JP2890606B2 - 射出成形ノズル及び射出成形方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は複数の層からなる成形品を製造する射出成形
ノズルに関する。

（従来の技術） 近似、複数の層からなる成形品を製造するための射出
成形ノズルには、固定金型のスプルー孔に接続される樹
脂流通孔を備え、この樹脂流通孔内に樹脂を供給する複
数の絞り室をこの樹脂流通孔の周囲に多層形状に形成
し、この樹脂流通孔内に棒状弁を摺動自在に嵌合し、こ
の棒状弁を前記スプルー孔に対して接近、離間させるこ
とにより、前記複数の絞り室内の各々を流れてくる樹脂
を、樹脂流通孔内に同心円状に供給するものが、提案さ
れている（特願平１−273489号）。

この射出成形ノズルは、樹脂流通孔内を同心円状に流
れる層の厚さにむらが生じないように、絞り室の中に樹
脂流通孔の周方向に延びる隔壁部を備えており、この隔
壁部に多数の孔を形成し、樹脂の流れてくる上流側の孔
の断面積を小とし樹脂の流れて行く下流側の孔の断面積
を大をとする事により、樹脂流通孔内に供給される樹脂
の供給時の加圧力を均一にするようにしている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来の射出成形ノズルの場
合、キャビティ内に樹脂を充填して成形品を形成した場
合に、成形品のスプルー孔部分に、複数の樹脂層が同心
円状に存在する。従って、酸素バリアー層を中間層に設
けた成形品の場合、成形品を取り出してこのスプルー孔
の跡部分を切り取ると、酸素バリアー層が表面に露出し
て空気中の水分を吸収したり、成形品の洗浄作業におい
て水分を吸収し、結果的に酸素バリアー層の劣化が早く
なることが考えられる。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明の請求項１にかか
る射出成形ノズルは、金型のスプルー孔に連通接続させ
る樹脂流通孔を備え、この樹脂流通孔の周囲に、前記ス
プルー孔に近い先端部側が円錐形状の第１乃至第５の絞
り室を同心円状に形成し、最外層の第１絞り室と最内層
の第５の樹脂絞り室とを前記樹脂流通孔にそれぞれ独立
して連通させ、前記第１の絞り室と第５の絞り室との間
に位置する第２乃至第４の絞り室の前記スプルー側の先
端部に、第２乃至第４の絞り室内を流れる溶融樹脂を合
流させる合流室を設け、この合流室と前記樹脂流通孔と
を連通させ、前記樹脂流通孔内に前記第１乃至第５の絞
り室と前記樹脂流通孔との連通、遮断を行なう棒状弁を
摺動可能に嵌合し、この棒状弁に、前記スプルー側の先
端面から棒状弁の長手方向に延び、前記第１の絞り室と
前記樹脂流通孔との連通状態を遮断するときに、前記第
５の絞り室と前記樹脂流通孔とを連通させる樹脂通路を
形成すると共に、前記棒状弁を後退させて前記合流室と
前記樹脂流通孔とを連通させるときに、前記第５の絞り
室が前記樹脂流通孔と連通するように、前記第５の絞り
室の前記樹脂流通孔との連通開口部を前記棒状弁の後退
方向に延在させたことを特徴とする。

又、本発明の請求項２にかかる射出成形方法は、請求
項１にかかる射出成形ノズルを用いて行なう射出成形方
法であって、 キャビティを形成した金型のスプルー孔に前記射出成
形ノズルの樹脂流通孔を連通させ、前記棒状弁を前記ス
プルー孔に接近させて第１の絞り室乃至第５の絞り室を
閉塞して、前記第１、第５の絞り室に成形品の表面層形
成樹脂を、前記第２、第４絞り室に接着用樹脂を、前記
第３の絞り室に酸素バリアー性樹脂をそれぞれ供給した
後に、前記棒状弁を後退させ、前記第５の絞り室と前記
樹脂流通孔とを連通させて前記樹脂流通孔内に表面層形
成樹脂を供給する第１の工程と、 前記棒状弁と樹脂流通孔とで画成させた空間に前記表
面層形成樹脂を流出させた後に、前記棒状弁を後退させ
て前記第１の絞り室を前記樹脂流通孔に連通させること
により、前記前記棒状弁と樹脂流通孔とで画成させた空
間に前記表面層形成樹脂を充填させる第２の工程と、 この第２の工程の後に、前記棒状弁を更に後退させて
前記第１乃至第５の絞り室を前記樹脂流通孔に連通させ
ることにより、前記表面層形成樹脂と中間層形成樹脂と
を前記キャビティの容積相当量供給する第３の工程と、 この第３の工程の後に、前記棒状弁を前進させて前記
第５の絞り室のみを前記樹脂流通孔に連通させることに
より、前記スプルー孔に表面層形成樹脂を充填する第４
の工程と、 を有することを特徴とする。

（作 用） 本発明の請求項１にかかる射出成形ノズルでは、棒状
弁をスプルー側にもっとも接近させて第１乃至第５の絞
り室と樹脂流通孔とを遮断した状態から棒状弁を後退さ
せると、先ず、第５の絞り室とスプルー孔とが樹脂通路
を介して連通し、第５の絞り室の樹脂が樹脂流通孔内に
流れ込む。次に、棒状弁を後退させると、第５の絞り室
がスプルー孔と連通した状態で第１の絞り室がスプルー
孔と連通し、第１と第５の絞り室に流れる樹脂が樹脂通
路を介して棒状弁と樹脂流通孔とで画成された空間に流
れ込む。これによって、成形体の表面層が形成される。
更に、棒状弁を後退させると、第１と第５の絞り室がス
プルー孔に連通した状態で合流絞り室とスプルー孔とが
連通し、第１と第５の絞り室から樹脂流通孔内に流れ込
む樹脂の間に、第２乃至第４の樹脂が流れ込み、樹脂流
通孔内に５層の樹脂層が同心円状に流れ、成形体の表面
層の間に中間層が形成される。キャビティ内に５層から
なる樹脂がほぼ充填されるようになったら、棒状弁を前
進させて、第５の絞り室とスプルー孔だけを連通させる
と、中間層が第５の絞り室からの樹脂に押されて成形体
の表面層の間に位置し、成形体からスプルー孔内に残る
部分には、表面層を形成する樹脂だけが存在することと
なる。従って、成形体の取り出し後、成形体からスプル
ー部分を切り取っても、中間層が露出することがない。

又、請求項２にかかる射出成形方法によれば、第３の
工程で前記表面層形成樹脂と中間層形成樹脂とをキャビ
ティの容積相当量供給し、第４の工程で、５の絞り室の
みをスプルー孔に連通させることにより、スプルー孔に
表面層形成樹脂を樹脂するので、成形体を形成した後
に、スプルー孔の跡部分を切り取っても、酸素バリアー
性樹脂が露出しない。

（実施例） 以下、本発明の実施例にかかる射出成形ノズルについ
て図面を参照にしつつ説明する。

第１図は本実施例にかかる射出成形ノズルの断面構成
を概略的に示したものであり、１は固定金型、２は可動
金型、３はキャビティ、４はスプルー孔、５は射出成形
ノズルである。

射出成形ノズル５は、固定金型１のノズルタッチ1aに
密着されるアウターノズル６と、先端部がほぼ円錐形状
で後端部が円筒形状のインナーノズル７、８、９、10、
11とを備えている。アウターノズル６とインナーノズル
７との間には第１の絞り室12が形成され、インナーノズ
ル７、８の間には第２の絞り室13が形成され、インナー
ノズル８、９の間には第３の絞り室14が形成され、イン
ナーノズル９、10の間には第４の絞り室15が形成され、
インナーノズル10、11の間には第５の絞り室16が形成さ
れている。

この第１と第５の絞り室12,16には同じ経路から分岐
する樹脂供給通路17,18が通じており、樹脂供給通路17,
18を介して成形品の表面層を形成する樹脂（例えばポリ
プロピレン）が供給される。又、第２乃至第４の絞り室
13,14,15は、成形体の中間層を形成する樹脂が供給され
るものであり、第２の絞り室13と第４の絞り室15には、
同じ経路から分岐する樹脂供給通路19a（第２図参照）
が通じており、この樹脂供給通路19aを介して接着用の
樹脂（例えばマレイン酸変性ポリプロピレン等のポリプ
ロピレン変性樹脂）が供給される。第３の絞り室14に
は、成形体の酸素バリアー層を形成するために、例えば
エチレン酸共重合体ケン化物（EVOH）を供給する樹脂供
給通路19が通じている。

インナーノズル７、８、９、10、11の円錐形状部分及
び円筒形状部分の外周面には、それぞれアウターノズル
６、インナーノズル７、８、９、10の凹部6a,7a,8a,9a,
10aの壁面に嵌合する隔壁部20a〜24bが形成されてお
り、隔壁部20a〜24bには、第２図に示すように、樹脂を
通過させる縦溝25a〜25hが形成されている。縦溝25a〜2
5hは、それぞれ断面積が異なっており、それぞれ樹脂供
給通路17,18,19或は接着剤用の樹脂供給通路の樹脂流入
口側に位置する縦溝25aの断面積が小さく、これらの樹
脂供給通路の流入口から遠い位置に位置する縦溝25hの
断面積が大きくなるように設定されている。縦溝25a〜2
5hの断面積がこのように設定されることにより、第１〜
第５の絞り室12,13,14,15,16の周回り方向に流れる樹脂
の流入圧力が均一になる。尚、第２図のインナーノズル
８の構成に示すように、各々のインナーノズル6,7,8,9,
10,11には、ボルト取付け用の孔Ｂとキー溝32が開口さ
れている。

アウターノズル６、インナーノズル７の先端部には、
スプルー孔４に通ずる細長孔6b,7bが開口され、インナ
ーノズル10の先端部10bには細長孔6a,7aに通ずる細長孔
10cが開口されている。インナーノズル8,9の先端部に
は、インナーノズル10の先端部を間隔をあけて位置させ
る開口部8b,9bが開口されている。この開口部8b,9bとイ
ンナーノズル10の先端部10bの外周面及びインナーノズ
ル７の凹部壁面7aによって、中間層形成樹脂の合流室26
が形成されている。インナーノズル11の先端部には、細
長孔10cより大径の凹部11bが開口されている。この凹部
11bは、第５の絞り室16の連通開口部を形成するもの
で、後述するようにインナーノズル11の内部側に延びて
いる。凹部11bの内部には細長孔10cに通ずる細長孔11d
が貫通形成されている。

細長孔6b,7b,10c,11dは、樹脂流通孔27を形成してお
り、この樹脂流通孔27に棒状弁28が図示しない駆動機構
によって摺動可能に嵌合している。棒状弁28には、棒状
弁28の先端面28aから棒状弁28の長手方向に延びる樹脂
通路29が形成されている。棒状弁82の先端面28aは先端
部が突出するようなテーパー面とされており、この先端
面28aのテーパー面は、アウターノズル６の細長孔6bの
オリフィスのテーパー面に密着し得るように傾斜してお
り、棒状弁28の先端部周辺の樹脂が滞留しないようにな
っている。樹脂通路29の先端部29aは常時樹脂流通孔27
に臨んで開口している。樹脂通路29の後端部29bは、棒
状弁28の先端部が第１の絞り室12と樹脂流通孔27との連
通状態を遮断するときに、樹脂通路29の後端部29aが第
５の絞り室16と樹脂流通孔27とを連通させる位置まで延
びている。そして、第５の絞り室16の凹部11bは、棒状
弁28の先端部が、合流室26と樹脂流通孔27とを連通させ
るときに、第５の絞り室16と樹脂流通孔27とを連通させ
るようにインナーノズル11の内部側に延びている。尚、
アウターノズル６の先端部には、ヒータコイル30と感熱
センサ（図示せず）を配設する凹部31が設けられてい
る。

次に、本実施例の射出成形ノズルの動作と共に、本発
明の請求項２にかかる射出成形方法の実施例を説明す
る。

（第１の工程） 先ず、固定金型１と可動金型２を閉じてキャビティ３
を形成し、ノズルタッチ1aに射出成形ノズル５の先端部
を密着させて棒状弁28を前進させて第１乃至第５の絞り
室12、13、14、15、16と樹脂流通孔27とを遮断してお
く。この状態で、樹脂供給通路17,18に成形品の表面層
を形成するポリプロピレン（PP）を190度ｃ〜230度ｃの
温度で供給すると共に、第２、第４の絞り室13,15に接
着用の樹脂（マレイン酸グラフト変性ポリプロピレン等
のポリプロピレン変性樹脂）を摂氏210度ｃ〜250度ｃに
加熱して供給する。更に、樹脂供給通路19を介して第３
の絞り室14に酸素バリアー性樹脂（エチレン酢酸ビニル
共重合体ケン化物（EVOH））を摂氏190度ｃ〜230度ｃに
加熱して供給する。第１〜第５の絞り室12〜16に樹脂を
供給するときに、隔壁部20a〜24bの縦溝25a〜25hを通過
することにより、射出ノズル５の周回り方向の樹脂の偏
在が緩和される。

第１〜第５の絞り室12〜16に樹脂を供給したら、第３
図に示すように、棒状弁28を後退させて第１の絞り室12
を遮断し、第５の絞り室16と樹脂流通孔27とを連通させ
る。これによって、樹脂通路29、樹脂流通孔27内に第５
の絞り室16からの表面層形成樹脂が供給される。

（第２の工程） 第５の絞り室16から樹脂をオリフィスと棒状弁28の先
端部との間の空間に充填し始めたら、棒状弁28を第１の
工程の位置から後退させて、第１の絞り室12及び第５の
絞り室16を樹脂流通孔27に連通させる。これにより、第
４図に示すように、樹脂流通孔27内に成形品の表面層を
形成する樹脂層が同心円状に流れる。尚、第１の絞り室
12から流れてくる樹脂は、樹脂流通孔27の外周側を流
れ、キャビティ３内に入った場合に成形品である容器の
外側表面層を形成する。又、第５の絞り室16から流れて
くる樹脂は、樹脂流通孔27の中心部位を流れるが、キャ
ビティ３内に入った場合、成形品である容器の内側の表
面層を形成する。第２の工程において、第２の絞り室に
供給される接着剤樹脂と第３の絞り室14に供給される酸
素バリアー層樹脂と第４の絞り室15に供給される接着剤
樹脂とは、合流室26において３層の同心円状の層を形成
しており樹脂流通孔27に入り込むように待機している。

（第３の工程） オリフィスと棒状弁28との間に位置する樹脂流通孔27
の空間に、第１の絞り室12と第５の絞り室16との樹脂が
充填されたら、第５図に示すように、棒状弁28を更に後
退させ、合流絞り室26と樹脂流通孔27とを連通させる。
これにより合流室26において待機していた第２〜第４の
絞り室13〜15の中間層形成樹脂（接着剤樹脂と酸素バリ
アー層樹脂と接着剤樹脂からなる樹脂層）が樹脂流通孔
27内に入り込む。樹脂流通孔27内に中間層形成樹脂が入
り込むときに、既に、第１、第５の絞り室12,16から表
面層形成樹脂が樹脂流通孔27内に流れ込んでいるので、
中間層形成樹脂は表面層形成樹脂の間に進入し、５層か
らなる樹脂層が樹脂流通孔27内に形成される。これによ
ってスプルー孔４内に、５層の樹脂層が流れる。しか
も、表面層形成樹脂が最初に樹脂流通孔27内に入り込
み、次に中間層形成樹脂が既に流れている表面層形成樹
脂層の間に流れ込むので、中間層形成樹脂が乱れにく
い。尚、中間層形成樹脂を表面層形成樹脂層の間に進入
させるときに、樹脂通路29により表面層形成樹脂の流速
が早いので、この流速に適合するように、合流室26と樹
脂流通孔27との開口面積を設定し、中間層形成樹脂の供
給量及び圧力を調整する。

中間層形成樹脂が表面層形成樹脂の間に均一に位置す
るように、各々の樹脂を供給する状態で、棒状弁28を停
止させると、キャビティ３内に５層からなる樹脂が供給
され、５層からなる樹脂の供給は、スプルー孔４内に位
置する樹脂量を含めて成形品が形成されるように、設定
する （第４の工程） スプルー孔４内に位置する５層の樹脂量とキャビティ
３に充填した５層の樹脂の供給量が、キャビティ３の容
積に達したら、第３図に示すように、棒状弁28を第２の
工程の棒状弁28の位置に復帰させる。これにより、第５
の絞り室16からの表面層形成樹脂が樹脂流通孔27、オリ
フィス6cを介してスプルー孔４に入り込み、既にスプル
ー孔４内に位置していた中間層形成樹脂と表面層形成樹
脂とがキャビティ３内に完全に注入され、成形品の素体
の底部は酸素バリアー層によって完全に覆われる。キャ
ビティ３が５層からなる樹脂によって充填されたとき、
スプルー孔４には表面層形成樹脂のみが存在する。従っ
て、成形品を取り出すときにスプルー孔４の跡部分も同
時に取り出されるが、このスプルー跡部分を切り取って
も切口に酸素バリアー層が存在しないので、この切口を
原因とする酸素バリアー層の劣化が起こることはない。

尚、第４の工程において、スプルー孔４に表面層形成
樹脂が充填されたら、棒状弁28を前進させて第２乃至第
４の絞り室13乃至15を閉塞し、次に、第３図に示すよう
に、更に棒状弁28を前進させて第１の絞り室12を閉塞す
る。第１の絞り室12を閉塞したら、再び棒状弁28を前進
させて第５の絞り室16を閉塞する（第５の工程）。これ
により、成形品の成形サイクルが一巡し、成形品の硬化
後取出を行ない、第２の成形品の成形工程に入る。

（発明の効果） 本発明にかかる射出成形ノズル及び射出成形方法は、
以上説明したように構成したので、酸素バリアー層を中
間層に設けた成形品の場合、成形品を取り出してこのス
プルー孔の跡部分を切り取っても、酸素バリアー層が表
面に露出しないため、空気中の水分を吸収したり、成形
品の洗浄作業において水分を吸収したりする虞がない。
従って、本発明によれば酸素バリアー層の劣化が生じ難
い射出成形品を製作することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の請求項１の実施例にかかる射出成形
ノズルの断面構成を示した断面図、 第２図は、第１図のインナーノズルの概略説明図、 第３図は、本発明の請求項２の実施例にかかる射出成形
方法の第２工程を示す説明図、 第４図は、本発明の実施例にかかる射出成形方法の第３
工程を示す説明図、 第５図は、本発明の実施例にかかる射出成形方法の第４
工程を示す説明図、 第６図は、本発明の実施例にかかる射出成形方法の棒状
弁をあけるタイミングを示す説明図、 第7a,7b,7c,7d図は、第１図のキャビティに樹脂が流れ
て行く様子を示す説明図である。 ３……キャビティ ４……スプルー孔 ５……射出成形ノズル ６……アウターノズル 7,8,9,10,11……インナーノズル 12……第１の絞り室 13……第２の絞り室 14……第３の絞り室 15……第４の絞り室 16……第５の絞り室 26……合流室 27……樹脂流通孔 28……棒状弁 29……樹脂通路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−239519（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−309417（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−107525（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−94805（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−133612（ＪＰ，Ａ) 実開 昭54−78775（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B29C 45/00 - 45/24

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】金型のスプルー孔に連通接続させる樹脂流
   通孔を備え、この樹脂流通孔の周囲に、前記スプルー孔
   に近い先端部側が円錐形状の第１乃至第５の絞り室を同
   心円状に形成し、最外層の第１絞り室と最内層の第５の
   樹脂絞り室とを前記樹脂流通孔にそれぞれ独立して連通
   させ、前記第１の絞り室と第５の絞り室との間に位置す
   る第２乃至第４の絞り室の前記スプルー側の先端部に、
   第２乃至第４の絞り室内を流れる溶融樹脂を合流させる
   合流室を設け、この合流室と前記樹脂流通孔とを連通さ
   せ、前記樹脂流通孔内に前記第１乃至第５の絞り室と前
   記樹脂流通孔との連通、遮断を行なう棒状弁を摺動可能
   に嵌合し、この棒状弁に、前記スプルー側の先端面から
   棒状弁の長手方向に延び、前記第１の絞り室と前記樹脂
   流通孔との連通状態を遮断するときに、前記第５の絞り
   室と前記樹脂流通孔とを連通させる樹脂通路を形成する
   と共に、前記棒状弁を後退させて前記合流室と前記樹脂
   流通孔とを連通させるときに、前記第５の絞り室が前記
   樹脂流通孔と連通するように、前記第５の絞り室の前記
   樹脂流通孔との連通開口部を前記棒状弁の後退方向に延
   在させたことを特徴とする射出成形ノズル。
2. 【請求項２】請求項１にかかる射出成形ノズルを用いて
   行なう射出成形方法であって、 キャビティを形成した金型のスプルー孔に前記射出成形
   ノズルの樹脂流通孔を連通させ、前記棒状弁を前記スプ
   ルー孔に接近させて第１の絞り室乃至第５の絞り室を閉
   塞して、前記第１、第５の絞り室に成形品の表面層形成
   樹脂を、前記第２、第４絞り室に接着用樹脂を、前記第
   ３の絞り室に酸素バリアー性樹脂をそれぞれ供給した後
   に、前記棒状弁を後退させ、前記第５の絞り室と前記樹
   脂流通孔とを連通させて前記樹脂流通孔内に表面層形成
   樹脂を供給する第１の工程と、 前記棒状弁と樹脂流通孔とで画成させた空間に前記表面
   層形成樹脂を流出させた後に、前記棒状弁を後退させて
   前記第１の絞り室を前記樹脂流通孔に連通させることに
   より、前記棒状弁と前記樹脂流通孔とで画成させた空間
   に前記表面層形成樹脂を充填させる第２の工程と、 この第２の工程の後に、前記棒状弁を更に後退させて前
   記第１乃至第５の絞り室を前記樹脂流通孔に連通させる
   ことにより、前記表面層形成樹脂と中間層形成樹脂とを
   前記キャビティの容積相当量供給する第３の工程と、 この第３の工程の後に、前記棒状弁を前進させて前記第
   ５の絞り室のみを前記樹脂流通孔に連通させることによ
   り、前記スプルー孔に表面層形成樹脂を充填する第４の
   工程と、 を有することを特徴とする射出成形方法。