JP3860903B2 - 直列２段押出装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融樹脂の吐出量を高精度で一定に維持することができ、例えば厚み精度の高いフィルムやシート状樹脂成形物を成形する押出成形機等に適用することが可能な、直列２段押出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来の技術について説明する。図２０は従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図、図２１は図２０とは異なる別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図、図２２は図２０および図２１とは異なるさらに別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【０００３】
まず図２０において、従来のタンデム押出機は、樹脂を可塑化する第１段押出機１０と、第１段押出機１０において可塑化された樹脂を均質化し、計量し、そして昇圧するための第２段押出機２０と、第１段押出機１０および第２段押出機２０を相互に連結する接続管３０と、第２段押出機２０の出口部に接続管４０を介して配設されたダイ５０とを有する。このようにダイ５０は、一般に、第２段押出機２０の出口部に接続管４０を介して接続され、更に接続管４０の途中には、フィルタ６０を設けることが一般に行なわれている。また、ダイ５０の後流部には冷却装置が設けられ、ダイ５０から吐出された溶融樹脂はこの冷却装置により冷却されて一定の形態に成形される。
【０００４】
図２０において、第１段押出機１０は、入口側が樹脂材料投入用ホッパーに接続され出口側が接続管３０の入口部に接続するシリンダ１２と、シリンダ１２内で回転駆動されるスクリュ１１とを有する。スクリュ１１は、第１段押出機駆動用モータ１４により減速装置１５を介して回転駆動される。また、シリンダ１２は、ヒータ出力制御装置１６により出力制御されるヒータ１３により温度制御をされる。これに対し、第２段押出機２０は、入口側が接続管３０の出口部に接続され出口側が接続管４０に接続するシリンダ２２と、シリンダ２２内で回転駆動されるスクリュ２１とを有する。 スクリュ２１は、第２段押出機駆動用モータ２４により減速装置２５を介して回転駆動され、また、シリンダ２２は、ヒータ出力制御装置２６により出力制御されるヒータ２３により温度制御をされる。
【０００５】
図２０において、接続管３０の入口部３１と出口部３２との間に設定された圧力検出部には圧力検出器１７２が配設されており、この圧力検出器１７２により検出された接続管３０内の溶融樹脂の圧力は、同圧力の値の大きさを表す圧力信号の形で、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１７を構成する偏差量演算器１７３へと伝えられる。偏差量演算器１７３において、圧力検出器１７２が検出した圧力と圧力設定器１７１により設定された設定圧力とが比較され、圧力検出器１７２が検出した圧力の設定圧力に対する圧力偏差量が演算される。
【０００６】
図２０において、偏差量演算器１７３により演算された圧力偏差量は、操作量演算器１７４へと送られ、操作量演算器１７４において、偏差量演算器１７３から送られた圧力偏差量に基づき第１段押出機駆動用モータ１４の制御操作に必要な操作量が演算される。操作量演算器１７４により演算された操作量は、モータ回転数制御装置１８へ送られ、モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器１７４から送られた操作量に従って、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御する。
【０００７】
樹脂を、フィルム又はシート状に成形する場合には、一般に、ダイ５０から吐出された溶融樹脂を、冷却装置としての冷却ロールに巻き付けて冷却する。成形物の厚みは、厚み制御装置によって制御される。成形物の厚みの制御に当たっては、冷却ロールを出た成形物の厚みｈを、厚み検出器により検出し、操作量演算装置の出力を制御して、例えばダイ５０のリップ部３００に設けた厚み制御装置を駆動し、同リップ部３００のリップ間隙を調整しつつ、樹脂の吐出量Ｑを制御することにより行なわれる。その際、樹脂の吐出量Ｑを一定に保持することができれば、厚みの均一な成形物を得ることができる。
【０００８】
図２０において、タンデム押出機の吐出量Ｑを一定とするように制御するに当たり、第２段押出機２０駆動用モータ２４の回転数を一定に保ちつつ、圧力検出器１７２により検出した圧力が、圧力設定器１７１が設定した設定圧力と等しくなるように、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１７を介して第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御することが考えられる。
【０００９】
図２１に示す従来のタンデム押出機は、接続管３０の入口部３１と出口部３２との間に配設された圧力検出器１７２が検出した圧力に基づき、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１７およびモータ回転数制御装置１８を介して、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御するように構成されているほかに、ダイ５０の入口部には圧力検出機２７２を有している。
【００１０】
図２１に示したタンデム押出機において、圧力検出器２７２により検出されたダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力は、同圧力の値の大きさを表す圧力信号の形で、 第２段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置２７を構成する偏差量演算器２７３へと伝えられる。偏差量演算器２７３において、圧力検出器２７２が検出した圧力と圧力設定器２７１により設定された設定圧力とが比較され、圧力検出器２７２が検出した圧力の設定圧力に対する圧力偏差量が演算される。
【００１１】
図２１において、偏差量演算器２７３により演算された圧力偏差量は、操作量演算器２７４へと送られ、操作量演算器２７４において、偏差量演算器２７３から送られた圧力偏差量に基づき第２段押出機駆動用モータ２４の制御操作に必要な操作量が演算される。操作量演算器２７４により演算された操作量は、モータ回転数制御装置２８へ送られ、モータ回転数制御装置２８は、操作量演算器２７４から送られた操作量に従って、第２段押出機駆動用モータ２４の回転数を制御する。
【００１２】
図２１に示したタンデム押出機においては、圧力検出器１７２および圧力検出器２７２が検出した圧力がそれぞれ一定となるように、第１段押出機駆動用モータ１４および第２段押出機駆動用モータ２４の回転数を、それぞれモータ回転数制御装置１８，２８により制御して、圧力検出器１７２が配設された検出部における溶融樹脂の圧力および圧力検出器２７２が配設された検出部における溶融樹脂の圧力を、それぞれ一定とするように制御する。
【００１３】
図２２に、特開平０３−２３９２２号公報において開示された技術を示す。図２２のタンデム押出機において、圧力検出器２７２により検出されたダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力は、同圧力の値の大きさを表す圧力信号の形で、偏差量演算器２７３へと伝えられる。偏差量演算器２７３において、圧力検出器２７２が検出した圧力と圧力設定器２７１により設定された設定圧力とが比較され、圧力検出器２７２が検出した圧力の設定圧力に対する圧力偏差量が演算される。
【００１４】
図２２において、偏差量演算器２７３により演算された圧力偏差量は、操作量演算器２７４へと送られ、操作量演算器２７４において、偏差量演算器２７３から送られた圧力偏差量に基づき第１段押出機駆動用モータ１４の制御操作に必要な操作量が演算される。操作量演算器２７４により演算された操作量は、モータ回転数制御装置１８へ送られ、モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器２７４から送られた操作量に従って、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来のタンデム型押出機においては、いずれも圧力のみを検出して同タンデム型押出機の駆動モータを制御するものであるため、樹脂の吐出量の制御に当たっては、可塑化された樹脂の吐出量が、可塑化された溶融樹脂の、温度変化に伴う粘度の変化による圧力変化にまで応答してしまう。したがって、高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができなかった。
【００１６】
そこで、本発明は、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００１７】
また、本発明は、樹脂の吐出圧力の設定圧力に対する圧力偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができるようにして、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００１８】
さらに、本発明は、樹脂の吐出圧力の設定圧力に対する圧力偏差量を、樹脂成形物の厚みおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができるようにして、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００１９】
また、本発明は、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができるようにして、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明の直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記第２段押出機２０の入口部と出口部とにおいて検出した差圧△ｐ 1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△ p1 に基づき操作量ｕ n1 △ p1 を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△ p1の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機２０の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2tを演算し、同操作量に基づき上記温度偏差量ｅtの値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備え、上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△ p1 を差圧基本偏差量ｅ△ p とし、同差圧基本偏差量ｅ△ p に、上記樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔ d および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅ t のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△ p2t を加算して得た補正差圧偏差量ｅ△ p2f に基づき操作量ｕ n1 △ p2 を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△ p2f の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ 1 を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａとして構成される。
【００２１】
また、本発明の直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記第２段押出機２０の入口部と出口部とにおいて検出した差圧△ｐ1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△p1を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△p1 の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機２０の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、 同操作量に基づき上記温度偏差量ｅt の値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備え、上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2 に、上記樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅptと、上記樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2hとを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂとして構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明するが、まず、参考形態について説明する。図１は本発明の第１の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図２は図１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【００２３】
まず図１および図２において、この直列２段押出装置は、樹脂を可塑化する第１段押出機１０と、第１段押出機１０において可塑化された樹脂を均質化し、計量し、昇圧するための第２段押出機２０と、第１段押出機１０および第２段押出機２０を相互に連結する接続管３０と、第２段押出機２０の出口部に接続管４０を介して配設されたダイ５０とを有する。接続管４０の途中には、フィルタ６０が介装されている。ダイ５０の後流部には冷却装置が設けられ、ダイ５０から吐出された溶融樹脂はこの冷却装置により冷却されて一定の形態に成形される。
【００２４】
図１および図２において、第１段押出機１０は、入口側が樹脂材料投入用ホッパーに接続され出口側が接続管３０の入口部に接続するシリンダ１２と、シリンダ１２内で回転駆動されるスクリュ１１とを有する。スクリュ１１は、第１段押出機駆動用モータ１４により減速装置１５を介して回転駆動される。また、シリンダ１２は、ヒータ出力制御装置１６により出力制御されるヒータ１３により温度制御をされる。これに対し、第２段押出機２０は、入口側が接続管３０の出口部に接続され出口側が接続管４０に接続するシリンダ２２と、シリンダ２２内で回転駆動されるスクリュ２１とを有する。スクリュ２１は、第２段押出機駆動用モータ２４により減速装置２５を介して回転駆動され、また、シリンダ２２は、ヒータ出力制御装置２６により出力制御されるヒータ２３により温度制御をされる。
【００２５】
図１および図２において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０と、第２段押出機温度制御装置１００とを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０は、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出する圧力検出器８２が検出した圧力ｐdの設定圧力ｐdsに対する圧力偏差量ｅpに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量ｕn1pに基づき圧力偏差量ｅpの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００２６】
すなわち、図１および図２において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出する圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力ｐdsとを比較して圧力ｐdの設定圧力ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、偏差量演算器８３から送られた圧力偏差量ｅpに基づき操作量ｕn1pを演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、圧力偏差量ｅpの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００２７】
また、図１および図２において、第２段押出機温度制御装置１００は、上記ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2tを演算し、同操作量ｕh2tに基づき上記温度偏差量ｅtの値を小さくするように上記第２段押出機２０の温度を制御する。
【００２８】
すなわち、図１および図２において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを温度信号の形で偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送る。操作量演算器１０４は、樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方、例えば図１および図２に示したように温度偏差量ｅtの値に基づき操作量ｕh2tを演算し、その出力をヒータ出力制御装置２６へ送る。ヒータ出力制御装置２６は、操作量演算器１０４から送られた操作量ｕh2tに基づきヒータ２３の熱出力ｑ2を制御し、温度偏差量ｅtの値を小さくするように、第２段押出機２０の温度を制御する。
【００２９】
図１および図２において、直列２段押出装置が、目標圧力、および目標樹脂温度で運転されているとする。ここで、フィルタ６０の目詰まりや投入原料の温度変化等による、吐出量Ｑを変化させるような外乱、例えばフィルタ６０の目詰まりによる外乱があったとする。この場合、フィルタ６０の目詰まりにより、接続管４０の抵抗が増大するため、吐出量Ｑが低下する一方、樹脂温度ｔdが上昇しようとする。このとき、上述のように、フィルタ６０の出口あるいはダイ５０の入口直前の接続管４０内を流れる溶融樹脂の温度ｔdが、樹脂温度検出器１０２により検出される。そして樹脂温度検出器１０２により検出された溶融樹脂の温度ｔdと目標樹脂温度である温度設定器１０１が設定した設定温度ｔsとの間の温度偏差量ｅtに基づいて、その温度偏差量ｅtが零値となるように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度が制御され、これにより樹脂温度の上昇が防止される。
【００３０】
さらに、フィルタ６０の出口あるいはダイ５０の入口直前の圧力が圧力検出器８２により検出され、圧力検出器８２が検出した検出圧力ｐdと目標圧力である圧力設定器８１が設定した設定圧力ｐdsとの間の圧力偏差量ｅpに基づき、その圧力偏差量ｅpが零値となるように、したがって吐出量Ｑの低下を伴う圧力検出部とダイ出口との間の圧力低下を補うように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1が増加され、吐出量Ｑの低下が防止される。
【００３１】
図１および図２において、圧力検出部とダイ５０の出口との間を流れる樹脂温度が時間的に変動しなければ、樹脂の粘度も時間的に変動しないので、圧力検出部とダイ５０の出口との間の圧力損失は流量Ｑのみの関数となる。したがって、上述のように、樹脂温度ｔdを一定、ダイ５０の圧力損失を一定とする制御をすれば、吐出量Ｑを高精度で一定に保持することができ、高精度な吐出量一定制御が可能となる。
【００３２】
図３は本発明の第２の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図４は図３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図３および図４において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａは、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの設定温度Ｔｓに対する温度偏差量ｅtに基づき演算をして得た偏差補正量δｅptを加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量ｕn1pに基づき補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００３３】
すなわち、図３および図４において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出した圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを、圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力Ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力Ｐdsとを比較して圧力Ｐdの設定圧力Ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００３４】
他方、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを温度信号の形で偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送ると同時に、入力手段２１１を介して演算装置２１２へも送る。この場合、温度偏差量ｅt が限界を越えるか否かの判別手段を介してもよい。演算装置２１２は、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの設定温度Ｔｓに対する温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅptを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００３５】
図３および図４において、加算器２１３は、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、偏差補正量δｅptを加算して補正圧力偏差量ｅpfを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、加算器２１３から送られた補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００３６】
図５は本発明の第３の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図６は図５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図５および図６において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａ１を有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａ１は、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅptを加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量ｕn1pに基づき補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００３７】
すなわち、図５および図６において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出した圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力Ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力Ｐdsとを比較して圧力Ｐdの設定圧力Ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を加算器２１３へ送る点は、図３および図４の場合と同様である。
【００３８】
他方、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを、温度信号の形で、偏差量演算器１０３へ送ると同時に、入力手段２１１を介して演算装置２１２へも送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送る。他方、演算装置２１２は、樹脂温度検出器１０２から送られた温度ｔdの値に基づき偏差補正量δｅptを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００３９】
図５および図６において、加算器２１３は、図３および図４の場合と同様に、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、演算装置２１２から送られた偏差補正量δｅptを加算して補正圧力偏差量ｅpfを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、加算器２１３から送られた補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００４０】
図５および図６に示した直列２段押出装置おいては、上述のように，圧力偏差量ｅpが、温度信号ｔdに基づいて補正される。この場合における補正の考え方は、本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の粘度による補正量を求める際の演算を説明する演算説明図としての図１７に示すとおりである。
【００４１】
図１７において、圧力一定のとき、粘度(poise) は温度に対して指数関数的に小さくなる特性がある。また温度一定のとき圧力を上げると粘度は指数関数的に小さくなる特性がある。これを粘度と温度とを直交軸にとり、圧力をパラメータにして図示すると、図１７の第１象限のグラフとなる。また、吐出量Ｑと粘度ηとの関係については第２象限のグラフとなる。さらに、吐出量Ｑと圧力または差圧との関係については第３象限のグラフとなる。
【００４２】
図１７において、上述の関係から、例えば運転点が圧力ｐd1、温度ｔd1であったとする。温度ｔd1がδｔd1だけ増加したとすると、粘度はη1からη2へ減少する。これにより吐出量Ｑが増大して、結果的に圧力または差圧の増加に対応する。そして、このとき温度増加分δｔd1は、δｐd またはδ△ｐd に対応するから、この分圧力が減少するようにその設定圧力ｐdsの値を小さくする。このときの圧力の変化量δｐdを、圧力または差圧の偏差量ｅpに加算すれば偏差が大きくなったことと同等となり、偏差を小さくするための操作量の出力が増大して、より早く設定値に収束する。
【００４３】
図７は本発明の第４の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図８は図７の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図７および図８において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ｂを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ｂは、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの設定温度Ｔｓに対する温度偏差量ｅtに基づき演算をして得た偏差補正量δｅptを加算するとともに、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅphをも加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量に基づき上記補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００４４】
図７および図８において、圧力基本偏差量ｅpに、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅphのみを加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量に基づき上記補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する構成とすることもできる。
【００４５】
図７および図８において、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ｂについてさらに詳細に説明する。ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出した圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを、圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力Ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力Ｐdsとを比較して圧力Ｐdの設定圧力Ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００４６】
他方、図７および図８において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdに基づき、偏差量演算器１０３が演算をして得た温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtは、偏差量演算器１０３から、操作量演算器１０４へ送られると同時に、入力手段２１１を介して演算装置２１２へも送られる。この場合、温度偏差量ｅtが限界を越えるか否かの判別手段を介してもよい。演算装置２１２は、温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅptを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。加算器２１３は、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、偏差補正量δｅptを加算し、その出力を後段の加算器２２３へ送る。
【００４７】
図７および図８において、ダイ５０から吐出され、成形された樹脂成形物の厚みを検出した厚み検出器１５２は、検出した樹脂成形物の厚みｈの値を、厚み信号の形で偏差量演算器８３Ａへ送る。偏差量演算器８３Ａは、厚み検出器１５２から送られた厚みｈと厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈsとを比較して厚み検出器１５２から送られた厚みｈの厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhを演算し、その出力を厚み制御装置１５０へ送ると同時に、入力手段２２１を介して演算装置２２２へも送る。この場合、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま厚み制御装置１５０へ送って、厚み制御装置１５０に樹脂成形物の厚みを制御させることができるほか、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま演算装置２２２へ送って、厚みｈの値に基づいて演算装置２２２に以下の演算を行なわせるように構成することもできる。
【００４８】
図７および図８に示すように、演算装置２２２は、偏差量演算器８３Ａから送られた厚み偏差量ｅh に基づき偏差補正量δｅphを演算し、その出力を加算器２２３へ送る。加算器２２３は、前段の加算器２１３が圧力基本偏差量ｅpに偏差補正量δｅptを加算して得た値に、さらに演算装置２２２から送られた偏差補正量δｅphを加算して補正圧力偏差量ｅpfを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、加算器２２３から送られた補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを算出し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００４９】
図１８に、本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の厚み偏差により補正量を求める際の演算の概念を示す。図１８において、例えば吐出量Ｑ＝Ｑ0、フィルム厚さの測定値ｈ＝ｈ0、吐出圧力ｐd ＝ｐd0で運転されていたとする。ここで、厚み変化δh が生じたとする。これは厚みｈと吐出量Ｑとの間の関係であるｈ−Ｑ特性から吐出量Ｑの増加δＱに対応する。他方、吐出量Ｑと例えば吐出圧力ｐd の関係Ｑ〜ｐd 特性から、これはδｐd の増加に対応する。この関係によりδｈとδｐd との関係が決まる。
【００５０】
図１９は、本発明の直列２段押出装置における偏差量ｅと、操作量ｕと、制御量ｎとの間の主要な関係を説明する説明図である。図１９において、（偏差量ｅ）＝（設定値）−（測定値）であるから、ｅ＞０は、制御量がまだ設定値に達していないことを意味する。したがって、この場合には操作量を正にして、制御量ｎとしてのモータ回転速度ｎを増加する。しかし、モータ回転速度ｎを増加すると偏差ｅが小さくなるので、操作量ｕを次第に小となるようにする。ｅ＜０のときには、ｅ＞０のときとは逆の動作をする。したがって、操作量ｕと偏差量ｅとの基本的な関係は図１９に示したようになる。ここで、温度ｔの値が大きいということは、圧力制御の場合には圧力ｐが大きいことに対応し、差圧制御の場合であって下流の温度信号を用いる場合には、差圧△ｐが小さいことに対応する。したがって、圧力制御の場合には、補正を正（＋）の向きに向けて行なえば良い。
【００５１】
図７および図８において、直列２段押出装置が、設定圧力Ｐds、設定樹脂温度ＴSで運転されているとする。この状態で、フィルタの目詰まりや投入原料の温度変化等の吐出量を変化させるような外乱、例えばフィルタの目詰まりによる外乱があったとする。この場合、フィルタの目詰まりによる接続管３０，４０の抵抗増大のため、吐出量Ｑが低下し、樹脂温度ｔdが上昇しようとする。このとき、フィルタ６０の出口部あるいはダイ５０の入口の直前部における接続管４０内を流れる溶融樹脂の温度ｔdを検出し、設定樹脂温度Ｔsとの偏差量ｅtに基づいて、その偏差量ｅtが零値となるように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を低下させ、樹脂温度ｔdの上昇を防止する。
【００５２】
さらに、図７および図８において、フィルタ６０の出口部あるいはダイ５０の入口の直前部の圧力Ｐdを検出し、検出圧力Ｐdの目標圧力としての設定圧力Ｐdsに対する偏差量ｅpに基づいて、その偏差量ｅpが零値となるように、吐出量Ｑの低下に伴う圧力検出部８２とダイ５０の出口部との間の圧力損失を補い、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を増速して、吐出量Ｑの低下を防止する。
【００５３】
ところで、図７および図８において、以上のような操作にもかかわらず、温度検出器１０２により検出される樹脂温度ｔdと設定樹脂温度Ｔsとの差である温度偏差量ｅtが解消できないときは、予め測定しておいた樹脂の物性データに基づいて、設定樹脂温度Ｔsからの温度上昇分に見合った粘度低下分を推定し、予想される粘度において目標吐出量Ｑが達成される圧力を推定し、その圧力に設定圧力Ｐsを変更あるいは増加する。
【００５４】
さらに、図７および図８において、以上のような操作にもかかわらず、検出器により検出されるフィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈと初期の設定圧力Ｐds、設定樹脂温度Ｔsで運転されていたときに，フィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhが生じる場合は、その厚み偏差量ｅhより推定される吐出量Ｑの変化分を補うように設定圧力ＰdSを修正し、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を変化させる。圧力検出部とダイ５０の出口部との間を流れる樹脂の温度が時間的に変動しても、樹脂温度ｔdに対応した樹脂粘度η、さらには、その粘度ηに基づいて算出した、目標吐出量Ｑ時の圧力検出部とダイ出口部との間の圧力損失に見合うように、設定圧力Ｐdsを変更する。
【００５５】
また、図７および図８において、上述のように最終目標であるフィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈに基づいて目標圧力Ｐsを修正するので、吐出量Ｑの変動がない。したがって、樹脂温度ｔdを一定とし、ダイ５０の圧力損失△Ｐdを一定としたときに、樹脂温度ｔdが変動したとしても、設定圧力Ｐdsを樹脂温度ｔdに見合った設定圧力Ｐdsに変更し、さらに最終目標であるフィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈに基づいて設定圧力Ｐdsを修正して、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御することにより大きな外乱に対しても、常に吐出量Ｑを高精度で迅速に一定に保持する制御が可能となる。
【００５６】
図９は、本発明の第５の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１０は、図９の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図９および図１０において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１１０と、第２段押出機温度制御装置１００とを備える。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１１０は、溶融樹脂の流れに沿って設定した差圧設定部、例えば接続管３０の入口部と出口部との間に設定した差圧設定部９０において検出した２点間の圧力差である差圧△Ｐ1の設定差圧△Ｐ1sに対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△pfを演算し、同操作量ｕn1△pfに基づき差圧偏差量ｅ△p1の値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００５７】
また、図９および図１０において、第２段押出機温度制御装置１００は、上記ダイ５０の樹脂温度検出部に設けられた樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、同操作量に基づき上記温度偏差量ｅtの値を小さくするように上記第２段押出機の温度を制御する。
【００５８】
図９および図１０において、差圧設定部９０における差圧測定区間Ａは、第１段押出機１０と第２段押出機２０とを互いに接続する接続管３０の入口部と出口部との間の区間である。差圧測定区間Ａにおける樹脂の温度ｔdの制御は、例えば接続管３０の温度を制御するヒータ９２およびヒータ出力制御装置９１により行なうことができる。第１段押出機１０の出口部においては、樹脂が実質的に可塑化を完了しているので、樹脂を流体流動的に扱うことができる。ただし、接続管３０の長さは短いので所定の差圧を発生させるためには、例えば図１０に示したように、差圧設定部９０に絞り部９３を設け、上述のように接続管３０の温度をヒータ９２およびヒータ出力制御装置９１により一定の温度に保持する。
【００５９】
しかしながら、圧力測定区間Ａの横断面の大きさは、接続管３０そのままの横断面の大きさであっても良いし、上述のように、オリフィス等の絞り部９３により接続管３０の径より小さくするようにしても良い。また、接続管３０内に網体すなわちメッシュ等の抵抗体を入れたものでも良い。
【００６０】
図９および図１０において、差圧検出器１１２の入口圧力検出器１１２１は、接続管３０の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１１２３へ送る。また、差圧検出器１１２の出口圧力検出器１１２２は、接続管３０の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１１２３へ送る。差圧演算器１１２３は、入口圧力検出器１１２１から送られた接続管入口部圧力と、出口圧力検出器１１２２から送られた接続管出口部圧力との間の差圧△Ｐ1を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１１３へ送る。
【００６１】
図９および図１０において、差圧偏差量演算器１１３は、差圧演算器１１２３から送られた差圧△Ｐ1と、差圧設定器１１１から送られた設定差圧△Ｐ1sとを比較して差圧△Ｐ1の設定差圧△Ｐ1s に対する差圧偏差量ｅ△p1を演算し、その出力を差圧操作量演算器１１４へ送る。差圧操作量演算器１１４は、差圧偏差量演算器１１３から送られた差圧偏差量ｅ△p1に基づき操作量ｕn1△p1を演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、差圧操作量演算器１１４から送られた操作量ｕn1△p1に基づき、差圧偏差量ｅ△p1の値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００６２】
他方、図９および図１０において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを温度信号の形で偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送る。操作量演算器１０４は、偏差量演算器１０３から送られた温度偏差量ｅtに基づき操作量ｕh2tを演算し、その出力をヒータ出力制御装置２６へ送る。ヒータ出力制御装置２６は、操作量演算器１０４から送られた操作量ｕh2tに基づきヒータ２３の熱出力ｑ2を制御し、ヒータ２３の熱出力ｑ2の制御を介して、温度偏差量ｅtの値を小さくするように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を制御する。
【００６３】
図９および図１０において、温度検出器１０２により検出された樹脂温度ｔdとしては、例えば複数の温度検出器により検出した検出値の重み付き平均値を採用することができる。図９および図１０に示した直列２段押出装置によれば、検出温度ｔd の設定樹脂温度Ｔs に対する温度偏差量ｅt と、 ２つの圧力検出器１１２１，１１２２により検出された圧力間の差圧△Ｐ1の差圧設定器１１１によって設定される設定差圧△Ｐ1s に対する差圧偏差量ｅ△p1との２つの偏差量に基づいて、モータ回転数制御装置１８により第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御することができる。また、回転数制御装置１８には、フィルムやシート等の樹脂成形物の厚み検出器によって検出されたフィルムやシート等の樹脂成形物の厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhをフィードバックさせても良い。
【００６４】
図９および図１０において、直列２段押出装置が、設定圧力Ｐds、設定樹脂温度Ｔsで運転されているとする。その状態で、フィルタの目詰まりや投入原料の温度変化等の吐出量Ｑを変化させるような外乱、例えばフィルタの目詰まりによる外乱があった場合を考える。この場合、フィルタの目詰まりにより接続管３０の抵抗が増大するため、吐出量Ｑが低下し、樹脂温度ｔdが上昇しようとする。このとき、差圧測定区間Ａの上流側と差圧測定区間Ａの下流側とにおいてそれぞれ接続管３０内を流れる溶融樹脂の温度を検出する。ただしその際、差圧測定区間Ａの壁面は、常に一定温度に保たれている。
【００６５】
ここで、差圧測定区間Ａの上流側と差圧測定区間Ａの下流側のそれぞれの圧力を検出し、それらの圧力差△Ｐ1の設定圧力差△Ｐ1sに対する差圧偏差量ｅ△p1が零値となるように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を上昇させて、吐出量Ｑの低下を防止する。このとき、温度検出器１０２により検出される樹脂温度ｔdの設定樹脂温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtがある場合は、予め測定しておいた樹脂の物性データに基づいて、設定樹脂温度Ｔsからの温度上昇分に見合った粘度低下分を推定し、予想される粘度において目標の吐出量Ｑが達成される場合の差圧測定区間Ａの上流側の圧力と差圧測定区間Ａの下流側の圧力との間の差圧△Ｐ1を推定し、設定差圧△Ｐ1sをその差圧に変更あるいは増加し、さらに第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を上昇させる。
【００６６】
図９および図１０において、差圧測定区間Ａを流れる樹脂の温度ｔdが時間的に変動しても、設定差圧△Ｐ1sを、樹脂温度ｔdに対応した樹脂粘度η、さらには、その粘度ηに基づいて算出した、目標の吐出量Ｑの時の差圧測定区間Ａの上流側の圧力と差圧測定区間Ａの下流側の圧力との間の差圧△Ｐ1に変更するので、樹脂の吐出量Ｑの変動がない。したがって、上述のように、差圧測定区間Ａの温度を一定にすると同時に、差圧測定区間Ａの上流側の圧力と差圧測定区間Ａの下流側の圧力との間の差圧△Ｐ1を一定とし、さらに樹脂温度ｔdが変動したとしても、樹脂温度ｔdに見合った設定差圧△Ｐ1sに変更して、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御することにより、大きな外乱に対しても、高精度で吐出量Ｑを一定に保持するように制御することが可能となる。
【００６７】
図１１は、本発明の第６の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１２は、図１１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図１１および図１２に示した直列２段押出装置においては、差圧設定部が、第２段押出機２０の入口部と出口部との間の区間に設定されている。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０は、第２段押出機２０の入口部と出口部との間の区間に設定された差圧設定部において検出した差圧△ｐ2 の設定差圧△Ｐ2sに対する差圧偏差量ｅ△p2 に基づき操作量ｕn1△p2 を演算し、同操作量ｕn1△p2に基づき差圧偏差量ｅ△p2 の値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００６８】
すなわち、図１１および図１２において、差圧検出器１２２の入口圧力検出器１２２１は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。また、差圧検出器１２２の出口圧力検出器１２２２は、第２段押出機２０のシリンダ２２の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。差圧演算器１２２３は、入口圧力検出器１２２１から送られたシリンダ２２の入口部圧力と、出口圧力検出器１２２２から送られたシリンダ２２の出口部圧力との間の差圧△Ｐ2を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１２３へ送る。
【００６９】
図１１および図１２において、差圧偏差量演算器１２３は、差圧演算器１２２３から送られた差圧△Ｐ2と、差圧設定器１２１から送られた設定差圧△Ｐ2sとを比較して差圧△Ｐ2 の設定差圧△Ｐ2s に対する差圧偏差量ｅ△p2を演算し、その出力を差圧操作量演算器１２４へ送る。差圧操作量演算器１２４は、差圧偏差量演算器１２３から送られた差圧偏差量ｅ△p2に基づき操作量ｕn1△p2を演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、差圧操作量演算器１２４から送られた操作量ｕn1△p2に基づき、差圧偏差量ｅ△p2の値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００７０】
図１１および図１２において、第２段押出機温度制御装置１００が、ダイ５０の樹脂温度検出部に設けられた樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、同操作量ｕh2tに基づき温度偏差量ｅtの値を小さくするように第２段押出機の温度を制御する点は、図９および図１０に示した直列２段押出装置の場合と同様である。
【００７１】
上述のように、図１１および図１２に示した直列２段押出装置における差圧制御は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部と出口部との間の差圧を用いて行なわれる。差圧測定区間の温度制御装置は、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を制御する温度制御装置であるヒータ出力制御装置２６である。第２段押出機のシリンダ２２においては、温度制御が安定化しており、温度上昇行程でもあるので、差圧△Ｐ1も十分大きく安定した制御が可能となる。
【００７２】
図１１および図１２において、第２段押出機駆動用モータ２４の回転数ｎ2を一定に保ちつつ、第２段押出機２０の入口部の圧力を圧力検出器１２２１により検出し、第２段押出機２０の出口部の圧力を圧力検出器１２２２により検出する。それとともに、第２段押出機２０の入口部および出口部に、それぞれ溶融樹脂の温度を検出する温度検出器を設置して、それらの溶融樹脂の温度を検出する。それらの温度の片方の値または平均値が温度設定器１０１によって設定される設定樹脂温度Ｔsとなるように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度制御装置であるヒータ出力制御装置２６およびヒータ２３を介して、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を制御する。
【００７３】
図１１および図１２において、直列２段押出装置が、設定圧力Ｐ2s、設定樹脂温度Ｔsで運転されているとする。ここで、フィルタの目詰まりや投入原料の温度変化等の吐出量Ｑを変化させるような外乱、例えばフィルタ６０の目詰まりがあったとする。この場合、フィルタの目詰まりによる導管すなわち接続管３０の抵抗増大のため、吐出量は低下し、樹脂温度は上昇しようとする。
【００７４】
このとき、図１１および図１２において、第２段押出機２０の入口部および出口部の温度を検出する温度検出器１０２の値のうち、片方の値または両方の値の平均値の設定樹脂温度Ｔsに対する温度偏差量ｅt に基づいて、その温度偏差量ｅtが零値となるように、さらにまた第２段押出機２０の入口および出口のそれぞれの圧力を検出し、それらの圧力間の差圧△Ｐ2の設定差圧△Ｐ2sに対する差圧偏差量ｅ△Ｐ2に基づいて、その差圧偏差量ｅ△Ｐ2が零値となるように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御して、吐出量Ｑの低下を防止する。
【００７５】
ところで、図１１および図１２において、以上のような操作にもかかわらず、温度検出器１０２により検出される樹脂温度ｔd、例えば検出器１０２の片方の検出値または両方の検出値の平均値の設定樹脂温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtが零値とならないときは、予め測定しておいた樹脂の物性データに基づいて、設定樹脂温度Ｔsからの温度上昇分に見合った粘度低下分を推定し、予想される粘度において目標の吐出量Ｑが達成される第２段押出機２０の入口部の圧力および出口部の圧力間の差圧△Ｐ2を推定して設定差圧△Ｐ2sをその推定した差圧となるように変更あるいは増加する。さらに、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を増速させる。第２段押出機２０のシリンダ２２部を流れる樹脂温度が時間的に変動しても、設定差圧△Ｐ2sを、樹脂温度ｔdに対応した樹脂粘度η、さらにはその粘度ηに基づいて算出した目標吐出量Ｑ時の第２段押出機２０の入口部、出口部間の差圧△Ｐ2に一致するように変更するので、吐出量Ｑの変動がない。
【００７６】
したがって、上述のように、図１１および図１２において、第２段押出機駆動用モータ２４の回転数ｎ2を一定に保ちつつ、第２段押出機２０のシリンダ２２部の樹脂温度を一定に保ち、第２段押出機２０の入口部および出口部間の差圧△Ｐ2を一定とした際に、樹脂温度ｔdが変動したとしても、設定差圧△Ｐ2sを樹脂温度ｔdに見合った設定差圧に変更して第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御することにより、大きな外乱に対しても、高精度で吐出量を一定に保つように制御することができる。
【００７７】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１４は、図１３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図１３および図１４に示した直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａと、第２段押出機温度制御装置１００とを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａは、差圧偏差量ｅ△p1を差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△pに、樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2tを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p2を演算し、同操作量に基づき補正差圧偏差量ｅ△p2f の値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００７８】
同時に、第２段押出機温度制御装置１００は、樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度Ｔdに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2tを演算し、操作量ｕh2tに基づき温度偏差量ｅtの値を小さくするように第２段押出機２０の温度を制御する。
【００７９】
すなわち、図１３および図１４において、差圧検出器１２２の入口圧力検出器１２２１は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。また、差圧検出器１２２の出口圧力検出器１２２２は、第２段押出機２０のシリンダ２２の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。差圧演算器１２２３は、さらに、入口圧力検出器１２２１から送られたシリンダ２２の入口部圧力と、出口圧力検出器１２２２から送られたシリンダ２２の出口部圧力との間の差圧△Ｐ2を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１２３へ送る。
【００８０】
図１３および図１４において、差圧偏差量演算器１２３は、差圧演算器１２２３から送られた差圧△Ｐ2と、差圧設定器１２１から送られた設定差圧△Ｐ2sとを比較して差圧△Ｐ2の設定差圧△Ｐ2s に対する差圧偏差量ｅ△p2を演算し、その出力を加算器３１３へ送る。
【００８１】
他方、図１３および図１４において、第２段押出機２０の例えばシリンダ２２の入口部および出口部の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔd を、温度信号の形で、偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔd と、温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送ると同時に、入力手段３１１を介して演算装置３１２へも送る。演算装置３１２は、偏差量演算器１０３から送られた温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送る。なお、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdをそのまま演算装置３１２へ送り、演算装置３１２が、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdに基づいて偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送るようにすることもできる。
【００８２】
図１３および図１４において、加算器３１３は、差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2に、演算装置３１２から送られた偏差補正量δｅ△p2tを加算して補正差圧偏差量ｅ△p2fを演算し、その出力を操作量演算器１２４へ送る。操作量演算器１２４は、加算器３１３から送られた補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p2を演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器１２４から送られた操作量ｕn1△p2に基づき、補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００８３】
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１６は、図１５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図１５および図１６に示す直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂと、第２段押出機温度制御装置１００とを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂは、差圧偏差量ｅ△pを差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△p に、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2t と、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅh のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h とを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1p を演算し、同操作量に基づき補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００８４】
上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂは、また単に差圧偏差量ｅ△pを差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△p に、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの厚み設定値に対する厚み偏差量ｅh のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h を加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△pを演算し、同操作量に基づき補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御するように構成することもできる。
【００８５】
図１５および図１６において、差圧検出器１２２の入口圧力検出器１２２１は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。また、差圧検出器１２２の出口圧力検出器１２２２は、第２段押出機２０のシリンダ２２の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。差圧演算器１２２３は、さらに、入口圧力検出器１２２１から送られたシリンダ２２の入口部圧力と、出口圧力検出器１２２２から送られたシリンダ２２の出口部圧力との間の差圧△Ｐ2を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１２３へ送る。
【００８６】
図１５および図１６において、差圧偏差量演算器１２３は、差圧演算器１２２３から送られた差圧△Ｐ2と、差圧設定器１２１から送られた設定差圧△Ｐ2sとを比較して差圧△Ｐ2 の設定差圧△Ｐ2s に対する差圧偏差量ｅ△p2を演算し、その出力を加算器３１３へ送る。
【００８７】
他方、図１５および図１６において、第２段押出機２０の例えばシリンダ２２の入口部および出口部の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔd を、 温度信号の形で、偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔd と、温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送ると同時に、入力手段３１１を介して演算装置３１２へも送る。演算装置３１２は、偏差量演算器１０３から送られた温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送る。なお、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdをそのまま演算装置３１２へ送り、演算装置３１２が、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdに基づいて偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送るようにすることもできる。
【００８８】
図１５および図１６において、加算器３１３は、差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2に、演算装置３１２から送られた偏差補正量δｅ△p2tを加算して補正差圧偏差量ｅ△p2tを演算し、その出力を後段の加算器３２３へ送る。
【００８９】
図１５および図１６において、ダイ５０から吐出され、成形された樹脂成形物の厚みを検出した厚み検出器１５２は、検出した樹脂成形物の厚みｈの値を、厚み信号の形で偏差量演算器１５３へ送る。偏差量演算器１５３は、厚み検出器１５２から送られた厚みｈと厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈsとを比較して厚み検出器１５２から送られた厚みｈの厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈs に対する厚み偏差量ｅh を演算し、その出力を操作量演算器１５４を介して厚み制御装置１６０へ送ると同時に、入力手段３２１を介して演算装置３２２へも送る。この場合、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま操作量演算器１５４を介して厚み制御装置１６０へ送って、厚み制御装置１６０に樹脂成形物の厚みを制御させることができるほか、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま演算装置３２２へ送って、厚みｈの値に基づいて演算装置２２２に以下の演算を行なわせるように構成することもできる。
【００９０】
図１５および図１６に示すように、演算装置３２２は、偏差量演算器１５３から送られた厚み偏差量ｅh に基づき偏差補正量δｅ△p2h を演算し、その出力を加算器３２３へ送る。加算器３２３は、前段の加算器３１３が圧力基本偏差量ｅpに偏差補正量δｅptを加算して得た値に、さらに演算装置３２２から送られた偏差補正量δｅ△p2h を加算して補正圧力偏差量ｅ△p2f を演算し、その出力を操作量演算器１２４へ送る。操作量演算器１２４は、加算器３２３から送られた補正圧力偏差量ｅ△p2f に基づき操作量ｕn1△p を算出し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器１２４から送られた操作量ｕn1△pに基づき、補正圧力偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００９１】
以上により、ダイ５０の入口部の溶融樹脂は、圧力と温度が同時にフィードバック制御により制御されるから制御該当部の圧力と温度が、同時に一定に保持される。またダイ５０は、溶融樹脂の流動に対しては一種のオリフィスであり、出口圧は大気圧で一定であるから、同オリフィスの前後の差圧が一定となる。ダイ５０の入口部の圧力と温度が一定に決まれば、樹脂の粘度が一定に保持され、吐出量は一定となる。その結果、ダイ５０から吐出される樹脂の量を変えるような以下の外乱が生じる場合でも、ダイ５０から吐出される樹脂の吐出量Ｑは、高精度で所定の量に維持される。
【００９２】
図１５および図１６において、本発明の直列２段押出装置の例えばフィルタ６０が詰まり吐出量Ｑが低下すると、樹脂温度が上がり、圧力は低下する。この時、第２段押出機のシリンダの温度制御装置により樹脂温度が下げられる。他方第１段押出機駆動用モータ１４の回転速度は上昇して樹脂の送り量が増加し圧力は上昇する。その結果ダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力と温度とは一定に保持され、吐出量Ｑが高精度で一定に保持される。
【００９３】
また投入樹脂の温度が低下すると、ダイ５０の出口部の温度が低下し圧力が上昇する。この時、シリンダ温度制御装置は加熱量を増加して樹脂の温度を上昇させる。他方、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａは、モータ１４の回転速度ｎ1を低下させて樹脂の送り量を減少させるから圧力は低下する。これにより、ダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力と温度が一定に保持され、吐出量が高精度に一定に保持される。
【００９４】
本発明の直列２段押出機によれば、温度偏差補正量演算装置２１２，３１２は、樹脂の温度と粘度特性に基づき圧力偏差補正量δｅptを演算して出力する。厚み偏差補正量演算装置２２２，３２２は、成形物の厚み偏差量ｅhと圧力特性に基づき圧力偏差補正偏差量δｅph，δｅ△ｐ2hを演算して出力する。偏差量演算装置は、これらの偏差補正量のすくなくとも１つを基本偏差量に加算するようにして演算する。操作量演算装置は、この最終偏差量に基づき操作量を演算する。
【００９５】
以上の説明において、昇圧により生じる差圧△Ｐ2を利用して制御を行なう場合であっても、また圧力損失により生じる差圧△Ｐ1を利用して制御を行なう場合であっても、樹脂の吐出量Ｑが、差圧△Ｐにより決まることは明らかである。
【００９６】
樹脂の温度と粘度特性は、温度が上がると粘度は低下する特性がある。粘度低下は吐出量を増加させこれは圧力増加を意味する。つまり、樹脂の温度上昇または樹脂の温度偏差量が正に増加すると、樹脂の粘度が低下するから吐出量を増大させる。これは圧力偏差が正側に増大したことと一定の関係にある。樹脂の温度低下または樹脂の温度偏差量が負に増加すると、樹脂の粘度が増大するから吐出量が低下する。これは圧力偏差が負側に増加したことと一定の関係にある。
【００９７】
上述のことから、設定圧力値に対する基本偏差量に加算した最終偏差量は圧力偏差量を増大する方向に評価して操作量の出力を増大させる作用をもたらし、速度制御の応答速度を早くして圧力制御のゲインを大きくし、圧力制御の精度を高める。
【００９８】
成形物の厚みは、樹脂の吐出量と直接的に関連する。樹脂成形物の巻き取り速度と幅が一定ならば、厚み偏差の正の増大は吐出量の正の増大に関係し、圧力偏差が正に増大した関係にある。これに対し厚み偏差の負の増大は吐出量の負の増大に関係し、圧力偏差が負に増大した関係にある。この厚み偏差補正量を基本偏差量に加算すれば、上述と同様に作用して圧力制御の精度を高める。
【００９９】
温度偏差補正量も、厚み偏差補正量も、同時に圧力偏差補正量として同様に作用するから、同時に加算的に作用させることができる。その場合には、加算的にゲインが増大する。温度偏差補正量は温度を基準にして行なうことも、また温度偏差量を基準にして行なうことも、温度の座標上で考えると同一であるから、可能であることが分かる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の直列２段押出装置によれば、以下のような効果が得られる。
（１）第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、 同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記溶融樹脂の流れに沿って設定した差圧設定部において検出した差圧△ｐ1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△p1 を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△p1 の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、同操作量に基づき上記温度偏差量ｅt の値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備えているので、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる。
（２）上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△p1を差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△pに、上記樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2tを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p2を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2f の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａとして構成されているので、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて、第１段押出機駆動用モータの駆動速度を制御することができ、同時に、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じて、第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる。
（３）上記差圧設定部が、上記第２段押出機２０の入口部と出口部との間の区間に設定されているので、第２段押出機の入口部と出口部との間の区間における溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる。
（４）上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△pを差圧基本偏差量ｅ△p とし、同差圧基本偏差量ｅ△p に、上記樹脂温度検出器１０２ が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅpt と、厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h とを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂとして構成されているので、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量と、樹脂成形物の厚みおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量とにより補正した値に基づいて、第１段押出機駆動用モータの駆動速度を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図２】 図１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図３】 本発明の第２の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図４】 図３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図５】 本発明の第３の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図６】 図５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図７】 本発明の第４の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図８】 図７の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図９】 本発明の第５の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図１０】 図９の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１１】 本発明の第６の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である
【図１２】 図１１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１３】 本発明の第１の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図１４】 図１３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１５】 本発明の第２の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図１６】 図１５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１７】 本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の粘度による補正量を求める際の演算を説明する演算説明図である。
【図１８】 本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の厚み偏差による補正量を求める際の演算を説明する演算説明図である。
【図１９】 本発明の直列２段押出装置における偏差量と、操作量と、制御量との間の主要な関係を説明する説明図である。
【図２０】 従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【図２１】 図２０とは異なる別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【図２２】 図２０および図２１とは異なるさらに別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【符号の説明】
（以下、従来のタンデム押出機）
１０ 第１段押出機
１１ スクリュ
１２ シリンダ
１３ ヒータ
１４ 第１段押出機駆動用モータ
１５ 減速装置
１６ ヒータ出力制御装置
１７ 第１段モータ駆動速度制御装置
１７１ 圧力設定器
１７２ 圧力検出器
１７３ 偏差量演算器
１７４ 操作量演算器
１８ モータ回転数制御装置
２０ 第２段押出機
２１ スクリュ
２２ シリンダ
２３ ヒータ
２４ 第２段押出機駆動用モータ
２５ 減速装置
２６ ヒータ出力制御装置
２７ 第２段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
２７１ 圧力設定器
２７２ 圧力検出器
２７３ 偏差量演算器
２７４ 操作量演算器
２８ モータ回転数制御装置
３０ 接続管
３１ 入口部
３２ 出口部
４０ 接続管
５０ ダイ
６０ フィルタ
（以下、本発明の直列２段押出装置）
８０ 圧力制御型吐出制御装置
８１ 圧力設定器
８２ 圧力検出器
８３ 偏差量演算器
８３Ａ 偏差量演算器
８４ 操作量演算器
８０Ａ 粘度補正付き圧力制御装置
８０Ａ１ 温度入力式粘度補正付き圧力制御装置
８０Ｂ 厚み偏差補正付き圧力制御型吐出制御装置
９０ 差圧生成部
９１ ヒータ出力制御装置
９２ ヒータ
９３ 絞り部
１００ 第２段押出機温度制御装置
１０１ 温度設定器
１０２ 温度検出器
１０３ 偏差量演算器
１０４ 操作量演算器
１１０ １段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１１１ 差圧設定器
１１２ 差圧検出器
１１２１ 入口圧力検出器
１１２２ 出口圧力検出器
１１２３ 差圧演算器
１１３ 差圧偏差量演算器
１１４ 差圧操作量演算器
１２０ 第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１２０Ａ 第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１２０Ｂ 第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１２１ 差圧設定器
１２２ 差圧検出器
１２２１ 入口圧力検出器
１２２２ 出口圧力検出器
１２２３ 差圧演算器
１２３ 差圧偏差量演算器
１２４ 差圧操作量演算器
１５０ 厚み制御装置
１５１ 厚み設定器
１５２ 厚み検出器
１５３ 偏差量演算器
１５４ 操作量演算器
１６０ 厚み制御装置
１７０ 冷却装置
１８０ フィルム
２００ 圧力偏差量補正装置
２１０ 粘度による圧力偏差量補正装置
２１１ 入力手段
２１２ 演算装置
２１３ 加算器
２２０ 厚み偏差による圧力偏差量補正装置
２２１ 入力手段
２２２ 演算装置
２２３ 加算器
３００ リップ部
３１０ 粘度による差圧偏差量補正装置
３１１ 入力手段
３１２ 演算装置
３１３ 加算器
３２０ 厚み偏差による差圧偏差量補正装置
３２１ 入力手段
３２２ 演算装置
３２３ 加算器
（以下、記号）
Ｐ 圧力
△Ｐ 差圧
ｑ 熱出力
Ｔ 温度
Ｈ フィルム厚さ
ｐ 圧力の測定値
△ｐ 差圧の測定値
ｈ フィルム厚さの測定値
ｅ 偏差量
δ 設定値に対する補正量
η 設定値の粘度特性に対する補正関数
ｅp＝ｐds−ｐd 設定吐出圧力の偏差量（補正量を加算する前の基本偏差量）
ｅt＝ｔds−ｔd 設定吐出温度の偏差量
δpt＝η（ｅt） 設定吐出圧力の温度偏差による補正量
δph＝ｈ（ｅh） 設定吐出圧力のフィルム厚み偏差による補正量
ｅh＝ｅ（ｅt） 設定厚み偏差が温度偏差と一定の関係に有ることを示す。
ｅpf＝ｅp＋δpt＋δph 圧力に対する補正後の最終偏差が、ｅpとδptとδph の和であることを示す。
ｅ△p＝△ｐds−△ｐd 設定差圧の偏差量（補正量を加算する前の基本偏差量）
δ△p＝η（ｅt） 設定差圧の温度偏差による補正量
δ△ph＝ηh（ｅh） 設定差圧のフィルム厚み偏差による補正量
ｅ△pf＝ｅ△p＋δ△pt＋δ△ph 設定差圧に対する補正後の最終偏差が、 ｅpとδptとδphの和であることを示す。
（以下、添字）
Ｓ 設定値に対する添字
１ １段目に対する添字
２ ２段目に対する添字
ｄ 吐出に対する添字
ｐ 圧力に対する添字
ｔ 温度に対する添字
△ｐ 差圧に対する添字
ｆ 補正後の偏差量に対する添字
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融樹脂の吐出量を高精度で一定に維持することができ、例えば厚み精度の高いフィルムやシート状樹脂成形物を成形する押出成形機等に適用することが可能な、直列２段押出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
まず、従来の技術について説明する。図２０は従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図、図２１は図２０とは異なる別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図、図２２は図２０および図２１とは異なるさらに別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【０００３】
まず図２０において、従来のタンデム押出機は、樹脂を可塑化する第１段押出機１０と、第１段押出機１０において可塑化された樹脂を均質化し、計量し、そして昇圧するための第２段押出機２０と、第１段押出機１０および第２段押出機２０を相互に連結する接続管３０と、第２段押出機２０の出口部に接続管４０を介して配設されたダイ５０とを有する。このようにダイ５０は、一般に、第２段押出機２０の出口部に接続管４０を介して接続され、更に接続管４０の途中には、フィルタ６０を設けることが一般に行なわれている。また、ダイ５０の後流部には冷却装置が設けられ、ダイ５０から吐出された溶融樹脂はこの冷却装置により冷却されて一定の形態に成形される。
【０００４】
図２０において、第１段押出機１０は、入口側が樹脂材料投入用ホッパーに接続され出口側が接続管３０の入口部に接続するシリンダ１２と、シリンダ１２内で回転駆動されるスクリュ１１とを有する。スクリュ１１は、第１段押出機駆動用モータ１４により減速装置１５を介して回転駆動される。また、シリンダ１２は、ヒータ出力制御装置１６により出力制御されるヒータ１３により温度制御をされる。これに対し、第２段押出機２０は、入口側が接続管３０の出口部に接続され出口側が接続管４０に接続するシリンダ２２と、シリンダ２２内で回転駆動されるスクリュ２１とを有する。 スクリュ２１は、第２段押出機駆動用モータ２４により減速装置２５を介して回転駆動され、また、シリンダ２２は、ヒータ出力制御装置２６により出力制御されるヒータ２３により温度制御をされる。
【０００５】
図２０において、接続管３０の入口部３１と出口部３２との間に設定された圧力検出部には圧力検出器１７２が配設されており、この圧力検出器１７２により検出された接続管３０内の溶融樹脂の圧力は、同圧力の値の大きさを表す圧力信号の形で、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１７を構成する偏差量演算器１７３へと伝えられる。偏差量演算器１７３において、圧力検出器１７２が検出した圧力と圧力設定器１７１により設定された設定圧力とが比較され、圧力検出器１７２が検出した圧力の設定圧力に対する圧力偏差量が演算される。
【０００６】
図２０において、偏差量演算器１７３により演算された圧力偏差量は、操作量演算器１７４へと送られ、操作量演算器１７４において、偏差量演算器１７３から送られた圧力偏差量に基づき第１段押出機駆動用モータ１４の制御操作に必要な操作量が演算される。操作量演算器１７４により演算された操作量は、モータ回転数制御装置１８へ送られ、モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器１７４から送られた操作量に従って、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御する。
【０００７】
樹脂を、フィルム又はシート状に成形する場合には、一般に、ダイ５０から吐出された溶融樹脂を、冷却装置としての冷却ロールに巻き付けて冷却する。成形物の厚みは、厚み制御装置によって制御される。成形物の厚みの制御に当たっては、冷却ロールを出た成形物の厚みｈを、厚み検出器により検出し、操作量演算装置の出力を制御して、例えばダイ５０のリップ部３００に設けた厚み制御装置を駆動し、同リップ部３００のリップ間隙を調整しつつ、樹脂の吐出量Ｑを制御することにより行なわれる。その際、樹脂の吐出量Ｑを一定に保持することができれば、厚みの均一な成形物を得ることができる。
【０００８】
図２０において、タンデム押出機の吐出量Ｑを一定とするように制御するに当たり、第２段押出機２０駆動用モータ２４の回転数を一定に保ちつつ、圧力検出器１７２により検出した圧力が、圧力設定器１７１が設定した設定圧力と等しくなるように、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１７を介して第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御することが考えられる。
【０００９】
図２１に示す従来のタンデム押出機は、接続管３０の入口部３１と出口部３２との間に配設された圧力検出器１７２が検出した圧力に基づき、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１７およびモータ回転数制御装置１８を介して、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御するように構成されているほかに、ダイ５０の入口部には圧力検出機２７２を有している。
【００１０】
図２１に示したタンデム押出機において、圧力検出器２７２により検出されたダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力は、同圧力の値の大きさを表す圧力信号の形で、 第２段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置２７を構成する偏差量演算器２７３へと伝えられる。偏差量演算器２７３において、圧力検出器２７２が検出した圧力と圧力設定器２７１により設定された設定圧力とが比較され、圧力検出器２７２が検出した圧力の設定圧力に対する圧力偏差量が演算される。
【００１１】
図２１において、偏差量演算器２７３により演算された圧力偏差量は、操作量演算器２７４へと送られ、操作量演算器２７４において、偏差量演算器２７３から送られた圧力偏差量に基づき第２段押出機駆動用モータ２４の制御操作に必要な操作量が演算される。操作量演算器２７４により演算された操作量は、モータ回転数制御装置２８へ送られ、モータ回転数制御装置２８は、操作量演算器２７４から送られた操作量に従って、第２段押出機駆動用モータ２４の回転数を制御する。
【００１２】
図２１に示したタンデム押出機においては、圧力検出器１７２および圧力検出器２７２が検出した圧力がそれぞれ一定となるように、第１段押出機駆動用モータ１４および第２段押出機駆動用モータ２４の回転数を、それぞれモータ回転数制御装置１８，２８により制御して、圧力検出器１７２が配設された検出部における溶融樹脂の圧力および圧力検出器２７２が配設された検出部における溶融樹脂の圧力を、それぞれ一定とするように制御する。
【００１３】
図２２に、特開平０３−２３９２２号公報において開示された技術を示す。図２２のタンデム押出機において、圧力検出器２７２により検出されたダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力は、同圧力の値の大きさを表す圧力信号の形で、偏差量演算器２７３へと伝えられる。偏差量演算器２７３において、圧力検出器２７２が検出した圧力と圧力設定器２７１により設定された設定圧力とが比較され、圧力検出器２７２が検出した圧力の設定圧力に対する圧力偏差量が演算される。
【００１４】
図２２において、偏差量演算器２７３により演算された圧力偏差量は、操作量演算器２７４へと送られ、操作量演算器２７４において、偏差量演算器２７３から送られた圧力偏差量に基づき第１段押出機駆動用モータ１４の制御操作に必要な操作量が演算される。操作量演算器２７４により演算された操作量は、モータ回転数制御装置１８へ送られ、モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器２７４から送られた操作量に従って、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御する。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような従来のタンデム型押出機においては、いずれも圧力のみを検出して同タンデム型押出機の駆動モータを制御するものであるため、樹脂の吐出量の制御に当たっては、可塑化された樹脂の吐出量が、可塑化された溶融樹脂の、温度変化に伴う粘度の変化による圧力変化にまで応答してしまう。したがって、高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができなかった。
【００１６】
そこで、本発明は、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００１７】
また、本発明は、樹脂の吐出圧力の設定圧力に対する圧力偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができるようにして、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００１８】
さらに、本発明は、樹脂の吐出圧力の設定圧力に対する圧力偏差量を、樹脂成形物の厚みおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができるようにして、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００１９】
また、本発明は、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができるようにして、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができるようにし、厚みの均一な成形物を得ることができるようにした、直列２段押出装置を提供しようとするものである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明の直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記第２段押出機２０の入口部と出口部とにおいて検出した差圧△ｐ 1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△ p1 に基づき操作量ｕ n1 △ p1 を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△ p1の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機２０の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2tを演算し、同操作量に基づき上記温度偏差量ｅtの値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備え、上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△ p1 を差圧基本偏差量ｅ△ p とし、同差圧基本偏差量ｅ△ p に、上記樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔ d および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅ t のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△ p2t を加算して得た補正差圧偏差量ｅ△ p2f に基づき操作量ｕ n1 △ p2 を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△ p2f の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ 1 を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａとして構成される。
【００２１】
また、本発明の直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記第２段押出機２０の入口部と出口部とにおいて検出した差圧△ｐ1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△p1を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△p1 の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機２０の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、 同操作量に基づき上記温度偏差量ｅt の値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備え、上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2 に、上記樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅptと、上記樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2hとを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂとして構成される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施の形態について説明するが、まず、参考形態について説明する。図１は本発明の第１の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図２は図１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【００２３】
まず図１および図２において、この直列２段押出装置は、樹脂を可塑化する第１段押出機１０と、第１段押出機１０において可塑化された樹脂を均質化し、計量し、昇圧するための第２段押出機２０と、第１段押出機１０および第２段押出機２０を相互に連結する接続管３０と、第２段押出機２０の出口部に接続管４０を介して配設されたダイ５０とを有する。接続管４０の途中には、フィルタ６０が介装されている。ダイ５０の後流部には冷却装置が設けられ、ダイ５０から吐出された溶融樹脂はこの冷却装置により冷却されて一定の形態に成形される。
【００２４】
図１および図２において、第１段押出機１０は、入口側が樹脂材料投入用ホッパーに接続され出口側が接続管３０の入口部に接続するシリンダ１２と、シリンダ１２内で回転駆動されるスクリュ１１とを有する。スクリュ１１は、第１段押出機駆動用モータ１４により減速装置１５を介して回転駆動される。また、シリンダ１２は、ヒータ出力制御装置１６により出力制御されるヒータ１３により温度制御をされる。これに対し、第２段押出機２０は、入口側が接続管３０の出口部に接続され出口側が接続管４０に接続するシリンダ２２と、シリンダ２２内で回転駆動されるスクリュ２１とを有する。スクリュ２１は、第２段押出機駆動用モータ２４により減速装置２５を介して回転駆動され、また、シリンダ２２は、ヒータ出力制御装置２６により出力制御されるヒータ２３により温度制御をされる。
【００２５】
図１および図２において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０と、第２段押出機温度制御装置１００とを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０は、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出する圧力検出器８２が検出した圧力ｐdの設定圧力ｐdsに対する圧力偏差量ｅpに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量ｕn1pに基づき圧力偏差量ｅpの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００２６】
すなわち、図１および図２において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出する圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力ｐdsとを比較して圧力ｐdの設定圧力ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、偏差量演算器８３から送られた圧力偏差量ｅpに基づき操作量ｕn1pを演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、圧力偏差量ｅpの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００２７】
また、図１および図２において、第２段押出機温度制御装置１００は、上記ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2tを演算し、同操作量ｕh2tに基づき上記温度偏差量ｅtの値を小さくするように上記第２段押出機２０の温度を制御する。
【００２８】
すなわち、図１および図２において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを温度信号の形で偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送る。操作量演算器１０４は、樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方、例えば図１および図２に示したように温度偏差量ｅtの値に基づき操作量ｕh2tを演算し、その出力をヒータ出力制御装置２６へ送る。ヒータ出力制御装置２６は、操作量演算器１０４から送られた操作量ｕh2tに基づきヒータ２３の熱出力ｑ2を制御し、温度偏差量ｅtの値を小さくするように、第２段押出機２０の温度を制御する。
【００２９】
図１および図２において、直列２段押出装置が、目標圧力、および目標樹脂温度で運転されているとする。ここで、フィルタ６０の目詰まりや投入原料の温度変化等による、吐出量Ｑを変化させるような外乱、例えばフィルタ６０の目詰まりによる外乱があったとする。この場合、フィルタ６０の目詰まりにより、接続管４０の抵抗が増大するため、吐出量Ｑが低下する一方、樹脂温度ｔdが上昇しようとする。このとき、上述のように、フィルタ６０の出口あるいはダイ５０の入口直前の接続管４０内を流れる溶融樹脂の温度ｔdが、樹脂温度検出器１０２により検出される。そして樹脂温度検出器１０２により検出された溶融樹脂の温度ｔdと目標樹脂温度である温度設定器１０１が設定した設定温度ｔsとの間の温度偏差量ｅtに基づいて、その温度偏差量ｅtが零値となるように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度が制御され、これにより樹脂温度の上昇が防止される。
【００３０】
さらに、フィルタ６０の出口あるいはダイ５０の入口直前の圧力が圧力検出器８２により検出され、圧力検出器８２が検出した検出圧力ｐdと目標圧力である圧力設定器８１が設定した設定圧力ｐdsとの間の圧力偏差量ｅpに基づき、その圧力偏差量ｅpが零値となるように、したがって吐出量Ｑの低下を伴う圧力検出部とダイ出口との間の圧力低下を補うように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1が増加され、吐出量Ｑの低下が防止される。
【００３１】
図１および図２において、圧力検出部とダイ５０の出口との間を流れる樹脂温度が時間的に変動しなければ、樹脂の粘度も時間的に変動しないので、圧力検出部とダイ５０の出口との間の圧力損失は流量Ｑのみの関数となる。したがって、上述のように、樹脂温度ｔdを一定、ダイ５０の圧力損失を一定とする制御をすれば、吐出量Ｑを高精度で一定に保持することができ、高精度な吐出量一定制御が可能となる。
【００３２】
図３は本発明の第２の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図４は図３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図３および図４において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａは、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの設定温度Ｔｓに対する温度偏差量ｅtに基づき演算をして得た偏差補正量δｅptを加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量ｕn1pに基づき補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００３３】
すなわち、図３および図４において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出した圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを、圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力Ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力Ｐdsとを比較して圧力Ｐdの設定圧力Ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００３４】
他方、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを温度信号の形で偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送ると同時に、入力手段２１１を介して演算装置２１２へも送る。この場合、温度偏差量ｅt が限界を越えるか否かの判別手段を介してもよい。演算装置２１２は、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの設定温度Ｔｓに対する温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅptを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００３５】
図３および図４において、加算器２１３は、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、偏差補正量δｅptを加算して補正圧力偏差量ｅpfを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、加算器２１３から送られた補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００３６】
図５は本発明の第３の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図６は図５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図５および図６において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａ１を有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ａ１は、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅptを加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量ｕn1pに基づき補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００３７】
すなわち、図５および図６において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出した圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力Ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力Ｐdsとを比較して圧力Ｐdの設定圧力Ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を加算器２１３へ送る点は、図３および図４の場合と同様である。
【００３８】
他方、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを、温度信号の形で、偏差量演算器１０３へ送ると同時に、入力手段２１１を介して演算装置２１２へも送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送る。他方、演算装置２１２は、樹脂温度検出器１０２から送られた温度ｔdの値に基づき偏差補正量δｅptを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００３９】
図５および図６において、加算器２１３は、図３および図４の場合と同様に、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、演算装置２１２から送られた偏差補正量δｅptを加算して補正圧力偏差量ｅpfを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、加算器２１３から送られた補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００４０】
図５および図６に示した直列２段押出装置おいては、上述のように，圧力偏差量ｅpが、温度信号ｔdに基づいて補正される。この場合における補正の考え方は、本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の粘度による補正量を求める際の演算を説明する演算説明図としての図１７に示すとおりである。
【００４１】
図１７において、圧力一定のとき、粘度(poise) は温度に対して指数関数的に小さくなる特性がある。また温度一定のとき圧力を上げると粘度は指数関数的に小さくなる特性がある。これを粘度と温度とを直交軸にとり、圧力をパラメータにして図示すると、図１７の第１象限のグラフとなる。また、吐出量Ｑと粘度ηとの関係については第２象限のグラフとなる。さらに、吐出量Ｑと圧力または差圧との関係については第３象限のグラフとなる。
【００４２】
図１７において、上述の関係から、例えば運転点が圧力ｐd1、温度ｔd1であったとする。温度ｔd1がδｔd1だけ増加したとすると、粘度はη1からη2へ減少する。これにより吐出量Ｑが増大して、結果的に圧力または差圧の増加に対応する。そして、このとき温度増加分δｔd1は、δｐd またはδ△ｐd に対応するから、この分圧力が減少するようにその設定圧力ｐdsの値を小さくする。このときの圧力の変化量δｐdを、圧力または差圧の偏差量ｅpに加算すれば偏差が大きくなったことと同等となり、偏差を小さくするための操作量の出力が増大して、より早く設定値に収束する。
【００４３】
図７は本発明の第４の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図８は図７の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図７および図８において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ｂを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ｂは、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔdの設定温度Ｔｓに対する温度偏差量ｅtに基づき演算をして得た偏差補正量δｅptを加算するとともに、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅphをも加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量に基づき上記補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００４４】
図７および図８において、圧力基本偏差量ｅpに、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅphのみを加算して得た補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを演算し、同操作量に基づき上記補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する構成とすることもできる。
【００４５】
図７および図８において、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置８０Ｂについてさらに詳細に説明する。ダイ５０の入口部近傍の樹脂圧力を検出した圧力検出器８２は、検出した圧力ｐdを、圧力信号の形で偏差量演算器８３へ送る。偏差量演算器８３は、圧力検出器８２から送られた圧力Ｐdと圧力設定器８１が設定した設定圧力Ｐdsとを比較して圧力Ｐdの設定圧力Ｐdsに対する圧力偏差量ｅpを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。
【００４６】
他方、図７および図８において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdに基づき、偏差量演算器１０３が演算をして得た温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtは、偏差量演算器１０３から、操作量演算器１０４へ送られると同時に、入力手段２１１を介して演算装置２１２へも送られる。この場合、温度偏差量ｅtが限界を越えるか否かの判別手段を介してもよい。演算装置２１２は、温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅptを演算し、その出力を加算器２１３へ送る。加算器２１３は、圧力偏差量ｅpを圧力基本偏差量ｅpとし、同圧力基本偏差量ｅpに、偏差補正量δｅptを加算し、その出力を後段の加算器２２３へ送る。
【００４７】
図７および図８において、ダイ５０から吐出され、成形された樹脂成形物の厚みを検出した厚み検出器１５２は、検出した樹脂成形物の厚みｈの値を、厚み信号の形で偏差量演算器８３Ａへ送る。偏差量演算器８３Ａは、厚み検出器１５２から送られた厚みｈと厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈsとを比較して厚み検出器１５２から送られた厚みｈの厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhを演算し、その出力を厚み制御装置１５０へ送ると同時に、入力手段２２１を介して演算装置２２２へも送る。この場合、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま厚み制御装置１５０へ送って、厚み制御装置１５０に樹脂成形物の厚みを制御させることができるほか、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま演算装置２２２へ送って、厚みｈの値に基づいて演算装置２２２に以下の演算を行なわせるように構成することもできる。
【００４８】
図７および図８に示すように、演算装置２２２は、偏差量演算器８３Ａから送られた厚み偏差量ｅh に基づき偏差補正量δｅphを演算し、その出力を加算器２２３へ送る。加算器２２３は、前段の加算器２１３が圧力基本偏差量ｅpに偏差補正量δｅptを加算して得た値に、さらに演算装置２２２から送られた偏差補正量δｅphを加算して補正圧力偏差量ｅpfを演算し、その出力を操作量演算器８４へ送る。操作量演算器８４は、加算器２２３から送られた補正圧力偏差量ｅpfに基づき操作量ｕn1pを算出し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器８４から送られた操作量ｕn1pに基づき、補正圧力偏差量ｅpfの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００４９】
図１８に、本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の厚み偏差により補正量を求める際の演算の概念を示す。図１８において、例えば吐出量Ｑ＝Ｑ0、フィルム厚さの測定値ｈ＝ｈ0、吐出圧力ｐd ＝ｐd0で運転されていたとする。ここで、厚み変化δh が生じたとする。これは厚みｈと吐出量Ｑとの間の関係であるｈ−Ｑ特性から吐出量Ｑの増加δＱに対応する。他方、吐出量Ｑと例えば吐出圧力ｐd の関係Ｑ〜ｐd 特性から、これはδｐd の増加に対応する。この関係によりδｈとδｐd との関係が決まる。
【００５０】
図１９は、本発明の直列２段押出装置における偏差量ｅと、操作量ｕと、制御量ｎとの間の主要な関係を説明する説明図である。図１９において、（偏差量ｅ）＝（設定値）−（測定値）であるから、ｅ＞０は、制御量がまだ設定値に達していないことを意味する。したがって、この場合には操作量を正にして、制御量ｎとしてのモータ回転速度ｎを増加する。しかし、モータ回転速度ｎを増加すると偏差ｅが小さくなるので、操作量ｕを次第に小となるようにする。ｅ＜０のときには、ｅ＞０のときとは逆の動作をする。したがって、操作量ｕと偏差量ｅとの基本的な関係は図１９に示したようになる。ここで、温度ｔの値が大きいということは、圧力制御の場合には圧力ｐが大きいことに対応し、差圧制御の場合であって下流の温度信号を用いる場合には、差圧△ｐが小さいことに対応する。したがって、圧力制御の場合には、補正を正（＋）の向きに向けて行なえば良い。
【００５１】
図７および図８において、直列２段押出装置が、設定圧力Ｐds、設定樹脂温度ＴSで運転されているとする。この状態で、フィルタの目詰まりや投入原料の温度変化等の吐出量を変化させるような外乱、例えばフィルタの目詰まりによる外乱があったとする。この場合、フィルタの目詰まりによる接続管３０，４０の抵抗増大のため、吐出量Ｑが低下し、樹脂温度ｔdが上昇しようとする。このとき、フィルタ６０の出口部あるいはダイ５０の入口の直前部における接続管４０内を流れる溶融樹脂の温度ｔdを検出し、設定樹脂温度Ｔsとの偏差量ｅtに基づいて、その偏差量ｅtが零値となるように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を低下させ、樹脂温度ｔdの上昇を防止する。
【００５２】
さらに、図７および図８において、フィルタ６０の出口部あるいはダイ５０の入口の直前部の圧力Ｐdを検出し、検出圧力Ｐdの目標圧力としての設定圧力Ｐdsに対する偏差量ｅpに基づいて、その偏差量ｅpが零値となるように、吐出量Ｑの低下に伴う圧力検出部８２とダイ５０の出口部との間の圧力損失を補い、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を増速して、吐出量Ｑの低下を防止する。
【００５３】
ところで、図７および図８において、以上のような操作にもかかわらず、温度検出器１０２により検出される樹脂温度ｔdと設定樹脂温度Ｔsとの差である温度偏差量ｅtが解消できないときは、予め測定しておいた樹脂の物性データに基づいて、設定樹脂温度Ｔsからの温度上昇分に見合った粘度低下分を推定し、予想される粘度において目標吐出量Ｑが達成される圧力を推定し、その圧力に設定圧力Ｐsを変更あるいは増加する。
【００５４】
さらに、図７および図８において、以上のような操作にもかかわらず、検出器により検出されるフィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈと初期の設定圧力Ｐds、設定樹脂温度Ｔsで運転されていたときに，フィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhが生じる場合は、その厚み偏差量ｅhより推定される吐出量Ｑの変化分を補うように設定圧力ＰdSを修正し、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を変化させる。圧力検出部とダイ５０の出口部との間を流れる樹脂の温度が時間的に変動しても、樹脂温度ｔdに対応した樹脂粘度η、さらには、その粘度ηに基づいて算出した、目標吐出量Ｑ時の圧力検出部とダイ出口部との間の圧力損失に見合うように、設定圧力Ｐdsを変更する。
【００５５】
また、図７および図８において、上述のように最終目標であるフィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈに基づいて目標圧力Ｐsを修正するので、吐出量Ｑの変動がない。したがって、樹脂温度ｔdを一定とし、ダイ５０の圧力損失△Ｐdを一定としたときに、樹脂温度ｔdが変動したとしても、設定圧力Ｐdsを樹脂温度ｔdに見合った設定圧力Ｐdsに変更し、さらに最終目標であるフィルムあるいはシート等の樹脂成形物の厚みｈに基づいて設定圧力Ｐdsを修正して、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御することにより大きな外乱に対しても、常に吐出量Ｑを高精度で迅速に一定に保持する制御が可能となる。
【００５６】
図９は、本発明の第５の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１０は、図９の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図９および図１０において、直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１１０と、第２段押出機温度制御装置１００とを備える。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１１０は、溶融樹脂の流れに沿って設定した差圧設定部、例えば接続管３０の入口部と出口部との間に設定した差圧設定部９０において検出した２点間の圧力差である差圧△Ｐ1の設定差圧△Ｐ1sに対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△pfを演算し、同操作量ｕn1△pfに基づき差圧偏差量ｅ△p1の値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００５７】
また、図９および図１０において、第２段押出機温度制御装置１００は、上記ダイ５０の樹脂温度検出部に設けられた樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、同操作量に基づき上記温度偏差量ｅtの値を小さくするように上記第２段押出機の温度を制御する。
【００５８】
図９および図１０において、差圧設定部９０における差圧測定区間Ａは、第１段押出機１０と第２段押出機２０とを互いに接続する接続管３０の入口部と出口部との間の区間である。差圧測定区間Ａにおける樹脂の温度ｔdの制御は、例えば接続管３０の温度を制御するヒータ９２およびヒータ出力制御装置９１により行なうことができる。第１段押出機１０の出口部においては、樹脂が実質的に可塑化を完了しているので、樹脂を流体流動的に扱うことができる。ただし、接続管３０の長さは短いので所定の差圧を発生させるためには、例えば図１０に示したように、差圧設定部９０に絞り部９３を設け、上述のように接続管３０の温度をヒータ９２およびヒータ出力制御装置９１により一定の温度に保持する。
【００５９】
しかしながら、圧力測定区間Ａの横断面の大きさは、接続管３０そのままの横断面の大きさであっても良いし、上述のように、オリフィス等の絞り部９３により接続管３０の径より小さくするようにしても良い。また、接続管３０内に網体すなわちメッシュ等の抵抗体を入れたものでも良い。
【００６０】
図９および図１０において、差圧検出器１１２の入口圧力検出器１１２１は、接続管３０の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１１２３へ送る。また、差圧検出器１１２の出口圧力検出器１１２２は、接続管３０の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１１２３へ送る。差圧演算器１１２３は、入口圧力検出器１１２１から送られた接続管入口部圧力と、出口圧力検出器１１２２から送られた接続管出口部圧力との間の差圧△Ｐ1を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１１３へ送る。
【００６１】
図９および図１０において、差圧偏差量演算器１１３は、差圧演算器１１２３から送られた差圧△Ｐ1と、差圧設定器１１１から送られた設定差圧△Ｐ1sとを比較して差圧△Ｐ1の設定差圧△Ｐ1s に対する差圧偏差量ｅ△p1を演算し、その出力を差圧操作量演算器１１４へ送る。差圧操作量演算器１１４は、差圧偏差量演算器１１３から送られた差圧偏差量ｅ△p1に基づき操作量ｕn1△p1を演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、差圧操作量演算器１１４から送られた操作量ｕn1△p1に基づき、差圧偏差量ｅ△p1の値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００６２】
他方、図９および図１０において、ダイ５０の入口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔdを温度信号の形で偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdと温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送る。操作量演算器１０４は、偏差量演算器１０３から送られた温度偏差量ｅtに基づき操作量ｕh2tを演算し、その出力をヒータ出力制御装置２６へ送る。ヒータ出力制御装置２６は、操作量演算器１０４から送られた操作量ｕh2tに基づきヒータ２３の熱出力ｑ2を制御し、ヒータ２３の熱出力ｑ2の制御を介して、温度偏差量ｅtの値を小さくするように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を制御する。
【００６３】
図９および図１０において、温度検出器１０２により検出された樹脂温度ｔdとしては、例えば複数の温度検出器により検出した検出値の重み付き平均値を採用することができる。図９および図１０に示した直列２段押出装置によれば、検出温度ｔd の設定樹脂温度Ｔs に対する温度偏差量ｅt と、 ２つの圧力検出器１１２１，１１２２により検出された圧力間の差圧△Ｐ1の差圧設定器１１１によって設定される設定差圧△Ｐ1s に対する差圧偏差量ｅ△p1との２つの偏差量に基づいて、モータ回転数制御装置１８により第１段押出機駆動用モータ１４の回転数を制御することができる。また、回転数制御装置１８には、フィルムやシート等の樹脂成形物の厚み検出器によって検出されたフィルムやシート等の樹脂成形物の厚みｈの設定厚みｈsに対する厚み偏差量ｅhをフィードバックさせても良い。
【００６４】
図９および図１０において、直列２段押出装置が、設定圧力Ｐds、設定樹脂温度Ｔsで運転されているとする。その状態で、フィルタの目詰まりや投入原料の温度変化等の吐出量Ｑを変化させるような外乱、例えばフィルタの目詰まりによる外乱があった場合を考える。この場合、フィルタの目詰まりにより接続管３０の抵抗が増大するため、吐出量Ｑが低下し、樹脂温度ｔdが上昇しようとする。このとき、差圧測定区間Ａの上流側と差圧測定区間Ａの下流側とにおいてそれぞれ接続管３０内を流れる溶融樹脂の温度を検出する。ただしその際、差圧測定区間Ａの壁面は、常に一定温度に保たれている。
【００６５】
ここで、差圧測定区間Ａの上流側と差圧測定区間Ａの下流側のそれぞれの圧力を検出し、それらの圧力差△Ｐ1の設定圧力差△Ｐ1sに対する差圧偏差量ｅ△p1が零値となるように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を上昇させて、吐出量Ｑの低下を防止する。このとき、温度検出器１０２により検出される樹脂温度ｔdの設定樹脂温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtがある場合は、予め測定しておいた樹脂の物性データに基づいて、設定樹脂温度Ｔsからの温度上昇分に見合った粘度低下分を推定し、予想される粘度において目標の吐出量Ｑが達成される場合の差圧測定区間Ａの上流側の圧力と差圧測定区間Ａの下流側の圧力との間の差圧△Ｐ1を推定し、設定差圧△Ｐ1sをその差圧に変更あるいは増加し、さらに第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を上昇させる。
【００６６】
図９および図１０において、差圧測定区間Ａを流れる樹脂の温度ｔdが時間的に変動しても、設定差圧△Ｐ1sを、樹脂温度ｔdに対応した樹脂粘度η、さらには、その粘度ηに基づいて算出した、目標の吐出量Ｑの時の差圧測定区間Ａの上流側の圧力と差圧測定区間Ａの下流側の圧力との間の差圧△Ｐ1に変更するので、樹脂の吐出量Ｑの変動がない。したがって、上述のように、差圧測定区間Ａの温度を一定にすると同時に、差圧測定区間Ａの上流側の圧力と差圧測定区間Ａの下流側の圧力との間の差圧△Ｐ1を一定とし、さらに樹脂温度ｔdが変動したとしても、樹脂温度ｔdに見合った設定差圧△Ｐ1sに変更して、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御することにより、大きな外乱に対しても、高精度で吐出量Ｑを一定に保持するように制御することが可能となる。
【００６７】
図１１は、本発明の第６の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１２は、図１１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図１１および図１２に示した直列２段押出装置においては、差圧設定部が、第２段押出機２０の入口部と出口部との間の区間に設定されている。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０は、第２段押出機２０の入口部と出口部との間の区間に設定された差圧設定部において検出した差圧△ｐ2 の設定差圧△Ｐ2sに対する差圧偏差量ｅ△p2 に基づき操作量ｕn1△p2 を演算し、同操作量ｕn1△p2に基づき差圧偏差量ｅ△p2 の値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００６８】
すなわち、図１１および図１２において、差圧検出器１２２の入口圧力検出器１２２１は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。また、差圧検出器１２２の出口圧力検出器１２２２は、第２段押出機２０のシリンダ２２の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。差圧演算器１２２３は、入口圧力検出器１２２１から送られたシリンダ２２の入口部圧力と、出口圧力検出器１２２２から送られたシリンダ２２の出口部圧力との間の差圧△Ｐ2を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１２３へ送る。
【００６９】
図１１および図１２において、差圧偏差量演算器１２３は、差圧演算器１２２３から送られた差圧△Ｐ2と、差圧設定器１２１から送られた設定差圧△Ｐ2sとを比較して差圧△Ｐ2 の設定差圧△Ｐ2s に対する差圧偏差量ｅ△p2を演算し、その出力を差圧操作量演算器１２４へ送る。差圧操作量演算器１２４は、差圧偏差量演算器１２３から送られた差圧偏差量ｅ△p2に基づき操作量ｕn1△p2を演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、差圧操作量演算器１２４から送られた操作量ｕn1△p2に基づき、差圧偏差量ｅ△p2の値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００７０】
図１１および図１２において、第２段押出機温度制御装置１００が、ダイ５０の樹脂温度検出部に設けられた樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度ｔsに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、同操作量ｕh2tに基づき温度偏差量ｅtの値を小さくするように第２段押出機の温度を制御する点は、図９および図１０に示した直列２段押出装置の場合と同様である。
【００７１】
上述のように、図１１および図１２に示した直列２段押出装置における差圧制御は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部と出口部との間の差圧を用いて行なわれる。差圧測定区間の温度制御装置は、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を制御する温度制御装置であるヒータ出力制御装置２６である。第２段押出機のシリンダ２２においては、温度制御が安定化しており、温度上昇行程でもあるので、差圧△Ｐ1も十分大きく安定した制御が可能となる。
【００７２】
図１１および図１２において、第２段押出機駆動用モータ２４の回転数ｎ2を一定に保ちつつ、第２段押出機２０の入口部の圧力を圧力検出器１２２１により検出し、第２段押出機２０の出口部の圧力を圧力検出器１２２２により検出する。それとともに、第２段押出機２０の入口部および出口部に、それぞれ溶融樹脂の温度を検出する温度検出器を設置して、それらの溶融樹脂の温度を検出する。それらの温度の片方の値または平均値が温度設定器１０１によって設定される設定樹脂温度Ｔsとなるように、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度制御装置であるヒータ出力制御装置２６およびヒータ２３を介して、第２段押出機２０のシリンダ２２の温度を制御する。
【００７３】
図１１および図１２において、直列２段押出装置が、設定圧力Ｐ2s、設定樹脂温度Ｔsで運転されているとする。ここで、フィルタの目詰まりや投入原料の温度変化等の吐出量Ｑを変化させるような外乱、例えばフィルタ６０の目詰まりがあったとする。この場合、フィルタの目詰まりによる導管すなわち接続管３０の抵抗増大のため、吐出量は低下し、樹脂温度は上昇しようとする。
【００７４】
このとき、図１１および図１２において、第２段押出機２０の入口部および出口部の温度を検出する温度検出器１０２の値のうち、片方の値または両方の値の平均値の設定樹脂温度Ｔsに対する温度偏差量ｅt に基づいて、その温度偏差量ｅtが零値となるように、さらにまた第２段押出機２０の入口および出口のそれぞれの圧力を検出し、それらの圧力間の差圧△Ｐ2の設定差圧△Ｐ2sに対する差圧偏差量ｅ△Ｐ2に基づいて、その差圧偏差量ｅ△Ｐ2が零値となるように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御して、吐出量Ｑの低下を防止する。
【００７５】
ところで、図１１および図１２において、以上のような操作にもかかわらず、温度検出器１０２により検出される樹脂温度ｔd、例えば検出器１０２の片方の検出値または両方の検出値の平均値の設定樹脂温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtが零値とならないときは、予め測定しておいた樹脂の物性データに基づいて、設定樹脂温度Ｔsからの温度上昇分に見合った粘度低下分を推定し、予想される粘度において目標の吐出量Ｑが達成される第２段押出機２０の入口部の圧力および出口部の圧力間の差圧△Ｐ2を推定して設定差圧△Ｐ2sをその推定した差圧となるように変更あるいは増加する。さらに、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を増速させる。第２段押出機２０のシリンダ２２部を流れる樹脂温度が時間的に変動しても、設定差圧△Ｐ2sを、樹脂温度ｔdに対応した樹脂粘度η、さらにはその粘度ηに基づいて算出した目標吐出量Ｑ時の第２段押出機２０の入口部、出口部間の差圧△Ｐ2に一致するように変更するので、吐出量Ｑの変動がない。
【００７６】
したがって、上述のように、図１１および図１２において、第２段押出機駆動用モータ２４の回転数ｎ2を一定に保ちつつ、第２段押出機２０のシリンダ２２部の樹脂温度を一定に保ち、第２段押出機２０の入口部および出口部間の差圧△Ｐ2を一定とした際に、樹脂温度ｔdが変動したとしても、設定差圧△Ｐ2sを樹脂温度ｔdに見合った設定差圧に変更して第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御することにより、大きな外乱に対しても、高精度で吐出量を一定に保つように制御することができる。
【００７７】
図１３は、本発明の第１の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１４は、図１３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図１３および図１４に示した直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａと、第２段押出機温度制御装置１００とを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａは、差圧偏差量ｅ△p1を差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△pに、樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2tを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p2を演算し、同操作量に基づき補正差圧偏差量ｅ△p2f の値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００７８】
同時に、第２段押出機温度制御装置１００は、樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度Ｔdに対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2tを演算し、操作量ｕh2tに基づき温度偏差量ｅtの値を小さくするように第２段押出機２０の温度を制御する。
【００７９】
すなわち、図１３および図１４において、差圧検出器１２２の入口圧力検出器１２２１は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。また、差圧検出器１２２の出口圧力検出器１２２２は、第２段押出機２０のシリンダ２２の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。差圧演算器１２２３は、さらに、入口圧力検出器１２２１から送られたシリンダ２２の入口部圧力と、出口圧力検出器１２２２から送られたシリンダ２２の出口部圧力との間の差圧△Ｐ2を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１２３へ送る。
【００８０】
図１３および図１４において、差圧偏差量演算器１２３は、差圧演算器１２２３から送られた差圧△Ｐ2と、差圧設定器１２１から送られた設定差圧△Ｐ2sとを比較して差圧△Ｐ2の設定差圧△Ｐ2s に対する差圧偏差量ｅ△p2を演算し、その出力を加算器３１３へ送る。
【００８１】
他方、図１３および図１４において、第２段押出機２０の例えばシリンダ２２の入口部および出口部の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔd を、温度信号の形で、偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔd と、温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送ると同時に、入力手段３１１を介して演算装置３１２へも送る。演算装置３１２は、偏差量演算器１０３から送られた温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送る。なお、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdをそのまま演算装置３１２へ送り、演算装置３１２が、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdに基づいて偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送るようにすることもできる。
【００８２】
図１３および図１４において、加算器３１３は、差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2に、演算装置３１２から送られた偏差補正量δｅ△p2tを加算して補正差圧偏差量ｅ△p2fを演算し、その出力を操作量演算器１２４へ送る。操作量演算器１２４は、加算器３１３から送られた補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p2を演算し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器１２４から送られた操作量ｕn1△p2に基づき、補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００８３】
図１５は、本発明の第２の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図、図１６は、図１５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。図１５および図１６に示す直列２段押出装置は、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂと、第２段押出機温度制御装置１００とを有する。第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂは、差圧偏差量ｅ△pを差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△p に、樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2t と、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅh のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h とを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1p を演算し、同操作量に基づき補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００８４】
上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂは、また単に差圧偏差量ｅ△pを差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△p に、樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの厚み設定値に対する厚み偏差量ｅh のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h を加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△pを演算し、同操作量に基づき補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御するように構成することもできる。
【００８５】
図１５および図１６において、差圧検出器１２２の入口圧力検出器１２２１は、第２段押出機２０のシリンダ２２の入口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。また、差圧検出器１２２の出口圧力検出器１２２２は、第２段押出機２０のシリンダ２２の出口部の圧力を検出し、その出力を差圧演算器１２２３へ送る。差圧演算器１２２３は、さらに、入口圧力検出器１２２１から送られたシリンダ２２の入口部圧力と、出口圧力検出器１２２２から送られたシリンダ２２の出口部圧力との間の差圧△Ｐ2を演算し、その出力を差圧偏差量演算器１２３へ送る。
【００８６】
図１５および図１６において、差圧偏差量演算器１２３は、差圧演算器１２２３から送られた差圧△Ｐ2と、差圧設定器１２１から送られた設定差圧△Ｐ2sとを比較して差圧△Ｐ2 の設定差圧△Ｐ2s に対する差圧偏差量ｅ△p2を演算し、その出力を加算器３１３へ送る。
【００８７】
他方、図１５および図１６において、第２段押出機２０の例えばシリンダ２２の入口部および出口部の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２は、検出した樹脂の温度ｔd を、 温度信号の形で、偏差量演算器１０３へ送る。偏差量演算器１０３は、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔd と、温度設定器１０１が設定した設定温度Ｔsとを比較し、温度ｔdの設定温度Ｔsに対する温度偏差量ｅtを演算し、その出力を操作量演算器１０４へ送ると同時に、入力手段３１１を介して演算装置３１２へも送る。演算装置３１２は、偏差量演算器１０３から送られた温度偏差量ｅtに基づき偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送る。なお、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdをそのまま演算装置３１２へ送り、演算装置３１２が、樹脂温度検出器１０２から送られた樹脂の温度ｔdに基づいて偏差補正量δｅ△P2tを演算し、その出力を加算器３１３へ送るようにすることもできる。
【００８８】
図１５および図１６において、加算器３１３は、差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2に、演算装置３１２から送られた偏差補正量δｅ△p2tを加算して補正差圧偏差量ｅ△p2tを演算し、その出力を後段の加算器３２３へ送る。
【００８９】
図１５および図１６において、ダイ５０から吐出され、成形された樹脂成形物の厚みを検出した厚み検出器１５２は、検出した樹脂成形物の厚みｈの値を、厚み信号の形で偏差量演算器１５３へ送る。偏差量演算器１５３は、厚み検出器１５２から送られた厚みｈと厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈsとを比較して厚み検出器１５２から送られた厚みｈの厚み設定器１５１により設定された設定厚みｈs に対する厚み偏差量ｅh を演算し、その出力を操作量演算器１５４を介して厚み制御装置１６０へ送ると同時に、入力手段３２１を介して演算装置３２２へも送る。この場合、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま操作量演算器１５４を介して厚み制御装置１６０へ送って、厚み制御装置１６０に樹脂成形物の厚みを制御させることができるほか、厚み検出器１５２から送られた樹脂成形物の厚みｈの値を、そのまま演算装置３２２へ送って、厚みｈの値に基づいて演算装置２２２に以下の演算を行なわせるように構成することもできる。
【００９０】
図１５および図１６に示すように、演算装置３２２は、偏差量演算器１５３から送られた厚み偏差量ｅh に基づき偏差補正量δｅ△p2h を演算し、その出力を加算器３２３へ送る。加算器３２３は、前段の加算器３１３が圧力基本偏差量ｅpに偏差補正量δｅptを加算して得た値に、さらに演算装置３２２から送られた偏差補正量δｅ△p2h を加算して補正圧力偏差量ｅ△p2f を演算し、その出力を操作量演算器１２４へ送る。操作量演算器１２４は、加算器３２３から送られた補正圧力偏差量ｅ△p2f に基づき操作量ｕn1△p を算出し、その出力をモータ回転数制御装置１８へ送る。モータ回転数制御装置１８は、操作量演算器１２４から送られた操作量ｕn1△pに基づき、補正圧力偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように、第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する。
【００９１】
以上により、ダイ５０の入口部の溶融樹脂は、圧力と温度が同時にフィードバック制御により制御されるから制御該当部の圧力と温度が、同時に一定に保持される。またダイ５０は、溶融樹脂の流動に対しては一種のオリフィスであり、出口圧は大気圧で一定であるから、同オリフィスの前後の差圧が一定となる。ダイ５０の入口部の圧力と温度が一定に決まれば、樹脂の粘度が一定に保持され、吐出量は一定となる。その結果、ダイ５０から吐出される樹脂の量を変えるような以下の外乱が生じる場合でも、ダイ５０から吐出される樹脂の吐出量Ｑは、高精度で所定の量に維持される。
【００９２】
図１５および図１６において、本発明の直列２段押出装置の例えばフィルタ６０が詰まり吐出量Ｑが低下すると、樹脂温度が上がり、圧力は低下する。この時、第２段押出機のシリンダの温度制御装置により樹脂温度が下げられる。他方第１段押出機駆動用モータ１４の回転速度は上昇して樹脂の送り量が増加し圧力は上昇する。その結果ダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力と温度とは一定に保持され、吐出量Ｑが高精度で一定に保持される。
【００９３】
また投入樹脂の温度が低下すると、ダイ５０の出口部の温度が低下し圧力が上昇する。この時、シリンダ温度制御装置は加熱量を増加して樹脂の温度を上昇させる。他方、第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａは、モータ１４の回転速度ｎ1を低下させて樹脂の送り量を減少させるから圧力は低下する。これにより、ダイ５０の入口部の溶融樹脂の圧力と温度が一定に保持され、吐出量が高精度に一定に保持される。
【００９４】
本発明の直列２段押出機によれば、温度偏差補正量演算装置２１２，３１２は、樹脂の温度と粘度特性に基づき圧力偏差補正量δｅptを演算して出力する。厚み偏差補正量演算装置２２２，３２２は、成形物の厚み偏差量ｅhと圧力特性に基づき圧力偏差補正偏差量δｅph，δｅ△ｐ2hを演算して出力する。偏差量演算装置は、これらの偏差補正量のすくなくとも１つを基本偏差量に加算するようにして演算する。操作量演算装置は、この最終偏差量に基づき操作量を演算する。
【００９５】
以上の説明において、昇圧により生じる差圧△Ｐ2を利用して制御を行なう場合であっても、また圧力損失により生じる差圧△Ｐ1を利用して制御を行なう場合であっても、樹脂の吐出量Ｑが、差圧△Ｐにより決まることは明らかである。
【００９６】
樹脂の温度と粘度特性は、温度が上がると粘度は低下する特性がある。粘度低下は吐出量を増加させこれは圧力増加を意味する。つまり、樹脂の温度上昇または樹脂の温度偏差量が正に増加すると、樹脂の粘度が低下するから吐出量を増大させる。これは圧力偏差が正側に増大したことと一定の関係にある。樹脂の温度低下または樹脂の温度偏差量が負に増加すると、樹脂の粘度が増大するから吐出量が低下する。これは圧力偏差が負側に増加したことと一定の関係にある。
【００９７】
上述のことから、設定圧力値に対する基本偏差量に加算した最終偏差量は圧力偏差量を増大する方向に評価して操作量の出力を増大させる作用をもたらし、速度制御の応答速度を早くして圧力制御のゲインを大きくし、圧力制御の精度を高める。
【００９８】
成形物の厚みは、樹脂の吐出量と直接的に関連する。樹脂成形物の巻き取り速度と幅が一定ならば、厚み偏差の正の増大は吐出量の正の増大に関係し、圧力偏差が正に増大した関係にある。これに対し厚み偏差の負の増大は吐出量の負の増大に関係し、圧力偏差が負に増大した関係にある。この厚み偏差補正量を基本偏差量に加算すれば、上述と同様に作用して圧力制御の精度を高める。
【００９９】
温度偏差補正量も、厚み偏差補正量も、同時に圧力偏差補正量として同様に作用するから、同時に加算的に作用させることができる。その場合には、加算的にゲインが増大する。温度偏差補正量は温度を基準にして行なうことも、また温度偏差量を基準にして行なうことも、温度の座標上で考えると同一であるから、可能であることが分かる。
【０１００】
【発明の効果】
本発明の直列２段押出装置によれば、以下のような効果が得られる。
（１）第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、 同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記溶融樹脂の流れに沿って設定した差圧設定部において検出した差圧△ｐ1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△p1 を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△p1 の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、同操作量に基づき上記温度偏差量ｅt の値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備えているので、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる。
（２）上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△p1を差圧基本偏差量ｅ△pとし、同差圧基本偏差量ｅ△pに、上記樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔdおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2tを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p2を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2f の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａとして構成されているので、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて、第１段押出機駆動用モータの駆動速度を制御することができ、同時に、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じて、第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる。
（３）上記差圧設定部が、上記第２段押出機２０の入口部と出口部との間の区間に設定されているので、第２段押出機の入口部と出口部との間の区間における溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量により補正した値に基づいて樹脂の吐出量を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる。
（４）上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△pを差圧基本偏差量ｅ△p とし、同差圧基本偏差量ｅ△p に、上記樹脂温度検出器１０２ が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅpt と、厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h とを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1△p を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂとして構成されているので、溶融樹脂の流れに沿って生じる溶融樹脂の差圧の設定差圧に対する差圧偏差量を、溶融樹脂の温度および同温度の設定温度に対する温度偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量と、樹脂成形物の厚みおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量のうちのいずれか一方の値に応じた補正偏差量とにより補正した値に基づいて、第１段押出機駆動用モータの駆動速度を制御することができ、可塑化された溶融樹脂の温度変化に伴う粘度の変化があっても、常に高精度で樹脂の吐出量を一定に保持することができ、厚みの均一な成形物を得ることができる（請求項２）。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図２】 図１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図３】 本発明の第２の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図４】 図３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図５】 本発明の第３の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図６】 図５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図７】 本発明の第４の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図８】 図７の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図９】 本発明の第５の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図１０】 図９の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１１】 本発明の第６の参考形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である
【図１２】 図１１の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１３】 本発明の第１の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図１４】 図１３の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１５】 本発明の第２の実施の形態に係る直列２段押出装置の全体概略構成図である。
【図１６】 図１５の直列２段押出装置の制御系統説明図である。
【図１７】 本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の粘度による補正量を求める際の演算を説明する演算説明図である。
【図１８】 本発明の直列２段押出装置における圧力または差圧の偏差量の厚み偏差による補正量を求める際の演算を説明する演算説明図である。
【図１９】 本発明の直列２段押出装置における偏差量と、操作量と、制御量との間の主要な関係を説明する説明図である。
【図２０】 従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【図２１】 図２０とは異なる別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【図２２】 図２０および図２１とは異なるさらに別の従来のタンデム押出機の１例を示す全体概略構成図である。
【符号の説明】
（以下、従来のタンデム押出機）
１０ 第１段押出機
１１ スクリュ
１２ シリンダ
１３ ヒータ
１４ 第１段押出機駆動用モータ
１５ 減速装置
１６ ヒータ出力制御装置
１７ 第１段モータ駆動速度制御装置
１７１ 圧力設定器
１７２ 圧力検出器
１７３ 偏差量演算器
１７４ 操作量演算器
１８ モータ回転数制御装置
２０ 第２段押出機
２１ スクリュ
２２ シリンダ
２３ ヒータ
２４ 第２段押出機駆動用モータ
２５ 減速装置
２６ ヒータ出力制御装置
２７ 第２段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
２７１ 圧力設定器
２７２ 圧力検出器
２７３ 偏差量演算器
２７４ 操作量演算器
２８ モータ回転数制御装置
３０ 接続管
３１ 入口部
３２ 出口部
４０ 接続管
５０ ダイ
６０ フィルタ
（以下、本発明の直列２段押出装置）
８０ 圧力制御型吐出制御装置
８１ 圧力設定器
８２ 圧力検出器
８３ 偏差量演算器
８３Ａ 偏差量演算器
８４ 操作量演算器
８０Ａ 粘度補正付き圧力制御装置
８０Ａ１ 温度入力式粘度補正付き圧力制御装置
８０Ｂ 厚み偏差補正付き圧力制御型吐出制御装置
９０ 差圧生成部
９１ ヒータ出力制御装置
９２ ヒータ
９３ 絞り部
１００ 第２段押出機温度制御装置
１０１ 温度設定器
１０２ 温度検出器
１０３ 偏差量演算器
１０４ 操作量演算器
１１０ １段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１１１ 差圧設定器
１１２ 差圧検出器
１１２１ 入口圧力検出器
１１２２ 出口圧力検出器
１１２３ 差圧演算器
１１３ 差圧偏差量演算器
１１４ 差圧操作量演算器
１２０ 第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１２０Ａ 第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１２０Ｂ 第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置
１２１ 差圧設定器
１２２ 差圧検出器
１２２１ 入口圧力検出器
１２２２ 出口圧力検出器
１２２３ 差圧演算器
１２３ 差圧偏差量演算器
１２４ 差圧操作量演算器
１５０ 厚み制御装置
１５１ 厚み設定器
１５２ 厚み検出器
１５３ 偏差量演算器
１５４ 操作量演算器
１６０ 厚み制御装置
１７０ 冷却装置
１８０ フィルム
２００ 圧力偏差量補正装置
２１０ 粘度による圧力偏差量補正装置
２１１ 入力手段
２１２ 演算装置
２１３ 加算器
２２０ 厚み偏差による圧力偏差量補正装置
２２１ 入力手段
２２２ 演算装置
２２３ 加算器
３００ リップ部
３１０ 粘度による差圧偏差量補正装置
３１１ 入力手段
３１２ 演算装置
３１３ 加算器
３２０ 厚み偏差による差圧偏差量補正装置
３２１ 入力手段
３２２ 演算装置
３２３ 加算器
（以下、記号）
Ｐ 圧力
△Ｐ 差圧
ｑ 熱出力
Ｔ 温度
Ｈ フィルム厚さ
ｐ 圧力の測定値
△ｐ 差圧の測定値
ｈ フィルム厚さの測定値
ｅ 偏差量
δ 設定値に対する補正量
η 設定値の粘度特性に対する補正関数
ｅp＝ｐds−ｐd 設定吐出圧力の偏差量（補正量を加算する前の基本偏差量）
ｅt＝ｔds−ｔd 設定吐出温度の偏差量
δpt＝η（ｅt） 設定吐出圧力の温度偏差による補正量
δph＝ｈ（ｅh） 設定吐出圧力のフィルム厚み偏差による補正量
ｅh＝ｅ（ｅt） 設定厚み偏差が温度偏差と一定の関係に有ることを示す。
ｅpf＝ｅp＋δpt＋δph 圧力に対する補正後の最終偏差が、ｅpとδptとδph の和であることを示す。
ｅ△p＝△ｐds−△ｐd 設定差圧の偏差量（補正量を加算する前の基本偏差量）
δ△p＝η（ｅt） 設定差圧の温度偏差による補正量
δ△ph＝ηh（ｅh） 設定差圧のフィルム厚み偏差による補正量
ｅ△pf＝ｅ△p＋δ△pt＋δ△ph 設定差圧に対する補正後の最終偏差が、 ｅpとδptとδphの和であることを示す。
（以下、添字）
Ｓ 設定値に対する添字
１ １段目に対する添字
２ ２段目に対する添字
ｄ 吐出に対する添字
ｐ 圧力に対する添字
ｔ 温度に対する添字
△ｐ 差圧に対する添字
ｆ 補正後の偏差量に対する添字
Claims (2)
- 第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記第２段押出機２０の入口部と出口部とにおいて検出した差圧△ｐ1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△p1 に基づき操作量ｕn1△p1 を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△p1 の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機２０の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔd および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅt のうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕh2t を演算し、 同操作量に基づき上記温度偏差量ｅt の値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備え、上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△ p1 を差圧基本偏差量ｅ△ p とし、同差圧基本偏差量ｅ△ p に、上記樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔ d および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅ t のうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△ p2t を加算して得た補正差圧偏差量ｅ△ p2f に基づき操作量ｕ n1 △ p2 を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△ p2f の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ 1 を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ａであることを特徴とする、直列２段押出装置。
- 第１段押出機駆動用モータ１４により駆動されて溶融樹脂を押出す第１段押出機１０と、同第１段押出機１０の出口部から押出され接続管３０を通して送られた溶融樹脂を第２段押出機用モータ２４により駆動されて押出す第２段押出機２０と、同第２段押出機２０の出口部に連結され同第２段押出機２０から押出された溶融樹脂を吐出するダイ５０とを有して樹脂成形物を成形する直列２段押出装置であって、上記第２段押出機２０の入口部と出口部とにおいて検出した差圧△ｐ 1 の設定差圧に対する差圧偏差量ｅ△ p1 に基づき操作量ｕ n1 △ p1 を演算し、同操作量に基づき上記差圧偏差量ｅ△ p1 の値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ 1 を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０と、上記第２段押出機２０の入口部および出口部近傍の樹脂温度を検出する樹脂温度検出器１０２が検出した樹脂の温度ｔ d および同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅ t のうちのいずれか一方の値に基づき操作量ｕ h2t を演算し、 同操作量に基づき上記温度偏差量ｅ t の値を小さくするように上記第２段押出機の樹脂通過壁部の温度を制御する第２段押出機温度制御装置１００とを備え、上記第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０が、上記差圧偏差量ｅ△p2を差圧基本偏差量ｅ△p2 とし、同差圧基本偏差量ｅ△p2 に、上記樹脂温度検出器１０２が検出した温度ｔおよび同温度の設定温度に対する温度偏差量ｅtのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅptと、上記樹脂成形物の厚みｈおよび同厚みの設定厚みに対する厚み偏差量ｅhのうちのいずれか一方の値に基づき演算をして得た偏差補正量δｅ△p2h とを加算して得た補正差圧偏差量ｅ△p2fに基づき操作量ｕn1p を演算し、同操作量に基づき上記補正差圧偏差量ｅ△p2fの値を小さくするように上記第１段押出機駆動用モータ１４の回転数ｎ1を制御する第１段押出機駆動用モータ駆動速度制御装置１２０Ｂであることを特徴とする、直列２段押出装置。
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| JP05148898A JP3860903B2 (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | 直列２段押出装置 |
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