特許 7538744 押出装置およびそれに用いられる押出成形用ダイ、監視装置およびプログラム、ストランドの製造方法、ならびに、ストランド径の調整方法

(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】2024-08-14

(45)【発行日】2024-08-22

(54)【発明の名称】押出装置およびそれに用いられる押出成形用ダイ、監視装置およびプログラム、ストランドの製造方法、ならびに、ストランド径の調整方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/92 20190101AFI20240815BHJP

   B29C 48/345 20190101ALI20240815BHJP

【ＦＩ】

B29C48/92

B29C48/345

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021033644

(22)【出願日】2021-03-03

(65)【公開番号】P2022134497

(43)【公開日】2022-09-15

【審査請求日】2023-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000004215

【氏名又は名称】株式会社日本製鋼所

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】福澤 洋平

(72)【発明者】

【氏名】福士 雄祐

(72)【発明者】

【氏名】小田 智也

(72)【発明者】

【氏名】富山 秀樹

【審査官】宮下 浩次

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１０／１４０３１０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開昭５７－１７８７２７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２９Ｃ ４８／９２

Ｂ２９Ｃ ４８／３４５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダと、
前記シリンダ内に樹脂を含む原料を供給するための原料供給口と、
前記シリンダに内蔵され、前記原料を混練によって溶融可能なスクリュと、
前記シリンダの一端に配置され、前記シリンダから供給される溶融樹脂からなるストランドを吐出するための複数の貫通孔を有するダイと、
前記ダイから吐出中のストランドのストランド径を検出するように構成された監視装置と、
前記監視装置で検出されたストランド径に基づいて、前記複数の貫通孔の各々から吐出されるストランドの吐出量を個別に調整するように構成された調整機構とを備える、押出装置。

【請求項2】

前記調整機構は、前記複数の貫通孔の各々に対して設けられ、対応する貫通孔内に突出するように構成された移動部を含み、
対応する貫通孔への前記移動部の突出量を変化させて当該貫通孔の断面積を調整することによって、当該貫通孔から吐出されるストランドの単位時間当たりの吐出量が調整される、請求項１に記載の押出装置。

【請求項3】

前記移動部は、前記移動部が回転することによって、対応する貫通孔への突出量を変化させるねじ機構を含む、請求項２に記載の押出装置。

【請求項4】

前記調整機構は、前記移動部を駆動するための駆動部をさらに含む、請求項２または３に記載の押出装置。

【請求項5】

前記駆動部は、空圧式、油圧式または電動式のいずれかである、請求項４に記載の押出装置。

【請求項6】

前記調整機構は、前記複数の貫通孔の各々に対して設けられ、対応する貫通孔から吐出されるストランドの温度を調整する温度調整部を含む、請求項１に記載の押出装置。

【請求項7】

前記調整機構は、貫通孔から吐出されるストランドに作用する張力を調整するための張力調整部を含む、請求項１に記載の押出装置。

【請求項8】

前記監視装置によって検出されたストランド径に基づいて前記調整機構を制御する制御装置をさらに備える、請求項１～７のいずれか１項に記載の押出装置。

【請求項9】

前記制御装置は、検出されたストランド径のばらつきが低減されるように、前記調整機構を制御する、請求項８に記載の押出装置。

【請求項10】

前記制御装置は、
検出されたストランド径の平均値を算出し、
各ストランド径と前記平均値との差が所定範囲内になるように、前記調整機構を制御する、請求項９に記載の押出装置。

【請求項11】

押出装置に用いられる押出成形用ダイであって、
前記押出装置は、溶融樹脂のストランド径が測定可能に構成されており、
前記押出成形用ダイは、
混練された溶融樹脂が供給される流入口と、供給された溶融樹脂のストランドを吐出する複数の貫通孔と、前記流入口から前記複数の貫通孔に至る流路方向に延びる流路部とが形成された本体部と、
測定されたストランド径に基づいて、前記複数の貫通孔の各々から吐出されるストランドの吐出量を個別に調整可能な調整機構とを備えた、押出成形用ダイ。

【請求項12】

押出装置のダイに形成された複数の貫通孔から吐出される溶融樹脂のストランドの監視装置であって、
前記押出装置は、ストランドの吐出量を調整可能に構成されており、
前記監視装置は、
前記複数の貫通孔から吐出されるストランドの画像を取得する撮像部と、
前記撮像部で取得した画像に基づいて、各貫通孔から吐出中のストランド径を検出する検出部と、
検出されたストランド径を出力する出力部とを備え、
前記吐出量は、前記監視装置で検出された吐出中のストランド径に基づいて調整される、監視装置。

【請求項13】

押出装置のダイに形成された複数の貫通孔から吐出される溶融樹脂のストランドを監視する処理を監視装置の制御装置に実行させるためのプログラムであって、
前記押出装置は、ストランドの吐出量を調整可能に構成されており、
前記監視装置は、撮像装置および表示装置を含み、
前記プログラムは、
前記撮像装置を用いて、前記複数の貫通孔から吐出中のストランドの画像を取得するステップと、
前記撮像装置で取得した画像に基づいて、各貫通孔から吐出されるストランド径を検出するステップと、
検出されたストランド径を前記表示装置に表示するステップとを含み、
前記吐出量は、前記監視装置で検出された吐出中のストランド径に基づいて調整される、プログラム。

【請求項14】

以下のステップを含む、溶融樹脂からなるストランドの製造方法：
（ａ）樹脂を含む原料をシリンダ内に供給するステップ；
（ｂ）前記シリンダに内蔵されたスクリュによって前記原料を混練し溶融するステップ；
（ｃ）工程（ｂ）の後、前記シリンダの一端に配置されたダイの複数の貫通孔から溶融樹脂からなる複数のストランドを吐出するステップ；
（ｄ）工程（ｃ）の実行中において、吐出中の前記複数のストランドの径を測定するステップ；および、
（ｅ）測定された前記複数のストランドの径に応じて、前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つからのストランドの吐出量を調整するステップ。

【請求項15】

以下のステップを含む、溶融樹脂からなるストランドのストランド径を調整する方法： （ａ）押出装置のダイに形成された複数の貫通孔の各々から吐出中の複数のストランドの径を測定するステップ；
（ｂ）測定された前記複数のストランドの径に応じて、前記複数の貫通孔のうちの少なくとも一つからのストランドの吐出量を調整するステップ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、押出装置、押出成形用ダイ、監視装置および監視用プログラム、ストランドの製造方法、およびストランド径の調整方法に関し、より特定的には、押出装置から吐出される溶融樹脂（ストランド）の径を均一化させるための技術に関する。

【背景技術】

【0002】

熱可塑性樹脂成型品を製造する際、樹脂原料からなるペレットが用いられる場合がある。ペレットを成形する方法の１つとして、ストランドカット法が知られている。特開２０１８－００１６４９号公報（特許文献１）には、ストランドカット法におけるストランド径のばらつきを低減するための手法が開示されている。

【0003】

特開２０１８－００１６４９号公報（特許文献１）においては、押出機において、ダイとダイホルダとの間に配置されるクラウンについて、流路方向に沿った長さを流路幅方向で異ならせることによってストランド径の均一化を図る構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１８－００１６４９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に開示された構成においては、樹脂原料が通過する流路部材の形状を変更することによってストランド径の均一化を図っている。一方で、押出装置の運転中においてもストランド径の調整を可能とすることによって、さらなるストランド径の均一化を実現するニーズが高まっている。

【0006】

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、熱可塑性樹脂成型品を製造するために用いられる押出装置において、押出装置の運転中におけるストランド径の調整を可能として、ストランド径の均一化を図ることである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示に係る押出装置は、調整機構によって、複数の貫通孔の各々から吐出されるストランドの吐出量を個別に調整可能に構成される。

【発明の効果】

【0008】

本開示に係る押出装置によれば、調整機構により押出装置の運転中でもストランド径の調整ができるので、ストランド径の均一化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施の形態の押出装置を用いるペレット製造装置の概略構成図である。

【図2】図１の押出装置のダイの斜視図である。

【図3】図２における線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った断面図である。

【図4】図２における線ＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。

【図5】実施の形態の監視装置の構成の第１例を説明するための図である。

【図6】実施の形態の監視装置の構成の第２例を説明するための図である。

【図7】図６の監視装置で用いられる端末装置の表示例である。

【図8】監視装置で用いられる監視用プログラムのフローチャートである。

【図9】ストランド径の自動調整機能の概要を説明するための図である。

【図10】制御装置におけるストランド径調整機能の機能ブロック図である。

【図11】制御装置において実行される処理を示すフローチャートである。

【図12】変形例１の調整機構の構成を示す図である。

【図13】変形例２の調整機構の構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

【0011】

［ペレット製造装置の構成］
図１は、本実施の形態の押出装置１００を用いるペレット製造装置１０の概略構成図である。図１を参照して、ペレット製造装置１０は、押出装置１００に加えて、冷却槽２０と、ストランドカッタ３０とを備える。ペレット製造装置１０は、押出装置１００から押し出された溶融樹脂１６０（以下、「ストランド１６０」とも称する。）を冷却槽２０にて冷却し、ストランドカッタ３０で所定の長さに切断する。これによって、ペレット５０が形成される。

【0012】

押出装置１００は、ストランド１６０の製造装置である。押出装置１００は、駆動部１１０と、シリンダ１２０と、フィーダ１４０と、ダイ１５０とを含む。なお、図１および以降の説明においては、鉛直方向をＺ軸とし、水平方向におけるシリンダ１２０の延伸方向をＸ軸とし、Ｘ軸およびＺ軸に直交する方向をＹ軸として説明する。

【0013】

駆動部１１０は、たとえばモータおよび減速機を含んで構成される。駆動部１１０は、図１においてＸ軸方向に延伸するシリンダ１２０の一方端に配置されている。駆動部１１０は、シリンダ１２０の内部に配置されたスクリュ１３０を回転させる。

【0014】

シリンダ１２０は、内部が空洞の筒状の部材であり、内部には１本あるいは２本のスクリュ１３０が収容されている。シリンダ１２０には、フィーダ１４０から供給されるペレットの原料を内部に投入するための投入口１２１（原料供給口）が形成されている。また、シリンダ１２０の外周には、シリンダ１２０の内部を加熱するためのヒータ１２２が配置されている。シリンダ１２０内部に投入された原料は、ヒータ１２２からの熱とスクリュ１３０の回転によって混練されることにより溶融する。そして、溶融された原料は、スクリュ１３０の回転によって、シリンダ１２０の駆動部１１０とは反対の他方端へと移送される。

【0015】

シリンダ１２０の他方端には、ダイホルダ１５５を介してダイ１５０が接続されている。図２で後述するように、ダイ１５０には、Ｙ軸方向に沿って複数の貫通孔１５２が形成されている。スクリュ１３０によって移送された溶融樹脂は、当該貫通孔１５２から押し出されて紐状のストランド１６０として吐出される。ダイ１５０の構成については、図２～図４において詳述する。

【0016】

ダイ１５０から吐出されたストランド１６０は、冷却槽２０に蓄えられた冷却液２１に導かれて冷却および固化される。冷却後のストランド１６０は、ストランドカッタ３０に送られる。ストランドカッタ３０において、ストランド１６０は所定の長さにカットされ、これによってペレット５０が形成される。

【0017】

［ダイの構成］
次に、図２～図４を用いて、ダイ１５０の詳細構成について説明する。図２は、押出装置１００におけるダイホルダ１５５にダイ１５０が保持された状態の斜視図である。図３は、図２における線ＩＩＩ－ＩＩＩに沿った断面図である。また、図４は、図２における線ＩＶ－ＩＶに沿った断面図である。

【0018】

図２～図４を参照して、ダイホルダ１５５は、流入部１５６と、流出部１５８と、流入部１５６および流出部１５８を連通する流路部１５７とを有する。流入部１５６は、ダイホルダ１５５におけるＸ軸の負方向の端部に形成されている。流入部１５６は、シリンダ１２０の端部に接続されており、スクリュ１３０で混練され移送された溶融樹脂が流入部１５６に流入する。

【0019】

流出部１５８は、ダイホルダ１５５におけるＸ軸の正方向の端部に形成されている。流出部１５８には、ダイ１５０が接続されている。流入部１５６に流入した溶融樹脂は、流路部１５７を通ってダイ１５０の凹部１５３へと導かれる。

【0020】

ダイ１５０には、Ｙ軸方向に沿って、凹部１５３と外部とを連通する複数の貫通孔１５２が形成されている。ダイホルダ１５５を通ってダイ１５０の凹部１５３に流入した溶融樹脂は、当該貫通孔１５２から押し出されて、紐状のストランド１６０として吐出される。

【0021】

また、本実施の形態のダイ１５０においては、貫通孔１５２の各々について、貫通孔１５２における最小断面積を変更することによってストランド径を調整するための調整機構１５４が設けられている。図２および図３の例においては、調整機構１５４は、ねじ機構を有するボルト部材として形成されており、ユーザが手動で当該ボルト部材を回転させることによって、貫通孔１５２内へのボルト部材の突出量を変化させることができる。つまり、貫通孔１５２の最小断面積とは、ボルト部材の貫通孔１５２内に突出した部分と貫通孔１５２の内面とで形成される断面積である。このように、調整機構１５４を用いて、各貫通孔１５２からの溶融樹脂の単位時間あたりの吐出量を調整することができるので、ストランド径を個別に調整することが可能となる。なお、図２および図３の例においては、ボルト部材の軸部分が、本開示における「移動部」に対応する。

【0022】

なお、調整機構１５４は、貫通孔１５２内への突出量を変更する機構を含む構成であれば、上記の例のようなボルト部材に限られない。調整機構１５４の他の例としては、たとえば、ピン、スライド機構、またはシリンダなどが含まれる。あるいは、調整機構１５４は、貫通孔１５２に取り付けられた流量調節弁、または、バルーンカテーテルのような流路抵抗を変化させる機構であってもよい。

【0023】

上記のような、いわゆるストランドカット法を用いたペレットの製造において、各ストランド径がばらついていると、完成したペレットの１個あたりの重さにばらつきが生じ得る。熱可塑性樹脂成型品の製造において、ペレットの重さがばらついていると、樹脂原料の計量精度が低下し、射出成形機の運転に支障をきたす場合がある。本実施の形態の押出装置においては、ダイに設けられた調整機構によって、押出装置の運転中でも、必要に応じて各ストランド径を個別に調整することができる。したがって、押出装置から吐出されるストランド径の均一化を図ることができる。

【0024】

［監視装置］
次に、押出装置の運転中にストランド径を検出する監視装置について説明する。監視装置を用いて、運転中のストランド径をリアルタイムで検出することによって、たとえば製造条件の変化によってストランド径が変化した場合に、迅速に調整を行なうことができるので、ストランド径のばらつきの防止に役立つ。

【0025】

（第１例：撮像カメラ）
図５は、実施の形態の押出装置１００に適用可能な監視装置の第１例の構成を示す図である。第１例における監視装置６０は、撮像装置２００と、制御装置３００と、表示装置３０５とを含む。撮像装置２００は、たとえば固定型のＣＣＤカメラである。撮像装置２００は、ダイ１５０から吐出されるストランド１６０が視野内に入るように設置されている。撮像装置２００によって検出された画像は、制御装置３００に伝達される。なお、撮像装置２００によって撮像される画像は、静止画に限られず動画であってもよい。また、撮像装置２００は、画像が取得できる装置であればＣＣＤカメラに限られず、たとえばイメージセンサなどであってもよい。

【0026】

制御装置３００は、典型的にはパーソナルコンピュータであり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１およびメモリ３０２を内蔵している。ＣＰＵ３０１およびメモリ３０２は、共通のバス３０３に接続されており、メモリ３０２に記憶されたプログラムをＣＰＵ３０１が実行することによって、各種処理が実現される。制御装置３００は、撮像装置２００から取得した画像を二値化処理し、各ストランド１６０のストランド径（ストランド幅）を算出する。なお、制御装置３００は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）、マイコン、あるいはマイコンボードなどであってもよい。

【0027】

表示装置３０５は、たとえば液晶（Liquid Cristal Diode：ＬＣＤ）パネルあるいは有機ＥＬ（Electronic Luminescence）パネルによって構成されており、撮像装置２００で取得した画像、および、制御装置３００で演算されたストランド径を表示する。図５の例においては、表示装置３０５の上部には、５本のストランド１６０の画像が表示されている。また、表示装置３０５の下部には、上部の画像内の領域３０６内の輝度差がグラフ形式で表示されている。たとえば、検出された輝度差がしきい値ＴＨ以上の部分がストランドとして検出され、当該しきい値ＴＨにおけるストランド１６０の幅がストランド径として検出される。さらに、表示装置３０５には、各ストランド１６０の平均値からの偏差、および、全体の標準偏差が数値で表示されている。なお、平均値からの偏差および標準偏差に加えて、各ストランド１６０の吐出速度、ストランド径の平均値および分散、ならびに、当該ばらつきが所定範囲内であるか否かの判定結果を表示するようにしてもよい。

【0028】

ユーザは、表示装置３０５に表示されたストランド径の平均値からの偏差、および、標準偏差もしくは分散に基づいて、ストランド径のばらつき度合いを判定し、ばらつきが大きい場合には、平均値からの偏差が大きいストランド径のダイ１５０の調整機構１５４を調整し、ストランド径のばらつきが所定範囲内となるように調整する。

【0029】

このような監視装置を設けることによって、押出装置運転中のストランド径をユーザが容易に検出することができるので、ストランド径のばらつきが大きくなった場合でも、迅速なストランド径の調整が可能となる。

【0030】

なお、第１例において、「撮像装置２００」、「制御装置３００」および「表示装置３０５」は、本開示における「撮像部」、「検出部」および「出力部」にそれぞれ対応する。

【0031】

（第２例：携帯端末）
次に図６および図７を用いて、実施の形態の押出装置１００に適用可能な監視装置の第２例の構成について説明する。図６は、第２例の監視装置６０Ａを用いてストランド１６０の監視を行なっている状態を示したものである。また、図７は、監視装置６０Ａにおける表示例である。

【0032】

図６および図７を参照して、第２例における監視装置６０Ａは、撮像機能および表示機能を有する携帯端末２５０である。携帯端末２５０は、たとえば、タブレット、スマートフォン、携帯電話、ならびに、スマートウオッチおよびスマートグラスのようなウェアラブル端末が含まれる。携帯端末２５０には、ストランド監視用のアプリがインストールされている。当該監視用アプリは、携帯端末２５０に内蔵されたＣＰＵ、もしくは、クラウド上にあるＣＰＵによって実行される。

【0033】

ユーザが携帯端末２５０のストランド監視用アプリを実行すると、携帯端末２５０に内蔵されたカメラが起動される。ユーザが、カメラの視野内にストランド１６０が入るように携帯端末２５０を配置すると、図７に示されるように、携帯端末２５０のディスプレイ２５１に、カメラで撮像されたストランド１６０が表示される。その状態で、ディスプレイ２５１に表示された矩形状の領域２５２をストランド１６０の画像に重ね合わせると、領域２５２内の各ストランド１６０のストランド径がディスプレイ２５１に表示される。なお、携帯端末２５０が、撮像画像内における溶融樹脂１６０を自動で検出し、検出された溶融樹脂１６０の径を測定して表示するようにしてもよい。

【0034】

第２例のように、ユーザが所有する携帯端末に監視用アプリをインストールすることによって、第１例のような専用の機器を用いることなく、運転中のストランド径を検出することができる。そして、検出されたストランド径に基づいて、必要に応じて調整機構を調整することによって、ストランド径のばらつきを低減することができる。

【0035】

なお、第２例において、携帯端末２５０に搭載された「カメラ」、「ＣＰＵ」および「ディスプレイ２５１」は、本開示における「撮像部」、「検出部」および「出力部」にそれぞれ対応する。

【0036】

（監視用プログラム）
図８は、上記の監視装置６０，６０Ａにおいて実行される監視用プログラム（アプリ）の処理を示すフローチャートである。図８に示すフローチャートは、図５における制御装置３００のＣＰＵ３０１、あるいは、図６における携帯端末２５０に内蔵されたＣＰＵによって実行される。

【0037】

図８を参照して、ＣＰＵは、ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０にて、撮像装置（カメラ）によって撮像された、押出装置１００の運転中においてダイ１５０から吐出する吐出樹脂（ストランド）の画像を取得する。次に、ＣＰＵは、Ｓ２０にて、取得された画像を処理することによって、各ストランド１６０のストランド径を算出するとともに、Ｓ３０にてストランド径のばらつきを示すパラメータ（分散、標準偏差など）もしくは平均値を算出する。そして、ＣＰＵは、Ｓ４０にて算出された各ストランド１６０のストランド径、もしくは、ばらつきを示すパラメータの少なくとも１つを表示装置に表示する。

【0038】

このような処理を実行することによって、ユーザは、押出装置の運転中におけるストランド径、および、ストランド径のばらつきを容易に検出することができる。検出したストランド径のばらつきが大きい場合に、押出装置の運転中にユーザがダイ１５０の調整機構１５４を調整することによって、ストランド径のばらつきを低減して、ストランド径の均一化を図ることができる。

【0039】

なお、上記の例においては、撮像装置で撮像した画像を処理することによってストランド径を検出する例について説明したが、ストランド径は他の手法により検出してもよい。たとえば、撮像装置に代えて、光電センサ、分光・光干渉式厚み計、赤外線膜厚計、レーザ厚み計、超音波膜厚計、蛍光Ｘ線膜厚計、渦電流式膜厚計、電磁式膜厚計、電気抵抗式膜厚計などの非接触型のセンサを用いて各ストランドのストランド径を検出するようにしてもよい。

【0040】

［自動調整システム］
上述の例においては、ストランド径の調整は、ユーザによる手動操作で行なう場合について説明した。しかしながら図５の第１例で示したような監視装置を用いることによって、検出したストランド径に基づいて調整機構を自動で調整する構成としてもよい。

【0041】

図９は、ストランド径の自動調整機能を有するシステムを説明するための図である。図９のシステムにおいては、図５で示した監視装置６０に加えて、ダイ１５０に調整機構１５４Ａが設けられている。調整機構１５４Ａは、図２で説明した調整機構１５４であるボルト部材の部分に配置された移動部４１０と、当該移動部４１０を駆動するための駆動部（アクチュエータ）４００とを含む。

【0042】

移動部４１０は、図２におけるボルト部材と同様に、ダイ１５０の貫通孔１５２内に突出するように構成されている。移動部４１０は、ボルト部材のように、回転することによって図９中の矢印ＡＲ１の方向に移動する構成であってもよいし、スライド機構のように直動式に矢印ＡＲ１の方向に移動する構成であってもよい。あるいは、調整機構１５４は、貫通孔１５２の出口に取り付けられ、開度を調整することによって溶融樹脂の吐出量を調整することが可能なバルブであってもよい。

【0043】

駆動部４００は、空圧式、油圧式または電動式のアクチュエータであり、たとえば、シリンダ、モータ、またはボールねじなどにより構成される。駆動部４００は、制御装置３００からの信号に基づいて移動部４１０を駆動する。

【0044】

次に、制御装置３００における自動調整機能について、図１０および図１１を用いて説明する。図１０は、制御装置３００におけるストランド径調整機能の機能ブロック図である。図１０を参照して、制御装置３００は、画像取得部３１０と、画像処理部３２０と、ストランド径演算部３３０と、ばらつき判定部３４０と、駆動制御部３５０とを含む。

【0045】

画像取得部３１０は、撮像装置２００で撮像された画像データを受ける。画像処理部３２０は、画像取得部３１０で取得した画像を処理して、画像データ内におけるストランド１６０を特定する。ストランド径演算部３３０は、特定されたストランドの画像から、各ストランド１６０のストランド径を演算する。

【0046】

ばらつき判定部３４０は、算出されたストランド径のデータを用いて、ストランド径の平均値あるいはばらつきを示すパラメータ（分散、標準偏差など）を演算してばらつきの有無を判定し、判定結果を駆動制御部３５０に出力する。駆動制御部３５０は、ばらつき判定部３４０からの判定結果に基づいて各ストランド１６０に対応する駆動用の制御信号を生成し、当該駆動信号に従って駆動部４００を制御する。

【0047】

図１１は、制御装置３００におけるＣＰＵ３０１で実行される処理を示すフローチャートである。図１１に示すフローチャートは、所定の条件が成立した場合に、図示しないメインルーチンから呼び出されて実行される。たとえば、当該処理は、始業時間の際に実行されてもよいし、所定時間毎に定期的に実行されてもよい。あるいは、当該処理は、押出装置１００運転中に継続して実行されてもよいし、ユーザからの指示がなされた場合に実行されてもよい。さらに、システム起動時あるいは装置の稼働準備完了時などの、装置状態に応じて実行されてもよい。

【0048】

図１１を参照して、ＣＰＵ３０１は、Ｓ１００において、図５で説明したように、撮像装置２００によって撮像された、ダイ１５０から吐出するストランド１６０の画像を取得する。そして、Ｓ１１０にて、ＣＰＵ３０１は、撮像装置２００から取得した画像を処理して、画像データ内におけるストランド１６０を検出する。

【0049】

次に、ＣＰＵ３０１は、検出した各ストランド１６０のストランド径を算出するとともに（Ｓ１２０）、算出されたストランド径のばらつきを示すパラメータ（分散、標準偏差など）を演算する（Ｓ１３０）。

【0050】

Ｓ１４０にて、ＣＰＵ３０１は、得られた標準偏差が所定のしきい値αよりも大きいか否かを判定する。標準偏差が所定のしきい値α以下の場合、すなわち、ストランド径のばらつきが小さい場合（Ｓ１４０にてＮＯ）は、以降のステップＳ１５０，Ｓ１６０がスキップされて、処理がメインルーチンに戻される。

【0051】

一方、標準偏差が所定のしきい値αを上回った場合、すなわち、ストランド径のばらつきが大きい場合（Ｓ１４０にてＹＥＳ）には、処理がＳ１５０に進められて、ＣＰＵ３０１は、平均値からの偏差が大きい貫通孔１５２に対応する駆動部４００の駆動量を演算する。その後、ＣＰＵ３０１は、Ｓ１６０にて、対象の駆動部４００に対して制御指令を出力することによって当該駆動部を駆動して、当該貫通孔１５２から吐出されるストランド径を平均値に近づけるように調整する。

【0052】

具体的には、ストランド径が平均値より大きい場合には、ＣＰＵ３０１は、ダイ１５０における対応する貫通孔１５２の断面積が小さくなるように駆動部４００を駆動する。逆に、ストランド径が平均値より小さい場合には、ＣＰＵ３０１は、対応する貫通孔１５２の断面積が大きくなるように駆動部４００を駆動する。このように、図９で示したシステムにおいては、ダイ１５０から吐出されるストランド１６０の画像データに基づいて、駆動部４００を駆動して移動部４１０のストロークを調整することによって、ストランド径のばらつきを低減することができる。

【0053】

［調整機構の変形例］
上記の実施の形態においては、ダイの貫通孔の断面積を変更することによってストランド径を調整する調整機構の構成例について説明した。以下の変形例においては、上記とは異なる手法を用いてストランド径を調整する調整機構の例について説明する。

【0054】

（変形例１：温度制御）
図１２は、変形例１の調整機構１５４Ａの構成を示す図である。変形例１においては、ダイ１５０から吐出されたストランド１６０の温度を調整することによって、ストランド径を調整する構成について説明する。

【0055】

図１２を参照して、変形例１の調整機構１５４Ａは、ブロア４５０および／またはヒータ４６０を含む。ブロア４５０およびヒータ４６０は、各貫通孔１５２ごとに配置されている。

【0056】

ブロア４５０は、制御装置３００からの制御信号によって制御され、吐出されたストランド１６０に対して熱風あるいは冷風を吹きかけることによって、ストランド１６０の温度を調整する。ブロア４５０は、熱風および冷風を切換えて使用することが可能な構成であってもよいし、熱風あるいは冷風の一方のみが使用可能な構成であってもよい。

【0057】

ヒータ４６０は、たとえば、貫通孔１５２の吐出口の部分に取付けられている。ヒータ４６０は、制御装置３００からの制御信号によって制御され、吐出されたストランド１６０を加熱する。

【0058】

ストランド１６０は加熱されて温度が高くなると軟化するため、ストランドカッタ３０の巻き取り効果によってストランド径は細くなる。逆に、ストランド１６０が冷却されると硬化が促進されるため、ストランド径は太くなる。

【0059】

なお、ストランド１６０の加熱／冷却機構は、図１２に示されるような吐出口の外側に配置された構成に限られず、ダイ１５０の内部に配置され、ダイ１５０本体を加熱あるいは冷却する構成であってもよい。この場合、ダイ１５０の部分的な加熱または冷却によりダイ１５０内部のストランド１６０の流動状態（流速等）を部分的に変化させることによって、所望の貫通孔から吐出されるストランド径が変化する。

【0060】

したがって、検出されたストランド径のばらつきが大きい場合に、制御装置３００からの制御指令によって、ブロア４５０および／またはヒータ４６０を用いて対象のストランドの加熱／冷却を行なうことによって、ストランド径のばらつきを低減することができる。

【0061】

変形例１における「ブロア４５０」および「ヒータ４６０」は、本開示における「温度調整部」に対応する。

【0062】

（変形例２：張力制御）
図１３は、変形例２の調整機構１５４Ｂの構成を示す図である。変形例２においては、ダイ１５０から吐出されたストランド１６０の張力を調整することによって、ストランド径を調整する構成について説明する。

【0063】

図１３を参照して、変形例２の調整機構１５４Ｂは、ダイ１５０から吐出されたストランド１６０にかかる張力を変更するためのテンショナー４７０を含む。図１３の例においては、Ｙ軸に沿って並列した複数のストランド１６０における、Ｙ軸方向の両端部のストランド１６０に対してテンショナー４７０が配置されている例が示されているが、各ストランド１６０ごとにテンショナー４７０が設けられる構成であってもよい。

【0064】

テンショナー４７０は、たとえばＹ軸方向に移動可能な棒状の部材で形成されており、テンショナー４７０を外側に移動させることによって、ストランド１６０の張力を増加することができる。なお、テンショナー４７０によって張力をかける方向はＹ軸方向でなくてもよく、たとえば、Ｚ軸方向にストランド１６０を移動させて張力を増加するようにしてもよい。また、テンショナー４７０は、全てのストランド１６０に対して適用してもよい。

【0065】

ストランド１６０にかかる張力を増加させると、体積変化によってストランド径が減少する。一般的に、ダイ１５０から吐出される溶融樹脂は、ダイ１５０のＹ軸方向の中央部を頂点とした放物線状の速度分布を有する。そのため、ダイ１５０のＹ軸方向の端部に近い貫通孔においては、Ｙ軸方向の中央部の貫通孔に比べると溶融樹脂が吐出しにくくなる。これを解消するために、ダイ１５０の内部の流路形状を変更して、溶融樹脂がＹ軸方向の端部側へ流れやすくなるようにする対策が採用される場合がある。この場合には、Ｙ軸方向の中央部に比べて端部のストランド径が大きくなりやすいため、Ｙ軸方向の端部側にテンショナー４７０を配置することよって、ストランド径のばらつきを低減することができる。

【0066】

一方で、ダイ１５０の内部の流路形状を変更しない場合には、上記のように、Ｙ軸方向の端部に比べて中央部の吐出量が多くなり、ストランド径も大きくなる傾向にある。そのため、テンショナー４７０を中央部に配置して、中央部のストランドに張力を増加することによって、ストランド径のばらつきを低減することができる。

【0067】

変形例２における「テンショナー４７０」は、本開示における「張力調整部」に対応する。

【0068】

なお、図２あるいは図５のようなダイ１５０の貫通孔１５２の断面積を変更する構成の調整機構、および、変形例１のような温度を変更する構成の調整機構についても、全てのストランドに対してではなく、一部の貫通孔１５２のみに調整機構が配置される構成であってもよい。

【0069】

以上説明したように、押出装置において、ダイから吐出されるストランドのストランド径を個別に調整可能な調整機構を設けることによって、押出装置の運転中でもストランド径の調整が可能となる。これにより、ストランド径を均一化を図ることができる。また、撮像装置あるいは変位センサを用いた監視装置を設けることによって、押出装置の運転中にストランド径をリアルタイムで検出することができる。これにより、運転中にストランド径が変化した場合であっても迅速な調整が可能となる。さらに、監視装置によって検出されたストランド径のデータを用いて調整機構を自動制御する構成を採用することによって、ユーザによる調整の手間を省略し、ストランド径のばらつきをより一層低減することが可能となる。

【0070】

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。

【符号の説明】

【0071】

１０ ペレット製造装置、２０ 冷却槽、２１ 冷却液、３０ ストランドカッタ、５０ ペレット、６０，６０Ａ 監視装置、１００ 押出装置、１１０，４００ 駆動部、１２０ シリンダ、１２１ 投入口、１２２，４６０ ヒータ、１３０ スクリュ、１４０ フィーダ、１５０ ダイ、１５２ 貫通孔、１５３ 凹部、１５４，１５４Ａ，１５４Ｂ 調整機構、１５５ ダイホルダ、１５６ 流入部、１５７ 流路部、１５８ 流出部、１６０ ストランド、２００ 撮像装置、２５０ 携帯端末、２５１ ディスプレイ、２５２，３０６，３０７ 領域、３００ 制御装置、３０１ ＣＰＵ、３０２ メモリ、３０３ バス、３０５ 表示装置、３１０ 画像取得部、３２０ 画像処理部、３３０ ストランド径演算部、３４０ ばらつき判定部、３５０ 駆動制御部、４１０ 移動部、４５０ ブロア、４７０ テンショナー。

【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】