JPH09155931A

JPH09155931A - サンドイッチ成形用金型

Info

Publication number: JPH09155931A
Application number: JP32064895A
Authority: JP
Inventors: Toshio Arai; 俊夫荒井; Keiichiro Koyashiki; 啓一郎古屋敷; Yotaro Fujiwara; 洋太郎藤原
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1995-12-08
Filing date: 1995-12-08
Publication date: 1997-06-17

Abstract

(57)【要約】【課題】キャビティの長手方向と幅方向との圧力勾配
を均一化するとともに、構造を簡単にしたサンドイッチ
成形用金型を提供する。【解決手段】２種類以上の樹脂を共射出する射出ユニ
ットからスプール部と、金型キャビティ部の幅分を有し
たコートハンガ状のコールドランナ部と、樹脂通路断面
を中心部から幅方向に漸増したゲート部を介して金型キ
ャビティ内に新樹脂のスキン材に引続き旧樹脂のコア材
を順次射出充填してサンドイッチ成形品を射出成形する
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスキン材樹脂とコア
材樹脂とからなるサンドイッチ成形品を成形するための
サンドイッチ成形用金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】サンドイッチ成形品や中空成形品などの
２層成形品を成形する成形用金型は、従来、例えば図８
および図９に示す如くキャビティ９１を有し、該キャビ
ティ９１の端部にはフイルムゲート９２を連通させて設
けている。該フイルムゲート９２はランナー９３および
スプール９４を介して図示しない合成樹脂装置に接続さ
れている。

【０００３】そして、サンドイッチ成形品の成形時に
は、まずフイルムゲート９２よりキャビティ９１内に軟
化状態の合成樹脂８１を射出し表層を形成する。次にフ
イルムゲート９２より軟化状態のスキン材合成樹脂８１
の中に注入物としての軟化状態のコア材用合成樹脂８２
を注入して内層を形成する（図１２）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の２層成形品
を成形する成形用金型では、成形時にゲート付近で注入
物の注入不良を生じる。すなわち、注入物の流れは、表
層の溶融状態と圧力勾配とに大きく影響される。そし
て、注入物の注入方向に対しては、かなり急な圧力勾配
が存在し、これと直交する方向に対しては、緩やかな圧
力勾配が存在する。すなわち、キャビティ９１の長手方
向に対しては、かなり急な圧力勾配が存在し、該キャビ
ティ９１の幅方向に対しては、緩やかな圧力勾配が存在
するこことなっていた。そのため、注入物としての合成
樹脂８２は、キャビティ９１の長手方向に細長くしか注
入することがでず、ゲート付近と奥部とで内層の厚みが
著しく異なってしまうという問題があった。このような
問題点の解決として、図１３に示すように単にフイルム
ゲート９２のみを長くしてするだけでは、依然として問
題解決とはなり得ない。

【０００５】こうした問題点を解決するために、さらに
特公平０７−５３３９６号では、図１０および図１１に
示すように、キャビティ内におけるゲートの近傍には、
注入物の注入方向と直交する方向に沿って堰を配設し、
堰とキャビティの側壁との間には間隙を形成することに
より、ゲート付近における注入物の注入不良の発生を防
止するようにしてある。すなわち、合成樹脂射出装置に
よりスプール９４、ランナ９３、フイルムゲート９２を
介してキャビティ９１内に表層形成用の軟化状態の合成
樹脂８１を射出する。次に、キャビティ９１内の合成樹
脂８１の中に内層成形用の合成樹脂８２を注入する。こ
の場合、フイルムゲート９２より射出された合成樹脂８
２は、堰１により流れを妨げられ、堰１に沿ってキャビ
ティ９１の幅方向に流動する。

【０００６】合成樹脂８２の一部は、堰１の側方に形成
した間隙２を通って、キャビティ９１内の合成樹脂８１
の中に流入する。他の部分は、該堰１の上方に形成した
間隙３を通って、合成樹脂８１の中に流入する。合成樹
脂８２のキャビティ９１の長手方向の圧力勾配と、キャ
ビティ９１の幅方向の圧力勾配とが均一化され、合成樹
脂８２は、合成樹脂８１の中に均一に注入されるように
なっている。しかしながら、このような方法では、構造
が複雑になるといった問題が新たに惹起される。

【０００７】本発明の目的は上記問題点を解決すること
にあり、キャビティの長手方向と幅方向との圧力勾配を
均一化するとともに、構造を簡単にしたサンドイッチ成
形用金型を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る第１の発明では、２種類以上の樹脂を
共射出する射出ユニットからスプール部、コールドラン
ナ部、ゲート部を介して金型キャビティ内に新樹脂のス
キン材に引続き旧樹脂のコア材を順次射出充填してサン
ドイッチ成形品を射出成形するためのサンドイッチ成形
用金型であって、前記コールドランナ部を金型キャビテ
ィの幅分だけ設け、第１の発明を主体とする第２の発明
では、コールドランナ部をコートハンガ状にした。ま
た、第１の発明を主体とする第３の発明では、コールド
ランナ部と前記ゲート部とを結ぶサブランナ部に充填さ
れた樹脂の肉厚を射出方向に向かって漸減させ、かつ幅
方向では中央部近傍で最も小さくし、かつ金型キャビテ
ィの両幅方向に向かって漸増するようにし、さらに、第
１の発明を主体とする第４の発明では、ゲート部を前記
コールドランナ部側前端部に金型キャビティの幅分だけ
設けるとともに、前記ゲート部の樹脂通路断面を中央部
近傍で最も小さくし、かつ金型キャビティの両幅方向に
向かって漸増するように構成する。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明では、コートハンガ状を有
したコールドランナ部と、前記コールドランナ部と金型
キャビティのコールドランナ部側前端部に樹脂の通路断
面が狭められたゲート部をそれぞれ金型キャビティの幅
分だけ設け、さらに前記ゲート部の樹脂通路断面を金型
キャビティの幅方向に向かって漸増するようにするとと
もに、コールドランナ部とゲート部とを結ぶサブランナ
部に射出充填された樹脂の肉厚を射出方向に薄くなるよ
うに漸減するような勾配を設けるようにしたので、圧力
勾配が均一となるとことから、前記堰を流通するコア材
樹脂は金型キャビティ幅により近い形状まで均等に広が
るいわゆる並行流によりコア材がスキン材間に充分にす
る射出充填されることになり、内層および外層とも肉厚
の均一なサンドイッチ成形品が得られる。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明に係る射出成形機のシャット
オフノズルの具体的実施例を図１〜図７を用いて詳細に
説明する。

【００１１】図１はサンドイッチ成形用金型の平面図、
図２は図１に示すサンドイッチ成形用金型の各断面の切
断図、図３は図１のＡ〜Ａ切断断面図、図４はコア材の
充填状態を示す説明図、図５は金型キャビティ内のスキ
ン材樹脂の流れ状態を示す説明図、図６はサンドイッチ
成形機の平面図、図７は図６のＢ〜Ｂからみた断面図で
ある。

【００１２】符号５は射出装置１の図示左側（前方とい
う）に設けた図示しない型締装置の固定盤である。この
固定盤５は所定の大きさの開口部６を有し、この開口部
６には固定金型７と射出ユニット２間に介在されたサン
ドイッチ成形用ブロック１０が支持台８上に固設されて
いる。符号４１は可動盤、９は可動金型である。

【００１３】前記射出ユニット２は、２台の第１射出ユ
ニット２Ａおよび第２射出ユニット２Ｂから構成され、
図１に示すように射出ユニット２Ａ、２Ｂは八字状にな
るように据付けられており、これら各射出ユニット２
Ａ、２Ｂは第１ベース３９上に載置されている。また、
第１ベース３９上には２組のリニアガイド３８Ａ、３８
Ｂが敷設されており、このリニアガイド３８Ａ、３８Ｂ
上を移動台１１Ａ、１１Ｂに固着された射出ユニット２
Ａ、２Ｂが該移動台１１Ａ、１１Ｂとともに前後動自在
となっている。前記射出ユニット２Ａ、２Ｂの前後動は
第１ベース３９の先端部に前傾状に起立した支持台８と
前記移動台１１Ａ、１１Ｂ間にそれぞれピン支軸により
回動自在に軸支された第２油圧シリンダ４４のピストン
ロッド４４ａの伸縮によって行なわれるようになってい
る。符号４２は第１ベース３９を載置するマシンベース
を示す。

【００１４】前記第１ベース３９の先端部の支持台８上
にはサンドイッチ成形用ブロック１０が固設されてい
る。また、マシンベース４２上には一対のリニアガイド
４３が１組配設され、このリニアガイド４３上を射出ユ
ニット２Ａ、２Ｂを載置した第１ベース３９が前後動自
在に設けられている。前記第１ベース３９の前後動は、
一端を固定盤５の射出装置１側端面に、また他端を第１
ベース３９の下部の凸部３９ａ間にピン支軸により回動
自在に軸支された第１油圧シリンダ４０のピストンロッ
ド４０ａの伸縮によって行なわれるようになっている。

【００１５】サンドイッチ成形用ブロック１０内は第２
射出ユニット２Ｂに接続される第１樹脂通路４５と第１
射出ユニット２Ａに接続される第２樹脂通路４６が設け
られ、さらにサンドイッチ成形用ブロック１０の固定盤
５側に配設されたブロック用ノズル１５内部は第１樹脂
通路４５を中心部に位置するとともに第２樹脂通路４６
を外周部に位置させ、前記第１樹脂通路４５と第２樹脂
通路４６とで内外環状通路を同心上に配設した構成とな
っている。なお、サンドイッチ成形用ブロック１０は図
示しない適宜な加熱手段で加熱されている。

【００１６】従って、第１油圧シリンダ４０のピストン
ロッド４０ａと第２油圧シリンダ４４のピストンロッド
４４ａをそれぞれ縮退すると、固定金型７のスプール部
１４とサンドイッチ成形用ブロック１０のブロック用ノ
ズル１５が当接し、サンドイッチ成形用ブロック１０の
当接部１３（１３Ａ、１３Ｂ）と射出ユニット２Ａ、２
Ｂの射出ノズル１２Ａ、１２Ｂがそれぞれ連結され、閉
状を呈する。また、逆に第１油圧シリンダ４０のピスト
ンロッド４０ａと第２油圧シリンダ４４のピストンロッ
ド４４ａをそれぞれ伸張すると、図１に示すように固定
金型７のスプール部１４とサンドイッチ成形用ブロック
１０のブロック用ノズル１５が離間し、サンドイッチ成
形用ブロック１０の当接部１３（１３Ａ、１３Ｂ）と射
出ユニット２Ａ、２Ｂの射出ノズル１２Ａ、１２Ｂがそ
れぞれ離間し、開状態を呈する。

【００１７】なお、ブロック用ノズル１５内に設けられ
た内外環状樹脂通路のうち外側に位置する第２樹脂通路
４６と内側に位置する第１樹脂通路４５は共にブロック
用ノズル１５の先端口２６で合流し、コールドランナ部
２７へと連なっている。また、前記第１樹脂通路４５と
第２樹脂通路４６間をそれぞれ開放または閉止するシャ
ットオフバルブ２３Ａ、２３Ｂが配設されており、サン
ドイッチ成形用ブロック１０の上面部から図示しない接
続部材で操作し開閉するようになっている。なお、符号
２１はキャビティ部を示す。

【００１８】ここで、本発明のサンドイッチ成形用金型
３は固定金型７と可動金型９で構成され、図１に示す如
くスプール部１４、コールドランナ部２７、サブランナ
部２８、ゲート部２９および金型キャビティ部２１を有
する。

【００１９】射出ユニット２から射出された溶融樹脂は
スプール部１４を介して平面が八字を有するとともに金
型キャビティ部２１の幅分だけ設けられたコートハンガ
状のコールドランナ部２７に導入されるようになってい
る。一方、金型キャビティ部２１の前端部の溶融樹脂流
入口に位置するゲート部２９は、図３に示す如く中央部
近傍の樹脂通路断面が最も小さく、金型キャビティ部２
１の幅方向に向かって樹脂通路断面が漸増する構成とな
っている。このため、図１に示す如くコールドランナ部
２７とゲート部２９間の距離は、スプール部１４のある
コールドランナ部２７とゲート部２９間が最も長く、金
型キャビティ部２１の両端に向かうに従って次第に短く
なるように構成されている。

【００２０】また、前記コールドランナ部２７とゲート
部２９間はサブランナ部２８で接続され、当該サブラン
ナ部２８に充填された樹脂の肉厚を射出方向（長手方
向）に向かって漸減され、かつ幅方向では中央部近傍で
最も小さくし、かつ金型キャビティの両幅方向に向かっ
て漸増した全体的に構造がシンプルな構成を有してい
る。すなわち、サブランナ部２８の上面の勾配Ｇはスプ
ール部１４のある軸心位置から幅方向行くに従って大き
くなるように構成されており、図１のＸ−Ｘで示す位
置、すなわちコールドランナ部２７からゲート部２９間
の上面の勾配Ｇ１が最も緩やかであり、ついで図１のＹ
−Ｙで示す位置、すなわちコールドランナ部２７からゲ
ート部２９間の上面の勾配Ｇ２がＧ１に次第に大きくな
る。さらに、図１のＺ−Ｚで示す位置、すなわちコール
ドランナ部２７からゲート部２９間の上面の勾配Ｇ３が
Ｇ２に引続き急となるように構成されている。

【００２１】以上のように構成された射出成形機１を用
いてサンドイッチ成形する場合の作用について述べる。

【００２２】図示しない適宜な型締装置（例えば直圧式
またはトグル式などの型締手段を用いる）によって固定
金型７と可動金型９の型閉に引続く型締が行なわれる。
次に、第１油圧シリンダ４０のピストンロッド４０ａを
縮退させて第１ベース３９を固定金型７側へ移動させサ
ンドイッチ成形用ブロック１０のブロック用ノズル１５
を固定金型７のスプール部１４へ当接させる。

【００２３】さらに、第２油圧シリンダ４４のピストン
ロッド４４ａを縮退させて第１射出ユニット２Ａ、２Ｂ
をそれぞれ載置した移動台１１Ａ、１１Ｂをサンドイッ
チ成形用ブロック１０の当接部１３Ａ、１３Ｂへ当接さ
せて固定金型７、サンドイッチ成形用ブロック１０およ
び第１射出ユニット２Ａおよび第２射出ユニット２Ｂを
連結する。つぎにシャットオフバルブ２３Ａを開にした
状態（このときシャットオフバルブ２３Ｂは閉状態）で
両金型７、９間に形成された金型キャビティ部２１内に
第１射出ユニット２Ａのスクリュを前進させてスキン材
溶融樹脂を第２樹脂通路４６を通って射出充填する。

【００２４】そして、金型キャビティ部２１内へのスキ
ン材溶融樹脂の射出充填によりスキン層いわゆる外層を
形成することになる。なお、サンドイッチ成形による外
層・内層のある成形品を成形する場合、スキン材樹脂と
してはバージン材を使用し、後述するコア層いわゆる内
層を形成するコア材樹脂にはリサイクル材または異材や
グレートの異なる樹脂材料を使用するのである。

【００２５】まず、第１射出ユニット２Ａから金型キャ
ビティ部２１へのスキン材溶融樹脂の射出充填は次のよ
うに行なわれる。射出された溶融樹脂はサンドイッチ成
形用ブロック１０に設けられたブロック用ノズル１５の
先端部２６から、スプール部１４、コートハンガ状のコ
ールドランナ部２７、サブランナ部２８を介してゲート
部２９から金型キャビティ部２１内に充填される。

【００２６】この場合、ゲート部２９を通って金型キャ
ビティ部２１内に射出充填されたスキン材溶融樹脂の流
動圧力損失（以下流動圧損という）が金型キャビティ部
２１の幅方向で一定となることが大切であり、この結果
図５に示すように溶融樹脂の先端部が並行流を生じ、ス
キン材が金型キャビティ部２１内に均一に充填されるこ
ととなる。このため、スプール部１４からコールドラン
ナ部２７に流入したスキン材溶融樹脂（図１のＸ−Ｘ線
上近傍を流通するスキン材溶融樹脂）がサブランナ部２
８を通る時、射出方向に漸減したサブランナ部２８の勾
配Ｇ１が小さいことから流動圧損も小さくなり、このサ
ブランナ部２８で流動圧損が小さい分引続く樹脂通路断
面の最も小さいゲート部２８を流通する時、流動圧損が
大きくなるとともに、樹脂通路断面の最も小さいゲート
部２８から金型キャビティ部２１に流入した途端に急拡
大による大きな流動圧損を生じた状態で金型キャビティ
部２１に充填されるようになっている。

【００２７】また、スプール部１４からコールドランナ
部２７に流入したスキン材溶融樹脂が図１のＹ−Ｙ線上
近傍のサブランナ部２８を通る時、射出方向に漸減した
サブランナ部２８の勾配Ｇ２がＧ１より大きいことから
流動圧損も若干大きくなり、このサブランナ部２８で生
じる流動圧損が大きい分引続くＹ−Ｙ位置近傍の樹脂通
路断面が大きくなったゲート部２８を流通することとな
り、流動圧損が若干小さくなるとともに樹脂通路断面の
若干大きいゲート部２８から金型キャビティ部２１に流
入した途端に急拡大による大きな流動圧損を生じた状態
で金型キャビティ部２１に充填されるようになってい
る。

【００２８】さらに、スプール部１４からコールドラン
ナ部２７に流入したスキン材溶融樹脂が図１のＺ−Ｚ線
上近傍のサブランナ部２８を通る時、射出方向に漸減し
たサブランナ部２８の勾配Ｇ３がＧ２よりさらに大きい
ことから流動圧損も若干大きくなり、このサブランナ部
２８で生じる流動圧損が大きい分引続くＺ−Ｚ位置近傍
の樹脂通路断面が大きくなったゲート部２８を流通する
こととなり、流動圧損が若干小さくなるとともに樹脂通
路断面の若干大きいゲート部２８から金型キャビティ部
２１に流入した途端に急拡大による大きな流動圧損を生
じた状態で金型キャビティ部２１に充填されるようにな
っている。

【００２９】以上述べたように、第１射出ユニット２Ａ
から射出されたスキン材溶融樹脂はスプール部１４を通
り、コールドランナ部２７に流入した時点から金型キャ
ビティ部２１に射出充填されるまで金型キャビティ部２
１の幅手方向で流動圧損が一定とすることができるので
ある。

【００３０】スキン材溶融樹脂の射出充填が完了する
と、引続きスクリュの前進限位置を保持させたまま保圧
を行なうのである。この後、シャットオフバルブ２３Ａ
を閉にするとともに次サイクルに備えて第１射出ユニッ
ト２Ａのスクリュを回転させながら後退させて計量が行
なわれる。

【００３１】次に既定量のスキン材溶融樹脂を金型キャ
ビティ部２１内へ射出充填後は、シャットオフバルブ２
３Ｂを開にした状態（このときシャットオフバルブ２３
Ａを閉）で第２射出ユニット２Ｂをスクリュを前進させ
てコア材溶融樹脂を第１樹脂通路４５を通って金型キャ
ビティ部２１内に適量射出充填されるが、本実施例では
金型７、９本体を均一に冷却する。

【００３２】金型７、９本体が冷却されると引き連れて
金型キャビティ部２１内に射出充填されたコア材溶融樹
脂の温度も低下し流動が防止されて前述したスキン材溶
融樹脂内を流動するコア材溶融樹脂の流動が近似並行流
となるものの、金型キャビティ部２１に流入するまでの
溶融樹脂の流動圧損が一定であるため、全体的にスキン
材溶融樹脂内を流動するコア材溶融樹脂は近似並行流を
呈した状態で半溶融固化した状態のスキン材内を拡散す
るのである。

【００３３】この後、再度、シャットオフバルブ２３Ａ
を開にした状態（このときシャットオフバルブ２３Ｂを
閉）で両金型７、９間に形成された金型キャビティ部２
１内に第１射出ユニット２Ａのスクリュを前進させてス
キン材溶融樹脂を第２樹脂通路を通って射出充填するこ
とにより、コア材樹脂をスキン材樹脂で封じ込むことに
なり、サンドイッチ成形品を成形するのである。なお、
スキン材溶融樹脂の射出充填完了後第１射出ユニット２
Ａ側のスクリュを前進させて金型キャビティ部２１内の
溶融樹脂に保圧をかけるのである。

【００３４】保圧完了後、シャットオフバルブ２３Ａを
閉（既にシャットオフバルブ２３Ｂは閉状態を維持）に
した状態で第１射出ユニット２Ａおよび第２射出ユニッ
ト２Ｂは共に次サイクルの計量を行なう。両金型７、９
を既定時間冷却後、両金型７、９を開いて製品を取り出
すのである。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したことからも明らかなよう
に、本発明ではコートハンガ状のコールドランナ部、サ
ブランナ部、ゲート部を介して金型キャビティ部に流入
する溶融樹脂は流動圧損が一定となることから、コール
ドランナ部から金型キャビティ部までの長さを短い金型
にできるとともに、スキン材樹脂間にコア材樹脂が均一
に射出されるため、スキン材ならびにコア材の肉厚が均
一なサンドイッチ成形品を容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のサンドイッチ成形用金型の平面図であ
る。

【図２】図１に示すサンドイッチ成形用金型の各断面の
切断図である。

【図３】図１のＡ〜Ａ切断断面図である。

【図４】コア材の充填状態を示す説明図である。

【図５】金型キャビティ内のスキン材樹脂の流れ状態を
示す説明図である。

【図６】サンドイッチ成形機の平面図である。

【図７】図６のＢ〜Ｂからみた断面図である。

【図８】従来の成形状態における成形型の平面断面図で
ある。

【図９】図８の側面断面図である。

【図１０】従来の成形状態における成形型の平面断面図
である。

【図１１】図１０の側面断面図である。

【図１２】従来のスプール部、コールドランナ部の形状
を有した金型内への射出充填状態を示す説明図である。

【図１３】図１２よりコールドランナ部を長くした場合
の金型内への射出充填状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１射出装置２射出ユニット２Ａ第１射出ユニット２Ｂ第２射出ユニット３サンドイッチ成形用金型５固定盤６開口部７固定金型９可動金型１０サンドイッチ成形用ブロック１１Ａ、１１Ｂ移動台１２（１２Ａ、１２Ｂ）射出ノズル１３（１３Ａ、１３Ｂ）当接部１５ブロック用ノズル２１金型キャビティ部２３Ａ、２３Ｂシャットオフバルブ２６先端口２７コールドランナ部２８サブランナ部２９ゲート部３８Ａ、３８Ｂ、４３リニアガイド３９第１ベース４０第１油圧シリンダ４１可動盤４４第２油圧シリンダ４５第１樹脂通路４６第２樹脂通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２種類以上の樹脂を共射出する射出ユニ
ットからスプール部、コールドランナ部、ゲート部を介
して金型キャビティ内に新樹脂のスキン材に引続き旧樹
脂のコア材を順次射出充填してサンドイッチ成形品を射
出成形するためのサンドイッチ成形用金型であって、前
記コールドランナ部を金型キャビティの幅分だけ設けた
ことを特徴とするサンドイッチ成形用金型。
【請求項２】請求項１記載のコールドランナ部をコー
トハンガ状にしたことを特徴とするサンドイッチ成形用
金型。
【請求項３】請求項１記載のコールドランナ部と前記
ゲート部とを結ぶサブランナ部に充填された樹脂の肉厚
を射出方向に向かって漸減させ、かつ幅方向では中央部
近傍で最も小さくし、かつ金型キャビティの両幅方向に
向かって漸増するようにしたことを特徴とするサンドイ
ッチ成形用金型。
【請求項４】請求項１記載のゲート部を前記コールド
ランナ部側前端部に金型キャビティの幅分だけ設けると
ともに、前記ゲート部の樹脂通路断面を中央部近傍で最
も小さくし、かつ金型キャビティの両幅方向に向かって
漸増するようにしたことを特徴とするサンドイッチ成形
用金型。