JP4410602B2 - Hot runner mold for sandwich molding and sandwich molding method using the same - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形機で使用されるホットランナ金型に係り、特に二種類の樹脂を用いて一方の樹脂でスキン層を形成し、他方の樹脂でコア層を形成するサンドイッチ成形の際に使用されるホットランナ金型に係る。また、本発明は、そのようなホットランナ金型を用いたサンドイッチ成形方法に係る。 The present invention relates to a hot runner mold used in an injection molding machine, and in particular, at the time of sandwich molding in which a skin layer is formed with one resin and a core layer is formed with the other resin using two kinds of resins. According to the hot runner mold used. The present invention also relates to a sandwich molding method using such a hot runner mold.
図8及び図9に、従来のサンドイッチ成形用の金型の例を示す(特許文献1)。 8 and 9 show an example of a conventional mold for sandwich molding (Patent Document 1).
図8に示した金型は、ゲート77、第一ホットランナ71、第二ホットランナ72、弁室73、弁体74などを備えている。ゲート77の手前に弁室73が設けられ、弁室73の中に弁体74が収容されている。弁体74の中心には流路75が形成され、弁室73の内周面と弁体74の外周面の間には、環状流路76が形成されている。環状流路76とゲート77を連通させる樹脂流路は、弁体74の進退により開閉することができる。図8は弁体74が前進して、同流路を遮断した状態を示している。
The mold shown in FIG. 8 includes a
サンドイッチ成形の手順は、先ず第一の動作として、スキン用樹脂を第一ホットランナ71に供給し、環状流路76を経てゲート77からキャビティ78へ射出し、スキン層を形成する。次に第二の動作として、スキン用樹脂の射出を続けたまま(又は射出を停止させて)、コア用樹脂を第二ホットランナ72に供給し、流路75を経てゲート77からキャビティ78へ射出し、既に形成されているスキン層の内側にコア層を形成する。
In the sandwich molding procedure, first, as a first operation, a skin resin is supplied to the first
図8は、第二の動作がほぼ終了した時点での状態を示しており、弁体74を前進させてシート面73aに押し付けることによって、環状流路76とゲート77の間を遮断し、コア用樹脂のみを射出している。
FIG. 8 shows a state at the time when the second operation is almost finished. By pushing the
最後に第三の動作としてコア用樹脂の射出を停止し、スキン用樹脂の射出を継続(又は再起動)して、スキン用樹脂のみを、ホットランナ71、環状流路76を経てキャビティ78へ射出し、成形品の全外表面をスキン用樹脂で覆った状態で金型を樹脂で充満させて、射出工程を終了させる。
Finally, the injection of the core resin is stopped as a third operation, and the injection of the skin resin is continued (or restarted), and only the skin resin is passed through the
図8に示す金型での第三の動作では、弁体74を後退させて、環状流路76からスキン用樹脂を供給する。この樹脂は、ゲート77と流路75の両方へ流れるので、流路75への流入を制限しないと、スキン用樹脂を確実にキャビティ7に流入させてゲートをスキン用樹脂で覆うことが困難になる。従って、この場合、金型より上流の形成機のノズル側に逆流防止機構を設ける必要がある。これに対して、図9に示した変形例では、弁体74の中心の流路75の中に、更に弁体79を設けることによって、コア用樹脂の流路を遮断することを可能にしている。
In the third operation of the mold shown in FIG. 8, the
ここで、最後にスキン用樹脂だけを射出する第三の動作は、部品の外表面全体をスキン用樹脂で覆うために行う動作であるが、同時に、サンドイッチ成形用ホットランナ金型内の、スキン用樹脂とコア用樹脂の合流部より下流側の流路に残存するコア用樹脂をスキン用樹脂で置き替えるクリーニング動作を兼ねている。この部分にコア用樹脂が残留していると、次の成形サイクルでの第一の動作で、スキン用樹脂だけを射出する時、残留しているコア用樹脂がスキン層に混入し、混色部を発生させて成形不良となる。 Here, the third operation for injecting only the skin resin at the end is an operation for covering the entire outer surface of the part with the skin resin. At the same time, the skin in the hot runner mold for sandwich molding is used. This also serves as a cleaning operation in which the core resin remaining in the flow path downstream from the joining portion of the resin for the core and the resin for the core is replaced with the resin for the skin. If the core resin remains in this part, when only the skin resin is injected in the first operation in the next molding cycle, the remaining core resin is mixed into the skin layer, and the color mixture portion Will cause molding defects.
従来のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、単独でゲートへの流路を遮断するような機能を備えていない。図8及び図9に示す金型の場合、第三の動作は、最後までゲート77への流路が開かれたまま行われるので、このような混色部発生による成形不良を防ぐために、第三の動作で射出されるスキン用樹脂を十分確保するよう、それを増加させた成形条件を設定する必要があった。しかし、そのような条件で成形すると、スキン用樹脂がゲート部の表面を覆うだけでなく、更にコア層の内部にまで進入して、ゲート近傍に五層の部分を形成することとなる。
A conventional hot runner mold for sandwich molding does not have a function of blocking the flow path to the gate alone. In the case of the mold shown in FIGS. 8 and 9, the third operation is performed with the flow path to the
このため、上記のような成形条件によるサンドイッチ成形では、コア層の充填比率を大きくすることができないだけでなく、最終段階で、ほぼ充満状態の金型にスキン用樹脂が高圧で圧入されるため、そのスキン用樹脂が、既に形成されたスキン層の一部をコアの内側に巻き込み、その結果、表層部のスキン層を薄くさせて、コア用樹脂が外部から見え易くなると言う問題点もあった。
本発明は、以上のような従来のサンドイッチ成形における問題点を解決するために成されたもので、本発明の目的は、サンドイッチ成形の最終段階で、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂の合流点より下流側の流路に残存するコア用樹脂をスキン用樹脂で置き替えるクリーニング動作を、金型のキャビティ内へのスキン用樹脂の充填動作とは別個に行うことができる金型、及びこれを用いたサンドイッチ成形方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems in conventional sandwich molding, and the object of the present invention is to provide a skin resin and a core resin immediately before the gate at the final stage of sandwich molding. A mold that can perform a cleaning operation for replacing the resin for the core remaining in the flow path downstream from the junction with the resin for the skin separately from the operation for filling the resin for the skin into the cavity of the mold, and An object of the present invention is to provide a sandwich molding method using this.
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型は、
第一及び第二の樹脂を用いてサンドイッチ成形を行うためのホットランナ金型であって、
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉する棒状の弁体と、
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸からオフセットした位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路を塞ぐよう形成されていることを特徴とする。
The hot runner mold for sandwich molding of the present invention is
A hot runner mold for performing sandwich molding using the first and second resins,
A gate opening in the cavity inner wall;
A valve chamber provided upstream of the gate;
A rod-shaped valve body that is housed in the valve chamber and opens and closes the gate by moving in the axial direction in the valve chamber;
A first port and a second port that open to the inner peripheral surface of the valve chamber;
A first sprue and a second sprue provided on the back of the mold,
The first runner from the first sprue to the first port,
A second runner from the second sprue to the second port,
Have
In the part adjacent to the tip of the valve body, an annular first flow path is formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber,
Inside the valve body, a second flow path is formed that opens from the side surface of the valve body to the tip through the inside and opens to the valve chamber at a position offset from the central axis of the gate,
When the valve body is in the retracted position, the gate is opened and at the same time the first port is connected to the first flow path, thereby forming a flow path to the gate through the first port, the first flow path, and the valve chamber, Furthermore, the second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, the valve chamber,
When the valve body is in the forward position, the valve is connected to the first port, the flow path leading to the valve chamber via the first flow path, and the flow path leading to the valve chamber via the second port, second flow path. The tip of the body is inserted into the gate and is formed so as to block the flow path to the cavity.
上記のサンドイッチ成形用ホットランナ金型を用いて、次のようにサンドイッチ成形を行うことができる。 Using the above hot runner mold for sandwich molding, sandwich molding can be performed as follows.
なお、上記の手順において、コア用樹脂を前記第二流路から金型内に供給する際に、スキン用樹脂の供給する動作を停止させることも可能である。 In the above procedure, when the core resin is supplied from the second flow path into the mold, the operation of supplying the skin resin can be stopped.
このように、本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型では、ゲートを閉じた状態においても、スキン用樹脂の流路とコア用樹脂の流路がゲートの上流でつながっている。従って、キャビティ内に樹脂が充満した時点で、ゲートを閉じることによって、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂の合流点より下流側の流路に残存するコア用樹脂をスキン用樹脂で置き替えるクリーニング動作を、キャビティ内へのスキン用樹脂の充填動作とは別個に行うことができる。 As described above, in the hot runner mold for sandwich molding of the present invention, even when the gate is closed, the skin resin flow path and the core resin flow path are connected upstream of the gate. Therefore, by closing the gate when the resin is filled in the cavity, the core resin remaining in the flow path downstream from the joining point of the skin resin and the core resin immediately before the gate is replaced with the skin resin. The cleaning operation can be performed separately from the operation of filling the skin resin into the cavity.
更に、前記棒状の弁体を、弁室内で軸回りの回転角度を切り換えることができる様に構成することによって、下記の様に、金型内の流路を切り替えることが可能になる。 Furthermore, by configuring the rod-shaped valve body so that the rotation angle around the axis can be switched in the valve chamber, the flow path in the mold can be switched as described below.
即ち、第一の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成される。 That is, when the valve body is in the retracted position at the first rotation angle, the gate is opened, and at the same time, the first port is connected to the first flow path, whereby the gate passes through the first port, the first flow path, and the valve chamber. The second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, and the valve chamber.
第一の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されて金型への流路が塞がれる。 When the valve body is in the forward position at the first rotation angle, the flow path leading to the valve chamber via the first port and the first flow path and the flow path reaching the valve chamber via the second port and the second flow path are connected. The tip of the valve body is inserted into the gate while the state is kept, and the flow path to the mold is closed.
これに対して、第二の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第二ポートが第一流路につながり、それによって、第二ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第一ポートが第二流路につながり、それによって、第一ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成される。 On the other hand, when the valve body is in the retracted position at the second rotation angle, the gate is opened and the second port is connected to the first flow path, whereby the second port, the first flow path, the valve chamber The first port is connected to the second flow path through the first port, the second port, and the flow path to the gate through the first port, the second flow path, and the valve chamber.
第二の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第二ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第一ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路が塞がれる。 When the valve body is in the forward position at the second rotation angle, the flow path reaching the valve chamber via the second port and the first flow path is connected to the flow path reaching the valve chamber via the first port and the second flow path. The tip of the valve body is inserted into the gate while the state is kept, and the flow path to the cavity is closed.
前記棒状の弁体をこのように構成すれば、弁体の軸回りの回転角度を切り替えることによって、下記の二つの射出モードの間で相互の切り替えを容易に行うことができる。 If the rod-shaped valve body is configured in this way, it is possible to easily switch between the following two injection modes by switching the rotation angle around the axis of the valve body.
即ち、第一のモードでは、スキン用樹脂は、前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給され、コア用樹脂は、前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給される。 That is, in the first mode, the skin resin is supplied into the cavity through the first runner, the first port, and the first flow path, and the core resin is supplied to the second runner, the second port, and It is supplied into the cavity through the second flow path.
これに対して、第二のモードでは、スキン用樹脂は、前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給され、コア用樹脂は、前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給される。 On the other hand, in the second mode, the skin resin is supplied into the cavity through the second runner, the second port, and the first flow path, and the core resin is supplied to the first runner, the first It is supplied into the cavity through one port and the second flow path.
また、本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型において、前記弁体と弁室とで構成される開閉弁を複数個設けることもできる。その場合、各開閉弁の弁体を後退位置に移動させる動作及び前進位置に移動させる動作のタイミングを、各開閉弁毎に適宜設定することによって、サンドイッチ成形品の断面構造を細かく調整することが可能になる。 In the hot runner mold for sandwich molding of the present invention, a plurality of on-off valves composed of the valve body and the valve chamber may be provided. In that case, it is possible to finely adjust the cross-sectional structure of the sandwich molded product by appropriately setting the timing of the operation of moving the valve body of each on-off valve to the retracted position and the operation of moving to the forward position for each on-off valve. It becomes possible.
本発明のサンドイッチ成形用ホットランナ金型によれば、サンドイッチ成形品のコア充填率を高めるとともに、その外観品質を高めることができる。 According to the hot runner mold for sandwich molding of the present invention, the core filling rate of the sandwich molded product can be increased and the appearance quality can be increased.
(第一の例)
図1から図4に、本発明に基づくサンドイッチ成形用ホットランナ金型の一例を示す。ここで、図1は金型の中心軸を含む断面図、図2は図1のA−A部の断面図、図3及び図4はゲート部及び開閉弁の部分拡大断面図である。図中、1は第一スプルー、2は第二スプルー、3は第一ランナ、4は第二ランナ、6はゲート、7はキャビティ、10は開閉弁、11は弁室、13は弁体、17は第一流路、18は第二流路、27は第一ポート、28は第二ポートを表す。
(First example)
FIGS. 1 to 4 show an example of a hot runner mold for sandwich molding according to the present invention. Here, FIG. 1 is a cross-sectional view including the central axis of the mold, FIG. 2 is a cross-sectional view of the AA portion of FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 are partial enlarged cross-sectional views of the gate portion and the on-off valve. In the figure, 1 is a first sprue, 2 is a second sprue, 3 is a first runner, 4 is a second runner, 6 is a gate, 7 is a cavity, 10 is an on-off valve, 11 is a valve chamber, 13 is a valve body,
このホットランナ金型は、4枚のプレート21〜24を重ね合わせることにより構成され、二つのスプルー1、2及び二つのランナ3、4を備えている。この例では、プレート21の右面に第一スプルー1及び第二スプルー2が形成され、プレート23の左面にゲート6が形成され、プレート23の左面とプレート24の右面の間にキャビティ7が形成されている。
The hot runner mold is formed by superposing four
ゲート6に隣接してその上流側には、開閉弁10が設けられている。開閉弁10は、弁室11、棒状の弁体13、及び油圧式のアクチュエータ15などから構成される。弁室11はプレート23及び22の内部に設けられ、ゲート6の背後につながっている。弁室11の中に、弁体13が収容されている。弁体13はプレート22及び23内に組み込まれており、弁体13の後端はアクチュエータ15のピストンに接続されている。
An on-off
第一ランナ3は、プレート21及びプレート22を貫通し、プレート22の左面に到達して横に折れ曲がり、プレート22の左面とプレート23の右面の間に形成された流路を通って、弁室11に到達するように形成され、第一のスプルー1とゲート6の間を結んでいる。
The
同様に、第二ランナ4は、プレート21及びプレート22を貫通し、プレート22の左面に到達して横に折れ曲がり、プレート22の左面とプレート23の右面の間に形成された流路を通って、弁室11に到達するように形成され、第二スプルー2とゲート6の間を結んでいる。
Similarly, the
図3及び図4に、ゲート6及び開閉弁10の部分拡大断面図を示す。前述のように、弁室11は、ゲート6の背後に設けられ、その中に棒状の弁体13が収容されている。第一ランナ3及び第二ランナ4の下流側の端は、それぞれ、弁室11の内周面に開口して、第一ポート27及び第二ポート28を形成している。
3 and 4 are partially enlarged cross-sectional views of the
弁体13の軸部は弁室11の内周面に嵌合しており、弁体13の先端部分は、軸部よりも細い径で形成され、この先端部分の外周面と弁室11の内周面の間に環状の空間が形成されている。更に、弁体13の最先端部分には、ゲート6と嵌合するノーズ部13aが形成されている。第一の流路17は、この環状の空間を通って弁体13の先端に至り、第一ポート27とゲート6の間を結んでいる。弁体13の内部には、弁体13の側面からその先端部に到る第二流路18が形成されている。この第二流路18は、弁体13の側面からその中心軸に到る開口部18a、弁体13の中心軸を通る孔状の流路18b、及び中心軸からオフセットした位置で前記ノーズ部13aの近くに開口する小径の流路18cを、順につなげることによって構成され、第二ポート28とゲート6の間を結んでいる。なお、図3及び図4(断面図)には、小径の流路18cが一つしか描かれていないが、小径の流路18cは周方向に並べられて複数個形成されている。
The shaft portion of the
ここで、図3は、アクチュエータ15で弁体13を後退させて、ゲート6を開いた状態を表している。この状態では、第一ランナ3が、第一ポート27、第一流路17及び弁室11を介して、ゲート6につながり、第二ランナ4が、第二ポート28、第二流路18及び弁室11を介して、ゲート6につながっている。
Here, FIG. 3 shows a state in which the
一方、図4は、アクチュエータ15で弁体13を前進させて、ゲート6を閉じた状態を表している。この状態では、弁体13の先端のノーズ部13aがゲート6に挿入されてゲート6が閉じられるが、第一ランナ3は、第一ポート27、第一流路17を介して弁室11につながり、第二ランナ4は、第二ポート28、第二流路18を介して弁室11につながったたままである。
On the other hand, FIG. 4 shows a state in which the
以上のように、弁体13の先端のノーズ部13aをゲート6に挿入することによってゲート6が閉じられるが、その状態においても、第一ランナ3及び第二ランナ4がともに弁室11につながっているので、一方から他方へ樹脂を逆流させることができる。即ち、この動作によって、弁室11内の樹脂を一方の樹脂で置き換えるクリーニングが可能となる。
As described above, the
図5に、上記の金型が接続される射出装置のノズル部分の概要を示す。このノズルは、二つのノズルチップ51及び52を備えている。これらのノズルチップは、連結ブロック54を介して、それぞれ第一の射出ユニット55及び第二の射出ユニット56に接続されている。連結ブロック54の内部には、第一の射出ユニット55から第一のノズルチップ51へ第一の溶融樹脂を送る流路57、及び第二の射出ユニット56から第二のノズルチップ52へ第二の溶融樹脂を送る流路58が設けられている。
FIG. 5 shows an outline of the nozzle portion of the injection apparatus to which the above mold is connected. This nozzle includes two
サンドイッチ成形用ホットランナ金型の第一スプルー1(図1)には、第一のノズルチップ51を介して第一の射出ユニット55が接続され、第二スプルー2(図1)には、第二のノズルチップ52を介して第二の射出ユニット56が接続される。
A
次に、図1〜図4に示した金型に図5に示した射出装置を接続して、サンドイッチ成形を行う手順について説明する。 Next, the procedure for sandwich molding by connecting the injection apparatus shown in FIG. 5 to the mold shown in FIGS.
先ず、弁体13を後退させて(図3)、第一の射出ユニット55(図5)を起動し、スキン用樹脂を第一スプルー1から金型内に導入する(第一の動作)。この動作は、通常の1樹脂のみを成形するホットランナ金型のバルブゲートを開いて射出を開始する動作に相当する。スキン用樹脂は、第一スプルー1、第一ランナ3、第一ポート27、第一の流路17及びゲート6を経て、キャビティ7に流入する。スキン用樹脂は、キャビティ7の内面に接触して冷却され、スキン層(表面の凝固層)が形成される。
First, the
なお、この時、第二の流路18と第二ランナ4がつながっていても、第二の射出ユニット56側に設けられた逆流防止弁又はスクリュの後退防止装置によって、スキン用樹脂の第二の流路18側への進入が防止される。
At this time, even if the
所定の量のスキン用樹脂がキャビティ7内に送り込まれた後、第一の射出ユニット55を停止して(または、起動させたまま)、第二の射出ユニット56(図5)を起動し、コア用樹脂を第二スプルー2から金型内に導入する(第二の動作)。コア用樹脂は、第二スプルー2、第二ランナ4及び第二ポート28を経て、弁体13の内部に形成された第二流路18に入り、次いで、小径の流路18cを通って弁体13の前方に入り、ゲート6の中心部を通って、キャビティ7に流入する。
After a predetermined amount of the resin for skin is fed into the cavity 7, the
この段階でキャビティ7に入る樹脂は、先にキャビティ7内に送り込まれているスキン用樹脂がキャビティ7の内面と接触して既にスキン層(凝固層)を形成し始めているので、まだ溶融状態が保たれている中心部を流動することとなる。これによって、サンドイッチ構造の成形品が形成される。また、第一の射出ユニット55が起動されたままであれば、第一の流路17から送られるスキン用樹脂が、第二の流路18から送られるコア用樹脂を周囲から包み込んだ状態でゲート6を通過し、スキン用樹脂は、既に形成されているスキン層を補充するようにキャビティ7内に広がり、コア用樹脂は、スキン層の内側を流動して、コア部を形成し、サンドイッチ構造の成形品が形成される。なお、スキン用樹脂が、成形品の全表面に渡ってスキン層を形成するのに充分な量供給されていれば、後から送り込まれたコア用樹脂がスキン層を突き破って表面に現れることはない。
The resin that enters the cavity 7 at this stage is already in a molten state because the skin resin previously fed into the cavity 7 has already begun to form a skin layer (solidified layer) by contacting the inner surface of the cavity 7. It will flow through the central part that is kept. As a result, a molded article having a sandwich structure is formed. Further, if the
その後、第二の射出ユニット56を停止し、第一の射出ユニットを再起動させて(または、起動させたまま)、スキン用樹脂を第一の射出ユニット55から第一スプルー1を介して金型内に導入する(第三の動作)。これによって、スキン用樹脂のみがキャビティ7内に送られて、成形品の外側を完全に覆う。
Thereafter, the
キャビティ7内が樹脂で満たされた後、弁体13を前進させてゲート6を閉じる(図4の状態)。この動作は、通常の1樹脂のみを成形するホットランナ金型で射出を終了させ、バルブゲートを閉じる動作と同じである。サンドイッチ成形の場合には、この後で、次の成形の射出工程の第一動作で射出されるスキン用樹脂にコア用樹脂が混入しないように、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂が合流する位置より下流の部分の樹脂を、完全にスキン用樹脂のみに置換するクリーニングを行うことが必要になる。
After the cavity 7 is filled with the resin, the
図4に示すように、弁体13の先端のノーズ部13aをゲート6に挿入してキャビティ7への流路を遮断しても、第一ランナ3が、第一ポート27、第一流路17を介して弁室11につながり、第二ランナ4が、第二ポート28、第二流路18を介して弁室11につながっているので、スキン用樹脂を第一の射出ユニット55から第一スプルー1を介して弁室11内に供給する動作を続ければ、スキン用樹脂は、弁室11から小径の流路18cを経て第二流路18側へ逆流し、両樹脂の合流部より下流の部分の樹脂を完全にスキン用樹脂で置き替えることができる。従って、ゲート6を閉じた後も、クリーニングに必要な時間だけスキン用樹脂の供給動作を続け、その後で第一の射出ユニット55を停止する。これによって、サンドイッチ成形の一回の射出工程が終了する。
As shown in FIG. 4, even if the
以上の様に、弁室11内のクリーニング動作が、ゲート6を閉じた状態で、キャビティ7内へのスキン用樹脂の充填とは別個に行われるので、クリーニング動作に起因する製品欠陥(即ち、ゲート近傍のスキン層が薄くなる現象等)の発生が防止されるとともに、コア充填率を高めることができる。
As described above, since the cleaning operation in the
次に、上記の金型(図1〜4)を用いて、コア用樹脂として第二の流路から供給されていた第二の樹脂を、スキン用樹脂として使用するように切り替えを行ったと想定した場合の状況について説明する。 Next, it is assumed that the second resin supplied from the second flow path as the core resin is switched to use as the skin resin by using the mold (FIGS. 1 to 4). The situation will be described.
切り替え前の最終射出工程の終了時のゲート6上流の状態は、前述のように、キャビティ7内が樹脂で充満され、弁体13を前進させてゲート6を閉じた後、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂が合流する位置より下流の部分の樹脂を、スキン用樹脂だけに置換するクリーニングを行い、スキン用樹脂が、弁室11から小径の流路18cを経て第二流路18側へ逆流した状態となっている。
As described above, the state upstream of the
従って、切り替え後は先ず、第二流路18側へ逆流している樹脂を排出する廃棄動作が必要である。廃棄を完了させた後の成形では、新たにスキン用として使用する第二の樹脂は、流路18cから弁室11に流入し、ゲート6を経てキャビティ7に流入する(第一の動作)。これがキャビティ7の内面に接触して冷却され、第二の樹脂のスキン層が形成される。所定量のスキン用樹脂がキャビティ7内に送り込まれた後、第一の射出ユニット55を起動して新たにコア用として使用する第一の樹脂を、第一の流路17から流入させると、まだ溶融状態が保たれている中心部を流動してコア層を形成することになる(第二の動作)。なお、この場合、スキン用樹脂を第二の流路18から供給し続けると、ゲート6の上流でコア用樹脂と混合されてしまい、スキン層の補充とはならないので、第二射出ユニット56は停止させる。
Therefore, after the switching, first, a discarding operation for discharging the resin flowing back to the
成形品の外側をスキン用樹脂で完全に覆うために、スキン用樹脂のみを射出する第三の動作では、再び第二の射出ユニット56のみを起動させ、スキン用として使用される第二の樹脂を送る。この時の弁体13の先端部は、その前の第二の動作で導入されコア用樹脂として使用されている第一の樹脂が充満しており、その中に、複数個の小面積の流路18cから第二の樹脂が送られる。ゲート6からキャビティ7に送られる樹脂は第二の樹脂のみに置き替えられるが、弁体13の先端部の弁室11内には、コア用として使用されている第一の樹脂が完全には排除できず残存する。
In the third operation in which only the skin resin is injected to completely cover the outside of the molded product with the skin resin, only the
キャビティ7が樹脂で満たされた後、弁体13を前進させてゲート6を閉じ、第三の動作の最終工程である弁室11の両樹脂の合流部より下流部の樹脂をスキン用樹脂に置き換えるクリーニング動作は、複数個の小径流路18cから大断面積の流路17への流動となるため、残存しているコア用樹脂を全断面積に渡って完全に流路17側へ逆流させる排除ができない。
After the cavity 7 is filled with the resin, the
この現象は、各射出工程でずっと繰り返されるので、射出工程の最初に射出するスキン層に、コア用樹脂の混在を防ぐことができない。即ち、第二流路側をスキン用に使用するサンドイッチ成形は不可能であり、この実施例では、スキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替える成形はできないことになる。 Since this phenomenon is repeated throughout each injection process, it is impossible to prevent the core resin from being mixed in the skin layer injected at the beginning of the injection process. That is, sandwich molding using the second channel side for the skin is impossible, and in this embodiment, molding for replacing the skin resin and the core resin cannot be performed.
(第二の例)
図6及び図7に、本発明に基づくサンドイッチ成形用ホットランナ金型の他の例を示す。これらの図は、ゲート6及び開閉弁10の部分の拡大断面図である。なお、この金型は、弁体13を回転させるための機構を追加したこと以外は、先に図1〜図4に示した金型と同一である。従って、金型全体を含む断面図を省略するとともに、共通の構成要素については同一の符号を付して、その説明は省略する。
(Second example)
6 and 7 show another example of a hot runner mold for sandwich molding according to the present invention. These drawings are enlarged sectional views of the
図中、35は回転用アクチュエータ、36はラック、37はピニオンを表す。この例に示した金型では、回転用アクチュエータ35を作動させて、ラック36とピニオン37を介して弁体13の軸回りの回転角度を180度切り替えることができる。
In the figure, 35 represents a rotation actuator, 36 represents a rack, and 37 represents a pinion. In the mold shown in this example, the
図6は、弁体13の回転角度が第一の角度にあり、且つ弁体13が後退位置にある時の状態を表している。この状態は、先に示した図3と同じ状態を表しており、この状態では、ゲート6が開かれると同時に、第一ポート27が第一流路17につながり、更に、第二ポート28が第二流路18につながる。これによって、第一スプルー1、第一ランナ3、第一ポート27、第一流路17及び弁室11を経てゲート6に到る流路、及び、第二スプルー2、第二ランナ4、第二ポート28、第二流路18及び弁室11を経てゲート6に到る流路が形成される。
FIG. 6 shows a state in which the rotation angle of the
弁体13の回転角度をこの状態で固定したまま、弁体13を前進位置まで移動すると、先に示した図4と同じ状態となり、弁体13の先端のノーズ部13aがゲート6に挿入されてゲート6が閉じられるが、第一ランナ3が第一ポート27、第一流路17を介して弁室11につながり、第二ランナ4が第二ポート28、第二流路18を介して弁室11につながった状態が維持される。
If the
図7は、弁体13の回転角度が第二の角度にあり、且つ弁体13が後退位置にあるときの状態を示している。この状態では、ゲート6が開かれると同時に、第二ポート28が第一流路17につながり、更に、第一ポート27が第二流路18につながる。これによって第二スプルー2、第二ランナ4、第二ポート28、第一流路17及び弁室11を経てゲート6に到る流路、及び、第一スプルー1、第一ランナ3、第一ポート27、第二流路18及び弁室11を経てゲート6に到る流路が形成される。
FIG. 7 shows a state where the rotation angle of the
弁体13の回転角度をこの状態で固定したまま、弁体13を前進位置まで移動すると、弁体13の先端のノーズ部13aがゲート6に挿入されてゲート6が閉じられるが、第一ランナ3が第一ポート27、第二流路18を介して弁室11につながり、第二ランナ4が第二ポート28、第一流路17を介して弁室11につながった状態が維持される。
When the
このような金型を用いることによって、先の例(図1〜図4)では不可能であったスキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替えるサンドイッチ成形が可能になる。以下に、第一ランナ3から供給される第一の樹脂をスキン用に、第二ランナ4から供給される第二の樹脂をコア用に使用していたサンドイッチ成形を終了して、スキン用樹脂とコア用樹脂を入れ替えるための方法、即ち、第二ランナ4から供給される第二の樹脂をスキン用として使用し、第一ランナ3から供給される第一の樹脂をコア用として使用するサンドイッチ成形に切り替える際のやり方について説明する。
By using such a mold, sandwich molding in which the skin resin and the core resin are exchanged, which was impossible in the previous example (FIGS. 1 to 4), becomes possible. In the following, the sandwich resin that used the first resin supplied from the
切り替え前の最終射出工程の終了時のゲート6の上流の状態は、それまでスキン用として使用されていた第一の樹脂のみが第一ランナ3から第一ポート27、第一流路17を経て弁体13の先端部に送られた状態(図6の状態)から、弁体13を前進させ、ノーズ部13aをゲート6に嵌合させてゲートを閉じた後、ゲート直前のスキン用樹脂とコア用樹脂が合流する位置より下流の部分の樹脂を、スキン用樹脂だけに置換するクリーニングを行い、スキン用樹脂が、弁室11から小径の流路18cを経て第二流路18側へ逆流した状態となっている。
The state upstream of the
切り替え後の最初の射出工程では、弁体13を後退させ(図6の状態)、第二の射出ユニット56を起動させる前に、回転用アクチュエータ35を作動させて、弁体13を180度回転させる。これによって、第二ポート28を第一の流路17に接続する(図7の状態)。この後、第二の射出ユニット56を起動して、新たにスキン用に使用される第二の樹脂を第二ランナ4、第二ポート28、第一の流路17を経由してゲート6に供給する(第一の動作)。
In the first injection process after switching, the
この時、第一流路17には、先のサンドイッチ成形でスキン用に使用されていた第一の樹脂(最終の第三の動作後半のクリーニングで供給された分と、今回の射出開始時に弁体13を後退させたとき、小径の流路18cから漏れ出た分)が残っているが、これらは最初のスキン用樹脂の射出時に排出される。従って、切り替え後の最初の成形品は、スキン層にコア用樹脂が混在した不良成形となるが、二個目の成形からは、第二の樹脂のみをスキン層とした成形が可能となる。
At this time, the
従って、この成形を続けている間に、第一の射出ユニットに投入するコア用に使用する樹脂を、第一の樹脂から第三の樹脂に切り替え、金型内の第一ランナ3及び第二流路18の樹脂が全て第三の樹脂に入れ替わった後、再び、弁体13を回転させて図6の状態に戻せば、第一の射出ユニット55から供給する第三の樹脂をスキン用として使用する第三のサンドイッチ成形を行うことができる。このようにして、順次、樹脂の切り替えを行う成形が可能となる。
Therefore, while continuing this molding, the resin used for the core to be charged into the first injection unit is switched from the first resin to the third resin, and the
なお、大型成形品用など複数のゲートを有する金型の場合は、各ゲートに対応してそれぞれ開閉弁を設けることにより、同様にサンドイッチ成形を行うことができる。その際、各ゲートに設けた開閉弁10の弁体13は、同時に動作させてもよいが、形状による樹脂流動の難易に応じて、任意の開閉弁10の弁体13の開き開始を遅らせたり、閉じ開始を早めたりするよう、時間差を設けて作動させることもできる。即ち、前記弁体を後退させる動作及び前記弁体を前進させる動作の内、少なくとも一方の動作タイミングを任意に設定することにより、キャビティ7内部を流動する樹脂の、流動末端への到達タイミングのずれを少なくして、成形不良を低減し、サンドイッチ成形のコア充填率を高めることができる。
In the case of a mold having a plurality of gates, such as for a large molded product, sandwich molding can be similarly performed by providing an on-off valve corresponding to each gate. At that time, the
1・・・第一スプルー、2・・・第二スプルー、3・・・第一ランナ、4・・・第二ランナ、6・・・ゲート、7・・・キャビティ、10・・・開閉弁、11・・・弁室、13・・・弁体、13a・・・ノーズ部、15・・・アクチュエータ、17・・・第一流路、18・・・第二流路、18a・・・開口部、18b・・・孔状の流路、18c・・・小径の流路、21,22,23,24・・・プレート、27・・・第一ポート、28・・・第二ポート、35・・・回転用アクチュエータ、36・・・ラック、37・・・ピニオン、51・・・第一のノズルチップ、52・・・第二のノズルチップ、54・・・連結ブロック、55・・・第一の射出ユニット、56・・・第二の射出ユニット、57,58,75,76・・・流路、71・・・第一ホットランナ、72・・・第二ホットランナ、73・・・弁室、73a・・・シート面、74・・・弁体、75・・・貫通孔、76・・・環状の流路、77・・・ゲート、78・・・キャビティ、79・・・弁体。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st sprue, 2 ... 2nd sprue, 3 ... 1st runner, 4 ... 2nd runner, 6 ... gate, 7 ... cavity, 10 ... on-off
Claims (7)
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉する棒状の弁体と、
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸から外れた位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路を塞ぐよう形成されていることを特徴とするサンドイッチ成形用ホットランナ金型。 A hot runner mold for performing sandwich molding using the first and second resins,
A gate opening in the cavity inner wall;
A valve chamber provided upstream of the gate;
A rod-shaped valve body that is housed in the valve chamber and opens and closes the gate by moving in the axial direction in the valve chamber;
A first port and a second port that open to the inner peripheral surface of the valve chamber;
A first sprue and a second sprue provided on the back of the mold,
The first runner from the first sprue to the first port,
A second runner from the second sprue to the second port,
Have
In the part adjacent to the tip of the valve body, an annular first flow path is formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber,
Inside the valve body, a second flow path is formed that opens from the side of the valve body to the tip through the inside and opens to the valve chamber at a position off the central axis of the gate,
When the valve body is in the retracted position, the gate is opened and at the same time the first port is connected to the first flow path, thereby forming a flow path to the gate through the first port, the first flow path, and the valve chamber, Furthermore, the second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path to the gate through the second port, the second flow path, the valve chamber,
When the valve body is in the forward position, the valve is connected to the first port, the flow path leading to the valve chamber via the first flow path, and the flow path leading to the valve chamber via the second port, second flow path. A hot runner mold for sandwich molding, characterized in that the tip of the body is inserted into a gate to close the flow path to the cavity.
キャビティ内壁に開口するゲートと、
ゲートの上流側に設けられた弁室と、
弁室内に収容され、弁室内で軸方向に移動することによってゲートを開閉し、且つ弁室内で軸回りの回転角度を切り換えることが可能な棒状の弁体と、
弁室の内周面に開口する第一ポート及び第二ポートと、
金型の背面に設けられた第一スプルー及び第二スプルーと、
第一スプルーから第一ポートに至る第一ランナと、
第二スプルーから第二ポートに至る第二ランナと、
を有し、
弁体の先端部に隣接する部分において、弁体の外周面と弁室の内周面の間に環状の第一流路が形成され、
弁体の内部には、弁体の側面から内部を通って先端部に至り、ゲートの中心軸から外れた位置で弁室に開口する第二流路が形成され、
第一の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第一ポートが第一流路につながり、それによって、第一ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第二ポートが第二流路につながり、それによって、第二ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
第一の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第一ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第二ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路への流路が塞がれ、
第二の回転角度において弁体が後退位置にあるときには、ゲートが開かれると同時に、第二ポートが第一流路につながり、それによって、第二ポート、第一流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、更に、第一ポートが第二流路につながり、それによって、第一ポート、第二流路、弁室を経てゲートに至る流路が形成され、
第二の回転角度において弁体が前進位置にあるときには、第二ポート、第一流路を経て弁室に至る流路、及び第一ポート、第二流路を経て弁室に至る流路がつながった状態のまま、弁体の先端部がゲートに挿入されてキャビティへの流路が塞がれるように構成されていることを特徴とするサンドイッチ成形用ホットランナ金型。 A hot runner mold for performing sandwich molding using the first and second resins,
A gate opening in the cavity inner wall;
A valve chamber provided upstream of the gate;
A rod-shaped valve body that is housed in the valve chamber, opens and closes the gate by moving in the axial direction in the valve chamber, and can switch the rotation angle around the axis in the valve chamber;
A first port and a second port that open to the inner peripheral surface of the valve chamber;
A first sprue and a second sprue provided on the back of the mold,
The first runner from the first sprue to the first port,
A second runner from the second sprue to the second port,
Have
In the part adjacent to the tip of the valve body, an annular first flow path is formed between the outer peripheral surface of the valve body and the inner peripheral surface of the valve chamber,
Inside the valve body, a second flow path is formed that opens from the side of the valve body to the tip through the inside and opens to the valve chamber at a position off the central axis of the gate,
When the valve body is in the retracted position at the first rotation angle, the gate is opened, and at the same time, the first port is connected to the first flow path, thereby reaching the gate through the first port, the first flow path, and the valve chamber. A flow path is formed, and the second port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path that reaches the gate through the second port, the second flow path, and the valve chamber,
When the valve body is in the forward position at the first rotation angle, the flow path leading to the valve chamber via the first port and the first flow path and the flow path reaching the valve chamber via the second port and the second flow path are connected. The tip of the valve body is inserted into the gate and the flow path to the flow path to the cavity is blocked,
When the valve body is in the retracted position at the second rotation angle, the gate is opened, and at the same time, the second port is connected to the first flow path, thereby reaching the gate through the second port, the first flow path, and the valve chamber. A flow path is formed, and further, the first port is connected to the second flow path, thereby forming a flow path that reaches the gate through the first port, the second flow path, and the valve chamber,
When the valve body is in the forward position at the second rotation angle, the flow path reaching the valve chamber via the second port and the first flow path is connected to the flow path reaching the valve chamber via the first port and the second flow path. A sandwich-molding hot runner mold characterized in that the tip of the valve body is inserted into the gate and the flow path to the cavity is closed while the state is maintained.
先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路からキャビティ内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂を前記第二流路からキャビティ内に供給し、
次いで、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、コア用樹脂の供給を停止し、
キャビティ内が樹脂で充満された後、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、前記弁体を前進位置に移動してゲートを塞ぎ、
その状態で、スキン用樹脂を第一流路から第二流路の末端部分に逆流させた後、スキン用樹脂の供給を停止することを特徴とするサンドイッチ成形方法。 A method for performing sandwich molding using the hot runner mold for sandwich molding according to claim 1 or 2,
First, the valve body is moved to the retracted position, and the skin resin is supplied from the first flow path into the cavity.
Next, while continuing the operation of supplying the skin resin, the core resin is supplied from the second flow path into the cavity,
Next, while continuing the operation of supplying the skin resin, the supply of the core resin is stopped,
After the cavity is filled with resin, the valve body is moved to the forward position and the gate is closed while continuing the operation of supplying the skin resin.
In this state, after the skin resin is caused to flow backward from the first flow path to the end of the second flow path, the supply of the skin resin is stopped.
先ず、前記弁体を後退位置に移動して、スキン用樹脂を前記第一流路からキャビティ内に供給し、
次いで、スキン用樹脂の供給する動作を停止するとともに、コア用樹脂を前記第二流路からキャビティ内に供給し、
次いで、コア用樹脂の供給を停止するとともに、スキン用樹脂を供給する動作を再開し、
キャビティ内が樹脂で充満された後、スキン用樹脂を供給する動作を継続させたまま、前記弁体を前進位置に移動してゲートを閉じ、
その状態で、スキン用樹脂を第一流路から第二流路の末端部分に逆流させた後、スキン用樹脂の供給を停止することを特徴とするサンドイッチ成形方法。 A method for performing sandwich molding using the hot runner mold for sandwich molding according to claim 1 or 2,
First, the valve body is moved to the retracted position, and the skin resin is supplied from the first flow path into the cavity.
Next, the operation of supplying the skin resin is stopped, and the core resin is supplied from the second flow path into the cavity.
Next, the supply of the core resin is stopped and the operation of supplying the skin resin is resumed.
After the cavity is filled with resin, the valve body is moved to the forward position and the gate is closed while the operation of supplying the skin resin is continued.
In this state, after the skin resin is caused to flow backward from the first flow path to the end of the second flow path, the supply of the skin resin is stopped.
前記弁体の軸回りの回転角度を前記第一の回転角度と前記第二の回転角度の間で切り替えることによって、
スキン用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給し、コア用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給する第一のモードと、
スキン用樹脂を前記第二ランナ、前記第二ポート及び前記第一流路を経てキャビティ内に供給し、コア用樹脂を前記第一ランナ、前記第一ポート及び前記第二流路を経てキャビティ内に供給する第二のモードと、
の間で切り替えを行うことを特徴とするサンドイッチ成形方法。 A method for performing sandwich molding using the hot runner mold for sandwich molding according to claim 2, comprising:
By switching the rotation angle around the axis of the valve body between the first rotation angle and the second rotation angle,
The skin resin is supplied into the cavity through the first runner, the first port, and the first flow path, and the core resin is supplied into the cavity through the second runner, the second port, and the second flow path. The first mode to supply,
Resin for skin is supplied into the cavity through the second runner, the second port and the first flow path, and the resin for core is supplied into the cavity through the first runner, the first port and the second flow path. A second mode of supply;
A sandwich molding method characterized by switching between the two.
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