JP2004114482A

JP2004114482A - 射出成形機における二材成形方法

Info

Publication number: JP2004114482A
Application number: JP2002280479A
Authority: JP
Inventors: Shinji Watanabe; 渡邉　真二; Satoshi Kajikawa; 梶川　聡
Original assignee: Toshiba Machine Co Ltd
Current assignee: Shibaura Machine Co Ltd
Priority date: 2002-09-26
Filing date: 2002-09-26
Publication date: 2004-04-15

Abstract

【課題】サンドイッチ成形用ノズルを用いることにより、特別に複雑な構造の金型を使用することなく、二材成形を可能にする。
【解決手段】まず、スキン層を形成するための第一の溶融樹脂２２を金型キャビティ内へ注入する。次いでコア層を形成するための第二の溶融樹脂２３を金型キャビティ内へ注入するが、このとき、コア層を形成するための第二の溶融樹脂２３が、金型キャビティの末端に至る途中で、同じく金型キャビティの末端に至る途中にあるスキン層を形成するための第一の溶融樹脂２２の流動末端を突き破って成形品の表面に露出し、二材成形が行われる。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料や色が異なる二種類の樹脂を一体として成形する射出成形機における二材成形方法に係り、特に第一及び第二の溶融樹脂により、スキン層とコア層を形成するサンドイッチ成形用ノズルを用いた射出成形機における二材成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、二種類の樹脂を一体として成形する二材成形には、第一の樹脂による成形時と第二の樹脂による成形時で金型キャビティの容積が変えられる構造を有し、樹脂が二箇所から射出できるように二箇所のノズルタッチ部を持つ金型が必要であった。
【０００３】
図５は、その代表的な例であり、１つの可動側金型５１と、キャビティの大きさの異なる第一、第二の２つの固定側金型５２Ａ、５２Ｂとを用意し、まず、キャビティの大きさが小さい第一の固定側金型５２Ａと可動側金型５１とを用いて第一の射出ユニット５３により第一の樹脂部５４を成形した後、図５に示すように、固定側金型をキャビティの大きさが大きい第二の固定側金型５２Ｂにスライド式に入れ換えて第二の射出ユニット５５により、第二の樹脂部５６を成形するものである（特開平７−１４４３５６号公報）。
【０００４】
第一の樹脂部５４を成形した後、第二の樹脂部５６を成形するために金型キャビティの容積を拡大する方式としては、図５に示したスライド式の他に、ロータリ式もあり、さらに他の方式として、金型内に部分的に進退できる機構を設けたものもある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１４４３５６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記スライド式及びロータリ式は、固定側金型が二式必要であり、また、金型内に部分的に進退できる機構を設けたものは、固定側金型が一式でよいが、金型の構造が複雑で高価なものとなる。さらに、上記の各方式は、いずれも二つのノズルタッチ部とランナ部が必要であり、金型が高価なものとなる。
【０００７】
本発明は、前述したような欠点を解決するためになされたもので、固定側金型も一式でよいと共に、特別に複雑な構造の金型を必要とせず、かつ、ノズルタッチ部とランナ部も一つでよい安価な金型で二材成形が可能な射出成形機における二材成形方法を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、第一及び第二の射出ユニットで可塑化された第一及び第二の溶融樹脂により、スキン層とコア層を形成させるサンドイッチ成形用ノズルを用いた射出成形機における二材成形方法であって、第一又は第二の溶融樹脂を金型キャビティ内へ注入する第一の射出工程と、第二又は第一の溶融樹脂を金型キャビティ内へ注入する第二の射出工程と、を有し、前記第一及び第二の射出工程は、先に行われている一方の射出工程の途中ないし後に他方の射出工程を行う動作を、少なくとも一回行うように行われると共に、前記両射出工程の射出樹脂量及び射出のタイミングは、先に行われている射出工程の溶融樹脂が形成するスキン層の流動末端を、後から行われる射出工程のコア層を形成する溶融樹脂が突き破って成形品の表面に露出するように、設定制御されることを特徴としている。
【０００９】
この方法によれば、第一及び第二の溶融樹脂は、一つのノズルタッチ部とランナ部から金型キャビティ内へ射出充填され、金型キャビティの容積を拡大する必要もなく、通常の金型を用いて二材成形が行われる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。図１は、本発明による二材成形に使用するサンドイッチ成形用ノズルの一例を示す。
【００１１】
図１中、１０はノズルボディ、１１はアウターノズル、１２はインナーノズル、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。なお、ここで言う第一、第二は、両者を区別するためのものであり、いずれが第一であり、他方が第二であってもよい。
【００１２】
このサンドイッチ成形用ノズルは、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、後述するように、第一の射出ユニット４１と第二の射出ユニット４２が接続されている。
【００１３】
ノズルボディ１０は、アウターノズル１１と、その内部に組み込まれたインナーノズル１２から構成されている。アウターノズル１１の先端には吐出口１３が設けられている。アウターノズル１１の先端は、図２ないし図４に示すように、金型２０の背面に設けられたゲート２１に接続される。アウターノズル１１の後端部は、連結ブロック３０に固定されている。
【００１４】
インナーノズル１２の中心には、軸方向に貫通孔（第一流路）１５が形成されている。インナーノズル１２の外周面とアウターノズル１１の内周面の間には、環状流路（第二流路）１６が形成されている。第一流路１５と第二流路１６は、インナーノズル１２の前方で合流した後、吐出口１３につながっている。
【００１５】
インナーノズル１２の後端面には、第一の射出ユニット４１から吐出される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。また、アウターノズル１１の後端面には、第二の射出ユニット４２から吐出される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。
【００１６】
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、上流側で第一の射出ユニット４１につながり、下流部で第一ポート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。同じく第二供給経路３２は、上流側で第二の射出ユニット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。
【００１７】
このサンドイッチ成形用ノズルは、第一開閉弁３３と第二開閉弁３４を操作することによって図２ないし図４に示す金型２０内に供給される樹脂を切り替えることにより、サンドイッチ成形が可能である。
【００１８】
次いで上記サンドイッチ成形用ノズルを用いた本発明による二種類の樹脂を一体として成形する二材成形方法について、図２ないし図４により説明する。
【００１９】
図２は、本発明の第一の実施の形態を示しており、まず、第二開閉弁３４を閉じ、第一開閉弁３３を開いて、図２（ａ）に示すように、第一の溶融樹脂２２を最初に金型キャビティ内へ注入（射出）して主要部（ゲート２１に近い中央部分）のスキン層を形成し、続いて、第一開閉弁３３を閉じ、第二開閉弁３４を開いて、図２（ｂ）に示すように、第二の溶融樹脂２３をコア層用として金型キャビティ内へ注入する方法の例を示している。
【００２０】
本発明は、図２（ａ）に示す第一の溶融樹脂２２の射出樹脂量を、サンドイッチ成形時の場合と比較して少なく設定する。このようにスキン層用としての第一の溶融樹脂２２の射出樹脂量を少なく設定して、図２（ｂ）に示すように、第二の溶融樹脂２３をコア層用として金型キャビティ内へ注入すると、スキン層用としての第一の溶融樹脂２２の量が少ないため、図２（ｃ）に示すように、コア層用の第二の溶融樹脂２３が、流動末端で第一の溶融樹脂２２を突き破って成形品の表面に露出し、いわゆる二材成形が行われる。なお、図２（ｃ）に示すように、成形の終了の手前で、再び第一の溶融樹脂２２を射出して次の成形に備える。
【００２１】
図３は、本発明の第二の実施の形態を示しており、まず、第一開閉弁３３を閉じ、第二開閉弁３４を開いて、図３（ａ）に示すように、第二の溶融樹脂２３を最初に金型キャビティ内へ注入して主要部（ゲート２１に近い中央部分）のスキン層を形成し、続いて、第二開閉弁３４を開いたまま、第一開閉弁３３を開いて、図３（ｂ）に示すように、第一の溶融樹脂２２をコア層用として金型キャビティ内へ注入する方法の例を示している。
【００２２】
この場合にも、第二の溶融樹脂２３の射出樹脂量を、サンドイッチ成形時の場合と比較して少なく設定する。このようにスキン層用としての第二の溶融樹脂２３の射出樹脂量を少なく設定して、図３（ｂ）に示すように、第一の溶融樹脂２２をコア層用として金型キャビティ内へ注入すると、スキン層用としての第二の溶融樹脂２３の量が少ないため、図３（ｃ）に示すように、コア層用の第一の溶融樹脂２２が、流動末端で第二の溶融樹脂２３を突き破って成形品の表面に露出し、いわゆる二材成形が行われる。
【００２３】
上記図２及び図３に示した方法は、スキン層用の射出樹脂量を、サンドイッチ成形時の場合と比較して少なく設定し、サンドイッチ成形時とほぼ同じタイミングでスキン層用とコア層用の射出を行うことにより、コア層用の樹脂が流動末端でスキン層を突き破って成形品の表面に露出して二材成形が行われる例を示したものである。
【００２４】
図４は、本発明の第三の実施の形態を示しており、図４（ａ）に示すように、まず、第二の溶融樹脂２３を金型キャビティ内へ注入して途中で射出を止め、次に図４（ｂ）に示すように、第一の溶融樹脂２２を注入して金型キャビティの末端に至る途中で第一の溶融樹脂２２が先に注入された第二の溶融樹脂２３の流動末端を突き破って成形品の表面に露出するようにする。
【００２５】
次に図４（ｃ）に示すように、第一の溶融樹脂２２の注入を止め、再び第二の溶融樹脂２３を注入し、この第二の溶融樹脂２３が第一の溶融樹脂２２の流動末端を突き破って成形品の表面に露出するようにする。
【００２６】
このようにスキン層用の注入とコア層用の注入を交互に行って金型キャビティの末端に至る途中で後から注入された樹脂が先に注入された樹脂の流動末端を突き破って成形品の表面に交互に露出するようにしてもよい。
【００２７】
なお、図４に示した方法は、最初に第二の溶融樹脂２３を注入する例を示したが、第一の溶融樹脂２２を最初に注入してもよく、また、図４（ｂ）に示すように、第一の溶融樹脂２２をコア層用として注入する場合には、図３（ｂ）の場合と同様に第二の溶融樹脂２３の注入を続けてもよい。ただし、このとき、第一の溶融樹脂２２の単位時間当たりの射出樹脂量を、第二の溶融樹脂２３のそれより大きくする必要がある。
【００２８】
前述した実施の形態では、金型２０への第一及び第二の溶融樹脂２２、２３の射出・停止を第一及び第二供給経路３１、３２の途中に設けた第一及び第二開閉弁３３、３４で行う例を示したが、この代わりに第一及び第二の射出ユニット４１、４２に、図示しない射出プランジャの後退防止機構、すなわち油圧式射出ユニットではスクリュ背圧ブロック機構、また、電動式射出ユニットでは射出駆動モータの停止ロック装置を使用しても、同じ効果が得られる等、本発明に使用するサンドイッチ成形用ノズルは、図１に示したものに限定されるものではなく、第一及び第二の射出ユニット４１、４２で可塑化された第一及び第二の溶融樹脂２２、２３をスキン層、コア層に使用してサンドイッチ成形可能なノズルであればよい。
【００２９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明による射出成形機における二材成形方法は、サンドイッチ成形用ノズルを用いて、従来、スキン層用とコア層用として別々に行われる第一及び第二の射出工程の各射出工程における射出樹脂量及び射出のタイミングを所定の状態に設定制御することにより、固定側金型も一式でよいと共に、特別に複雑な構造の金型を使用することなく、かつ、ノズルタッチ部とランナ部も一つでよい安価な金型で二材成形を行うことができる効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による射出成形機における二材成形方法に使用するサンドイッチ成形用ノズルの一例を示す図。
【図２】本発明の第一の実施の形態を示す図で、（ａ）は初期にスキン層用の溶融樹脂を金型内へ注入した状態を示し、（ｂ）は次いでコア層用の溶融樹脂を金型内へ注入している途中の状態を示し、（ｃ）は成形終了状態を示す。
【図３】本発明の第二の実施の形態を示す図で、（ａ）は初期にスキン層用の溶融樹脂を金型内へ注入した状態を示し、（ｂ）は次いでスキン層用の溶融樹脂と共にコア層用の溶融樹脂を金型内へ注入している途中の状態を示し、（ｃ）は成形終了状態を示す。
【図４】本発明の第三の実施の形態を示す図で、（ａ）は初期にスキン層用の溶融樹脂を金型内へ注入した状態を示し、（ｂ）は次いでコア層用の溶融樹脂を金型内へ注入した状態を示し、（ｃ）はスキン層用の溶融樹脂を金型内へ再び注入して成形を終了した状態を示す。
【図５】従来の二材成形の一例を示す図。
【符号の説明】
１０　ノズルボディ
１１　アウターノズル
１２　インナーノズル
１３　吐出口
１５　第一流路
１６　第二流路
１７　第一ポート
１８　第二ポート
２０　金型
２１　ゲート
２２　第一の溶融樹脂
２３　第二の溶融樹脂
３０　連結ブロック
３１　第一供給経路
３２　第二供給経路
３３　第一開閉弁
３４　第二開閉弁
４１　第一の射出ユニット
４２　第二の射出ユニット。

Claims

第一及び第二の射出ユニットで可塑化された第一及び第二の溶融樹脂により、スキン層とコア層を形成させるサンドイッチ成形用ノズルを用いた射出成形機における二材成形方法であって、
第一又は第二の溶融樹脂を金型キャビティ内へ注入する第一の射出工程と、第二又は第一の溶融樹脂を金型キャビティ内へ注入する第二の射出工程と、を有し、
前記第一及び第二の射出工程は、先に行われている一方の射出工程の途中ないし後に他方の射出工程を行う動作を、少なくとも一回行うように行われると共に、
前記両射出工程の射出樹脂量及び射出のタイミングは、先に行われている射出工程の溶融樹脂が形成するスキン層の流動末端を、後から行われる射出工程のコア層を形成する溶融樹脂が突き破って成形品の表面に露出するように、設定制御されることを特徴とする射出成形機における二材成形方法。