CN103889682B - 注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法 - Google Patents

注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法，其能够在使注塑成型机的通常的运转暂时停止而进行在加热筒内具有的热塑性树脂的保温控制时，为了避免在该树脂产生碳化物而进行保温控制。在从通过注塑成型机对成形体进行成形的通常的运转切换成保温控制时，为了避免在加热筒(1)内具有热塑性树脂因急剧的降温而碳化，以使在注塑成型机的通常的运转中温度存在变动的多个加热器(3a、3b、3c、3d、3e)在规定时间(n×T)降温至不会产生碳化的保温极限温度(t2)，并使降温后的各加热器(3a、3b、3c、3d、3e)的温度成为恒定的方式进行控制。由此，能够防止在加热筒(1)内具有的热塑性树脂产生碳化物的情况。

Description

注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法
技术领域
本发明涉及一种将借助加热筒的加热器而熔融的热塑性树脂向闭模了的模具的模腔注射的注塑成型机，尤其是涉及一种在加热筒内熔融的热塑性树脂的温度控制方法。
背景技术
在以往使用的通常的注塑成型机中，向加热筒内输送作为原料的粒状的热塑性树脂(颗粒)，通过设置在加热筒内的能够进退的螺杆使树脂熔融，同时向螺杆前端的喷嘴侧送出，从设置在螺杆的前端侧的注射喷嘴向模具装置的模腔注射熔融树脂，在模腔内使熔融树脂冷却并固化之后，打开模具，通过顶出销等，将粘在模具上的成形物从模具卸下，由此成形出成形体。
不过，在筒状的加热筒的外侧，沿着其长度方向设置多个对供给到加热筒内的颗粒状的树脂进行加热熔融的加热器，由于多个加热器进行加热，而将搬运到加热筒内的树脂加热熔融成200℃～250℃程度的高温，但在使注塑成型机的运转临时停止时，高温化的熔融树脂由于从加热筒表面的散热而温度急剧下降(降温)，由此，有时树脂碳化而在成形品产生黑点等碳化物。
作为与上述技术关联的技术，在专利文献1中，以在成形中使成型机暂时停止，当成形重新开始时，防止在成形体产生碳化引起的黑点为目的，公开了一种对暂时停止中的筒体的温度进行控制的成型机的控制方法。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开平6-254930号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
所述专利文献1中的温度控制是通过将成型机的停止中的筒体的温度保持为比树脂的成形温度低的温度，来防止在成形品产生黑点的方法，但是当成型机停止而树脂急剧冷却时，即便以使筒体的温度成为比树脂的成形温度低的温度的方式进行控制，在成形品的材料为丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等所谓高温树脂的情况下，有时也会产生黑点(碳化物)，因此要求改善这样的问题。
本发明鉴于上述课题而作出，目的在于提供一种注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法，其能够在使注塑成型机的通常的运转暂时停止(中断)而进行在加热筒内具有的热塑性树脂的保温控制时，为了避免在该树脂产生碳化物而进行保温控制。
【解决方案】
本发明提供一种注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法，所述注塑成型机具备：在内部设有螺杆且在外周安装有加热器的筒状的加热筒；在该加热筒的前端构成并注射熔融的热塑性树脂的注射喷嘴；安装在加热筒的外侧且使在所述加热筒内具有的所述热塑性树脂熔融的多个加热器；检测这些加热器的温度的温度检测传感器，所述注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法的特征在于，
在使所述注塑成型机运转时，使该注塑成型机的运转暂时停止而通过所述多个加热器进行与所述热塑性树脂的降温同时的保温控制时，
为了避免所述热塑性树脂因急剧的降温而碳化，将所述多个加热器的温度全部以成为恒定的方式降温时，
从所述保温控制开始到成为所述保温极限温度为止分成多次的阶段作为保温处理阶段，
使用该次数、基于所述热塑性树脂的种类而预先决定的该热塑性树脂的降温速度、保温极限温度，
以在各保温处理阶段的结束时成为基于该各保温处理阶段的结束时的基准温度而预先设定的温度的范围的方式，控制单元控制所述加热器的各自的温度，
以使在使所述注塑成型机运转时温度存在变动的所述多个加热器全部的温度成为所述保温极限温度的方式进行降温控制，在该多个加热器全部的温度达到所述保温极限温度之后，进而以使所述多个加热器全部的温度成为恒定的方式进行温度控制。
【发明效果】
根据本发明，在从通过注塑成型机对成形体进行成形的通常的运转切换成保温控制时，为了避免在加热筒内具有的热塑性树脂因急剧的降温而碳化，能够以使在注塑成型机的通常的运转中温度存在变动的多个加热器在规定时间降温至不会发生碳化的保温极限温度，并使降温后的各加热器的温度成为恒定的方式进行控制，因此能够防止在加热筒内具有的热塑性树脂产生碳化物的情况。
附图说明
图1是表示在本发明的一例的注塑成型机中构成的加热筒的结构图。
图2是表示设于加热筒的加热器进行的热塑性树脂的保温控制的坐标图。
具体实施方式
以下，通过图1及图2来说明本发明的实施方式。当然，本发明在不违反本发明的主旨的范围内，对于在实施方式中说明的以外的结构也能够容易地适用，这是不言自明的。
本发明的一例的注塑成型机具有与公知的注塑成型机同样的结构，因此省略图示，其具备注塑单元、合模单元，在注塑单元中构成图1所示的加热筒1。
在图1所示的筒型的加热筒1中，在前端设有注射喷嘴2，在外侧设有多个加热器3a、3b、3c、3d、3e，在内部设有能够旋转的螺杆4，在基端设有料斗块5，在料斗块5的上部设有料斗6，检测加热器3a、3b、3c、3d、3e的各自的温度的温度检测传感器7a、7b、7c、7d、7e对应于各加热器3a、3b、3c、3d、3e而设置。而且，由温度检测传感器7a、7b、7c、7d、7e检测到的各加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度向控制单元10输出，由该控制单元10一元地管理，控制单元10基于来自加热器3a、3b、3c、3d、3e的输出数据来进行各加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度控制。
另外，本实施方式的注塑成型机中，将作为原料的粒状的热塑性树脂(颗粒)向料斗6投入，使设置在加热筒1的内部的螺杆4旋转，由此将供给到加热筒1的后部的热塑性树脂向设有注射喷嘴2的加热筒1的前端侧送出，借助多个加热器3a、3b、3c、3d、3e而在加热筒1内被加热熔融，在通过未图示的由计量用马达等构成的旋转驱动单元使螺杆4旋转从而进行了计量后，通过未图示的由注射用马达、滚珠丝杠机构等构成的进退驱动单元使螺杆4前进，从而向模具的模腔注射规定量的热塑性树脂。
另外，如图1所示，加热器3a、3b、3c、3d、3e除了安装在加热筒主体的外周之外，也安装在注射喷嘴2的外周，所述加热器3a、3b、3c、3d、3e沿着加热筒1的长度方向隔开5个间隔而卷缠从而安装，在利用注塑成型机对成形体进行成形的运转时，各加热器3a、3b、3c、3d、3e被加热成200℃以上的高温。
在此，基于图2，以下说明在使注塑成型机的运转暂时停止时，以多个加热器3a、3b、3c、3d、3e为热源，在加热筒1内具有的热塑性树脂的温度(保温)控制方法。此外，关于从加热筒1的前端侧到基端侧排列的多个加热器3a、3b、3c、3d、3e，从加热筒1的前端侧到基端侧依次作为第1加热器3a、第2加热器3b、第3加热器3c、第4加热器3d、第5加热器3e进行说明，在图2中，通过与这些加热器3a、3b、3c、3d、3e对应的温度检测传感器7a、7b、7c、7d、7e检测到的温度由波形表示。
图2表示使注塑成型机运转，在制造光学部件(导光板或透镜)时使用丙烯酸树脂或聚碳酸酯树脂等高温树脂(热塑性树脂)作为材料进行成形的成形中时，因设备的异常而发出警报，伴随于此切换成保温控制，使注塑成型机的运转暂时停止而进行在加热筒1内具有的热塑性树脂的保温控制时的第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度的变化。
不过，为了对在加热筒1内具有的热塑性树脂进行控制以免发生碳化，需要将在成形中被加热成200度以上的高温的热塑性树脂在规定时间降温至成为规定的保温极限温度t2之后，在作为保温极限温度t2的160℃下进行保温控制以保持恒定。因此，本实施方式的第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e虽然在成形中温度存在变动，但是在第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度全部成为了160℃后，控制单元10在该温度下以使全部的第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e成为160℃的方式进行保温控制。需要说明的是，“保温极限温度”根据树脂的种类来决定，在热塑性树脂的温度下降成小于作为保温极限温度t2的160℃的情况下，使注塑成型机从保温控制返回通常的运转时，产生树脂烧伤，因此将160℃的温度定义作为保温极限温度。
如图2所示，在使注塑成型机运转的成形体的成形中((a)～(b))，因某些原因而发出警报时，在(b)、(b)的时机，使注塑成型机的运转暂时中止，开始保温控制。
在本实施方式的保温控制((b)以后)，使在成形中((a)～(b))处于200℃以上的第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度分阶段(图2的保温处理第1阶段、保温处理第2阶段、保温处理第3阶段)降温。
首先，所述热塑性树脂的降温速度(每单位时间的自然冷却速度)根据该热塑性树脂的种类而决定，因此这里降温速度a为1.5(℃/分钟)，设各保温处理阶段(保温处理第1阶段、保温处理第2阶段、保温处理第3阶段、(保温处理第n阶段))的时间(分钟)为T，第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e中的成形中温度最高的第2加热器3b的温度为t1(250℃)，保温极限温度为t2(160℃)，保温处理阶段的次数为n次(在本实施方式中为3次)时，通过下述数学式1的数学式，算出时间T。
(数学式1)
(t1-t2)/(n×T)＝a
※n设为1以上
n×T是到达保温极限温度t2为止的时间(b)～(e)
当向上述数学式1的数学式代入所述数值时，(250(℃)-160(℃))/(3×T)＝1.5(℃/分钟)，因此T＝20(分钟)。
并且，通过算出的T的数值，保温处理第1～第3阶段中的各时间由控制单元10来决定。
并且，T为20(分钟)，a为1.5(℃/分钟)，因此使用T和a的数值，控制单元10通过下述数学式2的数学式，决定保温处理第1～第3阶段的各阶段的结束时((c)、(d)、(e))的各基准温度，并决定在每1阶段各降温30℃(保温处理第1阶段结束时为220℃(250℃-30℃)、保温处理第2阶段结束时为190℃(250℃-30℃×2)、保温处理第3阶段结束时为160℃(250℃-30℃×3))。
(数学式2)
T×a＝20(分钟)×1.5(℃/分钟)＝30℃
并且，控制单元10以在各保温处理阶段结束时((c)、(d))使第1～第5全部的加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度成为所述基准温度的±10℃(更优选为±5℃)的范围的方式控制各加热器3a、3b、3c、3d、3e，在成为所述基准温度的±10℃(更优选为±5℃)的范围之后，向下一保温处理阶段转移。然后，如图2所示，在各阶段反复进行这样的处理，由此使第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e在达到作为保温极限温度t2的160℃的保温处理第n阶段(在本实施方式中为保温处理第3阶段)的结束时(e)降温至160℃。并且，控制单元10以使第1～第5加热器3a、3b、3c、3d、3e维持160℃的状态的方式进行控制，作为保温继续控制。
根据以上那样的本实施方式中的热塑性树脂的温度控制方法，在使注塑成型机运转时，使该注塑成型机的运转暂时停止(中断)而通过多个加热器3a、3b、3c、3d、3e进行与在加热筒1内具有的热塑性树脂的降温同时的保温控制时，为了避免该热塑性树脂因急剧的降温而发生碳化，将多个加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度全部以成为恒定的方式降温时，从保温控制开始到成为(b)保温极限温度为止(e)分成多次的阶段(保温处理第1阶段～保温处理第3阶段)作为保温处理阶段，使用该次数(n)、基于热塑性树脂的种类而预先决定的该热塑性树脂的降温速度(a)、保温极限温度(t2)等，以在各保温处理阶段的结束时((c)、(d))成为基于该各保温处理阶段的结束时的基准温度((c)为220℃、(d)为190℃)而预先设定的温度的范围((c)为220℃的±10的范围、(d)为190℃的±10℃的范围)的方式，控制单元10控制加热器3a、3b、3c、3d、3e的各自的温度，以使在使注塑成型机运转时温度存在变动的多个加热器3a、3b、3c、3d、3e全部的温度在规定时间(n×T)成为保温极限温度(160℃)的方式进行降温控制，在该多个加热器3a、3b、3c、3d、3e全部达到所述保温极限温度(160℃)之后，进而以使所述多个加热器3a、3b、3c、3d、3e全部的温度成为恒定的方式进行温度控制。由此，在从通过注塑成型机对成形体进行成形的通常的运转切换成保温控制时，为了避免在加热筒1内具有的热塑性树脂因急剧的降温而碳化，以使在注塑成型机的通常的运转中温度存在变动的多个加热器3a、3b、3c、3d、3e在规定时间(n×T＝3×20＝60分钟)降温至不会发生碳化的保温极限温度t2，并使降温后的各加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度成为恒定的方式进行控制，由此能够防止在加热筒1内具有的热塑性树脂产生碳化物的情况。
以上，详细说明了本实施方式的一例，但本发明并未限定为所述实施方式，在本发明的宗旨的范围内能够进行各种变形实施。例如，在本实施方式中，保温处理阶段的次数设为3次，但也可以为4次以上或小于3次，而且，在本实施方式中各保温处理阶段结束时((c)、(d))，第1～第5全部的加热器3a、3b、3c、3d、3e的温度在成为所述基准温度的±10℃的范围后向下一保温处理阶段转移，但是也可以在与所述基准温度一致时向下一保温处理阶段转移，也可以适当选定。
【标号说明】
1加热筒
2注射喷嘴
3a第1加热器
3b第2加热器
3c第3加热器
3d第4加热器
3e第5加热器
4螺杆
5料斗块
6料斗
7a、7b、7c、7d、7e
10控制单元
a降温速度
n保温控制时的保温处理阶段的次数
t1成形中最高温的加热器3的温度
t2保温极限温度
T各保温处理阶段的时间

Claims (1)

1.一种注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法，所述注塑成型机具备：在内部设有螺杆且在外周安装有加热器的筒状的加热筒；在该加热筒的前端构成并注射熔融的热塑性树脂的注射喷嘴；安装在加热筒的外侧且使在所述加热筒内具有的所述热塑性树脂熔融的多个加热器；检测这些加热器的温度的温度检测传感器，所述注塑成型机中的热塑性树脂的温度控制方法的特征在于，
在使所述注塑成型机运转时，使该注塑成型机的运转暂时停止而通过所述多个加热器进行与所述热塑性树脂的降温同时的保温控制时，
为了避免所述热塑性树脂因急剧的降温而碳化，将所述多个加热器的温度全部以成为恒定的方式降温时，
从所述保温控制开始到成为保温极限温度为止分成多次的阶段作为保温处理阶段，
使用该次数、基于所述热塑性树脂的种类而预先决定的该热塑性树脂的降温速度、所述保温极限温度，
以在各保温处理阶段的结束时成为基于该各保温处理阶段的结束时的基准温度而预先设定的温度的范围的方式，控制单元控制所述加热器的各自的温度，
以使在使所述注塑成型机运转时温度存在变动的所述多个加热器的温度全部成为所述保温极限温度的方式进行降温控制，在该多个加热器的温度全部达到所述保温极限温度之后，进而以使所述多个加热器全部的温度成为恒定的方式进行温度控制。
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