JP2894786B2 - 出口を持つ容器内の少なくとも２つの成分から成る流動性材料の混合物のレベルを調整する方法 - Google Patents

出口を持つ容器内の少なくとも２つの成分から成る流動性材料の混合物のレベルを調整する方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、少なくとも２つの成分を持つ流動性材料を
出口を持つ容器内でレベル調整する方法に関し、特に、
レベルを少なくとも１つの成分の添加速度を制御する少
なくとも１つの感知装置によって検出する押出機の送り
ホッパ内のレベルを調整する方法に関する。
多数の混合方法では、特に、押出機の送りホッパにプ
ラスチック粒体を充填することに関して、連続して、一
般に中断しないで容器から材料を取り出すにもかかわら
ず、できるだけ最小の変動で、容器またはホッパ内の平
均レベルを一定に維持するような量で、材料を供給する
必要がある。
したがって、本発明の目的は、材料を中断なしで取り
出すにもかかわらず、ホッパまたは別の容器内の平均レ
ベルが少なくとも最小の変動しか受けず、維持されるよ
うな、前述した形式の調整方法を提供することにある。
前述の特定の形式の方法の下で、この目的は本発明に
従って達成される。その理由は、少なくとも１つの成分
を特殊な保持容器から成分を取り出す計量送りねじを経
てホッパまたは別の容器に供給し、ねじのモータを感知
装置の信号に基づいて制御し、ホッパ内のレベルを平均
レベルに対応させ、または、もし平均レベルからの変動
があれば、モータの回転速度の最小の変更で再び平均レ
ベルに対応させるからである。
もしホッパまたは別の容器に供給容器から成分を取り
出す計量送りねじを経て少なくとも２つの成分を供給す
るならば、レベルに対応するように変更されるあらゆる
速度で、モータは混合比に対応する一定の速度比で作動
する。この特徴により、回転速度比に基づいて、モータ
の回転速度の比によって決められる混合比が、たとえモ
ータがレベルを変更するため異なった速度で作動すると
しても、同一のままであることが確保される。
調整のプロセス中回転速度の急激な変化を避けて平均
レベルに達するため、計量ねじを駆動するモータの速度
の変更は、好ましくは、ほぼ一定の加速度で行われる。
説明した混合方法では、規則的な時間間隔で、所望の
混合比を実際に達成したかを知るために検査する必要が
あるかもしれない。
ホッパまたは別の容器に供給される成分の正確な混合
比を検査するために、本発明のさらに別な可能な特徴が
あり、それによると、成分がある期間の間計量容器に入
れられる。この測定動作を行うのを可能にするするた
め、計量ねじから容器に、または押出機のホッパに延び
るダクトには、計量容器に至り、かつ枝ダクトを遮断す
る自動作動式すべり弁を有する枝ダクトが設けられても
よい。本発明の計量方法により、たとえ設備が作動して
いるときでも複数の成分間の混合比を正確にモニタでき
る。この点に関して、計量時間は、十分長い期間をもつ
が、全体としては、計量時間中にホッパまたは別の容器
が空にならないことを保証し、また、平均レベルからの
変動を回転速度の何らの急激な変動なく説明した調整方
法に従って平均レベルに戻すことを保証する程度に十分
短いものである。
もしレベルの低下がある場合には、センサの出力信号
により速度を一定に増加させて混合すべき成分の供給の
速度を増加させ、一方、もしレベルの上昇がある場合に
は、速度の一定の減少があるように、平均レベルがセン
サによって検出されることが好ましい。
レベルは異なったレベルに設けられた複数のセンサに
よって検出されてもよく、センサからの信号は計量ねじ
のモータの回転速度の異なったステップに対応する。
本発明のさらに別の特徴によると、レベル変更時間が
上部基準点と下部基準点の間で測定され、平均レベルを
維持するため計量ねじの回転速度がその時間から計算さ
れる。
さらに、計量ねじのモータの回転速度が押出機ねじの
速度に比例するように変更されるが、押出機ねじの変更
した回転速度による送りホッパからの材料の取り出し速
度の変更が送りホッパ内の平均レベルの変更を生じさせ
ないことが都合がよい。
熱可塑性材料の平らなウェブの製造の場合、平らな押
出成形シートのエッジは通常両側でトリミングされ、次
に廃棄物として生成されたエッジ片がチョッパに供給さ
れて、その中で細断される。次に、細断されたエッジ片
はブロワによってチョッパから押出機に供給され、押出
機で、エッジ片は粒体と混合される。混合物の成分は、
均一な成分を押し出すため成分間の比に関してできるだ
け一定に保たれるべきであり、時間の経過中成分はでき
るだけ少ない変化しか受けないようにすべきである。
先行技術の押出設備の例を図面の第１図を参照して説
明する。この設備では、粒体及び細断したエッジ片は押
出した平らなシートに変換される。従来の押出機１の送
り（供給）ねじは駆動モータ２によって駆動される。
スロットダイ３から押し出された平らなウェブ４は冷
却ロール５及び曲げロール６を通ってトリミング装置７
に行く。平らなウェブ４、即ち、シート、の両側から分
離されたエッジ片はチョッパ９に進み、それからブロワ
10及び押出機１の送りホッパに戻すチューブ11に進む。
図面からわかるように、ホッパ12は円筒形頸部材13を経
て押出機に恒久的に連結されている。この頸部材13に
は、押出機内で溶融しようとする材料のレベルに応答す
るように、或る間隔を設けて２つのセンサ14及び15が取
り付けられている。既に述べたように、この材料はわず
かな端数の細断したエッジトリミング屑を含んでいる。
はるかに大部分の材料は粒体の形態であり、１つの材料
の粒体は主ホッパに連結された計量ホッパ16を経て供給
され、別の種類の粒体は計量ホッパ17を経て供給され、
後者のホッパはやはりホッパ12に連結さている。供給
は、モータ20及び21によってそれぞれ駆動される計量ね
じ18及び19による。主駆動モータ２並びにモータ20及び
21の両方から調整装置25に至る制御ライン22、23及び24
があり、これらの制御ラインによって、モータ20及び21
が駆動モータ２に依存した仕方で制御される。即ち、駆
動モータ２の速度が速くなればなるほど、計量ホッパ16
及び17のモータ20及び21の速度を一層速い速度で運転す
るように、押出機１が高出力速度で作動される。既に述
べたように、円筒形頸部材13のレベルはセンサ14及び15
によって制御される。この制御は、センサ15が製品を検
出するまで、計量ホッパ16及び17を経て、粒体及び細断
したエッジトリミング屑が押出機１の入力速度より速い
増大した製造速度で供給される。このとき、頸部材13内
の材料がセンサ14で検出される高さまで沈むまでは計量
ホッパ16及び17の２つのモータ20及び21は止められる。
しかし、この時間中、細断したエッジトリミング屑はダ
クト11を経て連続して供給される。このことは、短時
間、押出機１には専ら細断したエッジトリミング屑しか
供給されないことを意味する。しかしながら、押出機に
この詰まってないエッジ材料を供給することにより、押
出機内の圧力変動と材料の送出が生じる。この圧力変動
と材料の送出により押出された平らなウェブに目立つ筋
が現れる。
したがって、本発明の目的は、ほぼ同一の速度で１つ
の成分を供給しかつレベルに応じて変化する速度で別の
成分を供給するのにもかかわらず、すべての使用される
成分の混合比が或る期間にわたってほぼ一定のままであ
る方法を提供することにある。
この目的を達成するために、本発明では、少なくとも
１つの成分は、容器にほぼ連続して供給されるか、また
は押出された平らなフィルムの分割したエッジトリミン
グ屑または細断したエッジ片と供に押出機の送りホッパ
に連続して供給され、混合用の付加された別の成分は、
平均レベルを達成するため、前述したような方法に従っ
て調整される。
この点に関して、連続して供給された成分または連続
して供給されたエッジトリミング屑に加えて、１つの成
分、または少なくとも２つの別の成分を可変速度で一定
の混合比で加えることができる。
本発明の方法では、少なくとも１つの別の成分の供給
速度は、センサが平均レベル以下に減少したレベルを検
出するとき供給速度をわずかに増大し、そのレベルが平
均レベルを越える値に達するまで容器または容器の一部
を一層速い速度で再び充填するように、平均レベルを中
心に変動する。次いで、センサからのそれぞれの信号に
応答して、供給速度は、そのレベルを再び平均レベル以
下に下げるように、連続して減少され、センサからのそ
れぞれの信号に応答して、供給速度は再び増大させられ
る。このように、本発明による方法は、供給された成分
間の混合比を厳密に関連する程度まで変更することな
く、容器の充填調整を行う。
もし成分の混合比が例えば細断したエッジトリミング
屑に加えられるならば、連続して供給される材料の供給
は、計量期間中、中断されることが好ましい。
本発明の実施例を図面を参照して以下に説明する。
第２図で示す設備では、計量送りねじ18′及び19′に
は遮断すべり弁30及び31が取付られており、これらのす
べり弁は、その閉じた位置で、粒体を送りホッパ12′に
送る代わりに容器32及び33に送るように設計されてい
る。これらの遮断すべり弁30及び31は、例えば、２時間
間隔で交互に、または粒体の変更後に、制御ライン34及
び35を介して調整装置25′によって作動され、同時に、
30秒の間で計量ねじ18′及び19′によって供給された粒
体を容器32及び33に入れるように、30秒の間作動され
る。その後、操作者は、設備を停止させる必要なしに、
容器32及び33中の材料を参照して処理量の厳密な割合を
確認してもよい。サンプルの採取中に粒体と細断したエ
ッジトリミング屑の間の混合比が変更するのを防止する
ため、トリミング屑が２方弁によって向きを変えられ、
粒体が容器32及び33に入る期間中、例えば、吊るされた
バッグ37に供給される。サンプルの採取のため、調整装
置25′を作動して円筒形頸部材13′内の材料のレベルを
アラームセンサ29まで上昇させることができ、その結
果、押出機をサンプルの採取中供給状態に保つのに十分
な材料が頸部材13′内にあることを確認してもよい。セ
ンサ26、28、29はいわゆる容量形センサであり、その感
度は、センサを頸部材13′内の静止した柱状の材料にだ
け応答し、頸部材13′中に流入したり、落下したりする
材料には応答しないように、ポテンショメータを用いて
設定できる。
センサ28及び29は、最大許容レベルを検出し、アラー
ム信号を発生できるセンサである。第２図を参照して説
明した方法では、モータ20′及び21′はオン及びオフで
切替えられないが、計量ねじ18′及び19′からの供給速
度を交互にわずかに増減させるように、それらの速度が
変えられる。円筒形頸部分13′内の充填レベルは容量形
センサの付近で変動する。このため、押出機１′に供給
される材料の混合比は実用上一定のままである。
別の充填レベル調整方法を第３図を参照して説明す
る。粒体は２つの計量ホッパ102′及び103′からそれぞ
れの送りねじ104′及び105′を経て主ホッパ101′に送
られ、これらの送りねじは２つのモータ106′及び107′
によって駆動される。第３図からわかるように、主ホッ
パ101′は、すべてで６つの起動器（全体で109′で示
す）が取り付けられた頸部材を有する。粒体は従来通り
流入し、頸部材108′を出て押出器110′に入る。この押
出器は実質的に一定の回転速度で作動される。すべての
起動器109′は制御装置111′と接続されており、この制
御装置によってモータ106′及び107′の速度が制御され
る。この制御を有効にするために、準備として、モータ
106′及び107′の速度比が使用する計量ねじ112′及び1
13′に適した混合比に対応する或る比になるように、モ
ータ106′及び107′に関連するポテンショメータ112′
及び113′を設定する必要がある。ポテンショメータ11
2′及び113′のこの準備設定が行われたとき、作動の初
期に、最初、頸部材108′はモータ106′及び107′を用
いて充填され、その結果、レベルが上部起動器に達して
（オフにするため）、この起動器がモータ106′及び10
7′を完全に停止させる。次に、レベルが第２起動器（2
0％）に達する程度に、押出器110′が頸部材108′から
材料を引き出すと、直ぐモータ106′及び107′は、ポテ
ンショメータ112′及び113′によって設定された最大速
度の20％に相当する速度で作動されるように、オンされ
る。もしこの速度が頸部材中のレベルを減少させること
なく十分な材料を押出器110′に連続して供給するのに
十分ならば、モータ106′及び107′はこの速度で作動さ
れる。しかしながら、もし頸部材中のレベルがさらに減
少するならば、最初に、下方に数えて３番目の起動器
（40％）に達し、このとき、モータ106′及び107′の速
度はポテンショメータ112′及び113′によって設定され
た最大速度の40％に増大される。もしこの速度が速すぎ
るならば、頸部材中のレベルは再び上昇し、上から数え
て２番目の起動器（20％）に達する。言い換えると、こ
のことは、モータ106′及び107′の速度が絶えずポテン
ショメータ112′及び113′に設定された最大値の20％ま
たは40％のいずれかであることを意味する。したがっ
て、モータ106′及び107′の速度は多くとも20％だけ変
化する。６つの起動器の代わりに、速度変更のステップ
をさらに細かくするように、任意の所望の数の起動器を
有してもよい。しかしながら、いずれにしても、最高の
速度で（ポテンショメータ112′及び113′によって設定
された速度の100％に等しい）、２つのモータ106′及び
107′が押出機110′によって処理される以上の材料を連
続して供給することを確保する必要がある。
さらに、第３図からわかるように、各送りねじ104′
及び105′は、送りねじ104′及び105′によって供給さ
れる粒体の流れを主ホッパ101′または出口114′及び11
5′に選択的に供給できるように、２つのすべり弁が取
り付けられた出口114′及び115′を有する。このこと
は、作動中、或る期間中粒体を同期させて計量ポット11
6′及び117′に供給するように、粒体の流れの向きを所
定の時間間隔で、または不規則な時間間隔で変えてもよ
いことを意味する。この段階では、混合比は、送りねじ
がサンプル採取時に適用された回転速度で引き続き作動
しているので、影響を受けない。採取された２つの粒体
のサンプルは比重混合比を確認するのに用いられ、もし
その比が意図した値に合わないならば、ねじ104′及び1
05′の速度比がポテンショメータ112′及び113′を用い
て適当に調節される。
押出機110′が作動しているか否かにかかわらず、絶
対的な一定速度ステップで行う第３図に示すようなレベ
ルの調節に対して、第４図は、モータ106′及び107′が
押出機110′の速度に依存するように作動される。即
ち、押出機110′が作動すると、直ぐ計量ねじも作動す
る制御装置を示す。この目的のため、速度計用発電機11
8′が押出機110′と制御装置111′とに接続されてい
る。制御装置111′はまた４つの起動器109′に接続され
ている。これらの起動器を介してモータ106′及び107′
の速度が増減されるが、この速度変更は常に同一速度ス
テップ内になければならない。これらの速度ステップ
は、実際には、第４図の実施例では、押出機110′が作
動される回転速度に基づくものである。例を挙げると、
もし押出機110′がその最大速度の50％で作動されるだ
けならば、計量モータ106′及び107′はポテンショメー
タ112′及び113′によって予め設定した最大速度の50％
で平均して作動されるだけでよい。計量モータ106′及
び107′のこの平均速度は図示の４つの起動器によって
検出されるレベルと乗算される。速度計用発電機118′
によって制御装置111′に供給される押出機のガイド値
はそれぞれのレベルの高さと乗算されて計量モータ10
6′及び107′に対してガイド値を与える。
第５図は、たった２つの起動器が頸部材101′に設け
られた設備を示す。これらの起動器は調整器に接続され
ており、調整器は、最初にレベルが上部起動器から下部
起動器に低下する時間を測定し、次にレベルが下部起動
器から上部起動器に上昇する時間を測定する。ガイド値
はこれらの時間を考慮して変更され、モータ106′及び1
07′の回転速度は、充填レベルを極めて遅い速度で上下
させるように、調整される。したがって、それぞれ上部
及び下部起動器によって作動される２つのガイド値があ
る。このような方法の調整に加えて、押出機110′の速
度は、もし押出機の速度の急激な増加があると、計量モ
ータ106′及び107′の速度を２つのガイド値の適用によ
ってその何％かを増加させるように、モニタされる。こ
のことは、明らかに、押出機110′の回転速度の急激な
低下にも同様に適用できる。
サンプル採取のために、計量ポンプ106′及び107′の
速度は、採取されたサンプルから、一方では比重混合比
を知り、他方では問題の材料の瞬間生産量を知ることが
できるように、２つのガイド値の平均値を恒久的に設定
される。このことは、サンプル採取が或る時間にわたり
行われ、この時間と採取したサンプルの重量から瞬間生
産量を計算できるので、可能である。本発明の方法によ
り、計量ポンプのモータを短時間にオンに、またはオフ
に切り替えることによって混合比の変動が生じるのを防
止できる。もし、例えば１つの計量ねじが１時間当たり
330kgの速度で給送し、別の１つが１時間当たり3kgで給
送するならば、回転部分の異なった慣性量のため、２つ
のねじは反応するのに異なった時間がかかる恐れがあ
り、このため異なった混合比となる恐れがある。同じ理
由から、２つのねじは作業速度にまで達するのに異なっ
た時間がかかり、このような時間がやはり混合比に影響
する恐れがある。説明した調整方法のため、計量ねじが
完全に停止され、それから再び始動されると、そのよう
な変動を避けることができる。
もし、第２図の実施例に示すように、平均充填レベル
を検出するたった１つのセンサ26がある場合には、レベ
ルのオーバシュートを避けるため適当なステップを採用
する必要がある。
本発明によると、計量ねじのモータが短い時間内で速
度変動を受けるだけであり、その結果、平均充填レベル
からの突然の変動は存在しない。本発明による調整方法
により、計量ねじが押出機に直接成分を供給することな
く緩衝貯蔵手段を経て供給することが予想できる。この
緩衝貯蔵手段は、さらに、緩衝貯蔵手段を一時空にして
製造を中断することなく、計量ねじからの材料の流れか
らサンプルを抽出できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の設備の概略図である。 第２図は、熱可塑性材料から平らな押出成形フィルムを
製造するための設備の概略図である。 第３図は、充填レベルを調整するための変形した方法に
関連する、第２図と同様な図である。 第４図は、充填レベルを調整するための第３方法を示
す、第２図及び第３図と同様な図である。 第５図は、充填レベルを調整するための第４方法を含
む、第２図乃至第４図と同様な図である。 １′…押出機、２′…駆動モータ、12′…ホッパ、1
8′、19′…計量ねじ。
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 9/00 B29C 47/92 B29C 31/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】押出機に連なる放出出口を備えた容器内の
    平均充填レベルを調整する方法であって、少なくとも２
    種の成分を、前記容器内で所望の割合で混合するため、
    計量送りねじを介して、供給容器から供給し、細断され
    たエッジ片を、前記容器に実質的に連続して供給し、前
    記容器内の混合物のレベルを少なくとも１つのセンサに
    よって検出し、前記１つのセンサからの信号に応答して
    制御されるモータを備えた前記計量送りねじによって、
    第２の容器から前記容器への少なくとも１種の成分の供
    給速度を、前記容器内の前記混合物のレベルが平均充填
    レベルと対応するように制御し、前記平均充填レベルか
    らの変動がある場合には、前記計量送りねじの前記モー
    タの回転速度の最小変化で、前記平均充填レベルに戻る
    ように制御し、一定の混合割合に対応する回転速度比
    で、前記平均充填レベルからの変動量にしたがって変化
    された速度で、前記計量送りねじのモータを駆動し、所
    定時間にわたり、前記少なくとも２種の成分をそれぞれ
    の測定容器内に導入することによって測定し、前記所定
    の時間にわたる前記少なくとも２種の成分のそれぞれの
    測定容器内への導入時に、前記容器への前記細断された
    エッジ片の連続供給の向きを変え、前記所定時間以外
    は、前記細断されたエッジ片を、前記容器へ連続的に供
    給することを特徴とする平均充填レベルの調整方法。
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