JP4491522B2 - 共射出成形用のホットランナー装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の樹脂から構成されるガスバリヤ性、酸素バリア性、耐熱性、遮光性等の機能性を付与又は高められた多層成形体を製造するための共射出成形用のホットランナー装置に関し、詳細には、多層成形体を構成する複数の樹脂を樹脂の種類毎の成形温度範囲内で加熱ができる共射出成形用のホットランナー装置に関する。

熱可塑性樹脂の容器、特にポリエチレンテレフタレートに代表される熱可塑性ポリエステル樹脂の容器は、耐衝撃性や透明性等の多くの利点を有するため、ジュース、緑茶、炭酸飲料等の飲料や酒類の食品容器として、あるいはシャンプー、洗剤、化粧品等の非食品容器として汎用されている。他方、容器は内容物の多様化に伴い、様々な機能性が要求されようになってきており、例えば、緑茶の容器であれば暖めても味や色が変わらないようにするために容器に高い酸素バリア性が要求され、炭酸飲料の容器であれば炭酸ガスが逃げないようにするために容器に高いガスバリヤ性が要求される。また、内容物を紫外線や可視光線から守るために遮光性が要求されることもある。

上記のように樹脂成形体に機能性を付与したり高めたりするため、容器は多層構造の成形体として構成される。かかる多層構造の成形体は、熱可塑性ポリエステルと機能を発現する機能性樹脂とから構成される多層成形体のプリフォームをホットランナー装置を備えた射出成形金型を用いて共射出成形により形成し、次にこれを二軸延伸ブロー成形することにより製造されている。

従来より、共射出成形用のホットランナー装置の多くは、１のホットランナーブロック（マニホールドブロック）に樹脂毎の複数の樹脂通路が形成されている（特許文献１参照）。また、２のマニホールドブロックがステムと直角方向の隣り合う位置に形成され、それぞれに各樹脂の樹脂通路が形成されている共射出成形用のホットランナー装置がある（特許文献２参照）。
特開平１１−１６５３３０号公報（図１及び図２） 特表２００４−５２３３９８号公報（図１３）

しかし、特許文献１に記載の共射出成形用のホットランナー装置は、複数の樹脂が同一温度で加熱されるので、樹脂によってはその成形温度範囲内で成形できないことに起因して問題を生じることがあり、具体的には、加熱温度が成形温度範囲より低いと樹脂の溶融粘度の低下による成形性の低下や樹脂の白化を招くという問題や、加熱温度が成形温度範囲より高いとヒケや樹脂の劣化を招くという問題があった。また、特許文献２に記載の共射出成形用のホットランナー装置は、複数の樹脂をそれぞれの成形温度範囲内で加熱することはできても、２のマニホールドブロックがステムと直角方向に隣り合うため、樹脂毎に成形温度範囲が異なることで生じる熱膨張差により２のマニホールドブロックの当たり面（合わせ面）に傾きが生じて樹脂漏れし易くなるということがあり、また、樹脂通路の構成が複雑化し、樹脂圧をダイレクトに伝えにくくなるということがあった。

本発明は、上記の事情に鑑みなされたもので、多層成形体を構成する複数の樹脂を樹脂の種類毎の成形温度範囲内で加熱でき、また、マニホールドブロックの熱膨張差による樹脂漏れを防止できる共射出成形用のホットランナー装置を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、ステムの進退によりゲートを開閉し、複数の樹脂を順次射出して多層成形体を製造するための共射出成形用のホットランナー装置において、前記ゲートから離れた位置の順に、第１マニホールドブロック、内筒、第２マニホールドブロック、外筒及びノズルチップがステムに対し同心状に設けられ、樹脂供給部から供給される樹脂が通過する樹脂通路が、加熱手段を備える前記第１マニホールドブロックと前記第２マニホールドブロックに各々設けられ、前記内筒は第１内筒と第２内筒から構成され、前記内筒の上部は前記第１マニホールドブロックと前記第２マニホールドブロックとの間に介設され、前記内筒の下部は前記第２マニホールドブロックと前記外筒と前記ノズルチップに貫入され、前記外筒はノズルチップを囲繞し、また、前記内筒及び外筒にヒータが配設されてなることを特徴とする共射出成形用のホットランナー装置を要旨とする。

上記の構成の発明によれば、樹脂の種類毎に複数のマニホールドブロックが設けられるので、各マニホールドブロックで複数の樹脂を樹脂の種類毎のそれぞれの成形温度範囲内で加熱できる。成形温度範囲とは、下限が樹脂の融点より高い温度で、上限が樹脂焼け等の樹脂の劣化を招かない温度であって、温度面で成形に好適な樹脂毎に定まる温度範囲をいい、例えばMXナイロンでは220〜270℃とされる。また、加熱されたマニホールドブロック間の温度の相互への影響を回避できる。さらに、ヒータで部材の温度コントロールができるので、多数取りの射出成形金型において部材を通過する樹脂のキャビティ毎の充填バランスをコントロールでき、ひいてはコア層とスキン層のバランスの調整ができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、多層成形体がプリフォームであることを特徴とする共射出成形用のホットランナー装置を要旨とする。この構成の発明によれば、機能性を付与又は高められた容器を製造できる。

本発明の共射出成形用のホットランナー装置は、複数の樹脂を樹脂の種類毎のそれぞれの成形温度範囲内で加熱できるので、加熱温度が成形温度範囲より低いことにより生じる成形性の低下や樹脂の白化を防止でき、加熱温度が成形温度範囲より高いことにより生じるヒケや樹脂の劣化を防ぐことができる。また、複数のマニホールドブロックがステムの軸線の進退方向に連なって樹脂の種類毎に設けられるので、マニホールドブロックの当たり面（合わせ面）からの樹脂漏れを防止でき、ひいては多層成形体の歩留まりを高めることができる。

本発明の共射出成形用のホットランナー装置は、互いに離間する２のマニホールドブロック間に介設される部材にヒータを配設することにより、コア層とスキン層のバランスの調整ができ、多層成形体の品質と歩留まりの向上を図ることができる。

次いで、本発明を図面を参照しながら実施の形態により詳細に説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。なお、第１実施形態及び第２実施形態は、外層と内層（両者を併せてスキン層という）に樹脂Aを用い、中間層（コア層ともいう）に機能樹脂Bを用いる３層からなる図２に示される多層成形体のプリフォーム５０を製造する共射出成形用のホットランナー装置について説明する。

〔第１実施形態〕
本発明の共射出成形用のホットランナー装置７０は、図１に示すように、ゲート３５から離れた位置の順に、第１マニホールドブロック１０、内筒３２、第２マニホールドブロック２０、外筒３３及びノズルチップ３４がステム４０に対し同心状に設けられている。

第１マニホールドブロック１０には、第１樹脂通路１５が設けられている。第１樹脂通路１５は、ステム４０に対して直角方向に形成され、樹脂供給部（図示なし）の射出シリンダーから樹脂Aが供給される。第１樹脂通路１５は、第１マニホールドブロック１０内で分岐し、第１ランナー１６と第２ランナー１７が設けられ、第１ランナー１６から射出される樹脂Aは多層成形体のプリフォーム５０の内層を構成し、第２ランナー１７から射出される樹脂Aは多層樹脂成形体のプリフォーム５０の外層を構成する。また、第１マニホールドブロック１０は、ヒータ１８が配設されている。

第２マニホールドブロック２０には、第２樹脂通路２５が設けられている。第２樹脂通路２５は、ステム４０に対して直角方向に形成され、樹脂供給部（図示なし）の射出シリンダーから樹脂Ｂが供給される。第２樹脂通路２５は、第３ランナー２６と連通し、第３ランナー２６から射出される樹脂Bは多層成形体のプリフォーム５０の中間層を構成する。また、第２マニホールドブロック２０は、ヒータ２７が配設されている。

内筒３２は、内側の第１内筒３０と外側の第２内筒３１とから構成される。内筒３２の上部は、第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０との間に介設され、下部は第２マニホールドブロック２０と外筒３３とノズルチップ３４に貫入される。 これにより、第１内筒３０と第１マニホールドブロック１０との間で当たり面（合わせ面）S1を形成し、第２内筒３１と第２マニホールドブロック２０との間で当たり面（合わせ面）S2を形成する。また、第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０との間に介設される内筒３２の上部には、バンドヒータ３８が配設されている。

外筒３３は、第２マニホールドブロック２０の下部に設けられ、第２マニホールドブロック２０との間に当たり面（合わせ面）S3を形成する。また、外筒３３は、ノズルチップ３４を囲繞する。外筒３３の下部には、バンドヒータ３９が配設されている。本実施の形態では、外筒３３とノズルチップ３４が別体で構成されるが、両者を一体で構成してもよい。

第１マニホールドブロック１０、内筒３２、第２マニホールドブロック２０、外筒３３及びノズルチップ３４の中心部に設けられるステム４０の一方の端（図１中の上方）は、ステム４０を駆動する駆動シリンダ（図示なし）が配設され、ステム４０を進退させることができる。また、ステム４０の他方の端（図１中の下方）は、ステム４０の進退によりゲート３５を開閉する。

また、共射出成形用のホットランナー装置７０は、金型の固定型６０に組み入れられている。

上記のように構成される共射出成形用のホットランナー装置７０は、樹脂の種類毎に第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０が設けられているので、樹脂Aと樹脂Bをそれぞれの成形温度範囲内で加熱でき、樹脂が成形温度より低いことや高いことにより生じる問題点を回避できる。また、第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０は、ステム４０の軸線の進退方向に連なって設けられているので、両者の熱膨張差を垂直方向に受け、当たり面（合わせ面）S1、S2及びS3に傾きを生じない。これにより、当たり面（合わせ面）S1、S2及びS3からの樹脂漏れを防止できる。また、第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０との間に内筒３２が介設され、両者は離間しているので、加熱された第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０間の相互への温度の影響を回避できる。なお、第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０を連設し、離間させない構成とすることもできる。また、第１マニホールドブロック１０と第２マニホールドブロック２０との間に介設される内筒３２の上部にバンドヒータ３８が配設されているので、樹脂Aが通過する内筒３２の温度をコントロールでき、これにより多数取りの射出成形金型のキャビティ毎の樹脂Aの充填バランスを調整でき、ひいてはスキン層とコア層のバランスの調整ができる。

〔第２実施形態〕
本実施の形態は、第１実施形態の第１マニホールドブロックと第２マニホールドブロックの設けられる位置が逆となり、それ以外の構成は第１実施形態と同一の構成であるので重複する記載はできるだけ割愛して説明する。また、同一の部材については同一の符号を用いる。

本発明の共射出成形用のホットランナー装置９０は、図３に示すように、ゲート３５から離れた位置の順に、第２マニホールドブロック２０、内筒３２、第１マニホールドブロック１０、外筒３３及びノズルチップ３４がステム４０に対し同心状に設けられている。

第２マニホールドブロック２０には、第２樹脂通路２５が設けられている。第２樹脂通路２５は、ステム４０に対して直角方向に形成され、樹脂供給部（図示なし）の射出シリンダーから樹脂Ｂが供給される。第２樹脂通路２５は、第３ランナー２６と連通し、第３ランナー２６から射出される樹脂Bは多層成形体のプリフォーム５０の中間層を構成する。また、第２マニホールドブロック２０は、ヒータ２７が配設されている。

第１マニホールドブロック１０には、第１樹脂通路１５が設けられている。第１樹脂通路１５は、ステム４０に対して直角方向に形成され、樹脂供給部（図示なし）の射出シリンダーから樹脂Aが供給される。第１樹脂通路１５は、第１マニホールドブロック１０内で分岐し、第１ランナー１６と第２ランナー１７が設けられ、第１ランナー１６から射出される樹脂Aは多層成形体のプリフォーム５０の内層を構成し、第２ランナー１７から射出される樹脂Aは多層樹脂成形体のプリフォーム５０の外層を構成する。また、第１マニホールドブロック１０は、ヒータ１８が配設されている。

第１内筒３０と第２マニホールドブロック２０との間で当たり面（合わせ面）S1が形成され、第２内筒３１と第１マニホールドブロック１０との間で当たり面（合わせ面）S2が形成される。また、第１マニホールドブロック１０は、その下部に設けられる外筒３３との間に当たり面（合わせ面）S3が形成される。

第２マニホールドブロック２０と第１マニホールドブロック１０との間に介設される内筒３２の上部には、バンドヒータ３８が配設されている。このバンドヒータ３８により、樹脂Bが通過する内筒３２の温度をコントロールできるので、多数取りの射出成形金型のキャビティ毎の樹脂Bの充填バランスを調整でき、ひいてはスキン層とコア層のバランスを調整できる。このように、本実施形態の共射出成形用のホットランナー装置９０は、バンドヒータ３８により樹脂Bが通過する内筒３２の温度をコントロールでき、キャビティ毎の樹脂B（樹脂Aではなく）の充填バランスを調整できる点で第１実施形態と相違する。 これ以外の共射出成形用のホットランナー装置９０の作用効果は第１実施形態の共射出成形用のホットランナー装置７０と同様である。

本発明は、共射出成形用のホットランナー装置７０、９０は、その技術的範囲に包含される限り、種々形態を変更して実施できるので、以下に記載する。
（１）多層成形体を構成する樹脂の種類には特に限定がない。
（２）多層成形体は、３層に限定されず、例えば４層でも５層でもよく、マニホールドブロックは樹脂の種類毎に３以上を設けることができる。
（３）多層成形体は、プリフォームに限定されない。

第１実施形態の共射出成形用のホットランナー装置の断面図である。 第１実施形態及び第２実施形態の共射出成形用のホットランナー装置を用いて製造されるプリフォームの断面図である。 第２実施形態の共射出成形用のホットランナー装置の断面図である。

符号の説明

１０ 第１マニホールドブロック
１５ 第１樹脂通路
１６ 第１ランナー
１７ 第２ランナー
１８、２７ ヒータ
２０ 第２マニホールドブロック
２５ 第２樹脂通路
２６ 第３ランナー
３０ 第１内筒
３１ 第２内筒
３２ 内筒
３３ 外筒
３８、３９ バンドヒータ
４０ ステム
５０ プリフォーム
７０、９０ 共射出成形用のホットランナー装置

Claims (2)

1. ステムの進退によりゲートを開閉し、複数の樹脂を順次射出して多層成形体を製造するための共射出成形用のホットランナー装置において、前記ゲートから離れた位置の順に、第１マニホールドブロック、内筒、第２マニホールドブロック、外筒及びノズルチップがステムに対し同心状に設けられ、樹脂供給部から供給される樹脂が通過する樹脂通路が、加熱手段を備える前記第１マニホールドブロックと前記第２マニホールドブロックに各々設けられ、前記内筒は第１内筒と第２内筒から構成され、前記内筒の上部は前記第１マニホールドブロックと前記第２マニホールドブロックとの間に介設され、前記内筒の下部は前記第２マニホールドブロックと前記外筒と前記ノズルチップに貫入され、前記外筒はノズルチップを囲繞し、また、前記内筒及び外筒にヒータが配設されてなることを特徴とする共射出成形用のホットランナー装置。
2. 多層成形体がプリフォームであることを特徴とする請求項１に記載の共射出成形用のホットランナー装置。

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