JP5350890B2 - 射出成形装置 - Google Patents
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Description
本発明は、射出成形装置に関する。詳しくは、キャビティに連通するホットノズルを有する金型と、このホットノズルに接続されるホットランナが形成されたマニホールドと、を備える射出成形装置に関する。
従来より、熱可塑性樹脂の射出成形を行う射出成形装置が知られている。この射出成形装置は、キャビティに連通するホットノズルを有する金型と、このホットノズルに接続されるホットランナが形成されたマニホールドと、このホットランナに溶融樹脂を供給するシリンダ装置と、を備える。
マニホールドには、ホットランナを加熱するヒータが内蔵されている。
金型には、キャビティ面に連通する連通路が形成されている。
ホットノズルは、金型の連通路に挿入される筒状のノズル本体と、このノズル本体の一端に形成されて連通路の外部に露出するフランジ部と、を有する。
連通路とホットノズルのノズル本体との間には、ホットノズルを加熱するバンドヒータが設けられている（特許文献１参照）。
金型には、キャビティ面に連通する連通路が形成されている。
ホットノズルは、金型の連通路に挿入される筒状のノズル本体と、このノズル本体の一端に形成されて連通路の外部に露出するフランジ部と、を有する。
連通路とホットノズルのノズル本体との間には、ホットノズルを加熱するバンドヒータが設けられている（特許文献１参照）。
以上の射出成形装置によれば、マニホールドに内蔵されたヒータによりホットランナを加熱し、バンドヒータによりホットノズルを加熱する。この状態で、シリンダ装置によりホットランナに溶融樹脂を供給する。すると、この溶融樹脂は、ホットランナおよびホットノズルを通して、金型のキャビティ内に充填される。
ところで、近年、消費者の好みが多様化しているため、成形品のカラーバリエーションを充実させることが要請されている。
この問題を解決するため、複数の射出成形装置を設け、射出成形装置ごとに異なる色の成形品を製造する手法が考えられるが、複数の金型が必要となり、設備が大型化するため、コスト高となる。
この問題を解決するため、複数の射出成形装置を設け、射出成形装置ごとに異なる色の成形品を製造する手法が考えられるが、複数の金型が必要となり、設備が大型化するため、コスト高となる。
そこで、異なる色の溶融樹脂を供給する複数のシリンダ装置を用意し、１つのマニホールドに対して、これらシリンダ装置を接続する手法が提案されている（特許文献２参照）。この手法によれば、シリンダ装置を選択的に駆動することで、１つの金型で異なる色の成形品を製造できる。
しかしながら、上述の手法では、樹脂の色を切り替える際、ホットランナやホットノズル内部に残留した樹脂を排出するため、新たな色の樹脂をホットランナに供給して射出成形を行う必要がある（以降、捨て成形と呼ぶ）。この捨て成形による成形品の色は、新たな色と前回の色との混合色となる。
ホットランナやホットノズル内部には、前回の色の樹脂が固化して付着しており、一回の捨て成形では、この付着した樹脂を完全に排出できない。よって、成形品の色が完全に新しい色に切り替わるまで、捨て成形を繰り返すことになる。この捨て成形による成形品は製品として利用できないため、材料の無駄が多い、という問題があった。
ホットランナやホットノズル内部には、前回の色の樹脂が固化して付着しており、一回の捨て成形では、この付着した樹脂を完全に排出できない。よって、成形品の色が完全に新しい色に切り替わるまで、捨て成形を繰り返すことになる。この捨て成形による成形品は製品として利用できないため、材料の無駄が多い、という問題があった。
本発明は、材料の無駄を低減できる射出成形装置を提供することを目的とする。
本発明者は、ホットノズルのフランジ部近傍に多量の樹脂が付着しており、捨て成形の回数が多くなる原因は、このフランジ部近傍の樹脂にあることを突き止めた。
本発明の射出成形装置（例えば、後述の射出成形装置１）は、キャビティ（例えば、後述のキャビティ１０Ａ）に連通するホットノズル（例えば、後述のホットノズル２０）を有する金型（例えば、後述の金型１０）と、当該ホットノズルに接続されるホットランナ（例えば、後述のホットランナ３１）が形成されたマニホールド（例えば、後述のマニホールド３０）と、を備え、前記ホットランナから前記ホットノズルを通して前記金型のキャビティ内に溶融樹脂を充填する射出成形装置であって、前記金型には、前記キャビティに連通する連通路（例えば、後述のノズル装着部１２）が設けられ、前記ホットノズルは、前記金型の連通路に挿入される筒状のノズル本体（例えば、後述のノズル本体２１）と、当該ノズル本体の一端側に形成されて前記連通路の外部に露出するフランジ部（例えば、後述のフランジ部２２）と、を備え、前記連通路と前記ノズル本体との間には、当該ノズル本体を加熱するヒータ（例えば、後述のバンドヒータ２３）が介装され、前記連通路と前記フランジ部との間には、当該フランジ部を加熱するヒータ（例えば、後述のリングヒータ２４）が介装されることを特徴とする。
この発明によれば、連通路とノズル本体との間に加えて、連通路とフランジ部との間にも、ヒータを介装した。よって、ヒータを駆動することにより、ホットノズルのフランジ部を確実に加熱できるので、このフランジ部近傍に多くの樹脂が付着するのを防止できる。よって、流路に付着する樹脂層を薄くかつ均一にできるので、捨て成形の実施回数を少なくして、材料の無駄を低減できる。
この場合、前記フランジ部は、前記マニホールドに当接することが好ましい。
溶融樹脂の流路の境界面では、放熱しやすいため、樹脂が付着するおそれがある。
しかしながら、この発明によれば、フランジ部をマニホールドに当接させたので、流路の境界面は、フランジ部とマニホールドとの接続部分のみとなる。よって、境界面が複数ある場合に比べて、放熱を防止できるので、材料の無駄をより低減できる。
しかしながら、この発明によれば、フランジ部をマニホールドに当接させたので、流路の境界面は、フランジ部とマニホールドとの接続部分のみとなる。よって、境界面が複数ある場合に比べて、放熱を防止できるので、材料の無駄をより低減できる。
本発明によれば、連通路とノズル本体との間に加えて、連通路とフランジ部との間にも、ヒータを介装した。よって、ヒータを駆動することにより、ホットノズルのフランジ部を確実に加熱できるので、このフランジ部近傍に多くの樹脂が付着するのを防止できる。よって、流路に付着する樹脂層を薄くかつ均一にできるので、捨て成形の実施回数を少なくして、材料の無駄を低減できる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形装置１の全体斜視図である。
射出成形装置１は、熱可塑性樹脂の射出成形を行うものである。この射出成形装置１は、キャビティ１０Ａに連通するホットノズル２０を有する金型１０と、この金型１０のホットノズル２０に接続されるホットランナ３１が形成されたマニホールド３０と、このホットランナ３１に溶融樹脂を供給する図示しない複数のシリンダ装置と、を備える。
図１は、本発明の一実施形態に係る射出成形装置１の全体斜視図である。
射出成形装置１は、熱可塑性樹脂の射出成形を行うものである。この射出成形装置１は、キャビティ１０Ａに連通するホットノズル２０を有する金型１０と、この金型１０のホットノズル２０に接続されるホットランナ３１が形成されたマニホールド３０と、このホットランナ３１に溶融樹脂を供給する図示しない複数のシリンダ装置と、を備える。
マニホールド３０には、ホットランナ３１を加熱するヒータ３２が内蔵されている。
金型１０には、キャビティ１０Ａに連通する連通路１１が形成されている。この連通路１１のマニホールド３０側の部分は、大きい内径を有するノズル装着部１２である。また、このノズル装着部１２のマニホールド３０側の端部には、凹部１３が形成されている。
金型１０には、キャビティ１０Ａに連通する連通路１１が形成されている。この連通路１１のマニホールド３０側の部分は、大きい内径を有するノズル装着部１２である。また、このノズル装着部１２のマニホールド３０側の端部には、凹部１３が形成されている。
ホットノズル２０は、円筒形状のノズル本体２１と、このノズル本体２１の一端に形成されたフランジ部２２と、を有する。
ノズル本体２１は、金型１０のノズル装着部１２に挿入される。ノズル装着部１２とノズル本体２１との間には、ノズル本体２１を囲繞する円筒形状のバンドヒータ２３が介装される。
ホットノズル２０のフランジ部２２は、ノズル装着部１２の外部に露出し、マニホールド３０に当接する。ノズル装着部１２の凹部１３とフランジ部２２との間には、円環状のリングヒータ２４が介装される。
ノズル本体２１は、金型１０のノズル装着部１２に挿入される。ノズル装着部１２とノズル本体２１との間には、ノズル本体２１を囲繞する円筒形状のバンドヒータ２３が介装される。
ホットノズル２０のフランジ部２２は、ノズル装着部１２の外部に露出し、マニホールド３０に当接する。ノズル装着部１２の凹部１３とフランジ部２２との間には、円環状のリングヒータ２４が介装される。
以上の射出成形装置１によれば、まず、マニホールド３０のヒータ３２、ならびに、金型１０のバンドヒータ２３およびリングヒータ２４を駆動して、ホットランナ３１およびホットノズル２０を加熱する。
次に、この状態で、図示しないシリンダ装置によりホットランナ３１に溶融樹脂を供給する。すると、この溶融樹脂は、ホットランナ３１およびホットノズル２０を通して、金型１０のキャビティ１０Ａに充填される。
次に、この状態で、図示しないシリンダ装置によりホットランナ３１に溶融樹脂を供給する。すると、この溶融樹脂は、ホットランナ３１およびホットノズル２０を通して、金型１０のキャビティ１０Ａに充填される。
例えば、射出成形を行う際、金型の温度は２０℃程度であるが、ホットノズルの温度は２００℃程度とする必要がある。そのため、リングヒータを設けない場合、ホットノズルのフランジ部と金型との接触部分からの放熱により、このフランジ部の温度は２００℃から約２０〜３０℃低下する。しかしながら、リングヒータを設けることにより、このフランジ部の温度の低下を抑制できる。具体的には、従来は２０回以上であった捨て成形の回数を６，７回程度まで低減できた。
本実施形態によれば、以下のような効果がある。
（１）ノズル装着部１２とノズル本体２１との間に加えて、ノズル装着部１２とフランジ部２２との間にも、リングヒータ２４を介装した。よって、リングヒータ２４を駆動することにより、ホットノズル２０のフランジ部２２を確実に加熱できるので、このフランジ部２２近傍に多くの樹脂が付着するのを防止できる。よって、流路に付着する樹脂層を薄くかつ均一にできるので、捨て成形の実施回数を少なくして、材料の無駄を低減できる。
（１）ノズル装着部１２とノズル本体２１との間に加えて、ノズル装着部１２とフランジ部２２との間にも、リングヒータ２４を介装した。よって、リングヒータ２４を駆動することにより、ホットノズル２０のフランジ部２２を確実に加熱できるので、このフランジ部２２近傍に多くの樹脂が付着するのを防止できる。よって、流路に付着する樹脂層を薄くかつ均一にできるので、捨て成形の実施回数を少なくして、材料の無駄を低減できる。
（２）フランジ部２２をマニホールド３０に当接させたので、流路の境界面は、フランジ部２２とマニホールド３０との接続部分のみとなる。よって、境界面が複数ある場合に比べて、放熱を防止できるので、材料の無駄をより低減できる。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
１ 射出成形装置
１０ 金型
１０Ａ キャビティ
１１ 連通路
１２ ノズル装着部（連通路）
２０ ホットノズル
２１ ノズル本体
２２ フランジ部
２３ バンドヒータ
２４ リングヒータ
３０ マニホールド
３１ ホットランナ
１０ 金型
１０Ａ キャビティ
１１ 連通路
１２ ノズル装着部（連通路）
２０ ホットノズル
２１ ノズル本体
２２ フランジ部
２３ バンドヒータ
２４ リングヒータ
３０ マニホールド
３１ ホットランナ
Claims (2)
- キャビティに連通するホットノズルを有する金型と、当該ホットノズルに接続されるホットランナが形成されたマニホールドと、を備え、前記ホットランナから前記ホットノズルを通して前記金型のキャビティ内に溶融樹脂を充填する射出成形装置であって、
前記金型には、前記キャビティに連通する連通路が設けられ、
前記ホットノズルは、前記金型の連通路に挿入される筒状のノズル本体と、当該ノズル本体の一端側に形成されて前記連通路の外部に露出するフランジ部と、を備え、
前記連通路と前記ノズル本体との間には、当該ノズル本体を加熱するヒータが介装され、
前記連通路の前記マニホールド側の端部に形成された凹部と前記フランジ部との間には、当該フランジ部を加熱するヒータが介装されるとともに、
前記ホットノズルに対する前記フランジ部を加熱するヒータからの伝熱面積は、前記連通路に対する前記フランジ部を加熱するヒータからの伝熱面積より大きいことを特徴とする射出成形装置。 - 請求項１に記載の射出成形装置において、
前記フランジ部は、前記マニホールドに当接することを特徴とする射出成形装置。
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