(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
射出成形機（４）と金型（５）を備えたプラスチック成形装置（１）が設置された室内（Ｓ）に、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを媒体として循環させて該射出成形機（４）を冷却するための室内ユニット（２）を、設置すると共に、室外（Ｏ）に、上記室内ユニット（２）にHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を循環させて該室内ユニット（２）の上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却するための室外ユニット（３）を、配置したことを特徴とするプラスチック成形装置の冷却機構。
【請求項２】
射出成形機（４）と金型（５）を備えた複数のプラスチック成形装置（１）…が設置された室内（Ｓ）に、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを媒体として循環させて該射出成形機（４）を冷却するための室内ユニット（２）を、各プラスチック成形装置（１）に対応させて設置すると共に、室外（Ｏ）に、各室内ユニット（２）に連通連結されて各室内ユニット（２）にHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を循環させて各室内ユニット（２）の上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却するための室外ユニット（３）を１機配置したことを特徴とするプラスチック成形装置の冷却機構。
【請求項３】
射出成形機（４）と金型（５）を備えたプラスチック成形装置（１）が設置された室内（Ｓ）に、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを媒体として循環させて該射出成形機（４）を冷却するための室内ユニット（２）を、設置すると共に、室外（Ｏ）に、上記室内ユニット（２）にHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を循環させて該室内ユニット（２）の上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却するための室外ユニット（３）を配置し、さらに、上記金型（５）の温度制御を行う温調機（６）を設けて、上記室内ユニット（２）の上記ケミカルクーラントから成る媒体を該温調機（６）に供給して、該温調機（６）から供給されて上記金型（５）の温度を制御する媒体の温度を調整し、上記金型（５）の温度を制御する該媒体を、エチレングレコール水溶液又はプロピレングレコール水溶液としたことを特徴とするプラスチック成形装置の冷却機構。
【請求項４】
射出成形機（４）と金型（５）を備えたプラスチック成形装置（１）が設置された室内（Ｓ）に、該室内（Ｓ）の室内ユニット（２）にて該射出成形機（４）に媒体を供給して該射出成形機（４）を冷却するプラスチック成形装置の冷却方法であって、上記射出成形機（４）に供給される媒体として、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを使用し、かつ、室外（Ｏ）に設置された室外ユニット（３）からHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を上記室内ユニット（２）に供給して該室内ユニット（２）の上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却することを特徴とするプラスチック成形装置の冷却方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプラスチック成形装置の冷却機構及び冷却方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、プラスチック成形品は、工場内部に設置された射出成形機にてプラスチック原料を溶融し、金型内にこの溶融樹脂を射出し、成形後に冷却して成形される。
【０００３】
そして、従来では、例えば、図５に示すように、屋外に設置されるクーリングタワーａと、該クーリングタワーａ近傍の冷却水低温水槽ｂ及び冷却水高温水槽ｃと、該冷却水低温水槽ｂの冷却水を工場内（室内）の温調機ｄに供給するためのポンプｅと、該冷却水高温水槽ｃ内の冷却水をクーリングタワーａに戻すためのポンプｆと、等を備える。
【０００４】
即ち、冷却水低温水槽ｂの冷却水がポンプｅの駆動にて配管ｎを介して温調機ｄに供給されて、この温調機ｄからは冷却水が金型ｍに供給されて該金型ｍの温度が調整される。また、冷却水低温水槽ｂの冷却水は配管ｐを介して射出成形機ｇにも供給されてこの冷却水にて該射出成形機ｇが冷却される。なお、図５において、ｑは給水管、ｒは排水管、ｓはポンプｆを介してクーリングタワーａに冷却水を供給するための配管、ｔはクーリングタワーａから冷却水を水槽ｂに供給するための配管、ｕは冷却水帰還用の配管である。
【０００５】
また、図６に示すように、工場内（室内）にチラーｈ（冷水機）を設置したものがある。この場合、ポンプｅから配管ｖを介してチラーｈに冷却水が供給され、このチラーｈにて冷却された冷却媒体（冷却水）が、配管ｗを介して温調機ｄに供給され、上述の図５と同様に金型ｍ及び射出成形機ｇが冷却される。なお、図６において、ｘは冷却水帰還用の配管、ｙはチラーｈに水を供給するための配管である。
【０００６】
ところで、プラスチック成形品の製造には、製品の形状、樹脂の種類、生産サイクル等に応じて最適な金型温度を設定し、常に一定の温度に制御する必要がある。そのために、上述の如く、プラスチック成形装置には、温調機を使用する。そして、従来の温調機ｄとしては、図７に示す間接タイプと、図８に示す直接タイプとがある。
図７に示す間接タイプは、媒体タンク101 と、該媒体タンク101 に設けられるヒーター102 と、該媒体タンク101 に設けられるクーラー103 と、液面制御器104 と、媒体タンク101 内の冷却媒体（冷却水）を金型ｍに供給するためのポンプ105 等を備える。
【０００７】
即ち、冷却水入口106 から媒体タンク101 のクーラー103 に冷却水が供給され、このクーラー103 から冷却水出口107 を介して冷却水が排出される。また、媒体タンク101 の媒体の温度が低下すれば、ヒーター102 にて媒体タンク101 の媒体の温度を上昇させる。
このため、温度が制御された媒体タンク101 の媒体が、ポンプ105 にて金型ｍを循環して該媒体タンク101 に戻る。この際、媒体タンク101 の媒体の液面108 が液面制御器104 にて制御され、一定の液面位置が保持される。
【０００８】
また、図８に示す温調機ｄは、媒体タンク101 と、ヒーター102 と、液面制御器104 と、を備え、図７に示す温調機ｄと同様に、媒体タンク101 の媒体が金型ｍを循環して該金型ｍを冷却する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従って、従来では、熱媒体として冷却水を多量に必要とし、そのため、水垢による目詰まり、水質悪化からの腐食、金型内部の錆、微生物発生による熱交換率の低下等の障害が発生していた。また、室外に、水槽及びクーリングタワー等を設置する必要があり、全体として大掛かりなものとなると共に、そのために、工場内に大きなスペースを必要としていた。
そこで、本発明では、冷却水の使用を従来のものに比べて大幅に減少させて、上述の各障害の発生を有効に防止することができ、しかも、全体の設備の簡略化を図ることができるプラスチック成形装置の冷却機構及び冷却方法を、提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係るプラスチック成形装置の冷却機構は、射出成形機と金型を備えたプラスチック成形装置が設置された室内に、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを媒体として循環させて該射出成形機を冷却するための室内ユニットを、設置すると共に、室外に、上記室内ユニットにHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を循環させて該室内ユニットの上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却するための室外ユニットを、配置したものである。
【００１１】
また、射出成形機と金型を備えた複数のプラスチック成形装置が設置された室内に、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを媒体として循環させて該射出成形機を冷却するための室内ユニットを、各プラスチック成形装置に対応させて設置すると共に、室外に、各室内ユニットに連通連結されて各室内ユニットにHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を循環させて各室内ユニットの上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却するための室外ユニットを１機配置したものである。
【００１２】
また、射出成形機と金型を備えたプラスチック成形装置が設置された室内に、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを媒体として循環させて該射出成形機を冷却するための室内ユニットを、設置すると共に、室外に、上記室内ユニットにHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を循環させて該室内ユニットの上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却するための室外ユニットを配置し、さらに、上記金型の温度制御を行う温調機を設けて、上記室内ユニットの上記ケミカルクーラントから成る媒体を該温調機に供給して、該温調機から供給されて上記金型の温度を制御する媒体の温度を調整し、上記金型の温度を制御する該媒体を、エチレングレコール水溶液又はプロピレングレコール水溶液としたものである。
【００１３】
また、本発明に係るプラスチック成形装置の冷却方法は、射出成形機と金型を備えたプラスチック成形装置が設置された室内に、該室内の室内ユニットにて該射出成形機に媒体を供給して該射出成形機を冷却するプラスチック成形装置の冷却方法であって、上記射出成形機に供給される媒体として、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品を含んだケミカルクーラントを使用し、かつ、室外に設置された室外ユニットからHCFC(R22) や HCF(R134a) 等の水以外の冷却媒体を上記室内ユニットに供給して該室内ユニットの上記ケミカルクーラントから成る媒体を冷却する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳説する。
【００１５】
図１は本発明に係る冷却機構を示し、この冷却機構は、室内Ｓの複数のプラスチック成形装置１…を冷却するものであって、室内Ｓに配設される室内ユニット２と、室外Ｏに配設される室外ユニット３と、を備える。
【００１６】
ところで、プラスチック成形装置１は、射出成形機４と、該射出成形機４からのプラスチック溶融材が供給される金型５と、を備え、各プラスチック成形装置１の近傍には、該金型５の温度調整を行う温調機６が設けられている。
【００１７】
しかして、室外ユニット３は、図２に示すように、圧縮器８と、凝縮器９と、受液器10と、アキュームレータ11等を備え、また、室内ユニット２は、熱媒体（ケミカルクーラント）タンク13と、該熱媒体タンク13に内装される蒸発器14と、循環ポンプ15と、膨張弁16等を備える。
【００１８】
即ち、圧縮器８と凝縮器９とは、高圧ガス用配管17にて連通連結され、受液器10に高圧液用配管18ａが連通連結され、膨張弁16に高圧液用配管18ｂが連通連結され、この高圧液用配管18ａ，18ｂが連結配管19を介して連通連結される。また、蒸発器14には、連結配管20が連通連結され、この連結配管20がアキュームレータ11に連通管21を介して連通連結され、このアキュームレータ11と圧縮器８とが連通管22を介して連通連結される。さらに、熱媒体タンク13の上部には、冷水帰還用配管23が連通連結され、循環ポンプ15には、冷水往路用配管24が連通連結される。そして、連結配管19，20は、図１に示すように、室内ユニット２と室外ユニット３との間に配設される外部配管となる。
【００１９】
従って、アキュームレータ11からの冷却媒体───例えば、HCFC(R22) や HCF(R134a) 等───の気体が連通管22を介して圧縮器８に入り、この圧縮器８から圧縮された気体が凝縮器９に入り、ここで凝縮されて液体となって受液器10に入り、この受液器10から高圧液用配管18ａ、連結配管19、高圧液用配管18ｂ、及び膨張弁16を介して蒸発器14に入り、ここで、熱媒体タンク13の媒体にて熱が奪われて（この媒体を冷却して）、再び、連結配管20及び連通管21を介して圧縮器８に戻る。このサイクルを繰り返す。
【００２０】
そして、この冷水往路用配管24から、媒体が各成形装置１…に供給され、この媒体にて各成形装置１…が冷却され、その後、各成形装置１…から、冷却することによって高温となった媒体が冷水帰還用配管23を介して室内ユニット２の熱媒体タンク13に戻る。なお、図１において、25は室内ユニット２に水を供給する給水管である。
【００２１】
ところで、タンク13内の媒体（ケミカルクーラント）は、防錆性及び防腐食性に必要な化学薬品（例えば、有機カルボン酸ナトリウム、第４アンモニウム塩等）を混合させたものであり、成形装置１に対して錆発生等を有効に防止することができる。
【００２２】
しかして、射出成形機４及び温調機６に媒体（ケミカルクーラント）が供給されるが、温調機６としては、図３に示すものが使用される。
即ち、温調機６は、媒体タンク26と、該媒体タンク26に内装されるヒーター27及びクーラー28と、該媒体タンク26と配管40を介して連通連結される媒体ポンプ29と、液面制御器30等を備え、これら媒体タンク26等がケーシングＣに収納されている。
【００２３】
また、クーラー28には、冷媒供給配管31と冷媒排出配管32とが連通連結され、媒体タンク26には、電磁弁33付きの熱媒供給配管34が連通連結される。さらに、液面制御器30と媒体タンク26とが連通配管35にて連通連結され、液面制御器30には、熱媒排出配管36が連通連結されている。なお、冷媒供給配管31には、電磁弁37及び膨張弁38が付設されている。
【００２４】
ところで、媒体ポンプ29と金型５とは、送媒配管39にて連通連結され、金型５と媒体タンク26とは返媒配管41にて連通連結されている。なお、送媒配管39と返媒配管41とは、弁42を有するバイパス配管43にて連結されている。また、送媒配管39には、媒体ポンプ29の出口近傍にセンサー44が設けられ、返媒配管41には、バイパス配管43の近傍にセンサー45が設けられている。
【００２５】
即ち、液面制御器30からの指示にて電磁弁33を制御して媒体タンク26に媒体を供給する。そして、センサー44にて温度を計測し、媒体を冷却する場合は、冷媒供給配管31から冷却媒体をクーラー28に減圧供給して該媒体タンク26内の媒体を冷却する。また、媒体を加熱する場合は、タンク26内のヒーター27に通電して昇温させる。このように、媒体タンク26の媒体の温度を制御することによって金型温度制御に最適な温度の媒体を金型５に供給することができる。媒体タンク26の媒体としては、エチレングレコール水溶液、又は、プロピレングレコール水溶液を使用する。
【００２６】
次に、上述の如く構成された冷却機構を使用してプラスチック成形装置を冷却する方法を説明する。
即ち、室内ユニット２から温調機６に配管24を介して媒体（この媒体は室外ユニット３の冷却媒体にて冷却されている。）を供給して、この温調機６内の媒体の温度を制御しつつこの媒体を金型５に循環させて、該金型５の温度調整を行う。また、室内ユニット２から配管24を介して媒体を射出成形機４に循環させてこの射出成形機４を冷却する。
【００２７】
従って、この冷却方法としては、プラスチック成形装置１が設置された室内Ｓに、該室内Ｓの室内ユニット２にて該プラスチック成形装置１に媒体を供給して該プラスチック成形装置１を冷却するものであって、室外Ｏに設置された室外ユニット３から水以外の冷却媒体を上記室内ユニット２に供給して該室内ユニット２の媒体を冷却することになる。
この為、従来のものに比べて大量の水を必要とせず、水を使用することによる障害（例えば、水垢による目詰まり等）を有効に防止することができ、各射出成形機４…は効率良く冷却されると共に、各金型５…の温度調整を確実に行うことができ、高精度の製品を成形することができる。
【００２８】
次に、図４は他のプラスチック成形装置の冷却機構を示し、この場合、室内ユニット２が、複数のプラスチック成形装置に対応して設けられている。なお、各室内ユニット２及び室外ユニット３の構造は図２に示したものとほぼ同様であるので、これらの具体的な説明は省略するが、各室内ユニット２…からは、冷水往路用配管24と冷水帰還用配管23が夫々一対づつ連通連結される。
【００２９】
この場合でも、室外に設置された室外ユニット３から水以外の冷却媒体を、室内に設置された各室内ユニット２…に供給して該室内ユニット２…の冷却媒体（ケミカルクーラント）を冷却することができ、これによって、各プラスチック成形装置１を冷却することができる。
【００３０】
なお、本発明に係るプラスチック成形装置の冷却機構としては、室内に設置されるプラスチック成形装置の数に影響されることなく、各プラスチック成形装置を確実に冷却することができる。
ところで、プラスチック成形に際しては、金型５内部に射出された後の溶融樹脂から熱を奪って凝固させるために金型を冷却する必要があると共に、シリンダと樹脂投入用ホッパー75（図１等参照）の下部で樹脂の熱伝導による溶解を防止するために、樹脂投入用ホッパー75の下部を有効に冷却する必要がある。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は上述の如く構成しているので、次に記載する効果を奏する。
【００３２】
請求項１，２又は３によれば、室外ユニット３と室内ユニット２との間においては、水以外の冷却媒体を使用するので、水垢による目詰まり、水質悪化からの腐食、及び、微生物発生による熱交換効率の低下等を防止することができ、長期に渡って安定した冷却機能を発揮する。また、室外Ｏに水槽及びクーリングタワー等を設置する必要がなく、全体としての構造の簡略化を図ることができると共に、この機構のために工場内のスペースを大きく取る必要がなく、工場内のスペースを有効に利用することができ、しかも、冷却水の搬送動力の軽減及び配管施工コストの低減を図ることができる。
【００３３】
請求項４によれば、プラスチック成形装置１（プラスチックシステム）の安全管理を図ると共に、障害（水垢による目詰まり、水質悪化からの腐食、射出成形機４内部の錆の発生、微生物発生による熱交換効率の低下）を有効に防止することができる。
【００３４】
さらに、請求項４によれば、冬季に０℃以下に温度が下がる地域の工場に於ては、長期に操業が停止される場合（例えば正月休み等）、又は寒冷地に建設される工場に於て、内部にある水の凍結により成形機、配管設備等を破損する場合がある。現状では長期休業時には装置内部の水を外部に放出又は休止期間中も電気ヒーター等で加温された水を循環し破損を回避している。冷却媒体としてケミカルクーラントを使用する事により、これらの問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係るプラスチック成形装置の冷却機構の簡略図である。
【図２】  室内ユニットと室外ユニットとの簡略図である。
【図３】  温調機の簡略図である。
【図４】  他のプラスチック成形装置の冷却機構の簡略図である。
【図５】  従来のプラスチック成形装置の冷却機構の簡略図である。
【図６】  従来の他のプラスチック成形装置の冷却機構の簡略図である。
【図７】  従来の温調機の簡略図である。
【図８】  他の従来の温調機の簡略図である。
【符号の説明】
１  プラスチック成形装置
２  室内ユニット
３  室外ユニット
４  射出成形機
５  金型
６  温調機
Ｏ  室外
Ｓ  室内
【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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