NL1012256C2

NL1012256C2 - Injection moulding tool, for making e.g. CD's or DVD discs, has dosing gap formed in flow control means for injected polymer when the tool sections are brought closer together to compress the polymer

Info

Publication number: NL1012256C2
Application number: NL1012256A
Authority: NL
Inventors: Martinus Henricus Joseph Voets
Original assignee: Axxicon Moulds Eindhoven Bv
Priority date: 1999-06-08
Filing date: 1999-06-08
Publication date: 2000-12-15

Abstract

A radial dosing gap is formed between the protruding part and cavity forming a flow control means for polymer entering the mould cavity (4, 5) when the two closed mould tool sections (2, 3) are brought closer together to compress the polymer. An injection moulding tool (1) comprises two tool sections defining a mould cavity, each tool section being provided with a means for controlling the flow of polymer out of the injection tube (11, 12) into the cavity when the tool is closed. The flow control means cooperate with other and comprise a cavity and a protruding part inserted into the injection tube. This part extends in the tool section closure direction at an axial distance from the cavity when the tool sections are brought together, and lies inside the cavity when the tool sections are brought closer together. In this second position, a radial gap is formed between the protruding part and the cavity in which it is located.

Description

Doseeropening voor een spuitgietmatrijs.Dosing opening for an injection mold.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een matrijssamenstel omvattende twee matrijsdelen waartussen een vormholte begrensd wordt, waarbij die matrijsdelen 5 voorzien zijn van bij het sluiten van die matrijsdelen met elkaar samenwerkende middelen, voor het bepalen van de effectieve doortocht van het uit een spuitbus afkomstige vormmateriaal, welke middelen omvatten een opname en een daarin aan te brengen uitsteeksel, waarbij in een eerste naar elkaar toe gebrachte inspuitpositie van die matrijsdelen het uitsteeksel in sluitrichting van die matrijsdelen axiaal op afstand 10 van die opname ligt en in een tweede, verder naar elkaar toe gebrachte positie van die matrijsdelen, dat uitsteeksel zich binnen die opname bevindtThe present invention relates to a mold assembly comprising two mold parts, between which a mold cavity is bounded, said mold parts 5 being provided with means which interact with each other when the mold parts are closed, for determining the effective passage of the molding material originating from an aerosol, which means comprise a receptacle and a projection to be arranged therein, wherein in a first brought-in injection position of said mold parts the projection in the closing direction of those mold parts is axially spaced from said receptacle and in a second, further brought together position of those mold parts, that projection is within that receptacle

Een dergelijk matrijssamenstel is in de stand der techniek algemeen bekend. Daarbij is het uitsteeksel bijvoorbeeld op een pons aangebracht. Het uitsteeksel werkt samen met de spuitbus om de uittreeopening voor kunststof te bepalen. Dat wil zeggen, 15 na het sluiten van de matrijshelften bevindt de pons zich op gedefinieerde afstand van de uitstroomopening in de spuitbus en de spleet bepaald tussen het uitsteeksel en de opening in de spuitbus bepaalt het uitstroomgedrag van de onder hoge druk in de spuitbus gebrachte kunststof. Nadat het spuiten voltooid is, wordt de pons meer naar de spuitbus bewogen om de snijhandeling uit te voeren zodat bijvoorbeeld in een cd of 20 andere optische informatiedrager een gat aangebracht kan worden. Daarbij is de afstand die de pons aflegt om deze snij actie uit te kunnen voeren verhoudingsgewijs klein. Tijdens het spuiten steekt de pons al voor een deel in de vormholte. Deze afgelegde weg is zo klein dat de pons het tegenoverliggende oppervlak van de spuitbus niet of nauwelijks raakt.Such a mold assembly is generally known in the prior art. The projection is for instance arranged on a punch. The protrusion cooperates with the aerosol to determine the plastic outlet opening. That is to say, after closing the mold halves, the punch is at a defined distance from the outlet opening in the aerosol and the gap determined between the protrusion and the opening in the aerosol determines the outflow behavior of the plastic placed under high pressure in the aerosol. . After the spraying is complete, the punch is moved more towards the spray can to perform the cutting operation so that, for example, a hole can be made in a CD or other optical information carrier. The distance that the punch travels to carry out this cutting action is relatively small. During spraying, the punch already partly protrudes into the mold cavity. This distance traveled is so small that the punch hardly touches the opposite surface of the aerosol.

25 Een dergelijke constructie werkt bevredigend bij het op gebruikelijke wijze spuitgieten van voorwerpen. Echter zodra het spuitgieten met verdere behandelingen gecombineerd wordt, ontstaan problemen.Such a construction works satisfactorily in the injection molding of objects in the usual manner. However, as soon as the injection molding is combined with further treatments, problems arise.

Met het toenemen van de eisen aan informatiedichtheid dient de definitie van de verhogingen (pits) in de optische informatiedrager verbeterd te worden. Dit heeft tot 30 gevolg dat steeds hogere eisen gesteld worden aan de nauwkeurigheid van het te spuitgieten product. Een mogelijkheid om deze nauwkeurigheid te vergroten is het zogenaamde pragen (napersen). Daarbij wordt gedurende een eerste stap bij het gedeeltelijk gesloten zijn van de matrijs een hoeveelheid kunststof ingespoten.As the requirements for information density increase, the definition of the increases (pits) in the optical information carrier must be improved. As a result, increasing demands are made on the accuracy of the product to be injection-molded. One possibility to increase this accuracy is the so-called pragen (post-press). During a first step, when the mold is partially closed, an amount of plastic is injected.

101 2256 2101 2256 2

Vervolgens wordt de matrijs gesloten. Daarbij kan verdere kunststof toegevoerd worden. Een dergelijke werkwijze wordt ook wel met spuitpersen aangegeven.Then the mold is closed. In addition, further plastic can be supplied. Such a method is also referred to by squeezing presses.

Tijdens de eerste inspuitfase van de vloeibare kunststof is het nog steeds van belang dat dosering van deze kunststof plaatsvindt. Echter indien de in de stand der 5 techniek bekende opstelling van pons en spuitbus gebruikt zou worden, zou de grotere sluitbeweging die bij het pragen ontstaat niet meer uitgevoerd worden omdat de pons contact zou maken met het oppervlak van de spuitbus.During the first injection phase of the liquid plastic, it is still important that dosing of this plastic takes place. However, if the arrangement of punch and aerosol known in the prior art were to be used, the greater closing movement that arises during the pragging would no longer be carried out because the punch would make contact with the surface of the aerosol.

Het is het doel van de onderhavige uitvinding dit nadeel te vermijden en in een matrijssamenstel te voorzien waarmee het enerzijds mogelijk is de kunststof na te 10 persen maar anderzijds mogelijk is tijdens het toevoeren van kunststof in dosering nabij de uitstroomopening uit de spuitbus van de kunststof te voorzien.The object of the present invention is to avoid this drawback and to provide a mold assembly with which, on the one hand, it is possible to press the plastic again, but on the other hand, it is possible to dose the plastic aerosol from the aerosol dispenser during the supply of plastic. to provide.

Dit doel wordt bij een hierboven beschreven matrijssamenstel verwezenlijkt doordat in die tweede positie een radiale spleet begrensd wordt tussen dat uitsteeksel en die opname.This object is achieved with a mold assembly described above, in that in that second position a radial gap is bounded between that protrusion and that receptacle.

15 Volgens de uitvinding wordt de uitstroomopening voor kunststof tijdens de eerste vulfase nog steeds bepaald door de afstand (in longitudinale, d.w.z. sluitrichting) van de matrijsdelen. Echter, door de constructie van de verlenging op het uitsteeksel dat samen met het uitstroomeinde van de spuitbus de doseerspleet bepaalt en de kamer van de spuitbus waarin deze verlenging opgenomen kan worden, is het mogelijk na het in 20 eerste instantie spuiten van kunststof de matrijsdelen verder naar elkaar toe te bewegen. Er zal geen contact tussen de verlenging en de spuitbus plaatsvinden zolang de napersslag korter is dan de diepte van de in de spuitbus aangebrachte opname of kamer. Tijdens de napersslag vindt geen volledige afsluiting van de uitstroomopening van de spuitbus plaats zodat eventueel naspuiten mogelijk is. Ook is het met deze constructie 25 mogelijk door het voldoende diep maken van de kamer of opname na het volledig sluiten van de matrijs delen ten opzichte van elkaar de ponshandeling zoals hierboven beschreven uit te voeren.According to the invention, the outflow opening for plastic during the first filling phase is still determined by the distance (in longitudinal, i.e. closing direction) of the mold parts. However, due to the construction of the extension on the protrusion which together with the outflow end of the aerosol defines the dosing gap and the chamber of the aerosol in which this extension can be accommodated, it is possible after spraying plastic initially the mold parts moving towards each other. There will be no contact between the extension and the aerosol as long as the post stroke is shorter than the depth of the receptacle or chamber placed in the aerosol. During the post-stroke, there is no complete closure of the aerosol outflow opening, so that subsequent spraying is possible. It is also possible with this construction 25 to make the punching operation as described above by making the chamber or receiving unit sufficiently deep after the mold parts have been completely closed.

Opgemerkt wordt dat uit het Amerikaanse octrooischrift 4.372.741 een constructie bekend is, waarbij het ene matrijsdeel voorzien is van een huls en het 30 andere matrijsdeel voorzien is van een bus. daartussen wordt tijdens het sluiten een spleet begrensd die de dosering van kunststof verwezenlijkt. Deze dient echter tevens voor het volledig afsluiten van de kunststoftoevoer, d.w.z. tijdens de spuitgiethandeling wordt de huls volledig binnen de bus bewogen en vindt volledige afsluiting van de 701 2 256 3 toevoer van kunststof plaats, dit in tegenstelling tot de onderhavige uitvinding, waarbij altijd een radiale afstand tussen het uitsteeksel en de opname bestaat, daardoor is het altijd mogelijk kunststof toe te voeren, deze ringvormige spleet zal even groot zijn of kleiner dan de ruimte die bestaat in de eerste positie van de twee matrijsdelen waarbij 5 het uitsteeksel en opname op afstand van elkaar liggen.It is noted that a construction is known from US patent 4,372,741, in which one mold part is provided with a sleeve and the other mold part is provided with a sleeve. a gap is defined therebetween during closing, which realizes the dosing of plastic. However, this also serves to completely shut off the plastic feed, ie during the injection molding operation, the sleeve is moved completely within the sleeve and complete closure of the 701 2 256 3 feed of plastic takes place, in contrast to the present invention, whereby always a radial distance between the protrusion and the receptacle, therefore it is always possible to supply plastic material, this annular gap will be the same size or smaller than the space existing in the first position of the two mold parts, whereby the protrusion and receptacle are spaced are apart.

Uit EP 0551869A1 is een werkwijze bekend voor het vervaardigen van een schijfvormig substraat. Een matrijssectie is voorzien van een uitstekend deel terwijl een andere matrijssectie voorzien is van een overeenkomstige opname. Het uitstekende deel wordt in de richting van de opname bewogen. Echter, wordt niet beoogd dat het 10 uitstekende deel de opname binnentreedt. Uitsluitend indien sprake is van toleranties kan het uitstekende deel enigszins binnen de opname bewegen. Verdere beweging dan gelijk liggend met het buiten oppervlak van de opname van het uitsteeksel wordt als niet wenselijk beschouwd.EP 0551869A1 discloses a method for manufacturing a disc-shaped substrate. A mold section is provided with a protruding part while another mold section is provided with a corresponding receptacle. The protruding part is moved in the direction of the recording. However, the protruding portion is not intended to enter the recording. Only if there are tolerances can the protruding part move slightly within the receptacle. Movement beyond alignment with the outer surface of the projection of the projection is considered undesirable.

Uit de Europese publicatie 0426131A2 is een constructie met opname en 15 uitsteeksel bekend in de tegenoverliggende matrijssecties, waarbij echter steeds bij het eerste inspuiten het uitsteeksel zich binnen de opname bevindt.European construction 0426131A2 discloses a construction with a receptacle and a projection in the opposite mold sections, but the projection is always located within the receptacle during the first injection.

Volgens een van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding is de spuitbus van een spuitgietmatrijs voorzien van de opname.According to an advantageous embodiment of the invention, the spray can of an injection mold is provided with the receptacle.

Volgens een verdere van voordeel zijnde uitvoering van de uitvinding is de 20 longitudinale positie van het uitsteeksel ten opzichte van het matrijsdeel waarin dit opgenomen is, verstelbaar. Dit is met name van belang bij zogenaamde dubbele matrijzen. Deze ook wel met twinmatrijzen aangeduide matrijssamenstellen zijn in het bijzonder uitgevoerd voor het vervaardigen van dvd-informatiedragers. De thans gebruikte techniek is het vervaardigen van twee schijfhelften die na productie aan 25 elkaar bevestigd worden. Door twee bij elkaar horende helften in een matrijssamenstel te vervaardigen, kan op bijzonder doelmatige wijze een dergelijke optische informatiedrager verkregen worden. Echter zal bij het aanbrengen van twee vormholten in een matrijs de uitstroomopening voor de kunststof die bepaald wordt door de spuitbus en het uitsteeksel voor beide vormholten niet gelijk zijn. Bovendien 30 verschillen de vormholten binnen het tolerantiebereik van elkaar. Enige nastelbaarheid is dan van belang. Begrepen zal worden dat een dergelijke nastelbaarheid zeer geringe afstanden betreft.According to a further advantageous embodiment of the invention, the longitudinal position of the protrusion relative to the mold part in which it is incorporated is adjustable. This is particularly important with so-called double molds. These die assemblies, also referred to as twin dies, are in particular designed for the production of DVD information carriers. The technique currently used is to manufacture two disc halves which are attached to each other after production. By producing two associated halves in a mold assembly, such an optical information carrier can be obtained in a particularly efficient manner. However, when two mold cavities are placed in a mold, the outflow opening for the plastic determined by the aerosol and the protrusion for both mold cavities will not be the same. In addition, the mold cavities differ within the tolerance range. Some adjustability is then important. It will be understood that such adjustability concerns very small distances.

Hoewel de uitvinding hierboven beschreven is aan de hand van de productie van 101 2 256 4 een optische informatiedrager moet begrepen worden dat deze toegepast kan worden bij de productie van elk voorwerp waarbij de uitstroomopening uit de spuitbus mede bepaald wordt door een onderdeel van het andere matrijsdeel dat de uitstroomopening van de spuitbus begrenst.Although the invention has been described above on the basis of the production of 101 2 256 4 an optical information carrier, it should be understood that it can be used in the production of any object in which the outflow opening from the aerosol is partly determined by a part of the other mold part that the outlet opening of the spray can limits.

5 De uitvinding zal hieronder nader aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld verduidelijkt worden. Daarbij tonen:The invention will be explained in more detail below with reference to an illustrative embodiment shown in the drawing. Show:

Fig. 1 een dubbele matrijssamenstel schematisch en in dwarsdoorsnede;Fig. 1 a double mold assembly schematically and in cross section;

Fig. 2 detail A in een eerste positie van de twee matrijsdelen; enFig. 2 detail A in a first position of the two mold parts; and

Fig. 3 detail A in een tweede positie van de twee matrijsdelen ten opzichte van 10 elkaar.Fig. 3 detail A in a second position of the two mold parts relative to each other.

In fig. 1 is een matrijssamenstel in het geheel met 1 aangegeven. Dit bestaat uit matrijsdelen 2 en 3 waartussen vormholten 4 en 5 begrensd worden. De hier getoonde matrijsdelen zijn bijzonder geschikt voor het produceren van optische informatiedragers. Daartoe worden zogenaamde stampers 6 en 7 in de vormholten 4 en 15 5 geplaatst.In Fig. 1, a mold assembly is indicated in its entirety by 1. This consists of mold parts 2 and 3 between which mold cavities 4 and 5 are bounded. The mold parts shown here are particularly suitable for producing optical information carriers. For this purpose, so-called rammers 6 and 7 are placed in the mold cavities 4 and 15.

Met 8 en 9 zijn ponsen aangegeven. Deze dienen voor het vervaardigen van een centreeropening in een met spuitgieten vervaardigde cirkelronde schijf. De heen en weergaande beweging van ponsen 8 en 9 is met pijl 15 (fig. 2) aangegeven. Kunststof wordt toegevoerd volgens pijl 10 en komt vervolgens in spuitbussen 11 en 12.Punches are indicated with 8 and 9. These serve to produce a centering opening in an injection molded circular disc. The reciprocating movement of punches 8 and 9 is indicated by arrow 15 (fig. 2). Plastic is supplied according to arrow 10 and then comes in aerosols 11 and 12.

20 Met 20 is een bedieningswiel aangegeven dat as 21 aandrijft dat op zijn beurt tandwiel 22 aandrijft verbonden met stelmoer 23 voor het bepalen van de positie van ponsen 8 en 9 ten opzichte van het matrijsdeel 3. Zuiger 25 dient voor het verwezenlijken van de ponsslag. Verschillende niet van belang zijnde details voor het begrip van de uitvinding van de matrijsdelen zijn in de tekening niet getoond.20 indicates an operating wheel which drives shaft 21 which in turn drives gear 22 connected to adjusting nut 23 for determining the position of punches 8 and 9 relative to the mold part 3. Piston 25 serves to effect the punching stroke. Various details of no importance for understanding the invention of the mold parts are not shown in the drawing.

25 In fig. 2 en 3 zijn details getoond van het matrijssamenstel 1 volgens de uitvinding. Daaruit blijkt dat het einde van pons 8 en 9 voorzien is van een verlenging 17. Deze is ingericht om ontvangen te kunnen worden in een opname of kamer 16 die aan het einde van spuitbus 11 of 12 aangebracht is. De vrije snijkant van de pons is met 18 aangegeven en deze werkt samen met rand 19 van matrijsdeel 2.Figures 2 and 3 show details of the mold assembly 1 according to the invention. This shows that the end of punches 8 and 9 is provided with an extension 17. This is arranged to be received in a receptacle or chamber 16 which is arranged at the end of spray can 11 or 12. The free cutting edge of the punch is indicated by 18 and it cooperates with edge 19 of mold part 2.

30 De hierboven getoonde constructie is bijzonder geschikt voor het zogenaamde spuitpersen. In fig. 2 is de positie weergegeven waarin kunststof ingespoten wordt. De afstand tussen de matrijsdelen 2 en 3 is verhoudingsgewijs groot en is met 'a' aangegeven. In fig. 3 is deze afstand *b' kleiner en liggen de matrijsdelen 2 en 3 op 10 1 2 2 5 6 5 elkaar in de eind(sluit)positie. Het verschil tussen de afstanden a en b kan 0,6-1 mm bedragen.The construction shown above is particularly suitable for so-called squeezing presses. Fig. 2 shows the position in which plastic is injected. The distance between the mold parts 2 and 3 is relatively large and is indicated with 'a'. In Fig. 3 this distance * b 'is smaller and the mold parts 2 and 3 lie one on the other in the end (closing) position. The difference between the distances a and b can be 0.6-1 mm.

Door aanwezigheid van de in fig. 1 getoonde ringen 13 en 14 die onafhankelijk van matrijsdeel 2 kunnen bewegen, wordt gewaarborgd dat ook in de positie volgens 5 fig. 2 geen kunststof uit de vormholte 5 kan weglopen.The presence of the rings 13 and 14 shown in Fig. 1, which can move independently of mold part 2, ensures that even in the position according to Fig. 2 no plastic can run out of the mold cavity 5.

In de toestand getoond in fig. 2 wordt kunststof via de spuitbus 12 in de vormholte 5 gebracht. Dosering van de kunststof wordt bepaald door de spleetbreedte tussen het einde van bus 12 en het einde van uitsteeksel 17. Deze ruimte is met X aangegeven. Indien met een enkele vormholte gewerkt wordt, kan door het variëren van 10 de afstand tussen de matrijsdelen 2 en 3 het oppervlak van spleet 'X’ bepaald worden. Indien echter met meer dan één vormholte in de matrijsdelen 2 en 3 gewerkt wordt, is dit slechts voor een van de vormholten optimaal mogelijk. Afstelling van spleet X voor de andere vormholte kan dan plaatsvinden door het afstellen van de betreffende pons met het hierboven beschreven mechanisme 20-23.In the situation shown in Fig. 2, plastic is introduced into the mold cavity 5 via the aerosol can 12. Dosage of the plastic is determined by the gap width between the end of sleeve 12 and the end of protrusion 17. This space is indicated by X. When working with a single mold cavity, the area of the gap 'X' can be determined by varying the distance between the mold parts 2 and 3. If, however, working with more than one mold cavity in the mold parts 2 and 3, this is optimally possible for one of the mold cavities. Adjustment of slit X for the other mold cavity can then take place by adjusting the respective punch with the mechanism 20-23 described above.

15 Met de constructie getoond in de figuren is het mogelijk om na de positie bereikt in fig. 2 de matrijsdelen nog verder naar elkaar toe te brengen zonder dat verlenging 17 een deel van de spuitbus 12 raakt. Dit is in fig. 3 afgebeeld. Dit verder naar elkaar toe bewegen vindt plaats tijdens het zogenaamde spuitpersen waarbij na het inspuiten van de kunststof een verdere pershandeling plaatsvindt (pragen). Door toepassing van 20 kamer of opname 16 is een dergelijk verder bewegen van verlenging 17 mogelijk.With the construction shown in the figures it is possible after the position reached in fig. 2 to bring the mold parts even further together without extension 17 touching a part of the aerosol 12. This is shown in Fig. 3. This further moving towards each other takes place during the so-called squeezing process, in which a further pressing operation takes place after the injection of the plastic (pragging). By using chamber or receptacle 16, such a further movement of extension 17 is possible.

Hoewel de uitvinding hierboven aan de hand van een voorkeursuitvoering beschreven is, zal begrepen worden dat daaraan talrijke wijzigingen aangebracht kunnen worden zonder buiten het bereik van de onderhavige aanvrage zoals beschreven in de conclusies te geraken.Although the invention has been described above with reference to a preferred embodiment, it will be understood that numerous modifications can be made thereto without going beyond the scope of the present application as described in the claims.

25 101 2 25825 101 2 258

Claims

Mold assembly (1) comprising two mold parts (2, 3) between which a mold cavity (4, 5) is bounded, said mold parts (2,3) being provided when the mold parts (2,3) are closed with each other co-operating means for determining the effective passage of the molding material originating from an aerosol (11, 12), which means comprise a receptacle and a projection to be arranged therein, wherein in a first injected position of said mold parts the projection is brought together in the closing direction of said mold parts axially spaced from said receptacle and in a second, further brought together position of said mold parts, said protrusion is located within said receptacle, characterized in that in that second position a radial gap is limited between that protrusion and that image.

2. Mold assembly according to claim 1, wherein the aerosol (11,12) is provided with said receptacle.

Mold assembly according to any of the preceding claims, wherein the longitudinal position of said extension (17) relative to that mold part (3) in which it is incorporated is adjustable.

Mold assembly according to any one of the preceding claims, comprising a punch with an extension (17) comprising the protrusion.

Mold assembly according to any of the preceding claims, wherein said mold assembly comprises two substantially identical mold cavities.

Mold assembly according to one of the preceding claims, arranged for performing a pressing operation for completely closing the mold parts (2, 3). 25 $$$ 101 2 256