JPH09174605A - メルトフローの再分配装置および再分配方法 - Google Patents
メルトフローの再分配装置および再分配方法Info
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- JPH09174605A JPH09174605A JP8331263A JP33126396A JPH09174605A JP H09174605 A JPH09174605 A JP H09174605A JP 8331263 A JP8331263 A JP 8331263A JP 33126396 A JP33126396 A JP 33126396A JP H09174605 A JPH09174605 A JP H09174605A
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C45/26—Moulds
- B29C45/27—Sprue channels ; Runner channels or runner nozzles
- B29C45/30—Flow control means disposed within the sprue channel, e.g. "torpedo" construction
-
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- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 成型された物品を均質のメルト組成とするた
めのメルトフローの再分配装置を提供する。 【解決手段】 境界層フローおよび集中化されたフロー
を呈するメルトフローにおいて使用される再分配装置1
0である。再分配装置10は、メルトフローの入口端2
8および複数のメルトフローの出口の開口部22a−2
2dを含む本体部14を含んでいる。第1のフロー切換
弁である傾斜部18aは、複数のメルトフローの出口の
開口部22a−22dの間に境界層のフローを分配す
る。第2のフロー切換弁である傾斜部は、複数のフロー
出口の開口部22a−22dの間で集中化されたフロー
を分配する。
めのメルトフローの再分配装置を提供する。 【解決手段】 境界層フローおよび集中化されたフロー
を呈するメルトフローにおいて使用される再分配装置1
0である。再分配装置10は、メルトフローの入口端2
8および複数のメルトフローの出口の開口部22a−2
2dを含む本体部14を含んでいる。第1のフロー切換
弁である傾斜部18aは、複数のメルトフローの出口の
開口部22a−22dの間に境界層のフローを分配す
る。第2のフロー切換弁である傾斜部は、複数のフロー
出口の開口部22a−22dの間で集中化されたフロー
を分配する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、射出成形機におけ
るメルトフロー(melt flow )ないし樹脂フロー(resi
n flow)の管理に関し、より詳しくは、射出成形のホッ
トランナにおける劣化した境界層(boundary layer)の
メルトまたは樹脂を、ホットランナのチャンネル内のメ
ルト成分が全て実質的に等しい量の劣化した境界層のメ
ルトを含むものとなるように、再分配するための装置と
方法に関するものである。
るメルトフロー(melt flow )ないし樹脂フロー(resi
n flow)の管理に関し、より詳しくは、射出成形のホッ
トランナにおける劣化した境界層(boundary layer)の
メルトまたは樹脂を、ホットランナのチャンネル内のメ
ルト成分が全て実質的に等しい量の劣化した境界層のメ
ルトを含むものとなるように、再分配するための装置と
方法に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】射出成形工業におい
て、プラスチック樹脂は、高熱に短期間、あるいは低熱
に長期間露出された場合、化学的な破壊(chemical brea
kdown )および劣化が生じてしまう。このような劣化
は、必然的に生じるものであり、また合成樹脂モールド
製品において、プラスチックの機械的、化学的および視
覚的な特性に有害な影響を与えるようになる。当然のこ
とであるが、射出成形品におけるなんらかのプラスチッ
クの劣化は検出可能である。したがって、射出成型機の
押出機内で溶融された個所からキャビティのゲートオリ
フィスに到達する時までにおける、プラスチックのメル
トフローをより旨く全体的に管理することで、劣化を容
認可能で受容できるレベルまで低減するための研究がな
されている。
て、プラスチック樹脂は、高熱に短期間、あるいは低熱
に長期間露出された場合、化学的な破壊(chemical brea
kdown )および劣化が生じてしまう。このような劣化
は、必然的に生じるものであり、また合成樹脂モールド
製品において、プラスチックの機械的、化学的および視
覚的な特性に有害な影響を与えるようになる。当然のこ
とであるが、射出成形品におけるなんらかのプラスチッ
クの劣化は検出可能である。したがって、射出成型機の
押出機内で溶融された個所からキャビティのゲートオリ
フィスに到達する時までにおける、プラスチックのメル
トフローをより旨く全体的に管理することで、劣化を容
認可能で受容できるレベルまで低減するための研究がな
されている。
【0003】当業分野においては、プラスチックがホッ
トランナの導管システム(conduitsystem)の壁に付着
するという事実により、プラスチックの境界層が加熱さ
れた金属チャンネルの最外面上に形成されることが見出
だされている。加えて、プラスチックがメルトチャンネ
ルの壁により近い場所では速度が低下して流れること
で、境界層が強調されてしまう。これらの出来事によ
り、メルトチャネルの中央でより早く流れる材料に比べ
て、プラスチックの一部の滞留時間が増大してしまう。
壁に近い材料がモールドキャビティに沿って移動し最終
的にモールドキャビティ内に移動した際には、比較的良
い品質のプラスチック内に混合された劣化したプラスチ
ックがの縮あるいは条痕によって劣化が生じる。
トランナの導管システム(conduitsystem)の壁に付着
するという事実により、プラスチックの境界層が加熱さ
れた金属チャンネルの最外面上に形成されることが見出
だされている。加えて、プラスチックがメルトチャンネ
ルの壁により近い場所では速度が低下して流れること
で、境界層が強調されてしまう。これらの出来事によ
り、メルトチャネルの中央でより早く流れる材料に比べ
て、プラスチックの一部の滞留時間が増大してしまう。
壁に近い材料がモールドキャビティに沿って移動し最終
的にモールドキャビティ内に移動した際には、比較的良
い品質のプラスチック内に混合された劣化したプラスチ
ックがの縮あるいは条痕によって劣化が生じる。
【0004】さらに、単一のプラスチックのメルトスト
リームから多数のキャビティをモールドする時には、一
般的には、1つまたはそれより多くのキャビティへの材
料の優先的なフローが存在する。これにより、1つのモ
ールドされた品物中に、他のものと比べた場合に、劣化
した材料の量の不均衡が生じてしまう。多数のキャビテ
ィを含むケースでは、特定のキャビティが、受容できる
考えられるものよりもずっと少ない劣化材料を有する品
物を作る一方、他のキャビティは受容限度を越える量の
劣化材料を有する品物を作る場合がある。
リームから多数のキャビティをモールドする時には、一
般的には、1つまたはそれより多くのキャビティへの材
料の優先的なフローが存在する。これにより、1つのモ
ールドされた品物中に、他のものと比べた場合に、劣化
した材料の量の不均衡が生じてしまう。多数のキャビテ
ィを含むケースでは、特定のキャビティが、受容できる
考えられるものよりもずっと少ない劣化材料を有する品
物を作る一方、他のキャビティは受容限度を越える量の
劣化材料を有する品物を作る場合がある。
【0005】多数個取り金型を有する射出成型機に対し
ては、ホットランナマニホールド内に穿孔された数多く
の交差チャネルからなるメルト分配システム(melt dis
tribution system)が、通常は必要とされる。一般的に
は、このマニホールドは、溶融されたプラスチックをモ
ールドサイクルの間で一定の好ましい温度に保つために
加熱されている。各射出工程の間、樹脂はチャンネルに
沿って、キャビティゲートのオリフィスに向けてさらに
押圧される。ここで、先に説明したように、境界層はチ
ャネル内で成長するが、その成長は環状的に対称でない
ことが見出された。つまり。この成長は、直径的に対向
する側に比べて、一側が著しく厚くなってしまう。ま
た、1つの供給チャネルが少なくとも2つのクロスチャ
ネル内に90°で分岐する際には、供給チャネルの半分
からの境界層が1つのクロスチャネルに行く一方、他の
半分の境界層は他のクロスチャネルに行くことが見出さ
れた。さらに、クロスチャネル内に流れる境界層の半分
はクロスチャネルの内側の回転面(turn surface)上に
滞留することが好ましいが、供給チャネルの中央からの
新鮮なプラスチックメルトは内側回転と直径的に対向す
るクロスチャンネルの壁に再配置される傾向にある。こ
れらの移動により、境界層が平らな管状の形状ではなく
て三日月形の形状となってしまう。
ては、ホットランナマニホールド内に穿孔された数多く
の交差チャネルからなるメルト分配システム(melt dis
tribution system)が、通常は必要とされる。一般的に
は、このマニホールドは、溶融されたプラスチックをモ
ールドサイクルの間で一定の好ましい温度に保つために
加熱されている。各射出工程の間、樹脂はチャンネルに
沿って、キャビティゲートのオリフィスに向けてさらに
押圧される。ここで、先に説明したように、境界層はチ
ャネル内で成長するが、その成長は環状的に対称でない
ことが見出された。つまり。この成長は、直径的に対向
する側に比べて、一側が著しく厚くなってしまう。ま
た、1つの供給チャネルが少なくとも2つのクロスチャ
ネル内に90°で分岐する際には、供給チャネルの半分
からの境界層が1つのクロスチャネルに行く一方、他の
半分の境界層は他のクロスチャネルに行くことが見出さ
れた。さらに、クロスチャネル内に流れる境界層の半分
はクロスチャネルの内側の回転面(turn surface)上に
滞留することが好ましいが、供給チャネルの中央からの
新鮮なプラスチックメルトは内側回転と直径的に対向す
るクロスチャンネルの壁に再配置される傾向にある。こ
れらの移動により、境界層が平らな管状の形状ではなく
て三日月形の形状となってしまう。
【0006】境界層が三日月形の形状となるので、クロ
スチャネルそれ自体が2つまたはそれより多くのサブチ
ャネル内に分岐した場合、サブチャネルは劣化した境界
層の同じ部分を受けることができなくなる。境界層の最
も厚い部分が存在する位置においてクロスチャネルと交
差するサブチャネルは、内側回転の原理により、境界層
の最大量を受けるようになる。多数個取り成型において
は、これにより、同じ射出工程の間に形成された他の品
物と比べて、境界層からの劣化樹脂の含有量が高い成型
品が生じることが予想される。上記した特徴を示すホッ
トランナチャネルシステムの詳しい説明は、後述する詳
細な説明において行う。
スチャネルそれ自体が2つまたはそれより多くのサブチ
ャネル内に分岐した場合、サブチャネルは劣化した境界
層の同じ部分を受けることができなくなる。境界層の最
も厚い部分が存在する位置においてクロスチャネルと交
差するサブチャネルは、内側回転の原理により、境界層
の最大量を受けるようになる。多数個取り成型において
は、これにより、同じ射出工程の間に形成された他の品
物と比べて、境界層からの劣化樹脂の含有量が高い成型
品が生じることが予想される。上記した特徴を示すホッ
トランナチャネルシステムの詳しい説明は、後述する詳
細な説明において行う。
【0007】従来技術においては、非均質でないメルト
ストリームおよび、これから得られる成型品を改良する
ためのいくつかの装置が提案されている。Heathe
などに付与された米国特許第4、848、920号に
は、静的混合器が開示されている。この静的混合器はメ
ルトストリームを数多くの回数だけ筋付けするとともに
再結合するように機能する。メルトの混合により、この
ような効果が達成される。しかしながら、いくつかの熱
感応樹脂は、混合器を通過する際に剪断加熱を受けるの
で、チャネルを横切って等しく分散されるとしても、実
際に別の劣化材料が発生してしまう。用途によっては、
劣化材料の増大によって各品物内の劣化材料の全量が受
容できないレベルまで上昇する。さらに、材料を混合す
ることが有害である場合には、劣化含有材料を1つの適
当なクロスチャネル位置に向けることが好ましいことも
ある。
ストリームおよび、これから得られる成型品を改良する
ためのいくつかの装置が提案されている。Heathe
などに付与された米国特許第4、848、920号に
は、静的混合器が開示されている。この静的混合器はメ
ルトストリームを数多くの回数だけ筋付けするとともに
再結合するように機能する。メルトの混合により、この
ような効果が達成される。しかしながら、いくつかの熱
感応樹脂は、混合器を通過する際に剪断加熱を受けるの
で、チャネルを横切って等しく分散されるとしても、実
際に別の劣化材料が発生してしまう。用途によっては、
劣化材料の増大によって各品物内の劣化材料の全量が受
容できないレベルまで上昇する。さらに、材料を混合す
ることが有害である場合には、劣化含有材料を1つの適
当なクロスチャネル位置に向けることが好ましいことも
ある。
【0008】Upmeierに付与された米国特許第
4、541、982号には、熱可塑性製品および/また
はエラストマー製品を作るための押出機内で処理され
た、溶融した材料の部分的なストリームを形成し再配列
するための方法と装置が開示されている。この特許に
は、メルトチャネル内に挿入されて、フローを部分的な
ストリームに分割する分配ディスクが示されている。こ
れらの部分的なストリームは、放射状に内側あるいは放
射状に外側のいずれかに分割され、また次いで再結合さ
れる。この装置の概念は、外側のより劣化した境界層を
チャネルの中央に運ぶとともに、内側のより新鮮な材料
をチャネルの壁を通って移動させることにある。理想的
には、この方法は、その全体の断面を横切る比例的に同
様な量の劣化樹脂を有するチャネルに起因する。これは
常に好ましくはなく、また断面における勾配の制御が好
ましい。しかしながら、ディスクのデザインは、好まし
くない圧力低下を生じるとともに樹脂が通過する際に樹
脂に剪断加熱効果を加えるように特定されてしまう。
4、541、982号には、熱可塑性製品および/また
はエラストマー製品を作るための押出機内で処理され
た、溶融した材料の部分的なストリームを形成し再配列
するための方法と装置が開示されている。この特許に
は、メルトチャネル内に挿入されて、フローを部分的な
ストリームに分割する分配ディスクが示されている。こ
れらの部分的なストリームは、放射状に内側あるいは放
射状に外側のいずれかに分割され、また次いで再結合さ
れる。この装置の概念は、外側のより劣化した境界層を
チャネルの中央に運ぶとともに、内側のより新鮮な材料
をチャネルの壁を通って移動させることにある。理想的
には、この方法は、その全体の断面を横切る比例的に同
様な量の劣化樹脂を有するチャネルに起因する。これは
常に好ましくはなく、また断面における勾配の制御が好
ましい。しかしながら、ディスクのデザインは、好まし
くない圧力低下を生じるとともに樹脂が通過する際に樹
脂に剪断加熱効果を加えるように特定されてしまう。
【0009】混合器を含む上記した従来技術は、多数の
装置をクロスチャネルまたはサブチャネルの全てについ
て設ける必要がある。非常に多くのキャビティを有する
モールドでは、これは何ダースもの混合器などを必要と
し、これにより、劣化樹脂により生じる剪断の全体量が
増大し、また好ましくない圧力低下が生じてしまう。ま
た、従来技術では、非均一な境界層を有する場合につい
て何等言及されておらず、メルトストリームを全体的に
均質化することができない。
装置をクロスチャネルまたはサブチャネルの全てについ
て設ける必要がある。非常に多くのキャビティを有する
モールドでは、これは何ダースもの混合器などを必要と
し、これにより、劣化樹脂により生じる剪断の全体量が
増大し、また好ましくない圧力低下が生じてしまう。ま
た、従来技術では、非均一な境界層を有する場合につい
て何等言及されておらず、メルトストリームを全体的に
均質化することができない。
【0010】よって、多数個取り射出成型機の種々の金
型内で実質的に等しく所望の通りに分配された境界層と
集中化されたメルトを確保するために、メルトチャネル
の境界層を、そこから分岐した全てのチャネルに実質的
に等しく分配するように機能する、メルトチャネル内に
挿入される装置が必要とされている。
型内で実質的に等しく所望の通りに分配された境界層と
集中化されたメルトを確保するために、メルトチャネル
の境界層を、そこから分岐した全てのチャネルに実質的
に等しく分配するように機能する、メルトチャネル内に
挿入される装置が必要とされている。
【0011】本発明の主要な目的は、成型された物品を
実質的に均質のメルト組成を有するものとするために、
ホットランナチャネル内の境界層と集中化されたメルト
フローを再分配するための装置と方法を提供することに
ある。
実質的に均質のメルト組成を有するものとするために、
ホットランナチャネル内の境界層と集中化されたメルト
フローを再分配するための装置と方法を提供することに
ある。
【0012】本発明の他の目的は、多数個取り射出成型
機において使用される複数のチャネル間において境界層
からの劣化したメルトフローを実質的に等しく分配する
ための装置と方法を提供することにある。
機において使用される複数のチャネル間において境界層
からの劣化したメルトフローを実質的に等しく分配する
ための装置と方法を提供することにある。
【0013】本発明のさらに別の目的は、好ましくない
圧力の低下および/または成型された品物内の劣化した
材料の量を受容できないレベルまでの増大することがな
いメルトフローの再分配装置と方法を提供することにあ
る。
圧力の低下および/または成型された品物内の劣化した
材料の量を受容できないレベルまでの増大することがな
いメルトフローの再分配装置と方法を提供することにあ
る。
【0014】本発明のさらに他の目的は、デザインが簡
単で使用が容易である、メルトフローの再分配装置と方
法を提供することにある。
単で使用が容易である、メルトフローの再分配装置と方
法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記した各目的は、境界
層フローおよび集中化されたフロー(centralized flo
w)を示すメルトフローとともに使用され、メルトフロ
ー入口および複数のメルトフローの出口を含む本体から
構成される、本発明の再分配装置により達成される。第
1の切換弁(diverter)は、複数のメルトフローの出口
の間で少なくとも境界層を分配するために設けられる。
第2の切換弁は、複数のメルトフローの出口の間で少な
くとも比較的妨害されない集中化されたフローを、境界
層のフローと混合するために、分配するために設けられ
る。再分配装置の1つの実施の形態において、本体は、
本体部とベース部を含んでいる。ベース部は本体部より
も大きな直径を有している。本体はさらに、ベース部と
本体部の間で延在しているテーパ付け部を含んでいる。
テーパはホットランナチャネル内の相対するテーパと係
合するように適合されている。また、本発明によれば、
境界層および集中化されたフローを示すメルトフローを
再分配するための方法において、メルトフローチャネル
を含むホットランナのチャネルを通ってメルトを流すス
テップと、メルトフローチャネル内のメルトの方向を少
なくとも2度変化させるステップであって、各方向の変
化が、各方向の変化の上流で第1のチャネル通るととも
に各方向の変化の下流で前記第1のチャネルと連絡する
2つの第2のチャネルを通ってメルトを流すステップ
と、第2の方向の変化において第1のチャネルと第2の
チャネルの間の交差点に、メルトフローの入口および複
数のメルトフローの出口を含む再分配装置を位置させる
ステップと、前記複数のメルトフローの出口の間で少な
くとも前記境界層を分配するとともに前記複数のメルト
フローの出口の間で少なくとも前記集中化されたフロー
を分配するために前記メルトを再分配装置を通って流す
ステップとからなり、これにより、前記第2のチャネル
の間でバランスのとれたフローを得ることを特徴とする
メルトフローの再分配方法が得られる。
層フローおよび集中化されたフロー(centralized flo
w)を示すメルトフローとともに使用され、メルトフロ
ー入口および複数のメルトフローの出口を含む本体から
構成される、本発明の再分配装置により達成される。第
1の切換弁(diverter)は、複数のメルトフローの出口
の間で少なくとも境界層を分配するために設けられる。
第2の切換弁は、複数のメルトフローの出口の間で少な
くとも比較的妨害されない集中化されたフローを、境界
層のフローと混合するために、分配するために設けられ
る。再分配装置の1つの実施の形態において、本体は、
本体部とベース部を含んでいる。ベース部は本体部より
も大きな直径を有している。本体はさらに、ベース部と
本体部の間で延在しているテーパ付け部を含んでいる。
テーパはホットランナチャネル内の相対するテーパと係
合するように適合されている。また、本発明によれば、
境界層および集中化されたフローを示すメルトフローを
再分配するための方法において、メルトフローチャネル
を含むホットランナのチャネルを通ってメルトを流すス
テップと、メルトフローチャネル内のメルトの方向を少
なくとも2度変化させるステップであって、各方向の変
化が、各方向の変化の上流で第1のチャネル通るととも
に各方向の変化の下流で前記第1のチャネルと連絡する
2つの第2のチャネルを通ってメルトを流すステップ
と、第2の方向の変化において第1のチャネルと第2の
チャネルの間の交差点に、メルトフローの入口および複
数のメルトフローの出口を含む再分配装置を位置させる
ステップと、前記複数のメルトフローの出口の間で少な
くとも前記境界層を分配するとともに前記複数のメルト
フローの出口の間で少なくとも前記集中化されたフロー
を分配するために前記メルトを再分配装置を通って流す
ステップとからなり、これにより、前記第2のチャネル
の間でバランスのとれたフローを得ることを特徴とする
メルトフローの再分配方法が得られる。
【0016】
【発明の実施の形態】以下に、本発明を添付図面を参照
して詳細に説明する。これらの図面において、同じ符号
は同じ構成要素を示している。図面を詳細に参照して、
図1は、全体を符号10で示した、本発明のメルトフロ
ーの再分配装置の部分的な断面を示した説明図である。
一般的に、再分配装置10は、管状に形成された主要な
本体部あるいはハウジング14、拡張された下側部1
6、好ましくは傾斜部(ramp)18aおよび18b(1
8bは図2に示されている)の形状の少なくとも2つの
切換弁、中央の開口部20および複数の放射状に位置決
めされた開口部22a−22d(22bは図示せず)。
本体部14は、図8に示したように、チャネル27の内
径26内に密着嵌合するように適合された外径24を有
する、好ましくは管状の形状である。
して詳細に説明する。これらの図面において、同じ符号
は同じ構成要素を示している。図面を詳細に参照して、
図1は、全体を符号10で示した、本発明のメルトフロ
ーの再分配装置の部分的な断面を示した説明図である。
一般的に、再分配装置10は、管状に形成された主要な
本体部あるいはハウジング14、拡張された下側部1
6、好ましくは傾斜部(ramp)18aおよび18b(1
8bは図2に示されている)の形状の少なくとも2つの
切換弁、中央の開口部20および複数の放射状に位置決
めされた開口部22a−22d(22bは図示せず)。
本体部14は、図8に示したように、チャネル27の内
径26内に密着嵌合するように適合された外径24を有
する、好ましくは管状の形状である。
【0017】主要な本体部14の入口端28は、開いて
おり、チャネル27およびクロスチャネル46と流体連
絡している中央の入口の開口部20を含んでおり、また
底端30は好ましくは閉じている。中央の開口部20は
主要な本体部14内に、その長さの実質的な部分だけ、
延在している。開口部20の底では、それを実質的に横
切るように、放射状に位置決めされた出口の開口部22
a−22dが中央開口部20内に延在しており、流体の
流れは、中央の開口部20と放射状に位置決めされた出
口の開口部22a−22dとの間で可能になる。放射状
に位置決めされた出口の開口部22a−22dは好まし
くは、主要な本体部14上において、約90°の放射状
の間隔、あるいは放射状に位置決めされた開口部22a
−22dがそれぞれ接続されるのに適合されたチャネル
32a−32dの特定のデザインにより必要とされるい
ずれかの間隔で、位置決めされている。
おり、チャネル27およびクロスチャネル46と流体連
絡している中央の入口の開口部20を含んでおり、また
底端30は好ましくは閉じている。中央の開口部20は
主要な本体部14内に、その長さの実質的な部分だけ、
延在している。開口部20の底では、それを実質的に横
切るように、放射状に位置決めされた出口の開口部22
a−22dが中央開口部20内に延在しており、流体の
流れは、中央の開口部20と放射状に位置決めされた出
口の開口部22a−22dとの間で可能になる。放射状
に位置決めされた出口の開口部22a−22dは好まし
くは、主要な本体部14上において、約90°の放射状
の間隔、あるいは放射状に位置決めされた開口部22a
−22dがそれぞれ接続されるのに適合されたチャネル
32a−32dの特定のデザインにより必要とされるい
ずれかの間隔で、位置決めされている。
【0018】本体部14は好ましくは形状が管状である
ので、壁は厚さtを有し、厚さtは、図1および図2に
示したように、その上に切換用および分配用の傾斜部1
8aおよび18bを形成するために十分な厚さである。
傾斜部18aと18bのそれぞれは、矢印で示した境界
層のメルト36のフローの少なくとも実質的な部分14
をチャネル32bと32cに分配して向けるために、主
要な本体部14の上部入口端28付近から始まり、角度
を付けて下方に、半円形の態様で、主要な本体部14の
壁34に沿って切断されて、延在している。これらのチ
ャネル32bと32cは通常は、メルトチャネルを含む
ホットランナのデザインおよびメルトフローの特性によ
り、境界層のメルト36の最小限の量だけを受ける。
ので、壁は厚さtを有し、厚さtは、図1および図2に
示したように、その上に切換用および分配用の傾斜部1
8aおよび18bを形成するために十分な厚さである。
傾斜部18aと18bのそれぞれは、矢印で示した境界
層のメルト36のフローの少なくとも実質的な部分14
をチャネル32bと32cに分配して向けるために、主
要な本体部14の上部入口端28付近から始まり、角度
を付けて下方に、半円形の態様で、主要な本体部14の
壁34に沿って切断されて、延在している。これらのチ
ャネル32bと32cは通常は、メルトチャネルを含む
ホットランナのデザインおよびメルトフローの特性によ
り、境界層のメルト36の最小限の量だけを受ける。
【0019】したがって、傾斜部18aと18bは主要
な本体部14の外側端および境界層のメルト36の経路
内に位置しており、境界層のメルト36はチャネル32
aと32dから部分的に切換えられ、部分的にチャネル
32bと32cに再分配される。
な本体部14の外側端および境界層のメルト36の経路
内に位置しており、境界層のメルト36はチャネル32
aと32dから部分的に切換えられ、部分的にチャネル
32bと32cに再分配される。
【0020】拡張された下側部分16により、再分配装
置10は、ホットランナのチャネルプラグ(channel pl
ug)としても機能する。ホットランナのチャネルは典型
的には金属ブロックなどにより形成されているので、チ
ャネルを横断する交差点にあるような、別のチャネルに
導かれないチャネルの端は、栓をするべきである。した
がって、上記したように、主要な本体部14の直径は、
好ましくはチャネル27の内径に密接して適合されるも
のである。さらに、テーパ付けされた部分38が、好ま
しくは設けられ、また主要な本体部14の端から拡張さ
れた下側部16まで延在している。テーパ付け部38は
好ましくは、ホットランナが形成されたチャネル内のメ
タルブロック内へ形成された相対するテーパ付け面に隣
接して嵌合するように設計される。相対するテーパ付け
部および面は、プラスチックがメタルブロックから絞り
出て周囲環境に入るのを防止する。あるいは、ヘッド付
きの(テーパ付けされていない)デザインは、Oリング
のような密封装置とともに、あるいはこれなしで用いら
れる。このような問題を解決するために簡単な種々のデ
ザインが考慮される。
置10は、ホットランナのチャネルプラグ(channel pl
ug)としても機能する。ホットランナのチャネルは典型
的には金属ブロックなどにより形成されているので、チ
ャネルを横断する交差点にあるような、別のチャネルに
導かれないチャネルの端は、栓をするべきである。した
がって、上記したように、主要な本体部14の直径は、
好ましくはチャネル27の内径に密接して適合されるも
のである。さらに、テーパ付けされた部分38が、好ま
しくは設けられ、また主要な本体部14の端から拡張さ
れた下側部16まで延在している。テーパ付け部38は
好ましくは、ホットランナが形成されたチャネル内のメ
タルブロック内へ形成された相対するテーパ付け面に隣
接して嵌合するように設計される。相対するテーパ付け
部および面は、プラスチックがメタルブロックから絞り
出て周囲環境に入るのを防止する。あるいは、ヘッド付
きの(テーパ付けされていない)デザインは、Oリング
のような密封装置とともに、あるいはこれなしで用いら
れる。このような問題を解決するために簡単な種々のデ
ザインが考慮される。
【0021】以下に、再分配装置10の動作を説明す
る。まず、図3の従来技術のホットランナのチャネルシ
ステム142について説明する。図3において、システ
ムのメルトフローが示されており、つまり、本発明の再
分配装置10が使用されていない。図3におけるクロス
ハッチング部分は、境界層のメルト136の主要なフロ
ー経路を示したものである。メルトつまり樹脂は、矢印
Aで示したように、チャネルシステム142内に流れ
る。境界層のメルト136は入口チャネル144内でリ
ングパターンを形成する。入口チャネル144はクロス
チャネル146内に延在し、ここで、境界層のメルトの
136の流れは矢印BおよびB´で示したように反対方
向に分離される。クロスチャネル146内では、境界層
のメルト136は図4に示したように三日月形の形態を
採る。
る。まず、図3の従来技術のホットランナのチャネルシ
ステム142について説明する。図3において、システ
ムのメルトフローが示されており、つまり、本発明の再
分配装置10が使用されていない。図3におけるクロス
ハッチング部分は、境界層のメルト136の主要なフロ
ー経路を示したものである。メルトつまり樹脂は、矢印
Aで示したように、チャネルシステム142内に流れ
る。境界層のメルト136は入口チャネル144内でリ
ングパターンを形成する。入口チャネル144はクロス
チャネル146内に延在し、ここで、境界層のメルトの
136の流れは矢印BおよびB´で示したように反対方
向に分離される。クロスチャネル146内では、境界層
のメルト136は図4に示したように三日月形の形態を
採る。
【0022】境界層のメルト136は、実質的に三日月
形の形状を維持しながら、腕部148を通り、チャネル
127および交差チャネル132a−132dに入る流
れを継続する。境界層のメルト136が交差チャネル1
32a−132dに入る際に、境界層メルトは、再度分
割され、また流れ特性およびホットランナチャネルシス
テム142のために、交差チャネル132aと132d
に主に向かい、図5に示したように、これらのチャネル
内部に実質的に半三日月形の断面を呈するようになる。
形の形状を維持しながら、腕部148を通り、チャネル
127および交差チャネル132a−132dに入る流
れを継続する。境界層のメルト136が交差チャネル1
32a−132dに入る際に、境界層メルトは、再度分
割され、また流れ特性およびホットランナチャネルシス
テム142のために、交差チャネル132aと132d
に主に向かい、図5に示したように、これらのチャネル
内部に実質的に半三日月形の断面を呈するようになる。
【0023】図3に示したように、チャネル132bと
132cには非常に僅かな境界層のメルト136だけが
流れており、チャネルシステム142を通って流れるメ
ルトタイプの分配が不十分であることが示されている。
つまり、チャネル132bと132cは境界層のメルト
136ではなく主に集中化されたメルトフローを受け取
り、チャネル132aおよび132dは境界層メルトの
受容できない量を受けるようになる。したがって、これ
らのチャネルを通って流れるメルトにより成形された物
品は異なる組成を獲得し、それらのいくつかは、受容で
きるものよりも著しく大量の境界層ないし劣化したメル
トを含むようになる。
132cには非常に僅かな境界層のメルト136だけが
流れており、チャネルシステム142を通って流れるメ
ルトタイプの分配が不十分であることが示されている。
つまり、チャネル132bと132cは境界層のメルト
136ではなく主に集中化されたメルトフローを受け取
り、チャネル132aおよび132dは境界層メルトの
受容できない量を受けるようになる。したがって、これ
らのチャネルを通って流れるメルトにより成形された物
品は異なる組成を獲得し、それらのいくつかは、受容で
きるものよりも著しく大量の境界層ないし劣化したメル
トを含むようになる。
【0024】図6を参照して、交差チャネル32a−3
2dおよびチャネル27の交差点52において、図6に
詳細に示したように、チャネル27内にインストールさ
れた再分配装置10を有するホットチャネルシステム4
2に対する入口チャネル44からの境界層のメルト36
の流れはクロスハッチングにより示されている。クロス
ハッチングによって示したように、境界層のメルト36
の流れは、再分配装置10を有しない従来技術のチャネ
ル42の場合に比べて、交差チャネルの間により均等に
分配される。
2dおよびチャネル27の交差点52において、図6に
詳細に示したように、チャネル27内にインストールさ
れた再分配装置10を有するホットチャネルシステム4
2に対する入口チャネル44からの境界層のメルト36
の流れはクロスハッチングにより示されている。クロス
ハッチングによって示したように、境界層のメルト36
の流れは、再分配装置10を有しない従来技術のチャネ
ル42の場合に比べて、交差チャネルの間により均等に
分配される。
【0025】次に、図2および特に図8を参照して、交
差点52の拡大図が、チャネル27内にインストールさ
れた再分配装置10を備えたものとして示されており、
また再分配装置10の動作が説明されている。交差点5
2は、図6のシステムの斜視図の場合に対して、図8に
おいては約90°の角度で回転して示されており、傾斜
部18aが正面に露出して見えている。したがって、境
界層のメルト36が再分配装置10に流れる際、境界層
メルトの少なくとも一部が傾斜部18aおよび18bと
交差する。
差点52の拡大図が、チャネル27内にインストールさ
れた再分配装置10を備えたものとして示されており、
また再分配装置10の動作が説明されている。交差点5
2は、図6のシステムの斜視図の場合に対して、図8に
おいては約90°の角度で回転して示されており、傾斜
部18aが正面に露出して見えている。したがって、境
界層のメルト36が再分配装置10に流れる際、境界層
メルトの少なくとも一部が傾斜部18aおよび18bと
交差する。
【0026】集中化されたメルト54は中央開口部20
を通って、放射状に位置された開口部22a−22d内
に実質的に等しい部分が入る。しかしながら、境界層の
メルト36の一部は、中央開口部20に入り、また交差
チャネル32aおよび32d内に分配される一方、境界
層メルトの36の他の部分は傾斜部18aおよび18b
を経て分割され、また矢印で示したように、交差チャネ
ル32aおよび32c内に向かう。この分配システムに
よれば、両方の境界層メルトおよび集中化されたメルト
は複数の交差チャネルに実質的に等しい量で向かう。境
界層メルト36の一部は傾斜部18aに沿って移動して
交差チャネル32cに入り、また境界層メルト36の一
部は散布18bに沿って向かい交差チャネル32bに入
る。再分配装置10がない場合、従来技術に対して示し
たように、傾斜部18aおよび18bに沿って向かい境
界層メルトのかなりの部分が交差チャネル32aおよび
32d内に流れ、交差チャネル32bと32cが境界層
メルトがかなり欠けた状態となる。
を通って、放射状に位置された開口部22a−22d内
に実質的に等しい部分が入る。しかしながら、境界層の
メルト36の一部は、中央開口部20に入り、また交差
チャネル32aおよび32d内に分配される一方、境界
層メルトの36の他の部分は傾斜部18aおよび18b
を経て分割され、また矢印で示したように、交差チャネ
ル32aおよび32c内に向かう。この分配システムに
よれば、両方の境界層メルトおよび集中化されたメルト
は複数の交差チャネルに実質的に等しい量で向かう。境
界層メルト36の一部は傾斜部18aに沿って移動して
交差チャネル32cに入り、また境界層メルト36の一
部は散布18bに沿って向かい交差チャネル32bに入
る。再分配装置10がない場合、従来技術に対して示し
たように、傾斜部18aおよび18bに沿って向かい境
界層メルトのかなりの部分が交差チャネル32aおよび
32d内に流れ、交差チャネル32bと32cが境界層
メルトがかなり欠けた状態となる。
【0027】なお、上記の説明では、ホットランナチャ
ネルシステムの1つのタイプを示したが、本発明の再分
配装置10は、例えば2個、4個、6個、8個、12
個、16個および24個の落下構造(drop configurati
on)のような、種々の異なるタイプのホットランナチャ
ネルシステムにおいて使用することができる。
ネルシステムの1つのタイプを示したが、本発明の再分
配装置10は、例えば2個、4個、6個、8個、12
個、16個および24個の落下構造(drop configurati
on)のような、種々の異なるタイプのホットランナチャ
ネルシステムにおいて使用することができる。
【0028】特定のシステムに対する境界層フローに関
する情報に基づいて、再分配装置10は特定のシステム
に対するカスタム設計される。フローパスの方向転換、
チャネル方向、チャネル長さおよび直径、ホットランナ
の温度、入って来るメルトの温度、射出圧力および速
度、樹脂特性、ホットランナ内のメルト滞留時間、など
の情報は、特定のシステムに使用される最適な再分配装
置10を設計するために使用される。したがって、境界
層メルトをうまく再経路指定しながらメルトへの妨害を
最小限とすることができ、最小の圧力低下で交差チャネ
ル内の劣化した境界層メルトのより均一な分配を行え
る、自由な流れのシステムを構成できる。
する情報に基づいて、再分配装置10は特定のシステム
に対するカスタム設計される。フローパスの方向転換、
チャネル方向、チャネル長さおよび直径、ホットランナ
の温度、入って来るメルトの温度、射出圧力および速
度、樹脂特性、ホットランナ内のメルト滞留時間、など
の情報は、特定のシステムに使用される最適な再分配装
置10を設計するために使用される。したがって、境界
層メルトをうまく再経路指定しながらメルトへの妨害を
最小限とすることができ、最小の圧力低下で交差チャネ
ル内の劣化した境界層メルトのより均一な分配を行え
る、自由な流れのシステムを構成できる。
【0029】使用の各事例においては、再分配装置10
は、特定のチャネルシステムに対して決定される上記理
由により典型的には境界層メルトを受け取らない交差チ
ャネルに境界層メルトを適切に再分配するために交差領
域に位置決めされる。したがって、再分配装置の異なる
デザインは、境界層メルトを所望の位置に再び向けるた
めの複数の切換弁あるいは傾斜部システムを設けること
で実現することができる。本発明の他の大きな特徴は、
スタックモールドのホットランナのコンジットと組み合
わせて、モールドステーション間のメルトの流れの釣合
いを採る有効な手段として、これを適用できることであ
る。
は、特定のチャネルシステムに対して決定される上記理
由により典型的には境界層メルトを受け取らない交差チ
ャネルに境界層メルトを適切に再分配するために交差領
域に位置決めされる。したがって、再分配装置の異なる
デザインは、境界層メルトを所望の位置に再び向けるた
めの複数の切換弁あるいは傾斜部システムを設けること
で実現することができる。本発明の他の大きな特徴は、
スタックモールドのホットランナのコンジットと組み合
わせて、モールドステーション間のメルトの流れの釣合
いを採る有効な手段として、これを適用できることであ
る。
【0030】本発明の主要な特徴は、ホットランナチャ
ネル内における境界層および集中化されたメルトフロー
を再分配するための装置が提供できて、実質的に均質な
メルトタイプの組成を有する成形された製品を得られる
ことにある。本発明の他の特徴は、多数個取り射出成形
機内において使用される複数のチャネルの間に境界層か
らの劣化したメルトフローを実質的に等しく分配するた
めの装置が提供できることである。本発明の他の特徴
は、圧力低下が不必要に生じることがなくおよび/また
は成形された製品内の劣化した材料の量が受容できない
レベルまで増大することがない、メルトフローの再分配
装置が提供できることにある。本発明のさらに別の特徴
は、デザインが簡単であり、使い易い、メルトフローの
再分配装置が提供されることにある。
ネル内における境界層および集中化されたメルトフロー
を再分配するための装置が提供できて、実質的に均質な
メルトタイプの組成を有する成形された製品を得られる
ことにある。本発明の他の特徴は、多数個取り射出成形
機内において使用される複数のチャネルの間に境界層か
らの劣化したメルトフローを実質的に等しく分配するた
めの装置が提供できることである。本発明の他の特徴
は、圧力低下が不必要に生じることがなくおよび/また
は成形された製品内の劣化した材料の量が受容できない
レベルまで増大することがない、メルトフローの再分配
装置が提供できることにある。本発明のさらに別の特徴
は、デザインが簡単であり、使い易い、メルトフローの
再分配装置が提供されることにある。
【0031】以上、本発明の実施の形態を説明したが、
これらは本発明を実施する際の最良の形態であり、本発
明は上記の実施の形態に限定されず、その形態、大き
さ、サイズ、部品の配列および動作の詳細などを適宜変
更されるものである。本発明は、本発明の請求の範囲の
技術思想および範囲内にあるこれらの全ての変更を包含
するものである。
これらは本発明を実施する際の最良の形態であり、本発
明は上記の実施の形態に限定されず、その形態、大き
さ、サイズ、部品の配列および動作の詳細などを適宜変
更されるものである。本発明は、本発明の請求の範囲の
技術思想および範囲内にあるこれらの全ての変更を包含
するものである。
【0032】
【発明の効果】本発明によれば、実質的に均質なメルト
タイプの組成を有する成形品を得るために、ホットラン
ナチャネル内における境界層および集中化されたメルト
フローを再分配できる装置が提供できる。また、多数個
取り射出成形機内において使用される複数のチャネルの
間に境界層からの劣化したメルトフローを実質的に等し
く分配できる装置が提供できる。さらに、不必要な圧力
低下がなく、成形品内の劣化した材料の量が受容できな
いレベルまで増大するのを防止できる装置が提供でき
る。また、簡単なデザインで、使い易い装置が提供でき
る。
タイプの組成を有する成形品を得るために、ホットラン
ナチャネル内における境界層および集中化されたメルト
フローを再分配できる装置が提供できる。また、多数個
取り射出成形機内において使用される複数のチャネルの
間に境界層からの劣化したメルトフローを実質的に等し
く分配できる装置が提供できる。さらに、不必要な圧力
低下がなく、成形品内の劣化した材料の量が受容できな
いレベルまで増大するのを防止できる装置が提供でき
る。また、簡単なデザインで、使い易い装置が提供でき
る。
【図1】本発明の再分配装置の説明図である。
【図2】図1の再分配装置を約90°回転させた説明図
である。
である。
【図3】本発明の再分配装置を含む、ホットランナメル
トフローチャネルの斜視図である。
トフローチャネルの斜視図である。
【図4】図3の2A−2A線に沿った断面図である。
【図5】図3の2B−2B線に沿った断面図である。
【図6】本発明の再分配装置を使用しない、ホットラン
ナおよびメルトフローチャネルの斜視図である。
ナおよびメルトフローチャネルの斜視図である。
【図7】図6の3A−3A線に沿った断面図である。
【図8】メルトフローチャネル内に位置する本発明の再
分配装置を含む、図6の囲まれた領域の拡大および部分
的な断面図である。
分配装置を含む、図6の囲まれた領域の拡大および部分
的な断面図である。
10 再分配装置 14 本体部 18a、18b 傾斜部 20 開口部 28 入口端 38 テーパ付け部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロング フェイ チャン アメリカ合衆国,オハイオ 43560,シル バニア,トーパス レーン 4751
Claims (15)
- 【請求項1】 境界層および集中化されたフローを示す
メルトフローに使用される再分配装置において、 メルトフローの入口端および複数のメルトフローの出口
を含み、メルトフローチャンネルに係合するように適合
された本体、 前記複数のメルトフローの出口の間で少なくとも前記境
界層を分配するための第1の手段、および前記複数のメ
ルトフローの出口の間で少なくとも集中化されたフロー
を分配するための第2の手段を有してなることを特徴と
する装置。 - 【請求項2】 分配するための第1の手段が、前記境界
層のフローの経路内の前記入口端に位置された複数の切
換弁からなり、前記切換弁が前記境界層のフローの一部
を前記複数のメルトフローの出口に分配することを特徴
とする請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 前記切換弁のそれぞれが、前記入口端に
おいて始まり、また前記複数のメルトフローの出口の少
なくとも1つの内部に延在した傾斜部であることを特徴
とする請求項2記載の装置。 - 【請求項4】 分配するための第2の手段が、前記本体
内に位置されて前記集中化されたフローを受けるための
手段からなり、前記集中化されたフローが、前記分配す
るための手段により受けられないメルトフローからな
り、流体フローを受けるための前記手段が前記複数のメ
ルトフローの出口に接続されていることを特徴とする請
求項1記載の装置。 - 【請求項5】 前記受けるための手段が、前記集中化さ
れたフローを前記出口に向けるために前記メルトフロー
の入口端において始まり前記複数の出口に延在した、前
記本体内の開口部からなることを特徴とする請求項4記
載の装置。 - 【請求項6】 前記本体がその内部に、前記分配するた
めの第2の手段を構成する開口部を有し、また前記分配
するための第1の手段が前記本体上に位置するとともに
前記開口部に隣接する複数の傾斜部からなり、前記傾斜
部が前記入口端から延在し、前記複数のメルトフローの
出口と流体連絡していることを特徴とする請求項1記載
の装置。 - 【請求項7】 各前記複数の出口が前記開口部から前記
本体を通って延在していることを特徴とする請求項6記
載の装置。 - 【請求項8】 前記出口が前記開口部を実質的に横切っ
ていることを特徴とする請求項7記載の装置。 - 【請求項9】 前記本体が厚さを有する壁により規定さ
れる管状の形状を有し、前記傾斜部が前記壁の前記厚さ
の内部に形成されるとともに前記壁に沿って前記入口端
から角度を付けて下方に延在し前記メルトフローの出口
と流体連絡していることを特徴とする請求項6記載の装
置。 - 【請求項10】 前記装置をホットランナのチャンネル
プラグとして使用するための手段を、さらに含むことを
特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項11】 前記使用するための手段が、ホットラ
ンナのチャネルとの密封係合を容易化するための形状を
有する前記本体からなることを特徴とする請求項10記
載の装置。 - 【請求項12】 前記形状が実質的に管状であることを
特徴とする請求項11記載の装置。 - 【請求項13】 前記本体が本体部とベース部とを含
み、前記ベース部が前記本体部よりも大きな直径を有
し、前記ベース部と前記本体部との間に延在するテーパ
付け部をさらに含み、前記テーパ付け部が前記ホットラ
ンナのチャネル内の相対するテーパ付け面と係合するよ
うに適合されていることを特徴とする請求項11記載の
装置。 - 【請求項14】 境界層および集中化されたフローを示
すメルトフローを再分配するための方法において、 メルトフローチャネルを含むホットランナのチャネルを
通ってメルトを流すステップと、 メルトフローチャネル内のメルトの方向を少なくとも2
度変化させるステップであって、各方向の変化が、各方
向の変化の上流で第1のチャネル通るとともに各方向の
変化の下流で前記第1のチャネルと連絡する2つの第2
のチャネルを通ってメルトを流すステップと、 第2の方向の変化において第1のチャネルと第2のチャ
ネルの間の交差点に、メルトフローの入口および複数の
メルトフローの出口を含む再分配装置を位置させるステ
ップと、 前記複数のメルトフローの出口の間で少なくとも前記境
界層を分配するとともに前記複数のメルトフローの出口
の間で少なくとも前記集中化されたフローを分配するた
めに前記メルトを再分配装置を通って流すステップとか
らなり、 これにより、前記第2のチャネルの間でバランスのとれ
たフローを得ることを特徴とするメルトフローの再分配
方法。 - 【請求項15】 前記装置内の少なくとも2つの傾斜部
内に前記メルトの一部を流すステップ、および中央のフ
ローチャネルを規定する前記装置の中央の開口部内に前
記メルトの一部を流すステップを含み、中央のフローチ
ャネル内を流れるメルトが装置のメルトフローの出口か
ら出て来ることを特徴とする請求項14記載の再分配方
法。
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