薄壁構件的成型方法及其裝置的製作方法
2023-10-30 10:52:07 1
專利名稱：薄壁構件的成型方法及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及合成樹脂制的光碟基板、磁記錄基板等具有較寬平面的各種薄壁構件的成形方法及其裝置。
以往，是在將後述圖7(a)所示注射成形機的固定板一側的金屬模a與可動板一側的金屬模b間的模腔c內進行光碟基板的成形。在如此成形時的樹脂材料的固化過程中，通過使設置在可動板中央的澆口切割衝頭P經圖7(a)的狀態直至圖7(b)所示狀態為止上下運動，使燒口部d1從光碟基板d上分離。在此，在通過光碟基板d向金屬模a、b的散熱而充分冷卻、固化後進行模具開啟動作，然而，以往以縮短成形周期為目的、用高速驅動可動板、高速進行模具開啟的同時、使空氣通過在金屬模a上設置的空隙部e、在與光碟基板d的成形平面間進行流動、達到光碟基板d的冷卻與從固定板一側的金屬模a早期剝離。
此外，完成模具開啟後，如將後述的圖8(a)-(c)所示、驅動設置在可動板中央(未圖示)的頂杆、依次使設置在金屬模b上的澆口用頂杆f與基板用頂杆g向上運動、進行澆口d1與光碟基板d的伸出的同時、以往，使空氣在設置在金屬模b上的空隙部h與光碟基板d的成形平面間進行流動、也能使光碟基板d從金屬模b早期剝離。
在完成此頂推動作後、用未圖示的取出機將澆口d1與光碟基板d移送至成形機外。
然而，近來要求成形周期進一步縮短。為此必然要縮短冷卻時間。但是，以往的高速模具開啟時的冷卻雖然能使時間縮短、當使其進一步縮短、引起不是冷卻不足就是使成形後的光碟基板d的模具開啟時與頂推時的溫度比樹脂的熱變形溫度還高、因使光碟基板d從金屬模a、b剝離時的阻力、以及如圖8(c)所示，在金屬模b中、在使光碟基板d的中央部上伸時，在與還未剝離的外周部間產生的力矩而在光碟基板d上產生如圖8(c)所示的大的起伏與彎折。
因此，本發明目的在於提供如下的薄壁構件成形方法及其裝置，就是通過在進行模具開啟與頂推時將薄壁構件的變形抑制在容許量以下、同時用強空氣流促進模開啟時的冷卻與從金屬模上剝離，從而能縮短成形周期而不發生問題。
為達到上述目的的本發明方法，在對光碟基板類薄壁構件的注射成形中，在完成成形工序後、進行模具開啟時、使空氣在固定板一側的金屬模與薄壁構件的成形平面間流動的同時、使金屬模的開啟量達到薄壁構件的變形成為容許量程度、使模具開啟暫時停止、在用空氣流使薄壁構件的整個成形平面已從固定板一側的金屬模上剝離的時刻以後、進行模具的再開啟；或在金屬模的開啟量直至達到薄壁構件的變形成為容許量的程度、為了用空氣流使薄壁構件的成形平面從固定板一側的金屬模剝離、用低速進行模具開啟、其後、用高速進行模具開啟。
這樣結構的本發明、和以往的情況一樣、在進行模具開啟時，在固定板一側的金屬模與薄壁構件的成形平面間使空氣流動開始，然而，在本發明中，在金屬模具開啟量達到薄壁構件的變形成為容許量的程度時使模具開啟暫時停止、或通過直至金屬模開啟量達到薄壁構件的變形成為容許程度，為了用空氣流速使薄壁構件的成形平面從固定板一側的金屬模剝離、用低速進行模具開啟、能用金屬模的開啟度抑制薄壁構件的容許量以上的變形、達到用更強的空氣流、短的流動時間使薄壁構件從固定板一側的金屬模早期剝離的同時，也可通過對薄壁構件進行早期冷卻至熱變形溫度以下來防止上述剝離時的變形、其後由於用高速進行模具開啟，能將充分冷卻的時間縮短、使成形周期中的薄壁構件從固定板一側的金屬剝離、且能使因剝離阻力引起薄壁構件的起伏、彎折問題不發生。
此外，根據本發明方法，在對光碟基板等薄壁構件的注射成形中、在結束成形工序、完成模具開啟後、用使薄壁構件從可動板一側的金屬模剝離、伸出的頂推工序、伴隨頂推動作開始、在可動板一側的金屬模與薄壁構件的成形平面間使空氣流動開始的同時、在用頂推動作使薄壁構件中央的上伸量達到薄壁構件的變形成為容許量的程度時、使頂推動作暫時停止、其後，在用空氣流使薄壁構件的整個成形平面從可動板一側的金屬模剝離的時刻以後、以能將薄壁構件取出的位置、再次進行頂推動作；或者在從薄壁構件的上伸開始、直至薄壁構件中央的上伸量達到薄壁構件的變形成為容許量或接近此量的程變時、為了用空氣流使薄壁構件的整個成形平面從可動板一側的金屬模剝離、使頂推速度成為低速、其後、使頂推速度返回至高速。
在這樣結構的本發明中，與以往的情況一樣，在進行光基板等薄板構件的注射成形中，在結束成形工序、完成模具開啟後、用使薄壁構件從可動板一側的金屬模剝離、伸出的頂推工序、伴隨頂推動作開始、在可動板一側的金屬模與薄壁構件的成形平面間進行空氣流動，然而，本發明通過用頂推動作在薄壁構件中央的上伸量達到薄壁構件的變形成為容許量的程度時、使頂推動作暫時停止；或者通過從薄壁構件的上伸開始、直至薄壁構件中央的上伸量達到薄壁構件的變形成為容許量或接近此量的程度時、為了用空氣流使薄壁構件的整個成形平面從可動板一側的金屬模剝離、使頂推速度成為低速、達到用更強的空氣流、短的流動時間使薄壁構件從可動板一側的金屬模早期剝離的同時，也可通過對薄壁構件進一步冷卻、更容易防止產生熱變形、防止上述剝離時的變形、其後，由於用高速進行頂推、能把在成形周期中進行頂推動作時的薄壁構件從可動板一側的金屬模剝離的時間縮短、且使因剝離時阻力引起薄壁構件的起伏、彎折的問題不發生。
對附圖的簡單說明。
圖1為光碟基板成形用注射成形機的簡要結構圖，圖2表示圖1所示成形機的動作狀態，(a)為模具開啟開始時的剖面圖，(b)為表示頂推動作初期光碟基板中央部的剝離狀態的剖面圖，(c)為表示將光碟基板與澆口取出的頂推狀態的剖面圖，圖3為表示在本發明實施例中、圖1所示成形機的成形動作頂推開始前狀態變化的時間圖，(a)為可動側金屬模開啟位置，(b)為可動側金屬模開啟速度，(c)為在固定側金屬模的空氣流，(d)表示相對固定側金屬模的光碟基板剝離的各狀態，圖4表示變形例中的圖1所示成形機成形動作的頂推開始前狀態變化的時間圖，(a)為可動側金屬模開啟位置、(b)為可動側金屬模開啟速度，(c)為在固定側金屬模的空氣流，(d)表示相對固定側金屬模的光碟基板剝離的各狀態。
圖5表示在本發明實施例中的圖1所示成形機成形動作頂推開始後狀態變化的時間圖，(a)為可動側金屬模開啟位置，(b)為可動側金屬模開啟速度，(c)為在可動側金屬模的空氣流，(d)表示相對可動側金屬模的光碟基板剝離的各狀態，圖6表示變形例中的圖1所示成形機成形動作頂推開始後狀態變化的時間圖，(a)為可動側金屬模開啟位置，(b)為可動側金屬模開啟速度，(c)為在可動側金屬模的空氣流，(d)表示相對可動側金屬模的光碟基板剝離的各狀態，圖7表示傳統例光碟基板成形時頂推前的狀態變化，(a)為澆口切離開始狀態剖面圖，(b)為澆口切離完成狀態剖面圖，圖8表示傳統例中的光碟基板成形時頂推開始時刻以後的狀態變化，(a)為模具開啟開始後狀態的剖面圖，(b)為頂推初期狀態的剖面圖，(c)為表示因光碟基板中央部上伸的剝離狀態的剖面圖。
以下，參照圖1-6對本發明的一實施例以及其變形例進行說明。
本實施例是用圖1所示的注射成形機A對圖2(a)-(c)所示的光碟基板B進行成形。此注射成形機A如圖1所示、具有用固定板1向下固定的例如樹脂注入側金屬模2；用可動板3支承、在與金屬模2之間開閉的金屬模4，將樹脂材料注入金屬模2、4間形成的模腔5內，可形成各種厚度的薄壁光碟基板等。模腔5具有成形樹脂注入口的直澆口部5a以及用通過直澆口部5a注入的樹脂材料對光碟基板B成形的基板部5b。
可動板3用通過連杆7等與其相連的驅動器6使能上下運動、進行上述金屬模4的開合。用從利用微型計算機等的控制機構9給驅動器6的動作信號對此開合動作的開始、停止、中斷及動作速度進行控制。
在金屬模4上，如圖2所示設置用可動板3上的中空工作缸17使上下運動的澆口切割衝頭8、用固定在未圖示的底板上的頂杆12、按照模具開啟進行程度、依次且以規定的動作比率動作的澆口用頂杆13與基板用頂杆14。用來自控制機構9的動作信號適時地使中空工作缸17以及設置在與其相連配管17a的管路中的電磁閥27動作。
此外，在金屬模2上連接使通過間隙部11與在模腔5內已成形的光碟基板B與成形面B2間進行空氣流動的空氣供給機構21，在金屬模4上連接使通過間隙15在模腔5內已成形的光碟基板B與成形面B3間進行空氣流動的空氣供給機構22。各空氣供給機構21、22都含有與對應的金屬模2、4的間隙部11、15相連的空氣供給管路21a、22a、用來自上述控制機構9的動作信號使設置在空氣供給管路21a、22a上的電磁閥23、24適時地開、閉，且按需要使空氣流動開始或停止。
在金屬模2的直澆口部5a上通過固定板1壓入安放注射用工作缸25、每次從加熱缸26預先向注射用工作缸25內的空隙部25a供給規定量的可塑化熔融樹脂、用柱塞25b將其注入模腔5內。用來自上述控制機構9、朝向加熱缸26等的動作信號對此注入操作的開始與停止及注入量的調節進行控制。
為進行以上的控制，使控制機構9與輸入控制方式及各種數據的操作盤9a相連。控制程序的儲存可使用外部儲存媒體，也可以使用控制機構9自身的儲存機構。
用金屬模2、4使注入模腔5的樹脂散熱冷卻，使其從金屬模2、4的壁面側依次固化、成形。
在本實施例中，尤其在此冷卻工序中，將澆口切割衝頭8沿已固定在可動板3上的中空工作缸17向上方按壓，如圖2所示，使澆口部B1從處在金屬模2、4間的模腔5內的成形中的光碟基板B分離。用溫度傳感器31測得光碟基板B的中央部的樹脂溫度。例如若樹脂材料為聚碳酸酯、能進行接近126.5℃程度的規定溫度的冷卻處理、當測得溫度例如為聚碳酸酯達到145℃程度的溫度時、直到控制機構9進行判斷為止、在保持閉模狀態進行自然冷卻。尤其若已知對應樹脂材料的冷卻時間、將其輸入控制機構9、也可以用達到降至規定溫度為止時的經過時間代替上述溫度測定。
在此冷卻結束後、如圖3的時間圖(c)所示，使從金屬模2、在光碟基板B與成形面B3間。通過空氣供給機構的空氣流動開始、同時用驅動器6驅動連杆7使可動板3向下運動，如圖3的時間圖(a)所示進行模具開啟、在開啟量處於光碟基板B的容許變形程度、為了圖示簡單、如在用圖2(a)中的假想線表示的金屬模2已運動狀態所示、在金屬模4已有0.1mm-0.3mm的微量開啟的圖3(c)表示的時刻t1停止開啟動作。在此狀態，在用從上述模具開啟時起的空氣流動使光碟基板B已從金屬模2剝離的時刻t2，乃至在因從金屬模2的流動空氣11a的冷卻已充分進行的時刻t3後，如圖3(a)所示再進行模具開啟。此外，也用高速SO進行上述任一的模具開啟。如圖3的時間圖(c)所示、使用空氣供給機構21的空氣流動在進行頂推動作前的模具開啟時刻t3-t4、因金屬模2、4過分開啟、大多在成為使從金屬模2來的空氣流動無效果或無用的時刻t3』停止。
此外，如圖4所示時間圖的變形例那樣，也可以使到達上述時刻t1-t3為止時的模具開啟速度為低速度S1，成為使至此為止所需的時間tm與上述圖3所示方法的時間相同。
這樣，與傳統情況一樣，在模具開啟時，使從固定板1的一側的金屬模2的光碟基板B與成形平面間的空氣流動開始，然而，在本實施例中，在金屬模4的開啟量成為光碟基板B的變形達到容許量的位置、使模具開啟暫時停止，此外，在圖4的變形例中，通過直至金屬模4的開啟量成為光碟基板B的變形達到容許量的位置為止、為用空氣流動使光碟基板B的成形平面B3從固定板1的一側的金屬模2剝離、用低速度S1進行金屬模4的開啟、用金屬模4的開啟度抑制光碟基板B的容許量以上的變形、由於用更強的空氣流動、為用短的流動時間、使光碟基板B早期從固定板1的一側的金屬模2剝離、同時即使直至使光碟基板B達到熱變形溫度以下、用早期冷卻也能防止上述剝離時的變形、在此以後用高速SO進行模具開啟、能使成形周期的光碟基板B從固定板1的一側的金屬模2剝離，而且能使因剝離阻力引起光碟基板B的起伏、彎折的問題不發生、使充分冷卻的時間縮短。
此外，從圖2(a)所示假想線的初期開啟狀態，在通過可動板3的進一步向下運動到達直至頂推開始狀態將金屬模4較大打開的圖3、圖4所示的時刻t4後、如圖2(b)所示、通過進一步進行模具開啟、用固定在未圖示的底板上的頂杆12按壓澆口用頂杆13、使澆口B1伸出。當如圖5的時間圖(a)所示，從澆口B1已伸出4mm的時刻t5進一步進行模具開啟、使基板用頂杆伸出約0.1mm-0.3mm。如圖2(b)所示，使光碟基板B的中央產生從金屬模4約為上述伸出量0.1mm-0.3mm的剝離。
在光碟基板B的中央從金屬模4已產生上述微量剝離的時刻t6使模具開啟暫時停止。另外，在從如圖5(a)所示的頂推開始時刻t4起直至澆口用頂杆13已伸出時刻t5止的伸出期間的適當時刻t4』(最好在稍前於時刻t5，能獲得未產生過分不足的空氣流動效果)使通過設置在金屬模4上的間隙15、用空氣供給機構22、在光碟基板B與成形平面B3間的空氣流動開始。從用空氣流動時的流動空氣15a使光碟基板B的整個成形平面B3從金屬模4脫離的圖5所示時刻t7進行模具的再開啟。當從此模具的再開啟時刻t7進一步使基板用頂杆14伸出約1.5mm時、使已將光碟基板B的澆口B1切離的中央孔的內徑部如圖2(c)所示從澆口切割衝頭8向上方離開、由於通過使澆口用頂杆13上升到其以上，使澆口B1比光碟基板B進一步上伸得更大、成為處於可將這些光碟基板B與澆口B1取出狀態、使模具開啟動作結束。其後、自動進行光碟基板B與澆口B1的取出、使採用空氣供給機構22的空氣流動停止、可動板3返回至頂推開始位置、頂推動作結束。
此外，如圖6所示的變形例的時間圖所示、在上述頂推動作中，也可使從基板用頂杆14伸出開始時刻t5乃至模具開啟中斷時刻t6，直至光碟基板B的中央從金屬模4產生微量(0.1mm-0.3mm)剝離的時刻t7為止期間的模具開啟速度為低速度S1、用從設置在金屬模4上的間隙15來的空氣流在直至該時刻t7為止，也可使光碟基板B的整個成形平面B3從金屬模4剝離。
這樣，在本實施例與圖6所示變形例中，與傳統情況一樣，在成形結束、完成模具開啟後、用使光碟基板B從可動板3一側的金屬模4剝離與伸出的頂推工序、伴隨頂推動作、從可動板3一側的金屬模4在光碟基板B與成形平面B3間進行空氣流動，然而，在本實施例中，在用頂推動作使光碟基板B中央的上伸量處於光碟基板B的變形成為容許量的位置使頂推動作暫時停止、在變形例中，通過從光碟基板B上伸開始、直至光碟基板B中央的上伸量處於光碟基板B的變形成為容許量或與其接近的量為止，為用空氣流動使光碟基板B的整個成形平面B3從可動板3一側的金屬模4剝離、使頂推速度為低速度S1、用限制光碟基板B的上伸量抑制光碟基板B的容許量以上的變形、用更強的空氣流、用短的流動時間達到光碟基板B從可動板3一側的金屬模4早期剝離。同時，通過進而對光碟基板B進行冷卻、更容易防止熱變形、防止上述剝離時的變形，其後，由於用高速SO進行頂推，能使因剝離阻力引起光碟基板B的起伏、彎折的問題不發生，把在成形周期中的光碟基板B的頂推動作時從可動板3一側的金屬模4的剝離時間縮短。
根據本發明，能達到用金屬模的開啟度抑制薄壁製品的容許量以上的變形、用更強的空氣流、用短的流動時間使薄壁製品從固定板一側的金屬模早期剝離、同時，也通過對薄壁製品進行早期冷卻直至熱變形溫度以下、防止上述剝離時的變形、能使因剝離阻力引起薄壁製品的起伏、彎折的問題不發生，把在成形周期中的薄壁製品從固定板一側的金屬模剝離、且使充分冷卻的時間縮短。
根據本發明，能達到用限制薄壁製品的上伸量抑制薄壁製品的容許量以上的變形、用更強的空氣流動、短的流動時間使薄壁製品從可動板一側的金屬模早期剝離。同時也通過對薄壁製品進而進行冷卻、更容易防止熱變形、防止上述剝離時的變形、能使剝離阻力引起薄壁製品的起伏、彎折的問題不發生、把在成形周期中的薄壁製品的頂推動作時從可動板一側的金屬模的剝離時間縮短。
權利要求
1.薄壁構件的成形方法，對光碟基板類薄壁構件進行注射成形、在完成成形工序後、開啟金屬模時、在固定板一側的金屬模與薄壁構件的成形平面間進行空氣流動的同時，其特徵在於，在金屬模的開啟量達到基板的變形成為容許量的程度時使金屬模開啟暫時停止、在用空氣流使薄壁構件的整個成形平面已從固定側金屬模剝離的時刻以後進行所述金屬模的再開啟。
2.薄壁構件的成形方法，對光碟基板類薄壁構件進行注射成形、在完成成形工序後、開啟金屬模時、在固定板側的金屬模與薄壁構件成形平面間進行空氣流動的同時，其特徵在於，直至金屬模開啟量達到薄壁構件的變形成為容許量程度時，為用空氣流動使薄壁構件的成形平面從固定板側的金屬模剝離、先用低速進行模具開啟其後、用高速進行模具開啟。
3.薄壁構件的成形方法，對光碟基板類薄壁構件進行注射成形，在結束成形工序、完成模具開啟後、用使薄壁構件從可動板側的金屬模剝離、伸出的頂推工序、伴隨開始的頂推動作、在可動板側的金屬模與薄壁構件的成形平面間進行空氣流動的同時，其特徵在於，在用頂推動作使薄壁構件中央的上伸量達到薄壁構件的變形成為容許量程度時、使頂推動作暫時停止，其中，在用空氣流使薄壁構件的整個成形面已從可動板側的金屬模剝離的時刻以後、直至能將薄壁構件取出的位置、再次進行頂推動作。
4.薄壁構件的成形方法，對光碟基板類薄壁構件進行注射成形，在結束成形工序、完成模開啟後、用使薄壁構件從可動板側的金屬模剝離與伸出的頂推工序、伴隨開始頂推動作、在可動板側的金屬模與薄壁構件間進行空氣流動的同時，其特徵在於，在從薄壁構件上伸開始、直至薄壁構件中央的上伸量達到薄壁構件的變形成為容許量或接近於此量的程度時、為了用空氣流使薄壁構件的整個成形平面從可動板側的金屬模剝離、使頂推速度成為低速、其後、使頂推速度返回至高速。
全文摘要
本發明涉及薄壁構件成型方法,對該構件進行注射成型、在模具開啟動作中、直至開啟達到薄壁構件變形成為容許量的程度、為用空氣流使薄壁構件從固定側金屬模剝離、用低速進行模具開啟或使模具開啟暫時停止;或通過在使薄壁構件伸出時、直至薄壁構件伸出量達到薄壁構件的變形成為容許量的程度、為用空氣流使薄壁構件從可動側金屬模剝離用低速進行伸出動作或使伸出動作暫時停止,具有能用強空氣流促進在模具開啟時的冷卻與從金屬模的剝離以及無障礙地縮短成型周期等效果。
文檔編號B29C45/26GK1183617SQ9712316
公開日1998年6月3日 申請日期1997年11月20日 優先權日1996年11月21日
發明者角陸晉二, 丸山義雄, 東田隆亮, 油谷博, 松村圭三 申請人:松下電器產業株式會社