JP2005138414A - Hot runner mold for sandwich molding and sandwich molding method using it - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形機で使用されるホットランナ金型に係り、特に二種類の樹脂(例えば、ポリスチレンとポリエチレンのような種類の異なる樹脂の組合せだけでなく、同一樹脂でも色が異なる場合も含まれる、以下同じ)を用いて一方の樹脂でスキン層を形成し、他方の樹脂でコア部を形成するサンドイッチ成形の際に使用されるホットランナ金型に係る。また、本発明は、そのようなホットランナ金型を用いたサンドイッチ成形方法に係る。 The present invention relates to a hot runner mold used in an injection molding machine, and in particular, not only two types of resins (for example, combinations of different types of resins such as polystyrene and polyethylene, but also the same resin may have different colors). The same is applied to the hot runner mold used in sandwich molding in which the skin layer is formed with one resin and the core portion is formed with the other resin. The present invention also relates to a sandwich molding method using such a hot runner mold.
図8及び図9に、従来のサンドイッチ成形用の金型の例を示す(特許文献1)。 8 and 9 show an example of a conventional mold for sandwich molding (Patent Document 1).
図8に示した金型は、ゲート77、第一ホットランナ71、第二ホットランナ72、弁室73、弁体74などを備えている。ゲート77の手前に弁室73が設けられ、弁室73の中に弁体74が収容されている。弁体74の中心には流路75が形成され、弁室73の内周面と弁体74の外周面の間には、環状の流路76が形成されている。
The mold shown in FIG. 8 includes a
通常のサンドイッチ成形では、コア用樹脂は、第二ホットランナ72及び流路75を経て、ゲート77の中心部からキャビティ7内に射出される。スキン用樹脂は、第一ホットランナ71及び環状の流路76を経て、ゲート77の周縁部からキャビティ78内に射出される。弁体74をシート面73aに押し付けることによって、スキン用樹脂の流路(環状の流路76)を遮断することができる(図8に示された状態)。
In normal sandwich molding, the core resin is injected from the center of the
しかし、この金型では、コア用樹脂の流路(流路75)は遮断されない。そのため、成形品を取り出した後に、ゲート77からコア用樹脂が漏れ出す現象を防止することができない。
However, in this mold, the core resin flow path (flow path 75) is not blocked. Therefore, the phenomenon that the core resin leaks from the
これに対して、図9に示した変形例では、弁体74の中心の流路75の中に、更に弁体79を設けることによって、コア用樹脂の流路を遮断することを可能にしている。しかし、この金型では、弁体74及び弁体79を駆動するために二つの駆動手段が必要となるので、構造が複雑になり大型化するという問題、及び遮断されたコア用樹脂流路の遮断点より下流側の部分、即ち弁体79からゲート77までの経路内に樹脂量が残存しているので、成形品を取り出した後に、この樹脂がゲート77から漏れ出す現象を完全には防止することができないという問題があった。
On the other hand, in the modification shown in FIG. 9, by providing a
また、サンドイッチ成形の生産性を高める方法として、必要な生産量の成形が終了した時、それまでコア用に使用されていた第二の樹脂を、スキン用樹脂として使用することにより第二の成形品の生産を行い、その間に、それまでスキン用に使用されていた第一の樹脂をコア用として使用し、その樹脂流路で第一の樹脂を第三の樹脂に樹脂替えを行って、サンドイッチ成形を継続し、樹脂替え完了後、第二の成形品でコア用に使用されていた第三の樹脂をスキン用樹脂として使用するよう切り替えることにより、第三の成形品を生産するといった「連続自動樹脂替え(色替え)成形」が行われているが、ホットランナ金型ではそれが不可能であった。 In addition, as a method to increase the productivity of sandwich molding, when molding of the required production volume is completed, the second resin that has been used for the core until then is used as the resin for the skin. In the meantime, the first resin that was used for the skin until then is used as the core, and the first resin is changed to the third resin in the resin flow path, Sandwich molding is continued, and after the resin replacement is completed, a third molded product is produced by switching the third resin used for the core in the second molded product to be used as a skin resin. Continuous automatic resin change (color change) molding is performed, but this is not possible with a hot runner mold.
なお、図8及び図9に示す金型で樹脂替えを行う動作は、以下に示すようになる。 In addition, the operation | movement which changes resin with the metal mold | die shown in FIG.8 and FIG.9 is as follows.
各射出工程の最終の状態は、次の射出工程の最初に射出されるスキン層にコア用樹脂が混在しないように、コア用樹脂の射出を停止してスキン用樹脂だけを射出する。 In the final state of each injection process, the injection of the core resin is stopped and only the skin resin is injected so that the core resin is not mixed in the skin layer injected at the beginning of the next injection process.
従って、第一ホットランナ71から射出する第一の樹脂をスキン用、第二ホットランナ72から射出する第二の樹脂をコア用として行っていたサンドイッチ成形で、第二ホットランナ72から射出する第二の樹脂をスキン用に使用するサンドイッチ成形に切り替える場合の動作は、第一の樹脂が流路76、弁体74の先端と弁室73の間に充満し、流路75の下流端出口に逆流した状態とした後、弁体74をシート面73aに押し付けて、スキン用樹脂の流路(環状の流路76)を遮断する。このとき、弁体74の先端とシート面73aの間にあった樹脂は、流路76及び流路75側両方に押し出されるが、全てスキン用樹脂となっているため問題にならない。第一の樹脂が混在しているのは流路75の下流端出口部だけなので、この部分の樹脂を排出するクリーニングを行えば、第二ホットランナ72及び流路75に存在する第二の樹脂をスキン層に使用するサンドイッチ成形が可能となる。
Accordingly, the first resin injected from the first
しかし、第二の樹脂をスキン用に使用する切り替えを行った後の射出工程は、最終段階でコア用樹脂の射出を停止してスキン用樹脂のみを射出する射出工程終了時のゲート付近の状態は、第二の樹脂が流路75、弁体74の先端と弁室73の間及び流路76に逆流した状態となる。このとき、流路75の下流端出口の断面積に比して、弁体74の先端と弁室73の間及び流路76の断面積は大きく、しかも円周方向全周にわたって広がっていく流路となっているため、全周にわたって流動せず部分的に流れることとなり、弁体74の先端面には第一の樹脂と第二の樹脂が混在して残存する事となる。このような状態で、弁体74をシート面73aに押し付けると、弁体74の先端とシート面73aの間にあった第一の樹脂と第二の樹脂が混在した樹脂が、流路76及び流路75側両方に押し出されることになる。
However, the injection process after switching to use the second resin for the skin is the state near the gate at the end of the injection process in which only the skin resin is injected by stopping the injection of the core resin in the final stage In other words, the second resin flows back into the
このような状態となると、次の射出工程の最初の動作で、流路75から射出するスキン用樹脂(第二の樹脂)に第一の樹脂(または第一の樹脂と第三の樹脂の混在樹脂)が混在することとなり、成形不良となる。この流動挙動は、毎ショット繰り返されるので、第二ホットランナ72、流路75から射出する樹脂をスキン用に使用するサンドイッチ成形は、スキン層へのコア用樹脂の混在をなくすことができず、不良成形となることが避けられない。
本発明は、以上のような従来のサンドイッチ成形用ホットランナ金型の問題点に鑑み成されたもので、本発明の目的は、従来のサンドイッチ成形用ホットランナ金型と比べて簡素な構成を備え、且つ、成形品を取り出した後にゲートから溶融樹脂が漏れ出すことがないサンドイッチ成形用ホットランナ金型を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems of the conventional sandwich molding hot runner mold as described above, and the object of the present invention is to have a simple configuration as compared with the conventional sandwich molding hot runner mold. An object of the present invention is to provide a hot runner mold for sandwich molding in which molten resin does not leak from the gate after the molded product is taken out.
更に、本発明の目的は、通常のコールドランナ金型と同様に連続自動樹脂替えができるサンドイッチ成形用ホットランナ金型用を提供することにある。 Furthermore, an object of the present invention is to provide a hot runner mold for sandwich molding that can be continuously and automatically replaced with resin in the same manner as a normal cold runner mold.
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、
第一及び第二の樹脂を用いてサンドイッチ成形を行うためのホットランナ金型であって、
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉する棒状の弁体と
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれるように構成されていることを特徴とする。
The hot runner mold for sandwich molding of the present invention is
A hot runner mold for performing sandwich molding using the first and second resins,
A gate opening in the cavity inner wall;
A valve chamber provided upstream of the gate;
A rod-shaped valve body that is housed in the valve chamber and moves in the axial direction in the valve chamber to open and close the gate;
A first sprue and a second sprue provided on the back of the mold,
The first runner from the first sprue to the first port,
A second runner from the second sprue to the second port,
Have
In the portion adjacent to the tip of the valve body, an annular first flow path is formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber,
Inside the valve body, a second flow path is formed that opens from the side surface of the valve body to the tip through the inside and opens to the valve chamber at a position offset from the central axis of the gate,
When the valve body is in the retracted position, the gate is opened and at the same time the first port is connected to the first flow path, thereby forming a flow path to the gate through the first port, the first flow path, and the valve chamber. Furthermore, the second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, and the valve chamber,
When the valve body is in the forward position, the first port is closed at the side of the valve body, and the tip of the valve body is inserted into the gate so that the first flow path and the second flow path are closed simultaneously. It is characterized by being.
上記の金型を用いてサンドイッチ成形を行う場合には、次のよう弁体を操作する:
即ち、先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路から金型内に供給する。次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給する。次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂の供給を停止する。キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じる。
When sandwich molding is performed using the above mold, the valve body is operated as follows:
That is, first, the valve body is moved to the retracted position, and the skin resin is supplied from the first flow path into the mold. Next, the core resin is supplied from the second flow path into the mold while the operation of supplying the skin resin is continued. Next, the supply of the core resin is stopped while the operation of supplying the skin resin is continued. After the cavity is filled with the resin, the supply of the skin resin is stopped and the valve body is moved to the advanced position to close the gate.
あるいは、途中でスキン用樹脂の供給を停止して、コア用樹脂のみを金型内に供給しても良い。その場合には、先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路から金型内に供給する。次いで、スキン用樹脂を供給を停止するとともに、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給する。次いで、コア用樹脂の供給を停止するとともに、スキン用樹脂の供給を再開する。キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じる。 Alternatively, the supply of the skin resin may be stopped halfway, and only the core resin may be supplied into the mold. In that case, first, the valve body is moved to the retracted position, and the skin resin is supplied from the first flow path into the mold. Next, the supply of the skin resin is stopped, and the core resin is supplied from the second flow path into the mold. Next, the supply of the core resin is stopped and the supply of the skin resin is resumed. After the cavity is filled with the resin, the supply of the skin resin is stopped, and the valve body is moved to the advanced position to close the gate.
好ましくは、前記第二流路を、前記弁体が軸方向のいずれの位置にあっても、常に第二ポートにつながっているように構成する。 Preferably, the second flow path is configured so as to be always connected to the second port regardless of the position of the valve body in the axial direction.
更に、好ましくは、前記棒状の弁体を、弁室内での軸方向の移動に加えて、軸回りの回転角度を切り替えることができるように構成する。その場合、金型の内部の流路は以下のように構成される。 Further, preferably, the rod-shaped valve body is configured to be able to switch the rotation angle around the axis in addition to the axial movement in the valve chamber. In that case, the flow path inside the mold is configured as follows.
即ち、第一の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成される。 That is, when the valve body is in the retracted position at the first rotation angle, the gate is opened, and at the same time, the first port is connected to the first flow path, whereby the gate passes through the first port, the first flow path, and the valve chamber. The second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, and the valve chamber.
第一の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれる。 When the valve body is in the forward position at the first rotation angle, the first port is closed at the side surface of the valve body, and the tip of the valve body is inserted into the gate so that the first flow path and the second flow path are simultaneously It is blocked.
第二の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第二ポートが第一流路につながり、それによって、第二ポート、第一流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、更に、第一ポートが第二流路につながり、それによって、第一ポート、第二流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成される。 When the valve body is in the retracted position at the second rotation angle, the gate is opened and at the same time, the second port is connected to the first flow path, thereby reaching the gate through the second port, the first flow path, and the valve chamber. Further, the first port is connected to the second flow path, whereby a flow path reaching the gate through the first port, the second flow path, and the valve chamber is formed.
第二の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第二ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれる。 When the valve body is in the forward position at the second rotation angle, the second port is blocked by the side surface of the valve body, and the tip of the valve body is inserted into the gate so that the first flow path and the second flow path are simultaneously It is blocked.
この場合にも、好ましくは、前記第二流路を、前記弁体が軸方向のいずれの位置にあっても、常に第二ポートにつながっているように構成する。 Also in this case, preferably, the second flow path is configured so as to always be connected to the second port regardless of the position of the valve body in the axial direction.
なお、上記のように、前記弁体を、弁室内での回転角度を切り替えることができるように構成した場合には、前記弁体の軸回りの回転角度を前記第一の回転角度と前記第二の回転角度の間で切り替えることによって、スキン用樹脂の供給経路とコア用樹脂の供給経路を、次のように、第一のモードと第二のモードの間で入れ替えることが可能になる。即ち、第一のモードでは、スキン用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第一流路を経て金型内に供給し、コア用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第二流路を経て金型内に供給する。これに対して、第二のモードでは、スキン用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第一流路を経て金型内に供給し、コア用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第二流路を経て金型内に供給する。 As described above, when the valve body is configured so that the rotation angle in the valve chamber can be switched, the rotation angle around the axis of the valve body is set to the first rotation angle and the first rotation angle. By switching between the two rotation angles, the skin resin supply path and the core resin supply path can be switched between the first mode and the second mode as follows. That is, in the first mode, the skin resin is supplied into the mold through the first runner, the first port, and the first flow path, and the core resin is supplied to the second runner, the second port, and the It supplies in a metal mold | die through a 2nd flow path. On the other hand, in the second mode, the skin resin is supplied into the mold through the second runner, the second port, and the first flow path, and the core resin is supplied to the first runner and the first It supplies in a metal mold | die through a port and said 2nd flow path.
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、従来のものと比べて簡素な構造を備えている。また、本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型によれば、成形品を取り出した後にゲートから溶融樹脂が漏れ出すことがない。 The hot runner mold for sandwich molding of the present invention has a simple structure as compared with the conventional one. Moreover, according to the hot runner mold for sandwich molding of the present invention, the molten resin does not leak from the gate after the molded product is taken out.
更に、弁室内で弁体の軸回りの回転角度を切り替えることもできるように構成した場合には、スキン用樹脂を第一ランナ及び第二ランナのいずれからも供給することが可能になり、これに対応して、コア用樹脂を第二ランナ及び第一ランナのいずれからも供給することが可能になる。従って、スキン用樹脂の供給源(具体的には射出ユニット)とコア用樹脂の供給源(具体的には別の射出ユニット)を任意に入れ替えることができる。即ち、スキン用樹脂とコア用樹脂を随時入れ替えるサンドイッチ成形が可能になり、連続自動樹脂替え(色替え)が可能になる。 Further, when the rotation angle around the axis of the valve body can be switched in the valve chamber, the skin resin can be supplied from either the first runner or the second runner. Correspondingly, the core resin can be supplied from either the second runner or the first runner. Accordingly, the skin resin supply source (specifically, the injection unit) and the core resin supply source (specifically, another injection unit) can be arbitrarily replaced. That is, sandwich molding in which the skin resin and the core resin are exchanged at any time is possible, and continuous automatic resin change (color change) becomes possible.
(第一の例)
図1から図4に、本発明に基づくサンドイッチ成形用ホットランナ金型の一例を示す。ここで、図1は金型の中心軸を含む断面図、図2は図1のA−A部の断面図、図3及び図4はゲート及び開閉弁の部分拡大断面図である。図中、1は第一スプルー、2は第二スプルー、3は第一ランナ、4は第二ランナ、6はゲート、7はキャビティ、10は開閉弁、11は弁室、13は弁体、17は第一流路、18は第二流路、27は第一ポート、28は第二ポートを表す。
(First example)
FIGS. 1 to 4 show an example of a hot runner mold for sandwich molding according to the present invention. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view including the central axis of the mold, FIG. 2 is a cross-sectional view of the AA portion of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are partially enlarged cross-sectional views of the gate and the on-off valve. In the figure, 1 is a first sprue, 2 is a second sprue, 3 is a first runner, 4 is a second runner, 6 is a gate, 7 is a cavity, 10 is an on-off valve, 11 is a valve chamber, 13 is a valve body,
このホットランナ金型は、4枚のプレート21〜24を重ね合わせることにより構成され、二つのスプルー1、2及び二つのランナ3、4を備えている。この例では、プレート21の右面に第一スプルー1及び第二スプルー2が形成され、プレート23の左面にゲート6が形成され、プレート23の左面とプレート24の右面の間にキャビティ7が形成されている。
The hot runner mold is formed by superposing four
ゲート6に隣接してその上流側には、開閉弁10が設けられている。開閉弁10は、弁室11、棒状の弁体13、及び油圧式のアクチュエータ15などから構成される。弁室11はプレート23及び22の内部に設けられ、ゲート6の背後につながっている。弁室11の中に、弁体13が収容されている。弁体13はプレート22及び23内に組み込まれており、弁体13の後端はアクチュエータ15のピストンに接続されている。
An on-off
第一ランナ3は、プレート21及びプレート22を貫通し、プレート22の左面に到達して横に折れ曲がり、プレート22の左面とプレート23の右面の間に形成された流路を通って、弁室11に到達するように形成され、第一スプルー1とゲート6の間を結んでいる。
The
同様に、第二ランナ4は、プレート21及びプレート22を貫通し、プレート22の左面に到達して横に折れ曲がり、プレート22の左面とプレート23の右面の間に形成された流路を通って、弁室11に到達するように形成され、第二スプルー2とゲート6の間を結んでいる。
Similarly, the
図3及び図4に、ゲート6及び開閉弁10の部分拡大断面図を示す。前述のように、弁室11は、ゲート6の背後に設けられ、その中に棒状の弁体13が収容されている。第一ランナ3及び第二ランナ4の下流側の端は、それぞれ、弁室11の内周面に開口して、第一ポート27及び第二ポート28を形成している。
3 and 4 are partially enlarged cross-sectional views of the
弁体13の軸部は弁室11の内周面に嵌合しており、弁体13の先端部分は、軸部よりも細い径で形成され、この先端部分の外周面と弁室11の内周面の間に環状の空間が形成されている。更に、弁体13の最先端部には、ゲート6と嵌合するノーズ部13aが形成されている。第一流路17は、この環状の空間を通って弁体13の先端に至り、第一ポート27とゲート6の間を結んでいる。弁体13の内部には、弁体13の側面からその先端部に到る第二流路18が形成されている。この第二流路18は、弁体13の側面からその中心軸に到る開口部18a、弁体13の中心軸を通る孔状の流路18b、及び中心軸からオフセットした位置で前記ノーズ部13aの近くに開口する小径の流路18cを、順につなげることによって構成され、第二ポート28とゲート6の間を結んでいる。なお、図3及び図4(断面図)には、小径の流路18cが一つしか描かれていないが、小径の流路18cは周方向に並べられて複数個形成されている。
The shaft portion of the
ここで、図3は、アクチュエータ15で弁体13を後退させて、ゲート6を開いた状態を表わしている。この状態では、第一ランナ3が、第一ポート27、第一流路17及び弁室11を介して、ゲート6につなげられ、第二ランナ4が、第二ポート28、第二流路18及び弁室11を介して、ゲート6につなげられる。
Here, FIG. 3 shows a state in which the
一方、図4は、アクチュエータ15で弁体13を前進させて、ゲート6を閉じた状態を表わしている。この状態では、第一ポート27が弁体13の側面で塞がれて第一ランナ3と第一流路17の間が遮断される。更に、弁体13の先端のノーズ部13aがゲート6に挿入されてゲート6が閉じられ、これによって、第一流路17と第二流路18が同時に遮断される。
On the other hand, FIG. 4 shows a state in which the
また、この例では、第二ランナ4と第二流路18の間は、弁体13が軸方向のいずれの位置にあっても、常につながっている。従って、ゲート6を閉じるために弁体13を前進させたとき、弁室11内の樹脂を、第二流路18を介して第二ランナ4側へ逆流させて排除することができる。
In this example, the
以上のように、弁体13を前進させる単一の動作によって、第一流路17(スキン用樹脂の流路として使用される)及び第二流路18(コア用樹脂の流路として使用される)を同時に閉じることができる。従って、成形品を取り出した後に、弁室11内に残留している樹脂がゲート6から漏れ出す現象を防止することができる。
As described above, the first flow path 17 (used as a flow path for the skin resin) and the second flow path 18 (used as a flow path for the core resin) by a single operation of moving the
図5に、上記の金型が接続される射出装置のノズル部分の概要を示す。このノズルは、二つのノズルチップ51及び52を備えている。これらのノズルチップは、連結ブロック54を介して、それぞれ第一の射出ユニット55及び第二の射出ユニット56に接続されている。連結ブロック54の内部には、第一の射出ユニット55から第一のノズルチップ51へ第一の溶融樹脂を送る流路57、及び第二の射出ユニット56から第二のノズルチップ52へ第二の溶融樹脂を送る流路58が設けられている。
FIG. 5 shows an outline of the nozzle portion of the injection apparatus to which the above mold is connected. This nozzle includes two
サンドイッチ用ホットランナ金型の第一スプルー1(図1)には、第一のノズルチップ51を介して第一の射出ユニット55が接続され、第二スプルー2(図1)には、第二のノズルチップ52を介して第二の射出ユニット56が接続される。
A
次に、図1〜図4に示した金型に図5に示した射出装置を接続して、サンドイッチ成形を行う際の手順について説明する。 Next, a procedure for performing sandwich molding by connecting the injection apparatus shown in FIG. 5 to the mold shown in FIGS. 1 to 4 will be described.
先ず、弁体13を後退させて(図3)、第一の射出ユニット55(図5)を起動し、スキン用樹脂を第一スプルー1から金型内に導入する。この動作は、通常の1樹脂のみを成形するホットランナ金型のバルブゲートを開いて射出を開始する動作に相当する。スキン用樹脂は、第一スプルー1、第一ランナ3、第一ポート27、第一流路17及びゲート6を経て、キャビティ7に流入する。スキン用樹脂は、キャビティ7の内面に接触して冷却され、スキン層(表面の凝固層)が形成される。
First, the
なお、この時、第二流路18と第二ランナ4がつながっていても、第二の射出ユニット56側に設けられた逆流防止弁またはスクリュの後退防止装置によって、スキン用樹脂の第二流路18側への侵入が防止される。
At this time, even if the
所定の量のスキン用樹脂がキャビティ7内に送り込まれた後、第一の射出ユニット55を停止して(または、起動させたまま)、第二の射出ユニット56(図5)を起動し、コア用樹脂を第二スプルー2から金型内に導入する。コア用樹脂は、第二スプルー2、第二ランナ4及び第二ポート28を経て、弁体13の内部に形成された第二流路18に入り、次いで、小径の流路18cを通って弁体13の前方に入り、ゲート6の中心部を通ってキャビティ7に流入する。
After a predetermined amount of the resin for skin is fed into the
この段階でキャビティ7に入る樹脂は、先にキャビティ7内に送り込まれているスキン用樹脂がキャビティ7の内面と接触して既にスキン層(凝固層)を形成し始めているので、まだ溶融状態が保たれている中心部を流動することとなる。これによって、サンドイッチ構造の成形品が形成される。また、第一の射出ユニット55が起動されたままであれば、第一流路17から送られるスキン用樹脂が、第二流路18から送られるコア用樹脂を周囲から包み込んだ状態でゲート6を通過し、スキン用樹脂は、既に形成されているスキン層を補充するようにキャビティ7内に広がり、コア用樹脂は、スキン層の内側を流動してコア部を形成し、サンドイッチ構造の成形品が形成される。なお、スキン用樹脂が、成形品の全表面に渡ってスキン層が形成するのに充分な量供給されていれば、後から送り込まれたコア用樹脂がスキン層を突き破って表面に現れることはない。
The resin that enters the
その後、第二の射出ユニット56を停止し、第一の射出ユニット55を再度起動させて(または、起動させたまま)スキン用樹脂を第一の射出ユニット55から第一スプルー1を介して金型内に導入する。これによって、スキン用樹脂のみがキャビティ7内に送られて、成形品の外側を完全に覆う。
Thereafter, the
キャビティ7内が樹脂で満たされた後、第一の射出ユニット55を停止するとともに、弁体13を前進させてゲート6を遮蔽する。この動作は、通常の1樹脂のみを成形するホットランナ金型で射出を終了させ、バルブゲートを閉じる動作と同じで、これが一回の射出工程の終了となる。
After the
次に、上記の金型(図1〜4)を用いて、コア用に使用していた第二の樹脂を、スキン用樹脂として使用するような切り替えを行ったと想定した場合の状況について説明する。 Next, the situation when it is assumed that the second resin used for the core has been switched to use as the skin resin using the above-described mold (FIGS. 1 to 4) will be described. .
切り替え前の最終射出工程の終了時のゲート6上流の状態は、それまでスキン用として使用していた第一の樹脂のみが第一ランナ3から第一ポート27、第一流路17を経て弁体13の先端部に送られているときに、弁体13を前進させ、ノーズ部13aをゲート6に嵌合させてゲートをシールした状態である。弁体13の前進により弁体13の前方から排除される第一の樹脂は、開口部18aが第二ポート28と常時連通しているので、第二流路18側に逆流する。従って、切り替え後の最初の射出工程で、弁体13を後退させ、第二の射出ユニットを起動させて、新たにスキン用として使用する第二の樹脂のみを第二流路から射出する工程では、第二流路18の下流端に逆流した第一の樹脂が混在しているが、これが排出された後は、第二の樹脂のみを流入させる動作となる。
The state upstream of the
この時、新たにスキン用として使用する第二の樹脂は、流路の中央部に近い小径の流路18cから流入するが、ゲート6を経てキャビティ7に流入するのは、第二流路18から供給される第二の樹脂のみであるため、これがキャビティ7の内面に接触して冷却され、第二の樹脂のスキン層が形成される。所定量のスキン用樹脂がキャビティ7内に送り込まれた後、第一の射出ユニットを起動して新たにコア用として使用する第一の樹脂を、第一流路17から流入させると、まだ溶融状態が保たれている中心部を流動してコア部を形成することになる。この場合、スキン用樹脂を第二流路18から供給し続けると、ゲート6の上流でコア用樹脂と混合されてしまい、スキン層の補充とはならないので、第二射出ユニット56は停止させる。
At this time, the second resin newly used for the skin flows from the small-
成形品の外側をスキン用樹脂で完全に覆うために、スキン用樹脂のみを射出する射出工程の最終段階では、再び第二の射出ユニット56のみを起動させ、スキン用として使用する第二の樹脂を送る。この時の弁体13の先端部は、その前の工程で導入されたコア用樹脂として使用していた第一の樹脂が充満している中に、流路の中央に寄った小面積の小径の流路18cから第二の樹脂が送られるので、ゲート6からキャビティ7に送られる樹脂は第二の樹脂のみに置き替えられるが、弁体13の先端部の弁室11内には、コア用として使用していた第一の樹脂が完全には排除できず残存する。従って、キャビティ7が樹脂で満たされ、射出工程を終了させる際、第二の射出ユニット56を停止させ、弁体13を前進させるとき、小径の流路18cを通って第二流路18に逆流する樹脂は、第一の樹脂と第二の樹脂が混在したものとなる。
In order to completely cover the outside of the molded article with the skin resin, in the final stage of the injection process in which only the skin resin is injected, only the
この現象は、各射出工程でずっと繰り返されるので、射出工程の最初に射出するスキン層にコア用樹脂の混在を防ぐことができない。即ち、第二流路側をスキン用に使用するサンドイッチ成形は不可能であり、上記の金型(図1〜4)では、スキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替える成形はできないことになる。 Since this phenomenon is repeated throughout each injection process, it is impossible to prevent the core resin from being mixed in the skin layer injected at the beginning of the injection process. That is, sandwich molding using the second flow path side for the skin is impossible, and in the above mold (FIGS. 1 to 4), molding for replacing the skin resin and the core resin cannot be performed.
(第二の例)
図6及び図7に、本発明に基づくサンドイッチ成形用ホットランナ金型の他の例を示す。これらの図は、ゲート6及び開閉弁10の部分の拡大断面図である。なお、この金型は、弁体13を回転させるための機構を追加したこと以外は、先に、図1〜4に示した金型と同一である。従って、金型全体を含む断面図を省略するとともに、共通の構成要素については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Second example)
6 and 7 show another example of a hot runner mold for sandwich molding according to the present invention. These drawings are enlarged sectional views of the
図中、35は回転用アクチュエータ、36はラック、37はピニオンを表わす。この例に示した金型では、回転用アクチュエータ35を作動させて、ラック36とピニオン37を介して弁体13の軸回りの回転角度を180度切り替えることができる。
In the figure, 35 represents a rotary actuator, 36 represents a rack, and 37 represents a pinion. In the mold shown in this example, the
図6は、弁体13の回転角度が第一の角度にあり、且つ弁体13が後退位置にあるときの状態を表わしている。この状態は、先に示した図3と同じ状態を表わしており、この状態では、ゲート6が開かれると同時に、第一ポート27が第一流路17につながり、更に、第二ポート28が第二流路18につながる。これによって、第一スプルー1、第一ランナ3、第一ポート27、第一流路17及び弁室11を経てゲート6に到る流路、及び、第二スプルー2、第二ランナ4、第二ポート28、第二流路18及び弁室11を経てゲート6に到る流路が形成される。
FIG. 6 shows a state where the rotation angle of the
弁体13の回転角度をこの状態で固定したまま、弁体13を前進位置まで移動すると、弁体11の側面で第一ポート27が塞がれるとともに、弁体13の先端のノーズ部13aがゲート6に挿入されてゲート6が閉じられ、第一流路17と第二流路18が同時に塞がれる。
When the
図7は、弁体13の回転角度が第二の角度にあり、且つ弁体13が後退位置にあるときの状態を示している。この状態では、ゲート6が開かれると同時に、第二ポート28が第一流路17につながり、更に、第一ポート27が第二流路18につながる。これによって第二スプルー2、第二ランナ4、第二ポート28、第一流路17及び弁室11を経てゲート6に到る流路、及び、第一スプルー1、第一ランナ3、第一ポート27、第二流路18及び弁室11を経てゲート6に到る流路が形成される。
FIG. 7 shows a state where the rotation angle of the
弁体13の回転角度をこの状態で固定したまま、弁体13を前進位置まで移動すると、弁体11の側面で第二ポート28が塞がれるとともに、弁体13の先端のノーズ部13aがゲート6に挿入されてゲート6が閉じられ、第一流路17と第二流路18が同時に塞がれる。
When the
このような金型を用いることによって、先の例(図1〜4)では不可能であったスキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替えるサンドイッチ成形が可能になる。以下に、第一ランナ3から供給される第一の樹脂をスキン用に、第二ランナ4から供給される第二の樹脂をコア用に使用していたサンドイッチ成形を終了して、スキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替えるための方法、即ち、第二ランナ4から供給される第二の樹脂をスキン用として使用し、第一ランナ3から供給される第一の樹脂をコア用として使用するサンドイッチ成形に切り替える際のやり方について説明する。
By using such a mold, it is possible to perform sandwich molding in which the skin resin and the core resin are exchanged, which is impossible in the previous example (FIGS. 1 to 4). In the following, the sandwich resin that used the first resin supplied from the
切り替え前の最終射出工程の終了時のゲート6の上流の状態は、それまでスキン用として使用していた第一の樹脂のみが第一ランナ3から第一ポート27、第一流路17を経て弁体13の先端部に送られた状態(図6の状態)から、弁体13を前進させ、ノーズ部13aをゲート6に嵌合させてゲートをシールした状態である。この時、弁体13の前進により弁体13の前方から排除される第一の樹脂は、開口部18aが第二ポート28と常時つながっているので、第二流路18側に逆流する。
The state upstream of the
切り替え後の最初の射出工程では、弁体13を後退させ(図6の状態)、第二の射出ユニット56を起動する前に、回転用アクチュエータ35を作動させて、弁体13を180度回転させる。これによって、第二ポート28を第一流路17に接続する(図7の状態)。この後、第二の射出ユニット56を起動して、新たにスキン用に使用する第二の樹脂を第二ランナ4、第二ポート28、第一流路17を経由してゲート6に供給する。
In the first injection step after switching, the
この時、第一流路17には、先のサンドイッチ成形でスキン用に使用していた第一の樹脂(最終のゲートシール時に排除されなかった分と、今回の射出開始時に弁体13を後退させたとき、小径の流路18cから漏れ出た分)が残っているが、これらは最初のスキン用樹脂の射出時に排除される。従って、切り替え後の最初の成形品は、スキン層にコア用樹脂が混在した不良成形となるが、二個目の成形からは、第二の樹脂のみをスキン層とした成形が可能となる。
At this time, in the
従って、この状態で成形を続けている間に、第一の射出ユニットに投入するコア用に使用する樹脂を、第一の樹脂から第三の樹脂に切り替え、金型内の第一ランナ3及び第二流路18内の樹脂が全て第三の樹脂に入れ替わった後、再び、弁体13を回転させて図6の状態に戻せば、第一の射出ユニット55から供給される第三の樹脂をスキン用として使用する第三のサンドイッチ成形を行うことができる。このようにして、順次、樹脂の切り替えを行う成形が可能となる。
Therefore, while the molding is continued in this state, the resin used for the core to be put into the first injection unit is switched from the first resin to the third resin, and the
なお、大型成形品用など複数のゲートを有する金型の場合は、各ゲートに対応してそれぞれ開閉弁を設けることにより、同様にサンドイッチ成形を行うことができる。その際、各ゲートに設けた開閉弁10の弁体13は、同時に動作させてもよいが、形状による樹脂流動の難易に応じて、任意の開閉弁10の弁体13の開き開始を遅らせたり、閉じ開始を早めたりするよう、時間差を設けて作動させることもできる。即ち、前記弁体を後退させる動作及び前記弁体を前進させる動作の内、少なくとも一方の動作タイミングを任意に設定することにより、キャビティ7内部を流動する樹脂の、流動末端への到着タイミングのずれを少なくすることにより、成形不良を低減し、サンドイッチ成形のコア充填率を高めることができる。
In the case of a mold having a plurality of gates, such as for a large molded product, sandwich molding can be similarly performed by providing an on-off valve corresponding to each gate. At that time, the
1・・・第一スプルー、2・・・第二スプルー、3・・・第一ランナ、4・・・第二ランナ、6・・・ゲート、7・・・キャビティ、10・・・開閉弁、11・・・弁室、13・・・弁体、13a・・・ノーズ部、15・・・アクチュエータ、17・・・第一流路、18・・・第二流路、18a・・・開口部、18b・・・孔状の流路、18c・・・小径の流路、21,22,23,24・・・プレート、27・・・第一ポート、28・・・第二ポート、35・・・回転用アクチュエータ、36・・・ラック、37・・・ピニオン、51・・・第一のノズルチップ、52・・・第二のノズルチップ、54・・・連結ブロック、55・・・第一の射出ユニット、56・・・第二の射出ユニット、57,58,75,76・・・流路、71・・・第一ホットランナ、72・・・第二ホットランナ、73・・・弁室、73a・・・シート面、74・・・弁体、75・・・貫通孔、76・・・環状の流路、77・・・ゲート、78・・・キャビティ、79・・・弁体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st sprue, 2 ... 2nd sprue, 3 ... 1st runner, 4 ... 2nd runner, 6 ... gate, 7 ... cavity, 10 ... on-off
Claims (7)
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉する棒状の弁体と
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれるように構成されていることを特徴とするサンドイッチ成形用ホットランナ金型。 A hot runner mold for performing sandwich molding using the first and second resins,
A gate opening in the cavity inner wall;
A valve chamber provided upstream of the gate;
A rod-shaped valve body that is housed in the valve chamber and opens and closes the gate by moving in the axial direction in the valve chamber, and a first port and a second port that open to the inner peripheral surface of the valve chamber;
A first sprue and a second sprue provided on the back of the mold,
The first runner from the first sprue to the first port,
A second runner from the second sprue to the second port,
Have
In the portion adjacent to the tip of the valve body, an annular first flow path is formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber,
Inside the valve body, a second flow path is formed that opens from the side surface of the valve body to the tip through the inside and opens to the valve chamber at a position offset from the central axis of the gate,
When the valve body is in the retracted position, the gate is opened and at the same time the first port is connected to the first flow path, thereby forming a flow path to the gate through the first port, the first flow path, and the valve chamber. In addition, the second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, and the valve chamber,
When the valve body is in the forward position, the first port is closed at the side of the valve body, and the tip of the valve body is inserted into the gate so that the first flow path and the second flow path are closed simultaneously. A hot runner mold for sandwich molding characterized by being made.
先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路から金型内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂の供給を停止し、
キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じることを特徴とするサンドイッチ成形方法。 A method for performing sandwich molding using the hot runner mold for sandwich molding according to claim 1, comprising:
First, the valve body is moved to the retracted position, and the skin resin is supplied from the first flow path into the mold,
Next, while continuing the operation of supplying the skin resin, the core resin is supplied from the second flow path into the mold,
Next, while continuing the operation of supplying the skin resin, the supply of the core resin is stopped,
After the cavity is filled with the resin, the supply of the skin resin is stopped, and the valve body is moved to the advanced position to close the gate.
先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路から金型内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給を停止するとともに、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給し、
次いで、コア用樹脂の供給を停止するとともに、スキン用樹脂の供給を再開し、
キャビティ内が樹脂で満たされた後、スキン用樹脂の供給を停止するとともに、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じることを特徴とするサンドイッチ成形方法。 A method for performing sandwich molding using the hot runner mold for sandwich molding according to claim 1, comprising:
First, the valve body is moved to the retracted position, and the skin resin is supplied from the first flow path into the mold,
Then, the supply of the skin resin is stopped, and the core resin is supplied from the second flow path into the mold,
Next, the supply of the core resin is stopped and the supply of the skin resin is resumed.
After the cavity is filled with the resin, the supply of the skin resin is stopped, and the valve body is moved to the advanced position to close the gate.
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉し、且つ弁室内で軸回りの回転角度を切り替えることが可能な棒状の弁体と
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
第一の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、
第一の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第一ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれ、
第二の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第二ポートが第一流路につながり、それによって、第二ポート、第一流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、更に、第一ポートが第二流路につながり、それによって、第一ポート、第二流路、弁室を経てゲートに到る流路が形成され、
第二の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、弁体の側面で第二ポートが塞がれるとともに、弁体の先端部がゲートに挿入されて第一流路と第二流路が同時に塞がれるように構成されていること、
を特徴とするサンドイッチ成形用ホットランナ金型。 A hot runner mold for performing sandwich molding using the first and second resins,
A gate opening in the cavity inner wall;
A valve chamber provided upstream of the gate;
A rod-shaped valve body that can be accommodated in the valve chamber, opens and closes the gate by moving in the axial direction in the valve chamber, and switches the rotation angle around the axis in the valve chamber, and opens to the inner peripheral surface of the valve chamber A first port and a second port;
A first sprue and a second sprue provided on the back of the mold,
The first runner from the first sprue to the first port,
A second runner from the second sprue to the second port,
Have
In the portion adjacent to the tip of the valve body, an annular first flow path is formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber,
Inside the valve body, a second flow path is formed that opens from the side surface of the valve body to the tip through the inside and opens to the valve chamber at a position offset from the central axis of the gate,
When the valve body is in the retracted position at the first rotation angle, the gate is opened and at the same time, the first port is connected to the first flow path, thereby reaching the gate through the first port, the first flow path, and the valve chamber. Further, the second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, and the valve chamber,
When the valve body is in the forward position at the first rotation angle, the first port is closed at the side surface of the valve body, and the tip of the valve body is inserted into the gate so that the first flow path and the second flow path are simultaneously Blocked,
When the valve body is in the retracted position at the second rotation angle, the gate is opened and at the same time, the second port is connected to the first flow path, thereby reaching the gate through the second port, the first flow path, and the valve chamber. Further, the first port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the first port, the second flow path, and the valve chamber,
When the valve body is in the forward position at the second rotation angle, the second port is blocked by the side surface of the valve body, and the tip of the valve body is inserted into the gate so that the first flow path and the second flow path are simultaneously Being configured to be blocked,
Features hot runner mold for sandwich molding.
前記弁体の軸回りの回転角度を前記第一の回転角度と前記第二の回転角度の間で切り替えることによって、
スキン用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第一流路を経て金型内に供給し、コア用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第二流路を経てから金型内に供給する第一のモードと、
スキン用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第一流路を経て金型内に供給し、コア用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第二流路を経てから金型内に供給する第二のモードと、
の間で切り替えを行うことを特徴とするサンドイッチ成形方法。 A method for performing sandwich molding using the hot runner mold for sandwich molding according to claim 5, comprising:
By switching the rotation angle around the axis of the valve body between the first rotation angle and the second rotation angle,
The resin for skin is supplied into the mold through the first runner, the first port, and the first flow path, and the resin for the core is fed through the second runner, the second port, and the second flow path before the gold A first mode for feeding into the mold;
The resin for skin is supplied into the mold through the second runner, the second port, and the first flow path, and the resin for the core is fed through the first runner, the first port, and the second flow path before the gold A second mode for feeding into the mold;
A sandwich molding method characterized by switching between the two.
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103128933A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 马斯特模具(昆山)有限公司 | Improved structure of hot runner valve disc |
-
2003
- 2003-11-06 JP JP2003377063A patent/JP2005138414A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN103128933A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 马斯特模具(昆山)有限公司 | Improved structure of hot runner valve disc |
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