JP2017105023A - Injection nozzle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、成形サイクル毎に金型のスプルから離間する成形方法に使用される射出ノズルに関するものであり、限定するものではないが2台の射出装置から樹脂を射出してコア層とスキン層とからなる成形品を得る、いわゆるサンドイッチ成形において使用される射出ノズルに好適な、射出ノズルに関するものである。 The present invention relates to an injection nozzle used in a molding method for separating from a mold sprue for each molding cycle, and although not limited, a resin is injected from two injection devices to form a core layer and a skin layer The present invention relates to an injection nozzle suitable for an injection nozzle used in so-called sandwich molding.
射出成形機は、金型を型締めする型締装置、型締めされた金型に射出材料を射出する射出装置等から構成され、射出装置には射出ノズルが設けられている。射出ノズルは、少なくとも射出装置から溶融樹脂を射出する射出工程においては金型のスプルに当接した状態で実施しなければならないが、成形方法によっては他の工程において射出ノズルを金型から離間しなければならない場合がある。例えば、2組以上の複数組の金型が型締装置に設けられてそれぞれの組の金型が切換えられて型締めされて射出されるようになっている場合である。このような場合、次のように成形する。所定の1組の金型を型締めする。射出ノズルをこの金型のスプルに当接して溶融樹脂を射出する。保圧を待って射出ノズルを金型から離間する。この1組の金型は以後適当なタイミングで型開きして成形品を得るが、型締装置では並行して他の1組の金型に切換える。この他の1組の金型を型締めする。射出ノズルをこの金型のスプルに当接して溶融樹脂を射出する。保圧を待って射出ノズルを金型から離間する。他の1組の金型は以後適当なタイミングで型開きして成形品を得る。以下同様にして所定の組の金型に切換えて成形サイクルを実施する。つまりこのような成形方法を実施する場合には成形サイクル毎に射出ノズルが金型から離間することになる。 The injection molding machine includes a mold clamping device that clamps a mold, an injection device that injects an injection material into the clamped mold, and the injection device is provided with an injection nozzle. The injection nozzle must be in contact with the mold sprue at least in the injection process of injecting the molten resin from the injection device, but depending on the molding method, the injection nozzle may be separated from the mold in other processes. You may have to. For example, it is a case where two or more sets of molds are provided in the mold clamping device, and the molds of each set are switched to be clamped and injected. In such a case, it shape | molds as follows. A predetermined set of molds is clamped. The molten resin is injected by bringing the injection nozzle into contact with the sprue of the mold. Waiting for holding pressure, the injection nozzle is separated from the mold. The set of molds is then opened at an appropriate timing to obtain a molded product, but the mold clamping apparatus switches to another set of molds in parallel. The other set of molds is clamped. The molten resin is injected by bringing the injection nozzle into contact with the sprue of the mold. Waiting for holding pressure, the injection nozzle is separated from the mold. The other set of molds is then opened at an appropriate timing to obtain a molded product. In the same manner, the molding cycle is carried out by switching to a predetermined set of molds. That is, when such a molding method is carried out, the injection nozzle is separated from the mold every molding cycle.
成形サイクル毎に射出ノズルを金型のスプルから離間する成形方法においては、射出ノズルの先端から樹脂が垂れるいわゆるハナタレが問題になる。ハナタレが発生すると射出ノズルの先端に樹脂が付着して次回にスプルに当接するときに妨げになるし、周囲環境を汚染してしまうからである。このようなハナタレの発生を防止する色々な射出ノズルが提案されており、例えばニードル弁からなるシャットオフ弁が内蔵された射出ノズルが周知である。シャットオフ弁を備えた射出ノズルは、金型のスプルに当接しているときにはシャットオフ弁を開き、金型から離間するときにはシャットオフ弁を閉じるようにする。そうすると射出ノズルを金型から離間させてもハナタレは発生しない。また射出ノズルの樹脂流路内に仕切りを設け、それによって流路の断面積が略1/2にされた射出ノズルも周知である。溶融樹脂は粘性流体であり、一般的に流路を所定の圧力で押し出して粘性流体を流すときに、流路の長さ当たりの圧力損失が一定とすると、その平均の流速は内径の2乗に比例する。つまり断面積が小さくなると流動抵抗が大きくなって流量が小さくなる。仕切りによって流路が分割され、それによって分割されたそれぞれの流路の断面積が略1/2になっている射出ノズルは、流動抵抗が大きくなってハナタレし難くなる。ただし流動抵抗が大きくなる程度は、仕切りの長さに依存する。つまり仕切りによって仕切られている管路の長さが短いと、流動抵抗はそれほど大きくはならないのでハナタレ防止の効果は小さい。特許文献1には、ハナタレ防止のために射出ノズルの先端に空気を吹き付けることができる射出ノズルが記載されている。射出ノズルを金型から離間する前に空気を吹き付けると一時的に先端近傍の溶融樹脂温度が低下する。そうすると粘度が大きくなってハナタレし難くなる。
In the molding method in which the injection nozzle is separated from the sprue of the mold for each molding cycle, so-called sag dripping from the tip of the injection nozzle becomes a problem. This is because the occurrence of dripping causes the resin to adhere to the tip of the injection nozzle and hinder the next contact with the sprue and contaminate the surrounding environment. Various injection nozzles that prevent the occurrence of such dripping have been proposed. For example, an injection nozzle having a built-in shutoff valve composed of a needle valve is well known. An injection nozzle provided with a shut-off valve opens the shut-off valve when it is in contact with the sprue of the mold, and closes the shut-off valve when separated from the mold. If it does so, even if it separates an injection | spray nozzle from a metal mold | die, it will not generate. An injection nozzle in which a partition is provided in the resin flow path of the injection nozzle so that the cross-sectional area of the flow path is substantially halved is also known. Molten resin is a viscous fluid. Generally, when a viscous fluid is flowed by extruding a flow path at a predetermined pressure, if the pressure loss per length of the flow path is constant, the average flow velocity is the square of the inner diameter. Is proportional to That is, when the cross-sectional area is reduced, the flow resistance is increased and the flow rate is decreased. The injection nozzle in which the flow path is divided by the partition and the cross-sectional area of each of the divided flow paths is approximately ½ is increased in flow resistance, and is difficult to be broken. However, the degree to which the flow resistance increases depends on the length of the partition. In other words, if the length of the pipe line partitioned by the partition is short, the flow resistance does not increase so much, so the effect of preventing drooling is small.
ところで成形方法として、2種類の樹脂を射出してコア層とスキン層とからなる成形品を得る、いわゆるサンドイッチ成形がある。サンドイッチ成形を実施する射出成形機においては射出装置は2台設けられ、これらが共通の射出ノズルに接続されている。サンドイッチ成形においては最初に一方の射出装置を駆動してスキン層用の樹脂を所定量射出し、次いで他方の射出装置を駆動してコア層用の樹脂を射出する。そうすると、最初に射出されたスキン層用の樹脂は金型のキャビティの内壁面に接して速やかに固化し、そして次に射出されたコア層用の樹脂はキャビティの中心部に充?されることになる。これによってコア層とスキン層とからなる成形品を得ることができる。 By the way, as a molding method, there is so-called sandwich molding in which two types of resins are injected to obtain a molded product composed of a core layer and a skin layer. In an injection molding machine that performs sandwich molding, two injection devices are provided, and these are connected to a common injection nozzle. In sandwich molding, first, one injection device is driven to inject a predetermined amount of resin for the skin layer, and then the other injection device is driven to inject the resin for the core layer. Then, the first injected resin for the skin layer contacts the inner wall surface of the mold cavity and quickly solidifies, and then the injected resin for the core layer is filled in the center of the cavity. become. Thereby, a molded product composed of the core layer and the skin layer can be obtained.
サンドイッチ成形用の射出ノズルは、色々なものがあるが、例えば特許文献2において提案されている射出ノズルをあげることができる。この文献に記載の射出成形機にも2台の射出装置が設けられ、第1の射出装置は射出成形機と同軸になるように、そして第2の射出装置は射出装置に対して斜めになるように設けられ、そしてこれらの第1、2の射出装置には共通の射出ノズルが設けられている。特許文献2に記載の射出ノズルは、ノズル本体と、このノズル本体内に同軸に収納されるインナーノズルとから構成されている。この射出ノズルは、インナーノズルの外周面とインナーノズルが収納されるノズル本体内の穴との隙間が第1の樹脂流路を構成し、インナーノズル内に設けられている貫通孔が第2の樹脂流路を構成している。そして第1の樹脂流路からスキン層用の樹脂が、第2の樹脂流路からコア層用の樹脂を射出できるようになっている。このような射出ノズルについても、成形方法によっては成形サイクル毎に金型から離間する必要があり、その場合にはハナタレについて何らかの対策を採る必要がある。
There are various injection nozzles for sandwich molding. For example, the injection nozzle proposed in
成形サイクル毎に射出ノズルを金型から離間する成形方法を実施する場合には、ハナタレを防止する必要があり、前記したように色々な機構、あるいは方法がある。しかしながらこれらの機構や方法には解決すべき問題も見受けられる。まず、射出ノズル内にシャットオフ弁を設ける場合について検討すると、シャットオフ弁を設けることができれば確実にハナタレは防止でき優れている。しかしながら射出ノズルの種類によってはシャットオフ弁を設けることができない場合がある。具体的には、サンドイッチ成形用の射出ノズルが問題になる。サンドイッチ成形用の射出ノズルは内部に2個の樹脂流路が形成されていて内部の構造が複雑であるのでシャットオフ弁を設けることが実質的にできないからである。特許文献2に記載の射出ノズルであれば、少なくとも第2の樹脂流路についてはインナーノズル内に設けられているのでシャットオフ弁が設けられる余地はある。しかしながら第1の樹脂流路についてはインナーノズルの外周面に形成されていて円環状であるのでシャットオフ弁は設けることができない。つまりサンドイッチ成形用の射出ノズルは実質的にシャットオフ弁を設けることができない。次に射出ノズルの樹脂流路内に仕切りを設け、それによって流路の断面積を小さくする方法について検討すると、この方法はある程度ハナタレし難くなる効果は認められる。しかしながら、仕切りの流れ方向の長さが不十分であると、ハナタレ防止効果は高くはない。ところで仕切りをサンドイッチ成形用の射出ノズルに設ける場合には、第1、2の樹脂流路が合流する先端部、つまり射出ノズルの先端部分に設けることが考えられるが、この先端部分において仕切りの流れ方向の長さを長く採ると、射出ノズルの全体の長さを長くする必要があり実用的ではない。また粘度が比較的小さい樹脂を対象とする場合も、ハナタレの防止効果は小さくなるという問題もある。特許文献1に記載の方法のように射出ノズルの先端部に空気を吹き付ける方法については、樹脂の温度を十分に低下させると粘度が大きくなるのでハナタレをある程度防止できる。しかしながら、空気の吹きつけの時間が短いと樹脂の粘度は十分に大きくならず、ハナタレが発生してしまう。また射出ノズルの金属部分に隣接している樹脂は比較的速やかに冷却されるが、金属部分から離れた部分、つまり流路の中心部分の樹脂は冷却されにくい。中心部分の樹脂の温度を低下させて粘度が十分に大きくなるようにするには、樹脂の熱容量の大きさを考えると若干の時間がかかり、成形サイクルが長くなってしまう。つまり成形コストが大きくなる。
In the case of carrying out a molding method in which the injection nozzle is separated from the mold for each molding cycle, it is necessary to prevent dripping, and there are various mechanisms or methods as described above. However, these mechanisms and methods also have problems to be solved. First, considering the case where a shut-off valve is provided in the injection nozzle, if the shut-off valve can be provided, it is possible to reliably prevent the dripping. However, depending on the type of injection nozzle, a shut-off valve may not be provided. Specifically, an injection nozzle for sandwich molding becomes a problem. This is because the injection nozzle for sandwich molding has two resin flow paths formed therein, and the internal structure is complicated, so that it is practically impossible to provide a shut-off valve. In the case of the injection nozzle described in
本発明は、上記したような問題点を解決した射出ノズルを提供することを目的としており、具体的には、成形サイクル毎に射出ノズルを金型から離間する成形方法に使用される射出ノズルであって、ハナタレを確実に防止でき、成形サイクルが長くなることもなく、そして限定するものではないがサンドイッチ成形用の射出ノズルにも適した、射出ノズルを提供することを目的としている。 An object of the present invention is to provide an injection nozzle that solves the above-described problems, and specifically, an injection nozzle that is used in a molding method in which the injection nozzle is separated from a mold for each molding cycle. Thus, an object of the present invention is to provide an injection nozzle that can reliably prevent the occurrence of dripping, does not increase the molding cycle, and is suitable for an injection nozzle for sandwich molding, but is not limited thereto.
本発明は、本発明の目的を達成するために、金型のスプルへの当接と該スプルからの離間が成形サイクル毎に実施される射出ノズルを対象とし、射出ノズルは、先端部近傍の樹脂流路である先端部樹脂流路内に仕切りが設けられ、そして先端部近傍の外周面に気体が吹き付けられるように構成されている。そして射出ノズルには外周面にヒータが設けられる。 In order to achieve the object of the present invention, the present invention is directed to an injection nozzle in which a mold is brought into contact with and separated from a sprue every molding cycle. A partition is provided in the front end resin flow path which is a resin flow path, and gas is blown to the outer peripheral surface near the front end. The injection nozzle is provided with a heater on the outer peripheral surface.
かくして、請求項1に記載の発明は、上記目的を達成するために、金型のスプルへの当接と該スプルからの離間が成形サイクル毎に実施される射出ノズルであって、前記射出ノズルは、先端部近傍の樹脂流路である先端部樹脂流路内に仕切りが設けられ、そして先端部近傍の外周面に気体が吹き付けられるようになっていることを特徴とする射出ノズルとして構成される。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の射出ノズルにおいて、前記射出ノズルにはその外周面にヒータが設けられていることを特徴とする射出ノズルとして構成される。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の射出ノズルにおいて、前記射出ノズルはコア層用樹脂を射出するコア層用射出装置と、スキン層用樹脂を射出するスキン層用射出装置とが接続され、そして内部に前記コア層用樹脂が流れるコア層用樹脂流路と、前記スキン層用樹脂が流れるスキン層用樹脂流路とを備え、前記コア層用樹脂流路と前記スキン層用樹脂流路は前記射出ノズルの先端部近傍で合流して前記先端部樹脂流路になっていることを特徴とするサンドイッチ成形用の射出ノズルとして構成される。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の射出ノズルにおいて、前記射出ノズルは中空部が形成されているノズル本体と、前記中空部に入れられているインナーノズルとを備え、前記コア層用樹脂流路は前記インナーノズル内に形成され、そして前記スキン層用樹脂流路は前記中空部と前記インナーノズルの外周面の隙間から構成され、前記コア層用樹脂流路にはバネ付勢によるニードル弁が設けられ、前記コア層用射出装置から射出されるコア層用樹脂が所定の圧力になるとバネ付勢に抗して前記ニードル弁が後退して前記コア層用樹脂流路が開き、圧力が低下すると閉鎖されるようになっていることを特徴とするサンドイッチ成形用の射出ノズルとして構成される。
Thus, in order to achieve the above object, the invention according to
A second aspect of the present invention is the injection nozzle according to the first aspect, wherein the injection nozzle is provided with a heater on an outer peripheral surface thereof.
The invention according to
According to a fourth aspect of the present invention, in the injection nozzle according to the third aspect, the injection nozzle includes a nozzle body in which a hollow portion is formed, and an inner nozzle that is placed in the hollow portion, and the core. The layer resin flow path is formed in the inner nozzle, and the skin layer resin flow path is formed by a gap between the hollow portion and the outer peripheral surface of the inner nozzle, and the core layer resin flow path is provided with a spring. When the core layer resin injected from the core layer injection device reaches a predetermined pressure, the needle valve recedes against the spring bias and the core layer resin flow path is provided. It is configured as an injection nozzle for sandwich molding, which is opened and closed when the pressure drops.
以上のように本発明は、金型のスプルへの当接と該スプルからの離間が成形サイクル毎に実施される射出ノズルであって、射出ノズルは、先端部近傍の樹脂流路である先端部樹脂流路内に仕切りが設けられ、そして先端部近傍の外周面に気体が吹き付けられるようになっている。外周面に気体が吹き付けられるようになっているので射出ノズルの先端部近傍で樹脂を冷却して粘性が大きくなる。このとき仕切りが設けられていることによって、樹脂の熱が仕切りを介して射出ノズルの金属部分に熱伝導するし、樹脂流路の中心部近傍の熱を効率よく外部に熱伝導できるので、樹脂の冷却の効果が高くなる。これによって効率よく樹脂が冷却されて粘性が十分に高くなる。また、仕切りによって先端部樹脂流路は断面積が略1/2になり、仕切りの長さの分だけではあるが、流動抵抗が若干大きくなる効果もある。本発明に係る射出ノズルは、冷却による樹脂の粘度の増大と、仕切りによる流動抵抗の増大とによって確実にハナタレを防止することができる。仕切りによる熱伝導の効果で冷却の効果が高くなることによって他の利点もある。すなわち冷却の時間が短くなるので、成形サイクルの短縮化を図ることができ、成形コストを小さくすることができる。他の発明によると、射出ノズルにはその外周面にヒータが設けられている。これによって冷却された樹脂を次回の射出に備えて加熱することも容易に実施できる。さらに他の発明によると、射出ノズルはコア層用樹脂を射出するコア層用射出装置と、スキン層用樹脂を射出するスキン層用射出装置とが接続され、そして内部にコア層用樹脂が流れるコア層用樹脂流路と、スキン層用樹脂が流れるスキン層用樹脂流路とを備え、コア層用樹脂流路とスキン層用樹脂流路は前記射出ノズルの先端部近傍で合流して先端部樹脂流路になっていることを特徴とするサンドイッチ成形用の射出ノズルとして構成されている。このようなサンドイッチ成形用の射出ノズルはニードル弁からなるシャットオフ弁の採用が困難であり、ハナタレの防止が困難な射出ノズルであるが、本発明によってハナタレが確実に防止できることになる。また他の発明によると、サンドイッチ成形用の射出ノズルにおいて、射出ノズルは中空部が形成されているノズル本体と、中空部に入れられているインナーノズルとを備え、コア層用樹脂流路はインナーノズル内に形成され、そしてスキン層用樹脂流路は中空部とインナーノズルの外周面の隙間から構成され、コア層用樹脂流路にはバネ付勢によるニードル弁が設けられ、コア層用射出装置から射出されるコア層用樹脂が所定の圧力になるとバネ付勢に抗してニードル弁が後退してコア層用樹脂流路が開き、圧力が低下すると閉鎖されるように構成されている。従ってコア層用樹脂流路はニードル弁によって閉鎖してコア層用樹脂が流れないようにすることができ、スキン層樹脂流路は先端部樹脂流路において仕切りと気体の吹き付けとによって実質的にスキン層用樹脂が流れないようにすることができるので確実にハナタレを防止することができる。 As described above, the present invention is an injection nozzle in which the mold is brought into contact with and separated from the sprue for each molding cycle, and the injection nozzle is a tip that is a resin flow path in the vicinity of the tip. A partition is provided in the partial resin flow path, and gas is blown to the outer peripheral surface near the tip. Since gas is blown to the outer peripheral surface, the viscosity is increased by cooling the resin in the vicinity of the tip of the injection nozzle. Since the partition is provided at this time, the heat of the resin is conducted to the metal part of the injection nozzle through the partition, and the heat near the center of the resin flow path can be efficiently conducted to the outside. The effect of cooling becomes higher. As a result, the resin is efficiently cooled and the viscosity becomes sufficiently high. Moreover, the sectional area of the tip resin flow path is substantially halved by the partition, and there is an effect that the flow resistance is slightly increased although it is only the length of the partition. The injection nozzle according to the present invention can reliably prevent dripping by increasing the viscosity of the resin by cooling and increasing the flow resistance by partitioning. Another advantage is that the cooling effect is enhanced by the heat conduction effect of the partition. That is, since the cooling time is shortened, the molding cycle can be shortened and the molding cost can be reduced. According to another invention, the injection nozzle is provided with a heater on its outer peripheral surface. In this way, the cooled resin can be easily heated in preparation for the next injection. According to still another invention, the injection nozzle is connected to the core layer injection device for injecting the core layer resin and the skin layer injection device for injecting the skin layer resin, and the core layer resin flows inside. A core layer resin flow path; and a skin layer resin flow path through which the skin layer resin flows. The core layer resin flow path and the skin layer resin flow path are merged in the vicinity of the tip of the injection nozzle. It is configured as an injection nozzle for sandwich molding, which is a partial resin flow path. Such an injection nozzle for sandwich molding is difficult to adopt a shut-off valve composed of a needle valve, and is difficult to prevent dripping. However, according to the present invention, dripping can be reliably prevented. According to another invention, in the injection nozzle for sandwich molding, the injection nozzle includes a nozzle body in which a hollow portion is formed and an inner nozzle that is placed in the hollow portion, and the resin flow path for the core layer is an inner nozzle. The skin layer resin flow path is formed by a gap between the hollow portion and the outer peripheral surface of the inner nozzle, and the core layer resin flow path is provided with a needle valve with a spring bias, so that the core layer injection is formed. When the core layer resin injected from the apparatus reaches a predetermined pressure, the needle valve retreats against the spring bias to open the core layer resin flow path, and is closed when the pressure decreases. . Therefore, the core layer resin flow path can be closed by a needle valve so that the core layer resin does not flow, and the skin layer resin flow path is substantially divided by partitioning and gas blowing in the tip resin flow path. Since it is possible to prevent the resin for the skin layer from flowing, it is possible to reliably prevent dripping.
本発明の実施の形態について説明する。本実施の形態に係る射出ノズル5はいわゆるサンドイッチ成形用の射出ノズルからなり、図1に示されているように、サンドイッチ成形用の射出成形機である本実施の形態に係る射出成形機1に設けられている。射出成形機1は、第1、2の射出装置2、3と、型締装置とから概略構成されている。型締装置は図には示されていないが、例えばトグル式から構成されており、横向きに設けられている。第1の射出装置2は、このような型締装置の軸方向の延長線上になるように同軸に配置されている。これに対して第2の射出装置3は型締装置に対して所定の角度で斜めになるように配置されている。従って第1、2の射出装置2、3は互いの先端部が近接していても、所定の角度になるように配置されているので干渉し合わない。なお、第2の射出装置3は第1の射出装置2より若干小型になっている。このような第1、2の射出装置2、3の先端部に接続ブロック6が接続され、接続ブロック6には本実施の形態に係る射出ノズル5が接続されている。図には示されていないが、第1、2の射出装置2、3と接続ブロック6と射出ノズル5は、これらが接続された状態で全体が前後にスライドされるようになっている。これによって射出ノズル5を金型のスプルに当接したり、金型から離間させることができるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described. The
接続ブロック6と後で詳しく説明する射出ノズル5とは、これらを合わせた全体をもって広義の射出ノズルということもできるが、以下では接続ブロック6と射出ノズル5は別部材であるとして説明する。接続ブロック6には、第1、2の射出装置2、3が接続されているが、第1の射出装置2はその先端が図示されないボルト等の固定手段によって接続ブロック6に接続されている。これに対して第2の射出装置3はその先端のノズル部3aが、接続ブロック6のタッチ部6aに所定の当接力で当接している。このように当接することによって第2の射出装置3が射出ノズル5の接続ブロック6に接続されている。接続ブロック6内には、第1の射出装置2からの樹脂を前方に送る第1の樹脂流路10と、第2の射出装置3からの樹脂を前方に送る第2の樹脂流路11とが設けられている。この実施の形態において第2の樹脂流路11は、図2の(ア)に詳しく示されているように、射出ノズル5の軸芯に整合するような軸芯流路13に連通している。これに対して第1の樹脂流路10は、この流路を妨げるように設けられているメクラプラグ14によって環状に広がっており、軸芯流路13と同心円状に形成された環状流路15に連通している。第1、2の樹脂流路10、11には、詳しくその構造は説明しないが逆流防止弁16、17が設けられ、樹脂が第1、2の射出装置2、3に逆流しないようになっている。
The connection block 6 and the
射出ノズル5は、図2の(ア)に示されているように、中空に形成されているノズル本体19と、この中空部に入れられているインナーノズル20とから構成されている。ノズル本体19の中空部は前方において縮径されて小径の開口部が形成されている。ノズル本体19の中空部の内径はインナーノズル20の外径よりも大きく、中空部の内周面とインナーノズル20の外周面には環状の所定の隙間が形成されている。この環状の隙間が、スキン層を形成するための樹脂すなわちスキン層用樹脂が流れるスキン層用樹脂流路24を構成している。スキン層用樹脂流路24は環状流路15、第1の樹脂流路10に連通している。第1の射出装置2はスキン層用樹脂を射出する射出装置になっており、第1の射出装置2から射出されたスキン層用樹脂は射出ノズル5のスキン層用樹脂流路24を流れて開口部つまり先端部から射出されることになる。このスキン層用樹脂が射出される射出ノズル5の先端部近傍の樹脂流路は、本明細書において先端部樹脂流路22と呼び、後で説明するように本発明に特有の構造が設けられている。
As shown in FIG. 2A, the
ノズル本体19に入れられているインナーノズル20は、中空に形成されているインナーノズル本体26と、この中空部に入れられているトーピード27とから構成されている。インナーノズル本体26の中空部は後端部においては小径になっているが前方寄りにおいて拡径され、この拡径された部分にトーピード27が入れられている。そして中空部の前方は縮径されて開口している。すなわち開口部29になっている。この開口部29は先端部樹脂流路22の近傍に配置されている。このようなインナーノズル本体26の中空部が、コア層を形成するための樹脂すなわちコア層用樹脂が流れるコア層用樹脂流路30を構成している。コア層用樹脂流路30はトーピード27近傍においては、インナーノズル本体26の中空部とトーピード27の外周面に形成されている環状の隙間から構成され、開口部29において合流している。コア層用樹脂流路30は軸芯流路13、第2の樹脂流路11に連通している。従って、第2の射出装置3はコア層用樹脂を射出する射出装置になっており、第2の射出装置3から射出されたコア層用樹脂はインナーノズル20内のコア層用樹脂流路30を流れて開口部29を経て先端部樹脂流路22から射出されることになる。先端部樹脂流路22は、スキン層用樹脂流路24とコア層用樹脂流路30とが合流する樹脂流路ということもできる。
The
本実施の形態において、トーピード27にはニードル弁32が設けられ、インナーノズル20の開口部29を開閉するようになっている。ニードル弁32は、トーピード27内に形成されている中空部に入れられており、先端部だけが前方に突出して開口部29に臨んでいる。ニードル弁32は、トーピード27の中空部に入れられているバネ34によって前方にバネ付勢され、通常は所定の当接力で開口部29を閉鎖している。ニードル弁32の先端はテーパ状の受圧面35になっている。従って、コア層用樹脂流路30の樹脂の圧力が高くなると、受圧面35にその圧力が作用してニードル弁32がバネ付勢に抗して後退し、図2の(ア)に示されているように、開口部29が開口してコア層用樹脂が先端部樹脂流路22を経由して射出されることになる。
In the present embodiment, the
先端部樹脂流路22には、本実施の形態に係る射出ノズル5に特有の構造が設けられている。すなわち先端部樹脂流路22には、仕切り23が設けられている。仕切り23は、図2の(イ)に示されているように、先端部樹脂流路22を半分に仕切っており、実質的に先端部樹脂流路22は、断面積が1/2の2つの流路に分割されている。仕切り23は溶接等によりノズル本体19と一体的に形成されており、先端部樹脂流路22内の樹脂の熱は仕切り23を介してノズル本体19に効率よく伝導することになる。
The tip
このような先端部樹脂流路22が形成されている射出ノズル5の先端部には、冷却用の空気をその外周面に吹き付ける、エアノズル25が設けられている。エアノズル25は空気供給装置28に接続され、空気供給装置28を駆動するとエアノズル25から空気が勢いよく噴出されて射出ノズル5の先端部を冷却できるようになっている。このような射出ノズル5には射出ノズル5を加熱するヒータ33が設けられている。
An
型締装置は図には示されていないが。本実施の形態においては2組の金型が設けられている。型締装置には金型をスライドするスライド機構が設けられ、これらの2組の金型は型締位置と、退避位置とに交互にスライドされるようになっている。そして詳しくは説明しないが、本実施の形態に係る金型はロック機構が設けられ、型閉じされた状態でロックできるようになっている。図1にはこのような金型の一部、つまり所定の1組の金型を構成している固定側金型37が示されている。
Although the clamping device is not shown in the figure. In this embodiment, two sets of molds are provided. The mold clamping device is provided with a slide mechanism for sliding the mold, and these two sets of molds are slid alternately between a mold clamping position and a retracted position. Although not described in detail, the mold according to the present embodiment is provided with a lock mechanism so that the mold can be locked in a closed state. FIG. 1 shows a part of such a mold, that is, a fixed
このように構成されている本実施の形態に係る射出成形機1によって成形する方法を説明する。まず所定の1組の金型を型締位置にスライドする。型締装置を駆動して型締めする。第1、2の射出装置2、3と接続ブロック6と射出ノズル5からなる全体、以下これを単に射出装置全体と呼ぶが、射出装置全体を前方に駆動して射出ノズル5をこの1組の金型を構成している固定側金型37のスプルに当接させる。第1の射出装置2においてスキン層用樹脂を計量する。第2の射出装置3において樹脂に不活性ガス等の物理的発泡剤あるいは化学的発泡剤を添加してコア層用樹脂を計量する。最初に第1の射出装置2を駆動して所定量だけスキン層用樹脂を射出する。スキン層用樹脂は第1の樹脂流路10、環状流路15、スキン層用樹脂流路24を流れて先端部樹脂流路22を経て射出される。これによって所定量だけ金型のキャビティ内に充?される。なお、このときはニードル弁32はインナーノズル20の開口部29を閉鎖している。次いで第1の射出装置2を停止して第2の射出装置3を駆動してコア層用樹脂を射出する。そうすると、コア層用樹脂の圧力が受圧面35に作用してニードル弁32が後退し開口部29が開く。コア層用樹脂は第2の樹脂流路11、軸芯流路13、コア層用樹脂流路30を流れて先端部樹脂流路22を経て射出される。コア層用樹脂はキャビティ内において既に射出されているスキン層用樹脂を内側から押し広げるようにして充?されるので、スキン層用樹脂からはスキン層が、コア層用樹脂からはコア層が形成される。コア層においてコア層用樹脂が発泡する。射出が完了したら第2の射出装置3を停止する。そうするとインナーノズル20内のコア層用樹脂流路30の樹脂圧力が若干低下してニードル弁32はバネ付勢により開口部29を閉鎖する。閉鎖されることによってコア層用樹脂は射出ノズル5内において圧力がこれ以上低下することはなく、射出ノズル5内における発泡が抑制される。
A method of molding by the
空気供給装置28を駆動してエアノズル25から空気を射出ノズル5の先端部に吹き付ける。これによって先端部樹脂流路22内の樹脂は冷却されるが、仕切り23によって効率よくかつ短時間で全体が冷却される。冷却されることによって先端部樹脂流路22内の樹脂は粘度が大きくなる。射出装置を退避させて固定側金型37から射出ノズル5を離間する。射出ノズル5を離間しても、樹脂は射出ノズル5から垂れない。すなわちハナタレは発生しない。ハナタレが発生しなくなる理由は、主として温度低下に伴う樹脂の粘度の増大によるものであり、これによって流動抵抗が増大するからである。しかしながら仕切り23によって先端部樹脂流路22が略1/2の断面積の流路に分割されていることによる流動抵抗の増大の効果もある。すなわち仕切り23によって、その流れ方向の長さ分だけ樹脂の流動抵抗が若干大きくなるからである。
The
樹脂が射出された1組の金型を型閉じ状態でロックして、型締装置を駆動して型開する。この1組の金型は型閉じ状態に維持される。型締装置においてスライド機構を駆動して1組の金型を退避位置に、そして他の1組の金型を型締位置にスライドする。型締装置を駆動して他の1組の金型を型締めする。射出装置を前方に駆動して射出ノズル5を金型のスプルに当接する。射出に備えてヒータ33を加熱して先端部樹脂流路22内の樹脂の温度を高くして粘度を小さくする。このとき仕切り23によって熱伝導の効率が高いので、先端部樹脂流路22内の樹脂は速やかに温度が上昇して粘度が小さくなる。並行して第1、2の射出装置2、3においてスキン層用樹脂、コア層用樹脂を計量する。前記したようにスキン層用樹脂、コア層用樹脂の順番で射出する。前記したようにエアノズル25から空気を射出ノズル5の先端部に吹き付け、射出ノズル5を金型から離間する。ハナタレは発生しない。前回に樹脂が射出された1組の金型のロックを外す。そして今回樹脂が射出された他の1組の金型を型閉じ状態でロックする。この状態で型締装置を駆動して型開すると1組の金型は型開きされて成形品が得られる。他の1組の金型は型閉じ状態に維持される。スライド機構を駆動して他の1組の金型を退避位置に、1組の金型を型締位置にスライドする。以下同様にしてサンドイッチ成形を実施する。
A set of molds injected with resin is locked in a closed state, and the mold clamping device is driven to open the mold. This set of molds is maintained in a closed state. In the mold clamping device, the slide mechanism is driven to slide one set of molds to the retracted position and the other set of molds to the mold clamped position. The mold clamping device is driven to clamp another set of molds. The injection device is driven forward to bring the
本実施の形態に係る射出ノズル5は色々な変形が可能である。例えば、仕切り23について変更が可能であり、枚数は1枚の固定ではなく複数枚設けるようにしてもよい。さらに仕切り23は、その断面形状が十字状になるようにしてもよい。また本明細書においてはサンドイッチ成形用の射出ノズル5を対象として説明したが、単一の種類の樹脂を射出する一般的な射出ノズルを対象としてもよい。その場合であっても射出ノズルの先端部近傍の樹脂流路、つまり先端部樹脂流路内に仕切りを設け、射出ノズルの先端部に冷却用の空気を吹き付けられるようになっていればよい。さらに本実施の形態においては射出ノズルの先端部に吹き付けられる気体は空気であるように説明したが、他の気体、例えば二酸化炭素や窒素等であってもよい。
The
1 射出成形機 2 第1の射出装置
3 第2の射出装置 5 射出ノズル
6 接続ブロック 19 ノズル本体
20 インナーノズル 22 先端部樹脂流路
23 仕切り 24 スキン層用樹脂流路
25 エアノズル 26 インナーノズル本体
27 トーピード 28 空気供給装置
29 開口部 30 コア層用樹脂流路
32 ニードル弁 33 ヒータ
34 バネ 35 受圧面
37 固定用金型
DESCRIPTION OF
Claims (4)
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