JP2002523263A - プラスチック材料を射出成形するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、金型内に設けられたキャビティに複数の通路を介して連通した射出装置を用いてプラスチックを射出成形する方法およびその設備に関する。射出装置（１１）が直接的連絡管路（１２）を介して機械ノズル（１３）に接続されており、機械ノズル（１３）とキャビティ（４１）との間に材料供給部材（２１）が設けられており、材料供給部材（２１）の出口部（２２）が複数の孔（２３）を有し、かつ駆動装置（３１）が設けられており、この駆動装置でもって、機械ノズル（１３）からキャビティ（４１）に至る連絡を実現する材料供給部材（２１）を中心軸線（ｌ）の周りで回転させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、複数の孔を介してキャビティに連通したノズルを備えた射出装置を
有する相応の射出成形機によって、射出要素を介してキャビティ内にプラスチッ
ク材料を射出成形するための方法に関する。

【０００２】 容器を製造するためのプラスチック射出成形法がＤＥ１９６１７３４９Ｃ１か
ら公知であり、その方法では熱可塑性材料が複数の環状ノズルを介して射出成形
用金型のキャビティ内に押し込まれる。環状隙間を介して射出成形用金型内に圧
入された可塑材は、環状隙間によって形成される個々の層を、固化状態およびそ
れを越えてもなお維持する。

【０００３】 プラスチック、硬化性樹脂またはゴムを射出するためのノズルがＥＰ０４４１
８６８Ｂ１により公知であり、そこではノズルハウジング内で閉鎖管の位置が調
整可能である。この閉鎖管をその軸方向位置において変位させることによって中
央材料流が発生し、この中央材料流はそれとは分離してやはりキャビティに供給
される筒状材料流によって包囲される。キャビティ内に送られる材料の流れは射
出成形装置の主軸と同一方向を向いている。

【０００４】 本発明の目的は、単純な設計手段と極力少ないエネルギーの投入とで、キャビ
ティに流入する直前に、プラスチック材料に異方性構造を可能とする方法および
相応の装置を提供することであった。

【０００５】 本発明はこの目的を方法請求項１の特徴と装置請求項５の特徴とによって達成
する。

【０００６】 本発明によれば、プラスチック材料は独立した流糸の態様でキャビティ内に装
入される。その際、流糸を生成する材料供給部材が回転させられ、これにより個
々の流糸は互いに螺旋状にされて完全に混ざり合う。

【０００７】 その場合、材料供給部材の孔の自由断面積は機械ノズル内の材料供給管路の直
径よりもかなり大きく、その結果、キャビティ内に射出するときに存在する増圧
は僅かである。これにより全体として、詳細には射出時に、また型締力を加える
ためにも、比較的僅かなエネルギーが消費される。

【０００８】 さらに、回転流によって比較的僅かな量の材料が必要とされ、材料が受ける剪
断荷重が小さくなる。プラスチック材料が全体として一層好ましく配向されるこ
とによって、かなり肉厚の少ない製品が製造可能である。

【０００９】 キャビティの充填と冷却後、材料供給孔の回動を維持することによってゲート
（Anspritzung）が剪断される。これにより、ポイント結合（Punktanbindung）
から知られているようにゲート部（Anspritzstelle）がやはり清浄になる。

【００１０】 流糸は任意の横断面、詳細には円形から長方形に至る横断面、を有することが
でき、その場合、長方形横断面は中心孔と同心に配置されるリング上に設けられ
ている。

【００１１】 有利なことに、例えば肉厚の薄いバケツ等の円対称製品の場合には特に、ゲー
ト面積が大きくなるにもかかわらず、中心で射出されるプラスチック材料が残り
の孔から吐き出されるプラスチック材料に先行するので、合流点（ウエルドライ
ン）は生じない。

【００１２】 プラスチック材料をキャビティに供給する材料供給部材はさまざまな態様に構
成しておくことができる。１構成ではこの部材が穴を有し、これらの穴が機械ノ
ズルの中心穴に接続されている。その際、この部材は機械ノズルの構造に類似し
ているが、しかし補足的に駆動装置を有し、この駆動装置によって部材は回転さ
せられる。その際、場合により金型内に一体化されているモータが、材料供給部
材に対応したピニオンを駆動する。

【００１３】 他の１構成では、材料供給部材がポットとして構成されており、ポットはその
底が固定金型部品内で支えられ、他端は機械ノズルで支承されている。その際、
ポット全体は駆動装置によって回転させることができる。ポットの内部が室を形
成し、プラスチック材料はキャビティ内に射出される前にこの室内に均一に分布
することができる。底の孔が異なる直径を有し、外側にある孔の直径は孔と中心
との距離に応じて一層小さい。

【００１４】 他の１構成では材料供給部材は、射出成形機から金型に至る連絡を実現するス
リーブの態様に構成されている。１構成では底全体が駆動可能であり、他の１構
成ではスリーブが一端を金型で直接に支えられ、かつ底はスリーブの内部に配置
されて側壁の流路を通して駆動可能である。

【００１５】 他の１構成では、材料供給部材の底にトーピード形付加物（torpedoartiger A
nsatz）が設けられており、この付加物は電磁駆動装置を介して外側から回転さ
せることができる。

【００１６】 材料糸を特別適切に案内するために、キャビティ内に材料供給部材の中心孔に
向き合わせてそらせ板が設けられている。このそらせ板がくぼみ（Auskolkung）
を有し、このくぼみによって材料は金型内のあらゆる方向に均一に案内される。

【００１７】 本発明の例が添付図面に示してある。

【００１８】 図１〜図５にはそれぞれ射出装置の一部のみが示してあり、この部分は固定金
型４２と可動金型板４３から形成されたキャビティ４１に至る連絡管路１２を有
する。この連絡管路１２は機械ノズル１３内に配置されている。機械ノズル１３
と固定金型４２との間に材料供給部材２１が配置されている。さらに駆動装置３
１が設けられており、図１〜図４ではこの駆動装置がピニオン３２を備え、この
ピニオンでもって少なくとも材料供給部材２１の底２６を回転させることができ
る。

【００１９】 図１では材料供給部材が、中実体（Vollmaterial）からなる円筒で製造されて
おり、この円筒に孔２３が通路として設けられている。中心孔２３が最大の直径
を有するだけでなく、最短の長さも有し、中心の外側に設けられる通路がそれに
対比して一層小さな直径を有するだけでなく、一層長くもあるように、これらの
通路２３が構成されている。これにより、射出時に中心のプラスチック材料が残
りの流糸に先行することが確保される。

【００２０】 図２では材料供給部材２１が、機械ノズルの頭部１４に嵌着可能なポットとし
て構成されている。ポット２４の底２６は流れ方向で円錐状に先細となる孔２３
を有し、内側孔２３は残りの孔２３の角度βよりもかなり大きい角度αを有する
。

【００２１】 機械ノズルの頭部１４とポット２４の底２６との間に室２７がある。

【００２２】 図３では材料供給部材２１がスリーブ２５として構成されており、その底２６
全体を駆動装置３１によって回転させることができる。

【００２３】 図４では材料供給部材２１が、機械ノズル１３と固定金型４２との間に固定さ
れたスリーブ２５として構成されている。底２６はスリーブ２５の内側にあり、
流路２９を通して底２６に対応したピニオン３２を介して外側から駆動される。

【００２４】 図５では図４とは異なりスリーブ２５が完全に閉じられている。底２６に配置
されているトーピード形付加物２８は、スリーブ２５の外壁に固着された電磁駆
動装置３３によって駆動されるようにその材料及びその形状が構成されている。

【００２５】 底２６の孔２３は、中心孔２３に通されるプラスチック材料が残りの流糸に比
べて先行することになるような寸法を有する。

【００２６】 図６には底２６が平面図で示してあり、この底に孔２３が設けられている。上
側の図に穴または通路が示してある。中央の図では孔２３が長方形として示して
あり、長さ／幅比：ｌ／ｂは＞２である。下側の図では長方形孔２３が中心の周
りに環状に配置されている。

【００２７】 図７が詳細に示すキャビティ４１は可動金型板４３と固定金型４２と材料供給
部材２１の底２６とによって形成される。可動金型板４３の内面にそらせ要素４
４が設けられており、このそらせ要素がくぼみ４５を有する。

【００２８】 個々の矢印は、室２７から来て孔２３を介してキャビティ内に達する流糸の運
動方向を示す。中央孔を通してキャビティ内に送られるプラスチック材料がそら
せ板４４に衝突し、そこから均一に分配される。

【００２９】 図８には射出操作中の２つのスナップショットが示されている。上側の図に認
めることができるように、材料Ｓ₁は底２６の中央孔を通してキャビティ内に送
られ、そこで茸状に広がる。下側の図に認めることができるように、中央孔２９
を通して送られる溶融体Ｓ₁は外側孔２３を通して送られる溶融体Ｓ₂に先行して
、溶融体Ｓ₂が溶融体Ｓ₁によって包囲される。

【００３０】 図９ではキャビティ４１内の流糸Ｓのスナップショットが示されている。この
金型４２、４３内で例えばバケツが製造される。流糸がキャビティ内に螺旋状に
装入されるのがわかる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 通路を有する材料供給部材を示す。

【図２】 ポット形材料供給部材を示す。

【図３】 可動総底を有するスリーブとしての材料供給部材を示す。

【図４】 内側にある可動底を有する材料供給部材を示す。

【図５】 トーピードとしての材料供給部材の底を示す。

【図６】 異なる形状の孔を有する底の正面図である。

【図７】 そらせ板を示す。

【図８】 ゲート領域におけるプラスチック材料の流れ挙動を示す。

【図９】 総部材におけるプラスチック材料の流れ挙動を示す。

【符号の説明】

射出成形装置 １１ 射出装置 １２ 連絡管路 １３ 機械ノズル １４ 機械ノズルの頭部 供給部 ２１ 材料供給部材 ２２ 出口部 ２３ 孔 ２４ ポット ２５ スリーブ ２６ 底 ２７ 室 ２８ トーピード形付加物 ２９ 流路 駆動部 ３１ 駆動装置 ３２ ピニオン ３３ 電磁駆動装置 金型 ４１ キャビティ ４２ 金型（固定） ４３ 可動金型板 ４４ そらせ要素 ４５ くぼみ ｌ 中心軸線 α 中心の円錐角 β 中心外の円錐角

【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書

【提出日】平成１２年１１月７日（２０００．１１．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，Ｇ Ｈ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，Ｍ Ｗ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ， ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 チラデジナント，プラジャク タイ国、10250 バンコク、プラヴァイト、 ロル 77 (72)発明者 ベルゲディーク，ユルゲン ドイツ連邦共和国、デー 90425 ニュー ルンベルク、ケルナー・シュトラーセ 43 アー (72)発明者 イェーガー，アンスガー ドイツ連邦共和国、デー 91207 ラウフ、 ヘロルトシュトラーセ ７ Ｆターム(参考） 4F202 CA11 CB01 CK02 CK06 CK08 CK35

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 射出要素を介してキャビティ内にプラスチック材料を射出成
   形するための方法において、 ａ）プラスチック材料が独立した流糸の態様でキャビティ内に装入されるステッ
   プ、 ｂ）同時に、材料供給孔を有するノズル要素の回動によって流糸が螺旋状にされ
   るステップ、 ｃ）キャビティの充填と冷却後、材料供給孔の回動を維持することによってゲー
   トが剪断されるステップ、 を特徴とする方法。
2. 【請求項２】 円形横断面の流糸が生成されることを特徴とする、請求項１
   記載の方法。
3. 【請求項３】 ２：１よりも大きい長さ／幅比の実質長方形の横断面を有す
   る流糸が生成されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】 プラスチック材料がキャビティ内に順次装入され、射出操作
   中、プラスチック材料の、中心部にある流糸が残りの流糸に先行することを特徴
   とする、請求項１乃至３のいずれか１項記載の方法。
5. 【請求項５】 金型内に設けられたキャビティに複数の通路を介して連通し
   た射出装置を有するプラスチック用射出成形装置において、 射出装置（１１）が直接的連絡管路（１２）を介して機械ノズル（１３）に接続
   されており、 機械ノズル（１３）とキャビティ（４１）との間に材料供給部材（２１）が設け
   られており、 材料供給部材（２１）の出口部（２２）が複数の孔（２３）を有し、 機械ノズル（１３）からキャビティ（４１）への連絡を実現する材料供給部材（
   ２１）を中心軸線（ｌ）の周りで回転させることのできる駆動装置（３１）が設
   けられていることを特徴とする射出成形装置。
6. 【請求項６】 材料供給部材（２１）が、機械ノズル（１３）の頭部（１４
   ）に配置されるポット（２４）として構成されており、ポット（２４）の中心で
   孔（２３）の１つが中心軸線（ｌ）と同軸で設けられていることを特徴とする、
   請求項５記載の射出成形装置。
7. 【請求項７】 機械ノズル（１３）がスリーブ（２５）によって包囲され、
   このスリーブがキャビティ（４１）に向って底（２６）を有し、 緩衝部を形成する室（２７）が底（２６）と機械ノズル（１３）との間に設けら
   れていることを特徴とする、請求項５記載の射出成形装置。
8. 【請求項８】 底（２６）がピニオン（３２）を介して駆動装置（３１）に
   機械的に結合されて、スリーブ（２５）とは無関係に回転させることができるこ
   とを特徴とする、請求項７記載の射出成形装置。
9. 【請求項９】 材料供給部材（２１）の、キャビティ（４１）に直接に接続
   した部分が孔（２３）を有し、これらの孔の自由流路断面積が合計（Ａ_ges）で
   機械ノズル（１３）の横断面積（Ａ_D）の少なくとも１．３倍であることを特徴
   とする、請求項５乃至８のいずれか１項記載の射出成形装置。
10. 【請求項１０】 孔（２３）が、中心点に対して、円弧上に配置される穴で
    あり、穴の直径が穴と中心点との距離に伴って減少していることを特徴とする、
    請求項９記載の射出成形装置。
11. 【請求項１１】 孔（２３）が、長さ／幅比：ｌ／ｂ≧２の実質長方形の流
    路であることを特徴とする、請求項９記載の射出成形装置。
12. 【請求項１２】 幅（ｂ）よりも大きな長さ（ｌ）を有して流路として構成
    された孔（２３）が、中心点と同心で配置されるリングの部分であることを特徴
    とする、請求項１１記載の射出成形装置。
13. 【請求項１３】 材料供給部材（２１）の底（２６）内で孔（２３）が流れ
    方向で円錐状に先細となっていることを特徴とする、請求項５乃至１２のいずれ
    か１項記載の射出成形装置。
14. 【請求項１４】 底（２６）の中心に設けられる孔（２３）の円錐が、残り
    の孔（２３）の角度（β）よりもかなり大きい角度（α）を有することを特徴と
    する、請求項１３記載の射出成形装置。
15. 【請求項１５】 キャビティ（４３）を受容する金型（４２）に駆動装置（
    ３１）が固着されていることを特徴とする、請求項５記載の射出成形装置。
16. 【請求項１６】 スリーブ（２５）とは無関係に設けられる底（２６）にト
    ーピード形付加物（２８）が設けられており、この付加物が電磁駆動装置（３３
    ）によって回転させることができることを特徴とする、請求項７記載の射出成形
    装置。
17. 【請求項１７】 キャビティ（４１）内で可動金型板（４３）にそらせ要素
    （４４）が設けられており、このそらせ要素がくぼみ（４５）を有することを特
    徴とする、請求項５記載の射出成形装置。