JP7242286B2 - ホットランナーノズル、射出成形金型、樹脂成形品の製造方法、ホットランナーノズルの製造方法 - Google Patents
ホットランナーノズル、射出成形金型、樹脂成形品の製造方法、ホットランナーノズルの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7242286B2 JP7242286B2 JP2018237683A JP2018237683A JP7242286B2 JP 7242286 B2 JP7242286 B2 JP 7242286B2 JP 2018237683 A JP2018237683 A JP 2018237683A JP 2018237683 A JP2018237683 A JP 2018237683A JP 7242286 B2 JP7242286 B2 JP 7242286B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- conductive material
- thermally conductive
- flow path
- hot runner
- runner nozzle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
ノズル先端部において樹脂が固化するのを抑制するため、ノズルを更に加熱して温度を高く保持することも考えられるが、先端部以外の温度が過度に上昇してしまい、樹脂の分解や劣化を生じさせる原因になる。
例えば、特許文献1には、ホットランナーノズルの先端部の内層と外層を其々高熱伝導材と低熱伝導材で形成し、低熱伝導材(外層)の外側のヒーターをノズル先端の近傍にまで設けた構造が提案されている。
また、特許文献2には、高熱伝導材料で形成した高熱伝導チップをノズル先端部に嵌め合わせて一体化し、高熱伝導チップをヒーターで直接加熱するホットランナーノズルが提案されている。
以下、図面を参照して、本発明を実施した実施形態1のホットランナー金型について説明する。
(固定側金型)
図1に、実施形態1のホットランナー金型の一部断面図を示す。実施形態1は2個取りの射出成形金型であるが、図1はその半分にあたる1個取り分の固定側金型部分の断面を示している。尚、図1は模式図であり、金型部品を締結するボルト、ボルト穴、ヒーターを制御する熱電対等については、図示を省略している。
図2に、実施形態1のホットランナーノズルの断面図を示す。尚、以後の説明では、図中の矢印Axの方向を、溶融樹脂の流路方向、あるいはホットランナーノズルの軸方向などと呼ぶ場合がある。図示のように、軸方向に沿って便宜的にホットランナーノズルをA、B、Cの3つの部位に分けるとすれば、Aはノズルの締め付け力を受ける基部、Bは円筒状の外径を有するノズル中央部、Cは円錐台状の外形を有するノズル先端部である。本実施形態では、ホットランナーノズルの全長(A+B+Cの長さ)を47mmとし、最大径(D)を21.4mmとした。
ホットランナーノズル先端35は、接触点31で金型と接触するが、耐熱性の高いスーパーエンプラ樹脂で作ったリング部材29を挿入することによって、断熱性が高い構造とし、この部分におけるノズルから金型への伝熱を抑制している。
ノズル支持部材8は、ノズルを支持するための部材で、筒状部材26とは基部Aとノズル中央部Bの境界位置で接触し、金型(固定側キャビティ形成板4)とは接触点34で接触している。金型自体が直接ノズルを支持する場合と比べ、ノズル支持部材8のノズル軸方向長さ分だけ伝熱を経由させる構造にできるため、ノズル支持部材8に低熱伝導の材料を用いれば、ノズルから金型への伝熱量を抑制することができる。
そして、高熱伝導材の外層39を設けた領域の過半の範囲において、高熱伝導材の厚さが低熱伝導材の厚さよりも大きくなるようにした。ニッケルの厚みがSUSの厚みよりも大きな領域のノズル軸方向の長さをL6とすると、L6=31.6mmであり、L6>L5-L6、すなわち、L6>L5/2とした。
図6を参照して、本実施形態のホットランナー金型におけるノズル各部の温度均一性について具体的に説明する。
ゲート32からノズルの根元に向かって17.3mmのヒーター近傍位置(W点)に、ヒーター制御用の熱電対(不図示)を挿入し、該制御点の温度を約220℃となるように制御した。ノズル内の温度測定点は、ゲート32から固定側に向かって4.4mm(X点)、25.7mm(Y点)、39.2mm(Z点)の3点とした。
温度測定の結果は、W点は220℃、X点は214℃、Y点は219℃、Z点は210℃となった。ノズル内の各部の最大温度差は9℃であり、温度均一性に優れていることが確認できた。
また、後述するレーザークラッディングにより形成した外層は、筒状部材との接合強度が高いため、連続成形を長時間実施して昇温と冷却、樹脂流路における樹脂の加圧と除圧を繰り返しても、筒状部材のステンレスと外層のニッケルに剥離はみられない。
図3(a)~図3(f)を参照して、本実施形態におけるホットランナーノズルの形成方法について説明する。本実施形態では、レーザークラッディングにより筒状部材の外面に外層を形成する。
図3(c)に示すのは、ステンレス材201の外面に所定厚みのニッケル204を積層させた状態である。この段階では、ニッケル204は、最終的に形成する外層39よりも厚く積層され、ニッケル層の表面は粗面である。
次に、実施形態2のホットランナー金型について説明する。実施形態1と同様の部分については説明を省略し、差異点を中心に説明する。
図5に、実施形態2のホットランナーノズルの断面図を示す。基本的な構成については、実施形態1と同様であるが、本実施形態は最大径(D)を、D=25mmとし、相対的に外径が大きなホットランナーノズルである。径拡大に伴い、実施形態1よりも外層のニッケルの厚みが厚くなっている。
外層39(ニッケル)の厚みは、ノズル中央部Bにおいて、L2=3.5mmとした。本実施形態では、外層39の最大肉厚を3.5mmとし、ヒーター28よりもノズル先端側まで厚さ3.5mmの部分を延ばし、L3=3.5mmの領域を設けた。外層39を設けた領域内において、低熱伝導材よりなる筒状部材26の厚みの最大値に対して、高熱伝導材よりなる外層39の厚みの最大値が1.4倍以上で3.5倍以下となるようにする。
ニッケルを盛り付けて形成した外層39のノズル軸方向の長さをL5とすると、L5=36.4mmであり、ノズル(あるいは、低熱伝導材より成る筒状部材26)の全長47mmの過半の長さに渡り、高熱伝導材(ニッケル)が配置されている。
また、高熱伝導材よりなる外層39の厚みが最大となる厚肉部をヒーター28よりもノズル先端側に延ばすことにより、ノズル先端への熱伝導を促進し、先端部の温度低下を抑制することができる。
比較例1として、実施形態1のホットランナーノズルの筒状部材と外層を合わせた部分と等しい形状のホットランナーノズルをステンレス単体で製造し、実施形態1と同様の測定方法で温度分布を測定した。
実施形態1と比較例1の温度測定結果を表1に示す。
比較例2として、実施形態2のホットランナーノズルの筒状部材と外層を合わせた部分と等しい形状のホットランナーノズルをステンレス単体で製造し、実施形態2と同様の測定方法で温度分布を測定した。
実施形態2と比較例2の温度測定結果を表2に示す。
本発明の実施は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、実施形態では筒状部材の材料をステンレス、外層の材料をニッケルとしたが、材料はこの組み合わせに限られるわけではない。要は、筒状部材に比べて外層の熱伝導率が大きければよい。
また、金型は2個取りに限らず、より多数個取りの金型でもよい。
Claims (15)
- 溶融樹脂の流路が形成された第1熱伝導材と、
前記第1熱伝導材よりも熱伝導率が大きい第2熱伝導材と、
前記第2熱伝導材を介して前記第1熱伝導材へ熱を供給するヒーターと、
溶融樹脂の流路方向に沿って進退するように前記流路に配置されたバルブピンと、を有し、
前記バルブピンが前記流路の射出口に対して後退限度位置まで後退した状態で、前記流路方向に直交する直交方向における前記バルブピンと前記ヒーターとの間に、前記第1熱伝導材の第1部分および前記第2熱伝導材の第2部分とが位置し、前記第2部分と前記ヒーターとの間に前記第1熱伝導材が配されておらず、
前記直交方向において、前記第2部分と前記ヒーターとの間の距離は、前記第2部分の厚さよりも小さく、
前記第2熱伝導材は、前記流路方向において、前記状態における前記バルブピンよりも、前記射出口の近くまで設けられている、
ことを特徴とするホットランナーノズル。 - 溶融樹脂の流路が形成された第1熱伝導材と、
前記第1熱伝導材よりも熱伝導率が大きい第2熱伝導材と、
前記第2熱伝導材を介して前記第1熱伝導材へ熱を供給するヒーターと、
溶融樹脂の流路方向に沿って進退するように前記流路に配置されたバルブピンと、を有し、
前記バルブピンが前記流路の射出口に対して後退限度位置まで後退した状態で、前記流路方向に直交する直交方向における前記バルブピンと前記ヒーターとの間に、前記第1熱伝導材の第1部分および前記第2熱伝導材の第2部分とが位置し、前記第2部分と前記ヒーターとの間に前記第1熱伝導材が配されておらず、
前記直交方向において、
前記第1熱伝導材の前記第1部分の厚さよりも前記第2熱伝導材の前記第2部分の厚さが大きい、
ことを特徴とするホットランナーノズル。 - 溶融樹脂の流路が形成された第1熱伝導材と、
前記第1熱伝導材よりも熱伝導率が大きい第2熱伝導材と、
前記第2熱伝導材を介して前記第1熱伝導材へ熱を供給するヒーターと、
溶融樹脂の流路方向に沿って進退するように前記流路に配置されたバルブピンと、を有し、
前記バルブピンが前記流路の射出口に対して後退限度位置まで後退した状態で、前記流路方向に直交する直交方向における前記バルブピンと前記ヒーターとの間に、前記第1熱伝導材の第1部分および前記第2熱伝導材の第2部分とが位置し、前記第2部分と前記ヒーターとの間に前記第1熱伝導材が配されておらず、
前記直交方向において、
前記第2熱伝導材が形成された領域内における前記第1熱伝導材の厚さの最大値に対して、前記第2熱伝導材の厚さの最大値は、1.4倍以上で3.5倍以下である、
ことを特徴とするホットランナーノズル。 - 溶融樹脂の流路が形成された第1熱伝導材と、
前記第1熱伝導材よりも熱伝導率が大きい第2熱伝導材と、
前記第2熱伝導材を介して前記第1熱伝導材へ熱を供給するヒーターと、
溶融樹脂の流路方向に沿って進退するように前記流路に配置されたバルブピンと、を有し、
前記バルブピンが前記流路の射出口に対して後退限度位置まで後退した状態で、前記流路方向に直交する直交方向における前記バルブピンと前記ヒーターとの間に、前記第1熱伝導材の第1部分および前記第2熱伝導材の第2部分とが位置し、前記第2部分と前記ヒーターとの間に前記第1熱伝導材が配されておらず、
前記直交方向における前記第2熱伝導材の厚さが最大になる部分は、前記流路方向において前記ヒーターよりも前記射出口に近い側に位置する、
ことを特徴とするホットランナーノズル。 - 前記第2熱伝導材および前記状態における前記バルブピンは、前記流路方向において、前記ヒーターよりも前記射出口の近くまで設けられている、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記第1熱伝導材の前記第1部分の厚さは、0.5mm以上で1.0mm以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記流路方向における前記第1熱伝導材の長さは34.3mm以上であり、
前記ホットランナーノズルの外径は25mm以下である、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記第1熱伝導材の材料は前記第2熱伝導材の材料よりも耐食性と耐磨耗性が高く、前記第2熱伝導材の材料は50W/m・K以上の熱伝導率を有する、
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記第1熱伝導材の材料の主成分はステンレスで、前記第2熱伝導材の材料の主成分は、ニッケル、銅、銅合金のいずれかである、
ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記第1熱伝導材および前記第2熱伝導材は、前記第2熱伝導材が前記流路に直面しないように配置されている、
ことを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記第2熱伝導材のうちの前記射出口から最も遠い第3部分が、前記流路方向において前記第1熱伝導材に対向し、前記直交方向において前記第3部分と前記状態における前記バルブピンとの間に前記第1熱伝導材が位置する、
ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 前記流路方向における前記第2熱伝導材の長さは、前記流路方向における前記第1熱伝導材の長さの過半、または、47mmの50%超である、
ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のホットランナーノズル。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のホットランナーノズルと、金型とを備える、
ことを特徴とする射出成形金型。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のホットランナーノズルを用いて、金型に樹脂を射出する、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。 - 請求項1乃至12のいずれか1項に記載のホットランナーノズルを製造する製造方法であって、
前記第1熱伝導材の母材の側面に、前記第2熱伝導材の材料をレーザークラッディングにより積層する、
ことを特徴とするホットランナーノズルの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018237683A JP7242286B2 (ja) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | ホットランナーノズル、射出成形金型、樹脂成形品の製造方法、ホットランナーノズルの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018237683A JP7242286B2 (ja) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | ホットランナーノズル、射出成形金型、樹脂成形品の製造方法、ホットランナーノズルの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020099999A JP2020099999A (ja) | 2020-07-02 |
JP7242286B2 true JP7242286B2 (ja) | 2023-03-20 |
Family
ID=71140686
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018237683A Active JP7242286B2 (ja) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | ホットランナーノズル、射出成形金型、樹脂成形品の製造方法、ホットランナーノズルの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7242286B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102367983B1 (ko) * | 2020-08-25 | 2022-03-02 | 주식회사 유도 | 팁히터가 구비된 핫런너 시스템 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080260889A1 (en) | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Nozzle Tip for High Melt Pressure Applications |
JP2016155155A (ja) | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 住友重機械ハイマテックス株式会社 | 工具材の製造方法及び工具 |
JP2017043093A (ja) | 2015-08-14 | 2017-03-02 | イングラス ソシエタ ペル アチオニINGLASS S.p.A. | プラスチック材料射出成形装置のインジェクタのためのノズルターミナル |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09123222A (ja) * | 1995-10-27 | 1997-05-13 | Sekisui Chem Co Ltd | ホットランナ金型 |
JP3498574B2 (ja) * | 1998-05-28 | 2004-02-16 | 三菱マテリアル株式会社 | ヒーターおよびこのヒーターを用いたバルブゲート式金型装置 |
KR101574420B1 (ko) * | 2014-04-01 | 2015-12-03 | 허남욱 | 핫러너 사출금형의 노즐장치 |
-
2018
- 2018-12-19 JP JP2018237683A patent/JP7242286B2/ja active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080260889A1 (en) | 2007-04-20 | 2008-10-23 | Husky Injection Molding Systems Ltd. | Nozzle Tip for High Melt Pressure Applications |
JP2016155155A (ja) | 2015-02-25 | 2016-09-01 | 住友重機械ハイマテックス株式会社 | 工具材の製造方法及び工具 |
JP2017043093A (ja) | 2015-08-14 | 2017-03-02 | イングラス ソシエタ ペル アチオニINGLASS S.p.A. | プラスチック材料射出成形装置のインジェクタのためのノズルターミナル |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020099999A (ja) | 2020-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20170106469A1 (en) | Ultrasonic additive manufacturing assembly and method | |
US20120237631A1 (en) | Hot-Runner System having Manifold Assembly Manufactured in Accordance with Free-Form-Fabrication | |
JP2006082096A (ja) | 射出成形用積層金型、射出成形方法及びダイカスト用積層金型 | |
KR20140004738A (ko) | 온도 조절용 채널을 구비한 금형 부품의 제조 방법 및 상기 방법에 의해 이루어진 금형 부품 | |
US20170182680A1 (en) | Creation of injection molds via additive manufacturing | |
JP7242286B2 (ja) | ホットランナーノズル、射出成形金型、樹脂成形品の製造方法、ホットランナーノズルの製造方法 | |
Tuteski et al. | Conformal cooling channels in injection molding tools–design considerations | |
JP5708640B2 (ja) | 成形金型及び樹脂成形品の製造方法 | |
JP2014069224A (ja) | 鋳造装置、該鋳造装置の製造方法及び鋳造成形品の製造方法 | |
JP5941946B2 (ja) | 射出成形金型及び射出成形方法 | |
GB2548629A (en) | Honeycomb structured mould insert fabrication | |
CN105479687A (zh) | 一种注塑成型用微模具 | |
JPH0753393B2 (ja) | 円筒状又は円柱状成形品の射出成形用金型及び成形品 | |
JP5294618B2 (ja) | 射出成形用金型 | |
JP7106170B2 (ja) | 冷却手段が備えられるセンターピラー熱間成形金型の製造方法 | |
WO2006073486A1 (en) | Method and tool for molding | |
CN109414845B (zh) | 浇道套及其制造方法 | |
JP2013540619A (ja) | マニホールドアセンブリ用の定温ヒーターアセンブリを備える金型工具アセンブリ | |
JP6245488B1 (ja) | スプルブッシュ | |
US10967550B2 (en) | High yield strength, low thermal impedance component and manufacturing method | |
JP2008284704A (ja) | 成形型および光学素子の製造方法 | |
JPH1086191A (ja) | 射出成形用金型及びその成形駒 | |
CN109414857B (zh) | 浇道套 | |
US11220032B2 (en) | Sprue-bush and method for manufacturing sprue-bush | |
CN115609804A (zh) | 一种具有随形水路的模具零件的制作方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20200206 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20200207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20211220 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211220 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20221018 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221215 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230207 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230308 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7242286 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |