JPH0698640B2

JPH0698640B2 - 多層成形用ノズル

Info

Publication number: JPH0698640B2
Application number: JP25298186A
Authority: JP
Inventors: 宏行折元; 勝政横田; 秀彦深井; 晃一佐藤
Original assignee: 日精エ−・エス・ビ−機械株式会社
Priority date: 1986-10-24
Filing date: 1986-10-24
Publication date: 1994-12-07
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPS63107525A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は断面構造が多層の合成樹脂成形品を射出成形
する場合に用いられる多層成形用ノズルに関するもので
ある。

［従来の技術］従来の多層成形用ノズルは、先端中央に口部を有するノ
ズル本体内に、複数の樹脂路を同心円に備え、各樹脂路
の異なった溶融樹脂を、上記ノズル口部からキャビティ
射出することができる多重ノズルからなる。

［発明が解決しようとする問題点］合成樹脂成形品の多層化は、中間層として介在する樹脂
によって、飲料用容器としての薄肉成形品の品質を一段
と向上させ得るものであるが、中間層が介在するため
に、単層に比べて耐衝撃性が低下したり、コスト高とな
るなどの問題を有する。

そこで従来の２重ノズルや３重ノズルを用い、中間層と
なる溶融樹脂の射出圧力や時間、射出タイミングなどを
制御して、中間層を部分的に有する成形品の射出成形を
試みたが、樹脂圧の関係から中間層を所定の範囲内に成
形することはきわめて困難であった。

また特開昭60-34819号公報に記載されているように、多
重の樹脂路の中央路を可動して、各樹脂路のオリフィス
を選択的に開閉して溶融樹脂の制御を行う多重ノズルも
あるが、射出のためにオリフィスを通って中央路に入る
溶融樹脂の流れを制御する特別な弁装置が必要であり、
またその弁装置は機械的に操作されるなど、ノズルとし
てきわめて複雑な構造を有する。

この発明は上記従来の多重ノズルの問題点を解決するた
めに考えられたものであって、その目的は、簡単な構造
で中間層となる溶融樹脂の流路を樹脂圧により作動する
バルブ部材により開閉し、これにより溶融樹脂の射出成
形を行って、多層から単層或は単層から多層への切換を
常に正確に実施し得る新たな多層成形用ノズルを提供す
ることにある。

［問題点を解決するための手段］上記目的によるこの発明は、ノズル本体の内部に射出口
を同じくする第１樹脂路と第２樹脂路及び第３樹脂路と
を同心円に備えた３重ノズルにおいて、第２樹脂路の口
部内側に位置する中央の第３樹脂路の口部を、該第３樹
脂路と第２樹脂路との樹脂圧により進退移動して、第２
樹脂路を開閉するバルブ部材により構成するか、または
第１樹脂路の内側に位置する中間の第２樹脂路の口部
を、該第２樹脂路と第１樹脂路の樹脂圧により進退移動
して、第２樹脂路を開閉するバルブ部材により構成し
て、これにより従来の問題点を解決してなる。

［作用］射出圧を加えられた各樹脂路の溶融樹脂は、各樹脂路の
口部からノズル口部を経てキャビティに同時に射出され
る。この射出途中において第２樹脂路の射出圧を除く
と、第１樹脂路または第３樹脂路の樹脂圧によりバルブ
部材が前進または後退移動して、第２樹脂路を閉鎖し、
第２樹脂路からの溶融樹脂の流出を阻止する。このため
キャビティへの射出は第１と第３樹脂路の溶融樹脂のみ
となる。

また第２樹脂路に射出圧を加えると、バルブ部材におけ
る受圧面積の差から、バルブ部材が後退または前進移動
して第２樹脂路が開放され、溶融樹脂は他の樹脂路の溶
融樹脂と共にキャビティにに射出される。

したがって、第１と第３樹脂路の溶融樹脂を同種とし、
第２樹脂路の溶融樹脂を他種にすると、そこに生ずる成
形品は２種３層部分と単層部とから構成されたものとな
る。

更にこの発明を図示の例により詳細に説明する。

［実施例］１は先端面中央に射出口２を開設したノズル本体で、内
部に第１樹脂路３、第２樹脂路４、第３樹脂路５の各樹
脂路を同心円に有する。

上記各樹脂路は、側部にスペーサを有する中空のコア部
材6,7を、ノズル本体１の後端開口から順次ノズル本体
内に挿嵌して形成されている。

第１図に示す３重ノズルは、射出口２と接続した第１樹
脂路３の口部31の内側に、第２樹脂路４の口部41を設
け、更に第３樹脂路５の口部51を第２樹脂路４の口部41
の内側に設けるとともに、口部51をバルブ部材８により
構成してなる。

上記バルブ部材８は、コア部材７の先端部内側に出没自
在に挿嵌した環体からなる。このバルブ部材８の内径
は、第１樹脂路３の口部内径とほぼ等しく、第３樹脂路
５の直径よりも小径に形成され、かつ先端面8a及び後端
面8bはテーパー面に形成されて、それぞれ樹脂圧が作用
するようにしてある。

この両端面8a,8bにおける受圧面積の比は、 0.5＜第２樹脂路／第３樹脂路＜４なる範囲が好ましく、上記関係式を満足する限り、バル
ブ部材８は射出時における第２樹脂路４の樹脂圧によ
り、後端面8bに第３樹脂路５の樹脂圧が加わっていて
も、コア部材７の先端部内に没入し、第２樹脂路４の開
放を維持するが、第２樹脂路４の射出圧が制御されて、
樹脂圧が著しく低下すると、後端面8bに作用している第
３樹脂路５の樹脂圧により、バルブ部材８は即座に前進
して、第２樹脂路４を閉鎖する。

したがって、バルブ部材８は、両端面に作用する樹脂圧
の差に応じて第２樹脂路４の開閉動作をなし、第２樹脂
路４からの溶融樹脂の射出を制御する。

第２図に示す３重ノズルは、第１樹脂路３の樹脂圧をも
って、第２樹脂路４の開閉を行い得るように構成したも
のであって、バルブ部材８はコア部材６の先端部内に出
没自在に挿嵌してある。

またこの場合には、バルブ部材８の後退により第２樹脂
路４を閉鎖する関係上、上記コア部材７の先端部7aを縮
径して先端を第１樹脂路３まで延設し、口部31の内側に
第３樹脂路５の口部51を臨ませるとともに、先端部側面
にて第２樹脂路４を開口させ、その口部41をコア部材６
の先端に挿嵌したバルブ部材８により構成してなり、そ
のバルブ部材８の後端面8bがコア部材７に形成したテー
パー肩部９と接して、第２樹脂路４を閉鎖するようにし
てある。

またテーパー面に形成したバルブ部材８の先端面8aと後
端面8bにおける受圧面積の比は、 0.5＜第２樹脂路／第１樹脂路＜４なる範囲が好ましい。

上記各樹脂路に供給される材料樹脂は、成形品に応じて
任意に選択され、３種５層の場合には、各樹脂路に異な
った材料樹脂が供給される。また２種３層の成形品を射
出成形する場合には、第１樹脂路３と第３樹脂路５の材
料樹脂が同一種類のものとなる。

上記３重ノズルは、第３図に示すように、その所要数を
ホットランナーブロック10に装着して用いられる。この
実施例は２種３層の成形品を成形する場合であって、ホ
ットランナーブロック10の内部には、側部に並設したス
プルブシュ11,12とそれぞれ接続したホットランナー13,
14が設けてあり、そのホットランナー13と第２樹脂路４
とを、またホットランナー14と第３樹脂路５、ホットラ
ンナー14の分岐路15と第１樹脂路３とを接続して、第１
及び第３樹脂路3,5から同種の材料樹脂を、また第２樹
脂路４からは異種の材料樹脂を射出できるようにしてあ
る。

次に第１図に示す３重ノズルを用いて、中間層を有する
３層成形品の成形に付いて説明する。

まず、第１樹脂路３と第３樹脂路５とに射出圧を加えて
同一溶融樹脂A,Aの射出を行うと、第２樹脂路４と第３
樹脂路５との圧力差から、射出と同時にバルブ部材８が
溶融樹脂と共に前進して、第４図に示すように第２樹脂
路４を閉鎖する。

これによりキャビティへの射出は同一溶融樹脂A,Aのみ
となり、第２樹脂路４の異なった溶融樹脂Ｂは射出され
ない。

次に所定量の溶融樹脂A,Aの射出が完了した時点で、そ
の射出を継続しつつ第２樹脂路４に射出圧を加えると、
バルブ部材８における受圧面積の差から、第４図に示す
ように、バルブ部材８が後退して第２樹脂路４を開放
し、異なった溶融樹脂Ｂが第１と第３樹脂路3,5からの
溶融樹脂A,Aの間に割り込むように流出し、更に射出口
２から溶融樹脂A,Aと共にキャビティに射出される。

上記射出を最後まで行うと、全体が３層の成形品が成形
されるが、途中で第２樹脂路４の射出圧を断つと、その
時点における樹脂圧の差から、バルブ部材８が、第５図
に示すように、第３樹脂路５の樹脂圧によって再度前進
し、第２樹脂路４を閉鎖する。

このため射出は途中から再び同一溶融樹脂A,Aのみとな
り、単層に成形される。また第２樹脂路４から射出され
る溶融樹脂Ｂは、溶融樹脂A,Aの中央に位置するように
なるので、キャビティ内を充填移動しているときに、型
面と接する溶融樹脂A,Aの表面に、冷却によるスキン層
が生じても、そのスキン層の影響を受けるのが遅く、溶
融樹脂Ｂは途中でスキン層を形成し難い。

第６図に示す成形品20は、口部21にのみ第２樹脂路４の
溶融樹脂Ｂを射出充填して３層となし、胴部22及び底部
23を溶融樹脂Ａのみによる単層となした有底プリフォー
ムで、鎖線はその有底プリフォームから延伸吹込成形さ
れた容器30を示す。

また第７図に示す成形品40は、胴部42にのみ第２樹脂路
４の溶融樹脂Ｂを射出充填して３層となし、口部41及び
底部43を溶融樹脂Ａのみによる単層となした有底プリフ
ォームで、鎖線はその有底プリフォームから延伸吹込成
形された容器50を示す。

更に第８図に示す成形品60は、底部63にのみ第２樹脂路
４の溶融樹脂Ｂを射出充填して３層となし、口部61及び
胴部62を溶融樹脂Ａのみによる単層となした有底プリフ
ォームで、鎖線はその有底プリフォームから延伸吹込成
形された容器70を示す。

上記溶融樹脂Ａとして用いられる材料樹脂は、ポリエチ
レンテレフタレートなど射出延伸吹込成形が可能な樹脂
でよく、また溶融樹脂Ｂとしては、メタキシレン基含有
ポリアミド、エチレンビニルアルコール、ハイニトリル
などのバリヤー性に優れた樹脂、或はポリカーボネー
ト、Ｕポリマーなどの耐熱性を有する樹脂が、そこに成
形された容器の用途に応じて用いられる。

たとえば上記容器30における口部31の多層化は、中間層
34を形成する樹脂をポリカーボネートとしたとき、ポリ
エチレンテレフタレートのみからなる場合に比べて著し
く耐熱性が向上し、加熱充填に際する口部変化を防止す
る。

同様に容器70における底部73をＵポリマーの中間層74に
より多層化した際には、底部73の耐熱性が向上し、炭酸
入り果汁を充填後に熱処理しても、単層の底部のように
中央部が突出変形するようなことがない。

更にまた容器50のように胴部52のみを、メタキシレン基
含有ポリアミドなどの中間層54で多層化したものでは、
バリヤー性が向上し、また底部を多層化した際の層間剥
離が防止され、中間層54に用いられる高価な樹脂の節減
をも図ることができる。

次に第１図に示す３重ノズルによる成形条件の１例を下
記に示す。

各樹脂路の断面積第１樹脂路 34.56mm² 第２樹脂路 59.69mm² 第３樹脂路 21.23mm² 射出口の直径 2.0〜3.0mm バルブ部材の受圧面積（投影面積）第２樹脂路側（先端面） 25.13mm² 第３樹脂路側（後端面） 21.23mm² 材料樹脂第１及び第３樹脂路ポリエタレンテレフタレート第２樹脂路 SMナイロン射出圧第１及び第３樹脂路一次圧力 140Kg/cm² 二次圧力 58Kg/cm² 第２樹脂路 100Kg/cm² ［発明の効果］この発明は上述のように、ノズル本体内に第１から第３
の樹脂路を同心円に備え、第２樹脂路を他の樹脂路の樹
脂圧によって作動するバルブ部材により閉鎖して第２樹
脂路からの溶融樹脂の射出を制御し、これにより該溶融
樹脂による中間層の形成位置を任意に設定できるように
なしたことから、成形品の口部、胴部または底部のみ多
層化することができる。また中間層の位置を中央に設定
することもできるなどの特長を有する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る多層成形用ノズルの実施例を示す
もので、第１図は第１実施例の断面図、第２図は第２実
施例の断面図、第３図はホットランナーブロックに装着
した断面図、第４図及び第５図は成形工程を示す断面
図、第６図から第８図は有底プリフォームと容器の断面
図である。１……ノズル本体、２……射出口３……第１樹脂路、４……第２樹脂路５……第３樹脂路、6,7……コア部材８……バルブ部材、8a……先端面 8b……後端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ノズル本体の内部に射出口を同じくする第
１樹脂路と第２樹脂路及び第３樹脂路とを同心円に備え
た３重ノズルにおいて、第２樹脂路の口部内側に位置す
る中央の第３樹脂路の口部を、該第３樹脂路と第２樹脂
路との樹脂圧により進退移動して、第２樹脂路を開閉す
るバルブ部材により構成してなることを特徴とする多層
成形用ノズル。
【請求項２】ノズル本体の内部に射出口を同じくする第
１樹脂路と第２樹脂路及び第３樹脂路とを同心円に備え
た３重ノズルにおいて、第１樹脂路の内側に位置する中
間の第２樹脂路の口部を、該第２樹脂路と第１樹脂路の
樹脂圧により進退移動して、第２樹脂路を開閉するバル
ブ部材により構成してなることを特徴とする多層成形用
ノズル。