JP4308739B2 - 除電装置を備えた射出成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、射出成形物に発生した静電気を除電する除電装置を備えた射出成形装置に関する。

射出成形装置において、光ディスク等の射出成形物に発生した静電気を除電することは、例えば、下記特許文献１に記載されている。この特許文献１には、金型から離型する射出成形物に発生した静電気を、射出成形物にイオン化した気体を吹き付けることにより中和除去する射出成形装置が記載されている。

また、下記特許文献２には、ラビング工程において発生する液晶基板の静電気を、センサで検出し、液晶基板に軟Ｘ線を照射することによって液晶基板を除電することで、液晶基板の破壊及び特性シフトを防止する液晶装置の製造装置が記載されている。

なお、一般的に、軟Ｘ線を照射することによって除電する軟Ｘ線照射除電装置は、下記非特許文献１に記載されている。
特開２００２−４６１４７号公報 特開２００３−１１４４３６号公報 高砂熱学工業(株)製 軟Ｘ線照射除電装置ＩＲＩＳＹＳ-ＳＸ技術資料

従来の射出成形装置における除電方法は、イオン化した気体を、射出成形装置の上部などから吹き付ける方法を取っていたため、イオン化した気体を吹き付けることによる塵埃が成形基板に付着していた。

また、従来の液晶装置の製造装置においては、ラビング工程において発生する静電気を除電するものであって、液晶装置のバックライトのリフレクター成形基板（以下、単に成形基板とも称する）を射出成形する際の静電気を除電することは考慮されていなかった。

そこで、本発明は、基板を射出成形する際の静電気を除電することで、成形基板への塵埃の付着を防止する除電装置を備えた射出成形装置を提供することを目的とする。

本発明は、射出成形システムに軟Ｘ線照射型の除電装置を設け、可動側金型から成形基板が離型する時に静電気が最大になるので、この時に、軟Ｘ線を照射する。また、除電装置を、成形基板の取出装置や射出成形装置又は金型に設置し、金型から離型する成形基板に対向して除電装置を移動させ、軟Ｘ線を照射することで、除電装置の軟Ｘ線照射範囲を最大限有効に使用できる。

本発明によると、軟Ｘ線によって成形基板の静電気をイオン化するため塵埃が発生しない。また、成形基板が最大に帯電する金型離型時に照射するため、成形基板の帯電による塵埃付着の可能性が最大限に抑えられる。さらに、除電装置における軟Ｘ線照射装置の数を最小数にでき、装置コストを抑えられる。

以下、図面を用いて、本発明の実施例を説明する。

図１は、クリーンルーム内に設けられた射出成形装置１０の概略図であって、同図（ａ）は金型を閉じた後、キャビティ１７に樹脂を充填した状態を示し、同図（ｂ）は金型を開いた後、エジェクターピン２１により樹脂で形成された成形基板２２を突き出した状態を示す。

図１（ａ）において、ホッパ１１内に供給された樹脂は、加熱シリンダー１２により加熱され、射出スクリュー１３によって溶融されながら、ノズル１４から金型１５，１６内に送られる。ノズル１４からの溶融樹脂は、固定側金型１５と可動側金型１６とで形成されたキャビティ１７内に充填される。

なお、固定側金型１５は固定盤１８に固定され金型固定部を構成し、可動側金型１６は可動盤１９に固定され金型可動部を構成している。可動側金型１６は可動盤１９に取り付けられた可動アーム２０により固定側金型１５に押し付けられ、金型１５，１６は閉じられている。

図１（ｂ）に示すように、可動アーム２０により可動側金型１６が後退し、キャビティ１７内に充填された樹脂で形成された成形基板２２は、エジェクターピン２１により突き出される。この際に、成形基板２２が帯電する。なお、クリーンルーム内は湿度が低く、静電気が発生しやすい。

成形基板２２は、大型液晶表示装置に用いられる大型バックライトのリフレクター成形基板であって、後工程としてスパッタリング又は蒸着によるアルミニウム膜を施すものであるから、帯電による塵埃の付着は、リフレクターの機能を損なう。

また、成形基板２２に用いる樹脂としては、シクロオレフィン樹脂を用いるが、この樹脂は、水をあまり吸収しないので、帯電しやすく、除電する必要がある。なお、他に成形基板２２に用いる樹脂としては、ポリメチルメタクリレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂がある。また、これらの樹脂を複合化して使用する場合もある。

図２ないし図６は、金型１５，１６を開いて、除電装置３０からの軟Ｘ線を成形基板２２に照射し、成形基板２２を除電する工程図である。

図２において、同図（ａ）に示すように、固定側金型１５と可動側金型１６とを開いた後に、除電装置３０を装着したロボットによる取出装置３１を金型１５，１６間に入れ、成形基板２２に軟Ｘ線を照射する。なお、取出装置３１には成形基板２２を取り出すためのチャック３２が設けられている。

次に、同図（ｂ）に示すように、成形基板２２がエジェクターピン２１により突き出されている間、除電装置３０からの軟Ｘ線を成形基板２２に照射し続ける。

最後に、同図（ｃ）に示すように、除電装置３０からの軟Ｘ線の成形基板２２への照射を終了し、取出装置３１により成形基板２２をチャック３２により狭持して運び出す。

以上の工程により、軟Ｘ線を射出成形装置の金型間で照射することが可能になり、かつ、成形基板の帯電量が最大になる金型エジェクターによる成形基板突き出し離型時に照射をすることが可能になる。これにより、帯電による塵埃付着の確率が減らせる。また、成形基板に常に垂直に軟Ｘ線を照射できるため、除電のための照射時間が短縮でき、除電装置の必要台数が１台ですむなど効率がよい。

通常、基板成形後に基板を搬送しながら除電装置により軟Ｘ線を照射するが、このような方式では基板取り出しから照射に至るまでの間に、塵埃が付着する可能性があるが、本実施例においては、基板の搬送前に軟Ｘ線を照射するので、塵埃が付着する可能性が少ない。

図３ないし図６は、成形基板を除電する工程図であって、射出成形装置の金型開閉移動を利用して、金型が開いたときに、除電装置を成形基板の略中心に移動させる。成形装置の金型開閉力を利用するので、実施例１のように、除電装置を所定の位置に移動させるロボットなどの動力を必要としない。

図３、図４においては、金型１５，１６に、ワイヤー４３の固定部を設け、このワイヤー４３に除電装置３０を装着し、金型１５，１６の開閉に応じて、除電装置３０を金型外部から金型内部にある成形基板２２の略中心部へ移動させながら、軟Ｘ線を照射する。

図３において、同図（ａ）は金型１５，１６の上面図を示す工程図、同図（ｂ）は側面図を示す工程図である。

まず、図３の左図において、除電装置３０を、固定側金型１５に設けた２箇所の回転軸４１で支持されているブランコ型アーム４２の中心部に装着し、ブランコ型アーム４２の両端を２本のワイヤー４３や綱などの一端で支持し、２本のワイヤー４３の他端は、可動側金型１６に設けた２つの滑車４４を通して、可動盤１９又は可動側金型１６に設けた２箇所の固定部４５に固定する。

次に、図３の右図において、金型１５，１６が開くと同時にワイヤー４３が引っ張られ、除電装置３０を装着したブランコ型アーム４２が、金型１５，１６間に回転上昇し、除電装置３０から軟Ｘ線を成形基板２２に照射する。照射開始は、金型開きと同時かあるいは回転が停止した位置で照射してもよい。その後、２つのワイヤー４３間から成形基板２２を取り出す。

本実施例においては、２つの回転軸４１を固定側金型１５に設け、２つの滑車４４及び２つの固定部４５を可動側金型１６に設けたが、これらの配置関係を逆にする配置、すなわち、固定側金型１５に２つの滑車４４及び２つの固定部４５を設け、可動側金型１６に２つの回転軸４１を設けてもよい。

図４は、図３と同様に、図４（ａ）は金型１５，１６の上面図を示す工程図、図４（ｂ）は側面図を示す工程図である。

まず、図４の左図において、除電装置３０を、固定側金型１５に設けた２箇所の固定部４６にワイヤー４３の一端が支持され、このワイヤー４３の他端に吊るされた棒状アーム４７の中心部に装着する。また、棒状アーム４７の両端は、２本の弾性体としてのバネ４８又はスプリングなどで支持され、この２本のバネ４８の他端は、可動側金型１６に設けた２つのＬ字状固定部４９の一方で固定されている。さらに、Ｌ字状固定部４９の他方には、ワイヤー４３を支持する滑車４４が設けられている。

次に、図４の右図において、金型１５，１６が開くと同時にワイヤー４３が引っ張られ、除電装置３０を装着した棒状アーム４７が、金型１５，１６間に上昇し、除電装置３０から軟Ｘ線を成形基板２２に照射する。照射開始は、金型開きと同時かあるいは上昇が停止した位置で照射してもよい。その後、２つのワイヤー４３間又は、２つのＬ字状固定部４９間から成形基板２２を取り出す。

本実施例においては、２つの固定部４６を固定側金型１５に設け、２つの滑車４４及び２つのＬ字状固定部４９を可動側金型１６に設けたが、これらの配置関係を逆にする、すなわち、固定側金型１５に２つの滑車４４及び２つのＬ字状固定部４９を設け、可動側金型１６に２つの固定部４６を設けてもよい。

図５、図６においては、可動側金型１６に設けた可動部材と射出成形装置１０の本体に設けた固定部材とにより、除電装置３０を金型１５，１６間に移動させて、成形基板２２の略中心部に、軟Ｘ線を照射する。

図５において、同図（ａ）に示すように、可動側金型１６又は可動盤１９にはピストン５１が設けられ、このピストン５１の内部に配置された可撓性の連鎖式チェーン５２の先端に除電装置３０を装着する。連鎖式チェーン５２は、射出成形装置１０本体に設けられた固定部材５３によって、その移動が制限されている。

次に、同図（ｂ）に示すように、金型１５，１６が開くと同時にピストン５１により押し出された除電装置３０が金型１５，１６間に上昇し、除電装置３０から軟Ｘ線を成形基板２２に照射する。照射開始は、金型１５，１６が開くと同時か又は上昇が停止した位置で照射してもよい。

本実施例においては、固定部材５３を、射出成形装置１０の本体に設けたが、これに代えて、固定側金型１５又は固定盤１８に設けてもよい。

図６において、同図（ａ）に示すように、連鎖式チェーンからなるジャッキ５５の先端に除電装置３０を装着する。ジャッキ５５の脚部の一方は、射出成形装置１０本体に設けられた固定部材５３によって固定され、他方は、可動側金型１６に設けられたＬ字状固定部４９に固定されている。

次に、同図（ｂ）に示すように、金型１５，１６が開くと同時にジャッキ５５により除電装置３０が金型１５，１６間に上昇し、除電装置３０から軟Ｘ線を成形基板２２に照射する。照射開始は、金型１５，１６が開くと同時か又は上昇が停止した位置で照射してもよい。

本実施例においては、固定部材５３を、射出成形装置１０の本体に設けたが、これに代えて、固定側金型１５又は固定盤１８に設けてもよい。

図７は、除電装置３０を成形基板２２の略中心に配置した除電装置と成形基板との関係図であって、軟Ｘ線の照射有効角度θ、成形基板２２の長さＹとすると、除電装置３０と成形基板２２との距離Ｘを、Ｘ＞Ｙ／（２×tan（θ/２））とすることで、除電装置３０が１つで成形基板２２の帯電を除去できる。θ＝１１５°、Ｙ＝７６０ｍｍとすると、Ｘは約２４０ｍｍとなる。この場合、除電装置３０は１つとしたが、成形基板２２の除電を確実にするために、また、成形基板２２の大型化に伴って、２つ、３つと複数配置してもよい。

図８は、成形基板２２へ軟Ｘ線を照射しない場合と、照射した場合との成形基板の静電電位の測定結果を示す図であって、除電装置としては、高砂熱学工業株式会社製、軟Ｘ線照射除電装置ＩＲＩＳＹＳ-ＳＸ、ＩＳＸ-２２３を使用し、静電電位測定器としては、シシド静電気株式会社製、スタチロン−ＤＺ３を使用し、成形樹脂材料：日本ゼオン株式会社製、ＺＥＯＮＯＲを使用した。

図８（ａ）に示すように、成形基板２２は、縦７６０ｍｍ、横４３２ｍｍとして、周辺部と中心部の５箇所を測定した。その結果、同図（ｂ）に示すように、軟Ｘ線照射がなしの場合と、ありの場合で、成形基板２２への帯電が１桁以上改善されていることが解る。

クリーンルーム内に設けられた射出成形装置の概略図である。 成形基板を除電する工程図である。 成形基板を除電する工程図である。 成形基板を除電する工程図である。 成形基板を除電する工程図である。 成形基板を除電する工程図である。 除電装置と成形基板との関係図である。 成形基板の静電電位測定図である。

１０…射出成形装置、１１…ホッパ、１２…加熱シリンダー、１３…射出スクリュー、１４…ノズル、１５…固定側金型、１６…可動側金型、１７…キャビティ、１８…固定盤、１９…可動盤、２０…可動アーム、２１…エジェクターピン、２２…成形基板、３０…除電装置、３１…取出装置、３２…チャック、４１…回転軸、４２…ブランコ型アーム、４３…ワイヤー、４４…滑車、４５，４６…固定部、４７…棒状アーム、４８…バネ、４９…Ｌ字状固定部、５１…ピストン、５２…連鎖式チェーン、５３…固定側部材、５５…ジャッキ。

Claims (4)

1. 金型固定部と金型可動部との間に除電装置を移動させて、射出成形された射出成形物の略中心部へ前記除電装置から軟Ｘ線を照射することにより、当該射出成形物の射出成形過程で発生する帯電を除去する除電装置を備えた射出成形装置において、
   前記除電装置はワイヤーに装着され、回転軸が前記金型固定部又は前記金型可動部の何れかに固定されたブランコ型アームの中心部に装着され、
   前記ブランコ型アームの両端は、前記ワイヤーの一端で支持され、前記ワイヤーの他端は、前記金型可動部又は前記金型固定部の何れかに設けられた滑車を通して前記金型可動部又は前記金型固定部の何れか一方に固定されており、前記除電装置が前記金型固定部と前記金型可動部との開閉移動を利用して移動されることを特徴とする除電装置を備えた射出成形装置。
2. 金型固定部と金型可動部との間に除電装置を移動させて、射出成形された射出成形物の略中心部へ前記除電装置から軟Ｘ線を照射することにより、当該射出成形物の射出成形過程で発生する帯電を除去する除電装置を備えた射出成形装置において、
   前記除電装置はワイヤーに装着され、前記金型固定部又は前記金型可動部の何れかに前記ワイヤーの一端が支持され、前記ワイヤーは前記金型可動部又は前記金型固定部の何れかに設けられた滑車を通して前記ワイヤーの他端に吊るされた棒状アームの中心部に装着され、
   前記棒状アームは前記金型可動部又は前記金型固定部の何れか一方に固定された弾性体で支持されており、
   前記除電装置が前記金型固定部と前記金型可動部との開閉移動を利用して移動されることを特徴とする除電装置を備えた射出成形装置。
3. 金型固定部と金型可動部との間に除電装置を移動させて、射出成形された射出成形物の略中心部へ前記除電装置から軟Ｘ線を照射することにより、当該射出成形物の射出成形過程で発生する帯電を除去する除電装置を備えた射出成形装置において、
   前記除電装置は前記金型可動部に固定されたピストンの内部に配置された連鎖式チェーンの先端に装着されて前記連鎖式チェーンの移動が固定部材で制限されており、
   前記除電装置が前記金型固定部と前記金型可動部との開閉移動を利用して移動されることを特徴とする除電装置を備えた射出成形装置。
4. 金型固定部と金型可動部との間に除電装置を移動させて、射出成形された射出成形物の略中心部へ前記除電装置から軟Ｘ線を照射することにより、当該射出成形物の射出成形過程で発生する帯電を除去する除電装置を備えた射出成形装置において、
   前記除電装置は、一方の脚部が前記金型固定部に固定され、他方の脚部が前記金型可動部に固定されたジャッキの先端に装着されており、
   前記除電装置が前記金型固定部と前記金型可動部との開閉移動を利用して移動されることを特徴とする除電装置を備えた射出成形装置。