JP4473108B2 - プラスチック混合物の成形方法及び装置 - Google Patents
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Description
(5)請求項5記載の発明によれば、プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視して、これらの物理量から成形したプラスチックの安定性を検知することができる。
図1は本発明の原理構成図である。図において、1は廃プラスチック混合物を貯溜するホッパ、2は該ホッパ1内に集積された廃プラスチック混合物、3は該廃プラスチック混合物2を前に進める管、4は廃プラスチック混合物2を押し出すスクリュー、5はスクリュー4を支持するスクリュー支持体、6はノズル11の先端と接続される成形管である。該成形管の形状としては、円筒型、直方体型等、種々の形状のものが考えられる。スクリュー4部に配置されているH1〜H7は廃プラスチック混合物を溶融するためのヒータである。7はスクリュー4と成形管6の接続点(ノズル11)に設けられた圧力と温度を測定する圧力・温度センサ、8は溶融された廃プラスチック混合物の位置を検出する第1の位置検知センサ、9は溶融された廃プラスチック混合物の位置を検知する第2の位置検知センサ、10は成形管6の先端に取り付けられた蓋である。このような構成のものは、溶融された廃プラスチックを成形管6に押し出して固めるようになっているので、一般に押出し機という。
1.温度センサS1,S2への温度到達時間差で樹脂流速を予測する。
2.求めた流速より、樹脂の発泡等を見込んで充填を停止する。
3.ノズル側の樹脂を逃がし、ノズル側の圧力を開放する(冷却中のノズル側樹脂噴出防止のため)。
(パターン1)
位置検知センサ(温度センサ)S1,S2の位置検出時間差より目標の充填量を予測するものであり、図1について前述した通りである。位置センサS1検知時の樹脂量をV1、温度センサS2検知時の樹脂量をV2、充填開始時より位置センサS1検知までの時間をt1、充填開始時より位置センサS2検知までの時間をt2とすると、流速vは次式で表される。
必要な樹脂量をVとすると、充填開始時より充填停止までの時間tは次式で表される。
t=((V−V2)/v)+t2 (2)
(パターン2)
パターン1にノズル口樹脂圧力変動の積算を考慮して予測演算するものである。ここで、樹脂圧力と樹脂流速は比例するものとする。このため、ノズル口の樹脂圧力変動を積分した値と樹脂量とが比例すると仮定する。ここで、α1をS1検知時の樹脂量に対する係数、β1をS2検知時の樹脂量に対する係数、図3の(a)における特性を
P=f(t) (3)
とすると、V1,V2はそれぞれ次式で表される。
t=((V−V2)/v)+t2 (6)
(パターン3)
パターン2にノズル口樹脂温度変動の積算を考慮して予測演算するものである。温度変化は図3の(b)に示すように表されるものとする。そして、樹脂の粘性と温度は比例するものとする。粘性と流速は比例関係にあるので、温度変化と充填樹脂量は比例すると仮定する。α2をS1検知時の樹脂量に対する係数、β2をS2検知時の樹脂量に対する係数とすると、V1,V2はそれぞれ次式で表される。
t=((V−V2)/v)+t2 (9)
なお、実際の制御時には、成形管(又は成形品)の品種毎にセンサ検知時の体積V1,V2の平均充填樹脂量を予め求めてテーブルに記憶しておく必要がある。また、圧力及び温度の影響についても同様に事前に調査しておく必要がある。図5はテーブルの構成例を示す図である。各成形品毎にV1とV2と補正値とが記憶されている。ここで、補正値とは、例えば前記パターン1で求めた充填停止までの時間tで必要とする体積Vに対する補正値δVである。体積Vは、V±δVで表わされる。
また、本発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差、積算温度、積算圧力、押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、プラスチック成形物の品質を判定することができる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、安定した配合や種類を確保できない廃プラスチックの異種混合形成において、充填量のバラツキにより生じていた品質のバラツキ、生産性の低下を改良して安定な成形を行なうことができる。
前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、
該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、
からなることを特徴とするプラスチック混合物の成形方法。
前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、
該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、
を有することを特徴とするプラスチック混合物の成形装置。
2 廃プラスチック混合物
3 管
4 スクリュー
5 スクリュー支持体
6 成形管
7 圧力・温度センサ
8 位置検知センサ
9 位置検知センサ
10 蓋
11 ノズル
Claims (5)
- 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、
前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、
該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、
からなることを特徴とするプラスチック混合物の成形方法。 - 前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、これらが変化する場合、前記成形管の2点の位置を検出する位置検出センサの設定位置も変化させることを特徴とする請求項1記載のプラスチック混合物の成形方法。
- 前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする請求項1記載のプラスチック混合物の成形方法。
- 前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする請求項1記載のプラスチック混合物の成形方法。
- 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の2点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、
該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、
を有することを特徴とするプラスチック混合物の成形装置。
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