔内的熔融树脂的树脂压力；及

保压工序，在所述减压工序后，向所述螺杆或所述柱塞施加轴向的驱动力而对熔融树脂施加规定的树脂压力，

在所述保压工序中，在轴向驱动所述螺杆或所述柱塞时，从工序开始进行规定时间的速度控制以达到目标速度，之后，进行压力控制以达到目标树脂压力。

2.如权利要求1所述的薄成形品的成形方法，其特征在于，

所述压缩工序在所述注射工序结束前开始。

3.如权利要求1所述的薄成形品的成形方法，其特征在于，

所述减压工序是根据从所述注射工序结束后的经过时间对所述螺杆或所述柱塞进行控制的时间控制。

4.如权利要求2所述的薄成形品的成形方法，其特征在于，

所述减压工序是根据从所述注射工序结束后的经过时间对所述螺杆或所述柱塞进行控制的时间控制。