樹脂成型装置
【課題】オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができる樹脂成型装置を提供する。
【解決手段】少なくとも一つの樹脂流入口１０１から複数の樹脂流出口１０２まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路１０３が形成されている。その複数の樹脂流出口１０２の各々に個々に複数のオーバーモールド金型３００が連結され、その内部にインサートボトル５００が保持される。樹脂流入口１０１に樹脂圧送機構２００が溶融樹脂を圧送するので、インサートボトル５００の外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型３００で同時に実行される。
【解決手段】少なくとも一つの樹脂流入口１０１から複数の樹脂流出口１０２まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路１０３が形成されている。その複数の樹脂流出口１０２の各々に個々に複数のオーバーモールド金型３００が連結され、その内部にインサートボトル５００が保持される。樹脂流入口１０１に樹脂圧送機構２００が溶融樹脂を圧送するので、インサートボトル５００の外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型３００で同時に実行される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂を射出成型する樹脂成型装置に関し、特に、インサートボトルの外側に溶融樹脂を射出してオーバーモールド樹脂を成型する樹脂成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化粧水、薬品または飲料など流動性をもつ液状物を収容する容器として、樹脂製のインサートボトル（インナーシェル）の外側に溶融樹脂を射出してオーバーモールド樹脂（アウターシェル）を成型したオーバーモールド容器が提案されている。
【０００３】
かかるオーバーモールド容器は、インサートボトルとオーバーモールド樹脂とを異なる材料より作製できる。このため、例えば、インサートボトルには耐食性を求め、オーバーモールド樹脂には機械強度を求めるなど、収容物の特性に応じた容器を実現することができる（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、インサートボトルの外側にオーバーモールド樹脂をオーバーモールド成型するに際しては、オーバーモールド金型に対するインサートボトルの変位を抑制した状態で行う必要がある。
【０００５】
また、インサートボトルとオーバーモールド樹脂がともに角瓶形状であったり、それぞれに特定の装飾が施されていたりする場合には、オーバーモールド金型に対するインサートボトルの向きを定めてオーバーモールド成型する必要がある。
【０００６】
これに対し、上記文献１，２に記載の樹脂成型装置では、インサートボトルの円筒首部の外周面に雄ネジが形成されており、これと螺合する雌ネジをオーバーモールド金型の円形穴部の内周面に形成しておくことにより、インサートボトルをオーバーモールド金型の内部に固定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００８／０１０５９７号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００８／０１０６００号パンフレット
【特許文献３】特開２０００−００６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した射出成型装置では、インサートボトルを何度も回転させて円筒首部の雄ネジをオーバーモールド金型の円形穴部の雌ネジに螺合させないと、インサートボトルをオーバーモールド金型に固定することができない。
【０００９】
このため、インサートボトルをオーバーモールド金型に固定する作業が煩雑であり、その自動化なども容易ではない。このため、インサートボトルにオーバーモールド樹脂が成型されたオーバーモールドボトルの生産性が低下している。
【００１０】
上述のような課題を解決するため、本出願人はインサートボトルを回転させずともオーバーモールド金型に固定できる技術を発明し、これを特願２００８−１９０２４０号として出願した。
【００１１】
上記出願の発明により、オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができることとなった。しかし、さらなるオーバーモールドボトルの量産性の向上が現在は要望されている。
【００１２】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができる樹脂成型装置を提供するものである。量産性にあたっては多数個取りが考えられるが、金型内に射出される溶融樹脂流によってインナーボトルが所定位置から変位したり、ボトル自体が変形しないように精密制御する必要がある。本発明は、他にはインナーボトルが変位したり、或いは変形しないように精密制御できる多数個取りのオーバーモールド用の樹脂成型装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の樹脂成型装置は、少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が形成されている流路形成部材と、分岐樹脂流路の樹脂流入口に溶融樹脂を圧送する樹脂圧送機構と、分岐樹脂流路の複数の樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを各々形成する複数のオーバーモールド金型と、複数のオーバーモールド金型の各々のオーバーモールドキャビティに溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを保持する複数のボトル保持機構と、を有する。
【００１４】
従って、本発明の樹脂成型装置では、少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が流路形成部材に形成されている。その分岐樹脂流路の樹脂流入口に樹脂圧送機構が溶融樹脂を圧送する。分岐樹脂流路の複数の樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを複数のオーバーモールド金型が各々形成する。これら複数のオーバーモールド金型の各々のオーバーモールドキャビティに溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを複数のボトル保持機構が保持する。このため、インサートボトルの外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型で同時に実行される。
【００１５】
また、上述のような樹脂成型装置において、インサートボトルは端面が開口している円筒首部の外周面に雄ネジが形成されており、雄ネジに周面方向の複数箇所で軸心方向にスリット部が形成されており、ボトル保持機構は、円筒首部が着脱自在に挿入される円形穴部の内周面にスリット部と係脱自在に係合するリブ状部が形成されていてもよい。
【００１６】
また、上述のような樹脂成型装置において、溶融樹脂を樹脂流出口からオーバーモールド金型に注入するホットランナーノズルと、オーバーモールドキャビティに保持されたインサートボトルの内部に流体を圧送する流体圧送機構と、ホットランナーノズルからオーバーモールド金型に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つと流体圧送機構がインサートボトルに圧送する流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つとを同期させて制御する成型制御手段と、を有してもよい。
【００１７】
また、上述のような樹脂成型装置において、成型制御手段は、ホットランナーノズルによりオーバーモールド金型に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御してもよい。
【００１８】
また、上述のような樹脂成型装置において、成型制御手段は、複数のオーバーモールド金型ごとにホットランナーノズルにより溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御するとともに複数のインサートボトルごとに流体圧送機構で流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御してもよい。
【００１９】
また、上述のような樹脂成型装置において、ホットランナーノズルは、事前に所定容量に計量された溶融樹脂を射出する樹脂射出機構を、さらに有し、成型制御手段は、ホットランナーノズルにより複数のオーバーモールド金型ごとに射出する溶融樹脂を所定容量に調整してもよい。
【００２０】
なお、本発明の各種の構成要素は、その機能を実現するように形成されていればよく、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与された樹脂成型装置、コンピュータプログラムにより樹脂成型装置に実現された所定の機能、これらの任意の組み合わせ、等として実現することができる。
【００２１】
また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の樹脂成型装置では、少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が流路形成部材に形成されている。その分岐樹脂流路の樹脂流入口に樹脂圧送機構が溶融樹脂を圧送する。分岐樹脂流路の複数の樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを複数のオーバーモールド金型が各々形成する。これら複数のオーバーモールド金型の各々のオーバーモールドキャビティに溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを複数のボトル保持機構が保持する。このため、インサートボトルの外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型で同時に実行される。従って、オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができる。さらに好ましい態様では、オーバーモールドキャビティに溶融樹脂を圧送するホットランナーノズルごとに樹脂射出機構を設けているため、オーバーモールド成型時のインナーボトルの変位や変形を大幅に低減でき、目的とするオーバーモールド成型品を高収率に成型できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の樹脂成型装置の全体構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図２】インサートボトルの外観を示す二面図である。
【図３】オーバーモールド金型にインサートボトルを装填する工程を示す模式的な縦断正面図である。
【図４】オーバーモールド樹脂を成型してオーバーモールドボトルを完成する工程を示す模式的な縦断正面図である。
【図５】完成したオーバーモールドボトルにボトルキャップを装着する状態を示す模式的な正面図である。
【図６】一の変形例の樹脂成型装置の全体構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図７】ホットランナーノズルの内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図８】複数のホットランナーノズルと樹脂射出機構との連結構造を示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。なお、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００２５】
本実施の形態の樹脂成型装置１０００は、図１に示すように、少なくとも一つの樹脂流入口１０１から複数の樹脂流出口１０２まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路１０３が形成されている流路形成部材１００と、分岐樹脂流路１０３の樹脂流入口１０１に溶融樹脂を圧送する樹脂圧送機構２００と、分岐樹脂流路１０３の複数の樹脂流出口１０２の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティ３０１を各々形成する複数のオーバーモールド金型３００と、複数のオーバーモールド金型３００の各々のオーバーモールドキャビティ３０１に溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトル５００を底部が樹脂流出口１０２に対向するように保持する複数のボトル保持機構４００と、を有する。
【００２６】
より詳細には、インサートボトル５００は、例えば、いわゆるペットボトルからなり、図２に示すように、四角柱状の中空のボトル本体５１０と、上端開口の円筒首部５２０と、を有する。
【００２７】
例えば、ボトル本体５１０は底部が平坦に閉塞されており、上部が四角錐状に形成されて小径の円筒首部５２０に連通している。この円筒首部５２０の基部外周には円環状のストッパ部５２１が形成されている。
【００２８】
なお、インサートボトル５００はポリオレフィン、ポリエステルまたはポリアミドなどの樹脂材料からなり、内容物の視認性から透明性合成樹脂が好適に用いられる。具体的には、耐熱性や耐衝撃性、耐食性、装飾性、審美性などの観点から選択することができる。このため、耐熱ガラスからなるインサートボトル(図示せず)なども多用される。
【００２９】
例えば、溶融温度の高さからポリエステルやポリアミド、耐食性の高さからポリエチレンやポリプロピレンまたは上記アイオノマー樹脂が好ましく用いられる。樹脂材料には、光反射粉を混合して、オーバーモールドボトル６００の審美性を向上してもよい。
【００３０】
さらに、円筒首部５２０の外周面には雄ネジ５２２が形成されているが、この雄ネジ５２２には、図示するように、周面方向の複数箇所で軸心方向にスリット部５２３が形成されている。
【００３１】
そこで、ボトル保持機構４００は、図３に示すように、円筒首部５２０が着脱自在に挿入される円形穴部４１０が形成されており、その内周面にスリット部５２３と係脱自在に係合するリブ状部４１１が形成されている。
【００３２】
なお、オーバーモールド金型３００は、第一／第二の分割金型３１０,３２０からなり、第一／第二の分割金型３１０，３２０を接合すると、その上部にオーバーモールドキャビティ３０１に連通して溶融樹脂が流入される樹脂流動通路３０２が形成される。
【００３３】
オーバーモールドキャビティ３０１に連通するオーバーモールド金型３００の下部には直方体状の空隙が形成されており、そこに直方体状の外形のボトル保持機構４００が着脱自在に装着されている。
【００３４】
このボトル保持機構４００とオーバーモールド金型３００には、保持したインサートボトル５００の内部中央に冷却された流体、例えば空気が圧送される空気供給流路３０３と、インサートボトル５００の内部下方から空気が排気される一対の空気排出流路３０４と、が形成されている。
【００３５】
ボトルの内部に供給される流体は気体である必要はなく、水のような液体であってもよく、製品としてボトルに満たされる気体や液体であってもよい。また、供給する場所はボトル開口部中央である必要はない。ボトル内部に冷却された流体を供給するため、通常ではインナーボトルとして使用できない樹脂製のボトルも使用可能である。
【００３６】
一方、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、図１に示すように、前述のように少なくとも一つの樹脂流入口１０１に樹脂圧送機構２００が装着されている流路形成部材１００の分岐樹脂流路１０３が順次分岐されて複数の樹脂流出口１０２が形成されており、この複数の樹脂流出口１０２の各々に複数のホットランナーノズル２１０を個々に介して複数のオーバーモールド金型３００が個々に連結されている。
【００３７】
ホットランナーノズル２１０は、樹脂圧送機構２００に圧送されて分岐樹脂流路１０３の樹脂流出口１０２から流出する溶融樹脂を、オーバーモールド金型３００の樹脂流動通路３０２に射出する。
【００３８】
なお、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、上述のように複雑で長大な分岐樹脂流路１０３に溶融樹脂を流動させるため、分岐樹脂流路１０３の各所にヒータ部材１１０が配置されている。このため、複雑で長大な分岐樹脂流路１０３を流動する溶融樹脂は、ヒータ部材１１０の加熱により適正な温度および粘度に維持される。
【００３９】
上述のようなヒータ部材(図示せず)はホットランナーノズル２１０にも内蔵されており、ホットランナーノズル２１０がオーバーモールド金型３００に射出する溶融樹脂を適正な温度に加熱する。
【００４０】
上述のような構成において、本実施の形態の樹脂成型装置１０００による射出成型方法を以下に順番に説明する。まず、図２に示すように、円筒首部５２０の雄ネジ５２２に周面方向で複数位置にスリット部５２３が軸心方向に形成されているインサートボトル５００を用意する。
【００４１】
つぎに、図３に示すように、そのスリット部５２３がリブ状部４１１に係合するように、インサートボトル５００の円筒首部５２０をボトル保持機構４００の円形穴部４１０に挿入する。
【００４２】
これでインサートボトル５００はボトル保持機構４００に保持されるので、このボトル保持機構４００を第一／第二の分割金型３１０，３２０からなるオーバーモールド金型３００に装着する。
【００４３】
上述のように複数のオーバーモールド金型３００を準備したら、図１に示すように、樹脂成型装置１０００の複数のホットランナーノズル２１０の各々にオーバーモールド金型３００を装着する。
【００４４】
このとき、オーバーモールド金型３００の空気供給流路３０３に冷気圧送機構(図示せず)を連結するとともに、一対の空気排出流路３０４に空気排気機構(図示せず)も連結する。
【００４５】
上述のような状態で、樹脂圧送機構２００により圧送される溶融樹脂が分岐樹脂流路１０３で順次分岐されて複数のホットランナーノズル２１０から複数のオーバーモールド金型３００に個々に射出される。このとき、分岐樹脂流路１０３を流動する溶融樹脂はヒータ部材１１０により適正な温度に加熱されるので適正な粘度が維持される。
【００４６】
また、ホットランナーノズル２１０も溶融樹脂を適正に加熱して射出するので、図４(ａ)に示すように、オーバーモールド金型３００ではオーバーモールドキャビティ３０１にオーバーモールド樹脂６１０が成型される。
【００４７】
このオーバーモールド樹脂６１０はインサートボトル５００の外面に一体に成型されるが、このインサートボトル５００には冷却された空気が所定の圧力で流動されるので、射出される溶融樹脂の圧力のためにインサートボトル５００が変形することなどが防止される。
【００４８】
オーバーモールド樹脂６１０の材料としては、アイオノマー樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体樹脂、またはスチレン・アクリロニトリル共重合体樹脂などのスチレン系樹脂を用いることができ、好ましくはアイオノマー樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体樹脂、より好ましくは、アイオノマー樹脂を用いることができる。
【００４９】
アイオノマー樹脂としては、例えば不飽和カルボン酸含有が１〜４０質量％のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和したものを使用することができる。
【００５０】
アイオノマー樹脂のベースポリマーとなるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、エチレンと不飽和カルボン酸、さらに任意の他の極性モノマーを共重合体して得られるものである。
【００５１】
金属イオンとしては、１〜３価の原子価を有する金属イオン、特に元素周期律表におけるＩＡ，ＩＩＡ，ＩＩＩＡ，ＩＶＡおよびＩＩＩ族の１〜３価の原子価を有する金属イオンが挙げられる。具体的には、オーバーモールド樹脂６１０の材料は、耐衝撃性や透明性、審美性などの観点から選択される。
【００５２】
前述のようにインサートボトル５００の外面にオーバーモールド樹脂６１０が一体にオーバーモールド成型されると、これでオーバーモールドボトル６００が完成する。そこで、図４(ｂ)に示すように、第一／第二の分割金型３１０，３２０を開放してオーバーモールドボトル６００を取り出し、樹脂流動通路３０２で凝固した樹脂ランナー６０１を切除する。
【００５３】
このとき、第一／第二の分割金型３１０，３２０を開放すると、オーバーモールドボトル６００はボトル保持機構４００から回転させることなく引き出される。しかし、このオーバーモールドボトル６００の円筒首部５２０の雄ネジ５２２は、複数のスリット部５２３が形成されていても普通に機能するので、図５に示すように、内周面に雌ネジ６２１が形成されているボトルキャップ６２０が着脱自在に螺合される。
【００５４】
本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、上述のように少なくとも一つの樹脂流入口１０１から複数の樹脂流出口１０２まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路１０３が流路形成部材１００に形成されている。
【００５５】
その分岐樹脂流路１０３の樹脂流入口１０１に樹脂圧送機構２００が溶融樹脂を圧送する。分岐樹脂流路１０３の複数の樹脂流出口１０２の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティ３０１を複数のオーバーモールド金型３００が各々形成する。
【００５６】
これら複数のオーバーモールド金型３００の各々のオーバーモールドキャビティ３０１に溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトル５００を底部が樹脂流出口１０２に対向するように複数のボトル保持機構４００が保持する。
【００５７】
このため、インサートボトル５００の外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型３００で同時に実行される。従って、オーバーモールドボトル６００の量産性を向上させることができる。
【００５８】
特に、インサートボトル５００は端面が開口している円筒首部５２０の外周面に雄ネジ５２２が形成されており、雄ネジ５２２に周面方向の複数箇所で軸心方向にスリット部５２３が形成されている。
【００５９】
そして、ボトル保持機構４００は、円筒首部５２０が着脱自在に挿入される円形穴部４１０の内周面にスリット部５２３と係脱自在に係合するリブ状部４１１が形成されている。
【００６０】
このため、オーバーモールド金型３００の内部にインサートボトル５００を配置するためには、その円筒首部５２０をボトル保持機構４００の円形穴部４１０に軸心方向に挿入すればよい。
【００６１】
つまり、円筒首部５２０の雄ネジ５２２をボトル保持機構４００の雌ネジ(図示せず)に回転させて螺合させるような必要がない。このため、オーバーモールド金型３００の内部にインサートボトル５００を簡単かつ迅速に適正に配置することができ、さらにオーバーモールドボトル６００の量産性を向上させることができる。
【００６２】
しかも、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、スリット部５２３とリブ状部４１１とを係合させて円筒首部５２０を円形穴部４１０に挿入することで、インサートボトル５００をボトル保持機構４００に保持させている。
【００６３】
このため、雄ネジと雌ネジとの螺合に比較するとインサートボトル５００の保持は強固ではない。しかし、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、前述のようにボトル保持機構４００はインサートボトル５００を底部が樹脂流出口１０２に対向するように保持する。
【００６４】
従って、樹脂流出口１０２からオーバーモールドキャビティ３０１に射出されてインサートボトル５００に作用する溶融樹脂の動圧は、ボトル保持機構４００による保持を補助する方向に作用することになる。このため、オーバーモールドキャビティ３０１に射出される溶融樹脂の動圧のためにインサートボトル５００が変位することを良好に抑制できる。
【００６５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではインサートボトル５００の円筒首部５２０の外周部に雄ネジ５２２が形成されていてスリット部５２３が形成されており、これが係合するリブ状部４１１がボトル保持機構４００の円形穴部４１０に形成されていることを例示した。しかし、インサートボトルの円筒首部がスナップフィットに形成されており、ボトル保持機構の円形穴部にリブ状部が形成されていなくともよい(図示せず)。
【００６６】
また、上記形態では樹脂圧送機構２００が圧送する溶融樹脂をホットランナーノズル２１０で加熱してオーバーモールド金型３００に射出するとともに、そのオーバーモールド金型３００に保持されているインサートボトル５００の内部に冷却した空気を所定の圧力で流動させることのみ例示した。
【００６７】
しかし、上述のような樹脂成型装置１０００において、ホットランナーノズル２１０からオーバーモールド金型３００に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つと、インサートボトル５００に圧送される冷気の温度と流速と圧力との少なくとも一つとを、同期させて制御してもよい(図示せず)。この場合、より迅速かつ正確にオーバーモールドボトル６００をオーバーモールド成型するようなことが期待できる。
【００６８】
例えば、上記形態ではホットランナーノズル２１０が動的に制御されない単純なノズルからなることを想定した。しかし、このホットランナーノズル２１０が動的に制御され、オーバーモールド金型３００に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御してもよい。
【００６９】
この場合、樹脂成型装置(図示せず)は、複数のオーバーモールド金型３００ごとにホットランナーノズル２１０により溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御するとともに、複数のインサートボトル５００ごとに流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御すればよい。
【００７０】
例えば、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、前述のようにスリット部５２３とリブ状部４１１とを係合させて円筒首部５２０を円形穴部４１０に挿入することで、インサートボトル５００をボトル保持機構４００に保持させている。
【００７１】
このため、ホットランナーノズル２１０からオーバーモールド金型３００に射出される溶融樹脂の流速によっては、インサートボトル５００が変位する可能性がある。このような変位は、インサートボトル５００がペットボトルではなく耐熱ガラスボトルの場合にも問題となる。
【００７２】
そこで、上述のような課題が発生する場合には、インサートボトル５００が変位しない範囲に、溶融樹脂の流速をホットランナーノズル２１０で制御することが好適である。
【００７３】
また、インサートボトル５００の外面に作用する溶融樹脂の圧力より内面に作用する冷却空気の圧力が異常に高いと、インサートボトル５００がボトル保持機構４００から脱落する可能性がある。
【００７４】
そこで、スリット部５２３とリブ状部４１１とを係合させて円筒首部５２０を円形穴部４１０に保持させた構造でも、インサートボトル５００がボトル保持機構４００から脱落しないように、溶融樹脂と冷却空気との圧力を同期させて制御することが好適である。
【００７５】
また、上記形態ではインサートボトル５００は外側から溶融樹脂で加熱されるとともに内側から冷却空気で空冷されることを例示した。そこで、インサートボトル５００に異常加熱や圧力差分による変形などが発生しないように、溶融樹脂と冷却空気との温度および流速を同期させて制御することも好適である。
【００７６】
特に、前述のように複数のホットランナーノズル２１０から複数のオーバーモールド金型３００に溶融樹脂を同時に注入してオーバーモールドボトル６００を形成する場合、複数のホットランナーノズル２１０を個々に制御することが好適である。
【００７７】
この場合、複数のインサートボトル５００の機械強度に個体差などが存在しても、それに個別に対応して複数のオーバーモールドボトル６００を均質に量産することができる。
【００７８】
また、上述のような樹脂成型装置において、ホットランナーノズルが、事前に所定容量に計量された溶融樹脂を射出する樹脂射出機構を有してもよい。より具体的には、図６ないし図８に例示する樹脂成型装置２０００のように、ホットランナーノズル７００は、例えば、溶融樹脂を射出する樹脂射出機構７１０として、ノズルシリンダ７１１の内部にスライド自在に配置されたノズルピストン７１２、このノズルピストン７１２をピストンプランジャ７１３に連結してスライド移動させるピストンリンク機構７１４、等を有する。
【００７９】
この機構によれば、一つのピストンプランジャ７１３により独立した複数のノズルピストン７１２を制動することができるので、装置構造も極めて簡単になる。本発明では、この機構だけでも、変位や変形を減少したオーバーモールドボトル６００を製造することが可能である。
【００８０】
なお、流路形成部材８００の分岐樹脂流路８０３の樹脂流出口８０２は、上述のようなホットランナーノズル７００の下部側面に連結されている。その樹脂流出口８０２には、例えば、射出される溶融樹脂を計量された所定容量に制限する流路ゲート８１０が形成されている。
【００８１】
このような樹脂成型装置２０００では、例えば、事前に複数のホットランナーノズル７００の各々から射出される溶融樹脂が個々に計量される。そして、複数のホットランナーノズル７００が同一の所定容量の溶融樹脂を射出するように、例えば、複数のホットランナーノズル７００のノズルシリンダ７１１のホームポジションなどが個々に調整される。
【００８２】
そこで、一個のピストンプランジャ７１３で複数のホットランナーノズル７００のノズルシリンダ７１１を一様にスライド移動させても、複数のオーバーモールド金型３００に同一の所定容量の溶融樹脂が射出されることになる。
【００８３】
このため、オーバーモールド金型３００のオーバーモールドキャビティ３０１に配置されているインサートボトル５００の変形および変位を良好に防止することができ、成型されるオーバーモールド樹脂６１０の変形および変位も良好に防止することができる。このため、高品質なオーバーモールドボトル６００を、均質に量産することができる。
【００８４】
また、上記形態ではオーバーモールド金型３００を準備してからホットランナーノズル２１０に連結することを例示した。しかし、最初からホットランナーノズル２１０に第一の分割金型３１０を連結しておき、第二の分割金型３２０を開閉するような構造も可能である(図示せず)。
【００８５】
さらに、上記形態ではオーバーモールド金型３００の第一／第二の分割金型３１０，３２０とボトル保持機構４００とが着脱自在な別体に形成されていることを例示した。しかし、このようなボトル保持機構４００を第一／第二の分割金型３１０，３２０の一方と一体に形成しておいてもよい(図示せず)。
【００８６】
また、図１では図示および説明を簡単とするため、分岐樹脂流路１０３が単純に二次元状に分岐されており、その流路直径も均一とした。しかし、この分岐樹脂流路１０３は、実際には三次元状に分岐していてもよく、その流路直径も均一である必要はない(図示せず)。
【００８７】
さらに、分岐樹脂流路１０３が二つに等長に分岐することを繰り返し、一つの樹脂流入口１０１から八つの樹脂流出口１０２まで連通していることを例示した。しかし、分岐樹脂流路が二つ以上に不等長に分岐することを繰り返した形状に形成されていることも不可能ではない(図示せず)。
【００８８】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 流路形成部材
１０１ 樹脂流入口
１０２ 樹脂流出口
１０３ 分岐樹脂流路
１１０ ヒータ部材
２００ 樹脂圧送機構
２１０ ホットランナーノズル
３００ オーバーモールド金型
３０１ オーバーモールドキャビティ
３０２ 樹脂流動通路
３０３ 空気供給流路
３０４ 空気排出流路
３１０ 第一の分割金型
３２０ 第二の分割金型
４００ ボトル保持機構
４１０ 円形穴部
４１１ リブ状部
５００ インサートボトル
５１０ ボトル本体
５２０ 円筒首部
５２１ ストッパ部
５２２ 雄ネジ
５２３ スリット部
６００ オーバーモールドボトル
６０１ 樹脂ランナー
６１０ オーバーモールド樹脂
６２０ ボトルキャップ
６２１ 雌ネジ
７００ ホットランナーノズル
７１０ 樹脂射出機構
７１１ ノズルシリンダ
７１２ ノズルピストン
７１３ ピストンプランジャ
７１４ ピストンリンク機構
８００ 流路形成部材
８０２ 樹脂流出口
８０３ 分岐樹脂流路
８１０ 流路ゲート
１０００ 樹脂成型装置
２０００ 樹脂成型装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂を射出成型する樹脂成型装置に関し、特に、インサートボトルの外側に溶融樹脂を射出してオーバーモールド樹脂を成型する樹脂成型装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
化粧水、薬品または飲料など流動性をもつ液状物を収容する容器として、樹脂製のインサートボトル（インナーシェル）の外側に溶融樹脂を射出してオーバーモールド樹脂（アウターシェル）を成型したオーバーモールド容器が提案されている。
【０００３】
かかるオーバーモールド容器は、インサートボトルとオーバーモールド樹脂とを異なる材料より作製できる。このため、例えば、インサートボトルには耐食性を求め、オーバーモールド樹脂には機械強度を求めるなど、収容物の特性に応じた容器を実現することができる（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
ここで、インサートボトルの外側にオーバーモールド樹脂をオーバーモールド成型するに際しては、オーバーモールド金型に対するインサートボトルの変位を抑制した状態で行う必要がある。
【０００５】
また、インサートボトルとオーバーモールド樹脂がともに角瓶形状であったり、それぞれに特定の装飾が施されていたりする場合には、オーバーモールド金型に対するインサートボトルの向きを定めてオーバーモールド成型する必要がある。
【０００６】
これに対し、上記文献１，２に記載の樹脂成型装置では、インサートボトルの円筒首部の外周面に雄ネジが形成されており、これと螺合する雌ネジをオーバーモールド金型の円形穴部の内周面に形成しておくことにより、インサートボトルをオーバーモールド金型の内部に固定するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２００８／０１０５９７号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２００８／０１０６００号パンフレット
【特許文献３】特開２０００−００６１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上述した射出成型装置では、インサートボトルを何度も回転させて円筒首部の雄ネジをオーバーモールド金型の円形穴部の雌ネジに螺合させないと、インサートボトルをオーバーモールド金型に固定することができない。
【０００９】
このため、インサートボトルをオーバーモールド金型に固定する作業が煩雑であり、その自動化なども容易ではない。このため、インサートボトルにオーバーモールド樹脂が成型されたオーバーモールドボトルの生産性が低下している。
【００１０】
上述のような課題を解決するため、本出願人はインサートボトルを回転させずともオーバーモールド金型に固定できる技術を発明し、これを特願２００８−１９０２４０号として出願した。
【００１１】
上記出願の発明により、オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができることとなった。しかし、さらなるオーバーモールドボトルの量産性の向上が現在は要望されている。
【００１２】
本発明は上述のような課題に鑑みてなされたものであり、オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができる樹脂成型装置を提供するものである。量産性にあたっては多数個取りが考えられるが、金型内に射出される溶融樹脂流によってインナーボトルが所定位置から変位したり、ボトル自体が変形しないように精密制御する必要がある。本発明は、他にはインナーボトルが変位したり、或いは変形しないように精密制御できる多数個取りのオーバーモールド用の樹脂成型装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の樹脂成型装置は、少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が形成されている流路形成部材と、分岐樹脂流路の樹脂流入口に溶融樹脂を圧送する樹脂圧送機構と、分岐樹脂流路の複数の樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを各々形成する複数のオーバーモールド金型と、複数のオーバーモールド金型の各々のオーバーモールドキャビティに溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを保持する複数のボトル保持機構と、を有する。
【００１４】
従って、本発明の樹脂成型装置では、少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が流路形成部材に形成されている。その分岐樹脂流路の樹脂流入口に樹脂圧送機構が溶融樹脂を圧送する。分岐樹脂流路の複数の樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを複数のオーバーモールド金型が各々形成する。これら複数のオーバーモールド金型の各々のオーバーモールドキャビティに溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを複数のボトル保持機構が保持する。このため、インサートボトルの外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型で同時に実行される。
【００１５】
また、上述のような樹脂成型装置において、インサートボトルは端面が開口している円筒首部の外周面に雄ネジが形成されており、雄ネジに周面方向の複数箇所で軸心方向にスリット部が形成されており、ボトル保持機構は、円筒首部が着脱自在に挿入される円形穴部の内周面にスリット部と係脱自在に係合するリブ状部が形成されていてもよい。
【００１６】
また、上述のような樹脂成型装置において、溶融樹脂を樹脂流出口からオーバーモールド金型に注入するホットランナーノズルと、オーバーモールドキャビティに保持されたインサートボトルの内部に流体を圧送する流体圧送機構と、ホットランナーノズルからオーバーモールド金型に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つと流体圧送機構がインサートボトルに圧送する流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つとを同期させて制御する成型制御手段と、を有してもよい。
【００１７】
また、上述のような樹脂成型装置において、成型制御手段は、ホットランナーノズルによりオーバーモールド金型に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御してもよい。
【００１８】
また、上述のような樹脂成型装置において、成型制御手段は、複数のオーバーモールド金型ごとにホットランナーノズルにより溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御するとともに複数のインサートボトルごとに流体圧送機構で流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御してもよい。
【００１９】
また、上述のような樹脂成型装置において、ホットランナーノズルは、事前に所定容量に計量された溶融樹脂を射出する樹脂射出機構を、さらに有し、成型制御手段は、ホットランナーノズルにより複数のオーバーモールド金型ごとに射出する溶融樹脂を所定容量に調整してもよい。
【００２０】
なお、本発明の各種の構成要素は、その機能を実現するように形成されていればよく、例えば、所定の機能を発揮する専用のハードウェア、所定の機能がコンピュータプログラムにより付与された樹脂成型装置、コンピュータプログラムにより樹脂成型装置に実現された所定の機能、これらの任意の組み合わせ、等として実現することができる。
【００２１】
また、本発明の各種の構成要素は、必ずしも個々に独立した存在である必要はなく、複数の構成要素が一個の部材として形成されていること、一つの構成要素が複数の部材で形成されていること、ある構成要素が他の構成要素の一部であること、ある構成要素の一部と他の構成要素の一部とが重複していること、等でもよい。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の樹脂成型装置では、少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が流路形成部材に形成されている。その分岐樹脂流路の樹脂流入口に樹脂圧送機構が溶融樹脂を圧送する。分岐樹脂流路の複数の樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを複数のオーバーモールド金型が各々形成する。これら複数のオーバーモールド金型の各々のオーバーモールドキャビティに溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを複数のボトル保持機構が保持する。このため、インサートボトルの外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型で同時に実行される。従って、オーバーモールドボトルの量産性を向上させることができる。さらに好ましい態様では、オーバーモールドキャビティに溶融樹脂を圧送するホットランナーノズルごとに樹脂射出機構を設けているため、オーバーモールド成型時のインナーボトルの変位や変形を大幅に低減でき、目的とするオーバーモールド成型品を高収率に成型できる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態の樹脂成型装置の全体構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図２】インサートボトルの外観を示す二面図である。
【図３】オーバーモールド金型にインサートボトルを装填する工程を示す模式的な縦断正面図である。
【図４】オーバーモールド樹脂を成型してオーバーモールドボトルを完成する工程を示す模式的な縦断正面図である。
【図５】完成したオーバーモールドボトルにボトルキャップを装着する状態を示す模式的な正面図である。
【図６】一の変形例の樹脂成型装置の全体構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図７】ホットランナーノズルの内部構造を示す模式的な縦断正面図である。
【図８】複数のホットランナーノズルと樹脂射出機構との連結構造を示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明の実施の一形態を図面を参照して以下に説明する。なお、本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
【００２５】
本実施の形態の樹脂成型装置１０００は、図１に示すように、少なくとも一つの樹脂流入口１０１から複数の樹脂流出口１０２まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路１０３が形成されている流路形成部材１００と、分岐樹脂流路１０３の樹脂流入口１０１に溶融樹脂を圧送する樹脂圧送機構２００と、分岐樹脂流路１０３の複数の樹脂流出口１０２の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティ３０１を各々形成する複数のオーバーモールド金型３００と、複数のオーバーモールド金型３００の各々のオーバーモールドキャビティ３０１に溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトル５００を底部が樹脂流出口１０２に対向するように保持する複数のボトル保持機構４００と、を有する。
【００２６】
より詳細には、インサートボトル５００は、例えば、いわゆるペットボトルからなり、図２に示すように、四角柱状の中空のボトル本体５１０と、上端開口の円筒首部５２０と、を有する。
【００２７】
例えば、ボトル本体５１０は底部が平坦に閉塞されており、上部が四角錐状に形成されて小径の円筒首部５２０に連通している。この円筒首部５２０の基部外周には円環状のストッパ部５２１が形成されている。
【００２８】
なお、インサートボトル５００はポリオレフィン、ポリエステルまたはポリアミドなどの樹脂材料からなり、内容物の視認性から透明性合成樹脂が好適に用いられる。具体的には、耐熱性や耐衝撃性、耐食性、装飾性、審美性などの観点から選択することができる。このため、耐熱ガラスからなるインサートボトル(図示せず)なども多用される。
【００２９】
例えば、溶融温度の高さからポリエステルやポリアミド、耐食性の高さからポリエチレンやポリプロピレンまたは上記アイオノマー樹脂が好ましく用いられる。樹脂材料には、光反射粉を混合して、オーバーモールドボトル６００の審美性を向上してもよい。
【００３０】
さらに、円筒首部５２０の外周面には雄ネジ５２２が形成されているが、この雄ネジ５２２には、図示するように、周面方向の複数箇所で軸心方向にスリット部５２３が形成されている。
【００３１】
そこで、ボトル保持機構４００は、図３に示すように、円筒首部５２０が着脱自在に挿入される円形穴部４１０が形成されており、その内周面にスリット部５２３と係脱自在に係合するリブ状部４１１が形成されている。
【００３２】
なお、オーバーモールド金型３００は、第一／第二の分割金型３１０,３２０からなり、第一／第二の分割金型３１０，３２０を接合すると、その上部にオーバーモールドキャビティ３０１に連通して溶融樹脂が流入される樹脂流動通路３０２が形成される。
【００３３】
オーバーモールドキャビティ３０１に連通するオーバーモールド金型３００の下部には直方体状の空隙が形成されており、そこに直方体状の外形のボトル保持機構４００が着脱自在に装着されている。
【００３４】
このボトル保持機構４００とオーバーモールド金型３００には、保持したインサートボトル５００の内部中央に冷却された流体、例えば空気が圧送される空気供給流路３０３と、インサートボトル５００の内部下方から空気が排気される一対の空気排出流路３０４と、が形成されている。
【００３５】
ボトルの内部に供給される流体は気体である必要はなく、水のような液体であってもよく、製品としてボトルに満たされる気体や液体であってもよい。また、供給する場所はボトル開口部中央である必要はない。ボトル内部に冷却された流体を供給するため、通常ではインナーボトルとして使用できない樹脂製のボトルも使用可能である。
【００３６】
一方、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、図１に示すように、前述のように少なくとも一つの樹脂流入口１０１に樹脂圧送機構２００が装着されている流路形成部材１００の分岐樹脂流路１０３が順次分岐されて複数の樹脂流出口１０２が形成されており、この複数の樹脂流出口１０２の各々に複数のホットランナーノズル２１０を個々に介して複数のオーバーモールド金型３００が個々に連結されている。
【００３７】
ホットランナーノズル２１０は、樹脂圧送機構２００に圧送されて分岐樹脂流路１０３の樹脂流出口１０２から流出する溶融樹脂を、オーバーモールド金型３００の樹脂流動通路３０２に射出する。
【００３８】
なお、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、上述のように複雑で長大な分岐樹脂流路１０３に溶融樹脂を流動させるため、分岐樹脂流路１０３の各所にヒータ部材１１０が配置されている。このため、複雑で長大な分岐樹脂流路１０３を流動する溶融樹脂は、ヒータ部材１１０の加熱により適正な温度および粘度に維持される。
【００３９】
上述のようなヒータ部材(図示せず)はホットランナーノズル２１０にも内蔵されており、ホットランナーノズル２１０がオーバーモールド金型３００に射出する溶融樹脂を適正な温度に加熱する。
【００４０】
上述のような構成において、本実施の形態の樹脂成型装置１０００による射出成型方法を以下に順番に説明する。まず、図２に示すように、円筒首部５２０の雄ネジ５２２に周面方向で複数位置にスリット部５２３が軸心方向に形成されているインサートボトル５００を用意する。
【００４１】
つぎに、図３に示すように、そのスリット部５２３がリブ状部４１１に係合するように、インサートボトル５００の円筒首部５２０をボトル保持機構４００の円形穴部４１０に挿入する。
【００４２】
これでインサートボトル５００はボトル保持機構４００に保持されるので、このボトル保持機構４００を第一／第二の分割金型３１０，３２０からなるオーバーモールド金型３００に装着する。
【００４３】
上述のように複数のオーバーモールド金型３００を準備したら、図１に示すように、樹脂成型装置１０００の複数のホットランナーノズル２１０の各々にオーバーモールド金型３００を装着する。
【００４４】
このとき、オーバーモールド金型３００の空気供給流路３０３に冷気圧送機構(図示せず)を連結するとともに、一対の空気排出流路３０４に空気排気機構(図示せず)も連結する。
【００４５】
上述のような状態で、樹脂圧送機構２００により圧送される溶融樹脂が分岐樹脂流路１０３で順次分岐されて複数のホットランナーノズル２１０から複数のオーバーモールド金型３００に個々に射出される。このとき、分岐樹脂流路１０３を流動する溶融樹脂はヒータ部材１１０により適正な温度に加熱されるので適正な粘度が維持される。
【００４６】
また、ホットランナーノズル２１０も溶融樹脂を適正に加熱して射出するので、図４(ａ)に示すように、オーバーモールド金型３００ではオーバーモールドキャビティ３０１にオーバーモールド樹脂６１０が成型される。
【００４７】
このオーバーモールド樹脂６１０はインサートボトル５００の外面に一体に成型されるが、このインサートボトル５００には冷却された空気が所定の圧力で流動されるので、射出される溶融樹脂の圧力のためにインサートボトル５００が変形することなどが防止される。
【００４８】
オーバーモールド樹脂６１０の材料としては、アイオノマー樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体樹脂、またはスチレン・アクリロニトリル共重合体樹脂などのスチレン系樹脂を用いることができ、好ましくはアイオノマー樹脂、ポリエステル樹脂、エチレン・（メタ）アクリル酸共重合体樹脂、より好ましくは、アイオノマー樹脂を用いることができる。
【００４９】
アイオノマー樹脂としては、例えば不飽和カルボン酸含有が１〜４０質量％のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシル基の少なくとも一部を金属イオンで中和したものを使用することができる。
【００５０】
アイオノマー樹脂のベースポリマーとなるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、エチレンと不飽和カルボン酸、さらに任意の他の極性モノマーを共重合体して得られるものである。
【００５１】
金属イオンとしては、１〜３価の原子価を有する金属イオン、特に元素周期律表におけるＩＡ，ＩＩＡ，ＩＩＩＡ，ＩＶＡおよびＩＩＩ族の１〜３価の原子価を有する金属イオンが挙げられる。具体的には、オーバーモールド樹脂６１０の材料は、耐衝撃性や透明性、審美性などの観点から選択される。
【００５２】
前述のようにインサートボトル５００の外面にオーバーモールド樹脂６１０が一体にオーバーモールド成型されると、これでオーバーモールドボトル６００が完成する。そこで、図４(ｂ)に示すように、第一／第二の分割金型３１０，３２０を開放してオーバーモールドボトル６００を取り出し、樹脂流動通路３０２で凝固した樹脂ランナー６０１を切除する。
【００５３】
このとき、第一／第二の分割金型３１０，３２０を開放すると、オーバーモールドボトル６００はボトル保持機構４００から回転させることなく引き出される。しかし、このオーバーモールドボトル６００の円筒首部５２０の雄ネジ５２２は、複数のスリット部５２３が形成されていても普通に機能するので、図５に示すように、内周面に雌ネジ６２１が形成されているボトルキャップ６２０が着脱自在に螺合される。
【００５４】
本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、上述のように少なくとも一つの樹脂流入口１０１から複数の樹脂流出口１０２まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路１０３が流路形成部材１００に形成されている。
【００５５】
その分岐樹脂流路１０３の樹脂流入口１０１に樹脂圧送機構２００が溶融樹脂を圧送する。分岐樹脂流路１０３の複数の樹脂流出口１０２の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティ３０１を複数のオーバーモールド金型３００が各々形成する。
【００５６】
これら複数のオーバーモールド金型３００の各々のオーバーモールドキャビティ３０１に溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトル５００を底部が樹脂流出口１０２に対向するように複数のボトル保持機構４００が保持する。
【００５７】
このため、インサートボトル５００の外面にオーバーモールド樹脂が成型されるオーバーモールド成型が、複数のオーバーモールド金型３００で同時に実行される。従って、オーバーモールドボトル６００の量産性を向上させることができる。
【００５８】
特に、インサートボトル５００は端面が開口している円筒首部５２０の外周面に雄ネジ５２２が形成されており、雄ネジ５２２に周面方向の複数箇所で軸心方向にスリット部５２３が形成されている。
【００５９】
そして、ボトル保持機構４００は、円筒首部５２０が着脱自在に挿入される円形穴部４１０の内周面にスリット部５２３と係脱自在に係合するリブ状部４１１が形成されている。
【００６０】
このため、オーバーモールド金型３００の内部にインサートボトル５００を配置するためには、その円筒首部５２０をボトル保持機構４００の円形穴部４１０に軸心方向に挿入すればよい。
【００６１】
つまり、円筒首部５２０の雄ネジ５２２をボトル保持機構４００の雌ネジ(図示せず)に回転させて螺合させるような必要がない。このため、オーバーモールド金型３００の内部にインサートボトル５００を簡単かつ迅速に適正に配置することができ、さらにオーバーモールドボトル６００の量産性を向上させることができる。
【００６２】
しかも、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、スリット部５２３とリブ状部４１１とを係合させて円筒首部５２０を円形穴部４１０に挿入することで、インサートボトル５００をボトル保持機構４００に保持させている。
【００６３】
このため、雄ネジと雌ネジとの螺合に比較するとインサートボトル５００の保持は強固ではない。しかし、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、前述のようにボトル保持機構４００はインサートボトル５００を底部が樹脂流出口１０２に対向するように保持する。
【００６４】
従って、樹脂流出口１０２からオーバーモールドキャビティ３０１に射出されてインサートボトル５００に作用する溶融樹脂の動圧は、ボトル保持機構４００による保持を補助する方向に作用することになる。このため、オーバーモールドキャビティ３０１に射出される溶融樹脂の動圧のためにインサートボトル５００が変位することを良好に抑制できる。
【００６５】
なお、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で各種の変形を許容する。例えば、上記形態ではインサートボトル５００の円筒首部５２０の外周部に雄ネジ５２２が形成されていてスリット部５２３が形成されており、これが係合するリブ状部４１１がボトル保持機構４００の円形穴部４１０に形成されていることを例示した。しかし、インサートボトルの円筒首部がスナップフィットに形成されており、ボトル保持機構の円形穴部にリブ状部が形成されていなくともよい(図示せず)。
【００６６】
また、上記形態では樹脂圧送機構２００が圧送する溶融樹脂をホットランナーノズル２１０で加熱してオーバーモールド金型３００に射出するとともに、そのオーバーモールド金型３００に保持されているインサートボトル５００の内部に冷却した空気を所定の圧力で流動させることのみ例示した。
【００６７】
しかし、上述のような樹脂成型装置１０００において、ホットランナーノズル２１０からオーバーモールド金型３００に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つと、インサートボトル５００に圧送される冷気の温度と流速と圧力との少なくとも一つとを、同期させて制御してもよい(図示せず)。この場合、より迅速かつ正確にオーバーモールドボトル６００をオーバーモールド成型するようなことが期待できる。
【００６８】
例えば、上記形態ではホットランナーノズル２１０が動的に制御されない単純なノズルからなることを想定した。しかし、このホットランナーノズル２１０が動的に制御され、オーバーモールド金型３００に流入する溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御してもよい。
【００６９】
この場合、樹脂成型装置(図示せず)は、複数のオーバーモールド金型３００ごとにホットランナーノズル２１０により溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御するとともに、複数のインサートボトル５００ごとに流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御すればよい。
【００７０】
例えば、本実施の形態の樹脂成型装置１０００では、前述のようにスリット部５２３とリブ状部４１１とを係合させて円筒首部５２０を円形穴部４１０に挿入することで、インサートボトル５００をボトル保持機構４００に保持させている。
【００７１】
このため、ホットランナーノズル２１０からオーバーモールド金型３００に射出される溶融樹脂の流速によっては、インサートボトル５００が変位する可能性がある。このような変位は、インサートボトル５００がペットボトルではなく耐熱ガラスボトルの場合にも問題となる。
【００７２】
そこで、上述のような課題が発生する場合には、インサートボトル５００が変位しない範囲に、溶融樹脂の流速をホットランナーノズル２１０で制御することが好適である。
【００７３】
また、インサートボトル５００の外面に作用する溶融樹脂の圧力より内面に作用する冷却空気の圧力が異常に高いと、インサートボトル５００がボトル保持機構４００から脱落する可能性がある。
【００７４】
そこで、スリット部５２３とリブ状部４１１とを係合させて円筒首部５２０を円形穴部４１０に保持させた構造でも、インサートボトル５００がボトル保持機構４００から脱落しないように、溶融樹脂と冷却空気との圧力を同期させて制御することが好適である。
【００７５】
また、上記形態ではインサートボトル５００は外側から溶融樹脂で加熱されるとともに内側から冷却空気で空冷されることを例示した。そこで、インサートボトル５００に異常加熱や圧力差分による変形などが発生しないように、溶融樹脂と冷却空気との温度および流速を同期させて制御することも好適である。
【００７６】
特に、前述のように複数のホットランナーノズル２１０から複数のオーバーモールド金型３００に溶融樹脂を同時に注入してオーバーモールドボトル６００を形成する場合、複数のホットランナーノズル２１０を個々に制御することが好適である。
【００７７】
この場合、複数のインサートボトル５００の機械強度に個体差などが存在しても、それに個別に対応して複数のオーバーモールドボトル６００を均質に量産することができる。
【００７８】
また、上述のような樹脂成型装置において、ホットランナーノズルが、事前に所定容量に計量された溶融樹脂を射出する樹脂射出機構を有してもよい。より具体的には、図６ないし図８に例示する樹脂成型装置２０００のように、ホットランナーノズル７００は、例えば、溶融樹脂を射出する樹脂射出機構７１０として、ノズルシリンダ７１１の内部にスライド自在に配置されたノズルピストン７１２、このノズルピストン７１２をピストンプランジャ７１３に連結してスライド移動させるピストンリンク機構７１４、等を有する。
【００７９】
この機構によれば、一つのピストンプランジャ７１３により独立した複数のノズルピストン７１２を制動することができるので、装置構造も極めて簡単になる。本発明では、この機構だけでも、変位や変形を減少したオーバーモールドボトル６００を製造することが可能である。
【００８０】
なお、流路形成部材８００の分岐樹脂流路８０３の樹脂流出口８０２は、上述のようなホットランナーノズル７００の下部側面に連結されている。その樹脂流出口８０２には、例えば、射出される溶融樹脂を計量された所定容量に制限する流路ゲート８１０が形成されている。
【００８１】
このような樹脂成型装置２０００では、例えば、事前に複数のホットランナーノズル７００の各々から射出される溶融樹脂が個々に計量される。そして、複数のホットランナーノズル７００が同一の所定容量の溶融樹脂を射出するように、例えば、複数のホットランナーノズル７００のノズルシリンダ７１１のホームポジションなどが個々に調整される。
【００８２】
そこで、一個のピストンプランジャ７１３で複数のホットランナーノズル７００のノズルシリンダ７１１を一様にスライド移動させても、複数のオーバーモールド金型３００に同一の所定容量の溶融樹脂が射出されることになる。
【００８３】
このため、オーバーモールド金型３００のオーバーモールドキャビティ３０１に配置されているインサートボトル５００の変形および変位を良好に防止することができ、成型されるオーバーモールド樹脂６１０の変形および変位も良好に防止することができる。このため、高品質なオーバーモールドボトル６００を、均質に量産することができる。
【００８４】
また、上記形態ではオーバーモールド金型３００を準備してからホットランナーノズル２１０に連結することを例示した。しかし、最初からホットランナーノズル２１０に第一の分割金型３１０を連結しておき、第二の分割金型３２０を開閉するような構造も可能である(図示せず)。
【００８５】
さらに、上記形態ではオーバーモールド金型３００の第一／第二の分割金型３１０，３２０とボトル保持機構４００とが着脱自在な別体に形成されていることを例示した。しかし、このようなボトル保持機構４００を第一／第二の分割金型３１０，３２０の一方と一体に形成しておいてもよい(図示せず)。
【００８６】
また、図１では図示および説明を簡単とするため、分岐樹脂流路１０３が単純に二次元状に分岐されており、その流路直径も均一とした。しかし、この分岐樹脂流路１０３は、実際には三次元状に分岐していてもよく、その流路直径も均一である必要はない(図示せず)。
【００８７】
さらに、分岐樹脂流路１０３が二つに等長に分岐することを繰り返し、一つの樹脂流入口１０１から八つの樹脂流出口１０２まで連通していることを例示した。しかし、分岐樹脂流路が二つ以上に不等長に分岐することを繰り返した形状に形成されていることも不可能ではない(図示せず)。
【００８８】
なお、当然ながら、上述した実施の形態および複数の変形例は、その内容が相反しない範囲で組み合わせることができる。また、上述した実施の形態および変形例では、各部の構造などを具体的に説明したが、その構造などは本願発明を満足する範囲で各種に変更することができる。
【符号の説明】
【００８９】
１００ 流路形成部材
１０１ 樹脂流入口
１０２ 樹脂流出口
１０３ 分岐樹脂流路
１１０ ヒータ部材
２００ 樹脂圧送機構
２１０ ホットランナーノズル
３００ オーバーモールド金型
３０１ オーバーモールドキャビティ
３０２ 樹脂流動通路
３０３ 空気供給流路
３０４ 空気排出流路
３１０ 第一の分割金型
３２０ 第二の分割金型
４００ ボトル保持機構
４１０ 円形穴部
４１１ リブ状部
５００ インサートボトル
５１０ ボトル本体
５２０ 円筒首部
５２１ ストッパ部
５２２ 雄ネジ
５２３ スリット部
６００ オーバーモールドボトル
６０１ 樹脂ランナー
６１０ オーバーモールド樹脂
６２０ ボトルキャップ
６２１ 雌ネジ
７００ ホットランナーノズル
７１０ 樹脂射出機構
７１１ ノズルシリンダ
７１２ ノズルピストン
７１３ ピストンプランジャ
７１４ ピストンリンク機構
８００ 流路形成部材
８０２ 樹脂流出口
８０３ 分岐樹脂流路
８１０ 流路ゲート
１０００ 樹脂成型装置
２０００ 樹脂成型装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が形成されている流路形成部材と、
前記分岐樹脂流路の前記樹脂流入口に溶融樹脂を圧送する樹脂圧送機構と、
前記分岐樹脂流路の複数の前記樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを各々形成する複数のオーバーモールド金型と、
複数の前記オーバーモールド金型の各々の前記オーバーモールドキャビティに前記溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを保持する複数のボトル保持機構と、
を有する樹脂成型装置。
【請求項２】
前記溶融樹脂を前記樹脂流出口から前記オーバーモールド金型に注入するホットランナーノズルと、
前記オーバーモールドキャビティに保持された前記インサートボトルの内部に流体を圧送する流体圧送機構と、
前記ホットランナーノズルから前記オーバーモールド金型に流入する前記溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つと前記流体圧送機構が前記インサートボトルに圧送する前記流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つとを同期させて制御する成型制御手段と、
を有する請求項１に記載の樹脂成型装置。
【請求項３】
前記成型制御手段は、前記ホットランナーノズルにより前記オーバーモールド金型に流入する前記溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御する請求項２に記載の樹脂成型装置。
【請求項４】
前記成型制御手段は、複数の前記オーバーモールド金型ごとに前記ホットランナーノズルにより前記溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御するとともに複数の前記インサートボトルごとに前記流体圧送機構で前記流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御する請求項２または３に記載の樹脂成型装置。
【請求項５】
前記ホットランナーノズルは、事前に所定容量に計量された前記溶融樹脂を射出する樹脂射出機構を、さらに有し、
前記成型制御手段は、前記ホットランナーノズルにより複数の前記オーバーモールド金型ごとに射出する前記溶融樹脂を所定容量に調整する請求項２ないし４の何れか一項に記載の樹脂成型装置。
【請求項１】
少なくとも一つの樹脂流入口から複数の樹脂流出口まで順次分岐されて連通している分岐樹脂流路が形成されている流路形成部材と、
前記分岐樹脂流路の前記樹脂流入口に溶融樹脂を圧送する樹脂圧送機構と、
前記分岐樹脂流路の複数の前記樹脂流出口の各々に個々に連通する複数のオーバーモールドキャビティを各々形成する複数のオーバーモールド金型と、
複数の前記オーバーモールド金型の各々の前記オーバーモールドキャビティに前記溶融樹脂でオーバーモールド成型されるインサートボトルを保持する複数のボトル保持機構と、
を有する樹脂成型装置。
【請求項２】
前記溶融樹脂を前記樹脂流出口から前記オーバーモールド金型に注入するホットランナーノズルと、
前記オーバーモールドキャビティに保持された前記インサートボトルの内部に流体を圧送する流体圧送機構と、
前記ホットランナーノズルから前記オーバーモールド金型に流入する前記溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つと前記流体圧送機構が前記インサートボトルに圧送する前記流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つとを同期させて制御する成型制御手段と、
を有する請求項１に記載の樹脂成型装置。
【請求項３】
前記成型制御手段は、前記ホットランナーノズルにより前記オーバーモールド金型に流入する前記溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御する請求項２に記載の樹脂成型装置。
【請求項４】
前記成型制御手段は、複数の前記オーバーモールド金型ごとに前記ホットランナーノズルにより前記溶融樹脂の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御するとともに複数の前記インサートボトルごとに前記流体圧送機構で前記流体の温度と流速と圧力との少なくとも一つを制御する請求項２または３に記載の樹脂成型装置。
【請求項５】
前記ホットランナーノズルは、事前に所定容量に計量された前記溶融樹脂を射出する樹脂射出機構を、さらに有し、
前記成型制御手段は、前記ホットランナーノズルにより複数の前記オーバーモールド金型ごとに射出する前記溶融樹脂を所定容量に調整する請求項２ないし４の何れか一項に記載の樹脂成型装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２６４６７３（Ｐ２０１０−２６４６７３Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１８２７８（Ｐ２００９−１１８２７８）
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００１７４８６２）三井・デュポンポリケミカル株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１５日（２００９．５．１５）
【出願人】（０００１７４８６２）三井・デュポンポリケミカル株式会社 (174)
【Ｆターム（参考）】
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