注塑成型機以及使用了注塑成型機的粘度測定方法
【專利摘要】本發明提供具有粘度測定功能的注塑成型機以及使用了注塑成型機的粘度測定方法。在加熱缸體經由噴嘴轉接器安裝噴嘴。在噴嘴轉接器安裝壓力測定用的傳感器。在噴嘴的前方打開的狀態下向空中注射熔融樹脂，并以在向空中注射熔融樹脂的過程中由壓力測定單元測定出的樹脂壓力為基礎，求出注射出的熔融樹脂的粘度。
【專利說明】注塑成型機以及使用了注塑成型機的粘度測定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及對注射后的熔融樹脂的粘度進行測定的注塑成型機以及使用了注塑 成型機的粘度測定方法。
【背景技術】
[0002] 注塑成型中熔融樹脂的粘度在判斷成形性、或確認即使是相同樹脂在批次間也存 在的特性的差等方面是重要的要素。粘度的測定中一般使用毛細管流變儀、熔融指數儀等 專用的粘度測定裝置。
[0003] 與此相對，提出了各種各樣以"容易進行測定"、"在與實際成形接近的狀態下測定 粘度"等目的使用注塑成型機來測定粘度的方法。日本特開2011-240631號公報、日本特開 平6-166068號公報中記載了安裝粘度測定用金屬模具、并向該金屬模具注射樹脂來計算 粘度的方法，日本特開2011-240631號公報、日本特開平6-166068號公報中還記載了在該 金屬模具具備熔融樹脂流動的細孔、壓力傳感器以及溫度傳感器等。日本特開2004-142204 號公報中也記載了不在注塑成型機追加傳感器等地計算粘度的方法。
[0004] 日本特開平5-329864號公報所提出的方法中，在噴嘴的兩個位置設置壓力傳感 器，根據熔融樹脂上游側和下游側的壓力差來計算粘度。另外，日本特開平11-10693號公 報中，壓力傳感器設置一個而將下游側的壓力作為大氣壓來計算粘度。另外，根據日本特開 2002-331558號公報，對于為了評價樹脂的流動特性而使用的樹脂壓力而言，有也可以使用 "設于缸體前端或者噴嘴部的壓力傳感器"的壓力的記述。
[0005] 作為非專利文獻，有如下非專利文獻，即，佐佐木英幸，其他1名，"使用了高剪切 流變儀的熔融樹脂的粘度測定"，[online]，巖手縣工業技術中心研宄報告第9號（2002)， [平成 25 年 8 月 20 日檢索]，網絡 <URL:http://www. pref. iwate. jp/ ?kiri/infor/ theme/2001/pdf/H13-48_capiro. pdf>。作為非專利文獻的上述佐佐木的文章中公開了以 計算粘度為目的而在缸體的前端安裝專用的部件的裝置。具體而言，該專用部件由具有被 稱作毛細管的細管的部件、和為了測定在該具有細管的部件流入的樹脂壓力而安裝有壓力 傳感器的部件等構成。
[0006] 日本特開2011-240631號公報、日本特開平6-166068號公報所公開的上述方法 中，與生產用不同，需要準備粘度計算專用的金屬模具。日本特開2004-142204號公報所提 出的方法中，作為用于粘度計算的形狀，使用噴嘴孔的直徑和長度，相對于此，壓力測量使 用按壓螺桿的測力傳感器的壓力。因此，該測定到的壓力也包括當螺桿在缸體內移動時在 其行程間充滿的樹脂所產生的阻力等，向噴嘴孔流入時的樹脂壓預想為產生誤差。即，該測 定到的壓力預想為從噴嘴注射的樹脂的熔融粘度也產生誤差。
[0007] 日本特開平5-329864號公報所公開的方法中，噴嘴長相當于粘度測定用的流路 大小，從而因相應的壓損而有損害成形性的擔憂。日本特開平11-10693號公報所公開的方 法中，由于使用在向金屬模具內注射填充的成形中的、樹脂的前端部達到噴嘴前端部時測 量的壓力，所以認為其時機的檢測需要某些其它的傳感器，并且認為由于使用壓力急劇上 升的一瞬間的壓力所以重復且精度較低。
[0008] 日本特開2002-331558號公報所公開的方法中，若在缸體前端安裝壓力傳感器， 則也測定在樹脂流路從缸體內徑向噴嘴內徑縮小時產生的壓損大小，從而在為了更加正確 地計算樹脂粘度的方面成為誤差要因。為了精度良好地計算粘度，優選在噴嘴前端部附近 設置壓力傳感器，但另一方面，噴嘴需要與金屬模具對應地變更前端部形狀等，若在全部噴 嘴安裝壓力傳感器則變得高價，并且若在每次更換噴嘴時安裝、拆下壓力傳感器則變得麻 煩。
[0009] 在作為非專利文獻的佐佐木記載的測定裝置中，沒有合模機構，安裝粘度測定用 的部件，實際上不是能夠進行注塑成型的方式。另外，使熔融樹脂流路彎曲90度，并且在其 角部具備壓力傳感器，并且有測定到的樹脂壓力與直接流動的部分的樹脂壓力不同的可能 性。
【發明內容】
[0010] 因此鑒于上述以往技術的問題點，本發明的目的在于提供如下注塑成型機以及樹 脂粘度測量方法，即，通過使用不需要與金屬模具對照地更換的噴嘴轉接器來測定壓力，而 能夠測定從噴'嘴注射的樹脂的粘度。
[0011] 為了解決上述課題，本發明中，在安裝于加熱缸體前端與噴嘴之間且將熔融樹脂 流路從缸體連接到噴嘴的噴嘴轉接器，設置測定樹脂壓力的壓力傳感器，并使用在噴嘴的 前方打開的狀態下向空中注射時的由噴嘴轉接器的壓力傳感器測定出的壓力，來求出熔融 樹脂粘度。另外，對于噴嘴轉接器內的壓力測定位置而言，在直徑與噴嘴轉接器的噴嘴側端 面的內徑相同的圓筒部進行壓力測定的話，能夠在熔融樹脂的流動所引起壓損的誤差較少 的狀態下進行壓力測定。
[0012] 而且，本發明的注塑成型機是在加熱缸體內使樹脂熔融之后，通過使螺桿或者柱 塞前進來從噴嘴注射熔融樹脂的注塑成型機，其特征在于，具備：噴嘴轉接器，其安裝于上 述加熱缸體前端部與上述噴嘴之間，且將熔融樹脂流路從加熱缸體連接到噴嘴；壓力測定 單元，其測定在上述噴嘴轉接器的樹脂壓力；以及熔融樹脂注射單元，其在上述噴嘴的前方 打開的狀態下向空中注射熔融樹脂，并具備根據樹脂壓力來求出上述注射出的熔融樹脂的 粘度的單元，該樹脂壓力是在利用上述熔融樹脂注射單元向空中注射熔融樹脂的過程中由 上述壓力測定單元測定出的壓力。
[0013] 上述噴嘴轉接器的樹脂壓力測定位置能夠是比如下軸向位置接近噴嘴的位置，該 軸向位置是上述熔融樹脂流路的直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的直徑的軸向位置中 最接近噴嘴的位置。
[0014] 上述噴嘴轉接器的壓力測定位置能夠是上述熔融樹脂流路中內徑與噴嘴側端面 的內徑相同的圓筒部。
[0015] 上述注塑成型機能夠構成為，具備存儲噴嘴前端細管部的孔徑和長度、螺桿或者 柱塞直徑的單元，上述求出粘度的單元根據在設定螺桿位置或者從注射開始經過設定時間 的上述測定出的樹脂壓力、注射速度、上述存儲的噴嘴前端細管部的孔徑和長度、以及螺桿 或者柱塞直徑，來求出粘度。并且，上述注塑成型機能夠構成為，將組合有上述噴嘴前端細 管部的孔徑和長度的信息作為噴嘴形狀數據而保存于數據庫，基于安裝的噴嘴而讀取噴嘴 前端細管部的孔徑和長度信息，并求出粘度。
[0016] 本發明的樹脂粘度測量方法使用了注塑成型機，該注塑成型機在加熱缸體內使樹 脂熔融之后，通過使螺桿或者柱塞前進來從噴嘴注射熔融樹脂，其特征在于，使用測定噴嘴 轉接器的樹脂壓力的壓力測定單元，測定在噴嘴前方打開的狀態下向空中進行熔融樹脂的 注射時的樹脂壓力，基于該測定出的樹脂壓力求出上述注射出的熔融樹脂的粘度，上述噴 嘴轉接器安裝于上述加熱缸體前端部與上述噴嘴之間且將熔融樹脂流路從加熱缸體連接 到噴嘴。
[0017] 上述噴嘴轉接器的樹脂壓力測定位置能夠是比如下軸向位置接近噴嘴的位置，該 軸向位置是上述熔融樹脂流路的直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的直徑的軸向位置中 最接近噴嘴的位置。
[0018] 上述噴嘴轉接器的壓力測定位置能夠是上述熔融樹脂流路中內徑與噴嘴側端面 的內徑相同的圓筒部。
[0019] 上述樹脂粘度測量方法能夠根據在設定螺桿位置或者從注射開始經過設定時間 測定出的樹脂壓力、注射速度、噴嘴前端細管部的孔徑和長度、以及螺桿或者柱塞直徑，來 求出粘度。
[0020] 本發明通過具備以上的結構能夠提供如下注塑成型機以及樹脂粘度測定方法， 即，用不需要與金屬模具對照地更換的噴嘴轉接器來測定壓力，而能夠測定從噴嘴注射的 樹脂的粘度。
[0021] 通過以下參照附圖的實施例的說明，本發明的上述的以及其他的目的以及特征會 變得清楚。這些附圖如下。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0022] 圖1是說明在加熱缸體經由噴嘴轉接器而安裝有噴嘴的本發明的實施方式的圖。
[0023] 圖2是說明壓力測定位置的圖。
[0024] 圖3是說明壓力測定位置的圖。
[0025] 圖4是說明注塑成型機的結構的框圖。
【具體實施方式】
[0026] 此外，本發明的一個實施方式能夠用于通過使螺桿或者柱塞前進來從噴嘴注射熔 融樹脂的注塑成型機。此處，以通過使螺桿前進來從噴嘴注射熔融樹脂的注塑成型機為例 進行說明。
[0027] 如圖4所示，注塑成型機M在機座上具備合模部Mc以及注射部Mi。注射部Mi在 加熱缸體1內對樹脂材料、即顆粒進行加熱熔融，并向金屬模具40的腔體內注射該熔融樹 月旨。合模部Mc主要進行金屬模具40 (40a、40b)的開閉。注塑成型機M的結構將于后文敘 述。
[0028] 圖1是說明在加熱缸體1經由噴嘴轉接器60而安裝有噴嘴2的一個實施方式的 圖。圖2是說明壓力測定位置64的圖。圖3是說明壓力測定位置65的圖。
[0029] 對于為了求出粘度而測定樹脂壓力而言，從測定的精度的觀點看，優選在與為了 進行粘度計算而能夠使用其形狀尺寸的噴嘴前端部接近的位置進行測定。但是，從使用的 便利性的觀點看，如圖4所示，由于噴嘴2需要與金屬模具40對照地變更，所以在與噴嘴前 端部接近的位置進行測定的情況下，產生與噴嘴2-起地更換或安裝、拆下壓力測定用的 傳感器的需要。通過在噴嘴轉接器60安裝壓力測定用的傳感器來測定壓力，從而不需要與 噴嘴2 -起更換或安裝、拆下壓力測定用的傳感器。
[0030] 圖2是表示壓力測定位置64的圖，表示在將噴嘴轉接器60安裝于加熱缸體1時、 包括加熱缸體1的長軸的平面內的噴嘴轉接器60的剖面。正中央的部分是熔融樹脂流路 61，一端是加熱缸體側，另一端是噴嘴側。熔融樹脂在熔融樹脂流路61內從附圖右邊朝向 左邊流動。該壓力測定位置64是比如下軸向位置接近噴嘴的位置的一個例子，該軸向位置 是在熔融樹脂流路61的直徑成為與加熱缸體側端面的內徑62相同的直徑的軸向位置中最 接近噴嘴的位置。
[0031] 噴嘴轉接器60內的熔融樹脂流路61 -般剖面積從加熱缸體內徑向噴嘴內徑變 化。由于流動中的樹脂壓力也因剖面積的變化而變化，所以測定與噴嘴前端部的樹脂壓力 接近的樹脂壓力。因此，至少在比直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的部分靠近噴嘴側進 行壓力測定。壓力測定位置64是在噴嘴轉接器60的熔融樹脂流路61內比如下軸向位置 接近噴嘴的部分，該軸向位置是在直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的軸向位置中最接近 噴嘴側的位置。
[0032] 圖3是表示壓力測定位置65的圖，為了測定比圖2的情況更加接近噴嘴前端部的 樹脂壓力的樹脂壓力，在直徑與噴嘴側端面的內徑相同的圓筒部進行壓力測定。此處，端面 的內徑是指，即使是倒角、圓弧形狀也不包括該倒角、圓弧形狀大小的內徑。另外，"相同的 直徑"是指，不僅說實際的直徑相同，例如設計上的直徑相同但因制作上的誤差等而實際的 直徑不同的情況也包括在"相同的直徑"內。該壓力測定位置65是熔融樹脂流路61中、內 徑與噴嘴側端面的內徑63相同的圓筒部的一個例子。
[0033] 此外，圖2、圖3中作為例子而表示了噴嘴偵U端面的內徑比加熱缸體偵U端面的內徑 小的情況，但不限定于此，也可以是加熱缸體側端面的內徑與噴嘴側端面的內徑相同，或者 也可以是噴嘴側端面的內徑比加熱缸體側端面的內徑大。另外，在加熱缸體側端面的內徑 與噴嘴側端面的內徑相同的情況下，"比如下軸向位置接近噴嘴的位置，該上述軸向位置是 在熔融樹脂流路的直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的軸向位置中最接近噴嘴的位置"是 包括熔融樹脂流路的直徑與噴嘴側端面的內徑相同的位置全部。
[0034] 接下來對粘度計算方法進行說明。粘度計算使用毛細管流變儀等中也使用的一般 的式子。
[0035] 當將剪切粘度設為n [Pa · sec]、將剪切應力設為τ [Pa]、將剪切速度設為 γ [secT1]時，剪切粘度n [Pa · sec]由式⑴求出，剪切應力τ [Pa]由式⑵求出，剪切 速度γ [secT1]由式（3)求出。
【權利要求】
1. 一種注塑成型機，在加熱缸體內使樹脂熔融之后，通過使螺桿或者柱塞前進來從噴 嘴注射熔融樹脂， 上述注塑成型機的特征在于，具備： 噴嘴轉接器，其安裝于上述加熱缸體前端部與上述噴嘴之間，且將熔融樹脂流路從加 熱缸體連接到噴嘴； 壓力測定單元，其測定在上述噴嘴轉接器的樹脂壓力；以及 熔融樹脂注射單元，其在上述噴嘴的前方打開的狀態下向空中注射熔融樹脂， 并具備根據樹脂壓力來求出上述注射出的熔融樹脂的粘度的單元，該樹脂壓力是在利 用上述熔融樹脂注射單元向空中注射熔融樹脂的過程中由上述壓力測定單元測定出的壓 力。
2. 根據權利要求1所述的注塑成型機，其特征在于， 上述噴嘴轉接器的樹脂壓力測定位置是比如下軸向位置接近噴嘴的位置，該軸向位置 是上述熔融樹脂流路的直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的直徑的軸向位置中最接近噴 嘴的位置。
3. 根據權利要求1所述的注塑成型機，其特征在于， 上述噴嘴轉接器的壓力測定位置是上述熔融樹脂流路中內徑與噴嘴側端面的內徑相 同的圓筒部。
4. 根據權利要求1?3中任一項所述的注塑成型機，其特征在于， 上述注塑成型機具備存儲噴嘴前端管部的孔徑和長度、螺桿或者柱塞直徑的單元，上 述求出粘度的單元根據在設定螺桿位置或者從注射開始經過設定時間的上述測定出的樹 脂壓力、注射速度、上述存儲的噴嘴前端管部的孔徑和長度、以及螺桿或者柱塞直徑，來求 出粘度。
5. 根據權利要求4所述的注塑成型機，其特征在于， 上述注塑成型機將組合有上述噴嘴前端管部的孔徑和長度的信息作為噴嘴形狀數據 而保存于數據庫，基于安裝的噴嘴而讀取噴嘴前端管部的孔徑和長度信息，并求出粘度。
6. -種使用了注塑成型機的樹脂粘度測量方法，該注塑成型機在加熱缸體內使樹脂熔 融之后，通過使螺桿或者柱塞前進來從噴嘴注射熔融樹脂， 上述使用了注塑成型機的樹脂粘度測量方法的特征在于， 使用測定噴嘴轉接器的樹脂壓力的壓力測定單元，測定在噴嘴前方打開的狀態下向空 中進行熔融樹脂的注射時的樹脂壓力，基于該測定出的樹脂壓力求出上述注射出的熔融樹 脂的粘度，上述噴嘴轉接器安裝于上述加熱缸體前端部與上述噴嘴之間，且將熔融樹脂流 路從加熱缸體連接到噴嘴。
7. 根據權利要求6所述的使用了注塑成型機的樹脂粘度測量方法，其特征在于， 上述噴嘴轉接器的樹脂壓力測定位置是比如下軸向位置接近噴嘴的位置，該軸向位置 是上述熔融樹脂流路的直徑與加熱缸體側端面的內徑相同的直徑的軸向位置中最接近噴 嘴的位置。
8. 根據權利要求6所述的使用了注塑成型機的樹脂粘度測量方法，其特征在于， 上述噴嘴轉接器的壓力測定位置是上述熔融樹脂流路中內徑與噴嘴側端面的內徑相 同的圓筒部。
9.根據權利要求6?8中任一項所述的使用了注塑成型機的樹脂粘度測量方法，其特 征在于， 根據在設定螺桿位置或者從注射開始經過設定時間測定出的樹脂壓力、注射速度、噴 嘴前端細管部的孔徑和長度、以及螺桿或者柱塞直徑，來求出粘度。
【文檔編號】B29C45/76GK104512018SQ201410495771
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月24日 優先權日:2013年9月26日
【發明者】大森瑛 申請人:發那科株式會社