(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製成形品を射出成形法により製造する方法であって、金型キャビティ内に合成樹脂が充填され、型内樹脂圧力により金型キャビティが解放する解放量が成形品の製品部分の最大肉厚の０．５〜２．０％の範囲にあり、保圧開始から全保圧時間の２０％以内の時間で当該所定の解放量となり、かつ、所定の解放量となった後は金型内の圧力が一定となるように保圧を段階的に昇圧することを特徴とする合成樹脂成形品の製造方法。
【請求項２】
金型キャビティの解放量を金型の弾性変形量またはタイバー伸び量の検出器あるいはダイヤルゲージにより測定することを特徴とする請求項１記載の合成樹脂製成形品の製造方法。
【請求項３】
合成樹脂製成形品が液晶表示装置用の導光体またはプリズムミラーである請求項１記載の合成樹脂製成形品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は合成樹脂製成形品の製造方法に関し、特に液晶表示装置用の導光体、プリズムミラーなど偏肉である光学部品の製造に有用な方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂製成形品の射出成形方法としては、金型キャビティ内へ溶融樹脂を射出充填し、その後、スプルやランナ内にある溶融樹脂を介してゲート部が冷却固化するまでキャビティ内に保圧により圧力を付加して金型の形状を転写し、ゲート部が固化した後に金型内の樹脂を冷却固化する方法が通常行われている。一般に、この様な射出成形法における充填・保圧工程においては、溶融樹脂の流動抵抗、樹脂が冷却固化する影響などによりキャビティ内に圧力分布が生じ残留歪分布が生じる。このため、成形品に反り等の変形や離型不良が発生するという問題が生じ、艶消し凹凸などの加工が施された表面形状を有する場合には凹凸形状が変形することがある。このような残留歪分布が生じる場合に、成形後、アニール等の熱処理を施すことにより残留歪の緩和を図ると、残留歪の大きい部分にある艶消し凹凸などの表面形状が崩れたり、残留歪により反りが発生するなどという問題が生じる。上述の問題は特に偏肉した成形品で顕著にみられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
偏肉成形品の製造における前述の問題を解決するため、例えば残留歪を小さくする目的で高い金型温度、高いシリンダ温度、低い射出圧力を採用して成形する方法があるが、この方法では厚肉部でヒケが発生することがある。
【０００４】
また、射出圧縮成形により歪の均一化を図る方法があるが、偏肉成形品を射出圧縮成形法により成形しようとすると、薄肉部の厚さにより圧縮代が制限されたり、薄肉部の冷却速度が大きいため薄肉部で固化層が形成することにより圧縮ができなかったり、圧縮により薄肉部の歪が増大し残留歪分布が大きくなったりするという問題が生じる。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、合成樹脂製成形品、特に液晶表示装置用の導光体、プリズムミラーなどの偏肉した光学部品の製造において均一な残留歪分布が得られ、反り等の変形が小さい成形品を製造する方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する本発明は、合成樹脂製成形品を射出成形法により製造する方法であって、金型キャビティ内に合成樹脂が充填され、型内樹脂圧力により金型キャビティが解放する解放量が成形品の製品部分の最大肉厚の０．５〜２．０％の範囲にあり、保圧開始から全保圧時間の２０％以内の時間で当該所定の解放量となり、かつ、所定の解放量となった後は金型内の圧力が一定となるように保圧を段階的に昇圧することを特徴とする。
【０００７】
すなわち、本発明は、金型キャビティ内に合成樹脂を充填し、型内樹脂圧力により金型キャビティを厚さ方向にわずかに解放させる時の解放量を検出し、保圧時間内において解放量が一定となるように保圧を段階的に昇圧させ、かつ、その解放量が成形品の最大肉厚の０．５〜２．０％の範囲となるように保圧を設定することを特徴とするものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いる射出成形機としては、射出圧縮機構などを有する特殊な射出成形機を用いる必要がなく通常使用されているものでよいが、本発明では、型内の樹脂圧力により金型キャビティを厚さ方向にわずかに解放させるため、型締力が任意の型締力に設定できるものが好ましい。また、型内の樹脂圧力により金型キャビティを厚さ方向にわずかに解放させた時の解放量を検出し、保圧時間内において解放量が一定となるように保圧を段階的に昇圧させるため、保圧の切換え段数が多い射出成形機であることが好ましい。
【０００９】
また、金型キャビティ内に樹脂を充填して保圧に切替えた後、型内の樹脂圧力により金型キャビティを厚さ方向にわずかに解放させた時の解放量を検出するため、金型の弾性変形量またはタイバーの伸び量の位置検出器、ダイヤルゲージ等が設置されているものが好ましい。
【００１０】
なお、ゲートの位置は金型キャビティ内に圧力が伝わるようにするため、成形品厚肉側に設置した方が好ましい。
【００１１】
本発明の方法で用いる合成樹脂としては、熱可塑性樹脂であれば特に制限はなく、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはこれらの共重合体等の透明樹脂などが用いられる。
【００１２】
本発明の製造方法において金型キャビティ内に合成樹脂を射出充填する速度は従来の射出成形法に比べて高速であることが好ましく、バリ、ヤケ、ジュッティング等の成形不良が出ない限り、充填中の溶融樹脂の温度低下を生じないようにできる限り高速であることが好ましい。例えば、メチルメタクリレートを主成分としているメタクリル樹脂の成形では１００〜４００ｃｃ／ｓｅｃ、好ましくは２００〜３５０ｃｃ／ｓｅｃの充填速度が用いられる。
【００１３】
また、溶融樹脂のメルトフロント（充填された溶融樹脂の先端）が、流動末端側のキャビティ内壁に接触し流動が停止すると、キャビティ内圧力が増加しバリ等の成形不良が発生する傾向があるため、溶融樹脂のメルトフロントがキャビティ内壁に接触しない位置となるように射出工程から保圧工程へ切替えることが好ましい。保圧時間については、キャビティ内の樹脂が逆流するとキャビティ内圧力が低下するので、ゲート、スプルまたはランナー部において、一番肉厚の薄い部分が固化するまでの時間とすることが好ましい。
【００１４】
本発明の製造方法で製造された合成樹脂製成形品は、残留歪分布が均一であるので光学部品、特に使用環境条件の厳しい液晶表示装置用の導光体やプリズムミラーなどを本発明により製造することが好ましい。
【００１５】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。なお、射出成形機および物性の測定装置等は以下の通りである。
【００１６】
（イ）射出成形機
射出成形機は住友重機械製ＳＧ−１５０ＳＹＣＡＰ−ＭＩＩＩを用いた。本射出成形機は保圧切替え後所定の時間で四段に切替え可能であり、最大射出圧力は１７８０ｋｇ／ｃｍ２である。
【００１７】
（ロ）金型
金型は縦２３０ｍｍ横６０ｍｍの長方形で板厚が最大で６ｍｍ最小で２ｍｍのテーパー状偏肉形状（概略構成を示す図１を参照。）であり、両面に鏡面仕上加工がなされているキャビティを有する。ゲート部は、図１に示すように厚肉部側に幅１５０ｍｍ、厚さ５ｍｍで取り付けてある。
【００１８】
（ハ）成形材料
成形材料はメタクリル樹脂成形材料である（株）クラレ製パラペットＨＲ−１０００Ｌを用いた。
【００１９】
（ニ）タイバー伸び量検出方法
位置検出器（ソニーマグネスケール製：デジタル位置表示システムＬＹ１０１Ａ）を使用し、タイバーの伸び量を検出した。
【００２０】
（ホ）成形品の残留歪測定方法
Ｌｏｗ  ｓｐｅｅｄ  ｓａｗ（ビューラー社製：ＩＳＯＭＥＴ）を用いて、成形品の長辺の中央部分から短辺に平行に幅１ｍｍの短冊を切り出し、両切断面を２０００番のサンドペーパーおよび金属研磨剤を用いて研磨して鏡面状にし試験片とした。得られた試験片について、バビネ補正器型精密歪計（東芝硝子製：ＳＶＰ−３０ＩＩ）によりＮａ光源を用いて倍率５倍で歪のリターデーションＲを測定し、次式により歪を算出した。
歪（応力）＝Ｒ／（３．８×Ｔ）
ただし、Ｒはリターデーションであり、Ｔはリターデーション測定部の基板の厚さ（ｃｍ）である。なお、３．８とはポリメチルメタクリレートの光弾性定数｛（ｎｍ／ｃｍ）／（ｋｇ／ｃｍ２）｝である。
【００２１】
（ヘ）変形量の測定方法
成形品の変形量の測定は図２に示すように成形品１を定盤２上に静置し、定盤２と成形品１との隙間Ｌを隙間ゲージで測定することにより行い、金型の形状からの誤差を求めた。
【００２２】
（実施例１〜３および比較例１〜８）
（イ）の射出成形機および（ロ）の金型を用いて、（ニ）のタイバー伸び量検出器によりタイバーの伸び量を検出し、保圧工程における圧力を変えて成形することにより図１に示す形状の偏肉成形品を製造した。得られた成形品の残留歪を（ホ）の歪測定方法で、また、変形量を（ヘ）の測定方法により測定した結果を表１に示す。本実施例等における条件は、シリンダ温度２５０℃、金型温度７０℃、充填時間０．４１秒、保圧時間２５秒、冷却時間４５〜６０秒である。
【００２３】
【表１】
0003583204.tif 000002
【００２４】
表１の結果から、本発明の実施例１〜３で得られた成形品の残留歪の分布が小さく変形量が小さいのに対して、保圧を段階的に昇圧させず、金型キャビティ内に合成樹脂を充填して保圧に切替えた後の型内樹脂圧力による金型キャビティ厚さ方向の解放量が一定とはならない比較例１〜５で得られた成形品では残留歪の分布が大きく変形量が大きいことが分かる。
【００２５】
また、保圧を段階的に昇圧させ、金型キャビティ厚さ方向の解放量が一定となるが、解放量が成形品の最大肉厚の０．５％〜２．０％の範囲外となるように保圧を設定して成形を行っている比較例６〜８では、得られた成形品の残留歪が大きく変形量が大きいことが分かる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の合成樹脂製成形品の製造方法によると、特に偏肉成形品の残留歪の分布が極めて均一であり変形が小さい。そのため、例えば、液晶表示装置用のバックライトの導光体用の金型表面に艶消し等の表面凹凸加工がなされている場合でも、離型時の変形に伴う離型ムラによる表面凹凸形状の変形をなくすことができる。また、成形品の残留歪の分布が極めて均一であり変形が小さいので、導光体、プリズムミラーなどの偏肉成形品をハウジング内等に無理なく組み込むことができ、組み込む際の応力がかからないので極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例における成形品の形状を示す図である。
【図２】成形品の変形量の測定方法を示す図である。
【符号の説明】
１  成形品
２  定盤
【図１】
0003583204.tif 000003
【図２】
0003583204.tif 000004