エンジニアのための技術講座

プラ金型講座

掲載日:2012年09月28日

カテゴリ : キャビティ

第563回 キャビティ表面温度が高い金型の設計のヒント

エンジニアリング・プラスチック(エンプラ)やスーパー・エンプラの中には、キャビティの表面温度が100℃を超える種類の樹脂が増えてきています。

キャビティの表面温度が90℃ぐらいを超えてしまいますと、水(お湯)による温度調節では通常、昇温と温度保持が困難になります。

一般には、下記の手段が採用されます。

(1)油温度調節

油による温度調節は、型板やキャビティに設けられた流路に、循環ポンプから吐出された油が、ジョイントホース経由にて循環することにより、温度を一定に保ちます。一旦、設定温度まで温度が上がってしまいますと、比較的安定した温度維持が可能です。

しかし、温度の立ち上がりには時間を必要とする短所があります。

また、油の取扱いは、やけどの危険性があり、さらに油の後処理が面倒であるといった点も懸念されます。

(2)電気ヒーター温度調節

電気ヒーター(カートリッジヒーター)による温度調節は、温度センサー(熱電対等)と併用することにより、温度を一定に保ちます。熱容量が大きいので温度の立ち上がりが早い利点があります。

しかし、ヒーター周辺の温度は高く、ヒーターから離れた場所では温度が低くなり、温度分布を均一に保つことが困難になります。

また、ヒーターは、寿命がありますので、定期的に交換が必要になります。

ヒーターの取り付けは、取り付け孔とのクリアランスが重要になります。クリアランスが大きすぎますと、ヒーターが空焚き状態になり、寿命を縮めてしまいます。

ミスミM-HTM3021(カートリッジヒータ用金型温度調節コントローラ)は、PID制御方式でヒーターの温度調節が可能ですので、オン−オフ制御形式のコントローラーよりも極めて安定した温度制御が可能になります。

温度制御をより正確に行うためには、射出成形機のプラテンと金型の取付板の間に、断熱板を取り付けることを勧めます。または、型板の周囲にも断熱板を取り付けることもあります。

(3)加圧スチーム温度調節

加圧スチーム温度調節は、特殊な加圧ポンプを内蔵する温度調節機を用い、大気圧下での水蒸気は100℃までしか昇温しないにもかかわらず、圧力を作用させることで最高140℃程度まで金型の表面温度を上げることができます。しかも、金型の温度制御に使用する冷却孔は、一般の水温度調節と同様に孔を加工するだけでシンプルな内容で高温を確保することができます。

【表】キャビティ表面温度が高い成形材料の例

プラスチック名キャビティ表面温度(℃)
PPSガラス繊維30%
(ポリフェニレンサルファイド)
130〜150
LCPガラス40%
(液晶ポリマー)
70〜110
PET
(ポリエチレンテレフタレート)
130〜150
PA46
(ポリアミド/46ナイロン)
80〜120
PC
(ポリカーボネート)
80〜120



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