KR100979668B1 - 도광판의 사출압축성형 금형 및 도광판의 사출압축성형 방법 - Google Patents

Abstract

사출 성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행할 때, 금형으로부터 도광판을 꺼내는 것을 용이하게 할 수 있고, 꺼낼 때 도광판에 자국이 잘 남지 않게 할 수 있는 도광판의 성형 금형 및 성형 방법을 제공한다.

사출 성형에 의해 고정 금형(13)과 가동 금형(12) 사이에 형성되는 캐비티(14) 내에서 도광판(P)의 성형을 행하는 도광판(P)의 성형 금형(11)에 있어서, 도광판(P)에서의 유효면 이외의 부분(P4b, P5) 또는 유효면 이외의 부분(P4b, P5)과 유효면(P4a)과의 경계 부분(P6)에 대하여 힘(C2, F)을 미쳐 도광판(P)의 이형을 행한다.

사출 성형, 고정 금형, 가동 금형, 캐비티, 도광판, 성형 금형, 유효면.

Description

도광판의 사출압축성형 금형 및 도광판의 사출압축성형 방법{INJECTION COMPRESSION MOLDING MOLD FOR LIGHT GUIDE PLATE AND METHOD FOR MOLDING LIGHT GUIDING PLATE}

본 발명은 사출압축성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 용적 및 두께가 가변인 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행하는 도광판의 사출압축성형 금형 및 도광판의 사출압축성형 방법에 관한 것으로서, 특히 금형으로부터 도광판을 꺼내는 것을 용이하게 할 수 있는 도광판의 사출압축성형 금형 및 도광판의 사출압축성형 방법에 관한 것이다.

사출 압축 성형을 포함하는 사출 성형에 의해 도광판을 성형하는 도광판의 성형 금형으로는 특허 문헌 1에 기재된 것이 이미 알려져 있다. 특허 문헌 1에서는 가동 금형(6)의 본체부(24)와 외벽부(21) 사이를 향하여 에어 통로(26)가 형성되어 있고, 형개방 직전 또는 형개방 이후부터 도시하지 않은 에어 공급 수단으로부터 에어 통로(26)를 거쳐 에어가 성형품(P)을 향하여 분출되어 도광판이 꺼내진다. 그러나 특허 문헌 1에서는, 상기 에어의 분출은 도광판의 측면부(P1)에 대하여 주로 미치기 때문에, 가동 금형측의 캐비티면(18)과 도광판 사이에는 잘 미치지 않아 이형을 도와주는 작용이 부족하였다. 그 결과, 이재기(41)의 흡반(43)에 큰 흡인력을 작용시켜 도광판(P)을 꺼내게 되는데, 그리고 성형 직후의 도광판은 온도 가 높으므로 도광판의 면에 자국이 남아 불량이 되는 경우가 있다는 문제가 있었다. 또한 특허 문헌 1에 있어서는, 도광판과 스프루 등이 일체가 된 상태에서 도광판 부분을 흡착하여 꺼내므로, 스프루를 고정 금형에서 빼내기 위하여 가동 금형에 형성된 오목부(침입부)에 대하여 파고들어간 러너를 포함하는 스프루를 이형하기 때문에 특별히 큰 흡착력이 필요하였다.

또한 성형시에 도광판과 스프루를 금형 내에서 분리하는 경우에는 도광판만을 흡착하여 꺼낼 수 있으므로, 특허 문헌 1의 경우와 비교하여 작은 흡착력이어도 되지만, 그래도 도광판에 직접 흡반을 맞닿게 하여 흡착하는 것에는 변함이 없으므로 보다 훨씬 도광판의 이형을 쉽게 하여 작은 힘으로 도광판을 꺼낼 것이 요망되었었다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 2003-145593호 공보(0031, 도 3)

본 발명에서는 상기한 문제를 감안하여, 사출압축성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 용적 및 두께가 가변인 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행할 때, 금형으로부터 도광판을 꺼내는 것을 용이하게 할 수 있고, 꺼낼 때 도광판에 자국이 잘 남지 않게 할 수 있는 도광판의 사출압축성형 금형 및 사출압축성형 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 청구항 1에 기재된 도광판의 사출압축성형 금형은, 사출압축성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 용적 및 두께가 가변인 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행하는 도광판의 사출압축성형 금형에 있어서, 도광판의 유효면 이외의 부분을 형성하는 가동틀부가 코어부의 주위에 설치되고, 상기 코어부에 대하여 상기 가동틀부를 형개폐 방향으로 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 도광판의 유효면 이외의 부분 또는 유효면 이외의 부분과 유효면과의 경계 부분에 대하여 힘을 미쳐 도광판의 유효면의 이형을 행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 도광판의 사출압축성형 금형 및 사출압축성형 방법은, 사출압축성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 용적 및 두께가 가변인 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행하는 도광판의 사출압축성형 금형에 있어서, 도광판의 유효면 이외의 부분을 형성하는 가동틀부가 코어부의 주위에 설치되고, 상기 코어부에 대하여 상기 가동틀부를 형개폐 방향으로 상대적으로 이동시키는 것에 의해, 도광판의 유효면 이외의 부분 또는 유효면 이외의 부분과 유효면과의 경계 부분에 대하여 힘을 미쳐 도광판의 유효면의 이형을 행하므로, 비교적 간단한 금형 구조에 의해 도광판을 꺼내는 것을 용이하게 할 수 있다.

본 발명의 도광판의 성형 금형에 대하여 도 1 내지 도 8을 참조하여 설명한 다. 도 1은 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 단면도로서 형체결후 사출 시작전의 상태를 보인 도면이다. 도 2는 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 단면도로서 사출시에 캐비티 내의 용적이 확대된 상태를 보인 도면이다. 도 3은 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 단면도로서 캐비티 내의 수지를 압축후에 게이트 커팅된 상태를 보인 도면이다. 도 4는 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 가동 금형의 정면도이다. 도 5는 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 방법을 보인 차트도이다. 도 6은 도 4의 가동 금형의 A-A선 부분 및 그에 대향하는 고정 금형 부분의 형개방전의 상황을 보인 확대 단면도이다. 도 7은 도 4의 가동 금형의 A-A선 부분 및 그에 대향하는 고정 금형 부분의 압력 제거후의 상황을 보인 확대 단면도이다. 도 8은 도 4의 가동 금형의 A-A선 부분 및 그에 대향하는 고정 금형 부분의 형개방 시작후의 상황을 보인 확대 단면도이다. 도 9는 본 실시 형태의 도광판의 취출 장치의 정면도이다.

본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형(11)은, 대각 치수 3인치, 판두께 0.4mm의 휴대 전화용 사이드 라이트형 도광판을 사출 압축 성형에 의해 성형하는 금형이다.(이하 휴대 전화용 사이드 라이트형 도광판에 대해서는 단순히 도광판이라고 약칭함.) 사출 압축 성형은 성형 시작시부터 성형 종료시까지의 동안에 가동 금형(12)과 고정 금형(13)의 거리가 가변하는 것이다. 따라서 형폐쇄후의 정지 위치에 있어서 용융 수지를 사출후에 가동 금형을 그대로 전진시켜 압축하는 사출 프레스라 불리는 타입도 사출 압축 성형에 포함된다고 하자. 이들 사출 압축 성형에서는 성형 완료시에 비교하여 사출 시작전 또는 사출 시작후에 캐비티가 약 간 열린 상태이므로 고속 사출 능력을 갖는 사출 장치가 필요하지 않아 용융 수지를 비교적 저속 및 저압으로 사출할 수 있다. 또한 사출 시작후에 가동 금형을 형체결 방향으로 이동시켜 용융 수지에 압축을 가하므로 캐비티의 게이트부에서 먼 위치에 있어서 용융 수지의 흐름을 빠르게 하거나 미세한 전사를 양호하게 행할 수 있다는 이점이 있다. 나아가서는 게이트를 절단한 후에 대해서는 통상의 사출 성형 금형에서는 사출 장치로부터 보압을 미치게 할 수는 없지만, 사출 압축 성형의 경우에는 캐비티 내의 용융 수지를 압축하여 냉각 고화로 인한 수축에 대응할 수 있다. 이러한 사출 압축 성형은 특히 출광면 등의 면적과 비교하여 판두께가 얇은 도광판의 성형을 행할 때 특히 유리하다.

도 1 내지 도 3은 본 발명의 사출 압축 성형 금형(11)의 단면이다. 사출 압축 성형 금형(11)은 제1 금형인 가동 금형(12)과 제2 금형인 고정 금형(13)으로 이루어지며, 형합체된 두 금형(12, 13) 사이에는 용적 및 두께가 가변하는 캐비티(14)가 형성되도록 되어 있다. 사출 압축 성형기(1)의 가동반에 부착되는 가동 금형(12)에는 금형 본체부(15)와 코어부(16)와 가동틀부(19) 등이 설치되어 있다. 금형 본체부(15)의 고정 금형측의 면의 대략 중앙에는 코어부(16)가 고정 장착되어 있다. 코어부(16)의 고정 금형(13)과 대향하는 면은 경면으로 이루어지며 캐비티(14)에 있어서 도광판(P)의 유효면인 출광면(P4a)을 형성하는 형성면(16a1)과 그 주위에 유효면 이외의 부분(P4b)을 형성하는 형성면(16a2)으로 이루어지는 주면 형성면(16a)으로 되어 있으며, 도광판(P)의 본체부(P4)의 형상에 합치하여 사각형을 하고 있다. 또한 코어부(16)의 내부에는 상기 주면 형성면(16a)과 평행하게 복수 개의 냉각 매체 유로(17)가 형성되어 있다. 또한 캐비티(14)에 있어서 주면 형성면(16a)의 출광면(P4a)은 경면의 예를 개시하였으나, 그루브나 조면 가공 등이 이루어진 것일 수도 있다.

상기 금형 본체부(15)의 고정 금형측의 면의 상하 4곳에는 오목부가 형성되고, 상기 오목부 내에는 스프링(18)이 상기 고정 금형측을 향하여 부착되어 있다. 그리고 상기 스프링(18)의 상기 고정 금형측은 상기 코어부(16)의 주위를 에워싸도록 배열 설치된 가동틀부(19)에 부착되어 있다. 따라서 바꾸어 말하면 가동틀부(19)에 의해 형성된 공동부 속에 코어부(16)가 배열 설치되어 있다. 그리고 가동틀부(19) 전체가 상기 스프링(18)에 의해 금형 본체부(15) 및 코어부(16)에 대하여 형개폐 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고 가동틀부(19)의 고정 금형(13)과 대향하는 면은 맞닿음면(19a)(파팅면)으로 되어 있다. 또한 가동틀부(19)의 게이트와 반대측에는 입광면을 형성하기 위한 입광면 형성 블록(20)이 착탈 가능하게 배열 설치되어 있다. 또한 도 1은 가동 금형(12)에 형체결력이 미쳐 상기 스프링(18)이 수축한 상태이고, 도 2는 사출시에 코어부(16)가 후퇴하여 캐비티(14)의 용적이 확대된 상태를 보인 도면인데, 실제보다 과장하여 기재하였다.

또한 가동틀부(19)의 내측에 있어서 고정 금형(13) 측 부분의 입광면 형성 블록(20)에 인접하는 내주면도 도광판(P)의 측면을 형성하는 캐비티 형성면(19b)으로 되어 있다. 그리고 도 4에 도시한 바와 같이, 일측의 캐비티 형성면(19b)의 맞닿음면(19a)에 인접하는 부분에는 도광판(P)의 턱부(P5)를 형성하는 턱부 형성부(19c)가 2곳에 형성되어 있다. 턱부 형성부(19c)는 가동틀부(19)에 의해서만 형 성되며, 맞닿음면(19a)의 내주측의 부분에, 상기 맞닿음면(19a)보다 가동반측을 향하여 한 단 낮게 오목형으로 형성된 고정 금형 대향면(19c1)과 그 주위의 측면(19c2)으로 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 가동틀부(19)의 양측에 총 4곳에 사각형의 턱부 형성부(19c)가 형성되어 있다. 턱부 형성부(19c)에 의해 성형되는 턱부(P5)는 도광판(P)을 휴대 전화 등의 표시 장치로서 부착할 때 사용되는 부분이다. 그리고 턱부(P5)는 도광판(P)에 있어서는 출광면(P4a)(유효면)이나 반사면(유효면)과 다른 유효면 이외의 부분이다. 또한 본 실시 형태에 있어서 턱부는 도 6, 도 7, 도 8에도 도시한 바와 같이, 본체부(P4)에 대하여 턱부(P5) 쪽이 얇게 형성되는데, 도광판(P)을 이형할 때 작용되는 힘을 받을 수 있는 크기 및 두께로 형성된다. 그리고 도광판의 두께가 얇은 경우에는 본체부와 턱부가 동일한 두께가 되는 것이나, 반대로 턱부 쪽이 두껍게 형성되는 경우도 있을 수 있으며, 턱부가 형성되는 위치나 개수도 한정되지 않는다. 또한 턱부의 고정 금형 대향면 등을 조면 가공하여 이형하기 쉽게 할 수도 있다.

금형 본체부(15)의 가동반 측에는 단열판(21)이 부착되며, 내부의 공간 및 구멍에는 이젝터 장치의 이젝터 플레이트(22)를 사이에 두고 전후진되는 돌출 핀(23)이 배열 설치되어 있다. 돌출 핀(23)은 금형 본체부(15)와 코어부(16)의 내부에 걸쳐 형성된 구멍 안에 배열 설치되며, 그 선단은 러너 형성면(32)에 면하고, 스프루(P1)와 러너(P2)가 유지하기 쉽도록 단면 Z자형으로 침입부(23a)가 설치되어 있다. 돌출 핀(23)을 구동하는 것은 도시하지 않은 가동반 내 또는 가동반으로부터 형체결 장치 측으로 배열 설치된 이젝터 구동 장치이다.

또한 금형 본체부(15)의 내부에는 게이트 커터 부재(24)가 배열 설치되기 위한 구멍(25) 및 공간부(26)가 형성되어 있다. 한편 금형 본체부(15)의 구멍(25) 내에는 가이드핀(27)이 볼 가이드의 볼에 의해 심이 유지되어 배열 설치되어 있다. 그리고 공간부(26) 내의 상기 가이드핀(27)이 맞닿는 원반형의 플레이트(29)의 고정 반측 중앙에는 게이트 커터 부재(24)가 걸어맞춤되어 있다. 게이트 커터 부재(24)는 단면 사각형의 구멍(31) 안에 스프링(30)에 의해 탄성 바이어스되어 전후진 이동 가능하게 배열 설치되어 있다.

또한 코어부(16)에 있어서, 후술하는 고정 금형(13)의 스프루 부시(44)나 인서트 블록(43)과 대향하는 면은 러너 형성면(32)으로 되어 있다. 러너 형성면(32)에 대해서는 게이트 커터 부재(24)로부터 돌출 핀(23) 측으로 인접하는 부분에 볼록부가 형성되고, 스프루 부시(44)와 대향하여 돌출 핀(23)이 면하는 부분이 오목부로 되어 있다. 또한 돌출 핀(23)의 주위로서 게이트 커터 부재(24)의 근방에는 냉각 매체 유로(33)가 형성되어 있다.

그리고 코어부(16)와 가동틀부(19) 사이에는 홈 형태의 기체 유통로(34)가 설치되어 있다. 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 기체 유통로(34)는 캐비티(14)의 주면 형성면(16a)과 일정한 간격을 두고 평행하게 가동틀부(19)의 내측 부분에 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는 코어부(16)와 게이트 커터 부재(24) 사이에는 홈 형태의 기체 유통로(34)는 배열 설치되어 있지 않으나, 배열 설치하도록 할 수도 있다. 그리고 코어부(16)와 가동틀부(19) 사이의 기체 유통로(34)보다 캐비티(14) 측은 수지가 들어가지 않는 약간의 틈새(예컨대 3~20μm)의 기체 유통 로(34a)로 되어 있다. 그리고 코어부(16)의 주면 형성면(16a)의 주위에 상기 기체 유통로(34a)의 개구부(34b)가 형성되어 있다. 또한 상기 기체 유통로(34a) 및 개구부(34b)의 일부는 코어부(16)와 입광면 형성 블록(20)간 틈새에 배열 설치된다. 더욱이 또한 러너 형성면(32)의 주위에도 마찬가지로 기체 유통로(34a)의 개구부(34b)가 형성되어 있다. 그리고 상기 기체 유통로(34)는 가동틀부(19)를 관통하여 가동 금형(12)의 외부를 향하여 형성된 도시하지 않은 기체 유통로에 접속되어 있다. 또한 기체 유통로(34)는 코어부의 내부측으로부터 금형 본체부를 거쳐 가동 금형의 외부를 향하여 형성할 수도 있다. 그리고 접속된 상기 기체 유통로로부터 가요성 호스를 통하여 압착 에어 공급 장치와 에어 흡인 장치에 접속되어 있다. 그리고 상기 압착 에어 공급 장치 및 에어 흡인 장치와 가동 금형(12) 사이에는 도시하지 않은 전자 개폐 밸브가 배열 설치되어 있다. 또한 기체 유통로에 대해서는 턱부의 후면이나 그 이외의 유효면 이외의 부분(유효면과의 경계 부분을 포함함)에 대하여 직각 방향이나 직각에 가까운 각도로 기체가 분출되도록 설치할 수도 있다. 그 경우에는, 가동틀의 내부나 코어부의 내부에 기체 유통로가 형성되는 경우도 있을 수 있다.

다음 고정 금형(13)에 대하여 설명하면, 도 1~도 3에 도시한 바와 같이, 사출 압축 성형기(1)의 고정반(2)에 부착되는 고정 금형(13)에는 금형 본체부(41), 캐비티 형성 블록(42), 인서트 블록(43), 스프루 부시(44), 게이트 커터 부재(45), 맞닿음 블록(46) 등으로 형성되어 있다. 그리고 금형 본체부(41)의 고정반 측에는 단열판(47)이 부착됨과 아울러, 도시하지 않은 사출 장치의 노즐이 삽입되는 구 멍(48)이 형성되고, 그 주위에는 로케이트 링(49)이 부착되어 있다. 금형 본체부(41)의 가동 금형 측에는 캐비티 형성 블록(42)이 부착되며, 상기 캐비티 형성 블록(42)의 가동 금형(12)과 대향하는 면은 캐비티 형성면 중 주면 형성면(42a)으로 되어 있다. 본 실시 형태에 있어서 이 주면 형성면(42a)은 반사면을 형성하는 부분이며, 미세한 도트가 새겨져 있다. 또한 캐비티 형성 블록(42)의 내부에는 상기 주면 형성면(42a)과 평행하게 냉각 매체 유로(50)가 복수 개 형성되어 있다.

그리고 캐비티 형성 블록(42) 및 인서트 블록(43)과 맞닿음 블록(46) 사이에는 홈 형태의 기체 유통로(53)가 형성되어 있다. 기체 유통로(53)는 캐비티(14)의 주면 형성면(42a)과 일정한 간격을 두고 평행하게 캐비티 형성 블록(42)의 주위를 둘러싸도록 형성되어 있다. 그리고 캐비티 형성 블록(42) 및 인서트 블록(43)과 맞닿음 블록(46) 사이의 기체 유통로(53)보다 캐비티(14) 측은 수지가 들어가지 않는 틈새(예컨대 3~20μm)의 기체 유통로(53a)로 되어 있다. 그리고 캐비티 형성 블록(42)의 주면 형성면(42a)의 주위에 상기 기체 유통로(53a)의 개구부(53b)가 형성되어 있다. 그리고 상기 기체 유통로(53)는 고정 금형(13)의 외부를 향하여 형성된 도시하지 않은 기체 유통로에 접속되며, 상기 기체 유통로로부터 가요성 호스나 도시하지 않은 전자 개폐 밸브를 통하여 압착 에어 공급 장치와 에어 흡인 장치에 접속되어 있다.

더욱이 금형 본체부(41)에는 캐비티 형성 블록(42)과 함께 인서트 블록(43)이 배열 설치되어 있다. 인서트 블록(43)은 그 중앙부에 가동반 측을 향하여 확경된 구멍이 구비된 스프루 부시(44)가 배열 설치되어 있다. 그리고 스프루 부 시(44)의 주위에는 스프루(P1) 및 러너(P2)를 냉각하는 냉각 매체 유로(51)가 형성되어 있다. 또한 스프루 부시(44)의 선단으로부터 캐비티 형성면을 향하여 인서트 블록(43)의 가동 금형(12)과 대향하는 면에는 캐비티(14)를 향하여 점차 넓어지는 러너 형성면(54)이 형성되어 있다.

그리고 인서트 블록(43)의 러너 형성면(54)에 접속되는 게이트 형성면과 캐비티 형성 블록(42)의 주면 형성면(42a) 사이에는 게이트 커터 부재(45)가 고정되어 있다. 그리고 게이트 커터 부재(45)의 전면은 주면 형성면(16a)과 대향해 있으며, 게이트 커터 부재(45)의 게이트부 측의 모서리 부분이 날인 게이트 커터(45b)를 형성하고 있다.

다음 도 5의 차트도에 의해 본 발명의 성형 방법을 설명한다. 본 실시 형태에서는 대각 치수 3인치, 판두께 0.4mm의 도광판(P)을 4.4초의 성형 사이클 시간으로 사출 압축 성형 방법에 의해 성형을 행하였다. 따라서 본 실시 형태에서는 가동 금형(12)의 주면 형성면(16a)을 냉각하는 냉각 매체 유로(17) 등의 냉각 매체 유로에 온도 조절기에 의해 성형되는 수지인 폴리카보네이트의 유리 전이 온도(Tg)보다 30~100℃ 낮은 50~120℃ 정도로 온도 제어된 냉각 매체(냉각수)를 흘리고 있다.

도시하지 않은 형체결 장치가 작동되고, 고정반(2)에 부착된 고정 금형(13)에 대하여 가동반에 부착된 가동 금형(12)을 맞닿게 함으로써 형폐쇄가 행해진다. 이 형폐쇄시의 가동 금형(12)의 코어부(16)와 가동틀부(19)의 관계는 도 2의 상태에 가깝다. 다음 형체결을 행함으로써 도 1에 도시한 바와 같이, 스프링(18)의 탄 발력을 이겨 가동 금형(12)의 금형 본체부(15)와 가동틀부(19)가 맞닿고, 코어부(16)에 대하여 가동틀부(19)가 최후퇴한 위치가 된다. 그리고 고정 금형(13)과 가동 금형(12) 사이에는 두께 가변 게이트를 포함하는 러너 및 상기 러너에 접속된 두께 가변 캐비티(14)가 형성된다.

다음 소정의 지연 시간이 경과하면, 도시하지 않은 사출 장치의 노즐로부터 스프루 부시(44)를 통하여 용융 수지를 사출한다. 가동반 및 가동 금형(12)의 금형 본체부(15) 및 코어부(16)는 사출시의 압력에 의해 다시 도 2에 도시한 위치로 후퇴되고, 고정 금형(13)의 캐비티 형성면의 주면 형성면(42a) 등과 가동 금형(12)의 주면 형성면(16a)간 간격은 도 1에 도시한 최초로 형체결력이 미친 위치와 비교하여 넓어진다.

그리고 사출 장치에 의해 스크루 위치가 소정 위치에 도달하면 형체결 장치 측에서는 높은 형체결력에 의한 형체결이 행해지므로 상기 높은 형체결력에 의해 상기한 사출시에 형개방된 거리 또는 그 거리보다 적은 거리만큼 형체결 방향으로 가동 금형(12)이 이동된다. 그후 보압 제어로 전환하고 나서 일정 시간후 또는 보압 전환과 동시에 형체결력을 감소시킨다. 본 실시 형태에서는 형체결력의 저하와 동시에 도시하지 않은 게이트 커터 부재 구동 장치에 의해 가동 금형(12)의 게이트 커터 부재(24)를 전진시키고, 용융 수지가 완전히 고화되지 않은 게이트(P3)의 절단을 행한다.

그리고 게이트 커터 부재(24)에 의해 게이트(P3)의 절단이 행해진 후, 형체결 장치의 구동에 의해 가동 금형(12)이 전진됨으로써 캐비티(14) 내의 용융 수지 의 압축을 행할 수 있으므로, 냉각에 의한 수축이 있어도 싱크 마크가 발생하지 않아 양호한 전사 성형을 할 수 있다. 그리고 소정 시간이 경과하면 가동 금형(12)의 가동틀부(19)와 코어부(16) 사이의 기체 유통로(34, 34a), 개구부(34b)를 통하여 캐비티(14)에 이형용 압착 에어를 미치게 한다. 또한 대략 동시에 가동 금형(12)의 가동틀부(19)와 코어부(16) 사이의 기체 유통로(34, 34a), 개구부(34b)를 통하여 턱부(P5)와 본체부(P4)의 경계 부분(P6)을 포함하는 캐비티(14)에 이형용 에어를 미치게 한다. 또한 대략 동시에 캐비티 형성 블록(42) 및 인서트 블록(43)과 맞닿음 블록(46) 사이에는 홈 형태의 기체 유통로(53, 53a), 개구부(53b)를 통하여 캐비티(14)에 이형용 압착 에어를 미치게 한다. 본 실시 형태에서는 압착 에어 공급 장치의 전압은 0.5~0.8MPa로 되어 있으며, 상온의 대기를 압축한 압착 에어가 공급된다. 단 질소 가스 등 다른 기체를 제외하는 것이 아니다. 단 이 단계에서는 아직 형체결이 이루어져 있으므로 캐비티(14) 내에 상기 압착 에어는 공급되지 않으며, 기체 유통로(34, 34a, 53, 53a) 등이 고압 상태가 된다. 또한 압력 제거전부터 압착 에어를 공급 시작하는 것은 압력 제거와 동시에 고압의 압착 에어가 공급될 수 있도록 하기 위해서이다.

다음 형체결 장치를 작동시켜 압력 제거, 형개방을 순서대로 행한다. 제일 먼저 형체결력을 0 또는 0 가까이로 저하시키는 압력 제거가 이루어지면, 도 6에 도시한 상태부터 도 7에 도시한 상태와 같이 고정 금형(13)에 대하여 가동 금형(12)의 금형 본체부(15) 및 코어부(16)가 후퇴된다. 그에 따라 가동틀부(19)을 유지하는 스프링(18)이 약간 신장되고, 금형 본체부(15) 및 코어부(16)에 대하여 상기 가동틀부(19)가 상대적으로 전진된다. 그리고 가동틀부(19)의 턱부 형성부(19c)의 고정 금형 대향면(19c1)이 유효면 이외의 부분인 턱부(P5)의 후면(P5a)(경계 부분(P6)을 포함함)에 물리적인 힘(F)을 미치게 하고, 상기 도광판(P)의 출광면(P4a)을 캐비티 형성면(16a)으로부터 부상시키는 방향으로 이형(면끼리의 밀착이 해제)된다. 또한 턱부(P5)는 상기한 바와 같이 일정한 폭 및 두께를 갖는 데다가 본체부(P4)보다 냉각 고화가 진전되어 있으므로, 이형시에 변형되는 일은 없다. 또한 도 7에 도시한 바와 같이, 이 때 가동 금형(12)의 기체 유통로(34a)에 연통되는 개구부(34b)로부터 분출되는 기체인 압착 에어의 대부분은 도광판(P)의 출광면(P4a)과 코어부(16)의 캐비티 형성면(16a)의 공간에 압착 에어류(C1)로서 흐른다. 그리고 상기 압착 에어류(C1)는 상기 출광면(P4a)과 상기 캐비티 형성면(16a1)의 이형의 촉진시킨 후, 상기 공간부의 내압이 상승함으로써 도광판(P)의 이형을 조장하는 힘으로서 더 작용한다.

다음 형체결 장치가 작동되어 형개방이 이루어지면, 도광판(P)과 스프루(P1) 및 러너(P2)는 각각 가동 금형(12) 측에 유지된 상태에서 꺼내진다. 그리고 고정 금형(13) 측에서는 고정 금형(13)에 공급되고 있는 압착 에어가 캐비티(14)의 주면 형성면(42a)에 의해 형성된 반사면의 이형을 촉진 보조한다. 그리고 형개방이 시작되고 얼마 되지 않아 도시하지 않은 전자 개폐 밸브가 폐쇄되어 고정 금형(13)에의 이형용 압착 에어의 공급이 정지되는데, 가동 금형(12)에는 계속 압착 에어가 공급된다. 또한 고정 금형(13)에의 압착 에어의 공급은 후술하는 취출용 로봇(61)에 의해 도광판(P)을 꺼낼 때까지 행할 수도 있다. 본 실시 형태에서는 형개방시 의 고정 금형(13)과 가동 금형(12)의 간격은 6~15cm로 작으므로, 고정 금형(13)의 압착 에어를 계속 분출함으로써 도광판(P)의 반사면을 훨씬 냉각할 수 있다. 그리고 취출용 로봇(61)의 흡반(63)에 의한 자국이 보다 한층 도광판(P)에 생기지 않게 할 수 있다.

또한 가동 금형(12) 측에서는 형개방에 의해 도 7에 도시한 상태부터 도 8에 도시한 상태와 같이 고정 금형(13)에 대하여 가동 금형(12) 전체(금형 본체부(15), 코어부(16) 및 가동틀부(19) 등)가 후퇴한다. 그에 따라 가동틀부(19)의 스프링(18)은 더욱 신장되고, 금형 본체부(15) 및 코어부(16)에 대하여 상기 가동틀부(19)가 상대적으로 전진된다. 그에 따라 도광판(P)은 가동틀부(19)의 턱부 형성부(19c)에 의해 턱부(P5)가 떠받쳐지고, 보다 한층 코어부(16)의 주면 형성면(16a)으로부터 부상하는 방향으로 이형된다. 그 때, 일부의 압착 에어류(C2)는 도광판(P)의 턱부(P5)의 후면(P5a)(경계 부분(P6)을 포함함)을 향하여 흐르며, 상기 도광판(P)의 턱부(P5)를 가동틀부(19)로부터 부상시키는 방향으로 압착 에어류(C2)에 의한 힘을 미치게 하여 이형한다. 또한 나머지 과반의 압착 에어류는 도광판(P)의 측면의 턱부(P5)가 없는 부분과 상기 측면을 형성하는 캐비티 형성면(19b) 사이로부터 분출함으로써 그 상기 측면의 이형이 행해진다. 또한 턱부 형성부(19c)의 측면(19c2)에는 비교적 상기 압착 에어류(C2)가 잘 미치지 않으므로 상기 측면(19c2)과 턱부(P5)는 곧바로 이형되지 않고, 도광판(P)이 가동 금형(12)으로부터 탈락되지 않는다. 또한 상기 압력 제거와 형개방은 일련의 동작이며, 압력 제거에 의해 도광판(P)의 출광면(P4a)과 가동 금형(12)의 캐비티 형성면(16a)이 완전히 이형되 기 전에 형개방을 행하는 것도 상정된다.

또한 가동 금형(12)이 형개방되고, 취출용 로봇(61)에 의해 도광판(P)을 꺼내기 전에 도광판(P)이 낙하할 가능성이 있는 금형 구조인 경우에는, 취출용 로봇(61)의 흡착과 거의 동시(또는 약간 전후하여)에 에어 분출을 행하도록 하는 것도 고려된다. 또는 형개방전부터는 약한 압력의 에어를 공급하고, 형개방 완료 후의 취출시에 강압으로 바꾸도록 할 수도 있다.

그리고 형개방 완료와 동시 또는 형개방 도중부터 이젝터 장치의 돌출 핀(23)의 전진이 행해지고, 러너(P2)의 러너 형성면(32)으로부터의 이형이 행해진다. 또한 형개방 완료와 동시 또는 형개방 도중부터 취출용 로봇이 작동된다. 도 9에 도시한 바와 같이 본 실시 형태에 사용되는 취출용 로봇(61)은 스프루(P1) 등을 척(62)에 의해 파지함과 아울러 도광판(P)을 흡반(63)에 의해 흡착하고, 그들을 별개로 꺼내는 스윙 암식의 제1 취출용 로봇(61)과, 상기 제1 취출용 로봇(61)으로부터 도광판(P)을 건네받아 흡착하여 컨베이어(64)에 올리는 제2 취출용 로봇(65)으로 이루어져 있다.

본 발명에 대해서는, 일일이 열거는 하지 않으나, 상기한 본 실시 형태의 것에 한정되지 않으며, 당업자가 본 발명의 취지를 기초로 변경을 가한 것에 대해서도 적용됨은 말할 필요도 없는 것이다. 본 실시 형태에서는 유효면 이외의 부분으로서 코어부(16)와는 상대적으로 가동틀부(19)를 이동시켜 턱부(P5)에 힘(F)을 미치게 하고, 본체부(P4)의 유효면인 출광면(P4a) 등의 이형을 하는 예에 대하여 개시하였으나, 본체부의 유효면 이외의 부분(출광면이나 반사면의 주위의 부분)이나 러너(P2) 등 이후의 절제되는 다른 부분에 기체를 분출시킴으로써 이형을 행하는 것일 수도 있다.

상기 실시 형태에서는 가동 금형(12)의 가동틀부(19)에 의해 도광판(P)의 턱부(P5)가 형성되는 예에 대하여 설명하였으나, 코어부에 의해 유효면과 턱부 등의 유효면 이외의 부분의 양쪽을 성형하고, 상기 유효면 이외의 부분 또는 유효면과 유효면 이외의 부분의 경계 부분을 스프링이나 실린더 등으로 힘을 미치게 하여 도광판을 이형하도록 할 수도 있다. 또한 턱부 등이 형성되는 것은 가동 금형이 아니라 고정 금형일 수도 있다. 또한 하나의 금형의 볼록부가 나머지 하나의 금형의 오목부 내에 끼워맞춤되고, 그 사이에 용적 가변 캐비티가 형성되는 인로(inrow) 금형이라 불리는 타입에 대해서도 본 발명을 적용할 수 있다. 인로 금형의 경우에도 턱부 형성부 등의 유효면 이외의 부분을 성형하는 부분을 다른 유효면을 형성하는 부재와 별개로 스프링 등에 의해 상대 이동 가능하게 하고, 형개방(압력 제거 포함함)에 의해 스프링 등이 신장됨으로써 유효면 부분이 이형되도록 한다. 또한 사출 성형 중 한 분야인 사출 프레스 방법을 행하는 것도 생각할 수 있다.

본 발명에서는 도광판의 사이즈나 형상을 한정하지 않는다. 나아가서는 성형품에 대하여 입광 및 출광을 수반하는 렌즈, 광확산판, 기타 광학 박판에 대해서도 본 발명에 있어서 도광판의 범주에 포함된다고 하자. 더욱이 성형에 사용되는 수지에 대해서는 폴리카보네이트의 예에 대하여 기재하였으나, 광학 성능이 뛰어난 수지라면 다른 수지일 수도 있다.

도 1은 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 단면도로서 형체결후 사출 시작전의 상태를 보인 도면이다.

도 2는 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 단면도로서 사출시에 캐비티 내의 용적이 확대된 상태를 보인 도면이다.

도 3은 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 단면도로서 캐비티 내의 수지가 압축후에 게이트 커팅된 상태를 보인 도면이다.

도 4는 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 금형의 가동 금형의 정면도이다.

도 5는 본 실시 형태의 도광판의 사출 압축 성형 방법을 보인 차트도이다.

도 6은 도 4의 가동 금형의 A-A선 부분 및 그에 대향하는 고정 금형 부분의 형개방전의 상황을 보인 확대 단면도이다.

도 7은 도 4의 가동 금형의 A-A선 부분 및 그에 대향하는 고정 금형 부분의 압력 제거후의 상황을 보인 확대 단면도이다.

도 8은 도 4의 가동 금형의 A-A선 부분 및 그에 대향하는 고정 금형 부분의 형개방 시작후의 상황을 보인 확대 단면도이다.

도 9는 본 실시 형태의 도광판의 취출장치의 정면도이다.

<부호의 설명>

11 사출 압축 성형 금형 12 가동 금형

13 고정 금형 14 캐비티

15, 41 금형 본체부 16 코어부

16a, 42a 주면 형성면 19 가동틀부

19c 턱부 형성부 24, 45 게이트 커터 부재

24b, 45b 게이트 커터 32, 54 러너 형성면

34, 34a, 53, 53a 기체 유통로 34b, 53b, 74a 개구부

43 인서트 블록 P 도광판

P1 스프루 P2 러너

P3 게이트 P4 본체부

P4a 출광면 P4b 유효면 이외의 부분

P5 턱부

Claims (6)

1. 사출압축성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 용적 및 두께가 가변(可變)하는 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행하는 도광판의 사출압축성형 금형에 있어서,

   도광판의 유효면 이외의 부분을 형성하는 가동틀부가 코어부의 주위에 설치되고,

   상기 코어부에 대하여 상기 가동틀부를 형개폐 방향으로 상대적으로 이동시키는 것에 의해,

   도광판의 유효면 이외의 부분, 또는 유효면 이외의 부분과 유효면과의 경계 부분에 대하여 힘을 미쳐 도광판의 유효면의 이형을 행하는 것을 특징으로 하는 도광판의 사출압축성형 금형.
2. 제 1 항에 있어서, 도광판의 유효면 이외의 부분, 또는 유효면 이외의 부분과 유효면과의 경계 부분에 대하여 금형으로부터 기체를 분출시키는 것을 병용하는 것을 특징으로 하는 도광판의 사출압축성형 금형.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 도광판의 유효면 이외의 부분은 턱부이고, 가동틀부에 턱부형성부가 설치된 것을 특징으로 하는 도광판의 사출압축성형 금형.
4. 사출압축성형에 의해 고정 금형과 가동 금형 사이에 형성되는 용적 및 두께가 가변(可變)하는 캐비티 내에서 도광판의 성형을 행하는 도광판의 사출압축성형 방법에 있어서,

   도광판의 유효면 이외의 부분을 형성하는 가동틀부가 코어부의 주위에 설치되고,

   상기 코어부에 대하여 상기 가동틀부를 형개폐 방향으로 상대적으로 이동시키는 것에 의해,

   도광판의 유효면 이외의 부분, 또는 유효면 이외의 부분과 유효면과의 경계 부분에 대하여 힘을 미쳐 도광판의 유효면의 이형을 행하는 것을 특징으로 하는 도광판의 사출압축성형 방법.
5. 제 4 항에 있어서, 도광판의 유효면 이외의 부분, 또는 유효면 이외의 부분과 유효면과의 경계 부분에 대하여 금형으로부터 기체를 분출시키는 것을 병용하는 것을 특징으로 하는 도광판의 사출압축성형 방법.
6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서, 상기 도광판의 유효면 이외의 부분은 턱부이고, 가동틀부에 턱부형성부가 설치된 것을 특징으로 하는 도광판의 사출압축성형 방법.

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