JP2012144042A - Forming method of thin-walled molded product - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a forming method of a thin-walled molded product capable of forming a light guide plate for a liquid crystal of a medium or larger size.SOLUTION: A thin-walled molded product is formed by using an injection device (2) composed of a heating cylinder (5) and a screw (6). Firstly, dies (20, 21) are placed in a state of being opened by a predetermined amount, and a screw (6) is driven in the axial direction to inject molten resins in cavities. The dies (20, 21) are clamped to compress the injected molten resins. During compression, the screw (6) is retracted by a predetermined time to lower the resin pressure of the molten resins in the cavities. Thereafter, a driving force in the axial direction is applied to the screw (6) to perform the pressure application of applying the predetermined resin pressure to the molten resins. The drive of the screw (6) during the pressure application may be subject to speed control, and then, switched to pressure control.

Description

本発明は、射出成形機において薄肉成形品を成形する成形方法に関するものであり、限定するものではないが液晶に使用される導光板を成形するのに好適な薄肉成形品の成形方法に関するものである。   The present invention relates to a molding method for molding a thin-walled molded article in an injection molding machine, and relates to a molding method for a thin-walled molded article suitable for molding a light guide plate used for liquid crystal, although not limited thereto. is there.

射出成形機は、従来周知のように一対の金型、これらの金型を型締する型締装置、樹脂材料を溶融して金型内に射出する射出装置等から構成され、射出装置はシリンダ、このシリンダ内で軸方向と回転方向に駆動されるスクリュ等から構成されている。この型締装置によって一対の金型を型締めし、シリンダ内において計量した溶融樹脂をスクリュを軸方向に駆動して射出すると、金型内に形成されているキャビティに充填される。冷却固化を待って金型を開くと成形品が得られる。   An injection molding machine is composed of a pair of molds, a mold clamping apparatus for clamping these molds, an injection apparatus for melting a resin material and injecting the resin material into the mold, as is well known in the art, and the injection apparatus is a cylinder. The screw is driven in the cylinder in the axial direction and the rotational direction. When a pair of molds are clamped by the mold clamping device and the molten resin measured in the cylinder is injected by driving the screw in the axial direction, the cavity is formed in the mold. When the mold is opened after cooling and solidification, a molded product is obtained.

ところで液晶に使用されている導光板のようにその大きさに比して肉厚の薄い、いわゆる薄肉成形品を成形する金型においては、キャビティの隙間あるいは厚さは薄いので、射出される溶融樹脂の流動抵抗が大きい。そうすると射出装置から射出される溶融樹脂はキャビティ内に十分に充填されにくく、転写性も低下してしまう。このような薄肉成形品を成形する成形方法として、いわゆる射出圧縮成形法が周知である。特許文献1にはこのような射出圧縮成形法の例が記載されている。   By the way, in a mold for molding a so-called thin-walled molded product that is thin compared to its size, such as a light guide plate used for liquid crystals, the gap or thickness of the cavity is thin. The flow resistance of the resin is large. If it does so, the molten resin inject | emitted from an injection apparatus will be hard to fully fill in a cavity, and transferability will also fall. A so-called injection compression molding method is well known as a molding method for molding such a thin molded product. Patent Document 1 describes an example of such an injection compression molding method.

特開2008−302686号公報JP 2008-302686A

特許文献1には導光板を成形する成形方法が記載されているが、この成形方法において使用される金型は、可動金型のキャビティ形成面が固定金型のキャビティ形成面に対して、その距離を可変にすることができるようになっている。すなわちキャビティの厚さを可変にすることができるようになっている。特許文献1に記載の方法においては、最終的に得られる導光板の肉厚よりも0.2〜0.5mmだけキャビティの厚さを大きくした状態で金型を閉じる。すなわち金型をわずかに開いた状態にする。この状態においてキャビティ内に溶融樹脂を射出し、射出中あるいは射出後に金型の型締めを開始する。射出の終了に遅れて型締めを完了する。これによって溶融樹脂を圧縮し、キャビティ内に押し広げる。冷却固化を待って金型を開くと、所望の肉厚の導光板を得ることができる。   Patent Document 1 describes a molding method for molding a light guide plate, but the mold used in this molding method is such that the cavity forming surface of the movable mold is compared to the cavity forming surface of the fixed mold. The distance can be made variable. That is, the thickness of the cavity can be made variable. In the method described in Patent Document 1, the mold is closed in a state where the thickness of the cavity is increased by 0.2 to 0.5 mm from the thickness of the finally obtained light guide plate. That is, the mold is slightly opened. In this state, molten resin is injected into the cavity, and mold clamping is started during or after injection. Clamping is completed after the end of injection. This compresses the molten resin and pushes it into the cavity. When the mold is opened after cooling and solidification, a light guide plate having a desired thickness can be obtained.

一般的な射出成形機においてスクリュは、スクリュ速度の制御と、駆動力の制御とを切り換えることができ、これによって溶融樹脂を射出する速度を制御したり、射出圧力あるいは樹脂圧力を制御することができる。また、型締力、スクリュ速度等の色々な制御は、スクリュ位置に基づいて制御したり、時間に基づいて制御したりすることができる。このような射出成形機において、前記した射出圧縮成形法を実施する場合には、図5のように制御することになる。図5において横軸はスクリュ位置、もしくは時間を表すが、最初はスクリュ位置に基づいて制御を開始する。また保圧工程に移行するまでは、スクリュはスクリュ速度により制御する。射出開始時、すなわちスクリュ位置が初期位置51においては、スクリュ速度の目標値つまり速度指令52は比較的小さな値62で制御を開始し、射出される溶融樹脂の速度を小さくする。このとき射出圧力53も小さい。金型はわずかに開いた状態で維持するだけであるので型締力54は比較的小さな値63である。スクリュ位置が位置55に達したら、速度指令52を高い値64にして射出される溶融樹脂の速度を大きくする。射出圧力53は高くなる。スクリュ位置が位置56に達したら速度指令52をさらに大きな値65にし、同時に型締力54が徐々に大きくなるように制御する。すなわち徐々に型締する。これによってキャビティ内に射出された溶融樹脂を圧縮して、キャビティ内に充填する。射出が完了したら、すなわちスクリュ位置が保圧切換位置58に到達したら、スクリュ位置に基づく制御から経過時間に基づく制御に切り換える。またスクリュはスクリュ速度の制御から駆動力の制御、つまり射出圧力あるいは樹脂圧力の制御に切り換える。なお、型締は保圧切換に若干遅れて完了するようにし、型締力54は保圧終了まで一定値68になるように制御する。保圧切換後、射出圧力53つまり樹脂圧力53は所定の目標値66になるように制御するが、樹脂圧力53は保圧切換後緩やかに低下して目標値66に到達することになる。所定の時間59が経過したら樹脂圧力53を若干低い目標値67になるように制御する。所定時間61が経過し、溶融樹脂が固化・冷却したら保圧を終了する。   In a general injection molding machine, the screw can be switched between screw speed control and driving force control, thereby controlling the speed at which the molten resin is injected and controlling the injection pressure or resin pressure. it can. Various controls such as mold clamping force and screw speed can be controlled based on the screw position or based on time. In such an injection molding machine, when the above-described injection compression molding method is performed, control is performed as shown in FIG. In FIG. 5, the horizontal axis represents the screw position or time. At first, control is started based on the screw position. The screw is controlled by the screw speed until the pressure holding process is started. At the start of injection, that is, when the screw position is at the initial position 51, the target value of the screw speed, that is, the speed command 52 starts control with a relatively small value 62, and the speed of the molten resin to be injected is reduced. At this time, the injection pressure 53 is also small. The mold clamping force 54 is a relatively small value 63 because the mold is only kept slightly open. When the screw position reaches the position 55, the speed command 52 is set to a high value 64 to increase the speed of the injected molten resin. The injection pressure 53 is increased. When the screw position reaches the position 56, the speed command 52 is set to a larger value 65, and at the same time, the mold clamping force 54 is controlled to gradually increase. That is, the mold is gradually clamped. As a result, the molten resin injected into the cavity is compressed and filled into the cavity. When the injection is completed, that is, when the screw position reaches the holding pressure switching position 58, the control based on the screw position is switched to the control based on the elapsed time. The screw is switched from screw speed control to driving force control, that is, injection pressure or resin pressure control. The mold clamping is completed with a slight delay in holding pressure switching, and the mold clamping force 54 is controlled to be a constant value 68 until the holding pressure is finished. After the holding pressure is switched, the injection pressure 53, that is, the resin pressure 53 is controlled so as to become a predetermined target value 66. However, the resin pressure 53 gradually decreases after reaching the holding pressure and reaches the target value 66. When the predetermined time 59 elapses, the resin pressure 53 is controlled to become a slightly lower target value 67. When the predetermined time 61 elapses and the molten resin is solidified and cooled, the holding pressure is finished.

特許文献1に記載の方法のような、いわゆる射出圧縮成形法により成形すれば、溶融樹脂はキャビティの隅々に充填され、転写性に優れた薄肉成形品を得ることはできる。しかしながら問題も見受けられ、特に肉厚に比して成形品が非常に大きい薄肉成形品を成形する場合に問題が生じる。射出圧縮成形法においては、型締めによって圧縮すると溶融樹脂はキャビティの中心部近傍から周辺方向に流動する。流動する溶融樹脂はキャビティの壁面との間に流動抵抗が生じるので、溶融樹脂の圧力は成形品内で不均一になる。つまり溶融樹脂の周辺部は樹脂圧力が低い一方で、中心部近傍すなわちゲート近傍は高圧の状態になる。図5のグラフの符号69に示されているように、保圧切換後の射出圧力53は高く、ゲート近傍の樹脂圧が高いことが分かる。肉厚に比して非常に大きい成形品の場合、この樹脂圧の偏りは大きい。そうすると得られる成形品に大きな残留応力が残り、中心部近傍が肉厚になったり変形したりして所望の品質の成形品が得られない。特許文献1に記載されている例は、携帯電話用の小さな導光板の成形であるので比較的問題は生じないが、中型以上の液晶テレビ用の導光板を成形する場合には問題がある。導光板の場合、肉厚が不均一になると光学特性が悪化して利用することができない。中型以上の導光板を成形する場合には、このような問題が生じないように従来は肉厚を厚くする必要があり、重量が大きくなってしまう。   If molding is performed by a so-called injection compression molding method such as the method described in Patent Document 1, the molten resin is filled in every corner of the cavity, and a thin molded product having excellent transferability can be obtained. However, there are also problems, particularly when a thin molded product having a very large molded product compared to the thickness is formed. In the injection compression molding method, when compressed by mold clamping, the molten resin flows from the vicinity of the center of the cavity toward the periphery. Since the flowing molten resin has a flow resistance between the wall surface of the cavity, the pressure of the molten resin becomes uneven in the molded product. That is, while the resin pressure is low in the peripheral portion of the molten resin, the vicinity of the center portion, that is, the vicinity of the gate is in a high pressure state. As indicated by reference numeral 69 in the graph of FIG. 5, it can be seen that the injection pressure 53 after the holding pressure switching is high and the resin pressure in the vicinity of the gate is high. In the case of a molded product that is very large compared to the wall thickness, the deviation of the resin pressure is large. As a result, a large residual stress remains in the obtained molded product, and the vicinity of the center portion becomes thick or deforms, and a molded product having a desired quality cannot be obtained. The example described in Patent Document 1 is a relatively small problem because it is a small light guide plate for a mobile phone, but there is a problem when a light guide plate for a medium or larger liquid crystal television is formed. In the case of the light guide plate, if the thickness is not uniform, the optical characteristics deteriorate and cannot be used. In the case of forming a medium-sized or larger light guide plate, conventionally, it is necessary to increase the thickness so that such a problem does not occur, resulting in an increase in weight.

本発明は、上記したような問題点を解決した、薄肉成形品の成形方法を提供することを目的としており、具体的には肉厚に比して非常に大きな成形品を得る場合であっても、成形品に残留応力が残ったり肉厚が変化したりすることはなく、高品質な薄肉成形品を得ることができる成形方法を提供することを目的としている。そして限定するものではないが、中型以上の液晶用の導光板であっても従来にない薄肉で成形することができる成形方法を提供することも目的としている。   An object of the present invention is to provide a method for forming a thin-walled molded product that solves the above-described problems, and specifically, in the case of obtaining a molded product that is very large compared to the wall thickness. However, an object of the present invention is to provide a molding method capable of obtaining a high-quality thin-walled molded product without residual stress remaining in the molded product or changing the thickness. Although not limited, it is also an object of the present invention to provide a molding method capable of forming a light guide plate for liquid crystal of medium size or larger with a thin wall thickness that has not been conventionally used.

本発明は、上記目的を達成するために、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で軸方向に駆動可能に設けられているスクリュまたはプランジャとからなる射出装置を使用する成形方法として構成する。この成形方法においては、最初に金型を所定量開いた状態にしてスクリュまたはプランジャを軸方向に駆動して該金型のキャビティに溶融樹脂を射出する。そしてこの金型を型締めして射出された溶融樹脂を圧縮する。この圧縮の実施中に、所定時間だけスクリュまたはプランジャを後退させてキャビティ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる。その後スクリュまたはプランジャに軸方向の駆動力をかけて溶融樹脂に所定の樹脂圧を印加する。すなわち保圧する。これによって薄肉成形品を成形する。なお保圧におけるスクリュまたはプランジャの駆動は、樹脂圧が所定の圧力になるようにする圧力制御によって実施するが、保圧開始直後に所定時間だけ速度制御を実施して短時間で樹脂圧を回復させた後に、圧力制御に移行するようにしてもよい。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as a molding method using an injection device including a heating cylinder and a screw or a plunger provided in the heating cylinder so as to be axially drivable. In this molding method, first, the mold is opened in a predetermined amount, and the screw or plunger is driven in the axial direction to inject molten resin into the mold cavity. The mold is clamped to compress the injected molten resin. During this compression, the screw or plunger is retracted for a predetermined time to reduce the resin pressure of the molten resin in the cavity. Thereafter, a predetermined resin pressure is applied to the molten resin by applying an axial driving force to the screw or plunger. That is, pressure is maintained. In this way, a thin molded product is formed. The screw or plunger is driven during holding pressure by pressure control so that the resin pressure becomes a predetermined pressure. However, immediately after the pressure holding starts, speed control is performed for a predetermined time to restore the resin pressure in a short time. Then, the control may be shifted to pressure control.

かくして、請求項1記載の発明は、上記目的を達成するために、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で軸方向に駆動可能に設けられているスクリュまたはプランジャとからなる射出装置を使用して、金型を所定量開いた状態にして前記スクリュまたはプランジャを軸方向に駆動して該金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出工程と、前記金型を型締めして前記射出された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、前記圧縮工程に並行して所定時間だけ前記スクリュまたは前記プランジャを後退させて前記キャビティ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜き工程と、前記圧抜き工程後に前記スクリュまたは前記プランジャに軸方向の駆動力をかけて溶融樹脂に所定の樹脂圧を印加する保圧工程と、からなる薄肉成形品の成形方法として構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の方法において、前記圧縮工程は前記射出工程の終了前に開始するように構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の方法において、前記圧抜き工程は、前記射出工程の終了後からの経過時間に基づいて前記スクリュまたは前記プランジャを制御する時間制御であるように構成される。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、前記保圧工程において前記スクリュまたは前記プランジャを軸方向に駆動するとき、工程開始から所定時間だけ目標速度になるように速度制御し、その後目標樹脂圧になるように圧力制御するように構成される。
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれかの項に記載の成形方法によって成形された導光板として構成される。
Thus, in order to achieve the above object, the invention according to claim 1 uses an injection device comprising a heating cylinder and a screw or a plunger provided in the heating cylinder so as to be axially drivable. An injection step of injecting molten resin into a cavity of the mold by driving the screw or plunger in the axial direction with a predetermined amount of the mold open, and the molten resin injected by clamping the mold A compression step for compressing the resin, a pressure release step for reducing the resin pressure of the molten resin in the cavity by retracting the screw or the plunger for a predetermined time in parallel with the compression step, and the screw after the pressure release step Or a pressure-holding step of applying a predetermined resin pressure to the molten resin by applying an axial driving force to the plunger, and forming a thin molded product.
According to a second aspect of the present invention, in the method of the first aspect, the compression step is configured to start before the end of the injection step.
According to a third aspect of the present invention, in the method according to the first or second aspect, the pressure releasing step is a time control that controls the screw or the plunger based on an elapsed time from the end of the injection step. Configured to be.
According to a fourth aspect of the present invention, in the method according to any one of the first to third aspects, when the screw or the plunger is driven in the axial direction in the pressure-holding step, the target speed is reached for a predetermined time from the start of the step. The speed is controlled so that the pressure is controlled, and then the pressure is controlled so as to be the target resin pressure.
The invention according to claim 5 is configured as a light guide plate formed by the forming method according to any one of claims 1 to 4.

以上のように、本発明は、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で軸方向に駆動可能に設けられているスクリュまたはプランジャとからなる射出装置を使用する成形方法として構成されているので、従来の一般的な射出装置によって成形することが可能である。そして、金型を所定量開いた状態にしてスクリュまたはプランジャを軸方向に駆動して該金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出工程と、金型を型締めして射出された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、圧縮工程に並行して所定時間だけスクリュまたはプランジャを後退させてキャビティ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜き工程と、圧抜き工程後にスクリュまたはプランジャに軸方向の駆動力をかけて溶融樹脂に所定の樹脂圧を印加する保圧工程により薄肉成形品を成形するように構成されている。すなわち射出工程と圧縮工程を備えているので、従来の射出圧縮成形法と同様にある程度の薄肉成形品を得ることができる。さらに本発明においては圧縮工程と並行して金型中の圧抜き工程を実施するので、圧縮工程においてキャビティ内に生じる溶融樹脂の圧力分布の偏りを緩和することができる。つまり残留応力が残ったり肉厚が不均一になることを防止することができる。これによって、従来成形することができなかった薄肉成形品、すなわち、その大きさに比して極めて薄い薄肉成形品であっても精度良く成形することができる。例えば中型の液晶の導光板の場合、従来の肉厚と比較して30%薄肉化することができる。また他の発明によると、圧縮工程は射出工程の終了前に開始するように構成されているので、射出工程と圧縮工程とをスムーズに実施することができ、成形サイクルを短縮することができる。さらに他の発明によると、圧抜き工程は、射出工程の終了後からの経過時間に基づいてスクリュまたはプランジャを制御する時間制御であるように構成されている。時間制御はタイマーによって管理することができ、容易に実施出来る効果が得られる。そして他の発明によると、保圧工程においてスクリュまたはプランジャを軸方向に駆動するとき、工程開始から所定時間だけ目標速度になるように速度制御し、その後目標樹脂圧になるように圧力制御するように構成されている。そうすると圧抜き工程において溶融樹脂が加熱シリンダ内に若干多めに戻されていても、速度制御によって速やかに溶融樹脂をキャビティ内に押し戻すことができるので、樹脂圧は非常に短時間で回復する。その後圧力制御によって所望の樹脂圧になるように制御されるので、保圧工程が安定することになり精度に優れた成形品を得ることができる。   As described above, the present invention is configured as a molding method using an injection device including a heating cylinder and a screw or a plunger that is provided so as to be axially drivable in the heating cylinder. It can be formed by a general injection device. An injection step of injecting molten resin into the cavity of the mold by driving the screw or plunger in the axial direction with the mold opened by a predetermined amount, and the molten resin injected by clamping the mold A compression process for compressing, a pressure release process for reducing the resin pressure of the molten resin in the cavity by retracting the screw or plunger for a predetermined time in parallel with the compression process, and an axial drive to the screw or plunger after the pressure release process A thin molded product is formed by a pressure-holding step in which a predetermined resin pressure is applied to the molten resin by applying a force. That is, since the injection process and the compression process are provided, a certain amount of thin-walled molded product can be obtained as in the conventional injection compression molding method. Further, in the present invention, since the pressure releasing step in the mold is performed in parallel with the compression step, it is possible to alleviate the uneven pressure distribution of the molten resin generated in the cavity in the compression step. In other words, it is possible to prevent residual stress from remaining and uneven thickness. Thus, even a thin molded product that could not be molded conventionally, that is, a thin molded product that is extremely thin compared to its size, can be molded with high accuracy. For example, in the case of a medium-sized liquid crystal light guide plate, the thickness can be reduced by 30% compared to the conventional thickness. According to another invention, since the compression process is configured to start before the end of the injection process, the injection process and the compression process can be performed smoothly, and the molding cycle can be shortened. According to still another invention, the pressure release process is configured to be a time control for controlling the screw or the plunger based on the elapsed time from the end of the injection process. Time control can be managed by a timer, and an effect that can be easily implemented is obtained. According to another invention, when the screw or plunger is driven in the axial direction in the pressure holding process, the speed is controlled so that the target speed is reached for a predetermined time from the start of the process, and then the pressure is controlled so that the target resin pressure is reached. It is configured. Then, even if the molten resin is returned to a slightly larger amount in the heating cylinder in the depressurization step, the molten resin can be quickly pushed back into the cavity by speed control, so that the resin pressure is recovered in a very short time. Thereafter, the pressure is controlled so that a desired resin pressure is obtained, so that the pressure-holding process is stabilized, and a molded product having excellent accuracy can be obtained.

本発明の実施の形態に係る電動射出成形機を模式的に示す図である。It is a figure showing typically the electric injection molding machine concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る成形方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the shaping | molding method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る成形方法を実施したときの、スクリュ速度、射出圧力、型締力等の変化を示すグラフである。It is a graph which shows changes, such as screw speed, injection pressure, and mold clamping force, when the molding method concerning an embodiment of the invention is carried out. 本発明の第2の実施の形態に係る成形方法を説明するグラフであり、所定の工程におけるスクリュ速度、射出圧力、型締力等の変化を示すグラフである。It is a graph explaining the shaping | molding method which concerns on the 2nd Embodiment of this invention, and is a graph which shows changes, such as a screw speed in a predetermined process, injection pressure, and mold clamping force. 従来の射出圧縮方法を実施したときの、スクリュ速度、射出圧力、型締力等の変化を示すグラフである。It is a graph which shows changes, such as screw speed, injection pressure, and mold clamping force, when the conventional injection compression method is carried out.

本実施の形態に係る薄肉成形品の成形法は、従来周知の射出成形機によって実施することができる。本実施の形態においては電動射出成形機1によって中型以上の液晶用の導光板を成形する方法について説明するが、この電動射出成形機1について概略的に説明する。電動射出成形機1も、従来周知のように射出装置2と型締装置3とから構成され、図1に示されている。射出装置2は、加熱シリンダ5とこの加熱シリンダ5内に設けられているスクリュ6とから構成され、加熱シリンダ5の先端には射出ノズル7が設けられている。この加熱シリンダ5には、その外周面にはバンドヒータ8が巻かれており、後端部寄りには加熱シリンダ5内に樹脂材料を供給するホッパが設けられている。図1にはホッパは示されていない。スクリュ6は図示されない駆動機構によって回転方向に駆動できると共に、軸方向に駆動できるようになっており、軸方向に駆動するとき、スクリュ6の速度によって制御することも、駆動力によって制御することもできるようになっている。型締装置3も従来周知のように、固定盤10と、この固定盤10に対して型開閉される可動盤11と、型締ハウジング12と、可動盤11を貫通して固定盤10と型締ハウジング12とを連結している複数本のタイバー13、13、…と、固定盤10と型締ハウジング12との間に設けられているトグル機構15とから構成されている。型締ハウジング12には、ボールネジ16と、このボールネジ16に螺合しているボールナット17と、このボールナット17を駆動する所定のギヤとサーボモータ18とからなる駆動機構が設けられ、この駆動機構によってトグル機構15を駆動して型開閉できるようになっている。   The molding method of the thin molded product according to the present embodiment can be performed by a conventionally known injection molding machine. In the present embodiment, a method of forming a light guide plate for liquid crystal of medium size or larger with the electric injection molding machine 1 will be described. The electric injection molding machine 1 will be schematically described. The electric injection molding machine 1 is also composed of an injection device 2 and a mold clamping device 3, as is well known in the art, and is shown in FIG. The injection device 2 includes a heating cylinder 5 and a screw 6 provided in the heating cylinder 5, and an injection nozzle 7 is provided at the tip of the heating cylinder 5. A band heater 8 is wound around the outer peripheral surface of the heating cylinder 5, and a hopper for supplying a resin material into the heating cylinder 5 is provided near the rear end. The hopper is not shown in FIG. The screw 6 can be driven in the rotational direction by a driving mechanism (not shown) and can be driven in the axial direction. When driven in the axial direction, the screw 6 can be controlled by the speed of the screw 6 or by the driving force. It can be done. As is well known in the art, the mold clamping device 3 also has a stationary platen 10, a movable platen 11 that is opened and closed with respect to the stationary platen 10, a mold clamping housing 12, and the stationary platen 10 and the mold that penetrate the movable platen 11. Are connected to the clamping housing 12 and a toggle mechanism 15 provided between the stationary platen 10 and the mold clamping housing 12. The mold clamping housing 12 is provided with a drive mechanism including a ball screw 16, a ball nut 17 screwed into the ball screw 16, a predetermined gear for driving the ball nut 17, and a servo motor 18. The toggle mechanism 15 is driven by the mechanism so that the mold can be opened and closed.

このような型締装置3には、本実施の形態に係る固定側金型20と可動側金型21が、それぞれ固定盤10と可動盤11に取り付けられている。これらの金型20、21は導光板を形成するための金型であり、固定側金型20には凹部が、可動側金型21にはこの凹部に対応するコアが形成されている。固定側金型20に対して可動側金型21を型閉じするとコアが凹部に挿入されて導光板成形用のキャビティが形成されるが、金型20、21をわずかに開いた状態にするとキャビティの隙間すなわち厚さが型開き量に応じて厚くなるようになっている。可動側金型21の上部の、固定側金型20に対向する面には、油圧シリンダ22が埋め込まれている。この油圧シリンダ22のピストンロッド23は、金型20、21がわずかに開かれた状態において固定側金型20に当接するようになっている。本実施の形態においては、金型20、21の平行度を精度良く維持するように油圧シリンダ22が駆動されるようになっている。これによって金型20、21が倒れることなく型締めすることができる。   In such a mold clamping device 3, the fixed side mold 20 and the movable side mold 21 according to the present embodiment are attached to the fixed platen 10 and the movable platen 11, respectively. These molds 20 and 21 are molds for forming a light guide plate. The fixed mold 20 has a recess, and the movable mold 21 has a core corresponding to the recess. When the movable mold 21 is closed with respect to the fixed mold 20, the core is inserted into the recess to form a cavity for forming the light guide plate. However, when the molds 20, 21 are slightly opened, the cavity is formed. The gap, i.e., the thickness, increases in accordance with the amount of mold opening. A hydraulic cylinder 22 is embedded in a surface of the upper part of the movable mold 21 facing the fixed mold 20. The piston rod 23 of the hydraulic cylinder 22 comes into contact with the stationary mold 20 in a state where the molds 20 and 21 are slightly opened. In the present embodiment, the hydraulic cylinder 22 is driven so as to maintain the parallelism of the molds 20 and 21 with high accuracy. As a result, the molds 20 and 21 can be clamped without falling down.

型締装置3の固定盤10には射出ノズル7が挿入される、くり抜き24が明けられている。射出装置2は、固定盤10の背面から挿入され、射出ノズル7は固定側金型20のスプルにタッチしている。図1には示されていないが、本実施の形態に係る電動射出成形機1にもコントローラが設けられており、各装置はコントローラによって制御されるようになっている。   A cutout 24 into which the injection nozzle 7 is inserted is opened in the stationary platen 10 of the mold clamping device 3. The injection device 2 is inserted from the back surface of the fixed platen 10, and the injection nozzle 7 touches the sprue of the fixed mold 20. Although not shown in FIG. 1, the electric injection molding machine 1 according to the present embodiment is also provided with a controller, and each device is controlled by the controller.

図2、図3を参照しながら、電動射出成形機1によって導光板を成形する、第1の実施の形態に係る成形方法を説明する。
射出装置2においてバンドヒータ8、8、…によって加熱シリンダ5を加熱し、スクリュ6を回転させ、樹脂材料をホッパから供給する。そうすると樹脂材料はバンドヒータ8、8、…による熱と、スクリュ6の回転のせん断による熱とで溶融し、加熱シリンダ5の先端部に計量される。計量される溶融樹脂によってスクリュ6が所定の長さだけ後退したら計量を完了する(ステップS1)。
A molding method according to the first embodiment in which a light guide plate is molded by the electric injection molding machine 1 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.
In the injection device 2, the heating cylinder 5 is heated by the band heaters 8, 8,..., The screw 6 is rotated, and the resin material is supplied from the hopper. Then, the resin material is melted by the heat generated by the band heaters 8, 8,... And the heat generated by the shearing of the screw 6, and is measured at the tip of the heating cylinder 5. When the screw 6 is retracted by a predetermined length due to the molten resin to be weighed, the weighing is completed (step S1).

型締装置3を駆動して、金型20、21を型閉じ方向に駆動する。そして金型20、21をわずかに開いた状態にする(ステップS2)。金型20、21は型閉じされていないので、図3のグラフに示されているように、型締力28は比較的低い値41である。スクリュ6を軸方向に駆動して射出工程を開始する(ステップS3)。スクリュ6は、射出工程中においてはその速度、すなわちスクリュ速度によって制御する。スクリュ速度の指令すなわち速度指令27はスクリュ6の位置に基づいて設定されている。つまりスクリュ位置に基づいて制御することになる。射出開始後の溶融樹脂がゲートに達するまでの間、すなわちスクリュ6の位置が開始位置30から位置31の間は、速度指令27は低速38に設定されている。従って溶融樹脂は低速で射出する。溶融樹脂がゲートに達した後は、中速39に設定されている速度指令27に従って、中速で射出する。射出圧力26は、射出工程開始から徐々に高くなるが、型締力28は、ほぼ一定値41で維持される。このとき、金型20、21のキャビティ内には、溶融樹脂が充填されているが図1に示されているように、ショートショットの状態である。   The mold clamping device 3 is driven to drive the molds 20 and 21 in the mold closing direction. Then, the molds 20 and 21 are slightly opened (step S2). Since the molds 20 and 21 are not closed, the mold clamping force 28 has a relatively low value 41 as shown in the graph of FIG. The screw 6 is driven in the axial direction to start the injection process (step S3). The screw 6 is controlled by its speed, that is, the screw speed during the injection process. The screw speed command, that is, the speed command 27 is set based on the position of the screw 6. That is, control is performed based on the screw position. The speed command 27 is set to the low speed 38 until the molten resin after the injection starts reaches the gate, that is, the position of the screw 6 is between the start position 30 and the position 31. Therefore, the molten resin is injected at a low speed. After the molten resin reaches the gate, it is injected at a medium speed in accordance with a speed command 27 set at a medium speed 39. The injection pressure 26 gradually increases from the start of the injection process, but the mold clamping force 28 is maintained at a substantially constant value 41. At this time, the cavities of the molds 20 and 21 are filled with molten resin, but are in a short shot state as shown in FIG.

スクリュ6が所定の位置32に到達したら圧縮工程を開始する(ステップS4)。すなわち型締装置3を駆動して徐々に型閉じする。これによってキャビティ内の溶融樹脂を圧縮し、押し広げる。型締力28は上昇する。なお、本実施の形態においてはスクリュ6が位置32に到達した後、速度指令27は高速40に設定されており、溶融樹脂を高速に射出する。つまり圧縮工程の開始後にも射出を継続する。スクリュ6が保圧切換位置33に到達したら射出工程を終了する(ステップS5)。すなわちスクリュ6の速度指令27はゼロに設定されており、溶融樹脂の射出を停止して射出工程を終了する。これ以後スクリュ6は、射出工程終了後からの経過時間に基づいて制御する。すなわち時間制御に移行する。   When the screw 6 reaches the predetermined position 32, the compression process is started (step S4). That is, the mold clamping device 3 is driven to gradually close the mold. This compresses and spreads the molten resin in the cavity. The mold clamping force 28 increases. In the present embodiment, after the screw 6 reaches the position 32, the speed command 27 is set to the high speed 40, and the molten resin is injected at a high speed. That is, the injection is continued even after the compression process is started. When the screw 6 reaches the holding pressure switching position 33, the injection process is terminated (step S5). That is, the speed command 27 of the screw 6 is set to zero, the injection of the molten resin is stopped, and the injection process is finished. Thereafter, the screw 6 is controlled based on the elapsed time from the end of the injection process. That is, it shifts to time control.

射出工程の終了後、圧縮工程の実施中に短い時間だけスクリュ6を所定の速度で後退する。すなわち圧抜き工程を実施する(ステップS6)。圧縮工程において溶融樹脂がキャビティ内に押し広げられるとき、中心部すなわちゲート近傍の溶融樹脂は、周囲に比して高圧になり、圧力分布に著しい偏りが生じているが、この圧抜き工程によってゲート近傍の溶融樹脂の圧力が低下する。これによって溶融樹脂の圧力分布の不均一が緩和される。図3のグラフには、符号43で示されているように、射出圧力26が急激に低下している様子が示されている。圧抜き工程の終了に遅れて圧縮工程が終了する(ステップS7)。つまり型締めが完了し、型締力28が最大値42に到達する。溶融樹脂はキャビティの隅々にまで充填された状態になる。圧抜き工程の終了後、あるいは圧縮工程の終了後、保圧工程を開始する(ステップS8)。すなわちキャビティ内の溶融樹脂が冷却されるとき、スクリュ6を所定の背圧で駆動して所定の樹脂圧44を印加してヒケを防止する。所定時間34が経過し、ある程度溶融樹脂が冷却したら、溶融樹脂の圧力を符号45に示されているように低下させる。冷却時間35が経過し、樹脂が固化・冷却したら保圧工程を終了する。   After completion of the injection process, the screw 6 is retracted at a predetermined speed for a short time during the compression process. That is, a pressure release process is performed (step S6). When the molten resin is spread into the cavity in the compression process, the molten resin in the center, that is, in the vicinity of the gate, has a higher pressure than the surroundings, and there is a significant bias in the pressure distribution. The pressure of the nearby molten resin decreases. This alleviates the non-uniformity in the pressure distribution of the molten resin. In the graph of FIG. 3, as indicated by reference numeral 43, a state in which the injection pressure 26 is rapidly decreased is shown. The compression process ends after the end of the depressurization process (step S7). That is, the mold clamping is completed, and the mold clamping force 28 reaches the maximum value 42. The molten resin is filled to every corner of the cavity. After the completion of the pressure release process or after the compression process, the pressure holding process is started (step S8). That is, when the molten resin in the cavity is cooled, the screw 6 is driven at a predetermined back pressure to apply a predetermined resin pressure 44 to prevent sink marks. When the predetermined time 34 has elapsed and the molten resin has cooled to some extent, the pressure of the molten resin is lowered as indicated by reference numeral 45. When the cooling time 35 has elapsed and the resin has solidified and cooled, the pressure holding process is terminated.

一般的に、保圧工程においては、スクリュ6の駆動力を制御して所望の樹脂圧44になるように圧力制御する。すなわちスクリュ6を駆動するサーボモータにについてトルク制御を実施する。圧抜き工程のスクリュ6の後退によって加熱シリンダ5内に戻る樹脂量が適正な場合には、保圧工程において速やかに目標となる樹脂圧に到達するので問題はない。しかしながら圧抜き工程において加熱シリンダ5内に戻る樹脂量が多い場合、スクリュ6がある程度軸方向に駆動されて溶融樹脂がキャビティ内に押し込まれないと樹脂圧が高くならない。この場合圧力制御のみによってスクリュ6を駆動すると、応答性が悪く、所望の樹脂圧が得られるまでに時間がかかって、成形品の品質に影響を与えてしまう。この現象を回避することができる、第2の実施の形態に係る成形方法を、図4によって説明する。図4は、図3のグラフにおける符号Aで示されている区間を横軸方向に拡大したグラフである。第2の実施の形態に係る成形方法は、既に説明した第1の実施の形態に係る成形方法と保圧工程だけが相違している。そこで保圧工程だけを説明する。第2の実施の形態に係る成形方法では、保圧工程を開始するとき、スクリュ6を設定されている短時間だけ速度制御する。図4には、符号47で示されているようにスクリュ6の速度指令27’が設定されている。スクリュ6は設定されている目標速度が達成されるように軸方向に駆動され、極めて短時間に樹脂圧が高くなる。この後に、スクリュ6の駆動を圧力制御に移行する。そうすると短時間で所望の樹脂圧44が得られることになる。   In general, in the pressure holding step, the pressure is controlled so that a desired resin pressure 44 is obtained by controlling the driving force of the screw 6. That is, torque control is performed on the servo motor that drives the screw 6. If the amount of resin that returns to the heating cylinder 5 due to the retraction of the screw 6 in the pressure release process is appropriate, there is no problem because the target resin pressure is quickly reached in the pressure holding process. However, when a large amount of resin returns into the heating cylinder 5 in the pressure release process, the resin pressure does not increase unless the screw 6 is driven in the axial direction to some extent and the molten resin is not pushed into the cavity. In this case, if the screw 6 is driven only by pressure control, the responsiveness is poor, and it takes time to obtain a desired resin pressure, which affects the quality of the molded product. A molding method according to the second embodiment, which can avoid this phenomenon, will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph obtained by enlarging the section indicated by the symbol A in the graph of FIG. 3 in the horizontal axis direction. The molding method according to the second embodiment differs from the molding method according to the first embodiment already described only in the pressure holding step. Therefore, only the pressure holding process will be described. In the molding method according to the second embodiment, when the pressure holding process is started, the speed of the screw 6 is controlled for a set short time. In FIG. 4, a speed command 27 ′ for the screw 6 is set as indicated by reference numeral 47. The screw 6 is driven in the axial direction so that the set target speed is achieved, and the resin pressure increases in a very short time. Thereafter, the drive of the screw 6 is shifted to pressure control. Then, the desired resin pressure 44 can be obtained in a short time.

本実施の形態に係る成形方法は、他の射出成形機においても実施が可能である。例えば油圧式射出成形機においても実施することができるし、射出装置が、加熱シリンダと該加熱シリンダ内で軸方向に駆動されるプランジャとから構成されていても同様に実施することができる。また本実施の形態に係る成形方法についても色々な変形が可能である。例えば本実施の形態において、圧縮工程は射出工程が終了する前に開始するように説明しているが、射出工程が完了した後に開始するようにしてもよい。また射出工程は速度指令が3段に設定され、保圧工程は樹脂圧が2段に設定されているが、これらはそれぞれ1段だけ設定されていても良いし、さらに多段に設定されていてもよい。   The molding method according to the present embodiment can also be implemented in other injection molding machines. For example, the present invention can also be implemented in a hydraulic injection molding machine, and can also be implemented in the same manner even when the injection device is constituted by a heating cylinder and a plunger driven in the axial direction in the heating cylinder. Various modifications can be made to the molding method according to the present embodiment. For example, in the present embodiment, the compression process is described as starting before the injection process ends, but may be started after the injection process is completed. In addition, the speed command is set to 3 stages in the injection process, and the resin pressure is set to 2 stages in the pressure holding process. However, each of these may be set to 1 stage or more stages. Also good.

1 電動射出成形機 2 射出装置
3 型締装置 5 加熱シリンダ
6 スクリュ 7 射出ノズル
10 固定盤 11 可動盤
12 型締ハウジング 13 タイバー
15 トグル機構 20 固定側金型
21 可動側金型
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric injection molding machine 2 Injection device 3 Mold clamping device 5 Heating cylinder 6 Screw 7 Injection nozzle 10 Fixed platen 11 Movable platen 12 Clamping housing 13 Tie bar 15 Toggle mechanism 20 Fixed side die 21 Movable side die

Claims (5)

加熱シリンダと、該加熱シリンダ内で軸方向に駆動可能に設けられているスクリュまたはプランジャとからなる射出装置を使用して、
金型を所定量開いた状態にして前記スクリュまたはプランジャを軸方向に駆動して該金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出工程と、前記金型を型締めして前記射出された溶融樹脂を圧縮する圧縮工程と、前記圧縮工程に並行して所定時間だけ前記スクリュまたは前記プランジャを後退させて前記キャビティ内の溶融樹脂の樹脂圧を低下させる圧抜き工程と、前記圧抜き工程後に前記スクリュまたは前記プランジャに軸方向の駆動力をかけて溶融樹脂に所定の樹脂圧を印加する保圧工程と、からなる薄肉成形品の成形方法。
Using an injection device consisting of a heating cylinder and a screw or plunger provided so as to be axially drivable in the heating cylinder,
An injection step of injecting molten resin into a cavity of the mold by driving the screw or plunger in the axial direction with a predetermined amount of the mold open, and the molten resin injected by clamping the mold A compression step for compressing the resin, a pressure release step for reducing the resin pressure of the molten resin in the cavity by retracting the screw or the plunger for a predetermined time in parallel with the compression step, and the screw after the pressure release step Or a pressure-holding step in which a predetermined resin pressure is applied to the molten resin by applying an axial driving force to the plunger.
請求項1に記載の方法において、前記圧縮工程は前記射出工程の終了前に開始することを特徴とする薄肉成形品の成形方法。   The method according to claim 1, wherein the compression step is started before the end of the injection step. 請求項1または2に記載の方法において、前記圧抜き工程は、前記射出工程の終了後からの経過時間に基づいて前記スクリュまたは前記プランジャを制御する時間制御であることを特徴とする薄肉成形品の成形方法。   3. The method according to claim 1, wherein the depressurizing step is a time control for controlling the screw or the plunger based on an elapsed time from the end of the injection step. Molding method. 請求項1〜3のいずれかに記載の方法において、前記保圧工程において前記スクリュまたは前記プランジャを軸方向に駆動するとき、工程開始から所定時間だけ目標速度になるように速度制御し、その後目標樹脂圧になるように圧力制御することを特徴とする薄肉成形品の成形方法。   The method according to any one of claims 1 to 3, wherein when the screw or the plunger is driven in the axial direction in the pressure-holding step, the speed is controlled so as to reach a target speed for a predetermined time from the start of the step, and then the target A method for forming a thin-walled molded article, wherein the pressure is controlled so as to be a resin pressure. 請求項1〜4のいずれかの項に記載の成形方法によって成形された導光板。   The light-guide plate shape | molded by the shaping | molding method in any one of Claims 1-4.
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