JPH0664013A - 成形用金型の温度制御装置および温度制御方法 - Google Patents
成形用金型の温度制御装置および温度制御方法Info
- Publication number
- JPH0664013A JPH0664013A JP4223765A JP22376592A JPH0664013A JP H0664013 A JPH0664013 A JP H0664013A JP 4223765 A JP4223765 A JP 4223765A JP 22376592 A JP22376592 A JP 22376592A JP H0664013 A JPH0664013 A JP H0664013A
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- Japan
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- temperature
- steam
- mold
- resin
- temperature controlling
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- Pending
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- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は複数の異なる圧力の水蒸気利用した
温度制御によって安定した温度制御と、極めて小規模で
安価な設備で転写性の高い成形を可能とする成形金型用
の温度制御装置および温度制御方法を提供することを目
的とする。 【構成】 １は温度制御の対象となる金型、２は熱媒体
として水蒸気を発生させる水蒸気発生装置で、その発生
した水蒸気を制御弁Ｖ１〜Ｖ２によって予め設定した媒
体路の回路の減圧弁に水蒸気が選択的に切り替えられ
る。その減圧弁Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ異なる圧力
の水蒸気に制御されて金型１に導入する。
温度制御によって安定した温度制御と、極めて小規模で
安価な設備で転写性の高い成形を可能とする成形金型用
の温度制御装置および温度制御方法を提供することを目
的とする。 【構成】 １は温度制御の対象となる金型、２は熱媒体
として水蒸気を発生させる水蒸気発生装置で、その発生
した水蒸気を制御弁Ｖ１〜Ｖ２によって予め設定した媒
体路の回路の減圧弁に水蒸気が選択的に切り替えられ
る。その減圧弁Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はそれぞれ異なる圧力
の水蒸気に制御されて金型１に導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は成形金型、特にプラスチ
ックレンズなど高精度を必要とする成形品に用いる成形
用金型の温度制御装置及び温度制御方法に関する。
ックレンズなど高精度を必要とする成形品に用いる成形
用金型の温度制御装置及び温度制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、投射型テレビ受像装置、ビデオカ
メラ、ＣＤプレーヤ等光学系を有する装置が普及する中
で、光学系の急激な需要の増加に応える量産性、コスト
メリット、軽量性、非球面による高い収差補正能力等を
有するプラスチックレンズの実用化、普及が進んでい
る。
メラ、ＣＤプレーヤ等光学系を有する装置が普及する中
で、光学系の急激な需要の増加に応える量産性、コスト
メリット、軽量性、非球面による高い収差補正能力等を
有するプラスチックレンズの実用化、普及が進んでい
る。
【０００３】このようなプラスチックレンズにおいて
は、一般の樹脂成形品と比較して格段に高い形状精度を
求められ、これを実現する手段の一つとして、樹脂の冷
却がある程度進んだ後に樹脂表層部温度を再度昇温する
方法が提案されている（例えば、特公昭61-19220号公
報、特公平1-34132号公報）。我々の検討によれば、昇
温の効果を十分に発揮するためには昇温温度は、その樹
脂の熱変形温度（ＰＣの場合１２５度）、あるいはガラ
ス転移温度（同１４５度）よりもかなり高い流動停止温
度（同１６０度）程度が必要である。
は、一般の樹脂成形品と比較して格段に高い形状精度を
求められ、これを実現する手段の一つとして、樹脂の冷
却がある程度進んだ後に樹脂表層部温度を再度昇温する
方法が提案されている（例えば、特公昭61-19220号公
報、特公平1-34132号公報）。我々の検討によれば、昇
温の効果を十分に発揮するためには昇温温度は、その樹
脂の熱変形温度（ＰＣの場合１２５度）、あるいはガラ
ス転移温度（同１４５度）よりもかなり高い流動停止温
度（同１６０度）程度が必要である。
【０００４】この方法によれば、樹脂の冷却固化の速度
が部位によって大きく異なることに起因する不均一収
縮、いわゆるひけを低減して高い形状精度を得ることが
期待できる。
が部位によって大きく異なることに起因する不均一収
縮、いわゆるひけを低減して高い形状精度を得ることが
期待できる。
【０００５】上述した温度制御を実現する具体的手段と
して従来は、通常の成形時の金型温度制御に用いられる
ような比較的低温な熱媒体および樹脂を流動停止温度付
近に昇温するための比較的高温な熱媒体の２種類の熱媒
体をタンクに準備して、これを交互に金型に導入する方
法、あるいはこれらを混合して中間温度の媒体を作り、
ランプ状の温度制御パターンを実現する方法などが行わ
れている。
して従来は、通常の成形時の金型温度制御に用いられる
ような比較的低温な熱媒体および樹脂を流動停止温度付
近に昇温するための比較的高温な熱媒体の２種類の熱媒
体をタンクに準備して、これを交互に金型に導入する方
法、あるいはこれらを混合して中間温度の媒体を作り、
ランプ状の温度制御パターンを実現する方法などが行わ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うな構成では、熱媒体供給装置が２台、また混合手段を
用いると戻る媒体の温度が供給すべき温度と掛けはなれ
るため、安定温度を供給するためには極めて大きな容量
と加熱ヒーターが必要とし、このことにより温度制御シ
ステムが大規模となるという問題を有していた。
うな構成では、熱媒体供給装置が２台、また混合手段を
用いると戻る媒体の温度が供給すべき温度と掛けはなれ
るため、安定温度を供給するためには極めて大きな容量
と加熱ヒーターが必要とし、このことにより温度制御シ
ステムが大規模となるという問題を有していた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の成形用金型の温度制御装置は、水蒸気発生装
置と複数の圧力制御弁を用いて異なる圧力の水蒸気に制
御し、それを選択的に切り替える手段を用いて金型に導
入するという構成を備えたものである。
に本発明の成形用金型の温度制御装置は、水蒸気発生装
置と複数の圧力制御弁を用いて異なる圧力の水蒸気に制
御し、それを選択的に切り替える手段を用いて金型に導
入するという構成を備えたものである。
【０００８】また、本発明の成形金型の温度制御方法
は、複数の異なる圧力の水蒸気を用いて樹脂充填時に
は、その飽和温度がガラス転移温度付近以下であるよう
な低い圧力、次いでその飽和温度が使用樹脂の流動停止
温度付近であるような高い圧力、さらに段階的に、また
は直ちにガラス転移温度以下であるような低い圧力の水
蒸気を金型に導入するものである。
は、複数の異なる圧力の水蒸気を用いて樹脂充填時に
は、その飽和温度がガラス転移温度付近以下であるよう
な低い圧力、次いでその飽和温度が使用樹脂の流動停止
温度付近であるような高い圧力、さらに段階的に、また
は直ちにガラス転移温度以下であるような低い圧力の水
蒸気を金型に導入するものである。
【０００９】
【作用】上記した構成によれば、水蒸気発生装置１台
と、複数の圧力制御弁と減圧弁によって比較的簡単な設
備の構成でよく、異なる水、または油の熱媒体を混合す
るような方法に比べてきわめて小規模で実施でき、また
安定した温度制御が行えると共に冷却過程で生じるひけ
を流動停止温度以上に昇温することで解消して高い転写
性を実現することができる。
と、複数の圧力制御弁と減圧弁によって比較的簡単な設
備の構成でよく、異なる水、または油の熱媒体を混合す
るような方法に比べてきわめて小規模で実施でき、また
安定した温度制御が行えると共に冷却過程で生じるひけ
を流動停止温度以上に昇温することで解消して高い転写
性を実現することができる。
【００１０】
【実施例】以下本発明の一実施例の温度制御装置および
温度制御方法について図面を参照しながら説明する。
温度制御方法について図面を参照しながら説明する。
【００１１】図１はポリカーボネイト樹脂の成形に対し
て適応した本発明の成形金型の温度制御装置の一実施例
を示すブロック図である。
て適応した本発明の成形金型の温度制御装置の一実施例
を示すブロック図である。
【００１２】図１において、１は温度制御の対象となる
金型、２は水蒸気圧力１０kg/cm2（飽和温度１８０度）
の能力をもつ水蒸気発生装置、またＢ１、Ｂ２、Ｂ３は
減圧弁であり前記水蒸気発生装置２よりの圧力を各々２
kg/cm2（飽和温度１２０度）、７kg/cm2（同１６４
度）、４kg/cm2（同１４３度）に予め設定されている。
これらを制御弁Ｖ１、Ｖ２を制御することによって金型
１へ１２０度、１６４度、１４３度の水蒸気を選択的に
導入することが可能になる。
金型、２は水蒸気圧力１０kg/cm2（飽和温度１８０度）
の能力をもつ水蒸気発生装置、またＢ１、Ｂ２、Ｂ３は
減圧弁であり前記水蒸気発生装置２よりの圧力を各々２
kg/cm2（飽和温度１２０度）、７kg/cm2（同１６４
度）、４kg/cm2（同１４３度）に予め設定されている。
これらを制御弁Ｖ１、Ｖ２を制御することによって金型
１へ１２０度、１６４度、１４３度の水蒸気を選択的に
導入することが可能になる。
【００１３】図２は、図１の実施例装置を用いてポリカ
ーボネイト樹脂の成形を行う際の温度制御パターンを示
すグラフである。
ーボネイト樹脂の成形を行う際の温度制御パターンを示
すグラフである。
【００１４】図２において、横軸に成形過程を示す時刻
であり射出完了時点をｔ０としている。また縦軸は温度
であり、実線で示したグラフは水蒸気の設定温度、波線
で示したのが樹脂と接する部分の金型温度である。
であり射出完了時点をｔ０としている。また縦軸は温度
であり、実線で示したグラフは水蒸気の設定温度、波線
で示したのが樹脂と接する部分の金型温度である。
【００１５】まず射出完了時刻ｔ０おいて、金型１には
前の段階から制御弁Ｖ１を使用し減圧弁Ｂ１を選択し引
き続き圧力：Ｐ１＝２kg/cm2（飽和温度：Ｔ１＝１２０
度）の水蒸気が導入されており温度Ｔ１に保持されてい
る。これは図１に示した温度制御装置のブロック図にお
いて、制御弁Ｖ１の１−２回路を選択し水蒸気発生装置
２で形成することで実現される。この状態を樹脂がその
全域にわたってガラス転移温度：Ｔｇ＝１４０〜１４５
度程度になる時刻ｔ１まで保持する。 次いで時刻ｔ１
になった時点で、制御弁Ｖ１を１−３回路に切り替え、
また制御弁Ｖ２の１−２回路を用いて減圧弁２に水蒸気
を供給し金型１に圧力：Ｐ２＝７kg/cm2（飽和温度：Ｔ
３＝１６４度）の水蒸気を導入する。温度Ｔ３の導入に
よって樹脂表層が全域にわたって流動停止温度：Ｔnf＝
１６０度付近になると、樹脂は圧力分布が均一になるよ
うに再配置されて時刻ｔ１以前の過程において樹脂各部
の冷却速度の差によって生じたひけの要因をキャンセル
する。
前の段階から制御弁Ｖ１を使用し減圧弁Ｂ１を選択し引
き続き圧力：Ｐ１＝２kg/cm2（飽和温度：Ｔ１＝１２０
度）の水蒸気が導入されており温度Ｔ１に保持されてい
る。これは図１に示した温度制御装置のブロック図にお
いて、制御弁Ｖ１の１−２回路を選択し水蒸気発生装置
２で形成することで実現される。この状態を樹脂がその
全域にわたってガラス転移温度：Ｔｇ＝１４０〜１４５
度程度になる時刻ｔ１まで保持する。 次いで時刻ｔ１
になった時点で、制御弁Ｖ１を１−３回路に切り替え、
また制御弁Ｖ２の１−２回路を用いて減圧弁２に水蒸気
を供給し金型１に圧力：Ｐ２＝７kg/cm2（飽和温度：Ｔ
３＝１６４度）の水蒸気を導入する。温度Ｔ３の導入に
よって樹脂表層が全域にわたって流動停止温度：Ｔnf＝
１６０度付近になると、樹脂は圧力分布が均一になるよ
うに再配置されて時刻ｔ１以前の過程において樹脂各部
の冷却速度の差によって生じたひけの要因をキャンセル
する。
【００１６】この時点ｔ２において、制御弁Ｖ２のみを
１−３回路に切り替えて減圧弁３に水蒸気を供給し金型
１に圧力：Ｐ３＝４kg/cm2（飽和温度：Ｔ２＝１４３
度）の水蒸気をに導入する。この状態を樹脂全域がほぼ
ガラス転移温度：Ｔｇになる時刻ｔ３まで維持し後、制
御弁Ｖ１を１−２、制御弁Ｖ２を１−２回路に切り替え
て減圧弁１に再び上述した温度Ｔ１の水蒸気を金型１に
導入する。そしてこの状態を型開きまで維持する。
１−３回路に切り替えて減圧弁３に水蒸気を供給し金型
１に圧力：Ｐ３＝４kg/cm2（飽和温度：Ｔ２＝１４３
度）の水蒸気をに導入する。この状態を樹脂全域がほぼ
ガラス転移温度：Ｔｇになる時刻ｔ３まで維持し後、制
御弁Ｖ１を１−２、制御弁Ｖ２を１−２回路に切り替え
て減圧弁１に再び上述した温度Ｔ１の水蒸気を金型１に
導入する。そしてこの状態を型開きまで維持する。
【００１７】このような温度制御装置および温度制御方
法を用いると、樹脂表層を再度軟化することによって不
均一冷却によるひけをキャンセルすることができ、しか
も再軟化後にガラス転移温度付近で温度分布を均一化す
ることで、再軟化後に発生するひけも低減して高い転写
性を実現することができる。
法を用いると、樹脂表層を再度軟化することによって不
均一冷却によるひけをキャンセルすることができ、しか
も再軟化後にガラス転移温度付近で温度分布を均一化す
ることで、再軟化後に発生するひけも低減して高い転写
性を実現することができる。
【００１８】しかも、このような方法によれば熱媒体を
混合する方法において必要とされるような大規模な設備
を必要とせず、簡単な構成で理想的温度制御を実現でき
る。
混合する方法において必要とされるような大規模な設備
を必要とせず、簡単な構成で理想的温度制御を実現でき
る。
【００１９】なお、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３の決定は事前
に非定常伝熱解析、あるいは予備実験を行うことによっ
てなし得る。
に非定常伝熱解析、あるいは予備実験を行うことによっ
てなし得る。
【００２０】
【発明の効果】以上のように本発明の成形金型の温度制
御装置および温度制御方法によれば、最小限の規模の設
備、および設備費で、ひけの少ない高精度な成形を実現
することでき、特にプラスチックレンズのように高い形
状精度が必要とされる場合に有効であり、また熱変形温
度１００度以上の素材に最適である。
御装置および温度制御方法によれば、最小限の規模の設
備、および設備費で、ひけの少ない高精度な成形を実現
することでき、特にプラスチックレンズのように高い形
状精度が必要とされる場合に有効であり、また熱変形温
度１００度以上の素材に最適である。
【図１】本発明の成形金型の温度制御装置の実施例の構
成を示すブロック図
成を示すブロック図
【図２】同実施例装置における金型の温度制御方法を示
す温度制御パターン図
す温度制御パターン図
１ 金型 ２ 水蒸気発生装置 Ｖ１〜Ｖ２ 制御弁 Ｂ１〜Ｂ３ 減圧弁
Claims (2)
- 【請求項１】水蒸気発生装置と、圧力制御弁を用いて前
記水蒸気発生装置から複数の異なる圧力の水蒸気を発生
する手段と、前記複数の異なる圧力の水蒸気を選択的に
金型に導入し、予め設定したパターンに従って作用する
水蒸気切り替え手段を備えたことを特徴とする成形用金
型の温度制御装置。 - 【請求項２】複数の異なる圧力の水蒸気を用いて、樹脂
充填時にはその飽和温度が使用樹脂のガラス転移温度以
下であるような低い圧力の水蒸気を金型に導入し、次い
でその飽和温度が使用樹脂の流動停止温度付近であるよ
うな高い圧力の水蒸気を金型に導入した後段階的に、ま
たは直ちにその飽和温度がガラス転移温度以下であるよ
うな低い圧力の水蒸気を金型に導入することを特徴とす
る成形用金型の温度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223765A JPH0664013A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 成形用金型の温度制御装置および温度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4223765A JPH0664013A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 成形用金型の温度制御装置および温度制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0664013A true JPH0664013A (ja) | 1994-03-08 |
Family
ID=16803361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4223765A Pending JPH0664013A (ja) | 1992-08-24 | 1992-08-24 | 成形用金型の温度制御装置および温度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664013A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5780821A (en) * | 1996-02-23 | 1998-07-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of controlling food thawing and cooking operations of a microwave oven |
-
1992
- 1992-08-24 JP JP4223765A patent/JPH0664013A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5780821A (en) * | 1996-02-23 | 1998-07-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of controlling food thawing and cooking operations of a microwave oven |
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