JP5071794B2 - Injection press molding method for thin plate-shaped optical moldings - Google Patents
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Description
本発明は、薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に関し、特に、たとえば液晶表示装置の裏面に配設される導光板などの光学製品となる薄板状光学用成形品を成形するのに適した射出プレス成形方法に関するものである。 The present invention relates to an injection press molding method for a thin plate-shaped optical molded product, and particularly suitable for molding a thin plate-shaped optical molded product to be an optical product such as a light guide plate disposed on the back surface of a liquid crystal display device. The present invention relates to an injection press molding method.
薄板状の光学製品として、たとえば携帯電話などの電子機器においては、液晶表示装置の裏面に光源からの光を導くために、導光板が配設されている。このような導光板などの光学製品となる薄板状光学用成形品を成形する場合には、充填不足がなく歩留りが良好であることは勿論のこと、輝度ムラの原因となるヒケやソリ、残留応力などがなく、光学的な特性を良好に成形することが要求される。また、キャビティの表面にパターン加工や粗面加工等がなされたりスタンパを配設するなどして、その形状を光学用成形品の表面に転写させるよう成形する場合には、形状を精度良く転写して、歩留りがよく、光学的な特性を良好に成形することが要求される。 As a thin optical product, for example, in an electronic device such as a mobile phone, a light guide plate is disposed to guide light from a light source to the back surface of a liquid crystal display device. In the case of molding a thin plate-shaped optical molded product that becomes an optical product such as a light guide plate, not only is there a lack of filling, but the yield is good, as well as sinks, warps, and residuals that cause uneven brightness. There is no stress or the like, and it is required to mold the optical characteristics well. In addition, if the shape is transferred to the surface of an optical molded product by patterning or roughening the surface of the cavity or placing a stamper, etc., the shape is transferred with high accuracy. Therefore, it is required to have good yield and good optical characteristics.
これらの要求を満たすために、従来の射出成形においては、充填不足の対策として、キャビティ内への成形材料の射出速度を速く、たとえば600mm/sec〜1000mm/secに設定することが行われていた。 In order to satisfy these requirements, in the conventional injection molding, as a countermeasure against insufficient filling, the injection speed of the molding material into the cavity is set high, for example, 600 mm / sec to 1000 mm / sec. .
また、射出成形またはその一分野である射出圧縮成形方法や射出プレス成形方法(インジェクションコンプレッション成形)を用いて光学製品となる薄板状光学用成形品を成形することも従来から知られている。ここで、射出圧縮成形方法とは、金型を閉じた状態でキャビティ内に成形材料を射出充填し、この射出充填による圧力で金型が所定量開くのを許容し、再び金型を型締して成形材料を圧縮するものである。また、射出プレス成形とは、金型を所定量開いた状態でキャビティ内に成形材料を射出充填し、所定のタイミングで金型を型締して成形材料を圧縮するものである。射出プレス成形の従来の技術としては、たとえば、特許文献1や特許文献2などに開示されている。 In addition, it is also conventionally known to mold a thin plate-like optical molded product that becomes an optical product by using injection molding or an injection compression molding method or injection press molding method (injection compression molding) which is one of the fields. Here, the injection compression molding method is a method in which a molding material is injected and filled in a cavity with the mold closed, the mold is allowed to open by a predetermined amount by the pressure of the injection filling, and the mold is clamped again. Thus, the molding material is compressed. In the injection press molding, a molding material is injected and filled into a cavity with a predetermined amount of the mold opened, and the molding material is clamped at a predetermined timing to compress the molding material. For example, Patent Document 1 and Patent Document 2 disclose conventional techniques for injection press molding.
特許文献1は、特に最大肉厚が4mm以上の厚肉または偏肉の15inch以上の液晶モニタの面発光装置に用いる導光板の成形方法に関するものである(0001)。そして、特許文献1には、熱可塑性樹脂を射出成形するに際し、金型キャビティを厚さ方向に余分に開かせた状態で、該キャビティの容積に対して1.09倍以上1.20倍以下の量の該樹脂を射出し、さらに該キャビティの溶融樹脂が固化温度以上のうちに金型の圧縮を開始して該樹脂を金型キャビティ内に充満させ、さらに、該樹脂の体積が該キャビティの容積に対して1.005倍以上1.07倍以下になった時点で型締力を弱めて、弱めた型締力もしくは、更に弱い型締力で更に圧縮を続け、冷却、固化した後、型開きして成形品を取り出すことなどを特徴とする射出圧縮成形方法(本発明では、上述したように射出プレス成形方法という)が開示されている。 Patent Document 1 particularly relates to a method of forming a light guide plate used for a surface light emitting device of a liquid crystal monitor having a maximum wall thickness of 4 mm or more or an uneven wall thickness of 15 inches or more (0001). Patent Document 1 discloses that when a thermoplastic resin is injection-molded, the mold cavity is opened in excess in the thickness direction, and the volume of the cavity is 1.09 times or more and 1.20 times or less. The resin is injected in an amount, and the mold starts to be compressed while the molten resin in the cavity exceeds the solidification temperature to fill the mold cavity. The mold clamping force is weakened when it becomes 1.005 times or more and 1.07 times or less with respect to the volume of the mold, and after further compression with weakened mold clamping force or weaker mold clamping force, cooling and solidifying Further, an injection compression molding method (in the present invention, referred to as an injection press molding method as described above) characterized by opening a mold and taking out a molded product is disclosed.
また、特許文献1には「シリンダ温度240℃、金型温度60℃、充填時間5秒、ゲートシールは、射出完了後ノズルのシャトオフ機構を閉じることにより樹脂の供給のシールを行なった。金型は6面鏡面の導光板用金型1を用いた。金型キャビティの開きは、285tの力で型締めを行い、開き量が1mm(金型キャビティの最大肉厚6.0mmに対し、16.6%余分に開く)のところで型に285tの力を停止させた。次にこの余分に開いた金型キャビティ内に炭酸ガスをPL面より2MPaの圧力でアクリル樹脂を射出する2秒前より注入した。アクリル樹脂を元の金型キャビティの体積に対して1.12倍量射出し、その射出が99%完了した時点で型締力を285tで圧縮した。射出完了と同時に炭酸ガスの注入を終了した。樹脂が金型キャビティに充満した後、金型キャビティの開き量が0.3mm(金型キャビティの体積に対して、1.05倍)の時点で型締力を150tに落とし、圧縮を続け、75秒冷却固化させ、その後。金型を開いて取り出した。このときの、射出開始から、金型を開いて取り出すまでの時間は2分であった。」などと記載されている(0034)。 Further, Patent Document 1 states that “the cylinder temperature is 240 ° C., the mold temperature is 60 ° C., the filling time is 5 seconds, and the gate seal seals the resin supply by closing the shut-off mechanism of the nozzle after completion of the injection. Used a light guide plate mold 1 having a six-sided mirror surface, and the mold cavity was opened with a force of 285 t, and the opening amount was 1 mm (16 mm for the maximum thickness of the mold cavity of 6.0 mm). The force of 285t was stopped at the mold at the position of 6% extra opening) Next, carbon dioxide gas was injected into this extra open mold cavity from the PL surface at a pressure of 2 MPa from 2 seconds before the acrylic resin was injected. Acrylic resin was injected 1.12 times the volume of the original mold cavity, and when the injection was completed 99%, the mold clamping force was compressed at 285 t. Finished After the mold cavity is filled, when the opening amount of the mold cavity is 0.3 mm (1.05 times the volume of the mold cavity), the mold clamping force is reduced to 150 t, and the compression is continued. It was allowed to cool and solidify for 2 seconds, and then the mold was opened and taken out. At this time, the time from the start of injection until the mold was opened and taken out was 2 minutes. ”(0034).
また、特許文献2には、面状光源ユニットを構成する透明なプラスチック部材よりなる板状の導光板の製造方法において、略帯状の樹脂シートを予備加熱して軟化した状態で樹脂成形機内の金型に配設された製品キャビティ内に挿入した後、所定時間圧縮成形し、冷却・固化した成形品を排出することにより所望の形状の導光板を成形することなどを特徴とする導光板の製造方法が開示されている。 Further, in Patent Document 2, in a method for manufacturing a plate-shaped light guide plate made of a transparent plastic member that constitutes a planar light source unit, a metal plate in a resin molding machine is preliminarily heated and softened in a substantially strip-shaped resin sheet. Production of a light guide plate characterized by forming a light guide plate of a desired shape by inserting into a product cavity disposed in a mold and then compressing and molding for a predetermined time and discharging the cooled and solidified molded product A method is disclosed.
そして、特許文献2には、加熱溶融した流動樹脂(成形材料)を金型内に充填・注入した後、冷却及び固化する通常の射出成形では、「製品の肉厚が例えば、0.6mm以下に薄くなればなる程、充填不足やヒケが発生する」こと(0008)、そして、成形材料として「樹脂シート1Aを金型内で圧縮して成形するので、従来の射出成形では樹脂が流れないような薄肉の製品、例えば、0.3mm以下の製品製作が可能になった。」などと記載されている(0014)。 Patent Document 2 discloses that in normal injection molding in which a molten resin (molding material) heated and melted is filled and injected into a mold and then cooled and solidified, the product thickness is, for example, 0.6 mm or less. The thinner it becomes, the more insufficient filling and sinking occur ”(0008), and“ as the molding material, the resin sheet 1A is compressed and molded in the mold, so that the resin does not flow in conventional injection molding. Such a thin product, for example, a product having a thickness of 0.3 mm or less has been made possible "(0014).
しかしながら、上記従来の技術のうち、射出成形においてキャビティ内への成形材料の射出速度を速く、たとえば600mm/sec〜1000mm/secに上げて設定して充填不足の対策とする場合には、図13に示されるようにゲート部付近の残留応力が不均一になるという大きな問題があった。そして残留応力が大きいと特に板厚の薄い導光板では反りに繋がりやすく、輝度分布などの光学的な特性にも問題があった。また従来では射出速度を上げることにより、シルバーや焼けなどの不良も発生しやすいという問題があった。 However, among the above conventional techniques, in the case of injection molding, when the injection speed of the molding material into the cavity is set fast, for example, set to 600 mm / sec to 1000 mm / sec, as a countermeasure for insufficient filling, FIG. As shown in FIG. 1, there is a big problem that the residual stress in the vicinity of the gate portion becomes non-uniform. When the residual stress is large, the light guide plate having a small thickness is likely to be warped, and there is a problem in optical characteristics such as luminance distribution. Conventionally, there has been a problem that by increasing the injection speed, defects such as silver and burn are likely to occur.
さらに、このように、キャビティ内への成形材料の射出速度を速く設定する従来の技術にあっては、その射出速度を得るために加熱筒とスクリュなどからなる射出装置を大型化しなければならず、コストがかかるなどの問題があった。そして、特許文献1などに開示されているように射出プレス成形方法においては特に、射出充填速度と対抗して型締するための型締装置も大型化しなければならず、さらにコストがかかるなどの問題があった。 Furthermore, in the conventional technique for setting the injection speed of the molding material into the cavity fast as described above, the injection device including the heating cylinder and the screw must be enlarged in order to obtain the injection speed. There was a problem such as cost. As disclosed in Patent Document 1 and the like, particularly in the injection press molding method, the mold clamping device for clamping against the injection filling speed must be increased in size and further costly. There was a problem.
また、キャビティ内への成形材料の射出速度を速く設定する場合には、圧力損失を抑止するために一般にスプルやランナの断面積が比較的大きいものを使用しなければならないことから、かかるスプルやランナにおける成形材料の断面積も大きくなって温度が降下し固化するのに時間がかかり、冷却時間がたとえば10秒以上必要となるために成形サイクルが長くなり、生産性を向上させることが困難となるなどの問題もあった。 In addition, when the injection speed of the molding material into the cavity is set to be high, it is generally necessary to use a sprue or runner having a relatively large cross-sectional area in order to suppress pressure loss. The cross-sectional area of the molding material in the runner also increases, it takes time for the temperature to drop and solidify, and a cooling time of, for example, 10 seconds or more is required, which increases the molding cycle and makes it difficult to improve productivity. There were also problems such as becoming.
そして、上記従来の技術のうち、特許文献1にあっては、最大肉厚が4mm以上の厚肉または偏肉で大きさが15inch以上の液晶モニタの面発光装置に用いる導光板の成形方法に関するものであり、特許文献2にも「製品の肉厚が例えば、0.6mm以下に薄くなればなる程、充填不足やヒケが発生する」と記載されているように(0008)、特許文献1および2に記載された発明に基づいて、本発明が成形対象とする比較的薄い板状の光学用成形品、特に携帯電話などに使用するための導光板などを成形することはできなかった。そして、このように比較的肉厚で大型の導光板を成形するための特許文献1(平面方向の対角寸法であるか一辺の長さであるかは不明であるが大きさが15インチで、最大板厚4.0mm以上)と、比較的小型で薄肉の導光板(たとえば平面方向の対角寸法が3インチ、板厚0.3mm)などを成形するための本発明とでは単純に比較することはできないが、特許文献1では射出開始から金型を開いて取り出すまでの時間が2分もかかっており(0034)、一成形サイクルにかかる時間が長く、生産性を向上させることは望めなかった。 Of the conventional techniques described above, Patent Document 1 relates to a method for forming a light guide plate used in a surface light emitting device of a liquid crystal monitor having a maximum thickness of 4 mm or more or an uneven thickness of 15 inches or more. As described in Patent Document 2 (“0008”), it is described that “the thinner the product is, for example, 0.6 mm or less, the less filling or sinking occurs”. Based on the inventions described in (2) and (2), it was not possible to mold a comparatively thin plate-like optical molded product, particularly a light guide plate for use in a mobile phone or the like, to be molded. Patent Document 1 for forming such a relatively thick and large light guide plate (it is unknown whether it is a diagonal dimension in the plane direction or the length of one side is 15 inches) Compared with the present invention for forming a relatively small and thin light guide plate (for example, the diagonal dimension in the plane direction is 3 inches and the plate thickness is 0.3 mm). However, in Patent Document 1, it takes 2 minutes from the start of injection until the mold is opened and taken out (0034), and it takes a long time for one molding cycle, and it is hoped that productivity can be improved. There wasn't.
さらに、上記従来の技術のうち、特許文献2にあっては、0.6mm以下の薄い導光板を成形する際に光特性不良の原因となる充填不足やヒケをなくすために、成形材料として成形しようとする導光板の厚みより僅かに厚い樹脂シートを予め成形するものであり、溶融した成形材料をキャビティ内に射出充填する射出成形ではなく、ましてや、金型を所定量開いた状態でキャビティ内に成形材料を射出充填し、所定のタイミングで金型を型締して成形材料を圧縮する射出プレス成形でもない。そして、特許文献2にあっては、成形材料を予めシート状に成形する必要があり、しかも、成形する導光板の厚みに応じた厚さの樹脂シートを用意する必要があり、異なる厚さの導光板を成形する場合に樹脂シートの厚さも変更しなければならず、手間やコストがかかるなど問題があった。さらに、特許文献2にあっては、成形材料をシート状に一旦成形してから金型内で成形する前に加熱して軟化させる必要があり、手間やコストがかかるなどの問題があった。 Further, among the above conventional techniques, in Patent Document 2, when forming a thin light guide plate of 0.6 mm or less, it is molded as a molding material in order to eliminate insufficient filling and sinks that cause poor optical characteristics. A resin sheet that is slightly thicker than the thickness of the light guide plate to be molded is molded in advance, and is not injection molding in which a molten molding material is injected and filled into the cavity. This is not injection press molding in which a molding material is injected and filled, and a mold is clamped at a predetermined timing to compress the molding material. And in patent document 2, it is necessary to shape | mold a molding material in a sheet form beforehand, and also it is necessary to prepare the resin sheet of the thickness according to the thickness of the light-guide plate to shape | mold, When the light guide plate is formed, the thickness of the resin sheet must be changed, which causes a problem such as labor and cost. Further, in Patent Document 2, it is necessary to heat and soften the molding material once after being molded into a sheet shape before molding in the mold, and there is a problem that it takes time and cost.
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたもので、たとえば平面方向の対角寸法3インチ、板厚0.3mmで均等板厚の携帯電話用サイドライト型導光板など、比較的薄い板状の光学用成形品を、歩留りがよく、光学的な特性が良好で、しかも短い成形サイクルでコストを抑えて成形することができる薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. For example, a relatively thin plate shape such as a sidelight type light guide plate for a mobile phone having a diagonal dimension of 3 inches in a planar direction, a thickness of 0.3 mm, and a uniform thickness. It is an object of the present invention to provide an injection press molding method for a thin plate-like optical molded product that can be molded with good yield, good optical characteristics, and can be molded at a short molding cycle and at a low cost. And
請求項1に係る発明は、上記目的を達成するため、金型を所定量型開きした状態でキャビティ内に成形材料を射出して充填するとともに、型締装置により型締してキャビティ内に射出された成形材料を圧縮する射出プレス成形して、薄板状光学用成形品を成形するための射出プレス成形方法であって、成形材料の圧縮開始から設定された型締力に到達するまでの昇圧時間と、前記射出開始時の型開きの量とから設定される型締速度で型締することを特徴とするものである。
請求項2に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明において、前記型締を5.7〜25.0mm/secの型締速度で行うことを特徴とするものである。
請求項3に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1または2のいずれか一項に記載の発明において、薄板状光学用成形品の板厚を0.2〜0.7mmに成形することを特徴とするものである。
請求項4に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記型締装置を、圧縮開始前は金型の位置を検出して位置制御することにより金型が所定量型開きした状態となる位置に停止させておき、圧縮開始後は型締力を検出して型締力制御することを特徴とするものである。
請求項5に係る発明は、上記目的を達成するため、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、キャビティ内の成形材料に及ぼされる圧力が25〜80MPaとなるよう型締力を制御することを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 injects and fills the molding material into the cavity with a predetermined amount of the mold opened, and clamps the mold with a mold clamping device to inject into the cavity. An injection press molding method for molding a thin plate-like optical molded article by injection press molding for compressing the molded material, and increasing the pressure from the start of compression of the molding material until reaching a set clamping force Clamping is performed at a mold clamping speed set based on time and the amount of mold opening at the start of injection.
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the mold clamping is performed at a mold clamping speed of 5.7 to 25.0 mm / sec. is there.
In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is the invention according to any one of claims 1 and 2, wherein the thickness of the thin plate-like optical molded product is formed to 0.2 to 0.7 mm. It is characterized by doing.
According to a fourth aspect of the present invention, in order to achieve the above object, in the invention according to any one of the first to third aspects, the mold clamping device is positioned by detecting the position of the mold before starting compression. By controlling, the mold is stopped at a position where the mold is opened by a predetermined amount, and after the start of compression, the mold clamping force is detected and the mold clamping force is controlled.
In order to achieve the above object, the invention according to claim 5 is the mold clamping force according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressure exerted on the molding material in the cavity is 25 to 80 MPa. It is characterized by controlling.
請求項1に係る発明によれば、成形材料の圧縮開始から設定された型締力に到達するまでの昇圧時間と、前記射出開始時の型開きの量とから設定される型締速度で型締することにより、金型を所定量型開きした状態でキャビティ内に射出充填された成形材料を、型締装置により適切な速度で型締してキャビティ内の成形材料を圧縮することができるため、比較的薄い板状の光学用成形品を、コストを抑えて、歩留りがよく、光学的な特性が良好でしかも短い成形サイクルで成形することができる。
請求項2の発明によれば、請求項1に記載の発明において、前記型締を5.7〜25.0mm/secの型締速度で行うことにより、キャビティ内の成形材料を適切に圧縮して成形することができ、したがって、比較的薄い板状の光学用成形品を、コストを抑えて、歩留りがよく、光学的な特性が良好に成形することができる。
請求項3の発明によれば、請求項1または2のいずれか一項に記載の発明において、板厚が0.2〜0.7mmの薄板状光学用成形品を、コストを抑えて、歩留りがよく、光学的な特性を良好に成形することができる。
請求項4の発明によれば、請求項1〜3のいずれか一項に記載の発明において、前記型締装置を、圧縮開始前は金型の位置を検出して位置制御することにより金型が所定量型開きした状態となる位置に停止させておき、圧縮開始後は型締力を検出して型締力制御して設定された型締力を維持することにより、型開き量と型締力を正確に制御することができ、したがって、比較的薄い板状の光学用成形品を、コストを抑えて、歩留りがよく、光学的な特性が良好に成形することができる。
請求項5の発明によれば、請求項1〜4のいずれか一項に記載の発明において、キャビティ内の成形材料に及ぼされる圧力が25〜80MPaとなるよう型締力を制御することにより、キャビティ内の成形材料を適切な型締力で圧縮することができ、したがって、比較的薄い板状の光学用成形品を、コストを抑えて、歩留りがよく、光学的な特性が良好に成形することができる。
According to the first aspect of the present invention, the mold is clamped at a mold clamping speed set based on the pressurization time from the start of compression of the molding material until reaching the set mold clamping force and the amount of mold opening at the start of the injection. By clamping, the molding material injected and filled into the cavity with the mold opened by a predetermined amount can be clamped at an appropriate speed by the clamping device to compress the molding material in the cavity. A relatively thin plate-like optical molded article can be molded in a short molding cycle with reduced cost, good yield, good optical characteristics.
According to a second aspect of the invention, in the first aspect of the invention, the mold clamping in the cavity is appropriately compressed by performing the mold clamping at a mold clamping speed of 5.7 to 25.0 mm / sec. Therefore, a relatively thin plate-like optical molded article can be molded with good cost and good yield and good optical characteristics.
According to the invention of claim 3, in the invention according to claim 1 or 2, a thin plate-like optical molded product having a plate thickness of 0.2 to 0.7 mm can be manufactured at a reduced yield. Therefore, the optical characteristics can be molded well.
According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, the mold clamping device detects the position of the mold and controls the position of the mold before starting the compression. Is stopped at a position where the mold opens for a predetermined amount, and after starting compression, the mold clamping force is detected and the mold clamping force is controlled to maintain the set mold clamping force. The tightening force can be accurately controlled. Therefore, a comparatively thin plate-like optical molded article can be molded at a low cost, with a good yield, and with good optical characteristics.
According to the invention of claim 5, in the invention according to any one of claims 1 to 4, by controlling the clamping force so that the pressure exerted on the molding material in the cavity is 25 to 80 MPa, The molding material in the cavity can be compressed with an appropriate clamping force. Therefore, a relatively thin plate-like optical molded article can be molded at a low cost, with a high yield and good optical properties. be able to.
本発明の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法の実施の一形態を、薄板状光学用成形品として、たとえば平面方向の対角寸法3インチ、板厚0.2〜0.3mmで均等板厚の携帯電話用サイドライト型導光板を成形する場合により、図に基づいて詳細に説明する。図において、同一符号は同様の部分または相当する部分に付すものとする。 An embodiment of an injection press molding method for a thin plate-like optical molded product according to the present invention is an example of a thin plate-shaped optical molded product having a diagonal size of 3 inches in a plane direction and a thickness of 0.2 to 0.3 mm. The case of forming a side-light type light guide plate for a cellular phone having a plate thickness will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are given to similar or corresponding parts.
最初に、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる射出成形機1の構成を説明する。図1は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる射出成形機1の正面図である。図2は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる射出成形機1の型締装置5の一例を説明するために示した系統図である。図3は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる成形金型11の断面図であって射出開始前の位置に可動金型12が停止された状態を示す図である。図4は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる成形金型11の断面図であってキャビティ14内の樹脂が圧縮された状態を示す図である。図5は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる成形金型11の断面図であってゲートカットされた状態を示す図である。図6は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法を説明するために示したチャート図である。図7は、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法を説明するために示した可動金型12の位置と型締力の時間経過に伴なう変化を示したグラフである。図8は、本実施形態の射出プレス成形方法で成形した導光板である。図9は、板厚0.3mmの導光板を射出プレス成形した場合の射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。図10は、板厚0.2mmの導光板を射出プレス成形した場合の射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。図11は、射出速度と射出開始時型開量の関係を示すテスト結果である。図12は、型締開始時の昇圧時間と転写性の関係を示すテスト結果である。 Initially, the structure of the injection molding machine 1 used for the injection press molding method of the thin plate-shaped optical molded product of this embodiment will be described. FIG. 1 is a front view of an injection molding machine 1 used in an injection press molding method for a thin plate-like optical molded article of the present embodiment. FIG. 2 is a system diagram shown for explaining an example of the mold clamping device 5 of the injection molding machine 1 used in the injection press molding method of the thin plate-like optical molded article of the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of a molding die 11 used in the injection press molding method for a thin plate-like optical molded article of the present embodiment, and shows a state where the movable die 12 is stopped at a position before the start of injection. is there. FIG. 4 is a cross-sectional view of a molding die 11 used in the injection press molding method for a thin plate-like optical molded article of the present embodiment, and shows a state in which the resin in the cavity 14 is compressed. FIG. 5 is a cross-sectional view of the molding die 11 used in the injection press molding method for the thin plate-like optical molded article of the present embodiment and shows a state where the gate is cut. FIG. 6 is a chart for illustrating an injection press molding method for a thin plate-like optical molded product of the present embodiment. FIG. 7 is a graph showing the position of the movable mold 12 and the change with time of the clamping force shown for explaining the injection press molding method of the thin plate-like optical molded article of the present embodiment. . FIG. 8 shows a light guide plate formed by the injection press molding method of this embodiment. FIG. 9 is a test result showing the relationship between the injection speed and the resin temperature when a light guide plate having a thickness of 0.3 mm is formed by injection press molding. FIG. 10 shows test results showing the relationship between the injection speed and the resin temperature when a light guide plate having a thickness of 0.2 mm is formed by injection press molding. FIG. 11 is a test result showing the relationship between the injection speed and the mold opening amount at the start of injection. FIG. 12 shows test results showing the relationship between the pressurization time at the start of mold clamping and transferability.
図1に示されるように、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法に用いる射出成形機1は、成形材料を可塑化溶融して所定量を射出する射出装置3と、成形金型11を開閉駆動するとともに所定の圧力で型締する型締装置5とを備えている。 As shown in FIG. 1, an injection molding machine 1 used in an injection press molding method of a thin plate-like optical molded product according to this embodiment includes an injection device 3 for plasticizing and melting a molding material and injecting a predetermined amount, and molding. A mold clamping device 5 that opens and closes the mold 11 and clamps the mold 11 with a predetermined pressure is provided.
射出装置3は、加熱筒2a内にスクリュ(図示は省略する)が軸回りに回転可能に且つ軸方向に前進・後退移動可能に嵌挿されており、可塑化溶融された所定量の成形材料を射出するノズル2bが加熱筒2aの先端に設けられたもので、ベッド4上に配設されている。射出装置3は、図示しない計量機構の計量用サーボモータおよび射出機構の射出用サーボモータにより制御され、加熱筒2a内でのスクリュの回転速度やスクリュの後退および前進位置、スクリュの前進による成形材料の射出速度、保圧切替位置、保圧時の圧力、射出量等が制御される。なお、本実施形態ではスクリュの直径は28mmである。また、射出装置3は、上記のようにサーボモータを用いたものが好適に用いられるが、油圧機構によるものでも良い。 The injection device 3 has a screw (not shown) inserted in the heating cylinder 2a so as to be rotatable about an axis and capable of moving forward and backward in the axial direction, and a predetermined amount of plasticized and melted molding material Is provided at the tip of the heating cylinder 2 a and is disposed on the bed 4. The injection device 3 is controlled by a metering servo motor of a metering mechanism (not shown) and an injection servo motor of the injection mechanism, and the molding speed is determined by the rotational speed of the screw in the heating cylinder 2a, the backward and forward positions of the screw, and the forward movement of the screw. The injection speed, holding pressure switching position, holding pressure, injection amount, etc. are controlled. In this embodiment, the diameter of the screw is 28 mm. In addition, the injection device 3 using a servo motor as described above is preferably used, but it may also be a hydraulic mechanism.
ベッド4上には固定盤6と受圧盤7が固定配置されており、固定盤6と受圧盤7の角隅部にはそれぞれタイバー8が配設されており、タイバー8の中間部には可動盤9が摺動可能に挿通されている。図2に示されるように、この実施の形態における型締装置5は、可動盤9を固定盤6に対して近接・遠退させるように駆動する型締シリンダ10と、この型締シリンダ10に作動油を供給してラム10aを伸長・退縮させるよう駆動する駆動装置200と、駆動装置200による型締シリンダ10への作動油の供給を制御する制御装置300とを備えている。受圧盤7には型締シリンダ10が配設され、型締シリンダ10のラム10aが可動盤9の背面に固定されている。 A fixed plate 6 and a pressure receiving plate 7 are fixedly arranged on the bed 4, and tie bars 8 are arranged at the corners of the fixed plate 6 and the pressure receiving plate 7, respectively. The board 9 is slidably inserted. As shown in FIG. 2, the mold clamping device 5 in this embodiment includes a mold clamping cylinder 10 that drives the movable plate 9 to move toward and away from the fixed plate 6, and the mold clamping cylinder 10. A driving device 200 that supplies hydraulic oil to drive the ram 10a to extend and retract, and a control device 300 that controls supply of the hydraulic oil to the clamping cylinder 10 by the driving device 200 are provided. A mold clamping cylinder 10 is disposed on the pressure receiving plate 7, and a ram 10 a of the mold clamping cylinder 10 is fixed to the back surface of the movable plate 9.
この実施の形態では、図2に示すように、ブースタラム式の型締装置5が採用されている。ラム10aの基端部には、型締シリンダ10内に摺動可能に嵌挿されて主型締駆動シリンダ室114aと型開き駆動シリンダ室115とを形成する鍔部10bが形成されており、また、ラム10aの基端面には、型締シリンダ10の内部に設けられたブースタラム113が挿通されるブースタシリンダラム室114bが形成されている。また、主型締駆動シリンダ室114a、ブースタシリンダラム室114b、型開き駆動シリンダ室115に作動油を送る管路には、それぞれ圧力検出器121a、121b、121cが配設され、制御装置300に接続されている。 In this embodiment, as shown in FIG. 2, a booster ram type clamping device 5 is employed. At the base end portion of the ram 10a, a flange portion 10b that is slidably inserted into the mold clamping cylinder 10 to form a main mold clamping drive cylinder chamber 114a and a mold opening drive cylinder chamber 115 is formed. Further, a booster cylinder ram chamber 114b into which a booster ram 113 provided inside the mold clamping cylinder 10 is inserted is formed on the base end surface of the ram 10a. In addition, pressure detectors 121a, 121b, and 121c are disposed on the pipes that send hydraulic oil to the main mold clamping drive cylinder chamber 114a, the booster cylinder ram chamber 114b, and the mold opening drive cylinder chamber 115, respectively. It is connected.
型締シリンダ10に作動油を供給するための駆動装置200は、作動油を貯留するタンク130と、タンク130に貯留された作動油を圧送するポンプ128と、ポンプ128により圧送された作動油を一時的に貯蔵して所定の圧力で供給するためのアキュムレータ123と、アキュムレータ123から型締シリンダ10の所定のシリンダ室114a、114b、および115に作動油を切換え供給するサーボバルブ118とを備えている。 A driving device 200 for supplying hydraulic oil to the mold clamping cylinder 10 includes a tank 130 that stores the hydraulic oil, a pump 128 that pumps the hydraulic oil stored in the tank 130, and the hydraulic oil that is pumped by the pump 128. An accumulator 123 for temporarily storing and supplying at a predetermined pressure, and a servo valve 118 for switching and supplying hydraulic oil from the accumulator 123 to predetermined cylinder chambers 114a, 114b, and 115 of the clamping cylinder 10 are provided. Yes.
ポンプ128は、タンク130に蓄えられた作動油を吸引し加圧して作動油を吐出する。ポンプ128を回転駆動するモータ129は、交流誘導モータが好適に採用される。タンク130にはリリーフ弁125が接続されており、リリーフ弁125の制御ポート132には、制御装置300からの信号によON−OFF制御される切換弁126が接続されている。切換弁126がOFFのとき(図2に示す切換状態)は制御ポート132がタンク130と連通して制御ポート132が無圧となるので、リリーフ弁125はポンプ128の吐出する全ての作動油をタンク130に戻すこととなる。一方、切換弁126がONのときは制御ポート132は遮断され、制御ポート132は予めリリーフ弁125に手動で設定された油圧値に制御されるので、リリーフ弁125によりポンプ128の吐出する作動油が所定油圧に制限される。すなわち、切換弁126がONのときポンプ128は負荷状態となり、ポンプ128の吐出作動油の全量が、リリーフ弁125の設定圧力に到達するまで逆止弁124を通じて管路122へ流出してアキュムレータ123に蓄圧される。作動油の圧力がリリーフ弁125の設定圧力に到達したときは、余分な作動油がリリーフ弁125を通じてタンク130に戻される。 The pump 128 sucks and pressurizes the hydraulic oil stored in the tank 130 and discharges the hydraulic oil. An AC induction motor is preferably employed as the motor 129 that rotationally drives the pump 128. A relief valve 125 is connected to the tank 130, and a switching valve 126 that is ON / OFF controlled by a signal from the control device 300 is connected to the control port 132 of the relief valve 125. When the switching valve 126 is OFF (the switching state shown in FIG. 2), the control port 132 communicates with the tank 130 and the control port 132 becomes no pressure. Therefore, the relief valve 125 discharges all the hydraulic oil discharged from the pump 128. It will be returned to the tank 130. On the other hand, when the switching valve 126 is ON, the control port 132 is shut off, and the control port 132 is controlled to the hydraulic pressure manually set in the relief valve 125 in advance, so that the hydraulic oil discharged from the pump 128 by the relief valve 125 is controlled. Is limited to a predetermined hydraulic pressure. That is, when the switching valve 126 is ON, the pump 128 is in a load state, and the entire amount of the discharge hydraulic oil of the pump 128 flows out to the pipe line 122 through the check valve 124 until the set pressure of the relief valve 125 is reached. Is accumulated. When the hydraulic oil pressure reaches the set pressure of the relief valve 125, excess hydraulic oil is returned to the tank 130 through the relief valve 125.
管路122にはアキュムレータ123と、型締力を検知するためのセンサを構成する圧力検出器121dと、カートリッジ弁119とが接続されている。アキュムレータ123は、ゴム袋あるいはシリンダとピストンからなり、ゴム袋あるいはシリンダ内に貯留した作動油を窒素ガスの圧力で押圧して作動油を吐出するようにしたものである。圧力検出器121は、歪ゲージや半導体によって変換された型締シリンダ10に供給される作動油の圧力の電気信号を制御装置300などへ伝送する。圧力検出器121dまたは制御装置300は、低圧と高圧の二つの設定値を有し、アキュムレータ123による圧力すなわち管路122の作動油の圧力が低圧の設定値まで降下したときに切換弁126をONにし、管路122の作動油の圧力が高圧の設定値まで上昇したときに切換弁126をOFFにするように制御する。すなわち、切換弁126がONの間はポンプ128から吐出される作動油はアキュムレータ123に蓄圧される。 An accumulator 123, a pressure detector 121 d constituting a sensor for detecting a mold clamping force, and a cartridge valve 119 are connected to the pipe line 122. The accumulator 123 is composed of a rubber bag or a cylinder and a piston, and pressurizes the hydraulic oil stored in the rubber bag or the cylinder with the pressure of nitrogen gas to discharge the hydraulic oil. The pressure detector 121 transmits an electric signal of the pressure of hydraulic oil supplied to the clamping cylinder 10 converted by a strain gauge or a semiconductor to the control device 300 or the like. The pressure detector 121d or the control device 300 has two set values of low pressure and high pressure, and turns on the switching valve 126 when the pressure by the accumulator 123, that is, the pressure of the hydraulic fluid in the pipe 122 drops to the low pressure set value. Then, the control valve 126 is controlled to be turned off when the pressure of the hydraulic oil in the pipe line 122 rises to a high pressure set value. That is, the hydraulic oil discharged from the pump 128 is accumulated in the accumulator 123 while the switching valve 126 is ON.
カートリッジ弁119は、切換弁120により開閉制御可能な逆止弁であり切換弁120がOFFのときは閉であり、切換弁120がONのときは開となる。カートリッジ弁119の出口はサーボバルブ118の入口Pポートに接続されている。したがって、アキュムレータ123から吐出される作動油は、管路122、カートリッジ弁119およびサーボバルブ118を介して型締シリンダ10に供給される。ブースタラム113からブースタシリンダラム室114bに作動油を供給して型閉し固定金型13に可動金型12が当接したとき、切換弁116をONして主型締駆動シリンダ室114aにも作動油を供給して型締する。このとき、主型締駆動シリンダ室114aとタンク130の間に設けた逆止弁117は主型締駆動シリンダ室114aから逆方向であるから、主型締駆動シリンダ室114aの作動油は保持される。金型11内のキャビティ14への溶融樹脂の射出行程と金型へ射出された溶融樹脂の固化・冷却行程が終了した後、サーボバルブ118は主型締駆動シリンダ室114aの圧抜きを行う。そして、サーボバルブ118は型開き駆動シリンダ室115へ作動油を供給して型開きを行う。このとき、逆止弁117は強制的に開くように制御され、主型締駆動シリンダ室114aの作動油はタンク130に戻る。 The cartridge valve 119 is a check valve that can be controlled to be opened and closed by the switching valve 120. The cartridge valve 119 is closed when the switching valve 120 is OFF, and is opened when the switching valve 120 is ON. The outlet of the cartridge valve 119 is connected to the inlet P port of the servo valve 118. Accordingly, the hydraulic oil discharged from the accumulator 123 is supplied to the mold clamping cylinder 10 via the pipe line 122, the cartridge valve 119 and the servo valve 118. When hydraulic oil is supplied from the booster ram 113 to the booster cylinder ram chamber 114b and the mold is closed and the movable mold 12 comes into contact with the fixed mold 13, the switching valve 116 is turned on to operate the main mold clamping drive cylinder chamber 114a. Supply oil and clamp. At this time, since the check valve 117 provided between the main clamping drive cylinder chamber 114a and the tank 130 is in the reverse direction from the main clamping drive cylinder chamber 114a, the hydraulic oil in the main clamping drive cylinder chamber 114a is retained. The After the injection process of the molten resin into the cavity 14 in the mold 11 and the solidification / cooling process of the molten resin injected into the mold are completed, the servo valve 118 depressurizes the main mold clamping drive cylinder chamber 114a. The servo valve 118 supplies the hydraulic oil to the mold opening drive cylinder chamber 115 to perform mold opening. At this time, the check valve 117 is controlled to forcibly open, and the hydraulic oil in the main mold clamping drive cylinder chamber 114 a returns to the tank 130.
型締シリンダ10による型締力は、アキュムレータ123からサーボバルブ118を介して型締シリンダ10に供給される作動油の圧力を圧力検出器121a、121bによって検知される。また、可動金型12が取付けられた可動盤9の位置(ラム10aの伸長量)は、リニアスケールなど図示しないセンサによって検知される。これらのセンサの検知結果に基づいて、型締装置5の型締シリンダ10により、成形材料の射出充填前に可動盤9を停止させる位置(すなわち型開き量)や、型締開始時期、型締時の型締速度、型締力、そして、射出装置3の成形材料を射出することによる圧力で可動盤9が後退する量などが制御される。本実施形態でにおける型締装置5は、サーボバルブ118により制御される型締シリンダ10の例を示すが、サーボモータとボールネジ機構等により作動されるトグル機構でも良い。 The pressure of the hydraulic oil supplied to the mold clamping cylinder 10 from the accumulator 123 via the servo valve 118 is detected by the pressure detectors 121a and 121b. The position of the movable platen 9 to which the movable mold 12 is attached (the amount of extension of the ram 10a) is detected by a sensor (not shown) such as a linear scale. Based on the detection results of these sensors, the mold clamping cylinder 10 of the mold clamping device 5 stops the movable platen 9 before injection filling of the molding material (that is, the mold opening amount), the mold clamping start timing, the mold clamping. The mold clamping speed, mold clamping force, and the amount by which the movable platen 9 moves backward by the pressure generated by injecting the molding material of the injection device 3 are controlled. The mold clamping device 5 in this embodiment is an example of the mold clamping cylinder 10 controlled by the servo valve 118, but may be a toggle mechanism operated by a servo motor and a ball screw mechanism or the like.
この実施の形態における導光板の成形金型11は、平面方向の対角寸法が3インチ、板厚がたとえば0.3mmで均等板厚の携帯電話用サイドライト型導光板を射出プレス成形によって成形するものである(以下携帯電話用サイドライト型導光板については、単に導光板Pと略す)。
図3〜図5に断面図で示すように、成形金型11は、第1の金型である可動金型12と第2の金型である固定金型13とからなり、型合わせされた両金型12,13の間には容積および厚さが可変のキャビティ14が形成されるようになっている。なお、本発明では、板厚が0.2mm〜0.7mm程度で、対角寸法が1.5〜13インチ程度(角部が丸いものを含む)の導光板Pを成形することができる。
The light guide plate molding die 11 in this embodiment is formed by injection press molding a mobile phone sidelight type light guide plate having a diagonal dimension in the plane direction of 3 inches, a plate thickness of, for example, 0.3 mm, and a uniform plate thickness. (Hereafter, the side light type light guide plate for mobile phones is simply abbreviated as the light guide plate P).
As shown in cross-sectional views in FIGS. 3 to 5, the molding die 11 is composed of a movable die 12 that is a first die and a fixed die 13 that is a second die. A cavity 14 having a variable volume and thickness is formed between the molds 12 and 13. In the present invention, the light guide plate P having a plate thickness of about 0.2 mm to 0.7 mm and a diagonal size of about 1.5 to 13 inches (including those having round corners) can be formed.
射出成形機1の可動盤9に取付けられる可動金型12には、金型本体部15とコア部16と可動枠部19等が設けられている。金型本体部15の固定金型側の面における略中央には、コア部16が固着されている。コア部16の固定金型13と対向する面は、鏡面からなり出光面を形成するキャビティ形成面16aとなっており、導光板Pの形状に略一致した突起部等を含む略四角形をしている。またコア部16の内部には、前記キャビティ形成面16aと平行に複数本の冷却媒体流路17が形成されている。なおコア部のキャビティ形成面を形成する部分と他の部分は、別体のブロックからなるものでもよい。またキャビティ形成面16aは鏡面の例を示したが、ドット、グルーブ、ホログラム等のパターン加工や粗面加工等がなされたものでもよく、また、スタンパが取付けられたものを除外しない。 A movable mold 12 attached to the movable plate 9 of the injection molding machine 1 is provided with a mold main body portion 15, a core portion 16, a movable frame portion 19 and the like. A core portion 16 is fixed substantially at the center of the surface of the mold main body portion 15 on the fixed mold side. The surface of the core portion 16 facing the fixed mold 13 is a cavity forming surface 16a that is a mirror surface and forms a light exit surface, and has a substantially quadrilateral shape including protrusions that substantially match the shape of the light guide plate P. Yes. A plurality of cooling medium channels 17 are formed in the core portion 16 in parallel with the cavity forming surface 16a. In addition, the part which forms the cavity formation surface of a core part, and another part may consist of a separate block. In addition, although the cavity forming surface 16a is an example of a mirror surface, the cavity forming surface 16a may be subjected to pattern processing such as dots, grooves, holograms, or rough surface processing, and does not exclude those having a stamper attached thereto.
前記金型本体部15の固定金型13側の面における上下4箇所には、凹部が形成され、該凹部内にはバネ18が前記固定金型13側に向けて取付けられている。そして前記バネ18の前記固定金型13側は、前記コア部16の周囲を囲むよう配設された可動枠部19に当接されている。従って換言すれば可動枠部19によって形成された空洞部の中にコア部16が配設されている。そして可動枠部19全体が前記バネ18により金型本体部15およびコア部16に対して型開閉方向に移動可能となっている。そして可動枠部19の固定金型13と対向する面は当接面19aとなっている。図3〜4に示した実施の形態の場合、ゲートP3は、キャビティ14の下方とランナP2と間に、すなわち、成形される導光板Pの端面となる位置に形成される。また可動枠部19のゲートP3と反対側には入光面を形成するための入光面形成ブロック20が着脱自在に配設されている。なお図3は、射出開始前の位置に可動金型12が停止された状態を示す。また図4は、射出開始後にキャビティ14内の溶融樹脂(図示せず)が圧縮された状態を示す。更に図5は、ゲートカットされた状態を示す。なお、図3〜図5は、いずれもコア部16と可動枠部19の位置関係やバネの収縮等は実際より誇張して描写してある。導光板Pの入光面とは反対側の端面となる位置に設けられたゲートを介してキャビティ内に成形材料を射出することにより、光学的な特性が良好な導光板Pを成形することができる。 Concave portions are formed at four positions on the surface of the mold main body 15 on the fixed mold 13 side, and springs 18 are attached to the fixed mold 13 side in the concave portions. Then, the fixed mold 13 side of the spring 18 is in contact with a movable frame portion 19 disposed so as to surround the core portion 16. Therefore, in other words, the core portion 16 is disposed in the hollow portion formed by the movable frame portion 19. The entire movable frame portion 19 is movable in the mold opening / closing direction with respect to the mold main body portion 15 and the core portion 16 by the spring 18. The surface of the movable frame portion 19 that faces the fixed mold 13 is a contact surface 19a. In the case of the embodiment shown in FIGS. 3 to 4, the gate P <b> 3 is formed between the lower portion of the cavity 14 and the runner P <b> 2, i.e., at a position that becomes the end face of the light guide plate P to be molded. A light incident surface forming block 20 for forming a light incident surface is detachably disposed on the opposite side of the movable frame portion 19 to the gate P3. FIG. 3 shows a state in which the movable mold 12 is stopped at a position before the start of injection. FIG. 4 shows a state in which a molten resin (not shown) in the cavity 14 is compressed after the start of injection. Further, FIG. 5 shows a state where the gate is cut. In FIGS. 3 to 5, the positional relationship between the core portion 16 and the movable frame portion 19, the contraction of the spring, and the like are exaggerated from the actual values. By injecting a molding material into the cavity through a gate provided at a position opposite to the light incident surface of the light guide plate P, the light guide plate P having good optical characteristics can be formed. it can.
金型本体部15の可動盤9側には、断熱板21が取付けられ、内部の空間および孔にはエジェクタ装置のエジェクタプレート22を介して前後進される突き出しピン23が配設されている。突き出しピン23は、金型本体部15とコア部16の内部に亘って形成された孔内に配設され、その先端はランナ形成面32に臨み、スプルP1とランナP2が保持しやすいよう断面Z字状に食い込み部23aが設けている。突き出しピン23を駆動するのは、可動盤9内または可動盤9から型締シリンダ10のラム10a側に配設されたエジェクタ駆動装置である。 A heat insulating plate 21 is attached to the movable platen 9 side of the mold body 15, and a protruding pin 23 that is moved forward and backward through an ejector plate 22 of an ejector device is disposed in the internal space and hole. The protruding pin 23 is disposed in a hole formed over the inside of the mold body 15 and the core 16, and its tip faces the runner forming surface 32, so that the sprue P 1 and the runner P 2 can be easily held. The biting portion 23a is provided in a Z shape. The ejector pin 23 is driven by an ejector driving device disposed in the movable platen 9 or on the ram 10 a side of the clamping cylinder 10 from the movable platen 9.
また金型本体部15の内部にはゲートカッタ部材24を配設するための孔25および空間部26が形成されている。一方、金型本体部15の孔25内にはガイドピン27が配設されている。ガイドピン27は、孔25内に当接状態に設けられたボールガイド28により支持されており、ガイドピン27の前後進時には、ボールガイド28のボールが転動してガイドピン27を保芯しながら移動されるようになっている。そして金型本体部15の空間部26内には前記ガイドピン27が当接されるように円盤状のプレート29が配設されている。そして前記プレート29における固定盤6側中央にはゲートカッタ部材24が可動盤9側から挿入され係合されている。ゲートカッタ部材24は、長方形の薄板からなり、コア部16の断面矩形の孔31内に前後進移動可能に配設されている。前記ゲートカッタ部材24の前面(先端面)はゲート形成面であり、そのキャビティ側(図中上側)の角部が溶融状態のゲートを切断するためのゲートカッタ24bとなっている。そして図5に示されるように、前記ゲートカッタ部材24におけるキャビティ側の側面の一部は、ゲートカット後にキャビティ形成面を構成する。またゲートカッタ部材24の基部24dは円柱形をしており、前記基部24dの周囲にはプレート29およびゲートカッタ部材24を可動盤9側に付勢するようにバネ30が前記空間部26内に配設されている。本実施形態では前記ゲートカッタ部材24は、ロックウエルCスケール硬度が55〜65HRCのハイス鋼等の硬質金属部材を使用している。またゲートカッタ部材24の寸法は、溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅が10〜20mm、溶融樹脂の流動方向の厚みが1.2〜2.0mm程度とすることが、本実施形態の大きさの導光板Pを成形する場合に望ましい。 In addition, a hole 25 and a space 26 for disposing the gate cutter member 24 are formed inside the mold body 15. On the other hand, guide pins 27 are disposed in the holes 25 of the mold body 15. The guide pin 27 is supported by a ball guide 28 provided in contact with the hole 25. When the guide pin 27 moves back and forth, the ball of the ball guide 28 rolls to keep the guide pin 27 core. While being moved. A disc-shaped plate 29 is disposed in the space 26 of the mold main body 15 so that the guide pin 27 is brought into contact therewith. A gate cutter member 24 is inserted and engaged from the movable platen 9 side at the center of the plate 29 on the fixed platen 6 side. The gate cutter member 24 is formed of a rectangular thin plate, and is disposed in the hole 31 having a rectangular cross section of the core portion 16 so as to be movable forward and backward. The front surface (tip surface) of the gate cutter member 24 is a gate forming surface, and the corner on the cavity side (upper side in the figure) is a gate cutter 24b for cutting the molten gate. And as FIG. 5 shows, a part of side surface by the side of the cavity in the said gate cutter member 24 comprises a cavity formation surface after a gate cut. The base 24d of the gate cutter member 24 has a cylindrical shape, and a spring 30 is provided in the space 26 so as to urge the plate 29 and the gate cutter member 24 toward the movable platen 9 around the base 24d. It is arranged. In the present embodiment, the gate cutter member 24 is made of a hard metal member such as high-speed steel having a Rockwell C scale hardness of 55 to 65 HRC. The dimensions of the gate cutter member 24 are such that the width in the direction perpendicular to the flow direction of the molten resin is 10 to 20 mm, and the thickness in the flow direction of the molten resin is about 1.2 to 2.0 mm. It is desirable when the light guide plate P having a size is formed.
またゲートカッタ部材24を駆動するのは、可動盤9内または可動盤9からラム10a側に配設されたゲートカッタ駆動装置である。ゲートカッタ駆動装置は、サーボバルブにより制御される油圧シリンダ、またはサーボモータとボールネジ機構が用いられる。サーボバルブにより制御される油圧シリンダの場合は、速度制御または圧力制御によりゲートカッタ部材24の前進時のクローズドループ制御を行う。またゲートカッタ駆動装置をサーボモータとする場合は、ゲートカッタ部材24の位置制御または速度制御が行われる。またゲートカッタ部材24の前進停止位置は、可動金型12内にストッパブロックまたはシムを配設し、そのストッパブロック等を厚さの異なるストッパブロック等に交換することにより調整してもよい。 The gate cutter member 24 is driven by a gate cutter driving device disposed in the movable platen 9 or on the ram 10a side from the movable platen 9. The gate cutter driving device uses a hydraulic cylinder controlled by a servo valve, or a servo motor and a ball screw mechanism. In the case of a hydraulic cylinder controlled by a servo valve, closed loop control during forward movement of the gate cutter member 24 is performed by speed control or pressure control. When the gate cutter driving device is a servo motor, position control or speed control of the gate cutter member 24 is performed. The forward stop position of the gate cutter member 24 may be adjusted by disposing a stopper block or shim in the movable mold 12 and replacing the stopper block with a stopper block having a different thickness.
またコア部16において、後述する固定金型13のスプルブッシュ44やインサートブロック43と対向する面は、ランナ形成面32となっている。そして前記ランナ形成面32とキャビティ形成面16aの間に、ゲートカッタ部材24が進退する矩形の孔31が形成され、前記孔31とゲートカッタ部材24との間隙は、いずれも樹脂が入り込まない間隔に形成されている。またランナ形成面32については、ゲートカッタ部材24から突き出しピン23側に隣接する部分に、凸部が形成され、スプルブッシュ44と対向し突き出しピン23が臨む部分が凹部となっている。そしてゲートカッタ部材24のゲート形成面は、突出時以外においては、前記凸部よりも低い位置(可動盤9側)に位置している。その理由は射出時に、射出装置3のノズル2bの通路先端で固まった樹脂がコールドスラグウエル状となっている凹部によって受け止められることによりキャビティ14へ流入しないためと、射出圧がゲートカッタ部材24の前面にかかり過ぎ、孔31との間にバリ等が発生することを防止するためである。なおランナとゲートは直線的にキャビティに接続されるものでもよい。 Further, in the core portion 16, a surface facing the sprue bush 44 and the insert block 43 of the fixed mold 13 described later is a runner forming surface 32. A rectangular hole 31 through which the gate cutter member 24 advances and retreats is formed between the runner forming surface 32 and the cavity forming surface 16a, and the gap between the hole 31 and the gate cutter member 24 is an interval at which no resin enters. Is formed. Further, with respect to the runner forming surface 32, a convex portion is formed at a portion adjacent to the protruding pin 23 side from the gate cutter member 24, and a portion facing the sprue bush 44 and facing the protruding pin 23 is a concave portion. The gate forming surface of the gate cutter member 24 is located at a position lower than the convex portion (on the movable platen 9 side) except when protruding. The reason is that the resin solidified at the end of the passage of the nozzle 2b of the injection device 3 is not received by the cold slug well-shaped recess during injection, and the injection pressure of the gate cutter member 24 This is to prevent the occurrence of burrs or the like between the front surface and the hole 31. The runner and the gate may be linearly connected to the cavity.
また突き出しピン23の周囲であってゲートカッタ部材24の近傍には冷却媒体流路33が形成されている。そして離型時にエアが吹出されるエア通路34が、コア部16と可動枠部19の間に形成されている。なおエア通路34は、ゲートカッタ部材24と孔31の間にも設けてもよい。なお導光板PとスプルP1等を一体のままスプルを把持して取出す際には、ゲートカッタ部材24は不要であり、ゲートカッタ部材24は本発明において必須のものではない。 A cooling medium flow path 33 is formed around the protrusion pin 23 and in the vicinity of the gate cutter member 24. An air passage 34 through which air is blown at the time of mold release is formed between the core portion 16 and the movable frame portion 19. The air passage 34 may also be provided between the gate cutter member 24 and the hole 31. Note that the gate cutter member 24 is not necessary when the light guide plate P and the sprue P1, etc. are grasped and taken out, and the gate cutter member 24 is not essential in the present invention.
次に固定金型13について説明すると、図3〜図5に示されるように、射出成形機1の固定盤6に取付けられる固定金型13には、金型本体部41、キャビティ形成ブロック42、インサートブロック43、スプルブッシュ44、ゲートカッタ部材45、当接ブロック46等から形成されている。そして金型本体部41の固定盤6側には、断熱板47が取付けられるとともに、射出装置3のノズル2b(図1を参照)が挿入される穴48が形成され、その周囲にはロケートリング49が取付けられている。金型本体部41の可動金型12側にはキャビティ形成ブロック42が取付けられ、該キャビティ形成ブロック42の可動金型12と対向する面は、キャビティ形成面42aとなっている。本実施形態においてこのキャビティ形成面42aは、導光板Pの反射面を形成する部分であり、微細なドットが刻設されている。またキャビティ形成ブロック42の内部には、前記キャビティ形成面42aと平行に、冷却媒体流路50が複数形成されている。またキャビティ形成ブロック42およびインサートブロック43と、当接ブロック46との間には、離型時にエアを噴出するためのエア通路53が形成されている。 Next, the fixed mold 13 will be described. As shown in FIGS. 3 to 5, the fixed mold 13 attached to the fixed plate 6 of the injection molding machine 1 includes a mold main body 41, a cavity forming block 42, The insert block 43, the sprue bush 44, the gate cutter member 45, the contact block 46, and the like are formed. A heat insulating plate 47 is attached to the fixed plate 6 side of the mold main body 41 and a hole 48 into which the nozzle 2b (see FIG. 1) of the injection device 3 is inserted is formed around the locating ring. 49 is attached. A cavity forming block 42 is attached to the mold body 41 on the movable mold 12 side, and a surface of the cavity forming block 42 facing the movable mold 12 is a cavity forming surface 42a. In the present embodiment, the cavity forming surface 42a is a portion that forms the reflecting surface of the light guide plate P, and fine dots are engraved therein. A plurality of cooling medium channels 50 are formed in the cavity forming block 42 in parallel with the cavity forming surface 42a. Further, an air passage 53 is formed between the cavity forming block 42 and the insert block 43 and the contact block 46 for ejecting air at the time of mold release.
更に金型本体部41には、キャビティ形成ブロック42とともにインサートブロック43が配設されている。インサートブロック43は、その中央部に可動盤9側に向けて拡径された孔が設けられたスプルブッシュ44が配設されている。そしてスプルブッシュ44の周囲にはスプルP1およびランナP2を冷却する冷却媒体流路51が形成されている。また、図3〜図5に示されるように、スプルブッシュ44の先端からキャビティ形成面に向けて、インサートブロック43の可動金型12と対向する面には、ランナ形成面54が形成されている。そして前記ランナ形成面54は、当接ブロック46の当接面46aに溝状に一段低い位置(固定盤6側の位置)に形成され、当接ブロック46のランナ形成面と共に固定金型13側のランナP2を形成する面を構成する。そしてランナ形成面54の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルブッシュ44に隣接する部分からキャビティ14に向けて徐々に広くなっている。そしてランナ形成面54についても可動金型12のランナ形成面32と等間隔を保つように、凹部に対向して凸部が形成され、凸部に対向して凹部が形成されている。 Further, an insert block 43 is disposed in the mold main body 41 together with the cavity forming block 42. The insert block 43 has a sprue bush 44 provided with a hole whose diameter is increased toward the movable platen 9 at the center thereof. A cooling medium flow path 51 for cooling the sprue P1 and the runner P2 is formed around the sprue bush 44. As shown in FIGS. 3 to 5, a runner forming surface 54 is formed on the surface of the insert block 43 facing the movable mold 12 from the tip of the sprue bush 44 toward the cavity forming surface. . The runner forming surface 54 is formed in a groove-like lower position (position on the stationary platen 6 side) on the contact surface 46 a of the contact block 46, and together with the runner formation surface of the contact block 46, the fixed mold 13 side. The surface that forms the runner P2 is formed. The width of the runner forming surface 54 in the direction orthogonal to the flowing direction of the molten resin gradually increases from the portion adjacent to the sprue bush 44 toward the cavity 14. The runner forming surface 54 is also formed with a convex portion facing the concave portion and formed with a concave portion facing the convex portion so as to keep the same distance from the runner forming surface 32 of the movable mold 12.
そしてランナ形成面54の凹部の部分は、ゲート形成面へ連続する同一面で接続されている。従ってランナP2とゲートP3やその形成面に明確な区別がある訳ではない。前記連続する同一面のうち可動金型12のゲートカッタ部材24のゲート形成面と対向する部分が、固定金型ゲート形成面を形成する部分となる。また当接ブロック46のランナ形成面に連続してゲート形成面が形成されている。そして前記ゲート形成面は、後述するキャビティ形成面42aおよびゲートカッタ部材45や、前記凸部に対して一段低い位置(固定盤側の位置)に設けられている。そしてゲート形成面の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、スプルP1の直径よりも幅広に設けられている。従って本実施形態のゲートP3は、フィルムゲートの一種であって、導光板Pの側面(入光面とは反対側の側面)の長さの2/3〜1/4程度の長さ(幅)となっている。 The concave portion of the runner formation surface 54 is connected to the gate formation surface on the same continuous surface. Therefore, there is no clear distinction between the runner P2 and the gate P3 and their formation surface. Of the continuous same surface, a portion facing the gate forming surface of the gate cutter member 24 of the movable mold 12 is a portion forming the fixed mold gate forming surface. A gate forming surface is formed continuously with the runner forming surface of the contact block 46. The gate forming surface is provided at a position (position on the fixed platen side) that is one step lower than the cavity forming surface 42a and the gate cutter member 45, which will be described later, and the convex portion. And the width | variety of the direction orthogonal to the flow direction of the molten resin of the gate formation surface is provided more widely than the diameter of the sprue P1. Therefore, the gate P3 of the present embodiment is a kind of film gate, and has a length (width) of about 2/3 to 1/4 of the length of the side surface (side surface opposite to the light incident surface) of the light guide plate P. ).
そしてインサートブロック43のランナ形成面54に接続されるゲート形成面と、キャビティ形成ブロック42のキャビティ形成面42aとの間には、ゲートカッタ部材45が固定されている。ゲートカッタ部材45は、ロックウエルCスケール硬度が55〜63HRCの合金工具鋼(SKD鋼)等の硬質金属部材からなる長方形の薄板であり、キャビティ形成面42aを形成する部材よりも前記硬度が高い金属が使用されている。そしてゲートカッタ部材45の溶融樹脂の流動方向と直交する方向の幅は、ゲート形成面と同じか僅かに幅広に形成されている。またゲートカッタ部材45の厚みは、0.4〜0.8mm程度である。そしてゲートカッタ部材45の前面(先端面)は、キャビティ形成面16aと対向しており、キャビティ形成面の一部となっている。またゲートカッタ部材45のゲート部側の角部が刃であるゲートカッタ45bを形成している。またゲート部側の面は可動金型12のゲートカッタ部材24が前進時に僅かな間隔を隔てて対向する面となっている。従って本実施形態のゲート形成面の距離は、固定金型13と可動金型12のキャビティ14の距離と同様に可動金型12の進退により可変であり、更にはゲートカッタ部材24の前後進によっても可変である。 A gate cutter member 45 is fixed between the gate forming surface connected to the runner forming surface 54 of the insert block 43 and the cavity forming surface 42 a of the cavity forming block 42. The gate cutter member 45 is a rectangular thin plate made of a hard metal member such as alloy tool steel (SKD steel) having a Rockwell C scale hardness of 55 to 63 HRC, and has a higher hardness than the member forming the cavity forming surface 42a. Is used. The width of the gate cutter member 45 in the direction perpendicular to the flow direction of the molten resin is the same as or slightly wider than the gate forming surface. The thickness of the gate cutter member 45 is about 0.4 to 0.8 mm. The front surface (tip surface) of the gate cutter member 45 is opposed to the cavity forming surface 16a and is a part of the cavity forming surface. Further, a gate cutter 45b in which a corner portion on the gate portion side of the gate cutter member 45 is a blade is formed. The surface on the gate portion side is a surface where the gate cutter member 24 of the movable mold 12 faces with a slight gap when moving forward. Therefore, the distance of the gate forming surface of the present embodiment is variable by the advancement / retraction of the movable mold 12 as well as the distance of the cavity 14 of the fixed mold 13 and the movable mold 12, and further by the forward / backward movement of the gate cutter member 24. Is also variable.
次に、以上のように構成された射出成形機を用いて平面方向の対角寸法3インチ、板厚0.2〜0.7mmのうちの任意の均等板厚の導光板Pを成形する場合により、本実施形態の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法を説明する。
本発明の薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法は、概略、金型11を所定量型開きした状態でキャビティ14内に成形材料を射出して充填するとともに、型締装置5により型締してキャビティ14内に射出された成形材料を圧縮する射出プレス成形して、薄板状光学用成形品を成形するためのものであって、成形材料の圧縮開始から設定された型締力に到達するまでの昇圧時間と、前記射出開始時の型開きの量とから設定される型締速度で型締するものである。
Next, when using the injection molding machine configured as described above, a light guide plate P having an arbitrary plate thickness of 3 inches in a planar direction and a plate thickness of 0.2 to 0.7 mm is formed. The injection press molding method for the thin plate-like optical molded product of the present embodiment will be described.
The injection press molding method for a thin plate-like optical molded product according to the present invention is roughly performed by injecting and filling a molding material into the cavity 14 with a predetermined amount of the mold 11 opened, and clamping by the mold clamping device 5. The injection molding is performed to compress the molding material injected into the cavity 14 to form a thin plate-like optical molded product, and the mold clamping force set from the start of molding material compression is reached. The mold is clamped at a mold clamping speed set based on the pressurizing time until completion and the amount of mold opening at the start of injection.
図6は、平面方向の対角寸法3インチ、板厚0.3mmの均等板厚の導光板Pを成形する場合における本実施形態の射出プレス成形方法の概略を示したチャート図であり、図7は型締装置5による可動金型12の固定金型13に対する型開き量の変化と型締圧力の変化を示すグラフである。
図6に示すように、本実施形態では平面方向の対角寸法3インチ(面積約27cm2)、板厚0.3mmの均等板厚の導光板Pを4.2秒の成形サイクル時間で成形している。その内訳は、型開閉時間(型開時間、取出時間、型閉時間を含む)1.4秒と、射出・保圧および型締のための合計時間2.8秒とである。このため本実施形態では、可動金型12のキャビティ形成面16aを冷却する冷却媒体流路17、突き出しピン23およびランナ形成面32近傍を冷却する冷却媒体流路33、固定金型13のキャビティ形成面42aを冷却する冷却媒体流路50、スプルブッシュ44近傍およびランナ形成面54近傍を冷却する冷却媒体流路51へ、温調器により、成形される樹脂であるポリカーボネートのガラス転移温度Tgより30〜70℃低い、80〜120℃程度に温度制御された冷却媒体(冷却水)を流している。
FIG. 6 is a chart diagram showing an outline of the injection press molding method of the present embodiment in the case of forming a light guide plate P having an equal plate thickness of 3 inches in a planar direction and a thickness of 0.3 mm. 7 is a graph showing a change in mold opening amount and a change in mold clamping pressure of the movable mold 12 with respect to the fixed mold 13 by the mold clamping device 5.
As shown in FIG. 6, in this embodiment, a light guide plate P having an equal thickness of 3 inches (area of about 27 cm 2 ) and a thickness of 0.3 mm is formed in a planar cycle time of 4.2 seconds in this embodiment. is doing. The breakdown is a mold opening / closing time (including a mold opening time, a removal time, and a mold closing time) of 1.4 seconds and a total time of 2.8 seconds for injection / holding pressure and mold clamping. For this reason, in this embodiment, the cooling medium flow path 17 for cooling the cavity forming surface 16a of the movable mold 12, the cooling medium flow path 33 for cooling the vicinity of the protrusion pin 23 and the runner forming surface 32, and the cavity formation of the fixed mold 13 are formed. From the glass transition temperature Tg of polycarbonate, which is a resin to be molded, to the cooling medium flow path 50 for cooling the surface 42a, the cooling medium flow path 51 for cooling the vicinity of the sprue bush 44 and the runner formation surface 54 by a temperature controller. A cooling medium (cooling water) whose temperature is controlled to about 80 to 120 ° C., which is about 70 ° C. lower, is flowing.
また射出装置3の加熱筒2aの前部ゾーン(最もノズル2bに近いゾーン)は360℃に温度設定され、成形材料としてポリカーボネートの溶融樹脂が計量されている。そして型締シリンダ10が作動され、固定盤6に取付けられた固定金型13に対して可動盤9に取付けられた可動金型12を近接移動させる。そして、図示しないリニアスケールなどのセンサによって可動金型12が射出開始時型開量を確保した停止位置にあることを検知すると、可動金型12の移動を停止制御する。すなわち、型締開始から所定の型開き量となる位置に停止させるまでは、可動金型12の位置を検出してその結果に基づいて可動金型12の移動を制御する位置制御を行う。その際の可動盤9および可動金型12のコア部16の射出開始時の位置A(図7)は、固定金型13のキャビティ形成面42aに対する可動金型12のキャビティ形成面16aの距離が成形される導光板Pの板厚に所定の型開き量を加算した位置に停止制御される。この可動盤9および可動金型12のコア部16が射出開始時の位置Aに停止されている時には、型締装置5の型締シリンダ10により可動盤9および可動金型12のコア部16の位置が成形材料の射出圧力を受けることによって後退しないか(後退量0mm)、または後退量が最大でも0.05mmまでとなるように、主型締駆動シリンダ室114aおよびブースタシリンダラム室114bに封じ込まれた作動油によりラム10aを前進させる力と、型開き駆動シリンダ室115に封じ込まれた作動油によりラム10aを後退させる力とが均衡するように、圧力検出器121a、121b、121c、およびサーボバルブ118と制御装置300とにより制御される。 The temperature of the front zone (zone closest to the nozzle 2b) of the heating cylinder 2a of the injection apparatus 3 is set to 360 ° C., and a molten resin of polycarbonate is measured as a molding material. Then, the mold clamping cylinder 10 is actuated to move the movable mold 12 attached to the movable plate 9 closer to the fixed mold 13 attached to the fixed plate 6. Then, when it is detected by a sensor such as a linear scale (not shown) that the movable mold 12 is in a stop position where the mold opening amount at the start of injection is secured, the movement of the movable mold 12 is controlled to stop. That is, from the start of mold clamping until it is stopped at a position where the predetermined mold opening amount is reached, the position of the movable mold 12 is detected, and position control for controlling the movement of the movable mold 12 is performed based on the result. At that time, the position A (FIG. 7) at the start of injection of the movable plate 9 and the core portion 16 of the movable mold 12 is such that the distance between the cavity forming surface 16a of the movable mold 12 and the cavity forming surface 42a of the fixed mold 13 is the same. Stop control is performed at a position obtained by adding a predetermined mold opening amount to the thickness of the light guide plate P to be molded. When the movable platen 9 and the core portion 16 of the movable mold 12 are stopped at the position A at the start of injection, the movable plate 9 and the core portion 16 of the movable die 12 are moved by the mold clamping cylinder 10 of the mold clamping device 5. It is sealed in the main mold clamping drive cylinder chamber 114a and the booster cylinder ram chamber 114b so that the position does not retreat by receiving the injection pressure of the molding material (retraction amount 0 mm) or the retraction amount is at most 0.05 mm. The pressure detectors 121a, 121b, 121c, so that the force for moving the ram 10a forward by the hydraulic oil introduced and the force for moving the ram 10a backward by the hydraulic oil sealed in the mold opening drive cylinder chamber 115 are balanced. The servo valve 118 and the control device 300 are controlled.
なお、この際に、一旦コア部16を最前進位置(導光板板厚よりも更に固定金型13側)まで前進させ、バネ18を収縮させて可動枠部19と金型本体部15が当接される型閉完了位置(0位置)まで可動盤9等を前進させてから、再び型締シリンダ10により可動盤9等を微量後退させ、図3における射出開始時の位置Aに位置制御して停止させるようにしてもよい。そのことにより成形完了位置より型開方向の位置に可動金型12のコア部16を停止させることができる。 At this time, the core portion 16 is once advanced to the most advanced position (the fixed mold 13 side further than the light guide plate thickness), the spring 18 is contracted, and the movable frame portion 19 and the mold main body portion 15 are brought into contact with each other. The movable platen 9 and the like are moved forward to the mold closing completion position (0 position) to be contacted, and then the movable platen 9 and the like are moved back by a small amount again by the mold clamping cylinder 10 to control the position to the position A at the start of injection in FIG. May be stopped. As a result, the core portion 16 of the movable mold 12 can be stopped at a position in the mold opening direction from the molding completion position.
また、射出開始前にキャビティ14内を減圧状態としてもよい。射出開始前にキャビティ14内を減圧状態とした場合には、射出の際に溶融樹脂がキャビティ14内で空気の抵抗を受けずに速やかに入光面形成ブロック20側の端部まで流動可能となるため、特に0.2〜0.3mmの板厚の薄い導光板Pを成形する際に有効である。さらにまた、同様の目的のために、キャビティ14内を減圧せずに、射出開始時にパーティング面をわずかに開きキャビティ14内の空気が抜けやすくしてもよい。 Further, the inside of the cavity 14 may be decompressed before the start of injection. When the inside of the cavity 14 is depressurized before the start of injection, the molten resin can flow quickly to the end on the light incident surface forming block 20 side without receiving air resistance in the cavity 14 at the time of injection. Therefore, this is particularly effective when a thin light guide plate P having a thickness of 0.2 to 0.3 mm is formed. Furthermore, for the same purpose, the parting surface may be slightly opened at the start of injection without making the inside of the cavity 14 decompressed, so that the air in the cavity 14 can be easily released.
次に所定の射出遅延時間が経過すると、射出装置3の図示しない射出機構を作動させ、加熱筒2a内のスクリュを前進させて溶融樹脂の射出を行う。本実施形態では、射出速度は200〜550mm/sec程度に、好ましくはピークにおいて300〜400mm/secとなるよう設定され、射出装置3の図示しない射出用サーボモータによりスクリュの前進速度が制御される。従来の技術では、充填不足の対策として射出速度が600〜1000mm/secに設定されていたのに対して、本発明ではこのように比較的低い射出速度でキャビティ14内に射出充填できるので、成形される導光板Pのゲート近傍の内部応力を小さくすることができる。なお図8に示すのが本実施形態の射出プレス成形方法で成形した導光板Pである。また図13に示すのが従来の方法により成形された導光板でありゲート近傍の内部応力が大きくなっている。 Next, when a predetermined injection delay time elapses, an injection mechanism (not shown) of the injection device 3 is operated to advance the screw in the heating cylinder 2a to inject the molten resin. In the present embodiment, the injection speed is set to about 200 to 550 mm / sec, preferably 300 to 400 mm / sec at the peak, and the screw advance speed is controlled by an injection servo motor (not shown) of the injection apparatus 3. . In the prior art, the injection speed was set to 600 to 1000 mm / sec as a countermeasure against insufficient filling, whereas in the present invention, injection filling can be performed in the cavity 14 at such a relatively low injection speed. The internal stress in the vicinity of the gate of the light guide plate P can be reduced. FIG. 8 shows a light guide plate P formed by the injection press molding method of this embodiment. FIG. 13 shows a light guide plate formed by a conventional method, and the internal stress in the vicinity of the gate is large.
図9に示されるのは、板厚0.3mm、対角寸法3インチの導光板Pを成形する際、射出開始時型開量(射出開始時における可動金型12の停止位置)を導光板Pの板厚分からプラス0.3mm型開きした状態で射出プレス成形した場合における、射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。そして図9において、樹脂温度とは加熱筒2aの前部ゾーンの設定温度を示している。そして射出速度は、設定射出速度を示している。またテストを通じて使用された樹脂は、ポリカーボネート(出光興産のタフロンLC1500:分子量10,000〜12,000)である。テストによれば、樹脂温度が330℃の場合は、いずれの射出速度の場合でも充填不足による板の欠損や板厚ムラ(ゲートから遠い部分ほど薄い)が発生した。また樹脂温度340℃では射出速度300mm/sec以下の場合、樹脂温度350℃、360℃では射出速度200mm/sec以下の場合、樹脂温度370℃、380℃では射出速度150mm/sec以下の場合にそれぞれ充填不足による不良が発生した。また樹脂温度390℃以上では、いずれの射出速度の場合でも樹脂が劣化して黄変が発生した。また340〜380℃範囲であっても射出速度が600mm/secとした場合には射出速度が速すぎてせん断発熱による樹脂の黄変またはバリ等が発生し、内部応力の分布も好ましくなかった。これに対して、樹脂温度が340〜380℃では射出速度350〜550mm/sec、樹脂温度350〜380℃では射出速度300〜550mm/sec、樹脂温度370〜380℃では射出速度200〜550mm/secで良品を成形することができることが知見された。従って板厚0.3mm、対角寸法3インチの導光板Pの射出プレス方法による成形は、射出速度200〜550mm/sec(望ましくは300〜450mm/sec、さらに望ましくは300〜400mm/sec)、樹脂温度(加熱筒2aの前部の設定温度)350〜380℃で成形することが好ましい。なお、射出速度が400mm/secを超えて550mm/secまでの範囲でも成形が可能であるが、射出装置が大型化する上にエネルギー効率の点でも無駄がある。なお、成形する導光板Pの板厚が0.3mmの場合、射出速度を200mm/secとすると、キャビティ内の溶融樹脂の流動性を確保するために樹脂温度(加熱筒2aの前部の設定温度)を370〜380℃にしないと良品の成形はできない。従って、射出速度200mm/secで成形できる対角寸法3インチの導光板Pの板厚としては、0.3mmが限界である。
そして樹脂温度はできればあまり上げすぎない方が、バリ、光学特性、経済性の点から望ましい。なおこの条件については、板厚0.3〜0.7mmの導光板でも同様に成形可能である。またキャビティ14を冷却する冷却媒体流路17、50へ送られる冷却媒体の温度は、110℃に設定されている。前記冷却媒体の温度が高いほうがキャビティ14内の溶融樹脂の流動は良好であるが、成形サイクルが長くなるという問題がある。
FIG. 9 shows that when the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal dimension of 3 inches is formed, the mold opening amount at the start of injection (the stop position of the movable mold 12 at the start of injection) is indicated as the light guide plate. It is a test result which shows the relationship between an injection speed and resin temperature in the case of carrying out injection press molding in the state which opened the plus 0.3 mm mold | die from P board thickness. In FIG. 9, the resin temperature indicates the set temperature of the front zone of the heating cylinder 2a. The injection speed indicates the set injection speed. The resin used throughout the test is polycarbonate (Teflon LC1500 from Idemitsu Kosan Co., Ltd .: molecular weight 10,000 to 12,000). According to the test, when the resin temperature was 330 ° C., the defect of the plate and the unevenness of the plate thickness due to insufficient filling (thin the portion farther from the gate) occurred at any injection speed. When the resin temperature is 340 ° C., the injection speed is 300 mm / sec or less, the resin temperature is 350 ° C., 360 ° C., the injection speed is 200 mm / sec or less, and the resin temperature is 370 ° C., the injection speed is 150 mm / sec or less. A defect due to insufficient filling occurred. When the resin temperature was 390 ° C. or higher, the resin deteriorated and yellowing occurred at any injection speed. Even in the range of 340 to 380 ° C., when the injection speed was 600 mm / sec, the injection speed was too high, yellowing or burring of the resin occurred due to shear heat generation, and the internal stress distribution was unfavorable. In contrast, when the resin temperature is 340 to 380 ° C., the injection speed is 350 to 550 mm / sec, when the resin temperature is 350 to 380 ° C., the injection speed is 300 to 550 mm / sec, and when the resin temperature is 370 to 380 ° C., the injection speed is 200 to 550 mm / sec. It was found that good products can be molded with Therefore, the molding by the injection press method of the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal size of 3 inches is an injection speed of 200 to 550 mm / sec (preferably 300 to 450 mm / sec, more preferably 300 to 400 mm / sec), It is preferable to mold at a resin temperature (set temperature at the front of the heating cylinder 2a) of 350 to 380 ° C. Although molding is possible even when the injection speed exceeds 400 mm / sec and up to 550 mm / sec, the injection apparatus is increased in size and wasteful in terms of energy efficiency. In addition, when the plate | board thickness of the light-guide plate P to shape | mold is 0.3 mm, when an injection speed shall be 200 mm / sec, in order to ensure the fluidity | liquidity of the molten resin in a cavity, resin temperature (setting of the front part of the heating cylinder 2a) Good products cannot be molded unless the temperature is set to 370 to 380 ° C. Accordingly, 0.3 mm is the limit as the thickness of the light guide plate P having a diagonal size of 3 inches that can be molded at an injection speed of 200 mm / sec.
If possible, the resin temperature should not be raised too much from the viewpoints of burrs, optical characteristics, and economy. Regarding this condition, a light guide plate having a thickness of 0.3 to 0.7 mm can be similarly formed. The temperature of the cooling medium sent to the cooling medium channels 17 and 50 for cooling the cavity 14 is set to 110 ° C. The higher the temperature of the cooling medium, the better the flow of the molten resin in the cavity 14, but there is a problem that the molding cycle becomes longer.
次に図10に示されるのは、板厚0.2mm、対角寸法3インチの導光板Pを成形する際、射出開始時型開量(射出開始時における可動金型の停止位置)を板厚分からプラス0.3mm型開きした状態で射出プレス成形した場合における、射出速度と樹脂温度の関係を示すテスト結果である。テストによれば、樹脂温度が350℃の場合は、いずれの射出速度の場合でも充填不足による板の欠損や板厚ムラ(ゲートから遠い部分ほど薄い)が発生した。また樹脂温度360〜380℃でも、射出速度200mm/sec以下の場合、それぞれ充填不足による不良が発生した。その理由としては、板厚が0.3mm未満の場合には、キャビティ内で溶融樹脂が冷却固化して形成されるスキン層以外の流動可能な断面積がわずかとなるので、キャビティ末端までの溶融樹脂が流動し難くなるからである。そして、その対策として射出前にキャビティの間隔を広げておくことは有効であるが、板厚が0.3mm未満のものではその効果に限界がある。その理由は、板厚が0.3mm未満のものは、溶融樹脂の射出充填量自体が少なく、型締装置によりキャビティ内の溶融樹脂が圧縮されてキャビティ端部付近まで溶融樹脂が送られた際にはキャビティの間隔は成形品の板厚近くまで狭められており、キャビティ端部までキャビティの間隔を拡げた状態で溶融樹脂が射出充填できる訳ではないからである。また樹脂温度390℃以上では、いずれの射出速度の場合でも樹脂が劣化して黄変が発生した。また360〜380℃であっても射出速度が600mm/secとした場合にはせん断発熱による樹脂の黄変またはバリ等が発生し内部応力の分布も好ましくなかった。従って板厚0.2mm、対角寸法3インチの導光板Pの射出プレス方法による成形は、射出速度300〜550mm/sec、加熱筒2aの前部ゾーンの設定温度が360〜380℃の場合には、良品を成形することができることが知見された。そして、特に板厚が0.2〜0.3mm未満の場合は、射出速度は350〜550mm/secとすることがより望ましい。また、キャビティを冷却する冷却媒体流路17、50へ送られる冷却媒体の温度は100〜120℃と高めに設定することが溶融樹脂の流動を促進する意味でより一層望ましい。そして、溶融樹脂の温度を上昇させ、射出速度を速くすると、金型のコア部16と可動枠部19の間の間隙部などにバリが発生し易くなる。そのため、板厚が0.2〜0.3mm未満の場合には、特に前記間隙部の間隙を5〜10μmとして、後処理が必要となるようなバリの発生を防止することがより一層望ましい。 Next, FIG. 10 shows that when the light guide plate P having a thickness of 0.2 mm and a diagonal size of 3 inches is formed, the mold opening amount at the start of injection (the stop position of the movable mold at the start of injection) is determined by the plate. It is a test result which shows the relationship between the injection speed and the resin temperature when injection press molding is performed in a state where the mold is opened by plus 0.3 mm from the thickness. According to the test, when the resin temperature was 350 ° C., the defect of the plate due to insufficient filling and the uneven thickness of the plate (thin the portion farther from the gate) occurred at any injection speed. Further, even when the resin temperature was 360 to 380 ° C., defects due to insufficient filling occurred when the injection speed was 200 mm / sec or less. The reason for this is that when the plate thickness is less than 0.3 mm, the flowable cross-sectional area other than the skin layer formed by cooling and solidifying the molten resin in the cavity becomes small. This is because the resin becomes difficult to flow. As a countermeasure, it is effective to widen the cavity interval before injection, but the effect is limited when the plate thickness is less than 0.3 mm. The reason is that when the plate thickness is less than 0.3 mm, the injection filling amount of the molten resin itself is small, and the molten resin in the cavity is compressed by the mold clamping device and sent to the vicinity of the cavity end. This is because the distance between the cavities is narrowed to near the plate thickness of the molded product, and the molten resin cannot be injected and filled in a state where the distance between the cavities is widened to the end of the cavity. When the resin temperature was 390 ° C. or higher, the resin deteriorated and yellowing occurred at any injection speed. Even at 360 to 380 ° C., when the injection speed was 600 mm / sec, yellowing of the resin or burrs occurred due to shear heat generation, and the distribution of internal stress was not preferable. Therefore, molding of the light guide plate P having a thickness of 0.2 mm and a diagonal size of 3 inches by the injection press method is performed when the injection speed is 300 to 550 mm / sec and the set temperature of the front zone of the heating cylinder 2a is 360 to 380 ° C. Was found to be able to mold good products. In particular, when the plate thickness is less than 0.2 to 0.3 mm, the injection speed is more preferably 350 to 550 mm / sec. In addition, it is more desirable to set the temperature of the cooling medium sent to the cooling medium flow paths 17 and 50 for cooling the cavities as high as 100 to 120 ° C. in order to promote the flow of the molten resin. When the temperature of the molten resin is increased and the injection speed is increased, burrs are likely to occur in the gap between the core portion 16 and the movable frame portion 19 of the mold. Therefore, when the plate thickness is less than 0.2 to 0.3 mm, it is even more desirable to prevent the occurrence of burrs that require post-treatment, particularly by setting the gap of the gap portion to 5 to 10 μm.
次に図11に示されるのは、板厚0.3mm、対角寸法3インチの導光板Pを樹脂温度(加熱筒前部の設定温度)360℃として射出プレス成形した場合の、射出速度と射出開始時型開量(射出開始時における可動金型の停止位置)の関係についてのテスト結果である。本テストによれば、射出開始時型開量が0.1mmの場合には、いずれの射出速度においても充填不足が発生し、また、0.6mm以上の場合にはいずれの射出速度においても射出された樹脂が完全に潰せなかったり、縞模様が残るプレスマークと呼ばれる不良が発生した。従って、本実施形態では、成形される導光板Pの板厚は0.3mmであり、良品が成形できた最小の射出開始時型開き量である0.2mmの前記板厚0.3mmに対する比率は、66.7%である。また、プレスマークが発生せずに良品が成形できた最大の射出開始時型開き量0.5mmの前記板厚0.3mmに対する比率は、166.7%であった。
また、導光板Pに対して必要とされる射出開始時型開き量は、導光板Pの板厚が0.2〜0.7mmの間では、いずれもほとんど同じ射出開始時型開き量でよく、導光板Pの板厚と射出開始時型開き量とは比例しないことが判明した(ただし、対角寸法5〜7インチの場合は、板厚0.3mmより薄いものを除く。また、対角寸法7インチ以上の場合は板厚0.5mmより薄いものを除く。)。そして、対角寸法5〜7インチ、板厚0.3〜0.5mmのものでは、上記の対角寸法3インチ、板厚0.2mmの導光板の成形条件と同様に、射出速度を350〜550mm/sec.樹脂温度(加熱筒2aの前部の設定温度)360〜380℃で成形することがより好ましい。
その理由は、板厚が比較的薄いものは、キャビティ形成面にスキン層が形成されることにより溶融樹脂の流動可能なキャビティの断面積が小さくなってしまうので、板厚に対して射出開始時型開き量をより高い比率にする必要があるからである。一方、板厚が比較的厚いものは、スキン層が形成されても、キャビティの端部まで比較的容易に射出充填できるので、射出開始時型開き量はさほど求められないからである。また、板厚が比較的薄い導光板Pに対して射出開始時型開き量を大きくした場合ほど、射出量自体が少ないので、射出開始後の型締開始のタイミングを速くする必要がある。このように従来技術では想定できない比率(広い間隔)に射出開始時型開量を設定し、射出中または射出後に急速に型閉および昇圧することにより板厚が0.2mm〜0.7mmと極めて薄い導光板Pであっても比較的遅い射出速度で射出充填して成形することが可能となるのである。
Next, FIG. 11 shows the injection speed when the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal dimension of 3 inches is injection press molded at a resin temperature (set temperature at the front of the heating cylinder) of 360 ° C. It is a test result about the relationship of the mold opening amount at the start of injection (the stop position of the movable mold at the start of injection). According to this test, when the mold opening amount at the start of injection is 0.1 mm, insufficient filling occurs at any injection speed, and when the mold opening amount is 0.6 mm or more, injection is performed at any injection speed. The formed resin could not be crushed completely, or a defect called a press mark was generated. Therefore, in this embodiment, the thickness of the light guide plate P to be molded is 0.3 mm, and the ratio of 0.2 mm, which is the minimum mold opening amount at the start of injection when a non-defective product can be molded, to the plate thickness of 0.3 mm Is 66.7%. The ratio of the maximum mold opening amount 0.5 mm at the start of injection at which a good product could be formed without generating a press mark to the plate thickness 0.3 mm was 166.7%.
Moreover, the mold opening amount at the start of injection required for the light guide plate P may be almost the same mold opening amount at the start of injection when the thickness of the light guide plate P is between 0.2 and 0.7 mm. It was found that the plate thickness of the light guide plate P and the mold opening amount at the start of injection are not proportional (however, when the diagonal dimension is 5 to 7 inches, the thickness less than 0.3 mm is excluded. (If the square dimension is 7 inches or more, the thickness less than 0.5 mm is excluded.) In the case of a diagonal size of 5 to 7 inches and a plate thickness of 0.3 to 0.5 mm, the injection speed is set to 350 similarly to the molding conditions of the light guide plate having a diagonal size of 3 inches and a plate thickness of 0.2 mm. ˜550 mm / sec. It is more preferable to mold at a resin temperature (set temperature at the front of the heating cylinder 2a) of 360 to 380 ° C.
The reason for this is that when the plate thickness is relatively small, the cross-sectional area of the cavity through which the molten resin can flow becomes smaller due to the formation of a skin layer on the cavity forming surface. This is because the mold opening amount needs to be higher. On the other hand, if the plate thickness is relatively thick, even if the skin layer is formed, the end of the cavity can be injected and filled relatively easily, so that the mold opening amount at the start of injection is not so much required. In addition, as the mold opening amount at the start of injection is increased with respect to the light guide plate P having a relatively thin plate thickness, the injection amount itself is smaller, and therefore it is necessary to speed up the mold clamping start timing after the start of injection. In this way, the mold opening amount at the start of injection is set to a ratio (wide interval) that cannot be assumed in the prior art, and the sheet thickness is extremely 0.2 mm to 0.7 mm by rapidly closing and increasing the pressure during or after injection. Even a thin light guide plate P can be injected and filled at a relatively low injection speed.
そして射出がなされた際に、前記のように型締力は停止位置からの後退量が0〜最大で0.05mmまでに留まるように位置制御により保持されている。これにより設定された型開き量が維持されるので、光学的な特性が良好な導光板を成形することができる。射出後(射出完了と略同時)または射出完了直前に、型締装置5側では型締装置5の型締シリンダ10を作動させ、可動盤9および可動金型12を型閉方向へ移動させる。このことにより可動枠部19に対してコア部16が相対的に前進され、キャビティ14の固定金型13のキャビティ形成面42aに対する可動金型12のキャビティ形成面16aの距離が短くなるので、キャビティ14内の溶融樹脂が圧縮される。この実施の形態では、図6および図7に示されるように、射出機構のスクリュが全前進行程に対する位置で80〜100%、好ましくは85〜95%に到達したときに型締シリンダ10を作動させて圧縮を開始する。これにより、成形材料のキャビティ内への射出と、キャビティ内の成形材料の圧縮とを適切に行うことができ、したがって、比較的薄い導光板Pを、歩留りがよく、光学的な特性が良好に成形することができる。この際には、圧力検出器121a、121b、および121c(図2)によって型締シリンダ10に供給される作動油の圧力を型締シリンダ10による型締力として検知しており、その検知結果に基づいて型締シリンダ10は圧力制御されており、設定130kN(1個取りの金型に換算した場合)となるよう作動油の供給圧力が制御される。なおこの値はキャビティ14内の成形材料である樹脂に及ぼされる圧力の換算では、25〜80MPa、より好ましくは35〜60MPaとなるよう型締力が制御されている。そして前記圧力が80MPaを超えると、成形される導光板にバリが発生しやすくなる。 When the injection is performed, the mold clamping force is held by position control so that the retraction amount from the stop position is 0 to a maximum of 0.05 mm as described above. As a result, the set mold opening amount is maintained, so that a light guide plate with good optical characteristics can be formed. After injection (substantially at the same time as injection completion) or immediately before injection completion, the mold clamping cylinder 10 of the mold clamping device 5 is operated on the mold clamping device 5 side, and the movable platen 9 and the movable mold 12 are moved in the mold closing direction. As a result, the core part 16 is moved forward relative to the movable frame part 19, and the distance of the cavity forming surface 16a of the movable mold 12 from the cavity forming surface 42a of the fixed mold 13 of the cavity 14 is shortened. The molten resin in 14 is compressed. In this embodiment, as shown in FIGS. 6 and 7, the mold clamping cylinder 10 is operated when the screw of the injection mechanism reaches 80 to 100%, preferably 85 to 95%, at the position with respect to the total forward travel. To start compression. Thereby, the injection of the molding material into the cavity and the compression of the molding material in the cavity can be appropriately performed. Therefore, the relatively thin light guide plate P has a good yield and good optical characteristics. Can be molded. At this time, the pressure of hydraulic fluid supplied to the clamping cylinder 10 is detected as the clamping force by the clamping cylinder 10 by the pressure detectors 121a, 121b, and 121c (FIG. 2). Based on this, the pressure of the mold clamping cylinder 10 is controlled, and the supply pressure of the hydraulic oil is controlled so that the setting is 130 kN (when converted into a single die). The mold clamping force is controlled so that this value is 25 to 80 MPa, more preferably 35 to 60 MPa in terms of the pressure exerted on the resin that is the molding material in the cavity 14. And when the said pressure exceeds 80 Mpa, it will become easy to generate | occur | produce a burr | flash in the light-guide plate shape | molded.
図12は型締により設定圧力まで昇圧される昇圧時間(図7のBを参照)と転写性との関係を示したものである。たとえば板厚が0.3mm、対角寸法3インチの導光板Pを射出開始時型開き量0.3mm、樹脂温度(加熱筒前部の設定温度)360℃、キャビティ温度110℃で昇圧した場合、0.040秒以上の時間では、転写不足が発生した。そして、0.035秒では良好な転写成形が可能であった。そして、この昇圧時間は短い方が好ましいが、本実施形態の型締装置5では昇圧時間を0.020秒とするのが限界であった。なお、昇圧時間とは、所定の型開き量で型締めを開始してから型締力が設定された値に達するまでにかかる時間を意味する。 FIG. 12 shows the relationship between the pressurization time during which the pressure is increased to the set pressure by mold clamping (see B in FIG. 7) and the transferability. For example, when a light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm and a diagonal size of 3 inches is boosted at a mold opening amount of 0.3 mm at the start of injection, a resin temperature (set temperature at the front of the heating cylinder) of 360 ° C., and a cavity temperature of 110 ° C. In the time of 0.040 seconds or more, insufficient transfer occurred. In 0.035 seconds, good transfer molding was possible. The pressurization time is preferably short, but in the mold clamping apparatus 5 of this embodiment, the pressurization time is limited to 0.020 seconds. The pressurization time means the time required for the mold clamping force to reach a set value after the mold clamping is started with a predetermined mold opening amount.
ここで、射出開始時の型開き量が設定可能な範囲の下限である0.2mmのとき、昇圧時間が0.020秒の場合には
0.2mm÷0.020sec=10mm/sec(型締速度1)
また、射出開始時の型開き量が同様に0.2mmのとき、昇圧時間が0.035秒の場合には
0.2mm÷0.035sec=5.7mm/sec(型締速度2)
となる。つまり、射出開始時の型開き量が0.2mmのとき、型締速度は5.7〜10mm/secに設定することができる。ただし昇圧時間は、速い方が光学製品に対する転写性の関係から望ましく、0.020秒から0.025秒とすることがより望ましい。そして昇圧時間を0.025秒とした場合は、
0.2mm÷0.025sec=8mm/sec(型締速度3)
となる。従って、板厚0.3mmの導光板Pを射出開始時型開き量0.2mmとして成形する場合は、型締速度は、8〜10mm/secに設定することが望ましい。
Here, when the mold opening amount at the start of injection is 0.2 mm which is the lower limit of the settable range, 0.2 mm ÷ 0.020 sec = 10 mm / sec when the pressurizing time is 0.020 seconds (clamping the mold) Speed 1)
Similarly, when the mold opening amount at the start of injection is 0.2 mm and the pressurizing time is 0.035 seconds, 0.2 mm ÷ 0.035 sec = 5.7 mm / sec (clamping speed 2)
It becomes. That is, when the mold opening amount at the start of injection is 0.2 mm, the mold clamping speed can be set to 5.7 to 10 mm / sec. However, a faster pressurization time is desirable from the viewpoint of transferability with respect to optical products, and more desirably 0.020 seconds to 0.025 seconds. And when the pressurization time is 0.025 seconds,
0.2 mm / 0.025 sec = 8 mm / sec (clamping speed 3)
It becomes. Therefore, when the light guide plate P having a plate thickness of 0.3 mm is molded with a mold opening amount of 0.2 mm at the start of injection, the mold clamping speed is preferably set to 8 to 10 mm / sec.
一方、射出開始時の型開き量が設定可能な上限である0.5mmのとき、昇圧時間が0.020秒の場合には
0.5mm÷0.020sec=25mm/sec(型締速度4)
また、射出開始時の型開き量が同様に0.5mmのとき、昇圧時間が0.035秒の場合には
0.5mm÷0.035sec=14.3mm/sec(型締速度5)
となる。つまり、射出開始時の型開き量が0.5mmのとき、型締速度は14.3〜25mm/secに設定することが望ましい。
On the other hand, when the mold opening amount at the start of injection is 0.5 mm, which is the upper limit that can be set, and when the pressurization time is 0.020 seconds, 0.5 mm ÷ 0.020 sec = 25 mm / sec (clamping speed 4)
Similarly, when the mold opening amount at the start of injection is 0.5 mm and the pressurization time is 0.035 seconds, 0.5 mm ÷ 0.035 sec = 14.3 mm / sec (clamping speed 5)
It becomes. That is, when the mold opening amount at the start of injection is 0.5 mm, the mold clamping speed is preferably set to 14.3 to 25 mm / sec.
したがって、本実施の形態では、型開き量が下限の0.2mmのときの5.7mm/sec(型締速度2)から型開き量が上限の0.5mmのときの25mm/sec(型締速度4)の範囲が望ましい。しかしながら、あまりに型締速度が速いと、プレスマークと呼ばれる圧縮時にできる不良が出やすいので、型締速度は20mm/sec(型締速度6)に留めておくことが望ましい。また、型締速度が20mm/secを超えると、金型のコア部16と可動枠部19の間の間隙部などにバリが発生しやすくなる。そのために、より一層精密な金型を製造することが必要となる。従って、本発明により行われる型締速度は、8mm/sec(型締速度3)から20mm/sec(型締速度6)の範囲とすることが最も望ましい。 Therefore, in the present embodiment, the mold opening amount is 5.7 mm / sec (the mold clamping speed 2) when the lower limit is 0.2 mm, and the mold opening amount is 25 mm / sec (the mold clamping speed) when the mold opening amount is 0.5 mm. A range of speed 4) is desirable. However, if the mold clamping speed is too high, defects that occur during compression called press marks are likely to occur. Therefore, it is desirable to keep the mold clamping speed at 20 mm / sec (mold clamping speed 6). Moreover, if the mold clamping speed exceeds 20 mm / sec, burrs are likely to occur in the gap between the core 16 and the movable frame 19 of the mold. Therefore, it is necessary to manufacture a more precise mold. Therefore, the mold clamping speed performed according to the present invention is most preferably in the range of 8 mm / sec (mold clamping speed 3) to 20 mm / sec (mold clamping speed 6).
また、可動金型12が射出開始時の型開き量をたとえば0.3mmとした場合、かかる型開き量を移動した際に、ほぼ設定130kNまで急速に昇圧される。なお、型締装置5は、サーボモータを用いた機構よりもアキュームレータを用いた型締シリンダ10を用いた機構の方が、略同一スケールの場合では、立上がりが速く、高速の型締速度を達成することができる。そして本実施形態の対角寸法3インチの導光板Pの成形の1個取りの例では、130kNで型締が行われ、2個取の金型の場合でも、150〜400kNで型締が行われる。なお場合によっては射出中ではなく、射出開始と同時または射出後に型締を開始するようにしてもよい。本実施形態では、型締装置5の作動開始時から圧力制御による型締が行われるが、サーボモータを型締機構に用いる場合などには所定型締力(または検出樹脂圧)となるまで位置制御により可動盤を移動させ、その後圧力制御に変更するようにしてもよい。 In addition, when the mold opening amount at the start of injection of the movable mold 12 is set to 0.3 mm, for example, when the mold opening amount is moved, the pressure is rapidly increased to about 130 kN. In the mold clamping device 5, the mechanism using the mold clamping cylinder 10 using the accumulator is faster in the case of substantially the same scale than the mechanism using the servo motor, and a high mold clamping speed is achieved. can do. In the example of the single-piece molding of the light guide plate P having a diagonal size of 3 inches according to this embodiment, the mold clamping is performed at 130 kN, and the mold clamping is performed at 150 to 400 kN even in the case of the two-cavity mold. Is called. In some cases, the mold clamping may be started at the same time as the injection start or after the injection, not during the injection. In the present embodiment, mold clamping is performed by pressure control from the start of operation of the mold clamping device 5, but when the servo motor is used for the mold clamping mechanism, the position is maintained until a predetermined mold clamping force (or detected resin pressure) is reached. The movable platen may be moved by control, and then changed to pressure control.
射出装置3によりスクリュ位置が所定の保圧切換位置に到達すると、射出制御から圧力制御による保圧制御に切換えられる。なお保圧は5〜20MPa(樹脂圧)が望ましいが、クッション量をほとんどなくした射出および保圧が行われる。本実施形態では、保圧制御への切換えとほぼ同時に図示しないゲートカッタ部材駆動装置により、可動金型12のゲートカッタ部材24を0.45〜0.8mm前進させ、ゲートP3の切断を行う。この際、可動金型12のゲートカッタ部材24の刃であるゲートカッタ24bと固定金型13のゲートカッタ部材45の刃であるゲートカッタ45bの間でゲートP3の切断が行われる。なおゲートカットの際、ゲートP3の溶融樹脂は完全に固化した状態でないことは言うまでもない。 When the screw position reaches a predetermined holding pressure switching position by the injection device 3, the injection control is switched to the holding pressure control by pressure control. The holding pressure is preferably 5 to 20 MPa (resin pressure), but injection and holding pressure are performed with almost no cushion. In this embodiment, the gate cutter member driving device (not shown) is moved forward by 0.45 to 0.8 mm by a gate cutter member driving device (not shown) almost simultaneously with switching to the holding pressure control, and the gate P3 is cut. At this time, the gate P3 is cut between the gate cutter 24b, which is the blade of the gate cutter member 24 of the movable mold 12, and the gate cutter 45b, which is the blade of the gate cutter member 45 of the fixed mold 13. Needless to say, the molten resin of the gate P3 is not completely solidified when the gate is cut.
そしてゲートカッタ部材24によりゲートP3の切断が行われた後は、ゲートカッタ部材24は前進位置に保持される。そのことにより射出装置側からキャビティ14内の溶融樹脂へは完全に保圧が及ばなくなるが、型締装置5の型締シリンダ10の駆動によって可動金型12のコア部16が前進されることによりキャビティ14内の溶融樹脂の圧縮を行うことができるので、冷却による収縮があっても、ヒケが発生せず、良好な転写成形ができる。そしてコア部16が前進され、最終的に導光板Pの板厚B(図5を参照)の位置で前進が停止された状態となる。そしてその間に射出装置の側では次の成形に使用する溶融樹脂の計量が行われる。そして所定時間が経過すると型締力を低下させるとともに可動金型12の可動枠部19とコア部16の間のエア通路34と、固定金型13のキャビティ形成ブロック42およびインサートブロック43と、当接ブロック46との間のエア通路53等からキャビティ14へ離型用エアを及ぼす。次に型締装置を作動させ圧抜、型開を順に行う。その際、導光板Pと、スプルP1およびランナP2はそれぞれ可動金型12側に保持された状態で取出される。なお型締力はタイバセンサやトグル機構のクロスヘッド位置で検出してもよく、例えばゲートカットのタイミングで低下させるなど多段に制御してもよい。 Then, after the gate P3 is cut by the gate cutter member 24, the gate cutter member 24 is held at the advanced position. As a result, the holding pressure does not reach the molten resin in the cavity 14 from the injection device side, but the core portion 16 of the movable mold 12 is advanced by driving the clamping cylinder 10 of the clamping device 5. Since the molten resin in the cavity 14 can be compressed, even if there is shrinkage due to cooling, sink does not occur and good transfer molding can be performed. Then, the core portion 16 is advanced, and finally the advancement is stopped at the position of the thickness B (see FIG. 5) of the light guide plate P. In the meantime, the molten resin used for the next molding is measured on the injection device side. When a predetermined time elapses, the mold clamping force is reduced and the air passage 34 between the movable frame portion 19 and the core portion 16 of the movable mold 12, the cavity forming block 42 and the insert block 43 of the fixed mold 13, Release air is applied to the cavity 14 from the air passage 53 between the contact block 46 and the like. Next, the mold clamping device is operated to perform pressure release and mold opening in order. At that time, the light guide plate P, the sprue P1 and the runner P2 are each taken out while being held on the movable mold 12 side. Note that the mold clamping force may be detected at a crosshead position of a tie bar sensor or a toggle mechanism, and may be controlled in multiple stages, for example, by lowering at a gate cut timing.
また可動金型12が型開完了位置に停止するのとほぼ同時に、図示しない取出用ロボットが作動されるととともに、エジェクタ装置の突き出しピン23の前進が行なわれる。本実施形態に使用される取出用ロボットは、スプルP1およびランナP2の把持と、導光板Pの吸着が別個に保持可能となっている。なお前記取出時に、ゲートカッタ部材24は前進位置で停止した状態にある。本実施形態の射出プレス成形方法で成形された導光板Pは、図8に示されるように、ゲート近傍の内部応力が略均質なものであり、図13に示される従来の方法により成形された導光板がゲート近傍の内部応力が不均一なのと比較して顕著な差がある。なお本実施形態の導光板のゲートP3は、入光面になる部分ではないので、このまま仕上げ処理しないでも導光板として使用することができる。またスプルP1およびランナP2は別途リサイクルして利用することも可能である。 At the same time when the movable mold 12 stops at the mold opening completion position, an unillustrated take-out robot is operated and the ejector pin 23 of the ejector device is advanced. The take-out robot used in this embodiment can hold the sprue P1 and the runner P2 and suck the light guide plate P separately. At the time of the removal, the gate cutter member 24 is stopped at the advanced position. As shown in FIG. 8, the light guide plate P molded by the injection press molding method of this embodiment has substantially uniform internal stress in the vicinity of the gate, and was molded by the conventional method shown in FIG. The light guide plate has a significant difference compared to the non-uniform internal stress in the vicinity of the gate. In addition, since the gate P3 of the light guide plate of this embodiment is not a portion that becomes a light incident surface, the gate P3 can be used as a light guide plate without performing a finishing process. Further, the sprue P1 and the runner P2 can be recycled and used separately.
次に導光板Pの対角寸法および板厚と成形条件の関係について説明する。導光板Pの対角寸法および板厚と成形条件の関係は、樹脂やその成形条件によりカバーできる部分もあるので、厳密な区分はないが概略は次のものが特に望ましい。板厚が0.2mm〜0.3mm未満の導光板Pは、対角寸法1.5〜5インチまたは面積7.5cm2〜75cm2の範囲が特に望ましく、対角寸法5〜7インチ(150cm2)の導光板Pでは板厚は0.3mm〜0.5mmが特に望ましい。更に対角寸法7〜13インチでは板厚0.5〜0.7mmが特に望ましい。そして例えば7インチの導光板Pではゲートからゲートとは最遠方の角部までの距離は、約15cmであるので、大型の導光板Pほど高い射出速度や高い型締速度が要求されることになる。また大型の導光板Pほど樹脂の流動をよくするためには溶融樹脂の温度は高めであることが望ましい。また型締力については対角寸法1.5〜3インチの2個取りまたは4個取り又は、対角寸法2.5〜5インチの1個取りまたは2個取りの場合では200〜700kN、対角寸法6インチ以上の導光板Pの1個取りの場合ではそれぞれ投影面積に応じて型締力が設定される。型締力は設定最高圧までの昇圧時間が0.02秒〜0.035秒を実現できるよう決定される。従って導光板Pは、更に大型のものでも可能であるが、対角寸法1.5〜13インチ(520cm2)のものが第一義的に想定され、四隅部が円弧のものや各辺が円弧のものも含まれる。そしてその場合、導光板Pの2辺の延長線上の交わる点を対角寸法の測定基準点とする。または面積換算で7.5cm2〜520cm2の導光板Pが想定される。 Next, the relationship between the diagonal dimension and thickness of the light guide plate P and the molding conditions will be described. The relationship between the diagonal dimension and thickness of the light guide plate P and the molding conditions includes a portion that can be covered depending on the resin and the molding conditions. The light guide plate P less than the plate thickness 0.2mm~0.3mm the range of diagonal dimension from 1.5 to 5 inches or area 7.5cm 2 ~75cm 2 is particularly desirable, diagonal dimension 5-7 inches (150 cm In the light guide plate P of 2 ), the plate thickness is particularly preferably 0.3 mm to 0.5 mm. Furthermore, a thickness of 0.5 to 0.7 mm is particularly desirable for a diagonal size of 7 to 13 inches. For example, in a 7-inch light guide plate P, the distance from the gate to the farthest corner from the gate is about 15 cm. Therefore, a larger light guide plate P requires higher injection speed and higher mold clamping speed. Become. In order to improve the flow of the resin as the light guide plate P is larger, it is desirable that the temperature of the molten resin is higher. In addition, the clamping force is 200 to 700 kN in the case of two or four pieces having a diagonal size of 1.5 to 3 inches or one or two pieces having a diagonal size of 2.5 to 5 inches. In the case of taking a single light guide plate P having an angular dimension of 6 inches or more, the mold clamping force is set according to the projected area. The mold clamping force is determined so that the pressurization time to the set maximum pressure can be 0.02 to 0.035 seconds. Accordingly, the light guide plate P can be a larger one, but a diagonal size of 1.5 to 13 inches (520 cm 2 ) is primarily assumed, and the corners are arcuate and each side is This includes arcs. In that case, the intersecting point on the extension line of the two sides of the light guide plate P is set as a diagonal measurement reference point. Or 7.5cm 2 ~520cm 2 of the light guide plate P is assumed in area terms.
導光板Pの成形サイクル時間は、次のような時間を要する。対角寸法1.5〜5インチ、板厚0.2〜0.5mmの導光板Pについては、型閉完了から射出を経て型開開始までの時間(成形時間)が2.5〜4.0秒であり、型開開始から導光板Pの取出しを経て型閉完了までの時間(型開閉時間)を0.75〜2.2秒、トータルの成形サイクル時間を6.2秒以内で行うことが可能である。また板厚0.4mm〜0.5mm、対角寸法5〜7インチの導光板Pでは、型閉から射出を経て型開までの成形時間(型開閉時間を除く)は、5〜6秒が必要となり、型開閉時間にはほとんど差がないので、トータルの成形サイクル時間は8秒以内で行うことが可能である。また対角寸法が7インチを超え、板厚が0.5mm〜0.7mmの導光板Pでは成形サイクル時間は20秒以内で行うことが可能である。 The molding cycle time of the light guide plate P requires the following time. For the light guide plate P having a diagonal size of 1.5 to 5 inches and a plate thickness of 0.2 to 0.5 mm, the time (molding time) from the completion of mold closing to the start of mold opening is 2.5 to 4. The time from the start of mold opening to the completion of mold closing (mold opening / closing time) is 0.75 to 2.2 seconds, and the total molding cycle time is within 6.2 seconds. It is possible. In the light guide plate P having a thickness of 0.4 mm to 0.5 mm and a diagonal size of 5 to 7 inches, the molding time from mold closing to injection to mold opening (excluding mold opening and closing time) is 5 to 6 seconds. The mold opening and closing time is almost the same, so the total molding cycle time can be performed within 8 seconds. In the light guide plate P having a diagonal dimension exceeding 7 inches and a plate thickness of 0.5 mm to 0.7 mm, the molding cycle time can be performed within 20 seconds.
また本発明は、図14に示されるような別の実施形態の導光板の成形金型71により射出プレス成形してもよい。この別の実施形態の例は、成形金型(射出プレス成形金型)71におけるキャビティ72の数を2に増やしたことが主な変更であるが、キャビティ72の数は複数であれば個数は問わない。可動金型73において、金型本体部74にはキャビティ形成面75aが形成されるコア部75が固定されている。また金型本体部74には可動枠部76がバネ82により取付けられ、前記コア部75に対して可動枠部76が相対的に移動可能に設けられている。また可動金型73にはゲートカッタ部材77が配設されている。また可動金型73の略中央には、突き出しピンが内蔵されたランナ形成部材83が可動ゲートカッタ部材77に隣接して配設されている。なおランナ形成部材については、可動枠部と一体に設け、ランナおよびゲートの間隔が一定であるようにしてもよく、その場合、ランナおよびゲートの間隔を導光板の板厚よりも厚くしておくことが望ましい。一方固定金型78においては、キャビティ形成面80aが形成されるキャビティ形成ブロック80の周囲に当接ブロック81が配設され、可動枠部76と当接ブロック81が当接され、キャビティ72が形成されるようになっている。そしてキャビティ72の固定金型78のキャビティ形成面80aに対する可動金型73のキャビティ形成面75aの距離が型当接後に可変となるように設けられ、キャビティ72内の溶融樹脂が圧縮可能となっている。 Further, in the present invention, injection press molding may be performed using a light guide plate molding die 71 of another embodiment as shown in FIG. In this example of another embodiment, the main change is that the number of cavities 72 in the molding die (injection press molding die) 71 is increased to two. It doesn't matter. In the movable mold 73, a core part 75 on which a cavity forming surface 75a is formed is fixed to the mold main body 74. A movable frame portion 76 is attached to the mold main body portion 74 by a spring 82, and the movable frame portion 76 is provided so as to be movable relative to the core portion 75. Further, a gate cutter member 77 is disposed on the movable mold 73. A runner forming member 83 having a protruding pin is disposed adjacent to the movable gate cutter member 77 at the approximate center of the movable mold 73. The runner forming member may be provided integrally with the movable frame portion so that the distance between the runner and the gate is constant. In this case, the distance between the runner and the gate is made thicker than the thickness of the light guide plate. It is desirable. On the other hand, in the fixed mold 78, a contact block 81 is disposed around the cavity forming block 80 where the cavity forming surface 80a is formed, and the movable frame portion 76 and the contact block 81 are contacted to form the cavity 72. It has come to be. The distance between the cavity forming surface 75a of the movable mold 73 and the cavity forming surface 80a of the fixed mold 78 of the cavity 72 is provided to be variable after the mold contact, and the molten resin in the cavity 72 can be compressed. Yes.
更に本発明は、図15に示されるような更に別の実施形態の導光板の成形金型91により射出プレス成形してもよい。この成形金型91は、所謂インロー金型と呼ばれるものである。具体的には可動金型92の金型本体部93には、前面にキャビティ形成面94a、側面に嵌合面が形成されたキャビティ形成ブロック94が固定されている。また金型本体部93にはエジェクタの突き出しピン等が配設されるランナ形成ブロック95が固着されており、ランナ形成ブロック95の側面も嵌合面となっている。そして前記キャビティ形成ブロック94とランナ形成ブロック95により凸部が形成されている。 Furthermore, the present invention may be injection press molded by a light guide plate molding die 91 of still another embodiment as shown in FIG. The molding die 91 is a so-called inlay die. Specifically, a cavity forming block 94 having a cavity forming surface 94a on the front surface and a fitting surface formed on the side surface is fixed to the mold main body 93 of the movable mold 92. Further, a runner forming block 95 on which an ejector ejecting pin or the like is disposed is fixed to the mold main body 93, and the side surface of the runner forming block 95 is also a fitting surface. A convex portion is formed by the cavity forming block 94 and the runner forming block 95.
一方固定金型96は、金型本体部97の固定盤側にノズル当接部98が設けられ、ホットランナのマニホールドブロック99に接続されている。そして前記マニホールドブロック99は、ホットランナノズル100に接続され、ホットランナノズル100内にはシリンダ101により開閉作動されるバルブゲート102が配設されている。またホットランナノズル100の周囲にはランナ形成ブロック103が配設されている。そして金型本体部97の可動金型92側の略中央には、キャビティ形成面104aを形成するキャビティ形成ブロック104が固定されている。また金型本体部97の可動金型92側における周辺部には枠形成ブロック105が前記キャビティ形成ブロック104を取囲むように固定されている。そして前記枠形成ブロック105の可動金型92側の内側は、キャビティ側面形成面105aとなっている。そして前記キャビティ形成ブロック104のキャビティ形成面104aと枠形成ブロック105のキャビティ側面形成面105aとにより凹部が形成されている。 On the other hand, the fixed mold 96 is provided with a nozzle abutting portion 98 on the fixed plate side of the mold main body 97 and is connected to a manifold block 99 of a hot runner. The manifold block 99 is connected to a hot runner nozzle 100, and a valve gate 102 that is opened and closed by a cylinder 101 is disposed in the hot runner nozzle 100. A runner forming block 103 is disposed around the hot runner nozzle 100. A cavity forming block 104 that forms a cavity forming surface 104a is fixed at the approximate center of the mold main body 97 on the movable mold 92 side. A frame forming block 105 is fixed to the periphery of the mold main body 97 on the movable mold 92 side so as to surround the cavity forming block 104. An inner side of the frame forming block 105 on the movable mold 92 side is a cavity side surface forming surface 105a. A recess is formed by the cavity forming surface 104 a of the cavity forming block 104 and the cavity side surface forming surface 105 a of the frame forming block 105.
そして前記固定金型96の凹部に可動金型92の凸部を嵌合しても、嵌合面とキャビティ側面形成面105aは溶融樹脂が漏れない僅かな間隙となっており、両金型92,96の間にキャビティ106が形成される。そして固定金型96の枠形成ブロック105と可動金型92の金型本体部93が当接しない状態で、固定金型96のキャビティ形成面104aと可動金型92のキャビティ形成面94aの間の距離およびキャビティ106の容積が可変となっている。 Even when the convex part of the movable mold 92 is fitted into the concave part of the fixed mold 96, the fitting surface and the cavity side surface forming surface 105a form a slight gap where the molten resin does not leak. , 96 is formed in the cavity 106. The frame forming block 105 of the fixed mold 96 and the mold main body 93 of the movable mold 92 are not in contact with each other, and between the cavity forming surface 104a of the fixed mold 96 and the cavity forming surface 94a of the movable mold 92. The distance and the volume of the cavity 106 are variable.
従って射出プレス成形の際には、まず最初に前記固定金型96のキャビティ形成面104aに対する可動金型92のキャビティ形成面94aの間隔が、成形される導光板Pの板厚に0.2〜0.5mmを加算した位置となるよう可動金型92を停止させ、それから射出開始するとともにキャビティ106内の溶融樹脂を圧縮する。これにより、板厚0.2〜0.7mm、対角寸法1.5〜13インチの導光板を光学的な特性が良好に成形することが可能である。 Therefore, at the time of injection press molding, first, the distance between the cavity forming surface 94a of the movable mold 92 and the cavity forming surface 104a of the fixed mold 96 is 0.2 to the thickness of the light guide plate P to be molded. The movable mold 92 is stopped so that the position where 0.5 mm is added, and then the injection is started and the molten resin in the cavity 106 is compressed. As a result, it is possible to form a light guide plate having a thickness of 0.2 to 0.7 mm and a diagonal size of 1.5 to 13 inches with good optical characteristics.
本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。本実施形態では対角寸法3インチの携帯電話用の導光板の成形金型(射出プレス成形金型)について説明したが、導光板の形状や種類を選ばない。従って板厚が均厚な導光板でも、板厚が入光面側から他側に向けて薄くなる楔型導光板であってもよい。楔型導光板は、入光面以外の部分にゲートが形成され、薄肉部の板厚が上記の0.2〜0.7mmであるものが本発明の射出プレス成形方法に含まれる。また背面から入光され前面に出光するバックライト型導光板(光拡散板を含む)や外光を反射するものでもよい。また反射面と出光面の形状も鏡面、ドット、グルーブ、およびホログラム等各種の組合せが考えられる。更には入光および出光を伴うレンズやその他の光学薄板を本発明で行うことも想定される。いずれにしても、少なくとも一方が転写面であるものがより本発明の射出プレス成形方法に有効である。 Although the present invention is not enumerated one by one, it is not limited to that of the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention is applied to those modified by a person skilled in the art based on the gist of the present invention. is there. In the present embodiment, the light guide plate molding die (injection press molding die) for a mobile phone having a diagonal size of 3 inches has been described, but the shape and type of the light guide plate are not limited. Therefore, a light guide plate having a uniform thickness may be a wedge-type light guide plate whose thickness decreases from the light incident surface side toward the other side. The wedge-type light guide plate includes a gate formed in a portion other than the light incident surface, and the thin-wall portion having a thickness of 0.2 to 0.7 mm is included in the injection press molding method of the present invention. Alternatively, a backlight type light guide plate (including a light diffusing plate) that enters from the back surface and exits from the front surface or a device that reflects external light may be used. Various shapes such as a mirror surface, a dot, a groove, and a hologram can be considered for the shape of the reflecting surface and the light emitting surface. Furthermore, it is also envisaged that the present invention performs lenses and other optical thin plates with incident and outgoing light. In any case, at least one of the transfer surfaces is more effective for the injection press molding method of the present invention.
上記実施形態では固定のゲートカッタが設けられる一方の金型は、固定金型であり、可動のゲートカッタが設けられる他方の金型が可動金型の例で説明したが、反対でもよい。即ち、固定金型に可動ゲートカッタを配設し、可動金型に固定ゲートカッタを配設してもよい。また導光板の成形金型(射出プレス成形金型)は、ゲートカットを行わないものでもよい。そして導光板の取出も可動金型に保持されるものが一般的ではあるが、固定金型側に保持されるものでもよい。また本実施形態では水平方向に型開閉が行われる射出成形機に取付けられる成形金型(射出プレス成形金型)について説明したが、垂直方向に型開閉が行われるものでもよい。 In the above embodiment, one mold provided with a fixed gate cutter is a fixed mold, and the other mold provided with a movable gate cutter has been described as an example of a movable mold. That is, the movable gate cutter may be disposed in the fixed mold, and the fixed gate cutter may be disposed in the movable mold. The light guide plate molding die (injection press molding die) may be one that does not perform gate cutting. In general, the light guide plate is taken out by the movable mold, but may be held by the fixed mold side. In the present embodiment, the molding die (injection press molding die) attached to the injection molding machine that is opened and closed in the horizontal direction has been described. However, the mold may be opened and closed in the vertical direction.
更に上記実施形態では射出成形機の型締装置により固定金型のキャビティ形成面と可動金型のキャビティ形成面の距離を変更して溶融樹脂を圧縮するものについて説明したが、可動盤または可動金型内に射出プレス用の油圧シリンダを設け、該油圧シリンダによりコア部を移動させて溶融樹脂を圧縮させるものでもよい。 Further, in the above embodiment, the description has been given of the case in which the molten resin is compressed by changing the distance between the cavity forming surface of the stationary mold and the cavity forming surface of the movable mold by the mold clamping device of the injection molding machine. A hydraulic cylinder for injection press may be provided in the mold, and the core may be moved by the hydraulic cylinder to compress the molten resin.
更に成形に使用される成形材料である樹脂については、ポリカーボネートの例について記載したが、光学性能と流動性に優れた樹脂なら他の樹脂でもよく、例としては、メタクリル樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂などが挙げられる。そして樹脂により溶融樹脂の温度およびガラス転移温度が相違するから、ゲートカットのタイミング、冷却媒体の温度、および成形サイクル時間等も相違することは言うまでもない。 Furthermore, as for the resin that is a molding material used for molding, examples of polycarbonate have been described, but other resins may be used as long as they have excellent optical performance and fluidity. Examples include methacrylic resins and cycloolefin polymer resins. Is mentioned. Since the temperature of the molten resin and the glass transition temperature differ depending on the resin, it goes without saying that the timing of gate cut, the temperature of the cooling medium, the molding cycle time, and the like are also different.
上述したように、射出プレス成形は、射出開始前に固定金型13のキャビティ形成面42aと可動金型12のキャビティ形成面16aとの距離が導光板Pの板厚Bに所定量を加算した値となる位置A(射出開始時型開量が一定に確保された位置)で可動金型12を停止させ、射出開始後(射出中または射出後)にキャビティ14内の溶融樹脂を圧縮して成形を行う方法である。射出プレス成形は、成形完了時に対してキャビティ14およびゲートが僅かに開いた状態で射出を行うので流動損失が少ない。従って超高速な射出能力を有する射出装置が必要なく、溶融樹脂を比較的低速・低圧で射出することができる。また上記によりゲートの断面積が大きく射出速度が遅いことから、型締装置による昇圧時間を短くでき、板厚が薄い導光板PをゲートP3近傍の残留応力を極力小さくして成形することが可能である。そしてその結果、成形後の反りが極めて少なく、輝度バランスが優れた導光板を成形することができる。更には高速射出時のようなシルバーや焼けの問題が解消でき、スプルやランナも断面積が小さいものを使用できるので、冷却時間が短縮できるという利点がある。更にまた射出開始後(射出中または射出後)に可動金型12を型締方向に移動させて溶融樹脂に圧縮を加えることから、キャビティ14のゲート部から遠い位置において溶融樹脂の流れを速くし充填不足をなくすとともに、微細な転写を良好に行うことができるという利点もある。そしてまたゲートP3を切断した後については、通常の射出成形金型では、射出装置から保圧を及ぼすことはできないが、射出プレス成形の場合は、キャビティ14内の溶融樹脂を圧縮して冷却固化による収縮に対応することができる。なお射出プレス成形に用いられる成形金型11は、型締完了位置から射出によりキャビティ14が僅かに開き再び圧縮される射出圧縮成形方法にも用いることができる。 As described above, in the injection press molding, the distance between the cavity forming surface 42a of the fixed mold 13 and the cavity forming surface 16a of the movable mold 12 adds a predetermined amount to the plate thickness B of the light guide plate P before the start of injection. The movable mold 12 is stopped at a position A that is a value (a position at which the mold opening amount at the start of injection is kept constant), and the molten resin in the cavity 14 is compressed after the start of injection (during or after injection). This is a method of forming. In the injection press molding, since the injection is performed with the cavity 14 and the gate slightly opened with respect to the completion of the molding, the flow loss is small. Therefore, there is no need for an injection device having an ultra-high speed injection capability, and the molten resin can be injected at a relatively low speed and low pressure. In addition, because the gate has a large cross-sectional area and a low injection speed, the pressurization time by the mold clamping device can be shortened, and a light guide plate P having a thin plate thickness can be formed with the residual stress near the gate P3 being minimized It is. As a result, it is possible to form a light guide plate with very little warpage after molding and excellent brightness balance. Furthermore, the problem of silver and burning as in high-speed injection can be solved, and sprues and runners having a small cross-sectional area can be used, so that there is an advantage that the cooling time can be shortened. Furthermore, since the movable mold 12 is moved in the mold clamping direction after the start of injection (during injection or after injection), the molten resin is compressed, so that the flow of the molten resin is accelerated at a position far from the gate portion of the cavity 14. In addition to eliminating insufficient filling, there are also advantages that fine transfer can be performed satisfactorily. In addition, after the gate P3 is cut, a normal injection mold cannot apply pressure from the injection device, but in the case of injection press molding, the molten resin in the cavity 14 is compressed and cooled and solidified. It can cope with the contraction by. The molding die 11 used for injection press molding can also be used in an injection compression molding method in which the cavity 14 is slightly opened and compressed again by injection from the mold clamping completion position.
1:射出成形機
3:射出装置
5:型締装置
6:固定盤
9:可動盤
10:型締シリンダ
11:成形金型
12:可動金型
13:固定金型
14:キャビティ
15,41:金型本体部
16:コア部
16a,42a: キャビティ形成面
19:可動枠部
24,45:ゲートカッタ部材
P:導光板
P1:スプル
P2:ランナ
P3:ゲート
1: Injection molding machine 3: Injection device 5: Clamping device 6: Fixed platen 9: Movable platen 10: Clamping cylinder 11: Molding die 12: Movable die 13: Fixed die 14: Cavity 15, 41: Gold Mold body portion 16: Core portion 16a, 42a: Cavity forming surface 19: Movable frame portion 24, 45: Gate cutter member P: Light guide plate P1: Sprue P2: Runner P3: Gate
Claims (5)
成形材料の圧縮開始から設定された型締力に到達するまでの昇圧時間と、前記射出開始時の型開きの量とから設定される型締速度で型締することを特徴とする薄板状光学用成形品の射出プレス成形方法。 A mold is injected into the cavity with a predetermined amount of mold open and filled, and the mold is clamped by a mold-clamping device to compress the molding material injected into the cavity. An injection press molding method for molding an optical molded article,
A thin plate-like optical system characterized in that mold clamping is performed at a mold clamping speed set based on a pressurization time from the start of compression of a molding material until reaching a set mold clamping force and the amount of mold opening at the start of injection. Injection molding method for molded products.
The injection press molding of a thin plate-like optical molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein the clamping force is controlled so that the pressure exerted on the molding material in the cavity is 25 to 80 MPa. Method.
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