專利名稱：導光板的成形模具和成形方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及導光板的成形模具和成形方法，特別涉及關(guān)于澆道部 分的形狀和澆道部分的成形進行了研究的導光板的成形模具以及成形 方法。
背景技術(shù)：
作為通過射出成形來成形導光板的方法，大體分為像專利文獻1 中所記載的那樣使用設置有熱流道的成形模具的成形方法、以及像專
利文獻2中所記載的那樣使用設置有冷流道(包含澆道)的成形模具 的成形方法。前者的設置有熱流道的成形模具雖然具有樹脂的成形損 失少的優(yōu)點，但存在以下的缺點。
(1) 模具結(jié)構(gòu)復雜。
(2) 成形開始時的調(diào)整很耗時間.
(3) 射出時的流動損失大.
(4) 由于型腔的噴嘴附近不容易冷卻，所以成形循環(huán)時間變長。 因此，雖然在澆道和流道的全長較長的大型導光板的射出成形中
比較常用，但在小型導光板(7英寸以下)中幾乎不使用。
另一方面，后者的設置有冷流道的成形模具雖然存在由流道和澆 道構(gòu)成的冷流道部分的樹脂會發(fā)生成形損失的問題，但因模具結(jié)構(gòu)比 較簡單而且成形開始前的調(diào)整容易，因此得到廣泛的使用。專利文獻2 中所記栽的方法被稱為所謂的3片板方式，可以從板32、 33之間取出 流道。另外，在板32上設置有澆道專用的冷卻配管，可有效地冷卻澆 道從而縮短冷卻工序的時間，然而，專利文獻2的方式僅適用于模結(jié) 構(gòu)復雜的大型導光板的成形，由于以下原因而無法大幅縮短冷卻時 間，
(l)由于通過在型腔的容積一定的狀態(tài)下合模的射出成形模具來進 行成形，因此需要將樹脂射出填充到與導光板的板厚大致相等的型腔 內(nèi)。因此，如果不以高速的射出速度將樹脂射出填充到型腔內(nèi)，則不 能使熔融樹脂均一地填充至導光板端部，另外，為了使熔融樹脂以維持高速的射出速度的狀態(tài)到達型腔內(nèi)，要求盡量減少熔融樹脂的流動 損失，需要加大澆道的直徑。
(2) 由于流道彎曲，所以熔融樹脂的流動損失大，為了解決此問題，
需要進一步加大澆道和流道的直徑。
(3) 為了防止型腔內(nèi)的因熔融樹脂收縮而引起的氣泡，需要從射出
裝置持續(xù)作用保壓，其結(jié)果為，澆道部分在高壓下不收縮地成形，因 此澆道內(nèi)壁和澆道的脫模變得困難.
因此在專利文獻2中，即使設置有澆道專用的冷卻配管，基于上 述(l)、 (2)的理由也不得不加大澆道的直徑，因此直到完全冷卻固化為 止會耗費過長的時間，再者基于上述(3)的理由存在這樣的問題為了 防止在拔取澆道時澆道切斷而殘存在澆道套的內(nèi)孔中，需要將澆道冷 卻至更低的溫度。
再者，在專利文獻3中公開了以下示例在成形厚度0.65mm、對 角尺寸10.6英寸的導光板時，射出速度需要為500mm/sec以上。另夕卜， 在專利文獻3中，相對于1次射出(one shot)重量65g，成形品重量為 29g，成形品的重量比為44.6%。參照圖1可知，專利文獻3是無流道 的直接澆口類型，澆道的重量比為50%以上。即，為了確保上述射出 速度，需要加大澆道的截面積，基于上述說明也可知澆道部分的重量 會變重。附帶一提，在專利文獻2、專利文獻3中雖然都完全沒有提到 成形循環(huán)時間等，但根據(jù)常識判斷，具備如上所述的澆道的情形需要 20秒以上的成形循環(huán)時間。
進而在專利文獻4中記載有，使用具備與澆道的射出成形用噴嘴 接觸的部位的有效直徑為l-10mm的澆道套的射出成形用模具，來進 行導光板等的成形。另外，在專利文獻4的實施例1中記載有，以循 環(huán)時間40秒為目標成形出板厚2.0 6.0mm的楔形導光板。然而在專 利文獻4中，同樣通過在型腔的容積一定的狀態(tài)下合模的射出成形用 模具進行成形，必須將樹脂射出填充到與導光板的板厚大致相等的型 腔內(nèi)，因此雖然可以成形出如上所述的板厚的導光板，但難以以較低 的射出速度成形出板厚較薄的導光板的優(yōu)良品.另外，在與澆道套的 與噴嘴接觸的部位的有效直徑的關(guān)聯(lián)中，當上述有效直徑為3mm以下 時，難以進行板厚0.6mm以下的薄導光板的優(yōu)良品的成形。即，當澆 道套的上述有效直徑為3mm以下時，存在以下問題即使進行500mm/sec以上的高速射出，也難以填充至板厚薄的導光板的端部，當 使射出速度更高時，由于殘留應力會造成導光板發(fā)生變形，或者亮度 分布產(chǎn)生不均.因此專利文獻4難以應用在澆道內(nèi)徑較小的部分，而 僅能應用于也如圖6所示的與澆道的射出成形用噴嘴接觸的部位的有 效直徑為4.2mm左右的情形。另外，在專利文獻4中沒有分別冷卻澆 道的調(diào)溫配管的記載，認為是與其它部分兼用來進行冷卻，但是這樣 無法將成形品和澆道分別以適當?shù)臏囟冗M行冷卻，另外，在專利文獻4 中使用導熱率為35W/m K以上的材質(zhì)的澆道套來促進冷卻，因此，在 澆道套的上述有效直徑為3mm以下的情況下，存在由于澆道的局部的 冷卻固化的進行，而無法從射出裝置充分地作用保壓的問題，成形出 的導光板可能會產(chǎn)生氣泡.再者由于澆道套的導熱率高，因此，當噴 嘴始終接觸澆道套來進行成形時，噴嘴前端的熱量會喪失過多，因此 要求每次成形時都使噴嘴后退，而無法縮短成形循環(huán)時間。
專利文獻l:日本特開2003-145593號公報(段落〔0016〕、圖1) 專利文獻2:日本特開2004-90555號公報(權(quán)利要求笫1項、圖2) 專利文獻3:日本特開2006-341512號公報(段落〔0026〕、圖" 專利文獻4:日本特開2007-83462號公報(權(quán)利要求第1項、段落 〔0016〕、圖6)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種導光板的成形模具和 成形方法，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中的以下問題在現(xiàn)有技術(shù)中由于通過 射出成形來進行導光板的成形，因此，為了高速地將樹脂射出填充至 和導光板的板厚大致相等的薄的型腔內(nèi)，需要加大澆道的直徑以盡量 減少熔融樹脂的流動損失，并需要對型腔和澆道進行保壓，結(jié)果發(fā)生 直到澆道完全冷卻固化所耗時間過長的問題.同時另 一 目的在于提供 一種導光板的成形模具和成形方法，即使是使用模具結(jié)構(gòu)簡單、成形 開始時的調(diào)整也容易進行的冷流道類型的導光板的成形模具，也能夠 減少導光板以外的流道、澆道等成形損失部分的比例，能夠提高成品 率。進一步的目的在于提供一種即使縮短澆道的冷卻時間也能可靠地 拔出澆道的導光板的成形模具和成形方法.
本發(fā)明的技術(shù)方案1所記載的導光板的成形模具，在形成于固定模具和可動模具之間的型腔形成部內(nèi)進行導光板的成形，其特征在
于，具有型腔形成部，能夠壓縮成形出成形品容積為7.8 113以下的 導光板；澆道套，經(jīng)由流道形成部與上述型腔形成部連接，具有注入 孔的直徑為1.6~2.6mm、流道連接部的直徑為3.6mm以下、且相對于 中心線具有出模斜度的角度的內(nèi)孔；以及冷卻介質(zhì)流路，配設在該澆 道套的周圍，且與冷卻上述型腔形成部的冷卻介質(zhì)流路獨立地形成。
本發(fā)明的導光板的成形模具和成形方法，在形成于固定模具和可 動模具之間的型腔形成部內(nèi)進行導光板的成形，其中，該成形模具具 備澆道套，經(jīng)由流道形成部與型腔形成部連接，其具備注入孔的直 徑為1.6~2.6mm，流道連接部的直徑為3.6mm以下，且相對于中心線
具有出模斜度的角度的內(nèi)孔；以及冷卻介質(zhì)流路，配設在該澆道套的 周圍，且與用來冷卻上述型腔形成部的冷卻介質(zhì)流路獨立，由于通過 該成形模具壓縮成形出成形品容積為7.8 113以下的導光板，因此，即 使?jié)驳雷兗?，也能夠應對型腔?nèi)的熔融樹脂的冷卻收縮并壓縮上述熔 融樹脂，同時能夠?qū)崿F(xiàn)冷卻時間和成形循環(huán)時間的縮短。再者能夠減 少流道、澆道等導光板以外的成形損失部分的比例，能夠提高成品率。


圖1是本實施方式的導光板的成形方法所使用的射出成形機的主 視圖.
圖2是本實施方式的導光板的成形方法所使用的成形模具的截面 圖，是表示可動模具停止于射出開始前的位置的狀態(tài)的圖.
圖3是本實施方式的導光板的成形方法所使用的成形模具的截面
圖，是表示型腔內(nèi)的樹脂壓縮后的狀態(tài)的圖。
圖4是本實施方式的導光板的成形方法所使用的成形模具的截面 困，是表示澆口被切斷的狀態(tài)的圖。
圖5是圖4中的澆道套的主要部分放大圖.
圖6是表示本實施方式的導光板的成形方法的圖表。
圖7是通過本實施方式的導光板的成形方法得到的澆道和流道的 立體圖。
圖8是另一實施方式的導光板的成形方法所使用的成形模具的截 面圖.圖9是通過本實施方式的導光板的成形方法得到的澆道的放大側(cè) 視圖。
圖io是表示其他實施方式的導光板的射出壓縮成形模具的澆道形
狀和成形循環(huán)時間的關(guān)系的圖.
圖ll是表示其他實施方式的導光板的射出壓縮成形模具的澆道形 狀和成形循環(huán)時間的關(guān)系的圖。
圖12是表示其他實施方式的導光板的射出壓縮成形模具的澆道形 狀和成形循環(huán)時間的關(guān)系的圖.
圖13是表示其他實施方式的導光板的射出壓縮成形模具的澆道形
狀和成形循環(huán)時間的關(guān)系的圖。
圖M是表示其他實施方式的導光板的射出壓縮成形模具的澆道形
狀和成形循環(huán)時間的關(guān)系的圖。
圖15是表示其它實施方式的導光板的成形方法的圖表。
圖16是表示其它實施方式的導光板的成形方法的圖表。
才示號i兌明
1:射出成形機
3:射出裝置
5:合模裝置
6:固定盤
9:可動盤10:合模缸
11、61:成形模具
12、62:可動模具
13、66:固定模具
14、72:型腔
15、41:模具主體部
16:型芯部
16a、42a:型腔形成部
19:可動框部
24、45:澆口切斷部件
44、69:澆道套
44a:內(nèi)孔44b:噴嘴接觸面 44c、 69a:注入孔 44d:流道連接部
17、 33、 50、 51、 68b、 70a:冷卻介質(zhì)流路 P:導光板 PI:澆道
Pla:注入孔的直徑 Plb:流道連接部的直徑 Pic:全長 P2:流道 P3:澆口
具體實施例方式
參照圖1至圖7說明本發(fā)明的導光板的成形模具和射出成形機。 圖1是本實施方式的導光板的射出成形機的主視圖.圖2是本實施方 式的導光板的成形模具的截面圖，是表示可動模具停止于射出開始前 的位置的狀態(tài)的圖。圖3是本實施方式的導光板的成形模具的截面圖， 是表示型腔內(nèi)的樹脂壓縮后的狀態(tài)的圖.圖4是本實施方式的導光板 的成形模具的截面圖，是表示澆口被切斷的狀態(tài)的困。圖5是圖4中 的澆道套的主要部分放大圖。圖6是表示本實施方式的導光板的成形 方法的圖表。圖7是通過本實施方式的導光板的成形方法得到的澆道 和流道的立體圖.圖9是通過本實施方式的導光板的成形方法得到的 澆道的放大側(cè)視圖.
本實施方式的射出成形機1是能夠進行利用形成為射出后容積可 變的型腔來成形的射出壓縮成形、和作為其一個領(lǐng)域的射出模壓成形 的成形機.在射出成形機l中，將具備加熱筒2a (內(nèi)設螺桿)、噴嘴 2b的射出裝置3配設于床身4上.在本實施方式，噴嘴2b的噴嘴孔的 直徑為1.5mm。射出裝置3通過未圖示的計量機構(gòu)的計量用伺服馬達 以及射出機構(gòu)的射出用伺服馬達被控制，以控制射出速度、保壓切換 位置、保壓時的壓力和射出量等.合模裝置5在固定于床身4的固定 盤6和配設在床身4上的受壓盤7之間配設有4根拉桿8，可動盤9可 移動地貫穿插入在上述拉桿8中.另外，在受壓盤7上配設有進行開閉模和合模的作為開閉模/合模機構(gòu)的合模缸10，上迷合模缸10的活 塞10a固定在可動盤9的背面。另外，通過作為開閉模/合模機構(gòu)的合 模缸10來控制合模時的合模速度和合模力。在本實施方式中，開閉模 /合模機構(gòu)雖然示出通過伺服閥控制的合模缸10的示例，但也可以使用 通過伺服馬達和滾珠絲杠機構(gòu)等動作的肘節(jié)機構(gòu)。
導光板的成形模具ll是通過射出模壓成形取出2個平面方向的對 角尺寸為4英寸(有效面積為3.5英寸)、板厚為0.38mm的均一板厚的 便攜電話用導光板的成形模具11 (以下將便攜電話用導光板簡記為導 光板P),射出模壓成形是這樣的方法:在射出開始前，使可動模具12 停止在固定模具13的型腔形成部42a和可動模具12的型腔形成部16a 的距離成為導光板P的板厚B加上既定量的值的位置A(確保一定的開 模量的位置)，在射出開始的同時、射出開始后或射出完成后，壓縮型 腔14內(nèi)的熔融樹脂進行成形。射出模壓成形相對于成形完成后以型腔 14略微打開的狀態(tài)進行射出，因此其流動損失比一般的射出成形少。 因此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。另外，如上所述，由于射出速度較慢，因此能盡量減小 洗口 P3附近的殘留應力來成形出板厚薄的導光板P。另外，其結(jié)果為， 可成形出成形后的翹曲極少、亮度平衡優(yōu)異的導光板。進而能解決通 過高速射出成形時的銀紋、燒結(jié)的問題，且也可使用截面積小的澆道 和流道，因此具有能縮短冷卻時間的優(yōu)點.進而，由于在開始射出的 同時或開始射出后使可動模具12朝合模方向移動以壓縮熔融樹脂，因 此也具有在型腔14的距澆口部較遠的位置能加快熔融樹脂的流動而消 除填充不足，并且良好地進行微細的轉(zhuǎn)印的優(yōu)點.另外，在將澆口P3 切斷后，在通常的射出成形模具中，無法從射出裝置進行保壓，但在 射出模壓成形的情況下，可將型腔l4內(nèi)的熔融樹脂壓縮來應對由冷卻 固化所產(chǎn)生的收縮.此外，射出模壓成形所使用的成形模具11，也能 用于從合模完成位置通過射出使型腔14略微打開并再次壓縮的射出壓
縮成形，本發(fā)明以這雙方作為對象.
圖2至圖4是本實施方式的成形模具11的截面圖。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(gòu)成，在 合模后的兩模具12、 13之間形成2個容積和厚度可變的型腔14。此外， 在本實施方式中表示了 1次成形2個的成形模具11的示例，但是在1次成形1個的情況下通過澆道P1的形狀等相同的成形模具也能夠進行
成形.在射出成形機l的安裝在可動盤9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19等。在模具主體部15的固定模 具側(cè)的面的大致中夾固接有型芯部16。型芯部16的與固定模具13相 對置的面成為由鏡面構(gòu)成并形成光出射面的型腔形成部16a，其形成與 導光板P的形狀大致一致的含有突起部等的大致四邊形.另外，在型 芯部16的內(nèi)部形成有與上述型腔形成部16a平行的多條冷卻介質(zhì)流路 17.此外，型芯部的形成型腔形成部的部分和其它部分可以由分體的 塊體構(gòu)成。再者，型腔形成部16a雖然表示了鏡面的例子，但也能施 行凹點、凹槽、全息圖等圖案加工或粗糙面加工等，也不排除安裝有 壓模的情況.
在上述模具主體部15的固定模具側(cè)的面的上下四個部位形成有凹 部，在該凹部內(nèi)以朝向上述固定模具側(cè)的方式安裝有彈簧18。另外， 上述彈簧18的上述固定模具側(cè)抵接于以包閨上述型芯部16周圍的方 式配設的可動框部19。因此換言之，在由可動框部19形成的空洞部中 配設有型芯部16。另外，可動框部19整體可以通過上述彈簧18相對 于模具主體部15和型芯部16朝開閉模方向移動.另外，可動框部19 的與固定模具13相對置的面成為抵接面19a。再者，在可動框部19的 與澆口相反的一側(cè)可以自由裝卸地分別配設有用于形成光入射面的光 入射面形成塊20.另外，包含光入射面形成塊20的可動框部19的前 方內(nèi)側(cè)部分也和型腔形成部16a —起構(gòu)成用來形成型腔14的型腔形成 部。此外，圖2表示可動模具12停止于開始射出前的位置的狀態(tài).另 外，圖3表示開始射出后型腔14、 14內(nèi)的熔融樹脂(未圖示)被壓縮的 狀態(tài)。進而圖4表示進一步被壓縮而澆口切斷的狀態(tài).此外，圖2~圖 4都比實際夸張地表現(xiàn)澆道P1的形狀、型芯部16和可動框部19的位
置關(guān)系以及彈簧的收縮等.
在模具主體部15的可動盤9側(cè)安裝有隔熱板21 ，在內(nèi)部的空間和 孔中配設有突出銷23，其經(jīng)由射出裝置的射出板前后運動，突出銷23 配設在貫穿模具主體部15和型芯部16的內(nèi)部而形成的孔內(nèi)，其前端 面向流道形成部32 ，并設置有截面為Z字形的咬入部23a以容易地保 持澆道P1和流道P2。驅(qū)動突出銷23的裝置是配設在可動盤9內(nèi)或從 可動盤9配設在合模汽缸10的活塞10a側(cè)的射出器驅(qū)動裝置。另外，在模具主體部"的內(nèi)部配設有澆口切斷部件24、 24。各個 澆口切斷部件24由長方形的薄板構(gòu)成，其前表面成為澆口形成部，澆 口形成部的型腔側(cè)的角部成為用于切斷熔融狀態(tài)的澆口的澆口切斷工 具24a.另外如圖4所示，上述澆口切斷部件24的型腔側(cè)的側(cè)面的一 部分在澆口切斷后構(gòu)成型腔形成部。再者，澆口切斷部件24的尺寸在 與熔融樹脂的流動方向正交的方向上的寬度(澆口的寬度)為12mm。此 外，在成形本實施方式的大小的導光板P的情況下，上述寬度優(yōu)選為 10-20mm，熔融樹脂的流動方向的厚度優(yōu)選為1.2 2.0mm左右。
再者，驅(qū)動澆口切斷部件24的裝置是配設在可動盤9內(nèi)或從 可動盤9配設在活塞10a側(cè)的澆口切斷工具驅(qū)動裝置。澆口切斷工具 驅(qū)動裝置使用通過伺服閥控制的液壓缸、或者伺服馬達和滾珠絲杠機 構(gòu)。在通過伺服閥控制的液壓缸的情況下，通過速度控制或壓力控制 來進行澆口切斷部件24前進時的閉環(huán)控制.再者澆口切斷部件24可 以通過彈簧25分別后退。
再者，在型芯部16中，后述的固定模具13的與澆道套44和鑲塊 43相對置的面成為流道形成部32.關(guān)于流道形成部32，在從澆口切斷 部件24與突出銷23側(cè)相鄰的部分形成有凸部，與澆道套44相對置且 面向突出銷23的部分成為凹部。另外，澆口切斷部件24的澆口形成 部除突出時以外位于比上述凸部低的位置(可動盤9側(cè))。其理由在于， 在射出時，在射出裝置的噴嘴的通路前端固化的樹脂被冷料井(cold slugwell)狀的凹部擋住，從而不會流入型腔14、 14中，并防止射出壓 過度作用于澆口切斷部件24的前表面而發(fā)生毛邊等.
再者，流道形成部32如圖7所示的澆道Pl和流道P2(與導光板P、 P經(jīng)澆口切斷而分離)可知，形成為從其與澆道Pl的連接部P2a朝向澆 口P3的切斷部P2b、 P2b寬度增大，在其與澆道P1的連接部P2a(大 致等于突出銷23的直徑)為7mm左右，在澆口 P3的切斷部P2b如上 所述為12mm，因此寬5mm.此外，其與澆道Pl的連接部P2a的寬度 優(yōu)選為3 9mm左右，另外，從在縮短冷卻時間的同時確保樹脂的流 動性的觀點考慮，流道P2的板厚2c優(yōu)選為0.6 ~ 1.5mm左右。在本實 施方式中，流道形成部32作為型芯部16的一部分設置，且流道P2和 澆口 P3也設置為截面積在射出后可變，但也能設計成流道形成部成 為可動框部的一部分，流道和澆口的截面積設置為不能改變.再者，流道和澆口可呈直線狀地連接于型腔，也適當?shù)剡x擇流道的寬度和長
度，但優(yōu)選使用薄膜澆口 (film gate).
在突出銷23的周閨，在澆口切斷部件24的附近形成有冷卻介質(zhì) 流路33,以促進流道P2的冷卻。另外，脫模時所吹出到的空氣通路 34形成在型芯部16和可動框部19之間。此外，空氣通路也可以設置 在澆口切斷部件24和孔之間，此外，當將導光板和澆道等以維持一體 的狀態(tài)把持澆道而進行取出時，無需使用澆口切斷部件，因此澆口切 斷部件在本發(fā)明中并非必須部件。
接下來說明固定模具13，如圖2~圖4所示，在射出成形機l的 安裝于固定盤6上的固定模具13上，形成有模具主體部41、型腔形成 塊42、鑲塊43、澆道套44、澆口切斷部件45、 45、以及抵接塊46等。 另外，在模具主體部41的固定盤側(cè)安裝有隔熱板47，并且形成有供射 出裝置3的噴嘴2b插入的孔48,在孔48的周圍安裝有定位環(huán)49。在 模具主體部41的可動模具側(cè)安裝有型腔形成塊42，該型腔形成塊42 的與可動模具12相對置的面成為型腔形成部中的主要部形成部42a。 在本實施方式中，該主要部形成部42a是形成反射面的部分，其上刻 設有微細的凹點。再者，在型腔形成塊42的內(nèi)部以與上述型腔形成部 的主要部形成部42a平行的方式形成有多條冷卻介質(zhì)流路50。另外， 在型腔形成塊42和鑲塊43、與抵接塊46之間形成有用于在脫模時噴 吹空氣的空氣通路53.
進而，在模具主體部41與型腔形成塊42—起配設有鑲塊43。如 將圖4中的雙點劃線部分放大的圖5所示，在鑲塊43的中央的孔中配 設澆道套44.澆道套44以階梯部為界形成有可動模具12側(cè)的小徑部 和噴嘴接觸面44b側(cè)的大徑部，并在中心軸設置有用來成形澆道P1的 內(nèi)孔44a。再者，澆道套44由作為不銹鋼的馬氏體的SUS420J2或具 有與其類似的硬度的鋼構(gòu)成。此外，SUS420J2的導熱率為24,9W/mTC， 如果澆道套44使用導熱率太好的材料，則會使噴嘴前端過度冷卻而對 射出造成障礙，并且澆道套44內(nèi)的熔融樹脂的冷卻固化進展過快，因 此各種不銹鋼的導熱率優(yōu)選在13 30W/mt;的范閨左右，雖然這不是 必須的.再者，不銹鋼的楊氏模量為180~210kN/mm2，當楊氏模量過 低時，在持續(xù)承受噴嘴接觸力的狀態(tài)下可能會發(fā)生問題.
另外，澆道套44的內(nèi)孔44a從面向噴嘴接觸面44b的注入孔44c朝流道連接部44d呈錐狀地擴徑，在本實施方式中，出模斜度(由于將 澆道抽出需要傾斜故稱為出模斜度)的角度6如圖5的截面所示，相對 于中心線L各為1。，兩側(cè)為2。。但是，上述角度優(yōu)逸分別為0.5~ 2,0° (兩側(cè)為1~4° )，更為優(yōu)選的是上述角度6分別為0.8~1.4°以使 流道連接部44d的直徑最佳，最為優(yōu)選的是1。。這是由于，當出模斜 度e小于o.5。時，與內(nèi)孔間的摩擦過大，在進行澆道P1的脫模時，
澆道pi可能被切斷，并且容易發(fā)生牽絲.再者，當出模斜度e大于2.0 °時，流道連接部附近的直徑變得過大，在進行澆道P1的脫模時，流 道連接部附近的冷卻變慢，會產(chǎn)生在流道連接部附近澆道Pl切斷的問 題，不過，即使在出模斜度e在2。或2°附近的情形，當澆道pi的
流道連接部44d的直徑Plb為一定以上時，仍會發(fā)生冷卻時間過長的問題。
本實施方式的澆道套44的內(nèi)孔44a的注入孔44c的直徑Pla為 2.0mm(截面積3.14mm2:以下四舍五入)，流道連接部44d的直徑Plb 約為2.87mm(截面積6.47mm2:以下四舍五入)。上述注入孔的直 徑Pla設置為大于噴嘴2b的噴嘴孔的直徑(在本實施方式為1.5mm)。 另外，當注入孔44c的直徑Pla過小時，會導致熔融樹脂的流動損失， 或因澆道過度冷卻而引起的不良，當過大時，成形循環(huán)時間變長，又 會引起澆道切斷或牽絲。此外，在本實施方式中，澆道套44的內(nèi)孔4" 的截面形狀為正圓形，但并不排除正圓以外的形狀，因此直徑Pla、 Plb為有效直徑。例如注入孔和流道連接部中的至少一方可以為由非正 圓形狀(橢圃形、多邊形、圓孤)和直線的組合、由不同的圓弧彼此的組 合構(gòu)成的形狀等，在該情況下，只要滿足閨9中的最大、最小所示的 洗道套44的注入孔44c、流道連接部44d的截面積的范圍內(nèi)即可。
另外，澆道套44的內(nèi)孔44a的全長Plc的最佳值采用25mm。當 洗道套44的內(nèi)孔44a的全長Plc短時，從防止熔融樹脂的流動損失的 觀點考慮有利，但為了在固定模具13中設置冷卻介質(zhì)流路50等，并 且鑲塊43承受噴嘴接觸壓力所需的厚度，需要為20mm以上.再者， 從減少熔融樹脂的流動損失的意義出發(fā)，澆道套44的內(nèi)孔44a的全長 Plc優(yōu)選為30mm以下.另外，澆道套44的內(nèi)孔44a的表面通過噴砂 來進行粗糙面加工，理由在于使?jié)驳捞?的脫模變?nèi)菀祝?br> 因此在本實施方式中，關(guān)于在圖5中以單點劃線與流道P2分開并在內(nèi)孔44a內(nèi)成形的洗道P1的容積，不考慮略微產(chǎn)生的氣泡和由粗糙 面產(chǎn)生的部分，該容積為116.6mn^(以下四舍五入)，乘上成形所使用 的聚碳酸酯的比重1.2，得出澆道Pl的重量g2為0.14g(以下四舍五 入).另外，圖7所示的澆道P1加上流道P2的重量(實測值的平均值) 為0.50g，除以比重所得容積約為416.7加1113(以下四舍五入)。因此，本 實施方式的流道P2、 P2的重量在兩側(cè)為0.36g(計算值)，其容積為 300.0mn^(運算值).再者，對角尺寸為3英寸、板厚為0.3mm的、均 一板厚的導光板P的1片成形品的重量gl(實測值的平均值)為2.20g, 其容積約為1833.3加邁3(以下四舍五入)。因此在本實施方式中，由于同 時成形出2片導光板，所以2片導光板P的成形品重量gl為4.40g， 其容積為3666.6mmS(容積3.7cm3:以下四舍五入)，由此，相對于導光 板P的成形品重量gl ，通過上述洗道套44成形的免道Pl重量g2的重 量％(計算式g2/gl)為3.2%(以下四舍五入)，此外，與通過現(xiàn)有的射出 成形(型腔的容積固定)來成形導光板P時的、澆道Pl相對于導光板P 的重量％相比，該數(shù)值為1/3左右~1/6左右，如此可實現(xiàn)澆道P1的大 幅度的小型化和容積的減小.
圖9中實線表示的是通過本實施方式的導光板的成形方法得到的 澆道的放大截面圖。另外，圖9中虛線表示的是由本發(fā)明得到的澆道 Pl的最小和最大的情況.進而，圖9中雙點劃線表示的是通過現(xiàn)有的
導光板的成形方法得到的澆道，可以清楚地看出本發(fā)明的澆道P1的容 量多么小。此外，已確認了通過本發(fā)明的澆道套44可以在以下情況下 成形對角尺寸(實際尺寸)為5英寸、板厚為0.5mm的導光板(容積 3876mm3、重量4.65g)l次成形2個的情況(容積7752加1113(7.8 113(小數(shù) 點第3位四舍五入)、重量9,3g);或者對角尺寸(實際尺寸)為7英寸、 板厚為0.5mm的導光板(容積7526加1113(7.50113(小數(shù)點第3位四舍五 入)、重量9.03g)l次成形1個的情況。
如上所述，在本發(fā)明中作為確定成形循環(huán)時間中的冷卻時間的要 素，最有影響力的是如圖5所示的澆道P1的直徑和錐角(出模斜度) e。射出裝置的噴嘴的噴嘴孔(未圖示)的直徑為l.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44的噴嘴孔側(cè) 的注入孔44a的直徑需要大于噴嘴孔的直徑，優(yōu)選的是1.6mm以上的 注入孔。圖IO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、容積為0.94 cm3的小型導光板P的小型導光板的射出壓縮成 形模具(澆道套44的結(jié)構(gòu)與圖5中相同)進行測試的結(jié)果，其測試條件 為用來冷卻型腔形成面的冷卻介質(zhì)流路的冷卻水的溫度分別為卯 "C，噴嘴溫度為32STC，加熱筒前部溫度為355TC,加熱筒中部溫度為 370TC,加熱筒后部溫度為3601C，射出速度為300mm/sec,
圖10是使用注入孔44c的直徑為1.6mm(截面積為2.01mm2:以下 四舍五入)、圖5中表示的錐角6為1° 、流道連接部44d的直徑為 2.5mm、長度為25mm的澆道套44時的數(shù)據(jù)，要成形的澆道P1在圖9 中用最內(nèi)側(cè)的虛線記載.在本例中，在澆道套44的冷卻溫度為70TC、 80TC的情況下，當成形循環(huán)時間變長(變成5秒以上)時，澆道套44 的注入孔44c和噴嘴的噴嘴孔過度冷卻，而產(chǎn)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44的冷卻溫度為 90TC時，也成為6秒以上從而發(fā)生不良.因此存在以下問題當澆道 套44的注入孔44c的直徑為1.6mm時，其實用范圍變得極窄，當其數(shù) 值更小時無法進行實用的設定調(diào)整.
圖11是使用注入孔44c的直徑為2.0mm、錐角e為1。、流道連 接部44d的直徑為2.9mm、長度為25mm的澆道套44時的數(shù)據(jù)，要成 形的澆道P1在圖9中用實線記載。在本例中，在各冷卻溫度的情況下， 當成形循環(huán)時間為2秒時，都可能會發(fā)生澆道P1的冷卻跟不上、澆口 切斷的情況，除此以外表示良好的結(jié)果.然而當成形循環(huán)時間不必要 地增長時不具有經(jīng)濟性。再者，當成形循環(huán)時間過度延長時，會發(fā)生 噴嘴被冷卻而使熔融樹脂的流動性下降的問題、以及加熱笥內(nèi)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(guān)于冷卻水的溫度，在40E的情況下，由于在成形品中開始混入冷料 斑，所以作為成形采用的冷卻溫度優(yōu)選的是50"以上.再者，在120 1C的情況下，由于澆口切斷在4秒時發(fā)生，因此作為成形采用的冷卻 溫度，優(yōu)選的是110TC以下(特別是型腔形成面的冷卻溫度以下)。
圖12是使用注入孔44c直徑為2.3mm、錐角6為1。、流道連接 部44d的直徑為3.2mm、長度為25mm的澆道套44時的數(shù)據(jù)。在本例 中，在冷卻溫度為701C的情況下，當成形循環(huán)時間變成3秒時會發(fā)生 洗口切斷，在冷卻'i度為801C、 90"C的情況下，在成形循環(huán)時間為5 秒時會發(fā)生澆口切斷.圖13是使用注入孔44c的直徑為2.6mm、錐角6為1° 、流道連 接部44d的直徑為3.5mm、長度為25mm的澆道套64時的數(shù)據(jù)。在本 例中，流道連接部44d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70"C的情況下，當成形循環(huán)時間成為5 秒時會發(fā)生澆口切斷和牽絲，在冷卻溫度為80*C、 90TC的情況下，當 成形循環(huán)時間為6秒時會發(fā)生澆口切斷和牽絲.因此，能夠如上所述 地使優(yōu)選的成形循環(huán)時間為6秒以內(nèi)的直徑中，可以說注入孔的直徑 為2.6mm的情況是上限的直徑.
再者，圖14是使用注入孔44c的直徑分別為1.6mm、 2.0mm、 2.3mm、 2.6mm，錐角6為1.5。、長度為25mm的澆道套44，在冷卻 溫度為70TC的條件下進行測試時的數(shù)據(jù)。在本例中，流道連接部的直 徑與上述對應地分別為2.9mm、 3.3mm、 3.6mm、 3,9mm，存在壁厚最 厚的該部分的冷卻固化特別慢的問題.另外，在注入孔44c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(huán)時間為5秒時會發(fā)生澆口切斷，在6秒時會觀察到澆道的伸長 或彎曲。再者，關(guān)于其它的注入孔44c的直徑，與澆道套44的內(nèi)孔44a 的錐角6為1。的情況相比，若不延長最短的成形循環(huán)時間就會發(fā)生成 形不良。因此，冷卻最慢的澆道套44的流道連接部44d的直徑3.6mm
是實用范圍最大的直徑。
因此，即使也如圖13所示那樣注入孔44c直徑為2.6rnm，流道連
接部44d的直徑也如圖14所示那樣上限假定為3.6mm.由此，如圖9 中的實線外側(cè)的虛線所示，注入孔44c的直徑2.6mm(截面積5.31mm2: 以下四舍五入)、流道連接部44d的直徑3.6mm(截面積10.17加加2:以下 四舍五入)的澆道Pl是本發(fā)明中的最大容量的澆道Pl.
另外，澆道套44的內(nèi)孔44a的優(yōu)選的錐角e優(yōu)選從注入孔44c朝 流道連接部44d以0.5~2.0。擴徑。然而，當流道連接部44d的直徑超 過3.6mm時，即使成形循環(huán)時間為6秒(冷卻時間3.9秒)，流道連接部 44d附近的冷卻固化也變慢，在開模時可能會發(fā)生澆道P1的切斷。一 旦澆道P1在澆道套44內(nèi)殘留，除需要中斷連續(xù)成形以外，而且熟練 的作業(yè)人員需要在狹小的空間內(nèi)作業(yè)以取出澆道Pl ，也有可能會損壞 模具。再者，在澆道套44的小徑部設置有冷卻介質(zhì)流路M的部分的 壁厚44e優(yōu)選為15 30mm左右。根據(jù)上例，記栽本實施方式的2片4.40g(容積3.7cm3)的導光板P 和澆道P1的重量及容積.在澆道P1最小的情況下，使用具有注入孔 44c的直徑Pla為1.6mm、出模斜度6:相對于中心線分別為0.5° 、 全長Plc為20mm的內(nèi)孔44a的澆道套44，成形的澆道Pl的容積為 49.5mm、以下四舍五入)，澆道Pl的重量g2為0.06g(以下四舍五入)， 另外，澆道P1的重量g2相對于作為成形品的導光板P的成型品重量 gl即4.40g的重量7。為1.4%(以下四舍五入)(容積比也相同)，再者，在 上述情況中，關(guān)于澆道P1的重量及容積最大的情況，使用具有注入孔 44c的直徑Pla為2.6mm、流道連接部44d的直徑Plb為3.6mm、全長 Plc為30mm的內(nèi)孔44a的澆道套44，成形的澆道Pl容積為 226,3mmS(以下四舍五入)，澆道P1的重量g2為0.27g(以下四舍五入)。 另外，澆道P1的重量g2相對于導光板P的成形品重量gl即4.40g的 重量％為6.1%(以下四舍五入)。由此作為滿足冷卻效率和成形品狀態(tài) 的范閨，澆道Pl相對于導光板P的重量。/。在上述的1.4~6.1%的范圍 內(nèi)。
進而，作為出模斜度6和澆道Pl的全長(與內(nèi)孔44a的全長Plc 一致)等更為優(yōu)選的情況，當逸擇具有注入孔44c的直徑Pla為l.6mm、 出模斜度0相對于圖5中的單點劃線表示的中心線L分別為1° 、全長 Plc為25mm的內(nèi)孔44a的澆道套44時，澆道Pl的容積為81.4mm、以 下四舍五入)，澆道Pl的重量g2為0.10g(以下四舍五入)，另外，澆道 Pl的重量g2相對于導光板P的成形品重量gl即4.40g的重量％為 2.3%(以下四舍五入)。再者，在上述情況中，當選擇注入孔"c的直徑 Pla為2.6mm、出模斜度6相對于上述中心線L分別為1。、具有全長 Plc為25mm的內(nèi)孔44a的澆道套44時，澆道Pl的容積為181.0mn^(以 下四舍五入)，澆道P1的重量g2為0.22g(以下四舍五入).另外，澆道 Pl的重量g2相對于導光板P的成形品重量gl即4.40g的重量％為 5,0%(以下四舍五入)。由此，從澆道P1直到成為可以脫模的狀態(tài)之前 的冷卻速度、熔融樹脂的流動以及成形性的觀點考慮，澆道P1相對于 導光板P的重量％在上述范閨即2.3 ~ 5.0%內(nèi)更加優(yōu)選，
此外，在取出2個對角尺寸(實際尺寸)5英寸、板厚0.5mm的導光 板(容積3， 876mm3、重量4.65g)的情況下，當選擇注入孔44c的直徑 Pla為2.6mm、出模斜度0相對于上述中心線L分別為1° 、具有全長Plc為25mm的內(nèi)孔44a的洗道套44時，如上所述，洗道PI的重量g2 為0.22g，澆道P1的比例為2.4重量％。
該澆道PI和流道P2的小型輕質(zhì)化的主要效果在于，通過如上所 述地進行射出模壓和射出壓縮成形，射出速度可以比較慢，因此無需 增大澆道P1的截面積來減少熔融樹脂的流動損失。進而，在射出模壓 和射出壓縮成形中，通過開閉模/合模機構(gòu)來壓縮型腔14、"內(nèi)的樹 脂，從而能夠消除型腔14、 14內(nèi)的樹脂的氣泡，無需從射出裝置側(cè)強 力地進行保壓，因此，澆道P1可以先進行冷卻固化，結(jié)果無需增大澆 道Pl的截面積.特別是在進行澆道切斷的類型中，通過在澆道切斷前 經(jīng)由澆道P1進行保壓，在澆道切斷后停止保壓，由此降低澆道P1的 內(nèi)壓而使?jié)驳繮l稍微產(chǎn)生氣泡，由此能夠更容易地使?jié)驳繮l從澆道 套44的內(nèi)孔44a脫模.
另外，在上述澆道套44的小徑部的周圍形成有用來冷卻澆道Pl 和流道P2的冷卻介質(zhì)流路51。具體而言，在鑲塊43的與澆道套44相 對置的部分，以在澆道P1的縱長方向上為5~10mm、在與縱長方向正 交的方向上的寬度為3~6mm的方式，形成有凹部狀的冷卻介質(zhì)流路 51，在澆道套44和鑲塊43之間分別嵌入有O形環(huán)Ma、 Ma，以防止 冷卻介質(zhì)的泄漏，另外，澆道套44的小徑部的設置有冷卻介質(zhì)流路51 的部分的壁厚44e優(yōu)選為20 30mm左右.此外，在本實施方式中， 由于澆道P1的全長短至25mm，所以在一個部位形成有冷卻介質(zhì)流路 51，但也可以分別冷卻注入孔側(cè)和流道連接部側(cè)。此外，雖然在本實
施方式中冷卻介質(zhì)使用溫度經(jīng)控制的水，但也可以使用油。
另外，如圖2至圖4所示，從澆道套44的流道連接部44d朝向型 腔形成部，在鑲塊43的與可動模具12相對置的面上連續(xù)形成有流道 形成部54.另外，上述流道形成部54形成在相對于抵接塊46的抵接 面46a呈槽狀地低一級的位置(固定盤側(cè)的位置)，從而構(gòu)成形成固定模 具13側(cè)的流道P2的面.另外，流道形成部54的與熔融樹脂的流動方 向正交的方向上的寬度從與澆道套44相鄰的部分朝向型腔14、 14逐 漸變寬。另外，關(guān)于流道形成部54，為了與可動模具12的流道形成部 32保持等間隔，與凹部相對置地形成有凸部，并與凸部相對置地形成 有凹部。
另外，流道形成部54的凹部的部分以連續(xù)的同一面和澆口形成部連接.因此，流道P2和澆口 P3或其形成部并沒有明確的區(qū)別。再者， 與型芯部16的流道形成部32連續(xù)地形成有由澆口切斷部件24的端面 構(gòu)成的澆口形成部.另外，澆口形成部的與熔融樹脂的流動方向正交 的方向上的寬度(澆口切斷部件24的寬度)設置為比澆道Pl的直徑寬。 因此本實施方式的澆口 P3是膜狀澆口的一種，其長度(寬度)為導光板 的側(cè)面(與光入射面相反倒的側(cè)面)的長度的2/3~1/4左右，且經(jīng)由上述 膜狀澆口與流道及型腔連接.
另外，在鑲塊43的流道形成部54與型腔形成塊42的型腔形成部 的主要部形成部42a之間固定有澆口切斷部件45.澆口切斷部件45是 由C標度洛式硬度55 ~ 63HRC的合金工具鋼(SKD鋼)等的硬質(zhì)金屬部 件構(gòu)成的長方形薄板，使用上述硬度比形成型腔形成部的主要部形成 部42a的部件高的金屬。另外，澆口切斷部件45的與熔融樹脂的流動 方向正交的方向上的寬度，形成為與澆口形成部相同或稍寬。再者， 澆口切斷部件45的厚度為0.4 0.8mm左右。另外，澆口切斷部件45 的前表面與型腔形成部16a相對置，成為型腔形成部的一部分，再者， 澆口切斷部件45的澆口部側(cè)的角部形成作為刀的澆口切斷工具4Sa。 再者，澆口部側(cè)的面成為在可動模具12的澆口切斷部件24前進時隔 著微小的間隔相對置的面。
接著根據(jù)圖6的圖表說明本實施方式的成形模具11所進行的成形 方法(射出模壓成形方法)。另外，在本實施方式中，以4.2秒的成形循 環(huán)時間成形出平面方向的對角尺寸為4英寸、板厚為0，38mm的均一板
厚的導光板。其明細為開閉模時間(包含開模時間、取出時間、閉模 時間)1.4秒、中間時間(包含減壓時間)0.1秒、射出時間0力5秒、 保壓時間0.4S秒，冷卻時間2.2秒(實質(zhì)上冷卻是從開始射出開始的)。 因此，在本實施方式中，溫度通過調(diào)溫器控制為80 120TC左右的冷卻 介質(zhì)(冷卻水)比作為要成形的樹脂的聚碳酸酯的玻璃轉(zhuǎn)移溫度Tg低 30-70"C，且向用來冷卻可動模具12的型腔形成部16a的冷卻介質(zhì)流 路17、用來冷卻突出銷23和流道形成部32附近的冷卻介質(zhì)流路33、 用來冷卻固定模具13的型腔形成部的主要部形成部42a的冷卻介質(zhì)流 路50流動。再者，溫度通過調(diào)溫器控制為50 120"C左右的冷卻介質(zhì) (冷卻水)比作為要成形的樹脂的聚碳酸酯的玻璃轉(zhuǎn)移溫度Tg低30 ~ lOOt;，且向用來冷卻澆道套44附近和流道形成部54附近的冷卻介質(zhì)流路51流動。此外，向上述冷卻介質(zhì)流路51輸送的冷卻介質(zhì)的溫度 優(yōu)選為向冷卻介質(zhì)流路50輸送的冷卻介質(zhì)的溫度以下。即也如圖11 所示，在向澆道套44的冷卻介質(zhì)流路51流動的冷卻水的溫度為40" 的情況下，以7秒以上的成形循環(huán)時間會使?jié)驳捞?4過度冷卻，而產(chǎn) 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42之間的溫度差過大時，除了產(chǎn)生不理想的各部分的熱膨脹差之 外，也會有轉(zhuǎn)印上的問題，因此不宜在401C以下進行成形。再者，當 向上述冷卻介質(zhì)流路51流動的冷卻水的溫度為1201C的情況下，在4 秒時發(fā)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。
此外，射出裝置的前部區(qū)(最接近噴嘴的區(qū))的溫度設定為350TC， 并對聚碳酸酯的熔融樹脂進行計量。此外，從熔融樹脂的流動的觀點 考慮，使用聚碳酸酴的情況下的上述射出裝置的前部區(qū)的溫度設定優(yōu) 選設定為320 380TC的比較高的溫度。然后，通過合模缸10動作，使 安裝在可動盤9上的可動模具12與安裝在固定盤6上的固定模具13 抵接，以進行閉模.這時， 一旦型芯部16前進至最前進位置，彈簧1S 收縮，使可動盤9等前進至可動框部19和模具主體部15抵接的閉模完 成位置(O位置)，然后再次通過合模缸10使可動盤9等進行微量后退， 對其進行位置控制使其停止在圖2中的射出開始時的位置A。由此， 能夠使可動模具12的型芯部16停止在比成形完成位置靠近開模方向 的位置。此外，在可動盤的位置通過伺服馬達等以更高的精度確定的 情況下，也可以使可動盤從最初移動至射出開始時的位置A。
這時的可動盤9和可動模具12的型芯部6的射出開始前的位置A 控制成，使可動模具12的型腔形成部16a相對于固定模具13的型腔形 成部42a的距離成為導光板P的板厚加上0.1 ~ 0,3mm的位置.進而優(yōu) 選的是，相對于導光板P的板厚，上述型腔形成部42a和型腔形成部 16a的距離為120% ~ 200%的位置，在板厚較薄的情況下優(yōu)選為上迷比
例中的高數(shù)值；在板厚較厚的情況下優(yōu)選為上述比例中的低數(shù)值.當 停止于該射出開始時的位置A時，通過作為開閉模/合模機構(gòu)的合模缸 10以不改變上述位置的程度略微作用合模力。再者在使用伺服馬達的 情況下，進行位置控制以停止于上述停止位置.
另外，當可動模具12停止，并形成有連接于包含厚度可變的澆口的流道的厚度可變的型腔14、 14時，進行上述型腔14、 14內(nèi)的空氣 的抽吸(吸引)。空氣抽吸是將未圖示的真空裝置和空氣通路34、 53 之間的電磁開閉閥打開，從空氣通路34以及與其連接的型芯部16和 可動框部19的間隙、從空氣通路53以及與其連接的型腔形成塊42和 抵接塊46的間隙等，抽吸型腔14、 14內(nèi)的空氣.在射出開始前使型 腔14、 14內(nèi)為減壓狀態(tài)的目的在于，為了在射出時使熔融樹脂在型腔 14、 14內(nèi)不受空氣的阻力而能迅速地流動至光入射面形成塊20側(cè)的端 部，特別在成形0.2 1.0mm的板厚薄的導光板P時有效。此外，在本 實施方式中，由于噴嘴2b始終抵接于澆道套44，因此在減壓時不會從 澆道套44側(cè)抽吸空氣。
接著，在經(jīng)過既定的中間時間(減壓時間)后，使射出裝置3的未 圖示的射出機構(gòu)動作，使加熱筒2a內(nèi)的螺桿前進來進行熔融樹脂的射 出。另外，經(jīng)由上迷噴嘴2b的噴嘴孔、通過澆道套44的內(nèi)孔"a形 成的澆道P1、流道P2以及澆口P3，將熔融樹脂射出到型腔14內(nèi)。在 本實施方式中，射出速度的峰值設定為200mm/sec，通過射出機構(gòu)的射 出用伺服馬達來控制螺桿的前進速度。但是，射出速度優(yōu)選為150~ 400mm/sec。再者，當通過射出壓縮成形來成形板厚為0.4~1.0mm的 導光板時，也能采用相同的射出速度。上述射出速度150 400mm/sec， 與通過一般的射出成形進行同樣的成形時優(yōu)選為500mm/sec以上相 比，該數(shù)值較低，由于以這樣比較低的射出速度對型腔14、 14內(nèi)進行 射出填充，所以如上所述能夠減小澆道P1和流道P2的重量和容積， 能夠減小所成形的導光板P的澆口附近的內(nèi)部應力。
另外，在進行射出時，由于如上所述合模力為接近O的值，因此， 通過射出壓力使可動模具12的型芯部16和可動盤9等后退，型腔14、 14的間隔變寬。在射出后(與射出完成大致同時)，在合模裝置5側(cè)使作 為開閉模/合模機構(gòu)的合模缸10動作，使可動盤9和可動模具12朝閉 模方向移動.由此，型芯部16相對于可動框部19相對前進，型腔14、 14中的可動模具12的型腔形成部16a相對于固定模具13的型腔形成 部42a的距離變短，因此型腔14、 14內(nèi)的熔融樹脂被壓縮。這時對合 模缸10進行壓力控剁，檢測液壓并控制成設定的400KN。此外，該數(shù) 值換算成型腔14、 14內(nèi)的樹脂壓力為150MPa左右.這時的升壓速度 以0.03秒高速升壓至設定值。此外，升壓速度優(yōu)選較快，優(yōu)選以0.02~O.OS秒升壓.另外合模速度也是優(yōu)選較快，并控制成峰值時輸出300-600mm/sec。此外，在大致相同規(guī)模的情況下，與使用伺服馬達的機構(gòu) 相比，使用合模缸10的機構(gòu)的起動較快，能夠?qū)崿F(xiàn)高速的合模速度。 另外，在本實施方式的對角尺寸為4英寸的導光板的成形的示例中， 以300KN進行合模。此外，根據(jù)情況也可以在射出開始的同時、或在 射出過程中(射出開始后)進行合模，這時，型腔14、 14的間隔有可能 幾乎或完全不變寬.此外，也可以通過位置控制，使可動盤從開閉模/ 合模機構(gòu)的動作開始移動至開始壓縮的既定位置、或成為既定合模力 (或檢測樹脂壓力)的位置，之后變更為壓力控制。
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 控制切換為壓力控制所進行的保壓控制。此外，保壓優(yōu)選為5 20MPa (樹脂壓力)，以進行幾乎沒有緩沖量的射出和保壓.在本實施方式 中，當經(jīng)過既定時間時，通過未圖示的澆口切斷部件驅(qū)動裝置，使可 動模具12的各澆口切斷部件24前進0.45 0.8mm，進行澆口 P3、 P3 的切斷。這時，在可動模具12的澆口切斷部件24的作為刀的澆口切 斷工具24a與固定模具13的澆口切斷部件45的作為刀的澆口切斷工具 45a之間，分別進行澆口P3、 P3的切斷。此外，在進行澆口切斷時， 當然澆口 P3的熔融樹脂不處于完全固化的狀態(tài).
接著，在通過澆道切斷部件24進行了澆口 P3的切斷后，澆道切 斷部件24保持在前進位置.但是，在本發(fā)明中，即使不從射出裝置進 行保壓，借助作為開閉模/合模機構(gòu)的合模缸10的驅(qū)動使可動模具12 的型芯部16前進，由此也能夠進行型腔14、 14內(nèi)的熔融樹脂的壓縮， 因此，即使因冷卻而發(fā)生收縮，也不會產(chǎn)生氣泡，而能進行良好的轉(zhuǎn) 印成形，然后型芯部16前進，最終成為在導光板P的板厚B的位置停 止前進的狀態(tài).另一方面，射出裝置側(cè)停止進行保壓，在既定時間后 可開始進行計量.再者，澆道P1側(cè)由于不從射出裝置3進行保壓，所 以能夠降低澆道P1內(nèi)的壓力，接著，澆道P1通過冷卻介質(zhì)進行冷卻 收縮而發(fā)生微小的氣泡，而容易在其與澆道套44的內(nèi)孔44a之間形成 間隙，再配合上對內(nèi)孔44a實施粗糙面加工，而容易拔出澆道P1。
再者，在本實施方式中，由于澆道P1相對于上述中心線L設置 有各為1。的出模斜度6，所以更容易將澆道Pl拔出.當出模斜度e 過小(分別小于0.5。)時，無法拔出澆道P1;當出模斜度6過大(分別大于2° )時，流道連接部44d附近的澆道P1的冷卻固化的進展相 對于注入孔44c附近的澆道Pl的冷卻固化的進展較慢，因此如果勉強 拔取澆道P1，則澆道P1在流道P2的附近發(fā)生切斷的可能性變高。再 者，注入孔44c的直徑Pla為2.0mm，可防止在拔取澆道Pl時發(fā)生牽 絲.當注入孔44c的直徑超過3.0mm時會發(fā)生牽絲，當注入孔44c的 直徑小于1.6mm時樹脂的流動損失變大，因此要求比本實施方式的數(shù)
值更高的射出速度，導光板P發(fā)生次品的可能性變高.
然后經(jīng)過既定時間后，降低合模力，并且從可動模具12的可動框 部19與型芯部16之間的空氣通路34、以及固定模具13的抵接塊46 與型腔形成塊42和鑲塊43之間的空氣通路53等，對型腔14、 14和流 道P2作用脫模用空氣.接著使合模裝置動作，依次進行排壓、開模。 這時，由于和澆道Pl成為一體的流道P2咬合于咬入部23a，因此，將 澆道Pl從澆道套44拔出，并以和流道P2 —起保持于可動模具12側(cè) 的狀態(tài)被取出.再者，進行澆口切斷后的導光板P、 P也以保持于可動 模具12側(cè)的狀態(tài)從模具形狀被取出，
再者，在可動模具12停止在開模完成位置的大致同時，未圖示的 取出用機器人動作，并且射出裝置的突出銷23前進.本實施方式所使 用的取出用機器人能分別進行澆道P1和流道P2的把持、以及對導光 板的吸附的保持。此外，在上述取出時，澆口切斷部件24處于停止在 前進位置的狀態(tài)。此外，本實施方式的導光板的澆口 P3由于不是成為 光入射面的部分，因此即使保持原樣而不進行精加工處理也能作為導 光板使用。再者，澆道P1和流道P2如上所述重量y。極小，但也能另 外進行循環(huán)利用.另外，這時由于澆道P1的直徑小，也可用小型的粉 碎機進行粉碎，能夠提高原生材(virgin material)的比例。
接下來記栽導光板的對角尺寸和板厚與成形條件的關(guān)系。導光板 的對角尺寸和板厚的關(guān)系，雖有些部分能夠通過樹脂及其成形條件涉 及而無法做嚴密的區(qū)分，但大致區(qū)分如下.對角尺寸2~5英寸的導光 板能在板厚為0.3-0.5mm的自由的范圍內(nèi)進行成形，依其條件也可以 成形出0.2mm以上的導光板，附帶一提，在1次成形2個對角尺寸為2 英寸、板厚為0.3mni的導光板的情況下，容積為744mm3，成形品重量 gl為0.89g。另外，在對角尺寸為5~6英寸的導光板中，從樹脂流動 和冷卻速度的關(guān)系考慮，板厚特別優(yōu)選為0.3~0.6mm，在對角尺寸為6~7英寸的導光板中，板厚特別優(yōu)選為0.4~0.6mm。另外，例如在7 英寸的導光板中，由于從澆口至離澆口最遠的角部的距離約為15cm， 因此越是大型的導光板就越要求高的射出速度和高的合模速度。再 者，越是大型的導光板，為了使樹脂的流動良好，優(yōu)選使熔融樹脂的 溫度較高。再者，關(guān)于合模力，在l次成形1個或2個對角尺寸為2~ 5英寸的導光板的情況下，合模力優(yōu)選為200~500KN，在1次成形1 個6英寸以上的導光板的情況下，合模力優(yōu)選為500~1000KN.合模
力考慮導光板的投影面積確定為，所希望的合模速度峰值時可以實現(xiàn) 300~600mm/sec。
導光板的成形循環(huán)時間需要以下的時間。關(guān)于1次成形2個對角 尺寸為2~5英寸、板厚為0.2 ~ 0.5mm的導光板的情況、1次成形l個 對角尺寸為5~7英寸、板厚為0,4~0.6mm的導光板的情況，從閉模 完成經(jīng)射出到達開始開模的時間(成形時間)為1.75-4.0秒，從開始開 模經(jīng)導光板的取出到達閉模完成的時間(開閉模時間)為0.75-2.2秒， 總的成形循環(huán)時間可在6.2秒以內(nèi).此外，圖15是表示通過本發(fā)明所 包含的射出壓縮成形以最短2.5秒的循環(huán)時間成形出導光板的情況下 的圖表，這時的明細為，開閉模時間(取出時間、中間時間)為0.75秒， 射出延遲時間(增壓時間)為0.1秒，射出時間為0.05秒，保壓時間為0.4 秒，冷卻時間為1.2秒。此外，在本發(fā)明的導光板的成形中，導光板的 板厚最高為l.Omm以下，導光板的平面方向的尺寸不會對成形循環(huán)時 間產(chǎn)生太大影響。對成形循環(huán)時間影響最大的是壁厚最厚的澆道P1(其 中特別是流道連接部)，若要進一步縮短成形循環(huán)時間，則會引起澆道 Pl的冷卻時間不足，澆道的固化不足，因此會發(fā)生澆道P1的切斷。 如圖16的圖表所示，對角尺寸3英寸、板厚0.6mm (均一板厚)的具 有轉(zhuǎn)印圖案的導光板也能夠以6.0秒的成形循環(huán)時間通過射出壓縮成 形進行成形，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(huán)時間有越長的傾向，然而當成形循環(huán)時間進一步增長 時存在不具有經(jīng)濟性等的問題，進而例如超過9~10秒時，還會發(fā)生
進而，本發(fā)明也可以通過如圖8所示的其他實施方式的導光板的 成形模具61來進行射出壓縮成形或射出模壓成形。該成形模具61是 所謂的嵌合式模具.具體而言，在固定模具66的凹部內(nèi)嵌合有可動模具62的凸部時，嵌合面64b、 65a和型腔側(cè)面形成部71a之間會產(chǎn)生不 致使熔融樹脂漏出的微小的間隙，并在兩模具62、 66之間形成型腔72。 另外，固定模具66的澆道套69也可以應用與圖2等所示的實施方式 相同的澆道套，變更的范閨也相同，
關(guān)于本發(fā)明，雖未逐一列舉，但并不限于上述的本實施方式，當然 也可以應用本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明主旨進行的變更。在本實施方 式中說明了對角尺寸為4英寸的便攜電話用的導光板的成形模具11， 但導光板的形狀及種類沒有限定。因此，即可以是板厚均一的導光板， 也可以是板厚從光入射面?zhèn)瘸硪粋?cè)越來越薄的楔型導光板。楔形導 光板在光入射面以外的部分形成有澆口 ，能夠成形出薄壁部的板厚在 上述的0.2 0.6mm范圍內(nèi)的導光板。再者關(guān)于光的入射，可以是從側(cè) 面入射的側(cè)光型導光板、從背面入射并從前面出射的背光型導光板(包 含稱為光擴散板的導光板)、以及將外光反射的導光板。再者，反射面 和光出射面的形狀也可以考慮鏡面、凹點、凹槽和全息圖等各種組合。 進而也可以假定在本發(fā)明中進行伴隨光的入射和出射的透鏡以及其他 薄板?？傊?，本發(fā)明的射出模壓成形和射出壓縮成形對至少一方為轉(zhuǎn)
印面的情況有效。
再者，在本實施方式中，針對在水平方向進行開閉模的射出壓縮 成形機上所安裝的成形模具ll進行了說明，但也可以應用于在垂直方 向上進行開閉模的情況.進而，在上述實施方式中，對通過射出成形 機的開閉模/合模機構(gòu)改變固定模具的型腔形成部和可動模具的型腔形 成部間的距離以壓縮熔融樹脂的情況進行了說明，但也可以在可動盤 或可動模具內(nèi)設置射出模壓用的液壓缸，通過該液壓缸使型芯部移動 以壓縮熔融樹脂。
進而，關(guān)于成形所使用的樹脂，雖僅記載了聚碳酸酯(例如出光 興產(chǎn)的達夫隆LC1500)，但只要是光學性能和流動性優(yōu)異的樹脂，也 可以是其它樹脂，例如可以列舉出甲基丙烯酸樹脂(比重1.2)、環(huán)烯 烴聚合物樹脂(比重1.2)等。另外，本發(fā)明中的導光板所包含的范疇 可以是光擴散板等具有透光性的樹脂板.
權(quán)利要求
1.一種導光板的成形模具，在形成于固定模具和可動模具之間的型腔形成部內(nèi)進行導光板的成形，其特征在于，包括型腔形成部，能夠壓縮成形出成形品容積為7.8cm3以下的導光板；澆道套，經(jīng)由流道形成部與上述型腔形成部連接，具有注入孔的直徑為1.6～2.6mm、流道連接部的直徑為3.6mm以下、且相對于中心線具有出模斜度的角度的內(nèi)孔；以及冷卻介質(zhì)流路，配設在該澆道套的周圍，且與冷卻上述型腔形成部的冷卻介質(zhì)流路獨立地形成。
2. 如權(quán)利要求l所述的導光板的成形模具，其特征在于，上述澆 道套的內(nèi)孔的相對于中心線的出模斜度的角度為0.5° ~2° 。
3. —種導光板的成形模具，在形成于固定模具和可動模具之間的 型腔形成部內(nèi)進行導光板的成形，其特征在于，包括型腔形成部， 能夠壓縮成形出成形品容積為7.8 113以下的導光板；澆道套，經(jīng)由流道形成部與上述型腔形成部連接，且具備注入孔和流道連接形成部；上述注入孔和流道連接部中的至少一方為非正圓形狀，其面積在 與根據(jù)權(quán)利要求1所述的注入孔的直徑算出的注入孔面積對應的面積 范閨內(nèi)、或在與根據(jù)流道連接部的直徑算出的流道連接部面積對應的 面積范圍內(nèi)。
4. 如權(quán)利要求1至3中的任一項所述的導光板的成形模具，其特 征在于，上述澆道套的內(nèi)孔實施了粗糙面化處理.
5. —種導光板的成形方法，在形成于固定模具和可動模具之間的 型腔形成部內(nèi)進行導光板的成形，其特征在于，包括型腔形成部，能夠壓縮成形出成形品容積為7.8ci^以下的導光板澆道套，經(jīng)由流道形成部連接于上述型腔形成部，具有注入孔的 直徑為1.6~2.6mm、流遣連接部的直徑為3.6mm以下、且對中心線具有出模斜度的角度的內(nèi)孔；冷卻介質(zhì)流路，配設于該澆道套的周圍，與冷卻上述型腔形成部的冷卻介質(zhì)流路獨立地形成；經(jīng)由上述澆道套射出熔融樹脂，通過開閉模/合模機構(gòu)壓縮型腔形成部內(nèi)的熔融樹脂，并且通過上述獨立配設的冷卻介質(zhì)流路來冷卻澆 道，
6. 如權(quán)利要求5所述的導光板的成形方法，其特征在于，輸送至 上述獨立配設的冷卻介質(zhì)流路的冷卻介質(zhì)的溫度設定為輸送至冷卻型 腔形成部的冷卻介質(zhì)流路的冷卻介質(zhì)的溫度以下。
7. 如權(quán)利要求5或6所述的導光板的成形方法，其特征在于，射 出速度為150 ~ 400mm/sec.
8. 如權(quán)利要求5至7中的任一項所述的導光板的成形方法，其特 征在于，以射出裝置的噴嘴始終抵接于澆道套的狀態(tài)進行連續(xù)成形。
全文摘要
本發(fā)明提供一種導光板的成形模具和成形方法，能夠解決以下問題在射出成形中為了將樹脂高速地射出填充到與導光板的板厚大致相等的薄的型腔內(nèi)，需要加大澆道的直徑以減少熔融樹脂的流動損失，還需要對型腔和澆道進行保壓，結(jié)果發(fā)生直到澆道完全冷卻固化所耗時間過長的問題。本發(fā)明的導光板的成形模具(11)具有澆道套(44)，該澆道套(44)經(jīng)由流道形成部(32、54)連接于設置為容積可變的型腔形成部(16a、42a)，具備注入孔(44c)的直徑P1a為1.6～2.6mm、流道連接部(44d)的直徑P1b為3.6mm以下，且相對于中心線具有出模斜度的內(nèi)孔(44a)，并且在周圍具備獨立的冷卻介質(zhì)流路(51)，通過該成形模具(11)成形出成形品容積為7.8cm³以下的導光板(P、P)。
文檔編號B29C45/73GK101306572SQ20071014961
公開日2008年11月19日 申請日期2007年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月15日
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