JP6359010B2 - 特に射出成形用の金型を予熱する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、金型を予熱する方法及び装置に関する。本発明は、より詳細には、ただしそれに限定されないが、液体状又はペースト状の樹脂又は金属を射出成形する方法、より特には、例えば短繊維の形状の補強材(reinforcements)を備える材料を射出する方法、において使用される金型を予熱するのに好適な発明である。

先行技術に関する図１Ａは、大量生産の射出薄物部品(injected thin parts)（１００）の概略説明図を示す。例えば、この部品は、電子機器のカバーである。それが大型である場合、例えば大画面テレビジョンセット用のカバーの場合、この部品は、繊維又はボール(balls)の形状の補強材で充填されるポリマーから構成される。このような部品（１００）は、仕上げ側面(finish side)と呼ばれ、滑らかな(smooth)又は凹凸(textured)加工された仕上げを有する側面（１１０）を通常有し、この側面は、前記部品がその装置に一体化される際に、目に触れる（可視的である）。ある特定の実施形態において、この側面は、装飾を備え、これは、金型内に樹脂を射出することにより得られ、一方、化粧（装飾）フィルム(decorative film)が、前記金型の内部に接触してセットされる。この部品（１００）はまた、技巧的（技術的）側面(technical side)と呼ばれる側面（１２０）を備え、これは、例えばリブ（１２１）、ネジ穴（１２２）、溝（１２３）等のような多数のレリーフ(relief)特徴を備える。

図１Ｂにおいて、部品（１００）は、補強充填材(reinforcing filler)を備える樹脂を、金型（１５０）の包囲された空洞（空隙）(cavity)（１５３）内に熱射出することにより作製される。この金型はしたがって、固定部品（１５１）及び可動部品（１５２）を備える。射出される材料は、固定部品内に構成される導管(conduit)（１６１）により、空洞（１５３）内に導入され、この導管は、射出装置（１６０）に、例えばネジにより接続される。空洞（１５３）全体を充填して、特にこの部品の仕上げ側面の均一な外観を確保するため、金型（１５０）は、射出に先立って予熱されなければならず、これにより、射出されるポリマーと接触して、空洞の表面で均一な温度が得られる。大量生産の方法の場合、金型を予熱及び冷却するために必要な時間は、可能な限り低減されなければならない。先行技術によれば、金型の成形表面(molding surface)、特に前記金型の固定部品上に位置する成形表面、は、例えば、前記成形表面下方の溝又は穴(bores)内に位置付けられる加熱装置により加熱される。これらの配置は、大型の金型上に作ることが困難であり、及び成形面を機械的に脆くする。加熱は、金型のまさに部品の内部で伝導(conduction)により実行され、及びそうして大量の材料が加熱されるが、これは高いエネルギー消費を招き、高速加熱の達成を困難にする。

加熱速度を増加させるため、先行技術においては、空洞の各側面で金型の表面は、誘導(induction)により加熱されることができる。

図２において、こうした予熱方法は、文献ＷＯ ２０１０ ０４６５８２に開示されている。この先行技術の方法によれば、金型の２つの部品（１５１，１５２）は、導電性かつ強磁性材料、例えばファライト系(ferritic phase)が大部分を占めるスチール、で構成される。有利には、これら２つの部品のそれぞれは、非磁性導電材料、例えば銅（Ｃｕ）、で構成されるカーカス（枠組み）(carcass)（２５１、２５２）内に包囲される。ただし、成形表面と呼ばれる表面（２６１、２６２）は除かれ、これらは金型の空洞を画定する。１つ又は複数のコイルで構成される誘導(induction)回路（２１０）は、金型の２つの部品（１５１，１５２）を包囲する。

コアと呼ばれる、導電性材料で構成される中間部品（２７０）は、金型の２つの部品（１５１，１５２）の間に設置される。このコアは、金型の２つの部品（１５１，１５２）から電気的に絶縁される。このように設置され、このコア（２７０）は、金型の２つの部品成形表面（２６１、２６２）から短い距離をもって離隔する表面（２７１、２７２）を備え、こうして、前記成形表面と絶縁間隙(insulating gaps)（ｅ_１，ｅ_２）を画定する。高周波交流が、誘導回路内を流れる際、誘導電流は、コアの側面（２６１、２７１、２６２、２７２）上に流れ、及びこれら成形表面は、これら間隙の各側面上で、対向し、強磁性成形表面（２６１，２６２）の急速加熱をもたらす。強磁性スチールの高い透磁性(magnetic permeability)は、誘導電流を、表面上のみに、前記成形表面から短い深さに亘って流す。こうして、この予熱方法は、これらの表面上に加熱を集中することにより、成形表面を急速に誘導加熱することを可能にする。コア（２７０）がこれらの間に介挿(interposed)される際、金型は開放される。射出を実行するため、コアは除去され、金型（１５０）は、２つの部品（１５１，１５２）をより近接させることにより閉止される。液体状又はペースト状の材料が、その後成形空洞内に、１つ又は複数の導管（図示せず）を介して射出される。予熱温度は、誘導回路に供給される電力により、及び加熱時間により、制御される。この温度は、空洞全体に亘り、射出される材料の流れを容易にするのに充分なだけのものが選択され、ここで前記材料の熱は、その後金型の大部分に亘り除去される。これは、有利には、冷却回路を備え、例えば、金型の各部品内に取付けられ、成形表面のちょうど下方にこれらを介して延長する冷却回路（２８１、２８２）内に、流体を循環させることにより実現される。こうして、短い厚みに亘り成形表面のみを加熱することができるので、加熱及び冷却双方における生産性向上が可能になる。

この先行技術の方法は、部品の仕上げ側面の成形表面を予熱するのには効果的であるが、しかしながら、技巧的側面の成形表面を予熱するのには好適ではない。実際、その側面、例えば引き出しやスライドなど、の上の、多数のレリーフ特徴及び技巧的配置では、コア及び対応する成形側面の間に一定の間隙を容易に得ることは困難である。さらに、これらの形状特徴は、誘導電流の流れを分断し、局所的な過熱又は電気的アーク現象までをも引き起こす。

文献ＡＴ ５０４７８４は、樹脂用の射出成形方法に適合する金型を予熱する方法及び装置を開示し、これは、金型の成形側面の一方を熱放射（熱輻射）(thermal radiation)により予熱する装置を備える。この成形表面を急速に予熱するため、この成形表面は、この金型が開放位置にある際に、金型本体(mold body)から離隔する薄物部品の側面(side)で構成される。こうして、放射により加熱される材料の容積は、より小さくなる。しかしながら、この実施態様は複雑であって、部品の技巧的側面に対応する成形表面には適合し得ない。

文献ＤＥ １０ ２００８ ０６０４９６は、成形表面を有する金型の部品を前記金型の外側へ移動してこれを予熱することを備える、予熱方法及び装置を開示する。

先行技術の欠点を改善するため、本発明は、金型の第１の成形表面を予熱する方法に関し、この金型は、開放位置及び閉止位置を備え、前記閉止位置において、前記第１の予熱された成形表面及び第２の成形表面の間に、閉止空洞を規定し、前記方法は：
ａ．前記金型の外側で、コアとして参照される部品を、その中を通過する交流（ＡＣ）電流を有するコイルの内側に前記部品を設置することにより、誘導加熱し；
ｂ．前記金型の前記成形表面の間に、前記開放位置において、前記コアを挿入し；
ｃ．前記第１の成形表面の前記予熱を、前記コア及び前記成形表面の間に熱伝達することにより実行し；及び
ｄ．前記コアを除去し、及び前記金型を閉止する、各ステップを備える。
こうして、本発明に係る方法によれば、成形表面の形状に関連する困難を伴うことなく、金型の外側でコアを加熱し、及び成形表面上に熱を集中することが可能になる。これは、本発明の方法によって、熱伝達（熱伝導）(thermal transfer)により加熱される。コアの誘導加熱は、成形ゾーンから分離され、これにより、この成形ゾーンは過密でなくなり、及び先行技術の解決手段と比較して、射出成形機(injection press)内に、より容易に統合される。

本発明は、以下に開示する有利な実施形態において実施されることができ、これは、個別に又は技術的に動作可能なあらゆる組み合わせにおいて着想され得る。

ある特定の実施形態において、ステップ（ｃ）は、熱伝導により大部分が実行される伝達により実行される。この実施形態によれば、迅速な熱伝達、及びより低温でのコアの加熱が可能となるものの、成形表面及びコアの間に接触が必要となる。

他の実施形態において、ステップ（ａ）は、コアを、７００℃から１２００℃の間の範囲の温度まで加熱することを備え、及びステップ（ｃ）は、熱伝達、大部分が放射（輻射）により実行される。この実施形態は、特に、複数のレリーフ特徴を備える複雑な成形表面を加熱するのに好適である。金型の外側でのコアの誘導加熱を使用することで、高温に加熱して、迅速かつ非接触で成形表面を予熱することが可能となる。有利には、ステップ（ａ）は、不活性ガス雰囲気内で実行される。こうして、コアの表面は、加熱段階の間、高温での酸化から保護され、前記コアの寿命を延長する。

有利には、ステップ（ａ）は、互いに及びコアから電気的に絶縁される、２つの導電熱保護スクリーン(thermal screen)の間にコアを設置することにより実行される。ここで、このアセンブリは、コイル内部に設置される。こうして、コアは、より迅速に加熱され、及び金型及びその技巧的周囲(technical environment)は、コアからの熱放射（輻射）から保護され、コアを加熱する段階の間、高温で加熱される。

有利には、金型は、熱伝達（熱伝導）流体を循環させる、第１の成形表面の下方に延長するチャネルを含み、本発明に係る方法は、この実施形態において、ステップ（ｃ）の前に、
ｅ．前記チャネルからすべての流体を排出する（空にする）、ステップを備える。

こうして、排水された（空にされた）冷却チャネルは、成形表面と、金型の残余の部分との間で、熱的に絶縁されたバリアとしての機能を果たす。

有利には、第２の成形表面はまた、ステップ（ｃ）の間に熱伝達により加熱される。こうして、２つの成形表面の予熱は、成形表面の間の、成形される材料の均一な流れに有利に働き(favor)、及び、本発明に係る方法を用いて作製された部品内への残留応力（ストレス）の導入を回避する。

本発明に係る方法の有利な代替形態において、この方法は、ステップ（ｄ）の前に：
ｆ．金型の閉止空洞を規定する第２の成形表面を、前記表面と対向して、前記成形表面から電気的に絶縁される導電中間部品を設置することにより、誘導予熱し、及び前記成形表面と間隙を形成し、ここで、金型の対応する部品及び前記中間部品は、その中を流れる交流電流を有するコイル内に設置される、ステップを備える。

本発明に係る方法のこの代替的実施形態によれば、金型にとって誘導回路をも有することが必要となる。この代替的実施形態は、特に、しかしながらこれに限定されないが、第２の成形表面に接触して（抗して）セットされる化粧フィルムを備える成形（成形品）の場合に好適である。及び、この代替的実施形態によれば、前記フィルムを燃焼(burning)により損傷することなく、第２の成形表面を予熱することが可能となる。

本発明に係る方法のこの代替形態の特定の実施形態において、中間部品は、コアから構成され、及びステップ（ｆ）は、ステップ（ｃ）と同時に実行され、一方、手段(means)により、コアと、熱伝達により予熱された第１の成形表面との間の電気的伝導を実行する。こうして、同一の予熱動作の間、金型の２つの成形表面は、適切な予熱温度まで加熱され、ここで、第１の成形表面は、熱伝達によってのみ加熱され、及び第２の成形表面は、大部分が誘導により加熱される。

有利には、第２の成形表面は、ステップ（ｆ）が実行されるとき、樹脂製化粧フィルムで被覆され、及び、本発明に係る方法は、ステップ（ｄ）の後、
ｇ．溶融樹脂製材料を、金型の閉止空洞に射出する、ステップを備える。

本発明はまた、本発明に係る方法を実施する装置であって、開放位置及び閉止位置を備え、及びこの閉止位置において、第１の成形表面及び第２の成形表面の間に閉止空洞を規定する金型を予熱する装置に関し、この装置は：
（１）コアと；
（２）前記金型から分離し、コイル内部の加熱ゾーン内で、前記コアを誘導加熱する誘導手段と；及び
（３）前記加熱ゾーン及び前記金型の間で、前記コアを移送する手段と、を備える。
こうして、本発明に係る方法は、自動化された手法で実施される。

本発明に係る装置の、ある代替的形態において、コアは、黒鉛（グラファイト）ブロックから構成される。この材料は、導電性であり、高温に誘導加熱されることができ、及び１に近い放射係数を有し、放射による熱伝達に有利に働く。

本発明に係る装置の第２の代替的形態において、コアは、予熱の間第１の成形表面に対向し、０．９を超える放射率のコーティング（塗膜）を備える表面を有する金属強磁性材料から構成される。この代替的実施形態によれば、より迅速にコアを加熱することができ、一方、放射による熱伝達を有利に機能させるため、コアの表面の高い放射率を保持することができる。

有利には、本発明に係る装置のこの第２の代替的形態におけるコアのコーティング（塗膜）は、非晶質（アモルファス）炭素から構成される。このコーティングは、特に、酸化に耐性を持つ。

有利には、コアは、中空である。こうして、このコアの質量は小さくなり、これにより、加熱がより迅速となり、及び操作がより容易になる。

有利には、本発明に係る装置の移送手段は、ロボットを備え、ここで、このロボットは、さらに、金型の空洞内に作製される部品を剥ぐ（取り除く）(stripping)手段を備える。こうして、同一の移送手段が、部品を剥ぐために、及び金型の部品の間にコアを挿入するために使用される。これにより、装置はより小型化し、前記ロボットの同一の動作の間、作業を結合することにより、成形の生産性を向上させる。

有利には、本発明に係る装置の誘導加熱のための手段は：
ｖ．導電性であるが非強磁性材料で構成される第１のスクリーンと；
ｗ．導電性であるが非強磁性材料で構成される第２のスクリーンと；
ｘ．前記２つのスクリーンを互いにより近接させ及び離隔させる手段と、及びこれらが互いに近接した際、前記２つのスクリーンの間で前記コアを保持する手段と；
ｙ．前記２つのスクリーンを包囲するコイルを備える誘導子と、このコイルは、それぞれが前記スクリーンの一方に接続され、コネクタを備える、２つの半装荷コイルから構成され、これにより、前記２つのスクリーンが互いに近接した際、前記２つの半装荷コイルの間に電気的導通が提供され；及び
ｚ．前記コアを前記２つのスクリーンから電気的に絶縁し、前記スクリーンの側面に対向する前記コアの側面の間に間隙を創出する手段と、を備える。
こうして、コアは、２つの間隙を創出することにより、急速に誘導加熱され、及び周囲は、スクリーンによってコアからの放射から保護される。

有利には、スクリーンは、中空である。こうして、これらは、より容易に操作でき、装置はより小型化する。

有利には、スクリーンは、熱伝達流体の循環のための内部冷却回路を備える。こうして、この装置は、コアからの放射に対して露出することによる過熱に起因する、スクリーンの損傷のリスクを伴うことなく、高速で使用されることができる。

本発明はまた、液体状又はペースト状の製品を、互いに対して可動であり、これらの間に２つの成形表面の間に収容される閉止空洞を規定する２つの部品を備える金型の空洞内に射出成形する装置に関し、この装置は、上記実施形態のいずれかに係る予熱装置を備える。

有利には、成形表面は、大部分が熱放射（熱輻射）により予熱され、０．９を超える放射率のコーティング（塗膜）を備える。こうして、成形表面及びコアの間で、放射による熱伝達が向上する。

本発明は、その好適な実施形態において、これらは決して限定的ではないが、及び図１から図８を参照して、以下に開示される。

図１は、先行技術の斜視図を示す：図１Ａは、仕上げ側面及び技巧的側面を備える、樹脂射出成形により作製された部品の例であり、図１Ｂは、こうした部品を製造するための金型の例示的実施形態の断面図である。 図２は、これも先行技術の、金型の成形表面の誘導予熱のための装置の例示的実施形態の断面図である。 図３は、本発明に係る方法の例示的実施形態の概略図である。 図４において、図４Ａは、本発明に係る装置の例示的実施形態の断面図であり、以下を備える。図４Ｂは、コアのための分離した加熱装置の図であり、図４Ｃは、基板、及び１に近い放射率のコーティングを備えるコアの実施形態を示す図である。 図５は、コアの誘導加熱ゾーンの例示的実施形態の断面図であり、この加熱ゾーンは、コアの表面と共に、２つの間隙を創出する２つのスクリーンを備える。 図６は、２つの材料のアセンブリを備えるコアの例示的実施形態の断面図であり、この実施形態に適用されるコア加熱ゾーンの例示的実施形態を示す図である。 図７は、図６に示す２つの組み立てられた部品で構成されるコアを用いた、本発明に係る装置の例示的実施形態の断面図であり、一方の成形表面が熱伝達により加熱され、他方の成形表面が誘導により加熱されることを示す図である。 及び、図８は、２つの分離可能な部品内のコアを備える、本発明に係る装置の例示的実施形態を示す図であり、一方の部品は、コアの他方の部品と共に組み立てられる前に、誘導予熱されることを示す図である。

図３において、本発明に係る予熱方法の例示的実施形態は、射出成形方法に実装される。開放ステップとして知られる第１のステップ（３１０）で、金型が開放される。剥ぐ（取り除く）(stripping)ステップ（３１５）の間、作製された部品は、剥がれて取り除かれる。同時に、加熱ステップ（３２５）の間、コアは、誘導加熱される。挿入ステップ（３２０）の間、高温コアが、金型の２つの開放部品の間に挿入される。金型の部品は、互いに近接させられ、これにより、予熱ステップ（３３０）の間、コアを包囲する。この予熱ステップの間、金型の少なくとも１つの成形表面は、コアと接触するかこれに近接し、熱伝達により過熱される。この熱伝達（熱伝導）(thermal transfer)は、本発明に係る装置の実施形態により、伝導(conduction)、対流(convection)又は放射（輻射）(radiation)により実行される。

第２の実施形態において、この方法は、成形表面の１つを誘導加熱するステップ（３３５）を備え、これはコアが金型内に導入された際に実行される。こうして、金型の成形表面の少なくとも１つ、好適には成形される部品の技巧的側面を構成する成形表面、は、伝導、対流又は放射を用いる熱伝達により加熱され、及び成形される部品の仕上げ側面を構成する成形表面は、熱伝達又は熱誘導（誘導）により加熱される。金型の成形表面が適切な温度に到達した際、金型は開放され、及び除去ステップ（３４０）の間、コアは除去される。そして、加圧下、金型は再び閉止され（３５０）、これにより、上記金型の成形表面の間に密閉空洞（空隙）を構成する。この部品を構成する材料は、射出ステップ（３６０）の間、金型内に射出され、冷却ステップが、この射出ステップに続く。そして、金型は再度開放され（３１０）、部品が剥がされる（３１５）。

本発明に係る装置の例示的実施形態を示す図４Ａにおいて、金型は、固定部品（４５２）を備え、これはこの例において、最終部品の仕上げ側面を成形する成形表面（４６２）を備える。金型はまた、成形表面（４６１）を備え最終部品の技巧的（技術的）側面を成形する可動部品（４５１）を備える。この可動部品（４５１）は、金型の固定部品（４５２）に対して、スライド（４１１）に接続され、これにより、金型の２つの部品（４５１、４５２）の成形表面（４６１，４６２）により規定される空洞を、開放及び閉止することができる。予熱(pre-heating)コア（４７０）は、移送手段として知られる手段（４１２）に接続され、この手段は、金型の２つの部品（４５１、４５２）の間にコアが位置する図４Ａの位置と、及びコアが金型から分離して、このコア（４７０）が加熱ゾーンとして知られるゾーンで所定の温度まで加熱され得る図４Ｂの位置との間で、このコア（４７０）を移動する。

ある例示的実施形態において、これらの移送手段は、ロボット又はマニピュレータ（遠隔操作機）で構成され、図４Ａに示されるように、少なくとも９０°に亘っての回転を許容する摺動ピボット（回動）接続(sliding pivot connection)によって、コア（４７０）を、金型の２つの部品（４５１，４５２）の間に設置し、又はこれをそこから除去し、及び金型の閉止平面（closing plane）に実質的に垂直である変位運動(displacement movement)によって、コア（４７０）を、成形表面（４６１、４６２）のいずれかにより近接するよう又はさらに離隔するよう移動する。有利には、このマニピュレータ（遠隔操作機）（４１２）は、射出成形操作の間に作製された部品を剥がす（取り除く）手段（図示せず）を備える。こうして、金型を開放して、技巧的成形側面（４６１）に接着したままである部品を剥がす（取り除く）ことを備えるサイクルで、同じマニピュレータ（遠隔操作機）が使用される。ここで、そうした剥がす（取り除く）ことは、成形分離面（mold parting face）に実質的に垂直である変位運動により実行され、その後、部品の除去が、その方向周囲の回転運動により実行され、一方コアは加熱ゾーンで加熱される。このマニピュレータ（遠隔操作機）はその後、高温のコアを把持し、及びこれを金型の２つの部品（４５１、４５２）の間に導入する。当業者であれば、金型及び作製される部品の動き及び寸法に合わせて、この装置を適応させるであろう。

例示的実施形態を示す図４Ｂにおいて、加熱ゾーンは、ピン（プロング）(prongs)（４３５）により接続され、一旦接続されるとコア（４７０）を包囲する２つの半装荷コイル(half-coils)（４３１、４３２）で構成される誘導子（４３０）を備える誘導回路を含む。この例示的実施形態において、コアは、材料又は材料のアセンブリで構成され、これにより、このコアは、誘導により急速に加熱されることができる。コア（４７０）は、高い機械的応力を被らないため、材料又は材料のアセンブリの幅広い選択が可能である。第１の例示的実施形態において、コア（４７０）は、黒鉛（グラファイト）で構成される。この材料は、非常な高温、１０００℃を超える温度まで誘導加熱されることが可能であり、及び１に近い放射率を有して、高い熱放射を引き起こす。

図４Ｃにおいて、代替的に、コアは、強磁性材料で構成される基板（４７１）を備え、これは、その誘導加熱を加速する。放射により成形表面（４６１、４６２）を加熱するのに適合される、ある例示的実施形態において、この基板は、その外装表面のすべて又は部分で、これらの表面の放射率を向上させる例えば非晶質炭素からなるコーティング（塗膜）（４７２）を備える。有利には、この基板は、高いキュリー温度、７００℃を超える温度、を有するよう選択される。非限定的例として、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）ベースの合金、又は鉄（Ｆｅ）又はシリコン（Ｓｉ）ベースの合金により、そうしたキュリー温度に到達することが可能になる。これらの材料の高いコストは、コア（４７０）の寸法を小さくすることで補償される。コアは、機械的応力（ストレス）を被らず、そして、例示的実施形態によれば、被覆金属の平シート(plain sheet)又は中空体で構成され、これもまた、マニピュレータ（４１２）による操作をより容易にし、加熱時間を低減する。

図４Ｂにおいて、誘導子（４３０）に流れる交流周波数は、１０ｋＨｚから１００ｋＨｚの範囲であり、及びコア（４７０）を作製する材料の性質によって適合されてよい。

要求される温度まで加熱された後、コア（４７０）は、金型の２つの部品（４５１，４５２）の間に移動（移送）される。第１の例示的実施形態によれば、こうして加熱されたコア（４７０）は、成形表面（４６１）の１つと接触する状態とされ、その後、伝導により加熱される。他の例示的実施形態において、前記成形表面（４６１）は、放射及び対流により、接触なしで加熱される。コア（４７０）が黒鉛（グラファイト）から成る場合、その放射係数は、０．９５より大きく、コア加熱段階の間に吸収される熱エネルギーの大部分が、放射（輻射）により再度放射される。こうして、この実施形態において、コア（４７０）は、好適には、高温、例えば、１０００℃まで加熱される。高温での酸化による黒鉛（グラファイト）の劣化の加速を回避するため、加熱ゾーンは、有利には、コアを加熱する間、不活性ガスの保護雰囲気(protective atmosphere)内に収容される。

コアが、成形表面に近接して設置されて加熱する際、放射（輻射）によりその表面に放射される熱流は、約１５０．１０^３Ｗ．ｍ^−２の値に到達する。こうした熱流により、成形表面の急速加熱が、いかなる接触もなく可能となり、及び、成形される部品の技巧的側面の成形表面（４６１）のように、その表面が多数のレリーフ特徴を備える場合であっても、有効である。コア（４７０）及びこの成形表面（４６１）の間の放射による熱伝達を向上させるため、その表面は、有利には、１に近い放射率のコーティング（被膜）で被覆される。この効果は、非限定的例として、その成形表面（４６１）上に物理的気相成長法(Physical Vapor Deposition)又はＰＶＤを用いて堆積される(deposited)非晶質炭素コーティングにより、表面艶出し(burnishing)として知られる化学処理により、又は黒色クロムめっきの電解析出(electrolytic deposition)により、得ることができる。

他の例示的実施形態において、金型の２つの部品（４５１、４５２）は、コアがその間に導入された後、互いにより近接させられ、これにより、２つの成形表面（４６１、４６２）は、熱伝達により加熱される。代替的実施形態によれば：
−２つの成形表面（４６１、４６２）は、コア（４７０）との接触による伝導により加熱され；
−２つの成形表面（４６１、４６２）は、放射及び対流により、及びこれらをコア（４７０）と接触しないよう維持しながら、加熱され；
−成形表面の１つが放射及び対流により加熱され、及び他の成形表面が伝導により加熱される。

図４Ａにおいて、有利には、金型の部品の一方（４５２）、又は金型の両方の部品、は、熱伝達流体の循環のためのチャネル（４８１、４８２）を備える。こうして、ある例示的実施形態において、金型の固定部品（４５２）、これは部品の仕上げ側面を構成するが、この部品を加熱するためのチャネル（４８２）、及び空洞を冷却するための、成形表面（４６２）に近接するチャネル（４８１）と、を備える。ある例示的実施形態において（図示せず）、可動部品（４５１）もまた、対応する成形表面（４６１）に近接する冷却チャネルを備える。有利には、前記冷却チャネル（４８１）は、熱伝達により関連する成形表面（４６１，４６２）が加熱される前に、排水される（空にされる）(drained)。これにより、前記成形表面及び残余の金型の間の熱伝達を制限する。

加熱ゾーンの例示的実施形態を示す図５において、コア（４７０）は、導電性であるが非強磁性材料、例えば、銅、から成る２つのスクリーン（５５１，５５２）の間に設置される。このコア（４７０）は、２つのスクリーンから電気的に絶縁され、これにより、コアの表面と、これらに対向するスクリーン（５５１，５５２）の表面との間に間隙を創出する。ある例示的実施形態において、コア（４７０）は、加熱されるべきゾーン（５６１、５６２）から離隔する（離れる）、導電性であるが非強磁性、例えば銅、であるカーカス（骨組み）(carcass)（５７１）内に、包囲される。このアセンブリは、誘導子（４３０）のコイル内部に設置され、交流が前記加熱誘導子を介して流れる際に、この加熱は、加熱されるべきコアの表面（５６１，５６２）上に集中する。こうして、コアの加熱は、加速される。前記スクリーン（５５１、５５２）の表面は、好適には、研磨され、これにより、コア（４７０）の熱放射を反射する。ある例示的実施形態において、前記スクリーンはさらに、例えば熱伝達流体を循環させることにより、冷却され、これにより、これらは、これらが高温に加熱されるコア（４７０）に近接することに起因する対流による過剰な加熱から保護される。

図６の、他の例示的実施形態において、コア（６７０）は、２つの材料を備えるアセンブリから構成される。第１のブロック（６７２）は、導電性であるが非強磁性材料、例えば銅又はアルミニウム合金から成る。このブロック（６７２）は、誘導により高温まで加熱されることを意図される第２のブロック（６７１）を包囲する。この第２のブロック（６７１）は、非限定的例として、任意的に１に近い放射率コーティング(emissivity coating)で処理された高キュリー温度の黒鉛（グラファイト）又は強磁性スチールから成る。ある実施形態において、第１のブロック（６７１）は、第２のブロック（６７２）から、導電性であって高温に耐性のある熱的に絶縁された材料からなる層（６７３）により、熱的に絶縁される。非限定的例として、この熱絶縁層は、シリコン及びアルミニウム酸窒化物セラミック（ＳｉＡｌＯＮ）から成る。

代替的に、前記熱絶縁層（６７３）は、それ自体が複合材料(composite)である。この複合材料コア（６７０）が、導電性スクリーン（５５１）に対向して誘導回路内に設置される際、第２のブロック（６７１）の表面は、急速に高温まで加熱され、一方、このコアを作り上げる第１のブロック（６７２）は、それほど加熱されない。

図７において、こうした複合材料コア（６７０）は、ある例示的実施形態において、金型の成形表面の一方、好適には作製される部品の技巧的側面に対応する成形表面（７６１）、の、伝導、対流、又は放射による熱伝達を用いる複合(combined)加熱のために使用される。一方、仕上げ側面に対応する前記金型の他方の成形表面（７６２）は、誘導により加熱される。金型の部品（７５１，７５２）のそれぞれは、例えば、強磁性スチールから成り、及び導電性材料、例えば銅から成るカーカス（骨組み）（７９１，７９２）内に包囲される。

この例示的実施形態において、コアの第１のブロック（６７２）は、例えば絶縁ブロック（７７０）を用いて、部品の仕上げ側面に対応する成形表面（７６２）を備える金型の部品（７５２）から、電気的に絶縁され、これにより、この成形表面と、コア（６７０）の第１のブロック（６７２）との間に間隙を構成する。コアの第２のブロック（６７１）は、最初に誘導により加熱されているが、部品の技巧的側面に対応する成形表面（７６１）に接触して又は近接して設置され、これにより、成形表面（７６１）と、コア（６７０）の第１のブロック（６７２）との間に電気的導通（電気的連続性）を提供する。このアセンブリは、誘導回路（７３０）のコイル内部に設置され、この回路が高周波交流により電力供給される際、コア（６７０）の第１のブロック（６７２）に対向する成形表面（７６２）は、誘導により加熱され、一方、部品の技巧的側面のための成形表面（７６１）は、その成形表面と、コアの第２のブロック（６７１）との間の熱伝達により加熱される。この実施形態は、特に、射出成形前及び予熱前に、部品の仕上げ側面に対応する成形表面（７６２）上に化粧フィルム(decorative film)が取付けられる場合に適合する。実際、熱伝達による成形表面の加熱は、化粧フィルムの燃焼のリスクを引き起こす。

上記の実施形態の代替例を示す図８において、コアは、金型の２つの部品の間にそれらが導入されるときに組み立てられる２つの分離部品（８７１、８７２）から成る。このコアの第１の部品は、このコアの第１の部品が、金型の２つの部品の間に第１の間に第１のマニピュレータ（８１２）により導入される前に、金型から離隔する誘導回路（８３０）内で誘導加熱される。この実施形態において、コアの第１の部品（８７２）は、伝導によりその表面を加熱するため、部品の技巧的側面に対応する成形表面（８６２）と接触して設置される。コアの第２の部品（８７１）は、導電性であるが非強磁性材料、例えば銅又はアルミニウム合金等から成る。このコアの第２の部品（８７１）は、部品の仕上げ側面に対応する成形表面（８６１）に対向して、成形表面から電気的に絶縁され、及び間隙によりこれから離隔して、設置される。一方、手段（図示せず）により、部品の技巧的側面に対応する成形表面（８６２）と、コアの第２の部品（８７１）との間で電気的導通（電気的連続性）が可能となる。このアセンブリは、誘導回路（８３５）のコイル内部に、金型を包囲することにより、設置され、及びそうして、部品の仕上げ側面に対応する成形表面（８６１）は、こうして誘導加熱される。

上記の開示及び各実施形態は、本発明がその目的を達成することを示す。特に、本発明に係る方法及び装置によれば、射出成形金型の成形表面を急速かつ直接に予熱することを、金型の複雑な加工も必要とせず、金型を脆くすることもなく、実現できる。こうして、本発明に係る装置の手段の部品は、複数の金型の間で共有することができ、及びコアのみを部品の形状に適合させればよく、このコアは、有利には、容易に加工（機械加工）される材料で成る。

Claims (20)

1. 金型の表面を予熱する方法であって、前記金型は、開放位置及び閉止位置を備え、前記閉止位置において、第１の成形表面（４６１、７６１、８６２）及び第２の成形表面（４６２、７６２、８６１）の間に閉止空洞を規定し、
   前記方法は、
   ａ．前記金型の外側で、コア（４７０、６７０、８７２）として参照される部品を、その中を通過する交流電流を有するコイル（４３０、８３０）内部に前記部品を設置することにより、誘導加熱し、
   ｂ．前記金型の前記成形表面（４６１、４６２、７６１、７６２、８６１、８６２）の間に、前記開放位置において、前記コアを挿入し、
   ｃ．前記第１の成形表面（４６１、７６１、８６２）の前記予熱を、前記コア及び前記第１の成形表面の間に熱伝達することにより実行するとともに、前記第２の成形表面（４６２、７６２、８６１）の前記予熱を誘導加熱により実行し、及び
   ｄ．前記コアを除去し（３４０）、及び前記金型を閉止する、
   各ステップを備える、ことを特徴とする方法。
2. 前記ステップ（ｃ）における前記第１の成形表面の前記予熱は、熱伝導により実行される熱伝達により実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記ステップ（ａ）は、前記コアを７００℃から１２００℃の間の範囲の温度まで加熱することを備え、及び
   前記ステップ（ｃ）における前記第１の成形表面の前記予熱は、放射による、熱伝達により実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記ステップ（ａ）は、不活性ガス雰囲気内で実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記ステップ（ａ）は、互いに及びコアから電気的に絶縁され前記コイル（４３０）内部に設置される、２つの導電性熱保護スクリーン（５５１、５５２）の間に、前記コアを設置することにより実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記金型は、前記第１又は第２の成形表面の下方に延長する、熱伝達流体の循環のためのチャネル（４８１）を含み、及び
   前記ステップ（ｃ）の前に、
   ｅ．前記チャネル（４８１）から全ての流体を排出するステップ、を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記第２の成形表面の前記予熱は、
   ｆ．前記金型の前記閉止空洞を規定する前記第２の成形表面を、前記表面に対向して、前記成形表面から電気的に絶縁された、導電性中間部品（６７２、８７１）を前記コアの一部に設置することにより、誘導的に予熱し、及び、前記成形表面（７６２、８６１）と共に間隙を形成し、
   前記金型及び前記中間部品の対応する部分は、その中を通過する交流電流を有するコイル（７３０、８３５）内に設置される、ことにより実行される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記中間部品（６７２）は、前記コアで構成され、及び
   前記ステップ（ｆ）は、前記ステップ（ｃ）と同時に実行され、
   一方、前記コアと、熱伝達により予熱された前記第１の成形表面との間で、電気伝導を実行する、
   ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記ステップ（ｆ）が実行されるとき、前記第２の成形表面（７６２、８６１）は、樹脂製化粧フィルムで被覆され、及び
   ステップ（ｄ）の後に、
   ｇ．前記金型の前記閉止空洞内に、溶融樹脂材料を射出する、
   ステップを備える、ことを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 請求項１に記載の前記方法を実施する装置であって、開放位置及び閉止位置を備え、及び、前記閉止位置において、第１の成形表面（４６１、７６１、８６２）及び第２の成形表面（４６２、７６２、８６１）の間に、閉止空洞を規定する金型を予熱するための装置であり、
    （１）コア（４７０、６７０、８７２）と、
    （２）前記金型から分離し、コイル（４３０、８３０）内部で、加熱ゾーン内において、前記コア（４７０、６７０、８７２）を誘導加熱するための手段と、及び
    （３）前記加熱ゾーン及び前記金型の間で、前記コアを移送する手段（４１２、８１２、８１１）と、を備える、ことを特徴とする装置。
11. 前記コア（４７０）は、黒鉛ブロックから構成される、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記コアは、前記第１の成形表面に対向し、予熱の間、０．９より大きい放射率を有するコーティング（４７３）を備える表面を有する金属製強磁性材料で構成される、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
13. 前記コアの前記コーティング（４７３）は、非晶質炭素から構成される、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の装置。
14. 前記コアは、中空である、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
15. 前記移送する手段は、ロボットを備え、
    前記ロボットはさらに、前記金型の前記空洞内に作製された前記部品を剥がす手段を備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
16. 前記誘導加熱するための手段は、
    ｖ．導電性であるが非強磁性材料で構成される第１のスクリーン（５５１）と、
    ｗ．導電性であるが非強磁性材料で構成される第２のスクリーン（５５２）と、
    ｘ．前記２つのスクリーンを互いにより近接させ及びさらに離隔させる手段と、及びこれらが互いに近接した際、前記２つのスクリーンの間に前記コアを保持する手段と、
    ｙ．前記２つのスクリーンを包囲するコイルを備える誘導子と、前記コイルは、それぞれが前記スクリーンの一方に接続され、コネクタを備える２つの半装荷コイル
    （４３１、４３２）で構成され、これにより、前記２つのスクリーン（５５１、５５２）が互いに近接した際、前記２つの半装荷コイルの間に電気的導通が提供され、及び
    ｚ．前記コアを前記２つのスクリーンから電気的に絶縁し、及び前記スクリーンの表面と、前記スクリーンの前記表面に対向する前記コアの表面との間に、間隙を創出する手段と、を備える、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。
17. 前記スクリーンは、中空である、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
18. 前記スクリーンは、熱伝導流体の循環のための内部冷却回路を備える、
    ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
19. 液体状又はペースト状の製品を、互いに対して移動可能である２つの部品（４５１、４５２、７５１、７５２）を備える金型の前記空洞内に、射出する装置であって、
    前記２つの部品はそれらの間に、２つの成形表面（４６１、４６２、７６１、７６２、８６１、８６２）の間に収容される閉止空洞を規定し、
    請求項１０ないし１８のいずれか１項に記載の装置を備える、
    ことを特徴とする装置。
20. 前記成形表面は、熱放射により予熱され、０．９より大きい放射率のコーティングを備える、
    ことを特徴とする請求項１９に記載の装置。
    

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