JP5250223B2 - 成形用金型の温度制御方法及び温度制御装置 - Google Patents
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Description
(1)第1の手段の急速加熱冷却が可能な成形用金型の温度制御方法は、金型キャビティに可塑化樹脂を射出成形する前の金型の温度を急速に上昇させ、射出後、固化温度以下まで冷却する方法であって、加熱開始時は熱媒に過熱水蒸気を使用し、金型温度が所定の温度に達した時点で、または、加熱開始から所定時間経過後に熱媒を成形時の金型の設定温度以上の高温水に切り換えて金型温度を設定温度に上昇させた後、高温水の供給を止め、冷却水に切り換えて樹脂の固化温度以下まで冷却することを特徴とする。
第1の実施の形態を図に基づいて説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係わる金型加熱制御回路の模式図、図2は図1の金型加熱制御回路に備えられた金型温度制御装置内の熱媒選択手順を示す回路図、図3は図1の金型を加熱するときの時間に対する金型温度上昇を示す加熱特性曲線、図4は図1の金型を過熱水蒸気と高温水でそれぞれ単独で加熱するときの時間に対する金型温度上昇を示す2つの加熱特性曲線、図5は図1の金型を加熱するときの熱媒を切り換える工程を示す図である。
第2の実施の形態を図6の金型加熱制御回路の模式図を用いて説明する。この第2の実施の形態の金型加熱制御回路20が上述の第1の実施の形態の金型加熱制御回路10と異なる点は、過熱水蒸気発生手段とアキュムレータとを一体化したことで、構成部品が少なくなり、コストも低減する。上記以外の部分である高温水発生手段、冷却装置等は第1の実施の形態と同じであり、金型加熱制御方法も同じであるので、説明を省略する。
アキュムレータ50の送出配管35には、安全弁を兼ねた圧力調整弁19が設置されている。また、切換弁44は過熱水蒸気の温度を検出する温度検出センサT1の検出値が金型温度制御装置40に記憶された過熱水蒸気の設定温度Ttと比較され、設定温度TtになるようにON,OFF制御される。
第3の実施の形態を図7の金型加熱制御回路の模式図を用いて説明する。この第3の実施の形態の金型加熱制御回路30が上記の第1の実施の形態の金型加熱制御回路10と異なる点は、高温水発生手段と過熱水蒸気発生設備内蔵のアキュムレータとを直結配置したことで、構成部品が少なくなり、コストも低減する。上記以外の部分である冷却装置等は第1の実施の形態と同じであり、金型加熱制御方法も同じであるので、説明を省略する。
図7では、小型の加熱設備60aは、高温の蒸気蛇管の場合を示しているが、電気抵抗ヒータ、高周波電流ヒータ、ヒートポンプ等の小規模な加熱設備を用いても良く、アキュムレータ60の送出配管35には、安全弁を兼ねた圧力調整弁19が設置されている。また、切換弁62は過熱水蒸気の温度を検出する温度検出センサT1の検出値が金型温度制御装置40に記憶された過熱水蒸気の設定温度Ttと比較され、設定温度TtになるようにON,OFF制御される。
11…金型、
11a…熱媒流路、
12…金型キャビティ、
13…過熱水蒸気発生器、
18…アキュムレータ、
21,65…高温水発生器、
26…冷却装置、
40…金型温度制御装置
43,44,45,46,47,48,49,51,52,53,55,56,57…切換弁、
50,60…アキュムレータ(ヒータ内蔵)、
54,58…絞り弁、
59…断熱材
Claims (9)
- 金型キャビティ内に可塑化樹脂を射出成形する前の金型の温度を急速に上昇させ、射出後、固化温度以下まで冷却する方法であって、加熱開始時は熱媒に過熱水蒸気を使用し、金型温度が所定の温度に達した時点で、または、加熱開始から所定時間経過後、熱媒を成形時の金型の設定温度以上の高温水に切り換えて金型温度を設定温度に上昇させた後、高温水の供給を止め、冷却水に切り換えて樹脂の固化温度以下まで冷却することを特徴とする成形用金型の温度制御方法。
- 請求項1に記載する成形用金型の温度制御方法において、加熱開始時の過熱水蒸気から高温水への切換は、予め過熱水蒸気による加熱開始時からの金型の昇温状態を測定、及び算定して金型の昇温特性を算出し、同時に、成形時に必要な金型の設定温度以上の高温水による金型の昇温状態を実測して昇温特性を算出し、両者の昇温特性から金型温度が加熱開始時の温度から目標温度に到達する時間と、オーバーシュート温度を推定し、許容オーバーシュート温度範囲内となるように、且つ、加熱開始から昇温完了までの時間が最短となるように過熱水蒸気から高温水に切り換えるタイミングを設定することを特徴とする成形用金型の温度制御方法。
- 請求項2に記載する成形用金型の温度制御方法において、予め過熱水蒸気による加熱開始時からの金型の昇温状態の測定、及び算定しての金型の昇温特性の算定、成形時に必要な金型の設定温度以上の高温水による金型の昇温状態を実測しての昇温特性の算出、両者の昇温特性から金型温度が加熱開始時の温度から目標温度に到達する時間と、オーバーシュート温度を推定し、許容オーバーシュート温度範囲となるように、且つ、加熱開始から昇温完了までの時間が最適となるように過熱水蒸気から高温水に切り換えるタイミングを自動算出することを特徴とする成形用金型の温度制御方法。
- 過熱水蒸気発生手段と、高温水発生手段と、冷却水発生手段と、これらの手段から金型ヘそれぞれの熱媒を送る配管に設置された複数の切換弁と、各調整温度発生手段の熱媒の温度が設定値になるように制御する温度制御回路と、各切換弁の切り換えのタイミングを設定するタイマーと、金型の温度を検出するための温度検出手段と、請求項1〜請求項3のいずれか一項の方法により金型を急速加熱冷却するように制御する温度媒体選択回路を備えた制御装置と、加熱用水を貯める貯水タンクとからなる金型加熱回路を設けたことを特徴とする成形用金型の温度制御装置。
- 請求項4に記載する成形用金型の温度制御装置において、金型加熱回路の過熱水蒸気発生手段は、圧力容器内に貯留した水を高温の水蒸気、又は、電気抵抗或いは高周波電流によるヒータ等を加熱手段として加熱し過熱水蒸気を発生させ、該過熱水蒸気を高圧ポンプによりアキュムレータに送って過熱水蒸気を蓄圧し、金型の温度を急速に上昇させる加熱開始時に、アキュムレータの送出配管に繋がった切換弁を切り換えて過熱水蒸気を短時間金型に放出するようにした手段であることを特徴とする成形用金型の温度制御装置。
- 請求項4に記載する成形用金型の温度制御装置において、過熱水蒸気発生手段は、前記貯水タンクから加熱用水を吸い上げる高圧ポンプと、過熱水蒸気供給配管に設置された高周波加熱、ヒートポンプ等の小規模な加熱手段と、同配管に設けられた逆止弁と、過熱水蒸気アキュムレータと、該アキュムレータ内の蒸気圧を調整する圧力調整弁と、アキュムレータから前記切換弁へ通じる過熱水蒸気配管とからなり、前記高圧ポンプにより送られる加熱用水を射出成形の待機時間中に前述の小規模な加熱手段で加熱して過熱水蒸気に変換し、前記アキュムレータに送って蓄圧し、金型の加熱開始時に、アキュムレータの送出配管に繋がった切換弁を切り換えて過熱水蒸気を短時間、金型に放出するようにした手段であることを特徴とする成形用金型の温度制御装置。
- 請求項4に記載する成形用金型の温度制御装置において、過熱水蒸気発生手段は、前記貯水タンクから加熱用水を吸い上げるポンプと、該ポンプの出口配管に結合する逆止弁と、高周波加熱、ヒートポンプ等の小規模な加熱手段を内蔵し圧力調整弁を備えたアキュムレータと、該アキュムレータから前記切換弁へ通じる過熱水蒸気配管とからなり、アキュムレータに送り込まれた加熱用水を射出成形装置の待機時間中に内蔵する加熱手段により過熱水蒸気に換えて蓄圧し、金型の温度を急速に上昇させる加熱開始時に、切換弁を切り換えてアキュムレータの過熱水蒸気を金型に放出するようにしたことを特徴とする成形用金型の温度制御装置。
- 請求項4に記載する成形用金型の温度制御装置において、高温水発生手段は、高圧ポンプから送り込まれた加熱用水を加熱する加熱手段を内蔵し、高温水を金型へ送る配管と同配管に切換弁が設置された高温水発生タンクであり、また、過熱水蒸気発生手段は、前記高温水発生手段の高温水を直接取り込むようになっている小型の加熱手段を内蔵した過熱水蒸気発生手段兼用のアキュムレータであって、該アキュムレータの上部には過熱水蒸気を金型ヘ送り出す配管と同配管に切換弁が設置され、前記過熱水蒸気発生手段兼用のアキュムレータに送り込まれた加熱用水は射出成形の待機時間中に内蔵する加熱手段により過熱水蒸気に変換して蓄圧され、金型の加熱開始時に過熱水蒸気を金型に放出して金型の温度を急速に上昇させ、金型温度が所定の温度に達した時点で、前記高温水発生タンクの高温水に切り換えて金型温度を設定温度に上昇させするようにしたことを特徴とする成形用金型の温度制御装置。
- 請求項4〜8のいずれか一項に記載する成形用金型の温度制御装置において、金型への過熱水蒸気、高温水、冷却水の共通供給配管に切換弁を備えたエア供給配管を繋ぎ、金型への過熱水蒸気、高温水、冷却水を切り換えるとき、金型のマニホールド内へエアを送って熱水、又は、冷水をそれぞれの回収タンクへ回収できるようにしたことを特徴とする成形用金型の温度制御装置。
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