WO2003106135A1 - 射出成形装置および射出成形方法 - Google Patents

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resin
bush
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岸　信介
松浦　修
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株式会社ソニー・ディスクテクノロジー
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    • B29L2017/003—Records or discs
    • B29L2017/005—CD''s, DVD''s

Definitions

  • the present invention relates to an injection molding apparatus and an injection molding method, and is particularly suitable for application to the manufacture of a disk substrate.
  • an injection molding method has been used as a method for molding a disk substrate of an optical disk such as a compact disk (CD) and a digital versatile disk (DVD).
  • a resin material melted by an injection nozzle is injected through a sprue bush into a space formed by combining a fixed mold and a movable mold, a so-called cavity.
  • the injected resin is cooled and solidified to form a disk substrate.
  • FIG. 1 is an example of a schematic cross-sectional view of the tip of an injection nozzle of a conventional mold and its periphery.
  • the nozzle 101 has a cylindrical shape, and the tip thereof has a convex spherical shape.
  • the resin injection hole 104 at the end communicates the internal space 103 of the nozzle 101 with the outside of the nozzle 101.
  • the other end (not shown) of the nozzle 101 is connected to a cylinder (not shown) by screwing or the like.
  • the cylinder is provided with a heater that melts the resin material, a screw that pushes the molten resin material from the cylinder into the internal space 103 of the nozzle 101, and the like.
  • the structure is such that the molten resin material can be injected outside the nozzle 101.
  • the mold side on which the resin material is injected is mainly composed of a fixed mold 107 and a movable mold 108.
  • the cavities 109 are formed.
  • a sprue bush 102 is fitted in a vertical direction with respect to a main surface constituting the cavity 109 of the fixed mold 107.
  • the sprue bush 102 has a cylindrical shape, and a resin passage 105 is formed in the cylindrical shape in the axial direction. The resin passage 105 allows the molten resin material supplied from the nozzle 101 to flow into the interior space of the cavity 109.
  • the portion of the sprue bush 102 that is in contact with the tip of the nozzle 101 has a concave spherical shape, and the radius of curvature is greater than the radius of curvature of the convex sphere at the tip of the nozzle 101. In this way, the curvature radius of the contacting portion is made different because the nozzle 101 and the sprue bush 102 are brought into pressure contact with no gap, and the resin injection hole 104 and the resin passage 1 This is for facilitating the alignment of 05.
  • the sprue bush 102 has an annular refrigerant passage 106 centered on the resin passage 105 inside.
  • the refrigerant flow passage 106 cools the sprue bush 102 by flowing a cooling medium from the outside. Specifically, this is for lowering the temperature of the sprue bush 102 by flowing cooling water to solidify the molten resin.
  • the fixed mold 107 and the movable mold 108 each include a cooling device (not shown) other than the refrigerant flow passage 106.
  • FIG. 1 molding of a disc substrate in a conventional injection molding apparatus will be described.
  • a nozzle 101 is pressed against a sprue bush 102, and a movable mold 108 is combined with a fixed mold 107 to form a cavity 109.
  • the diagram of nozzle 101 One shot of the melted resin material is extruded toward the tip of the nozzle 101 from the resin material supply side (not shown) (not shown).
  • the molten resin material is injected from the resin injection hole 104 through the resin passage 105 of the spool bush 102 into the cavity 109.
  • the fixed mold 107 and the movable mold 108 are cooled, and the molten resin material is cooled by flowing a cooling medium through the refrigerant flow passage 106.
  • a part of the sprue is cut off from the resin material in the cavity 109 by an eject pin (not shown), and the disk substrate molded by the cavity 109 is formed.
  • a part of the sprue is a resin material of a center hole formed in the center of the disk substrate to be formed.
  • the resin material in the center hole has a rod-shaped protrusion, a so-called sprue, at the center by the resin passage 105.
  • the movable mold 108 is released from the fixed mold 107, and the molded disk substrate and a part of the sprue are removed from the mold by a take-out machine, and the disk is formed by an injection molding device. Substrate molding is completed.
  • molding of a disk substrate by the above-described conventional injection molding apparatus has the following problems. That is, when a part of the sprue is taken out of the mold by the take-out machine, a thread-like resin, that is, a so-called stringing may be generated at the tip of the bar-shaped sprue projection. This stringing is considered to be due to the fact that the temperature of the resin material in the tip of the nozzle 101 has not been sufficiently lowered. Therefore, particularly when the cooling time for solidifying the molten resin material is shortened in order to shorten the molding time of the disk substrate, there is a problem that this stringing cannot be avoided.
  • an object of the present invention is to provide an injection molding apparatus and an injection molding method capable of forming a good molded product, for example, a disk substrate by preventing the occurrence of stringing by facilitating the temperature drop at the nozzle tip.
  • an injection molding apparatus comprises: a concave spherical surface of a bush receiving portion having a resin passage for supplying a resin to a cavity formed by a mold;
  • a convex spherical surface is pressed against and molten resin is injected into a cavity through a nozzle and a bush, the nozzle tip is shaped so that heat is not easily transmitted. It is assumed that.
  • the concave spherical surface of the bush receiving portion in which the resin passage for supplying the resin to the cavity formed by the mold is formed and the convex spherical surface of the nozzle tip are pressed into contact with each other.
  • a central portion of a concave spherical surface of a bush receiving portion is projected, and the projected portion has the same curvature as a convex spherical surface of a nozzle tip portion. It is characterized by having a concave spherical surface with a radius.
  • the injection molding apparatus includes a mold formed by a mold.
  • the concave spherical surface of the bush receiving part where the resin passage for supplying the resin to the tee is formed is pressed against the convex spherical surface of the nozzle tip so that the molten resin is injected into the cavity via the nozzle and the bush.
  • the injection molding apparatus is characterized in that the central part of the convex spherical surface at the tip of the nozzle is projected, and the projected part is a convex spherical surface having the same radius of curvature as the concave spherical surface of the bush receiving part.
  • the center of the concave spherical surface of the nozzle and the bush receiving portion is formed such that the central portion of the concave spherical surface of the nozzle and the bush receiving portion protrudes, and the convex portion has the same radius of curvature as the convex spherical surface of the nozzle distal end portion.
  • the temperature of the nozzle tip is increased by using a bush or a nozzle whose central part of the convex sphere at the tip of the nozzle protrudes and whose projection has a convex sphere with the same radius of curvature as the concave sphere of the bush receiving part. Is easy to descend, so that the sprue is well separated.
  • FIG. 1 is an example of a schematic cross-sectional view of a conventional injection nozzle tip and a mold around it.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of an example of the injection molding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of an example of an injection molding device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of an example of an injection molding device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic sectional view of an example of the injection molding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the injection molding apparatus shown in FIG. 2 includes a nozzle 1, a sprue bush 2, a fixed mold 4, a movable mold 5, and the like. Note that The parts that are not used have the same configuration as the conventional injection molding apparatus.
  • the nozzle 1 has a cylindrical shape, and its tip end, that is, the side in contact with the sprue bush 2 has a convex spherical shape.
  • a resin injection hole 9 at the end communicates the internal space 8 of the nozzle 1 with the outside of the nozzle 1.
  • the other end of the nozzle 1 is connected to the cylinder 3 by screwing, etc., although not shown here.
  • a screw or the like that pushes the resin material from the inside of the cylinder into the internal space 8 of the nozzle 1 is provided, so that the resin material melted from the resin injection hole 9 to the outside of the nozzle 1 can be injected.
  • Heat 1-6 is for bringing the molten resin material sent from the cylinder 3 to a predetermined temperature.
  • the temperature of the resin material to be injected can be maintained at a temperature suitable for molding the disk substrate up to the tip of the nozzle 1.
  • the nozzle 1 is located at the tip of the heater 6, and has an annular space 1 at a position that does not affect the internal space 8, the structure such as the resin injection hole 9, the contact state with the sprue bush 2, and the injection of the resin material. 2 is provided.
  • the space 12 is a cavity provided at the tip of the nozzle 1 made of a metal such as, for example, SUS440C. In this way, by providing a cavity at the tip of the nozzle 1 beyond the end of the heater 6, specifically, at the tip of the nozzle 1 made of metal around the resin injection hole 9, the nozzle 1 is moved from the heater 16
  • the structure is such that heat transfer to the tip of the nozzle 1 can be suppressed.
  • the mold side on which the resin material is injected is mainly composed of a fixed mold 4 and a movable mold 5, and by combining the fixed mold 4 and the movable mold 5, the cavities 11 are formed. .
  • the mold side on which the resin material is injected is mainly composed of a fixed mold 4 and a movable mold 5, and by combining the fixed mold 4 and the movable mold 5, the cavities 11 are formed.
  • For molding optical disc substrate For example, by providing a stamper in which fine irregularities such as pits for reproduction signals or lands for recording information signals and group grooves are formed on one main surface of the cavity 11, recording or / and And form a signal plane for playback.
  • a sprue bush 2 is fitted in a direction perpendicular to the main surface constituting the cavity 11 of the fixed mold 4.
  • the sprue bush 2 has a cylindrical shape, and a resin passage 10 is formed in the cylindrical shape along the axial direction.
  • the resin passage 10 is for allowing the molten resin material supplied from the nozzle 1 to flow into the internal space of the cavity 11.
  • the receiving portion of the sprue bush 2 that is, the portion in contact with the tip of the nozzle 1 has a concave spherical shape, and the radius of curvature is larger than the radius of curvature of the convex spherical surface at the tip of the nozzle 1.
  • the curvature radius of the contact portion is different, because the nozzle 1 and the sprue bush 2 are press-contacted without any gap, and the positioning of the resin injection hole 9 and the resin passage 10 is easy. This is because
  • the sprue bush 2 has an annular refrigerant flow path 13 centered on the resin path 10 inside.
  • the refrigerant channel 13 cools the sprue bush 2 using a cooling medium. Specifically, by flowing cooling water, the temperature of the sprue / bushing 2 is lowered, and the resin in a molten state is solidified.
  • the fixed mold 4 and the movable mold 5 each include a cooling device (not shown) other than the refrigerant flow path 13.
  • the ejector pin 7 is configured to penetrate perpendicularly to the main surface of the cavity 11 from the movable mold 5 in the direction of the sprue bush 13, and a part of the sprue is removed from the disk substrate formed by the cavity 11. It is a separation.
  • the molding of the disc substrate by the injection molding apparatus will be described.
  • the nozzle 1 is pressed against the sprue bush 2 and the movable mold 5 is combined with the fixed mold 4 to form the cavity 11.
  • one shot of the resin material melted from the cylinder 3 side is extruded toward the tip of the nozzle 1.
  • the molten resin material is injected from the resin injection hole 9 into the cavity 11 through the resin passage 10 of the sprue bush 2.
  • a part of the sprue is separated from the resin material in the cavity 11 by the eject pin 7, and the disk substrate molded by the cavity 11 is formed.
  • a part of the sprue is a resin material of a center hole formed in the center of the disk substrate to be formed.
  • the resin material in the center hole has a rod-shaped protrusion formed by the resin in the resin passage 10 at the center, a so-called sprue.
  • the movable mold 5 is released from the fixed mold 4, and the formed disk substrate and a part of the sprue are removed from the mold by a take-out machine. Then, the molding of the disc substrate in the injection molding apparatus according to the first embodiment is completed.
  • the heat of the heater 6 is less likely to be transmitted to the tip of the nozzle 1.
  • the temperature at the tip of nozzle 1 drops, and when removing the sprue after cooling the molten resin, the tip of the rod-shaped protrusion of the sprue at the tip of nozzle 1 is well separated, and especially the disk substrate In the case where the cooling time for solidifying the molten material is shortened in order to shorten the molding time, stringing can be suppressed.
  • FIG. 3 is a schematic sectional view of an example of an injection molding device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 and FIG. 4 described later in the third embodiment are enlarged views of the contact portion between the injection nozzle and the sprue bush. Since the configuration and operation are the same as those of the embodiment, the description of that portion will be omitted.
  • the nozzle 21 has a cylindrical shape, and its tip end, that is, the side in contact with the sprue bushing 22 has a convex spherical shape.
  • a resin injection hole 24 at the end communicates the internal space 23 of the nozzle 21 with the outside of the nozzle 21.
  • the other end of the nozzle 21 not shown is connected to the cylinder by screwing or the like.
  • the mold-side sprue bush 22 has a cylindrical shape, and a resin passage 25 is formed in the cylindrical shape in the axial direction.
  • the resin passage 25 is for allowing the molten resin material supplied from the nozzle 21 to flow into the interior space of the cavity.
  • the sprue bush 22 has a concave spherical projection 22 a on the concave spherical surface on the side in contact with the convex spherical surface at the tip of the nozzle 21.
  • the concave spherical projection 22 a projects in the direction of the nozzle 21 provided in the sprue bush 22 so that the resin passage 25 and the periphery of the resin injection hole 24 come into surface contact. Department. Therefore, the radius of curvature of the concave spherical surface of the concave spherical protrusion 22 a that is in contact with the nozzle 21 is the same as the radius of curvature of the convex spherical surface at the tip of the nozzle 21. As described above, the surface contact is made only around the opening of the resin passage 25 and the resin injection hole 24, thereby improving the quality. The thermal conductivity between the nozzle 21 and the sprue bush 22 is improved while maintaining a good pressure contact state.
  • the sprue bush 22 has an annular refrigerant passage 26 around the resin passage 25.
  • the refrigerant flow path 26 cools the sprue bush 22 using a cooling medium. Specifically, this is for lowering the temperature of the sprue bushing 22 by flowing cooling water to solidify the resin in a molten state.
  • the molding of the disc substrate by the injection molding apparatus according to the second embodiment will be described.
  • the nozzle 2 1 to the sprue one bush 2 2 is pressed against, at t the state Kiyabiti is formed by a die (not shown), from a cylinder (not shown), 1 shot content of the resin which is melted The material is extruded toward the tip of the nozzle 21.
  • the molten resin material is injected from the resin injection hole 24 into the cavity through the resin passage 25 of the sprue bush 22.
  • the tip of 1 Since the tip of 1 is in surface contact with the sprue bush 22, the heat of the tip of the nozzle 21 is absorbed by the sprue bush 22. Therefore, the cooling time of the tip of the nozzle 21 is reduced.
  • the molded disk substrate and a part of the sprue are taken out of the mold by a take-out machine. Then, the molding of the disc substrate in the injection molding apparatus according to the second embodiment is completed.
  • the sprue bush By the Interview 2 2 providing the concave spherical protrusion 2 2 a, the nozzle 2 1 of the distal end portion and spool Le - has a bush 2 2 surface-contact with the.
  • the heat at the tip end of the nozzle 21 is absorbed by the sprue bush 22, so that the temperature at the tip end of the nozzle 21 drops, and when the sprue is taken out after cooling the molten resin, the nozzle 21
  • the tip of the rod-shaped protrusion of the sprue at the tip of the sprue is good, and the stringing can be improved especially when the cooling time for solidifying the molten material is shortened to shorten the molding time of the disk substrate. It can be hard to wake up.
  • FIG. 4 is a schematic sectional view of an example of an injection molding device according to a third embodiment of the present invention.
  • the third embodiment is different from the above-described second embodiment in that a protrusion is provided on the nozzle side.
  • the nozzle 31 has a convex spherical protrusion 31 a at the tip of the convex spherical surface on the side in contact with the concave spherical surface of the sprue bush 32.
  • the convex spherical projection 31a is oriented in the direction of the sprue bush 32 provided at the tip of the nozzle 31 so that the resin injection hole 34 and the periphery of the hole of the resin passage 35 come into surface contact. This is a protruding protrusion.
  • the radius of curvature of the convex spherical surface of the convex spherical protrusion 31 a in contact with the sprue bush 32 is the same as the radius of curvature of the concave spherical surface of the sprue bush 32.
  • the configuration other than the positions of the protruding portions is the same as that of the above-described second embodiment. That is, the internal space 33 of the nozzle 31 and the outside of the nozzle 31 are It communicates with the resin injection hole 34.
  • the side of the nozzle 31 not shown is connected to the cylinder by screwing or the like.
  • the sprue bush 32 has an annular refrigerant flow path 36 centered on the resin path 35 inside.
  • the mold is cooled, and the molten resin material is cooled by flowing a cooling medium through the coolant flow path 36.
  • the tip of the nozzle 31 is in surface contact with the sprue bush 32, the heat of the tip of the nozzle 31 is absorbed by the sprue bush 32. Therefore, the cooling time at the tip of the nozzle 31 is reduced. Then, a part of the sprue is cut off from the resin material in the cavity, and the disk substrate molded by the cavity is formed.
  • the molded disk substrate and a part of the sprue are taken out of the mold by a take-out machine. Then, the molding of the disk substrate in the injection molding apparatus according to the third embodiment is completed.
  • the tip of the nozzle 31 and the sprue bush 32 are in surface contact with each other. Has become.
  • the heat at the tip of the nozzle 31 is absorbed by the sprue bush 32, so that the temperature at the tip of the nozzle 31 drops, and when the sprue is removed after cooling the molten resin, the nozzle 2 1
  • the tip of the rod-shaped projection of the sprue at the tip of the sprue is well separated, and especially when the molten material is solidified in order to shorten the molding time of the disc substrate.
  • stringing can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent a defective molded product caused by stringing and a defective sprue discharge by a take-out machine.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments of the present invention, and various modifications and applications are possible without departing from the gist of the present invention.
  • the structure of the space 12 is an annular cavity.
  • the structure is not limited to this, and any structure may be used as long as it can prevent heat transfer of metal at the tip of the nozzle 1.
  • a notch may be formed from the outside to form a concave groove, or a plurality of concave holes may be formed by a drill or the like.
  • the shape of the tip of the nozzle 1 is changed to reduce the heat transfer at the tip, but the material of the tip of the nozzle 1 is generally used, for example. SUS440C, etc. (thermal conductivity is about 0.04 to 0.05 ca 1 / cm ⁇ sec ⁇ ), but by using a material with a higher thermal conductivity, the tip of the nozzle 1 It is also possible to reduce the heat transfer in the part.
  • first embodiment and the second embodiment described above can be used in combination, or the first embodiment and the third embodiment can be used in combination.
  • the nozzle Since the temperature at the tip is lowered, stringing when removing the sprue from the mold can be prevented, and a good molded product can be formed. Further, the molding time of the molded article can be reduced.

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Abstract

ノズル１の先端部に空間１２などを設けることにより、ノズル１の熱伝達を低下させる。または、ノズル１の先端部の凸球面とスプルーブッシュ２の凹球面とのどちらか一方の中央部を突出させ、他方の球面の曲率半径と同じ球面とすることでノズル１とスプルーブッシュ２とを面接触とし、ノズル１の先端部からスプルーブッシュ２への吸熱を多くする。これらにより、ノズル１先端部の温度を降下させやすくし、成型用キャビティ１１内に射出した樹脂材料の冷却後、スプルーを取り出すときのスプルーの棒状突部先端における切り離しを良好とする。

Description

明 細 射出成形装置および射出成形方法 技術分野
この発明は、 射出成形装置および射出成形方法に関し、 特に、 デイス ク基板の製造に適用して好適なものである。 背景技術
従来から、 コンパクトディスク ( C D ) 、 ディジタルバーサタイルデ イスク （D V D ) などの光ディスクのディスク基板の成形方法として、 射出成形法が用いられている。 この射出成形法では、 固定金型と可動金 型とが組み合わされることによって構成される空間、 所謂キヤビティの 内部に、 射出ノズルによって溶融された樹脂材料を、 スプルーブッシュ を介して射出した後、 金型の内部において、 この射出された樹脂を冷却 し、 固化させることにより、 ディスク基板が成形される。
第 1図は、 従来の金型の射出ノズル先端部およびその周辺の概略断面 図の一例である。 ノズル 1 0 1は円筒形状であり、 その先端部は、 凸球 面状とされている。 また、 その先端部の樹脂射出孔 1 0 4によりノズル 1 0 1の内部空間 1 0 3とノズル 1 0 1の外部とが通じている。 ノズル 1 0 1の図示省略された他端部は、 図示しないシリンダと螺合などによ り接続されている。 シリンダには、 樹脂材料を溶融するヒーターおよび 溶融された樹脂材料をシリンダ内からノズル 1 0 1の内部空間 1 0 3に 押し出すスクリユーなどが設けられており、 これにより、 樹脂射出孔 1 0 4からノズル 1 0 1の外部へ溶融された樹脂材料を射出可能な構造と されている。 樹脂材料が射出される金型側は、 主に固定金型 1 0 7および可動金型 1 0 8により構成され、 この固定金型 1 0 7と可動金型 1 0 8とを組み 合わせることで、 キヤビティ 1 0 9が形成される。 また、 固定金型 1 0 7のキヤビティ 1 0 9を構成する主面に対して垂直方向にスプル一ブッ シュ 1 0 2が嵌め合わされている。 このスプルーブッシュ 1 0 2は、 円 柱形状を有しているとともに、 その円柱形状における軸方向に樹脂通路 1 0 5が穿設されている。 この樹脂通路 1 0 5は、 ノズル 1 0 1から供 給される溶融された樹脂材料を、 キヤビティ 1 0 9の内部空間に流入さ せるためのものである。
スプル一ブッシュ 1 0 2のノズル 1 0 1の先端と接する部分は、 凹球 面状とされており、 その曲率半径は、 ノズル 1 0 1先端の凸球面の曲率 半径よりも大きくされている。 このように、 接する部分の曲率半径が異 なるようにされているのは、 ノズル 1 0 1とスプル一ブッシュ 1 0 2と を隙間無く圧接させることと、 樹脂射出孔 1 0 4と樹脂通路 1 0 5の位 置合わせを容易とするためである。
また、 スプル一ブッシュ 1 0 2は、 内部に樹脂通路 1 0 5を中心とし た円環状の冷媒流路 1 0 6を備えている。 この冷媒流路 1 0 6は、 外部 から冷却媒体を流入してスプルーブッシュ 1 0 2を冷却するものである。 具体的には冷却水を流すことにより、 スプル一ブッシュ 1 0 2の温度を 低下させ、 溶融状態の樹脂を固化させるためのものである。 なお、 固定 金型 1 0 7および可動金型 1 0 8は、 この冷媒流路 1 0 6以外の図示し ない冷却装置をそれぞれ備えている。
第 1図を参照して、 従来の射出成形装置におけるディスク基板の成形 について説明する。 第 1図に示すように、 スプル一ブッシュ 1 0 2にノ ズル 1 0 1が圧接され、 固定金型 1 0 7に可動金型 1 0 8を組み合わせ、 キヤビティ 1 0 9が形成される。 この状態において、 ノズル 1 0 1の図 示省略してある樹脂材料の供給側 （すなわちシリンダ側） から、 溶融さ れた 1ショット分の樹脂材料がノズル 1 0 1の先端部に向かって押し出 される。 これにより、 溶融状態の樹脂材料が樹脂射出孔 1 0 4からスプ ル一ブッシュ 1 0 2の樹脂通路 1 0 5を介してキヤビティ 1 0 9の内部 に射出される。
その後、 固定金型 1 0 7および可動金型 1 0 8が冷却されるとともに， 冷媒流路 1 0 6に冷却媒体が流されることで溶融された樹脂材料の冷却 が行われる。 その後、 図示しないイジェク夕ピンにより、 キヤビティ 1 0 9内の樹脂材料からスプル一部が切り離され、 キヤビティ 1 0 9によ り型取られたディスク基板が成形される。 このスプル一部は、 成形され るディスク基板の中心部に穿設される中心孔部の樹脂材料である。 この 中心孔部の樹脂材料は、 樹脂通路 1 0 5によって中央部に棒状の突部、 所謂スプルーを有する。
樹脂材料が固化された後、 固定金型 1 0 7から可動金型 1 0 8が離型 され、 成形されたディスク基板およびスプル一部が取り出し機により金 型から取り出され、 射出成形装置によるディスク基板の成形が完了する。
しかしながら、 上述の従来の射出成形装置によるディスク基板の成形 には、 以下のような問題があった。 すなわち、 スプル一部を取り出し機 により金型から取り出すときに棒状のスプルー突部の先端に糸状の樹脂、 所謂糸引きが発生することがある。 この糸引きは、 ノズル 1 0 1先端部 内の樹脂材料の温度を降下しきれていないことが原因であると考えられ る。 したがって、 特にディスク基板の成形時間を短縮化するために、 溶 融樹脂材料を固化するときの冷却時間を短くした場合には、 この糸引き の発生を避けられないという問題がある。
この糸引きが発生すると、 途中で切れた糸状の樹脂が次回のショット で一緒に形成されてしまい、 成形品の外観に糸状の筋が残り不良品とな つてしまうという問題がある。 また、 この糸状の樹脂が取り出し機に絡 まり、 スプルーの排出不良が発生してしまうという問題がある。
この糸引き対策として、 ノズル 1 0 1とスプル一ブッシュ 1 0 2の設 定温度を著しく低くするなどが考えられるが、 この場合、 樹脂材料の流 動抵抗の増加などによりディスク基板の成形条件が悪化してしまい、 結 局、 良品が得られないといった問題がある。
したがって、 この発明の目的は、 ノズル先端の温度を降下しやすくす ることにより、 糸引きの発生を防止し、 良好な成形品、 例えばディスク 基板の成形が可能である射出成形装置および射出成形方法を提供するこ とにある。 発明の開示
上記目的を達成するために、 本発明に係る射出成形装置は、 金型によ つて形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形成されたブッ シュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とが圧接され、 溶融樹脂 がノズルとブッシュとを介してキヤビティ内へ射出されるようにした射 出成形装置において、 ノズル先端部は、 熱が伝達されにくい形状とされ ていることを特徴とするものである。
また、 本発明に係る射出成形装置は、 金型によって形成されたキヤビ ティに樹脂を供給する樹脂通路が形成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とが圧接され、 溶融樹脂がノズルとブッシュとを 介してキヤビティ内へ射出されるようにした射出成形装置において、 ブ ッシュ受け部の凹球面の中央部が突出され、 その突出部がノズル先端部 の凸球面と同じ曲率半径の凹球面とされていることを特徴とするもので ある。
また、 本発明に係る射出成形装置は、 金型によって形成されたキヤビ ティに樹脂を供給する樹脂通路が形成されたブッシュ受け部の凹球面と. ノズル先端部の凸球面とが圧接され、 溶融樹脂がノズルとブッシュとを 介してキヤビティ内へ射出されるようにした射出成形装置において、 ノ ズル先端部の凸球面の中央部が突出され、 その突出部がブッシュ受け部 の凹球面と同じ曲率半径の凸球面とされていることを特徴とするもので ある。
この発明では、 先端部が熱を伝達しにくい形状のノズル、 ブッシュ受 け部の凹球面の中央部が突出され、 その突出部がノズル先端部の凸球面 と同じ曲率半径の凹球面とされているブッシュ、 またはノズル先端部の 凸球面の中央部を突出され、 その突出部がブッシュ受け部の凹球面と同 じ曲率半径の凸球面とされているノズルを用いることで、 ノズル先端部 の温度が降下しやすいため、 スプル一の切り離しが良好となる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 従来の射出ノズル先端部およびその周辺の金型の概略断面 図の一例である。 第 2図は、 この発明の第 1の実施形態による射出成形 装置の一例の概略断面図である。 第 3図は、 この発明の第 2の実施形態 による射出成形装置の一例の概略断面図である。 第 4図は、 この発明の 第 3の実施形態による射出成形装置の一例の概略断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。 ま ず、 この発明の第 1の実施形態による射出成形装置について説明する。 第 2図は、 この発明の第 1の実施形態による射出成形装置の一例の概略 断面図である。 第 2図に示す射出成形装置は、 ノズル 1、 スプルーブッ シュ 2、 固定金型 4および可動金型 5などから構成される。 なお、 図示 しない部分については、 従来の射出成形装置と同様の構成である。
ノズル 1は円筒形状であり、 その先端部、 すなわちスプル一ブッシュ 2と接する側は、 凸球面状とされている。 また、 その先端部の樹脂射出 孔 9によりノズル 1の内部空間 8とノズル 1の外部とが通じている。 ま た、 ノズル 1の他端部は、 シリンダ 3と螺合などにより接続されている, ここでは図示省略しているが、 シリンダ 3には、 樹脂材料を溶融するヒ 一夕一および溶融された樹脂材料をシリンダ内からノズル 1の内部空間 8に押し出すスクリューなどが設けられており、 これにより、 樹脂射出 孔 9からノズル 1の外部へ溶融された樹脂材料を射出可能な構造とされ ている。
また、 円筒形状のノズル 1の外周部には、 ヒ一夕一 6が付設されてい る。 ヒー夕一 6は、 シリンダ 3から送られる溶融された樹脂材料を所定 の温度にするためのものである。 これにより、 射出する樹脂材料の温度 を、 ノズル 1の先端部まで、 ディスク基板の成形に適した温度に保つこ とができる。
また、 ノズル 1は、 ヒーター 6よりも先端であり、 内部空間 8、 樹脂 射出孔 9などの構造およびスプル一ブッシュ 2との接触状態や樹脂材料 の射出に影響しない位置に、 円環状の空間 1 2を備える。 この空間 1 2 は、 例えば S U S 4 4 0 Cなどの金属から成るノズル 1先端部に設けら れた空洞である。 このように、 ノズル 1のヒ一夕一 6よりも先端部分、 具体的には樹脂射出孔 9の周囲の金属から成るノズル 1先端に空洞を設 けることにより、 ノズル 1は、 ヒータ一 6からノズル 1の先端部への熱 の伝達を抑えることができる構造となっている。
樹脂材料が射出される金型側は、 主に固定金型 4および可動金型 5に より構成され、 この固定金型 4と可動金型 5とを組み合わせることで、 キヤビティ 1 1が形成される。 光ディスクのディスク基板の成形などに おいては、 このキヤビティ 1 1の一主面に、 例えば、 再生信号のピット または情報信号の記録のためのランド、 グループ溝などの微細な凹凸が 形成されたスタンパを備えることで、 記録または/および再生のための 信号面を形成する。
また、 固定金型 4のキヤビティ 1 1を構成する主面に対して垂直方向 にスプルーブッシュ 2が嵌め合わされている。 このスプルーブッシュ 2 は、 円柱形状を有しているとともに、 その円柱形状における軸方向に樹 脂通路 1 0が沿って穿設されている。 この樹脂通路 1 0は、 ノズル 1か ら供給される溶融された樹脂材料を、 キヤビティ 1 1の内部空間に流入 させるためのものである。
スプル一ブッシュ 2の受け部、 すなわちノズル 1の先端と接する部分 は、 凹球面状とされており、 その曲率半径は、 ノズル 1先端の凸球面の 曲率半径よりも大きくされている。 このように、 接する部分の曲率半径 が異なるようにされているのは、 ノズル 1とスプル一ブッシュ 2とを隙 間無く圧接させることと、 樹脂射出孔 9と樹脂通路 1 0の位置合わせを 容易とするためである。
また、 スプル一ブッシュ 2は、 内部に樹脂通路 1 0を中心とした円環 状の冷媒流路 1 3を備えている。 この冷媒流路 1 3は、 冷却媒体を用い てスプルーブッシュ 2を冷却するものである。 具体的には冷却水を流す ことにより、 スプル一ブッシュ 2の温度を低下させ、 溶融状態の樹脂を 固化させるためのものである。 なお、 固定金型 4および可動金型 5は、 この冷媒流路 1 3以外の図示しない冷却装置をそれぞれ備えている。 イジェクタピン 7は、 可動金型 5側からスプル一ブッシュ 1 3方向に キヤビティ 1 1の主面に対して垂直に突き抜けるように構成され、 キヤ ビティ 1 1により成形されたディスク基板からスプル一部を切り離すも のである。 以下、 この第 1の実施形態による射出成形装置によるディスク基板の 成形について説明する。 第 2図に示すように、 スプル一ブッシュ 2にノ ズル 1が圧接され、 固定金型 4に可動金型 5を組み合わせ、 キヤビティ 1 1が形成される。 この状態において、 シリンダ 3側から溶融された 1 ショット分の樹脂材料がノズル 1の先端部に向かって押し出される。 こ れにより、 溶融状態の樹脂材料が樹脂射出孔 9からスプルーブッシュ 2 の樹脂通路 1 0を介してキヤビティ 1 1の内部に射出される。
その後、 金型内に射出された樹脂材料の冷却が行われる。 このとき、 ノズル 1の先端部は、 空間 1 2を備えているため、 ヒータ一 6からの熱 の伝達が抑えられている。 したがって、 ノズル 1の先端部の冷却時間が 短縮される。
そして、 イジェク夕ピン 7により、 キヤビティ 1 1内の樹脂材料から スプル一部が切り離され、 キヤビティ 1 1により型取られたディスク基 板が成形される。 このスプル一部は、 成形されるディスク基板の中心部 に穿設される中心孔部の樹脂材料である。 この中心孔部の樹脂材料は、 中央部に樹脂通路 1 0内の樹脂によって形成される棒状の突部、 所謂ス プル一を有する。
樹 J|旨材料が固化された後、 固定金型 4から可動金型 5が離型され、 成 形されたディスク基板およびスプル一部が取り出し機により金型から取 り出される。 そして、 第 1の実施形態による射出成形装置におけるディ スク基板の成形が完了する。
以上説明したように、 この第 1の実施形態によれば、 ノズル 1の先端 部に空間 1 2を設けていることにより、 ヒーター 6の熱がノズル 1の先 端部に伝達されにくくなるため、 ノズル 1の先端部の温度が降下され、 溶融樹脂の冷却後にスプル一部を取り出す際に、 ノズル 1の先端部での スプル一部の棒状突部先端の切り離しが良好となり、 特にディスク基板 の成形時間を短縮するために溶融材料を固化するときの冷却時間を短く した塲合に、 糸引きを起こしにくくすることができる。
したがって、 糸引きが原因で起こる成形品の不良や取り出し機による スプル一の排出不良などを防止することができる。
次に、 この発明の第 2の実施形態による射出成形装置について説明す る。 第 3図は、 この発明の第 2の実施形態による射出成形装置の一例の 概略断面図である。 なお、 この第 3図および後に第 3の実施形態におい て説明する第 4図は、 射出ノズルとスプルーブッシュとの接触部の拡大 図であるが、 図示しない他の部分については、 上述した第 1の実施形態 と同様の構成および動作であるため、 その部分の説明は省略する。
ノズル 2 1は円筒形状であり、 その先端部、 すなわちスプル一ブッシ ュ 2 2と接する側は、 凸球面状とされている。 また、 その先端部の樹脂 射出孔 2 4によりノズル 2 1の内部空間 2 3とノズル 2 1の外部とが通 じている。 また、 図示省略されているノズル 2 1の他端部は、 シリンダ と螺合などにより接続されている。
また、 金型側のスプル一ブッシュ 2 2は、 円柱形状を有しているとと もに、 その円柱形状における軸方向に樹脂通路 2 5が穿設されている。 この樹脂通路 2 5は、 ノズル 2 1から供給される溶融された樹脂材料を、 キヤビティの内部空間に流入させるためのものである。
スプル一ブッシュ 2 2は、 ノズル 2 1の先端部の凸球面と接する側の 凹球面に凹球突出部 2 2 aを有する。 凹球突出部 2 2 aは、 樹脂通路 2 5と樹脂射出孔 2 4の孔端の周りとが面接触するように、 スプル一ブッ シュ 2 2に設けられたノズル 2 1方向に突出した突出部である。 したが つて、 凹球突出部 2 2 aのノズル 2 1と接する凹球面の曲率半径は、 ノ ズル 2 1先端の凸球面の曲率半径と同じとされている。 このように、 樹 脂通路 2 5と樹脂射出孔 2 4の開口の周りのみ面接触とすることで、 良 好な圧接状態を保ちつつ、 ノズル 2 1とスプル一ブッシュ 2 2間の熱伝 導率が向上される。
また、 スプル一ブッシュ 2 2は、 内部に樹脂通路' 2 5を中心とした円 環状の冷媒流路 2 6を備えている。 この冷媒流路 2 6は、 冷却媒体を用 いてスプル一ブッシュ 2 2を冷却するものである。 具体的には冷却水を 流すことにより、 スプルーブッシュ 2 2の温度を低下させ、 溶融状態の 樹脂を固化させるためのものである。
以下、 この第 2の実施形態による射出成形装置によるディスク基板の 成形について説明する。 第 3図に示すように、 スプル一ブッシュ 2 2に ノズル 2 1が圧接され、 図示しない金型によりキヤビティが形成される t この状態において、 図示しないシリンダから、 溶融された 1ショッ ト分 の樹脂材料がノズル 2 1の先端部に向かって押し出される。 これにより， 溶融状態の樹脂材料が樹脂射出孔 2 4からスプル一ブッシュ 2 2の樹脂 通路 2 5を介してキヤビティの内部に射出される。
その後、 金型が冷却されるとともに、 冷媒流路 2 6に冷却媒体が流さ れることで溶融された樹脂材料の冷却が行われる。 このとき、 ノズル 2
1の先端部は、 スプル一ブッシュ 2 2と面接触となっているため、 ノズ ル 2 1先端部の熱がスプル一ブッシュ 2 2側に吸熱される。 したがって、 ノズル 2 1の先端部の冷却時間が短縮される。
そして、 第 1の実施形態において説明したスプル一部がキヤビティ内 の樹脂材料から切り離され、 キヤビティにより型取られたディスク基板 が成形される。
樹脂材料が固化された後、 成形されたディスク基板およびスプル一部 が取り出し機により金型から取り出される。 そして、 第 2の実施形態に よる射出成形装置におけるディスク基板の成形が完了する。
以上説明したように、 この第 2の実施形態によれば、 スプルーブッシ ュ 2 2に凹球突出部 2 2 aを設けることで、 ノズル 2 1の先端部とスプ ル—ブッシュ 2 2とが面接触となっている。 これにより、 ノズル 2 1先 端部の熱がスプルーブッシュ 2 2に吸熱されるため、 ノズル 2 1の先端 部の温度が降下され、 溶融樹脂の冷却後にスプル一部を取り出す際に、 ノズル 2 1の先端部でのスプル一部の棒状突部先端の切り離しが良好と なり、 特にディスク基板の成形時間を短縮するために溶融材料を固化す るときの冷却時間を短くした場合に、 糸引きを起こしにくくすることが できる。
したがって、 糸引きが原因で起こる成形品の不良や取り出し機による スプルーの排出不良などを防止することができる。
次に、 この発明の第 3の実施形態による射出成形装置について説明す る。 第 4図は、 この発明の第 3の実施形態による射出成形装置の一例の 概略断面図である。 第 3の実施形態は、 上述した第 2の実施形態とは逆 に、 突出部をノズル側に設けたものである。
すなわち、 ノズル 3 1は、 スプル一ブッシュ 3 2の凹球面と接する側 の凸球面の先端部に凸球突出部 3 1 aを有する。 凸球突出部 3 1 aは、 ' 樹脂射出孔 3 4と樹脂通路 3 5の孔端の周りとが面接触するように、 ノ ズル 3 1の先端に設けられたスプルーブッシュ 3 2の方向に突出した突 出部である。 したがって、 凸球突出部 3 1 aのスプル一ブッシュ 3 2と 接する凸球面の曲率半径は、 スプルーブッシュ 3 2の凹球面の曲率半径 と同じとされている。 このように、 ノズル 3 1に設けられた樹脂射出孔 3 4とスプル一ブッシュ 3 2に設けられた樹脂通路 3 5の開口の周りの み面接触とすることで、 良好な圧接状態を保ちつつ、 ノズル 3 1とスプ ルーブッシュ 3 2間の熱伝導率が向上される。
この突出部の位置以外の構成は、 上述した第 2の実施形態と同じ構成 である。 すなわち、 ノズル 3 1の内部空間 3 3とノズル 3 1の外部とが， 樹脂射出孔 3 4により通じている。 また、 ノズル 3 1の図示省略された 側は、 シリンダと螺合などにより接続されている。 また、 スプルーブッ シュ 3 2は、 内部に樹脂通路 3 5を中心とした円環状の冷媒流路 3 6を 備えている。
以下、 この第 3の実施形態による射出成形装置によるディスク基板の 成形について説明する。 まず、 図示しないシリンダから、 溶融された 1 ショット分の樹脂材料がノズル 3 1の先端部に向かって押し出される。 これにより、 溶融状態の榭脂材料が樹脂射出孔 3 4からスプル一ブッシ ュ 3 2の樹脂通路 3 5を介してキヤビティの内部に射出される。
その後、 金型が冷却されるとともに、 冷媒流路 3 6に冷却媒体が流さ れることで溶融された樹脂材料の冷却が行われる。 このとき、 ノズル 3 1の先端部は、 スプル一ブッシュ 3 2と面接触となっているため、 ノズ ル 3 1先端部の熱がスプルーブッシュ 3 2側に吸熱される。 したがって， ノズル 3 1の先端部の冷却時間が短縮される。 そして、 スプル一部がキ ャビティ内の樹脂材料から切り離され、 キヤビティにより型取られたデ イスク基板が成形される。
樹脂材料が固化された後、 成形されたディスク基板およびスプル一部 が取り出し機により金型から取り出される。 そして、 第 3の実施形態に よる射出成形装置におけるディスク基板の成形が完了する。
以上説明したように、 この第 3の実施形態によれば、 ノズル 3 1に凸 球突出部 3 1 aを設けることで、 ノズル 3 1の先端部とスプル一ブッシ ュ 3 2とが面接触となっている。 これにより、 ノズル 3 1先端部の熱が スプル一ブッシュ 3 2に吸熱されるため、 ノズル 3 1の先端部の温度が 降下され、 溶融樹脂の冷却後にスプル一部を取り出す際に、 ノズル 2 1 の先端部でのスプル一部の棒状突部先端の切り離しが良好となり、 特に ディスク基板の成形時間を短縮するために溶融材料を固化するときの冷 却時間を短くした場合に、 糸引きを起こしにくくすることができる。 したがって、 糸引きが原因で起こる成形品の不良や取り出し機による スプルーの排出不良などを防止することができる。
この発明は、 上述したこの発明の実施形態等に限定されるものでは無 く、 この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能であ る。 例えば、 上述の第 1の実施形態では、 空間 1 2の構造は、 円環状の 空洞としているが、 これに限らず、 ノズル 1先端部の金属の熱伝達をさ えぎる構造であればよく、 例えば外側から切り込みを入れて凹上の溝を 形成したり、 ドリルなどにより凹状の穴を複数形成したりしてもよい。 また例えば、 上述の第 1の実施形態では、 ノズル 1の先端部の形状を 変えることで、 先端部の熱伝達を低下させているが、 ノズル 1先端部の 材質を、 例えば一般的に使われている S U S 4 4 0 Cなど （熱伝導率が 0 . 0 4〜0 . 0 5 c a 1 / c m · s e c · 程度） から、 それ以上の 熱伝導率を備えた材質にすることでノズル 1先端部の熱伝達を低下させ ることも可能である。
また例えば、 上述した第 1の実施形態と第 2の実施形態とを組み合わ せて用いることや、 第 1の実施形態と第 3の実施形態とを組み合わせて 用いることも可能である。
以上説明したように、 この発明によれば、 射出成形装置におけるノズ ルの先端部の熱伝導率を低下させる、 またはスプル一ブッシュへのノズ ル先端部の熱の吸熱を増加させることにより、 ノズル先端の温度が降下 されるため、 スプル一を金型から取り外す際の糸引きの発生を防止でき、 良好な成型品を成形することができる。 また、 成形品の成形時間を短縮 することができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 金型によって形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形 成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とが圧接さ れ、 溶融樹脂が上記ノズルと上記ブッシュとを介して上記キヤピティ内 へ射出されるようにした射出成形装置において、
上記ノズル先端部は、 熱が伝達されにくい形状とされている ことを特徴とする射出成形装置。
2 . 上記ノズル先端部内に空洞が設けられたことを特徴とする請求の範 囲第 1項に記載の射出成形装置。
3 . 上記ノズル先端部の外部表面に凹みが設けられたことを特徴とする 請求の範囲第 1項に記載の射出成形装置。
4 . 金型によって形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形 成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とが圧接さ れ、 溶融樹脂が上記ノズルと上記ブッシュとを介して上記キヤビティ内 へ射出されるようにした射出成形装置において、
上記ブッシュ受け部の凹球面の中央部が突出され、 その突出部が上記 ノズル先端部の凸球面と同じ曲率半径の凹球面とされている
ことを特徴とする射出成形装置。
5 . 金型によって形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形 成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とが圧接さ れ、 溶融樹脂が上記ノズルと上記ブッシュとを介して上記キヤビティ内 へ射出されるようにした射出成形装置において、
上記ノズル先端部の凸球面の中央部が突出され、 その突出部が上記ブ ッシュ受け部の凹球面と同じ曲率半径の凸球面とされている
ことを特徴とする射出成形装置。
6 . 金型によって形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形 成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とを圧接し. 溶融樹脂を上記ノズルと上記ブッシュとを介して上記キヤビティ内へ射 出することで成形品を成形する射出成形方法において、
上記ノズル先端部が熱を伝達しにくい形状とされている
ことを特徴とする射出成形方法。
7 . 金型によって形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形 成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とを圧接し， 溶融樹脂を上記ノズルと上記ブッシュとを介して上記キヤビティ内へ射 出することで成形品を成形する射出成形方法において、
上記ブッシュ受け部の凹球面の中央部が突出され、 その突出部が上記 ノズル先端部の凸球面と同じ曲率半径の凹球面とされている
ことを特徴とする射出成形方法。
8 . 金型によって形成されたキヤビティに樹脂を供給する樹脂通路が形 成されたブッシュ受け部の凹球面と、 ノズル先端部の凸球面とを圧接し、 溶融樹脂を上記ノズルと上記ブッシュとを介して上記キヤビティ内へ射 出することで成形品を成形する射出成形方法において、
上記ノズル先端部の凸球面の中央部が突出され、 その突出部が上記ブ ッシュ受け部の凹球面と同じ曲率半径の凸球面とされている
ことを特徴とする射出成形方法。
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