JP2002120257A - 射出成形用構成部品とゴム成形品製造方法 - Google Patents

射出成形用構成部品とゴム成形品製造方法

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JP2002120257A
JP2002120257A JP2001257937A JP2001257937A JP2002120257A JP 2002120257 A JP2002120257 A JP 2002120257A JP 2001257937 A JP2001257937 A JP 2001257937A JP 2001257937 A JP2001257937 A JP 2001257937A JP 2002120257 A JP2002120257 A JP 2002120257A
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runner
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リチャード ホワイト ジョン
Robert Henry Vogliano
ヘンリー ヴォグリアーノ ロバート
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 金型キャビティへ入る前にエラストマの迅速
で、より効率的でより均一な加熱を行う熱可塑性および
熱硬化性ゴムの射出成形方法および射出成形用構成部品
を提供する。 【解決手段】 射出成形用構成部品は、金型キャビティ
２０、金型キャビティにすぐ隣接して配置されたゲート
１４、およびゲート１４に通じるホットランナ１２を備
えている。ゴムの互いに交差する方向の流れを生成する
ために、ホットランナ１２の一部２２が互いに交差する
角度で配置された第１および第２の複数の間隔をおいて
配置された流路から構成されている。ゴムの互いに交差
する方向の流れは、ゴムの混合のために流路に沿ってま
た互いに交差する流れの合流点において作り出された直
線的でも平面的でもない経路を通って流れる時にゴムを
加熱するように働き、ゴムの流れは熱的に混合されてゴ
ムの温度は均一的に上昇する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は射出成形機における
射出成形用構成部品に関し、特に射出成形用構成部品の
インラインライナの構造に関する。本発明のインライン
ライナは射出されたコンパウンドがランナ内を流れる時
に混合してコンパウンドの温度を均一に上昇させるため
の対向する一連の平行溝を有する。
【０００２】
【従来の技術】従来、射出成形においてゴムを上部もし
くは側部の射出口から単一もしくは多数の射出成形キャ
ビティへの入口に位置する小さな射出ゲートへ分配する
のに、ホットランナが使用されてきている。従来のホッ
トランナはランナ内の圧力損失を最小限に抑えて射出成
形キャビティへのドロップゲート入口で最大圧力降下お
よび対応する温度上昇が生じるように設計されている。
ゴムの高粘度が乱流を防止するので、従来設計のホット
ランナ内のゴムの流れは層流である。ゴムはランナ内を
流れる時に熱伝導により加熱されるだけでなく、ゴムの
流れの外側と金型表面との間の境界層におけるせん断加
熱により加熱される。従って、金型表面と接触するゴム
の外側の層は加熱されるが、ランナの中心を流れるゴム
はその部分が充填される短時間の間では金型により均一
に加熱されない。
【０００３】金型内に射出する前に流体材料の混合を増
加させる試みがなされてきている。米国特許第５，２６
２，１１９号は金型に通じる流路内に静止ミキサを配置
して熱可塑性材料を混合することを開示している。静止
ミキサは均一化の目的で劣化した材料や不適切な色の材
料を流れの中へ拡散して戻すように作用する。静止ミキ
サは固定捩じれ金属ブレードにより構成される。米国特
許第５，６８８，４６２号は金型ブロック内に通じるコ
ールドランナの一部としての静止ミキサを開示してい
る。この静止ミキサは熱可塑性物質がその周りを流れる
ようになっているランナ内の、曲げた指に似た、一連の
隔壁である。
【０００４】米国特許第３，９２４，９８９号は熱硬化
性ウレタン材料を成形する装置内のアフターミキサを開
示している。材料の成分が混合室内で結合された後で、
材料はアフターミキサ内へ送られて成分の完全な混合が
確実に行われる。１つの開示されたアフターミキサは断
面幅が増減する一連の交差流路となっている。
【０００５】米国特許第４，０２７，８５７号は熱可塑
性物質を射出成形するための静止混合ノズルを開示して
いる。開示された４方向分岐静止ミキサが材料の混合を
改善するのに利用される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】開示されたアフターミ
キサはいずれもゴム成形には適さず、またこのようなミ
キサを熱可塑性もしくは熱硬化性ゴム成形に使用するこ
とを教示しているものもない。従来技術で開示されてい
る熱可塑性射出成形方法および装置では、熱可塑性もし
くは熱硬化性ウレタンの流れの混合において色およびコ
ンパウンドの均一性を高めることが目的である。流れを
その最高の最適温度まで加熱することは流れをミキサや
アフターミキサ内へ導入する前に行われ、成形品を作り
出すために、流れが金型内へ射出された後で冷却されて
固体品が形成される。従って、流れは所定の温度に維持
したいが、流れが高温で金型に入る場合には金型内を強
く冷却する必要があるため、流れが金型に向かって移動
する時にその温度を上昇させることは従来技術では所望
されない。
【０００７】本発明の目的は、熱可塑性もしくは熱硬化
性ゴムを射出成形する方法および構成部品において、金
型キャビティへ入る前にエラストマのより迅速、効率的
かつ均一な加熱が行われる方法と構成部品を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】開示されたゴムの射出成
形用構成部品は、金型キャビティ、金型キャビティにす
ぐ隣接して配置されたゲート、およびゲートに通じるホ
ットランナを備えている。ゴムの互いに交差する方向の
流れを生成するために、ホットランナの一部が互いに交
差する角度で配置された第１および第２の流路群を備
え、それぞれの流路群は間隔をおいて配置された複数の
流路から構成されている。ゴムの互いに交差する方向の
流れは、ゴムの混合のために流路に沿ってまた互いに交
差する流れの合流点において作り出された直線的でも平
面的でもない経路を通って流れる時にゴムを加熱するよ
うに働き、ゴムの流れは熱的に混合されてゴムの温度は
均一的に上昇する。
【０００９】本発明の一つの態様においては、第１およ
び第２の複数の間隔をおいて配置された流路は、ゲート
に隣接する分配ランナ内に配置されている。
【００１０】本発明の他の態様においては、第１および
第２の複数の流路はランナの中心線に対して１５〜７０
°、好ましくはランナの中心線に対して３０〜６０°、
傾斜している。
【００１１】本発明のもう１つの態様においては、第１
および第２の複数の流路は半円形、楕円形、三角形、台
形、方形、多角形、および曲線形の形状の中から選択さ
れる断面形状を有する。
【００１２】開示されたゴム成形品製造方法は、ホット
ランナ内へゴムを射出し、金型ゲートを通って金型キャ
ビティ内へゴムを送り込むプロセスを有している。この
プロセスには、ゴムがランナ内を流れる間にゴムの温度
を上昇させるために、ゴムがランナ内へ射出されてから
金型ゲート内へ入るまでの間、ゴムを互いに交差する角
度で流す工程を含むことを特徴とする。
【００１３】開示された方法の１つの態様では、このラ
ンナは複数の金型に通じる分岐された分配ランナであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は金型を構成するプレート１
０の全体図である。プレート１０は少なくとも１つのド
ロップゲート１４に通じる射出用のランナ１２を有す
る。例示されたランナ１２はメインランナ１６および少
なくとも１組の分岐された分配ランナ１８を有する分岐
型のランナである。分岐されたそれぞれの分配ランナ１
８の端部に金型２０に通じるドロップゲート１４が設け
られている。ここでは分岐されたランナ１２が例示され
ているが、本発明はランナ１２が直接シングルドロップ
ゲートや試料導入部に通じるシステムでも使用すること
ができる。
【００１５】本発明において、射出ランナ１２の少なく
とも一部２２は、材料がランナ１２内を流れる時にゴム
の非直線方向の流れを作り出すことにより、ランナ１２
を通って金型２０内へ流れる材料の混合を行うように改
良されている。ここでは例示されているようにメインラ
ンナ１６が改良されているが、分岐された分配ランナ１
８が改良されてもよい。どの位置が選択されたとして
も、ランナ１２の改良された部分２２は洗浄および取外
しを容易にするために金型１０の分割面に配置される。
ランナ１２の改良された部分２２は略示されており、図
２は実際の改良されたランナ部２２を示す。
【００１６】図２はランナ１２の改良された部分２２が
形成された上部もしくは下部のランナプレート２４を例
示している。ランナ１２を形成している一本の孔の代わ
りに、ランナプレート２４は複数の傾斜した流路２６を
有する。流路２６はランナ１２の中心線２８に対して１
５〜７０°、好ましくは３０〜６０°の角度βで傾斜し
ている。中心線２８に対する流路２６の角度βが増加す
ると、任意の粘性のコンパウンドが流路２６内を流れる
のに要する時間も増加し、角度βが減少すると、コンパ
ウンドが流路２６内を流れるのに要する時間も減少す
る。流路は図３では半径Ｒの半円形の断面を有して例示
されているが、これに限定されるものではなく楕円形、
三角形、台形、方形もしくは任意の他の多角形もしくは
曲線形等の他の断面を有する流路を形成することも本発
明の範囲内である。改良されたランナ部２２の端部にお
ける流路２６の端点２７はランナ１２の残りと一直線と
なるように中心線２８上に配置される。図２には４つの
完全な交差する流路２６しか例示されていないが、上部
もしくは下部金型プレート２４内の交差する流路２６の
数は改良されたランナ部２２内を流れる時のゴムの所望
する熱混合および温度上昇に応じて選択される。
【００１７】ランナ１２の改良部２２が形成される上部
および下部プレート２４は、上部プレートが下部プレー
トの上に位置決めされる時に、流路２６が互いに反対方
向に傾斜して一連の合流部３２がランナ１２の改良部２
２の長さ方向に沿って形成されるように、同一の形状と
なっている。
【００１８】図４〜７は様々な実施例における改良され
たランナ２２を流れる時に現れるコンパウンドを例示し
ており、改良されたランナ部２２内を流れる時のゴムの
端部は示されていないが、図２に示すように交差端部は
ランナ部２２の中心線２８上において終端する。コンパ
ウンドは金型１０の上部プレート内に形成された流路２
６と金型１０の下部プレート内に形成された流路２６内
のいずれかを流れる。流れるコンパウンドはランナの長
さ方向に沿って間隔をおいて配置された多数の合流点３
２で合流して混合する。それぞれの流路２６の終端にお
いて、ゴムの流れは対向する流路へ入って方向を変え
る。流れの方向変更によって入力されるエネルギもゴム
の温度を上昇させる。
【００１９】図４において、流路２６は本発明に従った
最も単純な形状の1つを形成する。合流点３２が流路の
長さ方向に沿って下部プレート流路３４と上部プレート
流路３６との間に形成される。各合流点３２において、
上部および下部流路から流れるコンパウンドが合流して
混合し、金型が吸収した熱が伝達されてコンパウンドの
温度が上昇する。例示された実施例では、ランナ中心線
２８に沿って１３の合流点３２が生じている。流路２６
はランナの中心線２８に対しておよそ３０°傾斜してい
る。
【００２０】流路２６の半径Ｒは、流路２６により作り
出される断面積が従来の一個の孔からなるランナの断面
積と同等となるように選択することが望ましい。あるい
は、流路の総断面積を従来の一個の孔からなるランナの
それよりも大きくすることもできる。このような構成に
おいては、ゲートを通るゴムの体積流量をより多くする
ことができるが、改良されたランナ内を流れる時のゴム
の温度上昇は従来の一個の孔からなるランナと同じ断面
積の改良されたランナに比べて低くなる。総断面積は従
来の一個の孔からなるランナのそれよりも小さく選択す
ることもできる。このような構成においては、より大き
い温度上昇が実現されるが、ランナを通る体積流量は従
来のランナに比べて減少する。
【００２１】図５において、同じ傾斜角βが使用される
が、それぞれの改良された金型半部の終端位置３８を形
成していた図４の単一の流路の代わりに、各金型半部の
終端位置３８に一対の流路２６'，２６"が配置される。
終端位置３８の流路２６の数が増加すると、改良された
ランナ部２２の幅およびランナの長さ方向に沿った合流
点３２が増加し、この例ではランナの長さ方向に沿って
合計４０の合流点が間隔を置いて配置されている。上述
したように、流路２６の総断面積はランナ内を流れるゴ
ムの温度および体積の所望の増加が達成されるように最
適化される。
【００２２】図６において、流路２６はランナ中心線２
８に対しておよそ１５°傾斜されている。浅い角度の傾
斜角を有する流路２６を形成することにより、ランナ２
２の合流点３２は少なくなり、ゴムはランナ内を短い距
離で流れる。図７は図６の流路２６と同じ角度で形成さ
れているが、各改良された金型半部の各終端位置に２つ
の流路２６'，２６"があり、より多数の合流点を生じる
流路２６が示されている。
【００２３】あるいは、流路２６が交差する合流点３２
は形成されず、代わりに端部だけで接続してジグザグパ
ターンに似た方向が交差するフローパターンがランナの
改良部分を通って形成されるように、上部および下部金
型プレート２４を金型１０内ヘ固定することができても
よい。
【００２４】ランナ１２の改良部２２は、流路２６の各
合流点３２においてゴム流の境界層をゴムの流れの全断
面の中に混合する。改良されたランナ１２を使用するこ
とにより、金型表面のゴム境界層により吸収される熱
は、より効率的にゴムの流れの全断面の中心へ向けて伝
達される。その結果、ドロップゲートにおいて金型内へ
入るゴムの平均温度は上昇してより均一となる。従っ
て、射出時間を長くしたりドロップゲートの入口におけ
るゴムのスコーチを生じさせたりすることなく、射出成
形部品の硬化時間を減少させることができる。
【００２５】現在ドロップゲートによって行われている
ゴムの加熱の一部が改良されたランナにより達成される
ため、典型的なゲート入口の直径はドロップゲート入口
において増加させることができる。改良されたランナ
は、本ゴム射出およびドロップゲート設計により、現在
可能なものよりも短い硬化時間およびサイクルタイムを
提供する。
【００２６】さらに、一個の孔からなるランナを金型プ
レートから取り外して本発明に従った改良されたランナ
プレートと置換することができるため、本発明は最小の
資本投下で古い射出システムを改装するのに使用するこ
とができる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明の射出成形用
構成部品とゴム成形品製造方法では、ホットランナの一
部が互いに交差する角度で配置された第１および第２の
流路群を備え、それぞれの流路群は間隔をおいて配置さ
れた複数の流路から構成されているので、ゴムの互いに
交差する方向の流れは、ゴムの混合のために流路に沿っ
てまた互いに交差する流れの合流点において作り出され
た直線的でも平面的でもない経路を通って流れる時にゴ
ムを加熱するように働き、ゴムの流れは熱的に混合され
てゴムが迅速、効率的かつ均一に加熱が行われるという
効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従って改良されたランナを有する金型
を示す図である。
【図２】改良されたランナプレートを示す図である。
【図３】改良されたランナプレートの３−３線に沿った
断面図である。
【図４】本発明に従って改良されたランナの１実施例を
流れるコンパウンドの状態を示す図である。
【図５】本発明に従って改良されたランナの１実施例を
流れるコンパウンドの状態を示す図である。
【図６】本発明に従って改良されたランナの１実施例を
流れるコンパウンドの状態を示す図である。
【図７】本発明に従って改良されたランナの１実施例を
流れるコンパウンドの状態を示す図である。
【符号の説明】
１０ 金型プレート １２ ランナ １４ ドロップゲート １６ メインランナ １８ 分配ランナ ２０ 金型 ２２ 改良部 ２４ ランナプレート ２６，２６'，２６" 流路 ２７ 端点 ２８ 中心線 ３２ 合流点 ３４ 下部プレート流路 ３６ 上部プレート流路 ３８，４０ 終端位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 590002976 1144 Ｅａｓｔ Ｍａｒｋｅｔ Ｓｔｒｅ ｅｔ，Ａｋｒｏｎ，Ｏｈｉｏ 44316− 0001，Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 ジョン リチャード ホワイト アメリカ合衆国 44281 オハイオ州 ワ ーズワース ヒルズデイル サークル 355 (72)発明者 ロバート ヘンリー ヴォグリアーノ アメリカ合衆国 44278 オハイオ州 タ ルマジ アットウッド ドライヴ 953 Ｆターム(参考） 4F202 AA45 CA11 CK02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金型キャビティ、該金型キャビティにす
    ぐ隣接して配置されたゲート、および該ゲートに通じる
    ホットランナを備えたゴムの射出成形用構成部品であっ
    て、 ゴムの互いに交差する方向での流れを生成するために、
    前記ホットランナの一部が互いに交差する角度で配置さ
    れた第１および第２の流路群を備え、それぞれの流路群
    は間隔をおいて配置された複数の流路から構成されてい
    る、ことを特徴とする射出成形用構成部品。
  2. 【請求項２】 前記第１および第２の複数の間隔をおい
    て配置された流路は、前記ゲートに隣接する分配ランナ
    内に配置されている、請求項１に記載の射出成形用構成
    部品。
  3. 【請求項３】 ホットランナ内へゴムを射出し、金型ゲ
    ートを通って金型キャビティ内へゴムを送り込むゴム成
    形品製造方法において、 ゴムがランナ内を流れる間にゴムの温度を上昇させるた
    めに、ゴムがランナ内へ射出されてから金型ゲート内へ
    入るまでの間、ゴムを互いに交差する角度で流す工程を
    含む、ことを特徴とするゴム成形品製造方法。
JP2001257937A 2000-09-08 2001-08-28 射出成形用構成部品とゴム成形品製造方法 Pending JP2002120257A (ja)

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