專利名稱：厚導(dǎo)光板的成型方法以及成型用模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為液晶顯示器的背景光使用的合成樹(shù)脂制造的導(dǎo)光板的成型方法以及成型用模具，雖未進(jìn)行限定，但涉及適合于成型例如厚度為6mm以上的大型厚導(dǎo)光板的成型方法以及成型用模具。
背景技術(shù)：
計(jì)算機(jī)、液晶電視等的液晶顯示裝置由液晶顯示器和導(dǎo)光板構(gòu)成。并且，在導(dǎo)光板的側(cè)部設(shè)置有光源。因此，該光源放射出來(lái)的光受到形成于導(dǎo)光板的一面上的反光層的反射而從射光面射出。由這個(gè)光對(duì)液晶顯示器的整個(gè)面進(jìn)行照明。
這種導(dǎo)光板是將丙烯酸樹(shù)脂板裁切成既定大小，再在其表面上印刷點(diǎn)狀、槽狀等圖案而制成的。但是，在監(jiān)視器領(lǐng)域，正在發(fā)生著從陰極射線管CRT向液晶顯示器轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象，丙烯酸樹(shù)脂板、特別是較厚丙烯酸樹(shù)脂板的供應(yīng)不足，人們希望供給注射成型的導(dǎo)光板。
眾所周知，注射成型法由加熱筒、以及設(shè)置在該加熱筒內(nèi)的能夠沿旋轉(zhuǎn)方向和軸向自由驅(qū)動(dòng)的螺桿構(gòu)成。因此，當(dāng)邊向加熱筒內(nèi)供給樹(shù)脂材料邊驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)時(shí)，樹(shù)脂材料在被螺桿向前方輸送的過(guò)程中，會(huì)在從加熱筒的外周施加的熱量、以及螺桿的旋轉(zhuǎn)摩擦力或剪切力所產(chǎn)生的熱量的作用下熔融，并且積蓄在加熱筒前方的計(jì)量室中。因此，將其注入處于合模狀態(tài)的模具的賦型空間，待冷卻固化后將模具打開(kāi)便可得到成型品。但是，就導(dǎo)光板的反光面而言，要求有很好的復(fù)制性，而且要求成型出沒(méi)有合模面等痕跡的高質(zhì)量的成型品。就反光面圖案復(fù)制到導(dǎo)光板上的復(fù)制性而言，提高賦型空間的表面溫度，可使熔融樹(shù)脂良好流動(dòng)因而復(fù)制性提高。但是，將導(dǎo)致為了從模具中取出而進(jìn)行的冷卻·固化的時(shí)間延長(zhǎng)，成型周期延長(zhǎng)。為此，專利文獻(xiàn)1～4提出了注射填充熔融樹(shù)脂時(shí)強(qiáng)制進(jìn)行加熱、填充完了后進(jìn)行保壓時(shí)強(qiáng)制進(jìn)行冷卻的熱循環(huán)法。
特公昭45-22020號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]特開(kāi)昭51-22759號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]特開(kāi)昭55-109639號(hào)公報(bào) 特開(kāi)昭57-16522號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)5]特開(kāi)2001-18229[專利文獻(xiàn)6]特開(kāi)2002-210795[專利文獻(xiàn)7]特開(kāi)平9-155875號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)8]特開(kāi)2002-46159專利文獻(xiàn)5提出對(duì)上述熱循環(huán)法進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)后的成型方法。即，提出一種在模具與模具鑲塊之間設(shè)置絕熱層，使得加熱媒體和冷卻媒體流入模具鑲塊的模腔表面附近的模具。此外，專利文獻(xiàn)6提出一種樹(shù)脂供給路徑為半熱流道方式，在所述樹(shù)脂通路的局部設(shè)置加熱·冷卻媒體流通路徑，交替地對(duì)模腔表面進(jìn)行加熱·冷卻的模具。
利用注射成型法成型導(dǎo)光板的成型方法在專利文獻(xiàn)7、8也有公開(kāi)。即，專利文獻(xiàn)7公開(kāi)的是，在構(gòu)成模具成型面的表面和具有做成凹凸?fàn)畲植诿娴膱D案表面的金屬板之間設(shè)置有絕熱層的注射成型用模具。而專利文獻(xiàn)8公開(kāi)的是，在熔融樹(shù)脂的粘度在50～5000Pa·sec的范圍內(nèi)時(shí)，使之從澆口通過(guò)并以1～15cm3/sec范圍的注射速率向模具的模腔內(nèi)注射填充的成型方法。
根據(jù)專利文獻(xiàn)1～4提出的成型方法，是在模腔表面被加熱成高溫時(shí)進(jìn)行填充的，因而能夠得到復(fù)制性非常好的成型品，此外，由于強(qiáng)制進(jìn)行冷卻，因而具有成型周期短的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)專利文獻(xiàn)5記載的方法，具有模具的模腔表面的加熱與冷卻的交替可在較短時(shí)間完成，通過(guò)加熱模具可增加熔融樹(shù)脂的流動(dòng)性，能夠成型薄壁等特點(diǎn)。根據(jù)專利文獻(xiàn)6記載的發(fā)明，由于采用熱循環(huán)法，并且在樹(shù)脂供給路徑的局部設(shè)置絕熱層，因此，具有能夠抑制在成型品表面產(chǎn)生微小的收縮凹斑、條痕(hesitation)等的效果。根據(jù)專利文獻(xiàn)7記載的發(fā)明，在模具與具有圖案表面的金屬板之間設(shè)置有絕熱層，因此，當(dāng)注射可注塑的高溫熔融樹(shù)脂時(shí)，模具可被暫時(shí)性加熱，使模具表面得到充分復(fù)制，而根據(jù)專利文獻(xiàn)8記載的發(fā)明，以低速進(jìn)行注射，因而能夠抑制收縮凹斑的產(chǎn)生，能夠制作出較厚的面積較大的制品。
但是，上述現(xiàn)有的成型方法中，存在著在成型例如6mm以上的厚導(dǎo)光板時(shí)耗費(fèi)時(shí)間太多的缺點(diǎn)。特別是專利文獻(xiàn)8的發(fā)明，是在熔融樹(shù)脂的粘度在50～5000Pa·sec的范圍內(nèi)時(shí)，使之從澆口通過(guò)，以1～15cm3/sec范圍的注射速率進(jìn)行注射的，因此，有可能導(dǎo)致成型周期長(zhǎng)。此外，若以上述熱循環(huán)成型法進(jìn)行厚度在6mm以上的厚導(dǎo)光板的成型，則保壓工序?qū)㈤L(zhǎng)達(dá)例如90秒，實(shí)施起來(lái)存在著問(wèn)題。
另一方面，向模具的賦型空間內(nèi)填充既定量的熔融樹(shù)脂，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)模向合模方向移動(dòng)而對(duì)填充的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮的注射·壓縮成型方法也已公知。因此，若將這種注射·壓縮成型方法與上述熱循環(huán)成型法進(jìn)行組合，在填充既定量之后將作為熔融樹(shù)脂的通路的澆口關(guān)閉進(jìn)行壓縮，則保壓工序時(shí)間實(shí)質(zhì)上將為零，填充后可以立即驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)入將樹(shù)脂材料熔融的計(jì)量工序，因此，能夠縮短成型周期。但是，有時(shí)會(huì)在厚導(dǎo)光板的表面產(chǎn)生凹陷、即收縮凹斑或凹痕，作為導(dǎo)光板其質(zhì)量明顯降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)以往存在的上述問(wèn)題提出的，其目的是提供一種能夠以較短的成型周期成型出高質(zhì)量厚導(dǎo)光板的厚導(dǎo)光板的成型方法以及成型用模具。
為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明采用了如下方案。
(1)保壓時(shí)間的縮短在以注射成型法進(jìn)行成型時(shí)，為了防止由于體積隨著冷卻固化而縮小從而在成型品的表面產(chǎn)生收縮凹斑，要實(shí)施從澆口施加一定的樹(shù)脂壓力的保壓工序，但若使用一般的通用的模具，在例如成型較厚的成型品時(shí)這種保壓工序需要長(zhǎng)達(dá)90秒的時(shí)間。
但是，如果在向模具的賦型空間注射填充既定量的熔融樹(shù)脂之后，將作為熔融樹(shù)脂的通路的澆口關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)移動(dòng)模向合模方向移動(dòng)以進(jìn)行壓縮，則可使保壓工序時(shí)間實(shí)質(zhì)上為零，可以在填充后立即驅(qū)動(dòng)螺桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)入將樹(shù)脂材料熔融的計(jì)量工序。為此，在本發(fā)明中采用了注射·壓縮成型方法。此時(shí)，澆口采用閥式澆口，流道采用熱流道。
根據(jù)本發(fā)明，成型厚導(dǎo)光板的賦型空間由用來(lái)成型該厚導(dǎo)光板的兩面的模腔和模芯、以及用來(lái)成型周面的周壁構(gòu)成，但在驅(qū)動(dòng)模具向合模方向移動(dòng)而對(duì)所填充的既定量的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮時(shí)，所述周壁的溫度要高于模腔和模芯的溫度。模具上所形成的賦型空間的冷卻速度是其周壁比模腔或模芯要快。由于冷卻速度快，因而僅靠壓縮無(wú)法彌補(bǔ)隨著冷卻而發(fā)生的熱收縮量，會(huì)在厚導(dǎo)光板的表面產(chǎn)生收縮凹斑，而提高周壁的溫度，使其冷卻得慢，則能夠充分發(fā)揮壓縮的效果，抑制收縮凹斑的產(chǎn)生。例如，用丙烯酸樹(shù)脂成型厚導(dǎo)光板時(shí)，為了減緩周壁的冷卻速度以提高壓縮效果，周壁的溫度要保持在120～130℃。
(2)填充時(shí)間的縮短一般來(lái)說(shuō)，填充時(shí)間短則容易在澆口周邊產(chǎn)生熔合紋、銀色(silver)等外觀缺陷，因此要使填充時(shí)間足夠長(zhǎng)，但在本發(fā)明中，根據(jù)厚導(dǎo)光板的厚度，將閥式澆口的直徑和開(kāi)關(guān)行程以及澆口的厚度在可能的范圍內(nèi)設(shè)計(jì)得較大。因此，可以縮短填充時(shí)間而不會(huì)產(chǎn)生外觀缺陷，進(jìn)而使成型周期縮短。
(3)樹(shù)脂溫度和模具溫度的低溫化降低樹(shù)脂的溫度和模具的溫度，可縮短冷卻·固化時(shí)間，從而縮短成型周期，但樹(shù)脂和模具的溫度低，會(huì)導(dǎo)致注射的熔融樹(shù)脂的與構(gòu)成賦型空間的壁接觸的部分在壓縮壓力起作用之前開(kāi)始固化，使得向厚導(dǎo)光板進(jìn)行復(fù)制的復(fù)制性降低。為此，在本發(fā)明中，采用了進(jìn)行注射·壓縮時(shí)對(duì)模具急速加熱以提高復(fù)制性、填充后急速冷卻的所謂熱循環(huán)成型法。具體地說(shuō)，在樹(shù)脂為甲基丙烯酸樹(shù)脂的場(chǎng)合，在樹(shù)脂溫度保持在例如230℃、模具溫度保持在75℃以上的狀態(tài)下進(jìn)行注射填充后，急速冷卻到40℃，之后使厚導(dǎo)光板成型品的表面溫度降低到例如65℃后取出。
(4)絕熱層的采用如上所述，降低模具溫度會(huì)導(dǎo)致填充于賦型空間內(nèi)的熔融樹(shù)脂的溫度下降、復(fù)制性降低，因此，在本發(fā)明中，在構(gòu)成賦型空間的壁面上設(shè)置了絕熱層。通過(guò)設(shè)置絕熱層，可使構(gòu)成賦型空間的壁面處于被注射的熔融樹(shù)脂暫時(shí)加熱的狀態(tài)，壓縮壓力可充分起作用，使復(fù)制性得到提高。這種絕熱層由聚砜、聚醚砜等非結(jié)晶性耐熱聚合物、聚酰亞胺、環(huán)氧樹(shù)脂等形成。例如，要使聚酰亞胺密貼在模具上時(shí)，可將直鏈型高分子聚酰亞胺的原料物質(zhì)溶液涂布在模具上，再進(jìn)行加熱。這樣，在模具表面可形成作為絕熱層的聚酰亞胺層。
(5)鑲塊的采用由于如上所述，模腔、模芯和周壁要被加熱·冷卻，因而要在模具中設(shè)置加熱裝置或冷卻裝置。為此，最好是設(shè)置鑲塊。即，設(shè)置模腔鑲塊、模芯鑲塊和周壁鑲塊。而且，在這些鑲塊中設(shè)置可獨(dú)立地對(duì)其進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)的熱媒管和冷媒管。此外，由于這些鑲塊要被急速加熱·急速冷卻，因而最好是由導(dǎo)熱性好的合金例如鈹-銅合金形成。使用這種導(dǎo)熱性好的合金，與不銹鋼制造的鑲塊相比，能夠使鑲塊的溫度的上升時(shí)間和下降時(shí)間縮短到約1/2。
(6)印模的使用根據(jù)本發(fā)明，為了在厚導(dǎo)光板的表面形成反光層，需要在模腔模板或模芯模板上形成點(diǎn)狀、槽狀等圖案，但在使用模腔鑲塊和模芯鑲塊的場(chǎng)合，可將其形成在這些鑲塊上?；蛘撸褂眯纬捎悬c(diǎn)狀、槽狀等圖案的印模。這種印模例如可按照專利文獻(xiàn)7所公開(kāi)的方法制造。此時(shí)，還可以在印模的背面設(shè)置如前所述的絕熱層。
如上所述，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的厚導(dǎo)光板的成型方法為一種由注射工序、壓縮工序以及取出工序構(gòu)成的成型方法，該注射工序是將既定量的熔融樹(shù)脂經(jīng)由熱流道和閥式澆口填充到由固定模的模腔模板、移動(dòng)模的模芯模板、以及將由所述模腔模板和模芯模板構(gòu)成的開(kāi)放空間的四周封閉的周壁構(gòu)成的賦型空間內(nèi)的工序，該壓縮工序是在所述注射工序之后將所述閥式澆口關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)模相對(duì)于所述固定模向合模方向移動(dòng)而對(duì)填充的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮的工序，該取出工序是在所述壓縮工序之后經(jīng)過(guò)冷卻將移動(dòng)模打開(kāi)，將通過(guò)所述模腔模板或所述模芯模板復(fù)制出反光層圖案的導(dǎo)光板取出的工序；進(jìn)行所述注射工序時(shí)，對(duì)所述模腔模板、所述模芯模板和所述周壁的溫度進(jìn)行調(diào)整，并且，所述壓縮工序是在所述周壁的溫度高于所述模腔模板和所述模芯模板的溫度的狀態(tài)下實(shí)施。
此外，本發(fā)明所提供的厚導(dǎo)光板的成型方法為一種由注射工序、壓縮工序、以及取出工序構(gòu)成的成型方法，該注射工序是將既定量的熔融樹(shù)脂經(jīng)由熱流道和閥式澆口填充到由固定模的模腔鑲塊、移動(dòng)模的模芯鑲塊、以及將由所述模腔鑲塊和模芯鑲塊構(gòu)成的開(kāi)放空間的四周封閉的周壁鑲塊構(gòu)成的賦型空間內(nèi)的工序，該壓縮工序是在所述注射工序之后將所述閥式澆口關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)模相對(duì)于所述固定模向合模方向移動(dòng)而對(duì)填充的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮的工序，該取出工序是在所述壓縮工序之后經(jīng)過(guò)冷卻將所述移動(dòng)模打開(kāi)，將通過(guò)所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊復(fù)制出反光層圖案的導(dǎo)光板取出的工序；進(jìn)行所述注射工序時(shí)，對(duì)所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊和所述周壁鑲塊的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且，所述壓縮工序是在所述周壁鑲塊的溫度高于所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊的溫度的狀態(tài)下實(shí)施。
此外，根據(jù)本發(fā)明，是在所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊上設(shè)置用來(lái)成型反光層圖案的印模而進(jìn)行成型的。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在所述模腔鑲塊上設(shè)置用來(lái)復(fù)制反光層圖案的印模，在所述模芯鑲塊的表面設(shè)置絕熱層，并且在所述模芯鑲塊平時(shí)被冷卻水冷卻的情況下進(jìn)行成型。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在所述模腔鑲塊的正面設(shè)置用來(lái)復(fù)制反光層圖案的印模，在所述印模的背面和所述模芯鑲塊的表面設(shè)置絕熱層，并且在所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊平時(shí)被冷卻水冷卻的情況下進(jìn)行成型。
此外，根據(jù)本發(fā)明，所述模腔模板、所述模芯模板以及所述周壁的加熱·冷卻由一臺(tái)加熱·冷卻裝置進(jìn)行，熱媒體和冷媒體的切換時(shí)序在成型周期內(nèi)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。
此外，根據(jù)本發(fā)明，所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊以及所述周壁鑲塊的加熱·冷卻由一臺(tái)加熱·冷卻裝置進(jìn)行，熱媒體和冷媒體的切換時(shí)序在成型周期內(nèi)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。
此外，根據(jù)本發(fā)明，將以上述方法得到的厚導(dǎo)光板放在已冷卻的下部冷卻胎具上，并以同樣已冷卻的上部冷卻胎具壓住，對(duì)厚導(dǎo)光板進(jìn)行冷卻的同時(shí)，以所述兩個(gè)胎具夾住并向頂推方向施加載荷進(jìn)行翹曲矯正。
本發(fā)明所提供的厚導(dǎo)光板的成型用模具為這樣一種模具，即，由固定模和填充既定量熔融樹(shù)脂后可向合模方向進(jìn)行壓縮的移動(dòng)模構(gòu)成，這些模具合模時(shí)所形成的賦型空間經(jīng)由樹(shù)脂通路可啟閉的閥式澆口與熱流道連通，當(dāng)從所述熱流道向賦型空間注射填充熔融樹(shù)脂時(shí)，通過(guò)所述固定模或移動(dòng)模將反光面復(fù)制到厚導(dǎo)光板上；所述固定模和移動(dòng)模被加熱和冷卻，并且，構(gòu)成所述賦型空間的周部的周壁的溫度可獨(dú)立于所述固定模和移動(dòng)模進(jìn)行調(diào)節(jié)。
此外，本發(fā)明所提供的厚導(dǎo)光板的成型用模具為這樣一種模具，即，由固定模和填充既定量熔融樹(shù)脂后可向合模方向進(jìn)行壓縮的移動(dòng)模構(gòu)成，所述固定模上設(shè)置有模腔鑲塊，所述移動(dòng)模上設(shè)置有模芯鑲塊，并且，在所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊的周邊設(shè)置有周壁鑲塊，當(dāng)所述移動(dòng)模相對(duì)于所述固定模合模時(shí)，由所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊和所述周壁鑲塊形成賦型空間，該賦型空間經(jīng)由樹(shù)脂通路可啟閉的閥式澆口與熱流道連通，當(dāng)從所述熱流道向所述賦型空間注射填充熔融樹(shù)脂時(shí)，通過(guò)所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊可將反光面復(fù)制到厚導(dǎo)光板上；所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊可被加熱和冷卻，并且，所述周壁鑲塊的溫度可獨(dú)立于所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在所述模腔鑲塊上設(shè)置有用來(lái)將反光層圖案復(fù)制到厚導(dǎo)光板的表面上的印模。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在所述模芯鑲塊的表面設(shè)置有絕熱層。
此外，根據(jù)本發(fā)明，在所述模芯鑲塊的表面、以及所述印模的背面與所述模腔鑲塊之間設(shè)置有絕熱層。
此外，根據(jù)本發(fā)明，所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊和所述周壁鑲塊由鈹-銅合金構(gòu)成。
如上所述，本發(fā)明將壓縮工序作為發(fā)明的構(gòu)成要素的一部分，因此，能夠在實(shí)施壓縮工序時(shí)使樹(shù)脂材料變得可以注塑，縮短成型周期。此時(shí)，在進(jìn)行注射工序時(shí)，對(duì)模腔、模芯以及周壁的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)例如進(jìn)行加熱，因此，可使熔融樹(shù)脂保持很高的流動(dòng)性，此外，壓縮工序是在周壁的溫度高于模腔和模芯的溫度的狀態(tài)下實(shí)施的，因此，能夠得到本發(fā)明所特有的效果，即，具有優(yōu)異的復(fù)制性，可抑制厚導(dǎo)光板表面收縮凹斑的產(chǎn)生，并且能夠以較短的成型周期得到具有優(yōu)異光學(xué)性能的厚導(dǎo)光板。
此外，根據(jù)其它方案，賦型空間由鑲塊構(gòu)成，因此，還能夠得到可以很容易地將加熱或冷卻裝置裝設(shè)在這些鑲塊中的效果，以及能夠以合適的材料構(gòu)成鑲塊的效果。而根據(jù)設(shè)置有印模的發(fā)明，除了具有上述效果之外，還能夠得到復(fù)制性非常好的厚導(dǎo)光板。此外，根據(jù)模腔鑲塊或模芯鑲塊上設(shè)置有絕熱層的發(fā)明，即使在模腔鑲塊或模芯鑲塊平時(shí)被冷卻的狀態(tài)下進(jìn)行注射·填充，賦型空間也能夠處于被填充的高溫熔融樹(shù)脂暫時(shí)加熱的狀態(tài)，不會(huì)導(dǎo)致復(fù)制性降低。由于模腔鑲塊或模芯鑲塊被經(jīng)常性冷卻，因此，能夠得到縮短冷卻時(shí)間因而縮短成型周期的效果。


圖1是對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的厚導(dǎo)光板成型用模具打開(kāi)時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行展示的示意性剖視圖。
圖2是對(duì)使用本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的模具進(jìn)行成型時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行展示的附圖，(A)是對(duì)合模后填充既定量的熔融樹(shù)脂時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行展示的剖視圖，(B)是對(duì)所填充的既定量的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮狀態(tài)下的剖視圖。
圖3是為了取出厚導(dǎo)光板而將模具打開(kāi)的狀態(tài)下的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
首先，結(jié)合圖1對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式所涉及的模具進(jìn)行說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的最佳實(shí)施方式的模具是其固定模1上設(shè)置有模腔鑲塊4，移動(dòng)模20上設(shè)置有模芯鑲塊23，在模芯鑲塊23的外周部上設(shè)置有周壁鑲塊30、30。此外，移動(dòng)模20由可壓縮的模具構(gòu)成。
固定模1安裝在固定模安裝板15上。在固定模1的分型線P側(cè)形成有既定大小的第1凹部2，在該第1凹部2的周圍形成有較淺的第2凹部3。模腔鑲塊4靠保持部件5安裝在第1凹部2中，第2凹部3中設(shè)置有引導(dǎo)部件7，該引導(dǎo)部件7具有隨著遠(yuǎn)離分型線P呈錐形傾斜的傾斜面6。該引導(dǎo)部件7可對(duì)后述的周壁鑲塊30、30進(jìn)行引導(dǎo)。模腔鑲塊4由導(dǎo)熱性好的例如鈹-銅合金構(gòu)成，其內(nèi)部設(shè)置有圖1未示出的、150℃左右的加熱媒體和20℃左右的冷卻媒體交替流動(dòng)的加熱·冷卻用的管。此外，形成有點(diǎn)狀、槽狀等圖案的印模8靠保持部件9安裝在模腔鑲塊4的表面上?；蛘撸瑥哪Ｇ昏倝K4的背面通過(guò)多個(gè)真空吸附器進(jìn)行吸附。
閥式澆口10的前端開(kāi)口于如上構(gòu)成的模腔鑲塊4的側(cè)部。圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的示意性剖視圖，繪制得不是很精確，但該閥式澆口10的前端的直徑和啟閉行程以及作為樹(shù)脂流入賦型空間的流入口的澆口的厚度設(shè)計(jì)得盡可能大。例如，在大小為18英寸、厚度為12mm的導(dǎo)光板的制品重量為1500gr的場(chǎng)合，閥式澆口的直徑為5mm、針閥的啟閉行程為30mm，是通常的閥式澆口的1.5～2倍，而且，澆口的厚度是與成型品厚度實(shí)質(zhì)上相同的12mm。這樣一來(lái)，相對(duì)于過(guò)去的閥式澆口所需要的25～30秒填充時(shí)間，能夠以12～15秒的高速完成填充。由于設(shè)計(jì)得較大，因而即使為了縮短成型周期而在短時(shí)間內(nèi)完成注射，也不會(huì)在澆口的周邊產(chǎn)生熔合紋、銀色等外觀缺陷。根據(jù)本實(shí)施方式，閥式澆口10為熱澆口，在其內(nèi)部的樹(shù)脂通路11中形成有直徑呈錐形縮小的座12。此外，該樹(shù)脂通路11中設(shè)置有可到達(dá)固定模安裝板15處的閥桿13。該閥桿13在內(nèi)裝在固定模安裝板15中的液壓或氣壓的活塞缸體組件14的驅(qū)動(dòng)下，能夠沿軸向移動(dòng)從而或就位于座12中或從座12中脫離。由此，可將閥式澆10的樹(shù)脂通路11關(guān)閉或打開(kāi)。固定模安裝板15上安裝有定位環(huán)16，直澆口17經(jīng)設(shè)置在固定模安裝板15與固定模1之間的熱流道18與閥式澆口10之間的樹(shù)脂通路11連通。
與固定模1成對(duì)的移動(dòng)模20在本實(shí)施方式中是由安裝在移動(dòng)模安裝板21上的能夠向分型線P側(cè)移動(dòng)的墊塊22、以及位于其內(nèi)側(cè)的模芯鑲塊23構(gòu)成。更具體地說(shuō)，墊塊22和模芯鑲塊23通過(guò)多根導(dǎo)銷26能夠向分型線P側(cè)自由移動(dòng)，墊塊22受到設(shè)置在多處的彈簧27的指向分型線P側(cè)的彈性力的作用。因此，在圖1所示模具打開(kāi)的狀態(tài)下，在墊塊22的后表面與移動(dòng)模安裝板21的前表面之間可形成既定的壓縮量D。此外，模芯鑲塊23能夠返回而使其后表面與移動(dòng)模安裝板21前表面接觸。這樣構(gòu)成的模芯鑲塊23與前述模腔鑲塊4同樣，由鈹-銅合金構(gòu)成，在其內(nèi)部設(shè)置有圖1未示出的、150℃左右的加熱媒體和20℃左右的冷卻媒體交替流動(dòng)的加熱·冷卻用管。
在如上構(gòu)成的模芯鑲塊23的周邊設(shè)置有被分成多個(gè)的周壁鑲塊30、30。這些周壁鑲塊30、30是為了成型出例如方形的厚導(dǎo)光板的四周側(cè)面的，為了使厚導(dǎo)光板容易取出，做成了滑動(dòng)式。即，根據(jù)本實(shí)施方式，對(duì)于方形的厚導(dǎo)光板，能夠在使該方形的面積變小的方向和變大的方向滑動(dòng)。由于是分離的、可以滑動(dòng)的，因此，雖然在圖1所示模具打開(kāi)的狀態(tài)下，在周壁鑲塊30、30的內(nèi)側(cè)面與模芯鑲塊23的端部外周面之間存在間隙s、s，但合模后該間隙s便消失。這樣構(gòu)成的周壁鑲塊30、30也由鈹-銅合金構(gòu)成，在其內(nèi)部設(shè)置有加熱媒體和冷卻媒體交替流動(dòng)的加熱·冷卻用管。此外，在其分型線P側(cè)形成有合模時(shí)可與印模8的保持部件9卡合的凹部31，在其外周上形成有朝向前端傾斜的錐面32、32。這些錐面32、32在合模時(shí)與引導(dǎo)部件7的傾斜面6接觸，將周壁鑲塊30、30向內(nèi)進(jìn)行引導(dǎo)。
作為上述模腔鑲塊4、模芯鑲塊23和周壁鑲塊30、30，如前所述，特別是在周壁鑲塊30、30中，加熱媒體和冷卻媒體獨(dú)立于其它鑲塊4、23流動(dòng)，為此而設(shè)置的由溫調(diào)單元、冷卻單元和熱交換器構(gòu)成的加熱冷卻源在圖1中未示出。此外，根據(jù)本實(shí)施方式，為了縮短成型周期，是在成型品的表面溫度冷卻到例如65℃左右時(shí)將厚導(dǎo)光板從模具中取出的，但在這種溫度下，復(fù)制到厚導(dǎo)光板表面上的圖案有可能因余熱而變形。為此，在本實(shí)施方式中，對(duì)取出的厚導(dǎo)光板要以外部冷卻裝置進(jìn)行冷卻。外部冷卻裝置在圖1中未示出，是由呈淺盒形的下部冷卻胎具和上部冷卻胎具構(gòu)成的。這些冷卻胎具被冷媒冷卻。此外，上部冷卻胎具還起著壓蓋的作用，若將從模具中取出的厚導(dǎo)光板放在下部冷卻胎具上，再將上部冷卻胎具放在它的上面，以兩個(gè)胎具將其夾住，并以氣壓缸、壓力頭等向頂推方向施加適當(dāng)?shù)呢?fù)荷，則在對(duì)厚導(dǎo)光板進(jìn)行冷卻的同時(shí)還能夠進(jìn)行翹曲矯正。
為了防止損傷厚導(dǎo)光板，還可以在這些冷卻胎具的表面設(shè)置由環(huán)氧樹(shù)脂等形成的保護(hù)片。
下面，就使用上述模具成型厚導(dǎo)光板的例子進(jìn)行說(shuō)明。使移動(dòng)模20相對(duì)于固定模1合模。于是，安裝有模腔鑲塊4的印模8與模芯鑲塊23之間的間隔將例如為12mm。此外，隨著合模動(dòng)作的進(jìn)行，周壁鑲塊30、30的錐面32、32受到引導(dǎo)部件7、7的傾斜面6、6的引導(dǎo)，其內(nèi)側(cè)面與模芯鑲塊23的側(cè)面接觸。這樣，如圖2(A)所示，由印模8、模芯鑲塊23的表面、以及周壁鑲塊30、30的內(nèi)側(cè)面構(gòu)成了密閉的賦型空間K。此時(shí)，可保證墊塊22的后表面與移動(dòng)模安裝板21的前表面之間具有壓縮量D。對(duì)于模腔鑲塊4、模芯鑲塊23和周壁鑲塊30、30，使例如150℃的加熱水流入熱媒管進(jìn)行加熱。
雖未圖示，但通過(guò)眾所周知的注射機(jī)，將既定量的丙烯酸樹(shù)脂、聚苯乙烯、聚碳酸酯等注射材料、例如丙烯酸樹(shù)脂，按照過(guò)去眾所周知的方式使之可以規(guī)定量注塑。之后進(jìn)行注射。熔融樹(shù)脂從直澆口17、熱流道18及閥桿13退避而打開(kāi)的閥式澆口10中通過(guò)后填充到賦型空間K中。填充了既定量但還存在未被填充的空間的狀態(tài)如圖2(A)所示，利用液壓的活塞缸體組件14使閥桿13的前端就位于座12中而將樹(shù)脂通路11關(guān)閉。并且，以合模機(jī)驅(qū)動(dòng)移動(dòng)模20向合模方向移動(dòng)而開(kāi)始進(jìn)行壓縮。隨著壓縮的進(jìn)行以及樹(shù)脂逐漸冷卻，壓縮量D將逐漸接近于零。圖2(B)示出壓縮量D近乎為零、模具即將打開(kāi)前的狀態(tài)。在開(kāi)始進(jìn)行壓縮時(shí)，為了縮短成型周期，由于模腔鑲塊4和模芯鑲塊23的熱容量大，也可以由例如20℃的冷卻水開(kāi)始進(jìn)行冷卻。對(duì)于周壁鑲塊30、30，使加熱媒體繼續(xù)流入以使其保持高于模腔鑲塊4和模芯鑲塊23的溫度。在注射丙烯酸樹(shù)脂的場(chǎng)合，使周壁鑲塊30、30保持在丙烯酸樹(shù)脂的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化點(diǎn)以上的例如120～130℃的高溫，可抑制厚導(dǎo)光板在厚度方向上的冷卻固化，因此，壓縮動(dòng)作能夠很好地跟隨填充在賦型空間K內(nèi)的熔融樹(shù)脂隨著冷卻而產(chǎn)生的體積收縮。因此，能夠抑制成型品表面收縮凹斑的產(chǎn)生。壓縮結(jié)束后使冷卻媒體也流入周壁鑲塊30、30進(jìn)行冷卻。在成型品表面溫度降低到例如65℃時(shí)使移動(dòng)模20打開(kāi)。移動(dòng)模20打開(kāi)時(shí)的狀態(tài)示于圖3。例如用吸盤(pán)吸住厚導(dǎo)光板S將其取出，放到外部冷卻裝置的下部冷卻胎具上，再將上部冷卻胎具放在它上面，用兩個(gè)胎具將其夾住，若利用氣壓缸、壓力頭等向頂推方向施加適當(dāng)?shù)呢?fù)荷，則對(duì)于厚導(dǎo)光板，除了對(duì)其內(nèi)部充分進(jìn)行冷卻之外還能夠進(jìn)行翹曲矯正。由此，能夠得到高質(zhì)量的厚導(dǎo)光板。之后繼續(xù)以同樣的方法進(jìn)行成型。
本發(fā)明并不受上述實(shí)施方式的限定，還可以有各種變型方案。例如，根據(jù)上述實(shí)施方式，由于設(shè)置了鑲塊4、23、30，因而當(dāng)這些鑲塊4、23、30由導(dǎo)熱性好的材料構(gòu)成時(shí)，能夠提高對(duì)加熱·冷卻的響應(yīng)性，而且也便于熱媒管或冷媒管的裝設(shè)，但顯然，不設(shè)置這些鑲塊4、23、30也可以實(shí)施。此外，對(duì)于模腔鑲塊4或模芯鑲塊23，為了縮短成型周期，也可以平時(shí)以例如30℃的冷卻水進(jìn)行冷卻，還可以在這些鑲塊4、23的表面設(shè)置絕熱層。通過(guò)設(shè)置絕熱層，可以利用填充的熔融樹(shù)脂使構(gòu)成賦型空間的壁面處于暫時(shí)被加熱的狀態(tài)，可防止復(fù)制性的降低。
此外，在將印模設(shè)置在模芯鑲塊上的場(chǎng)合，也可以這樣實(shí)施，即，使其厚度為1～5mm，并且靠安裝在模芯鑲塊23上的多個(gè)磁鐵對(duì)其進(jìn)行吸持。除此之外，也可以在印模的背面設(shè)置多個(gè)凸起，利用這些凸起從模芯鑲塊23一側(cè)用螺釘進(jìn)行安裝。此外，根據(jù)上述實(shí)施方式，印模8是設(shè)置在模腔鑲塊4上的，但也可以將圖案直接形成在模腔鑲塊4或模芯鑲塊23上。還可以將圖案直接形成在模具上。
實(shí)施例(對(duì)比例)使用模腔鑲塊上安裝形成有點(diǎn)狀圖案的印模，模芯鑲塊做成鏡面的模具，以各種成型方法(對(duì)比例1、實(shí)施例1、2和3)成型大小為18英寸、厚度為12mm的導(dǎo)光板，就成型周期以及收縮凹斑、復(fù)制性、翹曲等導(dǎo)光板制品的質(zhì)量進(jìn)行比較。其結(jié)果示于表1。
對(duì)于收縮凹斑，用千分表卡尺對(duì)容易產(chǎn)生收縮凹斑的成型品的4個(gè)角測(cè)定其厚度，按照最大厚度-最小厚度進(jìn)行計(jì)算。試驗(yàn)例1為對(duì)比例1，試驗(yàn)例2、3和4分別為實(shí)施例1、2和3。
表1成型工藝和成型周期以及成型品質(zhì)量的比較事例

對(duì)比例1采用模具的成型溫度恒定為80℃的通常的注射成型方法進(jìn)行成型。雖然成型品的質(zhì)量大致合格，但成型周期長(zhǎng)達(dá)372秒。
實(shí)施例1使周壁鑲塊和模芯鑲塊恒定為90℃，僅對(duì)模腔鑲塊在85℃和40℃之間進(jìn)行加熱冷卻，進(jìn)行壓縮成型。成型周期縮短到260秒，但其質(zhì)量在收縮凹斑、復(fù)制性、翹曲方面較差。
實(shí)施例2將周壁鑲塊提高到110℃，對(duì)模腔鑲塊在104℃和45℃之間進(jìn)行加熱冷卻，對(duì)模芯鑲塊在83℃和38℃之間進(jìn)行加熱冷卻，進(jìn)行壓縮成型。
成型周期縮短到200秒，收縮凹斑方面稍差，但在復(fù)制性、翹曲方面得到了良好的結(jié)果。
實(shí)施例3對(duì)周壁鑲塊在130℃和35℃之間進(jìn)行加熱冷卻，對(duì)模腔鑲塊在110℃和35℃之間進(jìn)行加熱冷卻，在模芯鑲塊的表面形成絕熱層并冷卻到35℃，進(jìn)行壓縮成型。
當(dāng)在周壁鑲塊的溫度高于模腔鑲塊的溫度狀態(tài)下實(shí)施加熱冷卻進(jìn)行壓縮成型時(shí)，成型周期縮短到了175秒，并且在收縮凹斑、復(fù)制性、翹曲方面其質(zhì)量得到了改善。
權(quán)利要求
1.一種厚導(dǎo)光板的成型方法，由注射工序、壓縮工序、以及取出工序構(gòu)成，所述注射工序是將既定量的熔融樹(shù)脂經(jīng)由熱流道和閥式澆口填充到由固定模的模腔模板、移動(dòng)模的模芯模板、以及將由所述模腔模板和模芯模板構(gòu)成的開(kāi)放空間的四周封閉的周壁構(gòu)成的賦型空間內(nèi)的工序，所述壓縮工序是在所述注射工序之后將所述閥式澆口關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)模相對(duì)于所述固定模向合模方向移動(dòng)而對(duì)填充的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮的工序，所述取出工序是在所述壓縮工序之后經(jīng)過(guò)冷卻將移動(dòng)模打開(kāi)，將通過(guò)所述模腔模板或所述模芯模板復(fù)制出反光層圖案的導(dǎo)光板取出的工序；其特征是，進(jìn)行所述注射工序時(shí)，對(duì)所述模腔模板、所述模芯模板和所述周壁的溫度進(jìn)行調(diào)整，并且，所述壓縮工序是在所述周壁的溫度高于所述模腔模板和所述模芯模板的溫度的狀態(tài)下實(shí)施。
2.一種厚導(dǎo)光板的成型方法，由注射工序、壓縮工序、以及取出工序構(gòu)成，所述注射工序是將既定量的熔融樹(shù)脂經(jīng)由熱流道和閥式澆口填充到由固定模的模腔鑲塊、移動(dòng)模的模芯鑲塊、以及將由所述模腔鑲塊和模芯鑲塊構(gòu)成的開(kāi)放空間的四周封閉的周壁鑲塊構(gòu)成的賦型空間內(nèi)的工序，所述壓縮工序是在所述注射工序之后將所述閥式澆口關(guān)閉，驅(qū)動(dòng)所述移動(dòng)模相對(duì)于所述固定模向合模方向移動(dòng)而對(duì)填充的熔融樹(shù)脂進(jìn)行壓縮的工序，所述取出工序是在所述壓縮工序之后經(jīng)過(guò)冷卻將所述移動(dòng)模打開(kāi)，將通過(guò)所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊復(fù)制出反光層圖案的導(dǎo)光板取出的工序；其特征是，進(jìn)行所述注射工序時(shí)，對(duì)所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊和所述周壁鑲塊的溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且，所述壓縮工序是在所述周壁鑲塊的溫度高于所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊的溫度的狀態(tài)下實(shí)施。
3.如權(quán)利要求2所述的厚導(dǎo)光板的成形方法，其特征是，在所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊上設(shè)置用來(lái)成型反光層圖案的印模而進(jìn)行成型。
4.如權(quán)利要求2所述的厚導(dǎo)光板的成形方法，其特征是，在所述模腔鑲塊上設(shè)置用來(lái)復(fù)制反光層圖案的印模，在所述模芯鑲塊的表面設(shè)置絕熱層，并且在所述模芯鑲塊平時(shí)被冷卻水冷卻的情況下進(jìn)行成型。
5.如權(quán)利要求2所述的厚導(dǎo)光板的成形方法，其特征是，在所述模腔鑲塊的正面設(shè)置用來(lái)復(fù)制反光層圖案的印模，在所述印模的背面和所述模芯鑲塊的表面設(shè)置絕熱層，并且在所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊平時(shí)被冷卻水冷卻的情況下進(jìn)行成型。
6.如權(quán)利要求1所述的厚導(dǎo)光板的成形方法，其特征是，所述模腔模板、所述模芯模板以及所述周壁的加熱·冷卻由一臺(tái)加熱·冷卻裝置進(jìn)行，熱媒體和冷媒體的切換時(shí)序在成型周期內(nèi)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。
7.如權(quán)利要求2所述的厚導(dǎo)光板的成形方法，其特征是，所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊以及所述周壁鑲塊的加熱·冷卻由一臺(tái)加熱·冷卻裝置進(jìn)行，熱媒體和冷媒體的切換時(shí)序在成型周期內(nèi)單獨(dú)進(jìn)行調(diào)整。
8.一種厚導(dǎo)光板的成型方法，其特征是，將以權(quán)利要求1或2所述的成形方法得到的厚導(dǎo)光板放在已冷卻的下部冷卻胎具上，并以同樣已冷卻的上部冷卻胎具壓住，對(duì)厚導(dǎo)光板進(jìn)行冷卻的同時(shí)，以所述兩個(gè)胎具夾住并向頂推方向施加載荷進(jìn)行翹曲矯正。
9.一種厚導(dǎo)光板成型用模具，由固定模和填充既定量熔融樹(shù)脂后可向合模方向進(jìn)行壓縮的移動(dòng)模構(gòu)成，這些模具合模時(shí)所形成的賦型空間經(jīng)由樹(shù)脂通路可啟閉的閥式澆口與熱流道連通，當(dāng)從所述熱流道向賦型空間注射填充熔融樹(shù)脂時(shí)，通過(guò)所述固定?；蛞苿?dòng)模將反光面復(fù)制到厚導(dǎo)光板上；其特征是，所述固定模和移動(dòng)模被加熱和冷卻，并且，構(gòu)成所述賦型空間的周部的周壁的溫度可獨(dú)立于所述固定模和移動(dòng)模進(jìn)行調(diào)節(jié)。
10.一種厚導(dǎo)光板成型用模具，由固定模和填充既定量熔融樹(shù)脂后可向合模方向進(jìn)行壓縮的移動(dòng)模構(gòu)成，所述固定模上設(shè)置有模腔鑲塊，所述移動(dòng)模上設(shè)置有模芯鑲塊，并且，在所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊的周邊設(shè)置有周壁鑲塊，當(dāng)所述移動(dòng)模相對(duì)于所述固定模合模時(shí)，由所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊和所述周壁鑲塊形成賦型空間，該賦型空間經(jīng)由樹(shù)脂通路可啟閉的閥式澆口與熱流道連通，當(dāng)從所述熱流道向所述賦型空間注射填充熔融樹(shù)脂時(shí)，通過(guò)所述模腔鑲塊或所述模芯鑲塊將反光面復(fù)制到厚導(dǎo)光板上；其特征是，所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊被加熱和冷卻，并且，所述周壁鑲塊的溫度可獨(dú)立于所述模腔鑲塊和所述模芯鑲塊進(jìn)行調(diào)節(jié)。
11.如權(quán)利要求10所述的厚導(dǎo)光板成型用模具，其特征是，在所述模腔鑲塊上，設(shè)置有用來(lái)將反光層圖案復(fù)制到厚導(dǎo)光板的表面上的印模。
12.如權(quán)利要求10所述的厚導(dǎo)光板成型用模具，其特征是，在所述模芯鑲塊的表面設(shè)置有絕熱層。
13.如權(quán)利要求11所述的厚導(dǎo)光板成型用模具，其特征是，在所述模芯鑲塊的表面、以及所述印模的背面與所述模腔鑲塊之間設(shè)置有絕熱層。
14.如權(quán)利要求10所述的厚導(dǎo)光板成型用模具，其特征是，所述模腔鑲塊、所述模芯鑲塊和所述周壁鑲塊由鈹-銅合金構(gòu)成。
全文摘要
提供一種能夠以較短的成型周期成型出高質(zhì)量厚導(dǎo)光板的成型方法。將既定量的熔融樹(shù)脂填充到由設(shè)置在固定模的模腔鑲塊(4)上的印模(8)、移動(dòng)模的模芯鑲塊(23)、以及周壁鑲塊(30、30)構(gòu)成的賦型空間(K)中。之后，將閥式澆口關(guān)閉并以模芯鑲塊(23)進(jìn)行壓縮。進(jìn)行壓縮可以提高復(fù)制性，還可以縮短成型周期。進(jìn)行壓縮時(shí)，周壁鑲塊(30、30)的溫度高于模腔鑲塊(4)和模芯鑲塊(23)的溫度。這樣，可使周壁鑲塊(30、30)的冷卻速度變慢，提高進(jìn)行壓縮的效果，抑制收縮凹斑的產(chǎn)生。
文檔編號(hào)B29C45/17GK1727169SQ20051007656
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2005年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月9日
發(fā)明者橫山和久, 中島英昭, 沖∴次, 磯部文敏, 武內(nèi)敦, 中川隆 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日本制鋼所, 斯坦雷電氣株式會(huì)社, 不二精機(jī)株式會(huì)社