JP2001212821A - 多層プリフォームの射出成形方法及びホットランナー金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多層プリフォームの中間層の射出成形を、多
重ノズルごとに設けた射出プランジャにより行うこと
で、ランナーにおける圧力損失による中間層の成形むら
を防止して、同時に大量の多層プリフォームの成形を可
能となす。 【解決手段】 多層プリフォームの本体１００の内外層
１０２，１０３と中間層１０１とを同時に成形する複数
の多重ノズル２と、各多重ノズル２に本体成形用の第１
樹脂を供給する第１ホットランナー３と、中間層成形用
の第２樹脂を供給する第２ホットランナー４を有するホ
ットランナー金型を用いて多層プリフォームを射出成形
する。第２ホットランナー４の各ノズル位置ごとに第２
樹脂の計量孔３５を配設する。計量孔３５に射出プラン
ジャ３４を進退自在に設ける。射出プランジャ３４を第
２ホットランナー４の第２樹脂の樹脂圧により後退させ
て計量を行う。第２ホットランナー４のノズル位置間を
遮断する。計量された第２樹脂の射出充填を各多重ノズ
ルごとに第１樹脂と共押出の状態で行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多層プリフォー
ムの射出成形方法及びホットランナー金型に関するもの
である。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】本体の内外層が同一樹
脂で中間層が他の樹脂により構成された多層プリフォー
ムは、二重又は三重の多層ノズルと、本体成形用の第１
樹脂と中間成形用の第２樹脂を多層ノズル内に供給する
第１と第２の二つのホットランナーとを有する金型を採
用して成形を行っている。

【０００３】また多層プリフォームの成形に要する樹脂
量は、本体成形用の第１樹脂の方が著しく多く、ホット
ランナーも第２樹脂のホットランナーより大径に設定さ
れることから、ホットランナーブロックの中央にスプル
を設け、そのスプル位置を基準にホットランナーの左右
に複数の多重ノズルを一定間隔ごとに取り付け、多重ノ
ズル間のランナー距離に差が生じていても、射出圧を大
きく設定することでランナーによる圧力損失を軽減して
いる。

【０００４】これに対し第２樹脂については、中央に第
１樹脂の射出装置が設置されることから、第２樹脂の射
出装置の位置はホットランナーブロックの端部となり、
ホットランナーの端部に設けられたゲートから、各多重
ノズルのホットランナー距離はノズル位置ごとに長く設
定されることと、樹脂量の少なさから小径に形成される
ことなどから、ランナーにおける圧力損失が大きく、ゲ
ートに隣接した位置と末端部の位置とでは、ノズル数が
増すほど射出圧力の差が著しく相異し、射出充填量の相
異から定量化が難しく、これにより中間層の成形状態も
異なって、中間層が同一状態に成形された多層プリフォ
ームの同時成形が困難となる。このため多層プリフォー
ムの同時成形には制限を受け、均質な製品を大量生産す
ることができず、通常の単一層のプリフォームに比べて
著しくコスト高となっている。

【０００５】この発明は上記従来の課題を解決するため
に考えられたものであって、その目的は、中間層の射出
成形を多重ノズルごとに行うことによって、ランナーの
長短による圧力損失を排除し、ノズル数が増しても中間
層の定量化が可能で、同時に成形される多数の製品の中
間層の成形を設定通りに行い得る新たな多層プリフォー
ムの射出成形方法とホットランナー金型を提供すること
にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的によるこの発明
の射出成形方法は、多層プリフォームの本体の内外層と
中間層とを同時に成形する複数の多重ノズルと、各多重
ノズルに本体成形用の第１樹脂を供給する第１ホットラ
ンナーと、中間層成形用の第２樹脂を供給する第２ホッ
トランナーを有するホットランナー金型を用いて、多数
個の多層プリフォームを同時に射出成形するにあたり、
上記第２ホットランナーの各ノズル位置ごとに第２樹脂
の計量孔を配設するとともに、その計量孔に射出プラン
ジャを進退自在に設け、その射出プランジャを第２ホッ
トランナーの第２樹脂の樹脂圧により後退移動させて計
量を行ったのち、第２ホットランナーを各ノズル位置の
間にて遮断して、計量された第２樹脂の射出充填を各多
重ノズルごとに第１樹脂と共押出の状態で行う、という
ものである。

【０００７】またこの発明のホットランナー金型は、多
層プリフォームの本体の内外層と中間層とを同時に成形
するシャットオフノズルによる複数の多重ノズルを、本
体成形用の第１樹脂を供給する第１ホットランナーと、
中間層成形用の第２樹脂を供給する第２ホットランナー
を内部に有するホットランナーブロックに設け、その第
２ホットランナーのノズル位置ごとに、計量孔とその孔
内を進退移動する油圧作動の射出プランジャとを設ける
一方、第２ホットランナーの各ノズル位置の間に該ホッ
トランナーを射出時に多重ノズルごとに遮断する油圧作
動の遮断プランジャを進退自在に設けてなる、というも
のである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図中１は横長のホットランナーブ
ロックで、その上面に６個のシャットオフノズルによる
多重ノズル２が、ブロック内にねじ込んで一定間隔ごと
に上向きに取付けてある。またブロック内には大径の第
１ホットランナー３と、それより小径の第２ホットラン
ナー４とが並行に長手方向に穿設してあり、それらホッ
トランナー３，４は、ノズル位置ごとに設けた分配路３
ａ，４ａを介して、多重ノズル２の内部の三重に区画形
成された同心円の流路と接続している。

【０００９】上記第１ホットランナー３は、プリフォー
ム本体１００を成形する第１樹脂の通路で、ブロック内
中央の内側に直角に設けたスプル５と連通し、ブロック
内側面に突設したスプルブッシュ６にノズルタッチした
射出装置（図は省略）からの第１樹脂を、各多重ノズル
２，２へと導く。また第２ホットランナー４は、プリフ
ォーム本体１００の中間層１０１を形成する第２樹脂の
通路で、ブロック端面の開口部をゲート７とし、そのゲ
ート７にノズルタッチした射出装置（図は省略）からの
第２樹脂を各多重ノズル２，２へと導く。

【００１０】上記多重ノズル２は、先端中央に単一のノ
ズル口が穿設されたノズルチップ２１と、そのノズル口
の内側に所要間隙を空けてノズルチップ内に二重に挿入
された同心円の管体２２，２３と、それら管体２２，２
３により区間形成された三重の流路２４，２５，２６か
らなる。また管体２２，２３は、肉厚で上記分配路３
ａ，４ａの一部となる穿孔３ｂ，４ｂを有する円形の座
盤２７に、中央の管体２２は座盤中央を貫通し、その外
側の管体２３は下端を部材２８により止着して該座盤上
に立設されている。

【００１１】このような各部材からなる多重ノズル２
は、上記座盤２７をブロック上面に開口した有底で大径
のねじ穴２７の底部に収容して、管体２２，２３をブロ
ック内部から外部に突設したのち、上記ノズルチップ２
１を管体に被せて、ねじを施した下端部を下端面が座盤
上面に接するところまで強くねじ込むことにより、上記
ホットランナーブロック１の上面の各部位に組み込むこ
とができる。

【００１２】上記多重ノズル２の組込みに際する上記各
流路２４，２５，２６と、座盤２７の各穿孔３ｂ，４ｂ
の位置決めは、部材側に形成した凹所と、座盤２７側に
設けたねじビス３０の頭部による突起との嵌合により容
易に行え、また穿孔３ｂ，４ｂと各分配路３ａ，４ａと
の接続は、開口端を環状溝とすることによって個々に行
い得る。

【００１３】これにより上記第１ホットランナー３は、
中央の管体２２の内部に形成された内側流路２４と、管
体２２とノズルチップ２１との間に形成された外側流路
２６との両方と連通し、第２ホットランナー４は両管体
２２，２３により形成された中間流路２５と連通して、
単一のノズル口から両ホットランナー３，４に別々に供
給された溶融樹脂の同時又は個別射出を可能となす。

【００１４】３１はノズル口のシャットオフピンで、上
記ホットランナーブロック１の底面からノズルチップ２
１のノズル口まで、第１ホットランナー３及び分配路３
ａ、管体２２を通して進退自在に貫設してある。このシ
ャットオフピン３１は上記管体２２との間に上記内側流
路２４が形成される程度の小径のもので径で、下端はホ
ットランナーブロック１の下端面に取付けた油圧シリン
ダ３２のピストン３３に連結してあり、油圧により往復
作動するピストン３３によってノズル口を開閉する通常
のニードルピンからなる。

【００１５】３４はノズル位置ごとに設けた射出プラン
ジャで、上記プリフォーム１００の中間層１０１を形成
する第２ホットランナー４の第２樹脂を、多重ノズル
２，２ごとに上記中間流路２５から射出する。この射出
プランジャ３４は、ホットランナーブロック１の内側面
から第２ホットランナー４まで直角に穿設して、該ホッ
トランナーに接続した計量孔３５に進退自在に挿入さ
れ、その外端はブロック内側面に水平に取付けた油圧作
動の射出用シリンダ３６のピストン３７と連結されてい
る。

【００１６】このような射出プランジャ３４は、油圧に
よるピストン３３の前進作動により、後退位置から先端
が第２ホットランナー４に位置するところまで前進移動
するが、後退は第２ホットランナー４に加圧供給された
第２樹脂の圧力をもって行われ、その後退移動の過程で
計量孔３５に流入した第２樹脂を、次の射出ために計量
する。この計量は射出シリンダ３６により射出プランジ
ャ３４に所定の背圧力を加えながら行い得るので、第２
樹脂の定量化が確実に行えるようになる。

【００１７】３８は各ノズル間に設けたランナーの遮断
プランジャで、第２ホットランナー４の第２樹脂を射出
プランジャ３４により射出するときに、第２ホットラン
ナー４を多重ノズル２ごと遮断することができるよう
に、ホットランナーブロック１の外側面から第２ホット
ランナー４まで直角に穿設した案内孔３９に進退自在に
挿入され、その外端はブロック外側面に水平に取付けた
油圧作動の遮断用シリンダ４０のピストン４１と連結し
ている。

【００１８】上記ホットランナー金型１は、図１に示す
ように、プリフォーム成形用の金型８の下側に設置して
用いられる。このホットランナー金型１による多層プリ
フォームの成形は、次の工程をもって行われる。

【００１９】先ず、所定回数の試打ちを行った後、上記
シャットオフピン３１によりノズル口を閉鎖した状態
で、多層プリフォームの本体１００及び中間層１０１を
形成する溶融樹脂の計量を行う。本体成形用の第１樹脂
の計量は、通常の射出成形と同様に、図では省略したが
スプルブッシュ６にノズルタッチした射出装置により行
う。また中間層１０１を形成する第２樹脂の計量はホッ
トランナーブロック１の内部の上記計量孔３５にて行
う。

【００２０】計量孔３５を進退移動する上記射出プラン
ジャ３４は、第２樹脂の射出充填後に、図４に示す前進
限に位置しているので、この射出プランジャ３４に対す
る押圧力を上記射出シリンダ３６により適度に調整して
背圧力を付加して置く。この状態で、ゲート７にノズル
タッチした射出装置（図示せず）から第２ホットランナ
ー４に溶融樹脂を充填すると、ノズル口がシャットオフ
ピン３１により閉鎖されていることからランナー内の樹
脂圧が、射出シリンダ３６によるプランジャ設定圧より
上昇し、射出プランジャ３４が樹脂圧により後退移動す
るとともに、第２樹脂が計量孔３５に流入して、図３に
示すように、射出プランジャ３４が設定位置に後退して
停止するところまで蓄えられ、これにより溶融樹脂の計
量が行われる。

【００２１】この第２樹脂の計量が終了したのち、上記
遮断プランジャ３８を遮断用シリンダ４０の油圧作動に
より前進移動して、図４に示すように、第２ホットラン
ナー４をノズル間にてそれぞれ遮断する。そして金型８
側を予め設定されたクリアランス分だけ降下して、キャ
ビティゲートへの各多層ノズル２，２のノズルタッチを
行い、次にノズル口を閉鎖している上記シャットオフピ
ン３１を油圧シリンダ３２の作動により後退移動してノ
ズル開口を行う。

【００２２】溶融樹脂の射出充填は、第１工程として第
１樹脂の射出充填を先行し、所定量の射出充填が行われ
たところで、第２工程として第２樹脂の射出充填を共押
出の状態で同時に行い、第２樹脂の射出充填が完了した
のちに、第１樹脂の射出を終了してプリフォーム底部の
パッキングを行う。

【００２３】上記第１工程の第１樹脂の射出充填量は、
第２工程で射出充填される第２樹脂の先端流を包んで、
第２樹脂が設定位置まで外部に露出しないようにすると
ともに、多層プリフォームのネック部を形成するに充分
な量に制限され、第２樹脂の共押出によって第１樹脂
は、図１に示すように、内層１０２と外層１０３とに分
かれて多層プリフォームを形成する。

【００２４】このような第１樹脂は、スプルブッシュ６
にノズルタッチした射出装置から、スプル５及び第１ホ
ットランナー３を経て各ノズル位置の分配路３ａ，３ａ
に達し、この分配路３ａから多重ノズル２の内部の上記
内側流路２４と外側流路２５の両方に分流して、再びノ
ズル口内側にて合流した後、金型８のキャビティへ射出
充填される。

【００２５】また第２樹脂は、計量後の上記遮断プラン
ジャ３８による第２ホットランナー４の各ノズル間の遮
断により、各多重ノズル２，２のランナーが独立状態に
あって、隣位するノズル相互の流通が断たれていること
から、各射出プランジャ３４，３４の前進移動により計
量された樹脂の全量が、上記分岐路４ａから中間流路２
４を経て、ノズル口の内側にて合流した第１樹脂の中に
圧入され、そのまま第１樹脂に包まれた状態で金型８に
射出充填される。

【００２６】また射出充填は各射出シリンダ３４，３４
ごとに行われるので、第２樹脂の射出圧は射出シリンダ
３６に設定された圧力にて個々に行うことができ、中間
層１０１の成形状態に応じて射出圧を多重ノズル２，２
ごと制御することも可能となる。

【００２７】このようなことから、第２ホットランナー
４のゲート７がホットランナーブロック１の端部に設定
されるために、ゲート７から各多重ノズル２，２のラン
ナーの長さが異なっても、第２樹脂の射出充填はノズル
位置ごとの射出プランジャ３４によることから、ランナ
ー距離の長短に影響されることなく設定圧力をもって射
出充填が可能となる。この結果、これまでのようなラン
ナーにおける圧力損失による充填むらが防止され、何れ
の位置の多重ノズル２，２においても、そこに成形され
た多層プリフォームは中間層１０１が設定個所まで確実
に成形されたものとなる。

【００２８】また第２ホットランナー４は、第２樹脂を
射出充填した後に、遮断プランジャ３８を後退移動する
だけで再び開通して、一連のランナーを形成するので、
第２樹脂の計量及び射出に操作上の困難さはなく、第１
樹脂の計量及び射出に関連付けて連続成形を行うことが
できることから、これまで取数が制限がちな多層プリフ
ォームであっても、均質な製品の多量生産が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の多層プリフォーム成形用ホットラ
ン金型をキャビティ金型の一部と共に部分的に縦断して
示す端面図である。

【図２】 図５のＡ−Ａ断面図である。

【図３】 図５の計量完了時におけるＢ−Ｂ断面図であ
る。

【図４】 同じく図５の射出完了時におけるＢ−Ｂ断面
図である。

【図５】 多層プリフォーム成形用ホットラン金型の内
側面図である。

【符号の説明】

１ ホットランナーブロック ２ 多重ノズル ３ 第１ホットランナー ３ａ 第１ホットランナーの分配路 ４ 第２ホットランナー ４ａ 第２ホットランナーの分配路 ５ スプル ６ ノズルブッシュ ７ 第２ホットランナーのゲート ２１ ノズルチップ ２２，２３ 管体 ２４ 内側流路 ２５ 中間流路 ２６ 外側流路 ３１ シャットオフピン ３４ 射出プランジャ ３５ 計量孔 ３６ 射出用シリンダ ３７ ピストン ３８ ランナーの遮断プランジャ ４０ 遮断用シリンダ ４１ ピストン １００ 多層プリフォームの本体 １０１ 中間層 １０２ 内層 １０３ 外層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｂ２９Ｌ 22:00 Ｂ２９Ｌ 22:00 Ｆターム(参考） 4F201 AG03 AG07 AH55 BA03 BC01 BC02 BC12 BD04 BD06 BM05 BM09 BM13 4F202 AG03 AG07 AH55 CA11 CB01 CB26 CC10 CK03 CK15 4F206 AG03 AG07 AH55 JA07 JB22 JL02 JM04 JN12 JQ81 JW41 4F208 AG03 AG07 AH55 LA02 LB01 LB22 LG03 LG06 LG29

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリフォームの本体の内外層と中間
   層とを同時に成形する複数の多重ノズルと、各多重ノズ
   ルに本体成形用の第１樹脂を供給する第１ホットランナ
   ーと、中間層成形用の第２樹脂を供給する第２ホットラ
   ンナーを有するホットランナー金型を用いて、多数個の
   多層プリフォームを同時に射出成形するにあたり、 上記第２ホットランナーの各ノズル位置ごとに第２樹脂
   の計量孔を配設するとともに、その計量孔に射出プラン
   ジャを進退自在に設け、その射出プランジャを第２ホッ
   トランナーの第２樹脂の樹脂圧により後退移動させて計
   量を行ったのち、第２ホットランナーを各ノズル位置の
   間にて遮断して、計量された第２樹脂の射出充填を、各
   多重ノズルごとに第１樹脂と共押出の状態で行うことを
   特徴とする多層プリフォームの射出成形方法。
2. 【請求項２】 多層プリフォームの本体の内外層と中間
   層とを同時に成形する複数の多重ノズルを、本体成形用
   の第１樹脂を供給する第１ホットランナーと、中間層成
   形用の第２樹脂を供給する第２ホットランナーを内部に
   有するホットランナーブロックに設け、その第２ホット
   ランナーのノズル位置ごとに、計量孔とその孔内を進退
   移動する油圧作動の射出プランジャとを設ける一方、第
   ２ホットランナーの各ノズル位置の間に該ホットランナ
   ーを射出時に多重ノズルごとに遮断する油圧作動の遮断
   プランジャを進退自在に設けてなることを特徴とする多
   層プリフォームの射出成形用ホットランナー金型。