JP3212649B2 - 樹脂温度調整式tダイの樹脂流量分布制御方法 - Google Patents
樹脂温度調整式tダイの樹脂流量分布制御方法Info
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- B29C2948/92904—Die; Nozzle zone
Description
ダイの樹脂流量分布制御方法に関する。
して、溶融樹脂の温度を制御する方式が、殊に溶融樹脂
粘度の温度依存度が高い樹脂、例えばPMMA,PC,
PET等に対して広く採用されるに至っている。
説明すると、図5および図6に示すように、溶融樹脂
は、Tダイ10のダイ本体12を横方向に延在するマニ
ホルド14から、ダイランド16内を縦方向にダイリッ
プ18へ向けて、複数のレーン24より押出される。こ
こで、ダイ本体12内には、ダイリップ18を挾んでそ
の両側に複数のセグメントヒータ20が幅方向に所定間
隔で配置されている。なお、参照符号22は、ダイ本体
12の部分を加熱、保温する別の加熱部である。従っ
て、このような制御方法によれば、所定のヒータ20を
制御することにより、溶融樹脂がダイランド16内にお
いて幅方向に所定の温度すなわち所定の粘度に調整され
るので、前述したようにたとえ温度依存度の高い粘度の
樹脂に対しても、シート厚さプロファイルを容易に制御
することができる。また、付言すると、この種の制御方
法は、リップ隙間制御方式におけるような機械的機構を
必要としない利点を併せ有する。
た従来の制御方法は、以下に述べるような基本的な難点
を有していた。
ヒータがダイランドおよびダイリップ近傍の局所に集中
して配置されていることから、薄物から厚物シートまで
適用可能ということにはならず、溶融樹脂温度の調整限
界(範囲)が狭められる難点を本質的に有していた。次
に、前記ヒータとは別に、ダイ本体用の加熱部を更に必
要とすることから、電気加熱配線を含めて構造が複雑と
なり、コストが上昇する欠点を有していた。
調整範囲を大きく設定することができると共に、比較的
簡単に構成することができる樹脂温度調整式Tダイの樹
脂流量分布制御方法を提供することにある。
に、本発明に係る樹脂温度調整式Tダイの樹脂流量分布
制御方法は、押出機等から供給される溶融樹脂を一旦蓄
積し、幅方向に拡げるマニホルドと、それに続く平坦な
ダイランドおよびダイランドの下流にあり、溶融樹脂を
シート状に押出すリップ隙間を有するTダイの幅方向に
前記マニホルドおよびダイランドに沿って複数個のヒー
タを設け、該ヒータを別々に温度制御してダイ内の溶融
樹脂の粘度を調整し、リップ隙間から吐出されるシート
等の厚さあるいはバンク量プロファイルを制御する樹脂
温度調整式自動Tダイの樹脂流量分布制御方法におい
て、リップ隙間を幅方向に複数n個のヒータ、レーンに
分割し、ヒータ側制御は、第1工程として、各レーンの
シート厚さプロファイルもしくはバンク量プロファイル
の偏差から各レーンの目標設定樹脂流量qiの必要樹脂
流量変化量Δqi(i=1,2,…n)を設定し、この
必要樹脂流量変化量Δqiから、次式(3)
樹脂温度tiの必要樹脂温度変化量 b:溶融樹脂粘度の温度係数 Δqi:i番目のレーンの目標設定樹脂流量qiに対す
る必要樹脂流量変化量 を演算することにより必要樹脂温度変化量Δtiを設定
し、次いで、この必要樹脂温度変化量Δtiから、次式
(4)
ヒータ温度Tjに対する必要ヒータ温度変化量 αij=Δti/ΔTj、すなわちi番目のレーンの必
要樹脂温度変化量Δtiのj番目のヒータの必要ヒータ
温度変化量ΔTjに対する比例定数(干渉係数) C:溶融樹脂の比熱 q:樹脂流量 を演算することにより必要ヒータ温度変化量ΔTiを設
定するマスタ制御ループと、第2工程として、前記必要
ヒータ温度変化量ΔTiに基づき、それぞれのヒータを
制御するスレーブ制御ループとからなるマルチカスケー
ド制御システムにより構成することを特徴とする。
縦方向に延在する単一のヒータから構成され、ヒータに
よる干渉効果を考慮した制御が行われる。従って、溶融
樹脂温度の調整範囲が大きく設定可能となると共に、電
気加熱配線を含む全体的構成が簡単化される。
樹脂流量分布制御方法のバンク量プロファイル制御の場
合の一実施例につき、添付図面を参照しながら以下詳細
に説明する。なお、説明の便宜上、図5および図6に示
す従来の構造と同一の構成部分には同一の参照符号を付
し、その詳細な説明は省略する。
は、図5および図6に示す従来の構造と同一である。す
なわち、Tダイ10に供給された溶融樹脂はマニホルド
14からダイランド16内を縦方向にダイリップ18へ
向けて複数列(図示例では5列)のレーン24i(i=
1,…n)から押出されるように構成されている。
加熱しかつ温度調整する単一のセグメントヒータ30i
(i=1,…n)が、各レーン24iに対してダイ本体
12からダイリップ18へ向けて連続して設けられる。
従って、本発明においては、マニホルド14(干渉部
分)を流下する溶融樹脂は、最上流側レーン24−1へ
押出されるものを除き、順次上流側ヒータ30iによっ
て加熱された後、すなわち干渉効果を受けた後、それぞ
れのレーン24iへ押出される。そこで、本発明におけ
る各ヒータ30iは前記干渉効果を考慮して制御する。
以下、この制御方法について詳細に説明する。
示す。なお、この図3において、押出し機32から押出
される溶融樹脂は、Tダイ10および引取機34を経て
シート36に形成され、その後厚さ測定装置38を経て
巻取機40に巻取られる。各ヒータ30iに対して、そ
の必要加熱温度変化量ΔTiを設定するマスタ制御ルー
プS1 と、必要加熱変化量ΔPiを設定するスレーブ制
御ループS2 とからなるマルチカスケード制御システム
が構築される。
34に設けられるバンクセンサ42(もしくはシート厚
さプロファイルセンサ38)の出力信号から設定される
制御偏差、すなわち各レーン24iに対して予め設定さ
れている溶融樹脂の目標設定流量qiの必要樹脂流量変
化量Δqiに基づき、CPU46において、次式(5)
樹脂温度tiの必要樹脂温度変化量 b:溶融樹脂粘度の温度係数 Δqi:i番目のレーンの目標設定樹脂流量qiに対す
る必要樹脂流量変化量 が演算されて、各レーン24iの溶融樹脂の必要温度変
化量Δtiが設定され、次いでこれに基づき次式(6)
ヒータ温度Tjに対する必要ヒータ温度変化量 αij=Δti/ΔTj、すなわちi番目のレーンの必
要樹脂温度変化量Δtiのj番目のヒータの必要ヒータ
温度変化量ΔTjに対する比例定数(干渉係数) C:溶融樹脂の比熱 q:樹脂流量 が演算されて、各ヒータ30iの必要ヒータ温度変化量
ΔTiが設定される。なお、この場合、前記必要ヒータ
温度変化量ΔTiに基づき次式(7) ΔPi=ΔTi/λ …… (7) 但し、ΔPi:i番目のヒータの目標設定加熱量Piに
対する必要加熱量変化量 λ:比例定数 を演算して、各ヒータ30iの必要加熱変化量ΔPiを
併せて設定すれば好適である。
iの干渉部分と非干渉部分(図2参照)における長さ
(加熱面積)の配分から、両部分に対する加熱量分配率
を設定することにより推定的に算出するか、ステップ応
答法などによって実験的に固定するか、あるいは成形運
転中の入出力データ基づく相関係数から統計的に設定す
ることができる。そして、この定数αijは、前記式
(5)、(6)、(7)における温度係数b、比熱Cお
よび比例定数λと共にメモリ46に入力し記憶させる。
は、マスタ制御ループS1 から入力される前記必要ヒー
タ温度変化量ΔTiおよび必要加熱変化量ΔPiに基づ
く変更設定ヒータ温度Ti+ΔTiおよび変更設定ヒー
タ加熱量Pi+ΔPiの指令信号により、温度コントロ
ーラ48およびパワーユニット50を介して、各ヒータ
30iが制御される。なお、温度コントローラ48に
は、各ヒータ30iから温度測定信号がフィードバック
される。
ャートを示す。このフローチャートによって、前述した
プロセスを再び説明すると、ステップ1においてバンク
プロファイルが測定され、ステップ2においてバンクサ
イズの偏差が算定され、ステップ3において各レーンの
必要樹脂流量変化量Δqiが算定され、ステップ4にお
いて各レーンの必要樹脂温度変化量Δtiが算定され、
ステップ5において各ヒータ30iの変更設定ヒータ温
度Ti+ΔTi(および変更設定ヒータ加熱量Pi+Δ
Pi)が算定され、そしてステップ6おいてこの指令出
力に基づき各ヒータ30iが所定状態に制御される。こ
のプロセスが繰返されることにより、各レーン24iか
ら押出される溶融樹脂の幅方向温度分布、すなわち粘度
分布は、所定の状態に制御され、これにより成形シート
の厚さプロファイルが所定の状態に確保される。なお、
このプロセスにおいて、温度ΔTiあるいはTi+ΔT
iの平均値は、常に一定に保持されることは前述した通
りである。また、ヒータ30iは、前記制御プロセス以
外の時は、通常のダイ本体の加熱用ヒータとして作動す
る。
らダイリップ部へ向けて縦方向に延在する単一のヒータ
によって、ダイ本体の加熱が行われると同時に、溶融樹
脂のダイリップ幅方向の温度調整が達成される。従っ
て、本発明によれば、樹脂温度の調整範囲を大きく設定
できる薄物から厚物のシート成形が可能であると共に、
全体的構成を簡単化することができる。
したが、本発明は前記実施例に限定されることなく、例
えば、前述のバンク量のプロファイル制御ばかりでな
く、シート厚さのプロファイル制御でも良く、その精神
を逸脱しない範囲内において多くの設計変更が可能であ
る。
温度調整式Tダイの樹脂流量分布制御方法は、ダイ本体
からダイリップ部へ向けて縦方向に延在する複数の加熱
兼温度調整用セグメントヒータを、横方向に等間隔で設
けて複数列の溶融樹脂流路レーンを設定し、前記各ヒー
タをマニホルド内を流れる下流側溶融樹脂が上流側のヒ
ータによって順次加熱される干渉効果を考慮して制御
し、前記レーン内の溶融樹脂温度を各レーン毎に調整で
きるよう構成したことにより、すなわち換言すれば、単
一のヒータによって、ダイ本体を加熱すると同時に溶融
樹脂のダイリップ幅方向温度分布(粘度分布)を調整で
きるように構成したことにより、ダイリップ近傍の樹脂
温度調整範囲を大きく設定することができ、薄物から厚
物シートまでの幅広い使用が可能となると共に、装置全
体の構成を簡単化することができる。
分布制御方法を実施するTダイの縦方向断面図である。
脂流量分布制御方法を説明する系統図である。
の樹脂流量分布制御方法におけるゼネラルフローチャー
ト図である。
度調整式Tダイの縦方向断面図である。
ド 18 ダイリップ 24−1〜24
−5 レーン 30−1〜30−5 ヒータ 32 押出し機 34 引取機 36 シート 38 厚さ測定装置(プロファイルセンサ) 40 巻取機 42 バンクセンサ 44 CPU 46 メモリ 48 温度コン
トローラ 50 パワーユニット
Claims (1)
- 【請求項1】 押出機等から供給される溶融樹脂を一旦
蓄積し、幅方向に拡げるマニホルドと、それに続く平坦
なダイランドおよびダイランドの下流にあり、溶融樹脂
をシート状に押出すリップ隙間を有するTダイの幅方向
に前記マニホルドおよびダイランドに沿って複数個のヒ
ータを設け、該ヒータを別々に温度制御してダイ内の溶
融樹脂の粘度を調整し、リップ隙間から吐出されるシー
ト等の厚さあるいはバンク量プロファイルを制御する樹
脂温度調整式自動Tダイの樹脂流量分布制御方法におい
て、 リップ隙間を幅方向に複数n個のヒータ、レーンに分割
し、 ヒータ側制御は、 第1工程として、各レーンのシート厚さプロファイルも
しくはバンク量プロファイルの偏差から各レーンの目標
設定樹脂流量qiの必要樹脂流量変化量Δqi(i=
1,2,…n)を設定し、この必要樹脂流量変化量Δq
iから、次式(1) 【数1】 但し、Δti:i番目のレーンの目標設定樹脂温度ti
の必要樹脂温度変化量 b:溶融樹脂粘度の温度係数 Δqi:i番目のレーンの目標設定樹脂流量qiに対す
る必要樹脂流量変化量 を演算することにより必要樹脂温度変化量Δtiを設定
し、 次いで、この必要樹脂温度変化量Δtiから、次式
(2) 【数2】 但し、ΔTj:j番目のヒータの目標設定ヒータ温度T
jに対する必要ヒータ温度変化量 αij=Δti/ΔTj、すなわちi番目のレーンの必
要樹脂温度変化量Δtiのj番目のヒータの必要ヒータ
温度変化量ΔTjに対する比例定数(干渉係数) C:溶融樹脂の比熱 q:樹脂流量 を演算することにより必要ヒータ温度変化量ΔTiを設
定するマスタ制御ループと、 第2工程として、前記必要ヒータ温度変化量ΔTiに基
づき、それぞれのヒータを制御するスレーブ制御ループ
とからなるマルチカスケード制御システムにより構成す
ることを特徴とする樹脂温度調整式Tダイの樹脂流量分
布制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30325991A JP3212649B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 樹脂温度調整式tダイの樹脂流量分布制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30325991A JP3212649B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 樹脂温度調整式tダイの樹脂流量分布制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05138718A JPH05138718A (ja) | 1993-06-08 |
JP3212649B2 true JP3212649B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=17918804
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30325991A Expired - Fee Related JP3212649B2 (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 樹脂温度調整式tダイの樹脂流量分布制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3212649B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100460735B1 (ko) * | 1999-09-13 | 2004-12-09 | 에스케이씨 주식회사 | 압출 다이 및 용융 고분자 압출 방법 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP30325991A patent/JP3212649B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05138718A (ja) | 1993-06-08 |
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