(57)【要約】【課題】成形品に気泡や糸引きを生じさせることなく射出成形を行なうことができる射出成形装置を提供する。【解決手段】成形品の形状に対応するキャビティに接続されたノズルチップの開口部を開閉する棒状のバルブステム８を進退自在に設ける。バルブステム８の先端に、バルブステム８の軸線ｘ方向に沿って次第に縮径して突出する大略円錐状の突起１１を設ける。突起１１の周壁全周に、軸線ｘに向って凹入する方向に湾曲しつつ先端に至る湾曲面１２を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成形品の形状に対応する溶融合成樹脂の注入空間であるキャビティと、該キャビティに連通して溶融合成樹脂の注入口となるゲートインサートと、該ゲートインサートに接続する開口部を有して該ゲートインサートを介してキャビティ内に溶融合成樹脂を射出するノズルチップと、該ノズルチップの内部空間に長手方向に進退自在に延設され、前進位置において先端部が該ノズルチップの開口部に挿入されて該開口部を閉塞し、後退位置において先端部が該ノズルチップの開口部から抜出されて該開口部を開放する棒状のバルブステムとを備える射出成形装置において、
前記バルブステムの先端には、該バルブステムの軸線方向に沿って次第に縮径して突出する大略円錐状の突起が設けられ、
該突起の周壁には、軸線に向って凹入する方向に湾曲しつつ先端に至る湾曲面がその全周にわたって形成されていることを特徴とする射出成形装置。
【請求項２】
前記バルブステムの突起の先端には、該バルブステムの軸線に直交する平面部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の射出成形装置。
【請求項３】
前記バルブステムの突起の基部周縁には、先端方向に湾曲しつつ縮径された面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の射出成形装置。
【請求項４】
前記突起を含む前記バルブステムの少なくとも先端表面には、粗面加工が施されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の射出成形装置。
【請求項５】
前記成形品は、ポリエステル製ボトルをブロー成形するための有底円筒状のプリフォームであり、
前記キャビティは、前記プリフォームに対応する形状に形成されており、
前記ゲートインサートは、前記プリフォームの底部中央に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の射出成形装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、射出成形においては、加熱されたノズルチップからキャビティ内に溶融合成樹脂を射出し、キャビティ内において合成樹脂を冷却固化させてキャビティから取り出すようにした射出成形装置が採用されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の射出成形装置は、キャビティに連通するゲートインサートに、ノズルチップ先端の開口部が接続されており、ノズルチップの開口部は、棒状のバルブステムの進退によって開閉させるようになっている。
【０００４】
しかし、従来の射出成形装置によって、例えば、ポリエチレンテレフタレートを用いて延伸ブロー成形ボトル用の試験管状のプリフォームを射出成形したときには、プリフォームに気泡や糸引きが発生し、この気泡によってボトルをブロー成形した際にボトルの品質が低下する不都合がある。
【０００５】
即ち、図４（ａ）に示すように、バルブステム２０の先端が平坦に形成されていると、ノズルチップ２１開放時のバルブステム２０の後退によってキャビティ２２内の大気がノズルチップ２１内部に引き込まれる。このとき、溶融合成樹脂は高速に流動するので、バルブステム２０の先端の平坦な面２３に接することなくゲートインサート２４へ向かい、バルブステム２０の先端に空気溜り２５が発生する。そして、キャビティ２２内への溶融合成樹脂の充填が完了間近になり、溶融合成樹脂の流速が低下すると、図４（ｂ）に示すように、前記空気溜り２５がバルブステム２０の先端から離れてキャビティ２２内へ押し出され、気泡２６の発生となる。
【０００６】
また、バルブステム２０は、射出の終期に前進してゲートインサート２４を閉鎖し、プリフォームＷと溶融合成樹脂との切断を行なう。このとき、キャビティ２２とゲートインサート２４とが冷却されプリフォームＷの固化が進行するが、プリフォームＷのゲートインサート対応形状部においてはその外周側よりも中央部の固化が遅延する。この状態で型開きされてキャビティ２２からプリフォームＷを取り出したとき、図４（ｃ）に示すように、プリフォームＷのゲートインサート対応形状部の先端がバルブステム２０の先端から良好に剥離されず、糸引き２７が発生する。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１８０２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、成形品に気泡や糸引きを生じさせることなく射出成形を行なうことができる射出成形装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、成形品の形状に対応する溶融合成樹脂の注入空間であるキャビティと、該キャビティに連通して溶融合成樹脂の注入口となるゲートインサートと、該ゲートインサートに接続する開口部を有して該ゲートインサートを介してキャビティ内に溶融合成樹脂を射出するノズルチップと、該ノズルチップの内部空間に長手方向に進退自在に延設され、前進位置において先端部が該ノズルチップの開口部に挿入されて該開口部を閉塞し、後退位置において先端部が該ノズルチップの開口部から抜出されて該開口部を開放する棒状のバルブステムとを備える射出成形装置において、前記バルブステムの先端には、該バルブステムの軸線方向に沿って次第に縮径して突出する大略円錐状の突起が設けられ、該突起の周壁には、軸線に向って凹入する方向に湾曲しつつ先端に至る湾曲面がその全周にわたって形成されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の射出成形装置に備える前記バルブステムは、その先端に前記湾曲面を有する突起が設けられている。これによれば、バルブステムが後退してノズルチップの開口部から抜出されると、溶融合成樹脂は、前記突起の周壁に沿って流動してゲートインサートに侵入する。このとき、溶融合成樹脂は、突起に形成された前記湾曲面に接して流動する。該湾曲面を設けたことにより、バルブステムの先端に大気が停留することなく溶融合成樹脂の送出が行なわれ、成形品に気泡が形成されるのを防止することができる。これは、突起の先端においては、溶融合成樹脂の流動方向がバルブステムの軸線と略平行になるため、突起先端での溶融合成樹脂の乱流が防止され、湾曲面に接して円滑に流動する溶融合成樹脂がキャビティへの注入初期の段階でバルブステムの先端に付着する気泡を拭い取るようにして送り出されたものと考えられる。
【００１１】
更に、前記湾曲面を有する突起を設けたことによって、型開き工程において成形品をキャビティから離脱させるときの糸引きを防止することができる。これは、突起の表面における放熱作用を適度に得ることができ、バルブステムの先端との接触部分における成形品の固化が円滑に進行したためと考えられる。
【００１２】
また、本発明において、前記バルブステムの突起の先端には、該バルブステムの軸線に直交する平面部が形成されていることを特徴とする。該平面部を突起の先端に設けることで、突起の湾曲面の湾曲形状を変えることなく突起の突出量を適度に小とすることができる。これによって突起の過剰な冷却が防止され、成形品の白化の発生を抑えることができる。
【００１３】
また、本発明において、前記バルブステムの突起の基部周縁には、先端方向に湾曲しつつ縮径された面取り部が形成されていることを特徴とする。該面取り部によって、成形品における気泡の発生を確実に防止することができる。これは、バルブステムの後退時にゲートインサートへ向う溶融合成樹脂が面取り部を介して突起の湾曲面に向って円滑に流動し、一層確実に大気を押し出すことができたものと考えられる。
【００１４】
また、本発明において、前記突起を含む前記バルブステムの先端表面には、粗面加工が施されていることを特徴とする。粗面加工が施されたバルブステムの先端表面は、成形品との強固な密着を緩和することができる。これによって、型開き工程において成形品とバルブステムの先端表面とが剥離容易となり、糸引きの発生を確実に防止することができる。
【００１５】
なお、本発明における前記成形品としては、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート）製ボトルをブロー成形するための有底円筒状のプリフォームを挙げることができる。このとき、前記キャビティは、前記プリフォームに対応する形状に形成されており、前記ゲートインサートは、前記プリフォームの底部中央に対応する位置に設けられていることが好ましい。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態における射出成形装置の要部を示す説明的断面図、図２はバルブステムの先端を拡大して示す説明図、図３は射出成形時の作動を示す説明的断面図である。
【００１７】
本実施形態の射出成形装置１は、図１に要部を断面視して示すように、金型２と、ノズル部３とを備えている。金型２は、キャビティ４と、ゲートインサート５とを備え、ノズル部３はゲートインサート５に接続するノズルチップ６を備えている。
【００１８】
前記キャビティ４は、成形品であるプリフォームに対応する形状に形成されている。該プリフォームは詳細には図示しないが、有底円筒状（試験管状）でありポリエチレンテレフタレート製ボトルをブロー成形するためのものである。前記ノズルチップ６は、ゲートインサート５を介してキャビティ４内に溶融合成樹脂（本実施形態においては溶融されたポリエチレンテレフタレート）を注入する。
【００１９】
ノズルチップ６は先端に縮径された開口部７を備える円筒状に形成されており、その軸心には、棒状のバルブステム８が進退自在に設けられている。該バルブステム８とノズルチップ６の内壁との間には、図示しないランナーから供給される溶融合成樹脂が流動する樹脂流路９が形成されている。バルブステム８の進退は、図示しない進退駆動手段によって行なわれ、該進退駆動手段によりバルブステム８が前進されたとき、該バルブステム８の先端がノズルチップ６の開口部７及びゲートインサート５の一部を閉鎖し、該進退駆動手段によりバルブステム８が後退されたとき、該バルブステム８の先端がノズルチップ６の開口部７を開放してゲートインサート５を介してキャビティ４内への溶融合成樹脂の注入が行なわれる。更に、ノズルチップ６には、図１に示すように、樹脂流路９内の樹脂を溶融状態に維持するために保温するヒータ１０が設けられている。
【００２０】
前記バルブステム８は、図２に示すように、その軸線ｘに沿って前方に突出する突起１１が形成されている。該突起１１は、略円錐形状に形成されているが、その周壁は軸線ｘに向って凹入するように湾曲して先端に至る湾曲面１２が形成されている。また、突起１１の先端には、軸線ｘに直交する方向に広がる平面部１３が形成されており、突起１１の基部周縁（バルブステム８の先端周縁の突起１１との境界位置）には、先端方向に湾曲しつつ縮径された面取り部１４が形成されている。更に、突起１１を含むバルブステム８の先端の表面には、ショットブラスト等による粗面加工１５が施されており、極微細な凹凸が形成されている。なお、本実施形態においては、バルブステム８の先端にのみ粗面加工１５を施したが、バルブステム８全体に粗面加工１５を施してもよい。
【００２１】
本実施形態の射出成形装置１によれば、先ず、図１に示すように、ノズルチップ６の開口部７を閉鎖した状態からバルブステム８が後退されると、図３（ａ）に示すように、ノズルチップ６の開口部７が開放されてキャビティ４内に溶融合成樹脂が注入される。このとき、樹脂流路９の溶融合成樹脂は、前記バルブステム８の前記面取り部１４（図２参照）に接しながら突起１１の湾曲面１２（図２参照）に沿って円滑に流動し、バルブステム８の先端に従来のような空気溜りが生じることがない。これは、ノズルチップ６の開口部７の開放により溶融合成樹脂が急速にゲートインサート５に向って流れ込むが、溶融合成樹脂は、突起１１の先端において湾曲面１２に沿って流動するので乱流が生じることなくキャビティ４へと送り出される。これにより、バルブステム８の後退時にバルブステム８と共にノズルチップ６の内部に大気が引き込まれても、前記面取り部１４から突起１１の湾曲面１２に接しながら流動する溶融合成樹脂によって大気がキャビティ４内に送り出し返されたものと考えられる。
【００２２】
次いで、図３（ｂ）に示すように、バルブステム８を後退位置としてノズルチップ６の開口部７を完全に開放し、溶融合成樹脂のキャビティ４への充填が迅速に行なわれる。このとき、前記突起１１の先端に前記平面部１３（図２参照）が形成され、突起１１の突出量が小とされていることによって、突起１１に接する樹脂の白化が防止される。これは、図１の状態における突起１１の過剰な冷却が防止されたものと考えられる。しかも、前記平面部１３の形成によって突起１１の突出量を小とするので、湾曲面１２の湾曲形状が変わることなく、円滑な溶融合成樹脂の流動案内を維持することができる。
【００２３】
続いて、溶融合成樹脂のキャビティ４への充填が完了すると、図３（ｃ）に示すように、バルブステム８が前進され、ノズルチップ６の開口部７が閉鎖される。そして、金型２においてキャビティ４内の合成樹脂が冷却される。この冷却によって、キャビティ４及びゲートインサート５に充填されている合成樹脂が固化し、成形品であるプリフォームＷが形成される。そして、続いて行なわれる型開き工程において金型２内部からプリフォームＷを取り出すとき、ゲートインサート５の位置でのプリフォームＷとバルブステム８との離反が確実に行なわれ、糸引きを発生させることなくプリフォームＷを取り出すことができる。これは、ゲートインサート５内においてバルブステム８に接する合成樹脂は、その外周側に比べて中心部の固化が遅れるが、当該中心部には突起１１が挿入状態とされていることによって、バルブステム８に接する位置の合成樹脂は実質的に比較的肉薄とされ、固化の遅れが防止されたものと考えられる。更に、突起１１を含むバルブステム８の先端の表面に粗面加工が施されていることにより、バルブステム８からの合成樹脂の剥離が一層円滑に行なえ、糸引きの発生を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態における射出成形装置の要部の概略構成を示す説明的断面図。
【図２】バルブステムの先端を拡大して示す説明図。
【図３】射出成形時の作動を示す説明的断面図。
【図４】従来の射出成形を示す説明的断面図。
【符号の説明】
１…射出成形装置、４…キャビティ、５…ゲートインサート、６…ノズルチップ、７…開口部、８…バルブステム、１１…突起、１２…湾曲面、１３…平面部、１４…面取り部、１５…粗面加工、Ｗ…プリフォーム（成形品）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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