JPH01291906A

JPH01291906A - 成形金型温度調節装置

Info

Publication number: JPH01291906A
Application number: JP12174088A
Authority: JP
Inventors: Norio Yatsuda; 則夫谷津田; Shoki Eguchi; 江口　昭喜; Hisao Inage; 久夫稲毛; Masao Takagi; 正雄高木; Yoshio Suzuki; 良雄鈴木
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-05-20
Filing date: 1988-05-20
Publication date: 1989-11-24

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、プラスチック成形用の金型温度調節装置に係
り、特にプラスチックレンズのような偏肉かつ厚肉な製
品をハイサイクルで成形するのに好適な成形金型温度調
節装置に関する。

〔従来の技術〕

従来のプラスチック成形用金型の温度調節装置は、例え
ば特開昭５８−２１５３０９号公報に記載されているよ
うに、高温媒体タンクと、低温媒体タンクと、圧送ポン
プと、共通の供給および帰還ヘッダとにより構成されて
いる。高温媒体または低温媒体を各々の圧送ポンプによ
って開閉弁を介して共通の供給ヘッダに送り込み、金型
を通過した両媒体を共通の帰還ヘッダより開閉弁を介し
て個別的に各熱媒体タンクへ帰還させて、媒体を循環さ
せるようにしている。

しかし、金型から各熱媒体タンクへ帰還する熱媒体の温
度については配慮されていなかった。このため、高温媒
体タンクの場合、帰還した熱媒体の温度が金型との熱交
換により低下しているため、タンク温度が低下し、また
、低温媒体タンクの場合は逆にタンク温度が上昇すると
いう現象が生じていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

レンズのように厚肉で偏肉比の大きいプラスチック部品
を高精度に成形するためには、充填時の分子配向および
内部歪の緩和を図るため、充填時の金型温度を樹脂の流
動性等が大きく変化する温度まで昇温させる成形法が有
効である。また、成形ショット間の成形品の形状バラツ
キを最小限に抑えるためには、金型温度パタンの中でも
、特に充填時の金型温度を精密に制御する必要がある。

この観点から、前記従来の技術は、成形ショット間の金
型温度安定性に関して問題がある。つまり、熱媒体タン
クの温度は帰還する熱媒体の温度によって変動する。こ
の変動幅は、タンク内の熱媒体容量と帰還した熱媒体の
容量および温度差により決定される。この場合、もしも
帰還する熱媒体の温度が常に一定の割合しか変化しない
なら、タンク内の温度変化も一定の割合となる筈である
。

しかし、金型と金型温調機間の熱媒体経路の温度変化を
一定にすることは、実際上不可能である。

また、成形のハイサイクル化に関しても、タンク温度が
変動する場合、タンク温度が復帰するために要する時間
により成形サイクルは制限されてしまう。

本発明は、上記従来の技術の課題を解決し、金型温度を
精密に制御することができ、また、ハイサイクル成形を
実現できる成形金型温度調節装置を提供することを目的
とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題は、金型に熱媒体を供給するタンクと金型から
熱媒体を帰還させるタンクを、それぞれ別々に設けるこ
とにより解決される。

〔作用〕

即ち、金型から帰還する熱媒体を、金型へ供給する熱媒
体のタンクとは別のタンクに戻すことにより、供給する
熱媒体タンクの温度を一定に保つことが出来る。この場
合は、一定温度の熱媒体を金型内に循環させることがで
きるため、金型温度を精密に制御することが可能となる
。また、ハイサイクル化に関しては、例えば３個の熱媒
体タンクを屓次、供給用タンク→戻り用タンク→次のサ
イクルの供給用タンクという具合に用途を変えることに
より達成することが出来る。

〔実施例〕

以下、本発明第１実施例を、第１図、第２図を用いて説
明する。

第１図は、本発明一実施例の構成図で、１は金型、２は
成形品を得るキャビティであり、熱媒体流路３及び温度
センサ４により、金型および成形品の温度制御を行う構
造に作られている。

５．６．７は、ツレぞし加熱ヒータ９，１０．１１を設
けた高温媒体タンク、８は冷却用クーラ１２を設けた低
温媒体タンクであり、各タンクには、熱媒体を圧送する
ための圧送ポンプ１３　、１４　、１５　、１６、熱媒
体温度を検知するための温度センサ１７　、１８　。

１９　、２０が設けられている。

２１は供給マニホールドであり、前記圧送ポンプ１３　
、１４　、１５　、１６から圧送された熱媒体を金型１
内の熱媒体流路３へ流入、又は熱媒体の圧送元である熱
媒体タンクへ直接帰還を選択する為の電磁開閉弁２２　
、２３　、２４　、２５　、２６　、２７　、２８　、
２９を有している。３０は帰還マニホールドであり、こ
の帰還マニホールド３０ｉこは金型１から帰還する熱媒
体を熱媒１体タンク５，６，７．８の内の一つに選択的
に帰還させる為の開閉弁３１　、３２　、３３　、３４
が設けられている。

３５は制御装置であり、この制御装置は其の表面に取付
けた各種測定機の出力および温度センサ４１７　、１８
　、１９　、２０の出力により、加熱ヒータ９，１゜１
１、冷却用クーラ１２及び電磁開閉弁２２　、２３　、
２４　。

２５　、２６　、２７　、２８　、２９　、３１　、３
２　、３３　、３４を制御する。

ここで、第２図上部に示した様な金型温度パタンを得る
為の動作を同図下部に示す。第２図は、時間に対する温
度変化と各開閉弁の開閉動作を示したもので、３６は金
型温度、３７　、３８　、３９　、４０はそれぞれ熱媒
体タンク５，６，７．８に設けである温度センサ１７　
、１８　、１９　、２０の示す各熱媒体温度である。成
形ショットはＡ−＋Ｂ−＋Ｃの３シヨツトを示している
。金型温度’ｒ、　＊　Ｔｔ　ｓ　’ｒａにおいて、Ｔ
１は成形品の取出し、Ｔ、は充填、Ｔ、は低温媒体を金
型に流し始める時の温度を夫々示している。熱媒体温度
Ｔ４　、　Ｔｓ　、　Ｔａ　、　Ｔｙにおいて、Ｔ４は
高温媒体を金型に流している時、Ｔ５は金型から帰還し
た熱媒体タンクの最低時、Ｔ６は低温媒体を金型に流し
始める時、Ｔ、は金型から帰還した熱媒体ｉこより低温
媒体タンクが昇温した時の最高時の各温度を示している
。

次に開閉弁の動作と各温度の変化について説明する。ま
ず取出し温度ＴＩにおいて、開閉弁は２６゜２７　、２
８　、２９だけが開になっており、熱媒体は金型に流れ
ることなく、熱媒体タンクへ直接帰還している。次に、
成形ショット人において、成形品取出しが終了した後、
開閉弁２２が開となり、高温媒体タンク５の熱媒体が金
型に供給される。そして、金型から帰還した熱媒体は、
開閉弁議が開となり、高温媒体タンク７に帰還する。こ
のため、高温媒体タンク７の温度はＴ４からＴ、に降下
する。一方、高温媒体タンク５の温度は、単に供給する
だけであるため、Ｔ、の温度を維持している。次に、金
型温度がＴｔになった時点で金型に成形磯から樹脂が充
填される。次のＴ、からＴ、の区間は、熱媒体は金型に
流入することなく熱媒体タンクへ直接帰還している。金
型は自然放冷により徐冷される。この区間は、樹脂の流
動性が大きく変化する温度領域であり、この徐冷により
、キャビティ内の樹脂温度の均一化および充填時の分子
配向や歪の緩和を図っている。次に金型温度がＴ、に降
下した時点で開閉弁２５が開となり、低温媒体タンク８
の低温媒体が金型に供給される。また、帰還した熱媒体
は開閉弁３４が開となり低温媒体タンク８に帰還する。

このため、低温媒体タンク８の温度はＴ６からＴ７へ昇
温する。次の成形ショットＢにおいて、人と異なる開閉
弁の動作としては、開閉弁２３　、３１が開となり、こ
れにより、高温媒体タンク６の熱媒体が金型に供給され
、高温媒体タンク５に熱媒体は帰還する。このため、高
温媒体タンク５の温度はＴ４からＴ、に降下する。

同様に成形ショットＣにおいては、開閉弁２４゜３２が
開となり、これにより、高温媒体タンク７の熱媒体が金
型に供給され、高温媒体タンク６に熱媒体は帰還する。

以上の成形ショッＩ−Ａ、Ｂ、Ｃが開閉弁の動作の１サ
イクルであり、以後はこのサイクルの繰返しとなる。

この結果、充填温度まで金型を昇温させる区間は、一定
温度の熱媒体を金型に供給することが可能となり、充填
温度のバラツキを最小限に抑えることができた。また、
同時にハイサイクル化が図れたのは云う才でもない。

一方、上記実施例においては、高温媒体タンクを３個、
低温媒体タンクを１個用いて成形を行ったが、このタン
クの数は、タンクの容量、ヒータ能力、金型のヒートマ
ス等を考慮しながら、金型温度パタンのうち、特にどの
部分を精密に制御するかにより、その構成は変わってく
る。そして、この構成は、精密制御する部分において金
型に供給する熱媒体の温度を一定に保つという基本原理
により最適化することができる。

今回の実施例における成形品はカメラ用凹レンズであり
、形状はφ４０目、中心肉厚ＩＢｕ＋、　　レンズ中心
と周辺の肉厚比は１対３であった。材料はポリカーホ不
一トである。金型温度パタンは、充填温度が１６０℃、
取出し温度は１１０℃であり、高温媒体タンク温度は１
８５℃、低温媒体タンク温度は４０℃に設定した。成形
作業中の、各タンクの昇降温度幅および復帰時間は、高
温媒体タンクが８℃、７分、低温媒体タンクが３℃、２
５分であった。成形サイクルは３分で行った。この結果
、各充填時の熱媒体タンク温度は完全に復帰しており、
金型温度パタンの成形ショット間のバラツキ幅を１℃以
内に抑えることが出来た。また、充填時の金型温度のバ
ラツキは０．５℃以下と特に精密に制御することが出来
た。これにより、レンズ形状バラツキを０．５μｍ以内
に収めることができた。

次に第２実施例を第３図と第４図１こより説明する。第
３図は構成図で、符号１〜３５までの部分は第１実施例
で用いた第１図の場合と同様である。

４１　、４２　、４３　、４４はそれぞれ熱媒体タンク
５，６゜７．８に断熱板５３　、５４　、５５　、５６
を介して設けられた熱媒体タンクであり、電磁開閉弁５
７　、５８　、５９　。

６０により各タンクがそれぞれ連結されている。また、
熱媒体タンク４１　、４２　、４３には、加熱ヒータ４
５４６　、４７が設けてあり、熱媒体タンク４４には冷
却用クーラ４８が設けである。更に熱媒体タンク４１　
、４２　。

４３　、４４には温度センサ４９　、５０　、５１　、
５２が設けである。制御装置３５は、各種測定器の出力
および温度センサ４　、１７　、１８　、１９　、２０
　、４９　、５０　、５１　、５２の出力により、加熱
ヒータ９　、１０　、１１　、４５　、４６　、４７、
冷却用タープ１２　、４８及び電磁開閉弁２２　、２３
　、２４　。

２５　、２６　、２７　、２８　、２９　、３１　、３
２　、３３　、３４　、５７　、５８　。

５９　、６０を制御する。

次に第４図を用いて開閉弁の動作と各温度の変化につい
て説明する。まず、成形ショット人の取出し温度Ｔ、に
おいて、開閉弁６０が開となり、低温媒体タンク４４か
ら低温媒体タンク８に熱媒体が移動する。この際、低温
媒体タンク４４の温度は、前の成形ショットにおいて金
型の冷却を行ったため昇温しでいる。このため、低温媒
体タンク８の温度はＴ６からＴ７に昇温する。次に、開
閉弁２２　、３１が開となり、高温媒体タンク５の熱媒
体が金型に供給され、帰還した熱媒体は高温媒体タンク
４１に帰還する。次のＴ！からＴ３への徐冷区間におい
て開閉弁５７が開となり、高温媒体タンク４１から高温
媒体タンク５へ熱媒体が移動する。この際、高温媒体タ
ンク５の温度はＴ４からＴ、へ降下する。次に、開閉弁
２５が開となり金型温度はＴ、からＴ１へ降下する。

また、金型から帰還した熱媒体は低温媒体タンク４４に
帰還するため、低温媒体タンク８から金型へ供給される
熱媒体の温度は一定番こ保たれる。

以後、成形ショットＢにおいては高温媒体タンク６が、
成形ショットＣにおいては高温媒体タンク７が用いられ
るが、その基本的な動作は成形ショットＡと同様である
。

以上が動作の説明である。第２実施例の効果は、第１実
梅例の効果ｌこ、金型冷却時の温度安定性が加味された
ことにある。また、本実維例においては、高温媒体タン
ク５，６．７の温度設定を同じくすることにより、成形
のハイサイクル化を図ったが、各タンクの設定温度を変
え、多様な金型温度パタンを形成するのに好適なことは
云うまでもない。また、タンクの加熱および冷却に関し
て、第５図、第６図に構成図を示す実施例のように、加
熱ヒータ及び冷却用タープ６１　、６２　、６３　、６
４を熱媒体経路をこ設け、加熱および冷却能力の向上を
図っても良い。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、熱媒体を供給する
熱媒体タンクの温度を一定に保つことが可能になり、こ
れにより、金型温度を精密ｌこ制御することができるよ
うになり、同時に成形のハイサイクル化を図ることが出
来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明第１実施例の構成図、第２図は第１実施
例の金型や熱媒体の温度変化および開閉弁の動作説明図
、第３図は本発明第２実施例の構成図、第４図は第２実
捲例の金型や熱媒体の温度変化および開閉弁の動作説明
図、第５図、第６図は更に熱媒体の温度制御能力を強化
した他の実施例の構成図である。１・・・金型　　　　　　　２・・・キャビティ３・・
・熱媒体流路４　、１７　、１８　、１９　、２０　、４９　、５０
　、５１　、５２・・・温度センサ５　、６　、７　、４１　、４２　、４３・・・高温媒
体タンク８．４４・・・低温媒体タンク２１・・−供給マニホールド３０・・・帰還マニホールド２２〜２９　、３１〜３４　、５７〜６０・・・開閉弁
代理人　弁理士　　小　川　勝　男ｆＪ、′−１１ど−
葡１図竿２図 ×−ｍ−間〒５図〒Ｌ口４５図矛Ｑ図

Claims

【特許請求の範囲】１、金型内に設けた熱媒体流路に温度を制御した熱媒体
を流し、金型を加熱または冷却して温度制御する成形金
型温度調節装置において、熱媒体タンク内に貯蔵され金
型へ供給される熱媒体と、金型に供給され金型との熱交
換により供給時に比べて温度が変化した熱媒体とを直接
混合させず、これにより一定温度の熱媒体を金型に供給
するため、金型に熱媒体を供給するタンクと、金型から
熱媒体を帰還させるタンクとを、別個に設けたことを特
徴とする成形金型温度調節装置。２、金型を加熱するための高温熱媒体タンクを少なくと
も２個以上設け、かつ、連続成形時に、一つの高温熱媒
体タンクからの熱媒体の供給を複数回連続して行わない
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の成形金型温度調節装置。３、金型を冷却するための低温熱媒体タンクを少なくと
も２個以上設け、かつ、連続成形時に、一つの低温熱媒
体タンクからの熱媒体の供給を複数回連続して行わない
ようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
の成形金型温度調節装置。