JP2017177694A - 射出成形装置および射出成形方法 - Google Patents
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Abstract
Description
導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
成形型は、キャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部を有して成り、
導電部間に所定の電圧を印加する通電手段を備え、
加熱射出手段の先端部から導電性材料流路にわたる領域内にスタティックミキサーが設けられている
ことを特徴とする射出成形装置が提供される。
導電性材料を成形型内に射出して射出成形品を得るための射出成形方法であって、
加熱射出手段を用いて、導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出ステップと、
射出された導電性材料が成形型のキャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁して設けられた複数の導電部に接触したときに通電加熱されるように、導電部間に電圧を印加する通電ステップと、を含み、
キャビティへの導電性材料の導入に先立って、加熱射出手段の先端部から導電性材料流路にわたる領域内に設けられたスタティックミキサーによって導電性材料を混合する
ことを特徴とする射出成形方法が提供される。
まず、本実施形態の射出成形装置における特徴的構成について説明する前に、本実施形態の射出成形装置の一般的構成について図面を参照しながら説明する。
加熱射出装置2は射出シリンダ21を備えている。射出シリンダ21の上部には、成形品の原料となるペレット状の熱可塑性樹脂を射出シリンダ21内に供給するためのホッパ22が取り付けられている。射出シリンダ21の周囲には、熱可塑性樹脂を流動可能温度に加熱溶融するためのバンドヒータ23が巻かれている。射出シリンダ21内には、スクリュ24が回転可能かつ進退可能に設けられている。
型締装置3には、金型装置4が設けられる。かかる金型装置4は、可動金型41と固定金型42とから成り、可動金型41と固定金型42は型締め時に相互に対向する型合わせ面を形成するように構成される。型締め時には可動金型41と固定金型42とにより、加熱射出装置2より射出された溶融樹脂材料を注入するためのキャビティCが形成される。また、可動金型41および固定金型42の内部には、冷却水等の冷却液を流すための流路Fがそれぞれ形成されている。型締装置3は、可動金型41が取り付けられる可動側取付板31と、固定金型42が取り付けられる固定側取付板32と、可動側取付板31を前進、後退させるための駆動源として用いられる型締用シリンダ装置33と、を備えている。
次に、本実施形態の射出成形装置の特徴的構成について説明する。
射出成形装置1は、上述の導電部47と導電部48との間に電圧を印加するための通電装置61を備えている。通電装置61は、定電圧を印加可能な直流電源である。なお、通電装置61は、交流電源であってもよい。射出成形装置1の構成要素である加熱射出装置2には、射出シリンダ21内でバンドヒータ23により溶融された導電性材料Pの電気抵抗値を検知するための抵抗センサ62が設けられている。抵抗センサ62から出力されるセンサ信号は、後述する通電制御部140に入力されるように構成されている。
図1に示すように、金型装置4が直線状のスプールSを有するダイレクトゲート方式の金型装置である場合、加熱射出装置2から射出された樹脂材料は、スプールSを介してキャビティCへと進む。上述のように、加熱成形装置から射出される樹脂材料として導電性材料Pが用いられる場合、導電性材料Pが導電性物質を含む樹脂材料であることに起因して、導電性物質が導電性材料P中にて均一に分散しないおそれがある。そのため、かかる導電性物質の不均一な分散により、導電性材料を均一に通電加熱することができないおそれがある。そこで、図1の点線丸括弧に示すように、本実施形態では、加熱射出装置2の先端部20からスプールS(導電性材料流路に相当)にわたる領域内に全体的に又は部分的にスタティックミキサー70が設けられている。なお、ここで言う「スプールS」とは、加熱射出装置2から射出された導電性材料Pが流れる流路を指す。ここで言う「加熱射出装置2の先端部20」とは、導電性材料Pが射出される射出口および当該射出口の近接領域(周縁領域)を指す(図1参照)。また、ここで言う「スタティックミキサー70」とは、駆動部を用いなくとも流体混合を可能とする「静止型混合器」に相当する。
以下、導電部47、48間の絶縁部材49における漏洩電流について図7を参照しながら説明しておく。
以下、制御ユニット100により制御される射出成形装置1の制御動作の流れについて説明しておく。具体的には、かかる射出成形装置1の制御動作の流れについて、図8〜図10のフローチャートと、スクリュ位置、射出圧力、通電ON/OFF、冷却ポンプのON/OFFの変化を示す図11のタイムチャートと、を参照しながら説明する。
まず、時刻t0において、型締制御部120から出力された型締信号に基づいて型締用シリンダ装置33を駆動させて可動金型41を固定金型42に向かって移動させ、金型装置4を型閉および型締する。この時の型締圧力は、射出時に金型装置4が開かない程度の高い圧力に設定されている。また、型締信号に基づき冷却制御部130は、冷却ポンプ51の駆動を停止する(ONからOFFに切り替える)。
次に、可動金型41と固定金型42の型間絶縁性チェックを実行する。
次に、時刻t1において、加熱射出制御部110が射出信号を出力する。かかる射出信号の出力により、加熱射出装置2の射出用シリンダ装置25により予め設定した射出速度でスクリュ24を前進させ、それにより射出シリンダ21から加熱溶融させた導電性材料Pを射出する。次いで、射出する導電性材料Pを、加熱射出装置2の先端部20から金型装置4のスプールS(導電性材料流路に相当)にわたる領域内に全体的に又は部分的に設けたスタティックミキサー70に通す(図1〜図3参照)。その後、スタティックミキサー70に通した導電性材料PをキャビティC内へと進め、導電性材料Pの充填を開始する。
時刻t1において、射出信号に基づき通電制御部140は通電装置61を制御する。通電制御部140の制御下で、通電装置61により導電部47、48間に所定の電圧を印加する。かかる電圧印加により、キャビティCに注入される導電性材料Pを、導電部48側から導電部47側へと向かって通電させる(図6参照)。つまり、電流が導電部48側からキャビティC内の導電性材料Pを介して導電部47へと流れる。かかる通電により、導電性材料Pに含まれる導電性物質が有する電気抵抗によりジュール熱を発生させ、それにより導電性材料Pを通電加熱する。
次に、スクリュ24がキャビティC内に導電性材料Pが完全充填されるスクリュ位置A1まで前進した時刻t2において、加熱射出制御部110は保圧信号を出力する。かかる保圧信号に基づき加熱射出装置2が制御され、キャビティCに充填した導電性材料Pに対して、予め設定した保圧時間が経過するまで射出充填時の最大圧力P1よりも低圧である保圧力P2が付与される。
次に、保圧時間が経過し、スクリュ24のスクリュ位置がA2まで前進した時刻t3において、予め設定した冷却時間分保圧した導電性材料Pを冷却させる。同時に、加熱射出装置2では、次なるショットのためにバンドヒータ23により導電性材料Pを流動可能温度に加熱溶融すると共に、スクリュ24を回転させ、所定の位置まで後退させる。この際、ホッパ22から供給された導電性材料Pは、射出シリンダ21内において加熱溶融させられ、スクリュ24の後退に伴いスクリュ24の前方に保持される。
次に、冷却完了の時刻t4において、型締制御部120により型締装置3を制御し、型締用シリンダ装置33の型締用ピストン33aを後退させて金型装置4の型開きを行う。
次に、エジェクタ装置によりキャビティC内から成形品を突き出して取り出す。
最後に、成形終了の是非を判定し、成形終了である判定すれば、かかる射出成形サイクルを終了する。
2 加熱射出装置(加熱射出手段)
20 加熱射出装置(加熱射出手段)の先端部
4 金型装置(成形型)
47、48 導電部
49 絶縁部材
61 通電装置(通電手段)
70 スタティックミキサー
C キャビティ
P 導電性材料
S スプール(導電性材料流路)
Claims (6)
- 導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、成形型内に射出する加熱射出手段を備えた射出成形装置であって、
前記成形型は、キャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁された複数の導電部を有して成り、
前記導電部間に所定の電圧を印加する通電手段を備え、
前記加熱射出手段の先端部から導電性材料流路にわたる領域内にスタティックミキサーが設けられている
ことを特徴とする射出成形装置。 - 前記導電性材料が導電性物質を含有する樹脂材料であって、
前記スタティックミキサーが、前記導電性材料中に前記導電性物質を分散させるためのミキサーである
ことを特徴とする請求項1記載の射出成形装置。 - 前記導電性材料流路の下流側領域に前記スタティックミキサーが設けられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の射出成形装置。 - 前記スタティックミキサーがスプールブッシュに取り付けられている
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の射出成形装置。 - 導電性材料を成形型内に射出して射出成形品を得るための射出成形方法であって、
加熱射出手段を用いて、前記導電性材料を流動可能温度に加熱溶融させ、前記成形型内に射出する加熱射出ステップと、
射出された前記導電性材料が前記成形型のキャビティの形成面の少なくとも一部に互いに絶縁して設けられた複数の導電部に接触したときに通電加熱されるように、前記導電部間に電圧を印加する通電ステップと、を含み、
前記キャビティへの前記導電性材料の導入に先立って、前記加熱射出手段の先端部から導電性材料流路にわたる領域内に設けられたスタティックミキサーによって前記導電性材料を混合する
ことを特徴とする射出成形方法。 - 前記導電性材料が導電性物質を含有する樹脂材料であって、
前記混合により、前記導電性物質を前記導電性材料中に分散させる
ことを特徴とする請求項5記載の射出成形方法。
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