JP3389248B2 - 射出成形機の加熱シリンダの温度制御方法 - Google Patents

射出成形機の加熱シリンダの温度制御方法

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    • B29C45/00Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は射出成形における加熱シリンダの温度管理の
改良に関する。 (従来技術とその問題点) 射出成形機による射出成形の途中で何らかの異常が発
生すると射出成形機の自己診断機能が働いて加熱シリン
ダ1のヒータ回路を強制的にオフにして修理作業を行う
ようになっていた。ところが、ポリエチレン樹脂、ポリ
オレフィン系樹脂、ポリプロピレンなど金属と密着性に
優れた樹脂は、加熱シリンダ1の内壁に薄い樹脂皮膜2a
を残したまま熱収縮し、樹脂皮膜2aと熱収縮した樹脂塊
2bとの間に隙間tが発生する事になる。特に、作業中断
時ホッパからの樹脂供給がストップして加熱シリンダ1
の後部並びに後々部ではスクリュー溝4a内に樹脂がな
く、加熱シリンダ1の内壁やスクリュー4の表面に樹脂
皮膜2aが付着する傾向が強い。そして修理終了により作
業を再開するために加熱シリンダ1を加熱するとこの樹
脂皮膜2aが加熱シリンダ1の過剰昇温よって焼け焦げ、
スクリュー4の樹脂混練により剥離して熔融樹脂に混入
し、作業再開後のある時間黒点となって現れ、不良成形
品が多くなるという問題点があった。 又、この点は1日の作業が終了し、翌日作業を再開す
る場合でも同様の現象が見られる。即ち、1日の作業を
終了するために何回も空打ちして加熱シリンダ1内の樹
脂2bを出したとしても固化した樹脂皮膜2aは加熱シリン
ダ1の内周面や、スクリュー4の表面に付着して残留
し、翌日作業を再開する時にこの樹脂皮膜2aが加熱シリ
ンダ1の昇温よって焼け焦げ、スクリュー4の樹脂混練
により剥離して熔融樹脂に混入し、やはり作業再開後の
ある時間黒点となって現れる。(尚、図中の皮膜2aの厚
みは作図上若干誇張されており、実際はもっと薄いもの
である。) また、異常停止や1日の作業終了時にはヒータの通電
を停止してしまうため、加熱シリンダ1は常温に戻って
しまい、再度設定温度まで昇温させるにはある程度長い
時間を要し、作業再開が遅れるという問題もある。 (発明の目的) 本発明はかかる従来例の欠点に鑑みてなされたもの
で、その目的とする所は射出成形作業の中断後、作業再
開時に樹脂皮膜の焼け焦げが発生せず、かつ、加熱シリ
ンダの設定温度への温度上昇を短時間に行えて作業再開
を極めて迅速に行うことが出来る射出成形機の加熱シリ
ンダの温度制御方法を提供するにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明方法は、前記問題点を解決するために、 比熱の大きい結晶性樹脂であって金属と密着性に優れ
た樹脂を加熱シリンダ内でスクリュにより混練熔融して
射出する射出成形において、 射出成形工程が異常発生による中断又は作業が完了し
た後、次の射出成形作業再開までの期間中、 加熱シリンダとスクリュとの間に樹脂を有した状態
で、該樹脂の熔融温度よりも低く、かつ、加熱シリンダ
の内周面に付着している樹脂被膜と内部の半熔融状態の
樹脂塊との間に隙間が生じる温度よりも高い温度範囲内
で保温温度を選択すると共に、その保温温度にて加熱シ
リンダを保持することにより、 加熱シリンダ内周面に半熔融状態の上記樹脂を接触保
持させておく。 という技術的手段を採用している。 (作用) 本発明は上記のように、成形途中で異常が発生した場
合、修理のために射出作業を一時中断することになる
が、加熱シリンダ1の温度を、加熱シリンダ1内の樹脂
2の熔融温度よりも低く、かつ、加熱シリンダ1の内周
面に付着している樹脂被膜2aと内部の半溶融状態の樹脂
塊2bとの間に隙間が生じる温度よりも高い温度範囲内に
保持しておくことにより、加熱シリンダ1の内周面に付
着している樹脂皮膜2aと内部の半熔融状態の樹脂塊2bと
の間に隙間tが発生せず、加熱シリンダ1からの熱が樹
脂皮膜2aを通して樹脂塊2bに連続的に移動し、修理完了
後の射出作業再開時の加熱シリンダ1の加熱時の過剰昇
温にても樹脂皮膜2aだけが過熱されて焼け焦げるという
ような事がなく、作業再開の最初から従来のような黒点
の混入は見られない。 又、加熱シリンダ1は従来のように室温まで下がって
おらず、樹脂2の熔融温度よりも低く、かつ、加熱シリ
ンダ1の内周面に付着している樹脂被膜2aと内部の半溶
融状態の樹脂塊2bとの間に隙間が生じる温度よりも高い
温度範囲内に保持されているために設定温度までの昇温
は短時間に達成することが出来て作業再開を短時間に行
うことが出来る。 (実 施 例) 以下、本発明を図示実施例に従って詳述する。第1図
は射出成形機の加熱シリンダ1の温度制御機構のブロッ
ク回路図で、本実施例では加熱ヒータH1〜H5は5ゾーン
に分かれており、第1ゾーンは射出ノズル部1a、第2ゾ
ーンは加熱シリンダ1の前部、第3ゾーンは中央部、第
4ゾーンは後部、第5ゾーンは後々部である。加熱ヒー
タH1〜H5は、本実施例ではバンドヒータが使用されてい
る。第1ゾーンの温度検出センサTc1は第1ヒータH1
隣接した後部に、第2ゾーンの温度検出センサTc2は第
2ヒータH2の前半部分H2aと後半部分H2bの間に、第3ゾ
ーンの温度検出センサTc3は第3ヒータH3の前半部分H3a
と後半部分H3bの間に、第4ゾーン温度検出センサTc4
第4ヒータH4の前半部分H4aと後半部分H4bとに、第5ゾ
ーンの温度検出センサTc5は第5ヒータH5の前半部分H5a
と後半部分H5bにの間にそれぞれ設置されている。これ
ら温度検出センサTc1〜Tc5は温度制御回路6に接続され
ている。又、第1ゾーンの第1ヒータH1には第1スイッ
チSW1が、第2ゾーンの第2ヒータH2の前半部分H2aと後
半部分H2bには第2スイッチSW2が、第3ゾーンの第3ヒ
ータH3の前半部分H3aと後半部分H3bには第3スイッチSW
3が、第4ゾーンの第4ヒータH4の前半部分H4aと後半部
分H4bには第4スイッチSW4が、第5ゾーンの第5ヒータ
H5の前半部分H5aと後半部分H5bには第5スイッチSW5
それぞれ設置されており、出力回路7に接続されてお
り、前記温度制御回路6と共にマイコン制御盤の中の中
央演算装置であるMPU8に接続されている。又、MPU8には
各ヒータH1〜H5の設定温度を入力するためのキーボード
9やヒータH1〜H5の温度制御状態を表示するためのCRT1
0等必要機器が接続されている。 本発明に適用の樹脂は、比熱の大きい結晶性樹脂であ
って金属との密着性の良いものであり、例えば、ポリエ
チレン樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリプロピレンな
どがある。 而して、ホッパ3内に収納された樹脂ペレット2'を加
熱シリンダ1の後々部に供給すると共に加熱シリンダ1
の各ゾーンのヒータH1〜H5に通電して加熱シリンダ1を
加熱し、ホッパ3から供給された樹脂ペレット2'を加熱
しつつ加熱シリンダ1の前方へスクリュー4にて熔融混
練しつつ送り出す。スクリュー4は樹脂2を前方に送り
出すにつれて次第に後退する。十分に熔融混練された樹
脂2は加熱シリンダ1の先端部分に蓄えられ、所定量と
なった処でスクリュー4が前進し、金型11内に樹脂2を
射出する。 ここで、加熱ヒータH1〜H5の設定温度は、樹脂2の種
類によって決まるものであるが、温度設定例の1つを示
すと、第1ヒータH1では230℃、第2ヒータH2では220
℃、第3ヒータH3では210℃、第4ヒータH4では200℃、
第5ヒータH5では190℃である。この設定温度はキーボ
ード9からMPU8に入力される。MPU8は温度制御回路6を
介して取り込まれた温度検出センサTc1〜Tc5からの検出
信号によって温度制御要のスイッチSW1〜SW5を制御し、
各ヒータH1〜H5が所定の温度となるように制御する。温
度制御は通常PID制御方式が採用される。第5図は温度
制御を示すグラフで、前記成形温度を中心としてある一
定の幅で各ヒータH1〜H5が温度制御されている。 成形途中で異常が発生した場合は、修理のために射出
作業を一時中断しなければならないが、この時、従来は
各ヒータH1〜H5の通電を停止し、加熱シリンダ1の温度
を室温まで下げてしまっていたが、本発明方法では、加
熱シリンダ1内の樹脂2の熔融温度よりも低く、かつ、
加熱シリンダ1の内周面に付着している樹脂被膜2aと内
部の半溶融状態の樹脂塊2bとの間に隙間が生じる温度よ
りも高い温度範囲内に保持しておき、この状態で修理を
終える。通常、この保温温度は成形温度から50℃程度低
い温度が選ばれる。各ゾーンが前記温度の場合、保温温
度は例えば、第1ヒータH1では180℃、第2ヒータH2
は170℃、第3ヒータH3では160℃、第4ヒータH4では15
0℃、第5ヒータH5では140℃に保持される。この保温温
度の期間中でもPID制御による温度制御がなされる。修
理が完了すると射出作業を再開するために各ヒータH1
H5を成形温度迄昇温させる事になるが、加熱シリンダ1
内の樹脂2は従来のように室温まで下がっておらず、熔
融温度よりも低く、かつ、加熱シリンダ1の内周面に付
着している樹脂被膜2aと内部の半溶融状態の樹脂塊2bと
の間に隙間が生じる温度よりも高い温度範囲内に保持さ
れているために加熱シリンダ1の内周面に付着している
樹脂皮膜2aと内部の半熔融状態の樹脂塊2bとの間に隙間
tが発生せず、加熱シリンダ1からの熱が樹脂皮膜2aを
通して樹脂塊2bに連続的に移動し、従来のように樹脂塊
2bから離れてい樹脂皮膜2aだけが過熱されて焼け焦げる
というような事がなく、薄い樹脂皮膜2aと樹脂塊2bとが
一体となって円滑に加熱されて再熔融する。尚、前記焼
け焦げ発生の原因としては、第5図に示すように修理完
了後の再昇温時に設定温度より高い温度Tmに行き過ぎ、
この時に前記の樹脂皮膜2aの焼け焦げが発生するのであ
るが、本発明方法では樹脂塊2b側への温度の伝達がスム
ーズに行くため加熱シリンダ1に付着している樹脂皮膜
2aの焼け焦げは発生しない。 設定温度への昇温が完了するとスクリュー4による熔
融混練が行われ、射出作業が再開される。 又、1日の作業が終了した場合でも同様の操作によ
り、翌日の作業再開まで加熱シリンダ1が保温温度に保
たれる。 第3図は上記作業工程のフローチャートで、第4図に
示すCRT10の表示画面により保温制御か通常制御かを選
択する。通常は通常制御が選択される。射出成形機の射
出作業に異常が発生しない場合は設定温度にてPID制御
による温度制御が継続される。ところが射出作業に異常
が発生した場合には樹脂に対応した保温温度を読み出
し、PID制御によって保温温度に保持する。異常が解消
すると設定温度による温度制御に切り替わり、以後制定
温度における温度制御がなされる。一方、異常が解消さ
れない場合は『樹脂に対応した保温温度の読み出し工
程』に戻る。このようにして温度制御がなされる。 (効果) 本発明方法は、叙上に述べたように、金属と密着性に
優れた樹脂の射出成形において、射出成形工程が異常発
生による中断又は作業が完了した後、次の射出成形作業
再開までの期間中、加熱シリンダの温度を加熱シリンダ
内部の樹脂の熔融温度よりも低く、かつ、加熱シリンダ
の内周面に付着している樹脂被膜と内部の半溶融状態の
樹脂塊との間に隙間が生じる温度よりも高い温度範囲内
に保持しておくものであるから、成形途中で異常が発生
した場合の作業中断後の作業再開時、又は、1日の作業
終了後、翌日の作業再開時に作業再開の最初から従来の
ような黒点の混入が発生しないという利点があり、又、
加熱シリンダが従来のように室温まで下がっていないた
めに、設定温度までの昇温は短時間に達成することが出
来て作業再開を短時間に行うことが出来るという利点が
ある。
【図面の簡単な説明】 第1図…本発明方法を適用した射出成形機の加熱シリン
ダ部分の部分正断面図 第2図…本発明方法のブロック回路図 第3図…本発明方法のフローチャート 第4図…本発明で使用したCRTの表示画面の1例の正面
図 第5図…本発明の温度制御状態を示すグラフ 第6図…従来の温度制御方法による加熱シリンダの内部
状態を示す断面図 1……加熱シリンダ、1a……射出ノズル部 2……樹脂、2'……樹脂ペレット 2a……樹脂皮膜、2b……樹脂塊 3……ホッパ 4……スクリュー、4a……スクリュー溝 6……温度制御回路 7……出力回路、8……MPU 9……キーボード、10……CRT、11……金型
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−211120(JP,A) 特開 昭60−242029(JP,A) 実開 昭61−40221(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B29C 45/00 - 45/84

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】比熱の大きい結晶性樹脂であって金属と密
    着性に優れた樹脂を加熱シリンダ内でスクリュにより混
    練熔融して射出する射出成形において、射出成形工程が
    異常発生による中断又は作業が完了した後、次の射出成
    形作業再開までの期間中、加熱シリンダとスクリューと
    の間に樹脂を有した状態で、該樹脂の熔融温度よりも低
    く、かつ、加熱シリンダの内周面に付着している樹脂被
    膜と内部の半熔融状態の樹脂塊との間に隙間が生じる温
    度よりも高い温度範囲内で保温温度を選択すると共に、
    その保温温度にて加熱シリンダを保持することにより、
    加熱シリンダ内周面に半熔融状態の上記樹脂を接触保持
    させたことを特徴とする射出成形機の加熱シリンダの温
    度制御方法。
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