JP2000280327A - プラスチック成形装置における原料供給量測定装置 - Google Patents

プラスチック成形装置における原料供給量測定装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出し成型機のような装置において、排出さ
れる製品の速度の情報を原料の流れの情報として正確に
把握し、製品の品質に変化が発生しないようにする。 【解決手段】 押出し成型機１に向けて原料を供給する
原料ホッパ１０には、原料を供給する原料ホッパ１０に
対して計量装置１２を設けた計量部１１を配置し、原料
の流れの情報として把握させる。そして、前記計量装置
により得られる情報を制御装置２０の入出力回路２３に
入力し、情報設定回路２１に設定した製造情報にもとづ
いて、駆動モータ３、微量供給機１７、製品排出装置１
６を各々駆動制御し、製品の排出速度を一定に維持させ
るようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、押出し成型機等の
装置における原料の供給装置に関し、特に、押出し成型
機に付属させたホッパからの送り出し量の情報を正確に
知り得て、その測定情報にもとづいて、装置の他の機構
の動作の制御を行い得るように構成した装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】押出し成型機等のプラスチック加工装置
においては、ペレット状の熱可塑性の樹脂材料を押出し
成型機に供給し、シリンダの端部から溶融された材料を
押し出し、成型装置等へ供給して所定の形状の製品を製
作している。前記成型機に供給する熱可塑性樹脂材料と
しての原料ペレットには、製作される製品に応じて、着
色剤や安定剤、帯電防止剤、難燃剤等が添加物として所
定の比率で混合されるものである。そして、一般には、
原料ペレットに対してあらかじめ必要とされる微量添加
物を混合したものを購入し、成型機に供給するような手
段が用いられる。
【０００３】一般的な押出し成型機等においては、図５
に示すような装置を用いているもので、駆動モータ３に
より駆動されるスクリュー２を、押出し成型機１に装備
して、原料ホッパ６から供給されるペレットをスクリュ
ーの回転により溶融させながら、排出部より成型機５に
向けて排出させる。前記成型機５においては、例えば、
パイプ状の製品を製造するものでは、パイプ成形用の機
構を設けておき、成型機５の製品排出口からパイプとし
て成型されたものを引き出させるようにする。また、押
出し成型機１をシート状の製品の製造装置として構成す
る場合には、成型機５にシート製造用のノズル等を配置
し、成型機５に付属させて設けたシート引き出し機構を
用いて、所定の幅と厚みとを有する製品を製作する。
【０００４】前記押出し成型機１に対して原料ペレット
を供給するために、押出し成型機の挿入口４に対して別
体に構成した原料ホッパ６を配置して、製造する製品に
対応する原料を供給させるようにしている。前記原料ホ
ッパ６には荷重測定装置７を配置して、原料ホッパ６に
供給した原料の減り具合を常時監視し、次の原料の補給
のタイミングを設定させるようにしている。そして、前
記押出し成型機１から排出される製品の状態に対応させ
て、原料ホッパ６に原料を供給することにより、一定の
速度で製品を排出させ得るように制御している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来の押出し成型
機においては、原料ホッパに供給する原料の計量は、前
記原料ホッパとその中に収容している原料とを合わせた
重量として測定しているもので、全体の重量に対して原
料が減少する値は、非常に小さな荷重の変動として測定
される。つまり、前記荷重測定装置７においては、原料
ホッパの重量が死荷重として常時測定されているもので
あるために、微小な重量の変化の値は容易に測定されな
いという欠点がある。ところが、実際に押出し成型機か
ら排出される製品では、図６のグラフに示されるよう
に、常時一定の量が連続して排出されているものではな
く、短い時間で見ると、単位時間当りの排出量が大きく
変化する状態となっている。
【０００６】前述したような押出し成型機を用いて製品
を製造する場合には、例えば、シート状の製品の場合
に、成型機から製品を引き出す装置においては、常時一
定の速度で製品を引き出す動作を行わせるように、その
成型機に設けた駆動機構を作動させている。ところが、
成型機から排出される製品の排出量が厳密に一定ではな
い場合には、排出されるシート状の製品に厚みのムラ等
が発生するという問題が残る。また、前記成型機から排
出される製品がパイプ状のものである場合にも、製造さ
れたパイプの肉厚が微妙に変化することがあり、肉厚に
ムラが大きく生じている時には、不良品の発生率が高く
なるという重大な問題が発生する。
【０００７】前記製品の品質の問題の他に、原料ホッパ
に供給する原料においても、樹脂材料の原料ペレットに
対して、製作される製品に応じて、着色剤や安定剤、帯
電防止剤、難燃剤等が微量添加物として所定の比率で混
合される。ところが、原料ペレットに対してあらかじめ
必要とされる微量添加物を混合したものを購入すると、
原料価格が高くなり、製品の価格に大きな影響が発生す
る。そこで、原料ホッパには原料ペレットのみを供給
し、押出し成型機の挿入口からは、微量添加物を少量ず
つ供給することが考えられている。しかしながら、単位
時間当りの成型機から排出される製品の量が変動する状
態では、微量添加物の供給量を調整することは困難であ
り、実際に押出し成型機に向けて原料ホッパから供給さ
れる原料の変化状態を正確に把握可能な装置の開発が望
まれている。
【０００８】本発明は、前述したような押出し成型機の
製品排出量の変化の問題を解消するもので、原料ホッパ
から供給される原料の量を正確に測定でき、製品の引き
出し速度の制御と、微量添加物の供給の制御を容易に行
い得る装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、プラスチック
成形装置における原料供給量測定装置に関し、請求項１
の発明は、押出し成型機の原料供給部に配置する原料ホ
ッパに対して、前記押出し成型機に向けて供給する原料
の流れ状態を検知する手段を設け、前記原料の流れの検
知情報にもとづいて、押出し成型機の駆動と添加物の供
給装置もしくは製品の排出を行う各々装置に対して、そ
れぞれ制御する手段を作動させることを特徴とする。ま
た、本発明の請求項２の発明は、原料ホッパと押出し成
型機の挿入口の間に配置する計量部と、前記計量部に設
ける計量装置と、前記計量装置により測定された重量の
測定値を、単位時間当りの重量の変化の値として把握す
る制御装置と、から構成し、前記制御装置により得られ
る数値を用いて、押出し成型機の前工程および後工程の
駆動制御を行うことを特徴とする。
【００１０】請求項３の発明は、前記計量装置を、原料
ホッパから流れる原料を案内する荷重受け部材と、前記
荷重受け部材を支持し、流れる量の変化を測定するため
の重量測定手段と、を組み合わせて構成し、前記重量測
定手段により得られる変化の情報を制御装置に伝達し、
押出し成型機の駆動制御のデータとして用いることを特
徴とする。請求項４の発明は、前記押出し成型機に配置
する原料ホッパには微量供給機を配置し、押出し成型機
の製品排出部に製品排出装置を配置して、任意の製品の
製造装置を構成し、前記計量装置により得られた原料の
流れの変化の情報に応じて、前記微量供給機と製品排出
装置の駆動の制御を行うことを特徴とする。
【００１１】前述したように構成したことにより、本発
明の装置においては、ホッパから押出し成型機に向けて
供給される原料の流れの量の情報を用いて、各動作機構
の駆動を制御することができ、押出し成型機から排出さ
れる製品の速度に応じた制御を行うことができる。ま
た、前記計量部に配置する計量装置では、原料ホッパか
ら排出される原料の単位時間当りの量の変化の情報を正
確に得ることができ、前記原料に混入する微量添加物の
量の制御等を正確に行うことができるので、製品の品質
を一定に維持することが可能となる。さらに、押出し成
型機から排出される製品の量の情報を正確に把握できる
ことから、シート状またはパイプ状の製品を排出させる
際に、その引き出し速度を正確に制御でき、製品にバラ
ツキが生じることを防止して、製品の歩留まりを向上さ
せることが可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図示される例にしたがって、本発
明のプラスチック成形装置における原料供給量測定装置
を説明する。図１に示す例において、押出し成型機１の
内部にはスクリュー２を配置し、前記スクリュー２を駆
動モータ３により回転させることにより、原料ホッパ１
０から供給される原料を溶融させて成型機５に向けて供
給し、前記成型機５から製品排出装置１６に向けて製品
を送り出すようにしている。前記押出し成型機１に向け
て原料を供給するために原料ホッパ１０を配置し、前記
原料ホッパ１０の下部に計量部１１を配置し、前記計量
部１１に設けた計量装置１２により、押出し成型機１に
向けて流れる原料の測定を行うように構成している。ま
た、前記原料ホッパ１０の所定の位置には、原料の収容
状態を監視するためのレベルセンサ１５を配置し、前記
レベルセンサ１５により原料のレベルを常時監視して、
原料が所定のレベルより低下したことの情報にもとづい
て、補給させる指示を出力させるようにする。
【００１３】前記押出し成型機１に配置する計量部１１
において、例えば、押出し成型機の挿入口部分に対して
供給ノズル１８を配置し、微量供給機１７から供給され
る微量添加物を、前記供給ノズル１８から原料中に混合
させる。前記微量供給機により供給ノズル１８から供給
される微量添加物としては、従来の樹脂製品の製造の場
合と同様に、着色剤や安定剤、帯電防止剤、難燃剤等を
対象とする。また、前記微量添加物は、例えば、加熱溶
融させて液状のものとして添加する手段を用いる場合に
は、少量ずつを供給ノズルから供給させることができ、
その供給量の調整を容易に行うことができる。
【００１４】前記押出し成型機１と原料ホッパ１０の間
に配置する計量部１１においては、図２、３に示すよう
に、入り口部と挿入口４との間に大径部を配置し、前記
大径部の中に計量装置１２を設けている。この実施例に
示される計量装置１２では、原料の流れの状態を検知す
るために、荷重受け部材１３を配置して、前記荷重受け
部材１３を重量測定手段１４により支持させている。そ
して、前記前記計量装置１２においては、原料ホッパ１
０と計量部１１に収容されている原料の重量を受けて、
その荷重受け部材１３が負担する重量の変化の状態を、
重量測定手段１４により測定するようにしている。な
お、この実施例では、重量測定手段としてロードセルを
用い、荷重受け部材として傘型の円錐形状の部材を用い
ているが、その他に、任意の荷重受け部材と荷重測定手
段を用いることもできる。
【００１５】前記原料ホッパ１０内に収容される原料
は、その重さの一部が原料ホッパ１０の漏斗状の壁との
間の摩擦として負担されるので、原料ホッパ１０内部の
原料の重さの全部が、前記荷重受け部材１３には付与さ
れることはないと考えられる。しかしながら、前記荷重
受け部材１３が負担する重さの情報は、押出し成型機が
動作を開始し、原料ホッパ１０から計量部１１を通って
原料が排出されると、次第に変化する値である。
【００１６】前記重量測定手段１４により測定された重
量の情報は、図１に示す制御装置２０の入出力回路２３
に入力され、演算回路２２に設定された制御データにも
とづいて、時間当りの原料の流れの情報として出力され
る。また、前記制御装置２０の入出力回路２３には、レ
ベルセンサ１５の情報と、スクリュー２に対する駆動モ
ータ３の駆動制御の情報、成型機５に対する製品排出装
置１６の速度の制御情報、および、原料の挿入口に配置
する供給ノズル１８の微量供給機１７に対する駆動情報
等が入力される。また、前記各装置に対する駆動の制御
情報も、前記入出力回路２３を介して行うようにするこ
とができる。
【００１７】前述したように構成してなる制御装置２０
においては、製品の種類や製造速度等の情報に応じて、
制御情報をあらかじめ情報設定回路２１に設定する。そ
して、前記入出力回路に設定された情報に応じて、演算
回路２２に設けているプログラムにしたがった各動作装
置の制御の情報を作成し、その作成された制御テーブル
により、駆動モータの駆動速度と、微量供給機１７から
の微量成分の供給の料等が制御される。前記押出し成型
機１が作動されると、原料ホッパ１０からの原料が計量
部１１を通って押出し成型機に向けて供給されるので、
計量装置１２による測定値が次第に変化する。
【００１８】前記計量装置１２により測定される原料の
流れの情報は、例えば、図４のグラフに示されるような
変化を示すものと考えることができる。前記図４に示す
グラフにおいては、縦軸に重さ（Ｗ）の変化を、横軸に
時間（Ｔ）の情報を設定する。そして、最初に原料ホッ
パ１０に向けて大量に原料を挿入している状態から、次
第に押出し成型機に向けて送り出されることにより、グ
ラフに示すように、重さの情報の変化が発生する。前記
重さの情報の変化は、押出し成型機により排出される製
品の速度の情報、または、計量装置により計測される重
さの変化の情報として出力される。そこで、前記計量装
置により測定される重さの変化の情報を、短い時間の単
位で測定すると、単位時間Δｔ当りの重さの変化の情報
Δｗとして表すことができる。なお、前記グラフにおい
て、計量装置による重さの測定情報が急激に増大するの
は、レベルセンサにより原料が設定したレベルよりも低
下したことの情報が出力された時に、新たに原料ホッパ
に向けて大量に原料を補給することによる。
【００１９】前記単位時間当りの重量の変化の情報は、
押出し成型機から排出される製品の量に対応するもので
あるから、本発明においては、前記単位時間当りの製品
の排出量の情報に応じて、微量供給機１７を駆動の制御
を行うための情報として用いる。そして、供給ノズル１
８から排出させる微量添加物の供給量の調整を行い、原
料中に含ませる添加物の供給量の制御を行い、製品の性
質を一定に維持させるようにする。また、前記重量の変
化の情報は、製品排出装置１６による製品の引き出し速
度に対する微調整の情報として用い、押出し成型機から
成型機を介して排出される製品の量の変化の情報に応じ
て、引き出し速度の調整を行うことができる。もちろ
ん、前記押出し成型機に向けて供給される原料の変化の
情報は、微量供給機から供給する微量添加物の供給に対
しては、直ちに連動させる情報となるが、製品排出装置
の駆動情報としては、所定の時間差を持たせてから作動
させる情報となる。
【００２０】前記各装置の駆動の制御を行うことの他
に、前記計量部から得られる情報は、スクリューに対す
る駆動モータの駆動制御の情報としても利用できる。つ
まり、前記計量部で得られる情報は、スクリューの回転
速度の変化の情報であるとも考えられるので、計量装置
により得られる情報にもとづいて、前記計量装置の情報
が一定の値で減少する傾向を示すように、駆動モータの
駆動速度を制御することができる。そして、前記駆動モ
ータに対する駆動速度の制御を行うことによって、押出
し成型機から成型機を介して排出される製品の速度が、
多少でも変化しないように制御することが可能となり、
そのような制御を行う場合には、製品排出装置に対する
駆動速度を一定にしても、製品の品質にバラツキが生じ
ることを防止できる。
【００２１】前記実施例に示される押出し成型機は、例
えば、塩化ビニールを原料としてパイプを製造する装置
の他に、他の任意の形状のパイプ状の製品や、棒状の製
品等を製造する装置に適用が可能である。また、シート
状の製品を製造する装置にあっては、製品排出装置に対
してシートを巾方向と長さ方向に展延する機構を配置し
て、それ等の各機構を所定の速度で駆動し、所定の厚さ
のシート状の製品を製造するが、前記製品排出装置に対
する駆動の制御を、計量装置により得られる情報にもと
づいて行うことができる。そして、前述したようにし
て、原料の流れの情報にもとづいて、押出し成型機の駆
動と、付属する各機構の駆動制御を行うことにより、制
御装置による駆動制御の動作を容易に行うことができ
る。
【００２２】なお、前記本発明の実施例においては、押
出し成型機の他に、任意の樹脂加工装置を対象とするこ
とができるものであり、成型機としても、任意の成型機
を対象とすることができる。また、押出し成型機で使用
する樹脂材料としても、特に限定して考えることはな
く、一般的な熱可塑性のプラスチック製品の製造装置を
対象とすることができる。
【００２３】
【発明の効果】前述したように構成したことにより、本
発明の装置においては、ホッパから押出し成型機に向け
て供給される原料の流れの量の情報を用いて、各動作機
構の駆動を制御することができ、押出し成型機から排出
される製品の速度に応じた制御を行うことができる。ま
た、前記計量部に配置する計量装置では、原料ホッパか
ら排出される原料の単位時間当りの量の変化の情報を正
確に得ることができるので、前記原料に混入する微量添
加物の量の制御等を正確に行うことができるので、製品
の品質を一定に維持することが可能となる。さらに、押
出し成型機から排出される製品の量の情報を正確に把握
できることから、シート状またはパイプ状の製品を排出
させる際に、その引き出し速度を正確に制御でき、製品
にバラツキが生じることを防止して、製品の歩留まりを
向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の装置の構成を示す説明図である。
【図２】 原料ホッパと計量部の構成を示す説明図であ
る。
【図３】 図２の装置の平面図である。
【図４】 計量装置により測定されるデータのグラフで
ある。
【図５】 一般的な装置の構成を示す説明図である。
【図６】 図５の装置での排出量の変化を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
１ 押出し成型機、 ２ スクリュー、 ３ 駆
動モータ、４ 挿入口、 ５ 成型機、 ６ 原
料ホッパ、７ 荷重測定装置、 １０ 原料ホッ
パ、 １１ 計量部、１２ 計量装置、 １３
荷重受け部材、 １４ 重量測定手段、１５ レベ
ルセンサ、 １６ 製品排出装置、 １７ 微量供
給機、１８ 供給ノズル、 ２０ 制御装置、 ２
１ 情報設定回路、２２ 演算回路、 ２３ 入
出力回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3F040 AA02 BA01 EA01 3F075 AA08 BA01 BB01 CA02 CA09 CB01 CB04 CB05 CB12 CC03 CC05 CC09 4F207 AL16 AL21 AP13 AP14 AR14 AR15 KA01 KF01 KF02 KM03 KM13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 押出し成型機の原料供給部に配置する原
    料ホッパに対して、前記押出し成型機に向けて供給する
    原料の流れ状態を検知する手段を設け、 前記原料の流れの検知情報にもとづいて、押出し成型機
    の駆動と添加物の供給装置もしくは製品の排出を行う各
    々装置に対して、それぞれ制御する手段を作動させるこ
    とを特徴とするプラスチック成形装置における原料供給
    量測定装置。
  2. 【請求項２】 押出し成型機の原料供給部に配置する原
    料ホッパにおいて、 前記原料ホッパと押出し成型機の挿入口の間に配置する
    計量部と、 前記計量部に設ける計量装置と、 前記計量装置により測定された重量の測定値を、単位時
    間当りの重量の変化の値として把握する制御装置と、か
    ら構成し、 前記制御装置により得られる数値を用いて、押出し成型
    機の前工程および後工程の駆動制御を行うことを特徴と
    するプラスチック成形装置における原料供給量測定装
    置。
  3. 【請求項３】 前記計量装置を、原料ホッパから流れる
    原料を案内する荷重受け部材と、 前記荷重受け部材を支持し、流れる量の変化を測定する
    ための重量測定手段と、を組み合わせて構成し、 前記重量測定手段により得られる変化の情報を制御装置
    に伝達し、押出し成型機の駆動制御のデータとして用い
    ることを特徴とする請求項１に記載のプラスチック成形
    装置における原料供給量測定装置。
  4. 【請求項４】 前記押出し成型機に配置する原料ホッパ
    には微量供給機を配置し、押出し成型機の製品排出部に
    製品排出装置を配置して、任意の製品の製造装置を構成
    し、 前記計量装置により得られた原料の流れの変化の情報に
    応じて、前記微量供給機と製品排出装置の駆動の制御を
    行うことを特徴とする請求項１または２に記載のプラス
    チック成形装置における原料供給量測定装置。
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