吸着蓄熱材内包金型によるプラスチック射出成形の金型温度制御消費エネルギーの削減

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 25289038
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 佐藤 勲 東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (10170721)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 齊藤 卓志 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20302937) ; 川口 達也 東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (40376942)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: エネルギー工学 / 吸着発熱 / プラスチック射出成形

Outline of Annual Research Achievements

研究計画の最終年度には、これまでに得られた知見を基に、提案する動的温度制御金型の実際のプラスチック射出成形における効果を検討するとともに、消費エネルギー削減効果を評価した。すなわち、キャビティ表面にテクスチャを有する金型を試作し、蓄熱材の吸脱着、溶融樹脂からの熱移動等の手法が成形品表面品質に与える影響を評価するとともに、消費エネルギー削減効果についても検討を加えた。
金型キャビティに刻んだ高さ500μｍ×間隔500μｍのライン&スペースを転写して形成される成形品表面形状の精度（転写率）に対する金型初期温度とデシカントによる昇温の影響を実験的に評価した結果、デシカントによる昇温によって成形品の転写性が向上すること、その効果は特に金型初期温度が低い場合に顕著であることが確認された。デシカント昇温による転写性向上効果と同等の転写性を得る金型初期温度を評価し、そのために必要な加熱電気エネルギーを算出したところ、本実験条件においては、デシカント内包金型によって金型の動的温度制御に要する電力を7 kJ以上削減できることが明らかになった。一方で、デシカントの水分吸着による発熱量と金型加熱に使用できた熱エネルギーを比較したところ、本実験条件では、理論発熱量の3 %程度しか利用できていないことが明らかとなった。このことは、デシカントからの発熱を金型キャビティ表面へより有効に導く方策を工夫することで、デシカント内包金型による金型動的温度制御の効果を高められることを示唆している。
デシカントの水分脱着・再生による金型冷却については、その効果は認められるものの、脱着に要する時間が長く、実プロセスへの適用が難しいことが分かった。したがって本概念の実用化においては、冷却水による金型冷却を併用しつつ、未利用エネルギー等を活用してデシカントの脱着・再生を外的に行うシステムを構築することが望ましいと言える。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

27年度が最終年度であるため、記入しない。