小型導光板的射出壓縮成形方法、射出壓縮成形模具以及小型導光板的制作方法

專利名稱：小型導光板的射出壓縮成形方法、射出壓縮成形模具以及小型導光板的制作方法
技術領域：
本發明涉及小型導光板的射出壓縮成形方法、射出壓縮成形模具 以及小型導光板，特別涉及便攜電話用的導光板的射出壓縮成形方 法、射出壓縮成形模具以及小型導光板。
背景技術：
液晶、等離子體、有機EL等顯示裝置所使用的導光板， 一般通過 射出成形或作為其中的一個領域的射出壓縮成形來進行.當通過射出 壓縮成形成形導光板時，如果要提高生產效率，則希望縮短成形循環 時間。導光板的成形循環時間取決于其大小與板厚。在專利文獻1的 18英寸尺寸、壁厚為12mm的導光板中，需要160秒以上的循環時間。 另一方面，在便攜電話等使用的小型導光板的成形中， 一般需要io幾 秒的成形循環時間。幾乎沒有任何提到小型導光板的成形循環時間的 公知文獻，專利文獻2作為進行了部分記載的文獻被公知。專利文獻2 記載了進行1~8英寸的導光板的成形，其記栽有"保壓優選為，以峰 值壓力的2/3 ~ 1/3左右的壓力施加0.3 ~ 1.5秒后，進一步以更低的壓 力施加幾秒"。通常除保壓時間以外還需要更長的冷卻時間，除了保 壓時間和冷卻時間還包含射出時間、開閉模時間、取出時間等的成形 循環時間據推測還是10幾秒。再者，特別是小型導光板的情況下，沒
有從模具結構組合各種冷卻介質流路來對澆道等各部分進行冷卻。 專利文獻1:日本特開2005 349646號公報(段落0027、表1) 專利文獻2:日本特開2004 161975號公報(段落0130 ~ 0133)

發明內容
本發明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于提供一種射出壓縮 成形方法和射出壓縮成形模具，在通過射出壓縮成形成形小型導光板 時，能夠縮短小型導光板的成形循環時間.另一目的在于提供一種小 型導光板的射出壓縮成形方法和射出壓縮成形模具，可縮短小型導光 板的成形循環時間，同時成形出光學性能優異的導光板.又一目的在 于提供一種小型導光板的射出壓縮成形方法，可縮短小型導光板的成 形循環時間，同時使導光板從模具的脫模性優異。
本發明的技術方案1所述的小型導光板的射出壓縮成形方法是對
角尺寸為1英寸~5英寸、最厚部分的板厚為0.25mm ~ l.Omm以下的 小型導光板的射出壓縮成形方法，其特征在于，通過固定模具的型腔 形成面和可動模具的型腔形成面形成容積和板厚可變的型腔，上迷固 定模具的型腔形成面和可動模具的型腔形成面通過冷卻介質流路進行 冷卻，并且在某一方的型腔形成面上具有轉印面，澆道套或澆口部形 成面中的至少一方通過與上述型腔形成面的冷卻介質流路不同的冷卻 介質流路進行冷卻，在上述型腔中以l成形循環時間2.5秒~6秒的時 間成形小型導光板，
本發明的小型導光板的射出壓縮成形方法是對角尺寸為1英寸~ 5 英寸、最厚部分的板厚為0.25mm 1.0mm以下的小型導光板的射出壓 縮成形方法，其特征在于，通過固定模具的型腔形成面和可動模具的 型腔形成面形成容積和板厚可變的型腔，上述固定模具的型腔形成面 和可動模具的型腔形成面通過冷卻介質流路進行冷卻，并且在某一方 的型腔形成面上具有轉印面，澆道套或澆口部形成面中的至少一方通 過與上述型腔形成面的冷卻介質流路不同的冷卻介質流路進行冷卻， 所以能夠大幅度地有助于縮短成形循環時間。


圖1是本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的射 出壓縮成形模具的截面困，是表示合模力尚未作用時的狀態的圖.
圖2是本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的射 出壓縮成形模具的截面圖，是表示作用有合模力的狀態.
圖3是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用 的射出壓縮成形模具的可動模具的主視圖。
圖4是本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的射 出壓縮成形模具的固定模具的主視圖.
圖5是通過本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法成形出 的小型導光板的立體圖。
圖6是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法的圖
表，
圖7是表示另一實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法的圖表。
圖8是表示又一實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法的圖表。
圖9是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具的澆道 套的放大截面圖。
圖IO是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具的澆道 形狀和成形循環時間的關系的閨.
圖ll是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具的澆道 形狀和成形循環時間的關系的圖.
圖12是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具的澆道 形狀和成形循環時間的關系的圖。
圖13是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具的澆道 形狀和成形循環時間的關系的圖。
圖14是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具的澆道 形狀和成形循環時間的關系的圖。
圖15是表示另一實施方式的小型導光板的射出模壓方法的圖表.
標號說明
11:射出壓縮成形模具 12:可動模具 13:固定模具 14:型腔
15、 51:模具主體部 16:型芯部 17:可動框部
27、 30c、 31c、 32c、 33c、 62:型腔形成面
28、 46、 61、 63:冷卻介質流路 30:笫1框體部
31:第2框體部32:第3框體部 33:笫4框體部
30a、 31a、 32a、 33a、 43a、 53a、 55a:對置面 42:光入射面形成面 43:塊體
30b、 30d、 31b、 31d、 32b、 32d、 33b、 33d、 44、 45、 64、 64a、 64b:空氣通路
53:笫1抵接塊 54:型腔形成塊 55:第2抵接塊 56:澆道套 P:導光板 P3:光入射面 P3a:凹槽 P8:反射面 P10:光出射面
具體實施例方式
參照圖1至圖14說明本發明的小型導光板的射出壓縮成形方法。 圖1是本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的射出壓 縮成形模具的截面圖，是表示合模力尚未作用時的狀態的圖，圖2是 本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的射出壓縮成形 模具的截面圖，是表示作用有合模力的狀態的圖.圖3是表示本實施 方式的小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的射出壓縮成形模具的 可動模具的主視圖。圖4是本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形 方法所使用的射出壓縮成形模具的固定模具的主視圖.圖5是通過本 實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方法成形出的小型導光板的立 體圖。圖6至圖8是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形方 法的圖表。圖9是表示本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具 的澆道套的放大截面圖。圖10至困14是表示本實施方式的小型導光 板的射出壓縮成形模具的澆道形狀和成形循環時間的關系的圖.
在未圖示的射出壓縮成形機中，具有內設有螺桿的加熱筒和噴嘴
的射出裝置以及合模裝置配設在床身上。合模裝置在固定于床身且安
裝有固定模具13的固定盤和配設在床身上的受壓盤之間配設有4根拉 桿。安裝有可動模具12的可動盤可移動地貫穿插入在上述拉桿中。另 外，在受壓盤上配設有進行開閉模和合模的作為開閉模/合模機構的合 模缸，上述合模缸的活塞固定在可動盤的背面.本實施例的合模缸是 通過伺服閥的控制對截面積小的助力缸輸送壓力油而使可動盤能以高 速進行閉模的類型。另外，在開模時也通過伺服閥的控制將壓力油送 至截面積小的開模側油室而能以高速進行開模的類型。在本實施方式 中，作為最高規格在閉模/開模側都分別能以0.3秒進行開閉模。在本 實施方式中，開閉模/合模機構雖然表示通過伺服閥控制的合模缸的示 例，但也可以使用含有起動旋轉驅動速度和停止速度優異的伺服馬達 和滾珠絲杠機構的肘節機構.這種情況下也能實現上述速度.再者， 關于射出裝置，射出速度也可以是100mm/s~400mm/s，可以在0.05 秒進行射出。
本實施方式的小型導光板的射出壓縮成形模具ll是進行一塊對角 尺寸為2英寸、板厚為0.6mm的便攜電話用側光型導光板的成形的射 出壓縮成形模具11.射出壓縮成形是在成形開始時至成形結束時的期 間可改變可動模具12與固定模具13間的間隔的成形。因此，射出壓 縮成形也包括所謂的射出模壓，該射出模壓在閉模位置射出熔融樹 脂，然后使可動模具就那樣前進并進行壓縮.在這些射出壓縮成形中， 由于與成形完成時相比，開始射出前或開始射出后型腔處于略微打開 的狀態，所以不需要具有高速射出能力的射出裝置，而能以較低速、 較低壓射出熔融樹脂。再者，由于能夠以較低速、較低壓射出熔融樹 脂，所以特別具有在澆口附近不會產生內部應力的優點。另外，由于 在開始射出后使可動模具朝合模方向移動以壓縮熔融樹脂，因此具有 在型腔的距澆口部較遠的位置能加快熔融樹脂的流動，良好地進行微 細的轉印的優點.再者，由于利用合模力壓縮型腔內的熔融樹脂，所 以可縮短保壓時間，能使射出裝置在保壓后盡快移至計量工序，有助 于縮短成形循環時間。這樣的射出壓縮成形特別在進行與平面部的面 積相比板厚較薄的小型導光板(以下簡稱為導光板)的成形時特別有 利。
圖l和圖2是本發明的射出壓縮成形模具11的截面圖，分別為沿圖3、圖4中的A A線的截面圖。如上述圖l至圖4所示，射出壓縮 成形模具11由作為第l模具的可動模具12和作為第2模具的固定模具 13構成，在合模后的兩模具12、 13之間形成有容積和板厚可變的型腔 14。在安裝于未圖示的射出壓縮成形機的可動盤上的可動模具12上設 置有模具主體部15、型芯部16和可動框部17.在模具主體部15的可 動盤側安裝有隔熱板18，在內部配設有射出用氣缸21，其通過射出板 19使突出銷20進行前后進退動作。在本實施方式中，在突出銷20的 前端設置有截面為Z字形的咬入部20a,從而使包含澆口部P1和澆道 部P2的導光板P容易保持在突出銷20上。此外，射出用氣缸21也可 以通過液壓氣缸或伺服馬達來動作.
在模具主體部15的固定模具側的面的上下四個部位上形成有凹部 22，在該凹部22內以朝向上迷固定模具側的方式安裝有彈簧23.另外， 上述彈簧23的上述固定模具側抵接于構成可動框部17的支持板24。 再者，在模具主體部15的上述固定模具側面的上述凹部22的內側， 在上下四個部位上形成有引導孔25。另外，從支持板24朝向模具主體 部15設置的引導桿26插入在上述引導孔25中.因此，包含與模具主 體部15平行設置的支持板24的可動框部17被上迷引導桿26和引導孔 25引導并通過彈簧32改變兩者的間隔.
在模具主體部l5的固定模具側的面的大致中央固接有型芯部l6。 在本實施方式中，型芯部16呈與導光板P的主體部P4的形狀相同的 大致四邊形(具有一部分進行了倒角的部分或凸部)。另外，型芯部16 的與固定模具13對置的面是形成光出射面P10的面，并成為由鏡面構 成的型腔形成面27。再者，在型芯部16的內部形成有與上述型腔形成 面27平行的多條冷卻介質流路28.此外，在圖1和圖2中記栽為型芯 部16是由一體的塊體形成的，但形成型腔形成面的部分和其它部分也 可以由分體的塊體構成。再者，雖然型腔形成面27表示了鏡面的例子， 但也可以是凹槽或實施了粗糙面加工等的形成面.
在支持板24的固定模具側的面上以包圍上述型芯部16周圍的方 式配設有框體部29.因此，換言之，在由作為可動框部17的支持板24 和框體部W形成的空洞部中配設有型芯部16,另外，整個可動框部17 通過上述彈簧23能夠相對于模具主體部15和型芯部16在開閉模方向 上移動。圖1是表示合模力尚未作用的彈簧23伸長了的可動模具12的狀態的圖；圖2是表示作用有合模力的上述彈簧23收縮了的可動模 具12的狀態的圖。
如圖1至圖3所示，框體部29由4個框體部30、 31、 32、 33構成。 其中，第l框體部30、第2框體部31是可以向與開閉模方向正交的方 向移動的框體；第3框體部32、第4框體部33是固定在支持板24上 而無法移動的框體.在圖3中，說明位于型芯部16的上方的第l框體 部30的移動機構，在支持板24的上表面以朝向固定模具側的方式突 出固定有氣缸安裝部34，在該氣缸安裝部34的上表面上固定有2個氣 缸35的氣缸部。另外，各氣缸35的桿部貫穿到設置于氣缸安裝部34 的各孔中并分別朝向下方配設，各桿部分別安裝在第l框體部30的上 表面上。因此，第1框體部30通過氣缸35的動作可以向與開閉模方 向正交的方向移動，可以從型腔形成位置后退移動。
在圖3中，說明位于型芯部16右側的第2框體部31的移動機構， 在支持板24的固定模具側的一方朝向固定模具側突出固定有彈簧安裝 部36.另外，在上述彈簧安裝部36的內側形成有凹部37、 37，在該 凹部37、 37中以朝向笫2框體部:31的方式安裝有彈簧38、 38。另外， 笫2框體部31被未圖示的引導槽引導，并且支持板M或第4框體部 33的一部分成為前進側的止動件，使其在圖3中的左右方向上只能稍 微移動'另外，第2框體部31通過被彈簧38、 38施力而始終位于型腔 形成位置。通過彈簧使笫2框體部31可以移動的理由在于，為了不與 因熔融樹脂造成的模具(特別是型芯部16)的對應地在可動部上產生咬 接。
再者，在圖3中，位于型芯部16左側的笫3框體部32固定地配設 在與第2框體部31左右對稱的位置上，進而，在圖3中，在位于型芯 部16下方的第4框體部33上，在與型腔形成面27的中央下側連續的 位置上形成有澆口部形成面39.另外，在上述澆口部形成面39的中夾 部形成有通孔40，在該通孔40中以可以自由地前后進退移動的方式配 設有射出器的突出銷20，另外，在第4框體部33的突出銷20的周圍， 在澆口部形成面39的附近位置形成有冷卻介質流路46,
如圖3所示，上述第1框體部30、第2框體部31、第3框體部32 和第4框體部33的與固定模具13對置的面中的、與型腔14相鄰的對 置面30a、 31a、 32a、 33a在與模具抵接而形成型腔時，以比其它部分
高的精度加工平面度，以便不形成毛邊而形成使空氣流通的微小間
隔.再者，在上述對置面30a、 31a、 32a、 33a的外側以包圍型腔14 和后述的分體的塊體43的方式分別形成有空氣通路30b、 31b、 32b、 33b 另外，其外側部分成為與固定模具13抵接的面.再者，上述第l 框體部30、第2框體部31、第3框體部32和第4框體部33的與型芯 部16相鄰且沿著開閉模方向的內側面，成為形成圖5所示的導光板P 的側面P9的型腔形成面30c、 31c、 32c、 33c.此外，型腔形成面33c 包含形成導光板P的澆口部P1的面33e,另外，上述型腔形成面30c、 31c、 32c、 33c的連接于固定盤側的內側面與型芯部16的外側面隔著 不發生咬接的微小間隔對置，
再者，在第l框體部30的型腔形成面30c中，用來形成導光板P 的光入射面P3的光入射面形成面42設置在分體的塊體43上，該塊體 43通過螺栓可以自由裝卸地固接在笫1框體部30的其它部分。此夕卜， 在本實施方式中，構成模具的型腔的部件是硬質不銹鋼，其導熱率為 20~24W/(m. K)左右。
本實施方式的導光板P在兩個部位形成有從主體部P4略微突出的 光入射部P5 ，光入射部P5的端面成為在板厚方向形成有凹槽(縱槽)P3a 的光入射面P3。在本實施方式中，光入射面P3的凹槽P3a的峰部頂 點和谷部的差(深度)為80|im.因此，形成光入射面P3的塊體43也在2 處具有光入射面形成面42、 42，它們形成有方向與型腔14的壓縮方向 (開閉模方向)平行的凹槽，另外，在塊體43的光入射面形成面42中， 形成有凹槽的部分在壓縮方向上的長度和導光板P的入射光面P3的板 厚P6相同，換言之，僅在射出壓縮完成時從型芯部16的型腔形成面 27在型腔側露出的部分形成有凹槽.另外，在射出壓縮完成時型芯部 16的側面和塊體43的側面的對置的部分兩者都由平面構成。其理由在 于，若在型芯部16的側面也形成凹槽并與塊體43的凹槽嚙合，則對 兩者都要求高加工精度；另外在使塊體43的整個側面形成凹槽，使型 芯部16的整個側面形成平面的情況下，在由上述凹槽和上述平面形成
的間隙會產生毛邊，
此外，在本實施方式中，雖然光入射面形成面42由凹槽構成，但 也可以由形成點、多個三棱錐或四棱錐的面、通過噴砂加工得到的粗 面、曲面等平面以外的非平面構成， 如圖3所示，在可動模具12中形成有空氣通路44、 45，用于在射 出前抽吸型腔14內的空氣，并且在包含排壓時的脫模時將壓縮空氣噴 出至型腔14內。另外，空氣通路44、 45經由未圖示的各閥連接到真 空裝置和壓縮空氣供應裝置.空氣通路44從笫1框體部30的孔44a 連接于形成在對置面上的空氣通路30b.另外，空氣通路30b連接于同 樣形成在對置面上的空氣通路31b、 32b、 33b。由此，空氣通路30b、 31b、 32b、 33b的壓縮空氣可以通過由相鄰的對置面30a、 31a、 32a、 33a、43a和后述的固定模具13的對置面53a、對置面55a形成的間隙(分 模面)噴出到型腔14內，并且可以從上述間隙抽吸空氣。再者，壓縮空 氣的一部分從由第l框體部30和塊體43形成的間隙噴出.形成在第3 框體部32中的空氣通路45連接于形成在型芯部16與各框體部30、 31 、 32、 33之間的空氣通路30d、 31d、 32d、 33d,由此，空氣通路30d、 31d、 32d、 33d的壓縮空氣，可以通過由型芯部16的外側面和各框體 部30、 31、 32、 33的內側面以及塊體43的光入射面形成面42形成的 間隙，噴出到型腔14內，并且可以從上迷間隙抽吸空氣。因此，壓縮 空氣可以從與光入射面形成面42相鄰的間隙向型腔14噴出。
在本實施方式中，使第1框體部30可以從型腔形成位置(形成與第 2框體部31抵接并與型腔14的周閨連續的框體的位置)向外側后退移 動的目的在于，為了使導光板P容易從可動模具12進行脫模，而不會 弄傷導光板P的光入射面P3。進而，在本實施方式中，僅使具有光入 射面形成面42的塊體43可以相對于笫1框體部30自由裝卸的理由在 于，通過僅更換一部分塊體43能夠降低成本，再者，雖然本實施方式 采用了框體部29相對于型芯部16可在開閉模方向上相對移動的、所 謂的被稱為平抵型模具的模具，但也可以采用在型腔側模具(具有凹部 的模具)中嵌合型芯側模具(具有凸部的模具)的被稱為嵌合型模具的 模具。
接下來說明固定模具13，如圖1、圖2和圖4所示，固定模具l3 由模具主體部51、冷卻介質流路形成塊52、第1抵接塊53、型腔形成 塊54、笫2抵接塊55和澆道套56等形成。在模具主體部51的固定盤 側安裝有隔熱板57,并且在中央部形成有供未圖示的射出裝置的噴嘴 插入的孔58，在該孔58的周圍安裝有定位環59。在模具主體部M的 可動模具側安裝有冷卻介質流路形成塊52和作為澆道套56的鑲塊的
第2抵接塊55。進而，在模具主體部51設置有供可動模具12的引導 桿41插入的引導孔60.圖9是澆道套56的放大截面閨，澆道套56的 內孔56b從噴嘴抵接側的注入孔56a朝向連接于流道部的流道連接部 56c錐狀地擴徑。在本實施方式中，相對于由點劃線表示的中心線L的
錐角(出模斜度)e為1° .
冷卻介質流路形成塊52在內部與型腔14平行地形成有多條冷卻 介質流路61.再者，在冷卻介質流路形成塊52的可動模具側固定有第 1抵接塊53，其具有與可動模具12的笫1框體部30等對置的對置面 53a。再者同樣在冷卻介質流路形成塊52的可動模具側，在上述第1 抵接塊53的內側通過螺栓可以自由裝卸地固定有型腔形成塊54,型腔 形成塊54的與可動模具12對置的面成為形成導光板P的反射面(背 面)P8的型腔形成面62，在本實施方中，對型腔形成面62直接施行微 細的凹凸加工。具體而言是通過噴砂加工成越接近固定模具13的塊體 43側(上側)凹凸越多，在反射面P8上形成為越接近光入射面P3側微 細凹凸的密度越高。但是，關于型腔形成面62，既可以形成凹槽也可 以形成鏡面.使型腔形成面62為可以自由裝卸的塊體的理由在于，和 入射光面形成面42的塊體43同樣，通過僅更換型腔形成塊54即可應 對型腔形成面62的摩損和各種導光板P的反射面形狀的測試。此外， 可以在固定模具13的型腔形成面62、可動模具12的型腔形成面27中 的至少一方上安裝壓模。再者，也可以通過型腔形成面27、 62中的某 一方形成光出射面，形成反射面.
再者，第2抵接塊55的對置面55a和第1抵接塊53的對置面 都與可動模具12的笫1框體部30、笫2框體部31、笫3框體部32、 第4框體部33對置。另外，在第2抵接塊55的內部配設有圃筒形狀的 洗道套56。澆道套56在固定盤側面對上述模具主體部51的孔58，在 可動模具側與突出銷20對置.再者，在上述澆道套56和其外周側的 第2抵接塊55之間，以圍繞澆道套56周圍的方式形成有用來冷卻澆 道部P2的冷卻介質流路63，該冷卻介質流路63可以通過和冷卻介質 流路61不同的系統來控制，其兩側被O型環密封而成為冷流道(包含 澆道)類型.再者，澆道套56的內周面通過噴砂實施粗糙面加工，以使 澆道部P2的脫模變得容易。此外，關于固定模具13的澆口部形成面， 雖可以利用其它的冷卻介質流路進行冷卻，但是在澆道套56周圍設置冷卻介質流路63比較有效率.
再者，在型腔形成塊54形成有空氣通路64，該空氣通路64在射 出前對型腔14內的空氣進行抽吸，并且在包含排壓時的脫模時作用壓 縮空氣.另外，空氣通路64經由未圖示的各閥連接于真空抽吸裝置和 壓縮空氣供應裝置。空氣通路64與形成在型腔形成塊54和第1抵接 塊53之間的空氣通路64a、以及形成在型腔形成塊54和第2抵接塊55 之間的空氣通路64b連接，另外，經由上述空氣通路64a、 64b，從型 腔形成塊54與第1抵接塊53和第2抵接塊55的間隙對型腔14噴出壓 縮空氣，再者在射出前抽吸型腔14內的空氣。此外，通過使型腔形成 塊54的外緣比導光板P的外形小，能夠對作為轉印面的型腔形成面62 噴出更多的壓縮空氣。
接下來說明本實施方式的射出壓縮成形機11所進行的射出壓縮成 形方法。此外，如上所述，本發明也可以通過一般的射出成形方法實 現，但是以作為其中一個領域的射出壓縮成形方法為最佳的實施方 式。另外，如圖6所示，在本實施方式中，對角尺寸為2英寸、板厚 為0.6mm的導光板以4秒的成形循環時間來成形，其明細為開閉模時 間(包含取出時間和中間時間)1.35秒，射出時間0.05秒，保壓時間0.4 秒，冷卻時間2.2秒(實質上冷卻是從開始射出開始的)，因此在本實施 方式中，向可動模具12的型芯部16的冷卻介質流路28、突出銷20和 澆口部形成面39附近的冷卻介質流路46、固定模具l3的冷卻介質流 路形成塊52的冷卻介質流路61、澆道套56附近的冷卻介質流路63，
流過通過調溫器分別將溫度控制為ioox:的冷卻介質(冷卻水)。此外，
關于該冷卻水的溫度，優選的是分別為50-110"C,優選比作為要成形 的樹脂的聚碳酸醋的玻璃轉移溫度Tg(1451C 1501C)低40 100t:。即 也如圖ll所示，在向澆道套56的冷卻介質流路63流動的冷卻水的溫 度為40TC的情況下，以7秒以上的成形循環時間會使澆道套56過度冷 卻，而產生在成形品中混入冷料斑的問題。再者，在與固定模具13的 型腔形成塊54間的溫度差過大時，除了產生不理想的各部分的熱膨脹 差之外，也會有轉印上的問題，因此不宜在40t:以下進行成形。再者， 當向上述冷卻介質流路63流動的冷卻水的溫度為120r:的情況下，在4 秒時發生澆道切斷，實施起來，在這樣的溫度下冒著澆道切斷的風險 進行成形沒有意義.在現有的一般的導光板成形模具中，不進行澆口
部Pl附近和澆道部P2附近的冷卻。然而在本實施方式中，對澆口部 Pl和澆道部P2也以與型腔形成面27、 62大致相同的溫度進行冷卻. 此外，在本發明中，通過使澆口部Pl和澆道部P2相對于型腔形成面 27、 62具有 60TC +20"C的溫度差，以確保射出時的熔融樹脂的流動 性，并消除導光板P的澆口附近部Pll與澆口遠方部P12之間的板厚 差，從而實現成形循環時間的縮短。
當澆口 Pl的冷卻溫度相對于型腔成形面27、 62的冷卻溫度例如 超過601C時，射出時的樹脂的流動變差，對向型腔14內的射出填充 帶來障礙，如上所述，導光板P的澆口部附近Pll與澆口遠方部P12 的板厚產生差。再者，當澆口部形成面39和澆道套56的冷卻溫度相 對于優選的型腔形成面的冷卻溫度例如超過+20"C時，澆道部P2的冷 卻固化變慢，當可動模具12進行開模并將澆道部P2從澆道套56抽出 時，有時候會造成澆道部P2被切斷，結果導致成形循環時間延長，進 而更為優選的是，澆口部形成面39和澆道套56的冷卻溫度低于型腔 形成面的冷卻溫度.此外，在本發明中，除了型腔形成面27、 62通過 冷卻介質流路28、 61冷卻以外，固定模具13的澆道套56和可動模具 12的澆口部形成面39中的至少一方通過和冷卻介質流路28、 M不同 系統的冷卻介質流路63、 46進行冷卻，由此能夠確保澆口部P1的樹 脂流動性，然而在澆道套和澆口部形成面上并未另外設置冷卻介質流 路的情況下，與澆口部形成面和澆道套的冷卻溫度過高的情況同樣， 會導致成形循環時間延長；當降低模具整體的冷卻溫度時，會導致型 腔形成面的轉印不足。此外，通過改變固定模具13的冷卻介質流路61 和可動模具12的冷卻介質流路28的溫度，也能夠調節導光板P的翹 曲和多折射率等，另外，也可以在可動模具上設置前后移動的澆口切 斷工具，在開模前進行澆口切斷，以將小型導光板P和澆口部Pl分離. 再者，射出裝置的前部區(最接近噴嘴的區)的溫度設定為310 并對聚碳酸酯的熔融樹脂進行計量。此外，使用聚碳酸酯的情況 下的上迷射出裝置的前部區的溫度優選設定為300~3801C.另外，未 圖示的合模裝置動作，使安裝在可動盤上的圖1所示的狀態的可動模 具12與安裝在固定盤上的固定模具13抵接，然后進行合模。這時， 由可動模具12的笫l框體部30、第2框體部31、第3框體部32、第4 框體部33構成的框體部29與由固定模具13的第1抵接塊53和第2抵接塊55形成的框狀部分抵接，在其內部形成有連接于洗道部P2的 包含澆口部形成面39的型腔14,另外，當形成型腔14時，將閥打開 以使空氣通路44、 45、 64與真空抽吸裝置連接，從而抽吸型腔14內 的空氣。此外，在本實施方式中，為了縮短成形循環時間，未圖示的 射出裝置的噴嘴始終抵接于澆道套56
模具抵接后射出開始前的合模力是可動模具12的模具主體部15 和可動框部17的支持板24克服彈簧23的彈壓力而抵接的合模力，在 本實施方式中為50~100kN.另外，如圖2所示，通過支持板24抵接 于模具主體部15,框體部29相對于型芯部16位于后退到最后方的位 置。接著從未圖示的射出裝置的噴嘴經由澆道套56以100 ~ 400mm/sec 的射出速度射出熔融樹脂。可動盤和可動模具12的模具主體部15和 型芯部16通過射出時的壓力再次后退至圖1所示的位置。由此，可動 模具12的可動框部17相對于型芯部16相對前進，從而能夠將熔融樹 脂射出到固定模具13的型腔形成面62和可動模具12的型腔形成面27 的間隔變寬了的型腔14中。這時型腔14的板厚與圖2所示的合模力 作用的位置相比，最大寬50 200nm左右。
另外，當通過射出裝置使螺桿位置到達既定的保壓切換位置時， 從射出控制切換為保壓控制.另外，在進行保壓切換的前后或同時， 將合模力減壓至20~ 50kN。接著使可動模具12的型腔形成面27向固 定模具側移動，對型腔14內的熔融樹脂(從型腔形成面27、 62側進行 固化)進行壓縮.壓縮方向的移動量相對于上述開模方向的移動量，以 向開模方向的移動量的1/3的移動量至等量的移動量進行壓縮。另外， 在本實施方式中，通過可動模具12的移動對熔融樹脂施加壓縮，由此 能夠進行比通常的射出成形更良好的凹槽和凸點的轉印。
因此，在本實施方式中，從開始開模前(排壓前)打開與空氣通路
44、 45、 64連接的閥，從未圖示的壓縮空氣供應源對上述空氣通路44、
45、 64和空氣通路30b、 31b、 32b、 33b、 64a、 64b等供應壓縮空氣， 然后，當經過了既定的合模時間后，通過合模裝置進行排壓。通過排 壓使空氣從各空氣通路64、 64a、 64b作用在導光板P和型腔形成面之 間，從而促進導光板P相對于可動模具12的脫模。
然后，通過合模裝置使可動盤和可動模具12向開模方向移動。這 時在型腔14內已成形的導光板P，通過上述的澆道套56內表面的粗糙
面加工和突出銷20的前端加工等，使澆道部P2容易從澆道套56抽出， 從而實現澆道部P2不會在澆道套56內斷掉的模具設計。因此，即使 使向澆道部P2的澆口部Pl附近的冷卻介質流路46或向澆道部P2附 近的冷卻介質流路63流動的冷卻介質溫度為較高溫，也沒有問題。再 者，在可動模具U側，充滿在上述空氣通路44、 45中的壓縮空氣通 過模具開放，進而經由型腔形成面30c、 31c、 32c、 33c、 33e與側面P9 的間隙等噴出到外部，從而促進導光板P的脫模.在進行開模的同時 或稍晚時間，對上述移動機構的氣缸35的桿側室供應空氣，使包含塊 體43的笫1框體部30向外側(圖1至圖3中的上方)移動，而遠離導光 板P的包含光入射面P3的部分。
然后由未圖示的取出機的把持部把持澆道部P2，并且射出用氣缸 21動作而使突出銷20突出，使澆道部P2的背面側突出，使與澆口部 Pl和澆道部P2連接的導光板P從可動模具12完全地脫模，然后將其 取出并移動到其它的栽置位置。
然后，當從可動模具12取出上述導光板P后，進行下一個成形， 本實施方式的成形循環時間僅為4秒，與現有的導光板的成形循環時 間耗費10幾秒相比，大幅縮短了時間。作為其理由可以列舉出，分別 通過冷卻介質對固定模具13的型腔形成面62、澆道套56、可動模具 12的型腔形成面27和澆口部形成面39進行冷卻控制；以及通過進行 射出壓縮成形能夠縮短保壓時間等。另外，通過由1次成形1個的模 具同時進行l片導光板P的成形，不需要像通過l次成形多個的模具 同時成形多片導光板時那樣還要考慮樹脂的填充平衡等，僅需追求1 片導光板的成形條件，因此幾乎不會產生不合格品.
在本實施方式中，如上所述，以4秒的成形循環時間成形出對角 尺寸為2英寸、板厚為0.6mm的導光板P，但是在本發明中，能夠以 2.5秒~6秒的成形循環時間成形出對角尺寸為1英寸~5英寸(換算成 面積包含75 112以下的情況，也包含在四角沒有角部但在上述面積范 圍內的情況)、板厚均一的0J5mm 1.0mm的l片導光板P.如圖7中 的小型導光板的射出壓縮成形方法的圖表所示，成形循環時間為2.5秒 時的明細為，開閉模時間(取出時間、中間時間和射出遲延時間(包含增 壓時間))0.85秒，射出時間0.05秒，保壓時間0.4秒，冷卻時間1.2秒。 此外，只要小型導光板P的尺寸在此范圍內，就不會對成形循環時間 造成太大影響，但若要進一步縮短成形循環時間，則冷卻時間不足，
壁厚最厚的澆道部P2的固化不足，因此無法拔取澆道部P2而會發生 澆道的切斷。
如上所述，在本發明中作為確定成形循環時間中的冷卻時間的要 素，最有影響力的是如圖9所示的澆道部P2的直徑和錐角(出模斜度) 6。在本實施方式中，射出裝置的噴嘴的噴嘴孔(未圖示)的直徑為 1.5mm。在進行澆道的拔出時，為了良好地除去噴嘴前端的樹脂，澆道 套56的噴嘴孔側的注入孔56a的直徑需要大于噴嘴孔的直徑，優選的 是1.6mm以上的注入孔。圖10至圖14表示使用取出2個對角尺寸為 2.8英寸、板厚為0.4mm的小型導光板P的導光板的射出壓縮成形模具 進行測試的結果，其測試條件為用來冷卻型腔形成面27、 62的冷卻 介質通路28、 61的冷卻水溫度分別為901C,噴嘴溫度為325TC,加熱 筒前部溫度為3551C，加熱筒中部溫度為370TC，加熱筒后部溫度為360 "C，射出速度為300mm/sec。
圖10是使用注入孔56a的直徑為1.6mm、圖9中放大表示的錐角 6為1° 、長度為25mm的澆道套56時的數據.在本例中，在澆道套 56的冷卻溫度為70"C、 801C的情況下，當成形循環時間變長(變成5 秒以上)時，澆道套56的注入孔56a和噴嘴的噴嘴孔過度冷卻，而產
生無法進行下一個射出或者在成形品中混入冷料斑的問題.另外，當 澆道套56的冷卻溫度為90C時，也成為6秒以上從而發生不良。因此 存在以下問題當澆道套56的注入孔56a的直徑為l石mm時，其實用 范閨變得極窄，當其數值更小時無法進行實用的設定調整。
圖11是使用注入孔56a的直徑為2.0mm、圖9所示的錐角6為1 。、長度為25mm的澆道套56時的數據。在本例中，在各冷卻溫度的 情況下，當成形循環時間為2秒時，都可能會發生澆道部P2的冷卻跟 不上、澆口切斷的情況，除此以外表示良好的結果，然而當成形循環 時間不必要地增長時不具有經濟性。再者，當成形循環時間過度延長 時，會發生噴嘴被冷卻而使熔融樹脂的流動性下降的問題、以及加熱 筒內的熔融樹脂的滯留時間過長而造成樹脂劣化(黃變、黑點)的問 題。另外，關于冷卻水的溫度，在40"C的情況下，由于在成形品中開
始混入冷料斑，所以作為成形使用的冷卻溫度，優選的是sot:以上，
再者，在1201C的情況下，由于澆口切斷在4秒時發生，因此作為成形采用的冷卻溫度，優選的是110TC以下，
圖12是使用注入孔56a的直徑為2.3mm、困9所示的錐角0為1 ° 、長度為25mm的澆道套56時的數據，在本例中，在冷卻溫度為70 "的情況下，當成形循環時間變成3秒時會發生澆口切斷，在冷卻溫 度為801C、 901C的情況下，在成形循環時間為5秒時會發生澆口切斷.
圖13是使用注入孔56a的直徑為2.6nmi、圖9所示的錐角6為1 ° 、長度為25mm的澆道套56時的數據.在本例中，流道連接部56c 的直徑為3.47mm，該部分的冷卻固化需要時間.另外，在本例中，在 冷卻溫度為70TC的情況下，當成形循環時間成為5秒時會發生澆口切 斷，在冷卻溫度為80TC、卯C的情況下，當成形循環時間為6秒時會 發生澆口切斷.因此，在能夠如上所述地使優選的成形循環時間為6 秒以內的直徑中，可以說注入孔56a的直徑為2.6mm的情況是上限的 直徑。
再者，圖14是使用注入孔56a的直徑分別為1.6mm、 2.0mm、 2.3mm、 2.6mm，錐角0為1.5° 、長度為25mm的澆道套56，在冷卻 溫度為701C的條件下進行測試時的數據。在本例中，流道連接部56c 的直徑與上述對應地分別為2.9mm、 3.3mm、 3.6mm、 3.9mm，存在該 部分的冷卻固化特別慢的問題.另外，在注入孔56a的直徑為2.6mm、 錐角6為1.5。的示例中，在冷卻溫度為701C的情況下，當成形循環時 間為5秒時會發生澆口切斷，在6秒時會觀察到澆道的伸長或彎曲. 再者，關于其它的注入孔56a的直徑，與澆道套S6的內孔S6b的錐角 6為1。的情況相比，若不延長最短的成形循環時間就會發生成形不 良。因此判斷為，在成形循環時間為6秒以內的情況下，具有冷卻最 慢的流道連接部56c的直徑3.6mm的內孔56b的澆道套56在實用范圍 具有最大的直徑。
另外，澆道套56的內孔56b的優選的錐角6優選從注入孔56a朝 向流道連接部56c擴徑0.5 ~ 2.0° 。但是，當流道連接部56c的直徑超 過3.6mm時，即使成形循環時間是6秒(冷卻時間為3.9秒)，流道連接 部56c附近的冷卻固化也會變慢，在開模時可能發生澆道部P2的切 斷。澆道部P2—旦殘留在澆道套56內，則連續成形會被中斷，而且 熟練的作業人員需要在狹窄的空間內進行作業以取出澆道部P2，也有 可能會損壞模具.再者，在澆道套56的小徑部設置有冷卻介質流路63
的部分的壁厚56d優選為15-30mm左右.
再者，在本發明中，如圖8的圖表所示，通過射出壓縮成形以成 形循環時間6.0秒也能夠成形出對角尺寸3英寸、板厚0.6mm(均一板 厚)的具有轉印圖案的導光板，這時的冷卻時間為3.9秒。所成形的導 光板的面積、板厚越大，成形循環時間有越長的傾向，但若進一步延 長成形循環時間，則在經濟性等方面存在問題，當例如進而超過9~10 秒時，也會發生噴嘴冷卻、加熱筒內的樹脂劣化的問題。此外，在圖8 的小型導光板的射出壓縮成形方法中，也是使用和本實施方式相同的 澆道套56.
已成形的導光板P在澆口部P1的部分分離并進行精加工處理，然 后作為側光型導光板組裝在顯示裝置中。另外，對于在本實施方式中 已成形的導光板P，澆口附近部Pll和澆口遠方部P12的板厚P6的差 如果在l(Him以內則屬于合格產品。再者，當將上述導光板P和作為光 源的LED等組合后進行測試時，其均一度以及將光出射面9等分時各 部分的平均亮度均符合目標，表示出良好的結果.
關于本發明，雖未逐一列舉，但并不限于如上所述的本實施方式， 本領域的技術人員根據本發明的主旨添加的變更當然也適用.雖然在 本實施方式中針對對角尺寸為2英寸的便攜電話用的導光板的射出壓 縮成形模具進行了說明，但也能制造其它的小型導光板(l英寸~5英 寸，板厚0.25mm ~ l.Omm)。
再者，在本實施方式中，以同時成形1片便攜電話用的導光板的1 次成形1片的射出壓縮成形模具為例進行了說明，但例如同時成形2 片導光板的模具同樣可以實施。再者，在本實施方式中，對在水平方 向進行開閉模的安裝在射出壓縮成形機上的射出壓縮成形模具進行了 說明，但也可以是在垂直方向上進行開閉模的射出壓縮成形模具。
進而，在本實施方式中，由于本實施方式的導光板P的板厚為 0.6mm，所以采用射出壓縮成形方法，但在板厚為0.25mm ~ 0.5mm左
右的情況下，也考慮使用作為射出壓縮成形的一個領域的射出模壓方 法，射出模壓由于在閉模位置型腔的間隔已經擴大，因此即使板厚極 薄也能以較低速、較低壓進行射出，在射出后使可動模具保持原樣前 進而進行壓縮。再者，這時的合模速度優選為高速.另外，例如上面 所述，在導光板的板厚為0.25mm ~ 0.5mm的情況下，若在50% ~ 100%板厚的射出前進一步加寬型腔的間隔，則熔融樹脂的填充變得容易且
板厚變得均一。再者，當板厚較薄時，加寬設置澆口部也有效。圖15 所示的表示小型導光板的射出模壓方法的圖表表示以4.2秒的成形循 環時間成形出對角尺寸3英寸、板厚0,3mm(均一板厚)的具有轉印圖案 的導光板的示例.這時的冷卻時間為2.2秒。
再者，關于成形所使用的樹脂，雖然記栽了聚碳酸醋(例如出光 興產的達夫隆LC1500)，但只要是光學性能優異的樹脂，也可以是其 它樹脂，作為例子可以列舉出曱基丙烯酸樹脂、環烯烴聚合物樹脂等. 甲基丙烯酸樹脂的玻璃轉移溫度為90TC,在使用甲基丙烯酸樹脂的情 況下，冷卻介質溫度優選為40~801C。再者，在其他樹脂的情況下， 同樣由于根據樹脂不同，熔融樹脂的溫度和玻璃轉移溫度會不同，因
此冷卻介質的溫度和成形循環時間當然也會有所不同.再者，在本發 明中，導光板的范疇也可以包括光擴散板等具有透光性的樹脂板.
權利要求
1.一種小型導光板的射出壓縮成形方法，是對角尺寸為1英寸～5英寸、最厚部分的板厚為0.25mm～1.0mm以下的小型導光板的射出壓縮成形方法，其特征在于，通過固定模具的型腔形成面和可動模具的型腔形成面形成容積和板厚可變的型腔，在某一方的型腔形成面上具有轉印面，上述固定模具的型腔形成面和可動模具的型腔形成面由冷卻介質流路進行冷卻，并且澆道套或澆口部形成面中的至少一方由與上述型腔形成面的冷卻介質流路不同的冷卻介質流路進行冷卻，在上述型腔中以1成形循環時間2.5秒～6秒的時間成形上述小型導光板。
2. 如權利要求1所述的小型導光板的射出壓縮成形方法，其特征在 于，小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的樹脂是聚碳酸酯，向冷卻上述澆道套或洗口部形成面中的至少一方的冷卻介質流路 流動的冷卻介質的溫度是50℃ ~110℃。
3. 如權利要求1或2所述的小型導光板的射出壓縮成形方法，其特 征在于，小型導光板的射出壓縮成形方法所使用的樹脂是聚碳酸酯， 將射出裝置的前部區的溫度設定為300~3801C,并使上述樹脂熔融。
4. 如權利要求1至3中的任一項所迷的小型導光板的射出壓縮成形 方法，其特征在于，在脫模前或脫模時，從上述固定模具和可動模具 對已成形的導光板作用壓縮空氣。
5. 如權利要求1至4中的任一項所述的小型導光板的射出壓縮成形 方法，其特征在于，在以一個型腔對應于一個連通于射出裝置的澆道 的l次成形l個的模具內，進行上述小型導光板的成形。
6. —種小型導光板的射出壓縮成形模具，是對角尺寸為1英寸~5 英寸、最厚部分的板厚為0.25mn-l.0mm以下的小型導光板的射出壓縮成形模具，其特征在于，通過固定模具的型聘形成面和可動模具的型腔形成面形成容積和 板厚可變的型腔，在某一方的型腔形成面上具有轉印面，上述固定模具的型腔形成面和可動模具的型腔形成面由冷卻介質 流路進行冷卻，并且澆道套和澆口部形成面由與上述型腔形成面的冷卻介質流路 不同的冷卻介質流路進行冷卻。
7. 如權利要求6所述的小型導光板的射出壓縮成形模具，其特征在于，在脫模前或脫模時，從上述固定模具和可動模具對已成形的導光 板作用壓縮空氣。
8. 如權利要求6或7所述的小型導光板的射出壓縮成形模具，其特 征在于，在以一個型腔對應于一個連通于射出裝置的澆道的1次成形1 個的模具內，進行上述小型導光板的成形.
9. 一種小型導光板，該小型導光板是通過上述權利要求1至5項中 的任一項所述的小型導光板的射出壓縮成形方法來成形的。
全文摘要
本發明的目的在于提供一種小型導光板的射出壓縮成形方法，以通過射出壓縮成形成形出小型導光板時，縮短小型導光板的成形循環時間并成形出光學性能優異的小型導光板。在進行對角尺寸1英寸～5英寸，最厚部分的板厚0.25mm～1.0mm以下小型導光板(P)的射出壓縮成形時，除了固定模具(13)的型腔形成面(62)和可動模具(12)的型腔形成面(27)以外，固定模具(13)的澆道套(56)或可動模具(12)的澆口部形成面(39)中的至少一方，分別由不同的冷卻介質流路(61、28、63、46)冷卻，以成形出小型導光板(P)。
文檔編號B29C45/57GK101204843SQ20071014961
公開日2008年6月25日 申請日期2007年9月10日 優先權日2006年12月19日
發明者蛯名利幸, 西田一彥 申請人:株式會社名機制作所