特許 7353048 射出成形機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-21

(45)【発行日】2023-09-29

(54)【発明の名称】射出成形機

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/17 20060101AFI20230922BHJP

   B29C 45/34 20060101ALI20230922BHJP

【ＦＩ】

B29C45/17

B29C45/34

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019052345

(22)【出願日】2019-03-20

(65)【公開番号】P2020151953

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-12-14

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000002107

【氏名又は名称】住友重機械工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090033

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 博司

(74)【代理人】

【識別番号】100093045

【弁理士】

【氏名又は名称】荒船 良男

(72)【発明者】

【氏名】生田目 昂

(72)【発明者】

【氏名】宍戸 美子

(72)【発明者】

【氏名】工藤 佑貴

【審査官】田中 則充

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－００９４７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５０１０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２０６３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１８６４８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１９７４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４５／００－４５／８４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

成形材料を溶融させかつ金型に射出する射出装置と、
前記射出装置により溶融された成形材料から生じる揮発成分に接触する検出器である吸着剤と、
前記吸着剤の温度を計測する温度センサと、
前記吸着剤を加熱して再生するヒータと、
を備える射出成形機。

【請求項2】

成形材料を溶融及び金型に射出する射出装置と、
前記射出装置により溶融された成形材料から生じる揮発成分を気体のままイオン化させることにより検出する検出器と、
を備え、
前記成形材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレネーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のいずれかであり、
前記検出器が検出する前記揮発成分は、４－フェノキシフェノール、１，４－ジフェノキシベンゼン、ｏ－クレゾール、２，６－キシレノール、２，４－キシレノール、ベンゼンチオール、ジフェニルジスルフィド、フェニルスルフィド、シクロペンタノン、ε－カプロラクタム、フェノール、ベンゼン、ビフェニル、安息香酸フェニル、１，３－ブタジエン、テトラヒドロフラン、エチレン、メタン、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、炭素数２以上の飽和炭化水素、炭素数２以上の不飽和炭化水素、メタクリル酸メチル、スチレン、シクロペンタジエン、ノルボルネンのいずれかである射出成形機。

【請求項3】

金型から排出される気体を前記検出器に導く誘導路と、前記射出装置のシリンダ又はノズルに溜まった気体を前記検出器に導く誘導路と、前記射出装置のパージの際にノズルから排出された成形材料の周囲の気体を前記検出器に導く誘導路の誘導路のうち、少なくとも一つの誘導路を備える、
請求項１又は２に記載の射出成形機。

【請求項4】

前記吸着剤は、活性炭、アルミナ、ゼオライト及び金属有機物複合体のいずれか１つ又は複数である、
請求項１記載の射出成形機。

【請求項5】

前記検出器は、前記揮発成分である有機物を、炎、光、電子、プラズマ又は電磁波によりイオン化させる、
請求項２に記載の射出成形機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、射出成形機に関する。

【背景技術】

【0002】

射出成形機において、成形材料に不良な要素があったり、射出装置の制御パラメータに不適当な設定値が含まれていたりすると、成形材料が溶融中に劣化して炭化物を発生させることがある。炭化物は、シリンダ又はキャビティの内表面に堆積し、あるとき剥離して成形不良を引き起こす。このため成形材料の劣化を正確に検出できると、射出装置を適切なスケジュールで保守管理することができる。

【0003】

特許文献１には、金型に樹脂を充填する際、ガスベントから排出されるガスの流量を計測し、ガス流量の変化率から金型の保守時期を決定する装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１１－１５２７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

特許文献１の技術は、金型のキャビティ内に溶融樹脂が充填される際に、元々キャビティ内に充満していた空気と、成形材料のガス化した低分子成分とを、ガス流量センサによって計測し、これらから、成形不良の原因となる低分子成分のガス量を検出している。

【0006】

しかしながら、特許文献１の技術では、キャビティ内に充満している空気の量に対して、成形材料から発生した揮発成分の量が少ない場合、揮発成分の検出を正確に行うことができないという課題がある。

【0007】

本発明は、成形材料から発生する揮発成分の量が少なくても、成形材料の劣化を正確に検出できる射出成形機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係る射出成形機は、
成形材料を溶融させかつ金型に射出する射出装置と、
前記射出装置により溶融された成形材料から生じる揮発成分に接触する検出器である吸着剤と、
前記吸着剤の温度を計測する温度センサと、
前記吸着剤を加熱して再生するヒータと、
を備える構成とした。

【0009】

本発明に係る射出成形機は、
成形材料を溶融及び金型に射出する射出装置と、
前記射出装置により溶融された成形材料から生じる揮発成分を気体のままイオン化させることにより検出する検出器と、
を備え、
前記成形材料は、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフェニレネーテル（ＰＰＥ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアミド６６（ＰＡ６６）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のいずれかであり、
前記検出器が検出する前記揮発成分は、４－フェノキシフェノール、１，４－ジフェノキシベンゼン、ｏ－クレゾール、２，６－キシレノール、２，４－キシレノール、ベンゼンチオール、ジフェニルジスルフィド、フェニルスルフィド、シクロペンタノン、ε－カプロラクタム、フェノール、ベンゼン、ビフェニル、安息香酸フェニル、１，３－ブタジエン、テトラヒドロフラン、エチレン、メタン、アセトアルデヒド、ホルムアルデヒド、炭素数２以上の飽和炭化水素、炭素数２以上の不飽和炭化水素、メタクリル酸メチル、スチレン、シクロペンタジエン、ノルボルネンのいずれかである構成にした。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、成形材料から発生する揮発成分の量が少なくとも、成形材料の劣化を正確に検出できるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態１の射出成形機を示す図である。

【図2】実施形態１の揮発成分の測定機構の具体例を示すブロック図である。

【図3】図２の測定装置の具体例を示す構成図である。

【図4】本発明の実施形態２の射出成形機を示す図である。

【図5】実施形態２の揮発成分の測定機構の具体例を示すブロック図である。

【図6】図５のイオン分析装置の具体例を示す構成図である。

【図7】実施形態に係る変形例の射出成形機を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、本発明の各実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

【0013】

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の射出成形機を示す図である。実施形態１の射出成形機１は、成形材料（樹脂）を溶融及び射出する射出装置１０と、射出装置１０を搬送する可塑化移動装置２０と、成形材料が充填される金型４３を動かす型締装置３０と、固化した成形品を金型４３から押し出すエジェクタ装置５０と、各部を駆動制御する制御部７０とを備える。

【0014】

射出装置１０は、成形材料が投入されるホッパ１２と、成形材料が溶融及び搬送されるシリンダ１３と、シリンダ１３内で回転及び進退移動するスクリュ１４と、スクリュ１４を回転駆動する計量用モータ１６と、スクリュ１４を進退駆動する射出用モータ１７とを備える。シリンダ１３は、先端に射出ノズル１３ｎを有する。ホッパ１２はシリンダ１３に固定されている。さらに、射出装置１０は、シリンダ１３を支持するブラケット１１Ａと、計量用モータ１６を支持するフレーム１１Ｂと、射出用モータ１７を支持する図示しないフレームと、計量用モータ１６の動力をスクリュ１４に伝達するタイミングベルト１５と、射出用モータ１７の動力をフレーム１１Ｂに伝達するタイミングベルト１８及びネジナット機構（ボールネジ１９ａ及びナット１９ｂ）とを備える。射出用モータ１７を支持するフレームは、シリンダ１３を支持するブラケット１１Ａと相対位置が固定されるように連結されている。計量用モータ１６を支持するフレーム１１Ｂと、シリンダ１３を支持するブラケット１１Ａとは、ガイド２５に沿って移動可能に、かつ、互いの距離が可変に支持されている。スクリュ１４の後端は、フレーム１１Ｂに回転自在に支持されている。

【0015】

このような構成において、計量用モータ１６が回転駆動すると、その回転運動がタイミングベルト１５を介してスクリュ１４に伝達され、スクリュ１４が回転する。射出用モータ１７が回転駆動すると、その回転運動がタイミングベルト１８、ボールネジ１９ａ及びナット１９ｂを介して直線運動に変換され、フレーム１１Ｂがガイド２５に沿って移動する。その結果、スクリュ１４がシリンダ１３内で進退する。さらに、計量用モータ１６及びフレーム１１Ｂが、スクリュ１４の進退に追従して、ブラケット１１Ａに対して相対移動する。

【0016】

可塑化移動装置２０は、可塑化移動用モータ２１と、ネジナット機構（ボールネジ２２ａ及びナット２２ｂ）と、射出装置１０のブラケット１１Ａ及びフレーム１１Ｂを並進移動可能に支持するガイド２５とを備える。ガイド２５及び可塑化移動用モータ２１は、射出装置フレーム２４を介して成形機フレーム１０１に支持されている。ボールネジ２２ａは、射出装置フレーム２４に回転自在に支持されている。ナット２２ｂはスプリング２３を介してブラケット１１Ａに接続されている。可塑化移動用モータ２１の駆動によりボールネジ２２ａが回転すると、ナット２２ｂ及びナット２２ｂに連結されたブラケット１１Ａが、ボールネジ２２ａの軸方向に移動する。これにより、ブラケット１１Ａがガイド２５に沿って移動し、射出装置１０（シリンダ１３、スクリュ１４、フレーム１１Ｂ、計量用モータ１６、射出用モータ１７）が、スクリュ１４の軸方向に移動する。この移動により、シリンダ１３の射出ノズル１３ｎを、金型４３に圧接又は離間させることができる。

【0017】

金型４３は、可動金型４３ａと、固定金型４３ｂとを有する。金型４３は、さらに、キャビティに成形材料が射出される際に、キャビティ内の空気を排出するベント部４３ｃを有する。

【0018】

エジェクタ装置５０は、成形品を押し出すための図示略のエジェクトピンと、エジェクトピンを駆動するエジェクト用モータ５１とを備え、可動プラテン３４に取り付けられている。エジェクト用モータ５１が駆動することで、可動金型４３ａのキャビティにエジェクトピンが前進し、可動金型４３ａから成形品が押し出される。

【0019】

型締装置３０は、固定金型４３ｂを支持する固定プラテン３５と、可動金型４３ａを支持する可動プラテン３４と、クロスヘッド３３と、可動プラテン３４に動力を伝達するトグル機構３７と、型締用モータ３１と、トグル機構３７に型締用モータ３１の回転動力を並進動力に変換して伝達するネジナット機構（ボールネジ３２ａ及びナット３２ｂ）と、トグル機構３７及びボールネジ３２ａを支持するトグルサポート３８とを備える。可動プラテン３４は、金型４３の開閉方向に進退可能にガイドされている。トグルサポート３８は、タイロッド３６を介して固定プラテン３５と連結されている。ナット３２ｂはクロスヘッド３３に固定されている。

【0020】

型締用モータ３１が回転駆動すると、この回転運動がネジナット機構（ボールネジ３２ａ及びナット３２ｂ）により直線運動に変換されてクロスヘッド３３へ伝達される。直線運動の方向は、金型４３の開閉方向と一致する。クロスヘッド３３が移動すると、トグル機構３７が動作して可動プラテン３４が進退し、金型４３を開閉する。

【0021】

制御部７０は、例えばコンピュータで構成され、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリなどの記憶媒体と、入力インターフェースと、出力インターフェースとを有する。制御部７０は、記憶媒体に記憶されたプログラムをＣＰＵに実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御部は、入力インターフェースで外部からの信号を受信し、出力インターフェースで外部に信号を送信する。

【0022】

＜成形サイクル＞
制御部７０は、各部を駆動制御して、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程及び突き出し工程などを繰り返し行うことにより、成形品を繰り返し製造する。成形品を得るための一連の動作、基本的には、計量工程の開始から突き出し工程の完了までの動作を成形サイクルと呼ぶ。ただし、成形サイクル時間の短縮を目的として、計量工程が、前回の冷却工程中に行われる場合、あるいは、型締工程の間に行われる場合などには、型閉工程の開始から突き出し工程の完了までの動作を成形サイクルと呼んでもよい。

【0023】

計量工程は、スクリュ１４の回転により、成形材料を溶融させながらシリンダ１３の前部（射出ノズル１３ｎ側）へ送る工程である。計量工程では、成形材料がシリンダ１３の前部に蓄積されるにつれ、スクリュ１４が後退される。スクリュ１４が計量完了位置まで後退し、スクリュ１４の先端と射出ノズル１３ｎとの間に所定量の成形材料が蓄積されると、計量工程が完了する。型閉工程は、可動プラテン３４を前進させ、可動金型４３ａを固定金型４３ｂにタッチさせる工程である。昇圧工程は、型締用モータ３１をさらに駆動してクロスヘッド３３を型閉完了位置から型締位置までさらに前進させる工程である。昇圧工程により、金型４３に型締力が加えられる。型締工程は、型締用モータ３１を駆動して、クロスヘッド３３の位置を型締位置に維持する工程である。型締工程では、昇圧工程で発生させた型締力が維持される。

【0024】

充填工程は、スクリュ１４を設定移動速度で前進させ、シリンダ１３の前部に蓄積された液状の成形材料を金型４３のキャビティに充填させる工程である。保圧工程は、射出用モータ１７を駆動してスクリュ１４を前方に押し、シリンダ１３内に残る成形材料に圧力を加えることで、スクリュ１４の先端部における成形材料の圧力（「保持圧力」とも呼ばれる）を設定圧に保つ工程である。保圧工程において、金型４３のキャビティ内に射出された成形材料が徐々に冷却され、保圧工程完了時にはキャビティの入口が固化した成形材料で塞がれる。冷却工程では、金型４３のキャビティ内の成形材料の固化が行われる。冷却工程中に計量工程が行われてもよい。脱圧工程は、クロスヘッド３３を型締位置から型開開始位置まで後退させることにより、可動プラテン３４を後退させ、金型４３の型締力を減少させる工程である。型開工程は、クロスヘッド３３を設定移動速度で型開開始位置から型開完了位置まで後退させることにより、可動プラテン３４を後退させ、可動金型４３ａを固定金型４３ｂから離間させる工程である。突き出し工程は、エジェクタピンを設定移動速度で待機位置から突き出し位置まで前進させることにより、成形品を可動金型４３ａから突き出し、その後、エジェクタピンを設定移動速度で後退させ、元の待機位置まで後退させる工程である。

【0025】

一回の成形サイクルは、例えば、計量工程、型閉工程、昇圧工程、型締工程、充填工程、保圧工程、冷却工程、脱圧工程、型開工程及び突き出し工程をこの順で有する。ここでの順番は、各工程の開始の順番である。充填工程、保圧工程及び冷却工程は、型締工程の間に行われる。型締工程の開始は充填工程の開始と一致してもよい。脱圧工程の終了は型開工程の開始と一致する。なお、成形サイクル時間の短縮を目的として、同時に複数の工程を行ってもよい。例えば、計量工程は、前回の成形サイクルの冷却工程中に行われてもよく、型締工程の間に行われてもよい。この場合、型閉工程が成形サイクルの最初に行われることとしてもよい。また、充填工程は、型閉工程中に開始されてもよい。

【0026】

＜揮発成分の測定機構＞
さらに、実施形態１の射出成形機１は、ベント部４３ｃから排出される気体を導く誘導路７１と、誘導路７１により誘導された気体と接触する吸着剤７２と、吸着剤７２の温度を計測する温度センサ７３と、温度センサ７３の出力を受けて計算を行うコントローラ８０とを備える。吸着剤７２及び温度センサ７３は、成形材料の揮発成分の量を測定する測定装置７４を構成する。誘導路７１は、長い経路、放熱部又は冷却部を含むことで、排出された気体を常温等まで冷却し、吸着剤７２まで導く構成であってもよい。

【0027】

吸着剤７２は、例えば、活性炭、アルミナ、ゼオライト又は金属有機物複合体などであり、特定の揮発成分と接触したときに、その揮発成分を吸着し発熱する検出器として機能する。次に、複数の成形材料の種類とそれに対応する揮発成分の具体例を、「成形材料の種類・・・揮発成分」のように示す。

【0028】

ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）・・・４－フェノキシフェノール、１，４－ジフェノキシベンゼン
ポリフェニレネーテル（ＰＰＥ）・・・ｏ－クレゾール、２，６－キシレノール、２，４－キシレノール
ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）・・・ベンゼンチオール、ジフェニルジスルフィド、フェニルスルフィド、硫化水素
ポリアミド６６（ＰＡ６６）・・・アンモニア、二酸化炭素、シクロペンタノン
ポリアミド６（ＰＡ６）・・・ε－カプロラクタム
ポリカーボネート（ＰＣ）・・・ＣＯ２、フェノール
液晶ポリマー（ＬＣＰ）・・・ベンゼン、フェノール、ビフェニル、安息香酸フェニル
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）・・・二酸化炭素、１，３－ブタジエン、テトラヒドロフラン、ベンゼン
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）・・・二酸化炭素、エチレン、メタン、アセトアルデヒド、ベンゼン
ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）・・・ホルムアルデヒド
ポリエチレン（ＰＥ）・・・炭素数２以上の飽和炭化水素、炭素数２以上の不飽和炭化水素
ポリプロピレン（ＰＰ）・・・炭素数２以上の飽和炭化水素、炭素数２以上の不飽和炭化水素
ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）・・・メタクリル酸メチル
ポリスチレン（ＰＳ）・・・スチレン
ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）・・・塩化水素
環状オレフィンポリマー（ＣＯＰ）・・・シクロペンタジエン、ノルボルネン
環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）・・・シクロペンタジエン、ノルボルネン

【0029】

射出成形機１は、複数種類の吸着剤７２と、各々の吸着剤７２の温度を計測する複数の温度センサ７３を備え、誘導された気体が複数種類の吸着剤７２に接触するように構成されてもよい。複数種類の吸着剤７２を使用する場合、誘導路７１は、気体を複数に分岐させ、分岐された各気体を各吸着剤７２の配置空間に導くように構成されてもよい。成形材料の種類に応じて、１つ又は複数の吸着剤７２の種類を選定し、１つ又は複数の吸着剤７２の温度を計測することで、いずれの揮発成分が、いずれの量、排出気体に含まれるのか計測することができる。

【0030】

コントローラ８０は、温度センサ７３の出力に基づいて、例えばショットごとに、成形材料の揮発成分の発生量を計測及び記録する。ショットとは１回分の成形を行うための成形材料の射出、すなわち１回の充填工程による成形材料の射出を意味する。コントローラ８０は、記録結果に基づいて、シリンダ１３の内面又は金型４３のキャビティの内面に堆積する炭化物等の量を推定し、これらが成形不良を起こさない量に抑えられるように、シリンダ１３又は金型４３の保守スケジュールを作成してもよい。さらに、コントローラ８０は、成形材料の揮発成分の発生量が、異常を示す閾値を超えた場合に、警告情報をユーザに出力するように構成されてもよい。コントローラ８０は、射出成形機１の駆動制御を行う制御部７０と兼用されてもよい。

【0031】

以上のように、実施形態１の射出成形機１によれば、誘導路７１から排出された気体を吸着剤７２に接触させ、温度センサ７３が吸着剤７２の温度を計測するので、成形材料から発生する揮発成分が少なくても、揮発成分を高い精度で計測できる。そして、この計測に基づいて、異常の早期発見、成形不良に至る時期の予測等々、異常への対処を実現することができる。

【0032】

さらに、実施形態１の射出成形機１によれば、誘導路７１が、金型４３のベント部４３ｃから排出される気体を吸着剤７２まで誘導するので、シリンダ１３から金型４３のキャビティにまで送られる揮発成分に対して、その検出を有効に行うことができる。

【0033】

＜揮発成分の測定機構の具体例＞
図２は、実施形態１の揮発成分の測定機構の具体例を示すブロック図である。図３は、図２の測定装置の具体例を示す構成図である。

【0034】

実施形態１の揮発成分の測定機構は、具体的には、図２に示すように、金型４３のベント部４３ｃから排出された気体（空気及び成形材料の揮発成分）の温度を冷却し一定にする温調器９１と、気体に含まれる揮発成分の量を測定する測定装置７４と、気体の流量を計測する流量計９２と、気体を誘導路７１に流すためのポンプ９３とを備える。さらに、測定機構は、測定装置７４の出力を電圧等に変換する温度算出装置９５と、温度算出装置９５の電圧を受け取ることのできるコントローラ８０とを備える。

【0035】

温調器９１、測定装置７４、流量計９２及びポンプ９３は、例えばこの順で気体の流路の上流から配置される。

【0036】

測定装置７４は、図３に示すように、気体を流す管７４１と、管７４１の内外を断熱する断熱材７４２と、上述した吸着剤７２と、吸着剤支持体７４３と、温度センサ７３として熱電対の基準点用のプローブ７３１及び吸着剤の温度を計測する複数のプローブ７３２とを備える。断熱材７４２は、吸着剤７２及びプローブ７３１、７３２が配置される範囲にわたって管７４１の周囲を覆い、外気等の影響を受けないようにする。吸着剤７２は、管７４１の一部区間を占めるように配置され、吸着剤支持体７４３が上流側と下流側とで吸着剤７２の飛散を抑止する。基準点用のプローブ７３１は、吸着剤７２より上流で管７４１の内側に接点が露出される。測定点用の複数のプローブ７３２は、流路に沿った複数の位置で吸着剤７２に接点が埋められる。熱電対は、各プローブ７３１、７３２の接点の温度を検出する。測定装置７４は、吸着剤７２を加熱して再生するためのヒータを備えてもよい。

【0037】

このような構成によれば、成形材料の分解物である揮発成分が含まれた気体が管７４１内を流れることで、揮発成分が吸着剤７２に上流側から吸着される。吸着剤７２の吸着及び発熱作用は上流から飽和していく。コントローラ８０は、吸着剤７２の複数の位置の単位時間当たりの温度上昇量を計算し、これらの値に基づいて揮発成分の量を求めることができる。

【0038】

（実施形態２）
図４は、本発明の実施形態２に係る射出成形機を示す図である。実施形態２の射出成形機１Ａは、成形材料の揮発成分を検出する検出器として、検出対象をイオン化させて検出するイオン分析装置７５（イオン化部７５ａ、カラム７５ｂ及びイオン計測器７５ｃ）を適用した例である。

【0039】

イオン化部７５ａ及びカラム７５ｂは、例えば、水素炎イオン化、光イオン化、電子イオン化、プラズマイオン化、電磁波イオン化など、種々のイオン化方式により、成形材料の揮発成分をイオン化及び分離させる。例えば、水素炎イオン化の場合、イオン化部７５ａは、水素ガス供給装置及び空気供給装置を含み、揮発成分である有機物に水素と酸素の燃焼によって生じる熱エネルギーを及ぼすことで有機物をイオン化する。光イオン化の場合、イオン化部７５ａは、紫外線照射装置を含み、揮発成分である有機物に高エネルギーの光を照射することで有機物をイオン化させる。なお、カラム７５ｂは必須ではない。また、カラム７５ｂはイオン化部７５ａの前段に配置されてもよい。

【0040】

イオン計測器７５ｃは、カラム７５ｂにより分離されたイオンを受けて生じる電流を増幅することでイオン量を計測する。

【0041】

以上のように、実施形態２の射出成形機１Ａによれば、誘導路７１から排出された気体に含まれる成形材料の揮発成分をイオン分析装置７５により計測するので、成形材料から発生する揮発成分が少なくとも、揮発成分を高い精度で計測できる。そして、この計測に基づいて、異常の早期発見、成形不良に至る時期の予測等々、異常への対処を実現することができる。

【0042】

＜揮発成分の測定機構の具体例＞
図５は、実施形態２の揮発成分の測定機構の具体例を示すブロック図である。図６は、図５のイオン分析装置の具体例を示す構成図である。

【0043】

実施形態２の揮発成分の測定機構は、具体的には、図５に示すように、金型４３のベント部４３ｃから排出された気体に含まれる成形材料の揮発成分を測定するイオン分析装置７５と、気体の流量を計測する流量計９２と、気体を誘導路７１に流すためのポンプ９３とを備える。さらに、測定機構は、イオン分析装置７５の電流出力を増幅する電流増幅装置９６と、電流増幅装置９６の出力電流を受け取ることのできるコントローラ８０とを備える。

【0044】

イオン分析装置７５、流量計９２及びポンプ９３は、例えばこの順で気体の流路の上流から配置される。

【0045】

イオン分析装置７５は、図６に示すように、気体を流す管７５１と、管７５１内に電極を露出させた一対の陽極７５４及び陰極７５５と、成形材料の分解物である揮発成分をイオン化するための紫外線を管７５１内に照射する紫外線光源７５３と、イオン化されて化学的に活性化された成分が管７５１の内壁に付着するのを防ぐためのヒータ７５２とを備える。陽極７５４及び陰極７５５は、管７５１とは絶縁されて、管７５１の外まで導出されている。陽極７５４及び陰極７５５は、紫外線光源７５３により紫外線が照射される位置の近傍に配置される。

【0046】

このような構成によれば、成形材料の揮発成分が含まれた気体が管７５１内を流れることで、揮発成分が紫外線を受けてイオン化され、陽極７５４及び陰極７５５の間に電流を流す。この電流は電流増幅装置９６により増幅されてコントローラ８０へ送られ、コントローラ８０は、増幅された電流の値に基づいて、管７５１を流れる揮発成分の量を求めることができる。

【0047】

（変形例）
図７は、実施形態に係る変形例の射出成形機を説明する図である。上述した実施形態１、２では、金型４３のベント部４３ｃから成形材料の揮発成分を含んだ気体を誘導する構成を示した。しかし、揮発成分が含まれる気体は、図７の誘導路７１Ａ又は誘導路７１Ｂに示すように、シリンダ１３の途中からあるいはシリンダ１３のノズル部から内側に溜まった気体を導く構成としてもよい。ノズル部から気体を排出させる場合、気体と溶融された成形材料とを分離する分離器Ｆを介するようにしてもよい。あるいは、揮発成分が含まれる気体は、誘導路７１Ｃに示すように、シリンダ１３からパージされた成形材料の周囲の雰囲気を回収及び誘導する構成としてもよい。

【0048】

このような変形例においても、成形材料から発生する揮発成分を検出器に送って、その量を計測することができる。これにより、射出成形処理の異常の早期発見及び成形不良に至る時期の予測等々、異常への対処を実現することができる。

【0049】

以上、本発明の各実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、検出器により揮発成分の量を計測するタイミング、周期、計測値の活用方法などは、様々に変更可能である。その他、成形材料及び揮発成分の種類など、実施の形態で示した細部は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0050】

１、１Ａ 射出成形機
１０ 射出装置
１３ シリンダ
１４ スクリュ
４３ 金型
４３ｃ ベント部
７１、７１Ａ～７１Ｃ 誘導路
７２ 吸着剤
７３ 温度センサ
７４ 測定装置
７５ イオン分析装置
７５ａ イオン化部
７５ｂ カラム
７５ｃ イオン計測器
８０ コントローラ
９１ 温調器
９２ 流量計
９３ ポンプ
９５ 温度算出装置
９６ 電流増幅装置
７４１、７５１ 管
７４２ 断熱材
７４３ 吸着剤支持体
７３１、７３２ 熱電対のプローブ
７５２ ヒータ
７５３ 紫外線光源
７５４ 陽極
７５５ 陰極

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】