(57)【要約】【課題】縦横比が大きく、しかも主平面の面積が大きい光拡散板でも、主平面の全域に亘って板厚むらや気泡がない高品質の光拡散板を、安定して、しかも高効率に製造可能にすること。【解決手段】  ホットランナーマニホールド１６を用い、製品成形を行うキャビティ３の主平面に開口してキャビティ３に溶融樹脂を射出する複数個のゲート２０を、キャビティ３の短辺Ｙを四等分して得られる領域のうち、キャビティ３の短辺Ｙを二等分するキャビティ中心線Ｃｙの両側に近接する領域Ａ、Ｂ内に、キャビティ３の長辺方向に間隔をおいて設ける。【選択図】図３
2008229963.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
矩形の薄い板状の光拡散板を射出成形する金型であって、
ホットランナを有し、製品成形を行うキャビティの主平面に開口して当該キャビティに溶融樹脂を射出する複数個のゲートが、前記キャビティの一辺を四等分して得られる領域のうち前記キャビティの前記一辺を二等分するキャビティ中心線の両側に近接する領域に、前記キャビティの他辺の方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項２】
長方形の薄い板状の光拡散板を射出成形する金型であって、
ホットランナを有し、製品成形を行うキャビティの主平面に開口して当該キャビティに溶融樹脂を射出する複数個のゲートが、前記キャビティの短辺を四等分して得られる領域のうち前記キャビティの短辺を二等分するキャビティ中心線の両側に近接する領域に、前記キャビティの長辺方向に間隔をおいて設けられていることを特徴とする射出成形用金型。
【請求項３】
前記キャビティの対角線の長さが５００ｍｍ〜１３００ｍｍで、前記キャビティの深さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、前記キャビティの短辺を二等分するキャビティ中心線よりキャビティ短辺方向に離れた１００ｍｍ以内の領域に、前記ゲートが設けられていることを特徴とする請求項２に記載の射出成形用金型。
【請求項４】
前記キャビティの対角線の長さが５００ｍｍ〜１３００ｍｍで、前記キャビティの深さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、キャビティ面積をＳｍｍ２  、キャビティ深さをｔｍｍ、前記ゲートの個数をＮ個とした場合、下式（１）を満たすことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の射出成形用金型。
２≦Ｎ＜｛Ｓ／（ｔ＋４）｝１０−４    …（１）
これにより、ゲート２０の個数は、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、９個、１０個、
１４個、１５個、１６個の何れかになる。
また、本発明による射出成形用金型は、キャビティの主平面形状が正方形であってもよい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、射出成形用金型に関し、特に、矩形の薄い板状の光拡散板を射出成形する金型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置の直下型光源に用いられる光拡散板は、液晶表示面とほぼ同じ大きさを有する長方形〜正方形の薄い板状をなしており、この光拡散板を、射出成形用金型を用いて、射出成形によって製造する技術がある（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−２７１３０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
光拡散板は、高品質の製品として、矩形（長方形〜正方形）をなす主平面の全域において一様な光学的特性を示す光学的パネルであることを要求される。このため、光拡散板は、主平面の全域に亘って板厚むらや気泡がないことを高度に求められる。
【０００４】
このことに対して、光拡散板を射出成形する金型のキャビティは、光拡散板の製品形状に倣って、光拡散板の大きさに応じた大きさの矩形（長方形〜正方形）をなす主平面の面積（キャビティ面積）に対してキャビティ深さが極端に浅い扁平な矩形空間であるため、キャビティ内において樹脂流動むらを生じることなく、溶融樹脂をキャビティの全域に満遍なく射出充填し、しかも、その射出充填工程で、キャビティ全域に残留気泡や気泡の巻き込みが生じないようにすることは容易ではない。
【０００５】
このようなことから、特許文献１に示されているように、射出成形用金型のゲート個数を選定して品質の良好な光拡散板を効率的に製造することができる製造方法が提案されているが、この製造方法では充分ではなく、高品質の光拡散板を安定して製造することが難しい。
【０００６】
特に、ハイビジョン用液晶テレビに用いられる光拡散板は、アスベクト比が大きく、しかも近年の大画面化により、主平面の全域に亘って板厚むらや気泡がない高品質の光拡散板を安定して製造することの難易度が益々高くなる傾向があり、上述したような従来技術では、対処できなくなってきている。
【０００７】
この発明が解決しようとする課題は、アスベクト比が大きく、大画面化が進んだハイビジョン用液晶テレビに用いられる光拡散板のように、縦横比が大きく、しかも主平面の面積が大きい光拡散板でも、主平面の全域に亘って板厚むらや気泡がない高品質の光拡散板として、安定して、しかも高効率に製造可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明による射出成形用金型は、矩形の薄い板状の光拡散板を射出成形する金型であって、ホットランナを有し、製品成形を行うキャビティの主平面に開口して当該キャビティに溶融樹脂を射出する複数個のゲートが、前記キャビティの一辺を四等分して得られる領域のうち前記キャビティの前記一辺を二等分するキャビティ中心線の両側に近接する領域に、前記キャビティの他辺の方向に間隔をおいて設けられている。
【０００９】
この発明による射出成形用金型は、長方形の薄い板状の光拡散板を射出成形する金型であって、ホットランナを有し、製品成形を行うキャビティの主平面に開口して当該キャビティに溶融樹脂を射出する複数個のゲートが、前記キャビティの短辺を四等分して得られる領域のうち前記キャビティの短辺を二等分するキャビティ中心線の両側に近接する領域に、前記キャビティの長辺方向に間隔をおいて設けられている。・
この発明による射出成形用金型は、好ましくは、前記キャビティの対角線の長さが５００ｍｍ〜１３００ｍｍで、前記キャビティの深さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、前記キャビティの短辺を二等分するキャビティ中心線よりキャビティ短辺方向に離れた１００ｍｍ以内の領域に、前記ゲートが設けられている。
【００１０】
この発明による射出成形用金型は、好ましくは、前記キャビティの対角線の長さが５００ｍｍ〜１３００ｍｍで、前記キャビティの深さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、キャビティ面積をＳｍｍ２  、キャビティ深さをｔｍｍ、前記ゲートの個数をＮ個とした場合、下式（１）を満たすことを特徴としている。
【００１１】
２≦Ｎ＜｛Ｓ／（ｔ＋４）｝１０−４    …（１）
【発明の効果】
【００１２】
この発明による射出成形用金型によれば、ホットランナが用いられていることにより、射出成形機よりの溶融樹脂（熱可塑性樹脂）が、樹脂温度を下げることなく、複数個の各ゲートより製品成形のキャビティ内に射出充填されることになる。これにより、コールドランナである場合に比して、キャビティ内における樹脂流動性が改善され、樹脂流動むらを生じることなく、溶融樹脂がキャビティの全域に満遍なく行き渡るようになる。
【００１３】
しかも、複数個のゲートは、キャビティの一辺（短辺）を二等分するキャビティ中心線の両側に近接する領域に、キャビティの他辺（長辺）の方向に間隔をおいて設けられているから、各ゲートよりの溶融樹脂は、キャビティの中央領域を埋めた後、中央領域より外側領域に拡がるように流動性よく流れ、残留気泡や気泡の巻き込みを生じることがない。
【００１４】
このように、ホットランナの使用とゲート位置とにより相乗的な作用が得られ、縦横比が大きく、主平面の面積が大きい光拡散板でも、主平面の全域に亘って板厚むらや気泡がない高品質の光拡散板として、安定して、しかも高効率に製造することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明による射出成形用金型の一つの実施形態を、図を参照して説明する。
【００１６】
図１は本実施形態の射出成形用金型の要部を示している。射出成形用金型は、固定金型１と可動金型２とで、製品成形（光拡散板成形）のためのキャビティ３を画定している。キャビティ３は、成形対象の光拡散板の製品形状に倣って、光拡散板の大きさに応じた大きさの矩形（長方形〜正方形）をなす主平面と、光拡散板の板厚に対応するキャビティ深さを有する扁平な矩形空間を構成する。
【００１７】
固定金型１は、取付板１１と、ホットランナプレート１２と、固定側型板１３と、キャビティプレート１４とにより構成されている。
【００１８】
ホットランナプレート１２は、ヒータ１５を取り付けられたホットランナーマニホールド１６を内蔵している。キャビティプレート１４はキャビティ３の一方の主平面をなす製品面１７を有する。
【００１９】
固定金型１には、キャビティ３に溶融樹脂を射出するためのゲート２０（図３〜図７参照）が複数個設けられており、その各ゲート２０毎にノズルハウジング２１が取り付けられている。ノズルハウジング２１は、製品面１７に開口してゲート２０を形成されたノズルブッシュ２３、ゲート２０を開閉するバルブゲートピン２４、バルブゲートピン２４を収容して溶融樹脂通路２５を形成するノズルハウジング２１、バルブゲートピン２４の外側に配置されたノズルヒータ２６、バルブゲートピン２４を開閉駆動するピストン・シリンダ部２７等により構成されている。
【００２０】
図示されていない射出成形機のスクリューブ部よりの溶融樹脂は、ホットランナプレート１２、ホットランナーマニホールド１６に形成された溶融樹脂通路２８・２９よりノズルハウジング２１の溶融樹脂通路２５に送られる。ここで、光拡散板を成形する樹脂は、光拡散剤を混練された熱可塑性樹脂、例えば、メタアクリルスチレンやポリスチレンである。
【００２１】
ゲート２０はテーパ孔になっており、このテーパ孔に合わせてバルブゲートピン２４の先端部２４Ａがテーパ軸になっている。図２に示されているように、バルブゲートピン２４の先端部２４Ａがゲート２０のテーパ内周面に着座することにより、ゲート２０が閉じられる。ゲート２０が閉じられる状態より、バルブゲートピン２４が、図２で見て左側に軸線方向移動し、バルブゲートピン２４の先端部２４Ａがゲート２０のテーパ内周面より離間することにより、ゲート２０が開き、溶融樹脂通路２５の溶融樹脂がゲート２０よりキャビティ３内に射出される。
【００２２】
ホットランナーマニホールド１６、更にはノズルヒータ２６が用いられていることにより、射出成形機よりの熱可塑性樹脂は、樹脂温度を下げることなく、複数個の各ゲート２０より製品成形のキャビティ３内に射出充填されることになる。
【００２３】
図２に示されているように、バルブゲートピン２４の先端部２４Ａがゲート２０のテーパ内周面に着座してゲート２０が閉じられている状態にあるとき、バルブゲートピン２４の先端面２４Ｂが製品面１７より所定量（突出量）ｐだけキャビティ３内に突出するように寸法設定されている。
【００２４】
これにより、キャビティ３にて成形される光拡散板には、突出量ｐによる深さの凹状のゲートピン跡ができる。ゲートピン跡が凸状である場合には、光源よりの光線を遮ぎり、影を作り、光拡散板の光学的性能を低下させる原因になるが、ゲートピン跡が凹状である場合には、光源よりの光線を遮ぎることがなく、影を作ることがないから、光拡散板の光学的性能を低下させることがない。
【００２５】
つぎに、ゲート２０の個数、配置位置について、図３〜図７を参照して説明する。図３〜図７は、何れも、アスベクト比が１６：９のハイビジョン用液晶テレビに用いられる光拡散板を成形する射出成形用金型のキャビティ３の主平面を平面視しており、キャビティ３の主平面は、長辺Ｘ、短辺Ｙ、対角線Ｄによる長方形である。図３は４２〜５０インチクラスを、図４は３７〜４２インチクラスを、図５、図６は２８〜３７インチクラスを、図７は２０〜２８インチクラスを各々示している。
【００２６】
何れにおいても、複数個のゲート２０は、キャビティ３の短辺Ｙを四等分して得られる領域（Ｙ／４）のうち、キャビティ３の短辺を二等分するキャビティ中心線Ｃｙの両側に近接する領域Ａ、Ｂ内に、キャビティ３の長辺Ｘの方向に所定の間隔をおいて設けられている。
【００２７】
キャビティ３の対角線Ｄの長さが５００ｍｍ〜１３００ｍｍで、キャビティ３の深さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、キャビティ面積（主平面の面積）をＳｍｍ２  、キャビティ深さをｔｍｍ、ゲート２０の個数をＮ個とした場合、下式（１）を満たすように、ゲート２０の個数が設定される。
【００２８】
２≦Ｎ＜｛Ｓ／（ｔ＋４）｝１０−４    …（１）
これにより、ゲート２０の個数は、４２〜５０インチクラス（図３）のものでは８個、３７〜４２インチクラス（図４）のものでは６個、２８〜３７インチクラス（図５、図６）のものでは４個、２０〜２８インチクラス（図７）のものでは２個であればよい。
【００２９】
ゲート２０の個数が、８個、６個のものでは、ゲート２０は、図３、図４に示されているように、キャビティ３の短辺方向に所定間隔をおいて二列に整列配置される。この場合、ゲート２０の配列位置は、キャビティ３の短辺Ｙを二等分するキャビティ中心線Ｃｙよりキャビティ短辺方向に離れた距離ａ＝１００ｍｍ以内の領域に設定される。  そして、ゲート２０の短辺Ｙ方向の間隔ｙは、ゲート２０の長辺Ｘ方向の間隔ｘより小さい。
【００３０】
ゲート２０の個数が、４個のものでは、図５に示されているように、キャビティ３の短辺方向に所定間隔をおいて二列に整列配置されるか、図６に示されているように、キャビティ３の短辺Ｙを二等分するキャビティ中心線Ｃｙ上に一列に整列配置される。二列配置の場合には、ゲート２０はキャビティ３の短辺Ｙを二等分するキャビティ中心線Ｃｙよりキャビティ短辺方向に離れた距離ａ＝１００ｍｍ以内の領域に設定され、ゲート２０の短辺Ｙ方向の間隔ｙは、ゲート２０の長辺Ｘ方向の間隔ｘより小さい。
【００３１】
ゲート２０の個数が、２個のものでは、ゲート２０は、図７に示されているように、キャビティ３の短辺Ｙを二等分するキャビティ中心線Ｃｙ上に一列に整列配置される。
【００３２】
このようなゲート配置により、各ゲート２０よりの高温の溶融樹脂は、キャビティ３の中央領域を埋めた後、中央領域より外側領域に拡がるように流動性よく流れる。これにより、射出充填工程で、キャビティ全域に亘って残留気泡や気泡の巻き込みを生じることがない。図８は、図５に示されているゲート個数４、二列配置の場合の溶融樹脂の等時到着線を示している。
【００３３】
このように、ホットランナーマニホールド１６の使用とゲート位置とにより相乗的な作用が得られ、縦横比が大きく、主平面の面積が大きい光拡散板でも、主平面の全域に亘って板厚むらや気泡がない高品質の光拡散板が、安定して、しかも高効率に製造されるようになる。
【００３４】
なお、キャビティ３の対角線Ｄの長さが５００ｍｍ〜１３００ｍｍで、キャビティ３の深さが１．０ｍｍ〜５．０ｍｍで、キャビティ面積をＳｍｍ２  、キャビティ深さをｔｍｍ、ゲート２０の個数をＮ個とした場合、下式（２）を満たし、且つ、Ｎ＝２ｎ  、Ｎ＝２ｎ  −２またはＮ＝２ｎ ＋２またはＮ＝２ｎ ＋１またはＮ＝２ｎ  −１のゲートを有するものでもよい。但し、ｎは２〜5の整数である。
【００３５】
Ｎ≧｛Ｓ／（ｔ＋４）}１０−４    …（２）
これにより、ゲート２０の個数は、ｎの選定により、２個、３個、４個、５個、６個、７個、８個、
９個、１０個、１４個、１５個、１６個、１７個、１８個、３０個、３１個、３２個、３３個、３４個の何れかになる。
【００３６】
また、本発明による射出成形用金型は、キャビティの主平面形状が正方形であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明による射出成形用金型の一つの実施形態の要部を示す断面図である。
【図２】一つの実施形態によるノズル先端部の拡大断面図である。
【図３】４２〜５０インチクラスの光拡散板成形のゲート配置を示す平面図である。
【図４】３７〜４２インチクラスの光拡散板成形のゲート配置を示す平面図である。
【図５】２８〜３７インチクラスの光拡散板成形のゲート配置を示す平面図である。
【図６】２８〜３７インチクラスの光拡散板成形のゲート配置を示す平面図である。
【図７】２０〜２８インチクラスの光拡散板成形のゲート配置を示す平面図である。
【図８】一つの実施形態の射出成形用金型による樹脂流動特性を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  固定金型
２  可動金型
３  キャビティ
１１  取付板
１２  ホットランナープレート
１３  固定側型板
１４  キャビティプレート
１５  ヒーター
１６  ホットランナーマニホールド
１７  製品面
２０  ゲート
２１  ノズルハウジング
２３  ノズルブッシュ
２４  バルブゲートピン
２５  溶融樹脂通路
２６  ノズルヒーター
２７  ピストン・シリンダ部
２８・２９  溶融樹脂通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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