JP2017113925A - 可塑化装置および可塑化装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に一定以上均等に撹拌された材料を供給することの可能な可塑化装置および可塑化装置の制御方法を提供する。【解決手段】 大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒１８内に複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を供給し可塑化を行う可塑化装置１３において、複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を撹拌する撹拌用ホッパ４１と、前記撹拌用ホッパ４１内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段５０と、前記撹拌用ホッパ４１内から前記加熱筒１８内へ撹拌された複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を供給する材料供給手段３４，４３，４４等とが備えられている。【選択図】図１

Description

本発明は、大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置および可塑化装置の制御方法に関するものである。

大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置としては、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１では、樹脂材料と繊維材料をそれぞれ別の供給装置からフィードスクリュを用いて大気とは異なる雰囲気状態（減圧状態）の加熱筒内に供給している。また複数種の材料を加熱筒内に供給するものではないが、材料を減圧雰囲気状態の加熱筒内に供給して加熱筒内で可塑化を行う可塑化装置としては、特許文献２に記載されたものが知られている。

特開２０１３−２２６６７２号公報（請求項１、請求項２、図１） 特開平７−６０８０３号公報（請求項１、００３１、００３９、図１、図２）

しかしながら前記特許文献１では、樹脂材料と繊維材料をそれぞれ別の供給装置からフィードスクリュを用いて減圧雰囲気状態の加熱筒内に供給しているため、材料の種類によっては加熱筒内のスクリュ回転による混合だけで良好に混合できない場合があった。また特許文献１については、それぞれの材料のためにフィードスクリュと供給装置とを別個に備えており装置が複雑なものとなっていた。

また特許文献２は、フィーダ内（ホッパ内）には下方に向けて材料を送り込むフィードスクリュが設けられるのみであって材料の撹拌機能は有していないので、複数種の材料を用いたときの撹拌効果は期待できないものであった。そしてフィーダ内に比重が異なる２種類の材料が供給された場合には、比重の大きい材料がフィーダ内で下部側に多く貯留された状態で、射出装置の計量時にフィーダのフィードスクリュが回転し、先に比重の大きい材料が加熱筒内に多く供給される可能性が高いものであった。

従って特許文献１も特許文献２も大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に一定以上均等に撹拌された材料を供給することができないものであった。

そこで本発明では上記の問題を鑑みて、大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に一定以上均等に撹拌された材料を供給することの可能な可塑化装置および可塑化装置の制御方法を提供することを目的とする。

本発明の請求項１に記載の可塑化装置は、大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置において、複数種の材料を撹拌する撹拌用ホッパと、前記撹拌用ホッパ内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段と、前記撹拌用ホッパ内から前記加熱筒内へ撹拌された複数種の材料を供給する材料供給手段と、が備えられたことを特徴とする。

本発明の請求項２に記載の可塑化装置は、請求項１において、撹拌用ホッパの下方には、閉鎖した際に雰囲気の流通の阻止と複数種の材料の落下の阻止が可能な開閉機構を有する材料供給手段が備えられたことを特徴とする。

本発明の請求項３に記載の可塑化装置の制御方法は、大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置の制御方法において、複数種の材料を撹拌する撹拌用ホッパと、前記撹拌用ホッパ内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段とが備えられ、前記撹拌用ホッパ内から前記複数種の材料が供給不可能な状態で前記撹拌手段により前記複数種の材料の撹拌を行い、前記撹拌手段による撹拌終了後に、前記撹拌用ホッパから撹拌された複数種の材料の供給を可能にすることを特徴とする。

本発明の請求項４に記載の可塑化装置の制御方法は、請求項３において、前記撹拌用ホッパ内と該撹拌用ホッパ内から材料が直接供給される区画内を略同圧にした状態で、前記撹拌用ホッパ内から前記区画内に撹拌された複数種の材料の供給を可能にすることを特徴とする。

本発明の可塑化装置は、大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置において、複数種の材料を撹拌する撹拌用ホッパと、前記撹拌用ホッパ内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段と、前記撹拌用ホッパ内から前記加熱筒内へ撹拌された複数種の材料を供給する材料供給手段と、が備えられているので、減圧状態またはガス置換状態の加熱筒内に一定以上均等に撹拌された材料を供給することができる。

本発明の実施形態の可塑化装置の概略断面図である。 本発明の別の実施形態の可塑化装置の概略断面図である。 本実施形態の更に別の実施形態の可塑化装置の概略断面図である。

まず本発明の実施形態の射出成形機とその可塑化装置について図１により説明する。射出成形機１１は、図示しないベッド上に型締装置１２と可塑化装置である射出装置１３とを備えている。型締装置１２は、固定盤１４、可動盤１５および図示しない型締機構等を備えている。そして固定盤１４には固定金型１６、可動盤１５には可動金型１７がそれぞれ取付けられる。

射出装置１３は複数種からなる樹脂材料Ｍ１，Ｍ２の可塑化を行った後に射出を行うものであり次の構成を備えている。加熱筒１８内の軸方向に設けられた内孔１９にはスクリュ２０が設けられている。加熱筒１８の前部には加熱筒の一部であるシリンダヘッド部２１が取付けられ、シリンダヘッド部２１の前部にはノズル２２が取付けられている。そしてノズル２２は先端のノズル孔から加熱筒１８の内孔１９に向けて内孔により連通されている。

また加熱筒１８の後端からはスクリュ２０の軸部２３が突出しており、軸部２３は図示しないカップリング等を介して計量用のサーボモータ２４等のアクチュエータに接続されている。また射出装置１３は図示しない射出用のサーボモータ等のアクチュエータを備える。
本実施形態ではスクリュ２０についてはシングルフライトのスクリュであり、後方から前方に向けて順に軸径が小径のフィードゾーン２５、軸径が拡大されるコンプレッションゾーン２６および軸径が拡大されたメタリングゾーン２７が形成されている。またスクリュ２０のフライトの前方には逆流防止弁２８が設けられ、先端にはスクリュヘッド２９が設けられている。なおスクリュ２０については、材料Ｍ１，Ｍ２を前方に送出するものであれば、形状は限定されない。

加熱筒１８、シリンダヘッド部２１、およびノズル２２の外周にはヒータ３０が設けられている。また加熱筒１８の後部寄りの部分にはブロック状のハウジング部３１（前部プレート）が固定されている。ハウジング部３１の内部には流路（図示せず）が設けられ、該流路に温調水を流すなどしてハウジング部３１の温調が可能となっている。そしてハウジング部３１が固定された載置台（図示せず）がノズルタッチ装置（図示せず）により前後進移動可能となっている。加熱筒１８の後部寄りの部分の上部とハウジング部３１の上部を貫通して上方に向けて供給孔３２が設けられている。供給孔３２には筒部３３を介してフィード装置３４の落下孔３８が接続されている。

フィード装置３４の供給筒３５の内部には加熱筒１８内に材料Ｍ１，Ｍ２を供給するフィードスクリュ３６が備えられている。供給筒３５の一端にはフィードスクリュ３６を回転させるモータ３７が固定されている。フィードスクリュ３６は供給筒３５の一端と他端に設けられたベアリングにより回転可能に軸支されている。また供給筒３５の他端寄りの上部には後述する材料供給装置３９に接続される供給孔４０が形成されている。なお本実施形態ではフィード装置３４の供給筒３５は水平に設けられているが、材料が送出される側に向けて上昇または下降するように供給筒３５に傾斜を設けてもよい。フィード装置３４は、本発明における撹拌用ホッパ４１内から加熱筒１８内へ撹拌された複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を供給する材料供給手段の一部に相当する。なおフィード装置３４は必須のものではなく、ハウジング部３１に直接、材料供給装置３９を取付けてもよい。

フィード装置３４の供給筒３５には、加熱筒内を減圧する減圧手段５０の吸引管６７が接続されている。そして吸引管６７は、開閉バルブ６８や図示しないフィルタ等を介して真空ポンプ６３に接続されている。減圧手段５０は加熱筒内を大気とは異なる雰囲気状態とするものである。加熱筒内の減圧（真空度）については、成形に使用される複数種の材料Ｍ１，Ｍ２によって限定されないが、一例としてゲージ圧が大気圧基準（ゲージ圧基準）で−９５ｋＰａ以下（絶対圧基準で６．３３ｋＰａ以下）に維持できるもの等が採用される。また加熱筒１８内を減圧する吸引管は、加熱筒１８の中部から後部ゾーンの間や加熱筒１８の後端に接続されるものでもよい。

次に材料供給装置３９について説明する。材料供給装置３９は、複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を撹拌し供給する装置であって、その上部側には撹拌用ホッパ４１が設けられている。そして前記撹拌用ホッパ４１の下側には第１の供給管４２が接続され、第１の供給管４２の途中には第１のシャッタ４３（開閉機構）が設けられている。そしてまた第１の供給管４２の下側には貯留用ホッパ４４が接続されている。更に貯留用ホッパ４４の下側には、第２の供給管４５が接続され、第２の供給管４５の途中には第２のシャッタ４６（開閉機構）が設けられている。そしてまた第２の供給管４５の下側には前記したようにフィード装置３４が接続されている。第１の供給管４２、第１のシャッタ４３、貯留用ホッパ４４、第２の供給管４５、および第２のシャッタ４６、およびフィード装置３４は、本発明における撹拌用ホッパ４１内から加熱筒１８内へ撹拌された複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を供給する材料供給手段の一部または全部に相当する。

撹拌用ホッパ４１は、ホッパ外郭部４７と撹拌手段４９を備えている。ホッパ外郭部４７は、複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を貯留するためのケースであって、下方に向けて径が縮小し下端部で第１の供給管４２に接続されるテーパ部５１と前記テーパ部５１の上側に接続される円筒部５２と前記円筒部５２の上側に接続される上板部５３とからなっている。ホッパ外郭部４７の部分同士および前記ホッパ外郭部４７と他の部分との接続部は、撹拌用ホッパ４１内を減圧状態に保つことができるシール構造および強度となっている。なお撹拌用ホッパ４１のホッパ外郭部４７の形状や容積は限定されない。また撹拌用ホッパ４１は、ホッパ外郭部４７にヒータが取付けられ、ホッパ内の複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を加熱するものや、除電装置が取付けられ複数種の材料Ｍ１，Ｍ２の静電気を除去するもの等でもよい。

撹拌用ホッパ４１の撹拌手段４９は、複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を撹拌する機構であって、水平方向に設けられた上板部５３の上部には撹拌手段４９のモータ５４が駆動軸（図示せず）を下側に向けて取付けられている。そしてモータ５４の駆動軸に固定される回転軸５５は、上板部５３にベアリング（図示せず）を介して保持されている。上部板５３と回転軸５５の間は、撹拌用ホッパ４１内を密閉可能なようにシールされている。そして前記回転軸５５には複数の撹拌用羽根５６が取付けられている。撹拌用羽根５６は撹拌用ホッパ４１の円筒部５２の内部と下部のテーパ部５１の内部に設けられ、テーパ部５１内に貯留された複数種の材料Ｍ１，Ｍ２が撹拌可能に設けられている。前記撹拌用羽根５６は、回転軸５５に対して同じ高さに２枚が１８０度の角度に取付られている。また撹拌用羽根５６は、それぞれの羽根が回転方向に対して上部が後退するように回転軸５５に対して角度を持って取付けられている。従って回転軸５５を中心とした撹拌用羽根５６の回転により複数種の材料Ｍ１，Ｍ２が上方へすくい上げられながら掻き混ぜられるようになっている。ただし本発明において撹拌用羽根５６の形状や枚数は限定されない。また撹拌手段４９は、回転軸が垂直方向以外に設けられたものでもよく、モータや回転軸の数も１個に限定されない。更に撹拌用羽根５６は、複数種の材料Ｍ１，Ｍ２の変更に応じて最適のものに変更するようにしてもよい。ただし撹拌用羽根は、特許文献２のような回転時に材料を強制的に下方に向けて送るためのスクリュのみからなるものについては不適切であり、撹拌用ホッパ４１内部の下側に滞留した材料を再度上側に浮き上がらせて撹拌できる機能を備えたものが望ましい。

また撹拌用ホッパ４１には、材料導入手段４８が付設されている。撹拌用ホッパ４１のホッパ外郭部４７の上部板５３には、材料導入手段４８の２本の導入管５７，５８が接続されている。なお導入管５７，５８の数は２本に限定されない。２本の導入管５７，５８には気流を用いた材料導入機構（図示せず）が設けられている。また導入管５７には第３のシャッタ５９が設けられ、導入管５８には第４のシャッタ６０が設けられている。そして第３のシャッタ５９、第４のシャッタ６０の開放時にそれぞれの材料Ｍ１，Ｍ２を撹拌用ホッパ４１内に供給可能であり、閉鎖時に撹拌用ホッパ４１内を密閉可能となっている。なお撹拌用ホッパ４１への材料導入機構は、重力やモータの駆動力等を用いたものでもよく、更には導入管５７，５８を設けずに撹拌用ホッパ４１の上部から作業者が複数種の材料Ｍ１，Ｍ２を手作業により供給するものでもよい。

更に撹拌用ホッパ４１にはホッパ内を減圧する減圧手段５０が付設されている。減圧手段５０については、本発明の撹拌用ホッパ内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段に相当する。ホッパ外郭部４７の上部には、ホッパ内を減圧する減圧手段５０の吸引管６１が接続されている。吸引管６１は、開閉バルブ６２や図示しないフィルタ等を介して真空ポンプ６３に接続されている。

撹拌用ホッパ４１の下方には、材料供給手段が接続されている。材料供給手段の第１の供給管４２は筒状の部材であり、第１の供給管４２の途中に開閉機構である第１のシャッタ４３が設けられている。第１のシャッタ４３はエアシリンダの駆動により上下方向に供給穴が開いたシャッタが水平方向に進退移動して、第１の供給管４２を開通状態または閉鎖状態とすることが可能となっている。また第１のシャッタ４３は各部がシールされている。従って第１のシャッタ４３が閉鎖された状態では、シャッタを介しての雰囲気の流通の阻止と複数種の材料Ｍ１，Ｍ２の落下の阻止が可能となっている。なお開閉機構については、ロータリ式のものなど他の方式のものでもよい。また撹拌用ホッパ４１の下側に第１の供給管４２等を介さずに開閉機構が直接接続されるものでもよい。

そして第１の供給管４２の下側には、貯留用ホッパ４４が接続されている。ただし第１のシャッタ４３の下側に直接、貯留用ホッパ４４が接続されるものでもよい。本実施形態では貯留用ホッパ４４のホッパ外郭部６４の形状は撹拌用ホッパ４１の外郭部とほぼ同であり、内部は撹拌された複数種の材料Ｍ１，Ｍ２が収容される空間となっている。ただし貯留用ホッパ４４の形状や容積は限定されない。本実施形態の貯留用ホッパ４４は、撹拌用ホッパ４１内から複数種の材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画に相当する。そして貯留用ホッパ４４についてもその上部にホッパ内を減圧する減圧手段５０の吸引管６５が接続されている。吸引管６５は、開閉バルブ６６や図示しないフィルタ等を介して真空ポンプ６３に接続されている。そして貯留用ホッパ４４の下方にも撹拌用ホッパ４１の下方の第１の供給管４２および第１のシャッタ４３と同様の第２の供給管４５および第２のシャッタ４６が設けられ、第２の供給管４５の下側にはフィード装置３４が接続されている。

次に本実施形態の可塑化装置の制御方法について説明する。撹拌用ホッパ４１に接続される一方の導入管５７からは図示しない材料導入機構の作動によりベース熱可塑性樹脂ペレット（材料Ｍ１）が、撹拌用ホッパ４１内に投入される。本実施形態ではベース樹脂ペレットの種類は、無色のポリプロピレン樹脂ペレットであり、比重０．９０〜０．９１である。もう一方の導入管５８からは材料導入機構の作動により熱可塑性樹脂のマスターバッチ樹脂ペレット（材料Ｍ２）が撹拌用ホッパ４１内に投入される。本実施形態の熱可塑性樹脂のマスターバッチ樹脂ペレットの比重は１．４〜２．３である。この材料供給の際、第１のシャッタ４３は閉鎖されており、これら材料Ｍ１，Ｍ２は撹拌用ホッパ４１内に貯留される。一般的には材料Ｍ１，Ｍ２の投入中は、撹拌用羽根５６は停止しており、撹拌は行わない。そしてこの際に材料Ｍ１とＭ２は、比重が異なるため、比重の大きいよりも大きいマスターバッチ樹脂ペレット（Ｍ２）が撹拌用ホッパ４１の下側に多く滞留しがちとなる。

撹拌用ホッパ４１内に材料Ｍ１と材料Ｍ２が投入・供給されると、導入管５７，５８の第３のシャッタ５９と第４のシャッタ６０が閉鎖され、撹拌用ホッパ４１内が密閉される。次に減圧手段５０の開閉バルブ６２を開放し、加熱筒１８内の減圧のために継続作動している真空ポンプ６３を用いて撹拌用ホッパ４１内の減圧（真空吸引）を行う。また減圧開始と同時、または所定時間が経過して撹拌用ホッパ４１内の真空度が低下してから撹拌手段のモータ５４を作動させて回転軸５５と撹拌用羽根５６を回転させ、材料Ｍ１と材料Ｍ２が一定以上均一になるように所定時間撹拌を行う。この際の回転軸５５の回転速度は、材料Ｍ１，Ｍ２によっても相違するので、これに限定されるものではないが一例として、２０ｍｉｎ^−１ないし２００ｍｉｎ^−１で行われる。また撹拌時間もこれに限定されるものではないが一例として、１５秒ないし１８０秒行われる。

また上記の撹拌において一定以上均一な撹拌状態（良好な撹拌状態）とは、これに限定される訳ではないが一例として、撹拌用ホッパ４１への投入時のＭ１，Ｍ２の比率（重量％）に対して、撹拌後に採取したサンプルの少ない方の材料Ｍ１またはＭ２の比率が１５重量％以内の差に収まっていることにより判断する。例えばＭ１の投入時の比率（重量％）が２０重量％の場合は、撹拌後に採取したサンプルのＭ１の比率が１７〜２３重量％であれば一定以上均一な撹拌状態と判断する。また一例としてＭ１の投入時の比率が４０重量％の場合は、撹拌後に採取したサンプルのＭ１の比率が３４〜４６重量％の範囲内に収まっていることを指す。これら撹拌後の材料Ｍ１，Ｍ２の比率のサンプリング測定は、投入時の材料Ｍ１，Ｍ２の重量に対して、撹拌後の材料Ｍ１，Ｍ２をｎ等分に区分し、区分された材料Ｍ１，Ｍ２の重量計測を行うことにより材料Ｍ１またはＭ２の比率を演算することができる。また本実施形態のように比重が１．０より下の材料と１．０より上の材料の場合は、区分した材料Ｍ１，Ｍ２を水中に投入し、水に浮いた材料Ｍ１と水に沈んだ材料Ｍ２を分離し、それぞれ乾燥させてから重量を計測することによっても撹拌後の材料Ｍ１，Ｍ２の比率を測定可能である。

なお本発明において撹拌用ホッパ４１内を減圧して撹拌することは必須ではなく、テスト結果では減圧の有無は撹拌の良否には殆ど影響を与えなかった。しかしながら撹拌用ホッパ４１内を減圧状態（真空状態）にして材料Ｍ１，Ｍ２の撹拌を行うことにより、材料Ｍ１，Ｍ２から水分やガス等を除去することができる。そのため材料Ｍ１，Ｍ２によっては少なくとも一方を予め乾燥しなくてもよい場合もある。また減圧して撹拌することは、ハウジング部３１の供給孔３２付近の結露を防止したり、加熱筒内の真空度の低下を防止するといった効果を奏する場合もある。

そして所定時間が経過して撹拌終了時間となるとモータ５４が停止され、撹拌用羽根５６の回転が停止される。次に第１のシャッタ４３のエアシリンダが作動され、第１のシャッタ４３が開放状態となり、撹拌が終了して混合された材料Ｍ１，Ｍ２が撹拌用ホッパ４１内から貯留用ホッパ４４（材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画内）へ落下・供給される。この際貯留用ホッパ４４の下側の第２のシャッタ４６は閉鎖されている。またこの際、貯留用ホッパ４４内は既に減圧手段５０の開閉バルブ６６が開放され減圧が完了していて撹拌用ホッパ４１内と貯留用ホッパ４４内（材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画内）は略同圧となっている。

そして貯留用ホッパ４４内に撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２が全て落下して貯留されると、第１のシャッタ４３を閉鎖する。また前記第１のシャッタ４３閉鎖後に、適宜のタイミングで第２のシャッタ４６を開放して、材料Ｍ１，Ｍ２を、第２の供給管４５とフィード装置３４の供給筒３５内に供給する。そしてフィード装置３４の供給筒３５内に供給された撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２は、射出装置１３の計量時にスクリュ２５の回転数に応じてフィードスクリュ３６が回転されると加熱筒１８内に向けて供給される。なおこの際加熱筒１８内（含むフィード装置３４内）は、真空ポンプ６３により既に減圧されている。従って計量時に材料Ｍ１，Ｍ２が溶融して発生したガスや水分は、加熱筒１８内から吸引され除去される。また前記射出装置１３による計量や射出と並行して次回の撹拌用ホッパ４１での材料Ｍ１，Ｍ２の撹拌が行われる。本実施形態では、射出装置１３による計量や射出と撹拌用ホッパ４１への材料Ｍ１，Ｍ２の供給や撹拌は連動させる必要がなく並行して別個に行える。そして上記のように撹拌用ホッパ４１での撹拌終了後に貯留用ホッパ４４内にすぐに撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２を供給するもの以外に、撹拌用ホッパ４１での撹拌終了後に撹拌用ホッパ４１内に材料Ｍ１，Ｍ２を貯留しておき、貯留用ホッパ４４内に設けた材料Ｍ１，Ｍ２の残量検知手段により貯留用ホッパ４４内の材料Ｍ１，Ｍ２の減少が検知されると、第１のシャッタ４３を開放して撹拌用ホッパ４１の材料Ｍ１，Ｍ２を貯留用ホッパ４４へ供給開始するものでもよい。

次に図２に示される本発明の別の実施形態の可塑化装置について説明する。図２の別の実施形態において、図１の実施形態と同一部分については同一番号を付している。図２の別の実施形態と図１の実施形態の相違点は、貯留用ホッパ４４と第２のシャッタ４６を備えない点である。別の実施形態の材料供給装置７１では、材料供給手段の貯留用ホッパ４４を備えないので、撹拌用ホッパ４１で材料Ｍ１，Ｍ２を撹拌後に、撹拌用ホッパ４１の下方の第１のシャッタ４３を開いて材料Ｍ１，Ｍ２を第１のシャッタ４３よりも下方の第１の供給管４２内とフィード装置３４の供給筒３５内に落下させる。従って前記第１の供給管４２内とフィード装置３４の供給筒３５内が、撹拌用ホッパ４１内から材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画内に相当する。この際、減圧された撹拌用ホッパ４１内と減圧された加熱筒１８内に接続されるフィード装置３４内は略同圧となっている。そして射出装置１３により計量が行われるとフィード装置３４のフィードスクリュ３６が回転されて撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２の加熱筒１８内への送出が行われる。そして第１のシャッタ４３の部分の材料Ｍ１，Ｍ２が前記送出により無くなってシャッタが閉鎖可能となるとシャッタが閉鎖され、再び撹拌用ホッパ４１に材料導入手段４８により材料Ｍ１，Ｍ２が供給され、撹拌手段４９により撹拌が行われる。なお別の実施形態においてもフィード装置３４は必須のものではなく、ハウジング部３１に直接、材料供給装置７１を取付けてもよい。その場合は、ハウジング部３１の落下孔３２内と加熱筒１８内が撹拌用ホッパ４１内から材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画内に相当することになる。

次に図３に示される本発明の更に別の実施形態の可塑化装置について説明する。図３の更に別の実施形態において、図１の実施形態と同一部分については同一番号を付している。図３の別の実施形態と図１の実施形態の相違点は、第１のシャッタ４３と貯留用ホッパ４４と第２のシャッタ４６とフィード装置３４を備えない点である。更に別の実施形態の材料供給装置８１では、撹拌用ホッパ４１が供給筒８２を介して直接ハウジング部３１に接続されている。従ってハウジング部の落下孔３２と加熱筒１８内が撹拌用ホッパ４１内から材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画内に相当する。ただし供給筒８２の部分に樹脂交換時等に使用する手動のシャッタを備えたものでもよい。また図３においては撹拌用ホッパ４１の上部の材料導入手段の導入管８３は既に２種類の材料Ｍ１，Ｍ２が混合されて供給されるものであるが、前記導入管８３に２段式のシャッタ８４，８５をそれぞれ設け、撹拌用ホッパ４１に接続された吸引管８６によりシャッタ８４，８５の間の部分を減圧可能とすることにより、材料Ｍ１，Ｍ２の供給によりホッパ内の減圧状態が解消されないようにすることが望ましい。そのことにより加熱筒１８内と撹拌用ホッパ４１内の減圧状態が保たれ略同圧にすることができる。

図３に示される更に別の実施形態では、連続成形時にシーケンス的に作動するシャッタを備えないので、撹拌用ホッパ４１で材料Ｍ１，Ｍ２を撹拌中に射出装置の計量を行うと、スクリュ２０が加熱筒１８内（材料が直接供給される区画内）の材料Ｍ１，Ｍ２を前方に送出してしまい、同時にホッパ内から加熱筒１８内に向けて材料Ｍ１，Ｍ２が落下・供給されてしまう。その結果ホッパ内の下側に滞留しがちな比重の大きい材料Ｍ２が先に加熱筒内に供給されて良好な撹拌が行えない場合がある。また射出時もスクリュが移動するので、計量時と同様にホッパ下部の材料が先に加熱筒内に供給される。従って図３の更に別の実施形態では、計量工程と射出工程を除いた工程に撹拌用ホッパ４１内の材料Ｍ１，Ｍ２の撹拌が行われる。そのことにより撹拌用ホッパ４１内から複数種の材料Ｍ１，Ｍ２が供給不可能な状態で撹拌手段４９により複数種の材料Ｍ１，Ｍ２の撹拌を行い、撹拌手段４９による撹拌終了後に、計量や射出により、撹拌用ホッパ４１から撹拌された複数種の材料Ｍ１，Ｍ２の供給を可能にしている。なお図３に示される更に別の実施形態（第１のシャッタ４３無しの例）においてフィードスクリュ３６を備えたフィード装置３４を設けてもよい。

なお図１ないし図３に示される例も含め本発明の可塑化装置は、スクリュが設けられた可塑化装置において複数種の材料Ｍ１，Ｍ２が可塑化された後に、可塑化装置とは別に設けられたプランジャ装置に供給され、プランジャ装置から射出される所謂プリプラ（登録商標）式の射出装置であってもよい。また図１の射出装置やプリプラ式の射出装置の可塑化装置は、スタンピング成形機の材料供給用の可塑化装置であってもよい。

また本発明の可塑化装置は、押出機であってもよい。押出機の場合、加熱筒の内部に１本または複数本のスクリュが設けられている。そして加熱筒の後部近傍の上部の材料供給口に撹拌装置が設けられた材料供給装置３９が直接取付けられる。押出機の場合、図１に示される実施形態のように貯留用ホッパ４４とフィードスクリュ３６を備えたものが材料Ｍ１，Ｍ２を途切れずに加熱筒内に供給する点で望ましい。

なおいずれの可塑化装置であっても、材料供給装置３９等の撹拌用ホッパ４１で撹拌される複数種の材料Ｍ１，Ｍ２の組合わせについては上記に限定されない。例えば熱可塑性樹脂ペレットとガラス繊維や炭素繊維等の繊維材料の組合わせなどでもよく、熱可塑性樹脂ペレットと発泡剤の組合わせなどでもよい。従って複数種の材料Ｍ１，Ｍ２のうち溶融される材料が一方のみの場合も含まれる。また材料の種類も少なくとも２種類であればよく３種類以上であってもよい。

また図１ないし図３に示される実施形態においては、加熱筒内を大気とは異なる雰囲気状態にする場合として真空ポンプ６３を用いて減圧する例を記載した。しかしながらいずれの可塑化装置であっても、加熱筒内を窒素ガス等の不活性ガスにより置換するものや、減圧と不活性ガスによる置換の双方を行うことにより大気とは異なる雰囲気状態を形成する雰囲気形成手段を備えたものでもよい。その場合、撹拌用ホッパ４１や貯留用ホッパ４４等も加熱筒内と同様に雰囲気形成手段により窒素ガス等の不活性ガスによる置換や減圧と不活性ガスによる置換の双方が行われる。更には不活性ガス以外のガスや蒸気、またはガスや蒸気の発生源となる液体や固体を撹拌用ホッパ４１内や加熱筒１８内に投入するものでもよい。前記の不活性ガス等を用いる場合においても撹拌用ホッパ４１を開放する際は、撹拌用ホッパ４１内と、撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２が撹拌用ホッパ４１から次に直接供給される区画内を略同圧にすることが望ましい。

更に図１に示される実施形態においてはホッパ内を減圧する減圧手段は必須のものではなく、大気圧の状態の撹拌用ホッパ４１内で撹拌を行ってもよい。その場合は、材料Ｍ１，Ｍ２が直接供給される区画内である貯留用ホッパ４４内も減圧しない略同圧の状態（大気圧）で第１のシャッタ４３の開放を行い、撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２を落下・供給する。ただしその後に貯留用ホッパ４４内を減圧して、減圧された加熱筒１８内（フィード装置内を含む）と同圧にしてから、第２のシャッタ４６を開放して撹拌された材料Ｍ１，Ｍ２の加熱筒１８内（フィード装置３４内）への供給を行う。また材料Ｍ１，Ｍ２の種類によっては、加熱筒１８内も減圧しないで使用する場合も想定される。

本発明については、一々列挙はしないが、上記した本実施形態のものに限定されず、当業者が本発明の趣旨を踏まえて変更を加えたものについても、適用されることは言うまでもないことである。

１１ 射出成形機
１３ 射出装置（可塑化装置）
１８ 加熱筒
２０ スクリュ
３４ フィード装置
３６ フィードスクリュ
３９，７１，８１ 材料供給装置
４１ 撹拌用ホッパ
４３ 第１のシャッタ（開閉機構）
４４ 貯留用ホッパ
４８ 材料導入手段
４９ 撹拌手段
５０ 減圧手段（雰囲気形成手段）
５６ 撹拌用羽根
６３ 真空ポンプ
Ｍ１，Ｍ２ 複数種の材料

Claims (4)

1. 大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置において、
   複数種の材料を撹拌する撹拌用ホッパと、
   前記撹拌用ホッパ内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段と、
   前記撹拌用ホッパ内から前記加熱筒内へ撹拌された複数種の材料を供給する材料供給手段と、が備えられたことを特徴とする可塑化装置。
2. 撹拌用ホッパの下方には、閉鎖した際に雰囲気の流通の阻止と複数種の材料の落下の阻止が可能な開閉機構を有する材料供給手段が備えられたことを特徴とする請求項１に記載の可塑化装置。
3. 大気とは異なる雰囲気状態の加熱筒内に複数種の材料を供給し可塑化を行う可塑化装置の制御方法において、
   複数種の材料を撹拌する撹拌用ホッパと、
   前記撹拌用ホッパ内を大気とは異なる雰囲気状態にする雰囲気形成手段とが備えられ、
   前記撹拌用ホッパ内から前記複数種の材料が供給不可能な状態で前記撹拌手段により前記複数種の材料の撹拌を行い、
   前記撹拌手段による撹拌終了後に、前記撹拌用ホッパから撹拌された複数種の材料の供給を可能にすることを特徴とする可塑化装置の制御方法。
4. 前記撹拌用ホッパ内と該撹拌用ホッパ内から材料が直接供給される区画内を略同圧にした状態で、前記撹拌用ホッパ内から前記区画内に撹拌された複数種の材料の供給を可能にすることを特徴とする請求項３に記載の可塑化装置の制御方法。