JPS61114827A - プラスチツク成形用金型の加熱冷却方法 - 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、プラスチック材料の成形加工において、金型
の温度を制御する方法に関するものである。

〈従来の技術〉 従来、プラスチック成形加工において、次のような成形
品、すなわち（１）ウェルト８ラインを小さく抑え、ま
たはガラスファイバーが表面に浮き出ない成形品、（２
）光ディスクのような表面の微細なパターンを精度良く
転写された成形品、（３）フィルムのような薄肉成形品
、を得る加工条件としては、型温度を高温にすればよい
ことが一般に知られている。

しかし、型温を高温一定のまま保つと、型内の樹脂が冷
却されにくい。

また、冷却固化しても室温よりかなり高温であるため、
材料強度が低下し、離型の際に成形品が変形してしまう
といった不具合がある。

そこで、これを解決するために第２図に示すように、成
形ｌサイクルの中で流動・バッキングは高型温、離型の
際は低型温にするといった温度サイクルを与えねばなら
ない。

従来、金型に温度サイクルを与える手段としては、 （Ａ）第３図に示すように、昇温は型板１に嵌着された
キャピテイ２ａを有するキャピテイ駒２内に組込んだカ
ートリッジヒータ４で加熱するか、高温の熱媒体油を循
環させ、その保温を型板１に設けた保温用水管５で行い
、冷却は受板３に設けた冷却用水管７に接する冷却用ヒ
ートバイブロを該キャビティ駒２内に該カートリッジヒ
ータ４と交互に組込んで低温の不凍液等を循環させて行
う手段である。

この手段では、加熱及び冷却は金型の内部から行われ、
間接的にキャビテイ２ａ表面に温度サイクルを与えてい
る。

（Ｂ）キャビティを高周波誘導加熱する手段である。

この手段は、キャビティ表面部だけを直接加熱できるた
め昇温か速く、冷却もキャビティ表面部だけの熱を奪え
ばよいので速く、原理的に授受する熱量が小さいから非
常に効率がよい。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、前記（Ａ）手段では型板１全体、またはキャ
ピテイ駒２全体に温度サイクルを与えることになシ、熱
量にかなりの無駄があυ、そのため１サイクルに必要な
時間もかなシ長くなり、生産性が悪いという欠点がある
。

まだ、より一層の熱効率金求めるならば、キャビティ駒
２と型板３との嵌合部１ａの位置にさらに加熱用媒体管
及び冷却用水管を設ける必要があり、型構造を一層複雑
にしていた。

一方、前記（Ｂ）手段では、非常に効率がよいが、装置
自体が高価になるという欠点があった。

本発明は前述従来例の欠点を除去し、型を急加熱、急冷
却させるのに熱の授受をキャビティ表面部だけに止めて
熱効率を良くするとともに装置自体をコンパクトに構成
できるプラスチック成形用金型の加熱冷却方法を提供す
ることを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明を実施するプラスチック成形用金型の加
熱・冷却装置の概略構成図である。

本発明は、プラスチック成形用金型を急加熱、急冷却す
る際に、加熱源として赤外線を用いることにある。

その実施のだめの装置としては、第１図において、一対
の保温用水管１４を有する型板１１に、表面にキャビテ
ィ１２ａ’を有するキャビティ駒１２を嵌着し、かつ受
板１３で保持された一対の型構造が相対して開閉移動可
能に配設したプラスチック成形用金型において、該一対
の型構造を開放時にその型構造間にそれぞれのキャピテ
イ１２ａと相対するよう赤外線発光管１５ａ及び反射鏡
１５ｂを有する赤外線ヒータ本体１５Ｃから成る一対の
赤外線ヒータ１５が取り付はアーム１６によシ出入れ可
能にしたものである。

なお、第１図において、Ｒは赤外線を示し、Ｌは金型構
造間に赤外線ヒータ１５に挿入した場合の赤外線ヒータ
１５とキャビティ１２ａとの距離を示す。

く作用〉 次に、その作用について説明する。

まず、キャビティ駒１２は型板１１の保温用水管１４を
通る熱媒体によシある程度に温度を上げた型温に保って
おく。次に、一対の型構造を開放し、そのままの状態で
取り付はアーム１６によって赤外線ヒータ１５を型構造
間に設定する。この際、赤外線ヒータ１５とキャビティ
１２ａとの距離ｔは所定の値に保たれるようにする。

そこで、赤外線ヒータが位置決めされた後に、赤外線発
光管１５ａに電流を流し、赤外線Ｒによりキャビティ１
２ａの表面を加熱する。該キャビティ１２ａの表面が所
定の高い温度に上がれば、′電流を切り、型構造間から
赤外線ヒータ１５を取り去る。

その後、型締めを行いキャビティ１２ａ内に樹脂を充填
する。

この際、加熱されるのはキャビティ１２ａの表面だけで
あるから、その表面温度はヒータ電流を切ると同時に急
速に降下し、キャビティ１２ａの表面に与えられた熱は
、キャビティ駒１２及び型板１１の熱伝導によって保温
用水管１４まで運ばれ、そこから熱媒体を通して外部に
放出される。

以上のような冷却過程を経て、キャビティ１２ａの表面
温度が所定の値まで降下したら、型構造を開き、成形品
を取出し、第２図に示す成形１サイクルの工程を終了す
る。

さらに、図示装置において、赤外線ヒータ１５の移動は
、該ヒータを取り付けたアーム１６が図示されないオー
トハンドに固定され、該オートハンドによって型開き、
型締めとのタイミングを取りながら行っている。

また、赤外線ヒータ１５で型表面を加熱した場合、加熱
終了後の温度降下が速い。そこで、加熱に際しての型温
度を成形しようとする温度よりも高く設定する。加熱が
終了し、型締めを行い樹脂を充填するまでの間に型温度
が降下してしまうため、充填する時に所定の型温度を得
るようららかしめ高型温に設定するのである。

そして、一方では、この成形温度まで降下する時間を、
キャビティ駒１２の熱伝導によってキャビティ表面の温
度を均一にするだめの時間として利用している。

なお、本発明は金型を用いる成形加工全般に適用できる
ものである。

また、赤外線が吸収されやすいようにキャビティ表面を
黒色部材で構成することにより・より一層熱効率の向上
が計れる。

さらに、また温度制御の精度を高めよ２とする場合には
、キャビティ表面に熱容量が小さく、応答性の優れた熱
電対を組付ける。そして、この熱電対とマイクロプロセ
ッサ−が組込まれたヒータ制御回路とで型温度のフィー
ドバック制御を構成することも可能である。

〈発明の効果〉 本発明は、以上説明したように型加熱忙赤外線ヒータを
用いることにより、下記の効果がある。

（ａ）　　型を加熱、冷却させるための熱の授受を、キ
ャビティ表面だけにとどめるため、短時間の型温度サイ
クルが可能になシ、生産性が向上する。

（ｂ）　　加熱においては単に赤外線ヒータを発光させ
るだけであるから、従来の高周波誘導加熱装置のような
犬がかりな制御盤が不要となり、また冷却においては温
度降下が速いため、冷凍機が不要となシ、加熱、冷却シ
ステム全体が非常にコンパクトでかつ安価に構成できる
。

（Ｃ）　　金型は、従来例のような複雑な加熱用水管、
冷却用水管及びヒータ穴等が省略できるため、構造がシ
ンプルとなって、型強度の向上が計れ、また安価に製作
できる。

〈実施例〉 本発明の実施例を従来例のカートリッジヒータ使用のも
のと比較して示すと、その加工条件として（イ）射出成
形用金型、（ロ）温度サイクル１１０℃→１５０℃→１
１０℃、（ハ）冷却用熱媒体は不使用、に）キャビティ
投影面積１３ＨＸ２５ｘｍである場合に、下記の表のと
おりである。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明を実施するだめのプラスチック成形用
金型の加熱装置使用時の概略構成図、第２図は型温度サ
イクルの特性図、第３図は従来例の金型の片面を示す断
面図である。 １１・・・型板、１２・・・キャピテイ駒、１２ａ・・
・キャビティ、１３・・・受板、１４・・・保温用水管
、１５・・・赤外線ヒータ、１５ａ・・・赤外線発光管
、１５ｂ・・・反射鏡、１５Ｃ・・・赤外線ヒータ本体
、１６・・・取り付はア第１図 第２図 ［１９Ｍ 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　プラスチック成形用金型を急加熱、急冷却するに際
   し、加熱源に赤外線を用いることを特徴とするプラスチ
   ック成形用金型の加熱冷却方法。