JPH07267Y2 - シリンダ温度制御装置 - Google Patents

シリンダ温度制御装置

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JPH07267Y2
JPH07267Y2 JP1988109737U JP10973788U JPH07267Y2 JP H07267 Y2 JPH07267 Y2 JP H07267Y2 JP 1988109737 U JP1988109737 U JP 1988109737U JP 10973788 U JP10973788 U JP 10973788U JP H07267 Y2 JPH07267 Y2 JP H07267Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本考案は射出成形機或いは押出成形機における加熱シリ
ンダの温度制御装置に関する。
(従来の技術) 第4図は従来の射出成形機における加熱シリンダ部の概
略構成を示すもので、加熱シリンダ1の一端にノズル2
が取付けてあり、同シリンダ1の他端部はホッパジャケ
ット3の中に挿入され、2つ割りのリテーナリング4と
ボルト5により固定されている。リテーナリング4の前
方のシリンダ1の外周には複数のヒータ20〜25が設けて
あり、熱電対12〜14を検出器として、温度調節器16〜18
により適温に制御されている。また、ノズル外周のヒー
タ19は温度調節器15によりそれぞれ適温に制御されてい
る。
シリンダ1の温度制御はシリンダ長手方向に沿って通常
複数(第4図では3域)に分割され、同図では左側から
前部温度制御域C1、中央部温度制御域C2、そして後部温
度制御域C3の3域に分けられており、この他前端のノズ
ル2に対するノズル部温度制御域Nがある。この温度調
節器15〜18の制御動作にはON−OFF制御、比例制御、PI
制御更にPID制御等様々な方式があるが、何れも温度が
設定値に達した後、平衡を保つようにされている。
第6図に従来の温度制御回路例を示す。各温度調節器15
〜18は、電磁開閉器MCN,MCH1,MCH2,MCH3を接続してい
る。この電磁開閉器MCN〜MCH3はそれぞれがノズル部ヒ
ータ19、前部ヒータ20,21、中央部ヒータ22,23、そして
後部ヒータ24,25の開閉を制御している。なお、これら
の電磁開閉器は半導体スイッチ等に置き換えても良い。
熱電対11〜14はそれぞれの温度調節器15〜18に接続され
ている。
第7図にヒータ配線図を示す。上記各電磁開閉器MCN〜M
CH3はそれぞれの温度調節器15〜18に個々に接続されて
いるため、第7図に示した各ヒータ19〜25はヒータ19、
ヒータ20,21、ヒータ22,23、ヒータ24,25とそれぞれ別
個に制御されて所定温度に加熱される。
次に樹脂の可塑化工程と温度調節の関係を説明すると、
第4図においてシリンダ1の中のスクリュ6(図示のも
のはフライトの一部のみを示す。)は、深い一定の溝深
さを有する供給部7、溝深さが順次浅くなる圧縮部8、
浅い一定の溝深さである計量部9から構成されている。
ホッパ26からペレット状(又は粉体)の樹脂が供給され
ると、スクリュ供給部7において、樹脂とシリンダ1の
内面との摩擦係数とシリンダ内圧及びシリンダ内面の表
面積との積である摩擦力と、樹脂とスクリュ供給部7の
谷底表面と摩擦係数とシリンダ内圧及びスクリュ谷底表
面積の積である摩擦力との差により、スクリュ6の回転
に伴い樹脂が前方へ搬送され、同時に樹脂はシリンダ1
からの伝熱により予熱される。
一方、ヒータ25からの伝熱によりホッパ穴31の付近の温
度が上がると(一般に90℃〜100℃以上)、ペレット状
の樹脂の表面が融けておこし状になり、スクリュ供給部
7へ落下しにくくなるので、それを防ぐ為、ホッパジャ
ケット3に冷却水を通水する。その冷却水流量は、手動
操作弁27を用いて作業者の経験や勘により調整される。
なお、冷却水は入口配管28からホッパジャケット3内の
通路29を通り、出口配管30へ流れる。スクリュ供給部7
と接するシリンダ1の範囲は、ホッパ穴31からヒータ24
までの部分である。ここでホッパ穴31からヒータ25まで
のシリンダ部分をシリンダ基部1aを呼ぶことにする。ま
たシリンダ基部1aの温度は、ヒータ25からの伝熱とホッ
パジャケット3の冷却水による吸熱、樹脂への伝熱のバ
ランスにより決定される。
スクリュ供給部7により搬送された樹脂は、同圧縮部8
により機械的エネルギーによる剪断、圧縮及びヒータ2
2,23からの伝熱により溶融される。溶融された樹脂は、
逆流防止弁10を通り、スクリュ先端に貯蔵される。
シリンダ基部1aは、リテーナリング4とボルト5に干渉
するためヒータが取付けにくく、リテーナリング4の下
部のシリンダ外周面からの放熱が大きい。また、ホッパ
ジャケット3に冷却水を通水し続けることにより、冷却
水の吸熱でシリンダの温度はシリンダ基部1aで急激に低
下する。この一例として実機でのシリンダ基部温度分布
を第5図の実線aに示す。これを見ると、熱電対14を過
ぎたところからホッパ穴31にかけてシリンダ温度が急激
に下がっていることがわかる。このような場合、スクリ
ュ供給部7での樹脂の予熱は不十分となる。そいて、圧
縮部8に冷たい樹脂が搬送されると、供給される機械的
エネルギーやシリンダの伝熱が不十分となり、未溶融樹
脂が生じて樹脂温度が不均一になる。それと同時に、ス
クリュ圧縮部8の溝深さの減少に対して溶融が追従でき
なくなり、固体樹脂の詰まりが発生し、スクリュ駆動力
が増加する。特にPC,PMMA等の高粘度樹脂においてはそ
れが顕著となって現われる。従って、樹脂の搬送時は圧
縮部8に入るまでに溶融寸前の温度まで予熱しておくこ
とが必要となる。
そのため、高粘度樹脂を使用するときスクリュ駆動力の
増加を防ぐ方法として、後部温度制御域C3を前部温度制
御C1よりシリンダ温度を高くする方法が採用されること
がある。このときのシリンダ温度分布を第5図の破線b
で示す。この方法によれば、スクリュ供給部7における
樹脂の予熱が十分となり、スクリュ駆動力の増加はない
が、シリンダ温度の一部に温度の高い部分が存在するこ
とになるため、例えばアクリルレンズを成形するとき
は、樹脂が劣化しやすく、また成形サイクルが長い割に
成形品の重量が小さく、スクリュ内の樹脂滞留時間が長
くなるため、樹脂劣化による焼け、光学的不良、フロー
マーク等の成形不良が発生するという問題がある。
更に、スクリュ供給部7での樹脂予熱を上げる方法とし
て、リテーナリング下部にヒータを追設して、予熱のた
めの温調ゾーンを追加する方法(特願昭60−78190号)
もあるが、この追加に伴って温度調節器、熱電対、ヒー
タ等も追加せざるを得ず、コストアップと設定個所の増
加の問題が増加する。
(考案が解決しようとする課題) 本考案は、前記従来の射出成形機による特に高粘度樹脂
成形において、シリンダ後部の低温のため生じる予熱不
足を解消するための手段としてのスクリュ駆動力の増加
或いはシリンダ後部の高温化に伴うレンズ成形の場合に
生ずる成形不良等の問題点をシリンダ基部に予熱用ヒー
タを追加することなく解決することを目的とするもので
ある。
(課題を解決するための手段) このため本考案は、長手方向の外周面に多数のヒータを
備えたシリンダと、同シリンダの同じく長手方向の所定
位置に設置される複数の温度検出手段と、各温度検出手
段からの信号を受けて前記ヒータの2以上を1組として
温度制御する、前記温度検出手段と同数の温度調節手段
とを備え、前記シリンダの加熱温度を前記各温度調節手
段に対応させて所定領域毎に制御するシリンダ温度制御
装置において、シリンダ基部のホッパ入口に最も近いヒ
ータ部のシリンダ温度を直接検出する温度検出手段を新
たに設けると共に、切換スイッチの入切により、前記温
度検出手段の中より予め決められた温度検出手段を選択
すると共に、同温度検出手段に対応する温度調節手段に
より温度調節される前記ヒータをも切換えるようにして
なるもので、これを課題解決のための手段とするもので
ある。
(作用) 通常樹脂の成形にあたっては、従来と同様の温度制御域
で各温度調節手段を介してシリンダの温度制御を行う。
このとき、新設された温度検出手段は温度調節手段と切
離されている。
いま、例えば高粘度樹脂を成形しようとする場合には、
切換手段を操作して上記新設した温度検出手段からの信
号に基づいてシリンダ基部に最も近いヒータを他のヒー
タとは独立させて温度制御するように切換えると共に、
他のヒータを残る温度調節手段を介して任意の温度制御
領域の下で温度制御がなされるように切換え、スクリュ
供給部のシリンダ基部の温度勾配を大きくする。
(実施例) 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。第1
図に本考案の代表的な実施例である射出成形機の加熱シ
リンダ部を示す。同図において、第4図に示した従来例
と異なる点は、ヒータ25のかわりに熱電対用穴付ヒータ
40を設け、その穴を通して新たに熱電対14Aを設けると
共に、ヒータ23とヒータ24の間にも新たに熱電対13Aを
設けている点である。
第2図に本実施例による温度制御回路図を示す。同回路
は切換スイッチ41を介してリレーMCX,TC2,TC3が接続さ
れている。熱電対13はリレーTC2のB接点、熱電対13Aは
リレーTC2のA接点を介して温度調節器17に接続され、
熱電対14はリレーTC3のB接点、熱電対14AはリレーTC3
のA接点を介して温度調節器18に接続されている。
第3図に同じく本実施例によるヒータ配線図を示す。こ
こで、ヒータ22,23には電磁開閉器MCH1,MCH2がリレーMC
Xを介して接続されている。また、ヒータ24,40は電磁開
閉器MCH2,MCH3がリレーMCXを介して接続されている。
通常の成形においては、切換スイッチ41を第2図に示す
位置とし、リレーMCXが作動し、リレーTC2,TC3は作動し
ていない。これにより従来の温度制御と同様に、温度調
節器17に対して熱電対13の信号が入力され、熱電対13A
の信号は入力されない。また、温度調節器18に対しても
同様に熱電対14の信号が入力し、熱電対14Aの信号は入
力しない。従って、ヒータ22,23は電磁開閉器MCH2によ
り、またヒータ24,40は電磁開閉器3によりそれぞれON
−OFF制御がなされている。
高粘度樹脂の成形においては、切換スイッチ41を下方位
置に置き、リレーMCXを非作動として、リレーTC2,TC3を
作動させる。これにより温度調節器17の入力は熱電対13
Aからの信号に切換わると共に、温度調節器18に対して
は熱電対14Aの信号が入力されることになる。リレーMCX
が非作動のため、ヒータ22は電磁開閉器MCH2を介さずMC
H1により制御され、ヒータ24は電磁開閉器MCH3を介さず
MCH2により制御される。このとき、ヒータ23は電磁開閉
器MCH2により、ヒータ40は電磁開閉器MCH3によりそれぞ
れ制御されている。従って、この場合温度制御域C1
C2,C3は第1図の下方に示す様に制御域C4,C5,C6に移
行し、即ち前部温度制御域C4はヒータ20,21,22の領域と
なり、中央部制御域C5はヒータ23,24の領域、後部温度
制御域C6はヒータ40の領域となる。
こうして熱電対位置が切換わり、ホッパジャケット側の
温度制御域が狭くなるため、従来例と同一設定温度にし
てもシリンダの温度分布が変わり、第5図の一点鎖線c
に示し分布となる。これによりホッパジャケットからリ
テーナリング下部にかけての温度分布は、後部温度制御
域の温度を上げた場合と同じになり、スクリュー供給部
7の予熱が十分なされ、スクリュ動力の増加を防止でき
る。また、この温度分布から分かる様に温度制御域にお
いて破線bで示す場合のような凸状に温度が高くなる部
分がないため、滞留時間が長い成形においても樹脂の劣
化がなく、シルバー、フローマーク、焼け等の成形不良
が低減できた。
本実施例による温度制御の効果を表−1に示す。PMMA,P
C等の高粘度樹脂においては、動力が低減される他動力
変動も小さくなり、また成形品重量及び可塑化時間の変
動も低減する。PP,PEにおいては、供給部の予熱の効果
により可塑化能力の増加が著しく、10〜20%も向上す
る。但し、ABS,PBTにおいては、後部温度制御域の温度
が高いと、樹脂がスクリュの谷底に巻き付く現象が発生
し、成形品重量及び可塑化時間の変動が大きくなり、高
粘度樹脂の場合と同様の上記温度制御を不適で、通常の
温度制御で良いことが分かった。
本考案では、切換スイッチにより通常樹脂と高粘度樹脂
とでは温度制御方式を切換えるため、樹脂の性質に応じ
て適切な温度制御ができる。
(考案の効果) 以上詳細に説明した如く本考案によると、ホッパ側のヒ
ータを他のヒータと独立して温度制御するように切換
え、他のゾーンもそれに応じヒータの枚数を変えて温度
制御するため、ホッパ側への温度勾配が大きくなり、ス
クリュ供給部への予熱が十分になされ、スクリュの動力
を低減できる。また樹脂に応じて切換えるため、適応性
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の代表的な実施例を示す射出成形機にお
ける加熱シリンダ部の概略構成図、第2図は本考案によ
る温度制御回路図、第3図は同ヒータ配線図、第4図は
従来の射出成形機における加熱シリンダ部の概略構成
図、第5図は加熱シリンダの温度分布図、第6図は従来
の温度制御回路図、第7図は従来のヒータ配線図であ
る。 図の主要部分の説明 11〜14……熱電対、15〜18……温度調節器 19〜24……ヒータ 40……熱電対用穴付ヒータ 13A,14A……熱電対 C1,C4……前部温度制御域 C2,C5……中央部温度制御域 C3,C6……後部温度制御域 MCX,TC2,TC3……リレー MCH1,MCH2,MCH3……電磁開閉器

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】長手方向の外周面に多数のヒータを備えた
    シリンダと、同シリンダの同じく長手方向の所定位置に
    設置される複数の温度検出手段と、各温度検出手段から
    の信号を受けて前記ヒータの2以上を1組として温度制
    御する、前記温度検出手段と同数の温度調節手段とを備
    え、前記シリンダの加熱温度を前記各温度調節手段に対
    応させて所定領域毎に制御するシリンダ温度制御装置に
    おいて、シリンダ基部のホッパ入口に最も近いヒータ部
    のシリンダ温度を直接検出する温度検出手段を新たに設
    けると共に、切換スイッチの入切により、前記温度検出
    手段の中より予め決められた温度検出手段を選択すると
    共に、同温度検出手段に対応する温度調節手段により温
    度調節される前記ヒータをも切換えることを特徴とする
    シリンダ温度制御装置。
JP1988109737U 1988-08-22 1988-08-22 シリンダ温度制御装置 Expired - Lifetime JPH07267Y2 (ja)

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