CN101528440B - 注射成形系统、计算机程序、注射成形方法、注射成形机 - Google Patents

Abstract

本发明提供注射成形系统、计算机程序、注射成形方法、注射成形机，即使相对于利用加热介质的热供给模具的温度上升存在延迟，也能够正确地进行模具的温度控制。注射成形周期中，树脂的注射开始后，按照将固定侧模具、可动侧模具的温度维持在预先设定的温度区域的上限TU和下限TL之间的方式，进行温度控制。固定侧模具、可动侧模具的温度控制仅通过加热介质的供给的ON/OFF来进行，不进行利用冷却介质的冷却等。另外，在冷却树脂的过程中，通过冷却介质的供给停止、加热介质的供给及停止进行温度控制，以将固定侧模具、可动侧模具的温度维持在对树脂的退火有效的温度区域的上限TUa和下限TLa之间。

Description

注射成形系统、计算机程序、注射成形方法、注射成形机

技术领域

本发明涉及进行注射成形的注射成形系统、注射成形方法、注射成形机等。

背景技术

在注射成形机的注射充填工序中，模具的温度处于温度低的状态时，向模具的型腔内充填的熔融树脂的表面急速地固化。该情况下，相对于成形品的模具的型腔面的转印不充分，另外，在成形品表面会产生熔痕、银纹等缺陷。

为了防止该缺陷，提案有下述方法，即，在注射充填、保压、冷却、模具开闭等一连串的工序中，从开模后到树脂的充填完成之间，向模具的介质通路供给加热介质，从树脂的充填完成后到开模之间，向模具的介质通路供给冷却介质。由此，向预先加热至树脂的热变形温度以上的温度的模具充填熔融树脂而推迟树脂表面的固化，可以树脂充填后，将模具冷却至树脂的玻璃转移温度、或热变形温度以下后，进行开模，且可以抑制上述那样的缺陷的发生。

但是，在延长壁厚成形品等的保压时间的情况下，注射完成后的保压时模具的温度降低而推进成形品的冷却固化时，有时会产生缩孔等成形不良情况。另外，为了取得较长的负担保压的时间而将模具的加热温度提高时，会导致冷却时间变长，生产性恶化，且浪费消费加热能量。另外，较低地设定模具的加热温度时，不能得打充分的保压时间。

但是，通过注射成形的成形品有的使用结晶性树脂。结晶性树脂在注射成形的过程中树脂结晶化。结晶性树脂中有如聚丙烯、聚乙烯那样结晶化速度快的树脂、和聚乳酸那样结晶化速度慢的树脂。结晶性树脂通过提高结晶化程度能够提高强度，能够适用于功能部件，因而用于提高结晶化度的成形方法的需求很高。

但是，在结晶化速度慢的结晶性树脂的情况下，在注射成形的过程中有时不能充分的结晶化，目前，为了可靠地进行结晶化，正致力于注射成形时的温度控制(例如，参照专利文献1)。

专利文献1所记载的技术中，结晶性树脂的结晶化升温时比降温时结晶化的效率高，因此，将温度降低至结晶性树脂进行结晶化的温度域以下后，再使其升温，由此，促进结晶性树脂的结晶化。

专利文献1：(日本)特开2005-169925号公报

但是，在专利文献1所记载的技术中，作为用于进行注射成形时的温度控制的热介质使用水蒸气。通常，注射成形中使用热介质积极地进行温度控制时，为了成形周期的缩短化，要求其温度上升、下降快速地进行。但是，模具材料使用的金属通常为碳素钢，比热比较大，且模具的内部的成形面远离水蒸气与模具接触的部分，因此，水蒸气与模具接触的部分和成形面中，热传导需要花费时间，温度变化中会产生时间的延迟。另外，水蒸气微妙的温度控制是不容易，因此一般地相对于目标温度而利用过剩的高温的过热蒸汽。因此，在模具温度到达目标温度时，已将剩余的热量从水蒸气供给至模具。进一步利用来自注射时的熔融树脂的热供给，模具的温度上升，因此，难以正确地进行温度控制。

例如，由传感器检测出成形面附近的温度到达设定温度，即使将利用水蒸气的加热立即停止，如图6所示，通过来自已经向水蒸气与模具接触的部分传输的水蒸气的热和注射时的熔融树脂的热供给，成形面附近的温度进一步上升(这称为温度超限(overshot))。而且，上升至与来自水蒸气和熔融树脂的热相应的温度后，温度开始下降。尤其是，在成形材料为结晶性树脂的情况下，通过这样的温度超限，成形面附近的温度超过结晶性树脂的易结晶化的温度区域期间，结晶性树脂结晶化也不进行。其结果，模具温度停留在结晶性树脂的易结晶化温度区域的时间由于上述温度超限而缩短，在此有改善结晶化的效率的余地。

另外，专利文献1所记载的技术中，利用冷却将热去除而将温度降低至结晶性树脂进行结晶化的温度域以下之后，再升温至结晶性树脂进行结晶的温度域，因此，能量效率差。进一步，将温度降低至结晶性树脂进行结晶的温度域以下时，结晶性树脂变为分子难以移动的状态。即使从该状态加热促进结晶化，也容易形成急剧的层变化而在分子的状态中产生不均匀，也容易使结晶化品质产生参差不齐。

另外，在模具内注射充填的树脂通过与比树脂更低温的模具相接而被冷却，但是，这时，在与模具接触的树脂的表面附近的表层、和位于更内部的芯层上，冷却速度产生差别。这样，在树脂的表面附近和内部，收缩程度产生差异，在得到的成形品上产生残余应力。存在残余应力时，会成形品上产生翘曲等，导致成形品质下降。为了防止上述情况，考虑在模具内，不使树脂骤冷，而使之慢冷，且从模具取出成形品后，浸入固定温度的水中实施退火，但是这样会妨碍生产效率的提高。

发明内容

本发明是基于上述技术课题而完成的，其目的在于提供能够可靠且高效率地进行结晶性树脂的结晶化的注射成形系统、计算机程序、注射成形方法、注射成形机。

在此目的下，本发明提供一种注射成形系统，其特征在于，具备：

注射成形机，其具备开闭模具的合模装置、及向模具的型腔注射成形材料的注射装置；加热介质供给装置，其为了加热型腔而向形成于模具的热介质通路供给加热介质；冷却介质供给装置，其为了冷却型腔而向热介质通路供给冷却介质；控制部，其控制加热介质供给装置及冷却介质供给装置中的加热介质及冷却介质的供给，并在从注射装置向型腔内注射成形材料时，向热介质通路供给加热介质而加热型腔，与成形材料的注射协动地向热介质通路供给冷却介质而冷却型腔。而且，控制部按照成形材料注射时型腔的温度不超过预先设定的温度区域的方式，在型腔的温度到达预先设定的温度区域之前开始注射成形材料、或中止加热注射中的型腔，其后，在型腔的温度到达预先设定的温度区域以后、直到供给冷却介质而开始冷却型腔的期间内，将型腔的温度维持在预先设定的温度区域。

这样，在开始成形材料的注射，并使型腔的温度到达预先设定的温度区域以后、直到供给冷却介质而开始冷却所述型腔的期间内，将型腔的温度维持在预先设定的温度区域，由此，即使在将壁厚成形品等的保压时间增长的情况下，也能够不会浪费生产性和能量消耗而抑制成形品的冷却固化并充分地负担保压。由于来自加热介质的热传递的延迟、和来自注射时的熔融树脂的热，型腔温度在中止加热后仍在上升。因此，通过在型腔的温度到达预先设定的温度区域之前开始注射成形材料、或中止加热注射中的型腔，能够对包含来自加热介质和熔融树脂的供给热量的升温过程进行温度控制，防止型腔的温度超过预先设定的温度区域即所谓的温度超限。其结果是，可以将型腔的温度长时间维持在预先设定的温度区域。

由此，特别是在成形材料为结晶性树脂时，能够提高结晶化度，得到高强度化的成形品。

优选为，控制部为了进行在型腔的温度到达预先设定的温度区域之前开始注射所述成形材料、或中止加热注射中的型腔，根据型腔开始加热的同时开始计时的计时器已到规定时间，或检测到已到达按照型腔的温度不超过成形材料的预先设定的温度区域的上限的方式预先设定的温度，中止所述型腔的加热。即，通过选择计时器或型腔的温度任一个来控制加热的中止，对控制的容易化有效。

在加热介质使用蒸汽的情况下，能够使加热介质温度到达高温，对升温时间的缩短有效。另外，在加热介质使用液体的情况下，比较容易地将加热介质温度控制在目标温度，因此温度超限的抑制变得容易。

优选为，控制部为了将型腔的温度维持在预先设定的温度区域，而切换加热介质向所述热介质通路的供给的ON/OFF(开/关)。在预先设定的温度区域的宽度大的情况下，可以在将加热介质向热介质通路的供给设为OFF时，将冷却介质导入热介质通路，但是在如结晶性树脂的易结晶化温度宽度那样，预先设定的温度区域的幅度窄的情况下，在将加热介质向热介质通路的供给设为OFF时，优选为加热介质维持在热介质通路内。即，在将加热介质向热介质通路的供给设为OFF时，不向热介质通路导入冷却介质。另外，尤其是使用水蒸气的情况，在将加热介质的供给停止时，为了防止热介质通路内的蒸汽由于自然放热而凝固成为水，有效的方法是通过空气的吹入而将热介质通路内的蒸汽向外部排出。

由此，将型腔的温度维持在预先设定的温度区域的期间，可以不进行过度冷却而下冲(downshot)而长时间地维持在狭窄的温度区域内，可以回应迅速地进行温度调整，能够实现热能的有效利用。

优选为，在加热介质供给装置和热介质通路之间具备：从加热介质供给装置向热介质通路送入加热介质的供给管；从热介质通路将加热介质排出的排出管；连接供给管和排出管之间并在将加热介质向加热介质供给装置中的热介质通路的供给设为OFF时使加热介质从供给管向排出管旁通的旁通管。

由于具备旁通管，从而即使将加热介质的供给设为OFF时，通过使加热介质从供给管向排出管旁通，也可以使由加热介质供给装置加热的加热介质总是循环。由此，将加热介质的供给设为ON时，被加热的加热介质快速地流入热介质通路，因此，能够迅速地进行加热。

优选为该旁通管连接于供给管和热介质通路的连接部的附近。由此，将加热介质的供给设为ON时，使被加热了的加热介质立即流入热介质通路，因此，可以更迅速地进行加热。另外，为了低温度维持冷却介质，可以在冷却介质通路中也具备旁路。

优选为，控制部向热介质通路供给加热介质而加热型腔，在型腔的温度到达预先设定的温度区域之前，以比预定的温度区域低的温度中止型腔的加热，并且，在包含中止了加热的温度的温度区域将型腔维持预先设定的时间。通过在加热的途中维持温度，可以实现模具的温度分布均一化。其结果是，可以迅速且高效率高精度地进行之后的加热。

如果以比预先设定的温度区域低的温度、且包含中止了加热的温度的温度区域进行注射，则能够在加热的途中维持温度期间进行利用急加热即注射中来自熔融树脂的热供给，因此，对防止超过预先设定的温度的所谓的温度超限是有效的。此外，可以迅速且高效率高精度地进行之后的加热。

控制部在将冷却介质向热介质通路供给而冷却型腔的过程中，可以再成形材料注射完成后供给冷却介质。在此，相对于热介质供给开始，型腔的温度实质的温度变化的响应延迟。因此，为了缩短成形周期，在注射完成的时刻开始降低型腔的温度，为此，有效的方法如下所述，控制部在将冷却介质向热介质通路供给而冷却型腔的过程中，从注射的完成起提前冷却响应的延迟估计量地供给冷却介质。另外，优选为冷却介质的供给停止后，将型腔的温度维持在树脂进行退火的温度区域。通过在一连串的成形周期中的冷却的过程中进行退火，可以节省进行另外退火的工时。此外，为了维持在对退火有效的温度区域，进行温度调整也是有效的。

优选为加热介质或冷却介质向用于维持在对退火有效的温度区域的热介质通路供给切换ON/OFF而进行。在向型腔注射充填的树脂量少的情况下，树脂所具有的热量在冷却时大部分被模具侧夺走，因此，冷却停止后，为了维持在对退火有效的温度区域，需要供给加热介质。在向型腔注射充填的树脂量多的情况下，即使冷却时被模具侧夺走热，由于树脂具有的热量充分地残留下来，因此，通过停止冷却，利用树脂具有的热量模具可以进行再升温，因此，能够切换冷却介质的供给的ON/OFF，并维持在对退火有效的温度区域。

作为成形材料而使用结晶性树脂的情况下，下述方法是有效的，即，控制部将所述预先设定的温度区域作为结晶性的成形材料进行结晶化的温度区域，并维持温度。由于结晶性树脂由于固化时的收缩量大，保压时间长，从而防止缩孔等成形缺陷的效果高，且尤其是在成形材料为结晶化速度慢的结晶性树脂的情况下，因为能得到充分地进行结晶化的时间，因此对提高树脂的强度有效。

这样，在开始成形材料的注射，并使型腔的温度到达预先设定的温度区域以后、直到供给冷却介质而开始冷却所述型腔的期间内，将型腔的温度维持在预先设定的温度区域，由此，即使在将壁厚成形品等的保压时间增长的情况下，也能够不浪费生产性和能量消耗而抑制成形品的冷却固化并充分地负担保压。由于来自加热介质的热传递的延迟、和来自注射时的熔融树脂的热，型腔温度在中止加热后仍在上升。因此，通过在型腔的温度到达预先设定的温度区域之前开始注射成形材料、或中止加热注射中的型腔，能够对包含来自加热介质和熔融树脂的供给热量的升温过程进行温度控制，防止型腔的温度超过预先设定的温度区域即所谓的温度超限。其结果是，可以将型腔的温度长时间维持在预先设定的温度区域。另外，尤其是在成形材料为结晶性树脂中，通过总是将模具温度维持在树脂进行结晶化的温度区域，不会如在将温度降低至该温度区域以下的情况那样，产生树脂的分子难以移动的状态。

本发明中，可以在控制部中设置用于执行预先设定的处理的计算机程序，该控制部是为了调整注射成形机的模具型腔的温度而控制加热介质及冷却介质对于在模具中形成的热介质通路的供给的控制部。该计算机程序的特征在于，包含：向型腔内注射成形材料时，向热介质通路供给加热介质而加热型腔的步骤；按照型腔的温度不超过预先设定的温度区域的方式，在型腔的温度达到预先设定的温度区域之前开始注射成形材料、或中止加热注射中的型腔的步骤；型腔的温度到达预先设定的温度区域以后，将型腔的温度维持在预先设定的温度区域的步骤；在完成成形材料的注射后或从注射的完成起的冷却响应的延迟估计量之前，向热介质通路供给冷却介质而冷却型腔的步骤。

为了将型腔的温度维持在预先设定的温度区域，可以检测型腔的温度，并基于检测的温度控制加热介质对热介质通路的供给，也可以基于开始注射之后的时间等各种经过时间控制加热介质对热介质通路的供给。此外，该温度调整可以使用PID(P：比例、I：积分、D：微分)控制。

在成形材料是结晶性树脂的情况下，有效的方法是将预先设定的温度区域设定为结晶性的成形材料进行结晶化的温度区域。结晶性树脂由于固化时的收缩量大，保压时间长，因此防止缩孔等成形缺陷的效果高，且尤其是在成形材料为结晶化速度慢的结晶性树脂的情况下，因为能得到充分地进行结晶化的时间，因此不会如在将温度降低至该温度区域以下的情况那样，产生树脂的分子难以移动的状态，对提高树脂的强度有效。

本发明也可以为如下所述的注射成形方法，其特征在于，包含：向型腔内注射成形材料时，向设置于模具内的热介质通路供给加热介质而加热型腔的工序；按照型腔的温度不超过预先设定的温度区域的方式，在型腔的温度达到预先设定的温度区域之前开始注射成形材料、或在注射期间中止型腔的加热的步骤；型腔的温度到达预先设定的温度区域以后，将型腔的温度维持在预先设定的温度区域的工序；在成形材料的注射完成后或从注射的完成起的冷却响应的延迟估计量之前，向热介质通路供给冷却介质而冷却型腔的处理。另外，在成形材料为结晶性树脂的情况下，有效的方法是将预先设定的温度区域设定为结晶性的成形材料进行结晶化的温度区域。结晶性树脂由于固化时的收缩量大，保压时间长，因此防止缩孔等成形缺陷的效果高，且能取得充分地进行结晶化的时间，因此不会如在将温度降低至该温度区域以下的情况那样，产生树脂的分子难以移动的状态，对提高树脂的强度有效。

本发明也可以为如下所述的注射成形机，其特征在于，具备：模具驱动部，其开闭模具；注射缸，其向模具的型腔注射结晶性的成形材料；加热介质供给机构，其为了加热型腔而向形成于模具的热介质通路供给加热介质；冷却介质供给机构，其为了冷却型腔而向热介质通路供给冷却介质；控制部，其控制加热介质供给机构及冷却介质供给机构中的加热介质及冷却介质的供给，在从注射缸向型腔内注射成形材料时，向热介质通路供给加热介质而加热型腔，在成形材料的注射完成后，向热介质通路供给冷却介质而冷却型腔，控制部按照型腔的温度不超过成形材料进行结晶化的温度区域的方式，在开始从注射缸向型腔内注射成形材料之前中止型腔的加热，并且，在开始从注射缸向型腔内注射成形材料后，直到供给冷却介质而开始冷却型腔的时间内，将型腔的温度维持在成形材料进行结晶化的温度区域。

另外，还可以具备：从加热介质供给机构向热介质通路送入加热介质的供给管；使从热介质通路排出的加热介质返回加热介质供给机构的返回管；连接供给管和返回管之间，并在将加热介质向加热介质供给装置中的热介质通路的供给设为OFF时使加热介质从供给管向返回管旁通的旁通管。

根据本发明，树脂的注射开始后，按照将型腔的温度维持在预先设定的温度的方式进行温度控制。由此，即使在将壁厚成形品等的保压时间增长的情况下，也不会浪费生产性和能量消耗，能够抑制成形品的冷却固化并充分地负担保压。

这时，中止加热后由于热传递的延迟仍上升的模具温度按照不超过预先设定的温度区域的上限的方式，通过设定加热介质的供给时间，能够长时间确保维持在预先设定的温度区域内的时间，且增长保压时间对防止缩孔等成形缺陷有效。另外，模具的温度控制仅通过加热介质的供给的ON/OFF来进行的，因此，能够容易地进行温度控制。另外，其温度控制是在预先设定的温度区域内的，因此，不会进行过度的冷却等，且能够高效率地进行。此外，通过将模具温度总是维持在预先设定的温度区域，尤其是在成形材料为结晶化速度慢的结晶性树脂的情况下，因为能得到充分地进行结晶化的时间，因此不会如在将温度降低至该温度区域以下的情况那样，产生树脂的分子难以移动的状态，并可以防止结晶化品质产生参差不齐。

另外，在冷却树脂过程中，按照将模具的温度维持在对树脂的退火有效的温度区域的方式进行温度控制。由此，在一连串的注射成形周期中，可以可靠地进行树脂的退火。这时，退火的前后中，通过进行利用冷却介质的骤冷，可以实现成形周期的缩短化。

附图说明

图1是表示本实施方式的注射成形系统的构成的图；

图2是表示用于调整模具温度的构成的图；

图3是设于模具附近的旁通管的图；

图4是表示本实施方式中的一连串的成形周期的模具温度变化的图；

图5是表示升温过程的途中维持模具温度的方式的图；

图6表示现有技术的模具温度变化的图。

标号说明

10、注射成形系统(注射成形机)  12、固定模板  13、固定侧模具  14、可动侧模具  15、可动模板  20、注射装置  21、注射缸(注射装置)  30、31、热介质水通路(热介质通路)  33、加热介质供给装置(加热介质供给机构)  34、冷却介质供给装置(冷却介质供给机构)  35、加热介质送出管(供给管)  36、加热介质排出管(排出管)  37、冷却介质送出管  38、冷却介质排出管  39、旁通管  40、模具温度传感器  50、注射成形控制装置(控制部)

具体实施方式

下面，基于附图所示的实施方式，在使用最有效的结晶性树脂的情况下对本发明进行详细说明。

图1是用于说明本实施方式的注射成形系统(注射成形机)10的概括构成的图。

如图1所示，注射成形系统10的合模装置(模具驱动部)在基台11固定设置有固定模板12，在固定模板12安装有固定侧模具13。与固定侧模具13对置的可动侧模具14安装于与固定模板12相对配置的可动模板15上。可动模板15被铺设于基台11的导轨16引导，能够经由直线轴承7与固定模板12相向移动。用于模具开闭的可动模板15的移动利用液压缸17。

多个系杆18与在内置于固定模板12的多个合模液压缸12a内滑动的滑块19直接连接而设置。各系杆18的前端部贯通可动模板15的贯通孔。在系杆18的前端部形成有螺纹槽18a，在该螺纹槽18a上卡合配置于可动模板15的反模具侧的对开螺母18b，由此固定限制系杆18的拉伸方向。

注射装置20是电动驱动方式。

在具备与固定侧模具13的树脂入口抵接的喷嘴的注射缸(注射装置)21上设有与注射缸21一体的框架21a。在该框架21a上，在注射缸21的中心线的两侧对称安装有一对注射驱动伺服电动机22、22，在同一伺服电动机22、22的输出轴上直接连接有滚珠丝杠轴23、23。在滚珠丝杠轴23、23上螺合有安装于移动框架24的一对滚珠丝杠螺母25、25。通过驱动一对注射驱动伺服电动机22、22同步旋转，注射螺杆21b在注射缸21中在轴方向前进后退。

注射缸21的注射螺杆21b通过安装于移动框架24的注射螺杆旋转驱动马达26驱动旋转，进行注射缸21内的树脂的旋转送出和可塑化。

注射成形控制装置(控制部)50根据成形工序的程序，向合模液压缸12a输送动作油，向注射装置20的注射驱动伺服电动机22、22输送电流使注射螺杆21b前进后退，并向注射螺杆21b的注射螺杆旋转驱动马达26输送电流而指示树脂的可塑化。

注射装置20向通过将固定侧模具13和可动侧模具14合模而形成的模具型腔中注射熔融树脂。成形品冷却固化后，可动侧模具14被解除与固定侧模具13的合模结合，通过移动用液压缸17的动作从固定侧模具13脱离，取出成形品。

在固定侧模具13、可动侧模具14上形成有用于加热、冷却模具表面的热介质水通路(热介质通路)30、31。该热介质水通路30、31与固定侧模具13用、可动侧模具14用的分别设置的热介质水的出口、入口连接。为了很快地传导热并急速地加热冷却模具型腔，热介质水通路30、31在尽可能接近模具型腔的位置形成。

如图2所示，在热介质水通路30、31上连接有供给加热介质的加热介质供给装置(加热介质供给机构)33、和供给冷却介质的冷却介质供给装置(冷却介质供给机构)34。此外，加热介质供给装置33、冷却介质供给装置34以同样的构成设于分别在固定侧模具13和可动侧模具14上设置的热介质水通路30、31，因此，图2中显示了关于可动侧模具14的构成。本实施方式中，加热介质、冷却介质中使用水(液体)，加热介质供给装置33、冷却介质供给装置34供给调整至预先设定的温度的加热介质、冷却介质。

在加热介质供给装置33上连接有利用泵35p将加热介质送入热介质水通路30、31的加热介质送出管(供给管)35、和使经过了热介质水通路30、31的加热介质循环至加热介质供给装置33的加热介质排出管(排出管)36。在冷却介质供给装置34上连接有利用泵37p将冷却介质送入热介质水通路30、31的冷却介质送出管37、和使经过了热介质水通路30、31的冷却介质循环至冷却介质供给装置34的冷却介质排出管38。在这些加热介质送出管35、加热介质排出管36、冷却介质送出管37、冷却介质排出管38上分别设置有可开闭的开闭阀35a、36a、37a、38a。这些开闭阀35a、36a、37a、38a利用注射成形控制装置50，基于预先设定的程序控制其开闭。

加热介质送出管35和加热介质排出管36之间设有将它们连接的旁通管39。在旁通管39上设有可开闭的切换阀39a，利用注射成形控制装置50，基于预先设定的程序控制其开闭。在此，如图3所示，旁通管39及开闭阀35a、36a优选尽量设置于接近固定侧模具13、可动侧模具14的位置，例如固定模板12或可动模板15的正下方、或侧面等。另外，将冷却介质的供给设为NO时，将冷却介质立即送入热介质水通路30、31，并进一步迅速地进行模具型腔的冷却，因此，设置于冷却介质送出管37及冷却介质排出管38的开闭阀37a、38a也与开闭阀35a、36b一样进一步优选尽量设置于接近固定侧模具13、可动侧模具14的位置，例如固定模板12或可动模板15的正下方、或侧面等。

如图1所示，与固定侧模具13、可动侧模具14的型腔面相接地配置有模具温度传感器40。由模具温度传感器40检测出的温度的信号被送至注射成形控制装置50。注射成形控制装置50基于由模具温度传感器40检测出的温度，使开闭阀35a、36a、37a、38a、切换阀39a开闭，并如下那样控制加热介质、冷却介质向热介质水通路30、31的供给。

加热固定侧模具13、可动侧模具14时，打开开闭阀35a、36a的同时，关闭开闭阀37a、38a及切换阀39a，并将由加热介质供给装置33加热的加热介质送入热介质水通路30、31。

冷却固定侧模具13、可动侧模具14时，关闭开闭阀35a、36a的同时，打开开闭阀37a、38a，并将从冷却介质供给装置34供给的冷却介质送入热介质水通路30、31。这时，打开切换阀39a，从加热介质供给装置33供给的加热介质从加热介质送出管35经由旁通管39、加热介质排出管36向加热介质介供给装置循环。

此外，在本实施方式中，在一连串的注射成形周期中，注射成形控制装置50基于预先导入的计算机程序执行设定的处理，由此，进行如下所示的温度控制。

图4是表示一连串的注射成形周期中的温度变化的图。在此，在注射成形控制装置50中，因为对固定侧模具13、可动侧模具14的温度(模具温度)进行控制，所以图4中显示了模具温度的变化，但是型腔温度实际上也是等效的。

在从合模开始升压的工序中，打开开闭阀35a、36a的同时，关闭开闭阀37a、38a及切换阀39a，并将由加热介质供给装置33加热的加热介质送入热介质水通路30、31，加热固定侧模具13、可动侧模具14。

而且，固定侧模具13、可动侧模具14的温度到达预先设定的温度t1后，开始向通过将固定侧模具13和可动侧模具14合模而形成的模具型腔注射熔融树脂。注射开始后，通过从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质，对固定侧模具13、可动侧模具14仍持续进行加热。

固定侧模具13、可动侧模具14的温度到达预先设定的温度t2后，停止从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质。加热介质的供给停止通过关闭开闭阀35a、36a来进行。随着关闭开闭阀35a、36a，打开切换阀39a，使加热介质循环。这时，在关闭开闭阀34a、38a的状态下，不进行冷却介质的供给。

通过热传递的延迟、在热介质水通路30、31内原样残留的加热介质的热能的输送，固定侧模具13、可动侧模具14的温度在停止加热介质的供给后仍上升。因此，成为上述注射开始的触发点的温度t1、及成为停止加热介质的供给的触发点t2按照下述方式进行设定，即在停止加热介质的供给后，固定侧模具13、可动侧模具14的温度也不超过注射的树脂进行结晶化的温度区域的上限TU。

其后，在树脂注射完成时刻，转移至模具型腔内的保压工序。

在注射工序～保压工序之间，固定侧模具13、可动侧模具14的温度伴随加热介质的供给停止，通过自然散热而降低。固定侧模具13、可动侧模具14的温度降低至预先设定的温度t3后，关闭切换阀39a的同时，打开开闭阀35a、36a，并从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质，对固定侧模具13、可动侧模具14进行再加热。温度t3按照下述方式进行设定，即在开始再加热后由于热传递的延迟而温度进一步下降的固定侧模具13、可动侧模具14的温度不低于树脂进行结晶化的温度区域的下限TL。开始再加热时，加热介质经旁通管39进行循环，而且，旁通管39设置于与固定侧模具13、可动侧模具14尽可能接近的位置，因此，如果打开开闭阀35a、36a，则加热介质能够直接送入热介质水通路30、31，并快速地进行再加热。

再加热开始后，固定侧模具13、可动侧模具14到达预先设定的温度t4后，关闭开闭阀35a、36a的同时，打开切换阀39a，并再一次停止从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质。此外，温度t4可以设为与上述温度t2相同的值，由于进行加热直至树脂进行结晶化的温度区域的上限TU的附近，因而也可以设为比温度t2高的值。

固定侧模具13、可动侧模具14的温度到达预先设定的温度t4，且停止加热介质的供给后，在经过了预先设定的时间T1的时刻，移至可动侧模具14的冷却的工序。在直至预先设定的时间T1经过的期间，按照将固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在树脂进行结晶化的温度区域的上限TU和下限TL之间的方式，根据需要反复进行如上所述的温度控制。由此，能够可靠地促进树脂的结晶化。

对于固定侧模具13、可动侧模具14的冷却，在关闭开闭阀35a、36a的同时，打开开闭阀37a、38a，并将从冷却介质供给装置34供给的冷却介质送入热介质水通路30、31。

通过送入冷却介质，固定侧模具13、可动侧模具14骤冷。在固定侧模具13、可动侧模具14的温度降低至预先设定的温度t5的时刻，停向热介质水通路30、31供给冷却介质。为了停止冷却介质的供给，仅关闭开闭阀34a、38a，而不打开开闭阀35a、36a。

由于热传递的延迟、在热介质水通路30、31内原样残留的冷却介质的热能的输送、自然散热，固定侧模具13、可动侧模具14的温度在停止冷却介质的供给后进一步降低。温度t5按照下述方式进行预先设定，即根据该温度的降低，固定侧模具13、可动侧模具14的温度不低于对树脂的退火有效的温度区域的下限TLa。

固定侧模具13、可动侧模具14的温度降低至预先设定的温度t6后，关闭切换阀39a的同时，打开开闭阀35a、36a，并从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质，对固定侧模具13、可动侧模具14进行再加热。由此，固定侧模具13、可动侧模具14的温度上升。

其后，固定侧模具13、可动侧模具14的温度到达预先设定的温度t7后，关闭开闭阀35a、36a的同时打开切换阀39a，并停止从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质。温度t7按照下述方式进行设定，即在停止加热介质的供给后仍上升的固定侧模具13、可动侧模具14的温度不超过对树脂的退火有效的温度区域的上限TUa。

加热介质的供给停止后，固定侧模具13、可动侧模具14的温度降低。该温度降低至预先设定的温度t6后，关闭切换阀39a的同时，打开开闭阀37a、38a，并再一次从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质，对固定侧模具13、可动侧模具14进行再加热。

固定侧模具13、可动侧模具14的温度降低至预先设定的温度t5，且停止向热介质水通路30、31供给冷却介质后，直至预先设定的时间T2经过，按照将固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在对树脂的退火有效的温度区域的上限TUa和下限TLa之间的方式，根据需要反复进行如上所述的温度控制。由此，能够可靠地进行树脂的退火。

经过了预先设定的时间T2后，关闭开闭阀35a、36a的同时，打开开闭阀37a、38a，并将从冷却介质供给装置34供给的冷却介质送入热介质水通路30、31。

通过冷却介质的送入，固定侧模具13、可动侧模具14骤冷。

树脂冷却固化，并在模具型腔内形成成形品后，可动侧模具14解除与固定侧模具13的合模结合而开模。接着，进一步利用移动用液压泵17的动作将可动侧模具14从固定侧模具13分离，取出成形品。

之后，重复与上述相同的周期，可以使成形品依次注射成形。

如上所述，注射成形周期中，树脂开始注射后，固定侧模具13、可动侧模具14的温度按照下述方式进行控制，即将固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在树脂进行结晶化的温度区域的上限TU和下限TL之间。由此，能够可靠地促进树脂的结晶化。

这时，按照停止加热介质的供给够仍上升的固定侧模具13、可动侧模具14的温度不超过喷射的树脂进行结晶化的温度区域的上限TU的方式，设定注射的开始定时、加热介质的供给定时，由此，能够较长地确保维持在树脂进行结晶化的温度区域内的时间，能够高效率地促进树脂的结晶化。

另外，固定侧模具13、可动侧模具14的温度控制仅依靠加热介质的供给的ON/OFF来进行，由于不进行冷却介质导致的冷却，因此可以容易地进行温度控制。另外，其温度控制在树脂进行结晶化的温度区域内，因此可以不进行无用的冷却等高效率地进行树脂的结晶化。此外，该温度控制可以使用PID(P：比例、I：积分、D：微分)控制。

此外，旁通管39设置于与固定侧模具13、可动侧模具14尽可能接近的位置，因此，在停止加热介质的供给后，为了再加热而再一次供给加热介质的情况下，如果打开开闭阀35a、36a，则加热介质直接被送入热介质水通路30、31，能够迅速地进行再加热。

另外，固定侧模具13、可动侧模具14的温度始终维持在树脂进行结晶化的温度区域的上限TU和下限TL之间，由此，不会如将温度降低至该温度区域以下的情况，产生树脂的分子难以移动的状态，并可以防止结晶化品质产生参差不齐。

在冷却树脂的过程中，按照将固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在对树脂的退火有效的温度区域的上限TUa和下限TLa之间的方式，进行了温度控制。由此，在一连串的注射成形周期中，能够可靠地进行树脂的退火。这时，固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在对树脂的退火有效的温度区域，由此，与在此之上降低温度的情况相比较，可以利用热能。此外，在退火的前后，通过进行利用冷却介质的骤冷，可以实现成形周期的缩短化。

此外，在上述实施方式中，组合以下那样的温度控制也是有效的。

在此，在升温过程中，进行将加热介质的供给的温度暂时停止的温度控制。

即，如图5所示，开始注射后，在固定侧模具13、可动侧模具14的温度到达温度t10的时刻，关闭开闭阀35a、36a的同时，打开切换阀39a，并停止从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质。在此，温度t10设定在比树脂进行结晶化的温度区域的下限TL低的温度。

而且，经过一定的时间T10后，或者固定侧模具13、可动侧模具14的温度降低至预先设定的温度t11后，关闭切换阀39a的同时，打开开闭阀35a、36a，再一次从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质，对固定侧模具13、可动侧模具14进行再加热。

之后，与如图4所示的情况相同，固定侧模具13、可动侧模具14的温度到达预先设定的温度t2后，停止从加热介质供给装置33向热介质水通路30、31供给加热介质，并按照将固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在树脂进行结晶化的温度区域的上限TU和下限TL之间的方式，进行温度控制。

在进行利用加热介质的加热的情况下，热介质水通路30、31附近温度很快上升，越远离热介质水通路30、31，温度上升越慢。与之相对，如前所述，在开始注射后的升温过程中，通过暂时停止加热介质的供给，并将固定侧模具13、可动侧模具14的温度维持在一定的温度区域，能够实现固定侧模具13、可动侧模具14的温度分布的均一化。使温度分布均一化后，再次进行利用加热介质的供给的加热时，因为相对于加热的温度上升的响应提高，能够更高精度地进行固定侧模具13、可动侧模具14的温度控制。其结果是，能够可靠地防止固定侧模具13、可动侧模具14的温度超过树脂进行结晶化的温度区域的上限，并使上述效果进一步可靠化且显著化。

另外，尤其是如果温度t10在树脂的热变形温度或玻璃转移温度以下，且经过一定的时间T10前进行注射，则能够降低熔融树脂侵入模具接缝部的可能性，因此，可以期待抑制飞边发生的效果。

此外，上述实施方式中，使用了将温度t1～t7、t10、t11作为触发点的控制，但是可以将其替换为将经过时间作为触发点的控制。在该情况下，事前反复进行试验，直至把握到达温度t1～t7、t10、t11的经过时间即可。同样地，使用了将时间T1、T2作为触发点的控制，但是，可以将其替换为将检测温度作为触发点的控制。

另外，在上述实施方式中，加热介质使用了热介质水，但是，也可以使用蒸汽。在使用蒸汽的情况下，加热介质排出管36除以下情况外，与上述实施方式相同，即：不与加热介质供给装置33连接而向外排出；在加热介质的供给停止时，将加热介质送出管35内的蒸汽通过空气的吹入(未图示)向外部排出。

另外，上述实施方式中，为了维持在对树脂的退火有效的温度区域的上限TUa与下限TLa之间，切换进行加热介质的供给的ON/OFF，但是也可以切换进行冷却介质的ON/OFF。

另外，本发明着眼于注射成形周期中的温度控制，因此，关于注射成形系统10的各部的构成，不对上述情况做任何限定，允许适宜的变更。

除此之外，只要不脱离本发明的主旨，可以对上述实施方式中举出的构成做取舍选择，或对其它构成进行适宜的变更。

Claims (16)

1.一种注射成形系统，其特征在于，具备：

注射成形机，其具备开闭模具的合模装置、及向所述模具的型腔注射成形材料的注射装置；

加热介质供给装置，其为了加热所述型腔而向形成于所述模具的热介质通路供给加热介质；

冷却介质供给装置，其为了冷却所述型腔而向所述热介质通路供给冷却介质；

控制部，其控制所述加热介质供给装置及所述冷却介质供给装置中的所述加热介质及所述冷却介质的供给，并在从所述注射装置向所述型腔内注射所述成形材料时，向所述热介质通路供给所述加热介质以加热所述型腔，与所述成形材料的注射工序协动地向所述热介质通路供给所述冷却介质以冷却所述型腔，

所述控制部以使所述成形材料注射时所述型腔的温度在所述加热介质的供给停止后不会由于热传递的延迟而超过预先设定的温度区域的方式，在所述型腔的温度到达所述预先设定的温度区域之前开始所述成形材料的注射、或在注射中中止所述型腔的加热，其后，在所述型腔的温度到达所述预先设定的温度区域后、直到供给所述冷却介质而开始冷却所述型腔的期间内，通过交替进行伴随着所述加热介质的供给停止的自然散热和通过再次开始所述加热介质的供给而进行的再加热，将所述型腔的温度维持在所述预先设定的温度区域。

2.如权利要求1所述的注射成形系统，其特征在于，

所述控制部为了在所述型腔的温度到达所述预先设定的温度区域之前开始所述成形材料的注射、或中止注射中的所述型腔的加热，根据在所述型腔开始加热的同时开始计时的计时器已到规定时间、或检测到已到达按照所述型腔的温度不超过所述成形材料的所述预先设定的温度区域的上限的方式预先设定的温度，中止所述型腔的加热。

3.如权利要求1所述的注射成形系统，其特征在于，所述加热介质使用蒸气或液体。

4.如权利要求1所述的注射成形系统，其特征在于，

所述控制装置为了将所述型腔的温度维持在所述预先设定的温度区域，而切换所述加热介质向所述热介质通路的供给的开/关。

5.如权利要求4所述的注射成形系统，其特征在于，

所述控制部在将所述加热介质向所述热介质通路的供给设为关时，将所述加热介质维持在所述热介质通路内、或将所述加热介质通过空气排出，且不供给所述冷却介质。

6.如权利要求4所述的注射成形系统，其特征在于，具备：

供给管，其从所述加热介质供给装置向所述热介质通路送入所述加热介质；

排出管，其从所述热介质通路将所述加热介质排出；

旁通管，其连接所述供给管和所述排出管之间，在将所述加热介质供给装置中的所述加热介质向所述热介质通路的供给设为关时，使所述加热介质从所述供给管向所述排出管旁通。

7.如权利要求6所述的注射成形系统，其特征在于，所述旁通管连接于所述供给管和所述热介质通路的连接部的附近。

8.如权利要求1所述的注射成形系统，其特征在于，

所述控制部向所述热介质通路供给所述加热介质而加热所述型腔，在所述型腔的温度到达所述预先设定的温度区域之前，以比所述预定的温度区域低的温度中止所述型腔的加热，并且，在包含中止了所述加热的温度的温度区域维持预先设定的时间后，再升温至上述预先设定的温度区域。

9.如权利要求8所述的注射成形系统，其特征在于，

在比所述预先设定的温度区域低且包含中止了所述加热的温度的温度区域进行注射。

10.如权利要求1所述注射成形系统，其特征在于，

所述控制部在与所述成形材料的注射工序协动地向所述热介质通路供给所述冷却介质而冷却所述型腔的过程中，在完成注射后或从注射完成起的冷却响应的延迟估计量之前，进行所述冷却介质向所述热介质通路的供给，停止所述冷却介质的供给后，将所述型腔的温度维持在所述成形材料进行退火的温度区域。

11.如权利要求10所述的注射成形系统，其特征在于，

所述控制部为了将所述型腔的温度维持在所述树脂进行退火的温度区域，切换所述加热介质或所述冷却介质向所述热介质通路的供给的开/关。

12.如权利要求1所述的注射成形系统，其特征在于，

所述预先设定的温度区域为结晶性的所述成形材料进行结晶化的温度区域。

13.一种注射成形方法，其特征在于，包含：

向型腔内注射成形材料时，向设置于模具内的热介质通路供给加热介质而加热所述型腔的工序；

以使所述型腔的温度在所述加热介质的供给停止后不会由于热传递的延迟而超过所述预先设定的温度区域的方式，在所述型腔的温度达到所述预先设定的温度区域之前开始所述成形材料的注射、或在注射中中止所述型腔的加热的工序；

所述型腔的温度到达所述预先设定的温度区域以后，通过交替进行伴随着所述加热介质的供给停止的自然散热和通过再次开始所述加热介质的供给而进行的再加热，将所述型腔的温度维持在所述预先设定的温度区域的工序；

在完成注射后或从注射完成起的冷却响应的延迟估计量之前，向所述热介质通路供给所述冷却介质而冷却所述型腔的处理。

14.如权利要求13所述注射成形方法，其特征在于，

所述预先设定的温度区域是结晶性的所述成形材料进行结晶化的温度区域。

15.一种注射成形机，其特征在于，具备：

模具驱动部，其开闭模具；

注射缸，其向所述模具的型腔注射结晶性的成形材料；

加热介质供给机构，其为了加热所述型腔而向形成于所述模具的热介质通路供给加热介质；

冷却介质供给机构，其为了冷却所述型腔而向所述热介质通路供给冷却介质；

控制部，其控制所述加热介质供给机构及所述冷却介质供给机构中的所述加热介质及所述冷却介质的供给，在从所述注射缸向所述型腔内注射所述成形材料时，向所述热介质通路供给所述加热介质而加热所述型腔，在所述成形材料的注射完成后，向所述热介质通路供给所述冷却介质以冷却所述型腔，

所述控制部以使所述型腔的温度不超过所述成形材料进行结晶化的温度区域的方式，在开始从所述注射缸向所述型腔内注射所述成形材料之前中止所述型腔的加热，并且，在开始从所述注射缸向所述型腔内注射所述成形材料后、直到供给所述冷却介质而开始冷却所述型腔的期间内，通过交替进行伴随着所述加热介质的供给停止的自然放热和基于再次开始所述加热介质的供给所进行的再加热，将所述型腔的温度维持在所述成形材料进行结晶化的温度区域。

16.如权利要求15所述的注射成形机，其特征在于，具备：

供给管，其从所述加热介质供给机构向所述热介质通路送入所述加热介质；

返回管，其使从所述热介质通路排出的所述加热介质返回所述加热介质供给机构；

旁通管，其连接所述供给管和所述返回管之间，在将所述加热介质供给机构中的所述加热介质向所述热介质通路的供给设为关时，使所述加热介质从所述供给管向所述返回管旁通。

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