JP2009279892A - モールド成形用金型 - Google Patents

Abstract

【課題】
ロータリー式射出成形用のモールド成形用金型のホットランナー部内の圧力上昇を抑え、溶融プラスチック材の漏出などを防止する。
【解決手段】
ホットランナー部に連通した減圧用空間部と該減圧用空間部内に移動可能に設けられたピンと該ピンに連結されたエアシリンダーとを有し該減圧用空間部またはホットランナー部内の圧力に対応して該エアシリンダーにより該ピンを移動させる減圧手段を備え、溶融プラスチック材がホットランナー部及び成形体用空間部に充填された状態でホットランナー部の圧力が増大するとき、上記減圧手段の減圧用空間部内で上記ピンを後退移動させて該減圧用空間部の該ホットランナー部に連続した部分の容積を増大させる構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、溶融された成形用のプラスチック材をロータリー式射出成形によりモールド成形体として成形する技術に係り、特に、ホットランナー部を備えたモールド成形用金型の構成に関する。

従来のロータリー式射出成形においては、金型の上型は成形機のダイプレートに固定された構成とされる。このため、金型のプラスチック材注入口は常に、ダイプレート側のノズルと密着された状態で成形作業が行われている。
近年、これを改善して、単位時間内に成形可能な成形体数をさらに増大させるためのハイサイクル成形技術の検討が行われている。

図４及び図５は、本願発明の出願人がこれまでに検討を行ってきたハイサイクル成形技術としての新たなロータリー式射出成形で用いられるモールド成形用金型１００'の構成例を示す図である。

モールド成形用金型１００'において、加熱により溶融された成形用のプラスチック材は、外部のダイプレート３００'に取付けられたノズル２００'から供給される。該プラスチック材が供給されるとき、ノズル２００'は、図５に示すように、モールド成形用金型１００'の注入口形成部材５０'に形成された注入口６０'に密着された状態となる。プラスチック材が供給されるとき、エアシリンダー１５ａ'によって、モールド成形用金型１００'のスプルーブシュ１１'のホットランナー部２１'内に設けられた注入口閉鎖用ピン１６'が下方（−Ｚ軸方向）に移動され、注入口６０'が開口状態とされ、ノズル２００'が下方（−Ｚ軸方向）に移動変位し、該注入口６０'内に該ノズル２００'の先端部が進入する。該状態で、ノズル２００'の先端部からホットランナー部２１'内に溶融プラスチック材が噴出されて供給される。該供給された溶融プラスチック材は、マニホールド１２'内のホットランナー部２２'により複数方向に分岐して導かれ、複数のバルブ本体１３'に分割供給される。複数のバルブ本体１３ａ'、１３ｂ'に供給された溶融プラスチック材はそれぞれ、ホットランナー部２３ａ'、２３ｂ'により、成形体用空間部１０ａ'、１０ｂ'に導かれる。１'は固定側取付板、２'は固定側型板、３'は可動側型板、４'はスペーサブロック、５'は可動側取付板、６'、７'はエジェクタプレート、８'はキャビネット、９'はコア部材、１４ａ'、１４ｂ'はバルブピン、１５ａ'、１５ｂ'、１５ｃ'はエアシリンダー、１７ａ'、１７ｂ'は溶融プラスチック材の成形体用空間部１０ａ'、１０ｂ'への供給口、１８'はエジェクタピン、１９'はエジェクタストロークである。

上記構成のモールド成形用金型１００'においては、溶融プラスチック材が成形体用空間部１０ａ'、１０ｂ'に充填された後は、注入口６０'からノズル２００'が離間される。該離間された該ノズル２００'は、該モールド成形用金型１００'とは別の、次に成形を行う新たなモールド成形用金型の注入口位置に相対移動し、該注入口に密着されることになる。このとき、モールド成形用金型１００'においては、エアシリンダー１５ａ'によって注入口閉鎖用ピン１６'が駆動されて移動しその先端部によって注入口６０'が閉鎖され、エアシリンダー１５ｂ'によってバルブピン１４ａ'が駆動されて供給口１７ａ'が閉鎖され、エアシリンダー１５ｃ'によってバルブピン１４ｂ'が駆動されて供給口１７ｂ'が閉鎖されるため、ホットランナー部２１'、２２'、２３ａ'、２３ｂ'は、高温の溶融プラスチック材が充填されたまま密閉状態となり、ノズル２００'からの射出時の残留圧力や、溶融プラスチック材からの揮発性ガスの発生などによって、該ホットランナー部２１'、２２'、２３ａ'、２３ｂ'内の圧力が上昇する。この圧力上昇は、例えば、マニホールド１２'に対し注入口閉鎖用ピン１６'が摺動する部分の隙間（０．０１×１０^−３ｍ程度）から溶融プラスチック材を漏出させたり、成形体用空間部１０ａ'、１０ｂ'の溶融プラスチック材の圧力を増大させたりする。上記隙間からの溶融プラスチック材の漏出は、該隙間部での溶融プラスチック材の蓄積や硬化を引き起こして、該注入口閉鎖用ピン１６'の摺動動作の妨げとなり、また、成形体用空間部１０ａ'、１０ｂ'における溶融プラスチック材の圧力増大は、該成形体用空間部１０ａ'、１０ｂ'で成形される成形体の変形や品質低下などの原因となる。このため、定期的な清掃やメンテナンスが必要となる。

本発明の課題点は、上記図４及び図５で説明したロータリー式射出成形用のモールド成形用金型において、注入口や供給口が閉鎖されたときのホットランナー部内の圧力上昇を抑え、溶融プラスチック材の漏出などを防止することである。
本発明の目的は、上記課題点を解決し、信頼性が高く、精度の確保されたハイサイクルのロータリー式射出成形を可能にするモールド成形用金型を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、ロータリー式射出成形に用いるモールド成形用金型を、ホットランナー部に連通した減圧用空間部と該減圧用空間部内に移動可能に設けられたピンと該ピンに連結されたエアシリンダーとを有し該減圧用空間部またはホットランナー部内の圧力に対応して該エアシリンダーにより該ピンを移動させる減圧手段を備え、溶融プラスチック材がホットランナー部及び成形体用空間部に充填された状態でホットランナー部の圧力が増大するとき、上記減圧手段の減圧用空間部内で上記ピンを後退移動させて該減圧用空間部の該ホットランナー部に連続した部分の容積を増大させる構成とする。

本発明によれば、ロータリー式射出成形用のモールド成形用金型において、注入口や供給口が閉鎖されたときのホットランナー部内の圧力上昇を抑えることが可能となる。この結果、信頼性が高く、精度の確保されたハイサイクルのロータリー式射出成形が可能になる。

以下、本発明の実施例につき、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明の実施例の説明図である。図１は、本発明の実施例としてのロータリー式射出成形用のモールド成形用金型装置の構成例図、図２は、図１のモールド成形用金型における減圧手段の構成図であって非減圧動作時の状態を示す図、図３は、図１のモールド成形用金型における減圧手段の構成図であって、減圧動作時の状態を示す図である。

図１において、１００はモールド成形用金型、２００は、モールド成形用金型１００に溶融プラスチック材を噴出させた状態で供給するノズル、３００は、ノズル２００が取付けられたダイプレートである。

モールド成形用金型１００内において、１は固定側取付板、２は固定側型板、３は可動側型板、８は、固定側型板２内に設けられたキャビネット、９は、可動側型板３内に設けられたコア部材、１０ａ、１０ｂは、コア部材９とキャビネット８の対向面間に成形体の外形に対応して形成された凹状の成形体用空間部、１８ａ、１８ｂは、成形後、成形体を成形体用空間部１０ａ、１０ｂから排出するためのエジェクタピン、６、７は、エジェクタピン１８ａ、１８ｂを支持するエジェクタプレート、５は、エジェクタプレート６、７が取付けられる可動側取付板、４は、可動側型板３と可動側取付板５との間に設けられるスペーサブロック、６０は、溶融プラスチック材がノズル２００から供給される注入口、５０は、注入口６０が形成された注入口形成部材である。溶融プラスチック材がノズル２００から供給されるとき、注入口６０はノズル２００に密着した状態とされる。１１は、注入口６０から供給された高温の溶融プラスチック材を金型内に導くスプルーブシュ、２１は、スプルーブシュ１１内に設けられ、注入口６０に直結し−Ｚ軸方向に溶融プラスチック材を流動させる流動路を形成するホットランナー部（第１のホットランナー部）、１２は、プラスチック材を適温の溶融状態に保つマニホールド、２２は、マニホールド１２内に設けられ、上記ホットランナー部２１（第１のホットランナー部）に接続され該ホットランナー部２１から溶融プラスチック材を、成形体用空間部１０ａ、１０ｂに対応した複数の方向（±Ｙ軸方向）に分岐させて導く流動路を形成するホットランナー部（第２のホットランナー部）、１３ａ、１３ｂはバルブ本体、２３ａは、バルブ本体１３ａ内に設けられ、上記ホットランナー部２２（第２のホットランナー部）に接続され該ホットランナー部２２から溶融プラスチック材を、成形体用空間部１０ａに導く流動路を形成するホットランナー部（第３のホットランナー部）、２３ｂは、バルブ本体１３ｂ内に設けられ、上記ホットランナー部２２（第２のホットランナー部）に接続され該ホットランナー部２２から溶融プラスチック材を、成形体用空間部１０ｂに導く流動路を形成するホットランナー部（第３のホットランナー部）、１７ａは、上記ホットランナー部２３ａ（第３のホットランナー部）から溶融プラスチック材を、成形体用空間部１０ａに供給する供給口、１７ｂは、上記ホットランナー部２３ｂ（第３のホットランナー部）から溶融プラスチック材を、成形体用空間部１０ｂに供給する供給口、１６は、上記ホットランナー部２１（第１のホットランナー部）内に設けられた注入口閉鎖用ピン、１５ａは、該注入口閉鎖用ピン１６を駆動し、±Ｚ軸方向に移動変位させるエアシリンダー、１４ａは、上記ホットランナー部２３ａ（第３のホットランナー部）内に設けられたバルブピン、１５ｂは、該バルブピン１４ａを駆動し、±Ｚ軸方向に移動変位させるエアシリンダー、１４ｂは、上記ホットランナー部２３ｂ（第３のホットランナー部）内に設けられたバルブピン、１５ｃは、該バルブピン１４ｂを駆動し、±Ｚ軸方向に移動変位させるエアシリンダーである。注入口閉鎖用ピン１６は、エアシリンダー１５ａによりＺ軸方向に移動した状態でその先端部が注入口６０を塞ぎ（閉鎖し）、バルブピン１４ａは、エアシリンダー１５ｂにより−Ｚ軸方向に移動した状態でその先端部が供給口１７ａを塞ぎ（閉鎖し）、バルブピン１４ｂは、エアシリンダー１５ｃにより−Ｚ軸方向に移動した状態でその先端部が供給口１７ｂを塞ぐ（閉鎖する）。さらに、５００は、ホットランナー部２１、２２、２３ａ、２３ｂ内の圧力の増大を抑えるための減圧手段、２０は、該減圧手段５００の一部を構成する減圧用ピンである。

プラスチック材が供給されるとき、エアシリンダー１５ａによって、ホットランナー部２１内の注入口閉鎖用ピン１６が下方（−Ｚ軸方向）に移動され、注入口６０が開口状態とされるとともに、ノズル２００がダイプレート３００の移動によって下方（−Ｚ軸方向）に移動変位し、該ノズル２００の先端部が該注入口６０内に進入する。該状態で、ノズル２００の先端部からホットランナー部２１内に溶融プラスチック材が噴出されて供給される。このとき、バルブピン１４ａは、エアシリンダー１５ｂによりＺ軸方向に移動した状態にあるため、供給口１７ａは開いた状態にあり、同様に、バルブピン１４ｂも、エアシリンダー１５ｃによりＺ軸方向に移動した状態にあるため、供給口１７ｂも開いた状態にある。該供給された溶融プラスチック材は、マニホールド１２内のホットランナー部２２により±Ｙ軸方向に分岐して導かれ、バルブ本体１３ａ、１３ｂ側に分割して供給される。バルブ本体１３ａ、１３ｂに供給された溶融プラスチック材はそれぞれ、ホットランナー部２３ａ、２３ｂにより、成形体用空間部１０ａ、１０ｂに導かれる。溶融プラスチック材が成形体用空間部１０ａ、１０ｂに十分に充填されるときには、ホットランナー部２１、２２、２３ａ、２３ｂにも溶融プラスチック材が充填された状態となる。この状態で、ノズル２００は、次に成形が行われるモールド成形用金型側の位置に移動すべく、注入口６０から上方（Ｚ軸方向）に移動する。このとき、ホットランナー部２１内の注入口閉鎖用ピン１６も上方（Ｚ軸方向）に、エアシリンダー１５ａによって移動され、その先端部が注入口６０を塞ぐ（閉鎖する）。また、バルブピン１４ａは、エアシリンダー１５ｂにより−Ｚ軸方向に移動してその先端部が供給口１７ａを塞ぎ、バルブピン１４ｂも、エアシリンダー１５ｃにより−Ｚ軸方向に移動してその先端部が供給口１７ｂを塞ぐ。このとき、減圧手段５００は、その減圧用ピン２０を移動変位させ、ホットランナー部２３ａに連続（連通）した空間部を形成し、該空間部により、ノズル２００からの射出時の残留圧力や、溶融プラスチック材からの揮発性ガスの発生などに起因したホットランナー部２３ａ、２１、２２、２３ｂ内の圧力増大を抑える。ホットランナー部内の圧力の増大が抑えられることで、マニホールド１２に対し注入口閉鎖用ピン１６が摺動する部分の隙間からの溶融プラスチック材の漏出や、成形体用空間部１０ａ、１０ｂ内の溶融プラスチック材の圧力増大などが抑えられ、注入口閉鎖用ピン１６の円滑な摺動動作や、変形や品質低下のない成形体の成形などが可能となる。成形体用空間部１０ａ、１０ｂ内の溶融プラスチック材が冷却され、固化した後、プラスチック材は、成形体としてモールド成形用金型１００から取り出される。
以下、説明中で用いる図１の構成における各構成要素には、図１の場合と同じ符号を付して用いる。

図２は、図１のモールド成形用金型１００における減圧手段５００の構成図であって非減圧動作時の状態すなわちノズル２００が注入口６０に対し先端が進入した状態で密着され、供給口１７ａ、１７ｂも開いているときの状態を示す図、図３は、同減圧手段５００の構成図であって、減圧動作時の状態すなわちノズル２００が注入口６０から離間して注入口６０が注入口閉鎖用ピン１６の先端によって塞がれ、供給口１７ａ、１７ｂもそれぞれ、バルブピン１４ａ、１４ｂによって塞がれているときの状態を示す図である。図２、図３それぞれにおいて、（ａ）は減圧手段５００を−Ｙ軸方向から見たときの構成図、（ｂ）はＺ軸方向から見たときの構成図である。図２、図３のそれぞれにおいて、３０は、ホットランナー部２３ａに連通（連続）した減圧用空間部、２０ｔは、減圧用ピン２０の先端面、１５ｄは、減圧用ピン２０を駆動し、±Ｘ軸方向に移動させるエアシリンダーである。減圧用ピン２０は、減圧用空間部３０内に、摺動可能なすきまばめの状態で設けられ、先端面２０ｔのＸ軸方向位置によって該先端面２０ｔのＸ軸方向前方に形成される空間部の大きさが決まるようになっている。図２のように、減圧手段５００が非減圧動作状態にあるときは、減圧用ピン２０の先端面２０ｔのＸ軸方向位置が減圧用空間部３０のＸ軸方向端部にあり、該先端面２０ｔの前方（Ｘ軸方向）には空間部は形成されず、ホットランナー部２１、２２、２３ｂ、２３ａに対する減圧手段５００の減圧作用はない。一方、図３のように、減圧手段５００が減圧動作状態にあるときは、減圧用ピン２０の先端面２０ｔのＸ軸方向位置が減圧用空間部３０のＸ軸方向端部よりも手前にあり、該先端面２０ｔのＸ軸方向前方には空間部が形成され、減圧手段５００は該空間部によりホットランナー部２１、２２、２３ｂ、２３ａ内の、ノズル２００からの射出時の残留圧力や、溶融プラスチック材からの揮発性ガスの発生などに起因した圧力増大を抑える。

上記本発明の実施例によれば、ロータリー式射出成形用のモールド成形用金型１００において、注入口６０や供給口１７ａ、１７ｂが閉鎖されたときのホットランナー部内２１、２２、２３ｂ、２３ａの圧力上昇を抑えることができ、この結果、マニホールド１２に対し注入口閉鎖用ピン１６が摺動する部分の隙間からの溶融プラスチック材の漏出や、成形体用空間部１０ａ、１０ｂ内の溶融プラスチック材の圧力増大などが抑えられ、信頼性が高く、精度の確保されたハイサイクルのロータリー式射出成形が可能になる。

本発明の実施例としてのモールド成形用金型の構成例図である。 図１のモールド成形用金型における減圧手段の構成図であって非減圧動作時の状態を示す図である。 図１のモールド成形用金型における減圧手段の構成図であって減圧動作時の状態を示す図である。 本発明の課題点を説明するためのモールド成形用金型の構成例図である。 図４のモールド成形用金型における注入口の説明図である。

符号の説明

１００、１００'…モールド成形用金型、
２００、２００'…ノズル、
３００、３００'…ダイプレート、
１、１'…固定側取付板、
２、２'…固定側型板、
３、３'…可動側型板、
４、４'…スペーサブロック、
５、５'…可動側取付板、
６、７、６'、７'…エジェクタプレート、
８、８'…キャビネット、
９、９'…コア部材、
１０ａ、１０ｂ、１０ａ'、１０ｂ'…成形体用空間部、
１１、１１'…スプルーブシュ、
１２、１２'…マニホールド、
１３ａ、１３ｂ、１３ａ'、１３ｂ'…バルブ本体、
１４ａ、１４ｂ、１４ａ'、１４ｂ'…バルブピン、
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄ、１５ａ'、１５ｂ'、１５ｃ'…エアシリンダー、
１６、１６'…注入口閉鎖用ピン、
１７ａ、１７ｂ、１７ａ'、１７ｂ'…供給口、
１８ａ、１８ｂ、１８ａ'、１８ｂ'…エジェクタピン、
１９、１９'…エジェクタストローク、
２０…減圧用ピン、
２１、２２、２３ａ、２３ｂ、２１'、２２'、２３ａ'、２３ｂ'…ホットランナー部、
３０…減圧用空間部、
５０、５０'…注入口形成部材、
６０、６０'…注入口、
５００…減圧手段。

Claims (3)

1. 外部のノズルから溶融したプラスチック材を供給され、ロータリー式射出成形により成形体を成形するためのモールド成形用金型であって、
   上記ノズルに密着した状態で上記溶融プラスチック材が注入される注入口と、上記成形体の外形に対応した成形体用空間部と、該成形体用空間部を上記注入口に連通させ上記溶融プラスチック材を該成形体用空間部に導くホットランナー部とを有する金型部材と、
   上記ホットランナー部に連通した減圧用空間部と、該減圧用空間部内に移動可能に設けられた減圧用ピンと、該減圧用ピンに連結されたエアシリンダーとを有し、該減圧用空間部または上記ホットランナー部内の圧力に対応して該エアシリンダーにより該減圧用ピンを移動させる減圧手段と、
   を備え、
   上記溶融プラスチック材が上記ホットランナー部及び上記成形体用空間部に充填された状態で上記注入口が閉鎖され該ホットランナー部の圧力が増大するとき、上記減圧手段の減圧用空間部内で、上記減圧用ピンを後退移動させて該減圧用空間部の該ホットランナー部に連続した部分の容積を増大させ、該ホットランナー部の圧力の増大を抑える構成としたことを特徴とするモールド成形用金型。
2. 上記減圧手段は、上記金型部材の上記注入口が上記ノズルから離間して閉鎖された状態で、上記ピンを後退移動させる構成である請求項１に記載のモールド成形用金型。
3. 上記ホットランナー部は、上記注入口に直結された第１のホットランナー部と、該第１のホットランナー部に接続され該第１のホットランナー部から溶融プラスチック材を複数方向に分岐させて導く第２のホットランナー部と、該第２のホットランナー部に接続され該第２のホットランナー部から溶融プラスチック材を上記成形体用空間部に導く第３のホットランナー部とを有し、
   上記減圧手段は、上記第３のホットランナー部の側面部に設けられた構成である請求項１または請求項２に記載のモールド成形用金型。

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