热塑性树脂片材的弯折成型用模具、弯折成型方法、和弯折成型体的制作方法

专利名称：热塑性树脂片材的弯折成型用模具、弯折成型方法、和弯折成型体的制作方法
技术领域：
本发明涉及到用于对热塑性树脂片材进行弯折成型的弯折成型用模具、热塑性树 脂片材的弯折成型方法、以及使用所述模具和方法而成型的热塑性树脂片材的弯折成型 体。
背景技术：
近些年，在计算机等的显示装置中，由于省电且薄型化、轻量化的原因，多采用液 晶显示装置。作为使用于液晶显示装置的背光装置，已知有在液晶显示装置的显示部背面配置 多个光源的正下型背光装置，和在显示部侧方配置有光源的侧缘型背光装置。侧缘型背光 装置用于要求薄型化的笔记本型个人计算机等的液晶显示装置。在图18中示出了现有的具有侧缘型背光装置的液晶显示装置的一个例子。图18 为示出现有的液晶显示装置的分解立体图。液晶显示装置200具有液晶面板201和用于照射液晶面板201的背光装置202。 背光装置202具有在表面上形成有凹凸部的、由透明的丙烯树脂等构成的导光板204 ；沿 导光板的两个侧面配设的两个线状光源205 ；使从线状光源205射出的光反射向导光板204 的侧面的反射器206 ；用于使从导光板204射出的光扩散以减小亮度不均的扩散片材207a ； 使经扩散片材207a扩散后的光会聚的透镜片材208 ；使通过透镜片材208而会聚的光再次 扩散开的扩散片材207b ；以及将从导光板204射出的光反射向前表面的反射板209。导光 板204、扩散片材207a、207b、透镜片材208、光源205、反射器206和反射板209组装在树脂 制框架210中，并作为背光装置202配置于液晶面板201的背面。在上述结构的液晶显示装置200中，从线状光源205引导到导光板204内的光经 导光板204扩散、散射后，从导光板的整个表面均勻地射出。从导光板204射出的面状的出 射光进一步透过扩散片材207a、透镜片材208、以及扩散片材207b从而扩散，然后对液晶面 板201进行照明。上述反射器206由与线状光源205大致相同长度的不锈钢或铝等的金属板构成， 如图所示，上述反射器206形成为一面开口，其截面呈大致二字形状，在组装时，在反射器 206内部收纳线状光源205，并使开口面与导光板204的侧面对置配置。并且，为了反射来自 线状光源的光使其高效地入射到导光板，在现有的反射器的内表面上贴附有银蒸镀膜(参 照专利文献1)，或者涂布有由金属氧化物、金属氮化物或者金属碳化物等构成的白色涂料 (参照专利文献2)。专利文献1 日本特开2006-32273号公报(段落0034)专利文献2 日本特开2007-66611号公报(段落0028)然而，现有的使用金属板的反射器有着反射率不足、液晶显示装置的高亮度化有 限度的问题。此外，由于是与金属的复合品，因此也耗费成本。
为了解决上述问题，考虑到下述方式取代金属板，而采用光反射率较高且在内 部具有细微的气泡或气孔的热塑性树脂片材、在热塑性树脂片材上贴附有反射膜的层叠片 材、或者在热塑性树脂片材上蒸镀有金属粒子的片材等，并将它们用模具加热成型成使截 面为大致二字形状。然而，在对所述以热塑性树脂片材为主要材料的反射器使用模具进行加热成型时，会发生由金属板构成的反射器不会发生的退弯(回弹现象)，因此有着形状稳定性差的 问题。一般来说，成型后的反射器要被运送到背光装置制造厂，并在那里组装成背光面板， 而在该过程中，运输时车内温度有时最大可达70°C。在这样的高温环境下放置的话，会使 反射器在运输过程中或者仓库保管过程中伸展开，使组装变得困难，有时甚至会无法组装。 为了抑制这种情况，考虑到在成型时弯折到90°以上，从而抑制高温环境下的形状变化，然 而，在使用模具的弯折成型中，弯折到90°以上是比较困难的，因此需要实施两道工序，即， 在经过使用模具暂时弯折成90度的工序之后，实施通过其他手段再次弯折到90度以上的 工序，因而随着工序数增加和设备投资的增加，使得生产能力恶化。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供无需大幅度的设备投资就能容易地制造出形状稳定 性优良的热塑性树脂片材的弯折成型体的模具、使用该模具的热塑性树脂片材的弯折成型 体的制造方法、以及采用所述模具和方法而成型的热塑性树脂片材的弯折成型体。为了达成上述目的，本发明所述的模具用于对热塑性树脂片材进行弯折成型，并 具有阴模和阳模，其特征在于，所述阳模在与所述热塑性树脂片材的弯折部对应的部分具 有用于将所述热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃的凸部。在所述模具的基础上，优选的是，所述阴模有底面和相对于所述底面大致垂直的 内侧面，所述阳模有与所述阴模的所述底面对置的凸出面；以及与所述阴模的所述内侧 面对置的侧面，所述阳模的所述凸出面和所述侧面中的至少一个面是用于朝向所述阴模的 所述内周面在厚度方向将所述热塑性树脂片材压溃的按压面。此外，优选的是，所述阴模还具有形成于所述底面和所述内侧面之间的阴模侧倾 斜面，所述阳模还具有与所述阴模侧倾斜面对置的、形成于所述侧面和所述凸出面之间的 阳模侧倾斜面，所述阳模的所述凸部设于如下部分所述阳模侧倾斜面上的、与所述阴模的 所述内侧面和所述阴模侧倾斜面之间的分界部对应的部分；以及所述阳模侧倾斜面上的、 与所述阴模侧倾斜面和所述阴模的所述底面之间的分界部对应的部分。进而，在所述模具的基础上，优选的是，在设所述热塑性树脂片材的厚度为t (mm)， 所述阴模的所述内侧面与所述阳模的所述侧面之间的间隙为a (mm)，所述阴模侧倾斜面与 所述阳模侧倾斜面之间的间隙为b(mm)，所述阴模的所述底面与所述阳模的所述凸出面之 间的间隙为c(mm)时，满足t彡b > a彡c的关系。进而，优选的是，在设所述阴模的所述内侧面与所述阴模侧倾斜面所成的角度为 α (度)，所述阴模的所述底面与所述阴模侧倾斜面所成的角度为β (度)时，在所述阳模 侧倾斜面上的与所述阴模的所述内侧面和所述阴模侧倾斜面之间的分界部对应的部分设 置的所述阳模的所述凸部具有顶角为Y (度)的三角形形状的截面，在所述阳模侧倾斜面 上的与所述阴模的所述底面和所述阴模侧倾斜面之间的分界部对应的部分设置的所述阳模的所述凸部具有顶角为S (度)的三角形形状的截面，并且满足α > Y和β > δ的关系。进而，优选的是，所述阳模的所述凸部具有顶角在90°以下的三角形形状的截面。本发明所述的热塑性树脂片材的弯折成型方法特征在于，具有按压工序，在该按压工序中，使用上述中的任意一项所述的模具，对所述热塑性树脂片材进行按压。在上述热塑性树脂片材的弯折成型方法的基础上，优选的是，在所述按压工序之 后，具有以下工序将所述模具加热到70°C以上而且是200°C以下的加热工序；以及在所述 加热工序后将所述模具冷却到40°C以下的冷却工序。此外，在上述热塑性树脂片材的弯折成型方法的基础上，优选的是，所述冷却工序 包括将所述模具水冷至所述热塑性树脂片材的玻璃化转变温度(Tg)的水冷工序；以及在 所述水冷工序后，通过对所述热塑性树脂片材喷射空气将所述热塑性树脂片材冷却到40°C 以下的空冷工序。此外，在上述热塑性树脂片材的弯折成型方法的基础上，优选的是，所述加热工序 是通过用超声波使所述模具振动来进行加热的。进而，在上述热塑性树脂片材的弯折成型方法的基础上，优选的是，在所述按压工 序中，以294MPa以上的压力按压所述热塑性树脂片材。进而，在上述热塑性树脂片材的弯折成型方法的基础上，优选的是，在所述按压工 序之前，具有在所述热塑性树脂片材的弯折部分设置弯折线的弯折线形成工序。本发明所述的热塑性树脂片材的弯折成型体具有底部、相对于所述底部立起设 置的侧壁部、以及连接所述底部和所述侧壁部的连接部，所述侧壁部具有以所述侧壁部和 所述连接部之间的弯折部为基点使所述热塑性树脂片材的壁厚变薄的部分，所述底部具有 以所述底部和所述连接部之间的弯折部为基点使所述热塑性树脂片材的壁厚变薄的部分， 所述侧壁部相对于所述底部向所述底部侧弯折90度以上。在上述热塑性树脂片材的弯折成型体的基础上，优选的是，在设所述侧壁部的厚 度为A (mm)，所述连接部的厚度为B (mm)，所述底部的厚度为C (mm)时，满足B > A≥C的关系。在本发明的模具和热塑性树脂片材的弯折成型体的制造方法中，用设于模具的凸 部将热塑性树脂片材的弯折部在片材的厚度方向压溃，以使在热塑性树脂片材的经弯折部 连接起来的两个面产生相互拉近的方向的力。由此，仅通过一次模具成型就能够将热塑性 树脂片材弯折成型到90度以上，因此无需增加工序数或者进行大幅度的设备投资，就能够 抑制热塑性树脂片材20的回弹现象的发生，能够制造出形状稳定性优良的热塑性树脂片 材的成型体。


图1是示出本发明的实施方式所述的模具的侧视图。图2是用于说明本发明的实施方式所述的反射器的制造方法的图。图3是示出使用本发明的模具进行成型而得的反射器的立体图。图4是示出使用本发明的模具进行成型而得的反射器的侧视图。图5是示出本发明的第一实施方式的变形例所述的模具40的侧视图。
图6是示出本发明的第二实施方式所述的模具50的侧视图。
图7是示出使用本发明的第二实施方式所述的的模具进行成型而得的反射器的 侧视图。图8是示出本发明的其他实施方式所述的模具的侧视图。图9是示出模具的变形例的侧视图。图10是示出模具的其他变形例的侧视图。图11是示出底架一体型反射器的立体图。图12是用于说明使用成型辊对热塑性树脂片材进行的弯折成型的概要立体图。图13是通过与热塑性树脂片材的运送方向垂直的压辊旋转轴的各成型辊的剖视 图。图14是用于说明热塑性树脂片材成型后的状态的图。图15是示出比较例的模具的侧视图。图16是用于说明反射器的形状稳定性的评价方法的图。图17是示出实施例7的模具的侧视图。图18是示出现有的液晶显示装置的分解立体图。标号说明10 模具；11 阴模；12 阳模；13 底面；14 内侧面；15 阴模侧倾斜面；16 凸出 面；17 侧面；18 阳模侧倾斜面；19 凸部；20 热塑性树脂片材；21 弯折线；30 反射器。
具体实施例方式以下，对本发明的实施方式参照附图进行详细说明。(第一实施方式)图1是示出本发明的第一实施方式所述的模具10的侧视图。本实施方式的模具 10是用于使采用热塑性树脂片材为主要材料的、截面呈大致J字形状的反射器(参照图3、 图4)成型的模具。如图所示，模具10具有阴模11和阳模12。阴模11具有底面13、与底面13大致垂直的内侧面14、以及形成于底面13和内侧 面14之间的阴模侧倾斜面15。阳模12具有与阴模11的底面13对置的凸出面16、与阴模11的内侧面14对置的 侧面17、以及与阴模侧倾斜面15对置并形成于侧面17和凸出面16之间的阳模侧倾斜面 18。并且，在该阳模侧倾斜面18上，在与作为弯折成型对象的热塑性树脂片材的弯折部对 应的部分，形成有用于将热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃的凸部19。凸部19设于阳模侧倾斜面18上的、与阴模11的内侧面14和阴模侧倾斜面15之 间的分界部对应的部分，以及阳模侧倾斜面18上的、与阴模侧倾斜面15和阴模的底面13 之间的分界部对应的部分。凸部19是顶角Y和δ为大致90度的截面呈三角形形状的线 状凸起，在热塑性树脂片材的弯折成型时，凸部19能够将热塑性树脂片材的弯折部在厚度 方向压溃。凸部19的顶角Y和δ的角度并不特别限定，但是为了更为有效地发挥压溃功 能，优选具有90度左右的角度。在上述的实施方式中，凸部19的顶角Y (度)和δ (度)为大致90度，而在设阴 模11的内侧面14与阴模侧倾斜面15所成的角为α (度)，阴模侧倾斜面15与阴模的底面13所成的角为β (度)时，优选的是，将设于阳模侧倾斜面18上的与阴模11的内侧面14 和阴模侧倾斜面15之间的分界部对应的部分的凸部19的顶角γ (度)、以及设于阳模侧倾 斜面18上的与阴模侧倾斜面15和阴模的底面13之间的分界部对应的部分的凸部19的顶 角S (度)设定成满足α > γ以及β > δ的关系，进一步优选的是顶角γ和δ的角 度在90度以下。此外，在上述实施方式中，凸部19为截面呈三角形形状的线状凸起，然而也可以是凸部19与阳模侧倾斜面18之间的分界部部分19a和19b的截面具有圆滑的曲线(圆角 形状)的线状凸起。接着，对作为本发明的成型对象的热塑性树脂片材进行说明。在本发明中，所谓热塑性树脂片材包括由热塑性树脂片材单体构成的片材、在 热塑性树脂片材上贴附有反射膜的层叠片材、以及在热塑性树脂片材上蒸镀有金属粒子的 片材等。作为热塑性树脂片材，除了将热塑性树脂加工成片材状而得到的一般的塑料片材 以外，也可以列举在内部具有平均气泡直径在50nm以上、且在50 μ m以下的细微的气泡或 者气孔的热塑性发泡树脂片材。作为该种热塑性发泡树脂片材，例如有内部的气泡直径在 50 μ m以下的发泡塑料制反射片材(例如古河电器工业制造的MCPET (注册商标)等)，该 片材是在高压下使碳酸气体渗透到聚乙烯对苯二甲酸的挤出片材中然后进行加热和发泡 而形成的片材。此外，作为热塑性树脂片材的其他例子，也可以列举这样的片材是含有填 料的热塑性树脂片材，并以填料为核形成有大量气隙。接着，通过图2对使用图1的模具10制造反射器的方法进行说明。首先，如图2 (a)所示，在热塑性树脂片材20的目标弯折部分设置弯折线21 (弯折 线形成工序)。弯折线21例如可以通过按压热塑性树脂片材20以设置线状的凹部(按压 划线(押鄴線))来成型。或者，也可以在热塑性树脂片材20的表面(覆盖线状光源并 反射光的面)或者背面的表皮部分，利用锐利的刀具刻出线状的裂纹(切Λ目)或者接缝 孔(S〉>目)而成型。此外，弯折线21也可以由从表面贯穿到背面的接缝孔成型。弯折 线形成工序是可以省略的，然而通过进行该工序，在后来将热塑性树脂片材20插入到模具 10中时，能够在各面的成型位置没有偏差的情况下进行成型。接着，如图2(b)所示，将热塑性树脂片材20放置至模具10(片材放置工序)。接着，如图2(c)所示，通过阴模11和阳模12夹持热塑性树脂片材20进行按压 (按压工序)。按压时的压力优选为高压力，优选在294MPa(3.0t/cm2)以上。此外，加压时 间只要是能够使阴模11和阳模12达到下述预定的温度的时间以上即可，优选使加压时间 延长，然而时间延长后制造时间也增长了，因此不适于批量生产。接着，如图2 (d)所示，将阴模11和阳模12用加热器等加热到70°C以上且在200°C 以下(模具加热工序)。模具的温度若低于70°C，则在成型后在高温环境下(70°C)会引起 退弯(回弹现象)而不能够维持形状，因此优选在70°C以下且在200°C以上，然而若以高温 进行加热，则紫外线防护剂会变色，因此例如在热塑性树脂片材20上设置有紫外线防止剂 的涂层的情况下，优选为150°C以下的温度。模具10的加热工序也可以在按压工序之前实施。即，也可以预先加热模具10后 按压热塑性树脂片材20。此外，热塑性树脂片材20也可以预先加热。接着，如图2(e)所示，利用冷却水将阴模11和阳模12冷却到40°C以下(冷却工序)，并将热塑性树脂片材20从模具10中取出。
在上述的冷却工序中，也可以将阴模11和阳模12由冷却水冷却至玻璃化转变温 度(Tg)为止(水冷工序)，然后，通过向成型得到的热塑性树脂片材20喷射空气，将热塑性 树脂片材20冷却到40°C以下(空冷工序)，然后热塑性树脂片材20从模具10中取出。另外，在本实施方式中，模具10在用加热器等加热后用冷却水进行冷却，然而并 不限定于此，例如也可以是以阳模12作为振子进行超声波振动。由此，在用阳模12与阴模 11夹持热塑性树脂片材20并按压时，能够将振动集中在压力最大的凸部19，因此能够对热 塑性树脂片材20的与弯折部位相当的部分集中加热使之延伸。其结果是，能够有效地提高 成型性。通过上述工序，能够得到如图3和图4所示的反射器30，反射器30成型为截面呈 大致J字形状，并且具有底部31、相对于底部31立起设置的侧壁部32和33、以及分别将底 部31与侧壁部32和33连接起来的连接部34和35。在如此得到的反射器30中，通过用阳模12的凸部19将弯折线21的部分压溃，从 而如图3和图4所示，侧壁部32和33分别以与连接部34和35之间的弯折部21a和2Id为 基点使壁厚变薄，并且，底部31以与连接部34和35之间的两个弯折部21b和21c为基点 使壁厚变薄。由此，在经由弯折部21a、21b、21c和21d而相互连接的两个面(即侧壁部32 的内侧面32a和连接部34的内侧面34a、连接部34的内侧面34a和底部31的上表面31a、 底部31的上表面31a和连接部35的内侧面35a、连接部35的内侧面35a和侧壁部33的内 侧面33a)上，作用有相互拉近的方向的应力，因此得到反射器30如图3和图4所示，形成 为侧壁部32和33相对于底部31向底部侧弯折了 90度以上的形状，从而抑制了热塑性树 脂片材20的退弯(回弹现象)。此外，不仅是热塑性树脂片材20的弯折部，若对于片材整体也在厚度方向压溃来 进行成型，则成型变得容易，成型后的形状稳定性也好。 如图4所示，当设反射器30的侧壁部32和33的厚度为A，连接部34和35的厚度为 B，底部31的厚度为C，热塑性树脂片材20的厚度为t的时候，优选满足t > B > A > C(式 1)。例如，在t = 0.4 Imm时，C为t的28% 72%，进而优选为38% 56%，A为t的 28% 93%，进而优选为82 90%，B优选与t大致相同。在将底部31压溃的情况下，即满足t > C的条件的情况下，对于与底部31连接的 两个连接面34和35，由于提高了使它们要朝向底部31侧的应力，因此能够进一步提高形状 稳定性。对于连接部34和35，也可以压溃(即t > B)，然而若该部分的压溃量很大，则会 减少弯折部21a、21b、21c和21d的压溃量，因此会使得在经弯折部21a、21b、21c和21d相 互连接起来的两个面产生的相互拉近的方向的应力降低。因此，t = B的条件更为优选。对于侧壁部32和33，即使不压溃，也不会比底部31对退弯的影响大，而若侧壁部 32和33的压溃量小的话，弯折部21a、21b、21c和21d的压溃量也会减小，因此会使得在经 弯折部21a、21b、21c和21d相互连接起来的两个面产生的相互拉近的方向上的应力降低。 因此，t> A的条件是优选的。具体来说，例如在t = 0. 7謹的情况下，C = 0. 2 0. 5謹，特别优选为0. 27 0. 39mm。比0. 5mm厚的话，特别是在高温环境下容易产生退弯。另一方面，压溃至比0. 2mm更薄的话，作为线状光源的反射器的原始功能(即反射特性)降低。此外，优选A = 0.2 0. 65mm，特别优选为0. 58 0. 63mm。为了实现上述式⑴所示的各部位的关系，优选阴模11和阳模12的各间隙如下 所述进行设定。S卩，如图1所示，在设设阴模11的内侧面14与阳模12的侧面17之间的间隙为a (mm)，阴模侧倾斜面15与阳模侧倾斜面18之间的间隙为b(mm)，阴模11的底面13与阳 模12的凸出面16之间的间隙为c(mm)时，优选满足t彡b > a彡c (式2)的关系。像这 样，通过将间隙a和c设定成比热塑性树脂片材20的厚度t小，阳模12的侧面17和凸出 面16起到将热塑性树脂片材20向阴模11的内周面压溃的按压面的功能。c优选为t的28 % 43 %，a为t的28 % 86 %，进而优选为72 % 86 %，b优选 与t大致相同。具体来说，例如在t = 0. 7mm的情况下，优选c = 0. 2 0. 3mm，a = 0. 2 0. 6mm,特别优选为a = 0. 5 0. 6mm,优选b = 0. 7_。如上所说明的，根据本实施方式，仅通过一次模具成型就能够将热塑性树脂片材 20弯折成型至90度以上，因此无需工序数的增加和大幅度的设备投资，就能够抑制热塑性 树脂片材20的回弹现象的发生，能够制造出形状稳定性优良的热塑性树脂片材20的成型 体。另外，在本实施方式中，以使截面呈大致J字形状的反射器30成型的情况为例进 行了说明，但是当然也能够使两侧壁部的长度相同的截面呈U字形状的反射器成型。此外，在本实施方式中，对使用热塑性树脂片材20来成型用于液晶显示装置的背 光单元的反射器30的情况为例进行了说明，然而本发明的应用对象并不限定于此。只要是 使用具有回弹力的热塑性树脂片材的弯折成型体的成型，就能够应用本发明，有助于削减 用于保持形状的工序数以及提高生产性。(第一实施方式的变形例)图5是示出本发明的第一实施方式的变形例所述的模具40的侧视图。本实施方式 的模具40是用于使采用热塑性树脂片材为主要材料的、截面呈大致J字形状的反射器(参 照图3、图4)成型的模具。另外，在模具40的说明中，对与图1中的第一实施方式所述的模 具10的不同点详细进行说明。如图5所示，阴模41具有底面43、与底面43大致垂直的内侧面44、以及形成于底 面43和内侧面44之间的阴模侧倾斜面45。阳模42具有与阴模41的底面43对置的凸出面46、与阴模41的内侧面44对置的 侧面47、以及与阴模侧倾斜面45对置并形成于侧面47和凸出面46之间的阳模侧倾斜面 48。并且，在该阳模侧倾斜面48和侧面47之间、以及在该阳模侧倾斜面48和凸出面46之 间，在与作为弯折成型对象的热塑性树脂片材的弯折部对应的部分，形成有用于将热塑性 树脂片材的弯折部在厚度方向压溃的凸部49。另外，阳模侧倾斜面48和侧面47之间的凸部49设于与阴模41的内侧面44和阴 模侧倾斜面45之间的分界部对应的部分，该阳模侧倾斜面48和凸出面46之间的凸部49 设于与阴模侧倾斜面45和阴模的底面43之间的分界部对应的部分。凸部49是截面呈三 角形形状的线状凸起，在热塑性树脂片材的弯折成型时，凸部49能够将热塑性树脂片材的 弯折部在厚度方向压溃。另外，凸部49的顶角的角度并不特别限定，但是为了更为有效地发挥压溃功能，优选为锐角。
此外，优选阴模41和阳模42的各间隙如下所述进行设定。即，如图5所示，在设阴 模41的内侧面44与阳模42的侧面47之间的间隙为a(mm)，阴模侧倾斜面45与阳模侧倾 斜面48之间的间隙为b (mm)，阴模41的底面43与阳模42的凸出面46之间的间隙为c (mm) 时，优选满足a b c t(式3)的关系。此外，通过与图2相同的工序，能够得到如图3和图4所示的截面成型为大致J字 形状的反射器30，该反射器30具有底部31、相对于底部31立起设置的侧壁部32和33、以及 分别将底部31与侧壁部32和33连接起来的连接部34和35。但是，其厚度为A B C。(第二实施方式)图6是示出本发明的第二实施方式所述的模具50的侧视图。本实施方式的模具 50是用于使采用热塑性树脂片材为主要材料的、截面呈大致J字形状的反射器(参照图7) 成型的模具。如图所示，模具50具有阴模51和阳模52。另外，在模具50的说明中，对与图 1中的第一实施方式所述的模具10的不同点详细进行说明。阴模51具有大致平行的两个侧面54、以及相对于所述内侧面54截面具有圆滑的 曲线(圆角形状)的底面53。阳模52具有与阴模51的内侧面54对置的侧面57、以及与阴模51的底面53对置 的凸出面56。该凸出面56的截面形状为圆滑的曲线状(圆角形状)，并且形成为在与底面 53对置时，凸出面56与底面53之间的间隔在该凸出面56上大致相同。并且，该凸出面56 在与作为弯折成型对象的热塑性树脂片材的弯折部对应的部分，形成有用于将热塑性树脂 片材的弯折部在厚度方向压溃的三处凸部59。凸部59设于凸出面56上的、与阴模51的内侧面54和阴模51的底面53之间的 分界部对应的部分，以及凸出面56上的、与阴模51的底面53的中央部分对应的部分。凸 部59是顶角为大致90度的截面呈三角形形状的线状凸起，在热塑性树脂片材的弯折成型 时，凸部59能够将热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃。凸部59的顶角的角度并不 特别限定，但是为了更为有效地发挥压溃功能，优选具有90度左右的角度。此外，如图6所示，设阴模51的内侧面54和阳模52的侧面57之间的间隙为 d(mm)，阴模51的底面53与阳模52的凸出面56之间的间隙为e(mm)。此外，通过与图2相同的工序，能够得到如图7所示的截面呈大致J字形状的反射 器60，该反射器60具有向内侧弯曲的弯曲部64和弯曲部65、以及相对于弯曲部64和弯曲 部65立起设置的侧壁部62和63。如此得到的反射器60通过用阳模52的凸部59将弯折线部分压溃，从而如图7所 示，侧壁部62与弯曲部64之间的弯折部25a附近的壁厚、弯曲部64和弯曲部65之间的弯 折部25b附近的壁厚、以及弯曲部65和侧壁部63之间的弯折部25c附近的壁厚分别以弯 折部25a、25b和25c为基点变薄。此外，如图7所示，侧壁部62的外侧面62b和弯曲部64的外侧面64b在截面上通 过圆滑的曲线(圆角形状)连接，弯曲部65的外侧面65b和侧壁部63的外侧面63b在截 面上通过圆滑的曲线(圆角形状)连接。此外，弯曲部64的外侧面64b也与弯曲部65的 外侧面65b连接，连接起来的弯曲部64的外侧面64b和弯曲部65的外侧面65b在包括连 接部的整个面上截面形状为圆滑的曲线状(圆角形状)。
由此，在经弯折部25a、25b和25c相互连接的两个面(即，侧壁部62的内侧面62a 和弯曲部64的内侧面64a、弯曲部64的内侧面64a和弯曲部65的内侧面65a、弯曲部65的 内侧面65a和侧壁部63的内侧面63a)上，作用有相互拉近的方向的应力，因此，如图7所 示，得到的反射器60形成为如下形状与侧壁部62和63的连接于弯曲部64及弯曲部65 的下部相比较，侧壁部62和63的上端部更接近通过弯折部25b的平面P，从而抑制了热塑 性树脂片材的退弯(回弹现象)。(第三实施方式) 图8是示出本发明的第三实施方式所述的模具70的侧视图。本实施方式的模具 70是用于使采用热塑性树脂片材作为主要材料的、截面呈大致L字形状的成型体成型的模 具。如图所示，模具70具有阴模71和阳模72。阴模71是由底面73和相对于底面73大致垂直的内侧面74构成的截面呈L字形 状的模具。阳模72具有与阴模71的底面73对置的下表面76和与阴模71的内侧面74对 置的侧面77。并且，在阳模72的角部，在与作为弯折成型对象的热塑性树脂片材的弯折部 对应的部分，设有用于将热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃的凸部75。凸部75为大致长方体形状，以其一个长边与阴模71的角度对置的方式设置，在热 塑性树脂片材弯折成型时，凸部75能够将热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃。另 夕卜，凸部75的形状也并不限定于图8所示的形状，只要是能够将热塑性树脂片材的弯折部 在厚度方向压溃，可以采用任意形状。例如，取代凸部75，可以采用图9和图10所示的、顶 角为锐角的截面呈三角形形状的线状凸起78和79。采用图9所示的模具的话，热塑性树脂 片材会变成弯折部、底部的一部分以及侧部的一部分在厚度方向被压溃的形状。此外，采用 图10所示的模具的话，热塑性树脂片材会变成弯折部、底部和侧部的一部分在厚度方向被 压溃的形状。采用该种形状的模具70，与上述第一实施方式一样，通过对热塑性树脂片材进行 弯折成型，能够得到截面呈大致L字形状的成型体。得到的成型体中，通过用阳模72的凸 部75将弯折部压溃，由此，在经弯折部连接起来的两个面上作用有相互拉近方向的应力。 由此，能够得到一端部以90度以上的角度弯折的热塑性树脂片材的成型体。在本实施方式中，也能够通过一次模具成型将热塑性树脂片材弯折成型到90度 以上，因此无需增加工序数或者大幅度的设备投资，就能够抑制热塑性树脂片材的回弹现 象的发生，能够制造出形状稳定性优良的热塑性树脂片材的成型体。此外，通过使用本发明的第一实施方式的模具10和第三实施方式的模具70，能够 成型出例如图11所示的背光装置的底架一体型反射器80。在使这样的底架一体型反射器 80成型时，例如，将热塑性树脂片材冲压成这样的形状成为组装好时的目标形状的展开 形状，接着使用模具70使底架(箱体)81的两个侧面部82弯折成型，最后使用模具10使 两个反射器83弯折成型。由此，能够得到形状稳定性优良的底架一体型反射器80。上述的反射器是使用模具进行成型的，然而也可以使用成型辊进行形成。通过图 12、图13和图14对使用成型辊制造反射器的方法进行说明。图12是用于说明利用成型辊 对热塑性树脂片材进行弯折成型的概要立体图，图12中(a)是第一成型辊的概要立体图， 图12中(b)是第二成型辊的概要立体图，图12中(c)是第三成型辊的概要立体图，图12 中(d)是第四成型辊的概要立体图。
此外，图13是通过与热塑性树脂片材的运送方向垂直的压辊旋转轴的各成型辊 的剖视图，图13中(a)是第一成型辊的剖视图，图13中(b)是第二成型辊的剖视图，图13 中(c)是第三成型辊的剖视图，图13中(d)是第四成型辊的剖视图。此外，图14是用于说明热塑性树脂片材的成型后状态的图，图14中(a)是示出第一阶段的成型后的热塑性树脂片材的状态的图，图14中(b)示出第二阶段的成型后的热塑 性树脂片材的状态的图，图14中(c)示出第三阶段的成型后的热塑性树脂片材的状态的 图，图14中(d)是示出第四阶段的成型后的热塑性树脂片材的状态的图。另外，这里以由 四阶段的成型构成的成型辊为例进行说明。此外，制造出来的反射器以图3和图4所示的 截面呈大致J字形状的反射器的情况为例进行说明。如图12中(a)、(b)、(c)和(d)、以及图13中(a)、(b)、(c)和(d)所示，热塑性树 脂片材20经过四阶段的成型，制造出图3和图4所示的反射器30。这是为了通过在各个阶 段逐步地对热塑性树脂片材20进行成型，来避免产生过度的变形和歪曲。第一阶段的成型 采用第一成型辊91来进行成型，第二阶段的成型采用第二成型辊92来进行成型，第三阶段 的成型采用第三成型辊93来进行成型，第四阶段的成型采用第四成型辊94来进行成型。如图12中(a)和图13中(a)所示，第一成型辊91由第一成型下层辊101和第一 成型上层辊102构成，第一成型下层辊101和第一成型上层辊102分别为以辊旋转轴Sl和 S2为中心旋转的、通过辊旋转轴Sl和S2的截面相同的旋转体。第一成型下层辊101包括圆柱状的下层中央部101a、半径比下层中央部IOla更大 的圆柱状的下层端部101c、以及连接下层中央部IOla和下层端部IOlc之间的截面为梯形 的下层倾斜部101b。此外，第一成型上层辊102包括圆柱状的上层中央部102a、半径比上 层中央部102a更小的圆柱状的上层端部102c、以及连接上层中央部102a和上层端部102c 之间的截面为梯形的上层倾斜部102b。此外，下层中央部IOla和上层中央部102a的宽度(沿辊旋转轴Sl和S2方向的 长度)大致相同，下层端部IOlc和上层端部102c的宽度大致相同，下层倾斜部IOlb与上 层倾斜部102b的宽度大致相同。此外，下层倾斜部IOlb与上层倾斜部102b的截面的梯形 的倾斜大致平行。此外，第一成型下层辊101和第一成型上层辊102之间的间隔(间隙) 与热塑性树脂片材20的厚度大致相同。热塑性树脂片材20被夹持在第一成型下层辊101和第一成型上层辊102之间并 同时进行运送，从而成型为如图14中(a)所示，具有底部111以及相对于底部111立起设 置的侧壁部112和113，并且截面为大致J字形状。另外，第一成型辊91被调整为使底部 111与侧壁部112和113所成的角度为大约28度。如图12中(b)和(c)以及图13中(b)和(c)所示，第二成型辊92和第三成型辊 93也是与第一成型辊91相同的结构。如图12中(b)和图13中(b)所示，第二成型辊92 由第二成型下层辊103和第二成型上层辊104构成，第二成型下层辊103和第二成型上层 辊104分别为以辊旋转轴S3和S4为中心旋转的、通过辊旋转轴S3和S4的截面相同的旋 转体。如图12中(c)和图13中(c)所示，第三成型辊93由第三成型下层辊105和第三 成型上层辊106构成，第三成型下层辊105和第三成型上层辊106分别为以辊旋转轴S5和 S6为中心旋转的、通过辊旋转轴S5和S6的截面相同的旋转体。
通过第一成型辊91进行成型得到的热塑性树脂片材20被夹持在第二成型下层辊 103和第二成型上层辊104之间并同时进行运送，从而成型为图14中(b)所示，具有底部 111以及相对于底部111立起设置的侧壁部112和113，并且截面呈大致J字形状。另外， 第二成型辊92被调整为使底部111与侧壁部112和113所成的角度为大约52度。
通过第二成型辊92进行成型得到的热塑性树脂片材20被夹持在第三成型下层辊 105和第三成型上层辊106之间并同时进行运送，从而成型为图14中(c)所示，具有底部 111以及相对于底部111立起设置的侧壁部112和113，并且截面呈大致J字形状。另外， 第三成型辊93被调整为使底部111与侧壁部112和113所成的角度为大约72. 5度。如图12中(d)和图13中(d)所示，第四成型辊94由第四成型下层辊107和第四 成型上层辊108构成，第四成型下层辊107和第四成型上层辊108分别为以辊旋转轴S7和 S8为中心旋转的、通过辊旋转轴S7和S8的截面相同的旋转体。第四成型下层辊107包括圆柱状的下层中央部107a、半径比下层中央部107a更大 的圆柱状的下层端部107c、以及连接下层中央部107a和下层端部107c之间的截面为梯形 的下层倾斜部107b。此外，下层中央部107a的截面上的、由下层中央部107a、下层倾斜部 107b以及下层端部107c构成的表面形状与图5所示的阴模41的截面形状(或者，图1所 示的阴模11的截面形状)相同。此外，第四成型辊108具有由使截面与图5所示的阳模42的截面(或者，图1所 示的阳模12的截面)相同的周面构成的作为旋转体的上层中央部108a、以及圆柱状的上层 端部108c。此外，第四成型下层辊107和第四成型上层辊108之间的间隔(间隙)与图5 的阴模41和阳模42的各间隙(或者，图1的阴模11和阳模12的各间隙)相同。通过第三成型辊93进行成型得到的热塑性树脂片材20被夹持在第四成型下层辊 107和第四成型上层辊108之间并同时进行运送，从而成型出如图14(d)所示的、即由图3 和图4所示的底部31、侧壁部32和33以及连接部34和35构成的反射器30。其中，底部 111成型为底部31，侧壁部112成型为侧壁部32和连接部34，侧壁部113成型为侧壁部33 和连接部35。以下，基于实施例对本发明进一步进行详细说明，但是本发明并不限定于这些实 施例。(实施例1 3)作为热塑性树脂片材，采用厚度为0. 7mm的聚乙烯对苯二甲酸树脂片材，冲压成 预定形状，并在弯折位置刻出按压划线。接着，使用具有图1所示形状且具有表1所示间隙 的模具按压热塑性树脂片材，将模具加热到表1所示温度，进行按压、加热成型。此后，将模 具冷却到40°C，取出反射器。(实施例4)作为热塑性树脂片材，采用厚度为0. 7mm的聚乙烯对苯二甲酸树脂片材，冲压成 预定形状，并在弯折位置刻出按压划线。接着，使用具有图5所示形状且具有表1所示间隙 的模具按压热塑性树脂片材，将模具加热到120°C，进行按压、加热成型。此后，将模具冷却 到40°C，取出反射器。(实施例5)作为热塑性树脂片材，采用厚度为0. 7mm的聚乙烯对苯二甲酸树脂片材，冲压成预定形状，并在弯折位置刻出按压划线。接着，使用具有图6所示形状且具有表1所示间隙 的模具按压热塑性树脂片材，将模具加热到100°C，进行按压、加热成型。此后，将模具冷却 到40°C，取出反射器。(实施例6)作为热塑性树脂片材，采用厚度为0. 7mm的聚乙烯对苯二甲酸树脂片材，冲压成预定形状，并在弯折位置刻出按压划线。接着，使用具有图6所示形状且具有表1所示间隙 的模具按压热塑性树脂片材，将模具加热到100°C，进行按压、加热成型。此后，将模具冷却 到40°C，取出反射器。(比较例1 5)作为热塑性树脂片材，采用厚度为0. 7mm的聚乙烯对苯二甲酸树脂片材，冲压成 预定形状，并在弯折位置刻出按压划线。接着，使用具有图15所示形状且具有表1所示间 隙的模具按压热塑性树脂片材，将模具加热到表1所示的温度，进行按压、加热成型。此后， 将模具冷却到40°C，取出反射器。〈反射器的尺寸测定〉对于通过实施例1 6和比较例1 5得到的反射器，分别在模具成型前(即热 塑性树脂片材的阶段)、刚从模具中取出之后、以及在70°C环境下放置一个小时后进行尺 寸测定。结果如表1所示。表 1 <反射器的形状稳定性评价>此外，对于各反射器，在70°C下放置一个小时前后，测定如图16所示的反射器的 底部和侧壁部(较短侧)所成的角θ、以及反射器的开口部侧的两侧壁部之间的宽度W。结 果如表2所示。表 2 由表2可以明确，对于实施例1 6，模具成型后的角度θ的值为负值，从而确认 到能够通过一次模具成型来弯折成型到90度以上。此外，即使在70°C放置一个小时后也能 够保持90度以上的弯折状态，属于设计上的尺寸公差内，未见退弯。此外，在70°C放置一个 小时后，还能看出弯折角度进一步增大的倾向。尺寸公差规格6.389+0. 05/-0. 10 (6. 289 6. 439)(实施例7)在实施例7中，使用图17所示的模具10A，来制造反射器，模具IOA构成为在图1所 示的形状的模具10的阴模11上具有空气喷出孔121，且在阳模12上具有空气喷出孔122。作为热塑性树脂片材，采用厚度为0. 7mm的聚乙烯对苯二甲酸树脂片材，冲压成 预定形状，并在弯折位置刻出按压划线。接着，使用图17所示形状的模具IOA按压热塑性 树脂片材，将模具IOA加热到100°C，进行按压、加热成型。此后，将模具IOA通过水冷方式 进行模具冷却，直到冷却到聚乙烯对苯二甲酸树脂片材的玻璃化转变温度(Tg = 80°C )。此 后，在将反射器从模具IOA中取出时，利用阴模11的空气喷出孔121和阳模12的空气喷出 孔122向反射器喷出空气，将反射器冷却到40°C，并取出反射器。实施例7的结果是，与通过水冷将模具冷却到40°C的情况相比，冷却时间在仅对 模具进行冷却的情况下为69秒，而在与空气冷却合用时为15秒，冷却时间缩短到了大约五 分之一。由此，能够缩短反射器的制造时间。
权利要求
一种模具，其具有阴模和阳模，用于对热塑性树脂片材进行弯折成型，其特征在于，所述阳模在与所述热塑性树脂片材的弯折部对应的部分具有用于将所述热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃的凸部。
2.根据权利要求1所述的模具，其特征在于， 所述阴模有底面和相对于所述底面大致垂直的内侧面，所述阳模有与所述阴模的所述底面对置的凸出面；以及与所述阴模的所述内侧面对 置的侧面，所述阳模的所述凸出面和所述侧面中的至少一个面是用于朝向所述阴模的所述内周 面在厚度方向将所述热塑性树脂片材压溃的按压面。
3.根据权利要求2所述的模具，其特征在于，所述阴模还具有形成于所述底面和所述内侧面之间的阴模侧倾斜面， 所述阳模还具有与所述阴模侧倾斜面对置的、形成于所述侧面和所述凸出面之间的阳 模侧倾斜面，所述阳模的所述凸部设于如下部分所述阳模侧倾斜面上的、与所述阴模的所述内侧 面和所述阴模侧倾斜面之间的分界部对应的部分；以及所述阳模侧倾斜面上的、与所述阴 模侧倾斜面和所述阴模的所述底面之间的分界部对应的部分。
4.根据权利要求3所述的模具，其特征在于，在设所述热塑性树脂片材的厚度为t(mm)，所述阴模的所述内侧面与所述阳模的所述 侧面之间的间隙为a(mm)，所述阴模侧倾斜面与所述阳模侧倾斜面之间的间隙为b(mm)，所 述阴模的所述底面与所述阳模的所述凸出面之间的间隙为c(mm)时， 满足t彡b>a彡c的关系。
5.根据权利要求3或4所述的模具，其特征在于，在设所述阴模的所述内侧面与所述阴模侧倾斜面所成的角度为α (度)，所述阴模的 所述底面与所述阴模侧倾斜面所成的角度为β (度)时，在所述阳模侧倾斜面上的与所述阴模的所述内侧面和所述阴模侧倾斜面之间的分界 部对应的部分设置的所述阳模的所述凸部具有顶角为Y (度)的三角形形状的截面，在所述阳模侧倾斜面上的与所述阴模的所述底面和所述阴模侧倾斜面之间的分界部 对应的部分设置的所述阳模的所述凸部具有顶角为S (度)的三角形形状的截面， 并且满足α > Y和β > δ的关系。
6.根据权利要求1至5中的任意一项所述的模具，其特征在于，所述阳模的所述凸部具有顶角在大致90°以下的三角形形状的截面。
7.一种热塑性树脂片材的弯折成型方法，其特征在于，所述热塑性树脂片材的弯折成型方法具有按压工序，在该按压工序中，使用权利要求1 至6中的任意一项所述的模具，对所述热塑性树脂片材进行按压。
8.根据权利要求7所述的热塑性树脂片材的弯折成型方法，其特征在于，在所述按压工序之后，具有以下工序将所述模具加热到70°C以上而且是200°C以下 的加热工序；以及在所述加热工序后将所述模具冷却到40°C以下的冷却工序。
9.根据权利要求8所述的热塑性树脂片材的弯折成型方法，其特征在于，所述冷却工序包括将所述模具水冷至所述热塑性树脂片材的玻璃化转变温度(Tg)的水冷工序；以及在所述水冷工序后，通过对所述热塑性树脂片材喷射空气将所述热塑性 树脂片材冷却到40°C以下的空冷工序。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的热塑性树脂片材的弯折成型方法，其特征 在于，所述加热工序是通过用超声波使所述模具振动来进行加热的。
11.根据权利要求7至10中的任意一项所述的热塑性树脂片材的弯折成型方法，其特 征在于，在所述按压工序中，以294MPa以上的压力按压所述热塑性树脂片材。
12.根据权利要求7至11中的任意一项所述的热塑性树脂片材的弯折成型方法，其特 征在于，在所述按压工序之前，具有在所述热塑性树脂片材的弯折部分设置弯折线的弯折线形 成工序。
13.一种热塑性树脂片材的弯折成型体，其是通过对热塑性树脂片材进行弯折成型而 得到的弯折成型体，其特征在于，该热塑性树脂片材的弯折成型体具有底部、相对于所述底部立起设置的侧壁部、以及 连接所述底部和所述侧壁部的连接部，所述侧壁部以所述侧壁部和所述连接部之间的弯折部为基点使所述热塑性树脂片材 的壁厚变薄，所述底部以所述底部和所述连接部之间的弯折部为基点使所述热塑性树脂片材的壁厚变薄，所述侧壁部相对于所述底部向所述底部侧弯折90度以上。
14.根据权利要求13所述的热塑性树脂片材的弯折成型体，其特征在于，在设所述侧壁部的厚度为A(mm)，所述连接部的厚度为B(mm)，所述底部的厚度为 C(mm)时，满足B> A≥C的关系。
全文摘要
本发明提供一种热塑性树脂片材的弯折成型用模具，使用该模具的热塑性树脂片材的弯折成型体的制造方法，以及采用所述模具和方法而成型的热塑性树脂片材的弯折成型体，热塑性树脂片材的弯折成型用模具无需大幅度的设备投资就能容易地制造出形状稳定性优良的热塑性树脂片材的弯折成型体。本发明中的模具具有阴模和阳模，并用于使热塑性树脂片材弯折成型，所述阳模在与所述热塑性树脂片材的弯折部对应的部分具有用于将所述热塑性树脂片材的弯折部在厚度方向压溃的凸部。
文档编号B29C53/84GK101844399SQ20091025335
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月7日 优先权日2008年11月5日
发明者森田修幸, 铃木修 申请人:古河电气工业株式会社