JPS5892510A - セラミツク製品の射出成形装置 - 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】 本発明はセラミツク１ａ品の射出成形装置の改良に関す
るものである。

従来、射出成形法を府いたセラミック製品の製造工程は
以下のとおりである。

即ち、先ず、セラミック粉末と有機バインダー（ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、アタクチックポリプロピレン
等の熱可重性樹脂が主であある）を加熱混練してセラミ
ック粉末と有機バインダーを均一化する。次いで、この
混練されたセラミック成形用樹脂（以後、セラミック樹
脂と呼称する）を可塑化し、金型内へ射出成形して所望
の形状の成形体番得る。次に、脱脂して成形体中の有機
バインダーを熱分解飛散させる。さらに、焼成してセラ
ミック製品を得る。

現状の射出成形によるセラミック製品は脱脂工程におけ
る製品欠陥（膨れ、亀裂、剥離等）対策として、セラミ
ック樹脂組成の種々の検討および提案が為され、その結
果、外観上良好な製品が得られている。しかし、これら
は、良好な成形体を脱脂以後の工程に供した場合であり
、射出成形後の成形体の欠陥率は相変らずかなシの高率
を示している。この射出成形時に生じる欠陥の大半は圧
力分布の不均一に起因している０プラスチツクの射出成
形技術においては、成形時の歩留り改良゛として、既に
樹脂温度、樹脂圧力等を検出して射出圧力、射出時間、
射出速度等のパラメーターを制御可能表射出成形装置が
存在している。そして、この装置をセラミック樹脂に適
用することも可能であるが、プラスチックの場合に比べ
て、良好な結果が得られていない。

これは、以下の点に起因すると考えられる。

即ち、プラスチックに比べ、セラミック粉末と熱可塑性
樹脂等を混練したセラミック樹脂は冷却同化速度が早く
、射出過程において設定圧力に対して金型内のセラミッ
ク樹脂に加えられる圧力は減少する。これは前述した冷
却固化が金型内の通路、あるいは〜製品部の挟小部にお
いて進行し、成形機の圧力を伝播しなくなる為であシ、
該閉塞が通路で起こると製品のヒケとして、また製品部
の挟小部において起こると製品の圧力分布不均一による
内部亀裂となる０このように、セラミック樹脂を使用す
る場合は、樹脂温度あるいは樹脂圧力を検知したクロー
ズトループの射出成形装置を用いても大幅な改善がみら
れなかった。

本発明は、上記した従来技術に存する不慕合を解消した
セラミック樹脂用のセラミック製品の射出成形装置を提
供することを目的とするものである。

そして、本発明の構成は、射出過程における金型内のセ
ラミック樹脂の温度若しくは圧力を検出し、該記号を基
に、射出圧力、射出速度、射出時間を制御するセラミッ
ク製品の射出成形装置において、金型内の挟小部に、セ
ラミック樹脂の温度降下の度合を検出する温度センサ若
しくは流れ方向に対して測定部位の前後に配して圧力差
を検出する圧力センナを複数個備えたことを特徴として
いる。

以下、本発明の一実施例を図に基づいて従来装置と共に
説明する。

第１図ないし第４図において、１は射出成形機（スクリ
ュ一方式）、２は加熱筒、３はノズルヘッド、４はスク
リーー、５は油圧ピストへ６はセラミック樹脂供給口、
７は金型の固定型、８は可動型、９はスプルー、１０は
ランナー、１１は製品キャビティ部、１２はエジェ昇パ
ンチ、１３は中子、−１４は温度調整機構（本実施例に
おいては温度調整用媒体通路を示しているが、電気式ヒ
ーターでも構わない）、１５は挟小部に複数憫取付けた
セラミック樹脂測定用の温度上ンス１６は判別回路、１
７は制御回路、１８は駆動回路、１９は型温度調整機制
御回路である。

次に、本発明の基になる、たとえば、射出過程の樹脂温
度を検出して射出条件（圧力、速度等）を制御する射出
成形機の作動を説明する。　−混線されたセラミツ□り
樹脂はセラミック樹脂供給口６に投入され、スクリュー
４の回転と加熱筒２の作用によシ、可塑化された状態で
ノズルヘッド３側に充填される。射出時には、油圧ピス
トン５が油圧部の力を受け、スクリュ−４を左方へ移動
させ、セラミック樹脂杜金型内の通路（スプルー９、ラ
ンナー１０）を介してキャビティ部１１へ充填される。

その際、セラミック樹脂の温度を検出する温度センサ１
５の出力槌に判別回路１６（制御回路１７等を介して油
圧ピストン５に掛かる圧力を制御し、たとえば、射出圧
力の切換え、射出速度の加減速を行なっている０ ここで、上記検出記号を基に射出条件を制御する場合の
制御回路の一例を第４図のブロック図に示す。図中、′
２０は油圧検出センナの出力、２１は第３図に示すよう
な温度に対する最適射出圧力を予めプロットした記憶演
算回路、２２は比例定数設定器、２５はアップダウンカ
ウンター、２４は発振回路、２５は波形整形回路、２６
は分周回路、２７は単安定回路、２８は積分定数設定器
、２９．３０は各々積分回路、３１は加算回路、３２は
増巾回路である。作動は、セラミック樹脂温度と射出条
件である油圧を測定し、その記号を各々１５．２０で入
力する。そして、セラミック樹脂温度に対する最適射出
圧力が記憶演算回路２１から出力される。この信号は油
圧信号２０に対する基準値としてコンパレータに入力さ
れる。コンパレータは基準値と油圧信号２０を比較し、
ＬＯＷあるいはＨｉｇｈレベルの信号を出力する。この
信号により積分回路２９の増減が決まる。コンパレータ
からの出力は比例定数設定器２２を介してアップダウン
カウンター２３に接続される。一方発振回路２４からの
出力は波形整形回路２５、分周回路２６に接続され、単
安定回路２７で作動タイミングが゛決定される。積分定
数設定器２８、積分回路２９からの出力は前述のアップ
ダウンカウンター２３に接続され、信号は共に加算回路
５１に入力される。また、積分回路３０を介した信号も
加算回路に入力され、たとえば、油圧制御弁の開閉を作
動させる場合を例にとれば、ここで作動タイミングと開
弁時間が決まる。この出力は増巾回路３２、駆動回路１
８に入力され、油圧制御弁を開閉し、セラミック樹脂の
温度によって決まる最適射出圧力に近づけるように油圧
部を作動する。

なお、第４図中、一点鎖線で囲ったＡ部は判別回路１６
に相当する。

以上、樹脂温度を検出して射出条件を制御する射出成形
装置について述べたが、プラスチックの場合は比較的良
好な結果が得られるが、セラミック樹脂については期待
した結果が得られていない。

つマシ、セラミック樹脂はプラスチックと異カシ、冷却
同化の速度がはやく、射出過程においても、通常は型温
度よシセラミック樹脂温度の方が高いため冷却が進行す
る。その結果前述したように挟小部において固化閉塞が
発生し、流動性を有するセラミック樹脂成形体に均一に
圧力を加えることが出来ないためである。その測定例を
第２図に示す。縦軸は圧力、横軸に時間を示す。図から
明らかなように、設定圧力（線Ａ）、ノズルヘッド３部
の圧力（線Ｂ）に対して　□成形体先端部圧力（線Ｃ）
は加圧時間に圧力降下が存在する。

本発明は、プラスチックにおいて、効果の大きい樹脂温
度検出型のフィードバック式射出成形装置をセラミック
樹脂の射出成形においても適用可能にし、かつ、その効
果を拡大する内容のものである。

このため、第１図′に示す如く、金型内の挟小部を重Ａ
Ｋ複数個の検出センサを取シ付け、各々の信号を判別回
路１６に入力する構成となっている。判別回路１６以後
の制御回路の形式は問わない。セラミック樹脂温度を検
出する場合について云えば、複数個の温度センサ１５の
出力を判別回路１６に入力する。その信号は、そこで各
々時間に対する温度降下率（温度センサ出力の微分値）
として処理し、複数個の信号のうち、たとえば軟化点以
下といった、ある設定温度以下でかつその信号の微分値
が最も大きい、つｔｂ温度降下の最も大きい温度センサ
１５の信号を基準に型温ｇｉｉｉ整機制御回路１９と、
射出条件を制御する制御回路１７を作動させることとな
る。

また、圧力センサを用いる場合は、挟小部の流れに対す
る前部と後部の三箇所に該圧力センナを取り付け、その
圧力差を検出し、前述の温度降下率同様に判別回路１６
に入力すればよい。

このような射出成形装置により、射出過程におけるセラ
ミック樹脂の冷却固化による挟小部の閉塞を、その部位
の温度降下率あるいは前後の圧力差を検出し、その部位
の冷却固化を抑制するように、温度調整機構を作動させ
ると同時に、律速となる部分に合った射出条件（射出圧
力、射出速度等）の設定が可能になる０以上述べた如き
本発明によれば、射出過程における金型内のセラミック
樹脂の温度若しくは圧力を検出し、該信号を基に、射出
圧力、射出速度、射出時間を制御するセラミック製品の
射出成形装置において、金型内の挟小部に、セラミック
樹脂の温度降下の度合を検出する温度センサ若しくは流
れ方向に対して測定部位の前後に配して圧力差を検串す
る圧力センナを複数個備えているので、冷却固化の進行
する部位・を検出して固化の進行を抑制すると同時に、
その部位のセラミック状態にあわせた射出条件に制御で
き、したがりて、セラミック樹脂の状態は常に流動性を
有する状態下において加圧が行なわれ、冷却固化が進行
した度合によって適切に減圧されることが可能となり、
不拘−表圧力分布がなく、歪みによる内部微亀嫉の発生
もないセラミック樹脂成形体が得られるセラミック製品
の射出成形装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１゛′１は本発明に係る一実施例の射出成形装置の構
成図、第２図は射出成形機の設定と金型内のセラミック
樹脂の圧力の時間に対する関係を示す測定例のグラフ、
第３図は実験的に得られたセラミック樹脂温度に対する
最適射出圧力の関係を模式的に示したグラフ、第４図は
本発明に係るフィードバック制御に供される制御回路の
ブロック図である。 ７・・・固定型　　　　　　　８・・・可動型１５・・
・温度センサ　　　　１６・・・判別回路１７・・・制
御回路 １９・・・型温度調整機制御回路 矛ｌ　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）射出過程における金型内のセラミック樹脂の温度
   若しくは圧力を検出し、該記号を基に、射出圧力、射出
   速度、射出時間を制御するセラミック製品の射出成形装
   置において、金型内の挟小部に、セラミック樹脂の温度
   降下の〜 度合を検出する温度センナ若しくは流れ方向に対して測
   定部位の前後に配して圧力差を検出する圧力センナを複
   数個備えたことを特徴とす−るセラミック製品の射出成
   形装置。