JP2019104183A - 押出成形機および押出制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】発泡成形体の発泡状態および発泡セルの体積それぞれを制御することができる押出成形機および押出制御装置を提供する。【解決手段】発泡セル径特定部が、金型温度センサ１３１により計測された第２温度と表面温度センサ１４１により計測された第３温度との温度差に基づいて、発泡成形体の発泡セルの体積を特定する。また、発泡状態特定部が、発泡成形体の複数箇所における外形寸法に基づいて、発泡成形体の発泡状態を特定する。そして、制御部１５１８が、発泡成形体の発泡状態および発泡セル径が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル径に近づくように、原料樹脂Ｍ１および発泡ガスそれぞれの供給量、スクリュー１１３の回転速度を制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、押出成形機および押出制御装置に関する。

押出成形機のダイスから押し出されたワークの押出速度を検出する押出速度検出手段と、押出成形機のダイスから押し出された直後のワークの外形寸法を検出する第１の外形寸法検出手段と、第１の外形寸法検出手段から離れて配設され、発泡によって変化したワークの外形寸法を検出する第２の外形寸法検出手段と、押出成形機のスクリューの回転数を制御するスクリュー制御手段と、を備える押出成形機の押出制御装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この押出制御装置では、第１の外形寸法検出手段、第２の外形寸法検出手段それぞれにより検出される外形寸法を基準となる外形寸法と比較して、発泡によって生じるワークの寸法変化が所望する寸法変化となるように押出成形機のスクリューの回転数を制御する。

特開平５−３０５６４７号公報

ところで、発泡成形体の外形寸法は、それに含まれる発泡セルの径のみならず、その発泡状態が独立発泡であるか連続発泡であるかによっても変化しうる。そして、発泡成形体の発泡状態は、押出成形機における原材料を混練するバレル内へ供給する発泡ガスまたは発泡剤の供給量に応じて変化しうる。これに対して、特許文献１に記載された押出成形機の場合、発泡成形体の発泡状態に関わらず外形寸法に応じてスクリューの回転数のみを変化させているだけであるため、発泡成形体の発泡状態および発泡セルの径の両方を個別に制御することが難しい。従って、発泡成形体の発泡状態および発泡セル径それぞれに対する高い仕様要求に応えることができない虞があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、発泡成形体の発泡状態および発泡セルの体積それぞれを制御することができる押出成形機および押出制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る押出成形機は、
射出口が設けられたバレルと、
前記バレルの内部へ発泡成形体を生成するための複数種類の原料を供給する原料供給部と、
前記バレルの内部に配置され回転することにより前記バレル内に供給された前記複数種類の原料を混錬するとともに前記原料を前記射出口へ向かう方向へ押し出すスクリューと、
前記スクリューを駆動するモータと、
内部に前記原料が流入する流路が形成され前記射出口に取り付けられた成形金型と、
前記バレルの内部の第１温度を調節するバレル温度調節部と、
前記成形金型の第２温度を調節する金型温度調節部と、
前記第２温度を計測する金型温度計測部と、
前記成形金型から射出された前記発泡成形体の複数箇所において外形寸法を計測する寸法計測部と、
前記成形金型から離間して配置され前記成形金型から射出された前記発泡成形体の表面の第３温度を計測する表面温度計測部と、
前記金型温度計測部により計測された第２温度と前記表面温度計測部により計測された第３温度との温度差に基づいて、前記発泡成形体の発泡セルの体積を特定する発泡セル体積特定部と、
前記発泡成形体の前記複数箇所における外形寸法に基づいて、前記発泡成形体の発泡状態を特定する発泡状態特定部と、
前記発泡状態および前記発泡セルの体積が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル体積に近づくように、前記複数種類の原料それぞれの供給量、前記スクリューの回転速度、前記第１温度、前記第２温度のうちの少なくとも１つを制御する制御部と、を備える。

本発明によれば、発泡セル体積特定部が、金型温度計測部により計測された第２温度と表面温度計測部により計測された第３温度との温度差に基づいて、発泡成形体の発泡セルの体積を特定する。また、発泡状態特定部が、発泡成形体の複数箇所における外形寸法に基づいて、発泡成形体の発泡状態を特定する。そして、制御部が、発泡成形体の発泡状態および発泡セルの体積が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル体積に近づくように、複数種類の原料それぞれの供給量、スクリューの回転速度、バレル内の第１温度、第２温度のうちの少なくとも１つを制御する。これにより、作製する発泡成形体について、その発泡倍率のみならず、発泡セルの体積および発泡状態を制御することができる。従って、発泡成形体の発泡状態および発泡セル径それぞれに対する高い仕様要求に応えることができるという利点がある。

本発明の実施の形態に係る押出成形機の概略図 実施の形態に係る発泡成形体を示し、（Ａ）は位置Ｐｏｓ１における断面図、（Ｂ）は位置Ｐｏｓ２における断面図、（Ｃ）は位置Ｐｏｓ３における断面図、（Ｄ）は位置Ｐｏｓ４における断面図 実施の形態に係る押出制御装置のブロック図 （Ａ）は実施の形態に係る発泡セル径と成形金型に形成された流路の内部の圧力との相関関係を示す図、（Ｂ）は実施の形態に係る発泡セル径と温度差との相関関係を示す図、（Ｃ）は寸法差比率範囲データベースの内容を示す図 （Ａ）は実施の形態に係る発泡成形体の位置Ｐｏｓ４における一部断面図、（Ｂ）は実施の形態に係る他の発泡成形体の位置Ｐｏｓ４における一部断面図 実施の形態に係る発泡成形体の概略側面図であり、（Ａ）は独立発泡状態の場合を示す図、（Ｂ）は発泡成形体の内部のみが連続発泡状態の場合を示す図、（Ｃ）は発泡成形体の全体が連続発泡状態の場合を示す図 実施の形態に係る押出制御処理の流れの一例を示すフローチャート 変形例に係る押出成形機の概略図 変形例に係る押出制御装置のブロック図 変形例に係る押出成形機の概略図 変形例に係る押出制御処理の流れの一例を示すフローチャート 変形例に係る押出成形機の概略図 変形例に係る押出制御処理の流れの一例を示すフローチャート 変形例に係る押出成形機の概略図 変形例に係る押出成形機において、切断機が発泡成形体を切断するタイミングと、測長センサおよび表面温度センサが信号を出力するタイミングとの関係を示したタイムチャート

以下、本発明の実施の形態に係る押出成形機について図面を参照しながら説明する。本実施の形態に係る押出成形機は、成形金型から押し出された発泡成形体の外形寸法から発泡倍率および発泡状態を特定し、発泡成形体の表面温度から発泡セル径を特定し、特定した発泡倍率、発泡状態および発泡セル径が目標とする発泡倍率、発泡状態および発泡セル径となるように、自機の運転条件を調整するものである。

本実施の形態に係る押出成形機は、図１に示すように、押出成形機本体１１と、ガス供給機１２と、金型ユニット１３と、センサユニット１４と、押出制御装置１５と、を備える。押出成形機本体１１は、筒状のバレル１１１と、発泡成形体の原料樹脂Ｍ１をバレル１１１内へ供給する原料供給部１１２と、発泡ガスをバレル１１１内へ供給するためのガス供給部１１７と、を有する。また、押出成形機本体１１は、原料樹脂Ｍ１および発泡ガスを混練するスクリュー１１３と、スクリュー１１３を駆動するモータ１１４と、バレル１１１内を加熱するヒータ１１５と、バレル１１１内を冷却する冷却装置１１６と、を有する。バレル１１１の上流側の位置Ｐｏｓ１では、図２（Ａ）に示すように、溶融した原料樹脂Ｍ２１にガス供給部１１７を通じて供給された発泡ガスＭ２２が混在した状態となっている。

図１に戻って、バレル１１１には、射出口１１１ａが設けられている。スクリュー１１３は、バレル１１１の内部に配置され回転することによりバレル１１１内に供給された原料樹脂Ｍ１と発泡ガスとを混錬するとともに混練した原料樹脂Ｍ１および発泡ガスをバレル１１１の射出口１１１ａへ向かう方向へ押し出す。モータ１１４は、そのシャフトがスクリュー１１３の長手方向における一端部に固定されスクリュー１１３をその長手方向に沿った中心軸周りに回転させる。ヒータ１１５は、バレル１１１内においてスクリュー１１３により混練される原料樹脂Ｍ１を加熱して溶融させる。冷却装置１１６は、バレル１１１の内部の温度であるバレル内温度（第１温度）を調節するバレル温度調節部であり、冷媒が流れる冷媒管１１６ｂと、冷媒の温度を調節する温度調節部１１６ａと、を有する。冷却装置１１６は、バレル内温度が過度に高温となることを抑制しつつ、成形金型１３３へ押し出す原料樹脂Ｍ１を予め設定された目標温度で一定となるように調整している。原料供給部１１２は、例えばホッパーを有し、バレル１１１の内部へ発泡成形体を生成するための原料樹脂Ｍ１を供給する。

ガス供給機１２は、バレル１１１の内部へ発泡成形体を生成するための発泡ガスを供給する。ガス供給機１２は、発泡ガスを貯蔵するガス容器１２１と、ガス容器１２１から押出成形機本体１１のガス供給部１１７を通じてバレル１１１内へ発泡ガスを流動させるポンプ１２３と、バレル１１１内へ流動させる発泡ガスの温度を調整する温度調節部１２２と、を有する。

金型ユニット１３は、成形金型１３３と、金型温度計測部である金型温度センサ１３１と、圧力計測部である圧力センサ１３２と、冷却装置１３４と、を有する。成形金型１３３は、内部に原料樹脂Ｍ１が流入する流路１３３ａが形成されており、バレル１１１の射出口１１１ａに取り付けられている。流路１３３ａは、その入口の形状が射出口１１１ａの形状に一致し、射出口１１１ａ側とは反対側の出口に近づくにつれて発泡成形体の断面形状と同じ形状に変化している。また、金型温度センサ１３１は、成形金型１３３の流路１３３ａ内に流入する原料樹脂Ｍ１の温度を計測する。圧力センサ１３２は、成形金型１３３の流路１３３ａ内の圧力を計測する。冷却装置１３４は、成形金型１３３の温度である金型温度（第２温度）を調節する金型温度調節部であり、冷媒が流れる冷媒管１３４ｂと、冷媒の温度を調節する温度調節部１３４ａと、を有する。そして、冷却装置１３４は、金型温度を、バレル１１１の射出口１１１ａから流路１３３ａへ流入する溶融した原料樹脂Ｍ１の温度よりも低い予め定められた目標温度で一定に維持する。

図２（Ａ）に示すような発泡ガスＭ２２が混在した原料樹脂Ｍ２１がスクリュー１１３により混練されながらバレル１１１の下流側の位置Ｐｏｓ２に到達すると、図２（Ｂ）に示すような、溶融した原料樹脂Ｍ３に発泡ガスが均一に溶解した状態となる。この原料樹脂Ｍ３がバレル１１１内および流路１３３ａ内に存在している間、原料樹脂Ｍ３には高い圧力が加わっている。そして、原料樹脂Ｍ３が、射出口１１１ａから成形金型１３３の流路１３３ａを通じてバレル１１１外へ押し出されると、原料樹脂Ｍ３に加わる圧力が急激に減圧されることにより、原料樹脂Ｍ３に均一に溶解していた発泡ガスが気化する。これにより、成形金型１３３の近傍の位置Ｐｏｓ３において、図２（Ｃ）に示すように、原料樹脂Ｍ４１の内部に気泡核Ｍ４２が形成された状態となる。そして、原料樹脂Ｍ４１が成形金型１３３から離れるにつれて、原料樹脂Ｍ４１内部の気泡核Ｍ４２が原料樹脂Ｍ４１内部に分散するとともに、分散した気泡核Ｍ４２が膨張していく。これにより、成形金型１３３から離間した位置Ｐｏｓ４において、図２（Ｄ）に示すような、セル壁Ｍ５１で囲まれた発泡セルＭ５２を含む発泡成形体Ｍ５が形成される。

図１に戻って、センサユニット１４は、発泡成形体Ｍ５の外形寸法を計測する測長センサ１４２と、発泡成形体Ｍ５の表面温度を計測する表面温度センサ１４１と、測長センサ１４２および表面温度センサ１４１の位置を調整する位置調整部１４３と、を有する。位置調整部１４３は、測長センサ１４２と表面温度センサ１４１とが取り付けられたステージを成形金型１３３に対して移動させることにより、測長センサ１４２および表面温度センサ１４１の成形金型１３３からの距離を調整する。測長センサ１４２は、位置調整部１４３と協働して、成形金型１３３から射出された発泡成形体Ｍ５の２箇所において外形寸法を計測する寸法計測部として機能する。測長センサ１４２としては、例えば非接触型センサである非接触レーザ変位センサを採用することができる。また、表面温度センサ１４１は、成形金型１３３から離間して配置され、成形金型１３３から射出された発泡成形体Ｍ５の表面温度（第３温度）を計測する表面温度計測部である。表面温度センサ１４１としては、例えば非接触型センサである非接触放射温度センサを採用することができる。このように測長センサ１４２、表面温度センサ１４１として、非接触型のセンサを採用することにより、測長センサ１４２、表面温度センサ１４１が発泡成形体Ｍ５に接触することに起因した発泡成形体Ｍ５の変形が抑制されるので好ましい。

押出制御装置１５は、図３に示すように、ＣＰＵ１５１と、主記憶部１５２と、補助記憶部１５３と、入力部１５４と、表示部１５５と、インタフェース１５６と、各部を接続するバス１５９と、を有する。主記憶部１５２は、揮発性メモリであり、ＣＰＵ１５１の作業領域として使用される。補助記憶部１５３は、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリであり、後述する押出制御処理を実行するためのプログラムを記憶する。入力部１５４は、例えばキーボードとそれに対応した入力インタフェースとを有し、ユーザが入力する各種操作情報を受け付けて、受け付けた操作情報をＣＰＵ１５１へ出力する。

表示部１５５は、例えば液晶ディスプレイのような表示装置とそれに対応した出力インタフェースとを有し、ＣＰＵ１５１から入力された各種情報を表示装置に表示させる。表示部１５５は、例えば金型温度センサ１３１、表面温度センサ１４１により計測された温度計測値、圧力センサ１３２により計測された圧力値、測長センサ１４２により計測された発泡成形体Ｍ５の外径寸法値を表示装置に表示させる。また、表示部１５５は、温度調節部１１６ａ、１３４ａの目標温度、スクリュー１１３の回転速度の設定値、発泡ガスの供給量の設定値を表示装置に表示させる。

インタフェース１５６は、アナログディジタル変換器、ゲートウェイおよびディジタルアナログ変換器を有する。インタフェース１５６は、金型温度センサ１３１、圧力センサ１３２、表面温度センサ１４１、測長センサ１４２、モータ１１４、ヒータ１１５、温度調節部１１６ａ、１３４ａ、１２２、位置調整部１４３およびポンプ１２３に接続されている。そして、インタフェース１５６は、金型温度センサ１３１、圧力センサ１３２、表面温度センサ１４１および測長センサ１４２それぞれから入力される信号を金型温度情報、圧力情報、表面温度情報および寸法情報に変換してＣＰＵ１５１へ出力する。また、インタフェース１５６は、ＣＰＵ１５１から入力される制御情報を制御信号に変換してモータ１１４、ヒータ１１５、温度調節部１１６ａ、１３４ａ、１２２、位置調整部１４３およびポンプ１２３それぞれへ出力する。

補助記憶部１５３は、発泡セル径圧力相関データベース（以下、「ＤＢ」と称する。）１５３１と、発泡セル体積温度差相関情報記憶部である発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２と、圧力回転速度相関情報記憶部である圧力回転速度相関ＤＢ１５３３と、寸法差情報記憶部である寸法差比率ＤＢ１５３４と、発泡状態ガス供給量相関ＤＢ１５３５と、目標ＤＢ１５３６と、を有する。発泡セル径圧力相関ＤＢ１５３１は、成形金型１３３の流路１３３ａ内の圧力と成形金型１３３から射出される発泡成形体Ｍ５に含まれる発泡セル径との相関関係を示す発泡セル径圧力相関情報を記憶する。発泡セル径圧力相関情報は、図４（Ａ）に示すように、成形金型１３３の流路１３３ａ内の圧力が高いほど発泡セル径が小さくなるような相関関係を示す。

発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２は、発泡成形体Ｍ５の成形金型１３３近傍の位置Ｐｏｓ３における表面温度と発泡成形体Ｍ５の成形金型１３３から離間した位置Ｐｏｓ４における表面温度との温度差と、発泡セル径と、の相関関係を示す発泡セル体積温度差相関情報である発泡セル径温度差相関情報を記憶する発泡セル体積温度差情報記憶部である。発泡セル径温度差相関情報は、図４（Ｂ）に示すように、温度差が大きいほど発泡セル径が小さくなるような相関関係を示す。例えば図５（Ａ）に示すように、発泡成形体Ｍ５に含まれる発泡セルＭ５２が粗大な場合、発泡セルＭ５２間に存在する樹脂部分であるセル壁Ｍ５１の厚さが比較的厚い。ここで、セル壁Ｍ５１の熱伝導が低いため内部が高温の状態が保持される。従って、発泡成形体Ｍ５は、セル壁Ｍ５１の厚さが厚い分、発泡セルＭ５２内に存在する発泡ガスまたは発泡成形体Ｍ５に接触する外気により冷却されにくく、前述の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４における表面温度の温度差が小さくなる。一方、図５（Ｂ）に示すように、発泡成形体Ｍ５に含まれる発泡セルＭ５２が微細な場合、発泡セルＭ５２の間に存在する樹脂部分であるセル壁Ｍ５１の厚さが比較的薄い。そして、発泡成形体Ｍ５は、セル壁Ｍ５１の厚さが薄い分、発泡セルＭ５２内に存在する発泡ガスまたは発泡成形体Ｍ５に接触する外気により冷却され易く、前述の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４における表面温度の温度差が大きくなる。図４（Ｂ）に示す発泡セル径と温度差との相関関係は、このような発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４における表面温度の温度差の発泡セル径依存性を反映したものとなっている。従って、発泡成形体Ｍ５における成形金型１３３から射出された直後の成形金型１３３近傍の位置Ｐｏｓ３での表面温度と成形金型１３３から離間した位置Ｐｏｓ４での表面温度との温度差から、発泡セル径の大きさ、発泡セル径の粗密を予測することができる。

また、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２は、複数種類の原料樹脂それぞれと成形金型１３３の形状との組合せそれぞれについて、各別に発泡セル径温度差相関情報を記憶している。例えば、原料樹脂として、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリエチレン樹脂の３種類を使用する可能性があり、使用する成形金型１３３の種類が３種類存在する場合、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２は、９種類の発泡セル径温度差相関情報を記憶している。

圧力回転速度相関ＤＢ１５３３は、複数種類の原料樹脂それぞれと成形金型１３３の形状との組合せそれぞれについて、各別に成形金型１３３の流路１３３ａ内の圧力とスクリュー１１３の回転速度との相関関係を示す圧力回転速度相関情報を記憶する。圧力回転速度相関情報は、スクリュー１１３の回転速度が大きくなるにつれて流路１３３ａ内の圧力が上昇するような相関関係を示す。

寸法差比率ＤＢ１５３４は、発泡成形体Ｍ５において複数種類の発泡状態それぞれが実現されている場合における、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ４での外形寸法に対する発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４での外形寸法の寸法差の比率（以下、「寸法差比率」と称する。）の範囲を記憶する。寸法差比率ＤＢ１５３４は、例えば図４（Ｃ）に示すように、発泡成形体Ｍ５が独立発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５の内部のみ連続発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５全体が連続発泡状態の場合それぞれについて発泡成形体Ｍ５の寸法差比率の範囲を記憶している。例えば発泡成形体Ｍ５が独立発泡状態の場合、成形金型１３３から遠ざかって発泡成形体Ｍ５が冷却されるにつれて発泡成形体Ｍ５に含まれる発泡セル内の発泡ガスの体積が減少するため発泡成形体Ｍ５が収縮する。これにより、図６（Ａ）に示すように、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ４における外径寸法は、位置Ｐｏｓ３における外径寸法に比べて小さくなる。また、発泡成形体Ｍ５の内部のみが連続発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５の内部において発泡セル間にセル壁Ｍ５１の無い部分が存在する。このため、セル壁Ｍ５１の無い部分において発泡セル内の発泡ガスの体積が減少すると発泡セルの形状が保持されにくく、独立発泡状態の場合に比べて発泡成形体Ｍ５の収縮が顕著になる。これにより、図６（Ｂ）に示すように、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ４における外径寸法は、図６（Ａ）に示す位置Ｐｏｓ４における外径寸法に比べて小さくなる。一方、発泡成形体Ｍ５が連続発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５に含まれる発泡セルが発泡成形体Ｍ５の外表面にまで連通しているため、発泡セル内の発泡ガスの体積減少による発泡成形体Ｍ５の外径寸法への影響が極めて小さい。これにより、図６（Ｃ）に示すように、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ３における外径寸法と位置Ｐｏｓ４における外径寸法とは概して同じになる。図４（Ｃ）に示す寸法差比率の範囲は、このような発泡成形体Ｍ５の発泡状態と寸法差との関係を反映したものとなっている。即ち、発泡成形体Ｍ５の内部のみが連続発泡状態の場合の寸法差比率は、発泡成形体Ｍ５が独立発泡状態の場合の寸法差比率よりも大きくなっている。一方、発泡成形体Ｍ５が連続発泡状態の場合の寸法差比率は、発泡成形体Ｍ５が独立発泡状態の場合の寸法差比率よりも小さくなっている。従って、発泡成形体Ｍ５における成形金型１３３から射出された直後の成形金型１３３近傍の位置Ｐｏｓ３での外径寸法と成形金型１３３から離間した位置Ｐｏｓ４での外径寸法との寸法差に基づいて、発泡成形体Ｍ５が、独立発泡状態であるか、発泡成形体Ｍ５の内部のみ連続発泡状態であるか、発泡成形体Ｍ５全体が連続発泡状態であるかを判別することができる。

また、寸法差比率ＤＢ１５３４は、複数種類の原料樹脂それぞれと成形金型１３３の形状との組合せそれぞれについて、２箇所の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４それぞれにおける外径寸法の寸法差比率の範囲を示す情報を記憶している。例えば、前述のように原料樹脂として３種類を使用する可能性があり、使用する成形金型１３３の種類が３種類存在するとする。この場合、寸法差比率ＤＢ１５３４は、９組の原料樹脂と成形金型１３３との組み合わせそれぞれについて、独立発泡状態、発泡成形体Ｍ５の内部だけ連続発泡状態、発泡成形体Ｍ５全体が連続発泡状態となる寸法差比率の範囲を示す情報を記憶している。

図３に戻って、発泡状態ガス供給量相関ＤＢ１５３５は、発泡成形体Ｍ５の複数種類の発泡状態と、それに対応するガス供給量の範囲とを対応づけて記憶している。発泡状態ガス供給量相関ＤＢ１５３５は、例えば発泡成形体Ｍ５が独立発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５の内部のみ連続発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５全体が連続発泡状態の場合それぞれにおけるバレル１１１内へのガス供給量の範囲を記憶している。

目標ＤＢ１５３６は、ユーザが所望する発泡成形体Ｍ５の発泡状態を示す目標発泡状態情報と、ユーザが所望する目標発泡セル体積に対応する目標発泡セル径を示す目標発泡セル径情報と、を記憶する。これらの目標発泡状態情報と目標発泡セル径情報とは、例えばユーザにより入力部１５４を介して入力される。また。目標ＤＢ１５３６は、バレル１１１内の温度の目標値と、成形金型１３３の金型温度の目標値と、を記憶している。ここで、バレル１１１内の温度、成形金型１３３の金型温度は、発泡成形体Ｍ５が成形金型１３３から押し出された後、内部の発泡セルＭ５２が膨張した状態でのセル壁Ｍ５１の厚さに影響する。発泡成形体Ｍ５内部のセル壁Ｍ５１が薄くなると、発泡成形体Ｍ５の剛性が低下し破断し易くなる。そこで、バレル１１１内の温度、金型温度の目標値は、所望の発泡状態で発泡成形体Ｍ５内の発泡セルＭ５２が膨張した状態で発泡成形体Ｍ５の剛性を確保できる値に設定される。

図３に戻って、ＣＰＵ１５１は、補助記憶部１５３が記憶するプログラムを主記憶部１５２に読み出して実行することにより、温度取得部１５１１、寸法取得部１５１２、圧力取得部１５１３、寸法計測位置制御部１５１４、発泡状態特定部１５１５、発泡セル体積特定部である発泡セル径特定部１５１６、補正値算出部１５１７および制御部１５１８として機能する。温度取得部１５１１は、金型温度センサ１３１、表面温度センサ１４１により計測される金型温度情報、表面温度情報を取得する。

寸法取得部１５１２は、測長センサ１４２により計測される発泡成形体Ｍ５の外形寸法を示す寸法情報を、インタフェース１５６を介して取得する。圧力取得部１５１３は、圧力センサ１３２により計測される成形金型１３３の流路１３３ａ内の圧力を示す圧力情報を、インタフェース１５６を介して取得する。寸法計測位置制御部１５１４は、位置調整部１４３を制御するための位置制御情報を生成して出力する。

発泡セル径特定部１５１６は、金型温度センサ１３１により計測された第２温度である金型温度と表面温度センサ１４１により計測された第３温度である表面温度との温度差に基づいて、発泡成形体Ｍ５の発泡セル径を特定する。具体的には、発泡セル径特定部１５１６は、金型温度と表面温度との温度差を算出してから、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２が記憶する発泡セル径温度差相関情報を参照して、算出した温度差から発泡セル径を特定する。ここで、発泡セル径特定部１５１６は、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２が記憶する複数種類の発泡セル径温度差相関情報の中から、原料供給部１１２からバレル１１１に供給される原料樹脂Ｍ１と成形金型１３３との組合せに応じた発泡セル径温度差相関情報を選択する。

発泡状態特定部１５１５は、発泡成形体Ｍ５の複数箇所における外形寸法に基づいて、発泡成形体Ｍ５の発泡状態を特定する。具体的には、発泡状態特定部１５１５は、まず、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ４での外形寸法に対する発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４での外形寸法の寸法差比率を算出する。そして、発泡状態特定部１５１５は、寸法差比率ＤＢ１５３４が記憶する寸法差比率情報を参照して、算出した寸法差比率に対応する発泡状態を特定する。また、発泡状態特定部１５１５は、複数種類の寸法差比率情報の中から、原料供給部１１２からバレル１１１に供給される原料樹脂と成形金型１３３との組合せに応じた寸法差比率情報を選択する。

補正値算出部１５１７は、発泡セル径特定部１５１６により特定された発泡セル径並びに発泡状態特定部１５１５により特定された発泡状態に応じて、発泡ガスの供給量、スクリュー１１３の回転速度の補正値を算出する。具体的には、補正値算出部１５１７は、目標ＤＢ１５３６が記憶する目標発泡セル径情報を参照して、発泡セル径特定部１５１６により特定された発泡セル径と目標発泡セル径情報が示す発泡セル径との差分量を算出する。そして、補正値算出部１５１７は、発泡セル径圧力相関ＤＢ１５３１、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２および圧力回転速度相関ＤＢ１５３３を参照して、算出した差分量を０に近づけるために要する圧力補正値を算出し、算出した圧力補正値に基づいてモータ回転速度補正値を算出する。

制御部１５１８は、補正値算出部１５１７により算出された補正値に基づいて、発泡状態および発泡セル径が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル径に近づくように、発泡ガスの供給量およびスクリュー１１３の回転速度を制御する。

設定部１５１９は、ヒータ１１５へ供給するヒータ電流値、温度調節部１１６ａ、１３４ａの目標温度、スクリュー１１３の回転速度、発泡ガスの供給量を設定する。

次に、本実施の形態に係る押出制御装置１５が実行する押出制御処理について図７を参照しながら説明する。この押出制御処理は、例えば押出成形機１へ電源が投入されたことを契機として開始される。まず、押出制御装置１５の設定部１５１９が、ヒータ１１５へ供給するヒータ電流値、バレル１１１内の目標温度および成形金型１３３の目標温度、スクリュー１１３の回転速度、発泡ガスの供給量を初期設定する（ステップＳ１０１）。ここで、設定部１５１９は、例えば目標ＤＢ１５３６が記憶するバレル１１１内の目標温度および成形金型１３３の目標温度を示す情報を参照して、バレル１１１内に供給される原料樹脂Ｍ１、発泡ガスの種類に応じたバレル１１１内の目標温度および成形金型１３３の目標温度に設定する。

次に、制御部１５１８が、押出成形機１を始動させる（ステップＳ１０２）。具体的には、制御部１５１８が、押出成形機本体１１、ガス供給機１２、冷却装置１３４、金型温度センサ１３１、圧力センサ１３２、センサユニット１４を始動させる。ここで、制御部１５１８は、初期設定された回転速度でスクリュー１１３を回転させるようにモータ１１４を駆動する。また、制御部１５１８は、バレル１１１内の温度および成形金型１３３の温度が設定部１５１９により初期設定された目標温度となるように、温度調節部１１６ａ、１３４ｂ、１２２を制御する。制御部１５１８は、温度調節部１１６ａ、１３４ｂ、１２２の温調目標値が等しくなるように温度調節部１１６ａ、１３４ｂ、１２２を制御する。そして、スクリュー１１３が回転している状態で、バレル１１１内へ原料樹脂Ｍ１が供給される

続いて、圧力取得部１５１３および寸法取得部１５１２は、発泡成形体Ｍ５が成形金型１３３から射出されているか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、圧力取得部１５１３が、成形金型１３３の流路１３３ａ内の圧力が予め設定された圧力閾値を超える圧力情報を取得し、寸法取得部１５１２が、予め設定された寸法閾値を超える寸法を示す寸法情報を取得した場合、発泡成形体Ｍ５が成形金型１３３から射出されていると判定される。圧力取得部１５１３および寸法取得部１５１２は、発泡成形体Ｍ５が射出されていないと判定される限り（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ステップＳ１０３の処理を繰り返す。

一方、温度取得部１５１１は、発泡成形体Ｍ５が射出されていると判定されると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、金型温度センサ１３１により計測される金型温度を示す金型温度情報を取得する（ステップＳ１０４）。その後、温度取得部１５１１は、表面温度センサ１４１により計測される発泡成形体Ｍ５の表面温度を示す表面温度情報を取得する（ステップＳ１０５）。次に、発泡セル径特定部１５１６は、金型温度と表面温度との温度差を算出し（ステップＳ１０６）、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２が記憶する発泡セル径温度差相関情報を参照して、算出した温度差から発泡セル径を特定する（ステップＳ１０７）。

続いて、圧力取得部１５１３は、圧力センサ１３２により計測される圧力値を示す圧力情報を取得する（ステップＳ１０８）。その後、補正値算出部１５１７は、目標ＤＢ１５３６が記憶する目標発泡セル径情報を参照して、発泡セル径特定部１５１６により特定された発泡セル径と目標発泡セル径情報が示す発泡セル径との差分量を算出する。そして、補正値算出部１５１７は、発泡セル径圧力相関ＤＢ１５３１、圧力回転速度相関ＤＢ１５３３を参照して、算出した差分量を０に近づけるために要する圧力補正値を算出する（ステップＳ１０９）。

次に、補正値算出部１５１７は、圧力回転速度相関ＤＢ１５３３を参照して、算出した圧力補正値に対応するモータ回転速度補正値を算出する（ステップＳ１１０）。続いて、制御部１５１８は、補正値算出部１５１７が算出したモータ回転速度補正値に基づいて、モータ１１４の回転速度を調整する（ステップＳ１１１）。

その後、寸法取得部１５１２は、測長センサ１４２により計測される発泡成形体Ｍ５の外径寸法を示す寸法情報を取得する（ステップＳ１１２）。ここで、寸法取得部１５１２は、位置調整部１４３を駆動して測長センサ１４２を移動させることにより、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４それぞれにおける外径寸法を示す寸法情報を取得する。

次に、発泡状態特定部１５１５は、取得した寸法情報から、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ４での外形寸法に対する発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４での外形寸法の寸法差比率を算出する（ステップＳ１１３）。続いて、発泡状態特定部１５１５は、寸法差比率ＤＢ１５３４が記憶する寸法差比率範囲情報を参照して、算出した寸法差比率に対応する発泡状態を特定する（ステップＳ１１４）。

その後、補正値算出部１５１７は、発泡状態ガス供給量相関ＤＢ１５３５が記憶する発泡状態ガス供給量相関情報を参照して、ガス供給量補正値を算出する（ステップＳ１１５）。次に、制御部１５１８は、補正値算出部１５１７が算出したガス供給量補正値に基づいて、ガス供給機１２からバレル１１１内へ供給される発泡ガスの供給量を制御する（ステップＳ１１６）。

続いて、補正値算出部１５１７は、目標ＤＢ１５３６が記憶する金型温度の目標値と金型温度センサ１３１により計測される金型温度との温度差に相当する温度補正値を算出する（ステップＳ１１７）。その後、制御部１５１８は、温度調節部１３４ａの温調目標値を、目標ＤＢ１５３６が記憶する目標金型温度に温度補正値を加えた温度に変更する（ステップＳ１１８）。

次に、圧力取得部１５１３および寸法取得部１５１２は、成形金型１３３から射出されている発泡成形体Ｍ５が無い状態になっているか否かを判定する（ステップＳ１１９）。圧力取得部１５１３および寸法取得部１５１２により成形金型１３３から発泡成形体Ｍ５が射出されていると判定されると（ステップＳ１１９：Ｎｏ）、再びステップＳ１０４の処理が実行される。一方、圧力取得部１５１３および寸法取得部１５１２は、成形金型１３３から射出される発泡成形体Ｍ５が無いと判定すると（ステップＳ１１９：Ｙｅｓ）、押出成形機１を停止するよう指令する停止指令が発行されたか否かを判定する（ステップＳ１２０）。この停止指令は、例えばユーザが入力部１５４を介して押出成形機１を停止させるための操作が行われると発行される。

圧力取得部１５１３および寸法取得部１５１２は、停止指令が発行されていないと判定すると（ステップＳ１２０：Ｎｏ）、再びステップＳ１０３の処理を実行する。一方、停止指令が発行されたと判定されると（ステップＳ１２０：Ｙｅｓ）、制御部１５１８が押出成形機本体１１、ガス供給機１２、冷却装置１３４、金型温度センサ１３１、圧力センサ１３２、センサユニット１４を停止させ（ステップＳ１２１）、押出制御処理が終了する。

ところで、樹脂の発泡成形体には、断熱材或いはシール材として使用されるものがある。断熱材として使用される発泡成形体には、例えば建築用断熱材に適用されるＪＩＳ規格において熱伝導率０．０４［Ｗ／ｍ・Ｋ］未満と規定されている。このような規格を満たす発泡成形体としては、発泡倍率が１０倍以上であり発泡セル径が数μｍ、発泡状態が独立発泡状態であることが要求される。このような発泡成形体を作製するには、発泡倍率のみならず、発泡セル径、発泡状態を制御する必要がある。また、シール材として使用される発泡成形体では、シール材に要求される硬さ、通気性および吸水性を達成するために、発泡倍率、発泡セル径、発泡状態を制御する必要がある。

これに対して、本実施の形態に係る押出成形機１では、発泡セル径特定部１５１６が、金型温度センサ１３１により計測された金型温度と表面温度センサ１４１により計測された表面温度との温度差に基づいて、発泡成形体Ｍ５の発泡セル径を特定する。また、発泡状態特定部１５１５が、発泡成形体Ｍ５の２箇所における外形寸法に基づいて、発泡成形体Ｍ５の発泡状態を特定する。そして、制御部１５１８が、発泡成形体Ｍ５の発泡状態および発泡セル径が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル径に近づくように、発泡ガスのガス供給量、スクリュー１１３の回転速度を制御する。これにより、作製する発泡成形体Ｍ５について、その発泡倍率のみならず、発泡セルの体積および発泡状態を制御することができる。従って、発泡成形体Ｍ５の発泡状態および発泡セル径それぞれに対する高い仕様要求に応えることができるという利点がある。

また、本実施の形態に係る押出成形機１によれば、発泡成形体Ｍ５の成形途中において、繰り返し発泡セル径、発泡状態を特定し、その都度、発泡成形体Ｍ５について所望の発泡倍率、発泡セル径および発泡状態が得られるように、発泡ガスのガス供給量、スクリュー１１３の回転速度を自動的に制御する。これにより、押出成形機１を使用した成形工程における省人化並びに成形条件出し回数の低減による省エネルギ化を図ることができる。また、原料樹脂Ｍ１の材料特性のばらつき、成形工程の環境の変化に応じて適宜発泡ガスのガス供給量、スクリュー１１３の回転速度を自動的に制御するので、発泡成形体Ｍ５の発泡倍率、発泡セル径および発泡状態への原料樹脂Ｍ１の材料特性のばらつき、成形工程の環境の変化の影響が低減されるという利点がある。

更に、本実施の形態に係る押出成形機１によれば、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２が、複数種類の原料樹脂それぞれと成形金型１３３との組合せそれぞれについて、発泡セル径温度差相関情報を各別に記憶している。また、寸法差比率ＤＢ１５３４が、複数種類の原料樹脂それぞれと成形金型１３３との組合せそれぞれについて、発泡成形体Ｍ５の位置Ｐｏｓ４における外径寸法に対する２箇所の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４それぞれにおける外径寸法の寸法差の比率を示す寸法差比率情報を記憶している。これにより、発泡セル径温度差相関ＤＢ１５３２、寸法差比率ＤＢ１５３４に使用する可能性のある原料樹脂Ｍ１、成形金型１３３の組み合わせに応じた発泡セル径温度差相関情報、寸法差比率情報を予め記憶させておくことができる。従って、原料供給部１１２からバレル１１１へ供給される原料樹脂Ｍ１の種類を変更したり、使用する成形金型１３３を変更したりする際の手間が省けるという利点がある。

また、本実施の形態に係る押出成形機１によれば、制御部１５１８が、圧力回転速度相関ＤＢ１５３３が記憶する圧力回転速度相関情報に基づいて、スクリュー１１３の回転速度を、圧力センサ１３２により計測された圧力に応じた回転速度に制御する。これにより、作成される発泡成形体Ｍ５の発泡セル径を精度よく制御することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は前述の実施の形態に限定されるものではない。例えば、図８に示す押出成形機２のように、センサユニット２０１４が、発泡成形体Ｍ５の成形金型１３３を撮影する高速度カメラ２１４２と、発泡成形体Ｍ５の表面から放射される赤外線画像を撮影するサーモビュア２１４１と、を有するものであってもよい。なお、図８において、実施の形態と同様の構成については図１と同一の符号を付している。高速度カメラ２１４２は、例えば発泡成形体Ｍ５に含まれる発泡セルが膨張する速度に対して十分なフレームレート（例えば２０００ｆｐｓ以上）を有し、シャッタースピードが１／２０００以下であることが好ましい。高速度カメラ２１４２、サーモビュア２１４１は、撮影して得られた画像情報を押出制御装置２０１５へ送信する。

また、押出制御装置２０１５では、図９に示すように、ＣＰＵ２５１が、高速度カメラ２１４２、サーモビュア２１４１から受信した画像情報を解析する画像処理部２５１１として機能する。なお、図９において、実施の形態と同様の構成については図３と同一の符号を付している。画像処理部２５１１は、高速度カメラ２１４２により撮影して得られた画像情報から、発泡成形体Ｍ５の２箇所の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４それぞれにおける外径寸法を算出する。また、画像処理部２５１１は、サーモビュア２１４１により撮影して得られた画像情報から、発泡成形体Ｍ５の２箇所の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４それぞれにおける表面温度を算出する。即ち、画像処理部２５１１は、高速度カメラ２１４２により撮影された画像を解析することにより２箇所の位置Ｐｏｓ３、Ｐｏｓ４における発泡成形体Ｍ５の外形寸法を算出する寸法算出部として機能する。また、画像処理部２５１１は、サーモビュア２１４１により撮影された赤外線画像を解析することにより表面温度を算出する温度算出部として機能する。

本構成によっても、実施の形態に係る押出成形機１と同様に、発泡成形体Ｍ５の発泡状態および発泡セル径それぞれに対する高い仕様要求に応えることができるという利点がある。また、本構成によれば、例えば押出成形機２が、測長センサ１４２または表面温度センサ１４１を搭載できない仕様であっても発泡成形体Ｍ５の２箇所における外径寸法、表面温度を計測することができる。更に、本構成によれば、高速度カメラ２１４２により撮影して得られた画像情報から、特に発泡成形体Ｍ５が連続発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５の表面における発泡状態を直接観察することができるので、例えば作製される発泡成形体Ｍ５の発泡状態に異常が発生した場合に迅速に対処することができる。

実施の形態について、更に、発泡成形体Ｍ５に含有させる添加剤を添加する添加剤供給部を備える構成であってもよい。例えば図１０に示す押出成形機３のように、原料樹脂Ｍ１を供給する原料供給部３１１２とともに、原料樹脂Ｍ１に添加剤を添加する添加剤供給部３１１７を備えるものであってもよい。なお、図１０において、実施の形態と同様の構成については図１と同一の符号を付している。

原料供給部３１１２は、バレル１１１内へ供給する原料樹脂Ｍ１を一時的に貯留しておくホッパー３１１２ａと、ホッパー３１１２ａに貯留された原料樹脂Ｍ１の重量を計量する原料供給量計測部である原料重量計量部３１１２ｂと、を有する。

添加剤供給部３１１７は、ホッパー３１１２ａ内へ添加剤を供給する。添加剤供給部３１１７は、添加剤Ｍ２０１を一時的に貯留しておくホッパー３１１７ａと、ホッパー３１１７ａに貯留された添加剤Ｍ２０１の重量を計量する添加剤量計測部である添加剤重量計量部３１１７ｂと、を有する。また、添加剤供給部３１１７は、ホッパー３１１７ａからホッパー３１１２ａへ添加剤Ｍ２０１を予め設定された量だけ供給するための添加剤供給量調整部３１１７ｃを有する。添加剤としては、例えば着色剤、鎖延長剤、難燃剤、結晶核剤、化学発泡剤等が挙げられる。原料樹脂Ｍ１へ添加するこれらの添加剤の濃度を適宜設定することにより、発泡成形体Ｍ５に要求される色、溶融粘度、難燃性、透明性等の性質を与えることが可能となる。

押出制御装置３０１５は、原料重量計量部３１１２ｂにより計量された原料樹脂Ｍ１の重量を示す原料重量情報と、添加剤重量計量部３１１７ｂにより計量された添加剤Ｍ２０１の重量を示す添加剤重量情報と、を取得する重量情報取得部を有する点で、実施の形態に係る押出制御装置１５と相違する。ここで、補正値算出部１５１７は、重量情報取得部が取得した原料重量情報および添加剤重量情報に基づいて、添加剤供給量に対する補正値である添加剤供給量補正値を算出する。そして、制御部１５１８は、補正値算出部１５１７が算出した添加剤供給量補正値に基づいて、添加剤供給量調整部３１１７ｃを制御する。

ここで、本変形例に係る押出制御装置３０１５が実行する押出制御処理について図１１を参照しながら説明する。なお、図１１において、実施の形態で説明した押出制御処理と同様の処理については、図７と同一の符号を付している。押出制御装置３０１５は、まず、ステップＳ１０１からＳ１０３までの処理を行う。そして、ステップＳ１０３において、発泡成形体Ｍ５が射出されていると判定されると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４からＳ１１１までの処理が実行される。

次に、押出制御装置３０１５の重量情報取得部が、原料重量計量部３１１２ｂにより計量された原料樹脂Ｍ１の重量を示す原料重量情報と、添加剤重量計量部３１１７ｂにより計量された添加剤Ｍ２０１の重量を示す添加剤重量情報と、を取得する（ステップＳ３０１）。続いて、補正値算出部１５１７は、目標ＤＢ１５３６が記憶する添加剤比率目標値を示す情報と、原料重量情報が示す原料重量に対する添加剤重量情報が示す添加剤重量の比率との差分に相当する添加剤供給量補正値を算出する（ステップＳ３０２）。その後、制御部１５１８は、補正値算出部１５１７が算出した添加剤供給量補正値に基づいて、添加剤供給量調整部３１１７ｃを制御して、添加剤供給量を調整する（ステップＳ３０３）。次に、ステップＳ１１２以降の処理が実行される。

なお、本変形例では、添加剤供給部３１１７が１つだけの場合について説明したが、添加剤供給部の数は１つに限定されるものではなく、複数の添加剤供給部から複数種類の添加剤がバレル１１１内へ添加されるものであってもよい。

本構成によれば、添加剤の供給量を原料樹脂の供給量とは別に独立して調整できるので、発泡成形体Ｍ５に添加する添加剤の比率を細かく制御できる。従って、例えば発泡成形体Ｍ５の発泡状態の挙動の変化に追従して添加剤の比率を適切な比率に変化させることができるので、品質の良い発泡成形体Ｍ５を作製することが可能となる。

実施の形態では、バレル１１１内に発泡ガスを供給する例について説明したが、これに限らず、例えば図１２に示す押出成形機４のように、ガス供給機を備えておらず、添加剤供給部３１１７からバレル１１１内へ化学発泡剤Ｍ３０１を供給するものであってもよい。なお、図１２において、前述の押出成形機３と同様の構成については図１０と同一の符号を付している。化学発泡剤としては、例えばアジゾカーボンアミド、Ｎ、Ｎ’−ジニトロペンタメチレンテトラミン、４、４’−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジド等の有機系の熱分解型発泡剤、炭酸水素塩、炭酸塩、炭酸水素塩と有機酸塩との組み合わせ等の無機系の熱分解型発泡剤を採用することができる。

押出制御装置４０１５は、前述の変形例に係る押出制御装置３０１５と同様に、原料重量計量部３１１２ｂにより計量された原料樹脂Ｍ１の重量を示す原料重量情報と、添加剤重量計量部３１１７ｂにより計量された化学発泡剤Ｍ３０１の重量を示す発泡剤重量情報と、を取得する重量情報取得部を有する。また、押出制御装置４０１５は、発泡成形体Ｍ５の複数種類の発泡状態と、それに対応する化学発泡剤の供給量の範囲とを対応づけて記憶している発泡状態発泡剤供給量相関ＤＢを有する。発泡状態発泡剤供給量相関ＤＢは、例えば発泡成形体Ｍ５が独立発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５の内部のみ連続発泡状態の場合、発泡成形体Ｍ５全体が連続発泡状態の場合それぞれにおけるバレル１１１内への化学発泡剤の供給量の範囲を記憶している。

ここで、補正値算出部１５１７は、発泡状態特定部１５１５により特定された発泡状態に応じて、バレル１１１内への化学発泡剤の供給量の補正値を算出する。そして、制御部１５１８は、補正値算出部１５１７が算出した化学発泡剤の供給量の補正値である発泡剤供給量補正値に基づいて、添加剤供給量調整部３１１７ｃを制御する。

ここで、本変形例に係る押出制御装置４０１５が実行する押出制御処理について図１３を参照しながら説明する。なお、図１３において、実施の形態で説明した押出制御処理と同様の処理については、図７と同一の符号を付している。押出制御装置４０１５は、まず、ステップＳ１０１からＳ１０３までの処理を行う。そして、ステップＳ１０３において、発泡成形体Ｍ５が射出されていると判定されると（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４からＳ１１４までの処理が実行される。

次に、押出制御装置４０１５の重量情報取得部が、原料重量計量部３１１２ｂにより計量された原料樹脂Ｍ１の重量を示す原料重量情報と、添加剤重量計量部３１１７ｂにより計量された化学発泡剤Ｍ３０１の重量を示す発泡剤重量情報と、を取得する（ステップＳ４０１）。続いて、補正値算出部１５１７は、発泡状態発泡剤供給量相関ＤＢが記憶する発泡状態発泡剤供給量相関情報を参照して、化学発泡剤の供給量の補正値である発泡剤供給量補正値を算出する（ステップＳ４０２）。その後、制御部１５１８は、補正値算出部１５１７が算出した発泡剤供給量補正値に基づいて、添加剤供給部３１１７からバレル１１１内へ供給される化学発泡剤の供給量を制御する（ステップＳ４０３）。次に、ステップＳ１１７以降の処理が実行される。

本構成によれば、ガス供給機が不要となるので、押出成形機４の構成の簡素化を図ることができる。

実施の形態について、発泡成形体Ｍ５を切断する切断機を備える構成であってもよい。例えば図１４に示す押出成形機５のように、切断機５０１６は、複数のブレード５０１６ｃと、ブレード５０１６ｃを支持する支持軸５０１６ｂと、支持軸５０１６ｂを介してブレード５０１６ｃを駆動するブレード駆動部であるモータ５０１６ａと、を有する。複数のブレード５０１６ｃは、支持軸５０１６ｂの周りに等間隔に設けられている。切断機５０１６は、成形金型１３３の近傍に配置され、モータ５０１６ａが支持軸５０１６ｂを介してブレード５０１６ｃを回転させることにより、成形金型１３３から射出された発泡成形体Ｍ５を切断する。ここで、発泡成形体Ｍ５の切断長さは、モータ５０１６ａの回転速度が変更されることにより変更される。

測長センサ５１４２および表面温度センサ５１４１は、それぞれモータ５０１６ａの回転に同期してパルス状の信号を出力する。例えば図１５に示すように、複数のブレード５０１６ｃが支持軸５０１６ｂの周りに等間隔に設けられているため、ブレード５０１６ｃにより発泡成形体Ｍ５が切断される期間は、モータ５０１６ａの回転周期をブレード５０１６ｃの数で除して得られる長さの期間ＩＮＴ毎に到来する。そして、測長センサ５１４２および表面温度センサ５１４１は、期間ＩＮＴが到来する毎に、パルス状の信号を出力する。

押出制御装置５０１５は、測長センサ５１４２から出力される信号および表面温度センサ５１４１から出力される信号それぞれに含まれる、モータ５０１６ａの回転周波数とブレード５０１６ｃの数との積に相当する周波数成分の振幅を各別に検出する検波回路を有する。そして、押出制御装置５０１５は、検波回路から出力される測長センサ５１４２の信号に対応する出力信号を寸法情報に変換するとともに、検波回路から出力される表面温度センサ５１４１の信号に対応する出力信号を表面温度情報に変換するインタフェースを有する。そして、寸法情報取得部１５１２は、検波回路およびインタフェースを介して、発泡成形体Ｍ５の外径寸法を示す寸法情報と発泡成形体Ｍ５の表面温度を示す表面温度情報とを取得する。

本構成によれば、切断機５０１６により発泡成形体Ｍ５を断続的に切断しながら、発泡成形体Ｍ５の外径寸法と表面温度とを精度良く計測することができる。従って、発泡成形体Ｍ５の発泡倍率、発泡セル径および発泡状態を制御しつつ、発泡成形体Ｍ５を切断する工程を同時に行うことができるので、発泡成形体Ｍ５の製造効率が向上するという利点がある。

実施の形態では、押出成形機本体１１が１つのスクリュー１１３を有するいわゆる単軸押出成形機である例について説明したが、押出成形機は、単軸押出成形機に限定されるものではなく、例えばバレル１１１内に２つのスクリューが並列に配置されたいわゆる二軸押出成形機であってもよい。或いは、これらの押出成形機を直列に連結したタンデム型押出成形機であってもよいし、複数台の押出成形機を一つの金型に接続した多層押出成形機であってもよい。

実施の形態では、流路１３３ａが１本だけ設けられた成形金型１３３を備える押出成形機１について説明したが、これに限らず、例えば複数本の流路が設けられたいわゆる多穴式の成形金型を備える押出成形機であってもよい。

実施の形態では、測長センサ１４２、表面温度センサ１４１が、それぞれ非接触型のセンサである場合について説明したが、非接触型のセンサに限定されるものではない。また、センサユニット１４は、測長センサ１４２と表面温度センサ１４１とをそれぞれ１つずつ有する構成に限定されるものではなく、これらをそれぞれ複数有する構成であってもよい。

実施の形態では、制御部１５１８が、発泡成形体Ｍ５の発泡状態および発泡セル径が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル径に近づくように、原料樹脂Ｍ１および発泡ガスそれぞれの供給量、スクリュー１１３の回転速度を制御する例について説明した。但し、これに限らず、例えば制御部１５１８が、発泡成形体Ｍ５の発泡状態および発泡セル径が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル径に近づくように、バレル１１１内に供給する原料樹脂Ｍ１の供給量、バレル内温度、金型温度のうちの少なくとも１つを制御するものであってもよい。

以上、本発明の実施の形態および変形例（なお書きに記載したものを含む。以下、同様。）について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。本発明は、実施の形態及び変形例が適宜組み合わされたもの、それに適宜変更が加えられたものを含む。

本発明は、押出成形法による発泡成形体の製造に好適に利用することができる。

１，２，３，４，５ 押出成形機、１１ 押出成形機本体、１２ ガス供給機、１３ 金型ユニット、１４，２０１４ センサユニット、１５，２０１５，３０１５，５０１５ 押出制御装置、１１１ バレル、１１１ａ 射出口、１１２，３１１２ 原料供給部、１１３ スクリュー、１１４，５０１６ａ モータ、１１５ ヒータ、１１６，１３４ 冷却装置、１１６ａ，１３４ａ 温度調節部、１１６ｂ，１３４ｂ 冷媒管、１１７ ガス供給部、１２１ ガス容器、１２２ 温度調節部、１２３ ポンプ、１３１ 金型温度センサ、１３２ 圧力センサ、１３３ 成形金型、１３３ａ 流路、１４１，５１４１ 表面温度センサ、１４２，５１４２ 測長センサ、１４３ 位置調整部、１５１，２５１ ＣＰＵ、１５２ 主記憶部、１５３ 補助記憶部、１５４ 入力部、１５５ 表示部、１５６ インタフェース、１５９ バス、１５１１ 温度取得部、１５１２ 寸法取得部、１５１３ 圧力取得部、１５１４ 寸法計測位置制御部、１５１５ 発泡状態特定部、１５１６ 発泡セル径特定部、１５１７ 補正値算出部、１５１８ 制御部、１５１９ 設定部、２１４１ サーモビュア、２１４２ 高速度カメラ、２５１１ 画像処理部、３１１２ａ，３１１７ａ ホッパー、３１１２ｂ 原料重量計量部、３１１７ 添加剤供給部、３１１７ｂ 添加剤重量計量部、３１１７ｃ 添加剤供給量調整部、５０１６ 切断機、５０１６ｂ 支持軸、５０１６ｃ ブレード、Ｍ１，Ｍ２１，Ｍ３，Ｍ４１ 原料樹脂、Ｍ５ 発泡成形体、Ｍ２２ 発泡ガス、Ｍ４２ 気泡核、Ｍ５１ セル壁、Ｍ５２ 発泡セル、Ｍ２０１ 添加剤、Ｍ３０１ 化学発泡剤

Claims (10)

1. 射出口が設けられたバレルと、
   前記バレルの内部へ発泡成形体を生成するための複数種類の原料を供給する原料供給部と、
   前記バレルの内部に配置され回転することにより前記バレル内に供給された前記複数種類の原料を混錬するとともに前記原料を前記射出口へ向かう方向へ押し出すスクリューと、
   前記スクリューを駆動するモータと、
   内部に前記原料が流入する流路が形成され前記射出口に取り付けられた成形金型と、
   前記バレルの内部の第１温度を調節するバレル温度調節部と、
   前記成形金型の第２温度を調節する金型温度調節部と、
   前記第２温度を計測する金型温度計測部と、
   前記成形金型から射出された前記発泡成形体の複数箇所において外形寸法を計測する寸法計測部と、
   前記成形金型から離間して配置され前記成形金型から射出された前記発泡成形体の表面の第３温度を計測する表面温度計測部と、
   前記金型温度計測部により計測された第２温度と前記表面温度計測部により計測された第３温度との温度差に基づいて、前記発泡成形体の発泡セルの体積を特定する発泡セル体積特定部と、
   前記発泡成形体の前記複数箇所における外形寸法に基づいて、前記発泡成形体の発泡状態を特定する発泡状態特定部と、
   前記発泡状態および前記発泡セルの体積が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル体積に近づくように、前記複数種類の原料それぞれの供給量、前記スクリューの回転速度、前記第１温度、前記第２温度のうちの少なくとも１つを制御する制御部と、を備える、
   押出成形機。
2. 前記発泡セル体積特定部は、前記発泡セルの体積が大きくなるほど前記温度差が小さくなる前記発泡セルの体積と前記温度差との相関関係を示す発泡セル体積温度差相関情報に基づいて、計測された前記第２温度と前記第３温度との温度差から、前記発泡セルの体積を特定する、
   請求項１に記載の押出成形機。
3. 前記発泡状態特定部は、前記発泡成形体が独立発泡状態である場合の前記複数箇所それぞれにおける外径寸法と前記発泡成形体の内部のみが連続発泡状態である場合の前記複数箇所それぞれにおける外径寸法と前記発泡成形体全体が連続発泡状態である場合の前記複数箇所それぞれにおける外径寸法とに基づいて、前記発泡状態を特定する、
   請求項１または２に記載の押出成形機。
4. 前記複数種類の原料それぞれと前記成形金型との組合せそれぞれについて、発泡セル体積温度差相関情報を記憶する発泡セル体積温度差情報記憶部と、
   前記複数種類の原料それぞれと前記成形金型との組合せそれぞれについて、前記複数箇所それぞれにおける外径寸法の寸法差に関する寸法差情報を記憶する寸法差情報記憶部と、を更に備え、
   前記発泡セル体積特定部は、複数種類の発泡セル体積温度差相関情報の中から、前記原料供給部から前記バレル内に供給される複数種類の原料それぞれと前記成形金型との組合せに応じた発泡セル体積温度差相関情報を選択し、
   前記発泡状態特定部は、複数種類の寸法差情報の中から、前記原料供給部から前記バレル内に供給される複数種類の原料それぞれと前記成形金型との組合せに応じた寸法差情報を選択する、
   請求項３に記載の押出成形機。
5. 前記流路の内部の圧力を計測する圧力計測部と、
   前記スクリューの回転速度と前記流路の内部の圧力との相関関係を示す圧力回転速度相関情報を記憶する圧力回転速度相関情報記憶部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記圧力回転速度相関情報記憶部が記憶する前記圧力回転速度相関情報に基づいて、前記回転速度を、前記圧力計測部により計測された圧力に応じた回転速度に制御する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の押出成形機。
6. 前記寸法計測部は、非接触型センサを有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の押出成形機。
7. 前記寸法計測部は、高速度カメラと、前記高速度カメラにより撮影された画像を解析することにより前記複数箇所における前記発泡成形体の外形寸法を算出する寸法算出部と、を有し、
   前記表面温度計測部は、サーモビュアと、前記サーモビュアにより撮影された赤外線画像を解析することにより前記第３温度を算出する温度算出部と、を有する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の押出成形機。
8. 前記複数種類の原料に添加剤を添加する添加剤供給部と、
   前記複数種類の原料それぞれの供給量を計測する原料供給量計測部と、
   前記添加剤供給部により添加される添加剤の量を計測する添加剤量計測部と、を更に備え、
   前記制御部は、前記原料供給量計測部により計測される前記複数種類の原料それぞれの供給量に基づいて、前記添加剤供給部から供給される前記添加剤の量を制御する、
   請求項１から７のいずれか１項に記載の押出成形機。
9. ブレードと、前記ブレードを予め設定された回転速度で回転させるブレード駆動部と、を有し、前記発泡成形体を切断する切断機を更に備え、
   前記寸法計測部は、前記回転速度に応じた周期で前記発泡成形体の前記複数箇所における外形寸法を計測し、
   前記表面温度計測部は、前記回転速度に応じた周期で前記発泡成形体の表面の第３温度を計測する、
   請求項１から８のいずれか１項に記載の押出成形機。
10. 押出成形機のバレルの射出口に取り付けられた成形金型の第２温度を計測する金型温度計測部により計測された第２温度と、前記成形金型から離間して配置された表面温度計測部により計測された、前記成形金型から射出された発泡成形体の表面の第３温度との温度差に基づいて、前記発泡成形体の発泡セルの体積を特定する発泡セル体積特定部と、
    寸法計測部により計測された前記発泡成形体の複数箇所における外形寸法に基づいて、前記発泡成形体の発泡状態を特定する発泡状態特定部と、
    前記発泡状態および前記発泡セルの体積が予め設定された目標発泡状態および目標発泡セル体積に近づくように、複数種類の原料それぞれの供給量、前記押出成形機のスクリューの回転速度、前記バレル内の第１温度、前記第２温度のうちの少なくとも１つを制御する制御部と、を備える、
    押出制御装置。

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