JP2010137521A - Injection-molding die, and color-changing method for injection-molded article using the molding die - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、射出成形に用いられる射出成形用金型と、該射出成形用金型で射出成形される製品(射出成形品)の色替え方法とに関する。 The present invention relates to an injection mold used for injection molding and a method for changing the color of a product (injection molded product) injection-molded with the injection mold.
例えば、熱可塑性樹脂の射出成形においては、射出ユニットのノズルから導出された溶融状態にある熱可塑性樹脂を射出成形用金型におけるキャビティまで溶融状態に保つことができるように、射出成形用金型における前記ノズルに連結される部分(導入口)と前記キャビティに接続される部分(ゲート)とを結ぶ樹脂通路(ランナー)をヒーターで加熱することが行われている。この樹脂通路は、ホットランナーと呼ばれており、ホットランナーを備えた射出成形用金型は、自動車の内装材など、各種樹脂製品の成形に用いられている。 For example, in the injection molding of a thermoplastic resin, an injection mold is used so that the molten thermoplastic resin derived from the nozzle of the injection unit can be kept in a molten state up to the cavity in the injection mold. The resin passage (runner) connecting the portion connected to the nozzle (inlet port) and the portion connected to the cavity (gate) is heated with a heater. This resin passage is called a hot runner, and an injection mold having the hot runner is used for molding various resin products such as automobile interior materials.
ところで、昔の自動車は、内装材の色が1通りに決まっているものが多かったが、近年の自動車は、多様化する消費者のニーズに応えるため、同一車種であっても、内装材の色を複数の中から選べるようになっているものが多い。このため、自動車の内装材などを製造する企業では、例えば、ある射出成形用金型で黒色の熱可塑性樹脂を射出成形した後、同じ射出成形用金型でベージュ色の熱可塑性樹脂を射出成形するなど、同一の射出成形用金型で複数色の製品を射出成形するといった対応を行う必要に迫られている。 By the way, many of the old automobiles have a single interior material color. However, in recent years, automobiles have been designed to meet the needs of diversifying consumers. There are many colors that can be selected from multiple colors. For this reason, a company that manufactures automotive interior materials, for example, injection-molds black thermoplastic resin with an injection mold and then injection-molds beige thermoplastic resin with the same injection mold. For example, there is an urgent need to take measures such as injection molding of products of a plurality of colors using the same injection mold.
しかし、従来の射出成形用金型において、射出成形を行う製品の色をある色(A色とする。)から他の色(B色とする。)へと切り替える際には、射出成形用金型でA色の製品の射出成形を終えた後に、
[1]射出ユニットと射出成形用金型とを切り離し、射出ユニットのスクリューシリンダーの内部に残留するA色の熱可塑性樹脂を射出ユニットのノズルから完全に出し切る、
[2]前記スクリューシリンダーにB色の熱可塑性樹脂を投入し、前記ノズルから導出される熱可塑性樹脂がB色に完全に切り替わるまで射出ユニットのスクリューを駆動する、
[3]前記スクリューを停止させて射出ユニットと射出成形用金型とを再び連結する、
[4]前記スクリューを再び駆動して射出ユニットの前記ノズルから射出成形用金型の導入口へとB色の熱可塑性樹脂を供給し、製品が完全にB色に切り替わるまで試し打ちを行う、
[5]B色の製品の射出成形を行う、
という手順を経ていたために、以下のような不具合が生じていた。
However, in a conventional injection mold, when the color of a product to be injection-molded is switched from one color (A color) to another color (B color), the injection mold After finishing injection molding of A color product with mold,
[1] The injection unit and the injection mold are separated, and the A-color thermoplastic resin remaining inside the screw cylinder of the injection unit is completely removed from the nozzle of the injection unit.
[2] A B-color thermoplastic resin is charged into the screw cylinder, and the screw of the injection unit is driven until the thermoplastic resin derived from the nozzle is completely switched to the B color.
[3] Stop the screw and reconnect the injection unit and the injection mold.
[4] The screw is driven again to supply B-color thermoplastic resin from the nozzle of the injection unit to the injection port of the injection mold, and trial driving is performed until the product is completely switched to B-color.
[5] Perform injection molding of a B-color product.
As a result, the following problems occurred.
すなわち、従来の射出成形用金型では、上記(4)の工程で、ホットランナーの内部のA色の熱可塑性樹脂をB色の熱可塑性樹脂で置換するのであるが、ホットランナーの曲がり角やゲート付近に滞留する熱可塑性樹脂が容易には抜けきらないため、製品が完全にB色に切り替わるまでには、多数回試し打ちを行う必要があった。このため、熱可塑性樹脂や時間を無駄に消費していた。例えば、自動車のドア用内装パネルを2個ずつ射出成形する場合には、色替えの際に、試し打ちを15回(製品数では30個、時間にすると約15分)程度行わなければならない。 That is, in the conventional mold for injection molding, the A-color thermoplastic resin inside the hot runner is replaced with the B-color thermoplastic resin in the step (4). Since the thermoplastic resin staying in the vicinity cannot be easily removed, it was necessary to make trial hits many times before the product was completely switched to B color. For this reason, the thermoplastic resin and time were consumed wastefully. For example, when two interior panels for automobile doors are injection-molded at a time, it is necessary to perform trial strikes about 15 times (30 in number of products, about 15 minutes in terms of time) when changing colors.
このような実状に鑑みてか、これまでには、複数のホットランナーを独立して設け、射出成形を行う製品の色に応じて使用するホットランナーを切り替えることができるようにした射出成形用金型(例えば、特許文献1と特許文献2を参照。以下において、この種の射出成形用金型を「ホットランナー切替型の射出成形用金型」と呼ぶことがある。)が提案されている。これにより、同一の射出成形用金型を使用する場合であっても、上記(4)の工程を経ることなく、射出成形品の色替えを行うことができるようになるので、色替えに伴う熱可塑性樹脂の消費を大幅に削減することも可能になる。
In view of such a situation, until now, a plurality of hot runners have been provided independently, and the hot runner to be used can be switched according to the color of the product to be injection molded. A mold (see, for example,
ところが、特許文献1や特許文献2に記載されている従来のホットランナー切替型の射出成形用金型では、射出成形品の色替えを行う際に、射出ユニットの前記ノズルに対して射出成形用金型の全体を移動させる必要があったため、クレーンなどの大掛かりな装置を必要としていた。このため、従来のホットランナー切替型の射出成形用金型は、熱可塑性樹脂の無駄な消費を抑えることができるものの、手間や時間的損失を削減するという観点では、必ずしも有効なものとはなっていなかった。また、射出成形用金型の周囲にクレーンなどを設置するスペースを確保しなければならないなど、射出成形用金型の設置レイアウトが大きく制限される。
However, in the conventional hot runner switching type injection mold described in
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、射出成形品の色替えに伴う成形材料の無駄な消費を削減するだけでなく、色替えにクレーンなどの大掛かりな装置を必要とせず、色替えに要する手間や時間も大幅に削減することも可能な射出成形用金型を提供するものである。また、この射出成形用金型を用いて好適に行うことのできる射出成形品の色替え方法を提供することも本発明の目的である。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and not only reduces wasteful consumption of molding materials associated with color change of injection molded products, but also requires a large apparatus such as a crane for color change. In addition, the present invention provides an injection mold that can significantly reduce the labor and time required for color change. It is also an object of the present invention to provide a method for changing the color of an injection molded product that can be suitably performed using this injection mold.
上記課題は、射出ユニットから成形材料を導入するための導入口が複数箇所に設けられたノズルタッチブロック(射出成形用金型における前記導入口及びその周辺を形成するブロック)と、それぞれの導入口から導入された成形材料をそれぞれ独立して案内するための複数のホットランナーが設けられたマニホールドと、ノズルタッチブロックをマニホールドに対して移動可能に支持するための支持手段とを備え、ノズルタッチブロックをマニホールドに対して移動させて前記ノズルに接続される導入口を切り替えることにより、使用するホットランナーが切り替えられるようにしたことを特徴とする射出成形用金型を提供することによって解決される。 The above-described problems include a nozzle touch block (a block forming the introduction port and its periphery in an injection molding die) provided with a plurality of introduction ports for introducing a molding material from the injection unit, and the respective introduction ports. The nozzle touch block includes a manifold provided with a plurality of hot runners for independently guiding the molding material introduced from the nozzle, and support means for movably supporting the nozzle touch block with respect to the manifold. This is solved by providing an injection molding die characterized in that the hot runner to be used is switched by moving the nozzle with respect to the manifold and switching the inlet connected to the nozzle.
これにより、マニホールドのホットランナーの内部にある成形材料を他の色の成形材料に置き換えることなく、射出成形品の色替えを行うことが可能になるので、成形材料の無駄な消費を削減することが可能になる。また、射出成形用金型の全体を動かさなくても、そのノズルタッチブロックのみを移動させるだけで、射出成形に使用するホットランナーを切り替えることができるので、クレーンなどの大掛かりな装置を用いなくても、射出成形品の色替えを行うことも可能になる。したがって、色替えに要する手間や時間も削減することも可能になる。 This makes it possible to change the color of injection-molded products without replacing the molding material inside the hot runner of the manifold with molding materials of other colors, thus reducing wasteful consumption of molding materials. Is possible. In addition, it is possible to switch hot runners used for injection molding by moving only the nozzle touch block without moving the entire injection mold, so there is no need to use a large device such as a crane. In addition, it is possible to change the color of an injection molded product. Therefore, it is possible to reduce labor and time required for color change.
しかし、本発明の射出成形用金型のように、ノズルタッチブロックとマニホールドとを別体とした場合には、射出ユニットのノズルから導入口へと導入された成形材料が、ノズルタッチブロックとマニホールドとの隙間から漏れ出すおそれがある。このため、本発明の射出成形用金型に、ノズルタッチブロックをマニホールド側へ押さえつけるためのノズルタッチブロック押圧手段を設けると好ましい。これにより、ノズルタッチブロックとマニホールドとの隙間から成形材料が漏れにくくすることが可能になる。 However, when the nozzle touch block and the manifold are separated from each other as in the injection mold of the present invention, the molding material introduced from the nozzle of the injection unit to the introduction port becomes the nozzle touch block and the manifold. There is a risk of leaking through the gap. For this reason, it is preferable to provide nozzle injection block pressing means for pressing the nozzle touch block to the manifold side in the injection mold of the present invention. Thereby, it becomes possible to make it difficult for the molding material to leak from the gap between the nozzle touch block and the manifold.
ノズルタッチブロック押圧手段としては、後述するように、ノズルタッチブロックをマニホールド側へ押さえつけるための面αを備えたものなどが例示される。ノズルタッチブロック押圧手段は、前記支持手段と一体的に設けてもよいし、別体としてもよい。ノズルタッチブロック押圧手段は、ボルトやナットなどの螺合部材を利用したものであってもよい。 Examples of the nozzle touch block pressing means include those provided with a surface α for pressing the nozzle touch block against the manifold as will be described later. The nozzle touch block pressing means may be provided integrally with the support means or may be a separate body. The nozzle touch block pressing means may use a screwing member such as a bolt or a nut.
本発明の射出成形用金型において、ノズルタッチブロックや支持手段は、ノズルタッチブロックをマニホールドに対して移動させることにより、前記ノズルに接続される導入口を切り替えることのできる形態のものであれば特に限定されない。例えば、支持手段を、ノズルタッチブロックを回転可能に支持する軸体とし、複数の導入口を、前記軸体を中心に回転対称に配してもよい。しかし、設計や加工の容易さなどを考慮すると、複数の導入口を、ノズルタッチブロックの特定方向に沿って1列に設け、支持手段で、ノズルタッチブロックをマニホールドに対して前記特定方向に移動可能に支持させると好ましい。 In the injection mold according to the present invention, the nozzle touch block and the support means may be configured so that the inlet connected to the nozzle can be switched by moving the nozzle touch block relative to the manifold. There is no particular limitation. For example, the support means may be a shaft body that rotatably supports the nozzle touch block, and the plurality of inlets may be arranged rotationally symmetrically about the shaft body. However, considering the ease of design and processing, etc., a plurality of inlets are provided in a row along the specific direction of the nozzle touch block, and the nozzle touch block is moved in the specific direction with respect to the manifold by the support means. It is preferable to support it.
このように、ノズルタッチブロックを前記特定方向に移動可能なものとする場合には、ノズルタッチブロック押圧手段を、ノズルタッチブロックをマニホールド側へ押さえつけるための面αを有するものとし、ノズルタッチブロックに、それが前記特定方向における移動限界位置に近づくにつれてノズルタッチブロック押圧手段の面αとマニホールドにおけるノズルタッチブロックを案内する面βとの隙間に噛み込む一対の噛み込み部を設け、ノズルタッチブロックが前記特定方向のうち一方の移動限界位置にあるときは一の導入口が前記ノズルに接続され、ノズルタッチブロックが前記特定方向のうち他方の移動限界位置にあるときは他の導入口が前記ノズルに接続されるようにすると好ましい。 As described above, when the nozzle touch block is movable in the specific direction, the nozzle touch block pressing means has a surface α for pressing the nozzle touch block toward the manifold side. The nozzle touch block is provided with a pair of biting portions that bite into a gap between the surface α of the nozzle touch block pressing means and the surface β guiding the nozzle touch block in the manifold as it approaches the movement limit position in the specific direction. One inlet is connected to the nozzle when it is at one movement limit position in the specific direction, and the other inlet is the nozzle when the nozzle touch block is at the other movement limit position in the specific direction. It is preferable to be connected to.
これにより、ノズルタッチブロックを前記特定方向へ移動しやすくしながらも、ノズルタッチブロックを前記特定方向における移動限界位置まで移動させて導入口から導入された成形材料をホットランナーに流す際には、ノズルタッチブロックをマニホールドに強く押しつけることが可能になり、ノズルタッチブロックとマニホールドとの隙間から成形材料が漏れないようにすることができるようになる。 Thereby, while easily moving the nozzle touch block in the specific direction, when flowing the molding material introduced from the introduction port by moving the nozzle touch block to the movement limit position in the specific direction, The nozzle touch block can be strongly pressed against the manifold, and the molding material can be prevented from leaking from the gap between the nozzle touch block and the manifold.
この場合、ノズルタッチブロック押圧手段の面αとマニホールドの面βとがなす傾斜角度(以下において、「傾斜角度θ」と表記する。)は、0°よりも大きく、90°よりも小さいのであれば特に限定されない。しかし、傾斜角度θを小さくしすぎた場合には、ノズルタッチブロック押圧手段からノズルタッチブロックに加えられる押圧力の確保が困難になるばかりか、ノズルタッチブロックの前記特定方向での位置決め精度が低下するおそれもある。また、ノズルタッチブロックを前記特定方向に長くしなければならなくなり、ノズルタッチブロックの熱容量が増大するおそれがある。したがって、ノズルタッチブロックにヒーターを設けて、ノズルタッチブロックのホットランナーをホットホットランナーとした場合に、エネルギーが無駄に消費されやすくなる。このため、傾斜角度θは、通常、1°以上とされる。傾斜角度θは、2°以上であると好ましく、3°以上であるとより好ましい。 In this case, the inclination angle formed by the surface α of the nozzle touch block pressing means and the surface β of the manifold (hereinafter referred to as “inclination angle θ”) is larger than 0 ° and smaller than 90 °. If it does not specifically limit. However, if the inclination angle θ is too small, it is difficult to secure the pressing force applied from the nozzle touch block pressing means to the nozzle touch block, and the positioning accuracy of the nozzle touch block in the specific direction is lowered. There is also a risk. In addition, the nozzle touch block must be lengthened in the specific direction, which may increase the heat capacity of the nozzle touch block. Therefore, when a heater is provided in the nozzle touch block and the hot runner of the nozzle touch block is a hot hot runner, energy is likely to be wasted. For this reason, the inclination angle θ is normally set to 1 ° or more. The inclination angle θ is preferably 2 ° or more, and more preferably 3 ° or more.
一方、傾斜角度θを大きくしすぎた場合にも、やはり、ノズルタッチブロック押圧手段からノズルタッチブロックに加えられる押圧力の確保が困難になるおそれがある。また、ノズルタッチブロックの厚さを大きくしなければならなくなり、ノズルタッチブロックの熱容量が増大するおそれがある。このため、傾斜角度θは、通常、60°以下とされる。傾斜角度θは、45°以下であると好ましく、30°以下であるとより好ましい。 On the other hand, when the inclination angle θ is too large, it is still difficult to ensure the pressing force applied to the nozzle touch block from the nozzle touch block pressing means. In addition, the thickness of the nozzle touch block has to be increased, which may increase the heat capacity of the nozzle touch block. For this reason, the inclination angle θ is normally set to 60 ° or less. The inclination angle θ is preferably 45 ° or less, and more preferably 30 ° or less.
また、本発明の射出成形用金型において、マニホールドに設ける複数のホットランナーの配置は、所望のゲートまで成形材料を案内できるのであれば特に限定されないが、複数のホットランナーをマニホールドの厚さ方向において段違いに配すると好ましい。これにより、マニホールドでホットランナーを複雑に曲げることなく、複数のホットランナーを互いにぶつからないように交叉させることが可能になる。したがって、マニホールドの加工が容易になる。 In the injection mold of the present invention, the arrangement of the plurality of hot runners provided in the manifold is not particularly limited as long as the molding material can be guided to a desired gate, but the plurality of hot runners are arranged in the manifold thickness direction. It is preferable to arrange them in steps. Accordingly, the hot runners can be crossed so as not to collide with each other without bending the hot runners in a complicated manner. Therefore, processing of the manifold becomes easy.
ところで、上記課題は、射出ユニットから成形材料を導入するための導入口が複数箇所に設けられたノズルタッチブロックと、それぞれの導入口から導入された成形材料をそれぞれ独立して案内するための複数のホットランナーが設けられたマニホールドと、ノズルタッチブロックをマニホールドに対して移動可能に支持するための支持手段とを備えた射出成形用金型を用い、ノズルタッチブロックをマニホールドに対して移動させて前記ノズルに接続される導入口を切り替えることにより、成形材料の色に応じて使用するホットランナーを切り替えることを特徴とする射出成形品の色替え方法を提供することによっても解決される。その趣旨は、上記の射出成形用金型と同様である。 By the way, the above-mentioned problems are a plurality of nozzle touch blocks provided with a plurality of inlets for introducing the molding material from the injection unit, and a plurality for independently guiding the molding material introduced from each inlet. An injection mold having a manifold provided with a hot runner and a support means for movably supporting the nozzle touch block relative to the manifold is used, and the nozzle touch block is moved relative to the manifold. The problem can also be solved by providing a method for changing the color of an injection-molded product, wherein the hot runner to be used is switched according to the color of the molding material by switching the inlet connected to the nozzle. The purpose is the same as that of the injection mold described above.
以上のように、本発明によって、射出成形品の色替えに伴う成形材料の無駄な消費を削減するだけでなく、色替えにクレーンなどの大掛かりな装置を必要とせず、色替えに要する手間や時間も大幅に削減することも可能な射出成形用金型を提供することが可能になる。また、この射出成形用金型を用いて好適に行うことのできる射出成形品の色替え方法を提供することも可能になる。 As described above, according to the present invention, not only the wasteful consumption of the molding material associated with the color change of the injection-molded product is reduced, but a large-scale device such as a crane is not required for the color change. It is possible to provide an injection mold that can significantly reduce the time. It is also possible to provide a method for changing the color of an injection-molded product that can be suitably performed using this injection mold.
本発明の射出成形用金型の好適な実施態様について図面を用いてより具体的に説明する。図1は、本発明の射出成形用金型を用いて一の成形材料M1を射出成形しているときのノズルタッチブロック10とマニホールド20を示した斜視図である。図2は、図1におけるノズルタッチブロック10とマニホールド20をy軸方向負側から見た状態を示した図である。図3は、一の成形材料M1を射出成形しているときの本発明の射出成形用金型をx軸方向正側から見た状態を示した図である。図4は、図3における本発明の射出成形用金型をz軸方向正側から見た状態を示した図である。図5は、本発明の射出成形用金型を用いて他の成形材料M2を射出成形しているときのノズルタッチブロック10とマニホールド20を示した斜視図である。図6は、図5におけるノズルタッチブロック10とマニホールド20をy軸方向負側から見た状態を示した図である。図7は、他の成形材料M2を射出成形しているときの本発明の射出成形用金型をx軸方向正側から見た状態を示した図である。図8は、図7における本発明の射出成形用金型をz軸方向正側から見た状態を示した図である。ただし、図1〜8において、ホットランナーR10,R20や成形材料M1,M2は、ホットランナーR10,R20の位置関係や成形材料M1,M2が流れるルートを分かりやすくするために、ホットランナーR10,R20や成形材料M1,M2については見えない部分であっても破線を用いることなく実線で示している。
A preferred embodiment of the injection mold of the present invention will be described more specifically with reference to the drawings. Figure 1 is a perspective view of a
本実施態様の射出成形用金型は、図4と図8に示すように、射出ユニット60のノズル61から導出される成形材料M1,M2を導入するための2つの導入口I1,I2が設けられたノズルタッチブロック10と、それぞれの導入口I1,I2から導入された成形材料M1,M2をそれぞれ独立して案内するための2本のホットランナーR10,R20が設けられたマニホールド20と、ノズルタッチブロック10をマニホールド20に対して移動可能に支持するための支持手段30と、マニホールド20に固定される第一金型40と、第一金型40と対になってキャビティCを形成する第二金型41とを備えたものとなっている。この射出成形用金型は、図3と図7に示すように、ノズルタッチブロック10をマニホールド20に対して移動させ、ノズル61に接続される導入口を導入口I1と導入口I2とで切り替えることにより、使用するホットランナーをホットランナーR10とホットランナーR20とで切り替えることができるようになっている。
As shown in FIGS. 4 and 8, the injection mold according to the present embodiment has two inlets I 1 and I 2 for introducing molding materials M 1 and M 2 led out from the
導入口I1,I2は、図1に示すように、いずれもノズルタッチブロック10の正面(y軸方向負側を向く面)に設けられており、上下方向(z軸方向)に沿って1列に配されている。また、ノズルタッチブロック10は、パイプレンチや油圧シリンダなどを利用した支持手段30によってz軸方向へ移動可能に支持されている。このため、図3に示すように、ノズルタッチブロック10を上側(z軸方向正側)へ移動させた際には、下側の導入口I1が射出ユニット60のノズル61と接続され、図7に示すように、ノズルタッチブロック10を下側(z軸方向負側)へ移動させた際には、上側の導入口I2が射出ユニット60のノズル61と接続されるようになっている。
As shown in FIG. 1 , the introduction ports I 1 and I 2 are both provided on the front surface (the surface facing the negative side in the y-axis direction) of the
ノズルタッチブロック10の背面(y軸方向正側を向く面)には、図1と図5に示すように、導入口I1,I2からそれぞれ導入された成形材料M1,M2をノズルタッチブロック10の後方(y軸方向正側)へそれぞれ導出するための導出口O1,O2が設けられている。導出口O1と導出口O2は、互いにx軸方向及びz軸方向に位置がずらされて配されており、導入口I1と導出口O1とを結ぶ貫通孔と、導入口I2と導出口O2とを結ぶ貫通孔は、いずれもyz平面に対して傾斜している(図4と図8を参照)。このため、図3に示すように、ノズルタッチブロック10をz軸方向正側へ移動させた際には、ノズルタッチブロック10の導出口O1がマニホールド20の導入口I10を介してホットランナーR10と接続されるようになっている。これに対し、図7に示すように、ノズルタッチブロック10をz軸方向負側へ移動させた際には、ノズルタッチブロック10の導出口O2がマニホールド20の導入口I20を介してホットランナーR20と接続されるようになっている。
The rear of the nozzle touch block 10 (the surface facing the y-axis positive direction side), FIG. 1 and as shown in FIG. 5, nozzle inlet I 1, I 2 molding material is introduced from each of M 1, M 2 Derivation ports O 1 and O 2 for deriving to the rear of the touch block 10 (positive side in the y-axis direction) are provided. The outlet port O 1 and the outlet port O 2 are arranged with their positions shifted in the x-axis direction and the z-axis direction, and a through hole connecting the inlet port I 1 and the outlet port O 1 , and the inlet port I 2. And the through hole connecting the outlet port O 2 are both inclined with respect to the yz plane (see FIGS. 4 and 8). Therefore, as shown in FIG. 3, when the
したがって、本実施態様の射出成形用金型では、図3に示すように、導入口I1とホットランナーR10とが接続された状態で射出ユニット60のノズル61から導入口I1へ成形材料M1を注入すると、成形材料M1がホットランナーR10を案内されてマニホールド20の背面側(y軸方向正側を向く面)に設けられた導出口O10〜O13を通り、第一金型40の背面側に設けられたゲートからキャビティCへと射出されるようになっている。一方、図7に示すように、導入口I2とホットランナーR20とが接続された状態で射出ユニット60のノズル61から導入口I2へ成形材料M2を注入すると、成形材料M2がホットランナーR20を案内されてマニホールド20の背面側に設けられた導出口O20〜O23を通り、第一金型40の背面側に設けられたゲートからキャビティCへと射出されるようになっている。キャビティCへ射出された成形材料M1,M2は製品Pとなる。
Therefore, in the injection mold according to this embodiment, as shown in FIG. 3, the molding material is transferred from the
成形材料M1,M2をキャビティCへ射出するゲートは、導出口O10〜O13,O20〜O23に重なる位置(それぞれ導出口O10〜O13,O20〜O23を通るy軸に平行な複数本の直線と第一金型40の背面との交点となる複数箇所)に設けられている。ゲートの数や配置は、キャビティCの形状や寸法などに応じて適宜決定される。ただし、成形材料M1で射出成形を行った際に製品Pに形成されるウエルドラインの位置と、成形材料M2で射出成形を行った際に製品Pに形成されるウエルドラインの位置とが大きくずれてしまうと、製品Pの強度特性などが不均一になるおそれがある。このため、対応する一群のゲート(本実施態様の射出成形用金型においては、導出口O10に重なるゲートと導出口O20に重なるゲート、導出口O11に重なるゲートと導出口O21に重なるゲート、導出口O12に重なるゲートと導出口O22に重なるゲート、導出口O13に重なるゲートと導出口O23に重なるゲート)は、通常、できるだけ近くに配される。キャビティCの形状が複雑である場合には、シミュレーションなどでウェルドラインの位置を評価しながらゲートの数や配置を決定するとよい。
Gate for injecting a
ホットランナーR10,R20の形状は、特に限定されないが、マニホールド20の製作の容易さや、成形材料M1,M2の流れやすさなどを考慮すると、できるだけ曲がり角の少ない単純な形状とすると好ましい。本実施態様の射出成形用金型において、ホットランナーR10は、図1に示すように、導入口I10からy軸方向正側へ所定距離a(図3を参照)だけ進んだ箇所でz軸方向へ分岐させ、それぞれの分岐の先でさらにx軸方向へ分岐させている。また、ホットランナーR20も、導入口I20からy軸方向正側へ所定距離b(図3を参照)だけ進んだ箇所でz軸方向へ分岐させ、それぞれの分岐の先でさらにx軸方向へ分岐させている。
The shape of the hot runners R 10 and R 20 is not particularly limited, but considering the ease of manufacturing the
ここで、ホットランナーR10の基幹路(ホットランナーR10における導入口I10と最初の分岐箇所とを結ぶ区間)の長さ(図3における距離a)と、ホットランナーR20の基幹路(ホットランナーR20における導入口I20と最初の分岐箇所とを結ぶ区間)の長さ(図3における距離b)は、同じに設定してもよいが、これらに差を設けることにより、ホットランナーR10の分岐路(ホットランナーR10における最初の分岐箇所と導出口O10〜O13とを結ぶ区間)と、ホットランナーR20の分岐路(ホットランナーR20における最初の分岐箇所と導出口O20〜O23とを結ぶ区間)とをマニホールド20の厚さ方向(y軸方向)において段違い(図3と図7を参照)に配すると好ましい。これにより、本実施態様の射出成形用金型のように、ホットランナーR10,R20のそれぞれに複数のゲートを接続し、ホットランナーR10,R20における前記分岐路を多岐に行きわたらせるような場合であっても、ホットランナーR10,R20が重なる箇所(例えば、図2における箇所S1,S2)などでホットランナーR10,R20を局所的に迂回させることなく立体的に交叉させることが可能になる。したがって、ホットランナーR10,R20の曲がり角の数を少なくすることができる。
Here, the length of the backbone path of the hot runner R 10 (section connecting the first branch point and inlet I 10 in the hot runner R 10) and (distance in FIG. 3 a), the backbone path of the hot runner R 20 ( The length (distance b in FIG. 3) of the section connecting the inlet I 20 and the first branch point in the hot runner R 20 may be set to be the same. branch of R 10 and (first branch portions and the
ところで、ここまでは、ノズルタッチブロック10を支持するものが支持手段30だけである場合について説明したが、この場合には、ノズルタッチブロック10がマニホールド20から浮き上がり、射出ユニット60のノズル61から導入口I1,I2へと導入された成形材料M1,M2が、ノズルタッチブロック10とマニホールド20との隙間から漏れ出すおそれがある。このため、図9に示すように、ノズルタッチブロック10をマニホールド20の側へ押さえつけるためのノズルタッチブロック押圧手段50を設けると好ましい。図9は、図1〜8とは異なる他の実施態様(ノズルタッチブロック10をノズルタッチブロック押圧手段50でマニホールド20側へ押さえつけた態様)の射出成形用金型におけるノズルタッチブロック10の周辺を拡大した状態を示した斜視図である。
By the way, although the case where only the support means 30 supported the
ノズルタッチブロック押圧手段50について、図面を用いてより具体的に説明する。図10は、図9におけるノズルタッチブロック押圧手段50を拡大した状態を示した斜視図である。図11は、図9におけるノズルタッチブロック10を拡大した状態を示した斜視図である。図12は、図9に示すノズルタッチブロック10がz軸方向の中間位置にあるときのノズルタッチブロック10の周辺をX1−X1面に相当する面で切断した状態を示した断面図である。図13は、図9に示すノズルタッチブロック10がz軸方向正側の移動限界位置にあるときのノズルタッチブロック10の周辺をX1−X1面に相当する面で切断した状態を示した断面図である。図14は、図9に示すノズルタッチブロック10がz軸方向負側の移動限界位置にあるときのノズルタッチブロック10の周辺をX1−X1面に相当する面で切断した状態を示した断面図である。
The nozzle touch block pressing means 50 will be described more specifically with reference to the drawings. FIG. 10 is a perspective view showing an enlarged state of the nozzle touch block pressing means 50 in FIG. FIG. 11 is a perspective view showing an enlarged state of the
ノズルタッチブロック押圧手段50は、図10に示すように、左右一対となっており、それぞれが、ノズルタッチブロック10を押さえつけるための押圧部51と、押圧部51をマニホールド20に固定するための固定部52とで構成されている。押圧部51におけるマニホールド20に対向する側(y軸方向正側)の面(図10における面A1A2A3A4及び面A3A4A5A6)は、ノズルタッチブロック10をマニホールド20側へ押さえつけるための面αとなっている。このうち、上側の面α(面A1A2A3A4)は、図12に示すように、z軸方向正側になるにつれてマニホールド20の面β(マニホールド20におけるノズルタッチブロックを案内する面)から離れるように、面βに対して傾斜して形成されている。一方、下側の面α(面A3A4A5A6)は、z軸方向負側になるにつれてマニホールド20の面βから離れるように、面βに対して傾斜して形成されている。本実施態様の射出成形用金型において、ノズルタッチブロック押圧手段50の面αとマニホールドの面βとがなす傾斜角度θ(図12)は、上側の面αと下側の面αのいずれにおいても5°としている。
As shown in FIG. 10, the nozzle touch block pressing means 50 is a left and right pair, each of which includes a
一方、ノズルタッチブロック10の両側面(x軸方向正側を向く面とx軸方向負側を向く面)には、図11に示すように、一対の噛み込み部11が左右に突出して設けられている。それぞれの噛み込み部11における手前側の面(y軸方向負側を向く面)には、図13に示すように、ノズルタッチブロック10がz軸方向正側の移動限界位置に達した際に、ノズルタッチブロック押圧手段50の下側の面αに接触する面B5B6B7B8(図11を参照)と、図14に示すように、ノズルタッチブロック10がz軸方向負側の移動限界位置に達した際に、ノズルタッチブロック押圧手段50の上側の面αに接触する面B1B2B3B4(図11を参照)とからなる面γが設けられている。ノズルタッチブロック10がz軸方向正側の移動限界位置に達した際(図13)には、導出口O1と導入口I10とが接続され、ノズルタッチブロック10がz軸方向負側の移動限界位置に達した際(図14)には、導出口O2と導入口I20とが接続される。
On the other hand, as shown in FIG. 11, a pair of biting
噛み込み部11における面γのうち、上側の面B1B2B3B4(図11を参照)は、図12に示すように、上側の面αと平行になるように傾斜して形成されている。一方、下側の面B5B6B7B8(図11を参照)は、下側の面αと平行になるように傾斜して形成されている。したがって、ノズルタッチブロック10がz軸方向における中間位置(図12)からz軸方向正側の移動限界位置(図13)に近づくにつれて、噛み込み部11の下部は、下側の面αと面βとの隙間に噛み込むようになっている。一方、ノズルタッチブロック10がz軸方向における中間位置(図12)からz軸方向負側の移動限界位置(図14)に近づくにつれて、噛み込み部11の上部は、上側の面αと面βとの隙間に噛み込むようになっている。噛み込み部11における上側の面γと下側の面γとの間には、面βに平行な部分(図11における面B3B4B5B6)が設けられており、ノズルタッチブロック10がz軸方向の中間位置付近にあるときは、ノズルタッチブロック10をz軸方向へ抵抗なく滑らかに移動させることができるようになっている。
Of the surface γ in the biting
このように、ノズルタッチブロック10に噛み込み部11を設け、ノズルタッチブロック押圧手段50をマニホールド20に固定することにより、ノズルタッチブロック10がz軸方向の中間位置付近にある際には、ノズルタッチブロック10をz軸方向に移動しやすくしながらも、ノズルタッチブロック10をz軸方向正側の移動限界位置やz軸方向負側の移動限界位置に近づけるにつれて、ノズルタッチブロック10がマニホールド20の側へ強く押し付けられるようになる。すなわち、図13に示すように、支持手段30によりノズルタッチブロック10をz軸方向正側へ移動させ、ノズルタッチブロック10をz軸方向正側の移動限界位置まで到達させて下側の面αと下側の面γとを接触させた際には、ノズルタッチブロック10は、支持手段30から加えられるz軸方向正側を向く力とは反対向きの(z軸方向負側を向く)力Fを受ける(図13における点D1)。このとき、面γはxz平面に対して傾斜しているので、ノズルタッチブロック10の噛み込み部11には、力Fの面γに垂直な成分が垂直抗力F1として作用する。したがって、ノズルタッチブロック10は、垂直効力F1における面βに垂直な成分F1によって、マニホールド20の側へ押し付けられることになる。一方、図14に示すように、支持手段30によりノズルタッチブロック10をz軸方向負側へ移動させ、ノズルタッチブロック10をz軸方向負側の移動限界位置まで到達させて上側の面αと上側の面γとを接触させた際にも、図13と同様の現象が起こる(図14の力f,f1,f2を参照。)。これにより、導入口I1,I2から成形材料M1,M2を注入する際(ノズルタッチブロック10がz軸方向正側の移動限界位置又はz軸方向負側の移動限界位置にあるとき)には、ノズルタッチブロック10とマニホールド20との隙間から成形材料M1,M2が漏れないようにすることができるようになる。
In this way, the
ところで、ここまでは、説明の便宜上、x軸方向を左右方向、y軸方向を前後方向、z軸方向を上下方向としていたが、本発明の射出成形用金型を設置する向きはこれに限定されない。射出成形用金型を設置する向きは、射出成形用金型の規模や射出成形される製品Pの種類などに応じて適宜決定される。また、図1〜14に示す射出成形用金型は、ノズルタッチブロック10の導入口やマニホールド20のホットランナーは、2組ずつ設けられており、2種類の成形材料M1,M2を独立して射出成形することができるものとなっているが、ノズルタッチブロック10の導入口の数やマニホールド20のホットランナーの本数は、これに限定されない。例えば、ノズルタッチブロック10に導入口を3組以上設けるとともに、マニホールド20にもホットランナーを3組以上設けることで、3種類以上の成形材料を独立して射出成形できるようにすることもできる。
Up to this point, for convenience of explanation, the x-axis direction is the left-right direction, the y-axis direction is the front-rear direction, and the z-axis direction is the up-down direction. However, the direction in which the injection mold of the present invention is installed is limited to this. Not. The direction in which the injection mold is installed is appropriately determined according to the scale of the injection mold, the type of the product P to be injection molded, and the like. In addition, the injection mold shown in FIGS. 1 to 14 is provided with two sets of inlets of the
続いて、図1〜8に示す射出成形用金型を用いた製品P(射出成形品)の色替え方法について説明する。図1〜8に示す射出成形用金型は、以下の手順[1]〜[12]を繰り返すことにより、製品Pの色替えを行うことができる。
[1]まず、図1〜4に示すように、ノズルタッチブロック10をz軸方向正側に移動させて、ノズルタッチブロック10の導出口O1をマニホールド20の導入口O10と接続し、射出ユニット60のノズル61をノズルタッチブロック10の導入口I1に接続する。
[2]この状態で、射出ユニット60からある特定の色を有する成形材料M1を射出し、マニホールド20のホットランナーR10を経てキャビティCに成形材料M1を射出する。
[3]キャビティCの成形材料M1が硬化して製品Pとなると、第二金型41をy軸方向正側へ後退させ、製品Pを第一金型40又は第二金型41の内部から取り出す。
[4]この後、再び成形材料M1で射出成形を行う場合には、第二金型41をy軸方向負側に前進させて第一金型40と第二金型42とを型締めし、[2]〜[4]の手順を繰り返す。
[5]成形材料M1での射出成形を終え、成形材料M1とは異なる色の成形材料M2で射出成形を行う場合には、[3]の手順の後、射出ユニット60をy軸方向負側へ後退させ、そのノズル61をノズルタッチブロック10から切り離す。
[6]この状態で、射出ユニット60に成形材料M2を投入し、そのノズル61から射出される成形材料が成形材料M1から成形材料M2に完全に切り替わるまで、射出ユニット60で射出を行う。
[7]この間に、支持手段30を操作し、ノズルタッチブロック10をz軸方向負側に移動させて、ノズルタッチブロック10の導出口O2をマニホールド20の導入口O20と接続しておく。
[8]ノズル61から射出される成形材料が成形材料M2に切り替わったのを確認すると、射出ユニット60をy軸方向正側へ前進させ、そのノズル61をノズルタッチブロック10の導入口I20に接続する。
[9]この状態で、射出ユニット60から成形材料M2を射出し、マニホールド20のホットランナーR20を経てキャビティCに成形材料M2を射出する(図5〜8を参照)。
[10]キャビティCの成形材料M2が硬化して製品Pとなると、第二金型41をy軸方向正側へ後退させ、製品Pを第一金型40又は第二金型41の内部から取り出す。
[11]この後、再び成形材料M2で射出成形を行う場合には、第二金型41をy軸方向負側に前進させて第一金型40と第二金型42とを型締めし、[9]〜[11]の手順を繰り返す。
[12]成形材料M2での射出成形を終え、再び成形材料M1で射出成形を行う場合には、[10]の手順の後、射出ユニット60をy軸方向負側へ後退させ、そのノズル61をノズルタッチブロック10から切り離し、射出ユニット60に成形材料M1を投入し、そのノズル61から射出される成形材料が成形材料M2から成形材料M1に完全に切り替わるまで射出ユニット60で射出を行い、射出ユニット60をy軸方向正側へ前進させてそのノズル61をノズルタッチブロック10の導入口I1と接続し、[2]以降の手順を行う。
Then, the color change method of the product P (injection molded product) using the injection mold shown in FIGS. 1-8 is demonstrated. The injection mold shown in FIGS. 1 to 8 can change the color of the product P by repeating the following procedures [1] to [12].
[1] First, as shown in Figures 1-4, the
[2] In this state, the molding material M 1 having a specific color from the
[3] When the molding material M 1 of the cavity C is cured to become the product P, the
[4] Then, in the case of performing the re-injection molding the molding material M 1 comprises a
[5] after the injection molding at a molding material M 1, in the case of performing injection molding at a molding material M 2 in a color different from the molding material M 1, after the procedure of [3], y-axis the
[6] In this state, it was charged with molding material M 2 to the
[7] During this time, the support means 30 is operated to move the
[8] When the molding material injected from the
[9] In this state, injecting a molding material M 2 from the
[10] When the molding material M 2 of the cavity C becomes a product P by curing inside the
[11] Thereafter, when performing re-injection molding the molding material M 2 comprises a
After injection molding at [12] the molding material M 2, when performing a re-injection molding the molding material M 1, after the procedure of [10], retract the
以上のように、本発明の射出成形用金型は、試し打ちを行うことなく製品Pの色替えを行うことができるので、成形材料の無駄を省くことが可能になる。本発明の射出成形用金型を用いて射出成形を行う成形材料M1,M2の種類は、特に限定されないが、通常、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブテン−1などのポリオレフィン;ABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)、MBS(メタクリル酸メチル−ブタジエン−スチレン)、ポリスチレンなどのスチレン系樹脂;ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル樹脂;ポリカーボネート;ポリ塩化ビニル;ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル;ポリアミドなどの熱可塑性樹脂である。本発明の射出成形用金型は、自動車の内装材など、各種の製品を射出成形するのに好適に用いることができる。 As described above, since the injection mold according to the present invention can change the color of the product P without performing trial hitting, it is possible to eliminate waste of the molding material. The types of molding materials M 1 and M 2 for injection molding using the injection molding die of the present invention are not particularly limited, but are usually polyolefins such as polypropylene, polyethylene, polybutene-1, and the like; ABS (acrylonitrile-butadiene- Styrene) such as styrene), MBS (methyl methacrylate-butadiene-styrene), polystyrene; acrylic resin such as polymethyl methacrylate; polycarbonate; polyvinyl chloride; polyester such as polybutylene terephthalate and polyethylene terephthalate; heat such as polyamide It is a plastic resin. The injection mold of the present invention can be suitably used for injection molding various products such as automobile interior materials.
10 ノズルタッチブロック
11 噛み込み部
20 マニホールド
30 支持手段
40 第一金型
41 第二金型
50 ノズルタッチブロック押圧手段
51 押圧部
52 固定部
60 射出ユニット
61 ノズル
C キャビティ
I1 導入口(成形材料M1用のノズルタッチブロック側の導入口)
I10 導入口(成形材料M1用のマニホールド側の導入口)
I2 導入口(成形材料M2用のノズルタッチブロック側の導入口)
I20 導入口(成形材料M2用のマニホールド側の導入口)
M1 成形材料
M2 成形材料
O1 導出口(成形材料M1用のノズルタッチブロック側の導出口)
O2 導出口(成形材料M2用のノズルタッチブロック側の導出口)
O10〜G13 導出口(成形材料M1用のマニホールド側の導出口)
O20〜G23 導出口(成形材料M2用のマニホールド側の導出口)
R10 ホットランナー(成形材料M1用)
R20 ホットランナー(成形材料M2用)
P 製品
DESCRIPTION OF
I 10 inlet (manifold side inlet for molding material M 1 )
I 2 inlet (inlet on the nozzle touch block side for molding material M 2 )
I 20 inlet (manifold side inlet for molding material M 2 )
M 1 molding material M 2 molding material O 1 outlet (outlet on the nozzle touch block side for molding material M 1 )
O 2 outlet (outlet on the nozzle touch block side for molding material M 2 )
O 10 to G 13 outlet (manifold side outlet for molding material M 1 )
O 20 to G 23 outlet (manifold side outlet for molding material M 2 )
R 10 hot runner (forming material M 1)
R 20 hot runner (forming material M 2)
P product
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