(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表層部がスキン用樹脂で形成され、その内部がコア用樹脂で形成された射出成形品を製造するためのサンドイッチ成形方法であって、
先端に設けられた吐出口を介して金型の背面に接続され、第一ポート及び第二ポートを有し、中心軸上に第一ポートと吐出口を結ぶ孔状の第一流路が形成され、この第一流路の周囲に第二ポートと吐出口を結ぶ環状の第二流路が形成されたノズルボディと、
溶融樹脂を前記第一ポートへ導く第一供給経路と、
この第一供給経路の途中に設けられた第一開閉弁と、
他の溶融樹脂を前記第二ポートへ導く第二供給経路と、
この第二供給経路の途中に設けられた第二開閉弁と、
を備えた射出成形機用ノズルを用いて、
コア用樹脂を前記第一供給経路及び前記第一流路を介して金型内に導入し、
スキン用樹脂を前記第二供給経路及び前記第二流路を介して金型内に導入することを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【請求項２】
表層部がスキン用樹脂で形成され、その内部がコア用樹脂で形成された射出成形品を製造するためのサンドイッチ成形方法であって、
先端に設けられた吐出口を介して金型の背面に接続され、第一ポート及び第二ポートを有し、中心軸上に第一ポートと吐出口を結ぶ孔状の第一流路が形成され、この第一流路の周囲に第二ポートと吐出口を結ぶ環状の第二流路が形成されたノズルボディと、
溶融樹脂を前記第一ポートへ導く第一供給経路と、
この第一供給経路の途中に設けられた第一開閉弁と、
他の溶融樹脂を前記第二ポートへ導く第二供給経路と、
この第二供給経路の途中に設けられた第二開閉弁と、
を備えた射出成形機用ノズルを用いて、
スキン用樹脂を前記第一供給経路及び前記第一流路を介して金型内に導入し、
コア用樹脂を前記第二供給経路及び前記第二流路を介して金型内に導入することを特徴とするサンドイッチ成形方法。
【請求項３】
前記ノズルボディは、ケーシングとこのケーシングの中に組み込まれたコアから構成され、
前記吐出口は、前記ケーシングの先端に形成され、
前記第一流路は、前記コアの中心軸上に形成され、
前記第二流路は、前記コアの外周面と前記ケーシングの内周面の間に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のサンドイッチ成形方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、射出成形機用のノズルに係り、特に、二種類の樹脂を使用して一方の樹脂でスキン層を他方の樹脂でコア層を形成する、いわゆるサンドイッチ成形の際に使用されるノズルの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９に、サンドイッチ成形の際に使用される従来のノズルの概要を示す。
【０００３】
このノズルは、ノズルボディ８０と、その内部に二重に組み込まれた第一及び第二のニードルバルブ８１、８２から構成されている。ノズルボディ８０の先端には、吐出口８３が設けられている。ノズルボディ８０の先端は、金型２０の背面に設けられたゲート２１に接続される。第一のニードルバルブ８１は、第二のニードルバルブ８２の内部に組み込まれ、第二のニードルバルブ８２の先端には、吐出口８４が設けられている。
【０００４】
第一のニードルバルブ８１の外周面と第二のニードルバルブ８２の内周面の間には、第一流路８５が形成されている。同様に、第二のニードルバルブ８２の外周面とノズルボディ８０の内周面の間には、第二流路８６が形成されている。ノズルボディ８０の後端部近傍の側面には、溶融樹脂を導入するための第一ポート８７及び第二ポート８８が設けられている。第一ポート８７は、第二のニードルバルブ８２の側面に設けられた貫通孔８９、第一流路８５及び吐出口８４を介して、吐出口８３と結ばれている。第二ポート８８は、第二流路８６を介して吐出口８３と結ばれている。第一のポート８７には、副射出装置９１が接続されている。第二のポート８８には、主射出装置９２が接続されている。
【０００５】
第一流路８５の開閉は、第二のニードルバルブ８２の中で第一のニードルバルブ８１を軸方向に移動することによって、吐出口８４の手前で行われる。同様に、第二流路８６の開閉は、ノズルボディ８０の中で第二のニードルバルブ８２を軸方向に移動することによって、吐出口８３の手前で行われる。
【０００６】
サンドイッチ成形を行う際、スキン用樹脂は、主射出装置９２から供給され、第二ポート８８、第二流路８６を順に通って、吐出口８３から金型２０内に注入される。一方、コア用樹脂は、副射出装置９１から供給され、第一ポート８７、貫通孔８９、第一流路８５、吐出口８４を順に通って、吐出口８３から金型２０内に注入される。
【０００７】
（従来の射出成形機用ノズルの問題点）
サンドイッチ成形の際に使用される従来のノズルは、上記の様に、ノズルボディの内部にニードルバルブを二重に組み込むことによって構成され、複雑な構造を備えていた。このため、ノズルの製作に高いコストがかかっていた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような従来のサンドイッチ成形用のノズルの問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、従来のノズルと比べて単純な構造を備えたサンドイッチ成形用のノズルを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の射出成形機用ノズルは、
先端に設けられた吐出口を介して金型の背面に接続され、第一ポート及び第二ポートを有し、第一ポートと吐出口を結ぶ第一流路及び第二ポートと吐出口を結ぶ第二流路が内部に形成されたノズルボディと、
第一の溶融樹脂を前記第一ポートへ導く第一供給経路と、
この第一供給経路の途中に設けられた第一開閉弁と、
第二の溶融樹脂を前記第二ポートへ導く第二供給経路と、
この第二供給経路の途中に設けられた第二開閉弁と、
を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の射出成形機用ノズルによれば、第一の溶融樹脂（例えば、コア用樹脂）は、第一開閉弁、第一供給経路及び第一ポートを経て、ノズルボディ内に導入され、第一流路内を通って、吐出口から金型内に注入される。これに対して、第二の溶融樹脂（例えば、スキン用樹脂）は、第二開閉弁、第二供給経路及び第二ポートを経て、ノズルボディ内に導入され、第二流路内を通って、吐出口から金型内に注入される。第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂の供給のタイミングを適宜、調整することによって、サンドイッチ成形を行うことができる。
【００１１】
本発明の射出成形機用ノズルによれば、ノズルボディの外部に第一供給経路及び第二供給経路を設け、これら第一供給経路及び第二供給経路の途中に、第一開閉弁及び第二開閉弁をそれぞれ設けている。従って、ノズルボディを介して金型内に注入される溶融樹脂の種類の切り換えを、ノズルボディの外部に配置された第一開閉弁及び第二開閉弁を用いて行うことができるので、従来のノズルと比較して、ノズルボディの内部の構造を単純にすることができる。
【００１２】
好ましくは、前記第一流路を前記ノズルボディの中心軸上に貫通孔状の流路として形成し、前記第二流路を前記第一流路の周囲に環状の流路として形成し、前記第一流路と前記第二流路を前記吐出口の手前で合流させる。
【００１３】
好ましくは、前記ノズルボディを、ケーシングとこのケーシングの中に組み込まれたコアによって構成する。この場合、ケーシングの先端に前記吐出口を形成し、前記第一流路をコアの中心軸上に形成し、前記第二流路をコアの外周面とケーシングの内周面の間に形成する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に基づく射出成形機用ノズルの一例を示す。
【００１５】
図中、１０はノズルボディ、１１はケーシング、１２はコア、１３は吐出口、１５は第一流路、１６は第二流路、１７は第一ポート、１８は第二ポート、３１は第一供給経路、３２は第二供給経路、３３は第一開閉弁、３４は第二開閉弁を表わす。
【００１６】
この射出成形機用ノズルは、ノズルボディ１０と連結ブロック３０から構成されている。連結ブロック３０には、下記のように、主射出装置４２及び副射出装置４１が接続されている。
【００１７】
ノズルボディ１０は、ケーシング１１と、その内部に組み込まれたコア１２から構成されている。ケーシング１１の先端には吐出口１３が設けられている。ケーシング１１の先端は、金型（図示せず）の背面に設けられたゲートに接続される。ケーシング１１の後端部は連結ブロック３０に固定されている。
【００１８】
コア１２の中心には軸方向に貫通孔１５（以下、第一流路と呼ぶ）が形成されている。コア１２の外周面とケーシング１１の内周面の間には、環状の流路１６（以下、第二流路と呼ぶ）が形成されている。第一流路１５と第二流路１６は、コア１２の前方で合流した後、吐出口１３につながっている。
【００１９】
コア１２の後端面には、第一の溶融樹脂を導入するための第一ポート１７が設けられている。ケーシング１１の後端面には、第二の溶融樹脂を導入するための第二ポート１８が設けられている。第一ポート１７は第一流路１５を介して吐出口１３と結ばれている。第二ポート１８は第二流路１６を介して吐出口１３と結ばれている。
【００２０】
連結ブロック３０の内部には、第一供給経路３１及び第二供給経路３２が形成されている。第一供給経路３１は、上流側で副射出装置４１につながり、下流側で第一ポート１７につながっている。第一供給経路３１の途中には、ロータリーシャットオフ弁方式の第一開閉弁３３が設けられている。第二供給経路３２は、上流側で主射出装置４２につながり、下流側で第二ポート１８につながっている。第二供給経路３２の途中には、ロータリーシャットオフ弁方式の第二開閉弁３４が設けられている。
【００２１】
第一開閉弁３３及び第二開閉弁３４を操作することによって、ノズルボディ１０内に供給される溶融樹脂の種類を、第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂との間で切り替えることができる。また、二種類の樹脂を同時にノズルボディ１０内に供給することもできる。
【００２２】
サンドイッチ成形を行う際、通常、スキン用樹脂は、主射出装置４２から供給され、第二開閉弁３４、第二供給経路３２、第二ポート１８、第二流路１６を順に通って、吐出口１３から金型内に注入される。一方、コア用樹脂は、副射出装置４１から供給され、第一開閉弁３３、第一供給経路３１、第一ポート１７、第一流路１５を順に通って、吐出口１３から金型内に注入される
次に、射出成形機によるサンドイッチ成形の成形プロセスについて説明する。
【００２３】
図２及び図３は、それぞれ、サンドイッチ成形の際の成形プロセスの例を示したものである。図中、縦軸は溶融樹脂の供給速度を表わし、横軸は時間を表わしている。
【００２４】
図２に示した例では、スキン用樹脂はａ点（射出開始点）からｄ点（射出終了点）まで連続して金型内に射出される。コア用樹脂は、スキン用樹脂の射出を開始したしばらく後にｂ点で射出が開始され、スキン用樹脂の射出を終了するしばらく前にｃ点で射出が終了される。
【００２５】
図３に示した例では、スキン用樹脂は、ｆ点（射出開始点）からｈ点まで射出され、ｈ点で射出を一旦中断した後、ｉ点で再び射出を開始し、ｋ点（射出終了点）で射出を終了する。コア用樹脂は、スキン用樹脂の射出を開始したしばらく後にｇ点で射出が開始され、スキン用樹脂の射出を終了するしばらく前にｊ点で射出が終了される。
【００２６】
上記の成形プロセスの制御で重要なことは、図２に示した成形プロセスでは：
（イ）  ｂ点とｃ点を、ａ点とｄ点の間のどの位置に設定するかで、コア用樹脂が充填される比率が決まること；
（ロ）  ａ点とｂ点の間で射出されるスキン用樹脂の量によって、コア用樹脂がスキン層を突き破らずに成形されるかどうかが決まること；
（ハ）  ｃ点とｄ点の間で射出されるスキン用樹脂の量によって、ノズルの吐出口の近傍にある溶融樹脂を完全にスキン用樹脂に置換して、次の成形サイクルの開始時に最初にスキン用樹脂だけが射出されるようにすること；
などである。
【００２７】
同様に、図３に示す成形プロセスでも、ｇ点とｊ点をどの位置に設定するかでコア用樹脂が充填される比率が決まり、ｆ点とｇ点の間で射出されるスキン用樹脂の量によって、コア用樹脂がスキン層を突き破らずに成形されるかどうかが決まり、ｊ点とｋ点の間で射出されるスキン用樹脂の量によって、ノズルの吐出口の近傍にある樹脂が完全にスキン用樹脂に置換されるかどうかが決まる。
【００２８】
図１に示した装置を用いて、図２に示した成形プロセスに従ってサンドイッチ成形を行う際の溶融樹脂の流れについて、図４を用いて説明する。なお、この例では、主射出装置４２をスキン用樹脂の注入に、副射出装置４１をコア用樹脂の注入に使用している。
【００２９】
先ず、第一開閉弁３３を閉じた状態で第二開閉弁３４を開くと、主射出装置４２から第二供給経路３２及び第二流路１６を通って、金型２０内にスキン用樹脂が注入される（図２のａ点）。これによって、図４（ａ）に示すように、スキン用樹脂のみが金型２０内に流入する。
【００３０】
次に、第二開閉弁３４を開いた状態のまま第一開閉弁３３を開くと、副射出装置４１から第一供給経路３１及び第一流路１５を通って、金型２０内へのコア用樹脂の注入が始まる（図２のｂ点）。これによって、図４（ｂ）に示すように、コア用樹脂が中心部から金型２０内に流入すると同時に、その周囲からスキン用樹脂が金型２０内に流入する。金型２０内では、始めに流入したスキン用樹脂が金型２０と接触して急速に冷却され、金型２０のゲート部２１から型面に沿ってスキン層を形成する。このため、後から流入したコア用樹脂は、まだ溶融状態を保っている金型の中心部分に流入する。このようにして、サンドイッチ構造が形成される。
【００３１】
次に、第一開閉弁３３を閉じると（図２のｃ点）、図４（ｃ）に示すように、スキン用樹脂が主射出装置４１から金型２０内に補充され、先に注入されたコア用樹脂の全体がスキン用樹脂によって包まれる。
【００３２】
最後に、第二開閉弁３４を閉じて（図２のｄ点）、サンドイッチ成形を終了させる。
【００３３】
図１に示した装置を用いて、図３に示した成形プロセスに従ってサンドイッチ成形を行う際の動作について、図５を用いて説明する。なお、この例でも、主射出装置４２をスキン用樹脂の注入に、副射出装置４１をコア用樹脂の注入に使用している。
【００３４】
先ず、第一開閉弁３３を閉じた状態で第二開閉弁３４を開くと、主射出装置４２から第二供給経路３２及び第二流路１６を通って、金型２０内にスキン用樹脂が注入される（図３のｆ点）。これによって、図５（ａ）に示すように、スキン用樹脂のみが金型２０内に流入する。
【００３５】
次に、第二開閉弁３４を開いた状態のまま第一開閉弁３３を開くと、副射出装置４１から第一供給経路３１及び第一流路１５を通って、金型２０内へのコア用樹脂の注入が始まる（図３のｇ点）。これによって、図５（ｂ）に示すように、中心部からコア用樹脂が金型２０内に流入すると同時に、その周囲からスキン用樹脂が金型２０内に流入する。
【００３６】
次に、スキン用樹脂の注入を一旦停止し、金型２０内にコア用樹脂のみを注入する（図３のｈ点）。このように、コア用樹脂を射出している途中で、スキン用樹脂の注入を一時的に停止した場合にも、それ以前に充分な量のスキン用樹脂が金型２０内に貯えられ、且つ、金型のゲート部２１に充分な厚さのスキン層が形成されていれば、図５（ｃ）に示す様に、コア用樹脂は、まだ溶融状態を保っている金型の中心部分に流入する。
【００３７】
次に、コア用樹脂の注入を終了する（図３のｊ点）直前にスキン用樹脂の注入を再開することにより（図３のｉ点）、図５（ｄ）に示す様に、スキン用樹脂が金型２０内に補充され、先に射出されたコア用樹脂の全体がスキン用樹脂によって包まれる。
【００３８】
最後に、第二開閉弁３４を閉じて（図３のｋ点）、サンドイッチ成形を終了させる。
【００３９】
図６に、図１に示した装置を用いた成形プロセスの他の例を示す。なお、この例では、先の例（図４及び図５）とは主射出装置４２及び副射出装置４１の役割を入れ替え、主射出装置４２をコア用樹脂の注入に、副射出装置４１をスキン用樹脂の注入に使用している。
【００４０】
先ず、第二開閉弁３４を閉じた状態で第一開閉弁３３を開くと、副射出装置４１から第一供給経路３１及び第一流路１５を通って、金型２０内にスキン用樹脂が注入される。これによって、図６（ａ）に示すように、スキン用樹脂のみが金型２０内に流入する。
【００４１】
次に、第一開閉弁３３を閉じ、第二開閉弁３４を開くと、主射出装置４２から第二供給経路３２及び第二流路１６を通って、金型２０内にコア用樹脂が注入される。このとき、先に述べた様に、それ以前に充分な量のスキン用樹脂が金型２０内に貯えられ、且つ、金型のゲート部２１に充分な厚さのスキン層が形成されていれば、図６（ｂ）に示すように、コア用樹脂は、まだ溶融状態を保っている金型の中心部分に流入する。
【００４２】
次に、第二開閉弁３４を閉じ、第一開閉弁３３を開くと、図６（ｃ）に示すように、スキン用樹脂が第一流路１５を介して金型２０内に補充され、先に射出されたコア用樹脂の全体がスキン用樹脂によって包まれる。
【００４３】
最後に、第一開閉弁３３を閉じて、サンドイッチ成形を終了させる。
【００４４】
このように、スキン用樹脂とコア用樹脂の金型への注入タイミング、注入量を適切に制御することにより、従来とは逆の、スキン用樹脂を内側から、その外側からコア用樹脂を注入するという方法をとっても、従来と全く同等の製品を得ることが可能である。
【００４５】
以上のように、図１に示したノズルを用いてサンドイッチ成形を行う場合、主射出装置４２及び副射出装置４１が共に開閉弁３４、３３を介してノズルボディ１０に接続されているので、主射出装置４２と副射出装置４１の内のいずれか一方をスキン用樹脂の注入に使用し、他方をコア樹脂の注入に使用することが可能である。
【００４６】
図７に、本発明に基づく射出成形機用ノズルの他の例を示す。
【００４７】
この例では、先の例（図１）とは反対に、下記のように、ノズルの中心部の流路（第一流路１５）を主射出装置７１に接続し、その周囲の環状の流路（第二流路１６）を副射出装置７２に接続している。
【００４８】
この射出成形機用ノズルは、ノズルボディ１０、第一の連結ブロック５０及び第二の連結ブロック６０から構成されている。ノズルボディ１０は、ケーシング１１と、その内部に組み込まれたコア１２から構成されている。ケーシング１１の先端には吐出口１３が設けられている。ケーシング１１の先端は、金型２０の背面に設けられたゲート２１に接続される。
【００４９】
コア１２の中心には軸方向に貫通孔１５（第一流路）が形成されている。コア１２の外周面とケーシング１１の内周面の間には、環状の流路１６（第二流路）が形成されている。第一流路１５と第二流路１６は、コア１２の前方で合流した後、吐出口１３につながっている。
【００５０】
コア１２の後端面には、第一の溶融樹脂を導入するための第一ポート１７が設けられている。第一ポート１７は、第一流路１５を介して吐出口１３と結ばれている。ケーシング１１の側面には、第二の溶融樹脂を導入するための第二ポート１８が設けられている。第二ポート１８は第二流路１６を介して吐出口１３と結ばれている。
【００５１】
コア１２は、その後端面で第一の連結ブロック５０を介して主射出装置７１に接続されている。第一の連結ブロック５０の内部には第一供給経路５１が形成されている。第一供給経路５１は、上流側で主射出装置７１につながり、下流側で第一ポート１７につながっている。第一供給経路５１の途中には、ロータリーシャットオフ弁方式の第一開閉弁５３が設けられている。
【００５２】
同様に、ケーシング１１は、その側面で第二の連結ブロック６０を介して副射出装置７２に接続されている。第二の連結ブロック６０の内部には第二供給経路６２が形成されている。第二供給経路６２は、上流側で副射出装置７２につながり、下流側で第二ポート１８につながっている。第二供給経路６２の途中には、ロータリーシャットオフ弁方式の第二開閉弁６４が設けられている。
【００５３】
第一開閉弁５３及び第二開閉弁６４を操作することによって、ノズルボディ１０内に供給される溶融樹脂の種類を、第一の溶融樹脂と第二の溶融樹脂との間で切り変えることができる。また、二種類の樹脂を同時にノズルボディ１０内に供給することもできる。
【００５４】
サンドイッチ成形を行う際、通常、スキン用樹脂は、副射出装置７２から供給され、第二開閉弁６４、第二供給経路６２、第二ポート１８、第二流路１６を順に通って、吐出口１３から金型２０内に注入される。一方、コア用樹脂は、主射出装置７１から供給され、第一開閉弁５３、第一供給経路５１、第一ポート１７、第二流路１５を順に通って、吐出口１３から金型２０内に注入される。
【００５５】
しかしながら、図７に示したノズルにおいても、図６で説明したように、スキン用樹脂と、コア用樹脂の供給を逆転させ、スキン用樹脂を主射出装置７２から、コア用樹脂を副射出装置７１から供給させることができ、図１に示したノズルよりさらに単純な構造のノズルとすることができる。
【００５６】
図８に、本発明に基づく射出成形機用ノズルの更に他の例を示す。
【００５７】
この例は、先に示した例（図７）に一部変形を加え、第二供給経路６２の途中に設けられる第二開閉弁６４を第二ポート１８の直近に配置したものである。これにより、副射出装置７２側の構成をよりコンパクトにすることができる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明の射出成形機用ノズルによれば、ノズルボディの外部に第一供給経路及び第二供給経路を設け、これら第一供給経路及び第二供給経路の途中に、第一開閉弁及び第二開閉弁をそれぞれ設けている。従って、ノズルボディから金型内に注入される溶融樹脂の種類の切り換えを、ノズルボディの外部に配置された第一開閉弁及び第二開閉弁を用いて行うことができるので、従来のノズルと比較して、ノズルボディの内部の構造を単純にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の射出成形機用ノズルの一例を示す図。
【図２】サンドイッチ成形の射出プロセスの一例を示す図。
【図３】サンドイッチ成形の射出プロセスの他の例を示す図。
【図４】本発明の射出成形機用ノズルを使用した場合の溶融樹脂の流れの一例について説明する図。
【図５】本発明の射出成形機用ノズルを使用した場合の溶融樹脂の流れの他の例について説明する図。
【図６】本発明の射出成形機用ノズルを使用した場合の溶融樹脂の流れの他の例について説明する図。
【図７】本発明の射出成形機用ノズルの他の例を示す図。
【図８】本発明の射出成形機用ノズルの他の例を示す図。
【図９】従来の射出成形機用ノズルの一例を示す図。
【符号の説明】
１０、８０・・・ノズルボディ、
１１・・・ケーシング、
１２・・・コア、
１３・・・吐出口、
１５、８５・・・第一流路（貫通孔）、
１６、８６・・・第二流路（環状の流路）、
１７、８７・・・第一ポート
１８、８８・・・第二ポート
２０・・・金型、
２１・・・ゲート、
３０・・・連結ブロック、
３１、５１・・・第一供給経路、
３２、６２・・・第二供給経路、
３３、５３・・・第一開閉弁、
３４、６４・・・第二開閉弁、
４１、７２、９１・・・副射出装置、
４２、７１、９２・・・主射出装置、
５０・・・第一の連結ブロック、
６０・・・第二の連結ブロック、
８１、８２・・・ニードルバルブ、
８３、８４・・・吐出口、
８９・・・貫通孔。
【図１】
0004025520.tif 000002
【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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【図７】
0004025520.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004025520.tif 000010