JP2006142510A - Injection mold - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、光源から入射した光を導光して面発光させて液晶表示パネルを照明する導光部材を射出成形するための金型に関する。 The present invention relates to a mold for injection molding a light guide member that guides light incident from a light source to emit light and illuminate a liquid crystal display panel.
図7(a),(b)に例示するように、光源から入射した光を面発光させる導光部材31には、面光源としての輝度、出光方向、輝度ムラなどを適正化するために、少なくともその一面(反射面31aや出射面31b)に光を拡散して反射させるための微細な凹凸状のドットパターン31cが形成されている。このドットパターン31cには、例えば、図7(b)に示す厚さ方向の断面から見た形状として、半球、円柱、粗面、多角形プリズム状、ランダムな異形状などがあり、これらを導光部材31に対して複合的に形成したり、パターンの大きさや粗密を変化させて形成される。
As illustrated in FIGS. 7A and 7B, the
一般的な導光部材は、図7(c)に示すように、そのドットパターンを反転させた転写面21aを有する転写型21A(場合によって転写型21Bにも)を製作し、この転写面21aの形状をアクリルやポリカーボネイトなどの樹脂に転写させることによって成形される。成形法には、射出成形、熱プレス成形、UV硬化成形、熱硬化成形などが知られている。
As shown in FIG. 7 (c), a general light guide member is manufactured by producing a
また、上記転写面21aを形成するには、金型に直接加工を施す方法のほか、ドットパターンと同形状のマスタ部材を製作し、このマスタ部材を用いてニッケル、銅、ニッケル合金などを用いた電気めっき鋳造(電鋳)によって製作する方法などがある。
In addition to forming the
例えば、特許文献1には、金型の転写面に硬質膜を形成することで離型性や型寿命を向上させる技術が記載されている。また、特許文献2には、電鋳により金型を製作する技術が記載されている。
金型は、複数の部材を組み合わせて構成されており、各部材の寸法精度が非常に高い。このため、組み合わせる部材同士が不適正な位置で当接し合う状態、所謂かじりが発生する可能性がある。ところが、上記特許文献1,2のいずれにも、耐かじり性を高めて金型寿命を向上させるという技術的課題に関する記載はない。
The mold is configured by combining a plurality of members, and the dimensional accuracy of each member is very high. For this reason, there is a possibility that a state where the members to be combined come into contact with each other at an inappropriate position, that is, so-called galling occurs. However, neither of
更に、下記のような問題点が挙げられる。即ち、
1.金型転写面の離型性、耐摩耗性について
例えば、断面V字状の転写面が電鋳により形成された金型を用いて射出成形する場合、成形品と転写面との離型性が要求される。この対策として、成形前にフッ素系(例えば、4ふっ化エチレン重合体)などの離型剤を直接金型に塗布する方法がある。この場合、塗布にムラがあると、その塗布痕がそのまま成形品に転写されてしまい、成形品の外観不良を招く。また、塗布時にゴミを巻き込んで外観不良を招くこともある。
Further, there are the following problems. That is,
1. For example, in the case of injection molding using a mold having a V-shaped transfer surface formed by electroforming, the mold releasability between the molded product and the transfer surface is good. Required. As a countermeasure against this, there is a method in which a mold release agent such as fluorine (for example, ethylene tetrafluoride polymer) is directly applied to the mold before molding. In this case, if the coating is uneven, the coating marks are transferred to the molded product as they are, resulting in a poor appearance of the molded product. In addition, dust may be involved at the time of application, leading to poor appearance.
更に、離型剤は、噴霧ロボットやスプレーを用いた手作業などで塗布されるが、射出ショットごと或いは数回のショットごとに離型剤を塗布する必要があるため、いずれにしても工数や材料のコストアップにつながる。
2.金型転写面の耐腐食性について
特に、ポリカーボネイト樹脂成形の場合、射出成形機からキャビティ部に射出される際の温度は300℃程度に達しており、金属の酸化点近くまで到達する。このときに、樹脂又は射出成形機から極微量に発生するガスと金型とが化学反応を起こし、酸化による腐食が発生する場合がある。
3.金型摺接部の耐かじり性について
図8に示すように、射出成形用金型は、ガイドポスト25により型締め及び型開きする金型ダイセット22A,22Bと型枠23とを組み付けた後、転写型21A,21Bや押しピン24などが組み付けられて構成される。型枠23の一部には、金型のキャビティ部に樹脂を充填する射出成形機26が設けられる。そして、型枠23と転写型21A,21Bとは5μm以下の隙間を持って組み付けられる。更に、型枠23と転写型21A,21Bとは、同じ熱膨張係数にしたいため、同じ材質のものが使用される。よって、組み付け時に同じ材質の平面度のある面同士が接することになるので、かじりが発生し易い条件となる。
Furthermore, the release agent is applied by a manual operation using a spray robot or spray, but since it is necessary to apply the release agent for each injection shot or every several shots, in any case, This leads to an increase in material costs.
2. Regarding the corrosion resistance of the mold transfer surface, in particular, in the case of polycarbonate resin molding, the temperature at the time of injection from the injection molding machine to the cavity portion reaches about 300 ° C., and reaches near the oxidation point of the metal. At this time, a gas generated in a very small amount from a resin or an injection molding machine and a mold may cause a chemical reaction, and corrosion due to oxidation may occur.
3. As shown in FIG. 8, the die for injection molding is assembled after the mold dies 22A and 22B and the
上記かじりは、型枠23と転写型21A,21Bの組み込み作業時や解体作業中に発生し、かじり部分が全く外れなかったり、破損により金型不良となる場合もある。
4.押しピンの耐摩耗性、摺動性について
図9は、図8の射出成形用金型を用いた射出成形プロセスの概略図である。
The above-mentioned galling occurs at the time of assembling work or disassembling work of the
4). FIG. 9 is a schematic diagram of an injection molding process using the injection mold shown in FIG. 8 regarding the wear resistance and sliding property of the push pin .
図9(a)において、射出成形機26から射出された溶融樹脂27Aは、キャビティ部28に充填され、転写型21A,21Bの各転写面が転写されつつ硬化する。
In FIG. 9A, the
次に、図9(b)において、キャビティ部28で硬化した成形品27Bを転写型21A,21Bからスムーズに切り離すため、型開き時に押しピン24で成形品27Bを押し出すことにより成形品27Bと転写型21A,21Bとの間に隙間ができ、成形品27Bをスムーズに離型し、取り出すことができる。
Next, in FIG. 9B, in order to smoothly separate the molded
そして、射出ショットを数回連続した成形の場合には、転写型21A,21Bと型枠23と押しピン23との間が摺動して摩耗し、この摩耗量が多くなると押しピン24の真直度が低下して正確な離型動作ができなくなり、押しピン24が破損し不良となる場合もある。
In the case of molding in which injection shots are continuously performed several times, the
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、離型剤を使用しなくとも成形品の離型性を向上させ、かつ金型の耐かじり性、耐摩耗性、耐熱性、及び耐腐食性を向上できる技術を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to improve the mold release of a molded product without using a mold release agent, and to prevent mold galling, abrasion resistance, heat resistance, and resistance. It is to provide a technology that can improve the corrosivity.
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る射出成形用金型は、光源7から入射した光を導光して面発光させる導光部材4を射出成形するための金型10A,10Bであって、前記導光部材の外形を画定し、型締め位置と型開き位置との間で可動する型部材12A,12B,13と、前記型部材に設けられ、前記導光部材に光学機能面4eを転写するための転写部材11A,11Bと、前記型部材及び転写部材に対して摺接し、当該型部材と転写部材とにより囲まれた空間内で硬化した成形品を離型する離型部材14とを備え、前記型部材、転写部材、及び離型部材のうちの少なくとも2部材が摺接する部位にビッカース硬度500Hv以上の硬質薄膜層を形成した。
In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, an injection mold according to the present invention is a mold for injection-molding a
また、上記金型において、前記硬質薄膜層は、DLC,TiCN,TiN,TiAlN、TiCrN,CrNのいずれかを真空蒸着して形成される。 In the above mold, the hard thin film layer is formed by vacuum deposition of any of DLC, TiCN, TiN, TiAlN, TiCrN, and CrN.
また、上記金型において、前記転写部材は、電気めっき鋳造により形成される。 Further, in the above mold, the transfer member is formed by electroplating casting.
なお、本発明の射出成型用金型は、前記型部材、転写部材、及び離型部材のうちの少なくとも2部材が摺接する部位にビッカース硬度500Hv以上の硬質薄膜層を形成し、前記型部材、転写部材、及び離型部材を組み付けて作成される。 The mold for injection molding of the present invention forms a hard thin film layer having a Vickers hardness of 500 Hv or more at a site where at least two members of the mold member, the transfer member, and the release member are in sliding contact, It is created by assembling a transfer member and a release member.
以上説明したように、本発明によれば、離型剤を使用しなくとも成形品の離型性を向上させ、かつ金型の耐かじり性、耐摩耗性、耐熱性、及び耐腐食性を向上できる効果がある。 As described above, according to the present invention, the mold releasability of a molded product can be improved without using a mold release agent, and the galling resistance, wear resistance, heat resistance, and corrosion resistance of the mold can be improved. There is an effect that can be improved.
以下に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で下記実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。 The embodiment described below is an example as means for realizing the present invention, and the present invention can be applied to a modified or modified embodiment described below without departing from the spirit of the present invention.
図1は本発明に係る実施形態の射出成形用金型の分解斜視図、図2は本発明に係る実施形態の射出成形用金型の側断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of an injection mold according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side sectional view of the injection mold according to an embodiment of the present invention.
図1及び図2に示すように、本実施形態の射出成形用金型10は、例えば、光源から入射した光を面発光させる導光部材を成形するために用いられ、上下一対の固定型(上型)10Aと可動型(下型)10Bからなり、固定型10Aは、上下方向に可動するガイドポスト15を介して可動型10Bに連結されている。ガイドポスト15は不図示のシリンダ機構などによって上下に駆動され、可動型10Bを型締め位置と及び型開き位置との間で移動させる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
固定型10Aは、ベースとなるダイセット12A、このダイセット12Aに組み付けられる型枠13、型枠13により囲まれたスペースに組み込まれる転写型11A、押しピン14とを備える。
The fixed
型枠13の一部は、成形品の側面を画定するキャビティの側壁部となる。押しピン14は、ダイセット12A及び転写型11Aに対して摺動可能に貫通し、不図示のシリンダ機構などによって上下に駆動される。押しピン14は、成形品の材質や大きさに応じて4〜10本程度設けられる。上記ダイセット12A及び型枠13は、押しピン14が摺接する貫通孔12aに後述する硬質薄膜層を形成するため、貫通孔12aにおいて鉛直方向に分割して構成されている。
A part of the
一方、可動型10Bは、ベースとなるダイセット12Bと、ダイセット12Bに組み付けられる転写型11Bとを備え、転写型11Bは、型締め時に転写型11Aに対して成形品の厚みに相当する隙間(キャビティ部)を持って対向配置されるようにダイセット12Bに取り付けられる。
On the other hand, the movable mold 10B includes a die set 12B as a base and a
型枠13の一部には、型締め時に上記転写型11A,11B間のキャビティ部に連通する位置に射出成形機16のノズル16aが取り付けられている。
A
射出成形機16から不図示のスクリュー又はプランジャーにより射出された溶融樹脂(例えば、ポリカーボネイトやアクリル)は、キャビティ部に充填され、転写型11A,11Bの転写面が転写されて硬化する。
Molten resin (for example, polycarbonate or acrylic) injected from the
次に、キャビティ部で硬化した成形品を転写型11A,11Bからスムーズに切り離すため、型開き時に押しピン3で成形品を押し出すことにより成形品と転写型11A,11Bとがスムーズに離型して取り出される。
Next, in order to smoothly separate the molded product cured at the cavity from the
本実施形態においては、成形品に当接する転写型11A,11Bの転写面11a,11bの少なくともいずれか、型枠13に摺接する転写型11A,11Bの側面11c,11dと型枠13の側面13aの少なくともいずれか、押しピン14に摺接するダイセット12A及び転写型11Aの挿通孔12a及び押しピン14の外周部14aの少なくともいずれかに、ビッカース硬度500Hv以上、好ましくは1000Hv以上の表面硬さを有する硬質薄膜層が形成されている。
In the present embodiment, at least one of the transfer surfaces 11a and 11b of the
上記硬質薄膜層には、例えば、非金属製のDLC(Diamond Like Carbon)や、金属製のTiCN,TiN,TiAlN、TiCrN,CrNが用いられ、真空蒸着技術によってこれらのいずれか1つを単層とし、又は少なくとも2種の素材を複合して、膜厚が10μm以下に形成される。 For the hard thin film layer, for example, non-metallic DLC (Diamond Like Carbon) or metallic TiCN, TiN, TiAlN, TiCrN, CrN is used, and any one of them is formed by a vacuum deposition technique. Or at least two kinds of materials are combined to form a film thickness of 10 μm or less.
図3は上記各硬質薄膜素材の表面硬さを表すビッカース硬度、図4は上記各硬質薄膜素材の潤滑性を表す摩擦係数μ、図5は上記各硬質薄膜素材の耐熱性を表す耐熱温度を夫々示しており、上述した素材はいずれも、ビッカース硬度は1000Hv以上、摩擦係数μは0.05以上、耐熱温度は350℃以上の物性を持つものである。 3 shows the Vickers hardness representing the surface hardness of each hard thin film material, FIG. 4 shows the friction coefficient μ representing the lubricity of each hard thin film material, and FIG. 5 represents the heat resistant temperature representing the heat resistance of each hard thin film material. Each of the materials described above has physical properties such that the Vickers hardness is 1000 Hv or more, the friction coefficient μ is 0.05 or more, and the heat resistant temperature is 350 ° C. or more.
硬質薄膜層の一例として、例えば、転写型11Aの硬質薄膜層をDLCで形成した場合、これに接する押しピン14の外周部14aに形成する硬質薄膜層の素材は上述した素材の中から任意に選択でき、場合によっては省略も可能である。
As an example of the hard thin film layer, for example, when the hard thin film layer of the
また、転写型11Aの硬質薄膜層にチタン系の素材又はCrNで形成した場合、これに接する押しピン14に形成する硬質薄膜層の素材はDLCが好ましい。
In addition, when the hard thin film layer of the
また、無潤滑で摺動させる際には、DLC以外では焼き付きを起こして相手材の摩耗が急激に進行する場合があるので、互いに摺動する部材の一方にDLCを用いることが好ましい。 Further, when sliding without lubrication, it is preferable to use DLC as one of the members that slide against each other, since seizure may occur and the wear of the mating material may proceed rapidly except for DLC.
なお、転写型11A,11Bの転写面は、成形品としての導光部材の光学機能面に対応するドットパターンと同形状のマスタ部材を製作し、このマスタ部材を用いてニッケル、銅、ニッケル合金などの電気めっき鋳造により製作される。
For the transfer surfaces of the
図6は、本実施形態の射出成型用金型を用いて射出成形された導光部材を含む液晶表示装置の分解斜視図(a)及び側断面図(b)である。 FIG. 6 is an exploded perspective view (a) and a side sectional view (b) of a liquid crystal display device including a light guide member that is injection-molded by using the injection mold according to the present embodiment.
図6に示すように、導光部材4は、例えば、透明なポリカーボネイト樹脂などの透光性の材料からなる板状の光学部品で、複数の点状光源(白色LEDなど)7から光線を入射するための入射面4aと、この入射された光線を散乱反射させるためのドットパターン4eが形成された反射面4bと、この反射面4bに対向配置されて当該反射面4bで散乱反射された光線を出射させるための出射面4cと、入射面4aに対して平行で当該入射面4aに対向する端面4dとを備え、光源7から入射した光線を入射面4aと実質的に直交する出射面4cから出射するサイドライト型の導光部材である。
As shown in FIG. 6, the
上記入射面4aから入射した光線は、反射面4bと出射面4cで全反射しながら端面4dに向かって進行し、反射面4bに形成された凹凸状のドットパターン4eによってその方向を変えて、直接出射面4cから出射するか、若しくは反射面4bに対向して配置された反射部材5で反射した後に出射面4cから出射する。この出射面4cから出射した光線は、拡散シートやプリズムシートなどの光学シート3を通過して、液晶表示パネル2を背面から照明する。
The light incident from the
液晶表示装置1は、光学シート3、導光部材4、反射部材5、反射枠6及び光源7からなる面光源装置が、複数の画素がマトリクス状に形成された透過型又は半透過型の電気光学式(液晶、LCD)パネル2の背面に配置された構成となる。
In the liquid
1 液晶表示装置
2 電気光学式パネル
3 光学シート
4 導光部材
4a 入射面
4b 反射面
4c 出射面
4d 端面
4e ドットパターン
5 反射部材
6 反射枠
7 光源
10A 固定型
10B 可動型
11A,11B 転写型
12A,12B ダイセット
13 型枠
14 押しピン
15 ガイドポスト
16 射出成形機
11a〜11d,12a,13a,14a 硬質薄膜層
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記導光部材の外形を画定し、型締め位置と型開き位置との間で可動する型部材と、
前記型部材に設けられ、前記導光部材に光学機能面を転写するための転写部材と、
前記型部材及び転写部材に対して摺接し、当該型部材と転写部材とにより囲まれた空間内で硬化した成形品を離型する離型部材とを備え、
前記型部材、転写部材、及び離型部材のうちの少なくとも2部材が摺接する部位にビッカース硬度500Hv以上の硬質薄膜層を形成したことを特徴とする金型。 A mold for injection-molding a light guide member that guides light incident from a light source to emit surface light,
A mold member that defines an outer shape of the light guide member and is movable between a mold clamping position and a mold opening position;
A transfer member provided on the mold member for transferring an optical function surface to the light guide member;
A mold release member that slidably contacts the mold member and the transfer member, and that releases the molded product cured in a space surrounded by the mold member and the transfer member;
A mold, wherein a hard thin film layer having a Vickers hardness of 500 Hv or more is formed at a site where at least two members of the mold member, the transfer member, and the release member are in sliding contact.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004332034A JP2006142510A (en) | 2004-11-16 | 2004-11-16 | Injection mold |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010036495A (en) * | 2008-08-06 | 2010-02-18 | Meiki Co Ltd | Injection compression molding mold |
-
2004
- 2004-11-16 JP JP2004332034A patent/JP2006142510A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
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