JPH066304B2 - 射出成形装置 - Google Patents

射出成形装置

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JPH066304B2
JPH066304B2 JP61243478A JP24347886A JPH066304B2 JP H066304 B2 JPH066304 B2 JP H066304B2 JP 61243478 A JP61243478 A JP 61243478A JP 24347886 A JP24347886 A JP 24347886A JP H066304 B2 JPH066304 B2 JP H066304B2
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JP
Japan
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cavity
temperature
mold
injection molding
high frequency
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JP61243478A
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JPS6395919A (ja
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浩司 久保田
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

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おける射出成形装置に関するもの
である。
(従来の技術) 金型のキャビティに溶融樹脂を射出する射出成形方法に
おいて溶融樹脂がキャビティ内流動をすると金型に冷却
されて粘度が高くなり、流動性の著しく悪い層(スキン
層と呼ばれる)が生じる。これによりキャビティ表面か
らの転写性が悪くなったり、フローマーク、ウェルドラ
イン等の成形不良を生じやすくなる。
その対策としてキャビティ表面を樹脂の軟化温度以上に
高周波誘導加熱してから後、射出成形する方法(例えば
特公昭58-40504号公報)が提案されている。
第4図に示す様に金型1の固定側と1aと可動側1bの間
に、図示しない工業用ロボットにより移動される高周波
誘導加熱コイル2を設置する。コイル2は、直径3mmの
銅管を5mm間隔で渦巻き状に皿形状に沿わせて型づくり
し、それを3cmの厚さになる様にエポキシ樹脂で注型
し、平板状に固定固化形成されたものである。
射出成形において、成形品取り出し後の型開きで、図示
しない工業用ロボットによりコイル2を下げて固定側1a
と可動側1bとの間に挟みこみ、そのままの状態で高周波
を通電してキャビティ表面1cを加熱させる。この時金型
いに冷却水は通水していない。
この金型の温度の測定例を第5図に示す(金型表面のA
点やB点のみ急激に昇温し、金型内部のC点,D点は高
周波誘導加熱によっては温度の上昇がほとんどない)。
しかるのち金型1を一度開き、コイル2を固定側1a及び
可動側1bの間より抜き出し、再度金型1を閉じて通常の
射出成形と同様に充填工程、保圧工程からなる射出工
程、金型1に冷却水を通水して冷却する冷却工程を行な
う。
以上により、キャビティ表面が樹脂の軟化温度以上に加
熱された後射出されるので、キャビティ表面にスキン層
が生じにくくなり、転写性を著しく向上し、フローマー
ク、ウェルドライン等の成形不良が解決できる。
(発明が解決しようとする問題点) キャビティの形状が複雑な場合、その形状を完全に転写
したコイルを作るのが困難となり、コイルがキャビティ
に完全に接触しないので、キャビティの加熱の度合いに
差を生じる。これにより、フローマーク、ウェルドライ
ン等の成形不良が解決できないなどの問題があった。
前記従来の場合は、コイルを金型で挟みこんだ時のみ、
キャビティを加熱する為、コイルの出し入れ及び金型の
挟みこみの動作時間分、成形サイクルが伸びるなどの問
題があった。また室温、型開き、時間、成形品取出し時
間の変動によりキャビティの冷却が変動するので、同一
時間加熱してもキャビティ温度が変動し、そのため成形
品の品質が安定しないなどの問題があった。
更に射出工程中、キャビティの加熱をしていないため、
射出工程の後半にあたる保圧工程において、冷却の速度
の速い部分でスキン層の生成が生じるので、ゲートから
保圧により充填される樹脂層との間でずり応力を生じ
る。このずり応力により、残留応力を生じ、この残留応
力により、変形、クラック、寸法精度不良の発生を生
じ、特に光ディスク、コンパクトディスクの基盤では、
複屈折の悪化の問題があった。
本発明は前記従来の問題点を解決するために提案された
ものである。
(問題点を解決するための手段) そのため本発明は、キャビティを構成する面を磁性体
で、それ以外を非磁性体で構成し、内部に高周波誘導加
熱コイルと、キャビティ部分の温度を検出する温度検出
器を設けた金型と、前記キャビティ温度検出器の検出温
度とキャビティ温度設定器の設定値を比較してキャビテ
ィ部分の温度が同設定値になる様に閉ループ制御する金
型温調器とからなるもので、これを問題点解決のための
手段とするものである。
(作用) 本発明では、高周波が流れているコイルより発生してい
る磁力線による電磁誘導により、キャビティ部分の磁性
体に渦電流が生じ、この渦電流と磁性体との抵抗による
ジュール熱でキャビティが加熱される。また非磁性体に
は電磁誘導による渦電流が生じないので、加熱されな
い。
磁性体でキャビティを構成すれば、複雑な形状全体又は
キャビティの任意な1部分のみの加熱が可能となる。ま
た成形品を取り出した後、金型が開いていても、即加熱
開始できるため、従来より成形サイクルを短縮できる。
更にキャビティ温度を閉ループ制御するので、室温等の
外乱を補償できると共に、射出工程中加熱を持続できる
ので、キャビティ温度を軟化温度以上にでき、これによ
り射出工程中のスキン層の生成を防止できるので残留応
力を低減でき、成形不良を解決できる。
(実施例) 以下本発明を図面の実施例について説明すると、第1図
は本発明に用いられる金型10の1実施例を示す。この金
型10は光ディスク、コンパクトディスク等の基盤に用い
られるものである。また金型10は固定側10aと可動側10
bとから構成され、同固定及び可動側の金型内面に取付
けられた炭素鋼(SC又はSKD)等の磁性体11a,11b,
11c,11dによりキャビティ15が形成されている。
そしてこれ以外はオーステナイト系ステンレス鋼、(S
US304等)、アルミ合金、セラミック等の非磁性体が
用いられている。また12a,12b,12c,12d は高周波誘導加
熱コイル、13はスプル、14はゲート、16a,16bはキャビ
ティの表面温度を検出するキャビティ温度検出器であ
る。第2図にキャビティ表面温度制御のブロック図を示
す。第2図において金型温調器17は予め設定された樹脂
の軟化温度以上のキャビティ表面温度設定値Tsetを出
力するキャビティ温度設定器20と、キャビティ表面温度
を検出するキャビティ温度検出器16a,16bの出力Tを前
記設定値Tsetより減算して偏差e(=Tset−T)を出
力する比較器21と、偏差eをPID制御(P…比例,I
…積分,D…微分)の上出力する制御器22と制御器22の
出力に応じて周波数可変して加熱コイル12a〜12dへ出
力する高周波発振器23からなる閉ループ制御系が構成さ
れている。また金型温調器17と金型冷却水の通水をオン
オフする金型冷却水通水オンオフ弁25をシーケンス制御
するシーケンサ24がある。
なお、第2図では閉ループ系を1つにして示している
が、固定側10aと可動側10bでは、熱容量が違うので、
キャビティ温度検出器16aに対して12a,12cを同可動側1
6bに対して12b,12dを夫々独立して閉ループ制御するよ
うになっている。
次に作用を説明すると、第3図に本発明の射出成形工程
の説明図を示す。先ず型開して製品取出し後、第2図に
示すシーケンサ24の指令により金型温調器17が作動して
金型10のキャビティ表面の昇温を開始する。
次に加熱原理について説明する。ここで加熱コイル12a
〜12dに高周波を通電すると、その電流により磁力線が
発生し、その磁力線の中に磁性体11a〜11dがあると、
磁性体11a〜11dの中に渦電流が流れる。この渦電流と
磁性体11a〜11dとの抵抗によるジュール熱で、磁性体
11a〜11dが加熱される。
この時の負荷インピーダンスZは、式(1)で表わされ
る。
Z=R+j(2πf)L………(1) R…磁性体の高周波抵抗 L…加熱コイルのインダクタンス f…周波数 また磁性体11a〜11dに流れる渦電流値ILは式(2)で表
わされる。
E…高周波発振器の出力電圧 また磁性体の発熱量は式(3)となる。
P=IL 2R………(3) 次にキャビティ表面温度が前記作用により昇温されてく
ると、偏差eが小さくなる。偏差eが小さくなるにつれ
て制御器22の指令により高周波発振器23は、周波数fを
高くする。これにより式(2)に示す様に渦電流値IL
減少し、また周波数が高くなると、高周波発振器23の出
力トランジスターのコレクタ・エミッタ電圧が低下する
のでIL ,E共に低くなり、発熱量が減少する。この調
節により偏差eが零になる様にPID制御を行なう。
キャビティ表面温度が設定温度Tsetに到達すると、型
閉して射出工程が開始される。なお、この間前記PID
制御によりキャビティ表面温度が設定値に保持される。
次に射出工程が完了して冷却工程に切換わると、シーケ
ンサ24の指令により高周波の通電を停止し、金型冷却水
通水オンオフ弁により、金型10に冷却水を通水する。
次いで冷却工程が完了すると、シーケンサ24の指令によ
り金型10への冷却水通水を停止して型開を始める。次に
前記最初のキャビティ表面の昇温を開始する工程に戻
り、以後前述の各工程を繰り返す。
また前記実施例に代え、磁性体の発熱量の調節を周波数
の可変ではなく、加熱コイルへの高周波通電時間を可変
とする方法に代えてもよい。例えば、発熱量を50%にす
る場合、オン1秒、オフ1秒を連続で繰り返すようにし
てもよい。
(発明の効果) 以上詳細に説明した如く本発明は構成されているので、
キャビティ表面のみを加熱でき、従来の様に加熱コイル
を挟みこむ工程が不要の為、サイクルが短縮できる。ま
たキャビティ表面温度を閉ループ制御する為、成形品の
品質がより安定する。更に射出工程の間、キャビティ表
面温度を樹脂の軟化温度以上に保持するため、スキン層
の生成が防止されて残留応力が低減し、変形、クラッ
ク、複屈折の悪化等の成形不良を解決できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す射出成形機用金型の側断
面図、第2図はキャビティ表面温度制御のブロック図、
第3図は本発明の1実施例を示す射出成形工程のブロッ
ク図、第4図は従来の高周波誘導加熱による金型の側面
図、第5図は第4図の金型の温度分布例を示す線図であ
る。 図の主要部分の説明 10…金型 11a,11b,11c…磁性体 12a,12b,12c,12d…加熱コイル 16a,16b…キャビティ温度検出器 17…金型温調器

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】キャビティを構成する面を磁性体で、それ
    以外を非磁性体で構成し、内部に高周波誘導加熱コイル
    と、キャビティ部分の温度を検出する温度検出器を設け
    た金型と、前記キャビティ温度検出器の検出温度とキャ
    ビティ温度設定器の設定値を比較してキャビティ部分の
    温度が同設定値になる様に閉ループ制御する金型温調器
    とからなることを特徴とする射出成形装置。
JP61243478A 1986-10-14 1986-10-14 射出成形装置 Expired - Lifetime JPH066304B2 (ja)

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JPS6395919A JPS6395919A (ja) 1988-04-26
JPH066304B2 true JPH066304B2 (ja) 1994-01-26

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