JP7339916B2

JP7339916B2 - Extrusion equipment

Info

Publication number: JP7339916B2
Application number: JP2020064101A
Authority: JP
Inventors: 勝之中野
Original assignee: Sumitomo Heavy Industries Modern Ltd
Current assignee: Sumitomo Heavy Industries Modern Ltd
Priority date: 2020-03-31
Filing date: 2020-03-31
Publication date: 2023-09-06
Anticipated expiration: 2040-03-31
Also published as: JP2021160231A

Description

本発明は押出成形装置に関する。 The present invention relates to extrusion equipment.

従来、樹脂シート等を成形するために溶融樹脂を長尺な吐出ノズルから排出する押出成形装置が知られている。多くの押出成形装置は、均一な厚さのシートを成形するよう設計、制御される（例えば特許文献１）。 2. Description of the Related Art Conventionally, an extrusion molding apparatus is known that discharges a molten resin from a long discharge nozzle in order to mold a resin sheet or the like. Many extruders are designed and controlled to form sheets of uniform thickness (see US Pat.

特開２０１６－０４３６８３号公報JP 2016-043683 A

一方、シートの用途によってはシートの厚さを場所によって積極的に変化させることが求められることもある。このような要求を満たすために、シートの幅方向に沿って成形材料の分布量を変化させ、幅方向に沿った各位置での厚みを変化させる技術が知られている。しかしながら、シートの搬送方向に沿って成形材料の厚みを変化させる技術は今のところ確立されていない。 On the other hand, depending on the use of the sheet, it may be required to positively change the thickness of the sheet depending on the location. In order to meet such requirements, a technique is known in which the distribution amount of the molding material is changed along the width direction of the sheet to change the thickness at each position along the width direction. However, no technique has been established so far to change the thickness of the molding material along the sheet conveying direction.

本発明は、このような要求を鑑みてなされたものであり、シートの搬送方向に沿って成形材料の厚みを変化させられる押出成形装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an extrusion molding apparatus capable of changing the thickness of a molding material along the sheet conveying direction.

本発明の一態様は、溶融した成形材料を下流側に送る材料送出部と、材料送出部の下流側に接続され成形材料を下流側に搬送する搬送部と、搬送部の下流側に接続され搬送された成形材料を所定幅の吐出口からシート状に吐出する吐出部と、指定されたシートの厚みに応じて搬送部の容積を変化させる容積変化部とを備える。 According to one aspect of the present invention, there is provided a material feeding section for feeding a molten molding material to the downstream side, a conveying section connected to the downstream side of the material feeding section for conveying the molding material to the downstream side, and a material feeding section connected to the downstream side of the conveying section. A discharge section for discharging the conveyed molding material from a discharge port having a predetermined width in the form of a sheet, and a volume changing section for changing the volume of the conveying section according to the specified thickness of the sheet.

本発明によれば、シートの搬送方向に沿って成形材料の厚みを変化させられる。 According to the present invention, the thickness of the molding material can be changed along the sheet conveying direction.

押出成形装置を含むシート形成システムを示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing a sheet forming system including an extrusion molding device; FIG. 図１のＡＡ断面における断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view along the line AA of FIG. 1; 図１の領域Ｂの拡大図である。2 is an enlarged view of area B of FIG. 1; FIG. 図１の領域Ｂの拡大図である。2 is an enlarged view of area B of FIG. 1; FIG. 基材上にシート状の成形材料を配置した状態の断面図及び上面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view and a top view of a state in which a sheet-like molding material is arranged on a substrate; 第２実施形態による押出成形装置の搬送部の下流側部分及び吐出ノズルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the downstream part and discharge nozzle of the conveyance part of the extrusion molding apparatus by 2nd Embodiment. 第２実施形態による押出成形装置の搬送部の下流側部分及び吐出ノズルを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the downstream part and discharge nozzle of the conveyance part of the extrusion molding apparatus by 2nd Embodiment.

以下、第１実施形態による押出成形装置について説明する。押出成形装置は、粒状の成形材料を溶かして薄いシート状に成形する。成形されたシートは、溶融樹脂が固化する前に熱プレスにより基材上に貼り付けられ、巻き取り装置によりロール状にされる。押出成形装置は、一連の成形工程におけるパラメータを制御することでシートの表面に所望のマトリクス状の凹凸を設けられる。 The extrusion molding apparatus according to the first embodiment will be described below. The extruder melts a granular molding material and molds it into a thin sheet. The molded sheet is attached onto the substrate by hot pressing before the molten resin is solidified, and is rolled by a winding device. The extruder can provide desired matrix-like unevenness on the surface of the sheet by controlling parameters in a series of molding processes.

以下では、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸からなる三次元直交座標を用いることがある。Ｘ軸は、成形されるシートの幅方向に延びる。Ｚ軸は、鉛直方向に延び、Ｙ軸はＸ軸及びＺ軸と直交する方向に延びる。 Three-dimensional orthogonal coordinates consisting of an X-axis, a Y-axis, and a Z-axis may be used below. The X-axis extends across the width of the sheet being formed. The Z-axis extends vertically, and the Y-axis extends in a direction perpendicular to the X-axis and the Z-axis.

図１は、押出成形装置を含むシート形成システムを示す概略構成図である。シート形成システムは、押出成形装置１０と、加圧装置１００と、搬送装置１２０とを含む。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a sheet forming system including an extrusion molding device. The sheet forming system includes an extrusion device 10 , a pressure device 100 and a transport device 120 .

押出成形装置１０は、材料送出部１２と、搬送部１４と、容積変化部１６と、吐出部としての吐出ノズル１８と、制御装置３０とを備える。材料送出部１２は、供給された成形材料を溶融し、溶融した成形材料を下流側に送るよう構成される。材料送出部１２は押出機であり、ホッパー２０と、シリンダ２２と、スクリュー２４と、ギアポンプ２６と、圧力センサ２８とを備える。 The extrusion molding device 10 includes a material delivery section 12 , a conveying section 14 , a volume changing section 16 , a discharge nozzle 18 as a discharge section, and a control device 30 . The material delivery unit 12 is configured to melt the supplied molding material and deliver the melted molding material to the downstream side. The material delivery section 12 is an extruder and includes a hopper 20 , a cylinder 22 , a screw 24 , a gear pump 26 and a pressure sensor 28 .

ホッパー２０は、上方に向けて開口しておりホッパー２０の内部はシリンダ２２に接続される。ホッパー２０には、粒状の成形材料が投入される。ホッパー２０に投入された材料はシリンダ２２に送られる。 The hopper 20 is open upward and the inside of the hopper 20 is connected to a cylinder 22 . The hopper 20 is charged with a granular molding material. Material charged into the hopper 20 is sent to the cylinder 22 .

シリンダ２２は、ホッパー２０の下部に配置されており、ヒータ等の加熱手段を有する。ホッパー２０からシリンダ２２に送られた材料は、ヒータで加熱されて液体状態になる。 The cylinder 22 is arranged below the hopper 20 and has heating means such as a heater. The material sent from the hopper 20 to the cylinder 22 is heated by the heater and becomes liquid.

スクリュー２４は、シャフト３２と、シャフト３２の外周に沿ってらせん状に延びるフライト３４とを備える。スクリュー２４は、シリンダ２２内に回転自在に配置される。スクリュー２４は、シャフト３２を回転させることでフライト３４を旋回させ、シリンダ２２内に供給された材料をギアポンプ２６まで送る。スクリュー２４によりシリンダ２２からギアポンプ２６付近まで送られる材料の量は、スクリュー２４の回転速度により変化する。 The screw 24 includes a shaft 32 and a flight 34 spirally extending along the outer circumference of the shaft 32 . A screw 24 is rotatably disposed within the cylinder 22 . The screw 24 rotates the flight 34 by rotating the shaft 32 to send the material fed into the cylinder 22 to the gear pump 26 . The amount of material conveyed by the screw 24 from the cylinder 22 to the vicinity of the gear pump 26 varies with the speed of rotation of the screw 24 .

ギアポンプ２６は、材料量制御部に相当する。ギアポンプ２６は、互いに噛み合って定速で回転する２つのギア（図示せず）を備える。ギアポンプ２６の流入側には、スクリュー２４から搬送された材料が滞留する滞留部３８が設けられる。ギアポンプ２６は滞留部３８から流出側に向けて、単位時間当たり一定の量の材料を搬送する。ギアポンプ２６の流出側は搬送部１４に接続される。ギアポンプ２６を用いることにより、搬送部１４に流れる材料の量を一定に制御できる。材料量制御部としては、ギアポンプ２６以外の定容積式ポンプを用いてもよい。 The gear pump 26 corresponds to a material amount control section. The gear pump 26 includes two gears (not shown) that mesh with each other and rotate at a constant speed. An inflow side of the gear pump 26 is provided with a retention portion 38 in which the material conveyed from the screw 24 is retained. The gear pump 26 conveys a constant amount of material per unit time from the retention section 38 toward the outflow side. The outflow side of the gear pump 26 is connected to the conveying section 14 . By using the gear pump 26, the amount of material flowing to the conveying section 14 can be constantly controlled. A constant displacement pump other than the gear pump 26 may be used as the material amount control unit.

搬送部１４は、材料送出部１２の下流側に接続され成形材料を下流側に搬送する。搬送部１４は、材料送出部１２から吐出ノズル１８まで延びる。搬送部１４は、材料の搬送方向上流側の上流側部分４０と、搬送方向下流側の下流側部分４２とを備える。上流側部分４０はＸＹ平面において円形断面を有する流路４４と、流路４４よりもＸＹ平面における開口面積が大きい拡径部４６とを備える。流路４４は、全長にわたり同一の円形形状を有する。拡径部４６は、流路４４の中間に形成される。拡径部４６のＸＹ平面における断面形状は、四角形等の多角形とされ、拡径部４６の側面には容積変化部１６が接続される。拡径部４６と流路４４の間には、径及び断面形状を徐々に変化させるための移行部４８が形成される。移行部４８を設けることにより、拡径部４６と流路４４の間で材料が滞留するのを抑制できる。拡径部４６は、流路４４上のどの位置に配置してもよい。 The conveying section 14 is connected to the downstream side of the material delivery section 12 and conveys the molding material to the downstream side. The transport section 14 extends from the material delivery section 12 to the discharge nozzle 18 . The conveying section 14 includes an upstream portion 40 on the upstream side in the material conveying direction and a downstream portion 42 on the downstream side in the conveying direction. The upstream portion 40 includes a channel 44 having a circular cross section in the XY plane and an enlarged diameter portion 46 having a larger opening area in the XY plane than the channel 44 . The channel 44 has the same circular shape over its entire length. An enlarged diameter portion 46 is formed in the middle of the channel 44 . The cross-sectional shape of the enlarged diameter portion 46 in the XY plane is a polygon such as a square, and the side surface of the enlarged diameter portion 46 is connected to the volume changing portion 16 . A transition portion 48 is formed between the enlarged diameter portion 46 and the channel 44 for gradually changing the diameter and cross-sectional shape. By providing the transition portion 48 , it is possible to prevent the material from stagnation between the enlarged diameter portion 46 and the flow path 44 . The enlarged diameter portion 46 may be positioned anywhere on the flow path 44 .

吐出ノズル１８は、搬送部１４の下流側に接続され、搬送された成形材料を所定幅の吐出口（後述する）からシート状に吐出する。 The ejection nozzle 18 is connected to the downstream side of the conveying section 14 and ejects the conveyed molding material in a sheet form from an ejection port (described later) having a predetermined width.

図２は、図１のＡＡ断面における断面図である。図１及び図２を参照して、搬送部１４の下流側部分４２及び吐出ノズル１８について詳細な説明を行う。 FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 1 and 2, the downstream portion 42 of the transport section 14 and the discharge nozzles 18 will be described in detail.

搬送部１４の下流側部分４２は、上流側部分４０、及び吐出ノズル１８の間に配置され両者に接続される。下流側部分４２は、流路４４よりもＸ軸方向において大きい内部空間５０を有する。内部空間５０は、上流側部分４０内部と接続される。内部空間５０の上流側の隅は湾曲形状５２を有する。上流側部分４０から内部空間５０内に成形材料が流れると、成形材料は吐出ノズル１８側、及びＸ軸に沿って流れる。上流側部分４０からＸ軸に沿って流れた材料は、湾曲形状５２に沿って方向を変えて吐出ノズル１８側に向けて流れる。これにより、吐出ノズル１８に対してＸ軸に沿って均一に成形材料を供給できる。 A downstream portion 42 of the transport section 14 is arranged between and connected to the upstream portion 40 and the discharge nozzle 18 . The downstream portion 42 has an internal space 50 that is larger in the X-axis direction than the channel 44 . The internal space 50 is connected with the interior of the upstream portion 40 . The upstream corner of interior space 50 has a curved shape 52 . When the molding material flows from the upstream portion 40 into the internal space 50, the molding material flows along the discharge nozzle 18 side and along the X-axis. The material that has flowed along the X-axis from the upstream portion 40 changes direction along the curved shape 52 and flows toward the discharge nozzle 18 side. Thereby, the molding material can be uniformly supplied to the discharge nozzle 18 along the X-axis.

下流側部分４２に接続された、吐出ノズル１８内の成形材料が流れる流路幅は、下流側部分４２の内部空間５０の幅と同一である。吐出ノズル１８の内側は、下流側に向かうにつれてＹ軸方向の長さが短くなるように先細る形状を有する。吐出ノズル１８の最下流側には、Ｘ軸に沿って長尺な長方形状の吐出口５４が形成される。成形材料は、下流側部分４２によりＸ軸に沿った幅が広げられ、吐出ノズル１８によりＹ軸に沿った厚さが薄くされる。薄くされた成形材料は、シート状に賦形されて吐出ノズル１８から排出される。 The width of the passage through which the molding material flows in the discharge nozzle 18 connected to the downstream portion 42 is the same as the width of the internal space 50 of the downstream portion 42 . The inner side of the discharge nozzle 18 has a tapered shape so that the length in the Y-axis direction becomes shorter toward the downstream side. A long rectangular ejection port 54 is formed along the X-axis on the most downstream side of the ejection nozzle 18 . The molding material is widened along the X-axis by the downstream portion 42 and thinned along the Y-axis by the discharge nozzle 18 . The thinned molding material is shaped into a sheet and discharged from the discharge nozzle 18 .

押出成形装置１０は、吐出ノズル１８の吐出口５４のＹ軸方向の開口隙間を変化させる、分布制御部としてのアクチュエータ５６を備える。アクチュエータ５６は、吐出ノズル１８をＹ軸に沿って押圧し、又は引っ張ることで吐出口５４をＹ軸方向に広げたり狭くしたりし、ＸＹ平面において吐出口５４を変形させる。押出成形装置１０は、Ｘ軸に沿って等間隔で配置された複数のアクチュエータ５６を備えてもよい。アクチュエータ５６により吐出口５４を変形させると、吐出口５４から吐出される成形材料のＹ軸方向における分布が均一でなくなる。つまり、アクチュエータ５６により吐出口５４がＹ軸方向に広げられた位置では成形材料の吐出量が変形前よりも増え、Ｙ軸方向に狭くした位置では成形材料の吐出量が変形前よりも減る。これにより、吐出口５４が広げられた位置に対応する位置では成形材料が厚く、吐出口５４を狭くした位置では成形材料が薄いシートを賦形できる。このとき、吐出口５４から単位時間当たりに吐出される成形材料の量は、吐出口５４を変形させていないときと同じである。 The extrusion molding apparatus 10 includes an actuator 56 as a distribution control section that changes the opening gap of the discharge port 54 of the discharge nozzle 18 in the Y-axis direction. The actuator 56 presses or pulls the ejection nozzle 18 along the Y-axis to widen or narrow the ejection port 54 in the Y-axis direction, thereby deforming the ejection port 54 in the XY plane. Extruder 10 may include a plurality of actuators 56 evenly spaced along the X-axis. When the ejection port 54 is deformed by the actuator 56, the distribution of the molding material ejected from the ejection port 54 in the Y-axis direction becomes uneven. That is, at the position where the discharge port 54 is widened in the Y-axis direction by the actuator 56, the amount of molding material discharged is greater than before deformation, and at the position where the discharge port 54 is narrowed in the Y-axis direction, the discharge amount of molding material is less than before deformation. As a result, a sheet can be formed in which the molding material is thick at the position corresponding to the position where the discharge port 54 is widened, and the molding material is thin at the position where the discharge port 54 is narrowed. At this time, the amount of molding material discharged per unit time from the discharge port 54 is the same as when the discharge port 54 is not deformed.

図１に戻り、加圧装置１００は、駆動ローラ１０２と、押圧ローラ１０４とを備える。駆動ローラ１０２及び押圧ローラ１０４は、Ｘ軸と平行に延びる軸周りに回転するよう配置される。駆動ローラ１０２は、駆動ローラ１０２の表面を加熱するヒータ１０６を内蔵する。駆動ローラ１０２は、図示せぬ駆動源により回転駆動させられる。押圧ローラ１０４は、所定圧力で駆動ローラ１０２に対して押し当てられながら回転する。駆動ローラ１０２と押圧ローラ１０４のニップ部１０８は、吐出ノズル１８の吐出口５４と対向する。押圧ローラ１０４と駆動ローラ１０２のニップ部１０８には、基材１１０が供給される。基材１１０は、図示せぬロールから繰り出された長尺シートである。成形材料は、駆動ローラ１０２及び押圧ローラ１０４により基材１１０上に熱プレスされ、基材１１０と一体にされる。 Returning to FIG. 1 , the pressure device 100 includes a drive roller 102 and a pressure roller 104 . Drive roller 102 and pressure roller 104 are arranged to rotate about an axis extending parallel to the X axis. The drive roller 102 incorporates a heater 106 that heats the surface of the drive roller 102 . The drive roller 102 is rotationally driven by a drive source (not shown). The pressing roller 104 rotates while being pressed against the driving roller 102 with a predetermined pressure. A nip portion 108 between the drive roller 102 and the pressure roller 104 faces the ejection port 54 of the ejection nozzle 18 . A substrate 110 is supplied to the nip portion 108 between the pressure roller 104 and the drive roller 102 . The base material 110 is a long sheet drawn out from a roll (not shown). The molding material is hot-pressed onto the substrate 110 by the drive roller 102 and the pressure roller 104 to be integrated with the substrate 110 .

搬送装置１２０は、基材１１０及び成形材料の一体成形品をさらに下流側に向けて搬送する搬送ローラである。 The conveying device 120 is a conveying roller that conveys the integrally molded product of the base material 110 and the molding material further downstream.

制御装置３０は、スクリュー２４及びアクチュエータ５６を制御する。圧力センサ２８は、滞留部３８内の圧力を検出する。制御装置３０は、圧力センサ２８の検出結果に基づいてスクリュー２４の回転速度をフィードバック制御する。ギアポンプ２６から搬送部１４に搬送される材料の量は一定であるのに対して、スクリュー２４から滞留部３８に搬送される成形材料の量は一定ではない。したがって、滞留部３８内の成形材料の量は経時的に変化する。制御装置３０は、滞留部３８内の圧力の検出結果に基づき、滞留部３８内の圧力が所定範囲内に収まるよう、スクリュー２４の回転速度を制御する。滞留部３８内の圧力が低下した場合、制御装置３０はスクリュー２４の回転速度を増加させて滞留部３８内の材料を増やす。滞留部３８内の圧力が上昇した場合、制御装置３０はスクリュー２４の回転速度を減少させて滞留部３８内の材料を減らす。 Controller 30 controls screw 24 and actuator 56 . The pressure sensor 28 detects the pressure inside the retention portion 38 . The control device 30 feedback-controls the rotation speed of the screw 24 based on the detection result of the pressure sensor 28 . While the amount of material conveyed from the gear pump 26 to the conveying section 14 is constant, the amount of molding material conveyed from the screw 24 to the retention section 38 is not constant. Therefore, the amount of molding material in the stagnant portion 38 changes over time. The control device 30 controls the rotation speed of the screw 24 based on the detection result of the pressure in the retention portion 38 so that the pressure in the retention portion 38 falls within a predetermined range. If the pressure in the reservoir 38 decreases, the controller 30 increases the rotational speed of the screw 24 to increase the material in the reservoir 38 . If the pressure in sump 38 increases, controller 30 reduces the rotational speed of screw 24 to reduce the material in sump 38 .

また、制御装置３０は、指定されたシートの厚みに応じてアクチュエータ５６を制御する。制御装置３０には、シートの厚みの指示値が入力される。制御装置３０は、シートの形状に関する情報のうち、Ｘ軸に沿った各位置での厚みの指示値に応じてアクチュエータ５６を制御する。 The control device 30 also controls the actuator 56 according to the specified sheet thickness. An instruction value for the thickness of the sheet is input to the control device 30 . The control device 30 controls the actuator 56 according to the indicated value of the thickness at each position along the X-axis among the information regarding the shape of the sheet.

図３及び図４は、図１の領域Ｂの拡大図である。具体的には図３及び図４は、容積変化部１６を拡大した図である。容積変化部１６は、中間チャンバとしてのチャンバ６２と、中間ピストンとしてのピストン６４と、エアアクチュエータ６６とを備える。容積変化部１６は、拡径部４６に隣接して設けられる。拡径部４６の側面の１つには貫通孔６８が形成され、貫通孔６８はチャンバ６２に接続される。 3 and 4 are enlarged views of area B in FIG. Specifically, FIGS. 3 and 4 are enlarged views of the volume changing portion 16. FIG. The volume changing portion 16 includes a chamber 62 as an intermediate chamber, a piston 64 as an intermediate piston, and an air actuator 66 . The volume changing portion 16 is provided adjacent to the enlarged diameter portion 46 . A through hole 68 is formed in one side surface of the enlarged diameter portion 46 and the through hole 68 is connected to the chamber 62 .

チャンバ６２は貫通孔６８を介して拡径部４６と接続され、隔壁７０により外部から気密にされる。チャンバ６２内には、ピストン６４が配置される。チャンバ６２は流路４４に対して直交して延びる。 The chamber 62 is connected to the enlarged diameter portion 46 via a through hole 68 and is airtight from the outside by a partition wall 70 . A piston 64 is positioned within the chamber 62 . Chamber 62 extends perpendicular to flow path 44 .

ピストン６４は、ヘッド７２とロッド７４とを備える。ヘッド７２は、ロッド７４の一端に固定される。ヘッド７２は、チャンバ６２の内周面に対して気密に接触する。ロッド７４の他端は、隔壁７０を貫通してエアアクチュエータ６６に接続される。ロッド７４と隔壁７０との間はシールされる。エアアクチュエータ６６は、制御装置３０により制御される。エアアクチュエータ６６内の圧力が低下すると、ピストン６４は拡径部４６から離れる方向に引っ張られる。エアアクチュエータ６６内の圧力が上昇すると、ピストン６４は拡径部４６に向かって押される。したがって、ピストン６４は、チャンバ６２内でチャンバ６２の長さ方向に沿って運動可能である。以下では、ヘッド７２が貫通孔６８内にありヘッド７２の端面が拡径部４６の側面と面一になっている状態、つまり図３に示す状態を、ピストン６４が先端位置（第２位置に相当）にあるものとする。ピストン６４が先端位置にある場合、ピストン６４のヘッド７２により貫通孔６８が塞がれるため、チャンバ６２内には成形材料が流入しない。また、ヘッド７２がチャンバ６２内に退避している状態、つまり図４に示す状態を、ピストン６４が退避位置（第１位置に相当）にあるものとする。ピストン６４が退避位置にある場合、ピストン６４のヘッド７２がチャンバ６２内に退避しているため、チャンバ６２内には貫通孔６８を通して成形材料が流入する。 Piston 64 includes a head 72 and a rod 74 . Head 72 is fixed to one end of rod 74 . The head 72 is in airtight contact with the inner peripheral surface of the chamber 62 . The other end of the rod 74 passes through the partition wall 70 and is connected to the air actuator 66 . A seal is provided between the rod 74 and the diaphragm 70 . Air actuator 66 is controlled by control device 30 . When the pressure in air actuator 66 drops, piston 64 is pulled away from enlarged diameter portion 46 . As the pressure within the air actuator 66 increases, the piston 64 is pushed toward the enlarged diameter portion 46 . Piston 64 is therefore movable within chamber 62 along the length of chamber 62 . The state shown in FIG. 3 in which the head 72 is in the through hole 68 and the end surface of the head 72 is flush with the side surface of the enlarged diameter portion 46 will be described below with the piston 64 at the tip position (second position). equivalent). When the piston 64 is in the distal position, the head 72 of the piston 64 blocks the through hole 68 so that molding material does not flow into the chamber 62 . The state in which the head 72 is retracted into the chamber 62, that is, the state shown in FIG. 4, is assumed to be in the retracted position (corresponding to the first position). When the piston 64 is in the retracted position, the head 72 of the piston 64 is retracted into the chamber 62 , so molding material flows into the chamber 62 through the through hole 68 .

ピストン６４が退避位置にある場合、拡径部４６の空間とチャンバ６２の空間が１つの連続した空間を形成し、チャンバ６２内の空間が拡径部４６の一部を構成しているものとみなせる。したがって、ピストン６４が退避位置にある場合は、ピストン６４が第１位置にある場合よりも拡径部４６の容積が大きい。つまり、エアアクチュエータ６６がピストン６４を先端位置と退避位置との間で駆動させると、流路４４の容積が変化する。 When the piston 64 is in the retracted position, the space of the enlarged diameter portion 46 and the space of the chamber 62 form one continuous space, and the space within the chamber 62 constitutes a part of the enlarged diameter portion 46. can be regarded Therefore, when the piston 64 is at the retracted position, the expanded diameter portion 46 has a larger volume than when the piston 64 is at the first position. That is, when the air actuator 66 drives the piston 64 between the tip position and the retracted position, the volume of the flow path 44 changes.

図１、図３及び図４を参照して、ギアポンプ２６を介して流路４４に一定量の成形材料を供給し続けると、供給量と同量の成形材料が吐出ノズル１８から吐出される。このときピストン６４は任意の位置で停止しているものとする。この状態で吐出ノズル１８から基材１１０上に成形材料を吐出すると、基材１１０上に配置される成形材料層７６の厚さは一定になる。このときの成形材料の厚さを、厚さＴｈ１とする。 1, 3 and 4, when a constant amount of molding material is continuously supplied to flow path 44 via gear pump 26, the same amount of molding material as the supplied amount is discharged from discharge nozzle 18. Referring to FIG. At this time, it is assumed that the piston 64 is stopped at an arbitrary position. When the molding material is discharged from the discharge nozzle 18 onto the base material 110 in this state, the thickness of the molding material layer 76 arranged on the base material 110 becomes constant. The thickness of the molding material at this time is defined as thickness Th1.

流路４４に一定量の成形材料が供給され続けている状態で、ピストン６４を退避位置に移動させると流路４４の容積が急激に増加する。流路４４の容積が増加すると、流路４４の増加に伴って成形材料がチャンバ６２内に引き込まれる。これにより、一時的に吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量が減少する。吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量が減少すると、基材１１０上に配置される成形材料層７６の厚さは、厚さＴｈ１よりも薄い厚さＴｈ２となる。 When the piston 64 is moved to the retracted position while a constant amount of molding material continues to be supplied to the flow path 44, the volume of the flow path 44 increases sharply. As the volume of channel 44 increases, molding material is drawn into chamber 62 as channel 44 increases. As a result, the amount of molding material discharged from the discharge nozzle 18 is temporarily reduced. When the amount of molding material discharged from the discharge nozzle 18 decreases, the thickness of the molding material layer 76 disposed on the substrate 110 becomes a thickness Th2 that is thinner than the thickness Th1.

ピストン６４が退避位置にあり、流路４４に一定量の成形材料を流し続けると、一定時間経過後にチャンバ６２内が成形材料で満たされる。これにより、再び流路４４への成形材料の供給量と、吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量が同一になる。この状態でピストン６４を先端位置に向けて動かすと、チャンバ６２内の成形材料が押し出される。流路４４内は既に成形材料で満たされているため、チャンバ６２から成形材料が押し出されると、より圧力の低い吐出ノズル１８付近に向けて成形材料が押し出される。したがって、吐出ノズル１８からは、ギアポンプ２６から供給される成形材料に加えてチャンバ６２から押し出された成形材料と同量の成形材料が吐出される。これにより、一時的に吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量が増える。吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量が増加すると、基材１１０上に配置される成形材料層７６の厚さは、厚さＴｈ１よりも厚い厚さＴｈ３となる。 When the piston 64 is in the retracted position and a certain amount of molding material continues to flow through the flow path 44, the interior of the chamber 62 is filled with the molding material after a certain period of time has elapsed. As a result, the amount of molding material supplied to the flow path 44 and the amount of molding material discharged from the discharge nozzle 18 become the same again. When the piston 64 is moved toward the tip position in this state, the molding material in the chamber 62 is extruded. Since the flow path 44 is already filled with the molding material, when the molding material is extruded from the chamber 62, the molding material is extruded toward the vicinity of the discharge nozzle 18 where the pressure is lower. Therefore, from the discharge nozzle 18, in addition to the molding material supplied from the gear pump 26, the same amount of molding material as the molding material extruded from the chamber 62 is discharged. As a result, the amount of molding material discharged from the discharge nozzle 18 temporarily increases. When the amount of the molding material discharged from the discharge nozzle 18 increases, the thickness of the molding material layer 76 arranged on the substrate 110 becomes a thickness Th3 that is thicker than the thickness Th1.

図５は、基材上にシート状の成形材料を配置した状態の断面図及び上面図である。図５で矢印Ｃは、基材１１０の搬送方向を示す。図５に示す成形材料層７６は、Ｘ軸方向に沿った成形材料の厚さは一定である。 FIG. 5 is a cross-sectional view and a top view of a state in which a sheet-like molding material is arranged on a substrate. Arrow C in FIG. 5 indicates the conveying direction of the substrate 110 . The molding material layer 76 shown in FIG. 5 has a uniform thickness of the molding material along the X-axis direction.

基材１１０上の成形材料層７６の搬送方向に沿った厚さは一定ではなく、成形材料層７６の厚さが厚さＴｈ１、厚さＴｈ２、厚さＴｈ３の間で連続的に変化し、凹凸が形成される。図示の例では、成形材料層７６の厚さは、搬送方向下流側から厚さＴｈ１、厚さＴｈ２、厚さＴｈ１、厚さＴｈ３、厚さＴｈ１の順で変化する。 The thickness of the molding material layer 76 on the base material 110 along the transport direction is not constant, and the thickness of the molding material layer 76 changes continuously between the thickness Th1, the thickness Th2, and the thickness Th3, Unevenness is formed. In the illustrated example, the thickness of the molding material layer 76 changes in the order of thickness Th1, thickness Th2, thickness Th1, thickness Th3, and thickness Th1 from the downstream side in the conveying direction.

押出成形装置１０の作用を説明する。 The operation of the extrusion molding device 10 will be described.

まずは、平坦な成形材料層７６を基材１１０上に配置する例を説明する。この場合、制御装置３０はアクチュエータ５６及びエアアクチュエータ６６を作動させない。図１を参照して、粒状の成形材料がホッパー２０に供給されると、押出成形装置１０はシリンダ２２で成形材料を溶融する。溶融した成形材料は、スクリュー２４に供給の回転により下流側に送られる。成形材料は、滞留部３８に到着して一時的に滞留部３８内に留まる。制御装置３０は、滞留部３８内の圧力を圧力センサ２８により検出し、圧力センサ２８の検出結果に応じてスクリュー２４の回転速度を制御する。滞留部３８内の成形材料は、ギアポンプ２６の流入側から流出側に送られる。成形材料は、ギアポンプ２６の流出側から搬送部１４に送られる。成形材料は、搬送部１４を通って吐出ノズル１８に送られる。成形材料が吐出ノズル１８の吐出口５４から吐出されると、成形材料は平坦なシート状に賦形される。吐出口５４から吐出された成形材料は、ニップ部１０８において基材１１０上に配置される。基材１１０上の成形材料は駆動ローラ１０２及び押圧ローラ１０４により熱プレスされ、一体にされる。これにより、基材１１０上に平坦な成形材料層７６が配置されたシートを得られる。 First, an example in which the flat molding material layer 76 is arranged on the substrate 110 will be described. In this case, controller 30 does not operate actuator 56 and air actuator 66 . Referring to FIG. 1 , when granular molding material is supplied to hopper 20 , extruder 10 melts the molding material in cylinder 22 . The molten molding material is sent downstream by the rotation of the feed screw 24 . The molding material reaches the retention portion 38 and temporarily stays in the retention portion 38 . The control device 30 detects the pressure inside the retention portion 38 with the pressure sensor 28 and controls the rotation speed of the screw 24 according to the detection result of the pressure sensor 28 . The molding material in the retention portion 38 is sent from the inflow side of the gear pump 26 to the outflow side. The molding material is sent to the conveying section 14 from the outflow side of the gear pump 26 . The molding material is sent to the ejection nozzles 18 through the transport section 14 . When the molding material is discharged from the discharge port 54 of the discharge nozzle 18, the molding material is shaped into a flat sheet. The molding material discharged from the discharge port 54 is placed on the substrate 110 at the nip portion 108 . The molding material on the substrate 110 is hot-pressed by the drive roller 102 and the pressure roller 104 to be integrated. Thereby, a sheet having a flat molding material layer 76 disposed on the substrate 110 is obtained.

次に、マトリクス状に凹凸を有する成形材料層７６を基材１１０上に配置する例を説明する。この場合、押出成形装置１０には、アクチュエータ５６及びエアアクチュエータ６６の駆動量を指示する指示値が入力される。指示値は、所望形状の成形材料層７６を賦形するために算出された値である。エアアクチュエータ６６の指示値は、エアアクチュエータ６６を作動させてから吐出量が変化するまでの遅延量を加味して算出される。またエアアクチュエータ６６の指示値は、ピストン６４の可動域を加味して算出される。遅延量は、容積変化部１６から吐出口５４までの距離、チャンバ６２の容積、搬送部１４の容積等の機械的要素に基づいて例えば押出成形装置１０毎に決定される。押出成形装置１０に指示値を入力することに替えて、所望の成形材料層７６の形状情報を制御装置３０に入力し、制御装置３０が形状情報に基づいてアクチュエータ５６及びエアアクチュエータ６６の指示値を生成してもよい。 Next, an example of arranging the molding material layer 76 having irregularities in a matrix on the substrate 110 will be described. In this case, the extruder 10 receives an instruction value for instructing the drive amount of the actuator 56 and the air actuator 66 . The indicated value is a value calculated for shaping the molding material layer 76 into a desired shape. The indicated value of the air actuator 66 is calculated by taking into consideration the amount of delay from the actuation of the air actuator 66 to the change in the discharge amount. Also, the indicated value of the air actuator 66 is calculated taking into consideration the range of motion of the piston 64 . The amount of delay is determined for each extruder 10, for example, based on mechanical factors such as the distance from the volume changing section 16 to the discharge port 54, the volume of the chamber 62, the volume of the conveying section 14, and the like. Instead of inputting instruction values to the extrusion molding apparatus 10, shape information of the desired molding material layer 76 is input to the control device 30, and the control device 30 sets instruction values for the actuator 56 and the air actuator 66 based on the shape information. may be generated.

マトリクス状に凹凸を有する成形材料層７６を賦形する場合、制御装置３０は、平坦な成形材料層７６を賦形する一連の処理に加えてエアアクチュエータ６６及びアクチュエータ５６を制御する。 When shaping the molding material layer 76 having irregularities in a matrix, the control device 30 controls the air actuator 66 and the actuator 56 in addition to a series of processes for shaping the flat molding material layer 76 .

図１及び図５を参照して、図５に示す成形材料層７６を賦形する場合、制御装置３０は、まずピストン６４の位置をスタート位置で停止させておく。スタート位置は、搬送方向上流側の厚さの変化に応じて決定される。図５の例では、矢印Ｃの先端側から後端側に向けて成形材料層７６が形成される。この例では、運転開始直後に成形材料層７６を厚さＴｈ１にしてから厚さＴｈ２にする。この場合、制御装置３０は、開始直後にピストン６４をチャンバ６２内に引き込む必要がある。仮に、運転開始時にピストン６４が退避位置にあると、運転開始直後にピストン６４をチャンバ６２内にそれ以上引き込めない。したがって、制御装置３０は成形材料をチャンバ６２内に引き込める位置、つまり退避位置以外の位置（例えばチャンバ６２の長さ方向中間の位置）をピストン６４のスタート位置として設定する。制御装置３０は、成形材料が搬送部１４内を搬送されているときに、指示値に応じてエアアクチュエータ６６を駆動してピストン６４を作動させる。ピストン６４が作動してチャンバ６２内に引き込まれると、流路４４の容積が増加して流路４４内の圧力が減少する。これに伴い成形材料がチャンバ６２内に引き込まれる。これにより、吐出口５４から吐出される成形材料の量がＸ軸に沿ってほぼ一律に減少する。成形材料の吐出量が減少すると、吐出口５４から基材１１０上に配置される成形材料の量が少なくなり、成形材料層７６の厚さが薄くなる。これにより基材１１０上の成形材料層７６の厚さは、厚さＴｈ２になる。成形材料層７６の厚さの減少量は、ピストン６４の引き込み量に比例する。したがって、成形材料層７６の厚さを僅かに減少させたい場合には、ピストン６４の引き込み量を少なくすればよい。 1 and 5, when shaping the molding material layer 76 shown in FIG. 5, the control device 30 first stops the position of the piston 64 at the start position. The start position is determined according to the thickness change on the upstream side in the transport direction. In the example of FIG. 5, the molding material layer 76 is formed from the front end side of the arrow C toward the rear end side. In this example, the thickness of the molding material layer 76 is set to Th1 and then to Th2 immediately after the start of operation. In this case, the controller 30 should pull the piston 64 into the chamber 62 immediately after starting. If the piston 64 is in the retracted position at the start of operation, the piston 64 cannot be retracted further into the chamber 62 immediately after the start of operation. Therefore, the control device 30 sets a position where the molding material can be drawn into the chamber 62 , that is, a position other than the retracted position (for example, the middle position in the longitudinal direction of the chamber 62 ) as the start position of the piston 64 . The control device 30 drives the air actuator 66 to operate the piston 64 according to the instruction value while the molding material is being conveyed through the conveying section 14 . As piston 64 is actuated and drawn into chamber 62, the volume of channel 44 increases and the pressure within channel 44 decreases. The molding material is drawn into the chamber 62 accordingly. As a result, the amount of molding material discharged from the discharge port 54 decreases substantially uniformly along the X-axis. When the ejection amount of the molding material decreases, the amount of the molding material placed on the substrate 110 from the ejection port 54 decreases, and the thickness of the molding material layer 76 decreases. As a result, the thickness of the molding material layer 76 on the substrate 110 becomes the thickness Th2. The amount of reduction in the thickness of molding material layer 76 is proportional to the amount of retraction of piston 64 . Therefore, if it is desired to slightly reduce the thickness of the molding compound layer 76, the retraction amount of the piston 64 can be reduced.

次いで、制御装置３０はエアアクチュエータ６６を作動させず、ピストン６４の位置を保持する。流路４４内には一定量の成形材料がギアポンプ２６から供給され続けるため、ピストン６４を作動させずに保持しておけば流路４４内の圧力が再び一定になる。流路４４内の圧力が再び一定になると、吐出口５４から吐出される成形材料の量が増加し、成形材料層７６の厚さが厚さＴｈ１に戻る。次いで制御装置３０は、エアアクチュエータ６６を先端位置に向けて作動させてピストン６４により流路４４の容積を減少させる。これにより流路４４内の圧力が増加し、チャンバ６２内の成形材料が流路４４内に押し出される。流路４４内の圧力が増加すると、吐出口５４から吐出される成形材料の量がさらに増加し、成形材料層７６の厚さは厚さＴｈ３になる。成形材料層７６の厚さの増加量は、ピストン６４の押し出し量に比例する。したがって、成形材料層７６の厚さを僅かに増加させたい場合には、ピストン６４の押し出し量を少なくすればよい。その後、再びピストン６４の位置を保持しておけば、流路４４内の圧力が一定になったときに成形材料層７６の厚さが厚さＴｈ１に戻る。 Controller 30 then does not actuate air actuator 66 and maintains the position of piston 64 . Since a constant amount of molding material continues to be supplied from the gear pump 26 into the flow path 44, the pressure in the flow path 44 becomes constant again if the piston 64 is held without being actuated. When the pressure in the flow path 44 becomes constant again, the amount of molding material discharged from the discharge port 54 increases, and the thickness of the molding material layer 76 returns to the thickness Th1. Controller 30 then actuates air actuator 66 toward the distal position to cause piston 64 to decrease the volume of flow path 44 . This increases the pressure in channel 44 and forces the molding material in chamber 62 into channel 44 . When the pressure inside the flow path 44 increases, the amount of molding material discharged from the discharge port 54 further increases, and the thickness of the molding material layer 76 reaches the thickness Th3. The amount of increase in thickness of molding material layer 76 is proportional to the amount of extrusion of piston 64 . Therefore, if it is desired to slightly increase the thickness of the molding material layer 76, the amount of extrusion of the piston 64 should be reduced. After that, if the position of the piston 64 is held again, the thickness of the molding material layer 76 returns to the thickness Th1 when the pressure in the flow path 44 becomes constant.

また、Ｘ軸方向に沿った各位置での成形材料層７６の厚さを変化させる場合、制御装置３０はアクチュエータ５６を作動させて吐出口５４の形状を変化させる。搬送方向に沿った各位置での成形材料層７６の厚さを変化させるためには成形材料の吐出量を制御しているのに対して、Ｘ軸方向に沿った各位置での成形材料層７６の厚さを変化させるためには吐出量のＸ軸に沿った各位置での分布を制御している。制御装置３０は異なるパラメータを制御するため、両者の間での干渉は少なく、２つの制御を同時に行って成形材料層７６に搬送方向に沿った各位置での厚みの変化、及びＹ軸に沿った各位置での厚みの変化を持たせられる。 When changing the thickness of the molding material layer 76 at each position along the X-axis direction, the control device 30 operates the actuator 56 to change the shape of the ejection port 54 . In order to change the thickness of the molding material layer 76 at each position along the conveying direction, the discharge amount of the molding material is controlled. In order to change the thickness of 76, the distribution at each position along the X-axis of the discharge amount is controlled. Since the control device 30 controls different parameters, there is little interference between the two, and the two controls are performed simultaneously so that the thickness of the molding material layer 76 changes at each position along the conveying direction and along the Y-axis. It is possible to have a change in thickness at each position.

このように押出成形装置１０は、ピストン６４により流路４４内の容積を変化させ、成形材料層７６の厚さを搬送方向に沿って変化させられる。また、エアアクチュエータ６６によるピストン６４の制御とは独立して、アクチュエータ５６により吐出口５４を変形させることで、Ｘ軸に沿って成形材料層７６の厚さを変化させられる。これにより、マトリクス状に凹凸を有する成形材料層７６を基材１１０上に賦形できる。 In this manner, the extrusion molding apparatus 10 can change the volume in the flow path 44 by the piston 64 and change the thickness of the molding material layer 76 along the conveying direction. In addition, the thickness of the molding material layer 76 can be changed along the X-axis by deforming the discharge port 54 with the actuator 56 independently of the control of the piston 64 by the air actuator 66 . As a result, the molding material layer 76 having irregularities in a matrix can be formed on the base material 110 .

また、押出成形装置１０は、ギアポンプ２６を用いて搬送部１４に供給する成形材料の量を一定にしてから、容積変化部１６を用いて吐出口５４からの吐出量を調整する。仮に搬送部１４に供給される成形材料の量が一定で無ければ、容積変化部１６により搬送部１４内の容積を変化させて搬送部１４内の圧力を増減させても、吐出量に及ぼす影響が少なくなることがある。押出成形装置１０は、ギアポンプ２６を適用することで成形材料の厚さを高い精度で調整できる。 Further, the extrusion molding apparatus 10 uses the gear pump 26 to keep the amount of molding material supplied to the conveying section 14 constant, and then uses the volume changing section 16 to adjust the discharge amount from the discharge port 54 . If the amount of molding material supplied to the conveying section 14 is not constant, even if the pressure in the conveying section 14 is increased or decreased by changing the volume in the conveying section 14 by the volume changing section 16, the effect on the discharge amount is may be less. The extruder 10 can adjust the thickness of the molding material with high accuracy by applying the gear pump 26 .

また、押出成形装置１０は、ピストン６４を先端位置と退避位置との間で運動させることで、成形材料層７６の厚さを搬送方向に沿って変化させられる。容積変化部１６としては、ピストン６４とチャンバ６２の組み合わせの他にダイヤフラム等の容積の変動により圧力を増減させる機構を用いてもよい。 Further, the extrusion molding apparatus 10 can change the thickness of the molding material layer 76 along the conveying direction by moving the piston 64 between the tip position and the retracted position. As the volume changer 16, in addition to the combination of the piston 64 and the chamber 62, a mechanism such as a diaphragm that increases or decreases the pressure by changing the volume may be used.

また、押出成形装置１０を用いてマトリクス状に凹凸を有する成形材料層７６を賦形することで、成形材料の使用量を抑制できる。これにより完成品としてのシート全体の目付量を減らし、軽量化を図れる。 Further, by forming the molding material layer 76 having irregularities in a matrix shape using the extrusion molding apparatus 10, the amount of molding material used can be reduced. As a result, the basis weight of the entire sheet as a finished product can be reduced and the weight can be reduced.

搬送方向に沿った各位置で成形材料層７６の厚みを変化させるためには、ギアポンプ２６を設けずにスクリュー２４の回転速度を制御することで、吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量を制御することも考えられる。また、ニップ部１０８におけるローラの駆動速度を制御して、成形材料のシートの引き取り速度を制御することも考えられる。しかしながら、スクリュー２４を用いて吐出ノズル１８から吐出される成形材料の量を変化させられたとしても、スクリュー２４の速度を制御することにより吐出量の変化量は緩慢であり、短いピッチで厚みを変化させられない。また、ローラによる引き取り速度を急激に変化させると後続の搬送工程に影響を及ぼす。このためローラの引き取り速度を急激に変化させられない。したがって、ローラによる引き取り速度を制御して基材１１０上に配置される成形材料層７６の厚みを変化させられたとしても、厚みの変化は緩慢であり、短いピッチで変化させられない。 In order to change the thickness of the molding material layer 76 at each position along the conveying direction, the rotation speed of the screw 24 is controlled without providing the gear pump 26, so that the amount of molding material discharged from the discharge nozzle 18 can be changed. Control is also conceivable. It is also conceivable to control the take-up speed of the molding material sheet by controlling the drive speed of the rollers in the nip portion 108 . However, even if the screw 24 is used to change the amount of molding material discharged from the discharge nozzle 18, by controlling the speed of the screw 24, the amount of change in the discharge amount is slow, and the thickness can be increased with a short pitch. cannot be changed. Also, if the take-up speed by the rollers is changed suddenly, it affects the subsequent conveying process. Therefore, the take-up speed of the roller cannot be changed abruptly. Therefore, even if the thickness of the molding material layer 76 placed on the substrate 110 can be changed by controlling the take-up speed of the rollers, the change in thickness is slow and cannot be changed at a short pitch.

また、基材１１０上に厚みを変化させた成形材料層７６を一旦形成し、基材１１０を所定角度回転させてから別の方向に沿った各位置での厚みを変化させた成形材料層７６を形成することも考えられる。しかしながら、このようなプロセスは、少なくとも２回の賦形工程を伴う。 Alternatively, the molding material layer 76 having a different thickness is once formed on the substrate 110, and after the substrate 110 is rotated by a predetermined angle, the molding material layer 76 having a different thickness at each position along another direction. It is also possible to form However, such processes involve at least two shaping steps.

これに対して実施形態では、成形材料層７６の厚みが、実質的にピストン６４による流路４４内の容積の変化量を反映する。したがってピストン６４の駆動速度等の調整により、一度の賦形工程により、高い自由度で搬送方向に沿って成形材料層７６の厚みを変化させられる。 In contrast, in embodiments, the thickness of molding material layer 76 substantially reflects the amount of change in volume within channel 44 caused by piston 64 . Therefore, by adjusting the driving speed of the piston 64 and the like, the thickness of the molding material layer 76 can be changed along the conveying direction with a high degree of freedom in a single shaping step.

次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態による押出成形装置は、第１実施形態による押出成形装置１０と同一の構成を有する箇所がある。このような箇所については第１実施形態と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 Next, a second embodiment will be described. The extrusion molding device according to the second embodiment has a portion having the same configuration as the extrusion molding device 10 according to the first embodiment. Such portions are denoted by the same reference numerals as in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

図６及び図７は、第２実施形態による押出成形装置の搬送部の下流側部分及び吐出ノズルを示す断面図である。図６及び図７に示すように押出成形装置２００は、搬送部の下流側部分４２内に容積変化部２０２Ｒ、２０２Ｌを備える。容積変化部２０２Ｒは、下流側部分４２のＸ軸に沿った一方の側に配置され、容積変化部２０２Ｌは、下流側部分４２のＸ軸に沿った他方の側に配置される。容積変化部２０２Ｒ、２０２Ｌは制御装置により同時に駆動され、同一の構成を有するため、以下では「容積変化部２０２」と総称して詳細な説明を行う。 6 and 7 are cross-sectional views showing the downstream portion of the conveying section and the discharge nozzle of the extrusion molding apparatus according to the second embodiment. As shown in FIGS. 6 and 7, the extruder 200 includes volume changing sections 202R, 202L within the downstream portion 42 of the transport section. The volume changing portion 202R is arranged on one side of the downstream portion 42 along the X axis, and the volume changing portion 202L is arranged on the other side of the downstream portion 42 along the X axis. Since the volume change sections 202R and 202L are simultaneously driven by the control device and have the same configuration, they will be collectively referred to as the "volume change section 202" below and will be described in detail.

容積変化部２０２は、上述した容積変化部１６と同様に、下流チャンバとしてのチャンバ２０４と、下流ピストンとしてのピストン２０６と、エアアクチュエータ２０８とを備える。 The volume change section 202 includes a chamber 204 as a downstream chamber, a piston 206 as a downstream piston, and an air actuator 208 in the same manner as the volume change section 16 described above.

容積変化部２０２は、下流側部分４２のＸ軸方向端部に配置される。チャンバ２０４は下流側部分４２と接続され、隔壁２１０により外部から気密にされる。チャンバ２０４内には、ピストン２０６が配置される。チャンバ２０４はＸ軸と平行に延びる。 The volume changing portion 202 is arranged at the X-axis direction end of the downstream portion 42 . The chamber 204 is connected to the downstream portion 42 and sealed from the outside by a partition wall 210 . A piston 206 is positioned within the chamber 204 . Chamber 204 extends parallel to the X-axis.

ピストン２０６は、ヘッド２１２とロッド２１４とを備える。ヘッド２１２は、ロッド２１４の一端に固定される。ヘッド２１２の先端面は、下流側端部の壁面の形状に適合するように湾曲形状５２を有する。ヘッド２１２は、チャンバ２０４の内周面に対して気密に接触する。ロッド２１４の他端は、隔壁２１０を貫通してエアアクチュエータ２０８内まで延びる。ロッド２１４と隔壁２１０との間はシールされる。エアアクチュエータ２０８は、制御装置３０により制御される。エアアクチュエータ２０８内の圧力が低下すると、ピストン２０６は下流側部分４２から離れる方向に引っ張られる。エアアクチュエータ２０８内の圧力が上昇すると、ピストン２０６は下流側部分４２に向かって押される。したがってピストン２０６は、チャンバ２０４内でチャンバ２０４の長さ方向に沿って運動可能である。以下では、ヘッド２１２の端面が下流側部分４２のＸ軸方向端面と面一になっている状態、つまり図６に示す状態を、ピストン２０６が先端位置にあるものとする。また、ヘッド２１２がチャンバ２０４内に退避している状態、つまり図７に示す状態を、ピストン２０６が退避位置にあるものとする。 Piston 206 includes head 212 and rod 214 . Head 212 is fixed to one end of rod 214 . The tip surface of the head 212 has a curved shape 52 to match the shape of the wall surface of the downstream end. Head 212 is in airtight contact with the inner peripheral surface of chamber 204 . The other end of rod 214 extends through partition wall 210 into air actuator 208 . A seal is provided between rod 214 and septum 210 . Air actuator 208 is controlled by control device 30 . A decrease in pressure within air actuator 208 pulls piston 206 away from downstream portion 42 . As pressure increases within air actuator 208 , piston 206 is pushed toward downstream portion 42 . Piston 206 is thus movable within chamber 204 along the length of chamber 204 . Hereinafter, the state where the end face of the head 212 is flush with the end face of the downstream portion 42 in the X-axis direction, that is, the state shown in FIG. The state in which the head 212 is retracted into the chamber 204, that is, the state shown in FIG. 7, is assumed to be the retracted position of the piston 206. FIG.

ピストン２０６が退避位置にある場合、下流側部分４２の空間２１６とチャンバ２０４の空間が１つの連続した空間を形成しているものとみなせる。したがって、ピストン２０６が退避位置にある場合は、ピストン２０６が先端位置にある場合よりも下流側部分４２の容積が大きい。つまり、エアアクチュエータ２０８がピストン２０６を先端位置と退避位置との間で駆動させると、下流側部分４２の容積が変化する。 When the piston 206 is in the retracted position, the space 216 of the downstream portion 42 and the space of the chamber 204 can be regarded as forming one continuous space. Therefore, when piston 206 is in the retracted position, the volume of downstream portion 42 is greater than when piston 206 is in the distal position. That is, when the air actuator 208 drives the piston 206 between the tip position and the retracted position, the volume of the downstream portion 42 changes.

このように容積変化部２０２を搬送部の下流側部分４２に設けてもよい。この場合、容積変化部２０２と、吐出口５４の距離が第１実施形態よりも近くなるため、容積変化部２０２を作動させてから成形材料の吐出量が変化するまでの遅延量を少なくできる。これにより、搬送方向に沿った成形材料の厚さの制御性をさらに高められる。 In this manner, the volume change section 202 may be provided in the downstream portion 42 of the transport section. In this case, since the distance between the volume changing portion 202 and the discharge port 54 is closer than in the first embodiment, the amount of delay from the operation of the volume changing portion 202 to the change in the discharge amount of the molding material can be reduced. This further enhances the controllability of the thickness of the molding material along the conveying direction.

また、下流側部分４２は上流側部分よりも吐出口５４に近いため上流側部分よりも圧力が低い。容積変化部２０２を、吐出口５４の近くに配置することでピストン２０６をチャンバ２０４内に引き込むときに必要なエネルギーを少なくできる。これにより、エアアクチュエータ２０８を小型化できる。 Also, since the downstream portion 42 is closer to the discharge port 54 than the upstream portion, the pressure is lower than that of the upstream portion. Placing the volume changer 202 near the outlet 54 reduces the energy required to pull the piston 206 into the chamber 204 . Thereby, the air actuator 208 can be miniaturized.

また、ピストン２０６を作動させてチャンバ２０４内に成形材料を引き込むと、引き込まれた成形材料がチャンバ２０４内で滞留し、成形材料が劣化するおそれがある。劣化した成形材料を下流側部分４２内に押し込み、そのまま吐出口５４から吐出すると、シート状の成形材料層の容積変化部２０２に近いＸ軸方向端部に変色等が発生する可能性がある。しかしながら、通常、押出成形装置２００から吐出されたシート状の成形材料のＸ軸方向両端部は切断され、製品としては使用されない。したがって、Ｘ軸方向端部に容積変化部２０２を設けることにより、製品として使用されない位置にだけ劣化樹脂を混入させて排出できる。これにより、製品歩留まりを向上させられる。 Further, when the piston 206 is actuated to draw the molding material into the chamber 204, the drawn-in molding material may stay in the chamber 204 and deteriorate. If the deteriorated molding material is pushed into the downstream portion 42 and discharged from the discharge port 54 as it is, there is a possibility that discoloration or the like occurs at the X-axis direction end portion of the sheet-like molding material layer near the volume change portion 202 . However, the sheet-shaped molding material discharged from the extrusion molding device 200 is usually cut at both ends in the X-axis direction and is not used as a product. Therefore, by providing the volume changing portion 202 at the end portion in the X-axis direction, it is possible to mix and discharge the deteriorated resin only at the position that is not used as a product. As a result, the product yield can be improved.

本発明は上述した実施形態に限られるものではなく、実施形態の各構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and each configuration of the embodiments can be changed as appropriate without departing from the gist of the present invention.

実施形態では、成形材料層７６の搬送方向に沿った各位置での厚み、及びＹ軸に沿った各位置での厚みを同時に制御することとしたが、成形材料層７６の搬送方向に沿った各位置での厚みだけを制御してもよい。 In the embodiment, the thickness at each position along the conveying direction of the molding material layer 76 and the thickness at each position along the Y-axis are simultaneously controlled. Only the thickness at each location may be controlled.

実施形態では、容積変化部１６，２０２のチャンバ６２，２０４をＸＹ平面内で延びるように示しているが、チャンバ６２，２０４をＸＹ平面に対して傾斜させてもよい。 Although the chambers 62, 204 of the volume changing sections 16, 202 are shown extending in the XY plane in the embodiment, the chambers 62, 204 may be inclined with respect to the XY plane.

実施形態では、容積変化部１６，２０２がピストン６４，２０６を用いて搬送部１４の容積を変化させているが、ピストン６４，２０６に替えてプランジャを用いてもよい。 In the embodiment, the volume changing units 16 and 202 use the pistons 64 and 206 to change the volume of the conveying unit 14, but instead of the pistons 64 and 206, plungers may be used.

第２実施形態では、下流側端部のＸ軸方向端部の両側に容積変化部２０２を設けることとしたが、下流側端部の一方の端部に容積変化部２０２を設けてもよい。特に吐出ノズル１８のＹ軸方向の長さが短い場合には、１つの容積変化部２０２を用いることで成形材料の吐出量をＹ軸に沿って均一にできる。 In the second embodiment, the volume change section 202 is provided on both sides of the X-axis direction end of the downstream end, but the volume change section 202 may be provided on one end of the downstream end. Especially when the length of the discharge nozzle 18 in the Y-axis direction is short, the discharge amount of the molding material can be made uniform along the Y-axis by using one volume change section 202 .

また、第１実施形態の容積変化部１６と第２実施形態の容積変化部２０２を併用してもよい。これにより、成形材料層７６の厚さを様々な厚さに変化させられる。 Also, the volume change section 16 of the first embodiment and the volume change section 202 of the second embodiment may be used together. Thereby, the thickness of the molding material layer 76 can be changed to various thicknesses.

上述の実施形態を一般化すると、以下のような押出成形方法も導ける。 Generalizing the above-described embodiment also leads to the following extrusion method.

成形材料を搬送する搬送部内を流れる成形材料の単位時間当たりの流量を一定にし、
前記搬送部に接続された吐出部から前記成形材料をシート状に吐出し、
前記シート状の成形材料を基材上に貼り付けることを含み、
前記成形材料をシート状に吐出している間、指定されたシートの厚みに応じて前記搬送部の容積を変化させる、押出成形方法。 The flow rate per unit time of the molding material flowing in the conveying part that conveys the molding material is constant,
discharging the molding material in a sheet form from a discharging unit connected to the conveying unit;
Affixing the sheet-shaped molding material onto a base material,
An extrusion molding method, wherein, while the molding material is being discharged in sheet form, the volume of the conveying section is changed according to the thickness of the designated sheet.

１０：押出成形装置
１２：材料送出部
１４：搬送部
１６：容積変化部
４０：上流側部分
４２：下流側部分
５４：吐出口
６２：チャンバ
６４：ピストン
２００：押出成形装置
２０２：容積変化部
２０４：チャンバ
２０６：ピストン Reference Signs List 10 : Extruder 12 : Material delivery section 14 : Conveying section 16 : Volume change section 40 : Upstream portion 42 : Downstream section 54 : Discharge port 62 : Chamber 64 : Piston 200 : Extruder 202 : Volume change section 204 : Chamber 206 : Piston

Claims

溶融した成形材料を下流側に送る材料送出部と、
前記材料送出部の下流側に接続され前記成形材料を下流側に搬送する搬送部と、
前記搬送部の下流側に接続され搬送された成形材料を所定幅の吐出口からシート状に吐出する吐出部と、
前記搬送部の容積を変化させる容積変化部と、
指定されたシートの厚みに応じて前記容積変化部による前記搬送部の容積の変化を制御する制御装置と、を備え、
前記容積変化部は、前記容積変化部が設けられた前記搬送部の部分の容積を、前記吐出口の厚み方向に変化させる、押出成形装置。 a material delivery unit that delivers the molten molding material to the downstream side;
a conveying unit connected to the downstream side of the material delivery unit and conveying the molding material downstream;
a discharge unit that is connected to the downstream side of the conveying unit and discharges the conveyed molding material in the form of a sheet from a discharge port having a predetermined width;
a volume changing section that changes the volume of the conveying section ;
a control device for controlling the change in the volume of the conveying unit by the volume changing unit according to the specified sheet thickness ;
The extrusion molding device, wherein the volume changing section changes the volume of the portion of the conveying section provided with the volume changing section in the thickness direction of the discharge port.

前記材料送出部は、前記搬送部に流す前記成形材料の流量を一定にする材料量制御部を備える、請求項１に記載の押出成形装置。 2. The extrusion molding apparatus according to claim 1, wherein said material delivery section includes a material amount control section that maintains a constant flow rate of said molding material flowing to said conveying section.

前記容積変化部は、前記搬送部と接続された中間チャンバ内に配置され、前記中間チャンバ内に成形材料を流入させられる第１位置と、前記搬送部内の成形材料が前記中間チャンバ内に流入しないようにする第２位置との間で移動可能な中間ピストンを備える、請求項１又は２に記載の押出成形装置。 The volume changing section is arranged in an intermediate chamber connected to the conveying section, and has a first position in which molding material is allowed to flow into the intermediate chamber, and a first position in which the molding material in the conveying section does not flow into the intermediate chamber. 3. An extrusion apparatus as claimed in claim 1 or 2, comprising an intermediate piston movable between a second position for allowing the

溶融した成形材料を下流側に送る材料送出部と、
前記材料送出部の下流側に接続され前記成形材料を下流側に搬送する搬送部と、
前記搬送部の下流側に接続され搬送された成形材料を所定幅の吐出口からシート状に吐出する吐出部と、
指定されたシートの厚みに応じて前記搬送部の容積を変化させる容積変化部と、を備え、
前記搬送部は、前記吐出口と同一の幅を有し、前記吐出口と接続された下流側部分と、前記下流側部分と前記材料送出部との間に延び前記下流側部分よりも小さい幅を有する上流側部分とを含み、
前記容積変化部は、前記下流側部分内の容積を前記吐出口の幅方向に変化させる押出成形装置。 a material delivery unit that delivers the molten molding material to the downstream side;
a conveying unit connected to the downstream side of the material delivery unit and conveying the molding material downstream;
a discharge unit that is connected to the downstream side of the conveying unit and discharges the conveyed molding material in the form of a sheet from a discharge port having a predetermined width;
a volume changing unit that changes the volume of the conveying unit according to the specified thickness of the sheet,
The conveying section has the same width as the discharge port, a downstream portion connected to the discharge port, and a width smaller than the downstream portion extending between the downstream portion and the material delivery portion. and an upstream portion having
The volume changing section is an extrusion molding device that changes the volume in the downstream portion in the width direction of the discharge port .

前記容積変化部は、前記下流側部分と接続された下流チャンバ内に配置され、前記下流チャンバ内に成形材料を引き込む第１位置と、前記下流チャンバ内の成形材料を前記下流側部分に押し出す第２位置との間で移動可能な下流ピストンを備える、請求項４に記載の押出成形装置。 The volume changing section is disposed in a downstream chamber connected to the downstream portion, and has a first position for drawing molding material into the downstream chamber and a first position for pushing molding material in the downstream chamber to the downstream portion. 5. The extrusion apparatus of claim 4, comprising a downstream piston movable between two positions.

前記吐出部は、前記吐出口の幅方向に沿って成形材料の分布を制御する分布制御部を備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の押出成形装置。 6. The extrusion molding apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the discharge section includes a distribution control section that controls distribution of the molding material along the width direction of the discharge port.