(57)【要約】  本発明は、少なくとも一つの熱伝導体（２２）を支持するパイプ形状又はスリーブ形状に形成された少なくとも一つの支持部品（２０；３２）を備えた、ホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル（１２）及び／又はホットランナー用ランナーのための電気式加熱装置（１０；３０）に関し、熱伝導体（２２）が、抵抗線（２３）から構成されている。更に、本発明は、そのような電気式加熱装置を備えたホットランナーシステム又はホットランナー用ノズルに関する。
2010506754.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの熱伝導体（２２）を支持するパイプ形状又はスリーブ形状に形成された少なくとも一つの支持部品（２０；３２）を備えた、ホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル（１２）及び／又はホットランナー用ランナーのための電気式加熱装置（１０；３０）であって、熱伝導体（２２）が、抵抗線（２３）から構成されている加熱装置。
【請求項２】
熱伝導体（２２）を構成する抵抗線（２３）が、少なくとも一つの電気絶縁性のカバー層（２４）によって覆われていることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
少なくとも一つの温度センサー（２８）が配備されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の加熱装置。
【請求項４】
温度センサー（２８）が、電気抵抗が温度に依存する導電性の層として構成されていることを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
【請求項５】
温度センサー（２８）としての役割を果たす層（２８）が、温度係数が正又は負の材料を有することを特徴とする請求項３又は４に記載の加熱装置。
【請求項６】
温度センサー（２８）が、熱電対として構成され、熱電圧を発生させるのに適した材料から成ることを特徴とする請求項３から５までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項７】
温度センサー（２８）と熱伝導体（２２）を構成する抵抗線（２３）とが、半径方向に対して同じ面内に置かれていることを特徴とする請求項３から６までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項８】
支持部品（２０；３２）が、焼結材料から製作されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項９】
当該の焼結材料が、セラミック、焼結金属又は焼結合金であることを特徴とする請求項８に記載の加熱装置。
【請求項１０】
支持部品（２０；３２）が、金属、合金、鋼鉄又は合金鋼から製作されることを特徴とする請求項１から７までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１１】
支持部品（２０；３２）と抵抗線（２３）の間に、絶縁層（３４）が配置されていることを特徴とする請求項１から１０までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１２】
支持部品（２０；３２）と絶縁層（３４）の間に、緩和層が配置されていることを特徴とする請求項１から１１までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１３】
絶縁層（３４）、カバー層（２４）及び緩和層の中の一つ以上が、ガラス製及び／又はセラミック製の誘電体層であることを特徴とする請求項１から１２までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１４】
絶縁層（３４）、カバー層（２４）及び緩和層の中の一つ以上が、少なくとも一回の焼成プロセス後において、支持部品（２０；３２）に対して圧縮応力を加えることを特徴とする請求項１から１３までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１５】
絶縁層（３４）の線形的な熱膨張係数（ＴＥＣDE）、カバー層（２４）の線形的な熱膨張係数（ＴＥＣDEA ）及び緩和層の線形的な熱膨張係数（ＴＥＣDEA ）の中の一つ以上が、当該の焼成プロセス後において、支持部品（２０；３２）の線形的な熱膨張係数（ＴＥＣM ）よりも小さいことを特徴とする請求項１４に記載の加熱装置。
【請求項１６】
絶縁層（３４）、カバー層（２４）及び緩和層の中の一つ以上が、焼成された薄膜又は焼成された厚膜ペーストであることを特徴とする請求項１から１５までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１７】
絶縁層（３４）、カバー層（２４）及び緩和層の中の一つ以上が、爆発溶射コーティング法、サーマルコーティング法又は浸漬コーティング法によって成膜されることを特徴とする請求項１から１６までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１８】
抵抗線（２３）が、渦巻形状の熱伝導体を構成することを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項１９】
抵抗線（２３）の構造及び／又は配置構成が、それぞれ発熱量の要件に適合されていることを特徴とする請求項１から１８までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項２０】
抵抗線（２３）が、少なくとも部分的に雷文形状で形成されていることを特徴とする請求項１から１９までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項２１】
絶縁層（３４）、熱伝導体（２２）を構成する抵抗線（２３）及び温度センサー（２８）の間に、それぞれ接触層（２６）が配置されていることを特徴とする請求項１から２０までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項２２】
接触層（２６）及び／又は温度センサーとしての役割を果たす層（２８）が、焼成された薄膜又は焼成された厚膜ペーストであることを特徴とする請求項１から２１までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項２３】
絶縁層（３４）、カバー層（２４）、緩和層、接触層（２６）及び温度センサーとしての役割を果たす層（２８）の中の一つ以上が、抵抗線（２３）を埋め込んだ層の結合体を構成することを特徴とする請求項１から２２までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項２４】
熱伝導体（２２）を構成する抵抗線（２３）が、絶縁層（３４）及び／又は接触層（２６）内に埋め込まれていることを特徴とする請求項１から２３までのいずれか一つに記載の加熱装置。
【請求項２５】
請求項１から２４までのいずれか一つに記載の電気式加熱装置（１０；３０）を備えたホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル又はホットランナー用ランナー。
【請求項２６】
パイプ形状又はスリーブ形状に形成された支持部品（２０；３２）が、材料パイプ（１３）、バー、ランナーアーム、ノズル又はそれらと同等の物の上に設置されていることを特徴とする請求項２５に記載のホットランナーシステム。
【請求項２７】
請求項１から２４までのいずれか一つに記載の電気式加熱装置（１０；３０）を備えたホットランナーシステムにおいて、パイプ形状又はスリーブ形状に形成された支持部品（２０；３２）が、材料パイプ（１３）、バー、ランナーアーム、ノズル又はそれらと同等の物であるか、或いはそれを構成することを特徴とするホットランナーシステム。
【請求項２８】
請求項１から２４までのいずれか一つに記載の電気式加熱装置（１０；３０）を備えたホットランナー用ノズルにおいて、電気式加熱装置（１０；３０）が、所定の遊びを保ったまま流路を形成する形で円筒形の材料パイプ（１３）上に設置されていることを特徴とするホットランナー用ノズル。
【請求項２９】
電気式加熱装置（１０；３０）の支持部品（２０；３２）の内側及び／又は材料パイプ（１３）の外側が、粗くなっていることを特徴とする請求項２８に記載のホットランナー用ノズル。
【請求項３０】
電気式加熱装置（１０；３０）の支持部品（２０；３２）の内側及び／又は材料パイプ（１３）の外側が、暗くコーティングされているか、或いは温度処理によって、暗く曇っていることを特徴とする請求項２７又は２８に記載のホットランナー用ノズル。
【請求項３１】
請求項１から２４までのいずれか一つに記載の電気式加熱装置（１０；３０）を備えたホットランナー用ノズルにおいて、パイプ形状又はスリーブ形状に形成された支持部品（２０；３２）が、材料パイプ（１３）であるか、或いはそれを構成することを特徴とするホットランナー用ノズル。
【請求項３２】
請求項１から２４までのいずれか一つに記載のホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル（１２）又はホットランナー用ランナーのための電気式加熱装置（１０；３０）の製作方法において、熱伝導体（２２）を構成する抵抗線（２３）を支持部品（２０；３２）上に成膜することと、それに続いて、薄膜又はスクリーン印刷方式によりカバー層（２４）を成膜することとを特徴とする方法。
【請求項３３】
抵抗線（２３）を成膜する前に、薄膜又はスクリーン印刷方式により、支持部品（２０；３２）上に絶縁層（３４）を成膜することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
抵抗線（２３）を絶縁層（３４）内に埋め込むことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
当該のスクリーン印刷方式により成膜される層が、円筒スクリーン印刷方式を用いて、ペーストの形で成膜されることを特徴とする請求項３２又は３３に記載の方法。
【請求項３６】
各層を別個に成膜した後、焼成することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
当該の焼成温度を層毎に変更することを特徴とする請求項３４又は３５に記載の方法。
【請求項３８】
当該の焼成温度を層毎に変更するとともに、各焼成工程後に低下させることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
全ての層を別個に成膜して、同時に焼成する（同時焼成）することを特徴とする請求項３２から３７までのいずれか一つに記載の方法。
【請求項４０】
当該の焼成温度の範囲が、８００〜１４００°Ｃであることを特徴とする請求項３２から３８までのいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル及び／又はホットランナー用ランナーのための電気式加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ホットランナーシステムは、射出成形器具内において、予め設定可能な温度と高い圧力の下で流動的な材料、例えば、プラスチックの溶融物を分離可能な成形型に供給するために用いられている。そのようなシステムは、大抵ノズルの口金内で終端する流路を備えた材料パイプを有する。ノズルの口金の終端側は、スプルー穴を介して成形型（型穴）と合流するノズル射出開口部を構成している。材料パイプ内の流動的な材料が、早く冷めないようにするために、ノズルの口金内にまで出来る限り一様な温度分布を実現する一つ以上の電気式加熱装置が配備されている。
【０００３】
この電気式加熱装置は、例えば、パイプ形状の外被と一体化するとともに、円周側を材料パイプ上に設置することが可能な渦巻形状の加熱部品を備えた別個の構成部品として構成することができる。そのような外被は、例えば、特許文献１又は２に開示されている通り、軸方向に対して、追加の支持部品又は突張部品によって材料パイプ上に固定された固い物体である。それに代わって、材料パイプの外周上に固定された、場合によっては、異なる熱伝導性能を有する電気絶縁層の間の柔軟な加熱ストリップ又は柔軟な加熱マットとして加熱装置を構成することもできる。そのために、特許文献３は、熱伝導性の接着テープを規定する一方、特許文献４は、マジックテープ（登録商標）又は押止手段を備えた柔軟な支持バンドを使用している。
【０００４】
そのような周知の加熱装置の欠点は、サイズが比較的大きく、その結果ホットランナー用ノズルを取り付ける際に非常に大きなスペースを準備しなければならず、そのことは、大抵の用途において、特に、型穴の間隔を小さくする必要が有る場合には望ましいことではない。更に、そのような比較的大きなサイズは、より大きい発熱量を必要とし、そのことは、エネルギー消費量に関して不利に作用する。大きな熱量は、加熱及び冷却期間を長くし、それは、生産性の向上に関して制限を加えることとなる。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献５は、流路に対応する材料パイプの少なくとも一つの内壁上に少なくとも一つの絶縁層と熱伝導体路を備えた少なくとも一つの加熱層とをダイレクトコーティング法により材料レベルで固く結合させる形で成膜すること、即ち、加熱装置と材料パイプを一体的に構成することを提案している。その場合、ダイレクトコーティング法は、例えば、薄膜、厚膜又はスクリーン印刷方式により実施することができ、各層は、成膜後に個別又は同時に焼成される。加熱装置を材料レベルで固く結合させる形で層として成膜することは、流路の内壁との持続的な固い結合を引き起こし、そのためホットランナー用ランナー又はホットランナー用ノズル上への固着を引き起こす。ダイレクトコーティング法によって実現される小さい厚さサイズのために、加熱装置は、全体として、小さいスペースしか占有せず、その結果前述した加熱装置と比べて、ほぼ同じ性能特性で非常にコンパクトな構造形状を実現することが可能となっている。更に、加熱すべきホットランナー部品の表面上で直接熱が発生又は除去されるので、エネルギー密度を大幅に向上させることができる。そうすることによって、最も敏感な加熱部品の過熱が防止される。更に、ノズルを迅速かつ正確に加熱するとともに、同じく再び冷却することができ、そのことは、生産フロー全体に有利に作用する。
【０００６】
しかし、そのような加熱装置の欠点は、加熱層に関する素材の選択範囲が限定されてしまい、通常工具鋼から製作され、同じくその焼成温度に曝される材料パイプの組織構造が、焼成プロセス中に変化しないような焼成温度が低い素材しか使用することができないことである。従って、熱伝導体層の焼成温度は、材料パイプの素材の焼入れ温度を上回ってはならないこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ドイツ実用新案公開第２９５０７８４８号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５５８，２１０号明細書
【特許文献３】欧州特許第００２８１５３号明細書
【特許文献４】国際特許公開第９７／０３５４０号明細書
【特許文献５】ドイツ特許公開第１９９４１０３８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、従来技術の前述した欠点及びそれ以外の欠点を防止するとともに、簡単かつ安価に製作することが可能な改善した加熱装置を実現することである。特に、それに対応する製作方法、改善したホットランナーシステム及び改善したホットランナー用ノズルを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の主要な特徴は、請求項１，２５，２７，２８，３１及び３２の特徴部に記載されている。それらの実施形態は、請求項２〜２４，２６，２９〜３０及び３３〜４０に記載されている。
【００１０】
本発明では、ホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル及び／又はホットランナー用ランナーのための電気式加熱装置は、少なくとも一つの熱伝導体を支持するパイプ形状又はスリーブ形状に形成された少なくとも一つの支持部品を有し、熱伝導体は、抵抗線から構成されている。
【００１１】
支持部品をパイプ形状又はスリーブ形状に形成することによって、加熱装置全体が、ホットランナー用ノズルの材料パイプ上をスライドさせることが可能となり、そうすることによって、加熱装置と材料パイプから成る全体として二つの部分から構成される構造が得られる。加熱装置は、相応に取り替えることが可能である。それに代わって、加熱装置を材料パイプ又はランナー上に直接構成することもでき、その結果持続的な固い結合を保証する、そのためホットランナー用ランナー又はホットランナー用ノズルとの固着を保証する全体としてコンパクトな構造が得られる。如何なる場合でも、加熱装置全体は、小さいスペースしか占有せず、そのためその他の加熱装置と比べて、ほぼ同じ性能特性で非常にコンパクトなホットランナー用ノズルを実現することが可能となっている。更に、加熱装置を簡単かつ安価に製作することができ、そのことは、製作コストに対して有利に作用する。
【００１２】
熱伝導体を構成する抵抗線の上には、熱伝導体と支持部品を外側に対して覆うとともに、電気的に絶縁する少なくとも一つの電気絶縁性のカバー層が配備されている。このカバー層は、有利には、加熱装置の最も外側の層として配備される。
【００１３】
有利には、流路内の実際の温度を検出するために、電気抵抗が温度に依存する少なくとも一つの温度センサーが配備される。電気抵抗の変化に対して、実際の温度を連続的に計測することができ、その測定値を本発明による加熱装置を制御するために使用することが可能となる。この温度センサーは、従来技術の通り構成するか、或いは電気抵抗が温度に依存する導電層として構成することができる。電気抵抗の変化に対して、実際の温度を連続的に計測することができ、その測定値を本発明による加熱装置を制御するために使用することが可能となる。温度センサーとしての役割を果たす層は、有利には、ＰＴＣ（温度係数が正の）又はＮＴＣ（温度係数が負の）材料を有する。それに代わって、熱電対を抵抗センサーと同じ構造で測定点が噴射ノズルの近傍に有る温度センサーとすることも可能である。
【００１４】
有利には、温度センサーと熱伝導体は、半径方向に対して同じ面内に有り、そうすることによって、本発明による加熱装置の構造スペースを一層削減することができる。
【００１５】
支持部品は、有利には、焼結材料、例えば、セラミックや焼結金属から製作される。しかし、金属、合金、鋼鉄又は合金鋼を使用することもできる。セラミックを使用することは、熱伝導体又は抵抗線を支持部品上に直接成膜することができるという利点を有する。金属、例えば、工具鋼、超硬合金、それらと同等の物、さもなければ鋼鉄を使用する場合、支持部品と熱伝導体の間に絶縁層を配置して、支持部品に対して抵抗線を電気的に絶縁する。しかし、そのような絶縁層又は中間層は、例えば、固着を改善するために、セラミック製支持部品上に配備することもできる。
【００１６】
カバー層も、中間層としての役割を果たす絶縁層も、有利には、少なくとも一回の焼成プロセス後に支持部品に対して圧縮応力を加えることとなるガラス製及び／又はセラミック製の誘電体層であり、その結果支持部品に内圧荷重が加えられた場合に、絶縁層内の層を剥離しようとする、半径に応じて変化する力の大きさを補償するものである。そのような圧縮応力は、有利には、支持部品の歪に関するパラメータに依存して、状況に応じて、セラミック製絶縁層の線形的な膨張係数ＴＥＣDE又はカバー層の線形的な熱膨張係数ＴＥＣDEA を支持部品のそれに対応する値ＴＥＣM にそれぞれ変則的に比例して適合させるとともに、ＴＥＣDE−ＴＥＣM 又はＴＥＣDEA −ＴＥＣM の膨張係数の差が５・１０-6Ｋ-1の値を上回らないようにすることによって発生させている。
【００１７】
更に、絶縁層及び／又はカバー層は、有利には、各焼成温度において支持面をコーティングする特性を有する。その場合、所定の状況下において、材料組織を少なくとも部分的に結晶状態に移行させることが有利である。
【００１８】
絶縁層及び／又はカバー層は、予め設定可能な焼成温度で支持部品の表面をコーティングすることとなる予め形成された少なくとも一つのガラスを含むガラス製又はガラス結晶製の材料組織を有することができる。更に、材料組織は、予め設定可能な焼成温度で少なくとも部分的に結晶状態に移行することとなる予め形成された少なくとも一つのガラスを含むことができる。
【００１９】
それに追加して、或いはそれに代わって、材料組織は、焼成条件下で結晶化しない少なくとも一つの別のガラス及び／又は少なくとも一つのアプリオリな結晶化合物を含むことができ、その場合、各焼成プロセス条件下における熱膨張係数の増分をそれぞれ考慮して、材料組織の予め形成されたガラス製及びガラス結晶製の成分の混合割合を最適化することによって、セラミック製誘電体層の熱膨張係数値が０〜１３・１０-6Ｋ-1の範囲に保持されることとなる。
【００２０】
支持部品と絶縁層の間には、更に、例えば、ニッケル製化学物質から構成される緩和層を配置することができる。そのような緩和層は、同じく支持材料と絶縁層の間の異なる熱膨張係数を均衡させる役割を果たす。この緩和層は、絶縁層とカバー層と同じ手法で成膜することができる。
【００２１】
絶縁層、カバー層及び緩和層の中の一つ以上は、有利には、焼成された薄膜又は焼成された厚膜ペーストである。しかし、これらの層は、爆発溶射コーティング法又はサーマルコーティング法によって成膜することもできる。それに代わって、浸漬被覆（浸漬プロセス）に続いて焼成することも可能である。
【００２２】
本発明の目的に適うこととして、抵抗線が渦巻形状の熱伝導体を構成し、その場合に、抵抗線の構造及び／又は配置構成を発熱量の要件にそれぞれ適合させる。そうすることによって、特に強く加熱すべき領域内に配置する抵抗線のコイル又は巻線を、例えば、特に密に配置して、それに対応して多くの熱エネルギーをそのような部分に加えることができる。更に、抵抗線が、渦巻形状又は雷文形状に構成されている場合、渦巻のピッチを部分的に小さく又は大きく選定して、熱エネルギーの印加量を変更することができる。抵抗線の横断面も、必要に応じて変更することができる。
【００２３】
絶縁層、熱伝導体及び温度センサーの間には、それぞれ接触層を配置することができる。その接触層、温度センサー及び支持部品と熱伝導体の間に配置された絶縁用又は固着増進用中間層（絶縁層）の中の一つ以上も、有利には、任意選択により、焼成された薄膜又は焼成された厚膜ペーストである。それらは、成膜、特に、構造化と取り扱いを簡単かつ安価に行うことができ、その結果非常に信頼できる安価な加熱装置を製作することが可能となる。
【００２４】
絶縁層、カバー層、緩和層、接触層及び温度センサーとしての役割を果たす層の中の一つ以上は、全体として、抵抗線を埋め込まれた層の結合体を構成し、そのため常に本発明による加熱装置のコンパクトな構造が実現されることとなる。それは、特に、熱伝導体を構成する抵抗線が絶縁層及び／又は接触層内に埋め込まれている場合に言える。
【００２５】
更に、本発明は、前述した形式の電気式加熱装置を備えたホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル又はホットランナー用ランナーに関する。この場合、パイプ形状又はスリーブ形状に形成された支持部品は、材料パイプ、バー、ランナーアーム、ノズル又はそれらと同等の物の上に設置されるか、或いはその上をスライドする。
【００２６】
それに代わって、パイプ形状又はスリーブ形状に形成された支持部品が、直接材料パイプ、バー、ランナーアーム、ノズル又はそれらと同等の物であるか、或いはそれを構成する。そうすることによって、加熱装置から加熱すべき物体への熱伝導が改善される。
【００２７】
更に、本発明は、本発明による電気式加熱装置を備えたホットランナー用ノズルに関し、パイプ形状又はスリーブ形状に形成された支持部品が、所定の遊びを保ったまま流路を形成する形で材料パイプ上に設置される。ここでも、支持部品は、材料パイプを構成することができ、そのことは、熱伝導に有利に作用する。
【００２８】
最後に、本発明は、ホットランナーシステム、特に、ホットランナー用ノズル及び／又はホットランナー用ランナーのための本発明による電気式加熱装置の製作方法に関し、熱伝導体を構成する抵抗線は、支持部品上に成膜されるとともに、それに続いて、カバー層は、薄膜又はスクリーン印刷方式により成膜される。抵抗線の成膜もカバー層の成膜も、良好に制御することができるとともに、驚くべきことに、有利には、組み合わせて実現することが可能である。そのようにして製作された加熱装置は、正確かつ長期間信頼できる形で動作し、そのことは、全体として、温度分布と加熱部品の耐用年数に有利に作用する。
【００２９】
支持部品の構成に応じて、渦巻形状の熱伝導体を構成する抵抗線を巻装する前に、絶縁層を薄膜又はスクリーン印刷方式により支持部品上に成膜し、その場合、本発明の目的に適うこととして、抵抗線を絶縁層内に埋め込む。
【００３０】
スクリーン印刷方式により成膜される層は、有利には、円筒スクリーン印刷技術を用いてペーストの形で成膜され、それは、全体として経済的な実施方法を保証するものである。その場合、各層は、別個に成膜された後に焼成され、焼成温度は、全ての層に対して変更することができる。しかし、焼成温度は、層毎に個別に変更することもでき、焼成工程毎に低下させることができる。本発明による方法の別の実施形態は、全ての層を別個に成膜して、同時に焼成する（同時焼成）ものと規定する。焼成温度の範囲は、８００〜１４００°Ｃである。
【００３１】
本発明の更なる特徴、詳細及び利点は、請求項の記載及び以下の図面にもとづく実施例の記述より明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による第一の実施構成の加熱装置を備えた本発明によるホットランナー用ノズルの模式的な断面図
【図２】図１に図示された加熱装置の部分展開図
【図３】温度センサーを備えた図１と２の加熱装置の展開図
【図４】別の形式の加熱装置と温度センサーの配置図
【図５】更に別の実施構成の加熱装置と温度センサーの図
【図６】本発明による別の実施構成の加熱装置の部分展開図
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下において、同じ符号は、同じ構成要素を表す。
【００３４】
図１に図解されているホットランナー用ノズル１２は、熱可塑性プラスチック処理用射出成形設備の（図示されていない）ランナーと固定するための構成要素として、（同じく図示されていない）筐体を有し、その中に、全体的に円筒形の材料パイプ１３を挿入することが可能である。その終端側に形成された台座１７は、筐体に対して平面的な形で終止しており、密閉された形でランナー上に載っている。軸方向に長く延びる材料パイプ１３の終端側には、材料パイプ１３内に形成された流路１４を（図示されていない）型穴の（同じく見ることのできない）面にまで繋げるための噴射ノズル１８が差し込まれている、有利には、捻じ込まれている。同じ動作方式において、噴射ノズル１８も、材料パイプ１３と一体的に構成することができる。
【００３５】
加熱装置１０は、例えば、鋼鉄から製作された材料パイプ１３の内壁１６の外周上に設置される。加熱装置は、同時に電気絶縁体としての役割を果たすスリーブ形状のセラミック製支持部品２０を取り囲んでおり、その上に展開された抵抗線２３は、図２に模式的に図示されている通り、所望の温度分布に応じて、雷文形状に敷設することもできる渦巻形状の熱伝導体２２を構成している。抵抗線２３の上には、渦巻形状の熱伝導体２２とその下に有る支持部品２０を外側に対して被覆するとともに電気的に絶縁する外側のカバー層２４が成膜されている。任意に敷設することが可能な抵抗線２３は、所要の性能に応じて、異なる厚さ及び／又は配置構成で支持部品２０上に成膜することができる。そうすることによって、必要に応じて、材料パイプ１３内に所定の温度分布を実現することが可能である。
【００３６】
材料パイプ１３内又は内壁１６内の温度の上昇と推移の両方を追求、制御又は調節することができるようにするために、支持部品２０とカバー層２４の間には、温度の上昇と共に抵抗が増大するＰＴＣ（温度係数が正の）材料から成る温度センサー２８が配備されている（図２）。熱的な接触を改善するために、電気絶縁性の接触層２６は、抵抗線２３と温度センサー２８の間に配置することができ、必要に応じて、別の層の間に配備することもできる。
【００３７】
温度センサー２８は、渦巻形状の熱伝導体２２と同様に、抵抗線２９から製作することもできる（図３と４参照）。その場合、本発明の目的に適うこととして、温度センサー２８を構成する抵抗線２９は、渦巻形状の熱伝導体２２を構成する抵抗線２３と同じ面内に置かれる。それらは、共に、カバー層２４によって外側に対して保護されている。そのようにして、加熱装置１０の高さが、最小限に低減されている。図３，４及び５は、渦巻形状の熱伝導体２２に関する代替構成と温度測定用の伝導路２９を図示している。
【００３８】
カバー層２４及び／又は接触層２６は、有利には、ダイレクトコーティング法によって、材料レベルで固く結合させる形で支持部品２０上に成膜した後、それぞれ材料毎に規定された焼成条件下において焼成され、その結果加熱装置１０を構成する、材料レベルで固く結合された結合体が得られる。渦巻形状の熱伝導体２２の抵抗線２３と個々の機能層２４，２６（場合によっては、２８）は、重なり合って極めて良好な固着性を有するので、加熱装置１０は、全体として、それ自体極めて機械的及び／又は熱的な荷重に対して持続的に耐えられる。
【００３９】
加熱装置１０が、加熱された動作状態において、熱の作用で膨張した材料パイプ１３によって破損されないが、支持部品２０と材料パイプ１３の間の常に最適な熱伝導を保証するように選定された所定の遊びを保つ形で、加熱装置１０は、下方から材料パイプ１３上をスライドする。
【００４０】
熱伝導の改善は、更に、支持部品の内側又は材料パイプの外側を粗くすることによって実現することができる。
【００４１】
熱伝導を改善するために、支持部品の内側又は材料パイプの外側に暗い又は黒い層を配備することもできる。そのような層は、放射加熱素子の構造で用いられている場合のように、黒い色から構成することができる。それに代わって、或いはそれに追加して、支持パイプのために、例えば、黒い酸化アルミニウムなどの暗い材料を使用することもできる。金属製の支持パイプを使用する場合、焼成プロセスによって、パイプの内側に金属の暗い曇りを生じさせることができる。
【００４２】
個々の機能層を成膜するコーティング方法としては、絶縁層又はカバー層を成膜するための薄膜及び厚膜スクリーン印刷方式が適しており、場合によっては、爆発溶射コーティング法又はサーマルコーティング法も適している。しかし、有利には、円筒スクリーン印刷方式を用いる形で、厚膜スクリーン印刷方式を使用する。層の焼成は、個別に、或いは共通して行うことができる。
【００４３】
渦巻形状の熱伝導体２２と温度センサー２８の抵抗線２３，２９用の電気端子２３’と２９’は、同様に、厚膜技術又は従来技術で実現することができ、そのために必要な接点は、電力の供給又は情報の伝送が、差込可能なケーブルコネクタを介して行うことが可能な形で実現される。
【００４４】
図６は、本発明による別の実施構成の加熱装置３０を部分展開図で図示している。加熱装置３０は、図１と２に図示された加熱装置１０の支持部品２０とほぼ一致するが、セラミック製ではなく、金属又は合金から製作されたパイプ形状又はスリーブ形状の支持部品３２を取り囲んでいる。電気的に絶縁するために、支持部品３２上には、絶縁層又は誘電体層３４が配置されており、その上には、図２に図示されている加熱装置１０と同様に、渦巻形状の熱伝導体２２、場合によっては、接触層２６、温度センサー２８及びカバー層２４が順番に成膜されている。個々の機能層の成膜は、加熱装置１０と同じ手法で行われる。
【００４５】
固着性を改善するために周知の手法で粗くされた支持部品３２の表面上には、誘電体層３４を作るために、厚膜誘電体ペーストが円筒スクリーン印刷方式によって塗布される。その固体成分は、例えば、ＢａＯ：Ａｌ2 Ｏ3 ：ＳｉＯ2 のモル比がほぼ１：１：４であるＢａＯ，Ａｌ2 Ｏ3 及びＳｉＯ2 を主成分とする９００°Ｃを超える温度範囲でそのまま結晶化するガラスから構成することができる。焼成後に生じる誘電体層３４のＴＥＣ（熱膨張係数）は、２０〜３００°Ｃの温度範囲において、６・１０-6Ｋ-1である。
【００４６】
それによって生じる金属製内壁１６と誘電体層３４間における５・１０-6Ｋ-1の大きさのＴＥＣ（熱膨張係数）の不一致のために、純粋に弾力的に変形する温度範囲、即ち、室温と約７００°Ｃのガラスの変態温度の間の温度範囲において、誘電体を成膜された支持部品３２の内壁１６が冷却された時に、（誘電体層３４のＥモジュールに２・１０6 バールが加わった場合に）約３５００バールの圧縮応力が発生することを考慮しなければならない。そのような圧縮応力の大きさは、６０００バール以上を開始点とする誘電体特有の圧縮強さの臨界的な限界範囲に未だ到達していない。しかし、その大きさは、支持部品３２の内壁１６が２０００バールの荷重で周期的に歪を受ける場合に、誘電体層３４内の引張り応力の発生と、そのためそれに続く層内の引張り応力の発生をも確実に防止するのに十分である。
【００４７】
本発明は、前述した実施構成の中の一つに限定されるものではない。むしろ、添付の請求項によって規定される本発明の保護範囲を逸脱すること無く、修正及び変更することが可能である。
【００４８】
構造的な細部、空間的な配置構成及び方法の工程を含む、請求項、明細書及び図面から導き出される全ての特徴及び利点は、それら単独でも、それらの様々な組み合わせでも、本発明にとって重要である。
【符号の説明】
【００４９】
１０    加熱装置
１２    ホットランナー用ノズル
１３    材料パイプ
１４    流路
１６    内壁
１７    台座領域
１８    噴射ノズル
２０    支持部品
２２    渦巻形状の熱伝導体
２３    抵抗線
２３’  端子
２４    カバー層
２６    接触層
２８    温度センサー
２９    伝導路
２９’  端子
３０    加熱装置
３２    支持部品
３４    誘電体層
【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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【国際調査報告】
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