JPH0354612B2

JPH0354612B2 -

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Publication number: JPH0354612B2
Application number: JP60134416A
Authority: JP
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1991-08-20
Also published as: EP0195111A3; CA1234264A; EP0195111A2; US4622001A; JPS61211011A

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は射出成形機の改良に関するもので、特
に加熱された射出ノズルと成形キヤビテイ間の熱
伝搬を軽減するためのキヤビテイ部材のデザイン
の改良に関する。

≪従来の技術≫ 従来の射出成形機は、概して可塑化・射出ユニ
ツトからなる溶融樹脂の供給源ないし供給装置を
含み、該ユニツトはノズル部によつて溶融樹脂を
金型に注入するようになつている。典型的なノズ
ル部は、可塑化・射出ユニツトさら注入されたま
まの溶融された状態に樹脂を保つためのヒーター
を有する。ノズル部は可塑化・射出ユニツトか
ら、同じく一般に加熱された多種のデザインの中
間部マニフオールドシステムにより物理的に隔て
られることもある。可塑化・射出ユニツト内の樹
脂は、加圧下にノズル部を経て金型に注入されて
所望の製品を成形するように、機械的使用及び温
度調節を受ける。

樹脂を注入される金型は、一版に雄型部、雌型
部をなすそれぞれコア部材とキヤビテイ部材と普
通呼ばれる２つの金型部からなつている。金型部
は通常、一方がクランプシステムにより他方に対
して往復動するように据えられる。クランプシス
テムは製品を射出成形するに十分な圧縮力を供給
する。クランプシステムは、また製品成形後に金
型を開め、成形されたを取り出し、次の製品の射
出の準備に金型を閉じるために必要な機構を持
つ。

成形された製品の連続的な取り出しの間の時間
は、サイクル・タイムと普通呼ばれている。一般
には、成形機の最大生産量を達するため、良好な
成形が可能な限り、サイクル・タイムを短縮する
ことが望ましい。各成形品の実用最小サイクル・
タイムを決めるには、多くの要因が関わつてく
る。その幾つかの要因としては、可塑化・射出ユ
ニツトの必要な回復時間、各サイクルで射出ユニ
ツトから金型に注入される実際の樹脂の量、金型
内で良好な製品の外形をなすために必要な冷却時
間であり、その他の要因は当業者に良く知られて
いる。

ポリエチレンテレフタレート（PET）を射出
成形して、その後の応力配向に都合が良いように
無視できる程の結晶を有する製品を得ることは非
常に難かしい。PETを可塑化・射出ユニツト内
で275℃以上の温度で溶融させることが必要であ
る。PETを金型に射出した後は、最大の結晶生
長範囲を避けるように、100℃以下の温度に急速
に冷却することが必要である。この望ましくない
範囲は約120〜250℃にわたり、結晶化率は140〜
180℃間で劇的に増す。この結晶生長を避けるた
め、金型は一般に金型のまわりを循環する冷却さ
れた熱搬送液によつて冷却されるが、熱搬送液の
温度は約16℃以下、好ましくは10℃以下に保たれ
る。

冷却された熱搬送液または冷却液は、通常はキ
ヤビテイ部材の外側を回つて循環しており、コア
部材の内部にある貯蔵部内に導入され得る。従来
の冷却機構は、凸形の底面をもつ壜用パリソンな
どの製品を成形するには概して良好であつたが、
殆ど水平か或いは凹形の底面の製品を成形するに
は、以前に考慮されなかつた冷却における新たな
問題を、特に非常に短いサイクル・タイムが望ま
れる時に引き起こす。

≪発明が解決しようとする問題点≫ それ故、本発明の目的は金型のキヤビテイ部に
高性能冷却を提供することであり、且つキヤビテ
イ要素とそれに隣接する溶融樹脂、特にPET、
をキヤビテイ要素に注入する加熱されたノズル間
に高性能の絶縁を提供することにある。

≪問題点を解決するための手段≫ 本発明によれば、２要素からなるキヤビテイ部
材が用いられる。キヤビテイ部材はコア部材と共
にノズルのゲートを経て溶融した樹脂が注入され
る成形空間を形作り、所望の型を内側の面にもつ
第１の要素をもつ。第２の要素は、ノズルと第１
の要素間に位置し、ゲートに整列する開口部をも
つ。第２の要素は、冷却液ユニツトからの液体が
注入される第１と第２の要素間の溝を形作る第１
の要素に近接する面をもつ。第２の要素は、好ま
しくはステンレスのような熱伝導率が20W／ｍ℃
以下の材料からなる。第２の要素は、ノズルと第
２の要素間に熱の断絶を起すよう、所定の間隔だ
け、加熱されるノズルから隔たるように作られた
外面をもつ。この断熱部は、最初の成形サイクル
の開始直後、可塑ユニツトから注入される樹脂で
満たされる。それに注入された樹脂層はノズルと
第２の要素、つまりキヤツプ間に絶縁層をなす。

第１と第２の要素間の溝は、第２の要素に屈曲
した複数の溝を、また第１の要素にこの屈曲溝に
よつて連結される複数の凹みをもつ。第１の要素
にある凹みは、全体がキヤビテイ部材の製品成形
面の最大径の内側に収まる。第１の要素に近接す
る第２の要素の面は、射出用ノズルに近接する製
品成形キヤビテイの先端面を支持するための第１
の要素に接する複数のランドをもつ。

本発明のキヤビテイ部材は、溶融樹脂から冷却
液に、特にキヤビテイ部材のノズルとゲート付近
において早急に熱を伝搬するが、それによりサイ
クル・タイムを相当に減少する。更に当設計キヤ
ビテイのキヤツプ部は、加熱される射出ノズルか
ら金型キヤビテイへの熱伝導性を低める絶縁体と
して働き、それ故更に、成形される製品の成形安
定状態を達成するための必要な冷却時間を減少さ
せる。加えて、ノズルとキヤツプ間の断熱部に導
入させる樹脂層は、ノズルから金型キヤビテイへ
の熱の伝搬を減少するもう１つの絶縁層として働
く。

≪実施例≫ 上記以外の本発明の特長と利点は、本発明を実
施する最良の態様を例示する。以下の実施例の詳
細な記載によつて、当業者には明白となるであろ
う。詳細な説明は特に添附の図を参照する。

第１図は射出成形機の固定平板またはクランプ
板もしくは金型ベース支持体である部材１０を示
す。可塑化・射出ユニツトまたは他の溶融樹脂の
供給装置から連なるノズル１２がプレート１０よ
り突出している。ノズル１２は直接に可塑化・射
出ユニツト（図示せず）に連結されても良く、或
いは加熱マニフオールド供給システムの構成部で
あつても良い。ノズル１２はノズル収容部１４、
ヒーター１７を含む加熱ジヤケツト１６、及び開
口部２０で終わるジヤケツト・ライナ１８からな
る。開口部２０は、閉じた位置Ｃと開いた位置Ｏ
間を移動する端部をもつ往復運動するプローブ２
２によつて塞がれる。プローブ２２は供給装置
（図示せず）より供給される溶融樹脂２４によつ
て囲まれている。

本発明による２要素からなるキヤビテイ部材
は、水などの冷却液の供給源（図示せず）に連結
されている、破線で示された複数の溝３０を含む
キヤビテイ支持体２８内に収納されている。２要
素からなるキヤビテイ部材２６は、フランジ３４
をキヤビテイ支持体２８の前面部３６にネジ３２
などで止めることによつて、キヤビテイ支持体２
８内に保持される。２要素からなるキヤビテイ部
材２６は、従来の液体貯蔵システム４０とストリ
ツパー４２を含み得るコア部材３８と協動する。
コア部材３８の外面４４とキヤビテイ部材２６の
内面４６の間には、溶融された樹脂２４が所定の
大きさと形の製品に成形されるべく射出される空
間４７がある。

本発明による２要素からなるキヤビテイ部材２
６は、成形面４６と固定用フランジ３４を有する
第１の要素５０を含む。第１のキヤビテイ要素
は、またフランジ５３により隔てられた溝５２を
含み、この溝５２は要素５０の外面に冷却液を循
環させるように導管３０に連結されている。要素
５０は、またプローブ２２により塞がれている状
態が図示されているゲート５４を含む。プローブ
２２が開いた位置Ｏに引込んでいる時、溶融した
樹脂２４がゲート５４より面４４と４６との間の
スペースに進入し、成形品４８を形成する。

２要素のキヤヒテイ部材２６は、またコア部材
３８と反応側のキヤビテイ要素５０の端部上に、
キヤツプをなす第２の要素５６を含む。キヤツプ
５６は適宜の締具５８により、キヤビテイ要素５
０に固定される。キヤツプ５６は導管３０に連結
された溝６０を含み、溝６０はノズル１２と第１
のキヤビテイ要素５０の間に冷却液を導く。

キヤツプ部５６内の溝６０は、第２図及び第３
図により詳細に示されているように、６２と６４
に始まり、各々６６と６８に終わる２本の屈曲し
た通路からなる。２本の通路６２〜６６と６４〜
６８の各々は、少し角のある形状の開始部分７
０、概してＵ字形の中間部７２、及び部分７０に
似た終端部分７４からなる。部分７０，７２は、
部分７２，７４と同じく、第１のキヤビテイ要素
５０の端面８０の形成された凹み７６，７８によ
り各々連結される。キヤツプ５６は、成形面４６
の底８２を支えるように第１の要素５０の接触す
るランド８２を含む。

第２図に示されるように、凹み７６と７８は、
破線８４で示されるように面４６の最大径内に全
体が納まつている。更に、凹み７６と７８は、破
線８６によつて示されるノズル１２の加熱ジヤケ
ツト１６の最大径の内側に延びる。連結凹み７
６，７８を含む溝６０を除いて、第１の要素５０
の端面８０は第２の要素５６の面８８に接触して
いる。最も内側の円錐面９０，９２も、凹み７
６，７８からの水がゲート５４を経て金型部に侵
入するのを防ぐ働きをする第１図に示されるＯ−
リング９４を除いて、接触している。更に加え
て、Ｏ−リング９６，９８が、溝３０，５２，６
０からの冷却水が金型部２６と金型支持体２８の
間から漏出するのを防ぐために、金型の外周に設
けられる。

第１図〜第３図に示された実施例では、屈曲溝
６０の通路は第１の要素５０の端面８０に形成さ
れた凹み７６，７８を含むが、第４，５図に示さ
れる本発明の他の実施例では、溝１６０はキヤツ
プ１５６内に全体が納まる。第４図において、第
１図のものと同じ加熱されたノズル１１２は、ゲ
ート１５４及び金型要素１５０と相互に作用する
往復運動のプロープ１２２を含む。金型要素１５
０は第４図に示された要素５０に似ているが、支
持体１２８の段部１２９に収納される周辺フラン
ジ１５１を含む。周辺フランジ１５１は、導管１
３０と協働して、冷却液を溝１６０に導く開口部
１５３を含む。更に、冷却溝１５２が第１図のも
のと同じく設けられている。

キヤツプ１５６は周辺フランジ１５１に囲ま
れ、適宜な締具１５８によつて所定位置に保持さ
れている。前面１８８は金型要素１５０の面１８
０に接触する。面１８０は、Ｏ−リング１９４が
配されたゲート１５４の付近を除き、図示したよ
うに概して平坦である。キヤツプ１５６の平坦な
面１８８は、第５図は詳細に示されるように、そ
れぞれ１６２，１６４で始まり、１６６，１６８
で終わる連続する２つの溝１６０を含む。２つの
溝１６０は、加熱されたノズル１１２の最大径の
内側に突出している楔形部分１６１を図示のよう
に含むことにより、加熱されたノズル１１２から
キヤビテイ要素１５０とコア部材１３８間に形成
される成形品１４８への熱の伝達を減少させると
ともに、製品１４８を冷却する。

両方の実施例において、追加の熱絶縁は、加熱
ジヤケツト１６，１１６とキヤツプ５６，１５６
の面５７，１５７間に、スペース１５，１１５を
設けることにより、ノズル部１２，１１２と隣接
する成形品４８，１４８間に施される。このスペ
ース１５，１１５は、加熱されたノズル１２，１
１２と成形品４８，１４８間の熱伝搬を減少させ
る断熱部を形成する。成形サイクルの初期に溶融
樹脂２４がスペース１５に注入されることによつ
て、断熱部１５，１１５を渡る熱伝搬は更に減少
する。樹脂、特にPETは非常に低い熱伝導率を
示し、多くの場合1W／ｍ℃よりはるかに低い。
断熱部１５の厚さ、つまり介在樹脂層の厚さは、
プレート１０，１１０に対してノズル収容部１
４，１１４を選択し位置決めすることにより規定
され得る。

断熱部１５，１１５の樹脂層による絶縁、キヤ
ツプ５６，１５６の材料の適切な選択による低熱
伝導率、及び凹み７６，７８と楔形部１７６は協
働して、成形品４８，１４８を加熱されたノズル
１２，１１２から断熱し、それ故サイクル・タイ
ムを相当に減少させ得る。

以上、本発明をその好適な実施例を参照して記
載したが、本発明はそれに限られることなく種々
の変更が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る射出成形金型の断面図、
第２図は第１図の２−２線に沿つて切断された２
要素からなるキヤビテイ部材の一部破断断面図、
第３図は第１図及び第２図に示されたキヤビテイ
部材の２要素を示す分解図、第４図は本発明の他
の実施例を示す第１図と同様の断面図、第５図は
第４図の５−５線に沿つて見たキヤツプの底面図
であつて、第１図は第２図の１−１線に沿つて、
第４図は第５図の４−４線に沿つて、それぞれ切
断された断面図である。１０……プレート、１２……ノズル、１４……
ノズル収容部、１５……断熱部、１６……加熱ジ
ヤケツト、１７……ヒーター、１８……ジヤケツ
ト・ライナ、２０……開口部、２２……プロー
ブ、２４……溶融した樹脂、２６……キヤビテイ
部材、２８……キヤビテイ支持体、３０……導
管、３２……ネジ、３４……固定用フランジ、３
６……２８の前面部、３８……コア部材、４０…
…液体貯蔵システム、４２……ストリツパー、４
４……コア部材の外面、４６……キヤビテイ部材
の内面、４７……成形射出用空間、４８……成形
品、５０……キヤビテイ要素、５２……溝、５４
……ゲート、５６……キヤツプ、５８……締具、
６０……溝、６２〜７４……通路、７６，７８…
…凹み、８０……キヤビテイ要素の端面、８２…
…ランド、８８……第２の要素の面、９０，９２
……円錐面、９４，９６，９８……Ｏ−リング、
１１０……プレート、１１２……ノズル、１１４
……ノズル収容部、１１５……断熱部、１１６…
…加熱ジヤケツト、１２２……プローブ、１２８
……キヤビテイ支持体、１２９……段部、１３０
……導管、１３８……コア部材、１４８……成形
品、１５０……キヤビテイ要素、１５２……溝、
１５３……開口部、１５４……ゲート、１５６…
…キヤツプ、１５８……締具、１６０……溝、１
６１……楔形部、１６２〜１６８……通路、１７
６……楔形部。

Claims

【特許請求の範囲】１液体冷却ユニツトと、キヤビテイ部材と該キ
ヤビテイ部材に対して可動なコア部材の間の成形
空間に溶融樹脂を導入するよう構成されたノズル
を含む溶融樹脂の供給装置とを有する射出成形機
に用いられるキヤビテイ部材であつて、該キヤビ
テイ部材は第１の要素と第２の要素からなり、該
第１の要素は該コア部材と協働して該成形空間を
完全に画成する内面と、溶融樹脂が該ノズルから
該成形空間内に流入するためのゲートとを有し、
該第２の要素は該ノズルと該第１の要素の間であ
つて該第１の要素の該内面と反対側に位置すると
ともに、該ゲートと整列した開口部と、該液体冷
却ユニツトからの液体を循環させるため該第１及
び第２の要素の間に溝を画成するところの該第１
の要素の外面に対向した面を有してなることを特
徴とする射出成形機用キヤビテイ部材。２前記第２の要素が約20W／ｍ℃以下の熱伝導
率の材料からなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の射出成形機用キヤビテイ部材。３前記第２の要素が、所定距離だけ前記ノズル
から離間するよう形成された外面を含むことを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の射出成形機
用キヤビテイ部材。４前記第１と第２の要素間の前記溝が、該第２
の要素内の複数の屈曲溝と、該第２の要素内の屈
曲溝と連結した該第１の要素内の複数の凹みから
なることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の射出成形機用キヤビテイ部材。５前記第１の要素内の凹み全体が前記内面の最
大径内に位置していることを特徴とする特許請求
の範囲第４項記載の射出成形機用キヤビテイ部
材。６前記第１の要素内の凹みが前記ノズルの量大
径の内側に延びることを特徴とする特許請求の範
囲第４項記載の射出成形機用キヤビテイ部材。７前記第１の要素の外面に対向する前記第２の
要素の面が、該第１の要素と接して支えとなる複
数のランドを含むことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の射出成形機用キヤビテイ部材。８前記第２要素に対向する前記第１の要素の外
面がほぼ平面であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の射出成形機用キヤビイ部材。９前記第２の要素に対向する前記第１の要素の
表面が、該第２要素の前記少なくとも１つの溝と
連通する少なくとも１つの凹みを含むことを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の射出成形機用
キヤビテイ部材。１０前記第１の要素が前記ノズルに近接する端
部上に円周フランジを含み、前記第２の要素は該
円周フランジ内に収容されることを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の射出成形機用キヤビテ
イ部材。１１前記第２の要素と前記第１の要素の最大幅
が同一であることを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の射出成形機用キヤビテイ部材。１２前記第２の要素の外面と前記ノズルの間の
空間が成形の初期に前記供給装置からの樹脂で満
たされていることを特徴とする特許請求の範囲第
３項記載の射出成形機用キヤビテイ部材。１３前記第２の要素が前記第１の要素に着脱自
在に取り付けられることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の射出成形機用キヤビテイ部材。１４前記第２の要素がねじ部材により前記第１
の要素に取付けられることを特徴とする特許請求
の範囲第１３項記載の射出成形機用キヤビテイ部
材。