JP2008247014A - 糸引き防止部材及び射出成形機 - Google Patents

Abstract

【課題】糸引きの発生を確実に抑えることが可能な糸引き防止部材及び射出成形機を提供すること。
【解決手段】樹脂を射出する射出ノズル１０、固定型１６及び可動型１８を備える射出成形機１００において、射出ノズル１０と固定型１６との間に配置される糸引き防止リング１２であって、射出ノズル１０から射出された樹脂が通過し、射出ノズル１０の開口１０ａよりも内側に突出する突起部１２ｄにより輪郭が形成された開口部１２ａが設けられ、開口部１２ａにおいて樹脂の流れ方向に所定の厚さｔを有し、開口部１２ａの内側の樹脂と接触する内壁面の表面積Ｓｃに対する開口部１２ａの面積Ｓｄの比を０．６以下とし、射出ノズル１０の開口１０ａの面積に対する開口部１２ａの面積Ｓｄの比を０．６以上とし、所定の厚さｔを１ｍｍ以上２ｍｍ以下とした。
【選択図】図３

Description

本発明は、糸引き防止部材及び射出成形機に関する。

従来、特許文献１に記載されているように、射出成形時に成形品と射出成型用ノズル内の溶融樹脂を切り離す際に、樹脂が完全に切断されずに糸引きが発生する問題が生じることが知られている。糸引きが発生すると、成形品を型から取り出す際に糸を切断する手間が生じ、また、発生した糸が障害となって成形品の取り扱いに支障が生じる等の問題が発生する。特許文献１には、射出成形用ノズルの先端の開口の形状を工夫することで、糸引きの発生を防止する技術が記載されている。

また、特許文献２には、射出成形用ノズルの先端に密着するスプールブッシュの樹脂注入口に円形凹部を設け、樹脂の固化を発生させることで糸引きを防止する技術が記載されている。

特開２００１−２２５３５９号公報 特開２００４−１８８９５１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載された手法では、射出成型用ノズル自体を加工する必要があり、射出成形機のユーザは、射出成形機のメーカーに特注で加工を依頼する必要がある。このため、射出成形機のコストが上昇し、また納期も長くなるため、ユーザにとっての利便性が低下するという問題がある。また、糸引きの発生状況は、樹脂材料、成形条件（温度、射出圧等）によって異なるため、射出成型用ノズル自体を加工する方法では、材料、成形条件の変化に応じて糸引きの発生を防止することは困難である。このため、射出成形機のユーザ側では、射出成形機本体の機能部である射出成型用ノズルはそのまま使用して、射出成形機のメーカーに依存することなく、ユーザ側で糸引きを防止するための部材を用意して、材料、成形条件に応じてこの部材を交換することで、糸引きの発生を防止することが望まれていた。

また、特許文献２に記載された手法では、射出成形用ノズルの先端に樹脂の溜まり（凹部）を設けているため、溜まりの部分で樹脂が固化してしまい、以降のショットの際に固化した樹脂が射出されて成型品の中に混入してしまう問題がある。特に透明なレンズを成形する場合、固まった樹脂は異物として成形品の中に混入されるため、レンズの透明度が低下し、所望の性能が得られなくなるという問題がある。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、糸引きの発生を確実に抑えることが可能な、新規かつ改良された糸引き防止部材及び射出成形機を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、樹脂を射出する射出ノズル、固定型及び可動型からなる型を備える射出成形機において、前記射出ノズルから射出された樹脂を前記型へ送る開口部を備えた糸引き防止部材であって、前記開口部は、樹脂が射出される前記射出ノズルの開口よりも内側に突出する突起部により該開口部の輪郭の少なくとも一部が形成され、前記開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以下とし、前記射出ノズルの前記開口の面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以上とした糸引き防止部材が提供される。

上記構成によれば、射出成形機は、樹脂を射出する射出ノズル、固定型及び可動型からなる型を備える射出成形機において、糸引き防止部材は、射出ノズルから射出された樹脂を型へ送る開口部を備える。開口部は、樹脂が射出される射出ノズルの開口よりも内側に突出する突起部により該開口部の輪郭の少なくとも一部が形成される。そして、開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積に対する開口部の有効開口面積の比は０．６以下とされ、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比は０．６以上とされる。開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積が大きくなると糸引き防止部材による樹脂の冷却性が高まり、一方、開口部の面積が大きくなると樹脂の冷却性は低下する。従って、開口部の内壁面の表面積に対する開口部の有効開口面積の比を最適値に設定することで、糸引き防止部材による樹脂の冷却性を最適に調整することが可能となり、開口部の内壁面の表面積に対する開口部の有効開口面積の比を０．６以下とすることで、固定型が成形品から切り離された際に、ノズル内の溶融樹脂と成形品との間に糸引きが生じてしまうことを確実に抑止できる。また、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比が小さくなると、開口部によって樹脂の流れが阻害されるため、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比を最適値に設定し、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比を０．６以上とすることで、成形不良を抑止して射出成形を確実に行うことが可能となる。

また、前記開口部は、中心から放射状に延びる複数の溝を有して構成され、前記突起部が隣接する前記溝の間に設けられたものであってもよい。かかる構成によれば、開口部は、中心から放射状に延びる複数の溝を有して構成され、突起部が隣接する溝の間に設けられたことにより、開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積を大きく確保することが可能となり、樹脂の冷却性を高めることが可能となる。

また、前記開口部における樹脂の流れ方向の厚さを１ｍｍ以上２ｍｍ以下としてもよい。かかる構成によれば、開口部における樹脂の流れ方向の厚さが過度に薄くなると樹脂の圧力により突起部が変形し、一方、厚さが過度に厚くなると、成形品が糸引き防止リングから離脱しにくくなるため、開口部における樹脂の流れ方向の厚さを最適に調整し、厚さを１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることで、樹脂の圧力による突起部の変形を抑えるとともに、成形品を確実に糸引き防止リングから引き離すことが可能となる。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、樹脂を射出する射出ノズルと、固定型と、前記固定型に対して可動し、前記固定型との間に成形品を成形するためのキャビティが設けられる可動型とからなる型と、前記射出ノズルから射出された樹脂を前記型へ送る開口部を備えた糸引き防止部材と、を備え、前記糸引き防止部材の前記開口部は、樹脂が射出される前記射出ノズルの開口よりも内側に突出する突起部により該開口部の輪郭の少なくとも一部が形成され、前記糸引き防止部材は、前記開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以下とし、前記射出ノズルの前記開口の面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以上とした射出成形機が提供される。

上記構成によれば、射出成形機は、樹脂を射出する射出ノズルと、固定型と、固定型に対して可動し、固定型との間に成形品を成形するためのキャビティが設けられる可動型とからなる型と、射出ノズルから射出された樹脂を型へ送る開口部を備えた糸引き防止部材と、を備える。糸引き防止部材の開口部は、樹脂が射出される射出ノズルの開口よりも内側に突出する突起部により該開口部の輪郭の少なくとも一部が形成される。そして、開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積に対する開口部の有効開口面積の比は０．６以下とされ、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比は０．６以上とされる。開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積が大きくなると糸引き防止部材による樹脂の冷却性が高まり、一方、開口部の有効開口面積が大きくなると樹脂の冷却性は低下する。従って、開口部の内壁面の表面積に対する開口部の有効開口面積の比を最適値に設定することで、糸引き防止部材による樹脂の冷却性を最適に調整することが可能となり、開口部の内壁面の表面積に対する開口部の有効開口面積の比を０．６以下とすることで、固定型が成形品から切り離された際に、ノズル内の溶融樹脂と成形品との間に糸引きが生じてしまうことを確実に抑止できる。また、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比が小さくなると、開口部によって樹脂の流れが阻害されるため、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の有効開口面積の比を最適値に設定し、射出ノズルの開口の面積に対する開口部の面積の比を０．６以上とすることで、成形不良を抑止して射出成形を確実に行うことが可能となる。

また、前記開口部は、中心から放射状に延びる複数の溝を有して構成され、前記突起部が隣接する前記溝の間に設けられたものであってもよい。かかる構成によれば、開口部は、中心から放射状に延びる複数の溝を有して構成され、突起部が隣接する溝の間に設けられたことにより、開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積を大きく確保することが可能となり、樹脂の冷却性を高めることが可能となる。

また、前記開口部における樹脂の流れ方向の厚さを１ｍｍ以上２ｍｍ以下としてもよい。かかる構成によれば、開口部における樹脂の流れ方向の厚さが過度に薄くなると樹脂の圧力により突起部が変形し、一方、厚さが過度に厚くなると、成形品が糸引き防止リングから離脱しにくくなるため、開口部における樹脂の流れ方向の厚さを最適に調整し、厚さを１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることで、樹脂の圧力による突起部の変形を抑えるとともに、成形品を確実に糸引き防止リングから引き離すことが可能となる。

本発明によれば、糸引きの発生を確実に抑えることが可能な糸引き防止部材及び射出成形機を提供することが可能となる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る糸引き防止リング１２を備えた射出成形機１００を示す模式図である。図１及び図２に示すように、射出成形機１００は、ノズル１０、糸引き防止リング１２、スプールブッシュ１４、固定型１６、可動型１８を有して構成されている。

図１は、射出成形時の状態を示している。この状態では、固定型１６の合わせ面１６ａと可動型１８の合わせ面１８ａが密着している。この状態では、ノズル１０から成形用樹脂が所定の圧力で矢印Ａ方向に注入され、固定型１６と可動型１８によって構成されるキャビティ内で樹脂が固化し、成形品２０が成形される。成形品２０は、スプール部２０ａと、レンズとして機能するレンズ部２０ｂからなる。

一方、図２は、固定型１６と可動型１８を切り離した状態を示している。この状態では、固定型１６から離れる方向に可動型１８が移動し、成形品２０は可動型１８に付着した状態で可動型１８とともに移動する。この際、固化したスプール部２０ａが可動型１８に引かれ、ノズル１０内では樹脂が溶融しているため、固化した樹脂と溶融した樹脂の境界に位置する糸引き防止リング１２の位置で、スプール部２０ａがノズル１０内の溶融樹脂から切断される。

可動型１８が固定型１６から離れた後、可動型１８から成形品２０が取り外される。成形品２０は、可動型１８から取り外された後、ゲート２０ｃの位置で切断される。これにより、レンズ部２０ｂがスプール部２０ａから切り離され、成形レンズとして使用される。

本実施形態において、成形品２０の樹脂材料としては、例えばアモルファスポリオレフィン系樹脂が用いられる。レンズ成形に適したアモルファスポリオレフィン系樹脂材料としては、例えば日本ゼオン株式会社の商品名「ゼオネックス（ZEONEX、登録商標)」が挙げられる。アモルファスポリオレフィン系樹脂は、成形品の屈折率が高く、特にレンズの用途に適した樹脂材料である。一方、アモルファスポリオレフィン系樹脂は、溶融時の流動性から、スプール部２０ａの端部とノズル１０内に残った溶融樹脂との間に糸引きが発生し易いという特性がある。本実施形態において成形品２０の材料として用いられるアモルファスポリオレフィン系樹脂の流動性は、ＭＦＲ(melt
flow rate; 測定方法はJIS K6719による)値で９ｇ／１０ｍｉｎ〜２１ｇ／１０ｍｉｎ程度の値である。

また、本実施形態の射出成形機１００において、ノズル１０から樹脂を射出する際の射出圧は７００ｋｇｆ／ｃｍ^２〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度の範囲で調整可能であり、射出圧の上限は１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度である。

固定型１６にはスプールブッシュ１４が挿入されている。スプールブッシュ１４は、可動型１６側に向かって広がるテーパー状の孔１４ａを備えており、孔１４ａに注入された樹脂により成形品２０のスプール部２０ａが成形される。

ノズル１０の先端は、糸引き防止リング１２に密着している。ノズル１０の先端には開口１０ａが設けられ、溶融樹脂は、開口１０ａから射出されて、固定型１６及び可動型１８のキャビティ内、及びスプールブッシュ１４の孔１４ａ内に充填される。糸引き防止リング１２には、樹脂が通過する開口部１２ａが設けられている。開口部１２ａの開口面積は、ノズル１０の先端の開口１０ａよりも狭く形成されている。また、開口部１２ａの開口面積は、スプールブッシュ１４の孔１４ａのノズル１０側の開口面積よりも狭く形成されている。

このため、成形品２０のスプール部２０ｂは、糸引き防止リング１２の位置で他の部分よりも肉厚が薄くなっている。また、肉厚を薄くしたことにより、糸引き防止リング１２の位置での樹脂の冷却性は、他の領域よりも向上している。従って、可動型１８を開いてスプール部２０ｂを可動型１８側に引っ張ると、肉厚の薄い糸引き防止リング１２の位置でスプール部２０ｂが切断される。また、切断部位におけるスプール２０ａの肉厚は他の部位よりも薄いため、冷却性が高く、樹脂がより早く固化する。従って、切断面から糸引きが発生することを確実に抑止できる。

また、本実施形態では、糸引き防止リング１２をノズル１０、スプールブッシュ１４と別体に構成しているため、多数ショットの成形により糸引き防止リング１２が磨耗した場合であっても、糸引き防止リング１２を容易に交換することが可能である。また、樹脂材料、成形条件等に応じて、最適な形状の開口部１２ａを有する糸引き防止リング１２に交換することが可能であり、樹脂材料、成形条件が変化した場合であっても、確実に糸引きの発生を抑えることが可能である。なお、糸引き防止リング１２は、スプールブッシュ１４と一体に構成しても良い。

図３は、糸引き防止リング１２の構成を詳細に示す模式図である。ここで、図３（Ａ）は、図１及び図２と同様に、糸引き防止リング１２の断面図を示している。また、図３（Ｂ）は、ノズル１０側から見た糸引き防止リング１２の平面図を示している。また、図３（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す開口部１２ａを拡大して示す平面図である。図３（Ａ）に示す断面は、図３（Ｂ）中の一点鎖線Ｉ−Ｉ’に沿った断面である。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示すように、糸引き防止リング１２のノズル１０側には、ノズル１０の先端の曲面形状に対応した凹面１２ｂが設けられている。図１及び図２に示すように、ノズル１０の先端は、凹面１２ｂと密着して配置される。また、糸引き防止リング１２には、スプールブッシュ１４への固定ネジが貫通するネジ孔１２ｅが設けられている。

図３（Ｃ）に示すように、糸引き防止リング１２には、中心から６等分された方向に延びる溝１２ｃが形成されており、溝１２ｃによって＊印形状の開口部１２ａが形成されている。６つの溝１２ｃの先端を通る外接円Ｃの直径は、ノズル１０の先端の開口１０ａの直径と略同一である。そして、６つの溝１２ｃの間には、円Ｃよりも内側に突出する６つの突起部１２ｄが形成されている。なお、外接円Ｃの直径は、ノズル１０の先端の開口１０ａの直径よりも大きくても構わないし、小さくても構わない。

従って、６つの溝１２ｃの間に形成される６つの突起部１２ｄは、ノズル１０の開口１０ａの内壁よりも内側に突出しており、また、スプールブッシュ１４の孔１４ａのノズル１０側の内壁よりも内側に突出している。これにより、突起部１２ｄによりスプール部２０ａの肉厚が絞られて薄肉となるため、樹脂の冷却効果が高くなり、糸引きの発生が抑えられる。

図３（Ｃ）において、開口部１２ａの面積を小さくして、円Ｃ内の突起部１２ｄの投影面積をより大きくすると、突起部１２ｄによってスプール部２０ａの肉厚がより絞られるため、糸引き防止リング１２の位置で樹脂の冷却が促進され、糸引きの発生を確実に抑えることができる。

一方、円Ｃ内の突起部１２ｄの投影面積が過度に大きくなると、突起部１２ｄによって開口１０ａから射出された樹脂の流れが妨げられてしまう。そして、樹脂の流れが大きく妨げられると、射出圧が限界圧力に達したり、射出圧にバラツキが発生するなどの要因により、固定型１６及び可動型１８のキャビティ内に樹脂が完全に充填されなくなることが想定される。従って、円Ｃ内の突起部１２ｄの投影面積、突起部１２ｄの突出量は、糸引きの発生の有無、及び糸引き防止リング１２における樹脂の流れの状態の双方に応じて、最適に設定する必要がある。

本発明者は、糸引き防止リング１２の開口部１２ａの形状及び面積、突起部１２ｄの形状について鋭意検討を重ねた結果、開口部１２ａの開口面積（有効開口面積）Ｓｄと、糸引き防止リング１２の開口部１２ａの内壁面の表面積Ｓｃ（開口部１２ａの内壁面とスプール２０ａとの接触面積）との比を最適に設定することで、糸引きの発生を確実に抑えることが可能であることを見出した。ここで、糸引き防止リング１２の有効開口面積Ｓｄは、ノズル１０の先端と糸引き防止リング１２が密着したときに、双方の開口が重なり合って形成される開口の面積である。すなわち、有効開口面積Ｓｄは、ノズル１０の先端の凸面と糸引き防止リング１２の凹面１２ｂが密着した際に、ノズル１０の先端の開口１０ａ内で規定される開口部１２ａの面積である。

開口部１２ａの内壁面の表面積Ｓｃは、開口部１２ａの縁の長さをＬとし、開口部１２ａにおける糸引き防止リング１２の樹脂流れ方向の厚さをｔとすると、以下の式で表される。
Ｓｃ＝Ｌ×ｔ

開口部１２ａの縁の長さＬの値が大きくなるほど、円Ｃ内の突起部１２ｄの投影面積が拡大し、突起部１２ｄの突出量が大きくなるため、開口部１２ａの内壁とスプール部２０ａを構成する樹脂との接触面積が大きくなる。また、厚さｔが大きくなるほど、開口部１２ａの内壁とスプール部２０ａを構成する樹脂との接触面積が大きくなる。従って、開口部１２ａの内壁面の表面積Ｓｃが大きくなるほど、樹脂との接触面積が大きくなり、樹脂に対する冷却効果が高まるため、糸引きの発生を抑えることができる。このように、開口部１２ａの内壁面の表面積Ｓｃは、冷却への寄与を表すパラメータとなるため、開口部１２ａの内壁面の表面積Ｓｃを最適に調整することで、糸引きの発生を確実に抑えることが可能となる。

一方、糸引き防止リング１２の開口部１２ａの開口面積Ｓｄが大きいほど、糸引き防止リング１２の位置におけるスプール部２０ａの肉厚が厚くなり、樹脂の冷却が妨げられる。従って、樹脂の冷却性を高め、糸引きの発生を防ぐためには、表面積Ｓｃの他に開口面積Ｓｄを考慮する必要があり、表面積Ｓｃと開口面積Ｓｄの比率を最適に設定することが必要である。

図４は、開口面積Ｓｄと表面積Ｓｃとの比率に応じて、糸引きが発生するか否かを検証した結果を示す模式図であって、糸引き防止リング１２の開口部１２ａの形状として複数の形状を用意し、各形状についてのテスト結果、及び判定結果を示している。テスト結果は、糸引きが発生したか否かについて評価するとともに、射出成形機１００の射出圧力の変動を評価した。

図４（Ａ）は、図３に示す本実施形態の糸引き防止リング１２の開口部１２ａによる結果を示している。また、図４（Ｂ）は開口部１２ａの形状を三又形状にした場合、図４（Ｃ）は開口部１２ａの形状をひょうたん型にした場合、図４（Ｄ）は開口部１２ａの形状を十字型にした場合、の結果をそれぞれ示している。なお、図４（Ａ）〜図４（Ｄ）において、開口部１２ａにおける糸引き防止リング１２の樹脂流れ方向の厚さｔは、１．５ｍｍで一定である。また、ノズル１０の開口１０ａの直径（開口部１２ａの外接円Ｃの直径）は４ｍｍとした。また、図４において、樹脂材料は、上述したアモルファスポリオレフィン系樹脂を使用した。

図４（Ａ）に示す本実施形態の糸引き防止リング１２では、開口面積Ｓｄは９．９６ｍｍ^２であり、表面積Ｓｃは１９．４３ｍｍ^２である。従って、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比は、以下の通りとなる。
Ｓｄ／Ｓｃ＝９．９６／１９．４３＝０．５１

図４（Ｂ）に示す三又形状の場合は、開口面積Ｓｄは５．４１ｍｍ^２であり、表面積Ｓｃは１０．８２ｍｍ^２である。従って、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比は、以下の通りとなる。
Ｓｄ／Ｓｃ＝５．４１／１０．８２＝０．５０

図４（Ｃ）に示すひょうたん型形状の場合は、開口面積Ｓｄは８．２４ｍｍ^２であり、表面積Ｓｃは１２．２７ｍｍ^２である。従って、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比は、以下の通りとなる。
Ｓｄ／Ｓｃ＝８．２４／１２．２７＝０．６７

図４（Ｄ）に示す十字型形状の場合は、開口面積Ｓｄは７．３７ｍｍ^２であり、表面積Ｓｃは１２．７４ｍｍ^２である。従って、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比は、以下の通りとなる。
Ｓｄ／Ｓｃ＝７．３７／１２．７４＝０．５８

図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に示す各形状の開口部１２ａにより糸引きの有無を検証した結果、図４（Ａ）に示す本実施形態の開口部１２ａでは、糸引きの発生は起こらなかった。また、図４（Ｂ）、図４（Ｄ）に示す形状の開口部１２ａの場合も、糸引きの発生は起こらなかった。一方、図４（Ｃ）に示す形状の開口部１２ａの場合は、糸引きが発生した。

図４（Ｃ）に示すように、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比が０．６を超えると、開口部１２ａの開口面積Ｓｄに対する表面積Ｓｃの比率が小さくなり、突起部１２ｄの投影面積が少なくなるため、スプール部２０ａの外径を十分に絞り込むことができない。従って、スプール部２０ａの切断部での冷却が不十分になり、糸引きが発生するものと考えられる。

以上の結果から、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比を０．６（６０％）以下にすると、糸引きの発生を抑えることができ、より好ましくは、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比を５０％以下にすると、切断部における樹脂の冷却効果を高めることができ、糸引きの発生を確実に抑えることができることが判明した。

一方、図４（Ｂ）、図４（Ｄ）の場合は、糸引きは発生しなかったものの、射出圧のピーク値が過度に大きくなったり、射出圧にバラツキが発生する問題が生じた。図４（Ｂ）の場合は、成形品２０の成形に際し、射出圧のピーク値が限界値（１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２）に達してしまい、限界値の状態でも型内に樹脂を十分に注入することができなかった。

また、図４（Ｄ）の場合は、成形品２０の成形に際し、射出圧のピーク値のバラツキが大きくなり、成形不良が発生し、安定して成形を行うことができなかった。

図４（Ｂ）、図４（Ｄ）のいずれの場合においても、ノズル１０の開口１０ａの面積に対して、開口部１２ａの開口面積Ｓｄが過度に小さいため、突起部１２ｄによって樹脂の流れが大きく妨げられる事態が発生し、射出圧のピーク値が限界圧に達したり、射出圧にバラツキが生じたものと考えられる。

そこで、図４に示すように、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比（Ｓｄ／Ｓｃ）の他に、ノズル１０の開口１０ａの面積Ｓｎ（スプールブッシュ１４の孔１４ａのノズル１０側の開口面積）に対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率（Ｓｄ／Ｓｎ）を第２の評価値として検証を行った。ここで、開口１０ａの面積Ｓｎは、開口１０ａの直径が４ｍｍのため、πｒ^２＝２×２×π＝１２．５ｍｍ^２である。

この結果、図４（Ｂ）の場合は、ノズル１０の開口１０ａの面積Ｓｎに対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率が０．４３であり、図４（Ｄ）の場合は、ノズル１０の開口１０ａの面積Ｓｎに対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率が０．５９であり、いずれも開口１０ａの面積Ｓｎに対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率が０．６（６０％）未満であった。

一方、開口１０ａの面積Ｓｎに対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率が０．６（６０％）以上である図４（Ａ）、図４（Ｃ）の場合は、射出圧のピーク値は正常であり、成形品２０に不良は発生しなかった。

以上の結果より、突起部１２ｄによる樹脂の流れの妨げを防ぎ、射出圧を安定させて成形不良が生じないようにするためには、開口１０ａの面積Ｓｎに対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率を０．６（６０％）以上、より好ましくは０．７（７０％）以上とすることが好適であることが判明した。

図４の判定結果では、図４（Ａ）に示す本実施形態の開口部１２ａの形状のみが、糸引きの発生及び射出圧の双方において良好な結果を得ることができた。また、本実施形態の開口部１２ａの形状により成形したレンズ２０ｂには、収差の発生も生じなかった。

また、他の条件として、開口部１２ａにおける糸引き防止リング１２の厚さｔは、１．０ｍｍ以上とするのが良い。これは、射出圧を通常の７００ｋｇｆ／ｃｍ^２〜１０００ｋｇｆ／ｃｍ^２程度とした場合に、厚さｔが１．０ｍｍ未満であると、突起部１２ｄに加わる圧力によって突起部１２ｄが変形してしまうことが確認できたためである。従って、突起部の厚さｔを１．０ｍｍ以上とすることで、突起部１２ｄの変形を確実に抑えることが可能となる。

また、開口部１２ａにおける糸引き防止リング１２の厚さｔは、２．０ｍｍ以下とするのが良い。糸引き防止リング１２の開口部１２ａの内壁は、樹脂の流れ方向に平行なストレート形状であるため、厚さｔが２．０ｍｍを超えると、可動型１８を切り離す際にスプール部２０ａが開口部１２ａの内壁から離れにくくなり、固定型１６に成形品２０が付着した状態で可動型１８が開いてしまうことが確認できたためである。この場合、成形品２０が溶融樹脂から切断されず、工程が停止してしまう。従って、突起部の厚さｔを２．０ｍｍ以下とすることで、可動型１８側に成形品２０を付着させた状態で確実に成形品２０を取り外すことが可能である。

以上説明したように本実施形態によれば、糸引き防止リング１２の開口部１２ａの内壁面の表面積Ｓｃと開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率を最適に設定し、表面積Ｓｃに対する開口面積Ｓｄの比を５０％以下にすることで、スプール部２０ａの切断部における樹脂の冷却効果を高めて糸引きの発生を確実に抑えることが可能となる。

また、ノズル１０の開口１０ａの面積Ｓｎに対する糸引き防止リング１２の開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率を最適に設定し、面積Ｓｎに対する開口部１２ａの開口面積Ｓｄの比率を０．７（７０％）以上とすることで、開口部１２ａによる樹脂の流れの阻害を最小限に抑えることが可能となり、射出圧を安定させて成形不良の発生を抑止することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明の一実施形態に係る糸引き防止リングを備えた射出成形機を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係る糸引き防止リングを備えた射出成形機を示す模式図である。 糸引き防止リングの構成を詳細に示す模式図である。 糸引き防止リングの開口面積Ｓｄと表面積Ｓｃとの比率に応じて、糸引きが発生するか否かを検証した結果を示す模式図である。

符号の説明

１０ ノズル
１０ａ 開口
１２ 糸引き防止リング
１２ａ 開口部
１２ｃ 溝
１２ｄ 突起部
１６ 固定型
１８ 可動型
１００ 射出成形機

Claims (6)

1. 樹脂を射出する射出ノズル、固定型及び可動型からなる型を備える射出成形機において、前記射出ノズルから射出された樹脂を前記型へ送る開口部を備えた糸引き防止部材であって、
   前記開口部は、樹脂が射出される前記射出ノズルの開口よりも内側に突出する突起部により該開口部の輪郭の少なくとも一部が形成され、
   前記開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以下とし、
   前記射出ノズルの前記開口の面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以上としたことを特徴とする、糸引き防止部材。
2. 前記開口部は、中心から放射状に延びる複数の溝を有して構成され、前記突起部が隣接する前記溝の間に設けられたことを特徴とする、請求項１に記載の糸引き防止部材。
3. 前記開口部における樹脂の流れ方向の厚さを１ｍｍ以上２ｍｍ以下としたことを特徴とする、請求項１又は２に記載の糸引き防止部材。
4. 樹脂を射出する射出ノズルと、
   固定型と、前記固定型に対して可動し、前記固定型との間に成形品を成形するためのキャビティが設けられる可動型とからなる型と、
   前記射出ノズルから射出された樹脂を前記型へ送る開口部を備えた糸引き防止部材と、を備え、
   前記糸引き防止部材の前記開口部は、樹脂が射出される前記射出ノズルの開口よりも内側に突出する突起部により該開口部の輪郭の少なくとも一部が形成され、
   前記糸引き防止部材は、
   前記開口部の内側の樹脂と接触する内壁面の表面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以下とし、
   前記射出ノズルの前記開口の面積に対する前記開口部の有効開口面積の比を０．６以上としたことを特徴とする、射出成形機。
5. 前記開口部は、中心から放射状に延びる複数の溝を有して構成され、前記突起部が隣接する前記溝の間に設けられたことを特徴とする、請求項４に記載の射出成形機。
6. 前記開口部における樹脂の流れ方向の厚さを１ｍｍ以上２ｍｍ以下としたことを特徴とする、請求項４又は５に記載の射出成形機。

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