JP2001260179A - 多層プリフォームの射出成形用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
重ノズルごとに開閉バルブを兼ねる射出プランジャを設
けて行うことにより、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、同時に多数の良品の成形を
可能とする。 【解決手段】 第１ホットランナー３と第２ホットラン
ナー４を有するホットランナーブロック１と、多層プリ
フォームの本体内外層と中間層とを成形する第１及び第
３の流路２４，２６と第２の流路２５とを同心円に備
え、第１及び第３流路を第１ホットランナー３に、第２
流路を第２ホットランナー４に接続して、ホットランナ
ーブロック１に取付けた複数の多重ノズル２と、第２ホ
ットランナー４のノズル位置に第２流路２５と接続して
設けた計量通路３５と、計量通路３５に回転かつ進退自
在に設けた開閉バルブ兼用の射出プランジャ３４と、射
出プランジャ３４を前進移動してプランジャ後退により
計量した第２樹脂の射出を行う射出シリンダ３８及びプ
ランジャ回動装置４１，４３とから金型を構成する。

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
ムの射出成形用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
増すほど射出圧力が著しく相異し、それに伴う射出充填
量の相異から定量化が難しく、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
同時成形には数量的な制限を受け、均質な製品を同時に
多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開閉バルブを兼ねる射出プラン
ジャを採用して行うことで、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用
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
は、第１ホットランナーと第２ホットランナーとを長手
方向に有するホットランナーブロックと、多層プリフォ
ームの本体内外層と中間層とを成形する第１及び第３と
第２の流路を同心円に備え、第１及び第３流路を第１ホ
ットランナーに、第２流路を第２ホットランナーのそれ
ぞれに接続して、上記ホットランナーブロックに一定間
隔ごとに取付けた複数の多重ノズルと、上記第２ホット
ランナーのノズル位置ごとに上記第２流路と接続して設
けた計量通路と、各計量通路に回転かつ進退自在に設け
た開閉バルブ兼用の射出プランジャと、その射出プラン
ジャを前進移動してプランジャ後退により計量した第２
樹脂の射出を行う射出シリンダと、プランジャ回動装置
とからなる、というものである。

【０００７】上記構成では、樹脂圧による射出プランジ
ャの後退により、第２ホットランナーに供給された中間
層成形用の第２樹脂の計量が多重ノズルごとに計量通路
にて行われ、また射出プランジャの回動による閉弁によ
って、計量通路と第２ホットランナーとが遮断され、そ
の後の射出プランジャの前進移動により、計量通路の第
２樹脂の射出が多重ノズルごとに第２流路を経て行われ
る。また射出完了後の射出プランジャの回動による開弁
と、それに引き続いて行われる樹脂圧によるプランジャ
後退により、第２ホットランナーに供給され第２樹脂の
計量が計量通路にて行われ、次の射出に備えられる。こ
れによりゲートから各多重ノズルへのランナーに長短が
あつても、中間層の樹脂の射出は各多重ノズルが備える
射出プランジャにより行われるので、射出圧力に殆ど差
がなく、射出プランジャによる計量と相俟って、同時に
成形される多数の多層プリフォームの中間層の成形をむ
らなく設定通りに行い得る。

【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図４に示すよ
うに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、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により三重に区間形成された第１〜第３流路２４，２
５，２６からなる。また管体２２，２３は、肉厚で上記
分配路３ａ，４ａの一部となる穿孔を有する円形の座盤
２７に、中央の管体２２を座盤中央を貫通し、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
のねじ穴の底部２９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第
１〜第３流路２４，２５，２６と、座盤２７の各穿孔の
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の第１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
側の第３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の第２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との間に上記第１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ごとに上記第２流路２５を経て射出する。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
面から上記分配路４ａに接続する所まで、第２ホットラ
ンナー４に対して直角に貫設して、該ホットランナーに
通孔３６を介して接続した計量通路３５に回転かつ進退
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３８のピストン３９に
回転自在に連結されている。

【００１６】また射出プランジャ３４の前部側面には上
記通孔３６に臨む流通溝４０が軸方向に切設してあり、
後部周囲にはスプライン３７が施されて、そこにピニオ
ン４１が、プランジャと共に回転するが軸方向には移動
しないように、射出シリンダ３８の設置台を兼ねるケー
シング４５に収めて嵌装してある。このピニオン４１の
上部には、上記ホットランナーブロック１の端部に取付
けたエア又は油圧作動のシリンダ４２（図４参照）を駆
動源とする各ノズル共通の横長のラック４３が噛合して
おり、このラック４３とピニオン４１とにより射出プラ
ンジャ３４は１８０°ほど回動して通孔３６を閉鎖する
開閉弁を兼ねている。

【００１７】このような射出プランジャ３４は、油圧に
よるピストン３９の前進作動により、図４（Ａ）に示す
後退位置から、図４（Ｂ）に示す計量通路３５の前進限
まで移動して第２樹脂の射出を行う。この前進移動はラ
ック４３とピニオン４１により射出プランジャ３４を回
動して、上記流通溝４０を通孔３６からずらせ、軸部に
より通孔３６を閉鎖して計量通路３５を第２ホットラン
ナー４から遮断してから行われる。

【００１８】また射出充填後の射出プランジャ３４の後
退移動は、通孔３６から流通溝４０を経て計量通路３５
のプランジャ先端部に流入する第２樹脂の圧力をもって
行われる。この後退移動は、図４（Ｃ）に示すように、
射出プランジャ３４を再度回動して通孔３６と流通溝４
０とを一致させ、閉弁状態にあった分配路４ａに至る第
２樹脂の通路を開弁させた後に行われる。また後退移動
は射出シリンダ３８により射出プランジャ３４に所定の
背圧力を加えながら、流入する第２樹脂の圧力により設
定位置まで行い得る。

【００１９】上記構成のホットランナー金型は、図１に
示すように、プリフォーム成形用の金型８の下側にホッ
トランナーブロック１を設置して用いられる。このホッ
トランナー金型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。

【００２０】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、上記述
のようにホットランナーブロック１の内部にて行われる
ことになる。

【００２１】第１及び第２の樹脂の射出充填は、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
充填を第１樹脂との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。

【００２２】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樹脂と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。

【００２３】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。

【００２４】また第２樹脂は、計量後の射出プランジャ
３４の前進移動により計量樹脂の全量が、上記分岐路４
ａから中間流路２４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。

【００２５】この射出充填は各射出シリンダ３８ごとに
行われるので、第２樹脂の射出圧は射出シリンダ３８に
設定された圧力にて個々に行うことができ、中間層１０
１の成形状態に応じて射出圧を多重ノズル２ごと制御す
ることも可能となる。

【００２６】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までのラン
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。

【００２７】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、射出プランジャ３４を回動するだけ
で再び開通するので、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。

【００２８】なお、上記実施形態は多重ノズルごとに射
出シリンダ３８を備えたものであるが、複数の多重ノズ
ル２の射出プランジャ３４を１つの射出シリンダ３８を
共用して同時に作動することも可能であり、この場合に
は、図は省略したが、各射出プランジャの後端を横長の
押圧部材に回動自在に連結し、その押圧部材の中央部に
射出シリンダをホットランナーブロックに取付けて跨設
し、その中央部にピストンを連結するだけで容易に構成
することができる。したがって、この発明は多重ノズル
位置ごとに、第２樹脂の射出シリンダを設定することに
限定されるものではない。

【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
ンナー金型をキャビティ金型の一部と共に部分的に縦断
して示す側端面図である。

【図２】 計量完了時のホットランナーブロツクので中
央平断面図である。

【図３】 射出プランジャの作動状態を順に説明する部
分図である。

【図４】 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 計量通路 ３６ 通孔 ３７ スプライン ３８ 射出シリンダ ３９ ピストン ４０ 流通溝 ４１ ピニオン ４３ ラック １００ 多層プリフォームの本体 １０１ 中間層 １０２ 内層 １０３ 外層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ホットランナーと第２ホットランナ
   ーとを長手方向に有するホットランナーブロックと、多
   層プリフォームの本体内外層と中間層とを成形する第１
   及び第３と第２の流路を同心円に備え、第１及び第３流
   路を第１ホットランナーに、第２流路を第２ホットラン
   ナーのそれぞれに接続して、上記ホットランナーブロッ
   クに一定間隔ごとに取付けた複数の多重ノズルと、上記
   第２ホットランナーのノズル位置ごとに上記第２流路と
   接続して設けた計量通路と、各計量通路に回転かつ進退
   自在に設けた開閉バルブ兼用の射出プランジャと、その
   射出プランジャを前進移動してプランジャ後退により計
   量した第２樹脂の射出を行う射出シリンダと、プランジ
   ャ回動装置とから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。