JP2019072869A - Hollow molding machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パリソンを垂下させるダイヘッド内部の合成樹脂が未溶融の状態にて押出機を運転すると、過剰な樹脂圧力の発生原因となることを防止した中空成形機に関する。 The present invention relates to a hollow molding machine which prevents generation of excessive resin pressure when the extruder is operated in a state where the synthetic resin inside the die head for hanging down the parison is unmelted.
中空成形機における熱可塑性樹脂の押出機は、加熱シリンダと、該加熱シリンダ内に回転駆動自在に設けた送り用スクリュとからなっている。加熱シリンダの先端部には、押し出される溶融樹脂に形状を付与するダイヘッドが取付けられている。 The extruder for thermoplastic resin in the hollow molding machine comprises a heating cylinder and a feeding screw rotatably provided in the heating cylinder. A die head for attaching a shape to the molten resin to be extruded is attached to the tip of the heating cylinder.
かかる中空成形機において、成形立ち上げに際しては、押出機やダイヘッドの外周に取り付けたヒータによって、ダイヘッド内部に残留している樹脂を流動可能な温度に温めた後に、押出機を始動させて樹脂の押出を開始する。 In such a hollow molding machine, at the time of molding start-up, the resin remaining in the die head is warmed to a flowable temperature by a heater attached to the extruder or the outer periphery of the die head, and then the extruder is started to Start extrusion.
しかし、実際には、これらの温度の制御に用いる熱電対の温度と樹脂流路内部の樹脂の温度が異なるため、操作者が操作表示盤の温度表示を見ても、ダイヘッド内部の樹脂が本当に流動可能な状態にあるか否かが分からない。 However, in reality, because the temperature of the thermocouple used to control these temperatures is different from the temperature of the resin inside the resin flow path, even if the operator looks at the temperature display on the operation display panel, the resin inside the die head is really I do not know whether or not it is in a flowable state.
従来、昇温開始後、十分な時間経過した後に、熟練した操作者が経験に基づいてダイヘッド内部の樹脂の状態を判断し、押出機の始動タイミングを決定していた。また、成形機メーカも昇温完了直後の熱電対と樹脂流路内部の樹脂の温度差を考慮し、昇温完了後に一定時間が経過するまで押出機が始動できないようにする機能を成形機自体の制御回路に取り入れてきた。 Conventionally, after a sufficient time has elapsed after the start of the temperature rise, a skilled operator determines the state of the resin inside the die head based on experience, and determines the start timing of the extruder. In addition, the molding machine manufacturer also takes into consideration the temperature difference between the thermocouple immediately after the completion of the temperature rise and the resin inside the resin flow path, and prevents the extruder from starting until a certain time elapses after the temperature rise completion. Has been incorporated into the control circuit of
しかし、成形機自体の機械仕様や実際に成形に用いる原料がさまざまであるため、上述の対応は確実なものではない。扱い慣れない原料を用いた場合や操作者が機械操作に慣れていない場合には、ダイヘッド内部の樹脂が十分に温められない状態で押出機を始動させてしまう恐れがあった。 However, since the machine specifications of the molding machine itself and the raw materials actually used for molding are various, the above-mentioned correspondence is not reliable. In the case of using unfamiliar raw materials or when the operator is not accustomed to machine operation, there is a risk that the extruder may be started in a state in which the resin inside the die head is not sufficiently warmed.
このとき、ダイヘッド内の樹脂流路は未溶融の樹脂により閉塞しているため、内部圧力が上昇し、ダイヘッド構成部材を締結しているボルトが伸びるなどして、ダイヘッドの破損と樹脂漏れが発生する恐れがあった。 At this time, since the resin flow path in the die head is blocked by the unmelted resin, the internal pressure rises, and the bolt that fastens the die head constituting member is extended, causing breakage of the die head and resin leakage. I was afraid to do it.
また従来、押出機およびダイヘッド自体の制御に言及した中空成形機には、例えば特許文献1のように、多層中空成形機において、各押出機の回転数に対する原料の押出量を計測して、回転数に対する押出量をy=f(x)のデータとして記憶し、設定押出量が設定された場合、これら押出機はy=f(x)に従って設定押出量に対する回転数を設定するものがあった。
Also, in the hollow forming machine that has conventionally referred to the control of the extruder and the die head itself, for example, as in
さらに、例えば特許文献2のように、連続した押出式中空成形機のダイス(ダイヘッドの別呼称)の溶融樹脂流入側に設けた樹脂圧力検出器により、1サイクルの樹脂圧力の変化をサンプリングし、良好な製品を得たサイクルの樹脂圧力パターンをメモリに記憶し、この記憶した樹脂圧力パターンを主設定として樹脂圧力をフィードバックし、その出力信号により押出機の回転を制御して樹脂圧力を制御するものがあった。
Furthermore, as in
しかし、特許文献1および特許文献2に開示の中空成形機においては、成形運転後の押出機制御について言及しているが、押出機始動時の上述の課題を解消するものではなかった。
However, in the hollow molding machines disclosed in
本発明は、押出機の昇温が完了した後、最初に押出機を起動させたときに、通常押出モードに先立って、過剰な樹脂圧力発生原因を未然に防止する初回押出モードを自動的に実行する制御手段を具備した中空成形機を提供することを目的とするものである。 In the present invention, when the extruder is first started after the temperature rise of the extruder is completed, the first extrusion mode is automatically performed prior to the normal extrusion mode to prevent the cause of excessive resin pressure from occurring. It is an object of the present invention to provide a hollow molding machine equipped with control means to be implemented.
本発明は、上記目的を達成するため、合成樹脂を溶融して送り用スクリュによりダイヘッドに送る押出機を具備した中空成形機において、前記押出機の昇温が完了した後の前記押出機の起動時に、通常押出モードでの押出に先立って、初回押出モードでの押出を実行する制御手段を具備し、前記初回押出モードでは、前記押出機による合成樹脂の押出開始後の所定時間内の前記送り用スクリュの回転数を少なくとも前記通常押出モードよりも低い回転数に制限すると共に、前記押出機の先端部内の樹脂圧力を所定値以下となるよう制限することを特徴とする。 According to the present invention, in order to achieve the above object, in a hollow molding machine equipped with an extruder for melting a synthetic resin and feeding it to a die head with a feed screw, starting of the extruder after the temperature rise of the extruder is completed. Sometimes, control means is provided to execute extrusion in the first extrusion mode prior to extrusion in the normal extrusion mode, and in the first extrusion mode, the feed within a predetermined time after the start of the extrusion of the synthetic resin by the extruder is The number of rotations of the screw is limited to at least a number lower than that in the normal extrusion mode, and the resin pressure in the tip of the extruder is limited to a predetermined value or less.
より具体的には、請求項2に記載のように、前記押出機の先端部内の樹脂圧力を検出する検出手段を具備する共に、前記初回押出モードにおける前記押出機の先端部内の樹脂圧力上限値が予め設定されていて、前記検出手段による樹脂圧力検出値が前記樹脂圧力上限値に達した場合に、前記送り用スクリュの回転を停止するようになっていることが望ましい。
More specifically, as described in
より望ましい態様としては、請求項3に記載のように、前記初回押出モードでの前記送り用スクリュの回転数は、次の数式(1)により算出されるものとする。
As a more preferable aspect, as described in
Nr=Nmin+α‥‥(1)
ただし、Nrは前記初回押出モードを実行する時の前記送り用スクリュの回転数、Nminは該当する中空成形機固有の前記送り用スクリュの最低回転数、αは成形に使用する合成樹脂材料に基づいて決まる回転数である。
Nr = Nmin + α .... (1)
However, Nr is the number of rotations of the feeding screw when executing the first extrusion mode, Nmin is the minimum number of rotations of the feeding screw specific to the corresponding hollow molding machine, and α is based on the synthetic resin material used for molding It is the number of revolutions determined by
さらに、望ましい態様としては、請求項4に記載のように、前記樹脂圧力上限値は、次の数式(2)により算出されるものとする。 Furthermore, as a desirable mode, as described in claim 4, the resin pressure upper limit value is calculated by the following numerical formula (2).
Pu=Pmax−P’×td‥‥(2)
ただし、Puは前記初回押出モードを実行する時の前記押出機の先端部の樹脂圧力上限値、Pmaxは前記ダイヘッドの最大耐圧、P’は事前に定まった樹脂圧力の増加速度、tdは次の数式(3)により算出される前記送り用スクリュの減速時間である。
Pu = Pmax-P 'x td .... (2)
However, Pu is the resin pressure upper limit value at the tip of the extruder when executing the first extrusion mode, Pmax is the maximum pressure resistance of the die head, P 'is the rate of increase in resin pressure determined in advance, td is the next It is the deceleration time of the said screw for a screw calculated by Numerical formula (3).
td=Nr/Nd’‥‥(3)
ただし、Nrは前記初回押出モードを実行する時の前記送り用スクリュの回転数、Nd’は前記押出機の先端部の樹脂圧力が前記樹脂圧力上限値に達した直後に前記送り用スクリュが減速を始めてから停止するまでの単位時間当たりの当該送り用スクリュの回転数の減少量である。
td = Nr / Nd '.... (3)
However, Nr is the number of revolutions of the feeding screw when executing the first extrusion mode, and Nd 'is that the feeding screw is decelerated immediately after the resin pressure at the tip of the extruder reaches the resin pressure upper limit value. The amount of decrease in the number of rotations of the feeding screw per unit time from the start to the stop.
同様に、さらに、望ましい態様としては、請求項5に記載のように、前記押出開始後の所定時間は、次の数式(4)を満足するものとする。
Similarly, as a desirable mode, as described in
tl>ts‥‥(4)
ただし、tlは前記初回押出モードを実行する時の所定時間、tsは前記ダイヘッド内の樹脂が流動可能ではなかった場合に前記押出機の先端部内の前記樹脂圧力上限値に到達するまでの時間であって、次の数式(5)により算出される時間である。
tl> ts .... (4)
However, tl is a predetermined time when executing the first extrusion mode, and ts is a time until the resin pressure upper limit value in the tip of the extruder is reached when the resin in the die head is not flowable. This time is calculated by the following equation (5).
ts=Pu/P’‥‥(5)
ただし、Puは前記初回押出モードを実行する時の前記押出機の先端部の樹脂圧力上限値、P’は事前に定まった樹脂圧力の増加速度である。
ts = Pu / P '... (5)
Where Pu is the resin pressure upper limit value of the tip of the extruder when the first extrusion mode is performed, and P 'is the rate of increase of the resin pressure determined in advance.
したがって、本発明では、ダイヘッド内の合成樹脂の流動状態が十分でない押出機の初回起動時において、送り用スクリュの回転数を少なくとも通常押出モードよりも低い回転数に制限することで、押出機の先端部内の樹脂圧力の急激な上昇を防止できる。 Therefore, in the present invention, at the time of the first start of the extruder where the flow state of the synthetic resin in the die head is not sufficient, the number of rotations of the feed screw is limited at least to a number lower than that of the normal extrusion mode. It is possible to prevent a rapid rise in resin pressure in the tip.
請求項2に記載の発明では、押出機の先端部内の樹脂圧力が樹脂圧力上限値を超えた際の送り用スクリュの減速時間を短くし、送り用スクリュの迅速な緊急停止を可能にする。また、合成樹脂の流動状態が十分でなかった際の樹脂圧力の急激な上昇を早い段階で検知することで、ダイヘッド内の最大耐圧に対して余裕のある時点で、送り用スクリュの緊急停止動作を開始することができる。さらに、所定時間経過後には、通常押出モードでの設定回転数や樹脂圧力上限値へと自動移行することにより、操作者が手動にて押出条件を設定し直す手間を省くことができる。 According to the second aspect of the present invention, the deceleration time of the feed screw is shortened when the resin pressure in the tip of the extruder exceeds the resin pressure upper limit value, and a rapid emergency stop of the feed screw is enabled. In addition, by detecting the rapid rise of the resin pressure at the early stage when the flow state of the synthetic resin is not sufficient, the emergency stop operation of the feed screw at the time when there is room for the maximum withstand pressure in the die head. Can be started. Furthermore, after the predetermined time has elapsed, the operator automatically shifts to the extrusion condition manually by automatically shifting to the setting rotational speed and the resin pressure upper limit value in the normal extrusion mode.
請求項3に記載の発明では、それぞれの中空成形機固有の仕様や、成形に用いる合成樹脂材料の種別等に合わせて、送り用スクリュの回転数をより適切に算出することができる。 According to the third aspect of the present invention, the number of rotations of the feed screw can be calculated more appropriately in accordance with the specifications unique to each hollow molding machine, the type of synthetic resin material used for molding, and the like.
請求項4に記載の発明では、事前に定まった樹脂圧力の増加速度を用いることで、送り用スクリュが減速を始めてから停止するまでに、押出機の先端部内の樹脂圧力が樹脂圧力上限値を超えて増加する値を予測でき、より確実にダイヘッドの破損を防ぐことができる。 In the invention according to claim 4, the resin pressure in the tip portion of the extruder has the resin pressure upper limit value before the feeding screw starts to decelerate until it stops by using the increase speed of the resin pressure fixed in advance. It is possible to predict the value to be increased beyond and to more reliably prevent the die head from being damaged.
請求項5に記載の発明では、事前に定まった樹脂圧力の増加速度を用いることで、初回押出モードに最低限必要とされる所定時間をより確実に予測でき、通常運転への迅速な移行を可能とする。 In the invention according to the fifth aspect, by using the increase rate of the resin pressure determined in advance, it is possible to more reliably predict the predetermined time required for the first extrusion mode, and the rapid transition to the normal operation can be realized. To be possible.
上述したように本発明は、押出機の初回起動時に送り用スクリュを過度に高速回転させることや、樹脂圧力が過度に高くなるのを未然に防ぐとともに、これらの設定値を初回起動時の所定時間内のみ自動的に所定の値に制限することで、操作者の手間を減らすことができる。この結果、操作者の習熟度にかかわらず、また、成形機の利便性を損なうことなく、ダイヘッドの破損を防止することに貢献できる。 As described above, the present invention prevents excessive increase of the resin pressure by rotating the feed screw excessively at the initial startup of the extruder, and prevents these set values from being set at the initial startup. By automatically limiting the time to a predetermined value, it is possible to reduce the labor of the operator. As a result, it is possible to contribute to preventing the breakage of the die head regardless of the operator's level of skill and without impairing the convenience of the molding machine.
また、請求項2に記載の発明によれば、押出機の先端部内の樹脂圧力が樹脂圧力上限値に達した際の送り用スクリュの減速時間を短くし、送り用スクリュの迅速な緊急停止を可能にする。さらに、合成樹脂の流動状態が十分でなかった際の樹脂圧力の急激な上昇を早い段階で検出することで、ダイヘッドの最大耐圧に対して余裕のある時点で送り用スクリュの緊急停止動作を開始することができる。 According to the second aspect of the present invention, the deceleration time of the feed screw is shortened when the resin pressure in the tip of the extruder reaches the resin pressure upper limit value, and the emergency stop of the feed screw is achieved. to enable. Furthermore, by detecting the rapid rise of the resin pressure at the early stage when the flow condition of the synthetic resin is not sufficient, the emergency stop operation of the feed screw is started at a time when there is room for the maximum withstand pressure of the die head. can do.
以下、本発明に係る中空成形機の実施形態を図1〜5に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a hollow molding machine according to the present invention will be described based on FIGS.
本発明の実施形態である中空成形機は、図1および図2に示すように、成形するための作動部として、合成樹脂を溶融して押し出す押出機1、押出機1先端にあってパリソンを垂下させるダイヘッド2、その下方の図示を省略したパリソン切断装置、成形金型3、吹込装置4、型締装置5、金型移動装置6および成形品取出装置7を具備している。
The hollow molding machine according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, has an
押出機1は、例えばペレット状の合成樹脂材料を投入するためのホッパ8と、押出機内部に合成樹脂の移送・混練・溶融・吐出を行うための送り用スクリュ(図示略)を備えている。ダイヘッド2は2頭用のクロスダイヘッドというもので、スクリュによって押し出された溶融樹脂流を分岐するヘッド部2a、ヘッド部2aから分岐した溶融樹脂流を下流させるダイ部2b、ダイ部2b下端のダイとコアとからなるリップ部2cを具備している。
The
図示を省略した前記パリソン切断装置は、ダイヘッド2のリップ部2cから垂下する筒状のパリソンの上端部を切断するものであり、電熱カッタを有するカッタホルダを備えている。
The parison cutting device (not shown) is for cutting the upper end of the cylindrical parison hanging from the
成形金型3は、図2に示すように、一対の割型3a,3bからなり、これら割型が筒状パリソンを挿入させて中空成形品Pを成形するため、各割型は図示を省略した2個並べた対応するキャビティを形成している。 As shown in FIG. 2, the molding die 3 is composed of a pair of split dies 3a and 3b, and since these split dies insert a tubular parison to form a hollow molded article P, each split die is not shown. The two corresponding cavities are formed side by side.
成形金型3は、付帯する電動機6aを備えた金型移動装置6によって、型締装置5と一体的に、2頭用ダイヘッド2の直下位置および吹込装置4の左右の吹込ノズル9,9の直下位置の間にて、水平方向に交互に往復動できるようになっている。
The molding die 3 is integrally formed with the
吹込装置4は、成形金型3の2個のキャビティそれぞれの上方にて、パリソン内に挿入して圧縮エアを吹き込む左右の吹込ノズル9およびこれらノズルを上昇・下降させる吹込ノズル駆動装置10を備えている。吹込ノズル駆動装置10は、図示を省略した制御部に接続された可変速タイプの吹込装置駆動用の電動機を具備している。
The blowing device 4 includes right and left
型締装置5は、開閉および型締の動作に際して割型3a,3bを駆動するものであり、これら割型をそれぞれ取付けて移動可能に所定間隔あけた前方プラテン11および後方プラテン12を、成形金型3のパーティングラインに接近・離反方向に同調して移動させるようになっている。図1,2中、符号13は、前方プラテン11を取付けた前方プラテン支持プレートである。
The
成形品取出装置7の取出スライドユニット7aは、型開き中に中空成形品Pを把持し、中空成形機外に搬送するものである。
The
成形条件設定装置20は、各種中空成形条件を入力するためのものであり、安全扉30に取付けられている。成形条件設定装置20は、成形条件入力用の操作用表示画面21を備えている。
The molding
かかる中空成形機における制御装置50は、図3に示すように、図1,2に示した押出機1のほか、ダイヘッド2、吹込装置4,型締装置5,金型移動装置6、成形品取出装置7等の駆動部の駆動制御を司るプログラマブル・ロジック・コントローラ(以下、このプログラマブル・ロジック・コントローラを「PLC」と略称する。)40をメインに備えている。このPLC40には、成形条件設定装置20の操作用表示画面21が電気的接続されている。PLC40はまた、インバータ42に電気的接続され、インバータ42に電気的接続された押出機1の駆動用モータ43を駆動するようになっている。さらに、PLC40は、図示を省略した温調計が接続されていて、押出機1やダイヘッド2の温度コントロールをできるようになっている。
As shown in FIG. 3, the
ここで、図1,2に示した押出機1は、通常運転時の押出モード(通常押出モード)とは別に、押出機1の昇温が完了した後、最初に押出機1を起動させたときに、過剰な樹脂圧力発生原因を未然に防止するための初回押出モードを自動的に実行する機能を有する。この押出機1の初回押出モードについても、通常運転時の押出モードと同様に、PLC40を主要素とする制御装置50からの指令に基づいて行われる。したがって、PLC40を主要素とする制御装置50は、上記通常押出モードを実行するための制御手段として機能するだけでなく、上記初回押出モードを実行するための制御手段としても機能する。なお、上記初回押出モードの詳細は後述する。
Here, the
PLC40には、押出機1の先端部に設けた樹脂圧力検出手段としての樹脂圧力計44が電気的接続されている。これにより、押出機1の先端部内の樹脂圧力を樹脂圧力計44が検出すると、その検出値がPLC40に伝達される。PLC40は樹脂圧力計44が検出した押出機1の先端部内の樹脂圧力を監視している。そして、上記初回押出モード時には、樹脂圧力計44が検出した樹脂圧力測定値(樹脂圧力検出値)と予め設定されている樹脂圧力上限値を比較し、樹脂圧力測定値が樹脂圧力上限値に達した場合は、PLC40からインバータ42に押出機1の停止信号が伝達される。すると、インバータ42は、事前に設定されている送り用スクリュの回転数の減少量に応じて、押出機1の駆動用モータ43および送り用スクリュの回転数を徐々に減少させて、最終的に停止させる。
The
このように構成された中空成形機では、通常運転時には、押出機1およびダイヘッド2を経た溶融樹脂は、ダイヘッド2から筒状パリソンとして押し出されて垂下する。垂下した筒状パリソンは開放した成形金型3内に収容され、型締装置5によって型締された状態のまま、金型移動装置6によって圧縮エアの吹込装置4の直下に移送される。吹込装置4は、吹込ノズル9を下降させて成形金型3に打ち込み、成形金型3内のパリソンに吹込ノズル9から圧縮エアを吹込み、膨張したパリソンを成形金型3に形成した図示を省略したキャビティに圧接させて成形品を成形する。そして成形金型3が開放した状態にて原位置であるダイヘッド2の直下に移動する一方、吹込ノズル9が成形品を吊り下げ、成形品取出装置7が吹込ノズル9から成形品Pを取出し、外部へ搬出する。なお、上記通常運転時の押出モード(通常押出モード)での樹脂圧力上限値および送り用スクリュの回転数は、当然のことながら、初回押出モードのものとは別に、制御装置50の記憶部に予め設定されている。
In the hollow molding machine configured as described above, during normal operation, the molten resin having passed through the
かかる通常運転を行う前に、押出機1にて上述の初回押出モードが自動的に実行されるようになっている。
Before performing such a normal operation, the above-mentioned first extrusion mode is automatically executed in the
上述の初回押出モードの実行のための制御装置50での処理手順は図4に示すフローチャートの通りである。すなわち、処理開始に際して、図示を省略した押出機運転ボタンを操作者が押すと(ステップS1)、図3に示した制御装置50では、押出機1のヒータの昇温完了後、送り用スクリュの設定回転数をNrに設定する(ステップS2)。次いで、押出機1を始動する(ステップS3)。なお、初回押出モードでの送り用スクリュの設定回転数Nrは制御装置50の記憶部に予め設定されているものであり、その詳細は後述する。
The processing procedure of the
先にも述べたように、押出機1の先端部内の樹脂圧力が樹脂圧力計44で検出されて、図3に示した制御装置50に取り込まれている。そこで、図3に示した制御装置50は、押出機1の先端部の樹脂圧力測定値が樹脂圧力上限値Pu未満か否かを判定する(ステップS4)。なお、樹脂圧力上限値Puは制御装置50の記憶部に予め設定されているものであり、その詳細は後述する。ステップS4にて「No」ならば、すなわち樹脂圧力測定値が樹脂圧力上限値Pu未満でなければ、樹脂圧力測定値が樹脂圧力上限値Pu以上であることにほかならず、成形条件設定装置20の操作用表示画面21に「警告」メッセージを表示して、押出機1のスクリュ回転を停止する(ステップS5)。
As described above, the resin pressure in the tip portion of the
このように、樹脂圧力測定値が樹脂圧力上限値Pu未満でない場合には、先に述べたように、ダイヘッド2内の樹脂流路が未溶融の樹脂により閉塞している可能性が高く、そのまま運転を続けると内部圧力が上昇し、例えばダイヘッド2の構成部材を締結しているボルトが伸びるなどして、ダイヘッド2の破損と樹脂漏れが発生する恐れがある。そのために、樹脂圧力測定値が樹脂圧力上限値Pu未満でない場合には、押出機1のスクリュ回転を停止するようにしているのである。
Thus, when the measured value of the resin pressure is not less than the resin pressure upper limit value Pu, as described above, there is a high possibility that the resin flow path in the
その一方、ステップS4での判定結果が「Yes」ならば、押出機1の始動から所定時間tl秒が経過するまで、ステップS4での判定を繰り返し行う(ステップS6)。なお、所定時間tl秒の詳細は後述する。 On the other hand, if the determination result in step S4 is "Yes", the determination in step S4 is repeated until the predetermined time t1 seconds have elapsed since the start of the extruder 1 (step S6). The details of the predetermined time tl seconds will be described later.
ステップS6での処理が完了すると、成形条件設定装置20の操作用表示画面21に「完了」メッセージおよび初回押出モードの「解除」ボタンを表示する(ステップS7)。
When the process in step S6 is completed, the "completion" message and the "cancel" button of the first extrusion mode are displayed on the
次いで、上記初回押出モードの「解除」ボタンを操作者が押圧操作すると、通常運転時の条件、すなわち押出機1の送り用スクリュの設定回転数および押出機1の先端部の樹脂圧力上限値を通常運転時の押出モード(通常押出モード)での設定値に自動移行させる(ステップS8)。なお、これらの通常運転時の設定値についても、制御装置50の記憶部に予め設定されているものであることは言うまでもない。
Then, when the operator depresses the "release" button of the first extrusion mode, the condition at the time of normal operation, that is, the set number of rotations of the feed screw of the
ステップS2での初回押出モードの送り用スクリュの設定回転数Nrは、次の数式(1)により算出されて制御装置50に予め記憶される。
The set number of revolutions Nr of the feed screw in the first extrusion mode in step S2 is calculated by the following equation (1) and stored in advance in the
Nr=Nmin+α‥‥(1)
ただし、数式(1)において、Nrは初回押出モードを実行する時の送り用スクリュの設定回転数を表わし、Nminは該当する中空成形機固有の送り用スクリュの最低回転数を表わす。また、αは成形に使用する合成樹脂材料の種別等に基づいて決まる回転数を表わす。この初回押出モードの送り用スクリュの設定回転数Nrは、通常モードでの送り用スクリュの設定回転数よりも小さい値である。
Nr = Nmin + α .... (1)
However, in the equation (1), Nr represents the set rotation speed of the feed screw when the first extrusion mode is performed, and Nmin represents the minimum rotation speed of the feed screw inherent to the corresponding hollow molding machine. In addition, α represents the number of rotations determined based on the type of synthetic resin material used for molding. The set number of revolutions Nr of the feed screw in the first extrusion mode is a value smaller than the set number of revolutions of the feed screw in the normal mode.
同様に、初回押出モードでの押出機1の先端部での樹脂圧力上限値Puは、次の数式(2)により算出されされて制御装置50に予め記憶される。
Similarly, the resin pressure upper limit value Pu at the tip of the
Pu=Pmax−P’×td‥‥(2)
ただし、数式(2)において、Puは初回押出モードを実行する時の押出機1の先端部での樹脂圧力上限値を表わし、Pmaxはダイヘッド2の最大耐圧を表わす。また、P’は事前に定まった樹脂圧力の増加速度を表わし、tdは次の数式(3)により算出される送り用スクリュの減速時間を表わす。
Pu = Pmax-P 'x td .... (2)
However, in Formula (2), Pu represents the resin pressure upper limit at the tip of the
td=Nr/Nd’‥‥(3)
ただし、数式(3)において、Nrは先に述べたように初回押出モードを実行する時の送り用スクリュの設定回転数を表わし、Nd’は押出機1の先端部での樹脂圧力が樹脂圧力上限値に達した直後に送り用スクリュが減速を始めてから停止するまでの単位時間当たりの送り用スクリュの回転数の減少量を表わす。このNd’の値は予め実験等により求める。
td = Nr / Nd '.... (3)
However, in Equation (3), Nr represents the set number of revolutions of the feed screw when executing the first extrusion mode as described above, and Nd ′ is the resin pressure at the tip of the
ステップS6での押出開始後の所定時間t1は、次の数式(4)を満足するものであって、制御装置50に予め記憶されている。
The predetermined time t1 after the start of extrusion in step S6 satisfies the following formula (4), and is stored in advance in the
t1>ts‥‥(4)
ただし、数式(4)において、tlは初回押出モードを実行する時の押出機始動後の所定時間を表わし、tsは押出機1の先端部での樹脂圧力が樹脂圧力上限値Puに到達するまでの時間であって、次の数式(5)により算出される時間を表わす。
t1> ts .... (4)
However, in the equation (4), tl represents a predetermined time after start-up of the extruder when the first extrusion mode is performed, and ts is until the resin pressure at the tip of the
ts=Pu/P’‥‥(5)
ただし、数式(5)において、Puは先に述べた樹脂圧力上限値を表わし、P’は同様に先に述べたように事前に定まった樹脂圧力の増加速度を表わす。
ts = Pu / P '... (5)
However, in Formula (5), Pu represents the resin pressure upper limit mentioned above, and P 'represents the increase rate of the resin pressure previously defined similarly as mentioned previously.
図5に示したグラフは、樹脂未溶融状態にて押出機1から樹脂を押し出す実験を行った場合の結果を示し、縦軸を樹脂圧力および回転数とし、横軸を時間としたものを表わす。測定は、スクリュ径55mm、ダイヘッドは図2の2頭用ダイヘッド2と同様のものを用いた。押出機1及びダイヘッド2内には合成樹脂としてHDPE(高密度ポリエチレン、MI=0.35g/10min、融点133℃)を予め充満させ、押出機1は180℃、ダイヘッド2は123℃に昇温し、回転数は35rpm、樹脂圧力上限値は35MPaとした。
The graph shown in FIG. 5 shows the result of an experiment in which the resin was extruded from the
図5では、実線が樹脂圧力測定値の推移を、点線がスクリュ回転数の推移を、破線が樹脂圧力上限値(35MPa)をそれぞれ表している。 In FIG. 5, the solid line indicates the transition of the measured resin pressure value, the dotted line indicates the transition of the screw rotation speed, and the broken line indicates the resin pressure upper limit value (35 MPa).
まず、押出機1の始動とともに、スクリュ回転数が所定の設定回転数に至るまで所定の加速度で増加していく(図中N1→N2)。なお、図5では、N1,N2‥等の符号の数字部分のみを○囲み符号で表示していて、このことは以降のP1,P2‥等の符号についても同様である。
First, as the
送り用スクリュによって、合成樹脂がダイヘッド2の内部に送り込まれることにより、少し遅れて樹脂圧力測定値が増加していく(P1→P2)。
When the synthetic resin is fed into the
ダイヘッド2の内部の合成樹脂は未溶融状態であるため、ダイヘッド2の内部の樹脂流路で未溶融樹脂による閉塞が起こり、樹脂圧力測定値は上昇を続け、樹脂圧力上限値に到達する(P2)。
Since the synthetic resin inside the
この際、図4のステップS5で示される通り、送り用スクリュの停止処理が開示され、スクリュ回転数は所定の減速度に従って減速していく(N2→N3)が、この間にも送り用スクリュは回転しているために、樹脂圧力測定値は樹脂圧力上限値を超過して増加を続ける(P2→P3)。 At this time, as shown in step S5 of FIG. 4, the stopping process of the feeding screw is disclosed, and the screw rotation speed is decelerated according to a predetermined deceleration (N2 → N3), but the feeding screw is also during this Because it is rotating, the resin pressure measurement value continues to increase exceeding the resin pressure upper limit (P2 → P3).
最終的にスクリュ回転が完全に停止(N3)した後、樹脂圧力は押出機1側への樹脂の逆流などによって徐々に減少していく(P3→P4)。
Finally, after the screw rotation is completely stopped (N3), the resin pressure gradually decreases due to the backflow of the resin to the
図5のグラフから明らかなように、ダイヘッド2の内部の樹脂が未溶融である際の、測定条件下における樹脂圧力測定値の推移を読み取ることができ、初回押出モードにおける送り用スクリュの設定回転数Nr、樹脂圧力上限値Pu、時間t1の決定に役立てることができる。
As apparent from the graph of FIG. 5, it is possible to read the transition of the resin pressure measurement value under measurement conditions when the resin inside the
特に樹脂圧力測定値の増加速度P’を得ることで、先の数式(2)〜(5)によって、各値をより適切に決定することができる。 In particular, each value can be determined more appropriately by the above-mentioned mathematical expressions (2) to (5) by obtaining the increasing speed P ′ of the measured value of the resin pressure.
このように本実施の形態の中空成形機によれば、押出機1の昇温が完了した後、最初に押出機1を起動させたときに、通常運転時の押出モード(通常押出モード)に先行して、初回押出モードを自動的に実行することで、過剰な樹脂圧力発生原因を排除することができるようになる。
As described above, according to the hollow molding machine of the present embodiment, when the
1…押出機
2…ダイヘッド
20…成形条件設定装置
21…操作用表示画面
40…プログラマブル・ロジック・コントローラ(PLC)
43…押出機モータ
44…樹脂圧力計(樹脂圧力検出手段)
50…制御装置(制御手段)
1 ...
43: Extruder motor 44: Resin pressure gauge (resin pressure detection means)
50: Control device (control means)
Claims (5)
前記押出機の昇温が完了した後の前記押出機の起動時に、通常押出モードでの押出に先立って、初回押出モードでの押出を実行する制御手段を具備し、
前記初回押出モードでは、
前記押出機による合成樹脂の押出開始後の所定時間内の前記送り用スクリュの回転数を少なくとも前記通常押出モードよりも低い回転数に制限すると共に、
前記押出機の先端部内の樹脂圧力を所定値以下になるよう制限することを特徴とする中空成形機。 In a hollow molding machine equipped with an extruder which melts a synthetic resin and feeds it to a die head by means of a feed screw,
Control means for performing extrusion in the first extrusion mode prior to extrusion in the normal extrusion mode when starting up the extruder after the temperature rise of the extruder is completed,
In the first extrusion mode,
The number of revolutions of the feeding screw within a predetermined time after the start of extrusion of the synthetic resin by the extruder is limited to at least a number of revolutions lower than that of the normal extrusion mode.
A hollow molding machine characterized in that the resin pressure in the tip of the extruder is limited to a predetermined value or less.
前記初回押出モードにおける前記押出機の先端部内の樹脂圧力上限値が予め設定されていて、
前記検出手段による樹脂圧力検出値が前記樹脂圧力上限値に達した場合に、前記送り用スクリュの回転を停止するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の中空成形機。 And a detection means for detecting the resin pressure in the tip of the extruder.
The resin pressure upper limit value in the tip of the extruder in the first extrusion mode is set in advance,
The hollow molding machine according to claim 1, wherein when the resin pressure detection value by the detection means reaches the resin pressure upper limit value, the rotation of the feed screw is stopped.
Nr=Nmin+α‥‥(1)
ただし、Nrは前記初回押出モードを実行する時の前記送り用スクリュの回転数、Nminは該当する中空成形機固有の前記送り用スクリュの最低回転数、αは成形に使用する合成樹脂材料に基づいて決まる回転数である。 The hollow molding machine according to claim 2, wherein the number of rotations of the feeding screw in the first extrusion mode is calculated by the following equation (1).
Nr = Nmin + α .... (1)
However, Nr is the number of rotations of the feeding screw when executing the first extrusion mode, Nmin is the minimum number of rotations of the feeding screw specific to the corresponding hollow molding machine, and α is based on the synthetic resin material used for molding It is the number of revolutions determined by
Pu=Pmax−P’×td‥‥(2)
ただし、Puは前記初回押出モードを実行する時の前記押出機の先端部の樹脂圧力上限値、Pmaxは前記ダイヘッドの最大耐圧、P’は事前に定まった樹脂圧力の増加速度、tdは次の数式(3)により算出される前記送り用スクリュの減速時間である。
td=Nr/Nd’‥‥(3)
ただし、Nrは前記初回押出モードを実行する時の前記送り用スクリュの回転数、Nd’は前記押出機の先端部の樹脂圧力が前記樹脂圧力上限値に達した直後に前記送り用スクリュが減速を始めてから停止するまでの単位時間当たりの当該送り用スクリュの回転数の減少量である。 The hollow molding machine according to claim 2 or 3, wherein the resin pressure upper limit value is calculated by the following equation (2).
Pu = Pmax-P 'x td .... (2)
However, Pu is the resin pressure upper limit value at the tip of the extruder when executing the first extrusion mode, Pmax is the maximum pressure resistance of the die head, P 'is the rate of increase in resin pressure determined in advance, td is the next It is the deceleration time of the said screw for a screw calculated by Numerical formula (3).
td = Nr / Nd '.... (3)
However, Nr is the number of revolutions of the feeding screw when executing the first extrusion mode, and Nd 'is that the feeding screw is decelerated immediately after the resin pressure at the tip of the extruder reaches the resin pressure upper limit value. The amount of decrease in the number of rotations of the feeding screw per unit time from the start to the stop.
tl>ts‥‥(4)
ただし、tlは前記初回押出モードを実行する時の所定時間、tsは前記ダイヘッド内の樹脂が流動可能ではなかった場合に前記押出機の先端部内の前記樹脂圧力上限値に到達するまでの時間であって、次の数式(5)により算出される時間である。
ts=Pu/P’‥‥(5)
ただし、Puは前記初回押出モードを実行する時の前記押出機の先端部の樹脂圧力上限値、P’は事前に定まった樹脂圧力の増加速度である。 The hollow molding machine according to any one of claims 2 to 4, wherein the predetermined time after the start of the extrusion satisfies the following formula (4).
tl> ts .... (4)
However, tl is a predetermined time when executing the first extrusion mode, and ts is a time until the resin pressure upper limit value in the tip of the extruder is reached when the resin in the die head is not flowable. This time is calculated by the following equation (5).
ts = Pu / P '... (5)
Where Pu is the resin pressure upper limit value of the tip of the extruder when the first extrusion mode is performed, and P 'is the rate of increase of the resin pressure determined in advance.
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