JP6056878B2 - 射出成形装置及び射出成形方法 - Google Patents
射出成形装置及び射出成形方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6056878B2 JP6056878B2 JP2015003620A JP2015003620A JP6056878B2 JP 6056878 B2 JP6056878 B2 JP 6056878B2 JP 2015003620 A JP2015003620 A JP 2015003620A JP 2015003620 A JP2015003620 A JP 2015003620A JP 6056878 B2 JP6056878 B2 JP 6056878B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- conductive
- injection
- injection molding
- conductive material
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Description
本発明は、射出成形装置及び射出成形方法に関し、特に、導電性材料を射出成形するための射出成形装置及び射出成形方法に関する。
従来、樹脂製の成形品は、射出成形装置によって成形される。一般に、射出成形装置は、ホッパに供給されたペレット状の熱可塑性樹脂をヒータによる加熱とスクリュの回転によるせん断熱により流動可能温度に溶融し、予め型締めされた金型のキャビティ内にスクリュを前進させて溶融樹脂を充填し、充填された溶融樹脂をスクリュの前進力により保圧し、キャビティ内で成形品を冷却した後、金型を開いて成形品を取り出すように構成されている。
このような射出成形装置において、金型のゲート部からキャビティの末端部に向かって充填される溶融樹脂は、キャビティ内を移動しながら、金型のキャビティ形成面に触れた表面部分から冷却されることで樹脂温度が低下し、その結果、特に移動する溶融樹脂の先端部での粘度が高くなって流動性が低下する。そのため、ノズルからキャビティ内に射出される溶融樹脂の射出圧力が不足すると、成形品にウェルドマーク、フローマーク、ひけ、転写不良等の外観不具合が発生するおそれがあった。
近年、バンパー等の大型の樹脂製自動車部品の更なる軽量化や、液晶テレビ等の液晶ディスプレイ用のフレームの大型化及び軽量化等のニーズに応えるため、大型かつ薄肉の成形品を射出成形する技術が求められている。このような大型かつ薄肉の成形品の場合、射出圧力が不足すると、上述の外観不具合に加えて、従来の射出成形装置では、キャビティの末端部まで溶融樹脂が充填されないショートショットが発生するおそれがあった。
これに対して、射出圧力を高めることが考えられるが、射出成形時に射出圧力の大きさに応じた型締圧力で金型を型締めしておく必要があるので、高い型締圧力を有する大型の射出成形装置と、これら射出圧力と型締圧力に耐えうる大型の金型とが必要となる。また、ゲート数を増やす方法や成形品の肉厚を厚くする方法も考えられるが、ウェルドマークの発生する可能性のある箇所が増えたり、材料コストが増加する等の課題がある。
そこで、例えば特許文献1には、金型の加熱と冷却を繰り返す、所謂ヒートアンドクール成形について開示されている。これによれば、射出時に金型を加熱することで、キャビティ内に射出された樹脂が間接的に加熱され、樹脂の温度低下が抑制されるので、射出圧力を高めたり、ゲート数や成形品の肉厚を変更することなく、その樹脂の流動性の低下を抑制することができる。
また、近年、樹脂成形品に対して静電塗装に必要な導電性を付与するために、母材となる絶縁性樹脂に導電性フィラを混合させたり、成形品の強度向上のために、樹脂原料に炭素繊維等を混合させた導電性材料を射出成形するための技術が求められている。
このような技術として、例えば特許文献2には、射出成形装置のノズルにおいて、金型のキャビティへ充填する直前にその流路を流れる導電性の溶融材料に通電し、該溶融材料をジュール熱により直接に発熱させる技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1に開示された射出成形装置では、充填される溶融樹脂に比べて熱容量が大きな金型が加熱され、その温度が高くなっているので、その射出、保圧工程の後に金型の冷却によって成形品を冷却する時間が長くなり、その結果、射出工程から成形品の取出工程までの射出成形サイクルが長期化するおそれがある。
また、特許文献2に開示された技術では、当該ノズルからキャビティ内に射出された溶融樹脂は、上述のように、キャビティ内を移動しながら金型によって冷却されるので、溶融樹脂の流動性の低下によって生じ得る成形品の外観不具合等の課題を解決することができない。
これに対して、導電性材料を射出成形する場合に、成形型のキャビティ内に充填された溶融材料自体を通電加熱することが考えられる。これによれば、キャビティ内での溶融材料の流動性の低下を抑制することができるので、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制することができる。
しかしながら、冷却ポンプによって成形型に設けた流路に冷却液を環流してこの成形型を冷却する場合、上述の溶融材料自体を通電加熱する方法では、成形型を介して冷却液にも電流が流れるおそれがある。その結果、溶融材料に流れる電流が減少し、溶融材料の通電加熱性が低下すると共に、冷却液を介して冷却ポンプへ漏電し、冷却ポンプが故障停止したり、該冷却ポンプの操作者が感電するおそれがある。
そこで、本発明は、導電性材料を射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、簡易な構成で、導電性材料の通電加熱性を確保すると共に、冷却液を介した冷却手段への漏電を防止することができる射出成形装置及び射出成形方法を提供することを課題とする。
なお、本課題は、アルミ等の金属材料を成形型内で射出成形するダイカストマシン等の射出成形装置の場合にも共通する課題である。
前記課題を解決するため、本発明は次のように構成したことを特徴とする。
まず、本願の請求項1に記載の発明は、
導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
前記成形型は、キャビティ形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部と、当該成形型の内部に配設された冷却液の流通可能な流路と、を有すると共に、
前記成形型の前記流路に冷却液を供給するための冷却手段と、
前記導電部間に所定の電圧を印加する通電手段と、
前記通電手段によって印加される電圧を制御する通電制御手段と、を有し、
前記通電制御手段は、射出された導電性材料が前記成形型の前記導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記通電手段によって前記導電部間に電圧を印加し、
前記冷却液は、絶縁性液体である
ことを特徴とする。
導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
前記成形型は、キャビティ形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部と、当該成形型の内部に配設された冷却液の流通可能な流路と、を有すると共に、
前記成形型の前記流路に冷却液を供給するための冷却手段と、
前記導電部間に所定の電圧を印加する通電手段と、
前記通電手段によって印加される電圧を制御する通電制御手段と、を有し、
前記通電制御手段は、射出された導電性材料が前記成形型の前記導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記通電手段によって前記導電部間に電圧を印加し、
前記冷却液は、絶縁性液体である
ことを特徴とする。
また、請求項2に記載の発明は、前記請求項1に記載の射出成形装置において、
前記導電性材料は、導電性物質を含有する樹脂材料である
ことを特徴とする。
前記導電性材料は、導電性物質を含有する樹脂材料である
ことを特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記請求項1または請求項2に記載の射出成形装置において、
前記成形型は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する一対の型から構成され、
前記導電部は、各型の前記キャビティ形成面に設けられ、
少なくとも一方の前記型合わせ面には、前記導電部間を電気的に絶縁する絶縁部材を有する
ことを特徴とする。
前記成形型は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する一対の型から構成され、
前記導電部は、各型の前記キャビティ形成面に設けられ、
少なくとも一方の前記型合わせ面には、前記導電部間を電気的に絶縁する絶縁部材を有する
ことを特徴とする。
上記の構成により、本願の請求項1に記載の発明によれば、射出された導電性材料が成形型の導電部に接触したときに通電加熱されるように、通電制御手段によって通電手段が導電部間に印加する電圧を制御するので、この電圧制御によって、キャビティ内を移動する導電性材料の温度が低下しないように導電性材料の温度を制御することができる。よって、本発明によれば、導電性材料の温度低下による流動性の低下を防ぐことができ、比較的低い射出圧力であっても、導電性材料の先端部まで射出圧力を十分に伝えることができる。
その結果、射出圧力の不足に起因するショートショット等の外観不具合の発生を回避することができ、特に大型の薄肉成形品の場合には、射出成形装置及び成形型の小型化が可能である。また、金型を加熱するのではなく、導電性材料自体を通電加熱するので、充填される導電性材料に比べて熱容量が大きな金型の温度上昇を抑えることができる。よって、成形品の冷却時間が長くならず、射出成形サイクルの長期化を抑制することができ、成形時のランニングコストを低減することができる。さらに、流動性の向上のために成形品の肉厚を厚くする必要がないので、材料コストが増加することがない。
さらに、本発明によれば、成形型に絶縁性液体である冷却液を供給するので、導電部間に電圧を印加しても、成形型に供給される冷却液が通電されるのを回避しながら、キャビティ内の導電性材料に通電することができる。よって、簡易な構成で、導電性材料の通電加熱性を確保すると共に、冷却液を介した冷却手段への漏電を防止することができる。
したがって、本発明によれば、導電性材料を射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、簡易な構成で、導電性材料の通電加熱性を確保すると共に、冷却液を介した冷却手段への漏電を防止することができる。
また、請求項2に記載の発明によれば、導電性材料が導電性物質を含有する樹脂材料の場合、例えば、静電塗装に必要な導電性を付与するために、母材となる絶縁性材料に導電性フィラを混入させたり、成形品の強度向上のために、樹脂原料に炭素繊維等を含有させた場合にも、上述の請求項1に記載の発明による効果を奏することができる。
また、請求項3に記載の発明によれば、成形型は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する一対の型から構成され、導電部は、各型のキャビティ形成面に設けられ、少なくとも一方の型合わせ面には、導電部間を電気的に絶縁する絶縁部材を有するので、導電部間に電圧を印加した際、導電部間を直接電流が流れることなく、導電部間にある導電性材料に確実に通電することができる。
以下、本発明を適用した射出成形装置の第1実施形態について、図1〜図7を参照しながら説明する。
図1に示すように、本実施形態の射出成形装置1は、加熱射出装置2と、該加熱射出装置2と対向して配設された型締装置3と、を有する。加熱射出装置2と型締装置3は図示しない基台フレーム上に配置されている。
加熱射出装置2は、射出シリンダ21を備え、該射出シリンダ21の上部には、成形品の原料となるペレット状の熱可塑性樹脂を射出シリンダ21内に供給するためのホッパ22が取り付けられており、射出シリンダ21の周りには、熱可塑性樹脂を流動可能温度に加熱溶融するためのバンドヒータ23が巻かれている。射出シリンダ21内には、スクリュ24が回転可能かつ進退可能に配設されている。
スクリュ24の後方(図1の左方)には、スクリュ24を前進、後退させる駆動源としての射出用シリンダ装置25が配設されている。射出用シリンダ装置25は、図示しない管路を介して供給された作動油によって、射出用シリンダ装置25内の射出用ピストン25aが前進または後退される。
射出用ピストン25aには、スクリュ24の後端が接続されており、射出用ピストン25aが射出用シリンダ装置25内を前進または後退することによって、スクリュ24が射出シリンダ21内を前進または後退される。なお、射出用ピストン25aには、図示しない位置検出器が接続されており、該位置検出器によってスクリュ24のスクリュ位置が検出される。
また、射出用シリンダ装置25の後方には、スクリュ24を回転させる駆動源としての計量モータ26が配設されている。加熱射出装置2を構成するこれら射出シリンダ21、スクリュ24、射出用シリンダ装置25及び計量モータ26は、同一軸上に配設されている。
型締装置3には、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する可動金型41及び固定金型42からなる金型装置4が取り付けられる。型締装置3は、可動金型41が取り付けられる可動側取付板31と、固定金型42が取り付けられる固定側取付板32と、可動側取付板31を前進、後退させる駆動源としての型締用シリンダ装置33と、を有する。なお、固定側取付板32と型締用シリンダ装置33とは、図示しないタイバーによって連結されており、可動側取付板31はタイバーに沿って前進または後退可能に設けられている。
型締用シリンダ装置33内には、直線的に移動可能な型締用ピストン33aが配設されている。型締用ピストン33aは、作動流体が流れる管路を介して型締用シリンダ装置33内に供給される作動油によって、型締用シリンダ装置33内を前進または後退させられる。型締用ピストン33aの前端(図1の左端)には、可動側取付板31が接続されており、型締用ピストン33aが型締用シリンダ装置33内を前進または後退することによって、可動側取付板31と共に可動金型41が前進または後退させられる。これによって、型締用ピストン33aを前進(図1の左方)させると、可動側取付板31と共に可動金型41が前進させられ、型閉及び型締が行われる。また、型締用ピストン33aを後退(図1の右方に移動)させると、可動側取付板31と共に可動金型41が後退させられ、型開が行われる。
なお、可動側取付板31の背面(図1の右面)には、図示しないエジェクタ装置が配設されている。金型装置4が型開きした際、このエジェクタ装置を駆動することで、成形品をキャビティ内から押し出して取り出すことができるように構成されている。また、図1は、直動方式の型締装置3を示しているが、該型締装置3は、型締用シリンダ装置33と可動側取付板31の間にトグル機構を設けたトグル方式であってもよい。
金型装置4は、可動金型41と固定金型42間を閉じることにより、その内部にキャビティCが形成されるようになっている。可動金型41及び固定金型42の内部には、冷却液を流すための流路Fがそれぞれ形成されている。
さらに、本実施形態の射出成形装置1は、金型装置4を冷却するための冷却装置5を有する。冷却装置5は、冷却ポンプ51を有し、該冷却ポンプ51は、冷却液の供給配管52と排出配管53を介して可動金型41及び固定金型42にそれぞれ接続されている。各供給配管52及び排出配管53には、冷却液の流れを遮断する遮断弁54が設けられている。この冷却装置5によれば、全ての遮断弁54を開いた状態で冷却ポンプ51を駆動することで、可動金型41及び固定金型42の各流路Fに冷却液が環流され、可動金型41及び固定金型42が冷却される。なお、可動金型41と固定金型42を個別に冷却するために個別の冷却ポンプ51を設けてもよい。
冷却液は、絶縁性液体である。絶縁性液体には、日本工業規格(JIS C 2320)に規格が示された電気絶縁油、フッ素系不活性液体等を用いることができる。絶縁性液体は、その冷却性能、使用温度(金型装置4の最高温度)、所望の耐圧性能(通電装置61による最大印加電圧)等に基づいて選定することができる。
ここまで、射出成形装置1における従来公知の構成について説明したが、次に、本発明に特徴的な射出成形装置1の構成について説明する。
図1に示すように、本実施形態の可動金型41及び固定金型42は、入れ子式の構造をしている。すなわち、可動金型41は、型外形部43と、該型外形部43の内部に絶縁部材45を介して設けられた導電部47とを有する。同様に、固定金型42は、型外形部44と、該型外形部44の内部に絶縁部材46を介して設けられた導電部48とを有する。導電部47、48は、可動金型41及び固定金型42の各キャビティ形成面に設けられている。
絶縁部材46は、例えば、アルミナ、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、石英、酸化チタン、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリイミド、ポリアミドイミド等から選ばれる少なくとも1種である。絶縁部材46は、型外形部42、43と導電部47、48間に、例えば、塗布、溶射、スプレー、転写、嵌め込み、インモールド成形、貼り合せ等の方法によって設けることができる。なお、絶縁部材46は、金属部材の表面に例示した樹脂やセラミックスからなる絶縁層を設けたものであってもよい。また、絶縁部材46は、所望の耐圧性能(通電装置61による最大印加電圧)、使用温度(金型装置4の最高温度)等に基づいて選定することができる。
可動金型41の型合わせ面には、導電部47、48間を電気的に絶縁する絶縁部材49が設けられている。本実施形態の場合、絶縁部材49は、可動金型41の型合わせ面のうち、導電部47によって構成された部分を覆うように層状に設けられている。なお、絶縁部材49は、可動金型41の型合わせ面及び固定金型42の型合わせ面42aの少なくともいずれか一方に設けられていればよい。
また、射出成形装置1は、金型装置4の導電部47、48間に電圧を印加するための通電装置6を備えている。本実施形態の場合、通電装置6は、定電圧を印加可能な直流電源である。なお、通電装置6は、交流電源であってもよい。
加熱射出装置2には、射出シリンダ21内でバンドヒータ23によって溶融された導電性材料Pの電気抵抗値を検知するための抵抗センサ62が設けられている。抵抗センサ62から出力されるセンサ信号は、後述する通電制御部140に入力されるように構成されている。
金型装置4の導電部47、48には、導電部47、48間の電気抵抗値を検知するための型内抵抗値センサ63が接続されている。本実施形態では、型内抵抗値センサ63として、キャビティC内に導電性材料Pが充填される前の状態で、金型装置4の導電部48から導電部47に絶縁層29を介して流れる漏洩電流を検出できる電流センサが設けられている。
制御ユニット100は、加熱射出装置2のバンドヒータ23、射出用シリンダ装置25及び計量モータ26を制御する加熱射出制御部110と、型締装置3の型締用シリンダ装置33を制御する型締制御部120と、冷却装置5の冷却ポンプ51及び各遮断弁54を制御する冷却制御部130と、通電装置6の通電装置61を制御する通電制御部140と、を有する。本実施形態では、通電制御部140は、通電装置6が出力する所定の電圧をオン/オフ制御するものであるが、通電装置6が出力する電圧値を制御可能なものであってもよい。
ここで、射出成形の原料となる導電性材料Pは、絶縁性の熱可塑性樹脂の母材に導電性充填剤を所望の特性に応じて混合したものである。熱可塑性樹脂は、例えば、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリスルフェンサルファイド、ポリイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ABS、ASA及びポリカーボネイト等から選ばれる少なくとも1種である。導電性充填剤は、例えば、金属繊維、金属粉末、金属フレーク等の金属系導電剤や、例えば、炭素繊維、炭素複合繊維、カーボンブラック、黒鉛等の炭素系導電剤等から選ばれる少なくとも1種である。なお、導電性材料Pは、金属材料自体であってもよい。金属材料は、例えば、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム等の非鉄金属とその合金から選ばれる少なくとも1種である。
次に、導電性材料Pの通電加熱の原理について、図2を参照しながら説明する。なお、図2等において、符号PLは、金型装置4における可動金型41と固定金型42の型合わせ面同士が対接したパーティングラインを示している。
図2に示すように、ノズル(図示しない)からキャビティC内に射出充填された導電性材料Pは、キャビティC内をその末端部に向かって(図2で上方に)移動しながら、金型のキャビティ形成面に触れた表面部分から冷却される。しかし、導電部48が導電部47よりも高電位となるように導電部47、48間に電圧が印加されると、この導電性材料Pには、キャビティCの厚み方向において導電部48側から導電部47側(図2の右方、波形の矢印を参照)に向かって電流が流れる。この通電によって導電性材料Pは、自らの有する電気抵抗によってジュール熱を発生し、すなわち通電加熱される。そのため、導電性材料Pは、その樹脂温度を保ちながら、移動する導電性材料Pの先端部での高粘度化による流動性の低下が抑制された状態で、キャビティCの末端部まで充填される。
このとき、導電部47、48は、型合わせ面では絶縁部材49によって互いに絶縁されているので、導電部48から導電部47に直接電流が流れることはない。
次に、導電部47、48間の絶縁部材49における漏洩電流について、図3を参照しながら説明する。
上述のように導電性材料Pを通電加熱するために電圧が印加される導電部47、48間を互いに絶縁するための絶縁部材49は、射出成形装置1のショット数が増すにしたがって、例えば、摩耗、使用温度、使用圧力、通電電圧、紫外線等によって経年劣化が進行し、その絶縁性能が徐々に低下する。図3に示すように、絶縁性能の低下に伴って、通電加熱時に絶縁部材49を介して導電部47、48間を流れる漏洩電流は、その電流ピーク値が徐々に大きくなる。
また、この絶縁部材49は、例えば、打痕、擦り傷、変形、過熱、過圧力、過電圧等の突発的な事象によって絶縁性能が急激に低下する場合があり、これは事前に予測することは難しい。したがって、絶縁部材49の絶縁性能を監視するには、ショット毎に絶縁部材49の漏洩電流の電流ピーク値を測定するのが望ましい。
後述する通電制御部140には、絶縁部材49の絶縁状態を判定するための閾値として予め設定された正常値I1、警告値I2、危険値I3が、内蔵されたメモリ等に記憶されている。新品の金型装置4の絶縁部材49の漏洩電流の電流ピーク値が正常値I1として設定される。あるショット数において、測定された漏洩電流の電流ピーク値が正常値I1より大きく、警告値I2以下である場合、射出成形装置1による成形品の生産を続行可能であると判定される。電流ピーク値が警告値I2より大きく、危険値I3以下である場合、射出成形装置1の操作者に対して警告を行う必要があると判定される。電流ピーク値が危険値I3以上である場合、生産を停止すべきと判定される。
次に、制御ユニット100によって制御される射出成形装置1の制御動作の流れについて、図4〜図6のフローチャートと、その間のスクリュ位置、射出圧力、通電ON/OFF、冷却ポンプのON/OFFの変化を示す図7のタイムチャートと、を参照しながら説明する。
まず、時刻t0において、型締制御部120から出力された型締信号に基づいて型締用シリンダ装置33を駆動させて可動金型41を固定金型42に向かって移動させ、金型装置4を型閉及び型締する(ステップS1)。このときの型締圧力は、射出時に金型装置4が開かない程度の高い圧力に設定されている。また、型締信号に基づいて冷却制御部130は、冷却ポンプ51の駆動を停止する(ONからOFFに切り替える)。
次に、後に詳細に説明するように、金型装置4の型間絶縁性チェックを実行する(ステップS2)。
次に、時刻t1において、加熱射出制御部110は射出信号を出力し、予め設定した射出速度によって加熱射出装置2の射出用シリンダ装置25によってスクリュ24を前進(図の右方へ移動)させ、金型装置4のキャビティC内に溶融した導電性材料Pの射出充填を開始する(ステップS3)。
また、時刻t1において、射出信号に基づいて通電制御部140は、通電装置61を制御して導電部47、48間に所定の電圧を印加し、キャビティC内に充填された導電性材料Pに通電加熱を行う(ステップS4)。
次に、スクリュ24がキャビティC内に導電性材料Pが完全充填されるスクリュ位置A1まで前進した時刻t2において、加熱射出制御部110は保圧信号を出力し、該保圧信号に基づいて加熱射出装置2が制御され、金型装置4に充填した導電性材料Pに対して、予め設定した保圧時間が経過するまで射出充填時の最大圧力P1よりも低圧である保圧力P2が付与される(ステップS5)。
次に、保圧時間が経過し、スクリュ24のスクリュ位置がA2まで前進した時刻t3において、予め設定した冷却時間だけ成形品を冷却させる。同時に、加熱射出装置2では、次のショットのために、バンドヒータ23によって導電性材料Pを流動可能温度に加熱溶融すると共に、計量モータ26によってスクリュ24を回転させ、所定の位置まで後退させる。このとき、ホッパ22から供給された原料は、射出シリンダ21内において加熱溶融させられ、スクリュ24の後退に伴ってスクリュ24の前方に貯留される(ステップS6)。
次に、冷却時間が経過した時刻t4において、型締制御部120によって型締装置3を制御し、型締用シリンダ装置33の型締用ピストン33aを後退させて金型装置4の型開きを行う(ステップS7)。
次に、エジェクタ装置によって金型装置4のキャビティC内から成形品を突き出して取り出す(ステップS8)。
最後に、成形が終了したか否かを判定し、終了したと判定すれば、当該射出成形サイクルを終了する(ステップS9)。
ここで、ステップS2のサブルーチンである型間絶縁性チェック工程について、図5を参照しながら説明する。
まず、型内抵抗値センサ63によって測定された、導電部47、48間を流れる漏洩電流の電流ピーク値に基づいて、該電流ピーク値が予め設定された危険値I3より小さいか否かを判定する(ステップS11)。
ステップS11でNO、すなわち電流ピーク値が危険値I3以上であると判定されると、当該射出成形装置1による成形品の生産を停止する(ステップS12)。なお、生産停止後、新品の金型装置4に交換して生産を再開してもよい。
また、ステップS11でYES、すなわち電流ピーク値が危険値I3より小さいと判定されると、電流ピーク値が予め設定された警告値I2より小さいか否かを判定する(ステップS13)。
ステップS13でNO、すなわち電流ピーク値が警告値I2以上であると判定されると、例えば、射出成形装置1に設けられたブザー(図示しない)によってアラーム音を発したり、警告灯(図示しない)を点灯、点滅させることによって、射出成形装置1の操作者に対して警告を行い(ステップS14)、図4のメインルーチンに戻る。
また、ステップS13でYES、すなわち電流ピーク値が警告値I2より小さいと判定されると、図4のメインルーチンに戻る。
以上により、当該サブルーチンによって、可動金型41と固定金型42の間の絶縁性をチェックすることができる。
さらに、ステップS4のサブルーチンである通電行程について、図6を参照しながら説明する。
まず、加熱射出制御部110から加熱充填装置2に対して出力される射出信号がONか否かを判定する(ステップS21)。
ステップS21においてYES(射出信号がON)と判定されると、通電制御部140は、通電装置61に通電を開始させる(ステップS22)。
このとき、通電制御部140は、キャビティC内を移動する導電性材料Pの温度が低下して流動性が低下しないように、通電装置61によって導電部47、48間に印加される電圧を制御する。本実施形態では、通電装置61によって導電部47、48間に予め設定された定電圧が印加される。
次に、加熱射出制御部110から加熱充填装置2に対して出力される保圧信号がONか否かを判定する(ステップS23)。
ステップS23においてYES(保圧信号がON)と判定されると、通電装置61の通電を終了し、図4のメインルーチンに戻る(ステップS24)。
以上により、当該サブルーチンによって、加熱射出制御部110から出力される制御信号が示す導電性材料Pの射出状態に基づいて通電装置61を制御することができる。
以上のように、本実施形態によれば、射出された導電性材料Pが金型装置4の導電部47、48に接触したときに通電加熱されるように、通電制御部140によって通電装置61が導電部47、48間に印加する電圧を制御するので、この電圧制御によって、キャビティC内を移動する導電性材料Pの温度が低下しないように制御することができる。よって、本発明によれば、導電性材料Pの温度低下による流動性の低下を防ぐことができ、この導電性材料Pの先端部まで射出圧力を十分に伝えることができる。
その結果、比較的低い射出圧力で溶融した導電性材料PをキャビティC内に充填することができるので、射出圧力の不足に起因するウェルド等の外観不具合の発生を回避することができ、特に大型の薄肉成形品の場合には、射出成形装置1及び金型装置4の小型化が可能である。また、導電性材料P自体を通電加熱するので、金型装置4の冷却時間が長くならず、よって、射出成形サイクルを短縮することができ、成形時のランニングコストを低減することができる。さらに、流動性の向上のために成形品の肉厚を厚くする必要がないので、材料コストが増加することがない。
したがって、本実施形態によれば、射出された導電性材料Pが金型装置4の導電部47、48に接触したときに通電加熱されるように、通電制御部140によって通電装置61が導電部47、48間に印加する電圧を制御するので、この電圧制御によって、キャビティC内を移動する導電性材料Pの温度が低下しないように導電性材料Pの温度を制御することができる。よって、導電性材料Pの温度低下による流動性の低下を防ぐことができ、比較的低い射出圧力であっても、導電性材料Pの先端部まで射出圧力を十分に伝えることができる。
その結果、射出圧力の不足に起因するウェルド等の外観不具合の発生を回避することができ、特に大型の薄肉成形品の場合には、射出成形装置1及び金型装置4の小型化が可能である。また、金型装置4を加熱するのではなく、導電性材料P自体を通電加熱するので、充填される導電性材料Pに比べて熱容量が大きな金型装置4の温度上昇を抑えることができる。よって、成形品の冷却時間が長くならず、射出成形サイクルの長期化を抑制することができ、成形時のランニングコストを低減することができる。さらに、流動性の向上のために成形品の肉厚を厚くする必要がないので、材料コストが増加することがない。
さらに、本実施形態によれば、金型装置4に絶縁性液体である冷却液を供給するので、導電部47、48間に電圧を印加しても、金型装置4に供給される冷却液が通電されるのを回避しながら、キャビティC内の導電性材料Pに通電することができる。よって、簡易な構成で、導電性材料Pの通電加熱性を確保すると共に、冷却液を介した冷却ポンプ51への漏電を防止することができる。
したがって、本実施形態によれば、導電性材料Pを射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、簡易な構成で、導電性材料Pの通電加熱性を確保すると共に、冷却液を介した冷却ポンプ51への漏電を防止することができる。
また、本実施形態によれば、導電性材料Pが導電性物質を含有する樹脂材料の場合、例えば、静電塗装に必要な導電性を付与するために、母材となる絶縁性材料に導電性フィラを混合させたり、成形品の強度向上のために、樹脂原料に炭素繊維等を混合させた場合にも適用でき、上述の効果を奏することができる。
また、本実施形態によれば、金型装置4は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する可動金型41及び固定金型42から構成され、導電部47、48は、各金型41、42のキャビティ形成面に設けられ、少なくとも一方の型合わせ面には、導電部47、48間を電気的に絶縁する絶縁部材49を有するので、導電部47、48間に電圧を印加した際、導電部47、48間を直接電流が流れることなく、導電部47、48間にある導電性材料Pに確実に通電することができる。
なお、本発明は、例示された実施の形態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、種々の改良及び設計上の変更が可能である。
例えば、本実施形態では、導電性材料として樹脂材料を射出成形するものであるが、これに限るものではなく、少なくとも加熱時に導電性のある溶融材料であればよく、例えば、アルミ等の金属材料を射出成形するダイカストマシンであってもよい。
また、本実施形態では、加熱射出装置2及び型締装置3は、駆動源として油圧アクチュエータを用いたが、これに限るものではなく、電動アクチュエータを用いてもよい。
以上のように、本発明によれば、導電性材料を射出成形する場合に、射出成形サイクルの長期化等を抑制しながら、成形品の外観不具合等の発生を抑制し、さらに、簡易な構成で、導電性材料の通電加熱性を確保すると共に、冷却液を介した冷却手段への漏電を防止することができるので、射出成形装置、または該射出成形装置を各種部品の製造に用いる自動車や液晶ディスプレイ等の製造技術分野において好適に利用される可能性がある。
1 射出成形装置
2 加熱射出装置(加熱射出手段)
4 金型装置(成形型)
47、48 導電部
49 絶縁部材
51 冷却装置(冷却手段)
61 通電装置(通電手段)
110 加熱射出制御部(射出制御手段)
140 通電制御部(通電制御手段)
C キャビティ
P 導電性材料
F 流路
2 加熱射出装置(加熱射出手段)
4 金型装置(成形型)
47、48 導電部
49 絶縁部材
51 冷却装置(冷却手段)
61 通電装置(通電手段)
110 加熱射出制御部(射出制御手段)
140 通電制御部(通電制御手段)
C キャビティ
P 導電性材料
F 流路
Claims (3)
- 導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
前記成形型は、キャビティ形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部と、当該成形型の内部に配設された冷却液の流通可能な流路と、を有すると共に、
前記成形型の前記流路に冷却液を供給するための冷却手段と、
前記導電部間に所定の電圧を印加する通電手段と、
前記通電手段によって印加される電圧を制御する通電制御手段と、を有し、
前記通電制御手段は、射出された導電性材料が前記成形型の前記導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記通電手段によって前記導電部間に電圧を印加し、
前記冷却液は、絶縁性液体である
ことを特徴とする射出成形装置。 - 前記導電性材料は、導電性物質を含有する樹脂材料である
ことを特徴とする請求項1に記載の射出成形装置。 - 前記成形型は、型閉め時に互いに対接する型合わせ面を有する一対の型から構成され、
前記導電部は、各型の前記キャビティ形成面に設けられ、
少なくとも一方の前記型合わせ面には、前記導電部間を電気的に絶縁する絶縁部材を有する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の射出成形装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015003620A JP6056878B2 (ja) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 射出成形装置及び射出成形方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015003620A JP6056878B2 (ja) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 射出成形装置及び射出成形方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016128237A JP2016128237A (ja) | 2016-07-14 |
JP6056878B2 true JP6056878B2 (ja) | 2017-01-11 |
Family
ID=56383951
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015003620A Expired - Fee Related JP6056878B2 (ja) | 2015-01-09 | 2015-01-09 | 射出成形装置及び射出成形方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6056878B2 (ja) |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5515287B2 (ja) * | 1972-07-11 | 1980-04-22 | ||
JP2618100B2 (ja) * | 1991-02-20 | 1997-06-11 | 大宝工業 株式会社 | 表面加熱成形金型 |
JPH0557769A (ja) * | 1991-08-30 | 1993-03-09 | Toshiba Mach Co Ltd | 射出成形機の金型温度調節装置 |
CA2206384A1 (en) * | 1996-05-29 | 1997-11-29 | Eiki Togashi | A method of injection-molding for epoxy resin moldings and an injection-moldable epoxy resin composition |
JPH09314884A (ja) * | 1996-05-30 | 1997-12-09 | Omron Corp | 印字装置およびサーマルプリンタ |
JP2003012939A (ja) * | 2001-07-03 | 2003-01-15 | Toray Ind Inc | カーボン含有樹脂組成物、成形材料および成形体 |
JP2003340896A (ja) * | 2002-05-30 | 2003-12-02 | Meiki Co Ltd | 射出成形機の溶融材料加熱装置と加熱方法 |
-
2015
- 2015-01-09 JP JP2015003620A patent/JP6056878B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2016128237A (ja) | 2016-07-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2017170414A1 (ja) | 射出成形装置および射出成形方法 | |
JP6094600B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP4459168B2 (ja) | 射出装置及び射出装置の加熱方法 | |
WO2016111321A1 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6094601B2 (ja) | 射出成形装置 | |
US20180001529A1 (en) | Injection molding with targeted heating of mold cavities in a non-molding position | |
US20160059461A1 (en) | Injection Molding with Localized Heating in Flow Challenge Regions | |
JP6354780B2 (ja) | 射出成形装置および射出成形方法 | |
JP6340631B2 (ja) | 射出成形装置および射出成形方法 | |
JP6323487B2 (ja) | 射出成形装置および射出成形方法 | |
JP6332318B2 (ja) | 射出成形装置および射出成形方法 | |
JP6094603B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6056878B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
CA2992486A1 (en) | Method for injection molding using reduced melt temperatures | |
JP6056879B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6094602B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6056887B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6094607B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6056886B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
JP6094608B2 (ja) | 射出成形装置及び射出成形方法 | |
EP1563976A1 (en) | Metal mold device, method of manufacturing the metal mold device, molding method, molded product, and molding machine | |
JP2012153012A (ja) | 樹脂の温度制御方法 | |
JP2009166055A (ja) | 成形方法及び成形機 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161019 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20161108 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20161121 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6056878 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |