(57)【要約】【課題】熱可塑性樹脂等の成形材料の射出成形を行うにあたり、可塑化された成形材料の粘度を正確に測定すると共に、その測定結果に基づいて成形材料の可塑化条件や射出条件を制御し、好適な条件での射出成形を行うことができる射出装置を提供する。【解決手段】射出シリンダ１と、この射出シリンダ１に接続された計測用シリンダ２と、この計測用シリンダ２に接続された可塑化装置３とを具備する。前記可塑化装置３は、成形材料を加熱して可塑化する加熱手段と、可塑化した成形材料を計測用シリンダ２に供給する供給手段を備える。前記計測用シリンダ２は、複数の圧力センサ２５ａ，２５ｂと、計測用プランジャ２２と、計測用プランジャ２２の移動量を測定する測定手段とを備える。前記射出シリンダ１は、計測用シリンダ２から供給された成形材料を射出する射出手段を備える。【選択図】図１
2005238519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出シリンダと、この射出シリンダに接続された計測用シリンダと、この計測用シリンダに接続された可塑化装置とを具備し、前記可塑化装置は、成形材料を加熱して可塑化する加熱手段と、可塑化した成形材料を計測用シリンダに供給する供給手段を備え、前記計測用シリンダは、複数の圧力センサと、計測用プランジャと、計測用プランジャの移動量を測定する測定手段とを備え、前記射出シリンダは、計測用シリンダから供給された成形材料を射出する射出手段を備えることを特徴とする射出装置。
【請求項２】
上記計測用シリンダが、成形材料の温度を測定する温度センサと、加熱手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の射出装置。
【請求項３】
上記計測用シリンダが、計測用プランジャから成形材料にかけられる圧力を検知する背圧測定センサを備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の射出装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載の射出装置を用い、可塑化装置に成形材料を供給して可塑化すると共にこの成形材料を計測用シリンダへ供給し、この可塑化装置から計測用シリンダへの供給過程において上記圧力センサにて成形材料の圧力を検知すると共に、測定手段にて計測用プランジャの移動量を検知し、この検知結果から成形材料の粘度を導出し、前記粘度の値に基づいて、計測用シリンダから射出シリンダへ供給された成形材料の射出条件を制御することを特徴とする射出成形方法。
【請求項５】
上記計測用シリンダが、成形材料の温度を測定する温度センサと、加熱手段とを備えるものであり、この温度センサにて計測された成形材料の温度に基づいて、加熱手段による加熱量を変更することにより、計測用シリンダ内の成形材料の温度が所定の値となるように制御することを特徴とする請求項４に記載の射出成形方法。
【請求項６】
上記計測用シリンダが、成形材料から計測用プランジャにかけられる圧力を検知する背圧測定センサを備えるものであり、この背圧測定センサにて検知される圧力が所定の値となるように前記計測用プランジャから成形材料へかける圧力を制御することを特徴とする請求項４又は５に記載の射出成形方法。
【請求項７】
射出シリンダを、成形圧力を検知する型内圧力センサを備えた成形金型に接続し、計測用シリンダにおける成形材料の粘度の測定結果に基づいて、成形金型における好適な成形圧力範囲を導出し、成形圧力が前記好適な成形圧力範囲に収まるように射出シリンダを制御することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の射出成形方法。
【請求項８】
請求項１から３のいずれかに記載の射出装置を用い、可塑化された成形材料が可塑化装置から計測用シリンダへ供給されている際に上記圧力センサにて検知された成形材料の圧力と、計測用プランジャの移動量とから成形材料の粘度を導出し、前記粘度の値に基づいて、可塑化装置における可塑化条件を制御することを特徴とする射出成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性樹脂等の射出成形を行う場合に利用される射出装置及びこの射出装置を用いた射出成形方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱可塑性樹脂等の射出成形においては、成形品の良・不良の判定や成形条件の制御の方法として、金型内に設置された圧力センサで樹脂の金型内圧力を測定し、これが予め設定された範囲内に収まるか否かを判別することが行われていた。
【０００３】
しかし、このような手法では、成形材料の溶融粘度の変化に対応できず、充填圧力が成形材料のバラツキにより変化した場合、判別が不能になるという欠点があった。
【０００４】
また、射出シリンダのノズル部分に圧力センサを設けることで、成形材料の射出時の圧損を測定し、これにより成形材料の粘度を測定することも提案されている（特許文献１参照）。この場合は、成形材料の粘度に基づいて成形品の良・不良の判定や成形条件の制御を行うことができるが、圧力センサを設ける分だけノズル部分の寸法を長くしなければならず、このため射出時に成形材料が必要以上の剪断を受けて発熱することで成形条件幅が小さくなるという不具合も生じるものであった。また、射出時の成形材料の流速は非常に速いために圧力センサによる測定値は誤差が大きくなり、また射出時の圧力を測定するため高い圧力がかかるために高精度の圧力センサを用いると破損のおそれがあり、このため正確な測定は困難であった。更に、射出時の粘度測定を行うため、成形材料の粘度を測定しても、その測定結果をその成形材料の成形条件の制御に利用することはできず、次回以降の成形時にフィードバックして利用できるだけであった。
【０００５】
また、プリプラ式の射出成形機においては、射出シリンダへ溶融した成形樹脂を供給する際に、射出シリンダのプランジャにかけられる圧力とこの射出シリンダの移動速度とによって、成形材料の粘度を測定し、その測定結果に基づいてプランジャの動作を制御することも提案されている（特許文献２参照）。しかし、粘度測定に用いるプランジャと射出時に用いるプランジャとが同一であるので、射出シリンダのプランジャにかけられる圧力を測定するための圧力センサには、やはり射出時に高い圧力がかけられることとなり、このため高精度の圧力センサを用いると破損のおそれがあり、正確な測定は困難であった。
【特許文献１】特開平５−３２９８６４号公報
【特許文献２】特公昭６４−５８２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、熱可塑性樹脂等の成形材料の射出成形を行うにあたり、可塑化された成形材料の粘度を正確に測定すると共に、その測定結果に基づいて成形材料の可塑化条件や射出条件を制御し、好適な条件での射出成形を行うことができる射出装置及びこの射出装置を用いた射出成形方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る射出装置は、射出シリンダ１と、この射出シリンダ１に接続された計測用シリンダ２と、この計測用シリンダ２に接続された可塑化装置３とを具備し、前記可塑化装置３は、成形材料を加熱して可塑化する加熱手段と、可塑化した成形材料を計測用シリンダ２に供給する供給手段を備え、前記計測用シリンダ２は、複数の圧力センサ２５ａ，２５ｂと、計測用プランジャ２２と、計測用プランジャ２２の移動量を測定する測定手段とを備え、前記射出シリンダ１は、計測用シリンダ２から供給された成形材料を射出する射出手段を備えることを特徴とするものである。このように構成される射出装置にて射出成形を行うようにすると、成形材料を可塑化装置３にて可塑化した後、計測用シリンダ２に供給する際に、上記圧力センサ２５ａ，２５ｂと測定手段との検知結果に基づいて、可塑化した成形材料の粘度を導出することができ、この導出された粘度の値に基づいて、可塑化装置３における可塑化条件や、射出シリンダ１における射出条件を好適な条件に制御することが可能である。しかも、計測用シリンダ２に設けられた圧力センサ２５ａ，２５ｂには、射出時の圧力がかけられることがなく、このため高精度の圧力センサ２５ａ，２５ｂを用いて圧力の測定を正確に行うことができ、ひいては粘度の測定を正確に行うことができる。
【０００８】
上記計測用シリンダ２には、成形材料の温度を測定する温度センサ２７と、加熱手段とを備えさせることが好ましく、この場合は、温度センサ２７の検知結果に基づいて加熱手段を制御して計測用シリンダ２における成形材料の温度を一定に保持することができ、温度条件を一定にした状態で成形材料の粘度測定を行うことができるものであり、これにより粘度測定をより正確に行うことができる。
【０００９】
また、上記計測用シリンダ２は、計測用プランジャ２２から成形材料にかけられる圧力を検知する背圧測定センサ２６を備えるようにすることも好ましい。この場合は、背圧測定センサ２６の検知結果に基づき、この背圧を一定に維持した状態で成形材料の粘度測定を行うことができるものであり、これにより粘度測定をより正確に行うことができる。
【００１０】
本発明に係る射出成形方法は、上記のような射出装置を用い、可塑化装置３に成形材料を供給して可塑化すると共にこの成形材料を計測用シリンダ２へ供給し、この可塑化装置３から計測用シリンダ２への供給過程において上記圧力センサ２５ａ，２５ｂにて成形材料の圧力を検知すると共に、測定手段にて計測用プランジャ２２の移動量を検知し、この検知結果から成形材料の粘度を導出し、前記粘度の値に基づいて、計測用シリンダ２から射出シリンダ１へ供給された成形材料の射出条件を制御することを特徴とするものである。これにより、成形材料の粘度の値に基づいて、射出シリンダ１における射出条件を好適な条件に制御することが可能である。しかも、計測用シリンダ２に設けられた圧力センサ２５ａ，２５ｂには、射出時の圧力がかけられることがなく、このため高精度の圧力センサ２５ａ，２５ｂを用いて圧力の測定を正確に行うことができ、ひいては粘度の測定を正確に行うことができる。
【００１１】
また、上記計測用シリンダ２が、成形材料の温度を測定する温度センサ２７と、加熱手段とを備えるものであり、この温度センサ２７にて計測された成形材料の温度に基づいて、加熱手段による加熱量を変更することにより、計測用シリンダ２内の成形材料の温度が所定の値となるように制御することも好ましい。この場合、成形材料の温度条件を一定に維持した状態で粘度の測定を行うことができ、粘度の測定をより正確に行うことができる。
【００１２】
また、上記計測用シリンダ２が、成形材料から計測用プランジャ２２にかけられる圧力を検知する背圧測定センサ２６を備えるものであり、この背圧測定センサ２６にて検知される圧力が所定の値となるように前記計測用プランジャ２２から成形材料へかける圧力を制御することも好ましい。この場合、成形材料にかけられる背圧を一定に維持した状態で粘度の測定を行うことができ、粘度の測定をより正確に行うことができる。
【００１３】
また、射出シリンダ１を、成形圧力を検知する型内圧力センサ４１を備えた成形金型４に接続し、計測用シリンダ２における成形材料の粘度の測定結果に基づいて、成形金型４における好適な成形圧力範囲を導出し、成形圧力が前記好適な成形圧力範囲に収まるように射出シリンダ１を制御することも好ましい、この場合、粘度に応じた好適な成形圧力にて射出成形を行うことができる。
【００１４】
また、上記のような射出装置を用い、可塑化された成形材料が可塑化装置３から計測用シリンダ２へ供給されている際に上記圧力センサ２５ａ，２５ｂにて検知された成形材料の圧力と、計測用プランジャ２２の移動量とから成形材料の粘度を導出し、前記粘度の値に基づいて、可塑化装置３における可塑化条件を制御することもできる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、成形材料を可塑化装置３にて可塑化した後、計測用シリンダ２に供給する際に、上記圧力センサ２５ａ，２５ｂと測定手段との検知結果に基づいて、可塑化した成形材料の粘度を導出することができ、この導出された粘度の値に基づいて、可塑化装置３における可塑化条件や、射出シリンダ１における射出条件を好適な条件に制御することが可能であり、しかも、計測用シリンダ２に設けられた圧力センサ２５ａ，２５ｂには、射出時の圧力がかけられることがなく、このため高精度の圧力センサ２５ａ，２５ｂを用いて圧力の測定を正確に行うことができ、ひいては粘度の測定を正確に行うことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１に、本発明に係る射出装置の一例を示す。図示のものでは、成形用金型４の内部に接続された射出シリンダ１と、射出シリンダ１に接続された計測用シリンダ２と、計測用シリンダ２に接続された可塑化装置３とで、射出装置が構成されている。
【００１７】
射出シリンダ１は、可塑化された成形材料を成形金型４へ射出する機能を有する。図示の例では、筒状のシリンダ筒１１の内部に射出プランジャ１２を駆動自在に設けられており、またシリンダ筒１１の先端が成形用金型４内のキャビティ４２に連通接続されるようになっている。射出プランジャ１２は、前進速度（射出速度）又は射出プランジャ１２からシリンダ筒１１の内部の成形材料にかけられる背圧（射出圧力）を適宜調整して前進駆動することが可能となるように形成され、そのための油圧系、モータ等の駆動手段２３が設けられる。
【００１８】
計測用シリンダ２は、可塑化された成形材料の粘度を導出するための測定を行う機能と、この可塑化された成形材料を射出シリンダ１へ供給する機能とを有するものであり、図示の例では、シリンダ筒２１の内部に計測用プランジャ２２が駆動自在に設けられており、またシリンダ筒２１の先端が、上記射出シリンダ１のシリンダ筒１１の側面に接続されることにより、射出シリンダ１のシリンダ筒１１と計測用シリンダ２のシリンダ筒２１とが連通接続されている。この計測用シリンダ２のシリンダ筒２１内には、計測用プランジャ２２の駆動方向に沿って複数個（少なくとも二個）の圧力センサ２５ａ，２５ｂが配設されている。また計測用プランジャ２２の前進後退時の移動量を測定する測定手段として、エンコーダ等のような測定装置２４も設けられており、計測用プランジャ２２の移動量とそれに要した時間によって、計測用プランジャ２２の移動速度が導出されるようになっている。
【００１９】
ここで、上記射出プランジャ１２は、先端側へ前進させた状態では、その先端が射出シリンダ１のシリンダ筒１１と計測用シリンダ２のシリンダ筒２１との連通部位よりも先端側に配置され、これにより、射出シリンダ１の周面によってシリンダ筒１１，２１同士の連通が閉塞されるように形成されている。また、計測用プランジャ２２は、先端側へ前進させた状態ではその先端面によってシリンダ筒１１，２１同士の連通が閉塞されるように形成されている。
【００２０】
可塑化装置３は、成形材料を可塑化して計測用シリンダ２へ供給する機能を有する。図示の可塑化装置３は、スクリューフィーダ式に形成されており、加熱手段としてヒータ３３を備えるシリンダ筒３１の内部に、供給手段としてスクリュー３２が回転駆動自在に設けられている。この可塑化装置３のシリンダ筒３１の先端が、計測用シリンダ２のシリンダ筒２１の先端付近、少なくとも圧力センサ２５ａ，２５ｂよりも先端側に接続されることにより、可塑化装置３のシリンダ筒３１と計測用シリンダ２のシリンダ筒２１とが連通接続されている。また、図示はしていないが、可塑化装置３のシリンダ筒３１と計測用シリンダ２のシリンダ筒２１との連通部位には、両者の連通状態を開閉するシャッターが設けられている。
【００２１】
このような射出装置により熱可塑性樹脂等のような成形材料を射出成形する場合には、まず射出シリンダ１の射出プランジャ１２の先端が、射出シリンダ１のシリンダ筒１１と計測用シリンダ２のシリンダ筒２１との連通部位よりも先端側に配置されるようにすることで、この二つのシリンダ筒１１，２１の連通を閉塞し、また計測用プランジャ２２はその先端を圧力センサ２５ａ，２５ｂよりも先端側に前進させた状態とする。
【００２２】
この状態で、可塑化装置３のシリンダ筒３１の内部にペレット状の成形材料を供給し、シャッターを開いた状態でヒータ３３にてシリンダ筒３１を加熱すると共にスクリュー３２を回転駆動させる。成形材料はシリンダ筒３１にて加熱されると共にスクリュー３２から剪断力が加えられることによって可塑化され、更にスクリュー３２の回転により計測用シリンダ２のシリンダ筒２１内に供給される。
【００２３】
計測用シリンダ２においては、可塑化された成形材料が供給されるに従って計測用プランジャ２２が押圧されて後退する。この成形材料の供給過程においては、計測用シリンダ２のシリンダ筒２１に設けられた少なくとも二つの圧力センサ２５ａ，２５ｂによる検知結果からシリンダ筒２１内における成形材料の圧損（ΔＰ）が導出され、また計測用プランジャ２２の移動量を計量する測定装置２４による検知結果からシリンダ筒２１内における成形材料の流速（Ｑ）が導出される。この成形材料の圧損（ΔＰ）と流速（Ｑ）とから、成形材料の粘度（η）を導出することができる。粘度（η）を導出するための式の一例は、次の通りである。
【００２４】
η＝τ・πＲ3／Ｑ
τ＝ΔＰ・Ｒ／（２ΔＬ）
η：粘度（Ｐａ・ｓ）
τ：剪断応力（Ｐａ）
Ｒ：シリンダ筒内半径（ｃｍ）
Ｑ：流速（ｃｍ3／ｓ）
ΔＬ：二つの圧力センサ２５ａ，２５ｂ間の距離（ｃｍ）
ΔＰ：二つの圧力センサ２５ａ，２５ｂにて測定された圧力の差（Ｐａ）。
【００２５】
尚、上記式において、圧損（ΔＰ）と流速（Ｑ）以外は装置構成に依存する定数であるから、粘度を表す指標としてΔＰ／Ｑの値を用い、この値に基づいて射出条件や可塑化条件を制御しても良く、必ずしも粘度の値そのものを導出する必要はない。また圧損（ΔＰ）の値を一定に制御することが可能であれば、流速（Ｑ）、すなわち計測用プランジャ２２の移動速度のみを、粘度を表す指標として用いても良い。
【００２６】
計測用シリンダ２に成形材料が供給されると、上記シャッターを閉じて計測用シリンダ２のシリンダ筒２１と可塑化装置３のシリンダ筒３１との連通を閉ざすと共に、射出プランジャ１２を後退させて計測用シリンダ２のシリンダ筒２１と射出シリンダ１のシリンダ筒１１の連通を開き、この状態で計測用プランジャ２２を前進させて成形材料を射出シリンダ１のシリンダ筒１１内へ供給する。このとき計測用プランジャ２２が前進することで、この計測用プランジャ２２の先端面により、計測用シリンダ２のシリンダ筒２１と射出シリンダ１のシリンダ筒１１の連通が閉ざされる。
【００２７】
次に、射出プランジャ１２を前進させることで、シリンダ筒１１内の成形材料を金型４内へ射出し、金型４内で成形品を成形するものである。
【００２８】
上記の射出成形の過程においては、粘度測定のための圧力センサ２５ａ，２５ｂを計測用シリンダ２のシリンダ筒２１内に配設しているものであり、このため、圧力センサ２５ａ，２５ｂには成形材料の射出時における高い射出圧力が直接かかることがなく、破損のおそれが少ないと共に、高感度の圧力センサ２５ａ，２５ｂを用いることができ、圧力の測定精度、ひいては粘度の測定精度が向上するものである。
【００２９】
また、計測用シリンダ２のシリンダ筒２１にこのシリンダ筒２１内の成形材料の温度を検知する温度センサ２７を設けると共に、このシリンダ筒２１にヒータ２８を設け、温度センサ２７の検知結果に基づき成形材料の温度が一定になるようにヒータ２８による加熱量を制御することが好ましい。この場合、計測用シリンダ２内の成形材料の温度を一定に保持することで、この成形材料の粘度測定時の温度条件を一定に保ち、これにより粘度の測定精度を向上することができる。
【００３０】
また、計測用プランジャ２２から成形材料へかけられる圧力（背圧）を検知する背圧測定センサ２６を設け、可塑化装置３から計測用シリンダ２へ成形材料が供給されている過程において、前記背圧測定センサ２６による検知結果に基づいて計測用プランジャ２２の駆動機構を制御することにより、計測用プランジャ２２から成形材料にかけられる背圧を一定に維持することも好ましい。この場合、成形材料の粘度測定時の背圧を一定に保ち、これにより粘度の測定精度を向上することができる。
【００３１】
また、計測用シリンダ２における成形材料の密度を一定に保持することで、粘度の測定精度を向上することもできる。
【００３２】
また、粘度の導出のために圧力センサ２５ａ，２５ｂにて成形材料の圧力を検知するにあたっては、成形材料を計測用シリンダ２へ供給していく過程において、図２（ａ）に示すように圧力センサ２５ａ，２５ｂにて検知される圧力（Ｐ１，Ｐ２）に変動が生じ、その差である圧損（ΔＰ）の値も一定の値とはならないことがある。この場合は圧力センサ２５ａ，２５ｂにて検知される所定期間内の変動した圧力（Ｐ１，Ｐ２）の平均値（図２（ｂ）に点線で示す）を導出し、その値に基づいて圧損（ΔＰ）の値を導出して、これにより粘度を導出することが好ましい。すなわち、成形材料を可塑化装置３から計測用シリンダ２へ供給する場合に、成形材料中に組成の不均一が生じている場合があり、例えば比重の高い成形材料のペレットが後から供給されるようになったりする場合があるが、このような場合には、圧力センサ２５ａ，２５ｂの検知結果を平均した値を圧力の測定値とし、その値に基づいて射出条件を制御することができるものである。
【００３３】
そして、本発明では、上記のような射出成形の過程において、導出された成形材料の粘度に基づき、射出シリンダ１における成形材料の射出条件と、可塑化装置３における成形材料可塑化条件のうち、少なくとも一方を制御するものである。
【００３４】
まず、粘度の測定結果に基づく射出条件の制御の例について説明する。
【００３５】
粘度の測定結果に基づく射出条件の制御の方式は、必要とされる成形品の性質等に応じて種々の態様を採り得る。また射出条件を、速度制御（射出速度の制御）するか、圧力制御（射出圧力の制御）するかによっても、条件制御の方式が異なるものとなる。
【００３６】
例えば金型４内における成形圧力を一定に保ちたい場合に、成形材料の粘度が高くなると射出時の圧損が大きくなって、金型４内における成形圧力が所望の値よりも低くなり、また逆に成形材料の粘度が低くなると金型４内における成形材料が所望の値よりも大きくなる場合がある。そこで、例えば成形材料の粘度の基準値と、この粘度の基準値に対応する射出プランジャ１２の前進速度（射出速度）（又は射出プランジャ１２から成形材料にかけられる背圧（射出圧力））の基準値とを設定しておき、実測される成形材料の粘度が基準値を上回った場合に、その実測値と基準値との差に応じて、射出速度（又は射出圧力）を基準値よりも増大させ、また実測される成形材料の粘度が基準値を下回った場合に、その実測値と基準値との差に応じて、射出速度（又は射出圧力）を基準値よりも低減させることで、金型４内における成形圧力を一定に保つように制御することができる。
【００３７】
また、このような制御を行う場合は、粘度が高くなって成形材料が射出されにくくなった場合に射出速度（又は射出圧力）を増大し、また粘度が低くなって成形材料が過剰に射出されやすくなった場合に射出速度（又は射出圧力）を低減することで、所望量の成形材料を金型４内に射出するようにし、製品重量を一定に保つこともできる。
【００３８】
例えば、射出条件を射出速度にて制御している場合において、粘度の基準値が１００ＭＰａ・ｓ、成形圧力が３００ＭＰａと設定されている場合に、粘度の実測値が１１０ＭＰａ・ｓとなったとき、射出速度を所定量（例えば１０％）増大させることで、成形圧力を一定に維持するものであり、また、射出条件を射出圧力にて制御している場合において、粘度の基準値が１００ＭＰａ・ｓ、成形品の重量が５ｇと設定されている場合に、粘度の実測値が９０ＭＰａ・ｓとなったとき、射出圧力を所定量（例えば１０％）低減させることによって、製品重量を一定に維持するものである。
【００３９】
計測用シリンダ２における可塑化された成形材料の粘度の実測値に応じて射出条件を制御するにあたっては、例えば成形材料の粘度と、その粘度に対する好適な射出条件の関係を、予め導出しておき、この粘度−射出条件の関係に基づいて、粘度の実測値から射出条件を導き、その射出条件にて成形材料を射出成形することができる。
【００４０】
粘度−射出条件の関係は、実験データに基づいて導出することができる。この場合、例えば上記のように成形金型４における成形圧力が一定となるようにしたり、製品重量が一定となるように粘度−射出条件の関係を導出することができる。また、成形材料の粘度が低い場合に射出速度が速いとヤケやジェッティング現象等を引き起こして成形不良が生じる場合があり、また粘度が高い場合に充填速度が遅いと成形材料が成形金型４内に完全に充填される前に冷却固化してしまって未充填が生じる等の成形不良が生じる場合があるため、これらの成形不良が生じないようにすることも考慮して粘度−射出条件の関係を導出しておくことが好ましい。
【００４１】
成形材料の射出条件は、射出圧力で制御したり、射出速度で制御したりすることができる。例えば図３（ａ）は、射出条件を射出速度で制御する場合における、可塑化された成形材料の粘度と、その粘度に対応する好適な射出速度との関係の一例を示すものであり、この関係に基づいて、粘度の実測値（例えば２５Ｐａ・ｓ）に対応する射出速度（例えば３００ｍ／ｓ）を導出し、この射出速度にて射出プランジャ１２を駆動させて射出成形を行うようにするものである。また図３（ｂ）は、射出条件を射出圧力で制御する場合における、可塑化された成形材料の粘度と、その粘度に対応する好適な射出圧力との関係の一例を示すものであり、この関係に基づいて、粘度の実測値（例えば２５Ｐａ・ｓ）に対応する射出圧力（例えば３００ＭＰａ）を導出し、この射出圧力にて射出プランジャ１２を駆動させて射出成形を行うことができる。このように粘度−射出速度の関係や、粘度−射出圧力の関係を予め導出しておき、この関係に基づいて射出条件を制御することができる。
【００４２】
また、可塑化された成形材料の粘度に対応する、成形金型４における成形圧力の好適範囲の関係を予め導出しておき、この粘度−成形圧力の関係に基づいて、射出条件を制御することもできる。この場合は、成形金型４に成形圧力を測定する型内圧力センサ４１を設け、この型内圧力センサ４１の検知結果に基づいて制御を行う。
【００４３】
上記の粘度−成形圧力の関係も、実験データに基づいて予め導出しておくことができる。図４（ａ）は、可塑化された成形材料の粘度に対する、成形圧力の好適範囲の関係の一例を示すものであり、実線は成形圧力の最も好適な値を、その上下の二つの点線はそれぞれ好適な成形圧力の上限値と下限値とを示す。この関係に基づき、粘度の実測値（例えば２５Ｐａ・ｓ）に対応する成形圧力の最好適値（例えば３５０ＭＰａ）、好適範囲の上限値（例えば４７５ＭＰａ）、好適範囲の下限値（例えば４２５ＭＰａ）がそれぞれ導出される。
【００４４】
図４（ｂ）は、上記のような粘度−成形圧力の関係に基づいて射出条件を制御した場合の、成形金型４内の圧力の経時変化の一例を示す。このような制御を行う場合には、例えば、まず射出プランジャ１２を射出速度で制御することにより成形材料を成形金型４に射出していく。成形金型４内に成形材料が充填されると、型内圧力センサ４１にて検知される成形金型４内の圧力が上昇する。この圧力が上記の成形圧力の好適範囲を超えた場合に、射出プランジャ１２を射出圧力による制御に切り替え、成形圧力が好適範囲に収まるようになるまで射出圧力を低減する。このとき、好ましくは成形圧力が最好適値となるようにする。以後は、成形圧力が好適範囲を超える場合には射出圧力を低減し、成形圧力が好適範囲を下回る場合には射出圧力を増大させるように制御して、成形圧力が好適範囲内に収まるようにするものである。そして成形後、型開きすることで、型内圧力センサ４１にて検知される圧力が急激に低減する。このようにすると、特に成形金型４における成形材料の過充填を防止することができ、これにより成形品の反り発生を抑制することができる。
【００４５】
このように成形材料の粘度に基づく射出条件の制御を行うと、射出条件の変更をフィードフォワード制御にて行うことができ、成形材料の粘度の変化に適時追随して射出条件を変更して常に好適な条件での射出成形を行うことができるものである。
【００４６】
次に、可塑化された成形材料の粘度の測定結果に基づき、可塑化条件を制御する場合には、例えば、成形材料の粘度の測定結果に基づいて、可塑化装置３におけるスクリュー３２の回転速度や、ヒータ３３の加熱量等を制御することができる。例えば、可塑化された成形材料の粘度に基準値を設定しておき、実測された粘度が前記基準値を下回る場合にはスクリュー３２の回転速度を増大させて成形材料に加えられる剪断力を増大させたり、ヒータ３３による加熱量を増大させたりして、成形材料の粘度を増大させ、基準値に近づけるようにすることができる。また逆に実測された粘度が基準値を上回る場合には、スクリュー３２の回転速度を低減させて成形材料に加えられる剪断力を低減したり、ヒータ３３による加熱量を低減させたりして、成形材料の粘度を低減させ、基準値に近づけるようにすることができる。
【００４７】
このように粘度の測定値に基づいて可塑化条件を制御すると、成形材料の粘度を一定に維持することで、成形条件を一定に保ち、安定した射出成形を行うようにすることが可能となる。
【００４８】
以上のような成形材料の粘度の実測値に基づく射出条件や可塑化条件の制御は、自動制御にて行うことができる。すなわち、例えば上記の圧力センサ２５ａ，２５ｂ、測定装置２４、温度センサ２７、背圧測定センサ２６、型内圧力センサ４１等による検知信号が入力されると共に、この入力信号に基づいて射出シリンダ１、計測用シリンダ２、可塑化装置３の動作を自動制御する制御部５を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略の断面図である。
【図２】（ａ）は圧力センサの検知結果の経時変化の一例を示すグラフ、（ｂ）は（ａ）における所定期間内の圧力センサの検知結果を平均化した値を示すグラフである。
【図３】（ａ）は測定された成形材料の粘度の値と、好適な射出速度との関係の一例を示すグラフ、（ｂ）は測定された成形材料の粘度の値と、好適な射出圧力との関係の一例を示すグラフである。
【図４】（ａ）は測定された成形材料の粘度の値と、好適な成形圧力の範囲との関係の一例を示すグラフ、（ｂ）は成形圧力が好適な範囲となるように射出条件を制御する場合における、型内圧力センサの検知結果の経時変化の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
１  射出シリンダ
２  計測用シリンダ
２２  計測用プランジャ
２５ａ，２５ｂ  圧力センサ
２６  背圧測定センサ
２７  温度センサ
３  可塑化装置
４  成形金型
４１  型内圧力センサ
【図１】
2005238519.tif 000003
【図２】
2005238519.tif 000004
【図３】
2005238519.tif 000005
【図４】
2005238519.tif 000006