JPH0414865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成形機における成形材料に隣接す
る部位を昇温する際に利用できる射出成形機の昇
温方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、射出成形機における成形材料に隣接す
る部位、例えば射出装置の加熱筒や射出ノズル、
或は成形金型のホツトランナブロツク等は、内部
の成形材料を溶融状態に保持する温調機能を備え
ている。温調機能はヒータ等を利用した加熱手段
を制御して所定の設定温度（温度幅である比例帯
を含む）に保持するもので、制御方法としては
ON・OFF制御、比例制御、PI（比例・積分）制
御、PD（比例・微分）制御、PID（比例・積分・
微分）制御等の各種方法が存在する。

ところで、このような成形時の温度条件は、安
定な成形を行う不可欠の要件となるため、成形開
始に先立つて速やかに昇温されることが、生産性
向上等の観点からも望まれる。

このため、従来は射出成形機の電源投入後、で
きるだけ短時間で設定温度に達するように、単位
面積当たりの加熱量が大きいヒータを利用し、第
４図に示す昇温特性RIの昇温率が大きくなよう
に設定していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、上述した従来の昇温方法はヒータから
の発生熱量が加熱筒、射出ノズル又はホツトラン
ナブロツク等の射出成形機の構成扮位を介して内
部の成形材料に伝達されることから、当該構成部
位と成形材料の上昇温度には時間的ズレを生ず
る。この結果、昇温時には両者間に膨張量の差に
基づく〓間が一時的に発生し、この〓間に空気が
巻き込まれる問題を生じる。このため、成形初期
の成形品にはボイド、焼け等の成形不良を生じた
り、或は硬質塩化ビニル、ポリアセタール、アセ
チルセルロース、メタクリル樹脂等の熱劣化し易
い成形材料を用いた場合にはヒータの近接部分に
おける成形材料（溶融樹脂）に局部加熱により劣
化や分解を生じる不具合があつた。

そこで、成形開始に先立つて多量の成形材料を
用いた空出しを行い、内部の清掃を行つていた
が、このような方法は空出しに伴う多量の成形材
料とエネルギ損失を招くばかりでなく、段取時間
の遅延を招き、結局、生産性を低下させる問題が
あつた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記従来技術に存在する諸問題を解決
した射出成形機における昇温方法の提供を目的と
するもので、以下に示す昇温方法によつて達成さ
れる。

即ち、本発明に係る昇温方法は射出成形機Ｍに
おける成形材料２に隣接する部位、例えば射出装
置の加熱筒、射出ノズル、成形金型のホツトラン
ナブロツク３等を昇温するに際し、昇温特性Ｒ２
の全領域又は一部領域の昇温率ａ２を、少なくと
も成形材料２に応じて本来の昇温率ａ１よりも小
さくするように、例えば断続的な加熱時間を設定
して制御することを特徴とする。

〔作 用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る昇温方法は成形材料の温度特性等
に対応して昇温特性における昇温率を変更するも
ので昇温特性Ｒ２の全領域又は一部領域の昇温率
ａ２を成形材料２の種別等、例えば温度特性等に
応じて小さく設定すれば成形材料２とこの成形材
料に隣接する部位であるホツトランナブロツク３
間の温度差は小さくなり、結局両者の局部加熱及
び膨張量の差は低減又は無くなる。

〔実施例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を図面に
基づき詳細に説明する。

まず、本発明方法を実施できる昇温装置１につ
いて説明する。

実施例はヒータによつて加熱される成形金型の
ホツトランナブロツクを例示する。第２図（昇温
装置のブロツク系統図）において、符号１０は不
図示の型締装置に取付けられた成形金型であり、
可動型１１と固定型１２から構成する。両型１１
と１２のパーテイングラインにはキヤビテイ１３
を設け、このキヤビテイ１３はホツトランナブロ
ツク３内に形成される樹脂路を介して成形金型１
０に受接する射出装置１５の射出ノズル１６に連
通する。

一方、ホツトランナブロツク３には温度コント
ローラ１７によつて通電制御されるヒータ１８を
備える。また、このヒータ１８の配線部及びホツ
トランナブロツク３の一部に熱電対１９を備え、
温度コントローラ１７に接続する。温度コントロ
ーラ１７にはさらに成形時の設定温度Tsを設定
する温度設定器２０及び時間と温度の設定により
任意の昇温特性を設定する昇温特性設定器２１を
接続し、ホツトランナブロツク３の樹脂路に存在
する成形材料２を所定の溶融状態に保持するため
のフイードバツク制御系を構成している。また、
ヒータ１８の特性及び温度コントローラ１７の制
御特性等から当該フイードバツク制御系における
本来の昇温特性Ｒ１は第４図（昇温特性図）のよ
うになる。そして、本発明方法を適用しない場合
には所定の設定温度Ｔ１〜Ｔ３に到達するそれぞ
れの時間ｔ１〜ｔ３は固定的となる。

次に、本発明に係る射出成形機の昇温方法につ
いて説明する。

第１図（本発明方法による昇温特性図）におい
て、Ｒ１は前記昇温装置１に基づく本来の昇温特
性である。この昇温特性Ｒ１の下では成形材料と
してスチロール系合成樹脂等の一般的成形材料や
成形品質が問われない成形品等が適用される。一
方、Ｒ２で示す昇温特性は本発明方法に従つて昇
温率ａ２を上記昇温特性Ｒ１の昇温率ａ１よりも
相対的に小さく制御した場合であり、成形材料と
して熱膨張率の大きいものや高い成形品質が問わ
れる成形品等に適用される。

以下、昇温特性Ｒ２を得る具体的手法について
説明する。まず、前記温度設定器２０には成形時
の設定温度Tsを設定し、また、昇温特性設定器
２１にはステツプ温度Ｋ及び昇温率ａ２（℃／
sec）を設定する。

以上の設定により電源を投入すれば熱電対１９
は初期温度Toを検出して温度コントローラ１７
へ付与する。一方、温度コントローラ１７では初
期温度Toへ前記ステツプ温度Ｋを加算した温度
Ｔ１を目標温度として設定し、同時にヒータ１８
をONにする。これにより、ヒータ１８による加
熱が行われ、ホツトランナブロツク３は本来の昇
温特性Ｒ１の昇温ａ１によつて昇温される。そし
て、ステツプ温度Ｋだけ上昇して温度Ｔ１に達す
ると、熱電対１９はそれを検出し、温度コントロ
ーラ１７によつてヒータ１８をOFFにする。一
方、昇温率ａ１よりも小さく設定される昇温率ａ
２で昇温した場合における温度Ｔ１に達するまで
の時間ｔ１が演算処理によつて算出され、温度コ
ントローラ１７におけるタイマ機能により時間ｔ
１までヒータ１８がOFFの状態を維持する。時
間ｔ１に達すると再びヒータ１８はONし、この
ONの時間は前記温度Ｔ１にステツプ温度Ｋが加
算された温度Ｔ２（＝Ｔ１＋Ｋ）まで継続する。
以下、順次ステツプ温度Ｋを加算して目標の温度
Ｔ３，Ｔ４…が設定され、同様に繰り返せば目的
の昇温率ａ２に近似した昇温特性Ｒ２によつて昇
温されることになる。そして、所定の設定温度
Tsに達した後はON・OFF制御、PI制御、PD制
御、PID制御等の制御手法によつて一定の成形温
度に保持する。

よつて、第１図において、昇温特性Ｒ２は本来
の昇温特性Ｒ１に対して時間tdだけ遅れることに
なるが、昇温率ａ２は比較的小さく設定されるこ
とになる。なお、断続的な加熱により昇温及び降
温を繰り返すが、ステツプ温度Ｋを小さく設定す
ることによつて、より直線的な昇温特性を得るこ
とができる。また、昇温特性を変更する手法に
は、ヒータへの連続的供給電力の大きさを減少さ
せること等によつても可能であるが、実施例の方
法によれば、特別な装置や手法を採用することな
く容易かつ低コスストに実施できる利点がある。

他方、第３図（昇温特性図）には他の実施例を
示す。

第１図に示した昇温特性Ｒ２は全領域の昇温率
ａ２を小さく制御した場合を示したが、第３図の
実施例は一部領域の昇温率が小さく制御する場合
を示す。

まず、昇温特性Ｒ３は所定の温度Tcを越えた
場合には完全に溶融して空気の巻き込み等が発生
しなくなる成形材料を用いて成形する場合であ
る。この場合、温度Tcまでは比較的小さい昇温
率ａ３で昇温し、温度Tcを越えた場合には本来
の昇温率ａ１によつて速やかに立上げる。一方、
昇温特性Ｒ４は反対に低温領域において成形に悪
影響を与えない成形材料を用いて成形する場合で
ある。この場合、所定の温度Thまでは本来の昇
温率ａ１で速やかに立上げ、この温度Thを越え
たときから比較的小さい昇温率ａ４で緩やかに昇
温する。また、必要に応じて、昇温特性を二次関
数等の任意の関数で設定することもできる。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明
はこのような実施例に限定されるものではない。
例えば、成形金型のホツトランナブロツクを例示
したが、射出装置の加熱筒、射出ノズル等のよう
な成形材料に隣接する任意の部位にも同様に適用
できる。その他、細部の構成、手法等において本
発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更実施す
ることができる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る射出成形機の昇温方
法は昇温特性の全領域又は一部領域の昇温率を少
なくとも成形材料に応じて本来の昇温率よりも小
さく制御するようにしたため、次のような著効を
得る。

成形しようとする成形材料に対して最適な昇
温特性を設定できる。したがつて、昇温時にお
ける空気の巻き込みや局部加熱による材料の分
解、劣化等を防止することができるため、成形
開始前の空出しによる無駄な成形材料の使用や
エネルギの損失を排除できる。

無用な空出し作業が無くなるため、結果的に
成形作業を速やかに立上げることができ、段取
時間の短縮、生産性向上等に寄与できる。

既存の装置を利用して容易に実施できるた
め、低コスト化及び小型軽量化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明に係る昇温方法による昇温特性
図、第２図：同方法を実施できる昇温装置のブロ
ツク系統図、第３図：他の実施例に係る同方法に
よる昇温特性図、第４図：従来例に係る昇温方法
による昇温特性図。 尚図面中、１：昇温装置、２：成形材料、３：
ホツトランナブロツク、Ｍ：射出成形機、Ｒ２：
昇温特性、ａ１，ａ２：昇温率。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 射出成形機における成形材料に隣接する部位
   を昇温するに際し、昇温特性の全領域または一部
   領域の昇温率を、少なくとも成形材料に応じて本
   来の昇温率よりも小さく制御することを特徴とす
   る射出成形機の昇温方法。 ２ 前記制御は断続的な加熱時間を設定して行う
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の射
   出成形機の昇温方法。