(57)【要約】【課題】表面に微細転写形状を有する比較的大面積の平板成形品の成形に際しても、金型の微細形状部の変形・破損や微細転写形状の変形を防止し、精度良く成形することを目的とする。【解決手段】凹部の深さの深い部分に対応する固定側キャビティ２１を樹脂のガラス転移点温度以上とし、それ以外の固定側キャビティ２１を樹脂のガラス転移点温度以下とした状態で型開きすると共に、凹部の深さの深い部分に対応する箇所をそれ以外の箇所より押し出し量を少なくすることにより、表面に微細な凹部である微細転写形状を有する比較的大面積の平板成形品３０の成形に際しても、微細な凹部に対応する金型の微細形状部の変形・破損や微細転写形状の変形を防止し、精度良く成形することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
深さが連続的に変化する微細な凹形状が表面に形成される平板成形品を樹脂射出成形する際に、
前記深さが最も深くなる前記凹形状が形成される第１の領域を含む複数の領域に前記平板成形品の表面領域を分割する工程と、
固定側金型の前記第１の領域に形成される前記凹形状と向かい合う領域を樹脂のガラス転移点温度以上に昇温すると共にそれ以外の前記固定側金型の領域および可動側金型を前記樹脂のガラス転移点温度以下に保持する工程と、
前記固定側金型および前記可動側金型を合わせてキャビティ内に前記樹脂を射出する工程と、
前記第１の領域に対する押し出し量が最小となるように押し出しピンを押し出しながら最も深い前記深さ以下の間隔で型開きを停止する工程と、
前記型開きを停止した後に前記固定側金型を離型する工程と、
前記可動側金型を離型する工程と
を有することを特徴とする樹脂射出成形方法。
【請求項２】
前記第１の領域の前記深さが連続的に変化する方向と平行な長さが、前記平板成形品の前記深さが連続的に変化する方向と平行な長さの１／３であることを特徴とする請求項１記載の樹脂射出成形方法。
【請求項３】
前記平板成形品が液晶テレビ用の導光板であり、前記凹形状がプリズムであることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の樹脂射出成形方法。
【請求項４】
前記プリズムの深さが、前記導光板の長辺の中央部で最も深くなることを特徴とする請求項３記載の樹脂射出成形方法。
【請求項５】
前記プリズムの深さが、前記導光板の一方の短辺側から他方の短辺側に行くにつれて深くなることを特徴とする請求項３記載の樹脂射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に微細な凹形状を有する平板形状成形品の樹脂射出成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１４，図１５を用いて従来の樹脂射出成形方法について説明する。
図１４は特許文献１に記載された従来の薄肉成形品の離型方法を示す図であり、図１４（ａ）は型開開始時点の断面図、図１４（ｂ）は突き出し後突き出しを一旦停止した状態での薄肉成形品の可動側キャビティからの剥離状態を示す断面図、図１４（ｃ）は平板成形品の突き出し動作が完了した状態を示す断面図である。図１５は特許文献２に記載された従来の平板成形品の離型方法を示す図である。
【０００３】
従来の樹脂射出成形方法において、例えば図１４に示す特許文献１では、光ディスク等の表面に微細形状を有する薄肉の平板成形品３０を金型から離型させる方法を開示されている。この方法は、まず、第１の金型である固定側金型１１と第２の金型である可動側金型１２を密着させてなる空間であるキャビティ１０に樹脂を射出する。次に、射出完了後、第１の金型である固定側金型１１と第２の金型である可動側金型１２の間を開く。この際、固定側金型１１と平板成形品３０との間にエアーブローして隙間を作りながら金型を開く（図１４（ａ））。そして、固定側金型１１と平板成形品３０との隙間Δｔ１が、平板成形品３０の許容される変形量となった時点で型開きを一時停止し、平板成形品３０がキャビティ１０のうちの固定側キャビティ２１から完全に離型された後、型開きを完了させる（図１４（ｂ））。さらに、型開き完了後、平板成形品３０を突き出して可動側キャビティ２２から離型させるにあたって、突き出し開始後、突き出し動作をΔｔ２で一旦停止してエアーブローによって可動側キャビティ２２から平板成形品を取り出す（図１４（ｃ））。
【０００４】
また、特許文献２に記載された従来の離型方法を図１５に順に示す。図１４と同じく、平板成形品３０を金型から離型させる場合、まず、図１５に示すように、第１の金型である固定側金型１１と第２の金型である可動側金型１２を密着させてなる空間であるキャビティ１０に樹脂を射出する（図１５（ａ））。射出完了後、第１の金型である固定側金型１１と第２の金型である可動側金型１２の間を完全に開いていて型開きを完了させる（図１５（ｂ））。その後、平板成形品３０を可動側キャビティ２２から離型させるにあたって、前記平板成形品３０の外周を囲む可動ブロック３８を摺動させて、平板成形品３０の外周部を先にすべて離型もしくは部分的に離型させてから、可動側キャビティ２２から平板成形品３０を取り出す（図１５（ｃ））。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１５４３５９号公報
【特許文献２】特開２００３−１４５５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１４に示す従来の特許文献１による構成は、型開き時において確実に可動側キャビティ２２へ成形品を残して型開きを完了させることを目的としている。しかしながら、固定側キャビティ２１の例えば中央部に設けられたエアー噴出し口３７からエアーブローをすることで必ず固定側が離型の基点となって、確実に可動側キャビティ２２へ成形品を残すことが可能となるものの、エアー噴出し口３７から先の成形品外側については、キャビティ面上の転写形状などにも左右されるため型開き動作の開始によって、固定側から離型される場合も、可動側から離型される場合も発生し、成形品のキャビティからの各部位ごとの離型の順番を制御することはできない。この時、従来の特許文献１では光ディスクという比較的小径の薄肉成形品を対象にしているため成形収縮の影響はないが、比較的大面積の平板の成形品に対してであって、同一面側に微細転写形状が必要で且つその形状が成形品の収縮方向に対して直角方向である場合、同一面側から同時に離型させようとすれば、成形品の収縮のため、離型の順番を制御できないと前記成形品の微細転写形状の変形や、金型の微細形状が変形・破損する場合が発生する。
【０００７】
また、可動側キャビティ２２からの離型に関しては、特許文献１の作用では、比較的大面積の平板成形品の場合、中央部からの離型になり、可動側のキャビティ２２面からの微細転写形状は、収縮の影響を受ける外周部分が遅れて離型されることになるため、同一面側に微細転写形状が必要で且つその形状が成形品の収縮方向に対して直角方向である場合、同一面側の中央部から離型させようとすれば、成形品の収縮によって、前記成形品の微細転写形状の変形や、金型の微細形状が変形・破損する場合が発生する。
【０００８】
また、図１５に示す前記従来の特許文献２による構成では、型開き後、キャビティから平板成形品を取り出す方法において、変形や取り出し時の成形品の落下等の課題を解決することを目的としている。したがって、図１５において平板成形品３０の外周部を囲む可動ブロック３８を成形品の突き出し方向に対して逆の方向に摺動させるため、平板成形品３０の外周部分から離型する作用は働かない。また、従来の特許文献２では液晶テレビの導光板などの比較的大面積の平板成形品を対象としているため、仮に成形品の外周部を囲む可動ブロック３８を平板成形品３０の突き出し方向に摺動させたとしても、成形品の外周部から中央部に向かって順番に確実にキャビティから離型できる保証はない。
【０００９】
本発明は、前記従来の課題を解決するものであって、表面に微細転写形状を有する比較的大面積の平板成形品の成形に際しても、金型の微細形状部の変形・破損や微細転写形状の変形を防止し、精度良く成形することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の樹脂射出成形方法は、深さが連続的に変化する微細な凹形状が表面に形成される平板成形品を樹脂射出成形する際に、前記深さが最も深くなる前記凹形状が形成される第１の領域を含む複数の領域に前記平板成形品の表面領域を分割する工程と、固定側金型の前記第１の領域に形成される前記凹形状と向かい合う領域を樹脂のガラス転移点温度以上に昇温すると共にそれ以外の前記固定側金型の領域および可動側金型を前記樹脂のガラス転移点温度以下に保持する工程と、前記固定側金型および前記可動側金型を合わせてキャビティ内に前記樹脂を射出する工程と、前記第１の領域に対する押し出し量が最小となるように押し出しピンを押し出しながら最も深い前記深さ以下の間隔で型開きを停止する工程と、前記型開きを停止した後に前記固定側金型を離型する工程と、前記可動側金型を離型する工程とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明の樹脂射出成形方法によれば、液晶ＴＶ用の導光板のように表面に凹状の微細転写形状を有する比較的大面積の平板成形品について、特性上必要な微細転写形状を変形なく精度よく維持した状態で金型より離型させることができ、さらに金型キャビティ上の微細形状を変形・破損させることなく離型させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１における平板成形品の形状を示す図
【図２】実施の形態１における平板成形品の微細転写形状を示す図
【図３】実施の形態１における金型と成形品の詳細図
【図４】実施の形態１の樹脂射出成形方法における離型の状態を示す工程断面図
【図５】実施の形態１における押し出しピンのレイアウトを示す図
【図６】本発明における樹脂射出成形方法を示す図
【図７】実施の形態１におけるキャビティの温度制御を説明する図
【図８】実施の形態２における平板成形品の形状を示す図
【図９】実施の形態２における平板成形品の微細転写形状を示す図
【図１０】実施の形態２における金型と成形品の詳細図
【図１１】実施の形態２の樹脂射出成形方法における離型の状態を示す工程断面図
【図１２】実施の形態２における押し出しピンのレイアウトを示す図
【図１３】実施の形態２におけるキャビティの温度制御を説明する図
【図１４】特許文献１に記載された従来の薄肉成形品の離型方法を示す図
【図１５】特許文献２に記載された従来の平板成形品の離型方法を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
まず、図１〜図７を用いて、実施の形態１における樹脂射出成形方法について説明する。
【００１４】
図１は実施の形態１における平板成形品の形状を示す図であり、本発明の実施の形態１により得られる平板成形品の概略形状を示した平面図と断面図である。図１（ａ）は上面図、図１（ｂ）は側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’断面図、図１（ｄ）は裏面図である。
【００１５】
図１において、ここでは平板形状成形品が液晶テレビ用の導光板である場合を例にとって説明する。液晶テレビの画面サイズに相当する形状で、一般的には縦横比が図で示すところのＤ：Ｈが１６：９なる平板成形品３０である。本図において、ＬＥＤ光源２６からの光を両側の短辺３３、３４を介して平板成形品３０に照射することによって液晶を光らせるエッジ方式である。このような液晶テレビ用の導光板では、短辺３３、３４側に光源があるので両エッジ方式の導光板であり、Ｂ面側が人が見る方向になる。エッジ方式は光源を導光板の横に配置するため、液晶用テレビなど導光板ユニットの厚みを薄くできる利点がある。エッジ方式でＬＥＤ光源２６の光を導光板の中央部３５まで届かせて中央部３５の中心輝度を高くし、全体の輝度を満足させるために、Ａ面に微細形状であるプリズム３１が短辺３３、３４に対して平行に板厚方向に掘り込んで設けられている。プリズム３１は複数本配置され且つ高さは入光部である両側の短辺３３，３４から徐々に中央部３５に近づくほど高くなる設定になっている。図において、高さの違いを表現するために、微細形状であるプリズム形状について間隔を空けて記載しているが、実際は光学特性を満足するピッチで配置されている。
【００１６】
図２（ａ）は導光板の入光部側から中央部におけるプリズム高さの分布を示した図であり、横軸は導光板の長辺長さに相当し、縦軸はプリズム高さを示す。同図（ｂ）は成形品の入光部と中央部のプリズム形状の詳細図である。図で示すようにプリズム高さは、入光部の端部では約２〜５μｍであり、中央部は最大５０〜１００μｍ程度である。その間の高さは、入光部の端部から中央部の最大点に向かって徐々に変化して高くなる分布となっている。
【００１７】
短辺３３，３４の導光板の板厚に直角方向から入射した光は、プリズム３１の傾斜面で反射され曲げられて途中で徐々に外に出て行きＢ面側が明るく見えるようになっている。入光部側はＬＥＤ光源２６に近く、プリズム高さが低くても輝度は確保され、低くすることでより多くの光を中央部へ送ることができるようになっている。そのままでは中央に行くほど光源から遠くなり且つ途中で光が外に出て行くため、徐々に光量は少なくなるが、中央部のプリズム高さを光量低下に対して高く設定することでより少ない光でもより多く反射して外に出す光を多くして中央部の輝度を保つことができる構成となっている。
【００１８】
また、Ｂ面側においては、中央部３５の中心輝度が高くなるように設定されたＡ面側のプリズム３１に対して、全体の輝度ムラを抑えるためにＡ面側と直交するように長辺と平行にプリズム３２が板厚方向に掘り込んで設けられている。プリズム３２も複数本配置され、その間隔はＡ面側と同様に光学特性を満足するピッチで配置され、且つ高さは光量の調節はないので２０〜５０μｍの範囲の値で均一に設定されている。
【００１９】
図３は実施の形態１における金型と平板成形品の詳細図である。図４は実施の形態１の樹脂射出成形方法における離型の状態を示す工程断面図であり、図４（ｅ）は同図（ｂ）の短辺側断面図である。図５は実施の形態１における押し出しピンのレイアウトを示す図であり、図４における押し出しピン４１の平面上のレイアウトを示した図である。
【００２０】
図３において、第１金型である固定側金型１１（以降固定側金型１１と記載）および第２金型である可動側金型１２（以降可動側金型１２と記載）において、平板成形品３０に微細形状であるプリズム３１を転写させるための形状２４を固定側金型１１の固定側キャビティ２１に金型面が凸となる方向で設けている。また、平板成形品３０に微細形状であるプリズム３２を転写させるための形状２５を可動側金型１２の可動側キャビティ２２に金型面が凸となる方向で設けている。上記で説明したとおり、プリズム３１、３２は固定側キャビティ２１側ではプリズム３１は短辺に平行に、可動側キャビティ２２側ではプリズム３２は長辺に平行になるように、形状２４，形状２５を設けている。さらに、固定側金型１１および可動側金型１２の両方とも、金型キャビティを昇温・冷却させるための熱媒体を流す連通穴１３を、固定側キャビティ２１および可動側キャビティ２２に隣接して短辺３３，３４（図１参照）と平行に設けている。なお、可動側キャビティ２２の前記連通穴１３はプリズム方向と同じキャビティの長辺と平行に設けても問題はない。
【００２１】
また、固定側キャビティ２１の長辺方向に沿って複数の押し出しピン４１を図４、図５に示すようにキャビティ外周部に設けている。押し出しピン４１は固定側金型１１と可動側金型１２が密着した状態では平板成形品３０を押し出さない状態を保ち、両方の金型の間が開いた状態では外周面を押し出せる設定となっている。具体的には、図４（ｅ）に示すとおり、押し出しピン４１を平板成形品３０と可動側金型１２の面の両方を押し出す位置に配置すればよい。なお、押し出す機構は図に示すように押し出しピン４１の後部に押し出し用のスプリング４２などを設ければよい。
【００２２】
以下に、上記に示した平板成形品３０である液晶テレビ用導光板（以降導光板と記載）を前記構成による樹脂射出成形によって得る方法を図６（ａ）（ｂ）（ｃ）にて順番に説明する。
【００２３】
まず、樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に保たれた固定側キャビティ２１を有する固定側金型１１と対向する位置にある、樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に保たれた可動側キャビティ２２を有する可動側金型１２において、固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に昇温させる（図６（ａ））。次に、前記固定側金型１１と可動側金型１２との間を成形機の動作によって密着させる。次に、昇温後成形機射出シリンダー（図示せず）にて溶融された樹脂が、成形機ノズル１より固定側金型１１に配置されたスプル２、ランナー３を介して樹脂の注入口であるゲート４より固定側金型１１と可動側金型１２の間に前記固定側金型１１と可動側金型１２との型締め動作によって形成された空間である金型キャビティ１０内に射出される。溶融樹脂を射出後、前記溶融樹脂を固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２が冷却することで平板成形品３０である導光板が取り出せる樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下まで冷却される（図６（ｂ））。次に、前記冷却させた導光板を金型より取り出す（図６（ｃ））。以下、図７を用いて、上記樹脂射出成形方法を詳細に説明する。
【００２４】
図７（ａ）は金型キャビティを昇温・冷却するための方法を示した概略図である。また同図（ｂ）は冷却時の固定側キャビティ２１の温度分布を示す図である。図７（ｂ）において縦軸は固定側キャビティ２１温度であり、横軸は固定側キャビティの長辺の寸法に対応する。昇温プロセスと冷却プロセスは、図７（ａ）に示すように昇温側の熱媒体を供給する装置である高温側温調機５と、冷却側の熱媒体を供給する装置である低温側温調機６と、それぞれの媒体を切り替えて金型キャビティに送媒するためのバルブ切り替え装置７とによってなる。固定側キャビティ２１および可動側キャビティ２２の両方に設けられた連通穴１３に前記昇温側の熱媒体を供給することで、固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に昇温させる。固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２は溶融樹脂の射出前に樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に昇温させることが必要であるため、昇温するタイミングは固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２が密着する前でも後でも問題はない。
【００２５】
次に、固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に保った状態で溶融樹脂を射出し、保圧動作完了後、前記冷却側の熱媒体を供給することで固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を冷却させて平板成形品である導光板を冷却固化する。
【００２６】
前記冷却時において、固定側キャビティ２１の中央部と入光部の冷却勾配に差を設け入光部が樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に冷却されるとき、中央部は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上となるようにする。具体的な方法としては、例えば、図７（ａ）に示すように中央部と入光部である両側の３ゾーンに分け、ゾーンで分ける位置は図２（ａ）で示すところのプリズム高さ分布とおおよそ合致させる。すなわち長辺長さに対してプリズム高さが大きく変化する（高さの比が２〜３倍までとそれ以上）部分となる長辺長さに対する中央部の約１／４の長さ部分と両側である入光部のゾーンに分ける。この時、中央部およびその両側部分である入光部は図７（ａ）に示すバルブ切り替え装置７によって高温側温調機５による昇温用の熱媒体から低温側温調機６による冷却用の熱媒体に切り替えるが、中央部ゾーンに関しては冷却用の熱媒体へ昇温用の熱媒体をバルブＰを介して一定量混合することで冷却速度を遅くし、結果、入光部である両側の部分が樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に到達した時点で、中央部は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上になる設定とする。設定温度は樹脂がアクリル樹脂の場合、樹脂のガラス転移点温度は約９５℃であるので、入光部である両側は９０〜９２℃、中央部は９５〜９７℃狙いとする。この時、ゾーン分けは特に３ゾーンに限定するものではなく、それよりも多くのゾーン分けをしても問題ないが、ガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上となる面積がおおよそ長辺長さの１／３より大きくならない範囲とする。この時、固定側キャビティ２１を昇温や冷却させるための媒体を通す連通穴１３を図３で示したとおり、固定側プリズム２４と平行に通しているために、ゾーン分けで金型キャビティ温度に差を設けても、同じ高さのプリズムではほぼ同じ温度になる。
【００２７】
なお、可動側キャビティ２２については、ゾーン分けをせずに中央部、入光部である両側共に樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に冷却する。
次に、冷却固化した導光板３０の取り出し方法について図４を用いて以下に示す。図４（ａ）は固定側金型１１と可動側金型１２の間を密着させた状態を示す。図４（ａ）において押し出しピン４１は可動側キャビティ面を押しているが固定側キャビティ１１と可動側キャビティ１２が密着しているため、押し出し作用は働いていない。次に、図４（ｂ）に示すとおり、成形機の型締め動作により密着された固定側金型１１と可動側金型１２の間を開いて型開きを開始する。この時、中央部のプリズム高さと同等以下の開き量となる位置ｔで型開きを一旦停止する。前述の通り、固定側キャビティ２１の入光部は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下であり中央部は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上となっている。さらに可動側キャビティ２２側の温度は中央部も入光部とも樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下であるため、平板成形品３０である導光板は型開き時、固定側キャビティ２１側の中央部だけ冷却が遅れている。この冷却状態の差異のため、収縮差である後収縮により可動側キャビティ２２側の導光板が引っ張られることによって、可動側キャビティ２２側の中央部から平板成形品３０が離れやすくなることとなる。さらに、前述の固定側キャビティ２１から押し出しピン４１を押し出すことによって、固定側キャビティ２１から導光板３０は離型される力が働く。押し出しピン４１は図４（ｂ）に示すとおり、長辺方向の入光部である両側では押し出し量を大きく、中央部では小さくなるように徐々に変化させて設定することで、固定側キャビティ２１の外周部から離型させることができる。前述のとおり、中央部では収縮差である後収縮により可動側キャビティ側の導光板を引っ張ることによって可動側キャビティ２２から離型しやすくなっているため、固定側外周部が離型するとともに、固定側中央部には導光板を押し出す力が働かないため、押し出しピン４１の突き出し量の差分を最大量として可動側中央部が離型する。一旦型開きを停止する位置ｔを固定側キャビティ２１の中央プリズム高さと同等以下である５０μｍ程度とすることによって仮に型開き時に固定側キャビティ面から離型したとしても固定側から中央部のプリズムは離型されず、入光部である両端部はプリズムから離型されることとなる。
【００２８】
また、固定側金型キャビティ温度を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上にする範囲を全体のおおよそ１／３としているため、離型時に導光板が可動側キャビティ２２から先に完全に離型されることを防いでいる。
【００２９】
次に、図４（ｃ）に示すように、さらに型開きを進めて、両端部の押し出しピン４１の設定最大ストロークで導光板の入光部側を離型させる。両端部の押し出しピン４１の押し出しストロークは、導光板のプリズム形状の先端角度と押し出しピン４１による最大ストロークでの変形による反り角度が干渉しない寸法であれば問題ない。
【００３０】
具体的にはプリズム３１の先端角度が図２（ｂ）に示すとおり、最大で両側で約８０度であるため、導光板の長辺長さを仮に６００ｍｍとして、中央部分の１／３が離型せず２００ｍｍの範囲で押し出しピンによる突き出し量の差が３ｍｍ生じたとしても傾きは１度以下となりプリズム形状を変形させる力は働かない。
【００３１】
図４（ｄ）に示すように、型開き完了後、可動側金型１２に組み込まれている突き出しピン（図示せず）の動作によって、可動側キャビティ２２の外周部分に貼りついている平板成形品３０である導光板を離型させて取出す。
【００３２】
以上の動作によって本発明の形態によれば、型開き時における導光板の離型順序は、固定側キャビティの中央部を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上とし、入光部から先に押し出しピンで平板成形品３０を押し出すことにより、固定側キャビティの導光板の入光部に対応する短辺３３，３４（図１参照）から離型させることができ、固定側金型キャビティの中央部が離型した後、導光板３０の外周部が可動側金型に貼りついた状態で型開きを完了させた後、導光板を取り出すことができる。そのため、離型した瞬間に導光板を構成する微細プリズム形状について、成形収縮による離型時のプリズム形状の変形を防止し、且つ前記プリズム形状を転写させるための金型キャビティ面に設定したプリズム形状を変形・破損させることなく金型から平板成形品３０を離型できるものであり、結果、設定した光学特性どおりの導光板を精度良く成形できるものである。導光板の長辺長さを６００ｍｍとした場合、成形収縮率として０．５％を見込んだとき長辺での最外部では３ｍｍ収縮することとなる。中央から均等に収縮したとしても１．５ｍｍは小さくなり、中央部が先に離型した場合や同時に離型した場合は外周部分が中央部分に引っ張られ、収縮方向に直角な形状がある場合はその形状が変形する力が働く。この時、収縮方向に直角な形状に対して、外周部分から順番に離型させることで、中央部は冷却が遅れているため収縮分を吸収することができ、プリズム形状の変形を防止し、且つ前記プリズム形状を転写させるための金型キャビティ面に設定したプリズム形状を変形・破損させることなく金型からの離型を実現できるものである。また、プリズム形状は光学特性を満足させるために、入光部側はプリズム高さが低くて高さ精度が必要であり、中央部はプリズム高さが高くて高さ精度はそれほど必要ないため、中央部で収縮分を吸収することで中央部の転写精度が悪くなっても問題はない。本発明による離型経過では図４に示すところのような全体のうねり形状となるが、完全に離型させれば成形収縮が進み、固定側の中央部が縮み、離型変形とは逆方向の力が働くことで解消されて問題ないレベルとなる。
【００３３】
また、上記説明は固定側キャビティ側に短辺と平行なプリズム形状がある平板成形品である導光板で説明したが、可動側キャビティ側に短辺と平行なプリズム形状がある場合においては、金型キャビティの冷却に関して固定側と可動側を逆にして設定すればよく、押し出しピンに関しては固定側に組み込む突き出しピンに押し出しピンと同様の機能を追加すれば問題なく実施することができる。
（実施の形態２）
次に、図６，図８〜図１３を用いて、実施の形態１における樹脂射出成形方法について説明する。
【００３４】
図８は実施の形態２における平板成形品の形状を示す図であり、本発明の実施の形態２により得られる平板形状成形品の概略形状を示した平面図と断面図である。図８（ａ）は上面図、図８（ｂ）は側面図、図８（ｃ）は図８（ａ）のＸ−Ｘ’断面図、図８（ｄ）は裏面図である。
【００３５】
図８において、実施の形態１とは異なる形状の導光板を例にとって説明する。液晶テレビの画面サイズに相当する形状で、一般的には縦横比が図で示すところのＤ：Ｈが１６：９なる平板成形品である。本図において、片側の短辺３３側に配されるＬＥＤ光源２６から導光板に光を照射することによって液晶を光らせるエッジ方式である。この方式は、片側の短辺３３側に光源があるので片エッジ方式の導光板であり、Ｂ面側が人が見る方向になる。エッジ方式は光源を導光板の横に配置するため、液晶用テレビなどの導光板ユニットの厚みを薄くできる利点がある。また片側エッジ方式の場合は、ＬＥＤ光源２６の数を少なくできコスト面から利点がある。ＬＥＤ光源２６の光を導光板の反対側端面サイドまで届かせるためにＡ面に微細形状であるプリズム３１が短辺３３，３４に対して平行に板厚方向に掘り込んで設けられている。プリズム３１は複数本配置され且つ高さは入光面である片側の短辺３３から反対側の短辺３４に徐々に高くなる設定になっている。図において、高さの違いを表現するために、微細形状であるプリズム形状について間隔を空けて記載しているが、実際は光学特性を満足するピッチで配置されている。図９（ａ）は導光板の入光部側である短辺３３から反対側の短辺３４におけるプリズム高さの分布を示した図であり、横軸は導光板の長辺長さに相当し、縦軸はプリズム高さを示す。同図（ｂ）は成形品の入光部と反対側のプリズム形状の詳細図である。図９で示すようにプリズム３１高さは入光部で２〜５μｍであり、反対側は５０〜１００μｍ程度に徐々に変化して高くなる構成となっている。前記プリズム高さの設定に関する詳細な説明に関しては実施の形態１と同じ効果であるため省略する。
【００３６】
また、Ｂ面側においても同様に、全体の輝度ムラを抑えるためにＡ面側と直交するように長辺と平行にプリズム３２が板厚方向に掘り込んで設けられている。プリズム３２は、複数本配置され、その間隔はＡ面側と同様に光学特性を満足するピッチで配置され、且つ高さは光量の調節はないので２０〜５０μｍの範囲で均一に設定されている。
【００３７】
図１０は金型と平板成形品の詳細図である。図１１は実施の形態２の樹脂射出成形方法における離型の状態を示す工程断面図であり、図１１（ｅ）は図１１（ｂ）の短辺側断面図である。図１２は実施の形態２における押し出しピンのレイアウトを示す図であり、図１１における押し出しピン４１の平面上のレイアウトを示した図である。
【００３８】
図１０において、固定側金型１１と可動側金型１２には、平板成形品３０に微細形状であるプリズム３１を転写させるための形状２４を固定側キャビティ２１に金型面が凸となる方向で設けている。また、平板成形品３０に微細形状であるプリズム３２を転写させるための形状２５を可動側キャビティ２２に金型面が凸となる方向で設けている。上記で説明したとおり、プリズム３１、３２は、固定側キャビティ２１側ではプリズム３１は短辺に平行に、可動側キャビティ２２側ではプリズム３２は長辺に平行に設けている。さらに固定側金型１１および可動側金型１２の両方とも、金型キャビティ温度を昇温・冷却させるための熱媒体を流す連通穴１３を、固定側キャビティ２１，可動側キャビティ２２に隣接して短辺３３，３４（図８参照）と平行に設けている。なお、可動側金型１２の前記連通穴１３はプリズム方向と同じキャビティの長辺と平行に設けても問題はない。
【００３９】
また、固定側キャビティ２１の長辺方向に沿って複数の押し出しピン４１を図１１，図１２に示すようにキャビティ外周部に設けている。押し出しピン４１は固定側金型１１と可動側金型１２が密着した状態では平板成形品３０を押し出さない状態を保ち、両方の金型の間が開いた状態では外周面を押し出せる設定となっている。具体的には図１１（ｅ）に示すとおり押し出しピン４１を平板成形品３０と可動側金型面の両方を押し出す位置に配置すればよい。
【００４０】
以下に、上記に示した平板成形品である片側が入光部である液晶テレビ用の導光板（以降実施の形態１と同様に導光板と記載）を前記構成による樹脂射出成形によって得る方法を図６（ａ）（ｂ）（ｃ）にて順番に説明する。なお実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を用い説明を省略する。
【００４１】
まず、樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に保たれた固定側キャビティ２１を有する固定側金型１１と対向する位置にある、樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に保たれた可動側キャビティ２２を有する可動側金型１２において、固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に昇温させる（図６（ａ））。次に、前記固定側金型１１と可動側金型１２との間を成形機の動作によって密着させる。次に、昇温後成形機射出シリンダー（図示せず）にて溶融された樹脂が、成形機ノズル１より固定側金型１１に配置されたスプル２、ランナー３を介して樹脂の注入口であるゲート４より固定側金型１１と可動側金型１２の間に前記固定側金型１１と可動側金型１２との型締め動作によって形成された空間である金型キャビティ１０内に射出される。溶融樹脂を射出後、前記溶融樹脂が固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を冷却させることで平板成形品３０である導光板が取り出せる樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下まで冷却される（図６（ｂ））。次に、前記冷却させた導光板を金型より取り出す（図６（ｃ））。以下、図１３を用いて、上記樹脂射出成形方法を詳細に説明する。
【００４２】
図１３（ａ）は金型キャビティを昇温・冷却するための方法を示した概略図である。また同図（ｂ）は冷却時の固定側キャビティ２１の温度分布を示す図である。図において縦軸は固定側キャビティ２１温度であり、横軸は固定側キャビティの長辺の寸法に対応する。昇温プロセスと冷却プロセスは、図１３（ａ）に示すように昇熱側の熱媒体を供給する装置である高温側温調機５と、冷却側の熱媒体を供給する装置である低温側温調機６と、それぞれの媒体を切り替えて金型キャビティに送媒するためのバルブ切り替え装置７とによってなる。固定側キャビティ２１および可動側キャビティ２２の両方に設けられた連通穴１３に前記昇温側の熱媒体を供給することで、固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に昇温させる。固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２は溶融樹脂の射出前に樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に昇温させることが必要であるため、昇温するタイミングは固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２が密着する前でも後でも問題はない。
【００４３】
次に、固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上に保った状態で溶融樹脂を射出し、保圧動作完了後、前記冷却側の熱媒体を供給することで固定側キャビティ２１と可動側キャビティ２２を冷却させて平板成形品である導光板を冷却固化する。
【００４４】
前記冷却時において、固定側キャビティ２１の入光部と反対側の冷却勾配に差を設け入光部側が樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に冷却されるとき、反対側は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上となるようにする。具体的な方法としては、例えば、図１３（ａ）に示すように２ゾーンに分け、ゾーンで分ける位置は図９（ａ）で示すところのプリズム高さ分布とおおよそ合致させる。すなわち、長辺長さに対してプリズム高さが大きく変化する（高さの比が２〜３倍までとそれ以上）部分となる長辺長さに対する入光部の反対側から約１／４の長さ部分と入光部のゾーンに分ける。この時、入光部のゾーンは図１３（ａ）に示すバルブ切り替え装置７によって高温側温調機５による昇温用の熱媒体から低温側温調機６による冷却用の熱媒体に切り替えるが、入光部と反対側のゾーンに関しては冷却用の熱媒体へ昇温用の熱媒体をバルブＰを介して一定量混合することで冷却速度を遅くする。その結果、入光部側が樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に到達した時点で、反対側は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上になる設定とする。設定温度は樹脂がアクリル樹脂の場合、樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）は約９５℃であるので、入光部は９０〜９２℃、入光部の反対側は９５〜９７℃狙いとする。この時、ゾーン分けは特に２ゾーンに限定するものではなく、それよりも多くのゾーン分けをしても問題ないが、ガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上となる面積がおおよそ長辺長さの１／３より大きくならない範囲とする。この時、固定側キャビティ２１を昇温や冷却させるための媒体を通す連通穴１３を図１０で示したとおり、固定側プリズム２４と平行に通しているために、ゾーン分けで金型キャビティ温度に差を設けても、同じ高さのプリズムではほぼ同じ温度になる。
【００４５】
なお、可動側キャビティ２２については、ゾーン分けをせずに入光部、反対側共に樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下に冷却する。
次に、冷却固化した導光板の取り出し方法について以下に示す。図１１（ａ）は固定側金型１１と可動側金型１２の間を密着させた状態を示す。図において押し出しピン４１は可動側キャビティ面を押しているが固定側キャビティ１１と可動側キャビティ１２が密着しているため、押し出し作用は働いていない。次に、図１１（ｂ）に示すとおり、成形機の型締め動作により密着された固定側金型１１と可動側金型１２の間を開いて型開きを開始する。この時、入光部と反対側のプリズム高さと同等以下の開き量となる位置ｔで型開きを一旦停止する。前述の通り、固定側キャビティ２１側の入光部は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下であり、入光部と反対側は樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上となっている。さらに、可動側キャビティ２２側の温度は入光部も入光部と反対側とも樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以下であるため、導光板３０は型開き時、固定側キャビティ２１側の入光部と反対側だけ冷却が遅れている。この冷却状態の差異のため、収縮差である後収縮により可動側キャビティ側の導光板を引っ張ることによって、可動側キャビティ２２側の入光部とは反対側から平板成形品３０が離れやすくなることとなる。さらに、前述の固定側キャビティ２１から押し出しピン４１を押し出すことによって、固定側キャビティ２１から導光板を離型する力が働く。押し出しピン４１は図１１（ｃ）に示すとおり、長辺方向の入光部では押し出し量を大きく、入光部の反対側では小さくなるように徐々変化させて設定することで、固定側キャビティ２１の入光部側から離型させることができる。前述のとおり、入光部側では可動側のキャビティ２２から離型しやすくなっているため、固定側の入光部が離型するとともに、固定側の入光部とは反対側には導光板を押し出す力が働かないため、押し出しピン４１の突き出し量の差分を最大量として可動側の入光部とは反対側が離型する。一旦型開きを停止する位置ｔを固定側キャビティ２１側の入光部と反対側のプリズム高さと同等以下である５０μｍ程度とすることによって、仮に型開き時に固定側キャビティ面から離型したとしても固定側の入光部と反対側のプリズム形状は離型されず、入光部はプリズム形状から離型されることとなる。
【００４６】
また、固定側キャビティ温度を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上にする範囲を全体のおおよそ１／３としているため、離型時に導光板３０が可動側キャビティから先に完全に離型されることを防いでいる。
【００４７】
次に、図１１（ｃ）に示すように、さらに型開きを進めて、入光部の押し出しピン４１の設定最大ストロークで導光板の入光部を離型させる。入光部の押し出しピン４１の押し出しストロークは、導光板のプリズム形状の先端角度と押し出しピンによる最大ストロークでの変形による反り角度が干渉しない寸法であれば問題ない。
【００４８】
具体的にはプリズムの先端角度が図９（ｂ）に示すとおり、最大で両側で約８０度であるため、導光板の長辺長さを仮に６００ｍｍとして、入光部と反対側１／３が離型せず４００ｍｍの範囲で押し出しピンによる突き出し量の差が３ｍｍ生じたとしても傾きは０．５度以下となりプリズム形状を変形させる力は働かない。
【００４９】
図１１（ｄ）に示すように、型開き完了後、可動側金型１２に組み込まれている突き出しピン（図示せず）の動作によって、可動側金型キャビティ２２側の入光部と反対側の外周部分に貼りついている導光板を離型させて取出すものである。
【００５０】
以上の動作によって本発明の形態によれば、型開き時における導光板の離型順序は、固定側キャビティ２１の入光部を樹脂のガラス転移点温度（Ｔｇ点）以上とすると共に、入光部から先に固定側キャビティ２１に設定した押し出しピンを押し出すことによって、固定側キャビティの成形品の入光部に対応する短辺３３から離型させることができ、固定側キャビティの入光部が離型した後、導光板の入光部の外周部が可動側金型に貼りついた状態で型開きを完了させた後、平板成形品３０を取り出すことができる。そのため、離型した瞬間に導光板の構成であるプリズム形状について、成形収縮による離型時のプリズム形状の変形を防止し、且つ前記プリズム形状を転写させるための金型キャビティ面に設定したプリズム形状を変形・破損させることなく金型から平板成形品３０を離型できるものであり、結果、設定した光学特性どおりの導光板を精度良く成形できるものである。導光板の長辺長さを６００ｍｍとした場合、成形収縮率として０．５％を見込んだとき長辺での最外部では約３ｍｍ収縮することとなる。そのためすべて同じ冷却状態であれば離型時にどこかに収縮分が引っ張られ、収縮方向に直角な形状がある場合はその形状が変形する力が働く。この時、固定側入光部から離型させることができれば、入光部とは反対側は冷却収縮が遅れているため収縮変形を吸収でき、プリズム形状の変形を防止し、且つ前記プリズム形状を転写させるための金型キャビティ面に設定したプリズム形状を変形・破損させることなく金型からの離型を実現できるものである。また、プリズム形状は光学特性を満足させるために、入光部側はプリズム高さが低くて高さ精度が必要であり、反対側はプリズム高さが高くて高さ精度はそれほど必要ないため、収縮分を吸収することで反対側の転写精度が悪くなっても問題はない。本発明による離型経過では図１１、図１２に示すところのような全体のうねり形状となるが、完全に離型させれば成形収縮が進み、固定側の入光部とは反対側が縮み、離型変形とは逆方向の力が働くことで解消されて問題ないレベルとなる。
【００５１】
また、上記説明は固定側キャビティ側に短辺と平行なプリズム形状がある平板形状成形品である片側に入光部のある導光板で説明したが、可動側キャビティ側に短辺と平行なプリズム形状がある場合においては、金型キャビティの冷却に関して固定側と可動側を逆にして設定すればよく、押し出しピンに関しては固定側に組み込みの突き出しピンに押し出しピンと同様の機能を追加すれば問題なく実施することができる。
【００５２】
また、上記各実施の形態では、表面にプリズムが形成される導光板を例に説明したが、表面に深さが連続的に変化する窪み等の微細な凹部が形成された平板成形品を形成に用いることができる。この場合も、凹部の深さの深い部分に対応する固定側キャビティを樹脂のガラス転移点温度以上とし、それ以外の固定側キャビティを樹脂のガラス転移点温度以下とした状態で型開きすると共に、凹部の深さの深い部分に対応する箇所をそれ以外の箇所より押し出し量を少なくすることにより、表面に微細な凹部である微細転写形状を有する比較的大面積の平板成形品の成形に際しても、微細な凹部に対応する金型の微細形状部の変形・破損や微細転写形状の変形を防止し、精度良く成形することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、表面に微細転写形状を有する比較的大面積の平板成形品の成形に際しても、金型の微細形状部の変形・破損や微細転写形状の変形を防止し、平板形状成形品を精度良く成形することができ、表面に微細な凹形状を有する平板形状成形品の樹脂射出成形方法等に有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１    ノズル
２    スプル
３    ランナー
４    ゲート
５    高温側温調機
６    低温側温調機
７    バルブ切り替え装置
１０    キャビティ
１１    固定側金型
１２    可動側金型
１３    連通穴
２１    固定側キャビティ
２２    可動側キャビティ
２４    形状
２５    形状
２６    ＬＥＤ光源
３０    平板成形品
３１    プリズム
３２    プリズム
３３    短辺
３４    短辺
３５    中央部
３７    エアー噴出し口
３８    可動ブロック
４１    押し出しピン
４２    スプリング
Ｐ    バルブ
ｔ    位置
【図１】
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【図２】
2013244739.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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