(57)【要約】【課題】ホットランナー金型において、ノズル先端部の温度が低下して樹脂が固化することと、ノズル全域の温度ばらつきにより樹脂が劣化することの両方が抑制され、小径のノズルも実現可能で耐久性が高いホットランナーノズルが求められていた。【解決手段】基部から射出口まで溶融樹脂の流路が形成された筒状部材と、ホットランナーノズルの軸方向に沿って、前記射出口の周囲側面を含む前記筒状部材の側面の過半領域に形成された外層と、ヒーターと、を有し、前記外層の材料の熱伝導率は、前記筒状部材の材料の熱伝導率よりも大きいホットランナーノズルである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部から射出口まで溶融樹脂の流路が形成された筒状部材と、
ホットランナーノズルの軸方向に沿って、前記射出口の周囲側面を含む前記筒状部材の側面の過半領域に形成された外層と、
ヒーターと、を有し、
前記外層の材料の熱伝導率は、前記筒状部材の材料の熱伝導率よりも大きい、
ことを特徴とするホットランナーノズル。
【請求項２】
前記外層は、前記ホットランナーノズルの軸方向に見て、前記ヒーターよりも広い範囲に設けられている、
ことを特徴とする請求項１に記載のホットランナーノズル。
【請求項３】
前記ホットランナーノズルの軸方向と直交する方向の厚さについては、
前記外層が形成された領域内の過半の範囲において、
前記筒状部材の厚さよりも前記外層の厚さが大きい、
ことを特徴とする請求項１または２に記載のホットランナーノズル。
【請求項４】
前記外層が形成された領域内の前記筒状部材の厚さは、０．５ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のホットランナーノズル。
【請求項５】
前記ホットランナーノズルの軸方向と直交する方向の厚さについては、
前記外層が形成された領域内における前記筒状部材の厚さの最大値に対して、前記外層の厚さの最大値は、１．４倍以上で３．５倍以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のホットランナーノズル。
【請求項６】
前記ホットランナーノズルの外径は２５ｍｍ以下である、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のホットランナーノズル。
【請求項７】
前記ホットランナーノズルの軸方向と直交する方向の前記外層の厚さが最大になる部分は、前記ホットランナーノズルの軸方向において前記ヒーターよりも前記射出口に近い側に位置する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のホットランナーノズル。
【請求項８】
前記筒状部材の材料は前記外層の材料よりも耐食性と耐磨耗性が高く、前記外層の材料は５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のホットランナーノズル。
【請求項９】
前記筒状部材の材料の主成分はステンレスで、前記外層の材料の主成分は、ニッケル、銅、銅合金のいずれかである、
ことを特徴とする請求項８に記載のホットランナーノズル。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のホットランナーノズルと、金型とを備える、
ことを特徴とする射出成形金型。
【請求項１１】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のホットランナーノズルを用いて、金型に樹脂を射出する、
ことを特徴とする樹脂成形品の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のホットランナーノズルを製造する製造方法であって、
前記筒状部材の母材の側面に、前記外層の材料をレーザークラッディングにより積層する、
ことを特徴とするホットランナーノズルの製造方法。
【請求項１３】
前記筒状部材の母材の側面に前記外層の材料をレーザークラッディングにより積層した後、旋削により前記外層の外形を整形する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のホットランナーノズルの製造方法。
【請求項１４】
前記筒状部材の母材の側面に前記外層の材料をレーザークラッディングにより積層した後、前記母材に前記溶融樹脂の流路を形成する、
ことを特徴とする請求項１２または１３に記載のホットランナーノズルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチック等を射出成形するための金型に係り、特にホットランナーノズルと、それを備えた射出成形金型に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチック等の熱可塑性樹脂を射出成形する成形金型として、コールドランナー金型とホットランナー金型が知られている。コールドランナー金型は、構造が単純だという利点はあるが、ランナー部で固化する樹脂が廃材となるため、経済性向上及び環境負荷低減の観点から、樹脂廃材が少ないホットランナー金型を用いることが望まれる。ランナー部がすべて加熱されているホットランナー金型を使用すれば、樹脂廃材をほとんど発生させることなく樹脂成形品を得ることができる。
【０００３】
ホットランナー金型は、溶融樹脂を金型に射出するためのホットランナーノズルを備えているが、ノズルの先端部は樹脂をキャビティに封止するために、低温の金型と当接して嵌合する。このため、当接部を介してホットランナーノズルの熱が金型に奪われ、ノズルの先端部の温度が低下してしまう場合がある。
【０００４】
ノズル先端部の温度が低下すると、先端部付近に固化した樹脂が滞留して次ショットの射出を阻害するため、ショット毎の成形安定性が低下してしまう。特に、正常に射出できる粘度の温度範囲が狭いポリブチレンテレフタレート等の樹脂を射出する場合には、ノズル先端部において固化が発生する可能性が高い。
ノズル先端部において樹脂が固化するのを抑制するため、ノズルを更に加熱して温度を高く保持することも考えられるが、先端部以外の温度が過度に上昇してしまい、樹脂の分解や劣化を生じさせる原因になる。
【０００５】
そこで、ホットランナーノズルの各部位の温度を適切に制御するための方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、ホットランナーノズルの先端部の内層と外層を其々高熱伝導材と低熱伝導材で形成し、低熱伝導材（外層）の外側のヒーターをノズル先端の近傍にまで設けた構造が提案されている。
また、特許文献２には、高熱伝導材料で形成した高熱伝導チップをノズル先端部に嵌め合わせて一体化し、高熱伝導チップをヒーターで直接加熱するホットランナーノズルが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２２１８４０号公報
【特許文献２】特開平９−１２３２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のように、円錐台状の外形を有するノズル先端部の近傍にまでコイルヒーターを設けようとしても、ホットランナー金型のゲート付近で利用可能な空間は限られており、先端部近傍への設置は現実的には困難である。特に、多数個取りの射出成形金型や、複雑なキャビティ形状の射出成形金型に用いるホットランナーノズルの場合には、ノズル径を小さくしなければならないため、ヒーターの設置位置が制限される。さらに、ヒーターと高熱伝導材の間には低熱伝導材が介在する構造であるため、ノズル先端部へのヒーター加熱のレスポンスは必ずしも十分ではなかった。
【０００８】
この点で、特許文献２に記載のように、先端部に高熱伝導チップを嵌め込んだノズルの場合には、ノズル先端部への伝熱が促進され、ヒーター加熱のレスポンスを向上することが可能となる。しかしながら、ノズル先端部のみに局所的に高熱伝導材料を配置したため、根元から先端に亘るノズル全域で見た場合には、温度分布に不均一が発生しやすい。また、一般に、高熱伝導チップの材料はノズル本体の材料と比較して柔らかい場合が多いので、バルブピンと摺動することにより高熱伝導チップの内径が磨耗しやすく、耐久性が十分ではない場合がある。また、高熱伝導チップとノズル本体は温度膨張係数が異なるため、特許文献２に記載されているような溶接、銀ろう付け、ねじ締結等の固定方法では、十分な固定強度を確保できず、接合の状態が変化したりノズルの個体差が発生する原因となり得る。
【０００９】
そこで、ノズル先端部の温度が低下して樹脂が固化することと、ノズル全域の温度ばらつきにより樹脂が劣化することの両方が抑制され、小径のノズルも実現可能で耐久性が高いホットランナーノズルが求められていた。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、基部から射出口まで溶融樹脂の流路が形成された筒状部材と、ホットランナーノズルの軸方向に沿って、前記射出口の周囲側面を含む前記筒状部材の側面の過半領域に形成された外層と、ヒーターと、を有し、前記外層の材料の熱伝導率は、前記筒状部材の材料の熱伝導率よりも大きい、ことを特徴とするホットランナーノズルである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ノズル先端部の温度が低下して樹脂が固化することと、ノズル全域の温度ばらつきにより樹脂が劣化することの両方が抑制され、小径のノズルも実現可能で耐久性が高いホットランナーノズルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態のホットランナー金型の一部断面図。
【図２】実施形態１のホットランナーノズルの断面図。
【図３】（ａ）〜（ｆ）：実施形態のホットランナーノズルの製造工程を示す図。
【図４】（ａ）実施形態のホットランナーノズルの断面図。（ｂ）実施形態のホットランナーノズルの一部を拡大した断面図。
【図５】実施形態２のホットランナーノズルの断面図。
【図６】温度測定点の位置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［実施形態１］
以下、図面を参照して、本発明を実施した実施形態１のホットランナー金型について説明する。
（固定側金型）
図１に、実施形態１のホットランナー金型の一部断面図を示す。実施形態１は２個取りの射出成形金型であるが、図１はその半分にあたる１個取り分の固定側金型部分の断面を示している。尚、図１は模式図であり、金型部品を締結するボルト、ボルト穴、ヒーターを制御する熱電対等については、図示を省略している。
【００１４】
１は固定側取り付け板、２はマニホールド格納板、３は固定側型板、４は固定側キャビティ形成板である。５は固定側キャビティ、２１がパーティングラインである。１８はスプルー、２４はマニホールド、６はホットランナーノズルである。これらの部材にかかる樹脂流路は、成形中は樹脂溶融温度以上になるよう加温されている。２０はスプルー加温用ヒーター、１０はマニホールド加温用ヒーター、２８はホットランナーノズル加温用のヒーターであり、各箇所を加熱する加熱手段として機能する。９は金型温調用の水管で、例えば、水温３０℃の水を６Ｌ／分の流量で通水する。
【００１５】
ホットランナーノズル６と、ノズル支持部材８と、マニホールド２４と、マニホールド中央支持部材１９と、スリーブ１３と、マニホールド支持部材１４は、１、２、３、４の各板で挟み込まれている。そして、熱膨張量を考慮した上で各板をボルトで締め付けることによって、溶融樹脂が漏れない程度に各部材は密着している。すなわち、ホットランナーノズル６は、ボルト等によってマニホールド２４に直接締結されているわけではない。
【００１６】
７はゲートバルブピンであり、エアーシリンダー３８によって進退する。エアーシリンダー３８は、ゲートバルブピンの後端を支持するゲートバルブピン支持部品１５、２２、及び２３と、ゲートバルブピン７の後退限度位置を規定するように支持する支持部品１７と、Ｏリング１６とから構成されている。エアー給排気穴１１、１２に不図示のエアーポンプを接続し、成形工程と連動させて給排気することによって、エアーシリンダー３８を作動させ、ゲートバルブピン７を進退させる。本実施形態では、金型サイズは５０トン成形機に乗せられるサイズとし、固定側取り付け板１からゲートまでの距離Ｌ１＝１２０ｍｍとしたが、この例に限られるものではない。
【００１７】
（ホットランナーノズル）
図２に、実施形態１のホットランナーノズルの断面図を示す。尚、以後の説明では、図中の矢印Ａｘの方向を、溶融樹脂の流路方向、あるいはホットランナーノズルの軸方向などと呼ぶ場合がある。図示のように、軸方向に沿って便宜的にホットランナーノズルをＡ、Ｂ、Ｃの３つの部位に分けるとすれば、Ａはノズルの締め付け力を受ける基部、Ｂは円筒状の外径を有するノズル中央部、Ｃは円錐台状の外形を有するノズル先端部である。本実施形態では、ホットランナーノズルの全長（Ａ＋Ｂ＋Ｃの長さ）を４７ｍｍとし、最大径（Ｄ）を２１．４ｍｍとした。
【００１８】
筒状部材２６の内面により規定される樹脂流路３３は、溶融樹脂の流路である。筒状部材２６は、後述する外層３９に比べて熱伝導率が小さな低熱伝導材料から成り、基部Ａ、ノズル中央部Ｂ、ノズル先端部Ｃの３つの部位にまたがり延在する。ノズル先端部Ｃにおいては、筒状部材２６の内壁はゲートバルブピン７と摺動するので、筒状部材２６には耐磨耗性が高い材料を用いる。具体的には、本実施形態では、筒状部材２６を、低熱伝導でかつ耐磨耗性が高いステンレスで形成し、ノズル内の樹脂流路３３の全域に耐食性と耐摩耗性を持たせた。
【００１９】
筒状部材２６の外面には、ノズルの軸方向に沿って、ノズル先端部Ｃからノズル全長の５０％超の長さにわたり、外層３９が設けられている。すなわち、外層はホットランナーノズルの軸方向に沿って、射出口の周囲側面を含む筒状部材の側面の過半領域に形成されている。外層３９は、筒状部材２６の材料よりも熱伝導率が大きな高熱伝導材料から成る。本実施形態では、外層３９は、ステンレスよりも高熱伝導なニッケルで形成した。外層３９の形成方法については後述する。
【００２０】
筒状部材２６の材料は外層３９の材料よりも耐食性と耐磨耗性が高いものを用い、外層の材料は５０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導率を有するものを選ぶのが好ましい。例えば、筒状部材２６の材料の主成分をステンレスとし、外層３９の材料の主成分をニッケル、銅、銅合金のいずれかにするのがよい。実施形態１においては、筒状部材２６に用いたステンレスの熱伝導率は２７．２Ｗ／ｍ・Ｋであり、外層３９に用いたニッケルの熱伝導率は８０Ｗ／ｍ・Ｋである。
【００２１】
２８はヒーターであり、具体的には断面が角型のコイルヒーターである。ヒーター２８にはヒーターカバー２７が付帯して設けられており、ヒーターカバー２７はヒーター２８を外層３９に押し付けている。
ホットランナーノズル先端３５は、接触点３１で金型と接触するが、耐熱性の高いスーパーエンプラ樹脂で作ったリング部材２９を挿入することによって、断熱性が高い構造とし、この部分におけるノズルから金型への伝熱を抑制している。
ノズル支持部材８は、ノズルを支持するための部材で、筒状部材２６とは基部Ａとノズル中央部Ｂの境界位置で接触し、金型（固定側キャビティ形成板４）とは接触点３４で接触している。金型自体が直接ノズルを支持する場合と比べ、ノズル支持部材８のノズル軸方向長さ分だけ伝熱を経由させる構造にできるため、ノズル支持部材８に低熱伝導の材料を用いれば、ノズルから金型への伝熱量を抑制することができる。
【００２２】
次に、筒状部材あるいは外層の厚みについて説明するが、筒状部材あるいは外層についての厚みとは、ノズルの軸方向（溶融樹脂の流路方向）であるＡｘと直交する方向に測った時の厚さを指すものとする。
【００２３】
筒状部材２６（ステンレス）の厚みは、ノズル中央部Ｂとノズル先端部Ｃの外層が形成された領域内において、Ｌ４が０．５ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下となるようにした。外層が形成された部分の筒状部材の厚さを１．０ｍｍ以下にすることにより、高熱伝導率の外層から伝えられる熱を、効率よく溶融樹脂に伝えることができる。また、厚さを０．５ｍｍ以上とすることにより、十分な耐食性と耐摩耗性を確保することができる。
【００２４】
外層３９（ニッケル）の厚みは、ノズル中央部Ｂにおいて、Ｌ２＝１．４ｍｍとした。また、ノズル軸方向で見てヒーター２８よりもノズル先端側に、外層３９（ニッケル）の厚みが最大となる厚肉部を設けた。最大厚みをＬ３とすると、Ｌ３＝２．１ｍｍとした。外層３９を設けた領域内において、低熱伝導材よりなる筒状部材２６の厚みの最大値に対して、高熱伝導材よりなる外層３９の厚みの最大値が１．４倍以上で３．５倍以下となるようにする。
【００２５】
ニッケルを盛り付けて形成した外層３９のノズル軸方向の長さをＬ５とすると、Ｌ５＝３４．３ｍｍであり、ノズル（あるいは、低熱伝導材より成る筒状部材２６）の全長４７ｍｍの過半の長さに渡り高熱伝導材（ニッケル）が配置されている。
そして、高熱伝導材の外層３９を設けた領域の過半の範囲において、高熱伝導材の厚さが低熱伝導材の厚さよりも大きくなるようにした。ニッケルの厚みがＳＵＳの厚みよりも大きな領域のノズル軸方向の長さをＬ６とすると、Ｌ６＝３１．６ｍｍであり、Ｌ６＞Ｌ５−Ｌ６、すなわち、Ｌ６＞Ｌ５／２とした。
【００２６】
以上のように、本実施形態では、低熱伝導材よりなる筒状部材２６のノズル軸方向の過半の長さ（射出口の周囲側面を含む筒状部材の側面の過半領域）にわたり、それよりも高熱伝導の材料よりなる外層３９を設けた。また、外層３９を設けた領域の過半において、高熱伝導材の厚さが低熱伝導材の厚さよりも大きくなるようにした。さらに、外層３９を設けた領域内において、低熱伝導材よりなる筒状部材２６の最大厚みに対して、高熱伝導材よりなる外層３９の最大厚みが１．４倍以上で３．５倍以下となるようにした。この構成により、ホットランナーノズルの全域にわたり、高熱伝導材の外層を介してヒーターの熱を筒状部材に供給することができ、筒状部材内の樹脂流路の温度均一性を高めることができる。
【００２７】
また、ホットランナーノズルの軸方向において、ヒーター２８よりも射出口に近い側に、高熱伝導材よりなる外層３９の厚みが最大となる厚肉部を設けることにより、ノズル先端への熱伝導を促進し、先端部の温度低下を抑制することができる。
【００２８】
（ノズル各部の温度均一性）
図６を参照して、本実施形態のホットランナー金型におけるノズル各部の温度均一性について具体的に説明する。
ゲート３２からノズルの根元に向かって１７．３ｍｍのヒーター近傍位置（Ｗ点）に、ヒーター制御用の熱電対（不図示）を挿入し、該制御点の温度を約２２０℃となるように制御した。ノズル内の温度測定点は、ゲート３２から固定側に向かって４．４ｍｍ（Ｘ点）、２５．７ｍｍ（Ｙ点）、３９．２ｍｍ（Ｚ点）の３点とした。
温度測定の結果は、Ｗ点は２２０℃、Ｘ点は２１４℃、Ｙ点は２１９℃、Ｚ点は２１０℃となった。ノズル内の各部の最大温度差は９℃であり、温度均一性に優れていることが確認できた。
【００２９】
ランナーノズルの外径が２１．４ｍｍと小型のため、先端部にまでヒーターを設置することができないにもかかわらず、ノズル先端部の温度低下は抑制され、先端部で溶融樹脂が固化することはない。また、ノズルの全域にわたり温度ばらつきが小さいため、局所的な過熱により樹脂が劣化することもない。また、ゲートバルブピンと摺動する筒状部材は、耐磨耗性が高いステンレス製なので、ノズルの耐久性が高い。
また、後述するレーザークラッディングにより形成した外層は、筒状部材との接合強度が高いため、連続成形を長時間実施して昇温と冷却、樹脂流路における樹脂の加圧と除圧を繰り返しても、筒状部材のステンレスと外層のニッケルに剥離はみられない。
【００３０】
このため、本実施形態によれば、ランナーノズルの外径が２５ｍｍ以下で、複雑なキャビティ形状や多数個取りのホットランナー金型であっても、長期にわたり連続して射出成形することができ、樹脂成形品の量産性を向上することが可能である。
【００３１】
（ホットランナーノズルの形成方法）
図３（ａ）〜図３（ｆ）を参照して、本実施形態におけるホットランナーノズルの形成方法について説明する。本実施形態では、レーザークラッディングにより筒状部材の外面に外層を形成する。
【００３２】
第一工程として、図３（ａ）に示すように、筒状部材を形成するための母材である中実形状のステンレス材２０１を用意し、ロータリーテーブル２０２上に固定する。
【００３３】
第二工程として、図３（ｂ）に示すように、粉末材料（ニッケル）を供給しながらレーザ光を照射するヘッド２０３をステンレス材２０１の外周側面に近接させ、ニッケルの肉盛りを開始する。ヘッド２０３の動かし方は限定されないが、図３（ｂ）はノズルの軸方向に沿って積層する動きを例示している。ヘッドの送りとロータリーテーブルの回転の組み合わせで、ステンレス材２０１の所定領域にニッケル２０４を積層させる。
図３（ｃ）に示すのは、ステンレス材２０１の外面に所定厚みのニッケル２０４を積層させた状態である。この段階では、ニッケル２０４は、最終的に形成する外層３９よりも厚く積層され、ニッケル層の表面は粗面である。
【００３４】
第三工程として、図３（ｄ）に示すように、加工刃物２０５を用いて、旋削にてニッケル２０４を加工して外形を整形し、所望の寸法精度に仕上げる。図３（ｅ）に示すのは、旋削後の外形形状である。
【００３５】
第四工程として、ステンレス材２０１の芯部をドリル等で加工して所定の内面形状の樹脂流路を形成し、加工完了となる。図３（ｆ）には、内径が一定の樹脂流路を形成した例を示しているが、各種工具を用いた適宜の加工方法により、図２に示した先細りの樹脂流路を形成することもできる。
【００３６】
以上説明した製造方法の他に、予め筒状のステンレス材を準備し、その外周部にニッケルを積層する方法も原理的には有り得るが、薄肉のステンレス筒に厚肉のニッケル外層を形成しようとすると、筒が変形する等の難点があるため現実的ではない。したがって、本実施形態では、中実のステンレス材を準備し、外周部にニッケルを積層してからステンレス材の芯部を削除して樹脂流路を形成する。かかる製造方法を採用することにより、外層が形成された領域内の筒状部材の厚さを、０．５ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下の範囲の薄肉にすることができた。
【００３７】
図４（ａ）は、レーザークラッディングで製造したホットランナーノズルを、軸方向に沿って切断した際の断面形状を示す断面図である。また、切断面を研磨し、エッチング処理を施して図４（ａ）のＺ部分を顕微鏡観察した拡大断面図を、図４（ｂ）に示す。
【００３８】
レーザークラッディングで製造した特有の結果として、ステンレス部２０７とニッケル部２０６の界面２０９には、数十μｍから数百μｍの揺らぎ（粗さ）が観察され、微視的には互いに強固に噛み合っていることが判る。これは、レーザークラッディングによって順次材料を部分的に盛り付ける工程を経た形跡である。また、２０８は積層痕であり、レーザークラッディング加工時にノズルを複数回往復させて材料を盛り付けた痕跡である。縞模様状の積層痕２０８は、クラッディングを重ねる度に逐次最表面に酸化膜が形成された結果であると推測される。尚、レーザークラッディングではなく拡散接合を用いて異種材料を接合した場合においては、熱と圧力により接合面を一挙に密着させるため、レーザークラッディングで見られる界面２０９の揺らぎや縞模様は観察されない。
【００３９】
このように、本実施形態では、レーザークラッディングにより、低熱伝導材料の上に強固に接着した高熱伝導材料の外層を形成している。このため、連続成形を長時間実施して昇温と冷却、樹脂流路における樹脂の加圧と除圧を繰り返しても、筒状部材のステンレスと外層のニッケルに剥離は生じにくい。
【００４０】
［実施形態２］
次に、実施形態２のホットランナー金型について説明する。実施形態１と同様の部分については説明を省略し、差異点を中心に説明する。
図５に、実施形態２のホットランナーノズルの断面図を示す。基本的な構成については、実施形態１と同様であるが、本実施形態は最大径（Ｄ）を、Ｄ＝２５ｍｍとし、相対的に外径が大きなホットランナーノズルである。径拡大に伴い、実施形態１よりも外層のニッケルの厚みが厚くなっている。
【００４１】
筒状部材２６（ステンレス）の厚みは、ノズル中央部Ｂとノズル先端部Ｃの外層が形成された領域内において、Ｌ４が０．５ｍｍ以上で１．０ｍｍ以下となるようにした。
外層３９（ニッケル）の厚みは、ノズル中央部Ｂにおいて、Ｌ２＝３．５ｍｍとした。本実施形態では、外層３９の最大肉厚を３．５ｍｍとし、ヒーター２８よりもノズル先端側まで厚さ３．５ｍｍの部分を延ばし、Ｌ３＝３．５ｍｍの領域を設けた。外層３９を設けた領域内において、低熱伝導材よりなる筒状部材２６の厚みの最大値に対して、高熱伝導材よりなる外層３９の厚みの最大値が１．４倍以上で３．５倍以下となるようにする。
【００４２】
本実施形態は、実施形態１よりもノズル径Ｄが大きいため、ノズル中央部Ｂの高熱伝導材の厚みを増すことができ、Ｌ２に対するＬ３の比が実施形態１よりも相対的に小さいとしても、ノズル全体を均等に加熱する効果を得ることができる。
ニッケルを盛り付けて形成した外層３９のノズル軸方向の長さをＬ５とすると、Ｌ５＝３６．４ｍｍであり、ノズル（あるいは、低熱伝導材より成る筒状部材２６）の全長４７ｍｍの過半の長さに渡り、高熱伝導材（ニッケル）が配置されている。
【００４３】
そして、高熱伝導材の外層３９を設けた領域の過半において、高熱伝導材の厚さが低熱伝導材の厚さよりも大きくなるようにした。ニッケルの厚みがＳＵＳの厚みよりも大きくなるようにした領域のノズル軸方向の長さをＬ６とすると、Ｌ６＝３３．９ｍｍであり、Ｌ６＞Ｌ５−Ｌ６、すなわち、Ｌ６＞Ｌ５／２とした。
【００４４】
実施形態１と同様の測定法で図６に示した各点の温度を測定したところ、Ｗ点は２２０℃、Ｘ点は２１４℃、Ｙ点は２１８℃、Ｚ点は２１０℃の温度分布となった。ノズル内の各部の最大温度差は８℃であり、温度均一性に優れていることが確認できた。また、連続成形による昇温と冷却、樹脂流路における樹脂の加圧と除圧を繰り返しても、ノズル内層のステンレスとノズル外層のニッケルに剥離はみられなかった。
【００４５】
本実施形態も、低熱伝導材よりなる筒状部材２６のノズル軸方向の過半の長さ（射出口の周囲側面を含む筒状部材の側面の過半領域）にわたり、それよりも高熱伝導の材料よりなる外層３９を設けた。また、外層３９を設けた領域の過半において、高熱伝導材の厚さが低熱伝導材の厚さよりも大きくなるようにした。さらに、外層３９を設けた領域内において、低熱伝導材よりなる筒状部材２６の最大厚みに対して、高熱伝導材よりなる外層３９の最大厚みが１．４倍以上で３．５倍以下となるようにした。この構成により、ホットランナーノズルの全域にわたり、高熱伝導材の外層を介してヒーターの熱を筒状部材に供給することができ、筒状部材内の樹脂流路の温度均一性を高めることができる。
また、高熱伝導材よりなる外層３９の厚みが最大となる厚肉部をヒーター２８よりもノズル先端側に延ばすことにより、ノズル先端への熱伝導を促進し、先端部の温度低下を抑制することができる。
【００４６】
また、本実施形態も、レーザークラッディングにより、低熱伝導材料の上に強固に接着した高熱伝導材料の外層を形成している。このため、連続成形を長時間実施して昇温と冷却、樹脂流路における樹脂の加圧と除圧を繰り返しても、筒状部材のステンレスと外層のニッケルに剥離は生じにくい。
【００４７】
このため、本実施形態によれば、ランナーノズルの外径が２５ｍｍ以下で、複雑なキャビティ形状や多数個取りのホットランナー金型であっても、長期にわたり連続して射出成形することができ、樹脂成形品の量産性を向上することが可能である。
【００４８】
［比較例１］
比較例１として、実施形態１のホットランナーノズルの筒状部材と外層を合わせた部分と等しい形状のホットランナーノズルをステンレス単体で製造し、実施形態１と同様の測定方法で温度分布を測定した。
【００４９】
温度測定の結果、Ｗ点は２２０℃、Ｘ点は２０８℃、Ｙ点は２１９℃、Ｚ点は２０７℃であり、ノズル内の最大温度差は１２℃であり、実施形態よりも温度ばらつきが大きく、先端部の温度低下が大きかった。
実施形態１と比較例１の温度測定結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
［比較例２］
比較例２として、実施形態２のホットランナーノズルの筒状部材と外層を合わせた部分と等しい形状のホットランナーノズルをステンレス単体で製造し、実施形態２と同様の測定方法で温度分布を測定した。
【００５２】
温度測定の結果、Ｗ点は２２０℃、Ｘ点は２０８℃、Ｙ点は２１７℃、Ｚ点は２０６℃であり、ノズル内の最大温度差は１１℃であり、実施形態よりも温度ばらつきが大きく、先端部の温度低下が大きかった。
実施形態２と比較例２の温度測定結果を表２に示す。
【００５３】
【表２】
2020099999.tif 000004
【００５４】
［他の実施形態］
本発明の実施は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
例えば、実施形態では筒状部材の材料をステンレス、外層の材料をニッケルとしたが、材料はこの組み合わせに限られるわけではない。要は、筒状部材に比べて外層の熱伝導率が大きければよい。
また、金型は２個取りに限らず、より多数個取りの金型でもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・固定側取り付け板／２・・・マニホールド格納板／３・・・固定側型板／４・・・固定側キャビティ形成板／５・・・固定側キャビティ／６・・・ホットランナーノズル／７・・・ゲートバルブピン／８・・・ノズル支持部材／９・・・水管／１０・・・マニホールド加温用ヒーター／１１、１２・・・エアー給排気穴／１３・・・スリーブ／１４・・・マニホールド支持部材／１５・・・ゲートバルブピン支持部品／１６・・・Ｏリング／１７・・・支持部品／１８・・・スプルー／１９・・・マニホールド中央支持部材／２０・・・スプルー加温用ヒーター／２１・・・パーティングライン／２２・・・ゲートバルブピン支持部品／２３・・・ゲートバルブピン支持部品／２４・・・マニホールド／２６・・・筒状部材／２７・・・ヒーターカバー／２８・・・ヒーター／２９・・・リング部材／３１・・・接触点／３２・・・ゲート／３３・・・樹脂流路／３４・・・接触点／３５・・・ホットランナーノズル先端／３８・・・エアーシリンダー／３９・・・外層／２０１・・・ステンレス材／２０２・・・ロータリーテーブル／２０３・・・ヘッド／２０４・・・ニッケル／２０５・・・加工刃物／２０６・・・ニッケル部／２０７・・・ステンレス部／２０８・・・積層痕／２０９・・・界面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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