JP2011121303A - 射出成形用ホットランナ金型 - Google Patents

Abstract

【課題】マニホールドの滞留しやすい分岐部やコーナ部における滞留樹脂の更なる低減化を図ることが可能となる射出成形用ホットランナ金型を提供する。
【解決手段】射出された溶融樹脂を、マニホールドに形成されたランナと連結されたホットランナノズルの流路を介して、キャビティ内に充填可能とされた射出成形用ホットランナ金型であって、
マニホールドは、射出された溶融樹脂を、ランナに導入するための分岐部と、
分岐部からランナに導入された溶融樹脂の流動方向を変更し、ランナと連結されたホットランナノズルの流路に溶融樹脂を導入するため、ランナに形成されたコーナ部と、を備え、
分岐部及び／又はコーナ部、あるいは分岐部及び／又はコーナ部の手前領域において、溶融樹脂を流動させる流路の断面積を連続的に変化させる構造を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、射出成形用ホットランナ金型に関する。

合成樹脂の射出成形においては、通常、溶融した樹脂を型締めされたキャビティへ注入し、冷却・固化させ、次いで型開きして、成形品をスプル、ランナ、ゲートと一緒に突き出しピンで突き出して落下させるというサイクルで成形を行う。
このような通常の射出成形の場合、成形品以外のスプルやランナは、回収した上で再利用された場合でも、回収のためのコストがかかる上に、再度造粒する際の過熱により物性が変化する。
また、多数個取りの成形の場合はランナ、スプルの寸法が大きくなり、冷却時間の増加により生産性が著しく低下する問題がある。

このような問題に対処する手段として、ホットランナ金型が使用されるようになった。
従来においては、このようなホットランナ金型として図６の断面図に示すようなものが用いられている。
この図６に示されるように、多数個取りに使用するマニホールドは、射出成形機から流れる溶融材料を多数のゲートに分配するために用いられ、加熱されたランナ７内に分岐部７１、コーナ部７２が存在する。
そして、マニホールド６を金型本体に固定するためにセンターパット１０、ライザーパット４を用い、それにより、射出圧力に対して耐力を維持している。
このマニホールド６の分岐部７１やコーナ部７２は、溶融樹脂の流れ方向、流路幅、流速が急速に変化することから溶融樹脂が滞留しやすい。

そして、図７に示すように、樹脂の流速が低下する領域１６では特に滞留樹脂が増大している。
また、このような金型の場合、センターパット１０、ライザーパット４が金型本体に接するために、熱伝導によりマニホールド６から金型本体の方へ熱が逃げ、さらにホットランナノズル１１へも熱が逃げる。
これにより、それら部品の近くに存在する分岐部７１、コーナ部７２付近で温度が低下する。
ホットランナの温度が低下すると、流路壁面付近の溶融樹脂は高粘度となって流動性が悪化し、流路壁面付近の滞留樹脂の増大につながる。
このように滞留した樹脂は熱の影響で樹脂の成分が変化し、滞留時間の短い樹脂に対して特性の差が生じる。
一般的な成形品では問題ないが、均一な特性を求められる成形品では、熱履歴の差によって、キャビティ１５に充填された樹脂内で特性のムラが発生し、外観等に影響を及ぼすこととなる。
そのため、特許文献１では、上記した滞留樹脂を低減するための技術として、分岐部、コーナ部を滑らかな形状とすることで、溶融樹脂の流れをできるだけ滑らかにする射出成形用マニホールドが提案されている。

特開平４−２３２０１０号公報

以上のように、従来例のものにおいては、キャビティに充填される経路で樹脂の滞留が生じ、キャビティに充填された樹脂内で特性のムラが発生し、外観等に影響を及ぼすこととなる。
そのため、特性のムラを小さくするためには、キャビティに充填される樹脂の熱履歴を均一にする、すなわち溶融樹脂が所定の温度範囲内にあり、かつ熱を受ける時間が略一様な滞留の少ないホットランナ金型を実現しなければならない。
特許文献１では、流路形状を滑らかにすることで、マニホールドの滞留しやすい分岐部やコーナ部における滞留樹脂の低減が図られているが、流路形状を滑らかにするだけでは必ずしも十分ではなく、更なる改善が望まれる。

本発明は、上記課題に鑑み、マニホールドの滞留しやすい分岐部やコーナ部における滞留樹脂の更なる低減化を図ることが可能となる射出成形用ホットランナ金型の提供を目的とするものである。

本発明は、つぎのように構成した射出成形用ホットランナ金型を提供するものである。
本発明の射出成形用ホットランナ金型は、射出された溶融樹脂を、マニホールドに形成されたランナと連結されたホットランナノズルの流路を介して、キャビティ内に充填可能とされた射出成形用ホットランナ金型であって、
前記マニホールドは、
前記射出された溶融樹脂を、前記ランナに導入するための分岐部と、
前記分岐部から前記ランナに導入された溶融樹脂の流動方向を変更し、該ランナと連結された前記ホットランナノズルの流路に該溶融樹脂を導入するため、該ランナに形成されたコーナ部と、を備え、
前記分岐部及び／又は前記コーナ部、あるいは前記分岐部及び／又は前記コーナ部の手前領域において、前記溶融樹脂を流動させる流路の断面積を連続的に変化させる構造を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、マニホールドの滞留しやすい分岐部やコーナ部における滞留樹脂の更なる低減化を図ることが可能となる射出成形用ホットランナ金型を実現することができる。

本発明によるマニホールドを組み込んだ射出成形用金型の一実施例を示す正面断面図。 図１に示されるマニホールドの正面断面図。 本発明におけるマニホールドの二例目の実施例を示す正面断面図。 本発明におけるマニホールドの三例目の実施例を示す正面断面図。 本発明におけるマニホールドの四例目の実施例を示す正面断面図。 従来技術のホットランナ装置を搭載したマニホールドの分岐部、コーナ部付近流路が滑らかではない射出成形用金型の正面断面図。 図６に示されるマニホールドの正面断面図。

本発明を実施するための形態を、以下の実施例により説明する。

本発明の実施例における射出された溶融樹脂を、マニホールドに形成されたランナと連結されたホットランナノズルの流路を介して、キャビティ内に充填可能とされた射出成形用ホットランナ金型について説明する。
ここでは、２点ゲート用ホットランナ装置を搭載した射出成形用金型を例として説明を行う。
図１には、射出成形用金型において、ホットランナ装置を搭載したオープンゲートタイプの射出成形用金型の正面断面図を示している。
図１に示すように、ホットランナ金型は、固定側取付板３、ホットランナ抑え板５で囲まれた空間部に、スプルーブシュ１、マニホールド６、ホットランナノズル１１等から構成されている。
マニホールド６にはスプルーブシュ１が固定され、スプルーブシュ１に形成された溶融樹脂の流路２はマニホールド６に形成されたランナ７と連結されており、流路はマニホールド６の分岐部９１で分岐する。
マニホールド６は製品部に樹脂を流す経路としてホットランナノズル１１に形成された流路１２に連結するため、コーナ部９２で直角に屈折し、ゲート１３を経て、固定側型板１８、可動側型板１４に形成された空間であるキャビティ１５と連通している。
ここで、ランナに導入される溶融樹脂の流動方向を変更し、該ランナと連結されたホットランナノズルの流路に溶融樹脂を導入するため、分岐部９１、コーナ部９２は、流動方向が滑らかに連続的に変化させる構造を備えている。
そして、その変化と共に流路断面積が連続的に小さくなるよう構成されている。 マニホールド６はセンターパット１０と図示しないノックピンによって位置決めされ、マニホールド６のホットランナノズル１１と対向する位置には、ライザーパット４が設置されている。
ライザーパット４、マニホールド６、ホットランナノズル１１は固定側型板５に挟み込まれているが、冷えた状態では若干の隙間を持っている。
しかしながら、昇温され所定の温度に達すると熱膨張により、ある程度の締め代が発生する。
スプルーブシュ１、マニホールド６、ホットランナノズル１１には、加熱手段と温度センサがそれぞれ設置され、不図示のホットランナ温度コントローラによって温度制御される。

つぎに、分岐部及び／又はコーナ部、あるいは分岐部及び／又はコーナ部の手前領域において、溶融樹脂を流動させる流路の断面積を連続的に変化させた本実施例の構成例について説明する。
図２は、図１に示されるマニホールド６の正面断面図である。
図３、図４、図５には、図２と異なる形状によるマニホールド６の例を示しており、それぞれ図１に示されるマニホールド６の正面断面図である。
それぞれの図中において、φＡは分岐直前の流路径、φＢは分岐直後の流路径、φＣはコーナ部直前の流路径、φＤはコーナ部直後の流路径である。
図２の例では、分岐部および、コーナ部において流路断面積が連続的に小さくなっている。
また、図３の例ではコーナ部のみ、図４の例では分岐部とコーナ部手前領域、図５の例ではコーナ部手前領域のみ、においてそれぞれ流路断面積が連続的に小さくなっている。
一般的に、流動時の圧力損失は流路断面積が小さい場合に大きくなる。
したがって、図４や図５の例のように、コーナ部手前領域の流路断面積が連続的に小さくなるように構成した場合には、その位置はコーナ部に近い方が、流路内圧力損失が小さくなるため効果的である。

上記のように構成されたマニホールド６は流路の分岐部または、コーナ部での溶融樹脂の流動速度が上昇し、壁面付近の滞留樹脂が流れ出しやすくなる。
それによって、流路断面積が分岐部、コーナ部の前後で同一である流路と比べて、滞留樹脂を減らすことができ、特性を満たす良好な製品を得ることができる。例えば、図１のキャビティ１５のような円筒形状のプリフォーム等の成形品の場合、滞留樹脂低減により、肉厚ムラが改善し、外観が周方向で均一な成形品を得ることができる。
また、以上の構成をマニホールドの分岐部、コーナ部における温度低下抑制技術と合わせて実施することによって、ホットランナ内の滞留樹脂に対して、より効果的に滞留樹脂の低減化を図ることが可能となる。

１：スプルーブシュ
３：固定側取付板
４：ライザーパット
５：ホットランナ抑え板
６：マニホールド
７：ランナ
１０：センターパット
１１：ホットランナノズル
１３：ゲート
１４：可動側型板
１５：キャビティ
１８：固定側型板
７１：分岐部
７２：コーナ部
９１：滑らかで流路断面積が連続的に小さくなる分岐部
９２：滑らかで流路断面積が連続的に小さくなるコーナ部

Claims (2)

1. 射出された溶融樹脂を、マニホールドに形成されたランナと連結されたホットランナノズルの流路を介して、キャビティ内に充填可能とされた射出成形用ホットランナ金型であって、
   前記マニホールドは、
   前記射出された溶融樹脂を、前記ランナに導入するための分岐部と、
   前記分岐部から前記ランナに導入された溶融樹脂の流動方向を変更し、該ランナと連結された前記ホットランナノズルの流路に該溶融樹脂を導入するため、該ランナに形成されたコーナ部と、を備え、
   前記分岐部及び／又は前記コーナ部、あるいは前記分岐部及び／又は前記コーナ部の手前領域において、前記溶融樹脂を流動させる流路の断面積を連続的に変化させる構造を備えていることを特徴とする射出成形用ホットランナ金型。
2. 前記コーナ部は、前記溶融樹脂の流動方向を連続的に変化させる構造を備えていることを特徴とする請求項１に記載の射出成形用ホットランナ金型。

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