JPS61211011A

JPS61211011A - 射出成形機用キャビティ部材

Info

Publication number: JPS61211011A
Application number: JP60134416A
Authority: JP
Inventors: ステフエン・エー．ブライト; フイリツプ・エル．ブラン; マーク・シー．バーコツト; ラリー・エー．ベアーズ; ジエリイ・エー．ブラツクネイ; テイモサイ・エル．ブライト; デヴイツド・シー．ホツカデイ; ジエフリイ・エル・パトリツク
Original assignee: Electra Form Inc
Current assignee: Electra Form Inc
Priority date: 1985-03-12
Filing date: 1985-06-21
Publication date: 1986-09-19
Also published as: US4622001A; EP0195111A3; JPH0354612B2; EP0195111A2; CA1234264A

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）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ャビティ間の熱伝搬を軽減する
ためのキャビティ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・射出ユニットから
なる溶融樹脂の供給源ないし供給装置を含み、該ユニッ
トはノズル部によって溶融樹脂を金型に注入するように
なっている。典型的なノズル部は、可塑化・射出ユニッ
トか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・射出ユニッ
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・射出ユニット内の樹脂は、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、機械的作用及び温度ｌ１ｌｆＩｎを受ける。

樹脂を注入される金型は、一般に雄型部、ｆｉ型部をな
すそれぞれコア部材とキャビティ部材と普通呼ばれる２
つの金型部からなっている。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
形後に金型を開け、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
関わってくる。

その幾つかの要因としては、可塑化・射出ユニットの必
要な回復時間、各サイクルで射出ユニットから金型に注
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部時間であり、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しい。ＰＥＴを
可塑化・射出ユニット内で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１４
０〜１８０℃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
搬送液によって冷却されるが、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、通常はキャビティ
部材の外側を回って循環しており、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
て良好であったが、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った冷却における
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ャビティ部に高性能冷
却を提供することであり、且つキャビティ要素とそれに
隣接する溶融樹脂、特にＰＥＴ。

をキャビティ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要素からなるキャビティ部材が用い
られる。キャビティ部材は、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、冷却液ユニットから
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／−℃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、可塑ユニットから注入
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、つまりキャッ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って連結され
る複数の凹みをもつ。第１の要素にある凹みは、全体が
キャビティ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ャビティ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。

本発明のキャビティ部材は、溶融樹脂から冷却液に、特
にキャビティ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。更に当設計キャビティのキャップ部は、加熱
される射出ノズルから金型キャビティへの熱伝導性を低
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、ノズルとキャップ間の断熱部に導入され
る樹脂層は、ノズルから金型キャビティへの熱の伝搬を
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っ
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
出ユニッ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・射出ユニット（図示せず）に連結され
ても良く、或いは加熱マニアオールド供給システムの構
成部であっても食い。ノズル１２はノズル収容部１４、
ヒーター１７を含む加熱ジャケット１６、及び開口部２
０で終わるジャケット・ライナ１８からなる。開口部２
０は、閉じた位置Ｃと開いた位Ｗ１０間を移動する端部
をもつ往復運動するプローブ２２によって塞がれる。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によって囲まれている。

本発明による２要素からなるキャビティ部材は、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を含むキャビティ支持体２８内
に収納されている。２要素からなるキャピテイ部材２６
は、フランジ３４をキャビティ支持体２８の前面部３６
にネジ３２などで止めることによって、キャビティ支持
体２８内に保持される。２要素からなるキャビティ部材
２６は、従来の液体貯蔵システム４０とストリッパー４
２を含み得るコア部材３８と協働する。コア部材３８の
外面４４とキャビティ部材２６の内面４６の間には、溶
融された樹脂２４が所定の大きざ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要素からなるキャビティ部材２６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のキャピテイ要素は、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２
２が開いた位置０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要素のキャビティ部材２６は、またコア部材３８と反
対側のキャビティ要素５０の端部上に、キャップをなす
第２の要素５６を含む。キャップ５６は適宜の締具５８
により、キャビティ要素５０に固定される。キャップ５
６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のキャビティ要１５０の間に冷却液を導く
。

キャップ部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７０、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のキャビティ要素５
０の端面８０に形成された凹み７６．７８により各々連
結される。キャップ５６は、成形面４６の底８２を支え
るように第１の要素５０に接触するランド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ってい
る。更に、凹み７６と７８は、破ＩＩａ８６によって示
されるノズル１２の加熱ジャケット１６の最大径の内側
に延びる。連結凹み７６゜７８を含む満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７６．７８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
，５２．６０からの冷却水が金型部２６と金型支持体２
８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、満１６０はキャップ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ブ１２２を含む。金型要素１５
０は第４図に示された要１５０に似ているが、支持体１
２８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１３０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。

キャップ１５６は周辺フランジ１５１に囲まれ、適宜な
締具１５８によって所定位置に保持されている。前面１
８８は金型要素１５０の面１８０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。キャップ１５
６の平坦な面１８８は、第５図に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からキャビティ要素１５０とコア
部材１３８問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、加熱ジャケッ
ト１６，１１６とキャップ５６．１５６の面５７．１５
７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１２．１１２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って、
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
ＩＷ／ｌ”ｃ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ｉｏ、１ｉｏに対してノズル収容部１４゜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ｍ層による絶縁、キャップ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と横形部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線に沿って切断された２要素からなるキ
ャビティ部材の一部破断断面図、第３図は第１図及び第
２図に示されたキャビティ部材の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線に沿って見たキャップの
底面図であって、第１図は第２図の１−１１１に沿って
、第４図は第５図の４−４線に沿って、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・・・・・・加熱ジャケット１７・・・・・・ヒーター１８・・・・・・ジャケット・ライナ２０・・・・・・開口部　　　　２２・・・・・・プロ
ーブ２４・・・・・・溶融した樹脂　２６・・・・・・
キャビティ部材２８・・・・・・キャビティ支持体３０・・・・・・導　管　　　　３２・・・・・・ネ　
ジ３４・・・・・・固定用フランジ３６・・・・・・２８の前面部　３８・・・・・・コア
部材４０・・・・・・液体貯蔵システム４２・・・・・・ストリッパー４４・・・・・・コア部材の外面４６・・・・・・キャビティ部材の内面４７・・・・・
・成形射出用空間４８・・・・・・成形品　　　　５０・・・・・・キャ
ビティ要素５２・・・・・・溝　　　　　　５４・・・
・・・ゲート５６・・・・・・キャップ　　　５８・・
・・・・締　具６０・・・・・・溝　　　　　　６２〜
７４・・・・・・通　路７６．７８・・・・・・凹　み８０・・・・・・キャビティ要素の端面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・・・
加熱ジャケット１２２・・・プローブ１２８・・・キャビティ支持体１２９・・・段　部　　　　１３０・・・導　管１３８
・・・コア部材　　　１４８・・・成形品１５０・・・
キャビティ要素１５２・・・溝　　　　　　１５３・・・開口部１５４
・・・ゲート　　　　１５６・・・キャップ１５８・・
・締　具　　　　１６０・・・溝１６１・・・楔形部　
　　　１６２〜１６８・・・通　路１７６・・・横形部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１及び第２の金型部と、ノズルを含む溶融樹脂
の供給装置と、該第１の金型部を支持する支持部と、キ
ャップとを有し、該第２の金型部は該第１の金型部に対
して可動であり、該第１及び第２の金型部は協働して所
定形状の成形品を形成するために溶融樹脂が射出される
空間を画成し、該第１の金型部は溶融樹脂がそれを介し
て射出されるところの該ノズルと整列したゲートを含み
、該支持部は液体冷却システムからの液体を循環させる
ための導管を含み、該キャップは該ノズルと該第１の金
型部との間に位置し、該ゲートと整列した開口部と、冷
却液体を該ノズルと該第１の金型部の間に導入するよう
該導管の少なくとも１つと連結された少なくとも１つの
溝を有してなることを特徴とする射出成形機。
（２）前記キャップに近接する前記第１の金型部の表面
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。
（３）前記キャップに近接する前記第１の金型部の表面
が、該キャップの前記少なくとも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。
（４）前記第１の金型部が前記ノズルに近接する端部上
に円周フランジを含み、前記キャップは該円周フランジ
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。
（５）前記キャップと前記第１の金型部の最大幅が同一
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。
（６）前記ノズルに近接する前記キャップの表面が該ノ
ズルから所定間隔だけ離間しており、それらの間に断熱
部を形成して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。
（７）前記断熱部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
６項記載の射出成形機。
（８）前記キャップが前記第１の金型部に固定され、該
第１の金型部が前記支持部に固定されていることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の射出成形機。
（９）液体冷却ユニットと、キャビティ部材と該キャビ
ティ部材に対して可動なコア部材の間の空間に溶融樹脂
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ャビティ部材
であって、該キャビティ部材は２要素からなり、第１の
要素は該コア部材と協働して該空間を画成する内面と、
溶融樹脂が該ノズルから該空間内に流入するためのゲー
トとを有し、第２の要素は該ノズルと該第１の要素の間
に位置するとともに、該ゲートと整列した開口部と、該
液体冷却ユニットからの液体を収容するため該第１及び
第２の要素の間に溝を画成するところの該第１の要素に
近接した面を有してなることを特徴とする２要素からな
るキャビティ部材。
（１０）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９
項記載の２要素からなるキャビティ部材。
（１１）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９項記載の２要素からなるキャビティ
部材。
（１２）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９項記載の２要素からなるキャ
ビティ部材。
（１３）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
１２項記載の２要素からなるキャビティ部材。
（１４）前記第１の要素内の凹みが前記ノズルの最大径
の内側に延びることを特徴とする特許請求の範囲第１２
項記載の２要素からなるキャビティ部材。
（１５）前記第１の要素に近接する前記第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９項記載の２要素
からなるキャビティ部材。
（１６）溶融樹脂の供給装置と、冷却液による金型温度
調節機構とを有する射出成形機に用いられるキャビティ
部材であって、該キャビティ部材はキャビティ画成要素
と冷却キャップとからなり、該キャビティ画成要素は形
成されるべき成形品の形状を画成する内面と、該内面か
ら該溶融樹脂の供給装置へ通じる開口部と、該金型温度
調節機構に連結された外面とを有し、該冷却キャップは
該溶融樹脂の供給装置と該キャビティ画成要素の間に位
置し、該金型温度調節機構に連結された該キャビティ画
成要素に近接しかつ冷却水を該溶融樹脂の供給装置と該
キャビティ画成要素の間に導入するための面を有してな
ることを特徴とするキャビティ部材。
（１７）キャビティ部材と、キャビティ支持部と、該キ
ャビティ支持部を経て該キャビティ部材に通じるノズル
を含む溶融樹脂の供給装置とを有する射出成形機におけ
る熱絶縁手段であって、該熱絶縁手段は、該ノズルと該
キャビティ部材の間に断熱スペースを設けるべく該ノズ
ルの外面を該キャビティ部材及び該キャビティ支持部か
ら所定距離だけ離間させる手段と、キャビティ要素と該
キャビティ要素と該断熱スペースの間に配されたキャビ
ティ部からなり該キャップ部は２０Ｗ／ｍ℃以下の熱伝
導率を有する材料から形成されたキャビティ部材と、該
ノズルと該キャビティ部材の間に熱絶縁物の層を形成す
べく該溶融樹脂の供給装置から提供されて該断熱スペー
スを満たす樹脂層とからなることを特徴とする熱絶縁手
段。
（１８）前記キャップ部が前記キャビティ要素の近辺に
冷却液を送るため、前記キャビティ部材に近接した面上
に少なくとも１つの屈曲溝を含むことを特徴とする特許
請求の範囲第１７項記載の熱絶縁手段。
（１９）前記キャビティ要素が、冷却液を収容するため
、前記冷却キャップの前記の少なくとも１つの溝に連結
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１８項記載の熱絶縁手段。
（２０）前記キャップ部に近接する前記キャビティ要素
の面がほぼ水平であることを特徴とする特許請求の範囲
第１８項記載の熱絶縁手段。