JP2008302686A - Injection press-molding method of light guide plate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、固定金型のキャビティ形成面に対する可動金型のキャビティ形成面の距離が可変に形成された成形金型を用いた導光板の射出プレス成形方法に関するものである。 The present invention relates to an injection press molding method of a light guide plate using a molding die in which a distance between a cavity forming surface of a movable mold and a cavity forming surface of a fixed mold is variably formed.
射出成形またはその一分野である射出圧縮成形方法や射出プレス成形方法（インジェクションコンプレッション成形）により導光板を成形する方法としては、特許文献１ないし特許文献７に記載された方法が知られている。しかし特許文献１は板厚の記載はなく、特許文献２は４ｍｍ以上、特許文献３は１．２ｍｍ以上、特許文献４は４ｍｍ以上、特許文献５、特許文献６では板厚６ｍｍ、特許文献７では厚肉端部０．９ｍｍ・薄肉端部０．７ｍｍというように一定以上肉厚の導光板を成形するものであった。従来では特許文献８にも記載があるように、０．６ｍｍ以下の導光板では充填不足やヒケが発生し、良品を成形することが困難であった。そのため充填不足に対策として、従来では射出速度を５００ｍｍ／ｓｅｃ〜１０００ｍｍ／ｓｅｃに上げることにより射出充填を行っていたが、図１１に示されるようにゲート部付近の残留応力が不均一になるという大きな問題があった。そして残留応力が大きいと特に板厚の薄い導光板では反りに繋がりやすく、輝度分布にも問題があった。また従来では射出速度を上げることにより、シルバーや焼けなどの不良も発生しやすく、流動損失を防止するためスプルやランナも断面積が大きいものを使用しなければならないために、冷却時間が１０秒以上必要となるという問題があった。そして前記特許文献８にも、「従来の射出成形では樹脂が流れないような薄肉の製品、例えば、０．３ｍｍ以下」と記載があり、特許文献８ではその対策として、樹脂シートを用いて圧縮成形を行っていた。 As a method of forming a light guide plate by injection molding or an injection compression molding method or injection press molding method (injection compression molding) which is one of the fields, methods described in Patent Documents 1 to 7 are known. However, Patent Document 1 does not describe the plate thickness, Patent Document 2 is 4 mm or more, Patent Document 3 is 1.2 mm or more, Patent Document 4 is 4 mm or more, Patent Document 5 and Patent Document 6 have a plate thickness of 6 mm, and Patent Document 7 Then, a light guide plate having a thickness greater than a certain value such as a thick end portion of 0.9 mm and a thin end portion of 0.7 mm was formed. Conventionally, as described in Patent Document 8, a light guide plate having a thickness of 0.6 mm or less causes insufficient filling or sinking, and it is difficult to mold a good product. Therefore, as a countermeasure against insufficient filling, conventionally, injection filling is performed by increasing the injection speed to 500 mm / sec to 1000 mm / sec. However, as shown in FIG. 11, the residual stress in the vicinity of the gate portion becomes non-uniform. There was a big problem. When the residual stress is large, the light guide plate having a small thickness is likely to be warped and there is a problem in the luminance distribution. Conventionally, by increasing the injection speed, defects such as silver and burning are likely to occur, and in order to prevent flow loss, sprues and runners having a large cross-sectional area must be used, so the cooling time is 10 seconds. There was a problem that it was necessary. In Patent Document 8, there is a description that “a thin product in which resin does not flow in conventional injection molding, for example, 0.3 mm or less”, and Patent Document 8 uses a resin sheet as a countermeasure. Molding was in progress.
本発明では上記の問題を鑑みて、極めて薄肉が薄く従来では射出成形等で成形が困難であった導光板を良好に成形することを可能とした導光板の射出プレス成形方法を提供することを目的とする。更には導光板のゲート近傍における残留応力の問題を小さくした導光板の射出プレス成形方法を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention provides an injection press molding method for a light guide plate that is capable of satisfactorily molding a light guide plate that is extremely thin and has been difficult to form by conventional injection molding or the like. Objective. Furthermore, it aims at providing the injection press molding method of the light-guide plate which reduced the problem of the residual stress in the gate vicinity of a light-guide plate.
本発明の請求項１に記載の導光板の射出プレス成形方法は、固定金型のキャビティ形成面に対する可動金型のキャビティ形成面の距離が可変に形成された成形金型を用いた導光板の射出プレス成形方法において、固定金型のキャビティ形成面と可動金型のキャビティ形成面との距離が導光板の板厚に０．２〜０．５ｍｍ加算した値となる位置で可動金型を停止させ、射出中または射出後にキャビティ内の溶融樹脂を圧縮して導光板を成形することを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided an injection press molding method for a light guide plate using a molding die in which a distance between a cavity forming surface of a movable mold and a cavity forming surface of a movable mold is variably formed. In the injection press molding method, the movable mold is stopped at a position where the distance between the cavity forming surface of the fixed mold and the cavity forming surface of the movable mold is a value obtained by adding 0.2 to 0.5 mm to the thickness of the light guide plate. The light guide plate is formed by compressing the molten resin in the cavity during or after injection.
本発明の請求項２に記載の導光板の射出プレス成形方法は、請求項１において、前記導光板は、板厚０．３〜０．７ｍｍであって、射出時の射出速度は、２００〜３８０ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする。 The light guide plate injection press molding method according to claim 2 of the present invention is the light guide plate injection press molding method according to claim 1, wherein the light guide plate has a plate thickness of 0.3 to 0.7 mm, and an injection speed at the time of injection is 200 to 200 mm. 380 mm / sec.
本発明の請求項３に記載の導光板の射出プレス成形方法は、請求項１において、前記導光板は、板厚０．２〜０．３ｍｍ未満であって、射出時の射出速度は、３００〜３８０ｍｍ／ｓｅｃであることを特徴とする。 The light guide plate injection press molding method according to claim 3 of the present invention is the light guide plate according to claim 1, wherein the light guide plate has a thickness of less than 0.2 to 0.3 mm, and the injection speed during injection is 300. It is -380 mm / sec.
本発明の請求項４に記載の導光板の射出プレス成形方法は、請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、導光板を成形する１成形サイクル時間は、８秒以内であることを特徴とする。 The light guide plate injection press molding method according to claim 4 of the present invention is the method according to any one of claims 1 to 3, wherein one molding cycle time for molding the light guide plate is within 8 seconds. Features.
本発明の導光板の射出プレス成形方法は、固定金型のキャビティ形成面に対する可動金型のキャビティ形成面の距離が可変に形成された成形金型を用いた導光板の射出プレス成形方法において、前記固定金型のキャビティ形成面と可動金型のキャビティ形成面との距離が成形された導光板の板厚に０．２〜０．５ｍｍ加算した値となる位置で可動金型を停止させ、射出中または射出後にキャビティ内の溶融樹脂を圧縮して導光板を成形するので、前記のような極めて薄い導光板であっても良好に成形することができる。 The light guide plate injection press molding method of the present invention is a light guide plate injection press molding method using a molding die in which the distance between the cavity forming surface of the movable mold and the cavity forming surface of the fixed mold is variably formed. The movable mold is stopped at a position where the distance between the cavity forming surface of the fixed mold and the cavity forming surface of the movable mold is a value obtained by adding 0.2 to 0.5 mm to the thickness of the molded light guide plate, Since the light guide plate is formed by compressing the molten resin in the cavity during or after the injection, even a very thin light guide plate as described above can be formed well.
本発明の導光板の射出プレス成形方法に用いる射出成形機と成形金型について、図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本実施形態の導光板の射出プレス成形方法に用いる射出成形機の正面図である。図２は、本実施形態の導光板の射出プレス成形方法に用いる成形金型の断面図であって射出開始前の位置に可動金型が停止された状態を示す図である。図３は、本実施形態の導光板の射出プレス成形方法に用いる成形金型の断面図であってキャビティ内の樹脂を圧縮された状態を示す図である。図４は、本実施形態の導光板の射出プレス成形方法に用いる成形金型の断面図であってゲートカットされた状態を示す図である。図５は、本実施形態の導光板の射出プレス成形方法を示すチャート図である。図６は、本実施形態の射出プレス成形方法で成形した導光板である。図７は、板厚０．３ｍｍの導光板を射出プレス成形した場合の射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。図８は、板厚０．２ｍｍの導光板を射出プレス成形した場合の射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。図９は、射出速度と射出開始時型開量の関係を示すテスト結果である。図１０は、型締開始時の昇圧時間と転写性の関係を示すテスト結果である。 An injection molding machine and a molding die used for the light guide plate injection press molding method of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a front view of an injection molding machine used in the light injection plate injection press molding method of the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of a molding die used in the light guide plate injection press molding method of the present embodiment, and shows a state where the movable die is stopped at a position before the start of injection. FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die used in the light injection plate injection press molding method of the present embodiment, and shows a state in which the resin in the cavity is compressed. FIG. 4 is a cross-sectional view of a molding die used in the injection press molding method of the light guide plate of the present embodiment, showing a state where the gate is cut. FIG. 5 is a chart showing the injection press molding method of the light guide plate of the present embodiment. FIG. 6 shows a light guide plate formed by the injection press molding method of this embodiment. FIG. 7 is a test result showing the relationship between the injection speed and the resin temperature when a light guide plate having a thickness of 0.3 mm is formed by injection press molding. FIG. 8 is a test result showing the relationship between the injection speed and the resin temperature when a light guide plate having a thickness of 0.2 mm is formed by injection press molding. FIG. 9 is a test result showing the relationship between the injection speed and the mold opening amount at the start of injection. FIG. 10 shows test results showing the relationship between the pressurization time at the start of mold clamping and transferability.
図１に示されるように、本実施形態の導光板の射出プレス成形方法に用いる射出成形機１は、スクリュが内蔵された加熱筒２ａとノズル２ｂが備えられた射出装置３が、ベッド４上に配設されている。射出装置３は、図示しない計量機構の計量用サーボモータおよび射出機構の射出用サーボモータにより制御され、射出速度、保圧切替位置、保圧時の圧力、射出量等が制御される。型締装置５は、ベッド４に固定される固定盤６と、ベッド４に配設された受圧盤７の間に４本のタイバ８が配設され、前記タイバ８には可動盤９が移動可能に挿通されている。また受圧盤７には型開閉と型締を行う型開閉・型締機構である型締シリンダ１０が配設され、前記型締シリンダ１０のラム１０ａが可動盤９の背面に固定されている。そして型開閉・型締機構である型締シリンダ１０により、型締時の型締速度、型締力が制御される。本実施形態では型開閉・型締機構は、サーボバルブにより制御される型締シリンダ１０の例を示すが、サーボモータとボールネジ機構等により作動されるトグル機構でも良い。 As shown in FIG. 1, the injection molding machine 1 used in the injection press molding method of the light guide plate of the present embodiment has a heating cylinder 2 a with a built-in screw and an injection device 3 provided with a nozzle 2 b on a bed 4. It is arranged. The injection device 3 is controlled by a measuring servo motor of a measuring mechanism (not shown) and an injection servo motor of an injection mechanism, and controls an injection speed, a pressure holding switching position, a pressure at holding pressure, an injection amount, and the like. In the mold clamping device 5, four tie bars 8 are arranged between a fixed plate 6 fixed to the bed 4 and a pressure receiving plate 7 arranged on the bed 4, and a movable plate 9 moves to the tie bar 8. It is inserted as possible. The pressure receiving plate 7 is provided with a mold clamping cylinder 10 which is a mold opening / closing / clamping mechanism for performing mold opening / closing and clamping, and a ram 10 a of the mold clamping cylinder 10 is fixed to the back surface of the movable plate 9. A mold clamping cylinder 10 which is a mold opening / closing / clamping mechanism controls a mold clamping speed and a mold clamping force during mold clamping. In this embodiment, the mold opening / closing / clamping mechanism is an example of a mold clamping cylinder 10 controlled by a servo valve, but a toggle mechanism operated by a servo motor and a ball screw mechanism or the like may be used.
導光板の成形金型１１は、平面方向の対角寸法３インチ、板厚０．３ｍｍで均等板厚の携帯電話用サイドライト型導光板を射出プレス成形によって成形する金型である。（以下携帯電話用サイドライト型導光板については、単に導光板Ｐと略す。）射出プレス成形は、射出開始前に固定金型１３のキャビティ形成面４２ａと可動金型１２のキャビティ形成面１６ａとの距離が導光板Ｐの板厚Ｂに所定量を加算した値となる位置Ａ（射出開始時型開量が一定に確保された位置）で可動金型１２を停止させ、射出開始後（射出中または射出後）にキャビティ１４内の溶融樹脂を圧縮して成形を行う方法である。射出プレス成形は、成形完了時に対してキャビティ１４およびゲートが僅かに開いた状態で射出を行うので流動損失が少ない。従って高速射出能力を有する射出装置が必要なく、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができる。また上記によりゲートの断面積が大きく射出速度が遅いことから、板厚が薄い導光板ＰをゲートＰ３近傍の残留応力を極力小さくして成形することが可能である。そしてその結果、成形後の反りが極めて少なく、輝度バランスが優れた導光板を成形することができる。更には高速射出時のようなシルバーや焼けの問題が解消でき、スプルやランナも断面積が小さいものを使用できるので、冷却時間が短縮できるという利点がある。更にまた射出開始後（射出中または射出後）に可動金型１２を型締方向に移動させて溶融樹脂に圧縮を加えることから、キャビティ１４のゲート部から遠い位置において溶融樹脂の流れを速くし充填不足をなくすとともに、微細な転写を良好に行うことができるという利点もある。そしてまたゲートＰ３を切断した後については、通常の射出成形金型では、射出装置から保圧を及ぼすことはできないが、射出プレス成形の場合は、キャビティ１４内の溶融樹脂を圧縮して冷却固化による収縮に対応することができる。なお射出プレス成形に用いられる成形金型１１は、型締完了位置から射出によりキャビティ１４が僅かに開き再び圧縮される射出圧縮成形方法にも用いることができる。 The light guide plate molding die 11 is a die for molding a side-light type light guide plate for mobile phones having a diagonal dimension of 3 inches in the plane direction, a plate thickness of 0.3 mm, and a uniform plate thickness by injection press molding. (Hereinafter, the side light type light guide plate for mobile phones is simply abbreviated as the light guide plate P.) Injection press molding includes the cavity forming surface 42a of the fixed mold 13 and the cavity forming surface 16a of the movable mold 12 before the start of injection. The movable mold 12 is stopped at a position A (a position where the mold opening amount at the start of injection is kept constant) at which the distance becomes a value obtained by adding a predetermined amount to the plate thickness B of the light guide plate P. This is a method in which the molten resin in the cavity 14 is compressed during or after injection. In the injection press molding, since the injection is performed with the cavity 14 and the gate slightly opened with respect to the completion of the molding, the flow loss is small. Therefore, there is no need for an injection device having a high-speed injection capability, and the molten resin can be injected at a relatively low speed and low pressure. Since the gate has a large sectional area and the injection speed is slow, the light guide plate P having a small plate thickness can be formed with the residual stress in the vicinity of the gate P3 as small as possible. As a result, it is possible to form a light guide plate with very little warpage after molding and excellent brightness balance. Furthermore, the problem of silver and burning as in high-speed injection can be solved, and sprues and runners having a small cross-sectional area can be used, so that there is an advantage that the cooling time can be shortened. Furthermore, since the movable mold 12 is moved in the mold clamping direction after the start of injection (during injection or after injection), the molten resin is compressed, so that the flow of the molten resin is accelerated at a position far from the gate portion of the cavity 14. In addition to eliminating insufficient filling, there are also advantages that fine transfer can be performed satisfactorily. After the gate P3 is cut, the normal injection mold cannot apply pressure from the injection device. However, in the case of injection press molding, the molten resin in the cavity 14 is compressed and cooled and solidified. It can cope with the contraction by. The molding die 11 used for injection press molding can also be used in an injection compression molding method in which the cavity 14 is slightly opened and compressed again by injection from the mold clamping completion position.
図２ないし図４は、本発明の成形金型１１の断面である。成形金型１１は、第１の金型である可動金型１２と第２の金型である固定金型１３とからなり、型合わせされた両金型１２，１３の間には容積および厚さが可変のキャビティ１４が形成されるようになっている。射出成形機１の可動盤９に取付けられる可動金型１２には、金型本体部１５とコア部１６と可動枠部１９等が設けられている。金型本体部１５の固定金型側の面における略中央には、コア部１６が固着されている。コア部１６の固定金型１３と対向する面は、鏡面からなり出光面を形成するキャビティ形成面１６ａとなっており、導光板Ｐの形状に略一致した突起部等を含む略四角形をしている。またコア部１６の内部には、前記キャビティ形成面１６ａと平行に複数本の冷却媒体流路１７が形成されている。なおコア部のキャビティ形成面を形成する部分と他の部分は、別体のブロックからなるものでもよい。またキャビティ形成面１６ａは鏡面の例を示したが、ドット、グルーブ、ホログラム等のパターン加工や粗面加工等がなされたものでもよく、スタンパが取付けられたものを除外しない。 2 to 4 are cross sections of the molding die 11 of the present invention. The molding die 11 includes a movable die 12 that is a first die and a fixed die 13 that is a second die. A cavity 14 having a variable length is formed. A movable mold 12 attached to the movable plate 9 of the injection molding machine 1 is provided with a mold main body portion 15, a core portion 16, a movable frame portion 19 and the like. A core portion 16 is fixed substantially at the center of the surface of the mold main body portion 15 on the fixed mold side. The surface of the core portion 16 facing the fixed mold 13 is a cavity forming surface 16a that is a mirror surface and forms a light exit surface, and has a substantially quadrilateral shape including protrusions that substantially match the shape of the light guide plate P. Yes. A plurality of cooling medium channels 17 are formed in the core portion 16 in parallel with the cavity forming surface 16a. In addition, the part which forms the cavity formation surface of a core part, and another part may consist of a separate block. In addition, although the cavity forming surface 16a is an example of a mirror surface, the cavity forming surface 16a may be subjected to pattern processing such as dots, grooves, holograms, or rough surface processing, and does not exclude the case where a stamper is attached.
前記金型本体部１５の固定金型側の面における上下４箇所には、凹部が形成され、該凹部内にはバネ１８が前記固定金型側に向けて取付けられている。そして前記バネ１８の前記固定金型側は、前記コア部１６の周囲を囲むよう配設された可動枠部１９に当接されている。従って換言すれば可動枠部１９によって形成された空洞部の中にコア部１６が配設されている。そして可動枠部１９全体が前記バネ１８により金型本体部１５およびコア部１６に対して型開閉方向に移動可能となっている。そして可動枠部１９の固定金型１３と対向する面は当接面１９ａとなっている。また可動枠部１９のゲートと反対側には入光面を形成するための入光面形成ブロック２０が着脱自在に配設されている。なお図２は、射出開始前の位置に可動金型１２が停止された状態を示す。また図３は、射出開始後にキャビティ１４内の溶融樹脂（図示せず）が圧縮された状態を示す。更に図４は、ゲートカットされた状態を示す。なお、図２〜図４は、いずれもコア部１６と可動枠部１９の位置関係やバネの収縮等は実際より誇張して描写してある。 Concave portions are formed at four positions in the upper and lower portions of the surface of the mold main body 15 on the fixed mold side, and springs 18 are attached to the fixed mold side toward the fixed mold side. Then, the fixed mold side of the spring 18 is in contact with a movable frame portion 19 disposed so as to surround the core portion 16. Therefore, in other words, the core portion 16 is disposed in the hollow portion formed by the movable frame portion 19. The entire movable frame portion 19 is movable in the mold opening / closing direction with respect to the mold main body portion 15 and the core portion 16 by the spring 18. The surface of the movable frame portion 19 that faces the fixed mold 13 is a contact surface 19a. A light incident surface forming block 20 for forming a light incident surface is detachably disposed on the side of the movable frame portion 19 opposite to the gate. FIG. 2 shows a state in which the movable mold 12 is stopped at a position before the start of injection. FIG. 3 shows a state in which a molten resin (not shown) in the cavity 14 is compressed after the start of injection. Further, FIG. 4 shows a state where the gate is cut. In FIGS. 2 to 4, the positional relationship between the core portion 16 and the movable frame portion 19 and the contraction of the spring are exaggerated from the actual values.
金型本体部１５の可動盤９側には、断熱板２１が取付けられ、内部の空間および孔にはエジェクタ装置のエジェクタプレート２２を介して前後進される突き出しピン２３が配設されている。突き出しピン２３は、金型本体部１５とコア部１６の内部に亘って形成された孔内に配設され、その先端はランナ形成面３２に臨み、スプルＰ１とランナＰ２が保持しやすいよう断面Ｚ字状に食い込み部２３ａが設けている。突き出しピン２３を駆動するのは、可動盤９内または可動盤９から型締シリンダ１０のラム１０ａ側に配設されたエジェクタ駆動装置である。 A heat insulating plate 21 is attached to the movable platen 9 side of the mold body 15, and a protruding pin 23 that is moved forward and backward through an ejector plate 22 of an ejector device is disposed in the internal space and hole. The protruding pin 23 is disposed in a hole formed over the inside of the mold body 15 and the core 16, and its tip faces the runner forming surface 32, so that the sprue P 1 and the runner P 2 can be easily held. The biting portion 23a is provided in a Z shape. The ejector pin 23 is driven by an ejector driving device disposed in the movable platen 9 or on the ram 10 a side of the clamping cylinder 10 from the movable platen 9.
また金型本体部１５の内部にはゲートカッタ部材２４が配設されるための孔２５および空間部２６が形成されている。一方金型本体部１５の孔２５内にはガイドピン２７が配設されている。ガイドピン２７は円筒状部材の周囲の面には転動するボール２８が形成されたボールガイドからなる。そして前記ガイドピン２７のボール２８が、孔２５内に当接状態に設けられ、ガイドピン２７の前後進時には、ボール２８が転動してガイドピン２７を保芯しながら移動されるようになっている。そして金型本体部１５の空間部２６内には前記ガイドピン２７が当接されるように円盤状のプレート２９が配設されている。そして前記プレート２９における固定盤６側中央にはゲートカッタ部材２４が可動盤９側から挿入され係合されている。ゲートカッタ部材２４は、長方形の薄板からなり、コア部１６の断面矩形の孔３１内に前後進移動可能に配設されている。前記ゲートカッタ部材２４の前面はゲート形成面であり、そのキャビティ側（図中上側）の角部が溶融状態のゲートを切断するためのゲートカッタ２４ｂとなっている。そして図４に示されるように、前記ゲートカッタ部材２４におけるキャビティ側の側面の一部は、ゲートカット後にキャビティ形成面を構成する。またゲートカッタ部材２４の基部２４ｄは円柱形をしており、前記基部２４ｄの周囲にはプレート２９およびゲートカッタ部材２４を可動盤９側に付勢するようにバネ３０が前記空間部２６内に配設されている。本実施形態では前記ゲートカッタ部材２４は、ロックウエルＣスケール硬度が５５〜６５ＨＲＣのハイス鋼等の硬質金属部材を使用している。またゲートカッタ部材２４の寸法は、溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅が１０〜２０ｍｍ、溶融樹脂の流動方向の厚みが１．２〜２．０ｍｍ程度とすることが、本実施形態の大きさの導光板Ｐを成形する場合に望ましい。 Further, a hole 25 and a space portion 26 for forming the gate cutter member 24 are formed inside the mold main body portion 15. On the other hand, a guide pin 27 is disposed in the hole 25 of the mold body 15. The guide pin 27 is composed of a ball guide in which a rolling ball 28 is formed on the peripheral surface of the cylindrical member. The ball 28 of the guide pin 27 is provided in contact with the hole 25, and when the guide pin 27 moves back and forth, the ball 28 rolls and moves while keeping the guide pin 27 cored. ing. A disc-shaped plate 29 is disposed in the space 26 of the mold main body 15 so that the guide pin 27 is brought into contact therewith. A gate cutter member 24 is inserted and engaged from the movable platen 9 side at the center of the plate 29 on the fixed platen 6 side. The gate cutter member 24 is formed of a rectangular thin plate, and is disposed in the hole 31 having a rectangular cross section of the core portion 16 so as to be movable forward and backward. The front surface of the gate cutter member 24 is a gate forming surface, and the corner on the cavity side (upper side in the figure) is a gate cutter 24b for cutting the molten gate. And as FIG. 4 shows, a part of side surface by the side of the cavity in the said gate cutter member 24 comprises a cavity formation surface after a gate cut. The base 24d of the gate cutter member 24 has a cylindrical shape, and a spring 30 is provided in the space 26 so as to urge the plate 29 and the gate cutter member 24 toward the movable platen 9 around the base 24d. It is arranged. In the present embodiment, the gate cutter member 24 is made of a hard metal member such as high-speed steel having a Rockwell C scale hardness of 55 to 65 HRC. The dimensions of the gate cutter member 24 are such that the width in the direction perpendicular to the flow direction of the molten resin is 10 to 20 mm, and the thickness in the flow direction of the molten resin is about 1.2 to 2.0 mm. It is desirable when the light guide plate P having a size is formed.
またゲートカッタ部材２４を駆動するのは、可動盤９内または可動盤９からラム１０ａ側に配設されたゲートカッタ駆動装置である。ゲートカッタ駆動装置は、サーボバルブにより制御される油圧シリンダ、またはサーボモータとボールネジ機構が用いられる。サーボバルブにより制御される油圧シリンダの場合は、速度制御または圧力制御によりゲートカッタ部材２４の前進時のクローズドループ制御を行う。またゲートカッタ駆動装置をサーボモータとする場合は、ゲートカッタ部材２４の位置制御または速度制御が行われる。またゲートカッタ部材の前進停止位置は、可動金型内にストッパブロックまたはシムを配設し、そのストッパブロック等を厚さの異なるストッパブロック等に交換することにより調整してもよい。 The gate cutter member 24 is driven by a gate cutter driving device disposed in the movable platen 9 or on the ram 10a side from the movable platen 9. The gate cutter driving device uses a hydraulic cylinder controlled by a servo valve, or a servo motor and a ball screw mechanism. In the case of a hydraulic cylinder controlled by a servo valve, closed loop control during forward movement of the gate cutter member 24 is performed by speed control or pressure control. When the gate cutter driving device is a servo motor, position control or speed control of the gate cutter member 24 is performed. Further, the forward stop position of the gate cutter member may be adjusted by disposing a stopper block or shim in the movable mold and replacing the stopper block with a stopper block having a different thickness.
またコア部１６において、後述する固定金型１３のスプルブッシュ４４やインサートブロック４３と対向する面は、ランナ形成面３２となっている。そして前記ランナ形成面３２とキャビティ形成面１６ａの間に、ゲートカッタ部材２４が進退する矩形の孔３１が形成され、前記孔３１とゲートカッタ部材２４との間隙は、いずれも樹脂が入り込まない間隔に形成されている。またランナ形成面３２については、ゲートカッタ部材２４から突き出しピン２３側に隣接する部分に、凸部が形成され、スプルブッシュ４４と対向し突き出しピン２３が臨む部分が凹部となっている。そしてゲートカッタ部材２４のゲート形成面は突出時以外は、前記凸部よりも低い位置（可動盤９側）に位置している。その理由は射出時に、射出装置３のノズル２ｂの通路先端で固まった樹脂がコールドスラグウエル状となっている凹部によって受け止められることによりキャビティ１４へ流入しないためと、射出圧がゲートカッタ部材２４の前面にかかり過ぎ、孔３１との間にバリ等が発生することを防止するためである。なおランナとゲートは直線的にキャビティに接続されるものでもよい。 Further, in the core portion 16, a surface facing the sprue bush 44 and the insert block 43 of the fixed mold 13 described later is a runner forming surface 32. A rectangular hole 31 through which the gate cutter member 24 advances and retreats is formed between the runner forming surface 32 and the cavity forming surface 16a, and the gap between the hole 31 and the gate cutter member 24 is an interval at which no resin enters. Is formed. Further, with respect to the runner forming surface 32, a convex portion is formed at a portion adjacent to the protruding pin 23 side from the gate cutter member 24, and a portion facing the sprue bush 44 and facing the protruding pin 23 is a concave portion. The gate forming surface of the gate cutter member 24 is located at a position lower than the convex portion (on the movable platen 9 side) except when protruding. The reason is that the resin solidified at the end of the passage of the nozzle 2b of the injection device 3 is not received by the cold slug well-shaped recess during injection, and the injection pressure of the gate cutter member 24 This is to prevent the occurrence of burrs or the like between the front surface and the hole 31. The runner and the gate may be linearly connected to the cavity.
また突き出しピン２３の周囲でありゲートカッタ部材２４の近傍には冷却媒体流路３３が形成されている。そして離型時に吹出されるエア通路３４が、コア部１６と可動枠部１９の間に形成されている。なおエア通路は、ゲートカッタ部材２４と孔３１の間にも設けてもよい。なお導光板とスプル等を一体のままスプルを把持して取出す際には、ゲートカッタ部材は不要であり、ゲートカッタ部材は本発明において必須のものではない。 A cooling medium flow path 33 is formed around the protruding pin 23 and in the vicinity of the gate cutter member 24. An air passage 34 that is blown at the time of mold release is formed between the core portion 16 and the movable frame portion 19. The air passage may also be provided between the gate cutter member 24 and the hole 31. Note that when the sprue is held and taken out with the light guide plate and the sprue integrated, the gate cutter member is unnecessary, and the gate cutter member is not essential in the present invention.
次に固定金型１３について説明すると、図２〜図４に示されるように、射出成形機１の固定盤６に取付けられる固定金型１３には、金型本体部４１、キャビティ形成ブロック４２、インサートブロック４３、スプルブッシュ４４、ゲートカッタ部材４５、当接ブロック４６等から形成されている。そして金型本体部４１の固定盤側には、断熱板４７が取付けられるとともに、図示しない射出装置のノズルが挿入される穴４８が形成され、その周囲にはロケートリング４９が取付けられている。金型本体部４１の可動金型側にはキャビティ形成ブロック４２が取付けられ、該キャビティ形成ブロック４２の可動金型１２と対向する面は、キャビティ形成面のうちの主要部形成面４２ａとなっている。本実施形態においてこの主要部形成面４２ａは、反射面を形成する部分であり、微細なドットが刻設されている。またキャビティ形成ブロック４２の内部には、前記キャビティ形成面の主要部形成面４２ａと平行に、冷却媒体流路５０が複数形成されている。またキャビティ形成ブロック４２およびインサートブロック４３と、当接ブロック４６との間には離型時にエアを噴出するためのエア通路５３が形成されている。 Next, the fixed mold 13 will be described. As shown in FIGS. 2 to 4, the fixed mold 13 attached to the fixed plate 6 of the injection molding machine 1 includes a mold main body 41, a cavity forming block 42, The insert block 43, the sprue bush 44, the gate cutter member 45, the contact block 46, and the like are formed. A heat insulating plate 47 is attached to the fixed plate side of the mold main body 41, and a hole 48 into which a nozzle of an injection device (not shown) is inserted is formed. A locating ring 49 is attached around the hole 48. A cavity forming block 42 is attached to the movable mold side of the mold body 41, and a surface of the cavity forming block 42 that faces the movable mold 12 is a main portion forming surface 42a of the cavity forming surfaces. Yes. In the present embodiment, the main portion forming surface 42a is a portion that forms a reflecting surface, and fine dots are engraved therein. A plurality of cooling medium flow paths 50 are formed in the cavity forming block 42 in parallel with the main part forming surface 42a of the cavity forming surface. In addition, an air passage 53 is formed between the cavity forming block 42 and the insert block 43 and the contact block 46 to eject air at the time of mold release.
更に金型本体部４１には、キャビティ形成ブロック４２とともにインサートブロック４３が配設されている。インサートブロック４３は、その中央部に可動盤側に向けて拡径された孔が設けられたスプルブッシュ４４が配設されている。そしてスプルブッシュ４４の周囲にはスプルＰ１およびランナＰ２を冷却する冷却媒体流路５１が形成されている。また図２ないし図４に示されるように、スプルブッシュ４４の先端からキャビティ形成面に向けて、インサートブロック４３の可動金型１２と対向する面には、ランナ形成面５４が形成されている。そして前記ランナ形成面５４は当接ブロック４６の当接面４６ａに溝状に一段低い位置（固定盤側の位置）に形成され、当接ブロック４６のランナ形成面と共に固定金型１３側のランナＰ２を形成する面を構成する。そしてランナ形成面５４の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルブッシュ４４に隣接する部分からキャビティ１４に向けて徐々に広くなっている。そしてランナ形成面５４についても可動金型１２のランナ形成面３２と等間隔を保つように、凹部に対向して凸部が形成され、凸部に対向して凹部が形成されている。 Further, an insert block 43 is disposed in the mold main body 41 together with the cavity forming block 42. The insert block 43 is provided with a sprue bush 44 provided with a hole whose diameter is increased toward the movable platen at the center thereof. A cooling medium flow path 51 for cooling the sprue P1 and the runner P2 is formed around the sprue bush 44. As shown in FIGS. 2 to 4, a runner forming surface 54 is formed on the surface of the insert block 43 facing the movable mold 12 from the tip of the sprue bush 44 toward the cavity forming surface. The runner forming surface 54 is formed in the contact surface 46a of the contact block 46 in a groove-like position (position on the fixed platen side), and together with the runner forming surface of the contact block 46, the runner on the fixed mold 13 side. The surface which forms P2 is comprised. The width of the runner forming surface 54 in the direction orthogonal to the flowing direction of the molten resin gradually increases from the portion adjacent to the sprue bush 44 toward the cavity 14. The runner forming surface 54 is also formed with a convex portion facing the concave portion and formed with a concave portion facing the convex portion so as to keep the same distance from the runner forming surface 32 of the movable mold 12.
そしてランナ形成面５４の凹部の部分は、ゲート形成面へ連続する同一面で接続されている。従ってランナＰ２とゲートＰ３やその形成面に明確な区別がある訳ではない。前記連続する同一面のうち可動金型１２のゲートカッタ部材２４のゲート形成面と対向する部分が、固定金型ゲート形成面を形成する部分となる。また当接ブロック４６のランナ形成面に連続してゲート形成面が形成されている。そして前記ゲート形成面は、後述するキャビティ形成面の主要部形成面４２ａおよびゲートカッタ部材４５や、前記凸部に対して一段低い位置（固定盤側の位置）に設けられている。そしてゲート形成面の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルＰ１の直径よりも幅広に設けられている。従って本実施形態のゲートＰ３は、フィルムゲートの一種であって、導光板Ｐの側面（入光面とは反対側の側面）の長さの２／３〜１／４程度の長さ（幅）となっている。 The concave portion of the runner formation surface 54 is connected to the gate formation surface on the same continuous surface. Therefore, there is no clear distinction between the runner P2 and the gate P3 and their formation surface. Of the continuous same surface, a portion facing the gate forming surface of the gate cutter member 24 of the movable mold 12 is a portion forming the fixed mold gate forming surface. A gate forming surface is formed continuously with the runner forming surface of the contact block 46. The gate forming surface is provided at a position (position on the fixed platen side) that is one step lower than the main portion forming surface 42a of the cavity forming surface, which will be described later, the gate cutter member 45, and the convex portion. And the width | variety of the direction orthogonal to the flow direction of the molten resin of the gate formation surface is provided more widely than the diameter of the sprue P1. Therefore, the gate P3 of the present embodiment is a kind of film gate, and has a length (width) of about 2/3 to 1/4 of the length of the side surface (side surface opposite to the light incident surface) of the light guide plate P. ).
そしてインサートブロック４３のランナ形成面５４に接続されるゲート形成面と、キャビティ形成ブロック４２のキャビティ形成面の主要部形成面４２ａとの間には、ゲートカッタ部材４５が固定されている。ゲートカッタ部材４５は、ロックウエルＣスケール硬度が５５〜６３ＨＲＣの合金工具鋼（ＳＫＤ鋼）等の硬質金属部材からなる長方形の薄板であり、キャビティ形成面の主要部形成面４２ａを形成する部材よりも前記硬度が高い金属が使用されている。そしてゲートカッタ部材４５の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、ゲート形成面と同じか僅かに幅広に形成されている。またゲートカッタ部材４５の厚みは、０．４〜０．８ｍｍ程度である。そしてゲートカッタ部材４５の前面は、キャビティ形成面１６ａと対向しており、キャビティ形成面の一部となっている。またゲートカッタ部材４５のゲート部側の角部が刃であるゲートカッタ４５ｂを形成している。またゲート部側の面は可動金型１２のゲートカッタ部材２４が前進時に僅かな間隔を隔てて対向する面となっている。従って本実施形態のゲート形成面の距離は、固定金型１３と可動金型１２のキャビティ１４の距離と同様に可動金型１２の進退により可変であり、更にはゲートカッタ部材２４の前後進によっても可変である。 A gate cutter member 45 is fixed between the gate forming surface connected to the runner forming surface 54 of the insert block 43 and the main portion forming surface 42 a of the cavity forming surface of the cavity forming block 42. The gate cutter member 45 is a rectangular thin plate made of a hard metal member such as an alloy tool steel (SKD steel) having a Rockwell C scale hardness of 55 to 63 HRC, and is more than a member forming the main portion forming surface 42a of the cavity forming surface. A metal having a high hardness is used. The width of the gate cutter member 45 in the direction perpendicular to the flow direction of the molten resin is the same as or slightly wider than the gate forming surface. The thickness of the gate cutter member 45 is about 0.4 to 0.8 mm. The front surface of the gate cutter member 45 faces the cavity forming surface 16a and is a part of the cavity forming surface. Further, a gate cutter 45b in which a corner portion on the gate portion side of the gate cutter member 45 is a blade is formed. The surface on the gate portion side is a surface where the gate cutter member 24 of the movable mold 12 faces with a slight gap when moving forward. Therefore, the distance of the gate forming surface of the present embodiment is variable by the advancement / retraction of the movable mold 12 as well as the distance of the cavity 14 of the fixed mold 13 and the movable mold 12, and further by the forward / backward movement of the gate cutter member 24. Is also variable.
次に図５のチャート図により、本実施形態の成形金型１１による射出プレス成形方法について説明する。そして本実施形態では平面方向の対角寸法３インチ、板厚０．３ｍｍの均等板厚の導光板Ｐを４．２秒の成形サイクル時間で成形している。その内訳は、型開閉時間（型開時間、取出時間、型閉時間を含む）１．４秒、射出遅延時間０．１秒、射出時間０．０５秒、保圧時間０．４５秒、冷却時間２．２秒（実質的に冷却は射出開始から始まっている）である。このため本実施形態では、可動金型１２のキャビティ形成面１６ａを冷却する冷却媒体流路１７、突き出しピン２３およびランナ形成面３２近傍を冷却する冷却媒体流路３３、固定金型１３のキャビティ形成面の主要部形成面４２ａを冷却する冷却媒体流路５０、スプルブッシュ４４近傍およびランナ形成面５４近傍を冷却する冷却媒体流路５１へ、温調器により成形される樹脂であるポリカーボネートのガラス転移温度Ｔｇより３０〜７０℃低い、８０〜１２０℃程度に温度制御された冷却媒体（冷却水）を流している。 Next, the injection press molding method using the molding die 11 of the present embodiment will be described with reference to the chart of FIG. In the present embodiment, the light guide plate P having a uniform plate thickness of 3 inches in the plane direction and a thickness of 0.3 mm is formed in a molding cycle time of 4.2 seconds. The breakdown is: mold opening / closing time (including mold opening time, removal time, mold closing time) 1.4 seconds, injection delay time 0.1 seconds, injection time 0.05 seconds, pressure holding time 0.45 seconds, cooling Time 2.2 seconds (substantially cooling starts from the start of injection). For this reason, in this embodiment, the cooling medium flow path 17 for cooling the cavity forming surface 16a of the movable mold 12, the cooling medium flow path 33 for cooling the vicinity of the protrusion pin 23 and the runner forming surface 32, and the cavity formation of the fixed mold 13 are formed. Glass transition of polycarbonate, which is a resin molded by a temperature controller, to the cooling medium flow path 50 for cooling the main portion forming surface 42a of the surface, the cooling medium flow path 51 for cooling the vicinity of the sprue bush 44 and the runner forming surface 54 A cooling medium (cooling water) whose temperature is controlled to about 80 to 120 ° C., which is 30 to 70 ° C. lower than the temperature Tg, is flowing.
また射出装置３の加熱筒２ａの前部ゾーン（最もノズル２ｂに近いゾーン）は３６０℃に温度設定され、ポリカーボネートの溶融樹脂が計量されている。そして型締シリンダ１０が作動され、固定盤６に取付けられた固定金型１３に対して可動盤９に取付けられた可動金型１２を移動させ射出開始時型開量が確保された停止位置に停止制御される。その際の可動盤９および可動金型１２のコア部１６の射出開始時の位置Ａは、固定金型１３のキャビティ形成面４２ａに対する可動金型１２のキャビティ形成面１６ａの距離が成形される導光板Ｐの板厚に０．３ｍｍを加算した位置に停止制御される。この射出開始時の位置Ａに停止時には、型開閉・型締機構である型締シリンダ１０により前記位置が変更されない程度に僅かに型締力が及ぼされている。またサーボモータを用いる場合は、前記停止位置に停止されるよう位置制御がなされる。 The temperature of the front zone (zone closest to the nozzle 2b) of the heating cylinder 2a of the injection device 3 is set to 360 ° C., and the molten resin of polycarbonate is measured. Then, the mold clamping cylinder 10 is operated, and the movable mold 12 attached to the movable plate 9 is moved with respect to the fixed mold 13 attached to the fixed plate 6 to reach the stop position where the mold opening amount at the start of injection is secured. It is controlled to stop. At this time, the position A at the start of injection of the movable plate 9 and the core portion 16 of the movable mold 12 is guided so that the distance of the cavity forming surface 16a of the movable mold 12 to the cavity forming surface 42a of the fixed mold 13 is formed. Stop control is performed at a position obtained by adding 0.3 mm to the thickness of the optical plate P. When the injection is stopped at the position A at the start of injection, a mold clamping force is exerted slightly to the extent that the position is not changed by the mold clamping cylinder 10 which is a mold opening / closing / clamping mechanism. When a servo motor is used, position control is performed so as to stop at the stop position.
なおこの際一旦コア部１６を最前進位置（導光板板厚よりも更に固定金型１３側）まで前進させ、バネ１８を収縮させて可動枠部１９と金型本体部１５が当接される型閉完了位置（０位置）まで可動盤９等を前進させてから、再び型締シリンダ１０により可動盤９等を微量後退させ、図２における射出開始時の位置Ａに位置制御して停止させるようにしてもよい。そのことにより成形完了位置より型開方向の位置に可動金型１２のコア部１６を停止させることができる。 At this time, the core portion 16 is once advanced to the most advanced position (the fixed mold 13 side further than the light guide plate thickness), the spring 18 is contracted, and the movable frame portion 19 and the mold main body portion 15 are brought into contact with each other. After the movable platen 9 and the like are moved forward to the mold closing completion position (0 position), the movable platen 9 and the like are again moved back by a small amount again by the mold clamping cylinder 10 and controlled to stop at the position A at the start of injection in FIG. You may do it. As a result, the core portion 16 of the movable mold 12 can be stopped at a position in the mold opening direction from the molding completion position.
そして可動金型１２が停止され、厚さ可変のゲートを含むランナに接続された厚さ可変のキャビティ１４が形成されると、前記キャビティ１４内のエアの吸引を行う。エアの吸引は、図示しないバキューム装置とエア通路３４，５３との間の電磁開閉バルブを開き、エア通路３４とそれに接続されるコア部１６と可動枠部１９の間隙、エア通路５３とそれに接続されるキャビティ形成ブロック４２と当接ブロック４６との間隙等からキャビティ１４内のエアを吸引する。射出開始前にキャビティ１４内を減圧状態とするのは、射出の際に溶融樹脂がキャビティ１４内で空気の抵抗を受けずに速やかに入光面形成ブロック２０側の端部まで流動可能とするためであり、特に０．２〜０．７ｍｍの板厚の薄い導光板Ｐを成形する際に有効である。なお本実施形態では、常時ノズル２ｂがスプルブッシュ４４に当接されているから、減圧時にスプルブッシュ４４側からエアが吸引されることはない。またはキャビティ内を減圧せずに、射出時にパーティング面からキャビティ内の空気が抜けやすくしてもよい。 When the movable mold 12 is stopped and the variable thickness cavity 14 connected to the runner including the variable thickness gate is formed, the air in the cavity 14 is sucked. For air suction, an electromagnetic opening / closing valve between a vacuum device (not shown) and the air passages 34 and 53 is opened, and the air passage 34 and the gap between the core portion 16 and the movable frame portion 19 connected thereto, the air passage 53 and the air passage 53 and connection thereto. The air in the cavity 14 is sucked from the gap between the cavity forming block 42 and the contact block 46. The reason why the inside of the cavity 14 is decompressed before the start of injection is that the molten resin can flow quickly to the end on the light incident surface forming block 20 side without receiving air resistance in the cavity 14 at the time of injection. This is particularly effective when a thin light guide plate P having a thickness of 0.2 to 0.7 mm is formed. In the present embodiment, since the nozzle 2b is always in contact with the sprue bush 44, air is not sucked from the sprue bush 44 side during decompression. Alternatively, the air in the cavity may be easily released from the parting surface during injection without reducing the pressure in the cavity.
次に所定の射出遅延時間が経過すると射出装置３の図示しない射出機構を作動させ、加熱筒２ａ内のスクリュを前進させて溶融樹脂の射出を行う。本実施形態では、射出速度はピークにおいて３００ｍｍ／ｓｅｃとなるよう設定され、射出機構の射出用サーボモータによりスクリュの前進速度が制御される。このように比較的低い射出速度でキャビティ１４内に射出充填できるので、成形される導光板Ｐのゲート近傍の内部応力を小さくすることができる。なお図６に示すのが本実施形態の射出プレス成形方法で成形した導光板Ｐである。また図１１に示すのが従来の方法により成形された導光板でありゲート近傍の内部応力が大きくなっている。 Next, when a predetermined injection delay time elapses, an injection mechanism (not shown) of the injection device 3 is operated to advance the screw in the heating cylinder 2a to inject molten resin. In this embodiment, the injection speed is set to be 300 mm / sec at the peak, and the screw forward speed is controlled by the injection servo motor of the injection mechanism. Thus, since the cavity 14 can be injected and filled at a relatively low injection speed, the internal stress in the vicinity of the gate of the light guide plate P to be molded can be reduced. FIG. 6 shows a light guide plate P formed by the injection press molding method of this embodiment. FIG. 11 shows a light guide plate formed by a conventional method, and the internal stress in the vicinity of the gate is large.
図７に示されるのは、板厚０．３ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐを成形する際、射出開始時型開量（射出開始時における可動金型の停止位置）を板厚分からプラス０．３ｍｍ型開きした状態で射出プレス成形した場合における、射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。そして図７において、樹脂温度とは加熱筒２ａの前部ゾーンの設定温度を示している。そして射出速度は、設定射出速度を示している。またテストを通じて使用された樹脂は、ポリカーボネート（出光興産のタフロンＬＣ１５００：分子量１０，０００〜１２，０００）である。テストによれば、樹脂温度が３３０℃の場合は、充填不足による板の欠損や板厚ムラ（ゲートから遠い部分ほど薄い）が発生した。また樹脂温度３４０℃では射出速度３００ｍｍ／ｓｅｃ以下の場合、樹脂温度３５０℃、３６０℃では射出速度２００ｍｍ／ｓｅｃ以下の場合、樹脂温度３７０℃、３８０℃では射出速度１５０ｍｍ／ｓｅｃ以下の場合にそれぞれ充填不足による不良が発生した。また樹脂温度３９０℃以上では、樹脂が劣化して黄変が発生した。また３４０℃〜３８０℃範囲であっても射出速度が４００ｍｍ／ｓｅｃとした場合には射出速度が速すぎてバリが発生した。従って板厚０．３ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐの射出プレス方法による成形は、射出速度２００ｍｍ／ｓｅｃ〜３８０ｍｍ／ｓｅｃ、加熱筒２ａの前部ゾーンの設定温度が３４０℃〜３８０℃で成形することが可能である。そして樹脂温度はできればあまり上げすぎない方が、バリ、光学特性、経済性の点から望ましいことから、板厚０．３ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐの成形は、樹脂温度３４０℃〜３６０℃がより望ましく、射出速度は３００ｍｍ／ｓｅｃ〜３８０ｍｍ／ｓｅｃ（３４０℃では３００ｍｍ／ｓｅｃで板厚ムラあり）がより望ましいということが判明した。なおこの条件については、板厚０．３ｍｍ〜０．７ｍｍの導光板でも同様に成形可能である。 FIG. 7 shows that when forming a light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal size of 3 inches, the mold opening amount at the start of injection (the stop position of the movable mold at the start of injection) is calculated from the plate thickness. It is a test result which shows the relationship between the injection speed and the resin temperature when injection press molding is performed in a state where the plus 0.3 mm mold is opened. In FIG. 7, the resin temperature indicates the set temperature of the front zone of the heating cylinder 2a. The injection speed indicates the set injection speed. The resin used throughout the test is polycarbonate (Teflon LC1500 from Idemitsu Kosan Co., Ltd .: molecular weight 10,000 to 12,000). According to the test, when the resin temperature was 330 ° C., there were defects in the plate due to insufficient filling and unevenness in the plate thickness (the thinner the portion farther from the gate). When the resin temperature is 340 ° C., the injection speed is 300 mm / sec or less, the resin temperature is 350 ° C., 360 ° C., the injection speed is 200 mm / sec or less, and the resin temperature is 370 ° C., the injection speed is 150 mm / sec or less. A defect due to insufficient filling occurred. When the resin temperature was 390 ° C. or higher, the resin deteriorated and yellowing occurred. Even in the range of 340 ° C. to 380 ° C., when the injection speed was 400 mm / sec, the injection speed was too high and burrs were generated. Therefore, when the light guide plate P having a thickness of 0.3 mm and a diagonal size of 3 inches is formed by the injection press method, the injection speed is 200 mm / sec to 380 mm / sec, and the set temperature of the front zone of the heating cylinder 2a is 340 ° C. to 380 ° C. It is possible to mold with. Since it is desirable that the resin temperature is not increased too much if possible, from the viewpoint of burrs, optical characteristics, and economy, the molding of the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal size of 3 inches can be performed at a resin temperature of 340 ° C. It has been found that 360 ° C. is more desirable, and that the injection speed is more desirably 300 mm / sec to 380 mm / sec (300 mm / sec at 340 ° C. and uneven thickness). Regarding this condition, a light guide plate having a plate thickness of 0.3 mm to 0.7 mm can be similarly formed.
次に図８に示されるのは、板厚０．２ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐを成形する際、射出開始時型開量（射出開始時における可動金型の停止位置）を板厚分からプラス０．３ｍｍ型開きした状態で射出プレス成形した場合における、射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。テストによれば、樹脂温度が３６０℃の場合は充填不足による板の欠損や板厚ムラ（ゲートから遠い部分ほど薄い）が発生した。また樹脂温度３７０℃、３８０℃でも、射出速度２００ｍｍ／ｓｅｃ以下の場合、それぞれ充填不足による不良が発生した。また樹脂温度３９０℃以上では、樹脂が劣化して黄変が発生した。また３７０℃、３８０℃であっても射出速度が４００ｍｍ／ｓｅｃとした場合にはバリが発生した。従って板厚０．２ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐの射出プレス方法による成形は、射出速度３００ｍｍ／ｓｅｃ〜３８０ｍｍ／ｓｅｃ、加熱筒２ａの前部ゾーンの設定温度が３７０℃〜３８０℃で成形することが可能である。そして射出速度は３５０ｍｍ／ｓｅｃ〜３８０ｍｍ／ｓｅｃとすることがより望ましいということが判明した。なおこの条件については板厚０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ未満の範囲の導光板でも同様に成形可能である。 Next, FIG. 8 shows that when the light guide plate P having a thickness of 0.2 mm and a diagonal size of 3 inches is formed, the mold opening amount at the start of injection (the stop position of the movable mold at the start of injection) is determined by the plate. It is a test result which shows the relationship between the injection speed and the resin temperature when injection press molding is performed in a state where the mold is opened by plus 0.3 mm from the thickness. According to the test, when the resin temperature was 360 ° C., there were defects in the plate due to insufficient filling and plate thickness unevenness (the thinner the portion far from the gate). Even at resin temperatures of 370 ° C. and 380 ° C., defects due to insufficient filling occurred when the injection speed was 200 mm / sec or less. When the resin temperature was 390 ° C. or higher, the resin deteriorated and yellowing occurred. Even at 370 ° C. and 380 ° C., burrs occurred when the injection speed was 400 mm / sec. Therefore, when the light guide plate P having a thickness of 0.2 mm and a diagonal size of 3 inches is formed by the injection press method, the injection speed is 300 mm / sec to 380 mm / sec, and the set temperature of the front zone of the heating cylinder 2a is 370 ° C. to 380 ° C. It is possible to mold with. It has been found that the injection speed is more preferably 350 mm / sec to 380 mm / sec. With respect to this condition, a light guide plate having a thickness of 0.2 mm to less than 0.3 mm can be similarly formed.
次に図９に示されるのは、板厚０．３ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐを樹脂温度（加熱筒前部の設定温度）３６０℃として射出プレス成形した場合の、射出速度と射出開始時型開量（射出開始時における可動金型の停止位置）の関係についてのテスト結果である。本テストによれば、射出開始時型開量が０．１ｍｍの場合には、充填不足が発生し、０．６ｍｍ以上の場合に射出された樹脂が完全に潰せなかったり、縞模様が残るプレスマークと呼ばれる不良が発生した。従って射出開始時型開量は、板厚０．２ｍｍ〜０．７ｍｍの導光板を成形する場合、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍが望ましく、成形される導光板Ｐの板厚に対して１４０％〜３５０％の射出開始時型開量とすることが望ましい。そして板厚が例えば０．２ｍｍと薄い場合は前記の中でも射出開始時型開量を２２５％（４．５ｍｍ）〜３５０％（７ｍｍ）とすることが望ましい。このように従来技術では想定できない比率（広い間隔）に射出開始時型開量を設定し、射出中または射出後に急速に型閉および昇圧することにより板厚が０．２ｍｍ〜０．７ｍｍと極めて薄い導光板Ｐであっても比較的遅い射出速度で射出充填して成形することが可能となるのである。 Next, FIG. 9 shows the injection speed when the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal dimension of 3 inches is injection press molded at a resin temperature (set temperature at the front of the heating cylinder) of 360 ° C. It is a test result about the relationship of the mold opening amount at the start of injection (the stop position of the movable mold at the start of injection). According to this test, when the mold opening amount at the start of injection is 0.1 mm, insufficient filling occurs, and when it is 0.6 mm or more, the injected resin cannot be completely crushed or a striped pattern remains. A defect called a mark occurred. Therefore, when the light guide plate having a thickness of 0.2 mm to 0.7 mm is formed, the mold opening amount at the start of injection is preferably 0.2 mm to 0.5 mm, and 140% with respect to the thickness of the light guide plate P to be formed. It is desirable to set the mold opening amount at the start of injection to ˜350%. When the plate thickness is as thin as 0.2 mm, for example, the mold opening amount at the start of injection is preferably 225% (4.5 mm) to 350% (7 mm). In this way, the mold opening amount at the start of injection is set to a ratio (wide interval) that cannot be assumed in the prior art, and the sheet thickness is extremely 0.2 mm to 0.7 mm by rapidly closing and increasing the pressure during or after injection. Even a thin light guide plate P can be injected and filled at a relatively low injection speed.
そして射出がなされた際に、前記のように型締力は０に近い値であるが停止位置に保持されているので、射出圧により可動金型１２のコア部１６および可動盤９等は後退しない（僅かに後退してキャビティ１４の間隔が広げられる場合もある）。射出後（射出完了と略同時）または射出完了直前に、型締装置５側では型開閉・型締機構である型締シリンダ１０を作動させ、可動盤９および可動金型１２を型閉方向へ移動させる。このことにより可動枠部１９に対してコア部１６が相対的に前進され、キャビティ１４の固定金型１３のキャビティ形成面４２ａに対する可動金型１２のキャビティ形成面１６ａの距離が短くなるので、キャビティ１４内の溶融樹脂が圧縮される。この際型締シリンダ１０は圧力制御されており、設定４００ｋＮとなるよう油圧が検出され制御される。なおこの値はキャビティ１４内の樹脂圧換算では１５０ＭＰａ程度である。この際の昇圧時間は、設定値まで０．０３秒で高速昇圧される。可動金型１２が射出開始時型開量分（本実施形態では０．３ｍｍ）を移動した際に、ほぼ設定４００ｋＮまで昇圧されるから、前記０．３ｍｍを０．０３秒で移動することになる。なおサーボモータを用いた機構よりもアキュームレータを用いた型締シリンダ１０を用いた機構の方が、略同一スケールの場合では、立上がりが速く、高速の型締速度を達成することができる。そして本実施形態の対角寸法３インチの導光板Ｐの成形の１個取りの例では、３００ｋＮで型締が行われ、２個取の場合は、６００〜７００ｋＮで型締が行われる。なお場合によっては射出後ではなく、射出開始と同時、射出中（射出開始後）に型締を開始するようにしてもよい。本実施形態では、型開閉・型締機構の作動開始時から圧力制御による型締が行われるが、また型開閉・型締機構の作動開始から圧縮を開始する所定位置、或いは所定型締力（または検出樹脂圧）となるまで位置制御により可動盤を移動させ、その後圧力制御に変更するようにしてもよい。 When the injection is performed, the mold clamping force is close to 0 as described above, but is held at the stop position. Therefore, the core 16 and the movable platen 9 of the movable mold 12 are moved backward by the injection pressure. No (sometimes retract slightly to widen the space between the cavities 14). After injection (substantially simultaneously with the completion of injection) or immediately before the completion of injection, the mold clamping cylinder 10 which is a mold opening / closing / clamping mechanism is operated on the mold clamping device 5 side, and the movable platen 9 and the movable mold 12 are moved in the mold closing direction. Move. As a result, the core part 16 is moved forward relative to the movable frame part 19, and the distance of the cavity forming surface 16a of the movable mold 12 from the cavity forming surface 42a of the fixed mold 13 of the cavity 14 is shortened. The molten resin in 14 is compressed. At this time, the pressure of the mold clamping cylinder 10 is controlled, and the hydraulic pressure is detected and controlled so that the setting becomes 400 kN. This value is about 150 MPa in terms of the resin pressure in the cavity 14. At this time, the voltage is boosted at a high speed in 0.03 seconds up to the set value. When the movable mold 12 moves by the mold opening amount at the start of injection (0.3 mm in this embodiment), the pressure is increased to approximately 400 kN, so that 0.3 mm is moved in 0.03 seconds. Become. Note that the mechanism using the mold clamping cylinder 10 using the accumulator is faster than the mechanism using the servo motor and can achieve a high mold clamping speed at a substantially same scale. Then, in the example of single molding of the light guide plate P having a diagonal size of 3 inches in this embodiment, mold clamping is performed at 300 kN, and in the case of two molds, clamping is performed at 600 to 700 kN. In some cases, the mold clamping may be started not during the injection but at the same time as the start of the injection and during the injection (after the start of the injection). In the present embodiment, mold clamping is performed by pressure control from the start of operation of the mold opening / closing / clamping mechanism. However, a predetermined position at which compression starts from the start of operation of the mold opening / closing / mold clamping mechanism, or a predetermined mold clamping force ( Alternatively, the movable platen may be moved by position control until the detected resin pressure is reached, and then changed to pressure control.
図１０に示されるのは、板厚０．３ｍｍ、対角寸法３インチの導光板Ｐを樹脂温度（加熱筒前部の設定温度）３６０℃として射出プレス成形した場合の、昇圧時間と転写性の関係についてのテスト結果である。テストによれば、型締力が所定の設定最高圧である４００ｋＮを発生するまでに要する昇圧時間が、０．０５秒の場合に転写不足が発生し、０．０４秒の際に一部転写不足が発生し、０．０２〜０．０３５秒の間で転写性に優れた導光板Ｐが成形できた。また昇圧時間０．０２秒よりも下の範囲（例えば０．０１５秒）は装置のスペックからテスト出来なかったが、既に前記範囲でも良品の成形が可能なので、大型のアキュームレータ等を取り付けてそれ以下の昇圧時間（昇圧速度）とするには経済性や装置の耐久性低下の点でメリットがない。 FIG. 10 shows the pressurization time and transferability when the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal size of 3 inches is injection press molded at a resin temperature (set temperature of the front part of the heating cylinder) of 360 ° C. It is a test result about the relationship. According to the test, there is insufficient transfer when the pressurization time required for generating 400 kN, which is the predetermined maximum set pressure, is 0.05 seconds, and partial transfer when 0.04 seconds. The shortage occurred, and the light guide plate P having excellent transferability could be formed in 0.02 to 0.035 seconds. In addition, the range below 0.02 seconds (such as 0.015 seconds) could not be tested from the specs of the device, but good products can already be molded even within the above range, so a large accumulator or the like can be attached. There is no merit in terms of economical efficiency and reduction in durability of the apparatus.
射出装置によりスクリュ位置が所定の保圧切換位置に到達すると、射出制御から圧力制御による保圧制御に切換えられる。なお保圧は５〜２０ＭＰａ（樹脂圧）が望ましいが、クッション量をほとんどなくした射出および保圧が行われる。本実施形態では、所定時間が経過すると、図示しないゲートカッタ部材駆動装置により、可動金型１２のゲートカッタ部材２４を０．４５〜０．８ｍｍ前進させ、ゲートＰ３の切断を行う。この際、可動金型１２のゲートカッタ部材２４の刃であるゲートカッタ２４ｂと固定金型１３のゲートカッタ部材４５の刃であるゲートカッタ４５ｂの間でゲートＰ３の切断が行われる。なおゲートカットの際、ゲートＰ３の溶融樹脂は完全に固化した状態でないことは言うまでもない。 When the screw position reaches a predetermined holding pressure switching position by the injection device, the injection control is switched to the holding pressure control by pressure control. The holding pressure is preferably 5 to 20 MPa (resin pressure), but injection and holding pressure are performed with almost no cushion. In this embodiment, when a predetermined time elapses, the gate cutter member driving device (not shown) moves the gate cutter member 24 of the movable mold 12 forward by 0.45 to 0.8 mm to cut the gate P3. At this time, the gate P3 is cut between the gate cutter 24b, which is the blade of the gate cutter member 24 of the movable mold 12, and the gate cutter 45b, which is the blade of the gate cutter member 45 of the fixed mold 13. Needless to say, the molten resin of the gate P3 is not completely solidified when the gate is cut.
そしてゲートカッタ部材２４によりゲートＰ３の切断が行われた後は、ゲートカッタ部材２４は前進位置に保持される。そのことにより射出装置側からキャビティ１４内の溶融樹脂へは完全に保圧が及ばなくなるが、型開閉・型締機構である型締シリンダ１０の駆動によって可動金型１２のコア部１６が前進されることによりキャビティ１４内の溶融樹脂の圧縮を行うことができるので、冷却による収縮があっても、ヒケが発生せず、良好な転写成形ができる。そしてコア部１６が前進され、最終的に導光板Ｐの板厚Ｂの位置で前進が停止された状態となる。そしてその間に射出装置の側では次の成形に使用する溶融樹脂の計量が行われる。そして所定時間が経過すると型締力を低下させるとともに可動金型１２の可動枠部１９とコア部１６の間のエア通路３４と、固定金型１３のキャビティ形成ブロック４２およびインサートブロック４３と、当接ブロック４６との間のエア通路５３等からキャビティ１４へ離型用エアを及ぼす。次に型締装置を作動させ圧抜、型開を順に行う。その際、導光板Ｐと、スプルＰ１およびランナＰ２はそれぞれ可動金型１２側に保持された状態で取出される。なお型締力はタイバセンサやトグル機構のクロスヘッド位置で検出してもよく、例えばゲートカットのタイミングで低下させるなど多段に制御してもよい。 Then, after the gate P3 is cut by the gate cutter member 24, the gate cutter member 24 is held at the advanced position. As a result, the holding pressure does not reach the molten resin in the cavity 14 completely from the injection device side, but the core portion 16 of the movable mold 12 is advanced by driving the mold clamping cylinder 10 which is a mold opening / closing and clamping mechanism. As a result, the molten resin in the cavity 14 can be compressed. Therefore, even if there is shrinkage due to cooling, sink does not occur and good transfer molding can be performed. Then, the core portion 16 is advanced, and finally the advancement is stopped at the position of the thickness B of the light guide plate P. In the meantime, the molten resin used for the next molding is measured on the injection device side. When a predetermined time elapses, the mold clamping force is reduced and the air passage 34 between the movable frame portion 19 and the core portion 16 of the movable mold 12, the cavity forming block 42 and the insert block 43 of the fixed mold 13, Release air is applied to the cavity 14 from the air passage 53 between the contact block 46 and the like. Next, the mold clamping device is operated to perform pressure release and mold opening in order. At that time, the light guide plate P, the sprue P1 and the runner P2 are each taken out while being held on the movable mold 12 side. Note that the mold clamping force may be detected at a crosshead position of a tie bar sensor or a toggle mechanism, and may be controlled in multiple stages, for example, by lowering at a gate cut timing.
また可動金型１２が型開完了位置に停止するのとほぼ同時に、図示しない取出用ロボットが作動されるととともに、エジェクタ装置の突き出しピン２３の前進が行なわれる。本実施形態に使用される取出用ロボットは、スプルＰ１およびランナＰ２の把持と、導光板Ｐの吸着が別個に保持可能となっている。なお前記取出時に、ゲートカッタ部材２４は前進位置で停止した状態にある。本実施形態の射出プレス成形方法で成形された導光板Ｐは、図６に示されるように、ゲート近傍の内部応力が均質なものであり、図１１に示される従来の方法により成形された導光板がゲート近傍の内部応力が不均一なのと比較して顕著な差がある。なお本実施形態の導光板のゲートＰ３は、入光面になる部分ではないので、このまま仕上げ処理しないでも導光板として使用することができる。またスプルＰ１およびランナＰ２は別途リサイクルして利用することも可能である。 At the same time when the movable mold 12 stops at the mold opening completion position, an unillustrated take-out robot is operated and the ejector pin 23 of the ejector device is advanced. The take-out robot used in this embodiment can hold the sprue P1 and the runner P2 and suck the light guide plate P separately. At the time of the removal, the gate cutter member 24 is stopped at the advanced position. As shown in FIG. 6, the light guide plate P molded by the injection press molding method of this embodiment has a uniform internal stress in the vicinity of the gate, and the light guide plate P molded by the conventional method shown in FIG. There is a significant difference in the optical plate compared to the non-uniform internal stress near the gate. In addition, since the gate P3 of the light guide plate of this embodiment is not a portion that becomes a light incident surface, the gate P3 can be used as a light guide plate without performing a finishing process. Further, the sprue P1 and the runner P2 can be recycled and used separately.
次に導光板Ｐの対角寸法および板厚と成形条件の関係について記載する。導光板Ｐの対角寸法および板厚と成形条件の関係は、樹脂やその成形条件によりカバーできる部分もあるので、厳密な区分はないが概略は次のものが特に望ましい。板厚が０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ未満の導光板Ｐは、対角寸法１．５〜５インチまたは面積７．５ｃｍ２〜７５ｃｍ２の範囲が特に望ましく、対角寸法５〜７インチ（１５０ｃｍ２）の導光板Ｐでは板厚は０．３ｍｍ〜０．５ｍｍが特に望ましい。更に対角寸法７〜１３インチでは板厚０．５〜０．７ｍｍが特に望ましい。そして例えば７インチの導光板Ｐではゲートからゲートとは最遠方の角部までの距離は、約１５ｃｍであるので、大型の導光板Ｐほど高い射出速度や高い型締速度が要求されることになる。また大型の導光板Ｐほど樹脂の流動をよくするためには溶融樹脂の温度は高めであることが望ましい。また型締力については対角寸法１．５〜３インチの２個取りまたは４個取り又は、対角寸法２．５〜５インチの１個取りまたは２個取りの場合では２００〜７００ｋＮ、対角寸法６インチ以上の導光板Ｐの１個取りの場合ではそれぞれ投影面積に応じて型締力が設定される。型締力は設定最高圧までの昇圧時間が０．０２秒〜０．０３５秒を実現できるよう決定される。従って導光板Ｐは、更に大型のものでも可能であるが、対角寸法１．５〜１３インチ（５２０ｃｍ２）のものが第一義的に想定され、四隅部が円弧のものや各辺が円弧のものも含まれる。そしてその場合、導光板Ｐの２辺の延長線上の交わる点を対角寸法の測定基準点とする。または面積換算で７．５ｃｍ２〜５２０ｃｍ２の導光板Ｐが想定される。 Next, the relationship between the diagonal size and thickness of the light guide plate P and the molding conditions will be described. The relationship between the diagonal dimension and thickness of the light guide plate P and the molding conditions includes a portion that can be covered depending on the resin and the molding conditions. The light guide plate P less than the plate thickness 0.2mm~0.3mm the range of diagonal dimension from 1.5 to 5 inches or area 7.5cm 2 ~75cm 2 is particularly desirable, diagonal dimension 5-7 inches (150 cm In the light guide plate P of 2 ), the plate thickness is particularly preferably 0.3 mm to 0.5 mm. Furthermore, a thickness of 0.5 to 0.7 mm is particularly desirable for a diagonal size of 7 to 13 inches. For example, in a 7-inch light guide plate P, the distance from the gate to the farthest corner from the gate is about 15 cm. Therefore, a larger light guide plate P requires higher injection speed and higher mold clamping speed. Become. In order to improve the flow of the resin as the light guide plate P is larger, it is desirable that the temperature of the molten resin is higher. The clamping force is 200 to 700 kN in the case of two or four diagonals having a diagonal size of 1.5 to 3 inches or one or two corners having a diagonal size of 2.5 to 5 inches. In the case of taking a single light guide plate P having an angular dimension of 6 inches or more, the mold clamping force is set according to the projected area. The mold clamping force is determined so that the pressurization time to the set maximum pressure can be 0.02 to 0.035 seconds. Accordingly, the light guide plate P may be larger, but a diagonal size of 1.5 to 13 inches (520 cm 2 ) is primarily assumed, and the corners are arcuate and each side is This includes arcs. And in that case, let the point on the extension line of 2 sides of the light-guide plate P intersect as a measurement reference point of a diagonal dimension. Or 7.5cm 2 ~520cm 2 of the light guide plate P is assumed in area terms.
導光板Ｐの成形サイクル時間は、次のような時間を要する。対角寸法１．５〜５インチ、板厚０．２〜０．５ｍｍの導光板Ｐについては、型閉完了から射出を経て型開開始までの時間（成形時間）が２．５〜４．０秒であり、型開開始から導光板Ｐの取出しを経て型閉完了までの時間（型開閉時間）を０．７５〜２．２秒、トータルの成形サイクル時間を６．２秒以内で行うことが可能である。また板厚０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ、対角寸法５〜７インチの導光板Ｐでは、型閉から射出を経て型開までの成形時間（型開閉時間を除く）は、５〜６秒が必要となり、型開閉時間にはほとんど差がないので、トータルの成形サイクル時間は８秒以内で行うことが可能である。また対角寸法が７インチを超え、板厚が０．５ｍｍ〜０．７ｍｍの導光板Ｐでは成形サイクル時間は２０秒以内で行うことが可能である。 The molding cycle time of the light guide plate P requires the following time. For the light guide plate P having a diagonal size of 1.5 to 5 inches and a plate thickness of 0.2 to 0.5 mm, the time (molding time) from the completion of mold closing to the start of mold opening is 2.5 to 4. The time from the start of mold opening to the completion of mold closing (mold opening / closing time) is 0.75 to 2.2 seconds, and the total molding cycle time is within 6.2 seconds. It is possible. Further, in the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm to 0.5 mm and a diagonal size of 5 to 7 inches, the molding time from mold closing to injection through mold opening (excluding mold opening and closing time) is 5 to 6 seconds. The mold opening and closing time is almost the same, so the total molding cycle time can be performed within 8 seconds. In the light guide plate P having a diagonal dimension exceeding 7 inches and a plate thickness of 0.5 mm to 0.7 mm, the molding cycle time can be performed within 20 seconds.
また本発明は、図１２に示されるような別の実施形態の導光板の成形金型７１により射出プレス成形してもよい。この別の実施形態の例は、成形金型（射出プレス成形金型）７１におけるキャビティ７２の数を２に増やしたことが主な変更であるが、キャビティ７２の数は複数であれば個数は問わない。可動金型７３において、金型本体部７４にはキャビティ形成面７５ａが形成されるコア部７５が固定されている。また金型本体部７４には可動枠部７６がバネ８２により取付けられ、前記コア部７５に対して可動枠部７６が相対的に移動可能に設けられている。また可動金型７３にはゲートカッタ部材７７が配設されている。また可動金型７３の略中央には、突き出しピンが内蔵されたランナ形成部材８３が可動ゲートカッタ部材７７に隣接して配設されている。なおランナ形成部材については、可動枠部と一体に設け、ランナおよびゲートの間隔が一定であるようにしてもよく、その場合、ランナおよびゲートの間隔を導光板の板厚よりも厚くしておくことが望ましい。一方固定金型７８においては、キャビティ形成面８０ａが形成されるキャビティ形成ブロック８０の周囲に当接ブロック８１が配設され、可動枠部７６と当接ブロック８１が当接され、キャビティ７２が形成されるようになっている。そしてキャビティ７２の固定金型７８のキャビティ形成面８０ａに対する可動金型７３のキャビティ形成面７５ａの距離が型当接後に可変となるように設けられ、キャビティ７２内の溶融樹脂が圧縮可能となっている。 Further, in the present invention, injection press molding may be performed using a light guide plate molding die 71 of another embodiment as shown in FIG. In this example of another embodiment, the main change is that the number of cavities 72 in the molding die (injection press molding die) 71 is increased to two. It doesn't matter. In the movable mold 73, a core part 75 on which a cavity forming surface 75a is formed is fixed to the mold main body 74. A movable frame portion 76 is attached to the mold main body portion 74 by a spring 82, and the movable frame portion 76 is provided so as to be movable relative to the core portion 75. Further, a gate cutter member 77 is disposed on the movable mold 73. A runner forming member 83 having a protruding pin is disposed adjacent to the movable gate cutter member 77 at the approximate center of the movable mold 73. The runner forming member may be provided integrally with the movable frame portion so that the distance between the runner and the gate is constant. In this case, the distance between the runner and the gate is made thicker than the thickness of the light guide plate. It is desirable. On the other hand, in the fixed mold 78, a contact block 81 is disposed around the cavity forming block 80 where the cavity forming surface 80a is formed, and the movable frame portion 76 and the contact block 81 are contacted to form the cavity 72. It has come to be. The distance between the cavity forming surface 75a of the movable mold 73 and the cavity forming surface 80a of the fixed mold 78 of the cavity 72 is provided to be variable after the mold contact, and the molten resin in the cavity 72 can be compressed. Yes.
更に本発明は、図１３に示されるような更に別の実施形態の導光板の成形金型９１により射出プレス成形してもよい。この成形金型９１は、所謂インロー金型と呼ばれるものである。具体的には可動金型９２の金型本体部９３には、前面にキャビティ形成面９４ａ、側面に嵌合面が形成されたキャビティ形成ブロック９４が固定されている。また金型本体部９３にはエジェクタの突き出しピン等が配設されるランナ形成ブロック９５が固着されており、ランナ形成ブロック９５の側面も嵌合面となっている。そして前記キャビティ形成ブロック９４とランナ形成ブロック９５により凸部が形成されている。 Furthermore, the present invention may be injection press molded by a light guide plate molding die 91 of still another embodiment as shown in FIG. The molding die 91 is a so-called inlay die. Specifically, a cavity forming block 94 having a cavity forming surface 94a on the front surface and a fitting surface formed on the side surface is fixed to the mold main body 93 of the movable mold 92. Further, a runner forming block 95 on which an ejector ejecting pin or the like is disposed is fixed to the mold main body 93, and the side surface of the runner forming block 95 is also a fitting surface. A convex portion is formed by the cavity forming block 94 and the runner forming block 95.
一方固定金型９６は、金型本体部９７の固定盤側にノズル当接部９８が設けられ、ホットランナのマニホールドブロック９９に接続されている。そして前記マニホールドブロック９９は、ホットランナノズル１００に接続され、ホットランナノズル１００内にはシリンダ１０１により開閉作動されるバルブゲート１０２が配設されている。またホットランナノズル１００の周囲にはランナ形成ブロック１０３が配設されている。そして金型本体部９７の可動金型９２側の略中央には、キャビティ形成面１０４ａを形成するキャビティ形成ブロック１０４が固定されている。また金型本体部９７の可動金型９２側における周辺部には枠形成ブロック１０５が前記キャビティ形成ブロック１０４を取囲むように固定されている。そして前記枠形成ブロック１０５の可動金型９２側の内側は、キャビティ側面形成面１０５ａとなっている。そして前記キャビティ形成ブロック１０４のキャビティ形成面１０４ａと枠形成ブロック１０５のキャビティ側面形成面１０５ａとにより凹部が形成されている。 On the other hand, the fixed mold 96 is provided with a nozzle abutting portion 98 on the fixed plate side of the mold main body 97 and is connected to a manifold block 99 of a hot runner. The manifold block 99 is connected to a hot runner nozzle 100, and a valve gate 102 that is opened and closed by a cylinder 101 is disposed in the hot runner nozzle 100. A runner forming block 103 is disposed around the hot runner nozzle 100. A cavity forming block 104 that forms a cavity forming surface 104a is fixed at the approximate center of the mold main body 97 on the movable mold 92 side. A frame forming block 105 is fixed to the periphery of the mold main body 97 on the movable mold 92 side so as to surround the cavity forming block 104. An inner side of the frame forming block 105 on the movable mold 92 side is a cavity side surface forming surface 105a. A recess is formed by the cavity forming surface 104 a of the cavity forming block 104 and the cavity side surface forming surface 105 a of the frame forming block 105.
そして前記固定金型９６の凹部に可動金型９２の凸部を嵌合しても、嵌合面とキャビティ側面形成面１０５ａは溶融樹脂が漏れない僅かな間隙となっており、両金型９２，９６の間にキャビティ１０６が形成される。そして固定金型９６の枠形成ブロック１０５と可動金型９２の金型本体部９３が当接しない状態で、固定金型９６のキャビティ形成面１０４ａと可動金型９２のキャビティ形成面９４ａの間の距離およびキャビティ１０６の容積が可変となっている。 Even when the convex part of the movable mold 92 is fitted into the concave part of the fixed mold 96, the fitting surface and the cavity side surface forming surface 105a form a slight gap where the molten resin does not leak. , 96 is formed in the cavity 106. The frame forming block 105 of the fixed mold 96 and the mold main body 93 of the movable mold 92 are not in contact with each other, and between the cavity forming surface 104a of the fixed mold 96 and the cavity forming surface 94a of the movable mold 92. The distance and the volume of the cavity 106 are variable.
従って射出プレス成形の際には、まず最初に前記固定金型９６のキャビティ形成面１０４ａに対する可動金型９２のキャビティ形成面９４ａの間隔が、成形される導光板Ｐの板厚に０．２〜０．５ｍｍを加算した位置となるよう可動金型９２を停止させ、それから射出開始するとともにキャビティ１０６内の溶融樹脂を圧縮して板厚０．２〜０．７ｍｍ、対角寸法１．５〜１３インチの導光板を成形することが可能である。 Therefore, at the time of injection press molding, first, the distance between the cavity forming surface 94a of the movable mold 92 and the cavity forming surface 104a of the fixed mold 96 is 0.2 to the thickness of the light guide plate P to be molded. The movable mold 92 is stopped so that the position where 0.5 mm is added, and then the injection is started, and the molten resin in the cavity 106 is compressed to obtain a plate thickness of 0.2 to 0.7 mm and a diagonal dimension of 1.5 to A 13-inch light guide plate can be formed.
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本実施形態では対角寸法３インチの携帯電話用の導光板の成形金型（射出プレス成形金型）について説明したが、導光板の形状や種類を選ばない。従って板厚が均厚な導光板でも、板厚が入光面側から他側に向けて薄くなる楔型導光板であってもよい。楔型導光板は、入光面以外の部分にゲートが形成され、薄肉部の板厚が上記の０．２〜０．７ｍｍであるものが本発明の射出プレス成形方法に含まれる。また背面から入光され前面に出光するバックライト型導光板（光拡散板を含む）や外光を反射するものでもよい。また反射面と出光面の形状も鏡面、ドット、グルーブ、およびホログラム等各種の組合せが考えられる。更には入光および出光を伴うレンズやその他の光学薄板を本発明で行うことも想定される。いずれにしても、少なくとも一方が転写面であるものがより射出プレス成形方法に有効である。 The present invention is not enumerated one by one, but is not limited to that of the above-described embodiment, and it goes without saying that those skilled in the art also apply modifications made in accordance with the spirit of the present invention. is there. In the present embodiment, the light guide plate molding die (injection press molding die) for a mobile phone having a diagonal size of 3 inches has been described, but the shape and type of the light guide plate are not limited. Therefore, a light guide plate having a uniform thickness may be a wedge-type light guide plate whose thickness decreases from the light incident surface side toward the other side. The wedge-type light guide plate includes a gate formed in a portion other than the light incident surface, and the thin-wall portion having a thickness of 0.2 to 0.7 mm is included in the injection press molding method of the present invention. Further, it may be a backlight type light guide plate (including a light diffusion plate) that enters from the back surface and exits from the front surface, or a device that reflects external light. Various shapes such as a mirror surface, a dot, a groove, and a hologram can be considered for the shape of the reflecting surface and the light emitting surface. Furthermore, it is also envisaged that the present invention performs lenses and other optical thin plates with incident and outgoing light. In any case, one having at least one transfer surface is more effective for the injection press molding method.
上記実施形態では固定のゲートカッタが設けられる一方の金型は、固定金型であり、可動のゲートカッタが設けられる他方の金型が可動金型の例で説明したが、反対でもよい。即ち、固定金型に可動ゲートカッタを配設し、可動金型に固定ゲートカッタを配設してもよい。また導光板の成形金型（射出プレス成形金型）は、ゲートカットを行わないものでもよい。そして導光板の取出も可動金型に保持されるものが一般的ではあるが、固定金型側に保持されるものでもよい。また本実施形態では水平方向に型開閉が行われる射出成形機に取付けられる成形金型（射出プレス成形金型）について説明したが、垂直方向に型開閉が行われるものでもよい。 In the above embodiment, one mold provided with a fixed gate cutter is a fixed mold, and the other mold provided with a movable gate cutter has been described as an example of a movable mold. That is, the movable gate cutter may be disposed in the fixed mold, and the fixed gate cutter may be disposed in the movable mold. The light guide plate molding die (injection press molding die) may be one that does not perform gate cutting. In general, the light guide plate is taken out by the movable mold, but may be held by the fixed mold side. In the present embodiment, the molding die (injection press molding die) attached to the injection molding machine that is opened and closed in the horizontal direction has been described. However, the mold may be opened and closed in the vertical direction.
更に上記実施形態では射出成形機の型開閉・型締機構により固定金型のキャビティ形成面と可動金型のキャビティ形成面の距離を変更して溶融樹脂を圧縮するものについて説明したが、可動盤または可動金型内に射出プレス用の油圧シリンダを設け、該油圧シリンダによりコア部を移動させて溶融樹脂を圧縮させるものでもよい。 Furthermore, in the above embodiment, the description has been given of the one in which the molten resin is compressed by changing the distance between the cavity forming surface of the fixed mold and the cavity forming surface of the movable mold by the mold opening / closing / clamping mechanism of the injection molding machine. Alternatively, a hydraulic cylinder for injection press may be provided in the movable mold, and the core portion may be moved by the hydraulic cylinder to compress the molten resin.
更に成形に使用される樹脂については、ポリカーボネートの例について記載したが、光学性能と流動性に優れた樹脂なら他の樹脂でもよく、例としては、メタクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂などが挙げられる。そして樹脂により溶融樹脂の温度およびガラス転移温度が相違するから、ゲートカットのタイミング、冷却媒体の温度、および成形サイクル時間等も相違することは言うまでもない。 Further, the resin used for molding has been described with respect to polycarbonate, but other resins may be used as long as they are excellent in optical performance and fluidity. Examples thereof include methacrylic resin and cycloolefin polymer resin. Since the temperature of the molten resin and the glass transition temperature differ depending on the resin, it goes without saying that the timing of gate cut, the temperature of the cooling medium, the molding cycle time, and the like are also different.
１ 射出成形機
３ 射出装置
５ 型締装置
６ 固定盤
９ 可動盤
１０ 型締シリンダ
１１ 成形金型
１２ 可動金型
１３ 固定金型
１４ キャビティ
１５，４１ 金型本体部
１６ コア部
１６ａ，４２ａ キャビティ形成面
１９ 可動枠部
２４，４５ ゲートカッタ部材
Ｐ 導光板
Ｐ１ スプル
Ｐ２ ランナ
Ｐ３ ゲート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Injection molding machine 3 Injection apparatus 5 Clamping apparatus 6 Fixed board 9 Movable board 10 Mold clamping cylinder 11 Molding die 12 Movable mold 13 Fixed mold 14 Cavity 15,41 Mold main body part 16 Core part 16a, 42a Cavity formation Surface 19 Movable frame portion 24, 45 Gate cutter member P Light guide plate P1 Sprue P2 Runner P3 Gate
Claims (4)
前記固定金型のキャビティ形成面と可動金型のキャビティ形成面との距離が導光板の板厚に０．２〜０．５ｍｍ加算した値となる位置で可動金型を停止させ、射出中または射出後にキャビティ内の溶融樹脂を圧縮することを特徴とする導光板の射出プレス成形方法。 In the injection press molding method of the light guide plate using the molding die in which the distance of the cavity forming surface of the movable die to the cavity forming surface of the fixed die is variably formed,
The movable mold is stopped at a position where the distance between the cavity forming surface of the fixed mold and the cavity forming surface of the movable mold is a value obtained by adding 0.2 to 0.5 mm to the thickness of the light guide plate, An injection press molding method for a light guide plate, comprising compressing molten resin in a cavity after injection.
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