特開 2024-1975 粉砕材樹脂材料の成形支援方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024001975

(43)【公開日】2024-01-11

(54)【発明の名称】粉砕材樹脂材料の成形支援方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 45/76 20060101AFI20231228BHJP

【ＦＩ】

B29C45/76

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022100868

(22)【出願日】2022-06-23

(71)【出願人】

【識別番号】000227054

【氏名又は名称】日精樹脂工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088579

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 茂

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小塚 誠

【テーマコード（参考）】

4F206

【Ｆターム（参考）】

4F206AA50

4F206AP11

4F206AP14

4F206JA07

4F206JD03

4F206JL02

4F206JL03

4F206JM01

4F206JN03

4F206JP13

4F206JP14

4F206JP15

4F206JP22

4F206JP30

4F206JQ16

4F206JQ88

(57)【要約】

【課題】 粉砕材樹脂材料を使用する際に、不適切なスクリュの使用を回避し、成形品質及び均質性の向上を図るとともに、成形不良を低減する。
【解決手段】 粉砕材Ｑｃを少なくとも一部に含ませた粉砕材樹脂材料Ｑを、加熱筒２に内挿したスクリュ３を回転させることにより、可塑化して射出成形を行うに際し、粉砕材Ｑｃの使用前に、当該粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇに対する一方向からの面積Ａｃを計測処理するとともに、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓに対する面積Ａｃの相対的な大きさを示す粉砕材形状指標Ｋｉを演算処理により求め、この粉砕材形状指標Ｋｉの大きさが予め設定した設定値Ｋｓ以上のときは、スクリュ３が不適切であると判定処理し、当該判定処理の判定結果を少なくとも表示処理する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

粉砕材を少なくとも一部に含ませた粉砕材樹脂材料を、加熱筒に内挿したスクリュを回転させることにより、可塑化して射出成形を行う粉砕材樹脂材料の成形支援方法であって、粉砕材の使用前に、当該粉砕材の粒形状に対する一方向からの面積を計測処理するとともに、スクリュ溝の深さに対する前記面積の相対的な大きさを示す粉砕材形状指標を演算処理により求め、この粉砕材形状指標の大きさが予め設定した設定値以上のときは、スクリュが不適切であると判定処理し、当該判定処理の判定結果を少なくとも表示処理することを特徴とする粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【請求項2】

前記面積は、前記粉砕材の粒形状を撮像部により撮像し、前記撮像部から得られる画像信号に対して画像処理により計測処理することを特徴とする請求項１記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【請求項3】

前記粉砕材形状指標は、粉砕材の粒形状の面積をＡｃ，面積Ａｃの標準偏差をσ，スクリュ溝の深さをＤｓとしたとき、次のスクリュ判定式により求めることを特徴とする請求項１記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【数1】

【請求項4】

前記判定処理の判定結果が不適切のときは、適切なスクリュの条件を当該判定結果と一緒に表示処理することを特徴とする請求項１記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【請求項5】

前記粉砕材は、バージン材と所定の比率で混合して使用することを特徴とする請求項１記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【請求項6】

前記粉砕材と前記バージン材を混合して使用する際は、予め、前記バージン材及び前記粉砕材の嵩密度を測定し、測定により得られた前記粉砕材の嵩密度に係わる粉砕材嵩密度データと前記バージン材の嵩密度に係わるバージン材嵩密度データに基づいて前記バージン材と前記粉砕材を所定の比率で混合した際における所定の成形条件に対する変換係数を求めて登録するとともに、粉砕材の使用時に、少なくとも使用する粉砕材の嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材嵩密度データ，バージン材嵩密度データ，及び変換係数に基づいて成形条件を修正処理することを特徴とする請求項５記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【請求項7】

前記嵩密度の測定は、成形機の機能を利用して測定することを特徴とする請求項６記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【請求項8】

前記変換係数は、粉砕材の面積，粉砕材の寸法，スクリュの形状の一又は二以上により補正することを特徴とする請求項６記載の粉砕材樹脂材料の成形支援方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉砕材を少なくとも一部に含ませた粉砕材樹脂材料を可塑化して射出成形を行う粉砕材樹脂材料の成形支援方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、射出成形機を使用する生産工場等では、成形用の樹脂材料としてバージン材のみではなく、成形後に発生するスプール・ランナ及び成形不良品等の不要成形物を再利用する場合も多い。この場合、これらの不要成形物を細かく粉砕した粉砕材を製作し、この粉砕材を所定の比率でバージン材（ペレット）に混合することにより、粉砕材樹脂材料として使用する。

【0003】

従来、このような粉砕材樹脂材料を利用して成形を行う成形手段としては、特許文献１に記載されるプラスチック成形機構及び特許文献２に記載されるスプール・ランナの再利用機能を備えた樹脂成形装置が知られている。

【0004】

特許文献１に記載のプラスチック成形機構は、粗砕材と原料との混合を安定的かつ効率的に実施する回収成形物の再利用を行うプラスチック成形機構の提供を目的としたものであり、具体的には、成形金型から取り出された回収成形物を取出装置の材料落下口上方へ直接搬送する搬送手段と、材料落下口上部に固着した原料送り量調整手段の上面に配設され、搬送された回収成形物を粗砕する粗砕手段と、粗砕手段で粗砕された回収成形物を材料落下口へ落下させる貫通穴を有するとともに、原料をその送り量を調整しつつ貫通穴へ搬送して回収成形物及び原料を混合する原料送り量調整手段とを備えて構成したものである。

【0005】

また、特許文献２に記載の樹脂成形装置は、成形機にスプール・ランナの粉砕材を輸送するための大掛かりな装置を別途設けるような必要を無くし、樹脂成形装置全体の構成の簡素化、及び品種替えに際しての清掃の容易化を図ることを目的としたものであり、具体的には、成形機の樹脂成形位置からスプール・ランナを取り出すための取出手段と、この取出手段によって取り出されたスプール・ランナを粉砕するための粉砕機とを備えた樹脂成形装置であって、粉砕機は、取出手段から供給されたスプール・ランナを粉砕して得られる粉砕材を成形機内へ供給するようにその粉砕材排出口が成形機に接続して設けられたものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００７－１２５８１８号公報

【特許文献2】特開平７－３０４０３８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、上述した粉砕材樹脂材料を使用する従来の成形手段は、次のような課題も存在した。

【0008】

即ち、使用する粉砕材は、個々の粒形状や大きさが一定ではなく、ランダムな形態になるため、可塑化時における射出成形機のスクリュ内では溶融樹脂に空隙が生じやすい。この結果、樹脂の溶融不足やバラツキが発生し、成形品質の低下、更には成形不良の増加を来すなど、安定した成形及び生産を行うことができない難点がある。

【0009】

特に、粉砕材の個々の粒形状とスクリュの形状の関係は重要であり、スクリュ溝の深さに対して粉砕材の粒形状が大きすぎる場合には十分な可塑化が行われず、可塑化時間が長くなる傾向があるなど、粉砕材の粒形状の大きさに対して可塑化に使用するスクリュの形態が適切であるか否かの問題があった。したがって、不適切なスクリュを使用した場合には、可塑化処理を十分に行えないため、成形品質及び均質性の低下を招くとともに、成形不良の増加を招いてしまう課題が存在した。

【0010】

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した粉砕材樹脂材料の成形支援方法の提供を目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法は、上述した課題を解決するため、粉砕材Ｑｃを少なくとも一部に含ませた粉砕材樹脂材料Ｑを、加熱筒２に内挿したスクリュ３を回転させることにより、可塑化して射出成形を行うに際し、粉砕材Ｑｃの使用前に、当該粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇに対する一方向からの面積Ａｃを計測処理するとともに、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓに対する面積Ａｃの相対的な大きさを示す粉砕材形状指標Ｋｉを演算処理により求め、この粉砕材形状指標Ｋｉの大きさが予め設定した設定値Ｋｓ以上のときは、スクリュ３が不適切であると判定処理し、当該判定処理の判定結果を少なくとも表示処理するようにしたことを特徴とする。

【0012】

この場合、発明の好適な態様により、面積Ａｃは、粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇを撮像部４により撮像し、撮像部４から得られる画像信号に対して画像処理により計測処理することができる。また、粉砕材形状指標Ｋｉは、粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇの面積をＡｃ，面積Ａｃの標準偏差をσ，スクリュ溝Ｇｓの深さをＤｓとしたとき、次の［スクリュ判定式］により求めることができる。

【0013】

【数1】

【0014】

この際、判定処理の判定結果が不適切のときは、適切なスクリュ３の条件を当該判定結果と一緒に表示処理することができる。一方、粉砕材Ｑｃは、バージン材Ｑｐと所定の比率で混合して使用することが望ましい。粉砕材Ｑｃとバージン材Ｑｐを混合して使用する際は、予め、バージン材Ｑｐ及び粉砕材Ｑｃの嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材Ｑｃの嵩密度に係わる粉砕材嵩密度データＤｃとバージン材Ｑｐの嵩密度に係わるバージン材嵩密度データＤｐに基づいてバージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃを所定の比率で混合した際における所定の成形条件に対する変換係数Ｋｃを求めて登録するとともに、粉砕材Ｑｃの使用時に、少なくとも使用する粉砕材Ｑｃの嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材嵩密度データＤｃ，バージン材嵩密度データＤｐ，及び変換係数Ｋｃに基づいて成形条件を修正処理することができる。なお、嵩密度の測定は、成形機Ｍの機能を利用して測定することができるとともに、変換係数Ｋｃは、粉砕材Ｑｃの面積Ａｃ，粉砕材Ｑｃの寸法（Ｖｃ，Ｗｃ），スクリュ３の形状の一又は二以上により補正することができる。

【発明の効果】

【0015】

このような本発明に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

【0016】

（１） 粒形状Ｑｃｇや大きさ（面積Ａｃ）が一定ではなく、ランダムな形態になる粉砕材Ｑｃを使用する場合であっても、使用する粉砕材Ｑｃとスクリュ３の関係が適切であるか不適切であるかを迅速かつ的確に判断することができる。これにより、不適切なスクリュ３の使用が回避され、不適切なスクリュ３の使用による不具合、即ち、十分な可塑化処理を行えないことに伴う不具合を解消し、成形品質及び均質性の向上を図ることができるとともに、成形不良を低減することができる。

【0017】

（２） 好適な態様により、面積Ａｃを求めるに際して、粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇを撮像部４により撮像し、撮像部４から得られる画像信号に対して画像処理により計測処理するようにすれば、例えば、構造的には粉砕材Ｑｃを撮像するカメラ等をホッパーの近傍に追加設置するのみで容易に実施可能になるとともに、画像信号に対する画像処理により粒形状Ｑｃｇの計測処理を迅速に行うことができる。

【0018】

（３） 好適な態様により、粉砕材形状指標Ｋｉを求めるに際し、面積Ａｃの標準偏差をσとしたとき、前述した［スクリュ判定式］により求めるようにすれば、比較的シンプルな演算式により容易に求めることができるなど、目的とする粉砕材形状指標Ｋｉを速やかに得ることができる。

【0019】

（４） 好適な態様により、判定処理に基づく判定結果が不適切のときに、適切な推奨スクリュの条件を当該判定結果と一緒に表示処理するようにすれば、ユーザーは、使用中のスクリュ３が不適切であることを把握できることに加え、適切なスクリュの条件に係わる情報を知ることができるため、スクリュ３の選定及び交換を迅速かつ的確に行うことができる。

【0020】

（５） 好適な態様により、粉砕材Ｑｃを使用するに際し、バージン材Ｑｐと所定の比率で混合して使用するようにすれば、粉砕材Ｑｃを所定の比率で混合して実際に使用する粉砕材樹脂材料Ｑに応用できるため、粉砕材Ｑｃを使用した成形に対して有効に利用することができる。

【0021】

（６） 好適な態様により、粉砕材Ｑｃとバージン材Ｑｐを混合して使用するに際し、予め、バージン材Ｑｐ及び粉砕材Ｑｃの嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材Ｑｃの嵩密度に係わる粉砕材嵩密度データＤｃとバージン材Ｑｐの嵩密度に係わるバージン材嵩密度データＤｐに基づいてバージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃを所定の比率で混合した際における所定の成形条件に対する変換係数Ｋｃを求めて登録するとともに、粉砕材Ｑｃの使用時に、少なくとも使用する粉砕材Ｑｃの嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材嵩密度データＤｃ，バージン材嵩密度データＱｐ，及び変換係数Ｋｃに基づいて成形条件を修正処理するようにすれば、バージン材Ｑｐに対して、ランダムな粒形状Ｑｃｇ及び大きさ（面積Ａｃ）を有する粉砕材Ｑｃを混合して使用する場合であっても、溶融不足やバラツキを回避し、樹脂の溶融状態を安定化させることができる。これにより、成形品質の向上及び均質化、更には成形不良の低減を図れるとともに、生産の遅れを伴うことなく生産の安定化を図ることができる。しかも、専門知識のないユーザー等であっても容易に実施することができる。

【0022】

（７） 好適な態様により、嵩密度を測定するに際し、成形機Ｍの機能を利用して測定すれば、別途の大掛かりな測定装置等を用意する必要がないため、小規模の生産工場などであっても低コストに実施することができる。具体的には、粉砕材Ｑｃ又はバージン材Ｑｐを、成形機Ｍのホッパー５に投入し、当該ホッパー５の少なくともシャッター６より上方位置まで投入したなら当該シャッター６を閉じ、この後、スクリュ３を回転させることにより、ノズル７から排出されるドローリング状態の樹脂Ｑｐｒ，Ｑｃｒの重量を測定することにより実現できる。このように、実際の生産に使用するユーザーが所有する射出成形機Ｍを直接利用できるため、ユーザーは、射出成形機Ｍ自身の操作により容易かつ迅速に測定することができる。

【0023】

（８） 好適な態様により、変換係数Ｋｃを、粉砕材Ｑｃの面積Ａｃ，粉砕材Ｑの寸法（Ｖｃ，Ｗｃ），スクリュ３の形状の一又は二以上により補正するようにすれば、影響を受けやすい物理的要素により変換係数Ｋｃに対する微調整を行うことができるため、成形条件或いは関連する条件を、微調整の観点からより最適化することができる。特に、粉砕材Ｑｃの面積Ａｃ，粉砕材Ｑの寸法（Ｖｃ，Ｗｃ），スクリュ３の形状は、本実施形態に係る成形支援方法の実施により予め得られるデータのため、そのまま有効に利用することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の好適実施形態に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法の処理手順を示すフローチャート、

【図2】同成形支援方法を実施できる射出成形機の機械的構造を示す構成図、

【図3】同成形支援方法を実施できる射出成形機における処理系（制御系）のブロック系統図、

【図4】同成形支援方法を実施できる射出成形機に備えるディスプレイにおける設定画面図、

【図5】同成形支援方法に使用する粉砕材の粒形状の面積とスクリュ溝の深さの関係を示す説明図、

【図6】同成形支援方法に使用する［スクリュ判定式］の結果と可塑化時間の関係を示す相関特性図、

【図7】同成形支援方法の一部を示す工程説明図、

【図8】同成形支援方法による判定結果を示す判定結果表示画面図、

【図9】本発明の変更実施形態に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法の処理手順を示すフローチャート、

【図10】同変更実施形態に係る成形支援方法に使用する粉砕材及びバージン材の説明図、

【図11】同変更実施形態に係る成形支援方法に使用する粉砕材及びバージン材のドローリング量とゆるみ嵩密度の相関特性図、

【図12】同変更実施形態に係る成形支援方法におけるディスプレイの一部をのみを抽出して示す設定画面図、

【図13】同変更実施形態に係る成形支援方法の工程説明図、

【発明を実施するための形態】

【0025】

次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

【0026】

まず、本実施形態に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法の理解を容易にするため、同成形支援方法を利用できる射出成形機Ｍの概略構成について、図２－図５及び図７を参照して説明する。

【0027】

図２は、射出成形機Ｍ、特に、型締装置を省略した射出装置Ｍｉを示す。射出装置Ｍｉにおいて、２は加熱筒であり、この加熱筒２の前端部にはヘッド部２ｈを介してノズル７を備える。ノズル７は加熱筒２内部の溶融樹脂を仮想線で示す金型Ｃに対して射出する機能を有する。

【0028】

一方、加熱筒２の後端付近の上部にはホッパー５を備える。図７に示すように、このホッパー５の下端開口５ｄは、加熱筒２に貫通形成した材料落下口２ｄを通して加熱筒２の内部に連通する。これにより、ホッパー５内の粉砕材樹脂材料Ｑは、材料落下口２ｄを通して加熱筒２の内部に供給される。さらに、下端開口５ｄには、この下端開口５ｄを開閉するシャッター６を配設する。このシャッター６は、図７に示す右側（射出成形機Ｍの後側）の位置へ変位させることにより、下端開口５ｄを閉塞する全閉ポジション、左側（射出成形機Ｍの前側）の位置へ変位させることにより、下端開口５ｄを開放する全開ポジションとなる。また、粉砕材樹脂材料Ｑは、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃを所定の比率により混合した樹脂材料である。

【0029】

なお、図２中、８ｓは、ホッパー５の外周面に付設して、ホッパー５の内部に収容した樹脂材料Ｑを加熱するヒータ、８ｊは、材料落下口２ｄの周囲における加熱筒２に形成したウォータージャケットをそれぞれ示す。このヒータ８ｓは、温調ドライバ８ｄにおける給電回路８ｅに接続するとともに、ウォータージャケット８ｊは、温調ドライバ８ｄにおける温調水循環回路８ｗに接続する。温調水循環回路８ｗは、温調された水媒体（温水又は冷却水）をウォータージャケット８ｊに循環させることにより、材料落下口２ｄを通過する樹脂材料Ｑを温調（加熱又は冷却）することができる。さらに、給電回路８ｅ及び温調水循環回路８ｗはコントローラ本体２２にそれぞれ接続する。これにより、コントローラ本体２２から温調ドライバ８ｄには、給電回路８ｅ及び温調水循環回路８ｗに対する制御指令が付与される。

【0030】

また、加熱筒２の内部にはスクリュ３を回動自在及び進退自在に装填する。なお、スクリュ表面には、耐久性等を考慮した所定の表面素材（金属）によるコーティング処理が施されている。スクリュ３は、前側から後側に、メターリングゾーンＺｍ，コンプレッションゾーンＺｃ，フィードゾーンＺｆを有する。一方、スクリュ３の後端部は、スクリュ駆動部１３に結合する。スクリュ駆動部１３は、スクリュ３を回転させるスクリュ回転機構１３ｒ及びスクリュ３を前進及び後退させるスクリュ進退機構１３ｍを備える。スクリュ回転機構１３ｒ及びスクリュ進退機構１３ｍの駆動方式は、例示の場合、電動モータを用いた電気方式を示しているが、油圧回路を用いた油圧方式であってもよく、その駆動方式は問わない。そして、スクリュ回転機構１３ｒ及びスクリュ進退機構１３ｍは給電ドライバ１３ｄに接続するとともに、この給電ドライバ１３ｄはコントローラ本体２２に接続する。これにより、コントローラ本体２２から給電ドライバ１３ｄに、スクリュ回転機構１３ｒ及びスクリュ進退機構１３ｍに対する制御指令が付与される。また、スクリュ３の速度及び位置等の物理量は、図示を省略した速度センサ及び位置センサ等により検出され、この検出信号は給電ドライバ１３ｄに付与される。

【0031】

さらに、加熱筒２は、前側から後側に、加熱筒前部２ｆ，加熱筒中部２ｍ，加熱筒後部２ｒを有し、各部２ｆ，２ｍ，２ｒの外周面には、前部加熱部９ｆ，中部加熱部９ｍ，後部加熱部９ｒをそれぞれ付設する。同様に、ヘッド部２ｈの外周面には、ヘッド加熱部９ｈを付設するとともに、ノズル７の外周面には、ノズル加熱部９ｎを付設する。これらの各加熱部９ｆ，９ｍ，９ｒ，９ｈ，９ｎはバンドヒータ等により構成できる。したがって、ノズル加熱部９ｎ，ヘッド加熱部９ｈ，前部加熱部９ｆ，中部加熱部９ｍ，後部加熱部９ｒは、加熱群部９を構成する。そして、この加熱群部９はヒータドライバ９ｄに接続するとともに、ヒータドライバ９ｄはコントローラ本体２２に接続する。これにより、コントローラ本体２２からヒータドライバ９ｄに、各加熱部９ｆ，９ｍ，９ｒ，９ｈ，９ｎに対する制御指令が付与され、また、加熱温度は、図示を省略した温度センサ（熱電対等）により検出され、この検出信号はヒータドライバ９ｄに付与される。

【0032】

一方、図３には、射出成形機Ｍの全体制御を司る成形機コントローラ２１を示す。成形機コントローラ２１は、ＣＰＵ及び内部メモリ２２ｍ等のハードウェアを内蔵したコンピュータ機能を有する上述したコントローラ本体２２を備えるとともに、コントローラ本体２２には、ディスプレイ２３を接続する。ディスプレイ２３は、必要な情報表示を行う表示部２３ｄを備えるとともに、タッチパネル２３ｔが付設され、このタッチパネル２３ｔを用いて、入力，設定，選択等の各種入力操作を行うことができる。また、コントローラ本体２２には、各種アクチュエータを駆動（作動）するドライバ群２４を接続する。このドライバ群２４には、図２に示した前述の給電回路８ｅ及び温調水循環回路８ｗを含む温調ドライバ８ｄ，給電ドライバ１３ｄ及びヒータドライバ９ｄが含まれる。

【0033】

したがって、成形機コントローラ２１は、ＨＭＩ制御系及びＰＬＣ制御系を包含し、内部メモリ２２ｍには、ＰＬＣプログラム及びＨＭＩプログラムを格納する。ＰＬＣプログラムにより、射出成形機Ｍにおける各種工程のシーケンス動作や射出成形機Ｍの監視等が実行されるとともに、ＨＭＩプログラムにより、射出成形機Ｍの動作パラメータの設定及び表示，射出成形機Ｍの動作監視データの表示等が実行される。

【0034】

また、コントローラ本体２２に付属する内部メモリ２２ｍには、本発明に関連して本実施形態に係る成形支援方法を実現するアプリケーションプログラム、即ち、流動解析処理プログラムＰｓ及び粉砕材支援処理プログラムＰｉを格納するとともに、各種スクリュ、より具体的には、図５に示すスクリュ溝Ｇｓの深さＤｓに対応した各種スクリュ３に係わるスクリュデータベースＢｓを備える。これにより、成形機コントローラ２１は、同成形支援方法に係わる主要な機能部となる。粉砕材画像処理機能部Ｆｖ，粉砕材形状計測機能部Ｆｍ，スクリュ判定式演算機能部Ｆａ，スクリュ判定機能部Ｆｊ，判定結果処理機能部Ｆｄを実現する。

【0035】

さらに、図４は、ディスプレイ２３に表示される設定画面Ｖｓを示す。設定画面Ｖｓは、図４中、左側上部に、成形機及び樹脂設定欄３１，中央上部に樹脂物性値設定欄３２、右側上部に粘度設定欄３３、下部左側に粉砕材設定欄３４及び設定値入力部３５、下部中央から下部右側に温度設定欄３６、をそれぞれ配置するとともに、温度設定欄３６の下方には、「流動解析開始」キー３７及び「成形品の同一化」キー３８を配置した画面構成を備える。この場合、成形機及び樹脂設定欄３１には、成形機種の設定部３１ａ、スクリュ種の設定部３１ｂ、樹脂種の設定部３１ｃ、強化繊維種の設定部３１ｄを、それぞれ備えるとともに、樹脂物性値設定欄３２には、比熱，熱伝導率，密度，融点，分解温度，溶融温度，吸水率，等の各種詳細物性値の入力部を備える。

【0036】

また、粉砕材設定欄３４には、粉砕材の使用有無を選択する粉砕材使用の選択部３４ｓ，重量平均面積表示部３４ａ，標準偏差表示部３４ｂを備えるとともに、設定値入力部３５には少なくとも計量時間入力部３５ａが含まれる。

【0037】

次に、このような射出成形機Ｍを利用して実施できる本実施形態に係る成形支援方法の概要について、図５－図８及び図１０を参照して説明する。

【0038】

一般に、粉砕材樹脂材料Ｑに使用する粉砕材Ｑｃは、個々の粒形状Ｑｃｇや大きさがランダムになるため、可塑化時における射出成形機Ｍのスクリュ３内では溶融樹脂に空隙が発生しやすい。この結果、樹脂の溶融不足やバラツキが発生し、成形品質及び均質性の低下、更には成形不良の増加を来すなど、安定した成形及び生産を行うことができない難点がある。

【0039】

特に、図５に示すように、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓと粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇの大きさの関係は重要であり、深さＤｓに対して粒形状Ｑｃｇが大きすぎる場合、即ち、粒形状Ｑｃｇの一方向からの面積Ａｃが大きすぎる場合には、可塑化時間が長くなる傾向があり、粒形状Ｑｃｇの大きさと可塑化処理するスクリュ３の形態の関係が適切であるか否かが問題になる。なお、図５中、３ｆはスクリュ３のフライト部、３ｓはスクリュ３のスクリュ軸部をそれぞれ示す。

【0040】

そこで、本実施形態に係る成形支援方法は、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓに対して、使用する粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇに対する一方向からの面積Ａｃの相対的な大きさを示す粉砕材形状指標Ｋｉを用い、粉砕材Ｑｃを使用する前に、粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇに対する一方向からの面積Ａｃを計測処理するとともに、得られた面積Ａｃにより粉砕材形状指標Ｋｉを演算処理により求め、この粉砕材形状指標Ｋｉの大きさが予め設定した設定値Ｋｓ以上のときは、スクリュ３が不適切であると判定処理するとともに、当該判定処理に基づく判定結果を少なくとも表示処理するようにした。

【0041】

この場合、図５に一例として示す粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇは、一方向から見たときの面積はＡｃ〔平方ｍｍ〕であり、縦方向の長さはＶｃ〔ｍｍ〕，横方向の長さはＷｃ〔ｍｍ〕である。一方向から見たときの面積は、粉砕材画像処理機能部Ｆｖ及び粉砕材形状計測機能部Ｆｍにより得ることができる。即ち、粉砕材画像処理機能部Ｆｖの機能により、図７に示すように、ホッパー５に投入した粉砕材Ｑｃを、カメラ等を用いた撮像部４により撮像し、二次元の画像信号から、画像処理することにより一方向から見たときの粒形状Ｑｃｇを特定することができる。この際の粒形状Ｑｃｇに対する測定数をできるだけ多くすれば、バラツキを小さくすることができる。実施形態における測定数（サンプル数）は「１００」である。また、粒形状Ｑｃｇの面積Ａｃは、粉砕材形状計測機能部Ｆｍの機能により得ることができる。即ち、粒形状Ｑｃｇが特定されるため、粒形状Ｑｃｇの外形寸法を画像処理により計測し、必要な演算処理を行うことにより、面積Ａｃ〔平方ｍｍ〕を得ることができる。

【0042】

このように、面積Ａｃを求めるに際して、粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇを撮像部４により撮像し、撮像部４から得られる画像信号に対して画像処理により計測処理するようにすれば、例えば、構造的には粉砕材Ｑｃを撮像するカメラ等をホッパーの近傍に追加設置するのみで容易に実施可能になるとともに、画像信号に対する画像処理により粒形状Ｑｃｇの計測処理を迅速に行うことができる。

【0043】

なお、図１０には、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃ（Ｑｃｍ，Ｑｃｓ）の具体的なイメージを示す。図１０（ａ）は、バージン材Ｑｐによるペレットである。ほぼ一定の粒形状を有している。図１０（ｂ）は、スプール・ランナ等を粉砕して得た標準的な大きさの粉砕材Ｑｃ（Ｑｃｍ）であり、ランダムな粒形状Ｑｃｇを有している。図１０（ｃ）は、より細かく粉砕した粉砕材（微粉砕材）Ｑｃ（Ｑｃｓ）であり、同様のランダムな粒形状Ｑｃｇを有している。

【0044】

図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）に示したバージン材Ｑｐ，粉砕材Ｑｃｍ，微粉砕材Ｑｃｓの、ゆるみ嵩密度〔ｋｇ／リットル〕，粒形状Ｑｃｇの面積Ａｃ〔平方ｍｍ〕，面積Ａｃの標準偏差σ〔平方ｍｍ〕を［表１］に示す。

【0045】

【表1】

【0046】

また、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓに対する粒形状Ｑｃｇの面積Ａｃの相対的な大きさを示す粉砕材形状指標Ｋｉは演算処理により求めることができる。本実施形態では、粉砕材形状指標Ｋｉとして、以下に示す［スクリュ判定式］を用いた。

【0047】

【数2】

【0048】

［数２］の［スクリュ判定式］において、Ａｃは粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇの面積、σは面積Ａｃの標準偏差、Ｄｓはスクリュ溝Ｇｓの深さである。このような［スクリュ判定式］により粉砕材形状指標Ｋｉを求めれば、比較的シンプルな演算式により容易に求めることができるなど、目的とする粉砕材形状指標Ｋｉを速やかに得ることができる。この［スクリュ判定式］により粉砕材形状指標Ｋｉを求める演算処理は、前述したスクリュ判定式演算機能部Ｆａによる機能となる。

【0049】

図６は、［スクリュ判定式］により得た粉砕材形状指標Ｋｉの結果と可塑化時間〔秒〕の関係を示す相関特性を示す。図６から明らかなように、粉砕材形状指標Ｋｉが大きい値になるほど可塑化時間が長くなる。なお、図６は、サンプル毎に、粉砕材Ｑｃの形態（形状や面積）やスクリュ溝Ｇｓの深さＤｓを変更し、粉砕材形状指標Ｋｉの値を異ならせたときの可塑化時間〔秒〕の測定結果を示す。この結果、相関係数は、Ｒ＝０．７４となった。

【0050】

図６から明らかなように、粉砕材形状指標Ｋｉが「０．８５」を下回っ場合、粉砕材Ｑｃ（粒形状Ｑｃｇ）の面積Ａｃや形状に関係なく、概ね類似する可塑化時間が得られることを確認できた。そこで、本実施形態では、粉砕材形状指標Ｋｉを判定するための設定値Ｋｓを「１．０」に設定した。したがって、前述したスクリュ判定機能部Ｆｊは、予め、この設定値Ｋｓを設定し、［スクリュ判定式］により得られる粉砕材形状指標Ｋｉの大きさ（演算値）が設定値Ｋｓ以上のときは、スクリュ３が不適切であると判定処理するようにした。

【0051】

さらに、判定処理に基づく判定結果は、前述した判定結果処理機能部Ｆｄの機能によりディスプレイ２３の表示部２３ｄにより表示処理する。図８は、判定結果表示画面Ｖｊの一例を示す。判定結果表示画面Ｖｊは、不適切又は適切の判定結果を表示するとともに、不適切の場合には、許容できるスクリュ溝Ｇｓの深さＤｓを有するスクリュをスクリュデータベースＢｓから選定し、推奨スクリュ３として対応するスクリュ溝Ｇｓの深さＤｓの値〔ｍｍ〕を表示するようにした。

【0052】

このように、判定処理に基づく判定結果が不適切のとき、適切なスクリュ３の条件を当該判定結果と一緒に表示処理するようにすれば、ユーザーは、使用中のスクリュ３が不適切であることを把握できることに加え、適切なスクリュ３の条件に係わる情報を知ることができるため、スクリュ３の選定及び交換を迅速かつ的確に行うことができる。

【0053】

次に、本実施形態に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法の処理手順について、各図を参照しつつ図１に示すフローチャートに従って説明する。

【0054】

最初に、生産（成形）後に発生するスプール・ランナ及び成形不良品等の不要成形物を、不図示の粉砕機等により粉砕して使用する粉砕材Ｑｃを製作する（ステップＳ１）。実施形態では、前述した図１０（ｂ）に示す粉砕材Ｑｃｍを製作した場合を想定する。

【0055】

次いで、製作した粉砕材Ｑｃｍを、図７に示すように、シャッター６が全開ポジションにあるホッパー５に投入する（ステップＳ２）。これにより、粉砕材Ｑｃｍは、材料落下口２ｄ、更に、この下端開口から下方に位置するスクリュ３における一定範囲に蓄積される。この後、粉砕材Ｑｃｍが徐々に蓄積され、粉砕材Ｑｃｍの上面がシャッター６の上方における規定位置に達したならシャッター６を全閉ポジションに切換える（ステップＳ３，Ｓ４）。この状態が図７の状態となる。

【0056】

次いで、カメラ等の撮像部４を不図示のリリース位置から、図７に示すホッパー５の上方に位置する使用位置へ移動させるとともに、必要なフォーカス調整等を行った後、ホッパー５内における粉砕材Ｑｃｍの上面を撮像する（ステップＳ５）。撮像部４により得られた画像信号はコントローラ本体２２に供給され、粉砕材画像処理機能部Ｆｖによる画像処理により各粒形状Ｑｃｇ…が認識される（ステップＳ６）。また、粉砕材形状計測機能部Ｆｍにより、各粒形状Ｑｃｇの外形寸法を計測処理する（ステップＳ７）。

【0057】

そして、計測結果が得られたなら、必要な演算処理を行うことにより、各粒形状Ｑｃｇの面積Ａｃ〔平方ｍｍ〕（平均値）を求めるとともに、面積Ａｃの標準偏差σ〔平方ｍｍ〕を求める。なお、使用中のスクリュ３に係わるスクリュ溝Ｇｓの深さＤｓは、既知（登録済）のため、前述した［数２］の［スクリュ判定式］を用いた演算処理を行うことにより、粉砕材形状指標Ｋｉを求める（ステップＳ８）。

【0058】

粉砕材形状指標Ｋｉが得られたなら設定値Ｋｓに対して比較する判定処理を行なう（ステップＳ９）。例示の場合、前述した［表１］から、面積Ａｃは１４．８１〔平方ｍｍ〕，標準偏差σは４．７５〔平方ｍｍ〕である。このため、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓが、５．３９〔ｍｍ〕のときに、粉砕材形状指標Ｋｉは、１．０（＝設定値Ｋｓ）となる。したがって、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓが５．３９〔ｍｍ〕以下の場合、粉砕材形状指標Ｋｉは「１．０」以上となり、スクリュ３は不適切と判定されるとともに、他方、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓが５．３９〔ｍｍ〕未満の場合、粉砕材形状指標Ｋｉは「１．０」未満となり、スクリュ３は適切と判定処理される（ステップＳ１０）。

【0059】

今、判定結果が不適切と判定された場合を想定する。この場合、ディスプレイ２３の表示部２３ｄには、図８に示す判定結果表示画面Ｖｊが表示され、判定表示部４１により不適切表示が行われる（ステップＳ１１）。また、推奨スクリュ表示部４２には、スクリュデータベースＢｓから選定した推奨スクリュが表示される。図８は、「５．６」ｍｍ以上のスクリュ溝Ｇｓの深さＤｓを有するスクリュ３が例示されている（ステップＳ１２）。なお、同図中、４３は確認ボタンを示す。

【0060】

したがって、ユーザーは、判定結果表示画面Ｖｊを確認し、スクリュ３を適切なスクリュ、即ち、推奨スクリュに交換すればよい（ステップＳ１３）。これにより、通常の成形（生産）処理を行うことができる（ステップＳ１４．Ｓ１５）。

【0061】

よって、このような本実施形態に係る成形支援方法によれば、基本的な手法として、粉砕材Ｑｃの使用前に、当該粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇに対する一方向からの面積Ａｃを計測処理するとともに、スクリュ溝Ｇｓの深さＤｓに対する面積Ａｃの相対的な大きさを示す粉砕材形状指標Ｋｉを演算処理により求め、この粉砕材形状指標Ｋｉの大きさが予め設定した設定値Ｋｓ以上のときは、スクリュ３が不適切であると判定処理し、当該判定処理の判定結果を少なくとも表示処理するようにしたため、粒形状Ｑｃｇや大きさ（面積Ａｃ）が一定ではなく、ランダムな形態になる粉砕材Ｑｃを使用する場合であっても、使用する粉砕材Ｑｃとスクリュ３の関係が適切であるか不適切であるかを迅速かつ的確に判断することができる。

【0062】

これにより、不適切なスクリュ３の使用が回避され、不適切なスクリュ３の使用による不具合、即ち、十分な可塑化処理を行えないことに伴う不具合を解消し、成形品質及び均質性の向上を図ることができるとともに、成形不良を低減することができる。

【0063】

他方、前述したステップＳ１０の判定処理において、スクリュ３が適切と判定された場合は、スクリュ３をそのまま使用して、通常の成形（生産）処理を行うことができる（ステップＳ１０，Ｓ１６，Ｓ１４）。

【0064】

ところで、使用する粉砕材Ｑｃは、図１０（ｂ）及び（ｃ）に示すように、個々の粒形状Ｑｃｇや大きさがランダムになるとともに、実際の生産工程では、粒形状Ｑｃｇとバージン材Ｑｐ（図１０（ａ））を所定の比率で混合して使用する場合も多い。

【0065】

そこで、本実施形態に係る成形支援方法は、成形工場等の生産現場において、粉砕材Ｑｃの嵩密度の度合を、ユーザーが容易かつ的確に把握することができるようにするとともに、生産時の成形条件に直接反映させることができるようにした。

【0066】

即ち、成形工場等に備える射出成形機Ｍを利用することにより、使用する粉砕材Ｑｃの嵩密度を簡便かつ迅速に測定可能にするとともに、この測定した結果により、実際に使用するバージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃを混合した粉砕材樹脂材料Ｑにマッチングするように、成形条件を修正できるようにした（ステップＳ１６，Ｓ１７）。このように、粉砕材Ｑｃを使用するに際し、バージン材Ｑｐと所定の比率で混合して使用するようにすれば、粉砕材Ｑｃを所定の比率で混合して実際に使用する粉砕材樹脂材料Ｑに応用できるため、粉砕材Ｑｃを利用した成形に対して有効に利用することができる。

【0067】

以下、粉砕材Ｑｃとバージン材Ｑｐを混合した粉砕材樹脂材料Ｑを使用する際における成形条件の修正方法について、図７及び図１１－図１３を参照しつつ、図９（及び図１）に示すフローチャートに従って説明する。

【0068】

今、射出成形機Ｍは、図７に示す状態、即ち、図１のステップＳ４において、シャッター６を全閉ポジションに切換えた状態にある場合を想定する。この場合、シャッター６の下面から材料落下口２ｄの内部、さらに材料落下口２ｄの下端開口から下方に位置するスクリュ３の一定範囲に、一定の体積Ｖｑの粉砕材Ｑｃが充填された状態にあり、この状態は、粉砕材Ｑｃが一定の体積Ｖｑに計量された状態となる。

【0069】

この状態でスクリュ３を回転させれば、図１３に示すように、粉砕材Ｑｃは前方へ移送されるとともに、加熱部９ｒ等を含む加熱群部９により加熱された加熱筒２により可塑化される（ステップＳ１７，Ｓ１７１）。そして、可塑化された溶融樹脂Ｑｃｒは、ドローリング状態となり、ノズル７の先端から外部に排出される（ステップＳ１７２）。

【0070】

この排出工程は、全ての溶融樹脂Ｑｃｒがノズル７の先端から排出されるまで継続する（ステップＳ１７３）。一方、排出された溶融樹脂Ｑｃｒは、セットした容器Ｂｉにより受け取るとともに、排出が終了したならドローリング量に係わる重量〔ｇ〕を測定する。この容器Ｂｉは、例えば、重量計を兼ねていてもよい。そして、測定したドローリング量は粉砕材嵩密度データＤｃとして登録する（ステップＳ１７４）。

【0071】

次いで、バージン材Ｑｐに係るドローリング量（嵩密度）を取得する（ステップＳ１７５）。この場合、バージン材Ｑｐのドローリング量（嵩密度）に関するデータが既に登録されていれば、そのデータを読み出す（ステップＳ１７６）。一方、登録されていなければ、上述した粉砕材Ｑｃの測定と同様に測定することができる。即ち、シャッター６が全開ポジションにあるホッパー５にバージン材（ペレット）Ｑｐを投入し、投入したバージン材Ｑｐの上面が少なくともシャッター６の上方位置に達したならシャッター６を全閉ポジションに切換える（ステップＳ１７７，Ｓ１７８）。この後、スクリュ３を回転させ、バージン材Ｑｐを前方へ移送し、加熱筒２により可塑化するとともに、可塑化されたドローリング状態の溶融樹脂Ｑｃｒをノズル７から排出させる（ステップＳ１７９，Ｓ１８０）。そして、全ての溶融樹脂Ｑｃｒが排出されたならドローリング量に係わる重量〔ｇ〕を測定するとともに、測定したドローリング量は、バージン材嵩密度データＤｐとして登録する（ステップＳ１８１，Ｓ１８２）。

【0072】

このように、嵩密度（ゆるみ嵩密度）を測定するに際し、成形機Ｍの機能を利用して測定するようにすれば、別途の大掛かりな測定装置等を用意する必要がないため、小規模の生産工場などであっても低コストに実施することができる。即ち、実際の生産に使用するユーザーが所有する射出成形機Ｍを直接利用できるため、ユーザーは、射出成形機Ｍ自身の操作により容易かつ迅速に測定することができる。

【0073】

以上の測定工程により、バージン材Ｑｐ及び粉砕材Ｑｃの嵩密度（ドローリング量）を得れるため、図１２に示した設定画面Ｖｓにおける粉砕材設定欄３４におけるデータ入力を行う（ステップＳ１８３）。図１２は、図４に示した設定画面Ｖｓにおける粉砕材設定欄３４を、ドローリング重量入力部３４ｍの表示に切替えた状態を示し、ドローリング重量を入力するバージン材重量入力部３４ｆ及び粉砕材重量入力部３４ｇを備えるとともに、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃの混合比率を入力する混合比率入力部３４ｅを備える。

【0074】

例示は、バージン材重量入力部３４ｆに、バージン材Ｑｐのドローリング重量〔ｇ〕として「１３３．１」を入力し、また、粉砕材重量入力部３４ｇに、粉砕材Ｑｃのドローリング重量〔ｇ〕として「９２．６」を入力した場合を示す。なお、この場合、登録したデータＤｐ，Ｄｃをそのまま設定画面Ｖｓに反映（転送）させてもよい。さらに、混合比率入力部３４ｅに、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃの混合比率（重量比）を入力する。図１２は、バージン材Ｑｐの配合量〔％〕として「７０」を入力し、粉砕材Ｑｃの配合量〔％〕として「３０」を入力した例を示す。

【0075】

ところで、粉砕材Ｑｃとバージン材Ｑｐを混合して使用するに際しては、予め、バージン材Ｑｐ及び粉砕材Ｑｃの嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材Ｑｃの嵩密度に係わる粉砕材嵩密度データＤｃとバージン材Ｑｐの嵩密度に係わるバージン材嵩密度データＤｐに基づいてバージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃを所定の比率で混合した際における所定の成形条件に対する変換係数Ｋｃを求めて登録するとともに、粉砕材Ｑｃの使用時に、少なくとも使用する粉砕材Ｑｃの嵩密度を測定し、測定により得られた粉砕材嵩密度データＤｃ，バージン材嵩密度データＱｐ，及び変換係数Ｋｃに基づいて成形条件を修正処理することができる。このような修正処理を行えば、バージン材Ｑｐに対して、ランダムな粒形状Ｑｃｇ及び大きさ（面積Ａｃ）を有する粉砕材Ｑｃを混合して使用する場合であっても、溶融不足やバラツキを回避し、樹脂の溶融状態を安定化させることができる。これにより、成形品質の向上及び均質化、更には成形不良の低減を図れるとともに、生産の遅れを伴うことなく生産の安定化を図ることができる。しかも、専門知識のないユーザー等であっても容易に実施することができる。

【0076】

成形条件を修正処理する原理は次のようになる。図１１に、図１０（ａ）－（ｃ）に示した粉砕材Ｑｃｍ，Ｑｃｓ及びバージン材（ペレット）Ｑｐのドローリング量〔ｇ〕対ゆるみ嵩密度〔ｋｇ／リットル〕の関係を示す。図１１に示すように、測定により得られる上述したドローリング量とゆるみ嵩密度は、十分な相関関係を有していることを確認できる。

【0077】

そこで、比較的簡便な方法として、変換係数Ｋｃを設定し、所定の成形条件（設定値）に、変換係数Ｋｃを乗ずることにより、所定の成形条件を容易に修正できるようにした。なお、成形条件とは、成形を行う前に設定する設定条件値のみならず、成形後に生じる成形状態の良否を把握するモニタ値等も含む概念である。

【0078】

成形条件の一例となる可塑化時間の場合、バージン材Ｑｐのゆるみ嵩密度（ドローリング量）と粉砕材Ｑｃのゆるみ嵩密度（ドローリング量）が既知であれば、変換係数Ｋｃとして、「Ｋｃ＝（バージン材Ｑｐの嵩密度）／（粉砕材Ｑｃの嵩密度）」により求めることができる。これにより、バージン材Ｑｐに対する粉砕材Ｑｃの混合比率が明らかになっていれば、この混合比率の度合により、上述した射出成形機Ｍにより求めたバージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃのゆるみ嵩密度（ドローリング量〔ｇ〕）、即ち、変換係数Ｋｃに基づいて可塑化時間を修正することができる。

【0079】

具体的には、バージン材Ｑｐのみの可塑化時間は、前述した流動解析処理プログラムＰｓにより求めることができるため、バージン材Ｑｐのゆるみ嵩密度（ドローリング量）及び粉砕材Ｑｃのゆるみ嵩密度（ドローリング量）を測定することにより、上述した変換係数Ｋｃを求めるとともに、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃの混合比率に基づいて、粉砕材Ｑｃを混合して使用する際の可塑化時間Ｔｍｓを予測することができる。即ち、バージン材Ｑｐのみの可塑化時間をＴｍとした場合、予測値となる可塑化時間Ｔｍｓは、「Ｔｍｓ＝Ｔｍ×Ｋｃ」により得ることができる。

【0080】

この変換係数Ｋｃは、粉砕材Ｑｃにおける粒形状Ｑｃｇの一方向からの面積Ａｃ，寸法，スクリュ形状等により変動するため、これらの形態により補正するとともに、この補正量は、必要に応じて実験等により調整し、最適化した変換係数Ｋｃを登録する。このように、変換係数Ｋｃを、粉砕材Ｑｃの面積Ａｃ，粉砕材Ｑの寸法（Ｖｃ，Ｗｃ），スクリュ３の形状の一又は二以上により補正するようにすれば、影響を受けやすい物理的要素により変換係数Ｋｃに対する微調整を行うことができるため、成形条件或いは関連する成形条件を、微調整の観点からより最適化することができる。特に、粉砕材Ｑｃの面積Ａｃ，粉砕材Ｑの寸法（Ｖｃ，Ｗｃ），スクリュ３の形状は、本実施形態に係る成形支援方法の実施により予め得られるデータのため、そのまま有効に利用することができる。

【0081】

そして、設定画面Ｖｓにおけるデータ入力が終了したなら、流動解析開始キー３６をＯＮする（ステップＳ１８４）。これにより、流動解析処理プログラムＰｓが起動し、流動解析処理が行われる（ステップＳ１８５）。この流動解析処理は、既に本出願人が提案した射出成形機の成形支援装置（特開２０２０－１１８３号公報，特願２０２１－１２１９５９号参照）を利用することができる。即ち、推定処理機能により樹脂材料に係る溶融状態の的確な情報（データ）を数値的に推定することができるとともに、特に、推定固相率，推定樹脂分解率，強化繊維の推定破損率，さらに、これらに基づく可塑化時間，発熱量を得ることができる。

【0082】

この流動解析処理では、基本的に、少なくともバージン材Ｑｐに対する成形条件、特に、例示の場合、可塑化時間，発熱量を得るため、粉砕材Ｑｃを混合して使用する場合における修正処理を行う（ステップＳ１８６）。この場合、可塑化時間に対して変換係数Ｋｃを乗じて修正値を求めるとともに、発熱量に対して変換係数Ｋｃを乗じて修正値を求める。なお、可塑化時間に対する変換係数Ｋｃと発熱量に対する変換係数Ｋｃはそれぞれ個別に設定されている。

【0083】

所定の成形条件の一例として、可塑化時間を示したが、その他、粉砕材Ｑｃのゆるみ嵩密度により大きく影響を受けやすい上記の発熱量をはじめ、他の成形条件であっても同様に修正することができる。所定の成形条件に、少なくとも、可塑化時間，発熱量，の一方又は双方を含ませれば、ランダムな粒形状や大きさを有する粉砕材Ｑｃにより大きく影響を受けやすい可塑化時間や発熱量を修正できるため、これらの成形条件或いは関連する成形条件を容易に最適化することができる。なお、成形条件とは、成形を行う前に設定する設定条件値のみならず、成形後に生じる成形状態の良否を把握するモニタ値等も含む概念である。

【0084】

このように、バージン材Ｑｐの成形条件に対して、嵩密度を考慮した変換係数Ｋｃにより修正したいわば予測値は、実測値に近い値として予測処理することができ、生産現場において実用的に利用することが可能である。なお、上述した発熱量は、金型Ｃに排出された樹脂の温度を測定する測定装置を使用し、排出時の最大樹脂温度と設定温度の差を発熱量とした。

【0085】

以上、好適実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，素材，材料，数量，数値，手法等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更，追加，削除することができる。

【0086】

例えば、面積Ａｃは、粉砕材Ｑｃの粒形状Ｑｃｇを撮像部４により撮像し、撮像部４から得られる画像信号に対して画像処理により計測処理した例を示したが、射出成形機Ｍ以外の他の計測装置等を利用して計測してもよいし、画像処理以外の他の手法により計測してよく、要は、粒形状Ｑｃｇの面積Ａｃを計測できればよい。また、粉砕材形状指標Ｋｉとして、前述した［スクリュ判定式］により求めた例を示したが、他の演算式により求める場合を排除するものではない。一方、判定処理の判定結果が不適切のときは、適切なスクリュ３の条件を当該判定結果と一緒に表示処理することが望ましいが、必須の要件ではない。なお、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃを所定の比率により混合した粉砕材樹脂材料Ｑとは、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃのみを混合する意味ではなく、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃが含まれていれば足り、バージン材Ｑｐと粉砕材Ｑｃに加えて他の材料が含まれる場合を排除するものではない。また、この場合の所定の比率にはバージン材Ｑｐが「０」の場合も含まれる。他方、成形条件を修正する変更実施形態も、必須の要件となるものではなく、必要により実施することができる。この場合、変換係数Ｋｃは、単純な数値による係数であってもよいし、変数や式が含まれる係数であってもよい。さらに、嵩密度には、ゆるみ嵩密度を用いることが望ましいが、一定の圧力を加えて体積を圧縮するなど、一定条件下の嵩密度を排除するものではない。他方、成形機Ｍの機能を利用して嵩密度を測定することが望ましいが、同様の機能を有する他の測定装置似より測定する場合を排除するものではない。また、成形機Ｍを利用する場合、粉砕材Ｑｃ又はバージン材Ｑｐを、成形機Ｍのホッパー５に投入し、当該ホッパー５の少なくともシャッター６より上方位置まで投入したなら当該シャッター６を閉じ、この後、スクリュ３を回転させることにより、ノズル７から排出されるドローリング状態の樹脂Ｑｐｒ，Ｑｃｒの重量を測定することができるが、その他、升等の容器により体積を測定した粉砕材Ｑｃ又はバージン材Ｑｐをホッパー５に投入してもよい。さらに、所定の成形条件に、可塑化時間，発熱量を例示したが他の成形条件にも同様に適用可能である。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明に係る粉砕材樹脂材料の成形支援方法は、粉砕材を少なくとも一部に含ませた粉砕材樹脂材料を可塑化して射出成形を行う各種射出成形機をはじめ、各種射出成形方法に利用することができる。

【符号の説明】

【0088】

２：加熱筒，３：スクリュ，４：撮像部，Ｑ：粉砕材樹脂材料，Ｑｃ：粉砕材，Ｑｃｇ：粉砕材の粒形状，Ｑｐ：バージン材，Ａｃ：粒形状に対する一方向からの面積，Ｇｓ：スクリュ溝，Ｄｓ：スクリュ溝の深さ，Ｋｉ：粉砕材形状指標，Ｖｃ：粉砕材の寸法（縦寸法），Ｗｃ：粉砕材の寸法（横寸法）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】