JP2835033B2 - 射出成形機の加熱筒の温度制御方法および装置 - Google Patents

射出成形機の加熱筒の温度制御方法および装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、射出成形機の加
熱筒の温度制御方法および装置に関する。
【0002】
【従来の技術】射出成形機の加熱筒の温度制御に関して
は、例えば特公平5−5651、特公平5−2566
1、特公平7−110511、実公昭63−3722
8、実公平7−267等の各公報記載のように多くの技
術が知られている。既に知られているように、ポリアミ
ド樹脂は比熱が比較的大きく、その成形加工に際しては
加熱筒の温度制御が特に重要である。
【0003】添付の図面の図3に示したように、射出成
形機の加熱筒10は、先端に射出ノズル19を備え後部
が樹脂材料ホッパ(図示せず)と接続され、前記材料ホ
ッパ側から筒方向前側に順にフィードゾーン11、コン
プレッションゾーン12およびメータリングゾーン13
に分けられる。符号9はスクリュであり、加熱筒10内
で回転して樹脂材料を可塑化する。加熱筒の前記各ゾー
ンの外周にはヒータ20が配設されており、かつ前記各
ゾーンのそれぞれに温度制御部位30,40,50が設
けられている。
【0004】この温度制御部位30,40,50にはそ
れぞれ温度センサ35,45,55が取り付けられ、該
温度センサ35,45,55からの信号に基づいて制御
プログラムによって当該部位における所定温度T1,T
2,T3の制御をなすように構成される。そして、この
各温度制御部位30,40,50における温度制御によ
って加熱筒10全体が所定の温度カーブを描くよう加熱
制御される。
【0005】この図3に示した温度曲線Cは、ポリアミ
ド樹脂の成形加工における加熱筒10の制御例である。
この例では、フィードゾーン11の温度制御部位30で
T1(250℃)、コンプレッションゾーン12の温度
制御部位40でT2(260℃)、およびメータリング
ゾーン13の温度制御部位50でT3(270℃)とな
るように制御プログラムによって加熱制御されている。
そして、スクリュ回転数は200rpmに設定されてい
る。しかるに、この温度曲線Cを有する加熱筒10の温
度制御によって、前記樹脂をより短い成形サイクルで成
形するために、そのスクリュ回転数を350rpmにし
て成形加工を行ったところ、未溶融の樹脂材料がコンプ
レッションゾーン12に送り込まれここで急激に圧縮さ
れて、スクリュが加熱筒内でスティック現象を起こして
連続成形が不可能となるという結果を生じた。これは、
スクリュが高速で回転するために、樹脂材料、特に比熱
の大きいポリアミド樹脂等にあっては、溶融するのに必
要な熱量が、加熱筒のコンプレッションゾーン12ある
いはフィードゾーン11において不足するからであると
考えられる。
【0006】そこで、発明者らは、図4のように、この
制御プログラムを変更してコンプレッションゾーン12
の温度制御部位40の制御温度をT4(280℃)に上
げたところ、図4に図示のような温度曲線Dとなり、コ
ンプレッションゾーン12からメータリングゾーン13
にかけての部分が高温域となった。そして、この温度曲
線Dの温度制御によって該比熱の大きいポリアミド樹脂
の成形加工をスクリュを高速回転して行うと、図3の例
のようなスティック現象は起こらず一応連続成形は可能
であった。しかしながら、予想された通り、コンプレッ
ションゾーン12からメータリングゾーン13にかけて
の溶融状態の樹脂が滞留する部分が高温域となることに
よって過熱気味となり、本来白色であるべき成形品が黄
色化するいわゆる「やけ」が生じた。
【0007】このように、本発明者らは制御プログラム
を変更して制御温度を変えることの限界を知った。そし
て、その後試行錯誤を繰り返した結果、温度制御部位を
変えることを思いつき、特に、フィードゾーン11にお
ける温度制御部位を変えることによって、所期の、短い
成形サイクルのためのポリアミド樹脂に適した良好な温
度曲線が得られることを知った。しかも、この温度制御
部位を複数設けて択一的に選択して制御すれば、異なっ
た種類の樹脂の成形にも使用できることを見出した。場
合によっては、制御プログラムを変更することなく所期
の温度制御を行うことができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上のよう
な状況から提案されたものであって、材料樹脂の特性に
よって温度制御部位を選択して温度制御をなすことがで
き、比熱の大きいポリアミド樹脂の成形にも使用でき、
場合によっては、制御プログラムを変更することなく所
期の温度制御をなすことができる、射出成形機の加熱筒
のための新規な温度制御方法および装置を提供しようと
するものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、特許請求の範
囲の請求項1に記載された発明は、射出成形機の加熱筒
の温度制御方法に係り、先端に射出ノズルを備え後部が
樹脂材料ホッパと接続され、前記材料ホッパ側から筒方
向前側に順にフィードゾーン、コンプレッションゾーン
およびメータリングゾーンを有し、前記各ゾーンの外周
にヒータが配設され、かつ前記各ゾーンのそれぞれに温
度制御部位が設けられ該温度制御部位に取り付けられた
温度センサからの信号に基づいて制御プログラムによっ
て当該部位における所定温度の制御をなすように構成さ
れた加熱筒において、前記フィードゾーンにはその筒方
向の複数の位置に温度制御部位が設けられていて、必要
により一の温度制御部位を選択して制御を行うことによ
って、異なった温度制御を行うことができるようにした
ことを特徴とする。
【0010】また、請求項2に記載された発明は、射出
成形機の加熱筒の温度制御装置に係り、先端に射出ノズ
ルを備え後部が樹脂材料ホッパと接続され、前記材料ホ
ッパ側から筒方向前側に順にフィードゾーン、コンプレ
ッションゾーンおよびメータリングゾーンを有し、前記
各ゾーンの外周にヒータが配設され、かつ前記各ゾーン
のそれぞれに温度制御部位が設けられ該温度制御部位に
取り付けられた温度センサからの信号に基づいて制御プ
ログラムによって当該部位における所定温度の制御をな
すように構成された加熱筒において、前記フィードゾー
ンではその筒方向の複数の位置に前記温度センサが着脱
自在に取り付けられる温度制御部位が設けられていて、
必要により一の温度制御部位を選択して前記温度センサ
を取り付け、もって温度制御部位の選択によって異なっ
た温度制御を行うことができるようにしたことを特徴と
する。
【0011】請求項3の発明は、請求項2の射出成形機
の加熱筒の温度制御装置において、前記フィードゾーン
における温度センサが複数の温度制御部位に対して抜き
差し自在に構成されたものに係る。
【0012】
【実施例】以下添付の図面に従ってこの発明を詳細に説
明する。図1はこの発明による制御例の一例を温度グラ
フとともに示した加熱筒の要部の断面図、図2はフィー
ドゾーンにおける温度センサの取付状態を示す要部の断
面図である。
【0013】この発明における加熱筒10は、先に従来
技術の項で述べたように、先端に射出ノズル19を備え
後部が樹脂材料ホッパ(図示せず)と接続され、前記材
料ホッパ側から筒方向前側に順にフィードゾーン11、
コンプレッションゾーン12およびメータリングゾーン
13を有し、前記各ゾーンの外周にヒータ20が配設さ
れ、かつ前記各ゾーンのそれぞれに温度制御部位30,
40,50が設けられ該温度制御部位に取り付けられた
温度センサ35,45,55からの信号に基づいて制御
プログラムによって当該部位における所定温度T1,T
2,T3の制御をなすように構成されている。符号9は
スクリュである。なお、スクリュのねじ部分の図示は省
略してある。
【0014】そして、この発明は、前記加熱筒10のフ
ィードゾーン11において、その筒方向の複数の位置に
温度制御部位31,32を設け、必要により一の温度制
御部位31または32を選択して制御を行うことによっ
て、異なった温度制御を行う方法を提案するものであ
る。
【0015】具体的には、図1に図示したように、フィ
ードゾーン11の温度制御部位30のうち、後部の温度
制御部位31を選択して温度制御を行うと、同図中の温
度グラフの実線で描く温度カーブAを示す。この温度カ
ーブAは前述した比熱の大きいポリアミド樹脂の短サイ
クルの成形加工のために極めて有用である。すなわち、
図からよく理解されるように、温度制御部位31をフィ
ードゾーン11の後部側に配置することによって、フィ
ードゾーン11の可塑化初期段階におけるポリアミド樹
脂材料に大きな熱量を付与することができ、コンプレッ
ションゾーン12での樹脂材料のスティック現象が防止
される。同時に、一方においては、コンプレッションゾ
ーン12からメータリングゾーン13にかけての溶融状
態の樹脂が滞留する部分が高温域となることが回避され
て前述した過熱現象(黄変)が防止される。
【0016】これに対して、図1の破線で示す温度カー
ブBは、フィードゾーン11の温度制御部位30のう
ち、前部の温度制御部位32を選択して温度制御を行っ
た場合である。この場合は、前記図3で説明したポリア
ミド樹脂の一般的な成形サイクルでの成形加工用のもの
で同図の温度カーブCと同じで、フィードゾーン11で
加熱された樹脂材料はコンプレッションゾーン12から
メータリングゾーン13にかけてなだらかな温度カーブ
を描いて加熱可塑化され良好な成形品が得られる。な
お、汎用樹脂、例えばポリスチロール樹脂の場合も前部
の温度制御部位32が好ましい(但し、制御温度は当然
異なる。)
【0017】図1の温度カーブAおよびBからわかるよ
うに、フィードゾーン11の制御温度はいずれも同じ温
度T1(250℃)であるにもかかわらず、該フィード
ゾーン11における温度制御部位31または32の前後
のいずれかを選択するだけで、このような大きく異なっ
た温度制御が得られるのである。このことは、制御プロ
グラムを変えることなく、ただ単に温度制御部位31ま
たは32の位置選択のみによって異なった温度制御が可
能であることを意味する。従って、この例のように、制
御プログラムをそのままとし、比熱の高いポリアミド樹
脂の高スクリュ回転数による成形のときは温度制御部位
31、一般的なスクリュ回転数によるポリアミド樹脂の
成形のときは温度制御部位32として、制御部位の選択
のみによって複数のタイプの異なった成形場面に対応で
きる。なお、もちろん、この発明は、温度制御部位を選
択した場合に制御プログラムの必要な変更を禁ずるもの
ではない。
【0018】図2はフィードゾーン11の温度制御部位
30の要部を拡大した図である。この図から理解される
ように、前記の温度制御方法は、フィードゾーン11の
温度制御部位30を構成する2つの温度制御部位31,
32に必要により一の温度制御部位31または32を選
択して択一的に温度センサ35を取り付ければよい。
【0019】この実施例では、加熱筒10の温度制御部
位31,32に図示のようなホルダ39,39を固着し
て、これに公知の温度センサ35を抜き差し自在に取り
付けるように構成されたものが示される。図2において
符号36は熱電対、37はスプリング、38はキャップ
で、ホルダ39のピン39aがキャップ38の切欠38
aに係合して熱電対36を所定の温度制御部位31また
は32に圧着するようになっている。
【0020】
【発明の効果】以上図示し説明したように、この発明に
よれば、フィードゾーンに複数の温度制御部位を設けて
この温度制御部位のいずれか一を選択して制御を行うこ
とによって、異なった温度制御を得ることができる。従
って、制御プログラムを変えることなく、ただ単に温度
制御部位の位置選択のみによって異なった樹脂材料ある
いは異なった成形サイクル時間のための最適な温度制御
が可能となる。殊に、実施例のように、比熱の高いポリ
アミド樹脂を一般的な成形サイクルによる場合と短い成
形サイクルによる成形の場合とを、温度制御部位の選択
のみによって切り換えることができるという、実際上極
めて有利な制御が可能となる。
【0021】また、この発明装置によれば、前記複数の
温度制御部位に温度センサを着脱自在に取り付けること
ができる構成とし、特には温度センサを抜き差し自在な
構成とすることによって、この種射出成形機の加熱筒の
温度制御を格段と容易とし、各種合成樹脂の成形加工の
効率向上にも大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による制御例の一例を温度グラフとと
もに示した加熱筒の要部の断面図である。
【図2】フィードゾーンにおける温度センサの取付状態
を示す要部の断面図である。
【図3】一般的なポリアミド樹脂材料の制御例を温度グ
ラフとともに示した加熱筒の要部の断面図である。
【図4】従来の制御例をもとに比熱の高いポリアミド樹
脂材料用に変更した制御例を温度グラフとともに示した
加熱筒の要部の断面図である。
【符号の説明】
10 加熱筒 11 フィードゾーン 12 コンプレッションゾーン 13 メータリングゾーン 20 ヒータ 30,31,32 温度制御部位 40,50 温度制御部位 35,45,55 温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B29C 45/58 - 45/62,45/72,45/74,45 /76,45/78 WPI/L(QUESTEL)

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 先端に射出ノズルを備え後部が樹脂材料
    ホッパと接続され、前記材料ホッパ側から筒方向前側に
    順にフィードゾーン、コンプレッションゾーンおよびメ
    ータリングゾーンを有し、前記各ゾーンの外周にヒータ
    が配設され、かつ前記各ゾーンのそれぞれに温度制御部
    位が設けられ該温度制御部位に取り付けられた温度セン
    サからの信号に基づいて制御プログラムによって当該部
    位における所定温度の制御をなすように構成された加熱
    筒において、 前記フィードゾーンにはその筒方向の複数の位置に温度
    制御部位が設けられていて、必要により一の温度制御部
    位を選択して制御を行うことによって、異なった温度制
    御を行うことができるようにしたことを特徴とする射出
    成形機の加熱筒の温度制御方法。
  2. 【請求項2】 先端に射出ノズルを備え後部が樹脂材料
    ホッパと接続され、前記材料ホッパ側から筒方向前側に
    順にフィードゾーン、コンプレッションゾーンおよびメ
    ータリングゾーンを有し、前記各ゾーンの外周にヒータ
    が配設され、かつ前記各ゾーンのそれぞれに温度制御部
    位が設けられ該温度制御部位に取り付けられた温度セン
    サからの信号に基づいて制御プログラムによって当該部
    位における所定温度の制御をなすように構成された加熱
    筒において、 前記フィードゾーンではその筒方向の複数の位置に前記
    温度センサが着脱自在に取り付けられる温度制御部位が
    設けられていて、必要により一の温度制御部位を選択し
    て前記温度センサを取り付け、もって温度制御部位の選
    択によって異なった温度制御を行うことができるように
    したことを特徴とする射出成形機の加熱筒の温度制御装
    置。
  3. 【請求項3】 請求項2において、前記フィードゾーン
    における温度センサが複数の温度制御部位に対して抜き
    差し自在に構成されている射出成形機の加熱筒の温度制
    御装置。
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