JPH04168012A - 多層成形品の射出成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、多層成形される成形品の射出成形方法に関し
、特に射出キャビティ型とホットランナ−ノズルとの間
の樹脂断熱層の形成に関する。

［従来の技術］ 例えば延伸ブロー成形される中空容器を例に挙げれば、
この中空容器の特性として、酸素、炭酸ガスあるいは二
酸化炭素に対するバリア性、あるいは耐熱性等が要求さ
れている。このためには、中空容器のプリフォームの射
出成形の際に、メイン樹脂となる例えばポリエチレンテ
レフタレートを内外層とし、その中間層として、要求さ
れる特性を有した他の樹脂を介在させ、三層構造のプリ
フォームを射出成形する必要がある。この種の多層成形
用ホットランナ−金型は、実公昭８３−３７２２２゜特
開昭８３−１０７５２５　、特開昭８３−２２１０２４
　、特開昭６３−２３９０２２号公報等に開示され公知
である。

このような多層成形は、前記多層ホットランナ−金型の
ノズルより、射出キャビティ型とコア型との間に複数種
の樹脂を充填することで行われている。

［発明が解決しようとする課ｌｌ］ ところで、多層成形に限らずプリフォームを射出成形す
る場合には、射出キャビティ型とホットランナーノズル
との間の断熱を行う必要がある。

すなわち、ホットランナ−ノズルは樹脂の成形温度に近
い温度例えば１百数十℃であるのに対し、射出キャビテ
ィ型は１０〜３０℃程度であり、両者間には相当の温度
差が生ずるからである。そして、ノズルがキャビティ型
により冷却されてしまうと、その射出口の温度が低下し
、充填されるべき樹脂が射出口にて冷却固化し、詰まり
が生じてしまう。

このような断熱対策として、断熱材を配置するものが知
られているが、この断熱材は熱劣化により断熱作用が経
時的に低下し、頻繁な交換が余儀無くされる。断熱材の
交換は、金型の着脱作業が煩わしいばかりか、−旦クー
ルダウンした金型をヒートアップするために多大な時間
を要し、生産効率が著しく低下してしまう。これに対し
て、充填される樹脂材料により樹脂断熱層を形成するも
のが知られており、断熱材に比べて比較的長期間に亘っ
て熱劣化の心配が少ない点て優れている。

ところで、複数種の樹脂による多層断面構造のプリフォ
ームを得るに際しては、各樹脂が固有の耐熱温度を有し
、樹脂断熱層を構成する樹脂の耐熱温度が他の多層成形
用樹脂より低い場合には、その樹脂断熱層が比較的短期
間て熱劣化して、断熱材を用いる場合と同様な問題が生
してしまう。

例えば、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと
略記する）の成形温度条件に比べて、バリア層として有
効なエチレンビニルアルコール共重合樹脂（以下、ＥＶ
−ＯＨと略記する）の成形温度条件は約５０℃も低く、
これは樹脂の耐熱温度と同様の関係にある。したがって
、この２種の樹脂を用いかつＥＶ−ＯＨが樹脂断熱層の
一部または全部として形成されると、この樹脂断熱層か
他の高い成形温度の樹脂の影響を受けて比較的容易に劣
化し、その断熱作用が低下してしまう。

そこで、本発明の目的とするところは、複数種の樹脂を
用いた多層プリフォームの射出成形を、熱劣化の少ない
樹脂断熱層を形成した状態にて実施することができる多
層成形品の射出成形方法を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、射出キャビティ型及び射出コア型との間に、
前記射出キャビティ型にノズルタッチするホットランナ
−ノズルを介して、多層成形用の複数種の樹脂を充填し
て多層成形品を射出成形するにあたり、 前記ホットランナ−ノズルの前記射出キャビティ型と接
合する面にて樹脂経路と連通する凹部に、前記複数種の
樹脂の中で最も熱安定性の良好な樹脂を予め充填して固
化させておき、前記多層成形品の射出成形の際に、前記
射出キャビティ型、ホットランナ−ノズル間の樹脂断熱
層とすることを特徴とする。

［作　用］ 本発明では、多層成形用の複数種の樹脂の中で最も熱安
定性の良好な樹脂を、多層射出成形に先立って、ホット
ランナ−ノズルに設けた四部に充填している。この樹脂
は凹部にて冷却固化され、射出キャビティ型とホットラ
ンナ−ノズルとの間の樹脂断熱層を形成することになる
。その後、上述した複数種の樹脂をノズルを介して射出
キャビティ型側に充填する際には、各樹脂固有の成形温
度に温調された状態にて複数種の樹脂を充填する場合に
あっても、その最高の成形温度である樹脂と同し樹脂に
て樹脂断熱層が形成されているので、比較的長期間に亘
って断熱作用を確保できる。

［実施例］ 以下、本発明を２種の樹脂により三層断面構造のプリフ
ォームを得るための射出成形方法に適用した一実施例に
ついて、図面を参照して具体的に説明する。

第１図において、本実施例の金型は、主としてノズル本
体１０．各樹脂毎にブロックされた第１゜第２のホット
ランナ−ブロック３０，４０、各ブロック３０．４０間
に設けられた空気断熱層５０、及び各ブロック３０．４
０間で樹脂経路を形成するための連結ブロック５２を有
し、前記ノズル本体１０の上面に樹脂断熱層を形成する
ための四部２４及び円形スリット２６を設けている。

前記ノズル本体１０は略筒状に形成され、その上面に開
口する射出口１２と連通する中空部１４か中心に設けら
れている。そして、この中空部１４の中心に中空筒状の
トーピード１６を配置している。このトーピード１６の
中心の中空部に第２の樹脂経路２２が形成され、トーピ
ード１６の外壁とノズル本体１０の内壁との間に、前記
第２の樹脂経路２２と同心円状の第１の樹脂経路２０が
形成される。さらに、ノズル本体１０の射出口１２が臨
む上面には、例えば円形の前記四部２４が形成され、こ
の凹部２４と連通して垂直方向に掘り込まれた前記円形
スリット２６が、前記射出口１２を覆うように形成され
ている。四部２４内の周縁部には例えば金属製のＯリン
グ２７が樹脂漏れ対策として配置される。

前記第１．第２のホットランナ−ブロック３０゜４０は
、それぞれ断面矩形状に形成され、その内部には第１の
ランナー３２．第２のランナー４２かそれぞれ設けられ
ている。この各ランナー３２゜４２はそれぞれ各ブロッ
ク３０．４０の側面に設けたスプル（図示せず）と、前
記ノズル本体１０の第１．第２の樹脂経路２０．２２と
を接続するものである。ここで、本実施例のホットラン
ナ−金型は、同時に多数個の射出成形を行えるもので、
例えば４個取りの金型を想定している。そして、前記各
ランナー３２．４２は、各ホットランナ−ブロック３０
．４０の側面に設けたスプル（図示せず）と、複数のノ
ズル本体１０の各樹脂経路２０．２２との間の距離を、
全て等しくしている。

これは、いわゆるバランス型と称され、トーナメント形
状にランナーを連結することで構成している。

第１．第２のホットランナ−ブロック３０゜４０は、空
気断熱層５０を介して、上下２段に配置されている。こ
のために、各ホットランナ−ブロック３０．４０は、ホ
ットランナ−固定板６０に固定されるホットランナ−圧
受板６２によって、部分的に接触保持され、この圧受板
６２及び連結ブロック５２以外の領域にて、各ブロック
３０゜４０間を空気断熱層５０として確保している。

また、固定板６０と第２のホットランナ−ブロック４０
とにはそれぞれキー溝６０ａ、４０ａが設けられ、キー
６６により図面の表裏面に向かう方向を固定している。

この固定板６０と第２のホットランナ−ブロック４０と
の間の他の領域には、断熱材（空気断熱でもよい）６８
が設けられている。

第１．第２のホットランナ−ブロック３０゜４０は、空
気断熱層５０を介して上下に配置されるため、下段の第
２のホットランナ−ブロック４０からの樹脂を、ノズル
本体１０の第２の樹脂経路２２に導くために、両ブロッ
ク３０．４０間を連結する第３のランナー５４を有する
連結ブロック５２が設けられている。この連結ブロック
５２は、その上端、下端がそれぞれ、両ブロック３０．
４０の内部に突入して埋め込まれることで保持される。

特に、この連結ブロック５２の上端は、前記ノズル本体
１０の下端と近接する位置まで、第１のホットランナ−
ブロック３０内部に埋め込まれている。この際、連結ブ
ロック５２の嵌入部における側面と、第１のホットラン
ナ−ブロック３０の穴部３０ａとの間に間隙を設け、こ
の間隙を空気断熱層として作用させることも可能である
。

次に、各樹脂の温調手段について説明する。

まず、第１．第２のホットランナ−ブロック３０．４０
の例えば内部には、カートリッジ式の第１．第２のヒー
タ３４，４４か内蔵されている。

この第１．第２のヒータ３４，４４は、特に第１゜第２
ランナー３２．４２と近接する位置に配置され、このラ
ンナー３２．４２を通過し、あるいは滞留する各樹脂を
、それぞれ固有の成形温度条件に維持するように、例え
ば熱電対からの測定温度をフィードバックしてコントロ
ールされる。

前記ノズル本体１０には、特に外側の第１の樹脂経路２
０を通過する樹脂を温調するためのパントヒータ２８が
、ノズル本体１０の側壁に巻回固定されている。さらに
、連結ブロック５２の例えば内部にも、第３のランナー
５４に沿って第３のヒータ５６が設けられている。

なお、各ブロック３０，４０．５４を温調するヒータと
しては、内蔵式ヒータに限らず、これとヒートバイブを
組合せるものであってもよい。ヒートパイプを用いる場
合には、このヒートパイプを各ランナー３２，４２．５
４に沿って配設し、これと平行にヒータを設けるか、あ
るいはヒートバイブの端部にヒータを設けるものでもよ
い。

次に、作用について説明する。

各種樹脂材料の成形温度条件は下記の表のとおりである
。

ただし、上記成形温度条件は材料メーカやグレードによ
って相違している。

ここて、射出成形品の内外層としてＰＥＴ樹脂を用い、
その中間層としてＥＶ−ＯＨ樹脂を用いた場合について
説明する。

本実施例では、プリフォームの射出成形に先立ち、前記
凹部２４及び円形スリット２６に樹脂断熱層を形成して
いる。この樹脂断熱層を形成する樹脂として、上記の２
種の組み合わせのうち、熱安定性の良いＰＥＴ樹脂を用
いている。そこて、このＰＥＴ樹脂を、第１のホットラ
ンナ−ブロック３０の図示しないスプルより導入し、第
１のランナー３２を介してノスル本体１０の第１の樹脂
経路２０に導く。そして、射出口１２を介してキャビテ
ィ型６４側にＰＥＴ樹脂かダミー成形として充填される
ことになる。この際、射出口１２と連通する前記凹部２
４及び円形スリット２６にもＰＥＴ樹脂か流れ込み、こ
のＰＥＴ樹脂はキャビティ型６４に冷却されて固化し、
固化状態でここに停留することになる。そして、このＰ
ＥＴ樹脂を樹脂断熱層として利用することになる。

次に、樹脂断熱層を成形するために伴ってＰＥＴ樹脂の
みにより成形されたダミー成形品を取り出した後に、２
種の樹脂を用いたプリフォーム成形が開始される。

ＰＥＴ樹脂は、第１のホットランナ−ブロック３０の図
示しないスプルより導入され、第１のランナー３２を介
してノズル本体１０の第１の樹脂経路２０に導かれる。

一方、ＥＶ−ＯＨ樹脂は、第２ホットランナ−ブロック
４０の図示しないスプルより導入され、第２のランナー
４２．第３のランナー５４を介してノズル本体１０の第
２の樹脂経路２２に導かれる。

ここで、各樹脂の固有の成形温度条件は上述した表のと
おりであり、ＰＥＴ樹脂の場合には２７５℃であり、Ｅ
Ｖ−ＯＨ樹脂は例えば２３０℃であり、両者間には８５
℃もの温度差が生じている。

そして、本実施例では、ＰＥＴ樹脂は第１のホットラン
ナ−ブロック３０の内部に設けた第１のヒータ３４によ
り上記の固有の成形温度条件に保たれ、一方、ＥＶ−Ｏ
Ｈ樹脂は第２のホットランナ−ブロック４０の内部に設
けた第２のヒータ４４より固有の成形温度条件に保たれ
る。しかも、各ブロック３０．４０は空気断熱層５０を
介在配置しているので、従来のように両者間での固体熱
伝導は生じず、空気による熱対流等による熱交換のみて
あり、一方のブロックか他方のブロックに及はす温度の
影響を十分低減することか可能となり、この結果各樹脂
固有の成形温度条件に維持することが可能となる。特に
、第１．第２のランナー３２．４４に滞留する各樹脂量
は、複数ショツト分となっているので、これが射出に至
るまで十分な時間上記の固有成形温度条件に保たれるこ
とで、特にＥＶ−ＯＨ樹脂か他方のブロックの影響によ
り高温度で熱分解して劣化することを防止することが可
能となる。第２のランナー４２を通過したＥＶ−ＯＨ樹
脂は、連結ブロック５２内部の第３のランナー５４を介
して、ノズル本体１０の第２の樹脂経路２２に導かれる
ことになる。ここで、連結ブロック５２の内部には第３
のヒータ５６が設けられ、この第３のヒータ５６は第２
のホットランナ−ブロック４０内部の第２のヒータ４４
による温調温度と近似した温度にコントロールされる。

従って、この連結ブロック５２内部においても、ＥＶ−
ＯＨ樹脂はその固有の成形温度条件にコントロールされ
ることになる。しかも、この連結ブロック５２の上端は
、ノズル本体１０に近接するまで、第１のホットランナ
−ブロック３０内部に埋設され、前記第３のヒータ５６
によりノズル本体１０に導入される直前まで温度コント
ロールされるため、ＥＶ−ＯＨ樹脂の熱分解を最小限に
止めることが可能となる。

ノズル本体１０の第１．第２の樹脂経路２０゜２２に導
かれたＰＥＴ樹脂およびＥＶ−ＯＨ樹脂は、その射出口
１２付近で合流され、第２図に示すようにキャビテイ型
６４内部に射出されることになる。ここで、ノズル本体
１０の周囲に設けたバンドヒータ２８は、第１のホット
ランナ−ブロック３０内部の第１のヒータ３４による温
調温度と近似した温度にコントロールされ、ノズル本体
１０の外側の第１の樹脂経路２０を通過するＰＥＴ樹脂
を、その固有の成形温度条件にコントロールすることが
できるため、ＰＥＴ樹脂の成形性を良好とすることがで
きる。この際、内側の第２の樹脂経路２２については、
ノズル本体１０のバンドヒータ２８による温度の影響を
、その周囲を取り囲むＰＥＴ樹脂及びトーピード１６に
より低減している。したがって、射出口１２付近で合流
する前に、ＰＥＴ樹脂の固有成形温度条件により、ＥＶ
−ＯＨ樹脂が熱分解する悪影響を最小限に止めることが
可能となる。

次に、ノズル本体１０とキャビティ型６４との間の前記
樹脂断熱層による断熱について説明する。

ノズル本体１０はＰＥＴ樹脂の固有の成形温度条件に温
調される一方で、キャビティ型６４の温度は１０〜３０
℃程度であり、両者間には相当の温度差が生じているが
、前記凹部２４に流れ込んで固化したＰＥＴ樹脂は、樹
脂の熱伝達特性が比較的小さいため、キャビティ型６４
とノズル本体１０との間で断熱作用を生じ、ノズル本体
１０の射出口１２付近が冷却されることを防止できる。

さらに、この四部２４に連通して、射出口１２を覆うよ
うに円形スリット２６を設けることで、この円形スリッ
ト２６内部で予め冷却固化したＰＥＴ樹脂の断熱作用に
より、射出口１２付近をより効果的に断熱することが可
能となる。

特に、本実施例ではＰＥＴ樹脂にて樹脂断熱層を形成し
、プリフォームの射出成形時に流れる２種の樹脂の中で
成形温度が高い側の樹脂と同一とすることで、ノズル本
体１０の温調温度の熱に耐え得る樹脂断熱層を構成でき
、比較的長期間に亘って熱劣化を生ずることなく断熱作
用を確保できる。なお、上記実施例とは逆にＥＶ−ＯＨ
樹脂を第１の樹脂経路２０に通過させ、ノズル本体１０
をＥＶ−ＯＨ樹脂の成形温度に温調したとしても、樹脂
断熱層を形成するＰＥＴ樹脂が熱劣化しないことはいう
までもない。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

多層成形を行うための樹脂の組み合わせとしては上記実
施例は一例であり、樹脂断熱層としては成形に供される
複数種の樹脂のうち最も熱安定性の良好な樹脂を用いれ
ば良い。

また、多層成形装置としても上述した構造のホットラン
ナ−金型に限らず、少なくとも複数種の樹脂をノズルの
射出口に導いて多層成形を行うものであれば本発明を適
用できる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、複数種の樹脂を用
いて多層構造の樹脂成形品を射出成形するにあたって、
その複数種の樹脂のうち最も熱安定性の良好な樹脂を予
めホットランナ−ノズルの凹部に充填し、冷却固化して
熱樹脂断熱層を形成しておくことで、その後の多層射出
成形時に熱伝導性の悪い樹脂自体の特性により効果的な
断熱を行えると共に、ホットランナ−ノズルの熱によっ
て熱劣化を生ずることなく長期間に亘って断熱作用を確
保てき、成形効率を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したプリフォームの多層成形装
置のノズル本体を含むホットランナ−金型の断面図、 第２図は、ノズル本体部分の拡大断面図である。 １０・・・ノズル本体、１２・・・射出口、２４・・・
凹部、２６・・・円形スリット、６４・・・射出キャビ
ティ型。 代理人　弁理士　井　上　　−（他２名）第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出キャビティ型のキャビティに連通する射出口
   を有するホットランナーノズルを介して、多層成形用の
   複数種の樹脂を充填して多層成形品を射出成形するにあ
   たり、 前記ホットランナーノズルの前記射出キャビティ型と接
   合する面にて前記射出口と連通する凹部に、前記複数種
   の樹脂の中で最も熱安定性の良好な樹脂を予め充填して
   固化させておき、前記多層成形品の射出成形の際に、前
   記射出キャビティ型、ホットランナーノズル間の樹脂断
   熱層とすることを特徴とする多層成形品の射出成形方法
   。