JP2008201096A - オンラインブレンド射出成形機の樹脂温度制御方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 設定値に対し樹脂温度が変動した場合、可塑化された樹脂温度を自動的に望ましい値に保つことができるオンラインブレンド射出成形機の樹脂温度制御方法およびそのための装置を提供する。
【解決手段】 樹脂温度制御ユニット２００は、バレル温度修正モード、スクリュ回転数修正モードおよび、フィード量修正モードからなる３つの修正モードを選択するモード選択部２００ａと、表示部２００ｂと、パラメータ部２００ｃおよびこれらを制御するコントローラ２００ｅから構成される。バレル１０ｆの樹脂流出口ｇ１近傍に配置された熱電対３０から与えられる可塑化された樹脂の検出温度θ（ｔ）と目標樹脂温度が比較され、所定幅を超えるとアラームが発生し、オペレータはモード選択部を選択する。選択されたモードに対応する制御項目であるモータ１０ａ、モータ２０ａ、２０ｂ、および加熱装置および／または冷却装置４０、５０の各制御ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３に対し制御指令信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３がコントローラから与えられる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、オンラインブレンド射出成形機に係り、より一層詳細には、オンラインブレンド射出成形機の樹脂温度の温度制御に関する。

オンラインブレンド射出成形機は、またシンプル・プラスチック・マニュファクチァリング・システム（ＳＰＭシステム）とも呼ばれる。このＳＰＭシステムにおいては、石油化学上の合成工程から得られる樹脂の粉体原料を、ペレット製造工程（造粒工程）を経ずに直接可塑化装置を用いて溶融し可塑化する。さらに可塑化された溶融樹脂を射出成形機へ供給して、ブラスチック製品を成形することが一般的に行なわれる。このようにオンラインブレンド射出成形機では、石油化学上の合成工程から得られる樹脂の粉体原料を直接使用し、ペレット製造工程（造粒工程）を省略することができるので、最近では省エネルギーなどの観点から注目されるようになっている。このようなオンラインブレンド射出成形機の一例は、特許文献１に詳細に示されている。

オンラインブレンド射出成形機では可塑化された溶融樹脂の温度管理は、成形されるプラスチック製品の品質管理上重要である。オンラインブレンド射出成形機に使用する可塑化装置としては、特許文献１に示されるように、２軸押出機が一般に使用される。２軸押出機は、一般的なインライン式射出成形機よりもスクリュによる混練において激しい動きをともない、また原料樹脂のせん断摩擦による発熱が大きい。このため、スクリュの回転数により樹脂温度が大きく変動する。また、材料の供給量によっても樹脂の挙動が変化するため樹脂温度が変動することが知られている。さらに、当然ながらヒータ等の加熱装置によって加熱される２軸押出機の加熱筒すなわち、バレルの温度も関連している。従来のオンラインブレンド射出成形機では、熟練者が、経験を基に温度設定を行い、樹脂温度を検出し、混練状況と比較しながら調節しつつ、溶融樹脂の温度を管理していた。このため、熟練が必要であり、また温度管理の設定項目も多く、ある程度の経験を要した。

特許第３３０３２１３号

上述のように、従来のオンラインブレンド射出成形機では可塑化された溶融樹脂温度の設定、管理が困難であった。従って、オンラインブレンド射出成形機において可塑化樹脂温度の設定、管理の容易な溶融樹脂温度の制御方法が求められている。
本発明の目的は、設定値に対し樹脂温度が変動した場合、加熱され溶融し、可塑化された樹脂の温度を自動的に望ましい値に保つことができ、また作業性・操作性を向上させたオンラインブレンド射出成形機の樹脂温度制御方法およびそのための装置を提供することにある。

前記目的を達成するための、本発明によるオンラインブレンド射出成形機の樹脂温度制御方法は、
樹脂原料を供給するフィーダと、このフィーダから供給される樹脂原料を加熱溶融し溶融樹脂に可塑化する可塑化装置と、この可塑化装置から吐出される前記溶融樹脂を一時的に蓄えるアキュムレータと、このアキュームータから送出された前記溶融樹脂を射出成形する射出成形装置と、前記フィーダ、前記可塑化装置、前記アキュムレータ、および前記射出成形装置を制御する制御装置と、を有するオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法であって、
前記可塑化装置において溶融樹脂が加熱される目標温度を前記制御装置の温度設定手段により目標温度として設定する温度設定工程と、
前記可塑化装置にて加熱溶融された溶融樹脂の温度を温度測定手段により測定し検出温度として特定する温度検出工程と、
前記温度設定工程で設定された目標温度と前記温度検出工程で検出された検出温度とを比較する温度比較工程と、
前記温度比較工程での目標温度と検出温度とを比較した結果、温度差があったときは、前記制御装置により前記溶融樹脂温度を前記目標温度に一致させるよう温度制御する温度制御工程と、
を備えて構成し、前記可塑化装置の溶融樹脂の温度を自動的に制御可能にしたことを特徴とする。

その場合、前記フィーダおよび可塑化装置における予め定められた制御項目を対象として前記目標温度に近づけるよう温度制御することができる。
またその場合、前記フィーダおよび可塑化装置の制御項目として、前記可塑化装置のスクリュ回転数、バレル温度、およびフィーダの樹脂供給量、のいずれか一つまたはそれらの組合せとすることができる。
さらにその場合、前記制御項目は、前記制御装置に設けられたモニタに表示されることができる。
さらに、前記制御項目は、前記制御装置に設けられた制御項目選択手段により選択することにより制御対象とされることができる。

また、前記目的を達成するための、本発明によるオンラインブレンド射出成形機の樹脂温度制御装置は、
樹脂原料を供給するフィーダ、このフィーダから供給される樹脂原料を加熱溶融し溶融樹脂に可塑化する可塑化装置、この可塑化装置から吐出される前記溶融樹脂を一時的に蓄えるアキュムレータ、このアキュームータから送出された前記溶融樹脂を射出成形する射出成形装置、ならびに、前記フィーダ、可塑化装置、アキュムレータおよび射出成形装置を制御する制御装置、を有するオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御装置であって、
同温度制御装置は、前記制御装置の一部として構成されており、次の１）乃至４）を含む。
１）前記可塑化装置において溶融樹脂が加熱される目標温度を設定する温度設定部、
２）前記可塑化装置にて加熱溶融された溶融樹脂の温度を測定し検出する温度検出部、
３）前記温度設定工程で設定された目標温度と前記温度検出工程で検出された検出温度とを比較する温度比較部、
４）前記温度比較工程での目標温度と検出温度とを比較した結果、温度差があったときは、前記検出温度を目標温度に一致させるよう制御する温度制御部。

その場合、前記温度制御部は、前記フィーダおよび可塑化装置における予め定められた制御項目を対象として前記目標温度に近づけるよう温度制御することができる。
またその場合、前記温度制御部は、好適には、前記フィーダおよび可塑化装置の制御項目として、前記可塑化装置のスクリュ回転数、バレル温度、およびフィーダの樹脂供給量、のいずれか一つまたはそれらの組合せを選択する制御項目選択手段を有することができる。
さらにその場合、前記温度制御部は、前記各制御項目の状態を表示するモニタを有することができる。

本発明の樹脂温度制御方法によれば、樹脂の検出温度が目標温度に対し所定の幅を超えたとき、アラームを発生させ、それに対応するモードを選択・設定するようにし、選択された制御項目に対応する制御対象の制御ユニットへ制御指令信号を与え、それにより前記検出温度が目標温度に近づくよう自動的に制御されるようにしたので、オペレータによる従来の温度管理・監視作業を大幅に軽減することができるという効果を奏する。

また、本発明の樹脂温度制御装置によれば、その温度制御ユニットはコントローラ、モード選択部、表示部およびパラメータ部から構成し、温度検出手段としての熱電対をバレル先端部に設けた構成としており、前記コントローラのＣＰＵ、表示部はオンラインブレンド射出成形機の射出装置または２軸押出機用の制御装置のＣＰＵを利用することができ、全体として新たな装置を付加することなく、指令プログラムとモード選択用の選択ボタンを追加するだけで構成できるものであり、既設のオンラインブレンド射出成形機にも容易に樹脂温度制御機能を付与することが可能となるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態に基づく１実施例について添付図面の図１、２を参照して詳細に説明する。

図１は、オンラインブレンド射出成形機の主要構成部分の縦断面図を示す。図１において、参照符号１０は可塑化装置を構成している２軸押出機であって、その上方に配置されているメインフィーダ装置ＭＦからは主たる合成樹脂材料例えばポリプロピレン（ＰＰ）がモータ２０ａの駆動によりホッパー１０ｅへ供給される。その左方には、サブフィーダ装置ＳＦが配置され、補助の成形材料例えばタルクが同様にモータ２０ｂの駆動によりホッパー１０ｅへ供給される。ホッパー１０ｅから２軸押出機１０の加熱筒（以下、バレルと称する）１０ｆ内に供給された成形材料は、モータ１０ａによりギヤボックス１０ｃを介して結合された２本のスクリュ１０ｄにより溶融・混練され可塑化される。なお、１０ｇ、１０ｈはそれぞれ真空ベント、オープンベントである。

前記２軸押出機１０の左端側にはバレル１０ｆと一体に形成されたアキュムレータ１２が配置されている。アキュムレータ１２の上部および下部シリンダ室１２ａ、１２ｂにはプランジャ１２ｄの下端部に設けたプランジャチップ１２ｃが配置されており、プランジャ１２ｄの上端部はピストン１２ｆと結合され油圧シリンダ装置１２ｅにより同ピストン１２ｆが上下に移動可能である。なお、図示しないが、プランジャ１２ｄの上下動位置を検出する位置検出手段が設けられている。

図中矢視で示すように、溶融状態の樹脂すなわち可塑化樹脂は、２軸押出機１０の左端部から流出口ｇ１を介して前記シリンダ室１２ｂへ流入する。シリンダ室１２ｂへ流入した可塑化樹脂の流入時の樹脂圧を低く抑えるため前記ピストン１２ｆは上方へ移動されるようになっている。この間アキュムレータ１２の下部に設けた弁Ｖ１は閉じている。

参照符号１４は射出装置であって、前記弁Ｖ１が開かれているときアキュムレータ１２のシリンダ室１２ｂに蓄積されている可塑化樹脂を、射出装置１４の射出側に形成された射出シリンダ室１４ａ内に流入口ｇ２を介して受け入れる。すなわち、計量工程中は前記流入口ｇ２から可塑化樹脂が射出シリンダ室１４ａ内に供給され、それによりプランジャ１４ｄの左端部に設けたコーン形状のプランジャチップ１４ｂは右方へ後退移動する。その場合、前記シリンダ室１２ｂおよび射出シリンダ室１４ａ内の樹脂圧すなわち、２軸押出機１０の吐出圧が所定値より高くならないように、射出シリンダ装置１４ｆへの圧油の給排によりピストン１４ｅを後退移動させるようになっている。この計量工程中弁Ｖ２は閉じており、計量完了後に開かれ射出シリンダ室１４ａ内の溶融樹脂はピストン１４ｅを左方へ移動させることによりノズルＮＺを介して金型装置１６に形成された金型キャビティ内へ射出される。

参照符号３０は、前記流出口ｇ１近傍の溶融樹脂温度を検出するために設けられた温度検出部としての熱電対である。参照符号４０、５０はバレル１０ｆの外周面に取付けられた加熱用のバンドヒータである。なお、この加熱部分に冷却手段を付加することにより、温度制御の応答性を向上することができる。なお、図示しないが、プランジャ１４ｄの射出方向の位置を検出する位置検出手段が設けられている。

さらに、上述した２軸押出機１０、アキュムレータ１２および射出装置１４からなるオンラインブレンド射出成形機全体を支持するため、大地Ｇに設けたベースフレームＢＦ上には調整プレートＰＬを介して固定フレームＦ１が配置され、その左端側上面に射出装置１４が固定して取付けられている。また固定フレームＦ１の右端側に立設して固定された縦フレームＦ２上面には、２軸押出機１０のバレル１０ｆをその後方側で支持する固定フレームＦ３が固定されている。

参照符号Ｚ１は、固定ゾーンであって、固定フレームＦ１に対する射出装置１４の取り付け状態が固定されていることを示す。一方、参照符号Ｚ２は摺動可能ゾーンであって、固定フレームＦ３に対し、２軸押出機１０（バレル１０ｆ、ギヤボックス１０ｃ、モータ１０ａ）はＺ方向に摺動できるよう取り付けられており、２軸押出機１０の熱膨張による伸び、すなわち熱変形を吸収できるようにされている。なお、ノズルＮＺと金型装置１６内の固定金型との接触状態を適切に設定するため、初期設定作業時に、固定フレームＦ１のボルトを緩めベースフレームＢＦ上で固定フレームＦ１を左右に移動・調整することができるようになっている。

図１の上部において、参照符号１００は、オンラインブレンド射出成形機を構成するフィーダＭＦおよびＳＦ、２軸押出機１０、アキュムレータ１２ならびに、射出装置１４の各要素を制御する制御装置全体を示す。この制御装置１００は、必ずしも単一の装置として構成される必要はなく、例えば可塑化装置としてのフィーダＭＦ、ＳＦおよび２軸押出機１０を駆動制御する制御部分と、アキュムレータ１２のプランジャ１２ｄの駆動制御部分ならびに、射出装置１４の各部や弁Ｖ１、Ｖ２を駆動制御する制御部分、さらには図示しない型締装置側の型締め機構を制御する型締制御装置等がそれぞれ個別に分散配置されてもよい。

参照符号２００は、前記の制御装置１００の一部を構成すると共に、本発明における樹脂温度の制御を遂行する樹脂温度制御ユニットである。同ユニット２００には、モード選択部２００ａ、表示部２００ｂおよびパラメータ部２００ｃと、前記温度検出部３０からの検出信号θ（ｔ）をＡ／Ｄ変換して受け入れ制御用指令信号Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３を生成するコントローラ２００ｅが設けられている。

さらに、参照符号Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３は、それぞれが単独、または協働してコントローラ２００ｅからの前記制御用指令信号に応答し樹脂温度を制御する制御ユニットであって、Ｕ１は２軸押出機１０のモータ１０ａを駆動制御する制御ユニット、Ｕ２はフィーダＭＦ、ＳＦの各モータ２０ａ、２０ｂを駆動制御する制御ユニット、Ｕ３は加熱装置および／または冷却装置４０、５０への供給電力を制御する制御ユニットである。参照符号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、本発明における樹脂温度制御ユニット２００が機能していない所謂、通常運転状態において制御装置１００からそれぞれの制御ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３に与えられている制御指令信号を示している。

前記モード選択部２００ａには、バレル温度修正モード、スクリュ回転数修正モード、およびフィード量修正モードからなる３つのモードを選択可能とするよう選択ボタンが設けられている。各選択ボタンは、前記各制御ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３に対応して設けられており、その中の１つを選択する場合や、２つまたは全部を選択することも可能である。

前記表示部２００ｂはモード選択部２００ａで選択されたモードに対応する制御ユニットの温度制御の様子や、後述するアラーム信号を視覚化して表示すると共に、音声等で出力する。また、パラメータ部２００ｃは、コントローラ２００ｅでの演算制御に用いられる各種データをストアするデータメモリであって、パラメータデータとしては、可塑化樹脂の目標設定温度θ（ＴＧ）、検出温度θ（ｔ）、検知時間間隔、アラーム判定温度幅、修正温度幅（指令する温度の増加または減少分）、制御ユニットＵ１、Ｕ２における各モータの回転数に対する指令増（減少）比率、樹脂原料供給のフィード量比率、モード選択ボタンのオン・オフなどを含むようになっている。

これらパラメータデータのうち検出温度θ（ｔ）は、常時、最新の時刻ｔにおける樹脂温度が検出され、図示しないパラメータ設定部にて更新されており、また他のパラメータデータも前記パラメータ設定部において与えられている。なお、このパラメータ設定部は前記パラメータ部の一部として構成することもできる。

前記表示部２００ｂでは、選択された制御ユニットとともに上記パラメータデータの１つまたは複数が表示されるようになっている。なお、前記制御ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３は、コントローラ２００ｅの側からみると、それぞれは制御対象を構成しており、本発明ではこれらを制御項目と定義している。

２軸押出機１０から吐出される樹脂温度は、バレル１０ｆの温度、スクリュ１０ｄの回転数、樹脂原料のフィード量により変動する。そして、スクリュ１０ｄの回転数が増加すると、せん断発熱量が増え、樹脂温度が上昇し、また、混練も促進される。前記バレル１０ｆからは直接樹脂に熱を与えるので、バレル１０ｆの温度の上下により樹脂温度が変動する。また、前記フィード量が増えると、単位体積あたりの樹脂がバレル１０ｆを通過する際に受ける熱量が減少する。このため樹脂の温度が下がる。また、混練も悪くなる。

連続成形中、樹脂温度の検出値と目標値が異なる状態になった場合、好ましい対応として、第１に、バレル１０ｆに設けられた加熱装置および／または冷却装置４０、５０をコントロールし、樹脂温度を目標値に近づけるようにする。その理由は、スクリュ回転数や樹脂原料のフィード量を変化させると、混練性への影響が大きく、また、成形サイクルへの影響もあるためである。それでも目標温度に近づかない場合は、スクリュ回転数、フィード量を変動させるようにする。こうした制御操作により樹脂温度を一定に保ち、製品の均一性、物性の安定を高めることが可能となる。なお、スクリュ回転数、樹脂原料のフィード量は、他の条件により予め一定とされている場合もあり、その場合はバレル１０ｆに設けられた前記加熱装置および／または冷却装置４０、５０のみの変化で対応するようにすることができる。

さらに具体に説明すると、まずオンラインブレンド射出成形機は、初期の状態から一応の成形条件を満たし連続的に成形している通常の運転モードの状態にあるものとする。本発明では、この通常運転モード状態で、前記パラメータ設定部で設定された目標樹脂温θ（ＴＧ）に対する検出温度θ（ｔ）の変動量が、変動幅パラメータとして設定される変動検知幅以上変動すると、アラーム情報を出力するようにしている。

オペレータは、このアラームにより、表示部２００ｂに表示される原料供給装置のフィーダまたは可塑化装置の制御項目すなわち、制御対象を特定する。具体的には、前述したように、モード選択部２００ａに設けられた、次の３つの樹脂温度修正制御モードに対応する選択ボタンを指定するようになっている。
（１）可塑化装置のバレル温度修正制御モード（バレル温度修正モードと称する）
（２）可塑化装置のスクリュ速度修正制御モード（スクリュ速度修正モードと称する）
（３）フィーダ原料供給量修正制御モード（フィード量修正モードと称する）
図２は、上記各制御モードの温度制御に関する制御項目の内容を示す表であって、以下同図２を参照して具体的に説明する。

（バレル温度修正モード）
バレル温度修正制御では、検知された樹脂温度が設定された目標樹脂温度よりも低いときは、バレル温度の設定温度を図２に例示された変更幅２℃でまず加温によりバレル加熱ヒータの設定温度を設定変更する。この場合、図２の変更後の検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知幅プラスマイナス３℃に入っていれば、バレル温度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。しかしながら、そのアラーム検知温度幅に入っていなければ、変更温度をさらに２℃度上昇の設定をして、又同様に変更後検出タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、バレル温度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。

一方、最初に樹脂温度が目標樹脂温度よりも高いときは、バレル温度の設定温度を図２に示される変更幅２℃にてまず減温サイドにバレル加熱ヒータ設定温度を設定変更する。
同様に、３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃度に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、バレル温度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。その場合、アラーム検知温度幅に入っていなければ、変更温度をさらに２℃低い減温設定をして、又同様に変更後検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、バレル温度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。

なお、バレル加熱ヒータの温度制御を、減温の際により効果的な水冷システムあるいは流体冷却システムを利用した構成としてもよい。即ち加熱と冷却とを併用したシステムのときも同様にしてもよい。この場、冷却の効果は、顕著になる。

（スクリュ速度修正モード）
このモードの場合は、現在のスクリュ回転数に対する変化量であるスクリュ修正回転率（％）で指定し、例えば現在の可塑化装置（押出機）のスクリュ回転数が１分間に１００回転であるとする。目標樹脂温度よりも低いときは、スクリュ修正回転率を３％高くするよう回転数指令値を正にする。同様に、変更後検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、スクリュ速度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。
その場合、アラーム検知温度幅に入っていなければ、スクリュ修正回転率をさらに３％上昇の設定をして、又同様に変更後検出タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温を検出し、検出された樹脂温度が樹脂目標温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、スクリュ速度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。

一方、最初に樹脂温度が目標樹脂温度の設定値よりも高いときは、スクリュ回転の設定を図２に示されるスクリュ修正回転率２％でまず減速サイドにスクリュを回転させるよう指令変更する。同様に、３０秒後の樹脂温を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知幅プラスマイナス３℃に入っていれば、スクリュ速度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。
その場合、アラーム検知温度幅に入っていなければ、スクリュ修正回転率をさらに２％低い値に設定し、又同様に変更による検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、スクリュ速度修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。

（フィード量修正モード）
フィーダからの原料樹脂の供給量を制御して溶融樹脂温度を目標値に導くこの方法では、図２に示すように現在の原料供給量、例えば１０Ｋｇ／時に対する変化量であるフィーダ供給量修正量を％で指定する。現在の供給量が例えば１０Ｋｇ／時、即ち１時間に１０Ｋｇであるとすると、目標樹脂温度よりも低いときは、フィーダ供給量修正量を５％高くするよう供給量指令値を修正する。他の修正モードと同様に、変更後検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、フィード量修正制御モードを終了し、通常の運転モードを維持する。その場合、アラーム検知幅の以内に入っていなければ、フィーダ供給量修正量をさらに５％上昇の設定をして、又同様に変更後検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知幅プラスマイナス３℃に入っていれば、フィード量修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。

一方、最初に樹脂温度が目標樹脂温度よりも高いときは、供給量の設定を図２に示される変更幅である５％でまず減量するよう指令変更する。同様に、３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、フィード量修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。その場合、アラーム検知温度幅に入っていなければ、フィーダ供給量修正量をさらに５％低い値に設定して、又同様に変更後における検知タイムに指定された時間経過後、即ち３０秒後の樹脂温度を検出し、検出された樹脂温度が目標樹脂温度の設定値２３０℃に対しアラーム検知温度幅プラスマイナス３℃に入っていれば、フィード量修正モードを終了し、通常の運転モードを維持する。

図３は、図１のコントローラ２００ｅ内に設けられた中央演算処理装置ＣＰＵの演算動作を指令する樹脂温度制御プログラムの主要部を例示するフローチャートである。同図２において、樹脂温度制御開始が指令されると、工程ＳＴ１では、初期化として、パラメータ設定部からパラメータ部２００ｃへ樹脂温度制御に関係するデータを取込む。次いで、工程ＳＴ２では目標樹脂温θ（ＴＧ）に対し、取り込まれた最新の検出温度θ（ｔ）が予め定められたアラーム検知温度幅を超えているか否か判定される。この判定結果が肯定（以下、判定Ｙと称する）であると、アラームが発せられる。通常、オペレータはこのアラームに対応して上記（１）のバレル温度修正モードを選択する。その状態では、工程ＳＴ３の判定結果は判定Ｙとなり、工程ＳＴ４へ移る。なお、前記アラームに対応してオペレータにより上記（１）のモードとは別の（２）または（３）のモードが選択されている場合は、工程ＳＴ３での判定結果は否定（以下、判定Ｎと称する）となり工程ＳＴ５へ移る。

前述のように工程ＳＴ３において判定Ｙのときは、工程ＳＴ４において、変更温度幅をパラメータ部２００ｃから読込み、前記制御ユニットＵ３へ与え、それにより制御ユニットＵ３は樹脂の検出温度θ（ｔ）を目標樹脂温度の設定温度θ（ＴＧ）に近づくように前記加熱装置および／または冷却装置４０、５０を制御する。なお、前記工程ＳＴ２でアラームの発生がないときは、所定の検知時間が経過したか否かの判定を行う工程ＳＴ９へ移る。

前記工程ＳＴ３で判定Ｎのとき、または工程ＳＴ４の処理をした後の工程ＳＴ５では、スクリュ速度修正モードが選択されているか否か判定される。同工程ＳＴ５で判定Ｙのときは、工程ＳＴ６でパラメータ部２００ｃからスクリュ速度修正に関係するデータを読込んで２軸押出機のモータ１０ａを駆動する制御ユニットＵ１に対し、回転数の変化量を比率で指定する。すなわち、このモードの場合は、現在のスクリュ回転数に対する増加または減少の変化量を％で指定する。例えば現在のスクリュ速度(回転数)が１分間に１００回転であり、変化量を３％とすると、修正後の指令値は１０３回転または９７回転ということになる。

前記工程ＳＴ５で判定Ｎのとき、または工程ＳＴ６の処理をした後の工程ＳＴ７では、フィード量修正モードが選択されているか否か判定される。同工程ＳＴ７で判定Ｙのときは、工程ＳＴ８でパラメータ部２００ｃからフィーダの供給量修正に関係するデータを読込んでフィーダＭＦ、ＳＦのモータ２０ａ、２０ｂを駆動する制御ユニットＵ２に対し、予め設定した供給樹脂のフィード量の増加、減少比率に対応した前記モータ２０ａ、２０ｂの回転数を指令する。

前記の工程ＳＴ２、ＳＴ７で判定Ｎのとき、または工程ＳＴ８の処理をした後の工程ＳＴ９では、予め設定された所定の検知時間例えば、３０秒が経過したか否か判定される。その工程ＳＴ９で判定Ｙのときは、工程ＳＴ１に戻る。また、判定Ｎのときは、引き続き検知時間経過の有無を確認する。なお、工程ＳＴ２でアラームの発生がなければ、図１の各制御ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３は、制御ユニット２００とは別の制御指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づく通常の運転モードにより運転される。

図３のフローチャートで示されるように、工程ＳＴ３とＳＴ４、工程ＳＴ５とＳＴ６、および工程ＳＴ７とＳＴ８は、それぞれのモード選択に対応しており、アラームが発生している場合には、これらのいずれか１つまたは２つ、あるいは全部が有効に作用するものである。

以上、本発明の好適な実施例について添付の図面を参照して説明したが、当業者であれば、上述した実施例を種々変形することができる。上記説明では、アラームが発生した時、オペレータ自身がモード選択を行うようにしているが、実際の樹脂温度制御に対応して、どのような温度および運転状態のときに、どの選択ボタンを有効にさせるかという判断の規範を、予め処理プログラムとして用意し、アラーム発生に対する選択ボタンの設定操作を自動化することも可能である。具体的には、例えば、最初のアラームによりバレル温度修正モード用選択ボタンのみを有効とし、その状態で工程ＳＴ９が複数回、例えば３回経過した場合でなおアラームが発生している場合は、さらにスクリュ回転数修正モードまたはフィード量修正モード用の選択ボタンを有効とするように構成することが可能である。

また、図１では樹脂温度制御ユニット２００のコントローラ２００ｅに専用のＣＰＵを配置した構成としているが、２軸押出機１０の制御部分、射出装置１４の制御部分等のＣＰＵを利用することも可能である。同様に、表示部２００ｂについても、例えば射出装置の制御部分に設けられる表示装置を利用することが可能である。

さらに、上記実施の形態において、アキュムレータ１２の駆動は、電気モータによって行うことができる。また、射出装置１４の駆動は、電動式回転モータ駆動、もしくは、リニアモータ駆動とすることができる。

本発明が適用されるオンラインブレンド射出成形機の主要構成部分の縦断面図である。 本発明による各制御モードの温度制御に関する制御項目の内容を示す表である。 図１のコントローラ内に設けられた中央演算処理装置の演算動作を指令する樹脂温度制御プログラムの主要部を例示するフローチャートである。

符号の説明

１０ ２軸押出機
１０ａ モータ
１０ｂ カップリング
１０ｃ ギャボックス
１０ｄ スクリュ
１０ｅ ホッパー
１０ｆ バレル
１２ アキュムレータ
１４ 射出装置
１６ 金型装置
２０ａ、２０ｂ モータ
３０ 熱電対
４０、５０ 加熱装置および／または冷却装置
１００ 制御装置
２００ 樹脂温度制御ユニット
２００ａ モード選択部
２００ｂ 表示部
２００ｃ パラメータ部
２００ｅ コントローラ
ｇ１ 流出口
ｇ２ 流入口
ＭＦ メインフィーダ装置
ＳＦ サブフィーダ装置
Ｖ１、Ｖ２ 弁
Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３ 制御ユニット

Claims (9)

1. 樹脂原料を供給するフィーダと、このフィーダから供給される樹脂原料を加熱溶融し溶融樹脂に可塑化する可塑化装置と、この可塑化装置から吐出される前記溶融樹脂を一時的に蓄えるアキュムレータと、このアキュムレータから送出された前記溶融樹脂を射出成形する射出成形装置と、前記フィーダ、前記可塑化装置、前記アキュムレータ、および前記射出成形装置を制御する制御装置と、を有するオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法であって、
   前記可塑化装置において溶融樹脂が加熱される目標温度を前記制御装置の温度設定手段により目標温度として設定する温度設定工程と、
   前記可塑化装置にて加熱溶融された溶融樹脂の温度を温度測定手段により測定し検出温度として特定する温度検出工程と、
   前記温度設定工程で設定された目標温度と前記温度検出工程で検出された検出温度とを比較する温度比較工程と、
   前記温度比較工程での目標温度と検出温度とを比較した結果、温度差があったときは、前記制御装置により前記溶融樹脂温度を前記目標温度に一致させるよう温度制御する温度制御工程と、
   を備えて構成し、前記可塑化装置の溶融樹脂の温度を自動的に制御可能にしたことを特徴とするオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法。
2. 前記温度制御工程は、前記フィーダおよび可塑化装置における予め定められた制御項目を対象として前記目標温度に近づけるよう温度制御することを特徴とする請求項１記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法。
3. 前記フィーダおよび可塑化装置の制御項目として、前記可塑化装置のスクリュ回転数、バレル温度、およびフィーダの樹脂供給量、のいずれか一つまたはそれらの組合せとしたことを特徴とする請求項２記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法。
4. 前記制御項目は、前記制御装置に設けられたモニタに表示されることを特徴とする請求項２または請求項３記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法。
5. 前記制御項目は、前記制御装置に設けられた制御項目選択手段により選択することにより制御対象とされることを特徴とする請求項２または請求項３記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御方法。
6. 樹脂原料を供給するフィーダ、このフィーダから供給される樹脂原料を加熱溶融し溶融樹脂に可塑化する可塑化装置、この可塑化装置から吐出される前記溶融樹脂を一時的に蓄えるアキュムレータ、このアキュームータから送出された前記溶融樹脂を射出成形する射出成形装置、ならびに、前記フィーダ、可塑化装置、アキュムレータおよび射出成形装置を制御する制御装置、を有するオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御装置において、
   同温度制御装置は、前記制御装置の一部として構成されるとともに、前記可塑化装置において溶融樹脂が加熱される目標温度を設定する温度設定部と、
   前記可塑化装置にて加熱溶融された溶融樹脂の温度を測定し検出する温度検出部と、
   前記温度設定部で設定された目標温度と前記温度検出部で検出された検出温度とを比較する温度比較部と、
   前記温度比較部で、目標温度と検出温度とを比較した結果、温度差があったときは、前記検出温度を目標温度に一致させるよう制御する温度制御部と、
   からなることを特徴とするオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御装置。
7. 前記温度制御部は、前記フィーダおよび可塑化装置における予め定められた制御項目を対象として前記目標温度に近づけるよう温度制御することを特徴とする請求項５記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御装置。
8. 前記温度制御部は、前記フィーダおよび可塑化装置の制御項目として、前記可塑化装置のスクリュ回転数、バレル温度、およびフィーダの樹脂供給量、のいずれか一つまたはそれらの組合せを選択する制御項目選択手段を有することを特徴とする請求項６記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御装置。
9. 前記温度制御部は、前記各制御項目の状態を表示するモニタを有することを特徴とする請求項６または請求項７記載のオンラインブレンド射出成形機における溶融樹脂の温度制御装置。

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