(57)【要約】【課題】特別な装置を使用せず、かつ成形サイクルタイムを延長することなく、糸ひき現象の発生を確実に防止可能な射出成形機とその運転制御方法を提供する。【解決手段】射出工程（１次射出工程及びそれに続く保圧工程）が終了して冷却工程が開始された後に、射出ノズル内の樹脂を、スクリュＳを前進することにより加圧して、糸ひき現象の発生を防止する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部及び入力部を含んで構成される成形条件設定部と、射出成形機全体の駆動制御を司る制御部とを備えた射出成形機において、
前記成形条件設定部は、成形条件の設定項目として、可塑化前加圧条件を設定できるように構成されており、操作者が前記入力部を操作して前記可塑化前加圧条件の設定をおこなったとき、前記制御部は、成形サイクルが射出工程から冷却工程に移行した後、可塑化工程の開始前に、前記成形条件設定部に設定された前記可塑化前加圧条件にしたがって射出ノズル内の樹脂を加圧する制御を行い、当該制御の終了後に可塑化工程に移行することを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
前記成形条件設定部は、前記可塑化前加圧条件を設定するか否かの選択を行えるようになっており、前記制御部は、操作者により前記可塑化前加圧条件を設定するが選択された場合も、前記可塑化前加圧条件を設定しないが選択された場合も、成形サイクルタイムを一定に保持することを特徴とする請求項１に記載の射出成形機。
【請求項３】
前記成形条件設定部には、可塑化前加圧条件として、前記射出ノズル内の樹脂圧と加圧時間とを設定することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項４】
前記表示部に、前記可塑化前加圧条件の設定を行うか否かの選択ボタンを表示し、操作者が前記入力部を操作して、前記可塑化前加圧条件の設定を行う選択ボタンを選択したときには、前記選択ボタンを表示した画面中に、前記可塑化前加圧条件の設定画面を表示することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の射出成形機。
【請求項５】
可塑化工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、次サイクルの可塑化工程及び成形品取出し工程を含む成形サイクルを繰り返して、所要の成形品を連続的に生産する射出成形機の運転制御方法において、
前記保圧工程が終了して前記冷却工程が開始された後、前記次サイクルの可塑化工程を開始する以前に、射出ノズル内の樹脂圧を高める可塑化前加圧運転を行い、当該可塑化前加圧運転の終了後に、前記次サイクルの可塑化工程に移行することを特徴とする射出成形機の運転制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機及びその運転制御方法に係り、特に、樹脂の糸ひきを防止するための射出成形機の運転制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コールドランナ金型を備えた射出成形機は、図７に示すように、固定側金型１０１に形成されたスプル１０２の入口部と、射出ノズル１０３に形成された樹脂噴射孔１０４とが常時連通している。このため、図示しない可動側金型を開いてキャビティ１０５から成形品Ｐを取り出す際、成形品Ｐと樹脂噴射孔１０４内の溶融樹脂との間に糸ひき現象が発生して、糸状樹脂Ｔを生じやすい。糸ひき現象により糸状樹脂Ｔが生じると、これが成形品Ｐの取り出し時に固定側金型１０１内に残って、次サイクルの成形品Ｐに成形不良を生じたり、固定側金型１０１と可動側金型のパーティング面に挟み込まれて、金型装置を痛める虞がある。なお、図中の符号Ｓは原料樹脂の可塑化及び溶融樹脂の射出を行うスクリュを示している。
【０００３】
糸ひき現象は、成形品Ｐの取り出し時における樹脂噴射孔１０４内の樹脂温度が高いことによって生じるので、糸ひき現象の発生を防止するためには、射出ノズル１０３の先端部を効率的に冷却する必要がある。従来は、このような観点から、射出ノズル１０３を加熱している図示しないヒータの取付位置を射出ノズル１０３の先端部から遠ざける、成形品Ｐとスプル１０２の冷却時間を延ばすといった対策（例えば、特許文献１の背景技術の欄を参照。）や、射出ノズル１０３を加熱しているヒータへの通電を制限する、樹脂噴射孔１０４内にニードル弁を設置して樹脂の漏出を防止する等の対策が取られている（例えば、特許文献２の背景技術の欄を参照。）。
【０００４】
また、これらの対策によっては、成形品Ｐの製造効率を低下することなく糸ひき現象の発生を防止することが実際上困難であることに鑑み、糸ひき現象の発生そのものを防止するのではなく、糸ひき現象により生じた糸状樹脂Ｔが成形不良や金型損傷の原因とならないように、糸状樹脂Ｔを処理する技術についても、従来提案されている（例えば、特許文献１、２の要約書を参照。）。特許文献１に記載の技術は、糸ひき現象によって発生した糸状樹脂Ｔを、取出機がスプルを排出するまで吸引装置を用いて吸引するというものである。また、特許文献２に記載の技術は、冷却工程の終了後に、可動側金型を任意の位置まで一旦開いた後、再度任意の位置まで型閉することにより、糸ひき現象によって発生した糸状樹脂Ｔを、射出ノズル１０３内に貯えられた溶融樹脂に接触させて再溶融するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９６５１８号公報
【特許文献２】特開平６−１７０９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、吸引装置を別途備えなくてはならないので、射出成形機の構成が複雑化し、射出成形機が高コストなものになる。また、特許文献２に記載の技術は、糸ひき現象によって発生した糸状樹脂Ｔを確実に射出ノズル１０３内に貯えられた溶融樹脂に再接触させることが困難であると共に、成形サイクルが長くなって成形品の製造効率が悪くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、特別な装置を使用せず、かつ成形サイクルタイムを延長することなく、糸ひき現象の発生を確実に防止可能な射出成形機とその運転制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、前記課題を解決するため、射出成形機に関しては、表示部及び入力部を含んで構成される成形条件設定部と、射出成形機全体の駆動制御を司る制御部とを備えた射出成形機において、前記成形条件設定部は、成形条件の設定項目として、可塑化前加圧条件を設定できるように構成されており、操作者が前記入力部を操作して前記可塑化前加圧条件の設定をおこなったとき、前記制御部は、成形サイクルが射出工程から冷却工程に移行した後、可塑化工程の開始前に、前記成形条件設定部に設定された前記可塑化前加圧条件にしたがって射出ノズル内の樹脂を加圧する制御を行い、当該制御の終了後に可塑化工程に移行することを特徴とする。
【０００９】
成形サイクルが冷却工程に入ると、成形品が冷却されるため、スプル入口部に存在する樹脂の熱は金型側に移動する。また、射出ノズルの先端部は、金型に当接されているため、金型によって冷却され、射出ノズルの樹脂噴射孔内に存在する樹脂の熱は、射出ノズルを介して金型側に移動する。この状態において、射出ノズル内の樹脂を加圧すると、スプル入口部の樹脂と金型との密着力、及び、樹脂噴射孔内の樹脂と射出ノズルとの密着力が高くなって、これらの各界面における熱抵抗が低下するので、樹脂噴射孔内の樹脂の熱が金型側に逃げやすくなる。これにより、樹脂噴射孔内の樹脂温度が速やかに低下し、該部の樹脂粘度が高くなるので、糸ひき現象の発生を確実に防止できる。また、糸ひき現象の発生を防止するための特別な機構や装備を必要としないので、糸ひき現象が生じない射出成形機を安価に実施することができる。
【００１０】
また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記成形条件設定部は、前記可塑化前加圧条件を設定するか否かの選択を行えるようになっており、前記制御部は、操作者により前記可塑化前加圧条件を設定するが選択された場合も、前記可塑化前加圧条件を設定しないが選択された場合も、成形サイクルタイムを一定に保持することを特徴とする。
【００１１】
成形条件によっては、可塑化前加圧運転を必要としない場合がある。このため、可塑化前加圧条件を設定するか否かの選択を行えるように成形条件設定部を構成しておくことにより、可塑化前加圧運転を必要としない場合における成形条件設定作業の複雑化を回避でき、成形条件設定作業の効率化を図ることができる。また、可塑化前加圧条件を設定するか否かに拘らず、射出成形機の成形サイクルタイムを一定に保持することにより、高い成形品製造効率を維持できる。
【００１２】
また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記成形条件設定部には、可塑化前加圧条件として、前記射出ノズル内の樹脂圧と加圧時間とを設定することを特徴とする。
【００１３】
上述したように、冷却工程において射出ノズル内の樹脂を加圧すると、樹脂噴射孔内の樹脂の放熱効率を高めることができて、糸ひき現象の発生を防止することができる。この効果は、加圧力を高くするほど、また加圧時間を長くするほど大きくなる。しかし、樹脂噴射孔内の樹脂温度が余り低温になると、次サイクルにおける樹脂噴射孔内の樹脂が固まり、射出できない虞も生じる。可塑化前加圧条件として、射出ノズル内の樹脂圧と加圧時間とを設定できるようにすれば、このような不都合を生じない範囲で適宜可塑化前加圧条件を設定できるので、糸ひき現象の発生防止と成形サイクルの延長防止とを両立させることができる。
【００１４】
また本発明は、前記構成の射出成形機において、前記表示部に、前記可塑化前加圧条件の設定を行うか否かの選択ボタンを表示し、操作者が前記入力部を操作して、前記可塑化前加圧条件の設定を行う選択ボタンを選択したときには、前記選択ボタンを表示した画面中に、前記可塑化前加圧条件の設定画面を表示することを特徴とする。
【００１５】
かかる構成によると、同一画面中に可塑化前加圧条件の設定を行うか否かの選択ボタンと可塑化前加圧条件の設定画面を表示するので、可塑化前加圧条件の設定作業を容易に行うことができる。
【００１６】
一方、本発明は、射出成形機の運転制御方法に関して、可塑化工程、射出工程、保圧工程、冷却工程、次サイクルの可塑化工程及び成形品取出し工程を含む成形サイクルを繰り返して、所要の成形品を連続的に生産する射出成形機の運転制御方法において、前記保圧工程が終了して前記冷却工程が開始された後、前記次サイクルの可塑化工程を開始する以前に、射出ノズル内の樹脂圧を高める可塑化前加圧運転を行い、当該可塑化前加圧運転の終了後に、前記次サイクルの可塑化工程に移行することを特徴とする。
【００１７】
冷却工程では、成形品の冷却が行われるので、樹脂噴射孔内に存在する樹脂の粘度を高めやすい。一方、可塑化工程では、原料樹脂を可塑化するために射出ノズルを含む加熱シリンダの加熱が行われるので、樹脂噴射孔内に存在する樹脂の粘度を高めにくい。したがって、冷却工程の開始後であって、次サイクルの可塑化工程の開始以前に可塑化前加圧運転を行うことにより、糸ひきの発生を容易かつ確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によると、冷却工程の開始後に射出ノズル内の樹脂圧を高めるだけで、糸ひき現象の発生を防止できるので、特別な機構や装備を別途備える必要がなく、容易かつ安価に良品の成形が可能になる。また、冷却工程の開始後であって、次サイクルの可塑化工程の開始前に可塑化前加圧運転を行うので、成形サイクルが長くならず、可塑化前加圧運転を行わない場合と同等の成形品製造効率を維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態に係る射出成形機の構成図である。
【図２】実施形態に係る射出成形機の成形サイクルを、従来例に係る射出成形機の成形サイクルと比較して示す図である。
【図３】表示部に表示されるメニュー画面の構成図である。
【図４】表示部に表示される射出・可塑化画面の構成図である。
【図５】実施形態に係る射出成形機の効果を示す図である。
【図６】射出成形機に現れる糸ひき現象の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る射出成形機の実施形態を、図を用いて説明する。
【００２１】
図１に、実施形態に係る射出成形機の構成を示す。本例の射出形機１は、機械的な動作により成形品の成形を行う成形機構部１０と、成形機構部１０の駆動制御を行うマイコン部（制御部）２０と、操作者に対する出力インターフェースである表示部３０と、操作者からの入力を受ける入力インターフェースである入力部４０と、外部メモリ７０を接続するための入出力端子部５０を備える。なお、表示部３０と入力部４０とを別個に備える構成に代えて、表示部３０と入力部４０とが一体に組み合わされたタッチパネルを備える構成とすることもできる。
【００２２】
成形機構部１０は、射出ユニット１１と型締めユニット１２とから主に構成される。型締めユニット１２は金型１３の開閉動作を行うものであり、射出ユニット１１は金型１３に形成されたキャビティ内に成形材料を射出するものである。これらの各ユニット１１、１２には、可動部の動力源として複数の電動サーボモータ１４が備えられており、各電動サーボモータ１４には、その回転位置を検出するためのエンコーダ１５が備えられている。各電動サーボモータ１４は、マイコン部２０から出力される制御信号によりフィードバック制御される。
【００２３】
マイコン部２０には、エンコーダ１５からの出力信号の取り込みと、電動サーボモータ１４への制御信号の出力を司る各駆動部入出力部２１と、電動サーボモータ１４の駆動制御を行う各駆動部制御部２２と、成形条件などが格納される記憶部２３と、装置全体の制御などを行う制御部２４と、表示部３０の制御などを行う表示処理部２５と、入力部４０からの信号の判別などを行う入力処理部２６と、入出力端子部５０から入出力される信号の処理などを行う外部メモリ入出力処理部２７を備えている。
【００２４】
実施形態に係る射出成形機は、表示部３０に表示される設定画面上で可塑化前加圧条件の設定を行うことにより、自動運転中に可塑化前加圧運転を自動的に実行できるようになっている。
【００２５】
可塑化前加圧運転とは、図２に示すように、射出工程（１次射出工程及びそれに続く保圧工程）が終了して冷却工程が開始された後に、射出ノズル１０３（図６参照）内の樹脂を、スクリュＳ（図６参照）を前進することにより加圧して、糸ひき現象の発生を防止する運転制御である。なお、従来の射出成形機においては、図２に比較して示すように、射出工程が終了して冷却工程に至ると同時に可塑化工程に移行し、可塑化前加圧運転は行われない。射出ノズル１０３内の樹脂を加圧することにより糸ひき現象の発生が防止される理由は、上述の通り、加圧によって樹脂噴射孔１０４（図６参照）内の樹脂の放熱効率が高まるためである。糸ひき防止効果は、可塑化前加圧運転中の樹脂圧が高いほど、また、可塑化前加圧運転の時間が長いほど高くなるが、その反面、樹脂噴射孔内の樹脂が固化しやすくなって再溶融に長時間を要したり、射出ノズル内の樹脂が劣化して成形品の品質に悪影響を及ぼす虞もあることから、自動連続運転の開始に際してはこれらを考慮して適正な樹脂圧及び加圧時間を設定する。実験によると、樹脂材料や射出ノズルのサイズによっても異なるが、樹脂圧を３０ＭＰａ〜６０ＭＰａ、加圧時間を１秒程度とすることにより良好な結果が得られた。
【００２６】
以下、実施形態に係る射出成形機における可塑化前加圧条件の設定方法について説明する。なお、以下の説明においては、手動設定モードによる可塑化前加圧条件の設定方法について説明するが、自動設定モードによっても同様の方法で可塑化前加圧条件を設定することができる。
【００２７】
マイコン２０を起動すると、表示部３０に図３に示すメニュー画面６１が表示される。本例においては、メニュー画面６１が、「射出・可塑化」、「型開閉・ＥＪ（ＥＪＥＣＴの略；製品取り出し）」、「温度設定」、「生産管理」、「グラフ」、「モニタ」、「段取り」、「点検」、「オプション動作」、「システム設定」の１０項目に分けられており、各項目には、それぞれ２〜５個の選択ボタンが設けられている。
【００２８】
この状態において、操作者が「射出・可塑化」メニューの「射出・可塑化」を選択すると、表示部３０には図４に示す射出・可塑化画面６２が表示され、当該射出・可塑化画面６２の左下には、可塑化前加圧設定を行うか否かを選択するためのＯＮ／ＯＦＦボタン６３が表示される。ＯＮ／ＯＦＦボタン６３は、操作者が入力部４０を操作して当該ボタンを操作する毎にＯＮとＯＦＦとに交互に切り替えられる。操作者がＯＮ／ＯＦＦボタン６３を操作してＯＮ（可塑化前加圧設定を行う）を選択すると、図４に示すように、射出・可塑化画面６２の一部に可塑化前加圧条件設定欄６４が現れる。可塑化前加圧条件設定欄６４には、樹脂圧設定欄６５と、加圧時間設定欄６６とが表示される。操作者が入力部４０を操作して樹脂圧設定欄６５と加圧時間設定欄６６への入力を完了させ、右上の×ボタンを操作することで、射出・可塑化画面６２から可塑化前加圧条件設定欄６４が消えて、射出・可塑化画面６２上の他の設定欄への成形条件の設定が可能になる。
【００２９】
このように、実施形態に係る射出成形機は、射出・可塑化画面６２中に、可塑化前加圧設定を行うか否かを選択するためのＯＮ／ＯＦＦボタン６３と、可塑化前加圧条件設定欄６４とを表示するので、可塑化前加圧条件の設定作業を容易に行うことができる。なお、ＯＮ／ＯＦＦボタン６３及び可塑化前加圧条件設定欄６４は、射出・可塑化画面６２以外の他の画面に表示することも、もちろん可能である。また、画面中のＯＮ／ＯＦＦボタン６３及び可塑化前加圧条件設定欄６４の表示位置についても、図４の記載に拘らず、自由に変更することができる。
【００３０】
可塑化前加圧条件を設定した後に、操作者が入力部４０を操作して連続自動運転の開始を選択すると、図２に示すように、成形サイクルが冷却工程に入った後の可塑化工程の開始以前に、可塑化前加圧運転が行われ、樹脂圧設定欄６５に設定した樹脂圧が、加圧時間設定欄６６に設定した時間だけ、射出ノズル１０３内に存在する樹脂に加えられる。これにより、樹脂噴射孔１０４内に滞留している樹脂の熱が速やかに金型１０１（図５参照）側に放熱され、該部の樹脂温度が下がるので、糸ひき現象の発生を防止又は抑制することができる。図５は、可塑化前加圧運転を行った場合における成形品Ｐの状態を示しており、図６との比較から明らかなように、仮に糸ひき現象が発生したとしても、それによって形成される糸状繊維Ｔの長さは、格段に短いものとなる。したがって、糸状繊維Ｔの存在が成形不良や金型損傷の原因となることがなく、射出成形機を高能率に運転することができる。
【００３１】
マイコン２０は、図２に示すように、操作者が可塑化前加圧運転を選択した場合にも、選択しなかった場合にも、成形サイクルタイムが一定になるように、可塑化前加圧運転後における射出成形機の駆動を制御する。可塑化前加圧運転は、樹脂圧が３０ＭＰａ〜６０ＭＰａ程度、加圧時間が１秒程度であるので、この運転を行っても射出成形機全体でみればその熱的な影響は僅少である。このため、マイコン２０は、成形サイクルタイムを延長することなく、連続自動運転中の制御を行うことができる。このように、実施形態に係る射出成形機は、可塑化前加圧運転を行う場合にも、当該運転を行わない場合と同様の成形品製造効率を維持できる。
【００３２】
実施形態に係る射出成形機は、成形サイクル中に可塑化前加圧運転を加えるだけで糸ひき現象の発生を防止でき、特別な機構や装備を必要としないので、糸ひき現象が生じない射出成形機を安価に実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、射出成形機の制御に適用することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  射出形機
１０  成形機構部
２０  マイコン部（制御部）
３０  表示部
４０  入力部
５０  入出力端子部
６１  メニュー画面
６２  射出・可塑化画面
６３  ＯＮ／ＯＦＦボタン
６４  可塑化前加圧条件設定欄
６５  加圧力設定欄
６６  加圧時間設定欄
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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