(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充填された熱可塑性の樹脂材料を溶融する加熱溶融シリンダと、前記樹脂材料を前記加熱溶融シリンダの出口側に押出すための押出し手段とを備えた樹脂成形機の樹脂押出し装置において、
前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、
前記加熱溶融シリンダ内を減圧する減圧手段と、
前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填の度合を検出する樹脂充填度検出部と、
前記不活性ガス供給手段及び前記減圧手段を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを充填させ、前記樹脂充填度検出部の出力に基づいて、前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填状況を判断して、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給又は前記加熱溶融シリンダ内を減圧するように、前記減圧手段及び前記不活性ガス供給手段を制御し、
前記樹脂充填度検出部の出力に基づいて、前記樹脂材料が充填されていると判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内を減圧し、
前記樹脂充填度検出部の出力に基づいて、前記樹脂材料が充填されていないと判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置。
【請求項２】
請求項１に記載の樹脂成形機の樹脂押出し装置において、
前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力センサを備え、
前記制御部は、前記加熱溶融シリンダ内が減圧状態において、前記供給口側圧力センサの出力に基づいて、前記減圧手段を制御して、前記加熱溶融シリンダ内を所定の圧力に維持すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形機の樹脂押出し装置において、
前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力センサを備え、
前記制御部は、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給している状態において、前記供給口側圧力センサの出力に基づいて、前記不活性ガス供給手段を制御して、前記不活性ガスの供給量を調整すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の樹脂成形機の樹脂押出し装置において、
前記押出し手段は、スクリュの回転によって、前記樹脂材料を押出し、
前記樹脂充填度検出部は、前記スクリュの回転速度を検出するスクリュ回転速度検出部であり、
前記制御部は、前記スクリュ回転速度検出部の出力に基づいて、前記スクリュが所定の回転速度以下の場合に、前記不活性ガス供給手段を制御して、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置。
【請求項５】
熱可塑性の樹脂材料を加熱溶融する加熱溶融シリンダに充填し、前記加熱溶融シリンダの出口側に押出す樹脂成形機の樹脂押出し方法において、
前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填の度合を検出する樹脂充填度検出工程と、
前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを充填させ、前記樹脂充填度検出工程の検出結果に基づいて、前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填状況を判断して、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給又は前記加熱溶融シリンダ内を減圧するガス供給減圧工程とを備え、
前記ガス供給減圧工程は、
前記樹脂充填度検出工程の検出結果づいて、前記樹脂材料が充填されていると判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内を減圧し、
前記樹脂充填度検出工程の検出結果づいて、前記樹脂材料が充填されていないと判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法。
【請求項６】
請求項５に記載の樹脂成形機の樹脂押出し方法において、
前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力検出工程を有し、
前記加熱溶融シリンダ内が減圧状態において、前記供給口側圧力検出工程により空気圧を判断し、前記加熱溶融シリンダ内を所定の圧力に維持すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法。
【請求項７】
請求項５又は請求項６に記載の樹脂成形機の樹脂押出し方法において、
前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力検出工程を有し、
前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給している状態において、前記供給口側圧力検出工程により空気圧を判断し、前記不活性ガスの供給量を調整すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法。
【請求項８】
請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載の樹脂成形機の樹脂押出し方法において、
スクリュの回転によって前記樹脂材料を押出し、
前記樹脂充填度検出工程は、前記スクリュの回転速度を検出するスクリュ回転速度検出工程であり、
前記スクリュ回転速度検出工程において前記スクリュが所定の回転速度以下であると判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給すること、
を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、射出成形機、押出し成形機等の樹脂成形機の樹脂押出し装置及び押出し方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、熱可塑性樹脂の射出成形機や押出し成形機等を用いた樹脂加工方法において、加熱溶融シリンダ内における、溶融された樹脂材料の押出し時の酸化劣化、樹脂押出し用のスクリュ等に付着した樹脂材料の酸化劣化等が問題となっていた。加熱溶融シリンダ内において、樹脂が酸化劣化することは、樹脂が黒色や茶色に変色し、さらにこれが成形品に混入し、成形品（製品）の不良につながるため好ましくない。樹脂材料の酸化劣化は、樹脂材料の周辺空気に含まれる酸素、樹脂材料自身に含まれる酸素や水分等によって、加熱溶融中に酸化するためであると考えられている。
【０００３】
これらの酸化劣化を防ぐ方法として、以下の（１）〜（３）に示す方法が知られている。
（１）の方法は、図６に示すように、ホッパ、加熱溶融シリンダ内を減圧状態にして、溶融前、溶融中の樹脂材料から酸素を遮断する方法である（例えば、特許文献１）。
（２）の方法は、図７に示すように、加熱溶融シリンダに樹脂材料を供給する際に、窒素等の不活性ガスを流し入れ、材料周辺の酸素濃度を小さくする方法である（例えば、特許文献２）。
（３）の方法は、図８に示すように、ホッパ内を減圧し、さらに加熱溶融シリンダ内では窒素等の不活性ガスを充填し、加熱溶融時の樹脂材料の周辺空気を不活性ガスに置換する方法である（例えば、特許文献３）。
【０００４】
しかし、（１）の方法では、溶融樹脂の押出し圧力が小さい場合（加熱溶融シリンダ内のスクリュの回転が停止した場合、著しく回転速度が遅い場合等）、減圧された側の負圧によって、加熱溶融シリンダ内を溶融樹脂が逆流するという問題があった。このため、昼休み、勤務切替え、樹脂材料切替え等により、スクリュの回転が一時停止又は低速となった場合、加熱溶融シリンダ内の溶融樹脂は、材料供給側に逆流するという問題があった。また、ダイ出口等から流入した空気により、酸化劣化するという問題があった。さらに、それを防ぐために一時的に減圧を解除しても、やはり空気が流入し、溶融樹脂が酸化劣化するという問題があった。
（２）、（３）の方法では、樹脂材料溶融時に樹脂材料自身から発生する酸素によって、酸化防止効果は薄れてしまうという問題があった。また、不活性ガスを常時充填させ続ける必要あり、大量に不活性ガスを発生させるためコストがかかるという問題があった。
【０００５】
以上のように、従来の（１）〜（３）の方法では、射出成形機や押出し成形機などを用いた加工方法において、押出し部で発生する溶融樹脂の酸化劣化を完全に防止することができず、また、コストがかかるという問題があった。
【特許文献１】特許第２９１８８２２号
【特許文献２】特許第３１６９８４３号
【特許文献３】特開平１１−２８７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、樹脂の射出成形や押出し成形において、押出し部で発生する溶融樹脂の酸化劣化を防止することができ、また、これを低コストで実現する樹脂成形機の樹脂押出し装置及び押出し方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、請求項１の発明は、充填された熱可塑性の樹脂材料を溶融する加熱溶融シリンダと、前記樹脂材料を前記加熱溶融シリンダの出口側に押出すための押出し手段とを備えた樹脂成形機の樹脂押出し装置において、前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給する不活性ガス供給手段と、前記加熱溶融シリンダ内を減圧する減圧手段と、前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填の度合を検出する樹脂充填度検出部と、前記不活性ガス供給手段及び前記減圧手段を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを充填させ、前記樹脂充填度検出部の出力に基づいて、前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填状況を判断して、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給又は前記加熱溶融シリンダ内を減圧するように、前記減圧手段及び前記不活性ガス供給手段を制御し、前記樹脂充填度検出部の出力に基づいて、前記樹脂材料が充填されていると判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内を減圧し、前記樹脂充填度検出部の出力に基づいて、前記樹脂材料が充填されていないと判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１に記載の樹脂成形機の樹脂押出し装置において、前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力センサを備え、前記制御部は、前記加熱溶融シリンダ内が減圧状態において、前記供給口側圧力センサの出力に基づいて、前記減圧手段を制御して、前記加熱溶融シリンダ内を所定の圧力に維持すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の樹脂成形機の樹脂押出し装置において、前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力センサを備え、前記制御部は、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給している状態において、前記供給口側圧力センサの出力に基づいて、前記不活性ガス供給手段を制御して、前記不活性ガスの供給量を調整すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の樹脂成形機の樹脂押出し装置において、前記押出し手段は、スクリュの回転によって、前記樹脂材料を押出し、前記樹脂充填度検出部は、前記スクリュの回転速度を検出するスクリュ回転速度検出部であり、前記制御部は、前記スクリュ回転速度検出部の出力に基づいて、前記スクリュが所定の回転速度以下の場合に、前記不活性ガス供給手段を制御して、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し装置である。
【０００９】
請求項５の発明は、熱可塑性の樹脂材料を加熱溶融する加熱溶融シリンダに充填し、前記加熱溶融シリンダの出口側に押出す樹脂成形機の樹脂押出し方法において、前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填の度合を検出する樹脂充填度検出工程と、前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを充填させ、前記樹脂充填度検出工程の検出結果に基づいて、前記加熱溶融シリンダ内の前記樹脂材料の充填状況を判断して、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給又は前記加熱溶融シリンダ内を減圧するガス供給減圧工程とを備え、前記ガス供給減圧工程は、前記樹脂充填度検出工程の検出結果づいて、前記樹脂材料が充填されていると判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内を減圧し、前記樹脂充填度検出工程の検出結果づいて、前記樹脂材料が充填されていないと判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法である。
【００１０】
請求項６の発明は、請求項５に記載の樹脂成形機の樹脂押出し方法において、前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力検出工程を有し、前記加熱溶融シリンダ内が減圧状態において、前記供給口側圧力検出工程により空気圧を判断し、前記加熱溶融シリンダ内を所定の圧力に維持すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法である。
請求項７の発明は、請求項５又は請求項６に記載の樹脂成形機の樹脂押出し方法において、前記加熱溶融シリンダ内の樹脂材料供給口側の空気圧を検出する供給口側圧力検出工程を有し、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給している状態において、前記供給口側圧力検出工程により空気圧を判断し、前記不活性ガスの供給量を調整すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法である。
請求項８の発明は、請求項５から請求項７までのいずれか１項に記載の樹脂成形機の樹脂押出し方法において、スクリュの回転によって前記樹脂材料を押出し、前記樹脂充填度検出工程は、前記スクリュの回転速度を検出するスクリュ回転速度検出工程であり、前記スクリュ回転速度検出工程において前記スクリュが所定の回転速度以下であると判断したときに、前記加熱溶融シリンダ内に前記不活性ガスを供給すること、を特徴とする樹脂成形機の樹脂押出し方法である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本発明は、充填された熱可塑性の樹脂材料を溶融する加熱溶融シリンダと、溶融した樹脂材料を加熱溶融シリンダの出口側に押出すための押出し手段とを備えた樹脂成形機の樹脂押出し装置において、制御部が、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを充填した後に、加熱溶融シリンダ内を減圧するように、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御する。
これにより、樹脂押出し装置は、運転開始時等において、供給樹脂材料および溶融樹脂材料の周辺の酸素濃度を効果的に低くすることができる。また、樹脂材料に含まれていた酸素を除去することができる。このため、加熱溶融シリンダ内における樹脂材料の酸化劣化を防止することができ、成形品（製品）の不良を防止することができる。
【００１２】
（２）本発明は、制御部が、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを充填させ、樹脂充填度合検出部の出力に基づいて、加熱溶融シリンダ内の樹脂材料の充填状況を判断して、加熱溶融シリンダ内を減圧又は加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給するように、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御する。
これにより、樹脂押出し装置は、運転開始時等において、加熱溶融シリンダ内の樹脂材料の充填状況から、適切に加熱溶融シリンダ内を減圧することができる。
【００１３】
（３）本発明は、制御部が、樹脂充填度検出部の出力に基づいて、樹脂材料が充填されていると判断したときに、加熱溶融シリンダ内を減圧するので、樹脂押出し装置の連続開始時等において、樹脂材料の充填度を監視しながら、不活性ガスを供給する状態から減圧状態に切替えることができる。
【００１４】
（４）本発明は、制御部が、樹脂充填度検出部の出力に基づいて、樹脂材料が充填されていないと判断したときに、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給する。
これにより、例えば、樹脂押出し装置の運転開始時に樹脂材料を投入するとき、加熱溶融シリンダ内のスクリュ（押出し手段）の回転速度が遅いとき、トラブルによりスクリュを停止したとき等に、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給して、加熱溶融シリンダ出口から空気（酸素）が流入することを防止することができる。
【００１５】
（５）本発明は、制御部が、加熱溶融シリンダ内が減圧状態において、供給口側圧力センサの出力に基づいて、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御して、加熱溶融シリンダ内を所定の圧力に維持する。これにより、加熱溶融シリンダ内を所定の減圧状態に維持し、加熱溶融シリンダ内に酸素がない状態を維持することができる。また、加熱溶融シリンダ内に必要以上に減圧な状態にすることを防止することにより、加熱溶融シリンダ内の減圧を低コストで実現することができる。
【００１６】
（６）本発明は、制御部が、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給している状態において、供給口側圧力センサの出力に基づいて、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御して、不活性ガスの供給量を調整する。これにより、加熱溶融シリンダ内を不活性ガスに不活性ガスが充填された状態を維持することができる。また、加熱溶融シリンダ内に必要以上に不活性ガスを供給することを防止することにより、加熱溶融シリンダ内への不活性ガスの供給を低コストで実現することができる。
【００１７】
（７）本発明は、制御部が、スクリュ回転速度検出部の出力に基づいて、スクリュが所定の回転速度以下の場合に、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御して、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを供給する。これにより、スクリュ回転速度を監視することにより、加熱溶融シリンダ内を不活性ガスに置換して、加熱溶融シリンダ出口から空気（酸素）が流入することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、樹脂の射出成形や押出し成形において、押出し部で発生する溶融樹脂の酸化劣化を防止することができ、また、これを低コストで実現する樹脂成形機の樹脂押出し装置及び押出し方法を提供するという目的を、加熱溶融シリンダに出口側圧力センサを設け、不活性ガスを加熱溶融シリンダ内に充填させ、制御部が、出口側圧力センサの出力に基づいて樹脂材料の充填状況を確認し、不活性ガスを供給する状態から減圧する状態への切替えを判断し、加熱溶融シリンダ内を減圧するように、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御することによって実現した。
【実施例】
【００１９】
以下、図面等を参照して、本発明の実施例をあげて、さらに詳しく説明する。
本発明を適用した樹脂成形機の押出し装置の実施例は、樹脂フィルムを成形するための押出し成形機の押出し装置１（樹脂押出し装置）である。
図１は、押出し装置１の内部構造を示す縦断面図である。
図２は、押出し装置１の制御ブロックを示す図である。
押出し装置１は、図１に示すように、ホッパ１０と、計量部２０と、加熱溶融シリンダ３０と、出口側圧力センサ３１（樹脂充填度合検出部）と、供給口側圧力センサ３２と、不活性ガス供給管３６と、ガス管遮断弁３７と、減圧管３８と、減圧管遮断弁３９と、スクリュ４０と、ダイ５０とを備えている。
【００２０】
ホッパ１０は、ペッレト状に加工された樹脂（熱可塑性樹脂）材料Ｐを、計量部２０（後述する）に投入する前に、一時的に貯留するための容器である。ホッパ１０は、図１に示すように、材料供給管１２と、材料供給管遮断弁１３と、ホッパ減圧管１４と、ホッパ遮断弁１５とを備えている。
材料供給管１２は、樹脂材料Ｐを材料供給部（図示せず）から吸引するために、ホッパ１０と材料供給部とを接続する管であり、材料供給管遮断弁１３を用いて開閉可能である。材料供給管遮断弁１３は、制御部７０（図２参照）の命令に応じて、その駆動部により開閉駆動される。
ホッパ減圧管１４は、ホッパ１０内を減圧するために、ホッパ１０と真空発生装置等からなるホッパ減圧機構８１（図２参照）とを接続する管であり、ホッパ遮断弁１５を用いて開閉可能である。ホッパ遮断弁１５は、材料供給管遮断弁１３と同様に、開閉駆動される。
【００２１】
ホッパ１０への樹脂材料Ｐの供給動作について説明する。
図２に示すように、貯留量検出センサ６１からの信号は、信号処理回路６９を介して制御部７０に出力される。制御部７０は、この信号からホッパ１０内の樹脂材料Ｐの貯留量を確認し、貯留量が所定量よりも少なくなったと判断した場合、材料供給管遮断弁１３とホッパ遮断弁１５とを開くように、駆動回路７５を介して各遮断弁の駆動部に命令する。これにより、ホッパ１０は、ホッパ減圧機構によって減圧され、また、材料供給管１２を介して材料供給部から樹脂材料Ｐを吸入し、その内側に貯留する。
なお、ホッパ１０は、材料補給時以外においても、制御部がホッパ減圧管１４とホッパ減圧機構８１とを用いて、所定の圧力の減圧状態に維持することにより、その内部に酸素を貯留することを防止している。このため、材料補給時に材料供給管１２を介して材料供給部から空気（酸素）が流入しても、直ちにホッパ１０内から除去される。
【００２２】
計量部２０は、ホッパ１０から投入された樹脂材料Ｐを計量し、加熱溶融シリンダ３０（後述する）に投入するための部材である。計量部２０は、円筒状に形成され、加熱溶融シリンダ３０とホッパ１０とを接続している。計量部２０は、受入用シャッタ２１と、投入用シャッタ２２とを備えている。
【００２３】
受入用シャッタ２１は、計量部２０に所定量の樹脂材料Ｐを貯留するめの開閉可能なシャッタであり、計量部２０とホッパ１０との間に設けられている。受入用シャッタ２１は、制御部７０の命令に応じて、その駆動部により開閉駆動される。
投入用シャッタ２２は、計量部２０に所定量貯留した樹脂材料Ｐを、加熱溶融シリンダ３０に投入するための開閉可能なシャッタであり、計量部２０と加熱溶融シリンダ３０との間に設けられている。
【００２４】
計量部２０による樹脂材料Ｐの計量動作について説明する。
図２に示すように、樹脂計量センサ６２の信号は、信号処理回路６９を介して制御部７０に出力される。制御部７０は、この信号から計量部２０内の樹脂材料Ｐの貯留量を認識する。そして、制御部７０は、駆動回路７５を介して投入用シャッタ２２を開くように命令し、加熱溶融シリンダ３０に樹脂材料Ｐを投入したために、貯留量が所定量よりも少なくなったと判断した場合、受入用シャッタ２１を開くように命令する。次に、制御部７０は、計量部２０内に所定量の樹脂材料Ｐが貯留されたと判断したならば、受入用シャッタ２１を閉じるように命令する。以上の動作によって、計量部２０は、一定量の樹脂材料Ｐが保たれる。
これら受入用シャッタ２１、投入用シャッタ２２の開閉は、後述する加熱溶融シリンダ３０内のスクリュ４０の回転速度（すなわち、溶融した樹脂材料の押出し量）等に応じて、制御部７０が頻度を制御している。
なお、制御部７０は、受入用シャッタ２１、投入用シャッタ２２を、同時に開放しないように制御している。これは、計量部２０内の気密性を保つためである。
また、制御部７０は、前述したホッパ１０の材料供給管遮断弁１３と、受入用シャッタ２１とを、同時に開放しないように制御している。これは、計量部２０と材料供給部との間が開放状態になることを防止することにより、材料供給部から計量部２０に空気が流入することを防止するためである。
【００２５】
加熱溶融シリンダ３０は、計量部２０から投入された樹脂材料Ｐを加熱溶融するための部材であり、円筒状に形成されている。加熱溶融シリンダ３０は、円筒部の後側（図１に示す右側）に材料供給口３０ａが設けられ、ここに計量部２０が所定量の樹脂材料Ｐを投入する。加熱溶融シリンダ３０は、その後部に軸受部３０ｃを有し、後述するスクリュ４０を、回転可能に収容する。加熱溶融シリンダ３０は、円筒部の前側（図１に示す左側）が、樹脂材料Ｐのシリンダ出口３０ｂ側であり、スクリュ４０によって、シリンダ出口３０ｂ側に樹脂材料Ｐが押出される。加熱溶融シリンダ３０は、円筒部を過熱するためのヒータ（図示せず）が設けられており、投入された樹脂材料Ｐを、シリンダ出口３０ｂ側に押出すまでの間に加熱溶融する。
【００２６】
出口側圧力センサ３１（樹脂充填度合検出部）は、加熱溶融シリンダ３０内における樹脂材料Ｐの充填度の度合を検出するための、例えば、感圧素子を備えた圧力センサである。出口側圧力センサ３１は、図１に示すように、加熱溶融シリンダ３０のシリンダ出口３０ｂ側に設けられ、溶融された樹脂材料Ｐの圧力を測定することにより、樹脂材料Ｐの充填度を検出する。
供給口側圧力センサ３２は、加熱溶融シリンダ３０内の減圧状態、又は不活性ガスの充填度の度合を検出するための、例えば、感圧素子を備えた圧力センサである。供給口側圧力センサ３２は、加熱溶融シリンダ３０の材料供給口３０ａ側に設けられている。供給口側圧力センサ３２は、加熱溶融シリンダ３０の材料供給口３０ａ側の空気圧を検出し、この出力から、制御部７０が減圧状態、又は不活性ガスの充填度の度合を確認する。押出し装置１の減圧動作、不活性ガスの充填動作については、後述する。
【００２７】
不活性ガス供給管３６は、不活性ガス供給部８２（図２参照）から加熱溶融シリンダ３０に不活性ガス（例えば、窒素等）を供給するために、加熱溶融シリンダ３０と不活性ガス供給部８２とを接続する管である。不活性ガス供給管３６は、加熱溶融シリンダ３０に、材料供給口３０ａよりも後側に設けられている。不活性ガス供給管３６は、ガス管遮断弁３７を用いて開閉可能である。このガス管遮断弁３７は、制御部７０の命令に応じて、その駆動部により開閉駆動される。
これら不活性ガス供給管３６、ガス管遮断弁３７、不活性ガス供給部８２は、加熱溶融シリンダ３０に不活性ガスを供給するための不活性ガス供給手段である。
【００２８】
減圧管３８は、加熱溶融シリンダ３０内を減圧するために、加熱溶融シリンダ３０と真空ポンプ等からなる真空発生装置等を備えたシリンダ減圧機構８３（図２参照）とを接続する管である。減圧管３８は、加熱溶融シリンダ３０に、不活性ガス供給管３６よりも後側に設けられている。減圧管３８は、減圧管遮断弁３９を用いて開閉可能である。この減圧管遮断弁３９は、ガス管遮断弁３７と同様に、開閉駆動される。
これら減圧管３８、減圧管遮断弁３９、シリンダ減圧機構８３は、加熱溶融シリンダ３０内を減圧するための減圧手段である。
【００２９】
スクリュ４０（押出し手段）は、加熱溶融シリンダ３０に投入された樹脂材料Ｐを、溶融させながらシリンダ出口３０ｂ側に押出す部材である。スクリュ４０は、加熱溶融シリンダ３０の円筒部の内側に延在するように収容され、その中心軸Ｘが円筒部の中心軸と略同軸になるように配置され、また、その外周には、ネジ山５０ａが設けられている。スクリュ４０は、その後部４０ｃが加熱溶融シリンダ３０の軸受部３０ｃに係合することにより、回転可能に保持される。スクリュ４０の後部４０ｃと軸受部３０ｃとは、加熱溶融シリンダ３０の気密が保持できるようにシールされているので、押出し装置１は、加熱溶融シリンダ３０内に空気が流入することを防止でき、また、圧力損失を防止できるので効率よく樹脂材料Ｐをシリンダ出口３０ｂ側に押出すことができる。スクリュ４０は、回転駆動機構（図示せず）により軸Ｘ回りに回転し、樹脂材料Ｐは、この回転によるせん断発熱と、加熱溶融シリンダ３０の加熱とによって溶融する。スクリュ４０の回転によって、樹脂材料Ｐは、スクリュ４０と加熱溶融シリンダ３０の円筒部との隙間を、材料供給口３０ａ側からシリンダ出口３０ｂ側に向けて、溶融しながら移動する。また、スクリュ４０の回転速度を検出するために、例えば、ロータリエンコーダ等のスクリュ回転速度検出部６３（図２参照）が、回転駆動機構の回転軸に設けられている。
【００３０】
ダイ５０は、シリンダ出口３０ｂに設けられた金型であり、溶融されながら押出された樹脂材料Ｐを、所望の形に賦形するとともに、加熱溶融シリンダ３０に背圧を発生させることにより、樹脂材料Ｐの溶融を助成するための部材である。ダイ５０は、シリンダ出口３０ｂにアダプタ５０ｂを用いて取り付けられている。ダイ５０は、その内部に、溶解済みの樹脂材料Ｐを下側に押出すように管路が形成され、また、その先端に、樹脂フィルムを成形するめに、開口孔５０ａが設けられている。開口孔５０ａは、樹脂フィルムの断面形状と略同一になるように形成される。例えば、開口孔５０ａは、図面に対して垂直な方向が、樹脂フィルムの幅方向になるように細長く形成され、また、縦方向（図１に示す左右方向）の長さが、樹脂フィルムの厚み（例えば、数十μｍ〜数百μｍ）と略同一になるように形成される。
【００３１】
次に、押出し成形における押出し装置１の動作について説明する。
図３Ａ、図３Ｂは、押出し装置１の縦断面図であり、図３Ａは、樹脂材料充填直後すなわち運転開始直後の状態を示す図、図３Ｂは、連続運転中の状態を示す図である。
また、図４、図５は、押出し装置１の運転状態による、樹脂圧、減圧手段の動作等を示す表、タイミングチャートである。図４に示す状態４ａ〜４ｅは、図５に示すタイミング５ａ〜５ｅに対応している。
【００３２】
＜運転開始（図４に示す状態４ａ，４ｂ、図５に示すタイミング５ａ，５ｂ）＞
最初に、押出し装置１の運転開始時における動作について説明する。
押出し装置１は、運転開始時において、図４の状態４ａ、図５のタイミング５ａに示すように、不活性ガス供給手段ＯＮ（ガス管遮断弁３７開く）、減圧手段ＯＦＦ（減圧管遮断弁３９閉じる）の状態にすることにより、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを充填する。そして、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを充填したことを確認したならば（この確認は、制御部７０が供給口側圧力センサ３２の出力から判断してもよいし、作業者が供給口側圧力センサ３２の出力を示すメータ等から判断してもよい。）、制御部７０は、計量部２０の投入用シャッタ２２を開き、所定量の樹脂材料Ｐを加熱溶融シリンダ３０に投入する。
【００３３】
図３Ａ、図４、図５に示すように、運転開始時の樹脂材料Ｐを投入中（図４の状態４ｂ、図５のタイミング５ｂ）において、制御部７０は、引き続き、不活性ガス供給手段ＯＮ（ガス管遮断弁３７開く）、減圧手段ＯＦＦ（減圧管遮断弁３９閉じる）の状態を維持し、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを充填する。これにより、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスが充填された状態で、樹脂材料Ｐを加熱溶融シリンダ３０内に投入することができるので、投入開始直後の樹脂材料Ｐが空気に触れることを防止することができる。（なお、運転開始時において、加熱溶融シリンダ３０内を減圧状態にすることにより、酸素を除去しようとしても、ダイ５０の開口孔５０ａから空気が流入してしまうので、樹脂材料Ｐの酸化を防止することはできない。）。
【００３４】
加熱溶融シリンダ３０内に充填された樹脂材料Ｐは、加熱溶融シリンダ３０のヒータ、スクリュ４０によるせん断発熱により溶融しながら、スクリュ４０の回転に応じて、シリンダ出口３０ｂ側に向けて徐々に移動する。運転開始時に投入された樹脂材料Ｐは、周囲が不活性ガスで充満されているので、酸化劣化することなく移動することができる。樹脂材料Ｐの移動に応じて、図５のタイミング５ｂに示すように、シリンダ出口３０ｂの樹脂圧が徐々に上昇する。このとき、制御部７０は、出口側圧力センサ３１の出力に基づいて、溶融した樹脂材料Ｐの樹脂圧から、樹脂材料Ｐの充填状況を判断している。制御部７０は、樹脂圧が所定の圧力に達するまでの間、樹脂材料Ｐが充分に充填されていないと判断し、不活性ガス供給手段ＯＮ、減圧手段ＯＦＦの状態を維持することにより、加熱溶融シリンダ３０に不活性ガスを供給する。
【００３５】
＜連続運転開始（図４の状態４ｃ、図５のタイミング５ｃ−１）＞
制御部７０は、図４の状態４ｃ、図５のタイミング５ｃ−１に示すように、加熱溶融シリンダ３０内の樹脂圧が所定値に達し、加熱溶融シリンダ３０内に樹脂材料Ｐが充填したと判断したならば、連続運転を開始する。制御部７０は、図３Ｂに示すように、不活性ガス供給手段ＯＦＦ（ガス管遮断弁３７閉じる）、減圧手段ＯＮ（減圧管遮断弁３９開く）の状態になるように制御する。これにより、加熱溶融シリンダ３０内の減圧が開始され、その後は、後述する連続運転中の動作となる。ここで、不活性ガスを充填した後に、加熱溶解シリンダ３０内を減圧するとき、すなわち、加熱溶解シリンダ３０が不活性ガスで充満された状態から減圧するとき、所定の減圧レベルに達するまでに数分程度時間を要するが、溶融された樹脂材料Ｐは、その周囲が不活性ガスで充満されているため、酸化劣化することはない。
【００３６】
＜連続運転中（図４の状態４ｃ、図５のタイミング５ｃ−１）＞
押出し装置１が連続運転中において、加熱溶融シリンダ３０内に投入された樹脂材料Ｐは、スクリュ４０の回転によって、シリンダ部出口３０ｂ側（ダイ５０側）に加熱溶融されながら強制的に送り出される。このため、加熱溶融シリンダ３０内の樹脂圧は、所定値を維持する。また、加熱溶融シリンダ３０は、図３Ｂ〜図５に示すように、制御部７０によって、不活性ガス供給手段をＯＦＦ（ガス管遮断弁３７閉じる）、減圧手段ＯＮ（減圧管遮断弁３９開く）の状態が維持され、所定の減圧状態が維持されている。
この場合、溶融された樹脂材料Ｐは、材料供給口３０ａ側が減圧状態であるために、材料供給口３０ａ側に引っ張られる状態にある。しかし、溶融された樹脂材料Ｐは、連続的に充填され、また、スクリュ４０の回転によってシリンダ部出口３０ｂ側に強制的に送り出されているので、材料供給口３０ａ側に逆流することはない。つまり、溶融した樹脂材料Ｐは、シリンダ出口３０ｂ側から材料供給口３０ａ側に、移動することはない。
【００３７】
＜一時停止、トラブル停止（図４の状態４ｄ、図５のタイミング５ｄ−１）＞
押出し装置１は、連続運転中において、例えば、昼休み、勤務切替え、樹脂材料Ｐの交換、トラブル等によって、スクリュ４０を一時的に停止する場合がある。この場合、溶融された樹脂材料Ｐは、シリンダ出口３０ｂ側への押出し圧力が小さくなり、材料供給口３０ａ側の減圧（負圧）によって、材料供給口３０ａ側に逆流する可能性がある。これを防止するために、制御部７０は、出口側圧力センサ３１の出力に基づいて、樹脂圧が小さくなったことを確認すると、不活性ガス供給手段ＯＮ（ガス管遮断弁３７開く）、減圧手段ＯＦＦ（減圧管遮断弁３９閉じる）の状態（図３Ａと同じ状態）になるように制御する。これにより、押出し装置１は、加熱溶融シリンダ３０の減圧状態が解除され、また、加熱溶融シリンダ３０が不活性ガスで充填されることにより、樹脂材料Ｐの逆流、酸化劣化を防止することができる。
一時停止の状態から、連続運転の状態に復帰するときには（図５に示すタイミング５ｃ−２，５ｃ−３参照）、前述した＜連続運転開始＞と同様な制御、動作が行われる。
【００３８】
なお、樹脂材料Ｐの押出し圧力とスクリュ４０の回転速度とは、一般に相関がある。このため、制御部７０は、スクリュ回転速度検出部６３（例えば、ロータリエンコーダ等；図２参照）の出力に基づいて、スクリュ４０の回転速度を確認し（スクリュ回転速度検出工程）、スクリュ４０が所定の回転速度以下である判断した場合に、減圧手段及び不活性ガス供給手段を制御して、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを供給してもよい。すなわち、加熱溶融シリンダ３０内の樹脂材料Ｐの充填度を検出する樹脂充填度合検出部として、スクリュ回転速度検出部６３を用いてもよい。これによっても、前述した効果と同様な効果を得ることができる。
【００３９】
＜スクリュ４０の回転速度が所定以下での運転（図４の状態４ｅ、図５のタイミング５ｅ）＞
押出し装置１は、成形条件等の要求によって、スクリュ４０の回転速度を著しく低速にして運転する場合がある。この場合、押出し装置１は、＜一時停止＞と同様な制御、動作を行うことにより、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを充填させることにより、溶融した樹脂材料Ｐの酸化劣化、逆流を防止することができる。
【００４０】
なお、以上の一連の動作における、加熱溶融シリンダ３０が減圧状態での材料投入のとき、加熱溶融シリンダ３０は、計量部２０等に対して気密性が保たれている。すなわち、ホッパ１０の材料供給部、ホッパ１０、計量部２０、加熱溶融シリンダ３０は、樹脂材料Ｐの供給流路として連結されているが、制御部７０は、ホッパ１０の材料供給管遮断弁１３、計量部２０の受入用シャッタ２１、投入用シャッタ２２を、同時に開放しないように制御する（図２参照）。このため、加熱溶融シリンダ３０は、計量部２０から加熱溶融シリンダ３０への材料投入の際に、加熱溶融シリンダ３０内の減圧が弱まったとしても、その変化は、微量かつ一時的である。さらに、加熱溶融シリンダ３０は、減圧手段によって直ちに減圧状態が回復されるので、樹脂材料Ｐの酸化劣化、逆流を防止することができる。
【００４１】
また、制御部７０は、加熱溶融シリンダ３０を減圧状態にするとき、及び加熱溶融シリンダ３０に不活性ガスを供給するときに、供給口側圧力センサ３２の出力に基づいて、減圧状態、又は不活性ガスの充填度の度合を判断し、ガス管遮断弁３７、減圧管遮断弁３９を精密に制御している（図２参照）。そして、制御部７０は、減圧状態において、供給口側圧力センサ３２の出力に基づいて、加熱溶融シリンダ３０内が所定の圧力に維持されていると判断した場合は、減圧手段を構成するシリンダ減圧機構８３の真空発生装置等（真空ポンプ等）の回転速度等を下げるように制御する。逆に、不活性ガスを供給している状態において、供給口側圧力センサ３２の出力に基づいて、加熱溶融シリンダ３０内が充分に不活性ガスで満たされていると判断した場合には、不活性ガス供給手段を構成する不活性ガス発生供給部８２の不活性ガス発生量（供給量）を減らすように調整する。これにより、減圧状態、不活性ガス供給を低コストで実現することができ、また、シリンダ減圧機構８３、不活性ガス供給部８２等の耐久性を向上することができる。さらに、押出し装置１は、気密を保つために用いられているシール部材等の耐久性を、向上することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施例の押出し装置１は、制御部７０が、不活性ガスを加熱溶融シリンダ３０内に充填した場合に、出口側圧力センサ３１（樹脂充填度合検出部）の出力に基づいて、加熱溶融シリンダ３０内の樹脂材料Ｐの充填状況を判断して（樹脂充填度検出工程）、加熱溶融シリンダ３０に不活性ガスを供給又は加熱溶融シリンダ３０内を減圧するように、減圧管遮断弁３９等（減圧手段）及びガス管遮断弁３７等（不活性ガス供給手段）を制御する。
これにより、運転開始時等において、押出し装置１は、加熱溶融シリンダ３０に投入した樹脂材料Ｐの周辺の酸素濃度を低くでき、また、樹脂材料Ｐに含まれていた酸素を除去することができる。さらに、加熱溶融シリンダ３０に不活性ガスを充填した後に、不活性ガスを供給する状態から減圧する状態への切替えを、加熱溶融シリンダ３０内の樹脂材料Ｐの充填状況から、適切に判断することができる。このため、加熱溶融シリンダ３０内における樹脂材料Ｐの酸化劣化を防止することができ、成形品の不良を防止することができる。
【００４３】
また、制御部７０は、出口側圧力センサ３１の出力に基づいて、樹脂材料Ｐが充填されていると判断したときに、加熱溶融シリンダ３０内を減圧し、また、樹脂材料Ｐが充填されていないと判断したときに、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを供給する。
これにより、連続運転等において、押出し装置１は、樹脂材料Ｐの充填度を監視しながら、加熱溶融シリンダ３０内を減圧することができる。また、スクリュ３０が所定の回転速度よりも遅いとき等に、加熱溶融シリンダ３０内を不活性ガスに置換して、シリンダ出口３０ｂ側から空気（酸素）が流入することを防止することができる。
【００４４】
さらに、制御部７０は、供給口側圧力センサ３２の出力に基づいて、加熱溶融シリンダ３０の材料供給口３０ａの空気圧を確認する（供給口側圧力検出工程）。そして、制御部７０は、加熱溶融シリンダ３０内が減圧状態において、供給口側圧力センサ３２の出力に基づいて、減圧管３８等（減圧手段）を制御して、加熱溶融シリンダ３０内を所定の圧力に維持する。一方、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスを供給している状態において、供給口側圧力センサ３２の出力に基づいて、ガス管遮断弁３７等（不活性ガス供給手段）を制御して、不活性ガスの供給量を調整する。
これにより、加熱溶融シリンダ３０内を所定の減圧状態に維持し、加熱溶融シリンダ３０内に酸素がない状態を維持することができると同時に、加熱溶融シリンダ３０内を必要以上に減圧された状態にすることを防止することができる。また、加熱溶融シリンダ３０内に不活性ガスが充填された状態を維持できると同時に、必要以上に不活性ガスを供給することを防止することができる。すなわち、加熱溶融シリンダ３０内の酸素を除去するために必要なコストを抑えることができる。
【００４５】
（変形例）
以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
本実施例において、押出し装置１は、押出し成形機に設けられる例を示したが、これに限定されない。押出し装置１と同様な装置を備えた樹脂成形機であればよく、例えば、射出成形機であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明による樹脂押出し装置の実施例の内部構造を示す縦断面図である。
【図２】本発明による樹脂押出し装置のブロック図である。
【図３Ａ】本実施例の樹脂押出し装置が運転開始直後の状態を示す縦断面図である。
【図３Ｂ】本実施例の樹脂押出し装置が運連続運転中の状態を示す縦断面図である。
【図４】本実施例の押出し装置の運転状態における、樹脂圧等を示す表である。
【図５】本実施例の押出し装置の運転状態における、減圧手段等のタイミングチャートである。
【図６】従来のシリンダ内を減圧状態にする押出し装置を示す縦断面図である。
【図７】従来の不活性ガスを充填する押出し装置を示す縦断面図である。
【図８】従来のホッパ内を減圧し、加熱溶融シリンダ内に不活性ガスを充填する押出し装置を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    押出し装置
１０    ホッパ
２０    計量部
２１    受入用シャッタ
２２    投入用シャッタ
３０    加熱溶融シリンダ
３０ａ    材料供給口
３０ｂ    シリンダ出口
３１    出口側圧力センサ
３２    供給口側圧力センサ
３６    不活性ガス供給管
３７    ガス管遮断弁
３８    減圧管
３９    減圧管遮断弁
４０    スクリュ
５０    ダイ
５０ａ    開口孔
６３    スクリュ回転速度検出部
７０    制御部
８２    不活性ガス供給部
８３    シリンダ減圧機構
Ｐ    樹脂材料
【図１】
0004797500.tif 000002
【図２】
0004797500.tif 000003
【図３Ａ】
0004797500.tif 000004
【図３Ｂ】
0004797500.tif 000005
【図４】
0004797500.tif 000006
【図５】
0004797500.tif 000007
【図６】
0004797500.tif 000008
【図７】
0004797500.tif 000009
【図８】
0004797500.tif 000010