(57)【要約】【課題】  予めシリンダ温度とガスの発生量や揮発性成分を分析し、最適なシリンダ温度に設定することで、従来発生しているモールドデポジットによる成形不良の削減を可能にすることができる射出成形機を提供する。【解決手段】  シリンダ温度を設定値に基づいて制御するプロセスコントローラを備える射出成形機において、樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積する情報集積部と、この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求めるモールドデポジット演算部と、求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定するシリンダ温度処理部とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ温度を設定値に基づいて制御するプロセスコントローラを備える射出成形機において、
前記プロセスコントローラは、
樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積する情報集積部と、
この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求めるモールドデポジット演算部と、
求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定するシリンダ温度処理部と
を備えることを特徴とする射出成形機。
【請求項２】
シリンダ温度を設定値に基づいて制御する射出成形機のシリンダ温度設定方法において、
樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積し、
この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、
この求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求め、
求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定することを特徴とする射出成形機のシリンダ温度設定方法。
【請求項３】
射出成形機のシリンダ温度を設定する射出成形機のシリンダ温度設定装置において、
樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積する情報集積部と、
この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求めるモールドデポジット演算部と、
求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定するシリンダ温度処理部と
を備えることを特徴とする射出成形機のシリンダ温度設定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機のシリンダ温度を樹脂の発生ガス量から最適に制御し、金型の表面に付着するモールドデポジットを防止する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の射出成形機に標準で備えらえているシリンダ温度コントロール(不図示)はオペレータ(成形技術者)が任意に調整できるようになっているため、この設定値が最適か否かについては成形品の品質を踏まえ行なわれているが、設定次第ではガスや揮発性成分の発生が多くモールドデポジットを誘発させ成形品不良につながっていた。
【０００３】
なお、従来より、モールデポジットの付着防止技術の関連技術としては、樹脂の添加剤や化合物量の含有をコントロールする樹脂的アプローチが知られているが、射出成形機の最適シリンダ温度へのアプローチとしては類がない（例えば特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００６−２３２９３７号公報
【特許文献２】特開２００５−１４６０８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
図９は従来の技術における射出成形機を示す構成図である。この射出成形機は、バンドヒータ２と、シリンダ３と、スクリュ４と、ノズル５と、ホッパ６とを有すると共に、シリンダ温度設定部１ａを備えるプロセスコントローラ１とを有する。
【０００５】
以上の構成において、従来の射出成形機の動作においては、プロセスコントローラ１内のシリンダ温度設定部１ａにて、オペレータ(成形技術者)により任意に設定が可能とされ、設定された条件をもとに成形品が生産される。このシリンダ温度設定部１ａにて設定された条件において、シリンダ３の外周に取付けられたバンドヒータ２によりシリンダ３、すなわちホッパ６から供給される樹脂が加熱される。
【０００６】
一方、ホッパ６から供給された樹脂は、スクリュ４の回転が始まると、スクリュ４の溝に落ち込み、ノズル５の方向に移送される。この移送過程で樹脂は圧縮且つ溶融され、成形品の質量に合わせスクリュ４の先端部に溜められる。
【０００７】
このとき、スクリュ４の先端部に溜められた溶融樹脂の中には、主に樹脂の添加剤から発生するガスと揮発性成分７が多く含まれている。このガスと揮発性成分７が含まれた状態での溶融樹脂が、金型(不図示)内の空洞部に注入されるために、下記の問題が生じる。
【０００８】
（１）プラスチック成形品への高機能化要求(薄肉軽量化、高耐熱化＆複雑形状など)により、樹脂への添加剤の付加や高温成形に伴いモールドデポジットの発生が多くなる。
（２）モールドデポジットが堆積すると、成形品へのショートショット・転写不良につながる。
（３）また、モールドデポジットにより後工程の不良にもつながる。
（４）モールドデポジットが堆積すれば、金型のメンテナンスが不可欠となるため、生産性の低下につながる。
（５）また、シリンダ温度設定は、オペレータ(成形技術者)の経験値や樹脂メーカの情報を始め、成形品の品質を踏まえた成形トライ＆エラー方式で決められているため、成形品が品質的に満足していれば、連続成形時、特に生産ショット数に比例して増加傾向があるモールドデポジットの対策が行われていない。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、実成形条件をもとに、予めシリンダ温度とガスの発生量や揮発性成分を分析し、最適なシリンダ温度に設定することで、従来発生しているモールドデポジットによる成形不良の削減を可能にすることができる射出成形機、射出成形機のシリンダ温度設定方法、射出成形機のシリンダ温度設定装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するため、本発明は、シリンダ温度を設定値に基づいて制御するプロセスコントローラを備える射出成形機において、樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積する情報集積部と、この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求めるモールドデポジット演算部と、求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定するシリンダ温度処理部とを備えることを特徴とするものである。
【００１１】
また、本発明は、シリンダ温度を設定値に基づいて制御する射出成形機の温度設定方法において、樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積し、この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、この求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求め、求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、射出成形機のシリンダ温度を設定する射出成形機のシリンダ温度設定装置において、樹脂の各シリンダ温度における揮発性成分の強度を蓄積する情報集積部と、この蓄積されたデータをもとに各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係を求め、求められた各揮発性成分におけるシリンダ温度と強度の関係をもとに揮発性成分強度の近似曲線を求めるモールドデポジット演算部と、求められた近似曲線の傾きが所定値αとなる場合の温度を求め、該温度により前記シリンダ温度を設定するシリンダ温度処理部とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、実成形条件をもとに、予めシリンダ温度とガスの発生量や揮発性成分を分析し最適なシリンダ温度に設定することで、従来発生している下記のモールドデポジットによる成形不良の削減を可能とできる。
【００１４】
（１）前述の従来技術による課題の対策を行える。
（２）最適なシリンダ温度を実現するために、複数のヒータやセンサを配置することなく、金型に注入される樹脂に含まれるガスや揮発性成分から最適なシリンダ温度コントロールをすることでモールドデポジットの防止を可能にできる。
（３）発生ガスや揮発性成分を最小限にすることができるため、スクリュ＆シリンダ母材への化学反応・触媒反応による腐食＆摩耗の促進を抑え、スクリュ＆シリンダ母材の寿命を長くすることができる。
（４）発生ガスや揮発性成分を最小限にすることで、成形工場の環境改善が図れる。
（５）発生ガスや揮発性成分を最小限にすることで、成形性、いわゆる成形条件幅の拡大が図れる。
（６）予め実成形条件下でガスや揮発性成分を採取することで、外乱等による成形不良の削減を最小限にすることを可能にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて説明する。
【００１６】
本発明は、上述のモールドデポジットを最少にするために、まず、予めガスクロマトグラフ質量分析計やＰ＆Ｔ(パージ＆トラップ)クロマトグラフを利用して揮発性成分と各シリンダ温度の関係(図４)、及び各揮発性成分とシリンダ温度との関係(図５)のデータ分析を行うと共にその蓄積を行う。
【００１７】
そして、この蓄積されたデータをもとに各シリンダ温度における揮発性成分の強度値や質量値としてプロットしたものを積算して近似曲線(図６、しきい値α)を求めることにより、発生ガスが少ない最適なシリンダ温度を可能にすることで、上述の問題を最小限にすることができる。
【００１８】
以下、図１を用いて本発明の実施の形態の構成を説明する。本実施の形態は、制御部１１を備え、該制御部１１に、プロセスコントローラ１、プロセスコントローラ１に接続されている情報集積／演算部８、モールドデポジット演算部９とシリンダ温度処理部１０を有すると共に、ガスクロマトグラフ質量分析計(ＧＣ／ＭＳ)１２、Ｐ＆Ｔクロマトグラフ１３を有し、実際に使用する樹脂の各シリンダ温度におけるガスや揮発性成分（図２、図３）を情報集積／演算部８に蓄積する。
【００１９】
この蓄積されたデータ(図４)をもとに情報集積／演算部８は、図５に示す各揮発性成分とシリンダ温度の関係を求める。この求められた各揮発性成分とシリンダ温度の関係はモールドデポジット演算部９に送られる。モールドデポジット演算部９は、この送られてきた情報をもとにシリンダ温度とプロットより求めた揮発性成分強度の近似曲線(図６)を求める。
【００２０】
そして、求められた近似曲線をもとに、揮発性成分のしきい値α時のシリンダ温度がシリンダ温度処理部１０に送られる。送られたシリンダ温度は、プロセスコントローラ１を介してバンドヒータ２をコントロールする。
【００２１】
以上により、シリンダ温度を樹脂の発生ガスや揮発性成分の分析から最適シリンダ温度設定に自動切換えすることで、モールドデポジットを最小にすることができる。
【００２２】
以下、この発明の実施の形態の動作を図８に示すフローチャートを用いて説明する。
【００２３】
まず、オペレータは通常の成形条件をもとに、実成形温度を踏まえ、高温や低温時などのシリンダ温度を設定し、各々の発生ガスの採取を行う。採取した発生ガスはガスクロマトグラフ質量分析計(ＧＣ／ＭＳ)１２、Ｐ＆Ｔクロマトグラフ１３により質量と共に強度分析が行われ(ステップＳ１)、これらＧＣ／ＭＳ１２、Ｐ＆Ｔクロマトグラフ１３は、それぞれ図２、図３に示す分析データを取得する。
【００２４】
そして、その分析データにおいて、各揮発性成分の例えば強度値とそのときのシリンダ温度が情報集積／演算部８に入力され集積される(ステップＳ２)。
【００２５】
情報集積／演算部８は、更に、例えば、図４、図７（ａ）の各揮発性成分と各温度下の面積から図５、図７（ｂ）に示す近似曲線を求め、各強度値とシリンダ温度の関係として記憶する。この記憶された各揮発性成分の近似曲線データは、モールドデポジット演算部９に送られ、各シリンダ温度による揮発性成分の積算値から図６の近似曲線を求める (ステップＳ３)。この近似曲線においては、揮発性成分の強度の傾きが所定値以上変化する閾値αを決定する。この値は画面へ表示される。
【００２６】
ここで、自動シリンダ温度設定が設定されている場合は（ステップＳ４，Ｙ）、現状の温度設定値「例えば３１０℃」が図６で求められた閾値α「例えば３００℃」（「最少ガス発生量に対応」）に変換される。この変換される信号は、自動的にシリンダ温度処理部１０からプロセスコントローラ１内のシリンダ温度設定部に送られ変更される（ステップＳ６）。この変更された値で連続成形を行う（ステップＳ７）。
【００２７】
次に、自動シリンダ温度設定が設定されていない場合（オペレータが判断する場合を含む）（ステップＳ４，Ｎ）、オペレータは上述で求められた図６の揮発性成分強度とシリンダ温度の関係より、自動シリンダ温度設定が可能か否かを判断する。この場合、例えば、ＰＣ樹脂の成形で経験上シリンダ温度設定値が「３１０℃」で成形されていれば、上述で求められた図６の閾値α「３００℃」が画面に表示される。この表示された温度と近似曲線をオペレータは成形性や成形品の品質を踏まえ判断する。
【００２８】
なお、ここで、自動シリンダ温度設定が可能とオペレータが判断すれば、ステップＳ６の工程に進めることができる。従って、例えば、現状の温度設定値「３１０℃」が図６で求められた閾値α「３００℃」（「最少ガス発生量に対応」）に変換される。この変換される信号は、自動的にシリンダ温度処理部１０からプロセスコントローラ１内のシリンダ温度設定部に送られ変更される（ステップＳ６）。この変更された値で連続成形を行う（ステップＳ７）。
【００２９】
一方、オペレータにより自動シリンダ温度変更ができないと判断した場合は、図６の揮発性成分強度とシリンダ温度の近似曲線を利用し、オペレータが成形性や成形品の品質を踏まえ判断し直接プロセスコントローラ１内シリンダ温度設定部１ａに温度設定を行う(ステップＳ５)。この入力された値が記憶され連続成形を行う(ステップＳ７)。
【００３０】
以上、本発明の最適自動シリンダ温度制御は、現状理解されていない樹脂の温度により発生するガスや揮発性成分を抽出すると共に分析し、その分析結果から各揮発性成分の値を最小限にすることで、モールドデポジットの削減を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態における射出成形機の構成図である。
【図２】ガスクロマトグラフ質量分析計によるＰＣ樹脂の揮発性成分(３８０℃)の分析データを示す図である。
【図３】ガスクロマトグラフ質量分析計によるＰＣ樹脂の揮発性成分(３００℃)の分析データを示す図である。
【図４】各シリンダ温度における樹脂の揮発性ガスの分析データを示す図である。
【図５】各揮発性成分の強度とシリンダ温度関係の一例を示す図である。
【図６】揮発性成分の強度とシリンダ温度の近似曲線(しきい値α)の一例を示す図である。
【図７】近似曲線の求め方の過程を示す図である。
【図８】本発明のシリンダ温度制御方法によるフローチャートの一例を示す図である。
【図９】従来の射出成形機に用いられている射出装置の構成図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  プロセスコントローラ、１ａ  シリンダ温度設定部、２  バンドヒータ、３  シリンダ、４  スクリュ、５  ノズル、６  ホッパ、７  ガス＆揮発性成分、８  情報集積／演算部、９  モールドデポジット演算部、１０  シリンダ温度処理部、１１  制御部。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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