JP2011161814A - Injection mold and injection molding method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、溶融樹脂をキャビティに充填して成形する射出成形用金型および射出成形方法に係り、特に、ホットランナーボディで加熱された溶融樹脂をキャビティに充填して成形する射出成形用金型および射出成形方法に関する。 The present invention relates to an injection mold and an injection molding method for filling a cavity with a molten resin and molding, and more particularly, an injection mold for filling a cavity with a molten resin heated by a hot runner body and molding it. And an injection molding method.
レンズなどの樹脂製の光学部品は、一般に、溶融樹脂を金型内のキャビティに充填して固化させることで成形されている。このような、金型を用いた成形では、キャビティに充填する溶融樹脂を加熱するためのホットランナーボディが多用されている。
ホットランナーボディを用いた成形は、図６に示すように、固定側型板４１内のランナー４２を通る溶融樹脂がホットランナーボディ４３で加熱されて固定側型板４１と可動側型板４４との間に形成されたキャビティ４５に充填され、その溶融樹脂をキャビティ４５において固化することで行われている。しかしながら、ホットランナーボディ４３は固定側型板４１内に支持されており、ホットランナーボディ４３で溶融樹脂を加熱する熱が固定側型板４１を介してキャビティ４５に伝わるため、溶融樹脂を固化する時にキャビティ４５の温度が変動し、成形品の形状・精度が低下するおそれがあった。
In general, resin optical parts such as lenses are molded by filling a cavity in a mold with a molten resin and solidifying it. In such molding using a mold, a hot runner body for heating the molten resin filling the cavity is frequently used.
In the molding using the hot runner body, as shown in FIG. 6, the molten resin passing through the runner 42 in the fixed side template 41 is heated by the hot runner body 43, and the fixed side template 41 and the movable side template 44 It is performed by filling the cavity 45 formed between the two and solidifying the molten resin in the cavity 45. However, since the hot runner body 43 is supported in the fixed side mold plate 41 and heat for heating the molten resin in the hot runner body 43 is transferred to the cavity 45 through the fixed side mold plate 41, the molten resin is solidified. Sometimes the temperature of the cavity 45 fluctuated, and the shape and accuracy of the molded product could be reduced.
そこで、例えば、特許文献１には、ホットランナーボディの外周にエアギャップを設けることで、ホットランナーボディからの熱が固定側型板に伝わるのを抑制することが提案されている。 Thus, for example, Patent Document 1 proposes that an air gap be provided on the outer periphery of the hot runner body to suppress the heat from the hot runner body from being transmitted to the stationary side template.
しかしながら、ホットランナーボディを保持するためにホットランナーボディの一部は固定側型板に接触して支持されており、その支持部を介してホットランナーボディの熱がキャビティに伝わり、キャビティの温度が変動するおそれがある。 However, in order to hold the hot runner body, a part of the hot runner body is supported in contact with the fixed side template, and the heat of the hot runner body is transferred to the cavity through the support portion, and the temperature of the cavity is reduced. May fluctuate.
この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、ホットランナーボディからの熱伝導によりキャビティの温度が変動することを抑制した射出成形用金型および射出成形方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides an injection mold and an injection molding method in which the temperature of the cavity is suppressed from fluctuating due to heat conduction from the hot runner body. The purpose is to do.
上記目的を達成するために、本発明に係る射出成形用金型は、溶融樹脂が内部に形成されたランナーを通る固定側型板と、前記固定側型板に対して開閉自在に可動し、前記固定側型板との間に前記ランナーに連通し且つ外郭部分および製品部分からなるキャビティを形成する可動側型板と、前記ランナーの一部を形成するように前記固定側型板の内部に設置され、前記溶融樹脂を加熱するホットランナーボディと、前記ホットランナーボディの前記固定側型板への支持部近傍に設置され、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制する温調水を流すための水路と、前記水路に前記温調水を流すと共に前記温調水の温度を所定温度に制御する温調水制御装置とを有するものである。 In order to achieve the above object, an injection mold according to the present invention, a fixed mold plate that passes through a runner in which a molten resin is formed, and is movable to be openable and closable with respect to the fixed mold plate, A movable side mold plate that communicates with the runner between the fixed side mold plate and forms a cavity made of an outer portion and a product portion, and the fixed side mold plate so as to form a part of the runner. The hot runner body that is installed and heats the molten resin, and is installed in the vicinity of the support portion of the hot runner body to the fixed-side template, and the temperature of the product portion of the cavity is increased by heat conduction from the hot runner body. It has a water channel for flowing temperature-controlled water that suppresses fluctuations, and a temperature-controlled water control device that controls the temperature of the temperature-controlled water to a predetermined temperature while flowing the temperature-controlled water through the water channel.
ここで、前記水路は、前記ホットランナーボディの外周を囲んで設置することができる。また、前記固定側型板の内部に配置されて前記ホットランナーボディの端部を支持するブッシュ部品をさらに有し、前記水路は、前記ブッシュ部品と前記固定側型板により形成することもできる。
また、前記ブッシュ部品は、前記ホットランナーボディの両端部にそれぞれ配置されることが好ましい。
また、前記ホットランナーボディの中間部と前記固定側型板との間にエアギャップをさらに有することが好ましい。
また、前記温調水制御装置は、前記温調水の温度を１２５℃近傍に制御することが好ましい。
Here, the water channel can be installed so as to surround an outer periphery of the hot runner body. Moreover, it has a bush component which is arrange | positioned inside the said fixed side template and supports the edge part of the said hot runner body, The said water channel can also be formed with the said bush component and the said fixed side template.
Moreover, it is preferable that the said bush components are each arrange | positioned at the both ends of the said hot runner body.
Moreover, it is preferable to further have an air gap between the intermediate part of the hot runner body and the fixed-side template.
Moreover, it is preferable that the said temperature control water control apparatus controls the temperature of the said temperature control water to 125 degreeC vicinity.
また、前記温調水は、前記キャビティの製品部分を形成している前記固定側型板と前記可動側型板との温度差が３℃以内になるように、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することができる。
また、前記キャビティの製品部分は、有効径が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、上面と下面の中心軸のズレ量が１０μｍ以下のレンズを成形するように形成され、前記温調水は、その成形されたレンズの上面断面形状と前記固定側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下、かつ、成形されたレンズの下面断面形状と前記可動側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下となるように、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することもできる。
In addition, the temperature-controlled water is transferred from the hot runner body so that a temperature difference between the fixed mold plate and the movable mold plate forming the product portion of the cavity is within 3 ° C. Therefore, it is possible to suppress the temperature of the product portion of the cavity from fluctuating.
The product portion of the cavity is formed so as to mold a lens having an effective diameter of 2 mm or more and 20 mm or less, a thickness of 0.5 mm or more and 5 mm or less, and a deviation between the central axes of the upper surface and the lower surface of 10 μm or less. As for water conditioning, the amount of deviation between the upper surface cross-sectional shape of the molded lens and the cross-sectional shape of the surface of the fixed-side mold plate in contact with the lens is 10 μm or less, and the lower-surface cross-sectional shape of the molded lens and the movable-side mold It is also possible to suppress the temperature of the product portion of the cavity from fluctuating due to heat conduction from the hot runner body so that the amount of deviation from the cross-sectional shape of the surface in contact with the lens of the plate is 10 μm or less.
また、本発明に係る射出成形方法は、固定側型板の内部のランナーに溶融樹脂を通し、ホットランナーボディで前記ランナーの一部を通る前記溶融樹脂を加熱し、前記ホットランナーボディを通る前記ランナーから前記固定側型板と可動側型板の間の外郭部分および製品部分からなるキャビティに前記溶融樹脂を充填し、前記キャビティに充填された前記溶融樹脂を固化すると共に所定温度で流れる温調水を前記ホットランナーボディの前記固定側型板への支持部分近傍に流し、前記温調水が前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制する方法である。 Further, the injection molding method according to the present invention is such that the molten resin is passed through the runner inside the fixed-side template, the molten resin passing through a part of the runner is heated by the hot runner body, and the hot runner body passes through the hot runner body. The molten resin is filled from the runner into the cavity formed by the outer portion and the product portion between the fixed side mold plate and the movable side die plate, and the molten resin filled in the cavity is solidified and temperature-controlled water flowing at a predetermined temperature is supplied. The hot runner body is caused to flow in the vicinity of a supporting portion of the hot runner body to the fixed-side template, and the temperature-adjusted water prevents the temperature of the product portion of the cavity from fluctuating due to heat conduction from the hot runner body.
ここで、前記温調水は、前記キャビティにおいて前記溶融樹脂を固化する際に、前記キャビティの製品部分を形成している前記固定側型板と前記可動側型板との温度差が３℃以内になるように、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することができる。
また、前記キャビティにおける前記溶融樹脂の固化により、前記キャビティの製品部分は有効径が２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚みが０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、上面と下面の中心軸のズレ量が１０μｍ以下のレンズを成形し、前記温調水は、前記キャビティにおいて前記溶融樹脂を固化する際に、その成形されるレンズの上面断面形状と前記固定側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下、かつ、成形されるレンズの下面断面形状と前記可動側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下になるように、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することもできる。
Here, the temperature adjustment water has a temperature difference of 3 ° C. or less between the fixed mold plate and the movable mold plate forming the product portion of the cavity when the molten resin is solidified in the cavity. Thus, it is possible to suppress the temperature of the product portion of the cavity from fluctuating due to heat conduction from the hot runner body.
Further, due to the solidification of the molten resin in the cavity, the product part of the cavity has a lens having an effective diameter of 2 mm or more and 20 mm or less, a thickness of 0.5 mm or more and 5 mm or less, and a deviation between the central axis of the upper surface and the lower surface of 10 μm or less. When the molten water is molded in the cavity, the amount of deviation between the upper surface cross-sectional shape of the molded lens and the cross-sectional shape of the surface in contact with the lens of the fixed-side template is 10 μm. And the amount of deviation between the lower surface cross-sectional shape of the lens to be molded and the cross-sectional shape of the surface of the movable side mold plate in contact with the lens is 10 μm or less due to heat conduction from the hot runner body. It is also possible to suppress fluctuations in the temperature of the product part.
本発明によれば、ホットランナーボディからの熱伝導によりキャビティの温度が変動することを抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can suppress that the temperature of a cavity fluctuates by the heat conduction from a hot runner body.
以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
図１に、本発明の一実施形態に係る射出成形用金型の構成を示す。射出成形用金型は、固定側型板１と、固定側型板１に対して開閉自在に可動する可動側型板２とを有する。固定側型板１は、固定側型板１の下面を形成する型部材３と、型部材３の上面に配置される型部材４と、型部材４の上面の縁に沿って配置される型部材５と、型部材５の上面に配置され固定側型板１の上面を形成する型部材６が順次積層されると共に互いに固定された構成を有している。また、可動側型板２は、型部材７および８が積層されると共に互いに固定された構成を有している。 FIG. 1 shows a configuration of an injection mold according to an embodiment of the present invention. The injection mold includes a fixed-side mold plate 1 and a movable-side mold plate 2 that can be opened and closed with respect to the fixed-side mold plate 1. The fixed side mold plate 1 includes a mold member 3 that forms the lower surface of the fixed side mold plate 1, a mold member 4 that is disposed on the upper surface of the mold member 3, and a mold that is disposed along the edge of the upper surface of the mold member 4 The member 5 and the mold member 6 disposed on the upper surface of the mold member 5 and forming the upper surface of the fixed-side mold plate 1 are sequentially laminated and fixed to each other. The movable side mold plate 2 has a configuration in which the mold members 7 and 8 are laminated and fixed to each other.
可動側型板２の型部材７は、固定側型板１の型部材３との間でキャビティ９を形成している。キャビティ９は、成形されるレンズ等の製品の形状を有する製品部分１０と、製品部分１０に連通する外郭部分１１とから構成される。外郭部分１１は、型部材３の下面と型部材７の上面に沿って伸びる凹部とから形成されている。また、外郭部分１１と製品部分１０との連結部には、型部材７の凹部の底面が一部突出して外郭部分１１の空間を細くしたゲート１４が形成されている。
一方、製品部分１０の上面は、型部材３を上下方向に貫通する固定側製品駒１２の下面によって形成され、製品部分１０の下面は、型部材７を上下方向に貫通する可動側製品駒１３によって形成されている。製品部分１０の側面は、型部材３および７の内壁面によって形成されている。なお、固定側製品駒１２は、型部材４により上面側から固定されると共に型部材３により下面側および側面側から固定されている。また、可動側製品駒１３は、型部材８により下面側から固定されると共に型部材７により下面側および側面側から固定されている。
A mold member 7 of the movable side mold plate 2 forms a cavity 9 with the mold member 3 of the fixed side mold plate 1. The cavity 9 includes a product part 10 having a shape of a product such as a lens to be molded, and an outer part 11 communicating with the product part 10. The outer shell portion 11 is formed from a lower surface of the mold member 3 and a recess extending along the upper surface of the mold member 7. Further, a gate 14 is formed at the connecting portion between the outer portion 11 and the product portion 10, in which the bottom surface of the concave portion of the mold member 7 partially protrudes to narrow the space of the outer portion 11.
On the other hand, the upper surface of the product portion 10 is formed by the lower surface of the fixed product piece 12 penetrating the mold member 3 in the vertical direction, and the lower surface of the product portion 10 is movable side product piece 13 penetrating the mold member 7 in the vertical direction. Is formed by. The side surface of the product portion 10 is formed by the inner wall surfaces of the mold members 3 and 7. The fixed product piece 12 is fixed from the upper surface side by the mold member 4 and is fixed from the lower surface side and the side surface side by the mold member 3. The movable product piece 13 is fixed from the lower surface side by the mold member 8 and is fixed from the lower surface side and the side surface side by the mold member 7.
外郭部分１１の上側には、型部材３内から型部材４を貫通し、型部材５の内側まで達するように上方に伸びたホットランナー（ＨＲ）ボディ１５が設置されている。ホットランナーボディ１５は上面から下面まで延びる貫通孔１７が形成された筒状の形状を有し、その下面には供給口１６が形成されている。ホットランナーボディ１５内には、貫通孔１７に沿って上下方向に伸びるヒーター１８が設置されている。また、ホットランナーボディ１５は、上端において側面方向に突出した上端凸部１９と下端において下方に突出した下端凸部２０とを有する。 A hot runner (HR) body 15 that extends upward from the mold member 3 so as to reach the inside of the mold member 5 is installed on the upper side of the outer shell portion 11. The hot runner body 15 has a cylindrical shape in which a through hole 17 extending from the upper surface to the lower surface is formed, and a supply port 16 is formed on the lower surface. In the hot runner body 15, a heater 18 extending in the vertical direction along the through hole 17 is installed. Moreover, the hot runner body 15 has an upper end convex part 19 projecting in the lateral direction at the upper end and a lower end convex part 20 projecting downward at the lower end.
ホットランナーボディ１５の下端部の側面と型部材３の内壁面との間には、環状のブッシュ部品２１が設置されている。ブッシュ部品２１は、ホットランナーボディ１５の下端部の外周を囲むと共に下端凸部２０を下面側および側面側から支持している。また、ブッシュ部品２１の下面は、型部材３の下面を一部形成すると共にキャビティ９の外郭部分１１を一部形成している。ブッシュ部品２１の下面側の孔は、ホットランナーボディ１５の貫通孔１７と外郭部分１１とが連通するように、ホットランナーボディ１５の供給口１６と位置合わせされている。一方、ブッシュ部品２１の型部材３と対向する面（外周面）には、環状の凹部が形成されている。ブッシュ部品２１の凹部と型部材３の内壁面は、所定の温度を有する温調水を流すための水路２２を形成する。なお、ブッシュ部品２１は、ブッシュ部品２１と型部材４との間に設置されたブッシュ部品押さえ２３を介して型部材４により上面側から固定されると共に型部材３により下面側および側面側から固定されている。このようにして、ホットランナーボディ１５の下端凸部２０を固定側型板１に支持するブッシュ部品２１の支持部近傍に水路２２を形成することができる。 An annular bush part 21 is installed between the side surface of the lower end portion of the hot runner body 15 and the inner wall surface of the mold member 3. The bush component 21 surrounds the outer periphery of the lower end portion of the hot runner body 15 and supports the lower end convex portion 20 from the lower surface side and the side surface side. Further, the lower surface of the bush part 21 forms a part of the lower surface of the mold member 3 and also forms a part of the outer portion 11 of the cavity 9. The hole on the lower surface side of the bush component 21 is aligned with the supply port 16 of the hot runner body 15 so that the through hole 17 of the hot runner body 15 and the outer shell portion 11 communicate with each other. On the other hand, an annular recess is formed on the surface (outer peripheral surface) of the bush component 21 facing the mold member 3. The recess of the bush part 21 and the inner wall surface of the mold member 3 form a water channel 22 for flowing temperature-controlled water having a predetermined temperature. The bush component 21 is fixed from the upper surface side by the mold member 4 via the bush component presser 23 installed between the bush component 21 and the mold member 4 and is fixed from the lower surface side and the side surface side by the mold member 3. Has been. In this way, the water channel 22 can be formed in the vicinity of the support portion of the bushing component 21 that supports the lower end convex portion 20 of the hot runner body 15 on the fixed-side template 1.
ホットランナーボディ１５の上端部の側面と型部材４の内壁面との間にも、環状のブッシュ部品２４が設置されている。ブッシュ部品２４は、ホットランナーボディ１５の上端部の外周を囲むと共にホットランナーボディ１５の上端凸部１９を下面側および側面側から支持している。また、ブッシュ部品２４の型部材４と対向する面（外周面）には、環状の凹部が形成されている。ブッシュ部品２４の凹部と型部材４の内壁面は、所定の温度を有する温調水を流すための水路２５を形成する。なお、ブッシュ部品２４は、型部材４により下面側および側面側から固定されている。このようにして、ホットランナーボディ１５の上端凸部１９を固定側型板１に支持するブッシュ部品２４の支持部近傍に水路２５を形成することができる。 An annular bush component 24 is also installed between the side surface of the upper end portion of the hot runner body 15 and the inner wall surface of the mold member 4. The bush component 24 surrounds the outer periphery of the upper end portion of the hot runner body 15 and supports the upper end convex portion 19 of the hot runner body 15 from the lower surface side and the side surface side. Further, an annular recess is formed on the surface (outer peripheral surface) of the bush component 24 facing the mold member 4. The recess of the bush component 24 and the inner wall surface of the mold member 4 form a water channel 25 for flowing temperature-controlled water having a predetermined temperature. The bush component 24 is fixed from the lower surface side and the side surface side by the mold member 4. In this manner, the water channel 25 can be formed in the vicinity of the support portion of the bush component 24 that supports the upper end convex portion 19 of the hot runner body 15 to the fixed-side template 1.
なお、ブッシュ部品２１の凹部の上側部分および下側部分と型部材３との間、およびブッシュ部品２４の凹部の上側部分および下側部分と型部材４との間には、それぞれ水路２２および２５から温調水が漏れないようにパッキンまたはＯ−リング等からなる漏洩防止手段２６を介在させている。また、ホットランナーボディ１５の中間部とブッシュ部品２１，２４、型部材４との間には、エアギャップ２７が形成されている。また、ブッシュ部品２１および２４としては、例えばステンレスからなるものが利用できる。 In addition, between the upper part and lower part of the recessed part of the bush part 21, and the mold member 3, and between the upper part and lower part of the recessed part of the bush part 24, and the mold member 4, the water channels 22 and 25 are respectively provided. In order to prevent temperature-controlled water from leaking out, leakage preventing means 26 made of packing or O-rings is interposed. An air gap 27 is formed between the intermediate part of the hot runner body 15, the bush parts 21 and 24, and the mold member 4. Further, as the bush parts 21 and 24, for example, those made of stainless steel can be used.
型部材５の内側で型部材４の上面には、ホットランナーボディ１５の上端凸部１９を上面側から支持するホットランナーボディ押さえ２８が設置されている。
型部材５の内側で型部材６の下面側には、ホットランナーボディ１５の上面と接するマニホールド２９が設置されている。マニホールド２９は、マニホールド押さえ３０を介して型部材６に固定されることで、型部材６の下面との間に一定の空間を有して設置されている。マニホールド２９は上面の一部に凸部を有し、マニホールド２９の凸部が型部材６の上面から下面に貫通して形成されたノズル挿入口３１の内側に挿入されると共にその外周がノズル挿入口３１の内壁面と接するように設置されている。マニホールド２９内には、マニホールド２９の凸部の上面に形成された射出口３２からマニホールド２９のホットランナーボディ１５と接する下面に通じるように貫通孔が形成されている。
A hot runner body presser 28 that supports the upper end convex portion 19 of the hot runner body 15 from the upper surface side is installed on the upper surface of the mold member 4 inside the mold member 5.
A manifold 29 in contact with the upper surface of the hot runner body 15 is installed on the lower surface side of the mold member 6 inside the mold member 5. The manifold 29 is fixed to the mold member 6 via the manifold presser 30 so that a certain space is provided between the manifold 29 and the lower surface of the mold member 6. The manifold 29 has a convex portion on a part of the upper surface, and the convex portion of the manifold 29 is inserted into the nozzle insertion port 31 formed so as to penetrate from the upper surface to the lower surface of the mold member 6 and the outer periphery thereof is inserted into the nozzle. It is installed in contact with the inner wall surface of the mouth 31. A through hole is formed in the manifold 29 so as to communicate with the lower surface of the manifold 29 in contact with the hot runner body 15 from the injection port 32 formed on the upper surface of the convex portion of the manifold 29.
マニホールド２９およびホットランナーボディ１５に形成された貫通孔により、マニホールド２９の射出口３２からホットランナーボディ１５の供給口１６まで連通するランナー３３が形成される。すなわち、ランナー３３は、ホットランナーボディ１５の下側に位置するキャビティ９の外郭部分１１と連通している。これにより、射出成形機のノズルＮからマニホールド２９の射出口３２に射出された溶融樹脂が、ホットランナーボディ１５の供給口１６を通りキャビティ９に供給されるように構成されている。
なお、溶融樹脂としては、シクロオレフィンポリマー系樹脂等の熱可塑性樹脂が利用できる。
The through holes formed in the manifold 29 and the hot runner body 15 form a runner 33 that communicates from the injection port 32 of the manifold 29 to the supply port 16 of the hot runner body 15. That is, the runner 33 communicates with the outer portion 11 of the cavity 9 located below the hot runner body 15. Thereby, the molten resin injected from the nozzle N of the injection molding machine to the injection port 32 of the manifold 29 is supplied to the cavity 9 through the supply port 16 of the hot runner body 15.
A thermoplastic resin such as a cycloolefin polymer resin can be used as the molten resin.
なお、図１においては、キャビティ９の外郭部分１１の一方の端部にのみ製品部分１０が形成されているが、外郭部分１１の他方の端部にも同様の製品部分を構成することができる。
また、固定側型板１と可動側型板２は複数のキャビティを形成することができ、例えば図１においてランナー３３は右方向に分岐してキャビティ９と連通すると共に左方向または紙面に垂直な方向などに分岐して各キャビティと連通することができる。
In FIG. 1, the product portion 10 is formed only at one end of the outer portion 11 of the cavity 9, but a similar product portion can be formed at the other end of the outer portion 11. .
In addition, the fixed side mold plate 1 and the movable side mold plate 2 can form a plurality of cavities. For example, in FIG. 1, the runner 33 branches rightward and communicates with the cavity 9 and is leftward or perpendicular to the paper surface. It is possible to communicate with each cavity by branching in a direction or the like.
図２に水路２２の構成を示す。環状のブッシュ部品２１が、ランナー３３を通る溶融樹脂をヒーターにより加熱するホットランナーボディ１５の下端部を囲むように固定側型板１に設置されている。また、ブッシュ部品２１と固定側型板１により、ホットランナーボディ１５の外周を囲むと共にホットランナーボディ１５の下端部を支持するブッシュ部品２１の支持部近傍に水路２２が形成されている。水路２２には、温調水制御装置３４により、所定温度に制御された温調水が循環される。これにより、ホットランナーボディ１５の熱がブッシュ部品２１の支持部を介して固定側型板１に伝わり、キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することができる。
また、同様に、ブッシュ部品２４と固定側型板１によりホットランナーボディ１５の上端部を支持するブッシュ部品２４の支持部近傍に形成される水路２５にも、温調水制御装置３４により所定温度に制御された温調水が循環されている。これにより、ホットランナーボディ１５の熱がブッシュ部品２４の支持部を介して固定側型板１に伝わり、キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することができる。
FIG. 2 shows the configuration of the water channel 22. An annular bush component 21 is installed on the fixed-side template 1 so as to surround the lower end of the hot runner body 15 that heats the molten resin passing through the runner 33 with a heater. Further, the bush part 21 and the stationary side template 1 surround the outer periphery of the hot runner body 15 and form a water channel 22 in the vicinity of the support part of the bush part 21 that supports the lower end part of the hot runner body 15. Temperature-controlled water controlled at a predetermined temperature by the temperature-controlled water control device 34 is circulated through the water channel 22. Thereby, the heat of the hot runner body 15 is transmitted to the fixed-side mold plate 1 via the support part of the bush component 21, and the temperature of the product portion of the cavity can be suppressed from fluctuating.
Similarly, the temperature adjustment water control device 34 also applies a predetermined temperature to the water channel 25 formed in the vicinity of the support portion of the bush component 24 that supports the upper end portion of the hot runner body 15 by the bush component 24 and the stationary-side template 1. The controlled temperature control water is circulated. Thereby, the heat of the hot runner body 15 is transmitted to the fixed-side mold plate 1 through the support portion of the bush component 24, and the temperature of the product portion of the cavity can be suppressed from fluctuating.
次に、図１に示した射出成形用金型の動作を説明する。 Next, the operation of the injection mold shown in FIG. 1 will be described.
まず、固定側型板１に対して可動側型板２を閉じ、固定側型板１と可動側型板２との間に外郭部分１１および製品部分１０からなるキャビティ９を形成する。固定側型板１内に設置されたホットランナーボディ１５のヒーター１８を駆動する。また、図２に示すように、温調水制御装置３４からホットランナーボディ１５の外周を囲んで設置された水路２２および２５に、例えば１２５℃近傍に制御された温調水を循環させる。 First, the movable side mold plate 2 is closed with respect to the fixed side mold plate 1, and the cavity 9 including the outer portion 11 and the product portion 10 is formed between the fixed side mold plate 1 and the movable side mold plate 2. The heater 18 of the hot runner body 15 installed in the fixed side template 1 is driven. Further, as shown in FIG. 2, for example, temperature-controlled water controlled to be around 125 ° C. is circulated from the temperature adjustment water control device 34 to water channels 22 and 25 installed around the outer periphery of the hot runner body 15.
次に、固定側型板１の型部材６に形成されたノズル挿入口３１に射出成形機のノズルＮが挿入され、射出成形機のノズルＮからマニホールド２９の射出口３２に溶融樹脂が射出される。射出された溶融樹脂は、ランナー３３を通りホットランナーボディ１５の供給口１６からキャビティ９に充填される。続いて、キャビティ９に充填された溶融樹脂は、固化される。この時、ランナー３３内の溶融樹脂が固化しないように、ホットランナーボディ１５内ではヒーター１８によりランナー３３内の溶融樹脂が加熱されている。このヒーター１８による熱は、ホットランナーボディ１５からホットランナーボディ１５を両端部で支持するブッシュ部品２１および２４に伝達されている。しかしながら、ホットランナーボディ１５の下端凸部２０および上端凸部１９を支持するブッシュ部品２１および２４の支持部近傍に設置された水路２２および２５を流れる温調水により、ブッシュ部品２１および２４の温度が１２５℃近傍に保たれている。
これにより、ホットランナーボディ１５において溶融樹脂を加熱する熱が固定側型板１に伝わり、キャビティ９の製品部分１０の温度を変動させるのを抑制することができる。
Next, the nozzle N of the injection molding machine is inserted into the nozzle insertion port 31 formed in the mold member 6 of the fixed side mold plate 1, and the molten resin is injected from the nozzle N of the injection molding machine to the injection port 32 of the manifold 29. The The injected molten resin passes through the runner 33 and is filled into the cavity 9 from the supply port 16 of the hot runner body 15. Subsequently, the molten resin filled in the cavity 9 is solidified. At this time, the molten resin in the runner 33 is heated by the heater 18 in the hot runner body 15 so that the molten resin in the runner 33 does not solidify. The heat from the heater 18 is transmitted from the hot runner body 15 to the bush components 21 and 24 that support the hot runner body 15 at both ends. However, the temperature of the bush components 21 and 24 is controlled by the temperature-controlled water flowing through the water channels 22 and 25 installed in the vicinity of the support portions of the bush components 21 and 24 that support the lower end convex portion 20 and the upper end convex portion 19 of the hot runner body 15. Is maintained around 125 ° C.
Thereby, it is possible to suppress the heat that heats the molten resin in the hot runner body 15 from being transmitted to the fixed-side mold plate 1 and changing the temperature of the product portion 10 of the cavity 9.
キャビティ９の溶融樹脂が固化して成形品が成形されると、可動側型板２が開かれ、成形品が取り出される。 When the molten resin in the cavity 9 is solidified to form a molded product, the movable side mold plate 2 is opened and the molded product is taken out.
本実施形態によれば、ホットランナーボディの固定側型板への支持部近傍に所定温度の温調水が流れる水路を設置することで、ホットランナーボディからの熱伝導によりキャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することができる。 According to the present embodiment, the temperature of the product portion of the cavity is set by heat conduction from the hot runner body by installing a water channel through which temperature-controlled water of a predetermined temperature flows in the vicinity of the support portion of the hot runner body to the stationary side template. Can be suppressed.
ここで、水路２２および２５に温調水を流さない場合と流した場合において、実際に温度変動の測定を行った実例について説明する。この例は、キャビティ９に充填された溶融樹脂を固化する時に、図１に示すＡ〜Ｅの各測定部位における温度変動の測定を行ったもので、温調水を流さない場合の測定結果を図３に、温調水を流した場合の測定結果を図４に示す。なお、測定部位Ａ（固定側製品部分）およびＢ（可動側製品部分）はキャビティ９の製品部分１０の近傍に位置し、測定部位Ｃ（ＨＲボディ上端支持部）およびＤ（ＨＲボディ下端支持部）はホットランナーボディ１５の固定側型板１への支持部近傍に位置し、測定部位Ｅ（ＨＲボディ下側）はホットランナーボディ１５の供給口１６の近傍に位置している。また、温調水の温度は１２５℃、ホットランナーボディ１５の温調設定温度は２７５℃に設定した。また、溶融樹脂はシクロオレフィンポリマー系樹脂を使用し、キャビティ９の製品部分１０の形状はφ７ｍｍ平板とした。
図３に示した水路２２および２５に温調水を流さない場合と比較し、図４に示した水路２２および２５に温調水を流した場合では、各測定部位Ａ〜Ｅの温度変動が抑制されていることがわかる。また、測定部位ＡおよびＢにおける最少の温度差（型開き前の温度差）も、図３では３℃より大きいのに対し、図４では３℃以内と小さくなっている。
Here, an actual example in which the temperature fluctuation is actually measured in the case where the temperature control water is not supplied to the water channels 22 and 25 and the case where the temperature control water is supplied will be described. In this example, when the molten resin filled in the cavity 9 is solidified, the temperature fluctuation is measured at each measurement site A to E shown in FIG. FIG. 4 shows the measurement results when temperature-controlled water is flowed in FIG. Measurement sites A (fixed side product portion) and B (movable side product portion) are located in the vicinity of the product portion 10 of the cavity 9, and measurement sites C (HR body upper end support portion) and D (HR body lower end support portion). ) Is located in the vicinity of the support portion of the hot runner body 15 to the stationary side template 1, and the measurement site E (lower side of the HR body) is located in the vicinity of the supply port 16 of the hot runner body 15. Moreover, the temperature control water temperature was 125 degreeC, and the temperature control setting temperature of the hot runner body 15 was set to 275 degreeC. The molten resin was a cycloolefin polymer resin, and the shape of the product portion 10 of the cavity 9 was a φ7 mm flat plate.
Compared with the case where temperature-controlled water is not supplied to the water channels 22 and 25 shown in FIG. 3, when temperature-controlled water is supplied to the water channels 22 and 25 shown in FIG. It turns out that it is suppressed. Further, the minimum temperature difference (temperature difference before mold opening) at the measurement sites A and B is larger than 3 ° C. in FIG. 3 and smaller than 3 ° C. in FIG.
また、水路２２および２５に流れる温調水の温度を変化させることで測定部位ＡおよびＢにおける型開き前の温度差を変化させ、成形品（レンズ）を成形後、レンズの平面度をレーザ干渉計により測定した結果を図５に示す。なお、溶融樹脂はシクロオレフィンポリマー系樹脂を使用し、キャビティ９の製品部分１０の形状はφ７ｍｍ平板とした。その結果、測定部位ＡおよびＢにおける温度差が、３℃以内ではレンズの平面性が保たれているのに対し、４℃以上ではレンズの平面性が失われている。このことから、φ７ｍｍ平板レンズの成形においてレンズの平面性を保つためには、測定部位ＡおよびＢの温度変動を小さくすると共に測定部位ＡおよびＢの型開き前の温度差を３℃以内とするのが重要であることがわかる。 Further, by changing the temperature of the temperature-controlled water flowing in the water channels 22 and 25, the temperature difference before the mold opening at the measurement sites A and B is changed, and after molding the molded product (lens), the flatness of the lens is changed by laser interference. The result measured by the meter is shown in FIG. The molten resin used was a cycloolefin polymer resin, and the shape of the product portion 10 of the cavity 9 was a φ7 mm flat plate. As a result, the lens flatness is maintained when the temperature difference between the measurement sites A and B is within 3 ° C., whereas the lens flatness is lost when the temperature difference is 4 ° C. or higher. From this, in order to maintain the flatness of the lens in the molding of a φ7 mm flat lens, the temperature variation of the measurement parts A and B is made small and the temperature difference before the mold opening of the measurement parts A and B is within 3 ° C. It turns out that is important.
また、水路２２および２５に１２５℃の温調水を流して成形時の測定部位ＡおよびＢの温度変動を小さくすると共に測定部位ＡおよびＢの型開き前の温度差を３℃以内に保ち、キャビティ９の製品部分１０の形状をφ２ｍｍ以上２０ｍｍ以下、厚み０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下、上面と下面の中心軸（芯）のズレ量（偏芯量）を１０μｍ以下となるように成形品（レンズ）を成形した。なお、溶融樹脂はシクロオレフィンポリマー系樹脂を使用した。その結果、レンズ上面・下面の断面形状の設計断面形状からのズレＰＶ（Ｐｅａｋ ｔｏ Ｖａｌｌｅｙ）が１μｍ以下、レンズ厚みの設計値からのズレが１０μｍ以下の精度で成形品が得られた。 In addition, temperature-controlled water of 125 ° C. is poured into the water channels 22 and 25 to reduce the temperature fluctuation of the measurement parts A and B during molding, and the temperature difference before the mold opening of the measurement parts A and B is kept within 3 ° C. Molded product (lens) so that the shape of the product part 10 of the cavity 9 is φ2 mm or more and 20 mm or less, the thickness is 0.5 mm or more and 5 mm or less, and the deviation (eccentricity) of the central axis (core) between the upper surface and the lower surface is 10 μm or less. ). The molten resin used was a cycloolefin polymer resin. As a result, a molded product was obtained with an accuracy that a deviation PV (Peak to Valley) from the design cross-sectional shape of the cross-sectional shape of the lens upper and lower surfaces was 1 μm or less, and a deviation from the design value of the lens thickness was 10 μm or less.
なお、本実施形態において、水路２２および２５は、ブッシュ部品２１および２４と固定側型板１とにより形成されているが、キャビティ９の製品部分１０の温度が変動しないようにホットランナーボディ１５の固定側型板１への支持部近傍に形成されていればよく、例えば固定側型板１に直接形成してもよい。
また、本実施形態において、水路２２および２５は、ホットランナーボディ１５の外周を囲んで形成されているが、キャビティ９の製品部分１０の温度が変動しないようにホットランナーボディ１５の固定側型板１への支持部近傍に形成されていればよく、例えばＵ字型に形成してもよい。
また、キャビティ９の製品部分１０の温度が変動しなければ、ホットランナーボディ１５の一方の端部のみに水路２２または２５を設けるようにしてもよい。
また、キャビティ９の製品部分１０の温度が変動しなければ、ホットランナーボディ１５の中間部と固定側型板１との間にエアギャップ２７を介在させなくてもよい。
In the present embodiment, the water channels 22 and 25 are formed by the bush parts 21 and 24 and the fixed-side mold plate 1, but the hot runner body 15 is configured so that the temperature of the product portion 10 of the cavity 9 does not fluctuate. What is necessary is just to be formed in the support part vicinity to the stationary-side template 1, for example, you may form directly in the stationary-side template 1. FIG.
In this embodiment, the water channels 22 and 25 are formed so as to surround the outer periphery of the hot runner body 15, but the fixed side template of the hot runner body 15 does not fluctuate so that the temperature of the product portion 10 of the cavity 9 does not fluctuate. It may be formed in the vicinity of the support portion to 1, for example, may be formed in a U-shape.
Further, if the temperature of the product portion 10 of the cavity 9 does not vary, the water channel 22 or 25 may be provided only at one end of the hot runner body 15.
Moreover, if the temperature of the product part 10 of the cavity 9 does not fluctuate, the air gap 27 may not be interposed between the intermediate part of the hot runner body 15 and the fixed-side mold plate 1.
また、ホットランナーボディ１５は供給口１６からキャビティ９に溶融樹脂を供給できればよく、例えばオープンゲートタイプまたはバルブゲートタイプを使用することができる。
また、固定側型板１および可動側型板２のキャビティ９の近傍には、キャビティ９に充填された溶融樹脂を固化するための冷却装置を有してもよい。
The hot runner body 15 only needs to be able to supply molten resin from the supply port 16 to the cavity 9, and for example, an open gate type or a valve gate type can be used.
Further, a cooling device for solidifying the molten resin filled in the cavity 9 may be provided in the vicinity of the cavity 9 of the fixed side mold plate 1 and the movable side mold plate 2.
１ 固定側型板、２ 可動側型板、３，４，５，６，７，８ 型部材、９ キャビティ、１０ 製品部分、１１ 外郭部分、１２ 固定側製品駒、１３ 可動側製品駒、１４ ゲート、１５ ホットランナーボディ、１６ 供給口、１７ 貫通孔、１８ ヒーター、１９ 上端凸部、２０ 下端凸部、２１，２４ ブッシュ部品、２２，２５ 水路、２３ ブッシュ部品押さえ、２６ 漏洩防止手段、２７ エアギャップ、２８ ホットランナーボディ押さえ、２９ マニホールド、３０ マニホールド押さえ、３１ ノズル挿入口、３２ 射出口、３３ ランナー、３４ 温調水制御装置、Ｎ ノズル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Fixed side template, 2 Movable side template, 3, 4, 5, 6, 7, 8 Mold member, 9 cavity, 10 product part, 11 outer part, 12 Fixed side product piece, 13 Movable side product piece, 14 Gate, 15 Hot runner body, 16 Supply port, 17 Through hole, 18 Heater, 19 Upper end convex part, 20 Lower end convex part, 21, 24 Bush parts, 22, 25 Water channel, 23 Bush part presser, 26 Leak prevention means, 27 Air gap, 28 Hot runner body presser, 29 Manifold, 30 Manifold presser, 31 Nozzle insertion port, 32 Injection port, 33 Runner, 34 Temperature control water control device, N nozzle
Claims (11)
前記固定側型板に対して開閉自在に可動し、前記固定側型板との間に前記ランナーに連通し且つ外郭部分および製品部分からなるキャビティを形成する可動側型板と、
前記ランナーの一部を形成するように前記固定側型板の内部に設置され、前記溶融樹脂を加熱するホットランナーボディと、
前記ホットランナーボディの前記固定側型板への支持部近傍に設置され、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制する温調水を流すための水路と、
前記水路に前記温調水を流すと共に前記温調水の温度を所定温度に制御する温調水制御装置と
を有することを特徴とする射出成形用金型。 A fixed side template passing through a runner in which a molten resin is formed;
A movable side mold plate that is movable to be openable and closable with respect to the fixed side mold plate, communicates with the runner between the fixed side mold plate and forms a cavity made of an outer portion and a product portion;
A hot runner body that is installed inside the stationary side template so as to form a part of the runner and heats the molten resin;
A water channel that is installed in the vicinity of a support portion of the hot runner body to the fixed-side template, and that flows temperature-controlled water that suppresses fluctuations in the temperature of the product portion of the cavity due to heat conduction from the hot runner body. When,
An injection mold characterized by having a temperature adjustment water control device for flowing the temperature adjustment water through the water channel and controlling the temperature of the temperature adjustment water to a predetermined temperature.
前記水路は、前記ブッシュ部品と前記固定側型板により形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の射出成形用金型。 A bush part disposed inside the fixed-side template and supporting an end of the hot runner body;
The injection mold according to claim 1 or 2, wherein the water channel is formed by the bush part and the fixed-side mold plate.
前記温調水は、その成形されたレンズの上面断面形状と前記固定側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下、かつ、成形されたレンズの下面断面形状と前記可動側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下となるように、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の射出成形用金型。 The product part of the cavity is formed so as to mold a lens having an effective diameter of 2 mm or more and 20 mm or less, a thickness of 0.5 mm or more and 5 mm or less, and a deviation between the central axes of the upper surface and the lower surface of 10 μm or less.
The temperature control water has a deviation of 10 μm or less between the cross-sectional shape of the upper surface of the molded lens and the cross-sectional shape of the surface of the fixed side template contacting the lens, and the lower surface cross-sectional shape of the molded lens and the movable The variation of the temperature of the product portion of the cavity due to heat conduction from the hot runner body is suppressed so that the amount of deviation from the cross-sectional shape of the surface of the side mold plate in contact with the lens is 10 μm or less. The injection mold according to any one of claims 1 to 7.
ホットランナーボディで前記ランナーの一部を通る前記溶融樹脂を加熱し、
前記ホットランナーボディを通る前記ランナーから前記固定側型板と可動側型板の間の外郭部分および製品部分からなるキャビティに前記溶融樹脂を充填し、
前記キャビティに充填された前記溶融樹脂を固化すると共に所定温度で流れる温調水を前記ホットランナーボディの前記固定側型板への支持部分近傍に流し、
前記温調水が前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することを特徴とする射出成形方法。 Pass the molten resin through the runner inside the fixed side template,
Heat the molten resin passing through a part of the runner with a hot runner body,
Filling the molten resin from the runner passing through the hot runner body into a cavity composed of an outer part and a product part between the fixed side mold plate and the movable side mold plate,
Flowing temperature-adjusted water flowing at a predetermined temperature and solidifying the molten resin filled in the cavity in the vicinity of a support portion to the fixed-side template of the hot runner body,
An injection molding method characterized in that the temperature-controlled water suppresses the temperature of the product portion of the cavity from fluctuating due to heat conduction from the hot runner body.
前記温調水は、前記キャビティにおいて前記溶融樹脂を固化する際に、その成形されるレンズの上面断面形状と前記固定側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下、かつ、成形されるレンズの下面断面形状と前記可動側型板のレンズに接する面の断面形状とのズレ量が１０μｍ以下になるように、前記ホットランナーボディからの熱伝導により前記キャビティの製品部分の温度が変動するのを抑制することを特徴とする請求項９または１０に記載の射出成形方法。 Due to the solidification of the molten resin in the cavity, the product part of the cavity is molded into a lens having an effective diameter of 2 mm to 20 mm, a thickness of 0.5 mm to 5 mm, and a deviation between the central axes of the upper surface and the lower surface of 10 μm or less. ,
When the molten water is solidified in the cavity, the temperature-controlled water has a deviation amount of 10 μm or less between the cross-sectional shape of the upper surface of the lens to be molded and the cross-sectional shape of the surface of the fixed-side template contacting the lens, and The product portion of the cavity is formed by heat conduction from the hot runner body so that the amount of deviation between the cross-sectional shape of the bottom surface of the lens to be molded and the cross-sectional shape of the surface of the movable side template contacting the lens is 10 μm or less. The injection molding method according to claim 9 or 10, wherein temperature fluctuation is suppressed.
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