JPH03211028A - 射出成形機の樹脂射出部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、射出成形機に係夛、特にプラスチックレンズ
の成形に用いる精密射出成形機の樹脂射出部における樹
脂温度の安定化機構に関する。

〔従来の技術〕

従来、射出成形機の樹脂射出部の樹脂温度の制御は、成
形機のシリンダ外周および射出ノズルの周囲に巻いたバ
ンドヒータへ流す電流を、シリンダおよびノズルに設け
たセンサにより感知し、設定値と比較して０Ｎ−ＯＦ’
Ｆ制御するものであった。また、特開昭５９−１４００
４１号公報に開示されているように、ノズルから樹脂が
湿田するのを防止するために、ノズル先端に温調媒体循
環路を設けて温度制御を行なっていた。上記シリンダお
よびノズル周囲に巻かれたバンドヒータは外気に対して
隔離されておらず直接外気と接触している。また断熱機
構を設けたものも、シリンダおよびノズル九対する積極
的な断熱を目的とするものではなく、高温部に人が接触
するのを防止するための安全を目的とする保護カバーで
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

精密樹脂成形においては、射出ノズル部分は外気、外乱
の影響によシ、ノズル内部の樹脂の温度変動が製品品質
に重大な影響を及ぼすという問題があった。従来技術は
、ヒータが巻かれたノズル内部の樹脂温度の安定化につ
いては配慮がなされておらず、樹脂温度は、長期的には
四季の変化、短期的には月間変動、エアコンの０Ｎ−Ｏ
ＦＦに伴う高温のシリンダやノズルそのものが引き起と
す上昇気流による外気の巻き込みＫよって、ノズルの温
度を変動させることに起因し、設定値過少に樹脂温度を
制御することは容易ではなかった。本発明は上記の問題
点を解決し、上記外乱の影響をうけることなく、設定値
通ルの樹脂温度が安定して得られる射出成形機の樹脂射
出部を提供することを目的としてなされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、シリンダと該シリンダに連接するノズル
とからなる筒体のうち、少なくとも前記ノズルヒータの
外周に設けた被覆断熱層と、溶融樹脂の温度調節制御手
段と、前記スフＩＪ、の動作制御手段とを有する射出成
形機の樹脂射出部によって達成され、この被覆断熱層は
、断熱材を使用した被覆形成層、保温熱媒体を封入する
ジャケット、若しくは加熱ならびに温度調節手段を付設
する流通熱媒体が導入可能なジャケットが利用される。

〔作用〕

前記ノズルの外周に設けた被覆断熱層は、外部からヒー
タに対する外乱要因である空気との接触を遮断し、ノズ
ルを安定的に温度制御することによルノズル内部の樹脂
の温度が安定化される。被覆断熱層に熱媒体を封入した
保温ジャケットを適用しても同様な作用効果が得られる
。また、上記熱媒体をノズルに設けたセンサによシ検出
されたノズル内部の樹脂温度と設定樹脂温度とを比較し
て、誤差分に応じてヒータ若しくは前記ジャケット内の
熱媒体の温度制御し、また、スクリュの動作制御をする
ことによシー層安定した樹脂温度の保持がなされる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面と共に説明する。

第１図は本発明に係る射出成形機の樹脂射出部の要部を
示す縦断面図であって、各部の構成と機能について説明
する。１は断熱層、２は樹脂射出部のノズル、３はシリ
ンダ、４は樹脂を混練するスクリュ、５はシリンダヒー
タ、６はノズルヒータ、７．８は温度センサ、９は加熱
制御部、１０はスクリュ制御部をそれぞれ示し、図示し
ない樹脂はシリンダ３内部でシリンダヒータ５によって
加温され、スクリ＆４の回転によってノズル２へ送られ
、外部へ射出される。ノズル２もまた加温ヒータを備え
ている。ノズル２ｓシリンダ５、シリンダと−メ５、ノ
ズルヒータ６の外周は断熱／ｉ＃１で被覆されて込る。

加熱制御部９は、温度センサ７゜８によって検出したシ
リンダ６およびノズル２の温度を検出し、設定された所
定値と比較して誤差分に応じて加熱制御を行い、スクリ
ュ制御部１゜は、スクリ＆４の回転数、圧力１回転速度
を調整制御する。

＃Ｉ２図は１本発明の他の実施例を示す１ＩＩＩｆｒ面
図であって％＠１図と同一の符号を付したものは同一の
機能を有する。１′はノズル２、シリンダ５およびノズ
ルヒータ５．シリンダヒータ６の外周を櫃うように設け
られたジャケットで、図示しない熱媒体が流通する空ｌ
！１ｉ１２を備えて匹る。空隙１２は真空部としてもよ
い。

次に第１図、第２図実施例の各部の動作と機能について
説明する。スクリュ４は、スクリュ制御部１０により回
転数と圧力を調整制御され、加熱制御部９は、温度セン
サ７．８によって検出したシリンダ３およびノズル２の
温度を検出し、設定された所定値と比較して誤差分に応
じて加熱制御を行う。

第２図については、スクリュ４．シリンダ３、ノズル２
、シリンダヒータ５、ノズルヒータ６、シリンダセンサ
７、ノズルセンサ８、の作用および加熱制御部９、スク
リュ制御部１０の作用は第１図と同様である。また、シ
リンダヒータ５、ノズルヒータ６の外周に設置されたジ
ャケット１′の空隙１２に、媒体を流通させることによ
り、シリンダヒータ５、ノズルヒータ６を外乱による影
響から遮断し、シリンダ５およびノズル２の温ｉｔ−所
定値に保持する。熱媒体を使用する代わシに空隙１２を
真空状態に保持しても同様の効果を得ることが可能であ
る。さらに、シリンダヒータ５およびノズルヒータ６に
代えて、ジャケット１′を直接、シリンダ５およびノズ
ル２に接触させることによっても同様に外乱の影響を遮
断し、シリンダ３およびノズル２の温度を所定値に設定
保持することができる。また、これらのジャケット１′
の内部に流通自在な熱媒体の温度を、ノズル２の樹脂温
度と設定温度との誤差分に応じて制御することによシ、
ノズル２内の樹脂温度を設定値通シに保持することがで
きる。

このような構成および作用を有する射出成形機の樹脂射
出部において、断熱層１ｔ−設けることにより、外乱の
影響、すなわち長期的には四季の温度変化、短期的には
日間変動や、エアコンの０Ｎ−ＯＦＦ等、高温状態のノ
ズル２やシリンダｓ自体が引き起こす上昇気流に伴う外
気温度の影響によシ、設定値に対して２〜３℃低下する
傾向のあったノズル２内部の樹脂温度を、設定値通りに
修正し、かつ温度変動幅を１．５〜ＣＬ５℃の範囲に安
定させることができる。このとき、断熱層１の材質がガ
ラス繊維の場合は、厚さが２０紘以上、セラミックスの
場合は、１ＱＩＪＬ以上で上記の効果が得られた。

また、断熱層１に代わるジャケット１′の内部に熱媒体
を流動させた場合にも同様の温度の安定効果が得られた
。また、断熱層１あるいは熱媒体流動ジャケット１′の
設置によシ初期立ち上がシ時間を１０〜１５％短縮する
ことができた。このときの熱媒体の温度は１５０℃、流
量６０１７ｍ１ｎの条件で、前記の短縮効果が得られた
。さらに断熱層１の場合には、連続成形時のシリンダヒ
ータ５およびノズルヒータ６の熱効率が向上し、電力消
費量が２０％低減された。また、ノズル２内部の樹脂温
度が外乱の影響以外の内部要因によって、設定値との間
に誤差を生じた場合に、この誤差分に応じシリンダヒー
タ５を加熱制御することによシ、設定値に対する変動幅
を０．５℃以内に制御することができた。このときのシ
リンダヒータ５の温度制御幅は５℃以内で前記の効果が
得られた。

また、同じく内部要因によシ誤差を生じた場合、誤差分
に応じてスクリュ４の回転数、圧力、を制御することに
よシ、同等の効果が得られた。このときの制御幅は回転
数で２Ｏｒ、Ｐ、ｍ、圧力（背圧）で１５Ｋｐ／ａｍ”
、スクリ轟速度テ４０ｗｘ／ｓｅｃであった。使用した
スクリュの直径は４０１１Ｌであった。

さらに、ジャケット１′を設けて熱媒体によシリンダヒ
ータ５、ノズルヒータ６外周の保温制御を行う場合、ノ
ズルヒータ６の温度変化幅１℃当９１℃の熱媒体温度制
御によりノズルヒータ６を設定値過多に戻す効果が得ら
れた。

マタ、シリンダヒータ５、ノズルヒータ６の代わシにジ
ャケット１′を設置し、直接シリンダ５およびノズル２
の加熱と保温制御を行う場合には、ノズル２内樹脂の温
度変動幅１℃当フ２℃の熱媒体温度制御によシ設定値通
シの樹脂温度が得られた。

なお、熱媒体の流動空隙は熱計算によＪ）５１ｊＬ、ま
た、断熱空気の場合には８１１ｍ、断熱真空の場合には
２１１以上で前記の効果が得られることがわかった。ま
たこの構成の場合、ヒータ使用時に懸念されるシリンダ
３、ノズル２との接触不良による熱伝達のロスはなく、
熱媒体が直接シリンダ５およびノズル２の外周に沿って
流れるので、シリンダ３およびノズル２への安定した熱
供給が行えるという効果があった。なお、ここには示し
てはいないが、射出成形機のみならず、押出成形機につ
いても同様の効果が得られることは明らかである。

また、同様に射出成形機のみならず、金型についても同
様の手段で、ノズルからキャビティに至る樹脂流路の樹
脂温度の安定化を図ることができるのはいうまでもない
。

また、本発明は、ノズルの温度安定化のためノズル部に
断熱層１もしくは熱媒体流通ジャケット１′を設けてい
るが、シリンダ部も同様に断熱層１もしくは熱媒体流通
ジャケット１′を設けることによって、温度の安定化を
図ることができるのは当然である。

〔発明の効果〕

本発明の実施によシ、射出成形機の樹脂射出部のシリン
ダおよびノズルのヒータから外周にシリンダおよびノズ
ル一部または全部を被覆する断熱層を設けることにより
、従来、外乱の影響で２〜３℃設定温度よシ低下してい
たシリンダおよびノズル内の樹脂温度を設定値通りとす
ることができ、前記外乱の影響で１〜１．５℃変動して
いたシリンダおよびノズル内の樹脂温度全０．５℃以内
に安定させることができた。さらに、外部空気にさらさ
れていたヒータと外部空気との断熱を行うことによシ、
ヒータの熱効率が２０％向上した。これに伴い、ヒータ
によるシリンダおよびノズル初期立ち上が少時間が１０
％短縮できるという効果が確認された。

さらＫ、ヒータに代えて熱媒体でシリンダおよびノズル
の加熱、保温を行う構成では、ヒータの使用時のような
シリンダおよびノズルへの接触不良による熱伝達のロス
を排除することができ、シリンダおよびノズルへの安定
した熱供給がなされるという効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る射出成形機の樹脂射出部の縦断
面図、第２図は本発明の他の実施例の樹脂射出部の縦断
面図である。 符号の説明 １・・・断熱層 ぜ・・・熱媒体流通ジャケラ ２・・・ノズル ３・・・シリンダ ４・・・スクリュ ５・・・シリンダヒータ ６・・・ノズルヒータ ７．８・・・温度センサ ９・・・加熱制御部 １０川スクリ瓢制御部 ト

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シリンダと該シリンダに連接するノズルとからなる
   筺体と、該筒体内部を加温するヒータと、前記シリンダ
   内に導入した溶融樹脂を混練可塑化して前記ノズルから
   金型に射出するスクリュを有する射出成形機の樹脂射出
   部において、前記筒体のうち、少なくとも前記ノズルヒ
   ータの外周に設けた被覆断熱層と、溶融樹脂の温度調節
   制御手段と、前記スクリュの動作制御手段とを有するこ
   とを特徴とする射出成形機の樹脂射出部。 ２、前記被覆断熱層は、ガラス繊維層であることを特徴
   とする請求項１に記載の射出成形機の樹脂射出部。 ３、前記被覆断熱層は、セラミックス層であることを特
   徴とする請求項１に記載の射出成形機の樹脂射出部。 ４、前記被覆断熱層は、熱媒体を封入した保温ジャケッ
   トであることを特徴とする請求項１に記載の射出成形機
   の樹脂射出部。 ５、前記熱媒体は、空気であることを特徴とする請求項
   ４に記載の射出成形機の樹脂射出部。 ６、前記被覆断熱層は、真空ジャケットであることを特
   徴とする請求項１に記載の射出成形機の樹脂射出部。 ７、前記被覆断熱層は、熱媒体を流通自在に導入可能な
   ジャケットであることを特徴とする請求項１に記載の射
   出成形機の樹脂射出部。 ８、前記溶融樹脂の温度調節制御手段は、前記ノズルに
   設けた温度センサと、該温度センサが検出した樹脂温度
   と設定樹脂温度とを比較して、前記ヒータを温度制御す
   る加熱制御部とを有することを特徴とする請求項１に記
   載の射出成形機の樹脂射出部。 ９、前記溶融樹脂の温度調節制御手段は、前記ノズルに
   設けた温度センサと、該温度センサが検出した樹脂温度
   と設定樹脂温度とを比較して、前記ジャケット内の熱媒
   体を温度制御する加熱制御部とを有することを特徴とす
   る請求項１に記載の射出成形機の樹脂射出部。 １０、前記スクリュの動作制御手段は、前記ノズルに設
   けた温度センサと、該温度センサが検出した樹脂温度と
   設定樹脂温度とを比較して、前記スクリュの回転数、樹
   脂圧力、射出速度の少なくとも１つを制御するスクリュ
   制御部とを有することを特徴とする請求項１に記載の射
   出成形機の樹脂射出部。