JP2010167594A - Molding method and molding system for thin plate - Google Patents

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Toshiyuki Ebina
利幸 蛯名
Kazuhiko Nishida
一彦 西田
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Meiki Seisakusho KK
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding method and a molding system for a thin plate which mold a thin plate in an allowable range while pursuing the productivity by pressing an injection molded thin plate. <P>SOLUTION: In the molding system 11 for the thin plate, the thin plate L molded by an injection machine 12 is gate-cut by a gate-cut device 13 during or after injection molding, the plurality of gate cut thin plates L are piled by a piling device 15 directly or through other members P and are held in a pressed state by a pressing device 16 for a fixed time to mold the thin plate L having warpage in the allowable range. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、射出成形された薄板の成形方法および前記薄板の成形システムに関するものである。   The present invention relates to a method for forming an injection-molded thin plate and a system for forming the thin plate.

一般に射出成形(射出圧縮成形およびその一分野の射出プレスを含む)された導光板等の薄板は、キャビティ内に溶融樹脂を射出して成形した際の内部応力の残存、温度分布による収縮差、取出時に加えられる物理的な力、および取出後の吸湿等により、成形後にも反りが発生する。しかし従来の導光板は、板厚が2〜10mmと比較的厚いものが多く、反りが発生しにくかった。そして特許文献1に記載されるように、導光板に反り防止用の溝を設けることにより反りを防止することも行われてきた。しかし導光板がより一層薄肉化してくると導光板自体を反り防止に適した形状にすることは困難となり、より一層反りの問題がクローズアップされるようになってきた。   In general, thin plates such as light guide plates that have been injection-molded (including injection compression molding and injection presses in one field thereof) have residual internal stress when molded by injection of molten resin into the cavity, differential shrinkage due to temperature distribution, Warpage occurs after molding due to physical force applied at the time of take-out and moisture absorption after take-out. However, many of the conventional light guide plates are relatively thick with a thickness of 2 to 10 mm, and warpage is difficult to occur. In addition, as described in Patent Document 1, warpage has been prevented by providing a groove for preventing warpage in the light guide plate. However, as the light guide plate becomes thinner, it becomes difficult to make the light guide plate itself in a shape suitable for warpage prevention, and the problem of warpage has been further highlighted.

また導光板ではないが薄板の反りを防止するものとしては、特許文献2、特許文献3に記載されたものが知られている。特許文献2は、歪み矯正型を用いて射出成形型によって成形された薄板の成形歪に逆方向の向きの荷重を加えて、歪の矯正を行うものである。しかしながら特許文献2に示されるような大きな成形歪みは、射出成形工程で解決すべき問題であって通常は射出成形機から取出された直後の薄板には大きな反りは発生していない。そして成形後に発生する反りは、射出成形された直後の成形歪みと必ずしも一致するとは限らない。従って成形歪みを矯正する方向に荷重をかけることが良好な平面性を有する薄板を得るために有効でない場合があった。また特許文献2では、薄板1枚づつに対して矯正を行うので1枚の薄板の矯正にかけられる時間は射出成形工程に要する時間内で行うことになる。しかしながら前記のような短時間で、成形歪の方向と逆方向の向きの荷重を加えても、成形後に発生する反りは一定時間をかけて発生するので、良好な平面性を有する薄板を得ることは困難であった。更に薄板の一部の部分に荷重がかけられるので、導光板等の微細な転写面を有する光学成形品については、転写面が傷がつくなどの問題があった。そして更には、薄板がアクリル等の比較的割れ易い樹脂材料を用いた板厚1.0mm以下の透明樹脂製の光学成形品の場合は、一部の部分のみに強い荷重をかけると薄板が割れる可能性があるという問題があった。   Moreover, what is described in patent document 2 and patent document 3 is known as what prevents the curvature of a thin plate although it is not a light-guide plate. Patent Document 2 corrects distortion by applying a load in the opposite direction to the molding distortion of a thin plate molded by an injection mold using a distortion correction mold. However, a large molding distortion as shown in Patent Document 2 is a problem to be solved in the injection molding process, and usually a large warp does not occur in the thin plate immediately after being taken out from the injection molding machine. And the curvature which generate | occur | produces after shaping | molding does not necessarily correspond with the shaping | molding distortion immediately after injection molding. Therefore, in some cases, applying a load in the direction of correcting the forming distortion is not effective for obtaining a thin plate having good flatness. In Patent Document 2, since correction is performed for each thin plate, the time required for correcting one thin plate is within the time required for the injection molding process. However, even when a load in the direction opposite to the molding strain direction is applied in a short time as described above, the warp that occurs after molding occurs over a certain period of time, so a thin plate with good flatness can be obtained. Was difficult. Furthermore, since a load is applied to a part of the thin plate, there is a problem that the optically molded product having a fine transfer surface such as a light guide plate is damaged. Furthermore, in the case of an optical molded product made of a transparent resin having a plate thickness of 1.0 mm or less using a resin material that is relatively easy to break, such as acrylic, the thin plate breaks when a strong load is applied to only a part thereof. There was a problem that there was a possibility.

また特許文献3は、射出成形に関するものや導光板に関するものではないが複数の薄板を重ねた状態で加圧し、反りを矯正する薄板供給装置が開示されている。この装置によれば一対の薄板押圧装置により基板の反っている両端面を押圧し、収納ラックの移動により反りを矯正するので複数枚が同時に矯正できる。しかし押圧装置により基板の全面を押圧するものではないので基板全体が良好な平面性を有することができず、押圧された部分のみに強い負荷が加わえられることによる特許文献2と同様の問題を有するものであった。   Moreover, although patent document 3 is not related to injection molding or a light guide plate, it discloses a thin plate supply device that pressurizes a plurality of thin plates and corrects the warp. According to this apparatus, both the warped end surfaces of the substrate are pressed by the pair of thin plate pressing devices, and the warp is corrected by the movement of the storage rack, so that a plurality of sheets can be corrected simultaneously. However, since the entire surface of the substrate is not pressed by the pressing device, the entire substrate cannot have a good flatness, and the same problem as in Patent Document 2 due to a strong load being applied only to the pressed portion. I had it.

WO2006−85526号公報(0164、図43)WO2006-85526 (0164, FIG. 43) 特開2007−290313号公報(請求項1、図4)JP 2007-290313 A (Claim 1, FIG. 4) 特開平5−167292号公報(0014、図1)JP-A-5-167292 (0014, FIG. 1)

本発明では上記の問題を鑑みて、射出成形された薄板に加圧して反りを許容範囲内にする際に、生産性を追及しつつ反りが許容範囲内の薄板を成形することができる薄板の成形方法および薄板の成形システムを提供することを目的とする。   In the present invention, in view of the above-described problems, when pressurizing an injection-molded thin plate to make the warpage within an allowable range, the thin plate capable of forming a thin plate within the allowable range while pursuing productivity. It is an object of the present invention to provide a forming method and a thin plate forming system.

本発明の薄板の成形方法は、射出成形された薄板を加圧して反りが許容範囲内の薄板を成形する薄板の成形方法であって、射出成形中または射出成形後に薄板のゲートカットを行い、ゲートカットした薄板を直接または他部材を介して複数枚積み重ねし、加圧装置により加圧した状態で一定時間保持し、反りが許容範囲内の薄板を成形することを特徴とする。   The method for forming a thin plate of the present invention is a method for forming a thin plate in which an injection-molded thin plate is pressed to form a thin plate with a warp within an allowable range, and the gate of the thin plate is cut during or after injection molding, A plurality of gate-cut thin plates are stacked directly or via another member, held for a certain period of time in a state of being pressed by a pressure device, and a thin plate having a warpage within an allowable range is formed.

本発明の薄板の成形システムは、射出成形された薄板を加圧して反りが許容範囲内の薄板を成形する薄板の成形システムであって、射出成形機の後工程または射出成形機に取付けられた成形金型内に設けられ薄板のゲートカットを行うゲートカット装置と、
ゲートカットされた薄板を直接または他部材を介して複数枚積み重ねする積み重ね装置と、
積み重ねられた薄板を加圧した状態で一定時間保持する加圧装置と、を備えたことを特徴とする。
The thin plate molding system of the present invention is a thin plate molding system that pressurizes an injection-molded thin plate to form a thin plate whose warpage is within an allowable range, and is attached to the post-process of the injection molding machine or the injection molding machine. A gate cutting device that is provided in a molding die and performs gate cutting of a thin plate;
A stacking device for stacking a plurality of gate-cut thin plates directly or via other members;
And a pressurizing device that holds the stacked thin plates in a pressurized state for a predetermined time.

本発明の薄板の成形方法および薄板の成形システムは、射出成形機により射出成形中または射出成形後に薄板のゲートカットを行い、積み重ね装置によりゲートカットした薄板を直接または他部材を介して複数枚積み重ねし、加圧装置により加圧した状態で一定時間保持することにより、生産性を追及しつつ反りが許容範囲内の薄板を成形することができる。   The thin plate forming method and thin plate forming system according to the present invention includes performing gate cutting of a thin plate during or after injection molding by an injection molding machine, and stacking a plurality of thin plates gate-cut by a stacking device directly or via other members. And by hold | maintaining for a certain period of time in the state pressurized with the pressurization apparatus, the thin board in which a curvature is a tolerance | permissible_range can be shape | molded, pursuing productivity.

図1は実施例1の導光板の成形システムの概略平面図である。FIG. 1 is a schematic plan view of a light guide plate forming system according to the first embodiment. 図2は実施例1の導光板の成形システム(射出成形機を除く)の概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of the light guide plate molding system (excluding the injection molding machine) according to the first embodiment. 図3は実施例1の導光板の成形システムの積み重ね装置の一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of the stacking device of the light guide plate forming system according to the first embodiment.

射出成形機から取出され射出成形機が置かれた雰囲気よりも高温状態のゲートカットされた薄板を直接または緩衝材を介して複数枚積み重ねし、射出成形機が置かれた雰囲気下で加圧装置により一定時間加圧して、反りが許容範囲内の薄板を成形する。特には射出プレスを含む射出圧縮成形により成形されたアクリル等の成形後に反りが発生し易い材料から成形された板厚が薄くて略均等の透明樹脂からなる光学成形品を対象とする。   Stacked multiple sheets of gate-cut thin plates at a higher temperature than the atmosphere taken out from the injection molding machine and placed in the injection molding machine directly or via a cushioning material, and pressurized in the atmosphere where the injection molding machine was placed To form a thin plate having warpage within an allowable range. In particular, it is intended for an optically molded article made of a substantially uniform transparent resin having a thin plate thickness formed from a material that easily warps after molding, such as acrylic molded by injection compression molding including an injection press.

実施例1の導光板の成形システムと導光板の成形方法について、図1ないし図3を参照して説明する。薄板の成形システムである導光板の成形システム11は、射出成形機12とその一側に形成されたゲートカット装置13、導光板を載置しつつ搬送する搬送装置14、導光板等を積み重ねる積み重ね装置15、および導光板Lを加圧して平坦にするかまたは平坦な状態を保つ加圧装置16等からなる。   A light guide plate forming system and a light guide plate forming method of Example 1 will be described with reference to FIGS. 1 to 3. A light guide plate forming system 11 which is a thin plate forming system is composed of an injection molding machine 12 and a gate cut device 13 formed on one side thereof, a transport device 14 for transporting the light guide plate while being placed thereon, a stack of light guide plates and the like. The device 15 includes a pressure device 16 that pressurizes the light guide plate L to be flat or keeps the flat state.

射出成形機12には、図示しない材料乾燥装置と材料自動供給装置等が付設される。そして射出成形機12のベッド上には、射出装置17と型締装置18が配設されている。型締装置18の固定盤19には成形金型20の一方の固定金型21が配設され、可動盤22には成形金型20の他方の可動金型23が配設されている。そして前記成形金型20は、図示しない温調装置から冷却媒体が流されて温調されている。また前記射出成形機12と成形金型20は、射出プレスを含む射出圧縮成形が可能となっている。実施例1の成形金型20のキャビティ37では、対角寸法14インチ、板厚0.7mm(均等厚)であって少なくとも一方の面に転写面を有する導光板Lが1個取りされる。なお透明樹脂からなる光学成形品である導光板の取数とサイズ、形状、樹脂材料等は限定されない。   The injection molding machine 12 is provided with a material drying device and an automatic material supply device (not shown). An injection device 17 and a mold clamping device 18 are disposed on the bed of the injection molding machine 12. One fixed mold 21 of the molding die 20 is disposed on the fixed plate 19 of the mold clamping device 18, and the other movable mold 23 of the molding die 20 is disposed on the movable plate 22. The molding die 20 is temperature-controlled by flowing a cooling medium from a temperature control device (not shown). The injection molding machine 12 and the molding die 20 can be injection compression molded including an injection press. In the cavity 37 of the molding die 20 of Example 1, one light guide plate L having a diagonal dimension of 14 inches and a plate thickness of 0.7 mm (uniform thickness) and having a transfer surface on at least one surface is taken. Note that the number, size, shape, resin material, and the like of the light guide plate, which is an optical molded product made of transparent resin, are not limited.

射出成形機12の一側には、ゲートカット装置13が設けられている。また型締装置18には成形された導光板Lをゲートカット装置13へ移送する図示しない取出装置が設けられている。またゲートカット装置13の一側には、ゲートカットされた導光板LをパレットP上に載置して搬送する搬送装置14と、ゲートカット装置13から搬送装置14へ導光板Lを移送する図示しない移送装置が設けられている。なお射出成形機12の後工程に導光板Lのゲートカット装置13を設けずに、成形金型20の内部にゲートカット装置を設け、型内でゲートカットを行うようにしてもよい。その場合は、射出成形機12から取出装置によって搬送装置14へ直接導光板Lが取出される。また搬送装置14は、導光板Lを縦方向に立てて載置し両面を雰囲気に晒した状態で載置した後にパレットPに載置するものでもよい。その方が両面を均等に冷却させることができる。   On one side of the injection molding machine 12, a gate cut device 13 is provided. The mold clamping device 18 is provided with a take-out device (not shown) for transferring the molded light guide plate L to the gate cut device 13. Further, on one side of the gate cut device 13, a transport device 14 that transports the light-guide plate L that has been gate-cut on the pallet P, and the light guide plate L that is transferred from the gate cut device 13 to the transport device 14 is illustrated. A non-transfer device is provided. Alternatively, the gate cutting device 13 for the light guide plate L may not be provided in the subsequent process of the injection molding machine 12, but a gate cutting device may be provided inside the molding die 20 to perform gate cutting in the mold. In that case, the light guide plate L is directly taken out from the injection molding machine 12 to the conveying device 14 by the take-out device. Further, the conveying device 14 may be placed on the pallet P after the light guide plate L is placed in a vertical direction and placed in a state where both surfaces are exposed to the atmosphere. That way, both sides can be cooled evenly.

図3に示されるパレットPは樹脂製であって、実施例1では2枚の導光板Lの全面が載置される載置部P1とその両側の保持部P2が設けられ、保持部P2は載置部P1よりも一段高くなっている。載置部P1についてはその表面および裏面ともに高い平面度となっている。なお他部材であるパレットPは樹脂製に限定されず、金属、ガラス、木製等でもよい。搬送装置14は、ベルトコンベアからなり、その始端部14aにはパレットPを1枚づつベルトコンベア上に供給するパレット供給装置24が配設されている。また図2に示されるように搬送装置14の終端部14b近傍にはパレットPと導光板Lを1枚づつ積み重ね装置15に供給するパレット送り装置25が設けられている。積み重ね装置15は導光板Lを載置したパレットPを鉛直方向に複数枚積み重ねる装置であり、実施例1では20枚程度の導光板Lを載置したパレットPが積み重ねられる。   The pallet P shown in FIG. 3 is made of resin, and in the first embodiment, a placement portion P1 on which the entire surface of the two light guide plates L is placed and holding portions P2 on both sides thereof are provided. It is one step higher than the mounting portion P1. The mounting portion P1 has a high flatness on both the front surface and the back surface. The pallet P, which is another member, is not limited to resin, but may be metal, glass, wood, or the like. The conveying device 14 is composed of a belt conveyor, and a pallet supply device 24 for supplying the pallets P one by one onto the belt conveyor is disposed at the start end portion 14a. As shown in FIG. 2, a pallet feeding device 25 that supplies the pallet P and the light guide plate L to the stacking device 15 one by one is provided in the vicinity of the end portion 14 b of the transport device 14. The stacking device 15 is a device that stacks a plurality of pallets P on which the light guide plates L are placed in the vertical direction. In the first embodiment, the pallets P on which about 20 light guide plates L are placed are stacked.

図3に示されるようにパレット積み重ね装置15は、搬送装置14の終端部14b側の両側に2本づつ設けられた循環式のチェーン26に保持用の爪部27が設けられ、爪部27によりパレットPの保持部P2を保持する。そしてチェーン26が下方に向けて移動して、加圧装置16へ向うコンベア28に近づくと前記チェーン26が外側に移動してパレットP等の保持を解消する。積み重ね装置15の保持を解消されたパレットPと導光板Lのうちの最初の1枚は、コンベア28上に載置され、その上に次々にパレットPと導光板Lが積み重ねられる。そしてパレットPと導光板Lが所定枚数積み重ねられるとコンベア28は加圧装置16に間欠移動される。なおゲートカット装置13から導光板Lを移送する多軸ロボット等の移送装置が積み重ね装置を兼用し、導光板LとパレットPまたは導光板Lのみを積み重ねるようにしてもよい。   As shown in FIG. 3, the pallet stacking device 15 is configured such that a holding claw portion 27 is provided on a circulation type chain 26 provided on each side of the conveying device 14 on the end portion 14 b side. The holding part P2 of the pallet P is held. When the chain 26 moves downward and approaches the conveyor 28 toward the pressurizing device 16, the chain 26 moves outward to cancel the holding of the pallet P and the like. The first one of the pallet P and the light guide plate L from which the holding of the stacking device 15 is released is placed on the conveyor 28, and the pallet P and the light guide plate L are stacked one after another. When a predetermined number of pallets P and light guide plates L are stacked, the conveyor 28 is intermittently moved to the pressure device 16. A transfer device such as a multi-axis robot that transfers the light guide plate L from the gate cut device 13 may also serve as a stacking device, and only the light guide plate L and the pallet P or the light guide plate L may be stacked.

実施例1では加圧装置16は、上方にエアシリンダ29によって昇降する平坦板30と、コンベア28の下方の固定された平坦板31が設けられており、両方の平坦板30,31の間で積み重ねられたパレットPと導光板Lのうち少なくとも導光板Lの全面を加圧する。加圧板である平坦板30と平坦板31は、導光板Lの中央部に対応する部分に穴があるものを除外するものではないが全面をカバーすることが望ましく、少なくとも四隅部は加圧可能でであることが望まれる。エアシリンダ29は図示しないレギュレータを介して高圧エアの供給装置に接続され、加圧力が制御可能となっている。実施例1の加圧装置16は加熱された雰囲気下で加圧を行うものではない。なお加圧装置16は、積み重ねられた導光板L等を、加圧した状態で一定時間保持可能なものであれば種類を選ばず、ロータリ式やバッチ式であって積み重ねられた導光板L等を最初から最後まで加圧保持するものでもよい。また加圧装置16の加圧駆動手段は、エアシリンダ29の他に油圧シリンダや電動機を用いたものでもよく、積み重ねられた導光板L等に重量物を用いて荷重を加えるものでもよい。更に加圧する方向についても、導光板Lを立てた状態で重ねて水平方向に加圧してもよい。   In the first embodiment, the pressurizing device 16 is provided with a flat plate 30 that is moved up and down by an air cylinder 29 and a fixed flat plate 31 below the conveyor 28, and between the flat plates 30 and 31. Of the stacked pallet P and light guide plate L, at least the entire surface of the light guide plate L is pressurized. The flat plate 30 and the flat plate 31, which are pressure plates, do not exclude those having a hole in the portion corresponding to the central portion of the light guide plate L, but it is desirable to cover the entire surface, and at least the four corners can be pressurized. It is desirable that The air cylinder 29 is connected to a high-pressure air supply device via a regulator (not shown) so that the pressure can be controlled. The pressurizing device 16 of Example 1 does not pressurize in a heated atmosphere. The pressurizing device 16 may be of any type as long as it can hold the stacked light guide plates L and the like for a certain period of time in a pressurized state. May be held under pressure from the beginning to the end. The pressurizing drive means of the pressurizing device 16 may be one using a hydraulic cylinder or an electric motor in addition to the air cylinder 29, or may be one that applies a load to the stacked light guide plates L using a heavy object. Further, with respect to the direction of pressurization, the light guide plate L may be stacked and pressed in the horizontal direction in a standing state.

そして積み重ねられた導光板L等は、複数の加圧ステージ16a,16b,16cで加圧された後、積み重ね解消装置32へ送られる。積み重ね解消装置32は、積み重ねられたパレットPの両側の保持部P2の間に爪部を挿入し、全てのパレットPを保持し、一旦チェーンを上昇させてから水平移動するとともにコンベア28のない位置で、再びチェーンが下方に向けて移動し、図3と同じ構造により、リターンコンベア33の載置位置33a上に導光板Lが載置されたパレットPを1枚づつ載置する。そして導光板Lは、リターンコンベア33の途中の積降位置33bで、積み降し装置34によって取出され、仕上装置35へ移送される。導光板Lが取出されたパレットPは、再びリターンコンベア33の終端近傍位置33cからパレット供給装置24によって上方へ運ばれ搬送装置14へ送られる。   The stacked light guide plates L and the like are pressurized by a plurality of pressure stages 16a, 16b, and 16c, and then sent to the stack cancellation device 32. The stacking cancellation device 32 inserts a claw portion between the holding portions P2 on both sides of the stacked pallets P, holds all the pallets P, moves up the chain once, moves horizontally, and has no conveyor 28. Then, the chain again moves downward, and the pallets P on which the light guide plates L are placed are placed one by one on the placement position 33a of the return conveyor 33 by the same structure as FIG. The light guide plate L is taken out by the loading / unloading device 34 at the loading / unloading position 33 b in the middle of the return conveyor 33 and transferred to the finishing device 35. The pallet P from which the light guide plate L has been taken out is again conveyed upward from the position 33c near the end of the return conveyor 33 by the pallet supply device 24 and sent to the conveying device 14.

次に実施例1の導光板の成形システム11を用いた導光板Lの成形方法について説明する。まず射出成形機12の射出装置17に乾燥されたアクリル樹脂(PMMA)のペレットが供給される。使用されるアクリル樹脂は、導光板専用グレードの流動性と透過率等の光学性能に特に優れたものであり、対角寸法が8インチ以上の大型の導光板Lに特に好適に用いられている。しかしアクリル樹脂は、吸湿しやすく、内部応力により配向が不均一になると成形時または成形後に反りや割れが発生しやすいという問題がある。なお導光板Lの樹脂材料としては、アクリル樹脂の他、ポリカーボネート、ゼオノアやシクロオレフィンポリマー等のオレフィン系樹脂(いずれもポリマーブレンドされたものを含む)等を用いてもよい。   Next, a method for forming the light guide plate L using the light guide plate forming system 11 of the first embodiment will be described. First, dried acrylic resin (PMMA) pellets are supplied to the injection device 17 of the injection molding machine 12. The acrylic resin used is particularly excellent in optical performance such as fluidity and transmittance of the grade exclusive for the light guide plate, and is particularly suitably used for a large light guide plate L having a diagonal dimension of 8 inches or more. . However, the acrylic resin is easy to absorb moisture, and there is a problem that warping and cracking are likely to occur during or after molding if the orientation becomes non-uniform due to internal stress. As a resin material of the light guide plate L, an olefin resin such as polycarbonate, zeonore or cycloolefin polymer (all including a polymer blend) may be used in addition to an acrylic resin.

アクリル樹脂を用いる場合の射出装置17の加熱筒36の温度は、より望ましくは一例として230℃〜290℃である。またアクリル樹脂は、前記のように吸湿しやすいので、加熱筒36内を真空状態に吸引して水分を更に除去するようにしてもよい。成形金型20に送られる冷却媒体の温度はより望ましくは一例として40℃〜90℃程度である。(キャビティ37内における溶融樹脂の流動性および転写性を良好にしたい場合は、金型温度を高くするが、成形サイクル時間が長くなりその後の収縮による反りも発生しやすくなる。また金型温度を低くした場合は、成形サイクル時間の短縮や反りの点では有利であるが、キャビティ37内における溶融樹脂の流動性および転写性の点で不利である。)そして射出装置17から成形金型20のキャビティ37内に溶融樹脂が射出充填されて対角寸法14インチ、板厚0.7mm(均等厚)であって少なくとも一方の面に転写面を有する導光板Lが成形される。成形サイクル時間は実施例1では30秒(より望ましくは一例として15秒〜40秒の範囲)である。射出開始時の可動金型23の位置は、型締完了よりも僅かに手前の位置にあって、キャビティ37の容積が拡大されている。そしてキャビティ37内に溶融樹脂が射出充填されると可動金型23のコアブロックが前進して溶融樹脂を圧縮する射出プレス成形が行われる。なお射出後にキャビティ37が僅かに開いた後圧縮する射出圧縮成形を行うようにしてもよい。これら射出圧縮成形やその一分野である射出プレス成形は、キャビティ37の間隔が広がった状態で射出されるので、導光板Lの内部応力が軽減される。内部応力が大きい薄肉の導光板Lは、成形金型20から取出された際は平坦であっても、時間経過とともに反りが発生する。また特にアクリルを用いた場合は、配向のムラ等が大きいと反りの発生が顕著となったり割れたりしやすい。なお射出成形機12で成形される導光板Lを僅かに反りのある状態で成形し、搬送装置14による搬送中に上面と下面の冷却による収縮差により平坦にする場合もある。   When the acrylic resin is used, the temperature of the heating cylinder 36 of the injection device 17 is more desirably 230 ° C. to 290 ° C. as an example. Further, since the acrylic resin easily absorbs moisture as described above, the moisture may be further removed by sucking the inside of the heating cylinder 36 in a vacuum state. The temperature of the cooling medium sent to the molding die 20 is more desirably about 40 ° C. to 90 ° C. as an example. (In order to improve the fluidity and transferability of the molten resin in the cavity 37, the mold temperature is raised, but the molding cycle time becomes longer and warping due to subsequent shrinkage is likely to occur. The lowering is advantageous in terms of shortening the molding cycle time and warping, but is disadvantageous in terms of the fluidity and transferability of the molten resin in the cavity 37.) A molten resin is injected and filled into the cavity 37 to form a light guide plate L having a diagonal dimension of 14 inches, a plate thickness of 0.7 mm (uniform thickness), and having a transfer surface on at least one surface. The molding cycle time is 30 seconds in Example 1 (more desirably, in the range of 15 seconds to 40 seconds as an example). The position of the movable mold 23 at the start of injection is slightly in front of the completion of mold clamping, and the volume of the cavity 37 is enlarged. When the molten resin is injected and filled into the cavity 37, injection core molding is performed in which the core block of the movable mold 23 moves forward and compresses the molten resin. Note that injection compression molding may be performed in which the cavity 37 is slightly opened after injection and then compressed. In these injection compression molding and injection press molding, which is one of the fields, injection is performed in a state where the gaps of the cavities 37 are widened, the internal stress of the light guide plate L is reduced. Even when the thin light guide plate L having a large internal stress is flat when taken out from the molding die 20, warping occurs over time. In particular, when acrylic is used, the occurrence of warpage becomes prominent or cracked easily if the alignment unevenness is large. In some cases, the light guide plate L molded by the injection molding machine 12 is molded in a slightly warped state and flattened due to a contraction difference due to cooling of the upper surface and the lower surface during the transport by the transport device 14.

射出成形機12の成形金型20から取出された導光板Lは、ゲートカット装置13でレーザー等によりゲートが切断される。最初にゲートを切断する理由は、板厚0.1mm〜1.0mm以下(実施例1では0.7mm)の導光板Lでは、ゲートやランナの方が板厚が大きくて熱容量も大きいので、ゲートを切断しないと導光板Lの温度分布がゲート側の方が反対側よりも高温となり反りの原因となるからである。そしてゲートが切断された導光板Lは、搬送装置14上の樹脂製のパレットPに2枚づつ載置される。なお載置枚数は限定されないが、実施例1で複数枚載置するのは、加圧装置16での加圧時間を長くするためである。射出成形機12の回りは工場内の雰囲気(空調されたクリーンルームの場合が多い)となっている。取出された直後の50℃〜80℃程度の導光板Lは、搬送装置14上でパレットPや雰囲気により熱が奪われて30℃〜60℃程度まで降温されるが、それでも射出成形機12が置かれた雰囲気よりも高温状態である。   The gate of the light guide plate L taken out from the molding die 20 of the injection molding machine 12 is cut by a laser or the like by the gate cut device 13. The reason for cutting the gate first is that, in the light guide plate L having a plate thickness of 0.1 mm to 1.0 mm or less (0.7 mm in Example 1), the gate or runner has a larger plate thickness and a larger heat capacity. This is because if the gate is not cut, the temperature distribution of the light guide plate L is higher on the gate side than on the opposite side, causing warping. Then, two light guide plates L with the gates cut are placed on the resin pallet P on the transport device 14. Although the number of sheets to be placed is not limited, the reason for placing a plurality of sheets in Example 1 is to increase the pressurization time in the pressurizer 16. The area around the injection molding machine 12 is an atmosphere in the factory (in many cases, an air-conditioned clean room). The light guide plate L of about 50 ° C. to 80 ° C. immediately after being taken out is deprived of heat by the pallet P or atmosphere on the transport device 14 and is lowered to about 30 ° C. to 60 ° C. It is hotter than the atmosphere in which it is placed.

そしてパレットPに載置された導光板Lは、積み重ね装置15で積み重ねられ加圧装置16へ送られる。加圧装置16ではエアシリンダ29により平坦板30,31の間で、30kg(面圧0.025kg/cm)程度の荷重がパレットPと導光板Lに加えられる。面圧については、より望ましくは、0.025kg/cm〜1kg/cmであり、更に圧力を高めてもよいが効果は変わらない。またむしろ転写面を有する導光板等の光学製品では、1kg/cmよりも高い圧力を加えると転写面に悪影響を与える場合がある。またアクリル製の導光板等の場合には、圧力が高すぎると割れる可能性がある。なお面圧については、導光板Lの状態に応じてエアシリンダ29へ供給する高圧エアをレギュレータにより制御して最適に制御できる。実施例1においては射出成形機12が置かれた雰囲気下で加圧装置16により加圧も行なわれ、加圧を行っている間も冷却が進行する。従って本発明は、熱変形温度よりも10℃〜30℃低温化で行うアニーリング工程とは相違し、余分や熱をかけてエネルギーをロスしたり、導光板等を劣化させることがない。 The light guide plate L placed on the pallet P is stacked by the stacking device 15 and sent to the pressurizing device 16. In the pressurizing device 16, a load of about 30 kg (surface pressure 0.025 kg / cm 2 ) is applied to the pallet P and the light guide plate L between the flat plates 30 and 31 by the air cylinder 29. The surface pressure is more desirably 0.025 kg / cm 2 to 1 kg / cm 2 , and the pressure may be further increased, but the effect is not changed. Rather, an optical product such as a light guide plate having a transfer surface may adversely affect the transfer surface when a pressure higher than 1 kg / cm 2 is applied. In the case of an acrylic light guide plate or the like, there is a possibility of cracking if the pressure is too high. The surface pressure can be optimally controlled by controlling the high-pressure air supplied to the air cylinder 29 according to the state of the light guide plate L by a regulator. In the first embodiment, pressurization is performed by the pressurization device 16 in an atmosphere where the injection molding machine 12 is placed, and cooling proceeds while the pressurization is performed. Accordingly, the present invention is different from the annealing step performed at a temperature lower by 10 ° C. to 30 ° C. than the heat deformation temperature, and does not lose energy or deteriorate the light guide plate or the like due to extra heat.

実施例1における加圧装置16による加圧時間は、各加圧ステージ毎に20分であり、3ステージで合計1時間である。加圧時間については一つに加圧ステージで1時間としてもよく、生産性を追及しつつ良好な平面度とするためのより望ましい時間(合計時間)は、一例として30分〜3時間程度である。また加圧する際の積み重ね枚数は、実施例1では20枚であるが、積み重ね枚数は限定されない。ただし積み重ね枚数が少ないと所望の加圧時間を確保するためには加圧装置16の数を大幅に増やす必要があり効率が悪い。また積み重ね枚数が多すぎると最初に積み重ねた導光板Lと最後に積み重ねた導光板Lで、温度差や重量による圧力差が発生するので、10枚〜100枚程度の積み重ね枚数がより望ましい。また導光板Lの積み重ね方(向き)についてはゲート跡が重なるように積み重ねてもよいし、ゲート跡の向きが交互になるように積み重ねてもよい。導光板Lが略対称形であって一定位置に反りが発生するような場合は、交互に積み重ねる方が反りをキャンセルする上で望ましい。また成形金型で導光板の2個取を行う場合は、別のキャビティで成形された導光板を混ぜて積み重ねた方が、同一キャビティの同一部分で成形された部分を重ねるよりも、交互に積み重ねた場合と同様に反りをキャンセルすることが期待できる。また楔形導光板の場合も交互に積み重ねることが望ましい。   The pressurization time by the pressurizer 16 in Example 1 is 20 minutes for each pressurization stage, and the total time is 3 hours for 3 stages. The pressurization time may be one hour on the pressurization stage, and more desirable time (total time) for achieving good flatness while pursuing productivity is, for example, about 30 minutes to 3 hours. is there. Further, the number of stacked sheets when pressing is 20 in Example 1, but the number of stacked sheets is not limited. However, if the number of stacked sheets is small, it is necessary to greatly increase the number of pressurizing devices 16 in order to secure a desired pressurizing time, which is inefficient. Further, if the number of stacked sheets is too large, a pressure difference due to a temperature difference or a weight is generated between the light guide plate L stacked first and the light guide plate L stacked last, and therefore the number of stacked sheets of about 10 to 100 is more preferable. In addition, the light guide plates L may be stacked so that the gate traces overlap (direction), or the gate traces may be alternately stacked. When the light guide plate L is substantially symmetrical and warps at a certain position, it is preferable to alternately stack the light guide plates L in order to cancel the warpage. Also, when taking two light guide plates with a molding die, mixing light guide plates formed in different cavities and stacking them alternately is rather than stacking parts formed in the same part of the same cavity. It can be expected to cancel the warpage in the same way as when stacking. Also, in the case of a wedge-shaped light guide plate, it is desirable to stack them alternately.

加圧装置16で所定時間の加圧が終了した導光板Lはリターンコンベア33上でパレットPから降ろされ、次の仕上装置35に送られ、ゲートの仕上処理が行われる。ただしフィルムゲートの場合はゲート部分の熱容量が小さいので、加圧装置16で加圧した後にゲート切断と仕上を同時に行ってもよい。そして仕上されて工場内の雰囲気温度となった導光板は、梱包される。なお実施例1で対角寸法14インチ、板厚0.7mmの導光板の反りに関する規格は、平面に対して各部において0.03mmの反りが発生しているかどうかをシム等の薄板が平面との間に挿入可能かどうかにより検査し、挿入不可能の場合に良品(許容範囲内)と判断される。そして本発明の加圧処理した導光板は、非常に良好な平面度となり歩留まりが向上した。なお導光板等の光学成形品に関する規格は、一方への反りはある程度許容されても他方への反りは全く許容されない場合もあるが、その場合も射出成形およびその後の冷却縮、および加圧装置の加圧板の形状や加圧時間を調整することにより前記規格に対応する成形品を成形することができる。   The light guide plate L that has been pressurized for a predetermined time by the pressurizing device 16 is lowered from the pallet P on the return conveyor 33, sent to the next finishing device 35, and a gate finishing process is performed. However, in the case of a film gate, since the heat capacity of the gate portion is small, the gate cutting and finishing may be performed simultaneously after pressurizing with the pressurizing device 16. Then, the light guide plate that has been finished and has reached the atmospheric temperature in the factory is packed. In Example 1, the standard for warpage of a light guide plate having a diagonal size of 14 inches and a plate thickness of 0.7 mm is based on whether a thin plate such as a shim or the like is flat if a warp of 0.03 mm occurs in each part with respect to the plane. The product is inspected according to whether or not it can be inserted, and if it cannot be inserted, it is judged as a non-defective product (within the allowable range). The pressure-treated light guide plate of the present invention has very good flatness and improved yield. Note that the standard for optical molded products such as light guide plates may allow a certain amount of warping to one side but not to the other at all, but in this case also injection molding and subsequent cooling shrinkage and pressurizing device By adjusting the shape of the pressure plate and the pressing time, a molded product corresponding to the standard can be formed.

上記の実施例1の導光板の成形システム11は、パレットPを循環させるシステムについて記載したが、一部または全部人手を用いパレットPを自動循環させないシステムであってもよい。またパレットP以外の他部材を介して導光板Lを複数枚積み重ね加圧するものでもよい。導光板Lを加圧する際に挟む他部材の例としては、パレット以外に紙、布、金属板、樹脂板、木板、およびガラス等のセラミック板等であってもよい。更に導光板Lを他部材を介さずに直接接触するように積み重ねてして加圧を行うものでもよい。導光板を直接積み重ねる場合は、射出成形機12やゲートカット装置13でゲートカットされた導光板Lをそのまま積み重ね装置により積み重ねてもよいし、導光板Lの材料や種類によっては一旦搬送装置14の上で30℃〜70℃前後まで冷却してから積み重ねるようにしてもよい。   The light guide plate forming system 11 of the first embodiment has been described with respect to a system that circulates the pallet P. However, a system that does not automatically circulate the pallet P using a part or all of the hands may be used. Further, a plurality of light guide plates L may be stacked and pressed through other members other than the pallet P. Examples of other members sandwiched when the light guide plate L is pressed may be a ceramic plate such as paper, cloth, metal plate, resin plate, wood plate, and glass in addition to the pallet. Further, the light guide plate L may be stacked and pressed so as to be in direct contact without using other members. When the light guide plates are directly stacked, the light guide plates L that have been gate-cut by the injection molding machine 12 or the gate cut device 13 may be stacked as they are by the stack device, or depending on the material and type of the light guide plate L, You may make it stack after cooling to about 30 to 70 degreeC above.

本発明は、導光板以外にも射出成形された薄板全般の反りを許容範囲内として成形することができる。特には光拡散板、レンズ等の透明樹脂からなる光学成形品や、アクリル製ガラスや車輌用樹脂窓材などに有効である。また薄板は、必ずしも全てが平面からなる薄板には限定されず、曲面を有する薄板や曲面が許容される薄板の場合は、あるべき許容範囲内となるように所定時間加圧がなされる。また薄板の板厚は、必ずしも均等板厚の薄板に限定はされない。また薄板の材料は、主として樹脂材料が想定されるが、射出成形されたものであれば、他の紙、木等の有機材料、セラミック等の無機材料、マグネシウムやアルミニウム等の金属材料であってもよい。   According to the present invention, it is possible to form a warp of an injection-molded thin plate other than the light guide plate within an allowable range. In particular, it is effective for optical molded products made of transparent resins such as light diffusion plates and lenses, acrylic glass, resin window materials for vehicles, and the like. In addition, the thin plate is not necessarily limited to a thin plate having a flat surface. In the case of a thin plate having a curved surface or a thin plate in which a curved surface is allowed, pressurization is performed for a predetermined time so as to be within an allowable range. The thickness of the thin plate is not necessarily limited to a thin plate having a uniform thickness. The material of the thin plate is mainly assumed to be a resin material, but if it is injection-molded, it is another paper, an organic material such as wood, an inorganic material such as ceramic, or a metal material such as magnesium or aluminum. Also good.

11 導光板の成形システム(薄板の成形システム)
12 射出成形機
13 ゲートカット装置
14 搬送装置
15 積み重ね装置
16 加圧装置
20 成形金型
29 エアシリンダ(加圧駆動手段)
30 平坦板(加圧板)
L 導光板
P パレット
11 Light guide plate molding system (thin plate molding system)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Injection molding machine 13 Gate cut apparatus 14 Conveyance apparatus 15 Stacking apparatus 16 Pressurization apparatus 20 Molding die 29 Air cylinder (pressure drive means)
30 Flat plate (Pressure plate)
L Light guide plate P Pallet

Claims (5)

射出成形された薄板を加圧して反りが許容範囲内の薄板を成形する薄板の成形方法であって、
射出成形中または射出成形後に薄板のゲートカットを行い、
ゲートカットした薄板を直接または他部材を介して複数枚積み重ねし、
加圧装置により加圧した状態で一定時間保持し、
反りが許容範囲内の薄板を成形することを特徴とする薄板の成形方法。
A method for forming a thin plate, in which a thin plate that has been warped within an allowable range is formed by pressurizing the injection-molded thin plate,
Perform gate cutting of thin plate during or after injection molding,
Stacking multiple sheets of gate-cut thin plates directly or through other members,
Hold for a certain period of time under pressure with a pressure device,
A method of forming a thin plate, characterized by forming a thin plate having warpage within an allowable range.
射出成形機から取出され、射出成形機が置かれた雰囲気よりも高温状態の薄板を、前記雰囲気下で加圧して、反りが規格内の薄板を成形することを特徴とする請求項1に記載の薄板の成形方法。 The thin plate taken out from the injection molding machine and pressed at a higher temperature than the atmosphere in which the injection molding machine is placed is pressed in the atmosphere to form a thin plate with a warpage within the standard. Forming method of thin plate. 前記薄板は、板厚が1.0mm以下の透明樹脂からなる光学成形品であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の薄板の成形方法。 The thin plate molding method according to claim 1 or 2, wherein the thin plate is an optical molded product made of a transparent resin having a plate thickness of 1.0 mm or less. 射出成形された薄板を加圧して反りが許容範囲内の薄板を成形する薄板の成形システムであって、
射出成形機の後工程または射出成形機に取付けられた成形金型内に設けられ薄板のゲートカットを行うゲートカット装置と、
ゲートカットされた薄板を直接または他部材を介して複数枚積み重ねする積み重ね装置と、
積み重ねられた薄板を加圧した状態で一定時間保持する加圧装置と、を備えたことを特徴とする薄板の成形システム。
A thin plate molding system that pressurizes an injection molded thin plate to form a thin plate with a warp within an allowable range,
A gate cut device for performing a gate cut of a thin plate provided in a post mold of an injection molding machine or in a molding die attached to the injection molding machine;
A stacking device for stacking a plurality of gate-cut thin plates directly or via other members;
And a pressurizing device for holding the stacked thin plates under pressure for a certain period of time.
前記薄板は、板厚が1.0mm以下の透明樹脂からなる光学成形品であることを特徴とする請求項4に記載の薄板の成形システム。 The thin plate molding system according to claim 4, wherein the thin plate is an optical molded product made of a transparent resin having a thickness of 1.0 mm or less.
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