JP5879599B2 - 成形不良を監視する装置付き金型 - Google Patents

Description

本発明は、金型を利用したプラスチック成形加工の焼け焦げの監視対策に関する。

プラスチック成形加工では多くの成形不良現象があり、その中でも成形品の表面に黒い焦げができる焼け焦げ、もしくは焼けという不良は成形品の外観を著しく損ねるものであり対策は重要である。

成形品表面の焼け焦げの主な原因は、金型内のガスが高温高圧状態になり発火、燃焼することにより発生する。

前記の金型内のガスとは、金型内にもともと存在する空気と、可塑化装置内において混練されることにより混入したポリマー内にもともと存在する空気と、またポリマー自身も可塑化装置内において高温で分解し、その結果発生する気体であるガスの３種類が主なものであると考えられる。

金型成形においては、可塑化したポリマーを金型内に射出する際に、成形品の形状による袋小路部位では、残存するガスが、圧縮され高温高圧状態になり発火、燃焼するため、焼け焦げを発生し易い。

更に、射出速度が高速の場合には、金型とのせん断発熱により発火、燃焼するため、焼け焦げを発生し易いことも考えられる。

金型内のガスの検知及び、ガスの発火及び、燃焼の際に発生する発光及び、燃焼済ガス及び燃焼後ガスを検知できれば、成形中に不良現象を発見できることになるが、現在は前記のガスの検知及び、発光及び、燃焼済ガスを検知する手法はとられておらず、成形後の成形品自体の検査によって焼け焦げ不良を検査する対策のため、焼け焦げの発見が遅延し、多くの不良品を製造することになるため、生産効率の低下、製造コストの増加という問題に発展する。従って生産中に金型内のガス、及びガスの燃焼の際に発生する発光及び、燃焼済ガスを検知し警告を発生する装置が必要である。

特許第3259067号特許公報。 前記特許文献１は、金型内のガスのうち腐食性ガス、堆積性ガスの発生量を検知し制御する装置である。本出願のように、燃焼ガス及び燃焼ガスの成分を検知し警報を発する装置ではないため、今回の出願に至った。

従って、金型内や成形機に取り付け、成形状態を監視し、成形中のガスの発火、燃焼による焼け焦げ不良を、発生ガスの検知及び、発火、燃焼の発光のモニタリングにより発見し警報を発する装置の提供が目的である。

本発明の請求項１ではプラスチック成形加工において、成形金型内に燃焼で発生するＣＯ、ＣＯ _２ 、Ｈ _２ 、ＣＨ _４ 、Ｏ _２ ガス成分を検知できるガス検知センサと、ガスが発火、燃焼した場合の発光を検知できる光検知センサのいずれか一方を埋設することを特徴とする金型であり、本発明の請求項２では前記センサを、成形金型の樹脂を実際に注入する空間に面して、ガスまたは発光の検知面を配置することを特徴とする請求項１に記載の金型であり、本発明の請求項３では前記センサを、成形金型のキャビ面またはコア面へ埋設することを特徴とする請求項１または２に記載の金型であり、本発明の請求項4では前記センサを、金型のポリマーを注入するためのゲートに通じる面と、金型内から気体を排気するための排気口に通じる面に埋設することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型であり、本発明の請求項５では前記センサのガス検知センサにおいて、成形素材である樹脂とセンサ検知面の間に通気性耐熱部材を配置することを特徴とする請求項１、２、及び４のいずれか一項に記載の金型である。

金型内及び成形機に、ガス検知センサ及び光検知センサのいずれか一方を埋設することを特徴とした金型であるために、常に成形中の発生ガスや発光を監視することで、早期に焼け焦げを発見し警告することが可能であり、生産効率の低下、製造コストの増加を防ぐことが可能である。

本発明に係るガス検知センサをする埋設する金型の断面図である。 本発明に係る保護機能付きガス検知センサの断面図である。 本発明に係る保護機能無しガス検知センサの断面図である。 本発明に係るガス検知センサ保持具の斜視図である。

以下本発明のうちガス検知センサの実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

図１は本発明に係るガス検知センサを埋設する金型の断面図である。図１を参照して、コア側金型１とキャビ側金型２は、ガス検知センサ取り付け穴７と、ガス検知センサ３と、通気性耐熱部材５とを具備している。ガスセンサ取り付け穴７には、通気性耐熱部材５と、ガス検知センサ３を埋設する。ガス検知センサ３は、検知したデータを出力するためのセンサコード３aを備えている。

図２は本発明に係る保護機能付きガス検知センサの取り付け詳細断面図である。図２を参照して、ガスセンサ取付け穴７では、この穴に連設された雌ねじ１aまたは２aと、更に通気性耐熱部材５とガス検知センサ３が挿入される段付き穴がキャビティに向けて開けられている。図１、図２を参照して、コア側金型１及びキャビ側金型２内部に通気性耐熱部材５と、ガス検知センサ３を挿入し、コア側金型雌ねじ穴１aとキャビ側金型雌ねじ穴２aを有するコア側金型１及びキャビ側金型２に、保持具雄ねじ６aを有するガス検知センサ保持具６で固定する。これにより、コア側金型１及びキャビ側金型２からガス検知センサ３が離脱することを防ぐことができ、センサコード３aから検知データを得ることができる。

図２を参照して通気性耐熱部材５について説明する。通気性耐熱部材５が有する連通孔は溶融された樹脂が流入不可能な狭い隙間であり、射出成形では空気の排気のため一般的に利用する素材であり取り扱いも容易である。本来であればガス検知センサ３をコア側金型１及びキャビ側金型２内に設置したいが、直接、高温のポリマーが接触したり、成形後の製品に取り込まれたりする可能性があるため、通気性耐熱部材５をコア側金型１及びキャビ側金型２内表面に露出させることで、発生するガスのみをガス検知センサ３に取り込むことができ、ガス検知センサ３の保護機能としても有効である。更に、通気性耐熱部材５、ガス検知センサ３、ガス検知センサ保護具６が、ガスセンサ取り付け穴７内の突出することなく収納されているので、金型の運搬時の破損防止が図られている。

図１、図２において実施例１の発明では、コア側金型１及びキャビ側金型２内に射出されるポリマーが燃焼、熱分解によって生じるガスを、ガス検知センサ３に高温のポリマーを直接接触させることなく、ガスのみを検知し、ガス検知センサ３が有するセンサコード３aを通して、検出することができる。

更に、ゲート４付近にガス検知センサ３を配置することで、ゲート４付近でのポリマーと金型のせん断発熱によって生じるガスの燃焼にも対応することができる。

図３は本発明に係る保護機能無しガス検知センサの断面図である。
ここで、実施例１と共通の機能の部材は、それぞれ同一の名称と同一の部材番号を使用する。図１、図３を参照して、ガス排気部位８は、その隙間が０．０５mm程度と非常に狭いため、射出されたポリマーは流入が不可能なため到達せず、コア側金型１及びキャビ側金型２内のガスのみが通過する部位であるため、実施例１の通気性耐熱部材５が不要となる。

図３において、ガス検知センサ取り付け穴７では、この穴に連設された雌ねじ１a又は2aと、更に、ガス検知センサ３が挿入される段付き穴が、ガス排気部位８に向けて開けられている。すなわち、コア側金型雌ねじ穴１a及びキャビ側金型雌ねじ穴２aを有しているコア側金型１またはキャビ側金型２に対し、ガス検知センサ３を挿入し、保持具雄ねじ６aを有するガス検知センサ保持具６、前記ガス検知センサ取り付け穴７に連設された雌ねじ１a又は2aに螺入して、固定することで、通気性耐熱部材５を利用せずにガス検知センサ３を設置することを可能としている。ここでもガス検知センサ３とガス検知センサ保持具が、ガス検知センサ取り付け穴７内に突出せず、収納されていて破損防止が図られている。

図１、図３において実施例２の発明では、コア側金型１またはキャビ側金型２内に射出されるポリマーが燃焼によって生じるガスを、ガス排気部位８を通過する際にガス検知センサ３で検知し、ガス検知センサ３が有するセンサコード３aを通して、検出することができる。

本発明で対象とするガスは例えばCO,CO₂,H₂,CH₄,O₂であるが、ガス検知センサ３は対象ガスにより、センサメーカによりサイズが異なるため、実施例１、実施例２の発明におけるコア側金型雌ねじ穴1a、キャビ側金型雌ねじ2a,通気性耐熱部材５、ガス検知センサ保持具６、保持具雄ねじ６aのサイズをガス検知センサ３に合わせて変更することができる。

図４は本発明に係るガス検知センサ保持具の断面図である。
ガス検知センサ保持具６はコア側金型１またはキャビ側金型２のコア側金型雌ねじ穴１a及びキャビ側金型雌ねじ穴２aに取り付けるための、雄ねじ６aと、センサコード３aを通すためのコード穴６bを設けたナット形である。

ガス検知センサ保持具６はガス検知センサ３の保持と、センサコード３aの外部への誘導の機能を合わせ持っており、これによって安定したガス検知データの取得と検知データの外部への出力が可能となる。

なお、上記ガス検知センサの代わりに光検知センサを使用することにより、ガスの発火、燃焼による発光を検知出来る。実施例１と同じように焼き焦げの監視が可能である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の範囲は、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変更を加え得ることは勿論である。

また、本発明は上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々構成を取り得ることは勿論である。

１ コア側金型、
１a コア側金型雌ねじ穴、
２ キャビ型金型、
２a キャビ側金型雌ねじ穴、
３ ガス検知センサ、
３a センサコード、
４ ゲート、
５ 通気性耐熱部材、
６ ガス検知センサ保持具、
６a 保持具雄ねじ、
６b コード穴
７ ガス検知センサ取り付け穴、
８ ガス排気部位

Claims (5)

1. プラスチック成形加工において、成形金型内に燃焼で発生するＣＯ、ＣＯ _２ 、Ｈ _２ 、ＣＨ _４ 、Ｏ _２ ガス成分を検知できるガス検知センサと、ガスが発火、燃焼した場合の発光を検知できる光検知センサのいずれか一方を埋設することを特徴とする金型。
2. 前記センサを、成形金型の樹脂を実際に注入する空間に面して、ガスまたは発光の検知面を配置することを特徴とする請求項１に記載の金型。
3. 前記センサを、成形金型のキャビ面またはコア面へ埋設することを特徴とする請求項１または２に記載の金型。
4. 前記センサを、金型のポリマーを注入するためのゲートに通じる面と、金型内から気体を排気するための排気口に通じる面に埋設することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の金型。
5. 前記センサのガス検知センサにおいて、成形素材である樹脂とセンサ検知面の間に通気性耐熱部材を配置することを特徴とする請求項１、２、及び４のいずれか一項に記載の金型。