JP3756089B2

JP3756089B2 - 押出成形設備

Info

Publication number: JP3756089B2
Application number: JP2001260510A
Authority: JP
Inventors: 善男古橋; 哲郎黒田; 作裕坂根
Original assignee: Hitachi Zosen Corp
Current assignee: Hitachi Zosen Corp
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2021-08-30
Also published as: JP2003062891A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リサイクル原料１００％またはリサイクル原料が大部分を占める熱可塑性樹脂原料を押出機により加熱溶融して混練しダイにより押出成形する押出成形設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、押出し成形設備に装備されるスクリーンユニットには、逆方向に樹脂を流通させることにより、目詰まりした異物を除去する逆洗機構付スクリーン交換ユニットがある。しかし、スクリーンを逆洗した時に、スクリーン交換ユニット出口の樹脂圧力に変動が生じてダイにより成形される製品の精度が低下し、製品の歩留まりが悪化するという問題があり、本発明者等は、特開２００１−３０３３８（特願平１１−２０６９４９号）で、ギヤポンプ入口の樹脂圧力に基づいて、押出機を制御することにより、スクリーン交換ユニットのスクリーン交換時に生じる樹脂圧の変動を無くすことができる押出成形設備を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記押出成形設備では、バージン原料やリサイクル原料の割合が少ない樹脂原料の場合には問題がないものの、１００％リサイクル原料やリサイクル原料が多く（たとえば５０％以上）を占める場合には、原料に含まれるごみや異物、劣化物、不純物が極めて多いため、スクリーンの交換頻度（逆洗頻度）が多くなるとともに、逆洗によるスクリーンの洗浄度が低下し、また頻繁な圧力変動により、製品の品質や形状寸法が不安定となり、長期の安定した運転が不可能となるという問題があった。
【０００４】
本発明は上記問題点を解決して、リサイクル原料１００％またはリサイクル原料がたとえば５０％以上含まれる樹脂原料であっても、製品の品質や形状寸法精度も高く、長期の安定運転が可能となる押出成形設備を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明は、押出機から成形用ダイに至る樹脂通路に、逆洗機能付および／または交換機能付のスクリーン交換ユニットを複数段に配置した押出成形設備であって、前記押出機出口の樹脂通路に、入口スクリーン交換ユニットと入口ギヤポンプとを順に設け、前記入口ギヤポンプから成形用ダイに至る樹脂通路の入口側に、複数のスクリーン交換ユニットを直列に配置したユニット群を配置するとともに、出口側に複数のギヤポンプを直列に配置したギヤポンプ群を配置し、各スクリーン交換ユニット入口の樹脂圧力に基づいて該スクリーン交換ユニットにスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力するスクリーンチェンジャ制御部をそれぞれ設け、前記入口スクリーン交換ユニットの出口の樹脂圧力に基づいて押出機のスクリュー回転速度を制御する押出機圧力制御部を設け、前記ユニット群の出口の樹脂圧力に基づいて、前記入口ギヤポンプの回転速度を制御する前段ギヤポンプ圧力制御部を設けたものである。
【０００６】
上記構成によれば、入口とユニット群に複数段に配置したスクリーン交換ユニットにより、樹脂原料に含まれるごみや異物、劣化物、不純物を効果的に捕捉することができる。またスクリーンの逆洗または交換ごとに発生する樹脂圧力の変動を、複数段のギヤポンプと、押出機およびギヤポンプの回転速度を制御する押出機圧力制御部およびギヤポンプ制御部により効果的に抑制することができる。したがって、多くのごみや異物、劣化物、不純物を含むリサイクル材料であっても、効果的にごみや異物、劣化物、不純物を除去して、樹脂を安定した樹脂圧力で成形用ダイに供給することができるので、成形品の品質や形状寸法精度も高く、長期の安定運転が可能となる。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、請求項1記載の構成において、ギヤポンプ群の最後段ギヤポンプを一定の回転速度で駆動するように構成し、ギヤポンプ群の最後段ギヤポンプ以外のギヤポンプを、その出口の樹脂圧力に基づいて回転速度を制御する後段ギヤポンプ圧力制御部を設けたものである。
【０００８】
上記構成によれば、ユニット群の逆洗や交換により生じた樹脂圧力の大きい変動を、後段ギヤポンプ圧力制御部により効果的に抑制することができるので、最後段のギヤポンプを回転制御することなく成形用ダイに樹脂を供給することができ、より長期の安定した連続運転が可能となる。
【０００９】
請求項３記載の発明は、スクリュー式押出機から成形用ダイに至る樹脂通路に、逆洗機能付および／または交換機能付のスクリーン交換ユニットを複数段に配置した押出成形設備であって、前記樹脂通路に、前記スクリーン交換ユニットを複数段に配置するとともに、各スクリーン交換ユニットの出口にそれぞれギヤポンプを介在させ、各スクリーン交換ユニット入口の樹脂圧力に基づいてスクリーン交換ユニットにスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力するスクリーンチェンジャ制御部をそれぞれ設け、最前段のスクリーン交換ユニット出口の樹脂圧力に基づいて、押出機のスクリュー回転速度を制御する押出機圧力制御部を設け、最後段のギヤポンプの出口の樹脂圧力に基づいて、該最後段のギヤポンプの回転速度を制御する成形圧制御部を設け、最前段および最後段以外のスクリーン交換ユニットの出口の樹脂圧力に基づいて、該スクリーン交換ユニットの入口に配置されたギヤポンプの回転速度を制御するギヤポンプ圧力制御部を設けたものである。
【００１０】
上記構成によれば、樹脂経路に複数段にスクリーン交換ユニットを配置するとともに、各スクリーン交換ユニットの入口にギヤポンプをそれぞれ配置したので、複数段に配置したスクリーン交換ユニットにより、樹脂原料に含まれるごみや異物、劣化物、不純物を効果的に捕捉することができ、押出機のスクリュ回転速度を制御する押出機圧力制御部と、ギヤポンプの回転速度を制御するギヤポンプ制御部と、最後段のギヤポンプの回転速度を制御する成形圧制御部とにより、スクリーンの逆洗または交換ごとに発生する樹脂圧力の変動を効果的に抑制することができる。したがって、多くのごみや異物、劣化物、不純物を含むリサイクル材料であっても、効果的にごみや異物、劣化物、不純物を除去して、樹脂を安定した樹脂圧力で成形用ダイに供給することができるので、成形品の品質や形状寸法精度も高く、長期の安定運転が可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
ここで、本発明に係る押出成形設備の第１の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。
【００１２】
この押出成形設備の第１の実施の形態は、スクリーン交換ユニットおよびギヤポンプを３段に直列に配置したトリプルスクリーンチェンジャ、トリプルギヤポンプタイプに関するものである。図１において、１は単軸または複軸のスクリュ式押出機で、スクリュ式原料供給フィーダ２からケーシング１ａに供給された樹脂原料を、加熱装置（図示せず）により加熱溶融して、スクリュ駆動装置（電動モータ）３により混練用スクリュ１ｂを回転駆動し混練するものである。なお、前記原料供給フィーダ２は、原料供給フィーダ２から送り込まれる樹脂原料を全て押出機（２軸型など）１に受け入れる原料定量供給式を示したが、原料ホッパに原料を補充して、押出機（通常単軸型）１によりスクリュ１ｂの回転数に応じて一定量を受け入れるものでもよい。
【００１３】
この押出機１から成形用ダイ４に至る樹脂通路には、複数のスクリーンを有する第１スクリーン交換ユニット（入口スクリーン交換ユニット）５と、樹脂圧力を一定に保持するとともに圧力変動を緩和する第１ギヤポンプ（入口ギヤポンプ）６と、第２スクリーン交換ユニット（前段スクリーン交換ユニット）７Ａおよび第３スクリーン交換ユニット（後段スクリーン交換ユニット）７Ｂを有するユニット群７と、第１ギヤポンプ８Ａおよび第２ギヤポンプ（最後段ギヤポンプ）８Ｂを有するギヤポンプ群８とが入口から出口側に直列に配置されている。
【００１４】
そして、樹脂通路には、押出機１から第１スクリーン交換ユニット５に接続された第１樹脂導管１１、第１スクリーン交換ユニット５から第１ギヤポンプ６に接続された第２樹脂導管１２、第１ギヤポンプ６から第２スクリーン交換ユニット７Ａに接続された第３樹脂導管１３、第２スクリーン交換ユニット７Ａから第３スクリーン交換ユニット７Ｂに接続された第４樹脂導管１４、第３スクリーン交換ユニット７Ｂから第２ギヤポンプ８Ａに接続された第５樹脂導管１５、第２ギヤポンプ８Ａから第３ギヤポンプ８Ｂに接続された第６樹脂導管１６には、それぞれ樹脂圧を計測する第１〜第６圧力計９Ａ〜９Ｆが配設されている。
【００１５】
この押出成形設備を制御する押出制御装置２０は、第１圧力計１１により第１スクリーン交換ユニット５に流入される樹脂圧が所定値以上になると、スクリーン交換ユニット５にスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力する第１スクリーンチェンジャ制御部２１と、第３圧力計９Ｃにより第２スクリーン交換ユニット７Ａに流入される樹脂圧が所定値以上になると、第２スクリーン交換ユニット７Ａにスクリーンの交換指令と逆洗指令を出力する第２スクリーンチェンジャ制御部２２と、第４圧力計９Ｄにより第３スクリーン交換ユニット７Ｂに流入される樹脂圧が所定値以上になると、第３スクリーン交換ユニット７Ｂにスクリーンの交換指令と逆洗指令を出力する第３スクリーンチェンジャ制御部２３とが設けられている。
【００１６】
また、第１スクリーンチェンジャ制御部２１から出力されるスクリーンの逆洗指令または交換指令と、第２圧力計９Ｂにより検出される第１スクリーン交換ユニット５からの排出樹脂の圧力変動に基づいて、ＰＩＤ制御によりスクリュ駆動装置３にスクリュ回転速度の制御指令を出力する押出機圧力制御部２４が設けられ、第２，第３スクリーンチェンジャ制御部２２，２３から出力されるスクリーンの逆洗指令または交換指令と、第５圧力計９Ｅにより検出される第２スクリーン交換ユニット７Ｂからの排出樹脂の圧力変動に基づいて、ＰＩＤ制御により第１ギヤポンプ６にギヤ回転速度の制御指令を出力する第１ギヤポンプ圧力制御部（前段ギヤポンプ圧力制御部）２５とが設けられている。また、第６圧力計９Ｆにより第２ギヤポンプ８Ａから排出される樹脂の圧力変動に基づいて、第２ギヤポンプ８Ａのギヤ回転速度の制御指令を出力する第２ギヤポンプ圧力制御部（後段ギヤポンプ圧力制御部）２６が設けられている。なお最終段の第３ギヤポンプ８Ｂは、予め設定された樹脂圧が得られるように一定の回転速度が維持される。
【００１７】
さらに、スクリュ駆動装置３に設けられた混練用スクリュ１ｂの回転検出器ＰＧの信号に基づいて原料供給フィーダ２のスクリュ駆動装置２ａに制御信号を出力してスクリュ２ｂの回転数を制御し原料供給量を制御するフィーダ制御部２７が設けられている。
【００１８】
ところで、上記押出成形設備において、樹脂温度が一定（温度変化が小さい）の場合、ギヤポンプ５の入口圧力の変動値ΔＰ（検出圧力値−定常圧力値）と、押出機１の押出量Ｑの関係は、ΔＰ＝Ｋ×Ｑの比例関係にあり、また押出量Ｑとスクリュ１ｃの回転数Ｎｓは比例する。したがって、たとえば圧力制御部２４では、変動値ΔＰが増加すれば、回転数Ｎｓを下げ、変動値ΔＰが減少すれば、回転数Ｎｓを上げるように、比例−積分制御する。
【００１９】
図２に示すスクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂは同一構造の場合で、図２に示すように、ユニット本体３０に形成された２つのスライド孔３１Ａ，３１Ｂに、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂがスライド自在で、かつ着脱して後述するスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂを交換可能に配置されている。そして、切換用アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂにより第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂがそれぞれ第１逆洗位置Ａａ，Ｂａ、非逆洗位置Ａｂ，Ｂｂ、第２逆洗位置Ａｃ，Ｂｃの間でスライドされる。この第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂには、２つの樹脂入口３４Ａａ，３４Ａｂ，３４Ｂａ，３４Ｂｂから１つの樹脂出口３４Ａｃ，３４Ｂｃに接続されるＴ形の混合通路３４Ａ，３４Ｂが形成され、その樹脂入口３４Ａａ，３４Ａｂ，３４Ｂａ，３４Ｂｂにブレーカプレートとその前面のメッシュスクリーンからなる第１，第２スクリーン３５Ａａ，３５Ａｂと第３，第４スクリーン３５Ｂａ，３５Ｂｂがそれぞれ配設されている。そして、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂが前記非逆洗位置Ａｂ，Ｂｂにある場合、前記第１，第３，第４樹脂導管１１,１３，１４から分岐通路（導管）４０ａ〜４０ｃを介して接続される４つの流入通路３６Ａａ，３６Ａｂ，３６Ｂａ，３６Ｂｂがそれぞれ混合通路３４Ａ，３４Ｂの樹脂入口３４Ａａ，３４Ａｂ，３４Ｂａ，３４Ｂｂに接続され、さらに樹脂出口３４Ａｃ，３４Ｂｃから排出通路３７Ａ，３７Ｂおよび合流通路３８を介して第２，第４，第５樹脂導管１２，１４，１５に接続される。
【００２０】
また逆洗後の汚染樹脂を排出するために、第１ピストン部３２Ａが第１逆洗位置Ａａに切替えられた時に、第１スクリーン３５Ａａに樹脂入口３４Ａａを介して連通される第１廃棄通路３９Ａａが形成されている。そして第２ピストン部３２Ｂが第１逆洗位置Ｂａに切替えられた時に、第３スクリーン３５Ｂａに樹脂入口３４Ｂａを介して連通される第３廃棄通路３９Ｂａが形成されている。さらに、第２逆洗位置Ａｃに第１ピストン部３２Ａが切替えられた時に、第２スクリーン３５Ａｂに樹脂入口３４Ａｂを介して連通される第２廃棄通路３９Ａｂが形成されている。さらにまた第２逆洗位置Ｂｃに第２ピストン部３２Ｂが切替えられた時に、第４スクリーン３５Ｂｂに樹脂入口３４Ｂｂを介して連通される第４廃棄通路３９Ｂｂが形成されている。
【００２１】
したがって、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂがそれぞれ非逆洗位置Ａｂ，Ｂｂにある通常運転時には、流入通路３６Ａａ，３６Ａｂ，３６Ｂａ，３６Ｂｂから樹脂入口３４Ａａ，３４Ａｂ，３４Ｂａ，３４Ｂｂに樹脂が送られて第１〜第４スクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂによりそれぞれろ過され、ごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。そして、樹脂出口３４Ａｃ，３４Ｂｃから排出通路３７Ａ，３７Ｂおよび合流通路３８を介して第２，第４，第５樹脂導管１２，１４，１５に押し出される。
【００２２】
また逆洗指令により切換用アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂが駆動されて第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂがそれぞれ第１逆洗位置Ａａ，Ｂａにスライドされると、図３に示すように、流入通路３６Ａｂ，３６Ｂｂから樹脂入口３４Ａｂ，３４Ｂｂに樹脂が送られて第２，第４スクリーン３５Ａｂ，３５Ｂｂによりごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。そして、樹脂の一部が第１，第３スクリーン３５Ａａ，３５Ｂａを逆流し目詰まりした異物等を取り除いて同伴させ、第１，第３廃棄通路３９Ａａ，３９Ｂａから外部に排出される。残りの樹脂は、樹脂出口３４Ａｃ，３４Ｂｃから合流通路３８を介してギヤポンプ入口導管８に押し出される。
【００２３】
さらに第１，第３スクリーン３５Ａａ，３５Ｂａを所定時間の逆洗した後、前記逆洗指令により切換用アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂが駆動されて第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂが第２逆洗位置Ａｃ，Ｂｃにスライドされると、図４に示すように、流入通路３６Ａａ，３６Ｂａから樹脂入口３４Ａａ，３４Ｂａに樹脂が送られて第１，第３スクリーン３５Ａａ，３５Ｂａによりごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。そして、樹脂の一部が第２，第４スクリーン３５Ａｂ，３５Ｂｂを逆流して目詰まりした異物等を取り除いて同伴させ、第２，第４廃棄通路３９Ａｂ，３９Ｂｂから外部に排出される。残りの樹脂は、樹脂出口３４Ａｃ，３４Ｂｃから合流通路３８を介してギヤポンプ入口導管８に押し出される。
【００２４】
なお、スクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂの各スクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂは、上流側から下流側に順次メッシュが小さくなるように設定され、上流側から下流側に大きい順にごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。
【００２５】
また、上記動作説明では、同時に２つのスクリーンを逆洗するように説明したが、実際には圧力変動を少なくするため、１個ずつ実施される。
スクリーンの交換指令が出力されると、制御盤などに配置された表示装置や警報機などにより、作業員に告知され、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂの交換作業が行われる。この交換作業は、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂの一方ずつのスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂが順次交換されて樹脂成形が停止されることはないが、この交換作業中の樹脂圧力の変動がもっとも大きい。
【００２６】
上記構成において、樹脂原料が原料供給フィーダ２から押出機１に供給されて、加熱装置により加熱溶融されるとともに混練用スクリュ１ｂにより混練される。そして、第１スクリーン交換ユニット５から第１ギヤポンプ６を介してユニット群７を構成する第２スクリーン交換ユニット７Ａと第３スクリーン交換ユニット７Ｂに送られて、ごみや異物、劣化物、不純物が除去された後、ギヤポンプ群８の第１ギヤポンプ８Ａと第２ギヤポンプ８Ｂを介して成形用ダイ４に供給され所定形状に成形される。
【００２７】
この時、第１〜第３スクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂでは、ろ過して除去されたごみや異物、劣化物、不純物が大きい粒子から順次スクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂに溜まって入口側の樹脂圧を昇圧する。そして第１圧力計９Ａにより第１樹脂導管１１の樹脂圧力が所定値以上となったのが検出されると、第１スクリーンチェンジャ制御部２１から第１スクリーン交換ユニット５と押出機圧力制御部２４にスクリーンの逆洗指令または交換指令が出力される。また、第３圧力計９Ｃにより検出された樹脂圧力が所定値を超えると、第２スクリーンチェンジャ制御部２２から第２スクリーン交換ユニット７Ａとギヤポンプ圧力制御部２５にスクリーンの逆洗指令または交換指令が出力される。さらに第４圧力計９Ｄにより検出された樹脂吐出圧力が所定値を超えると、第３スクリーンチェンジャ制御部２２から第３スクリーン交換ユニット７Ｂとギヤポンプ圧力制御部２５にスクリーンの逆洗指令または交換指令が出力される。
【００２８】
そして、第１〜第３スクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂでは、逆洗指令信号により切換用アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂが作動されて、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂが第１逆洗位置Ａａ，Ｂａから第２逆洗位置Ａｃ，Ｂｃに順次スライドされてスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂに対して逆方向に樹脂が通過されることにより、スクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂに溜まったごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。
【００２９】
また、スクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂの逆洗が繰り返されると逆洗のみではスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂのごみや異物、劣化物、不純物を十分に取り除くことができず、樹脂圧力が改善されない場合や、樹脂圧力が異常に高い場合には、第１〜第３スクリーンチェンジャ制御部２１〜２３から第１〜第３スクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂにスクリーンの交換指令が出される。
【００３０】
また、押出機圧力制御部２４では、第１スクリーンチェンジャ制御部２１からの逆洗信号と第２圧力計９Ｂの検出値に基づいて、ＰＩＤ制御により押出機１のスクリュ駆動装置３の回転速度が制御され、樹脂の吐出量が制御される。同時にフイーダ制御部２７により原料供給フイーダ２による原料供給速度（量）も調整される。さらに、第２ギヤポンプ８Ａの入口の樹脂圧力は、第２，第３スクリーン交換ユニットの逆洗作用とスクリーン交換、あるいは第１ギヤポンプ６の回転速度（吐出圧力）の変動を受けて変動するので、第１ギヤポンプ圧力制御部２５では、第２，第３スクリーンチェンジャ制御部２２，２３の制御信号と、第３圧力計９Ｄおよび第４圧力計９Ｅで検出された樹脂圧力に基づいて、設定基準値に対して第１ギヤポンプ６の回転速度をフイードバック制御するように構成されている。
【００３１】
また、第３ギヤポンプ８Ｂの入口側の樹脂圧力の変動が第６圧力計９Ｆにより検出されると、この検出値に基づいて第２ギヤポンプ制御部２６から第２ギヤポンプ８Ａに回転速度指令が出力されて制御されることで、樹脂圧力の変動が遮断されて安定化される。これにより最終段の第３ギヤポンプ８Ｂの回転速度は、一定値を保持することにより、安定した樹脂圧力で樹脂を成形用ダイ４に供給することができる。
【００３２】
上記実施の形態によれば、順次メッシュが細かくなる第１〜第３スクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂでは、スクリーン逆洗の間隔を適正頻度に設定すれば、第１スクリーン交換ユニット５における第１スクリーン交換ユニット５のスクリーン逆洗時、スクリーン交換時に生じる圧力変動（逆洗、交換する樹脂圧力の設定値）が最も大きいが、第１スクリーン交換ユニット５による昇圧を第１圧力計１１で検出して押出機圧力制御部２４により、この圧力変動が小さくなるように、押出機１のスクリュ回転速度を制御することにより、第１ギヤポンプ６の入口での圧力変動を抑制することができる。また第１スクリーン交換ユニット５から排出された樹脂を第１ギヤポンプ６を介して、第２，第３スクリーン交換ユニット７Ａ，７Ｂのスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂを通過させることにより、ごみや異物、劣化物、不純物を大きい粒子順に順次効果的に取り除いて、ダイ４により良好に成形することができ、連続運転することができる。ここで、押出機１出口のスクリーン交換ユニットを１個としたので、複数個配置するのに比べてスクリーン目詰まり時の圧力変動も少なく（逆洗、交換する樹脂圧力の設定値を小さくでき）、ベントアップ現象を防止できるとともに、スクリーン交換時の圧力変動が大きすぎて制御不能となることがない。
【００３３】
また第２，第３スクリーン交換ユニット７Ａ，７Ｂのスクリーン逆洗時やスクリーン交換時により樹脂圧力が変動することがあっても、第２ギヤポンプ８Ａの入口の樹脂圧力を第５圧力計９Ｅにより検出して第１ギヤポンプ圧力制御部２５により第１ギヤポンプ６をフイードバック制御することにより、圧力変動を効果的に抑制し、さらに第３ギヤポンプ８Ｂ入口の圧力変動を第６圧力計９Ｆで検出して第２ギヤポンプ圧力制御部２６により第２ギヤポンプ８Ａの回転速度を制御することにより、樹脂圧力の変動を効果的に抑制して均一な樹脂圧力を保持することができる。これにより、最終段の第３ギヤポンプ８Ｂを一定の回転速度に保持することで、さらに安定した樹脂圧力で成形用ダイ４に樹脂を供給することができ、連続して２個配置した第２，第３スクリーン交換ユニット７Ａ，７Ｂの圧力変動を効果的に抑制することができる。
【００３４】
したがって、１００％リサイクル原料やリサイクル原料が５０％を超える不純物やごみが多い原料であっても、複数段に配置したスクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂにより良好に不純物を除去でき、またスクリーンの逆洗時や交換時の樹脂圧力の変動を効果的に抑制できて、連続した押出し成形が可能となり、製品の品質や形状寸法を安定させることができて、長時間の連続運転が可能となる。
【００３５】
次に押出成形設備の第２の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一部材には同一符号を付して、説明を省略する。
この押出成形設備は、不純物やごみが多い中低粘度樹脂原料に適したもので、スクリーン交換ユニットとギヤポンプを１組として、複数段（図では２段）に直列に配置したダブルスクリーンチェンジャ、ダブルギヤポンプタイプに関するもので、押出機１から成形用ダイ４に至る樹脂通路には、第１スクリーン交換ユニット５、第１ギヤポンプ６、前記第１スクリーン交換ユニット５と同一構造の第２スクリーン交換ユニット５１および第２ギヤポンプ５２が順に直列に配置されている。
【００３６】
また押出制御装置５０には、第１スクリーン交換ユニット５入口の第１樹脂通路１１に設けられた第１圧力計９Ａの検出値が所定値を超えると、第１スクリーン交換ユニット５にスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力する第１スクリーンチェンジャ制御部２１と、第２スクリーン交換ユニット５１の入口の第３樹脂通路１３に設けられた第３圧力計９Ｃの検出値が所定値を超えると、第２スクリーン交換ユニット５１にスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力する第２スクリーンチェンジャ制御部５３とが設けられている。
【００３７】
さらに、第１スクリーンチェンジャ制御部５５から出力されるスクリーンの逆洗指令または交換指令と、第２圧力計９Ｂにより検出される第１スクリーン交換ユニット５出口の樹脂圧力の変動に基づいて、ＰＩＤ制御により押出機１のスクリュ駆動装置３にスクリュの回転速度制御信号を出力する押出機圧力制御部２４が設けられている。さらにまた第２スクリーンチェンジャ制御部５３から出力されるスクリーンの逆洗指令または交換指令と、第４圧力計９Ｄにより検出される第２スクリーン交換ユニット５１出口の樹脂圧力の変動に基づいて、ＰＩＤ制御により第１ギヤポンプ６の回転速度を制御するギヤポンプ圧力制御部５４が設けられている。また第２ギヤポンプ５２の出口の樹脂圧力に基づいて、ギヤポンプ５２の回転速度を制御する成形圧制御部５５が設けられている。
【００３８】
上記構成において、樹脂原料が原料供給フィーダ２から押出機１のケーシング１ａに供給され、加熱装置により加熱溶融されるともに混練用スクリュ１ｂにより混練される。そして、溶融された樹脂材料は、第１スクリーン交換ユニット５に導入されてスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂを通過することにより、ごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。さらに樹脂は、第１ギヤポンプ６から第２スクリーン交換ユニット５１に導入されてごみや異物、劣化物、不純物が除去された後、第２ギヤポンプ５２を介して成形用ダイ４に供給され所定形状に成形される。
【００３９】
この時、第１，第２スクリーン交換ユニット５，５１では、ろ過して除去されたごみや異物、劣化物、不純物がスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂに溜まって入口側の樹脂圧を昇圧する。第１圧力計９Ａが第１スクリーン交換ユニット５入口の樹脂圧力を検出しており、これが所定値以上となると、第１スクリーンチェンジャ制御部２１から第１スクリーン交換ユニット５と押出機圧力制御部２４にスクリーンの逆洗指令または交換指令が出力される。また第３圧力計９Ｃが第２スクリーン交換ユニット５１入口の樹脂圧力を検出しており、この樹脂圧力が所定値を超えると、第２スクリーンチェンジャ制御部２２から第２スクリーン交換ユニット５１とギヤポンプ圧力制御部５４にスクリーンの逆洗指令または交換指令が出力される。
【００４０】
そして、第１，第２スクリーン交換ユニット５，５１では、逆洗指令信号により切換用アクチュエータ３３Ａ，３３Ｂが作動されて、第１，第２ピストン部３２Ａ，３２Ｂが第１逆洗位置Ａａ，Ｂａおよび第２逆洗位置Ａｃ，Ｂｃにスライドされてスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂに対して逆方向に樹脂が通過されることにより、スクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂに溜まったごみや異物、劣化物、不純物が取り除かれる。
【００４１】
また、逆洗のみではスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂのごみや異物、劣化物、不純物を十分に取り除くことができず、樹脂圧力が改善されない場合や、樹脂圧力が異常に高い場合には、第１〜第２スクリーンチェンジャ制御部２１〜２３から第１〜第３スクリーン交換ユニット５，５１にスクリーン交換指令が出される。
【００４２】
また、押出機圧力制御部２４では、第１スクリーンチェンジャ制御部２１からのスクリーンの逆洗信号または交換信号と、第２圧力計９Ｂの樹脂圧変動の検出値に基づいて、ＰＩＤ制御により押出機１のスクリュ駆動装置３の回転速度が制御され、樹脂の吐出量が制御される。同時にフイーダ制御部２７により原料供給フイーダ２による原料供給速度（量）も調整される。さらに、ギヤポンプ圧力制御部５４では、第２スクリーンチェンジャ制御部５３からのスクリーンの逆洗信号または交換信号と、第４圧力計９Ｄの樹脂圧変動の検出値に基づいて、ＰＩＤ制御により、第１ギヤポンプ６の回転速度が制御される。さらにまた、成形圧制御部５５では、第５圧力計９Ｅにより検出された第２ギヤポンプ５２出口の樹脂圧力に基づいて、第２ギヤポンプ５２の回転速度を制御し、これにより圧力が安定化された樹脂が成形用ダイ４に供給される。
【００４３】
上記構成によれば、第１スクリーン交換ユニット５や第２スクリーン交換ユニット５１のスクリーン３５Ａａ〜３５Ｂｂにごみや異物、劣化物、不純物が溜まっても、順次メッシュが細かくなる第１，第２スクリーン交換ユニット５，５１では、スクリーン逆洗の間隔を適正頻度に設定すれば、スクリーン逆洗時、スクリーン交換時に生じる圧力変動（逆洗、交換する樹脂圧力の設定値）時の昇圧が比較的小さいので、第１，第２スクリーン交換ユニット５，５１の出口にギヤポンプ６，５２を配置し、押出機圧力制御部２４とギヤポンプ圧力制御部５４により押出機１のスクリュ駆動装置３と第１ギヤポンプ６の回転速度を制御することで、スクリーン逆洗、交換により、樹脂圧力が大幅にかつ頻繁に変動することがあっても、圧力変動を抑制して安定させることができ、さらに成形圧制御部５５により第２ギヤポンプ５２の回転速度を制御することで、安定した圧力で樹脂を成形用ダイ４に供給することができる。
【００４４】
したがって、各スクリーン交換ユニット５，５１に対応してギヤポンプ６，５２を配置することにより、１００％リサイクル原料や５０％を超える不純物やごみが多い中低粘度樹脂原料の場合、２段に配置したスクリーン交換ユニット５，５１により効果的に不純物を除去でき、またスクリーンの逆洗時や交換時の樹脂圧力の変動を効果的に抑制できて、連続した押出し成形が可能となり、製品の品質や形状寸法を安定させることができて、長時間の連続運転が可能となる。
【００４５】
なお、上記各実施の形態におけるスクリーン交換ユニット５，７Ａ，７Ｂ，５１に替えて、フィルタ機能を有するブレーカプレートユニットが連続的に回転するタイプや、帯状の金属製メッシュを巻取ってブレーカプレートの表面を連続的に移動させるタイプであってもよい。
【００４６】
【発明の効果】
以上に述べたごとく請求項１記載の発明によれば、入口とユニット群に複数段に配置したスクリーン交換ユニットにより、樹脂原料に含まれるごみや異物、劣化物、不純物を効果的に捕捉することができる。またスクリーンの逆洗または交換ごとに発生する樹脂圧力の変動を、複数段のギヤポンプと、押出機およびギヤポンプの回転速度を制御する押出機圧力制御部およびギヤポンプ制御部により効果的に抑制することができる。したがって、多くのごみや異物、劣化物、不純物を含むリサイクル材料であっても、効果的にごみや異物、劣化物、不純物を除去して、樹脂を安定した樹脂圧力で成形用ダイに供給することができるので、成形品の品質や形状寸法精度も高く、長期の安定運転が可能となる。
【００４７】
また請求項２記載の発明によれば、ユニット群の逆洗や交換により生じた樹脂圧力の大きい変動を、後段ギヤポンプ圧力制御部により効果的に抑制することができるので、最後段のギヤポンプを回転制御することなく成形用ダイに樹脂を供給することができ、より長期の安定した連続運転が可能となる。
【００４８】
請求項３記載の発明によれば、樹脂経路に複数段にスクリーン交換ユニットを配置するとともに、各スクリーン交換ユニットの入口にギヤポンプをそれぞれ配置したので、複数段に配置したスクリーン交換ユニットにより、樹脂原料に含まれるごみや異物、劣化物、不純物を効果的に捕捉することができ、押出機のスクリュ回転速度を制御する押出機圧力制御部と、ギヤポンプの回転速度を制御するギヤポンプ制御部と、最後段のギヤポンプの回転速度を制御する成形圧制御部とにより、スクリーンの逆洗または交換ごとに発生する樹脂圧力の変動を効果的に抑制することができる。したがって、多くのごみや異物、劣化物、不純物を含むリサイクル材料であっても、効果的にごみや異物、劣化物、不純物を除去して、樹脂を安定した樹脂圧力で成形用ダイに供給することができるので、成形品の品質や形状寸法精度も高く、長期の安定運転が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る押出成形設備の第１の実施の形態を示す構成図である。
【図２】同押出成形設備のスクリーン交換ユニットを示す構成図である。
【図３】同スクリーン交換ユニットのスクリーンの逆洗状態を示す構成図である。
【図４】同スクリーン交換ユニットの他のスクリーンの逆洗状態を示す構成図である。
【図５】本発明に係る押出成形設備の第２の実施の形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１押出機
２原料供給フィーダ
３スクリュ駆動装置
４ダイ
５第１スクリーン交換ユニット
６第１ギヤポンプ
７ユニット群
７Ａ第２スクリーン交換ユニット
７Ｂ第３スクリーン交換ユニット
８ギヤポンプ群
８Ａ第２ギヤポンプ
８Ｂ第３ギヤポンプ
９Ａ〜９Ｆ第１〜第６圧力計
２１第１スクリーンチェンジャ制御部
２２第２スクリーンチェンジャ制御部
２３第３スクリーンチェンジャ制御部
２４押出機圧力制御部
２５第１ギヤポンプ圧力制御部
２６第２ギヤポンプ圧力制御部
２７フィーダ制御部
５０押出制御装置
５１第２スクリーン交換ユニット
５２第２ギヤポンプ
５３第２スクリーンチェンジャ制御部
５４ギヤポンプ圧力制御部
５５成形圧制御部

Claims

押出機から成形用ダイに至る樹脂通路に、逆洗機能付および／または交換機能付のスクリーン交換ユニットを複数段に配置した押出成形設備であって、
前記押出機出口の樹脂通路に、入口スクリーン交換ユニットと入口ギヤポンプとを順に設け、
前記入口ギヤポンプから成形用ダイに至る樹脂通路の入口側に、複数のスクリーン交換ユニットを直列に配置したユニット群を配置するとともに、出口側に複数のギヤポンプを直列に配置したギヤポンプ群を配置し、
各スクリーン交換ユニット入口の樹脂圧力に基づいて該スクリーン交換ユニットにスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力するスクリーンチェンジャ制御部をそれぞれ設け、
前記入口スクリーン交換ユニットの出口の樹脂圧力に基づいて押出機のスクリュー回転速度を制御する押出機圧力制御部を設け、
前記ユニット群の出口の樹脂圧力に基づいて、前記入口ギヤポンプの回転速度を制御する前段ギヤポンプ圧力制御部を設けた
ことを特徴とする押出成形設備。
ギヤポンプ群の最後段ギヤポンプを一定の回転速度で駆動するように構成し、ギヤポンプ群の最後段ギヤポンプ以外のギヤポンプを、その出口の樹脂圧力に基づいて回転速度を制御する後段ギヤポンプ圧力制御部を設けた
ことを特徴とする請求項１記載の押出成形設備。
スクリュー式押出機から成形用ダイに至る樹脂通路に、逆洗機能付および／または交換機能付のスクリーン交換ユニットを複数段に配置した押出成形設備であって、
前記樹脂通路に、前記スクリーン交換ユニットを複数段に配置するとともに、各スクリーン交換ユニットの出口にそれぞれギヤポンプを介在させ、
各スクリーン交換ユニット入口の樹脂圧力に基づいてスクリーン交換ユニットにスクリーンの逆洗指令または交換指令を出力するスクリーンチェンジャ制御部をそれぞれ設け、
最前段のスクリーン交換ユニット出口の樹脂圧力に基づいて、押出機のスクリュー回転速度を制御する押出機圧力制御部を設け、
最後段のギヤポンプの出口の樹脂圧力に基づいて、該最後段のギヤポンプの回転速度を制御する成形圧制御部を設け、
最前段および最後段以外のスクリーン交換ユニットの出口の樹脂圧力に基づいて、該スクリーン交換ユニットの入口に配置されたギヤポンプの回転速度を制御するギヤポンプ圧力制御部を設けた
ことを特徴とする押出成形設備。