JPH0456733B2 - - Google Patents

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JPH0456733B2
JPH0456733B2 JP59202112A JP20211284A JPH0456733B2 JP H0456733 B2 JPH0456733 B2 JP H0456733B2 JP 59202112 A JP59202112 A JP 59202112A JP 20211284 A JP20211284 A JP 20211284A JP H0456733 B2 JPH0456733 B2 JP H0456733B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は好ましくはスクリユーコンベヤを包含
する押出機を用いて例えば熱溶融性接着剤の如き
熱可塑性樹脂を加工し且つ送出すための装置に関
する。
公知の押出機においては、熱可塑性樹脂は固
体、好ましくは粒状の形態でホツパーを通じて送
り装置内に供給されそしてこの送り装置内で混
合、着色または配分され、かつまた場合によつて
は発泡の目的で不活性ガスを導入され、そしてス
クリユーコンベヤの摩擦の作用および所望の場合
にはさらに加熱装置を介して付与される付加的な
熱によつて可塑化され、しかるのち取出部を通じ
て配量された形で送出される。
しかしながら特に間欠運転の場合には正確な配
量がきわめて困難となる。なぜならば粒状熱可塑
性樹脂の供給は種々異なる分量で行なわれる可能
性があり、熱可塑性樹脂の送出しが一度中断され
ると所望の単位時間当りの送出し量に到達するま
でにある長さの高速運転時間が必要となるからで
ある。さらに、熱可塑性樹脂の粘度はその熱可塑
性樹脂の材料性状に依存する。すなわち、熱可塑
性樹脂の種類によつて、また１つの特定種類の場
合でもその時の装填量によつて、湿度によつてそ
して特に大きく温度によつて粘度が変化する。
しかも送り装置の内部では熱可塑性樹脂の温度
は大きく変動する。これは熱可塑性樹脂の送出し
期間には送り装置が高速回転されて内部の熱可塑
性樹脂に与えられる摩擦熱が多くなり、送出し中
断期間には送り装置が停止されるかまたは低速回
転されるので摩擦熱が少なくなるためである。
米国特許第3028833号明細書から、１つの孔を
介して熱可塑性樹脂塗布用回転体と連通されたチ
ヤンバーを取出部に設けた熱可塑性樹脂の加工お
よび送出しのための装置が公知となつている。こ
のチヤンバー内の圧力がある予め定めた値以下に
低下すると常にスクリユーコンベヤによつて熱可
塑性樹脂がそのチヤンバー内へ送り込まれる。し
たがつてこの公知装置においてはその特別に設け
られたチヤンバー内の圧力は下限値と上限値との
間で定常的に変動する。この公知装置の場合には
取出された熱可塑性樹脂は塗布用回転体へ受渡さ
れるのであるからしてそのような定常的圧力変動
はなんら悪影響を持たない。しかしながら取出部
から熱可塑性樹脂が直接取出されて塗布される場
合には、そのような定常的圧力変動は熱可塑性樹
脂の塗布量の変動を招く。さらにこの場合、スク
リユーコンベヤのチヤンバーを取巻く加熱装置が
一定量の熱を熱可塑性樹脂に与えるので、上記し
た理由により熱可塑性樹脂の温度は変動する。
ドイツ公開明細書第3109303号には送られてく
る熱可塑性樹脂の圧力を取出部で測定しそしてス
クリユーコンベヤの駆動をその測定圧力に従つて
制御するよう構成された熱可塑性樹脂のための送
り装置が開示されている。このような装置を熱可
塑性樹脂のために使用する場合には次のような問
題が生じる。まず第１に熱可塑性樹脂は理想ニユ
ートン流体としては挙動せず、部分的に圧縮可能
であり且つセン断勾配を持つことである。第２に
純粋な圧力制御の場合には熱可塑性樹脂のその
時々の粘度への大きな依存性が生じることであ
る。しかしながら、実際には、送出し量は温度、
粒子の種類、特定粒子でもその装填量、湿度等に
も大きく依存している。
上記の説明から明らかなように、熱可塑性樹脂
の流量（体積ないしは質量流れ）を一定に制御す
るためには、スクリユーコンベヤないしはスクリ
ユーコンベヤのための駆動装置の回転数ならびに
取出部における該熱可塑性樹脂の圧力のみを制御
パラメータとして用いるだけでは十分でない。回
転数と圧力だけを制御パラメータとしてよいのは
粘度が一定であり且つ粒状熱可塑性樹脂の供給ま
たは装置への装填が常に均一的に行なわれるとい
う前提がある場合のみである。特に純粋な圧力制
御のみの場合では所望流量が当該熱可塑性樹脂の
粘度にきわめて大きく依存することとなる。
本発明の目的は、間欠ないしは非連続運転の場
合においても熱可塑性樹脂の単位時間当りの送出
し量の正確な配量が保証され、取出し中断期間に
おける熱可塑性樹脂の燃焼の危険および該熱可塑
性樹脂の逆流が確実に回避され、しかも構造が簡
単で取扱い容易な熱可塑性樹脂の加工および送出
しのための装置を提供することである。
この目的を達成するため本発明によれば下記の
ごとき送り装置を有する例えば熱溶融性接着剤の
如き熱可塑性樹脂の加工および送出しのための装
置が提供される。
すなわち、送り装置は加熱手段を具備したチヤ
ンバーと、該チヤンバー内に配置され、駆動装置
と連結されているスクリユーコンベヤと、熱可塑
性樹脂を導入するための入口部と、流体状の該熱
可塑性樹脂を送出すための取出部とを包含しそし
て１つの制御−調節装置に接続されており、該制
御−調節装置の入力は該送り装置のチヤンバー内
の圧力を検知するための圧力測定器、該熱可塑性
樹脂の時間に関する送出し量を検知するための測
定器ならびに圧力基準値（目標値）発生器および
送出し量基準値（目標値）発生器とそれぞれ接続
されておりそして該制御−調節装置の出力は該駆
動装置を該熱可塑性樹脂の取出し時には単位時間
当りの送出し量が予め定めた値を取りそして取出
し中断時には該チヤンバー内の熱可塑性樹脂の圧
力が予め定めた値を取るように制御する。
本発明によれば、強く変動する粘度を考慮し
た。間欠運転中の熱可塑性樹脂の体積ないしは質
量流れの最適制御および調節がなされる。熱可塑
性樹脂の取出し中断時には制御は圧力制御に切替
えられて必要最小限の圧力が保持され、これによ
つて取出し再開時におけるデツトタイム（無駄時
間）は短縮される。取出し時にはその時の熱可塑
性樹脂の粘度に適合した速度制御または流量制御
が行なわれる。公知装置の場合では取出し中断後
に再び必要流圧が再形成されるまでに要する遅延
時間は約10乃至20秒であるが、これに対し本発明
による装置ではその遅延時間はわずかに数ミリ秒
である。
本発明の１つの好ましい実施態様によれば、制
御−調節装置は熱可塑性樹脂の取出し時において
は駆動装置ないしはスクリユーコンベヤの回転数
制御を送り装置のチヤンバー内の圧力制御に重畳
して制御を行なう。単位時間当りの体積または質
量流れの基準値（これは取出し中断時に適合する
圧力に相当する）が到達されると、回転数が一定
値に制御される。
圧力制御と回転数制御または流量制御とが組合
わされることによつて、公知装置の場合には原料
の不均質性および原料供給の不均等性により不可
避な質量流れの脈動（流量変動）が平滑化されて
流量は一定となる。更に原料の種類が相違した場
合でも予め定めた値に流量を制御することができ
る。圧力制御と回転数制御との組み合わせはこの
場合次のような利点をもたらす。すなわち電動駆
動モータの場合に直列に接続された回転数制御装
置が使用できそして非連続運転のためにも使用で
きることである。さらにまた、原料の種類が相違
する場合でも、あるいは同種の原料でも装填量が
異なるためさらに湿度または温度が異なるため粘
度に相違がある場合でも一定した質量または体積
流れが保証される。
以下、図示した実施例により本発明をさらに詳
細に説明する。
第１図は押出し機の形状の送り装置を示すもの
であり、送り装置１は円筒形のチヤンバー２の中
に回転可能に配設されたスクリユーコンベヤ３を
有する。スクリユーコンベヤ３の外径はチヤンバ
ー２の内径にほぼ一致する。送り装置１の入口側
４において通常の顆粒状の例えば熱溶融性接着剤
の如き熱可塑性樹脂を受容するためのホツパー５
がチヤンバー２に結合されている。送り装置１の
出口側６においてはチヤンバー２はその端面が取
出部８を有する蓋７によつて閉鎖されている。
取出部８は貫通中央開口９を有し、この中央開
口９と連通する１つまたはそれ以上のノズル１０
がこの取出部において蓋７のチヤンバー２から遠
い方の端面に接続されている。ノズル１０は連結
管またはホースを介して熱可塑性樹脂塗布のため
の適当な器具と結合されている。
チヤンバー２の入口側４において、スクリユー
コンベヤ３はクラツチ機構１２を介して駆動モー
タ１３と連結されている。さらに、この入口側４
の領域においてはチヤンバー２とホツパー５とに
冷却ジヤケツト１４，１５の形状の冷却手段が設
けられている。一方、出口側６およびその出口側
６に隣接する領域１６においては、チヤンバー２
および場合によつては蓋７に１つまたはそれ以上
の加熱手段が設けられている。図示例では、その
加熱手段はチヤンバー２と蓋７の外周面上に延在
する発熱体１７，１８である。
装置出口側６の上記蓋７に圧力測定器１９が取
りつけられており、この圧力測定器１９の出力は
導線２０を介して制御−調節装置２２の第１の入
力２１に接続されている。圧力測定器１９は中央
開口９の領域内の熱可塑性樹脂の圧力を検知する
ような位置に配置されている。
蓋７の中のみならず、圧力測定器１９はさらに
蓋７の直前のチヤンバー端位置でチヤンバー２自
体の内部にあるいはノズル１０の内部に設置して
もよい。また所望により複数の圧力センサをチヤ
ンバー２の異なる位置に配置してもよい。
制御−調節装置２２の第２の入力２３には圧力
基準値発生器２４が接続されている。第３の入力
端子２５を介して制御−調節装置２２は駆動モー
タ１３の出力２６と接続されておりモータの実回
転数の数値が入力される。第４の入力端子３０を
介して制御−調節装置２２は回転数基準値発生器
２９と接続されている。一方、その制御−調節装
置２２の第１の出力端子２７は駆動モータ１３の
回転数または回転角度を制御するため該駆動モー
タの制御入力端子２８に接続されている。
送り装置１の出口側６のチヤンバー２の内部、
好ましくは蓋７の直前のチヤンバー端位置あるい
はまた蓋７の中に温度センサ８０が配置されてい
る。この温度センサはチヤンバー２の出口側領域
ないしは中央開口内の熱可塑性樹脂の温度を検知
できるように取りつけられる。この温度センサ８
０の出力は導線８１を介して制御−調節装置２２
の第５の入力８２に接続されている。そして制御
−調節装置２２の第２の出力８３によつて発熱体
１７，１８が制御される。
制御−調節装置２２の第６の入力８４は第１温
度基準値発生器８５に接続されている。この基準
値発生器８５によつて送り装置１の終端部におけ
る熱可塑性樹脂の温度を所望の温度に制御するこ
とができる。すなわちチヤンバー２の終端域にお
いて予め設定された所望温度が保持されるように
制御−調節装置２２によつて発熱体１７，１８が
制御される。
冷却ジヤケツト１４，１５の領域には第２の温
度センサ９０が設置されており、これは導線９１
および第７の入力端子９２を介して制御−調節装
置２２と接続されている。送り装置１の入口側４
の領域における温度が所定温度を超過しないよう
に冷却ジヤケツト１４，１５が制御−調節装置の
出力９３を通じて制御される。冷却領域のための
温度基準値は温度基準値発生器９４から制御−調
節装置２２の第８の入力９５に与えられる。
次に連続運転、非連続または断続的運転時にお
ける熱可塑性樹脂の加工および送出しのための本
発明による装置の動作ならびに送出し量の制御に
ついて詳細に説明する。
取出部８における質量または体積流れは下記式
によつて与えられる： v〓またはm〓＝ｄ×ｐ×Ｆ（Ｍ，ｆ，ｃ，Ｔ） ここで、v〓は体積流れ、m〓は質量流れ、ｄは中
央開口９の開口直径、ｐは圧力測定器１９によつ
て測定された中央開口９内の圧力でありそしてＦ
は熱可塑性樹脂の粘度を考慮に入れた係数であ
り、この係数は使用されている熱可塑性樹脂の材
料特性Ｍ、湿度ｆ、使用装填量ｃおよび温度Ｔに
依存して決まる。
運転中、ホツパー５を通じて好ましくは顆粒形
状の熱可塑性樹脂が送り装置１に供給されそして
スクリユーコンベヤ３によつて出口側６に向つて
送られる。入口側に存在する冷却ジヤケツト１
４，１５が早期に熱可塑性樹脂が可塑化されるの
を防止している。スクリユーコンベヤ３によつて
送られている間に例えばスクリユーコンベヤの漸
増している芯部直径によつて熱可塑性樹脂は圧縮
され、この際に生じる摩擦熱およびさらには発熱
体１７，１８から与えられる熱によつて熱可塑性
樹脂は加熱されそしてついには可塑化される。発
熱体１７，１８からの熱を伝導するために十分な
面積が得られるように、チヤンバー２はかなり長
くするのが好ましい。スクリユーコンベヤの長
さ／直径の比はほぼ20乃至40、好ましくは25乃至
30である。したがつて、出口側６ないしは取出部
８においては熱可塑性樹脂はある定められた圧力
下で可塑化された形状ないしは溶融状態にあり、
その支配圧力はスクリユーコンベヤ３の回転数
と、その熱可塑性樹脂の温度によつて定まる粘度
との関数である。
出口側６における熱可塑性樹脂の圧力は取出部
８に設置された圧力測定器１９によつて検知され
そして検知された圧力に対応する実圧力値信号が
制御−調節装置２２に入力される。この信号は通
常方法により第２入力２３に印加される基準圧力
値と比較されそして両者の差異すなわち検出され
た調節ずれ量に応じて回転数入力端子２８を通じ
て駆動モータ１３の回転数が調節される。そして
駆動モータ１３の実回転数出力端子２６を介して
実回転数信号が制御−調節装置２２に送られてフ
イードバツクが行なわれれ。
出口側における熱可塑性樹脂取出し量が一定し
ていないために制御−調節装置２２によつて設定
されたスクリユーコンベヤ３の回転数が変化する
と、スクリユーコンベヤ３によつて発熱体１７，
１８の加熱帯域を通過せしめられる熱可塑性樹脂
の質量または体積流れも変化する。これによつ
て、加熱出力がほぼ一定である場合には、温度セ
ンサ８０によつて検知される温度が変動する。例
えば熱可塑性樹脂の通過量が増大した場合には、
発熱体への電力がそのまま同じであれば温度セン
サ８０によつて検出される温度は低下する。同時
に駆動モータ１３の回転数の上昇に従つて上昇す
る摩擦が増大するが、しかしこれは温度低下を補
償し得ない。この生じた温度変化は温度センサ８
０から対応する実温度値信号として制御−調節装
置２２に入力される。制御−調節装置２２はこの
実温度値信号と入力端子８４を通じて入力される
基準値とを比較して調節ずれ量を求めそしてこの
ずれ量がゼロとなるように、すなわち温度センサ
８０によつて検出される温度が設定基準値と等し
くなるように発熱体１７，１８への供給電力を調
節する。
この温度調節によつて取出部８の位置における
温度はスクリユーコンベヤ３の回転数とは、した
がつて摩擦による熱とは独立的に制御されること
となる。これによつて熱可塑性樹脂の通過量の変
動にかかわらず温度は一定に保持される。
問題なのは非連続運転ないしは間欠運転の場合
である。この場合にはある所定時間の期間中は時
間的に一定量の熱可塑性樹脂の取出しが行われ
る。この期間が経過すると次の期間まで取出しが
中断される。この休止期間経過後に再び取出しが
行われるのであるが、この時にできる限り流量が
一定化された熱可塑性樹脂が取出されなければな
らない。熱可塑性樹脂の連続取出しの場合には、
圧力はモータ回転数に依存する故に、駆動モータ
１３の回転数を制御するだけで十分であるが、断
続運転の場合すなわち取出しが間欠的に中断され
る場合には、モータ回転数の制御のみでは常に一
定流量の熱可塑性樹脂の取出しは実現し得ないこ
とが判明している。しかしながらまた前記したよ
うに、チヤンバー２内部の圧力は粘度に大きく依
存するものであるからして圧力制御のみでは不十
分である。本発明による圧力制御と回転数制御と
の組合わせはこの問題を解決するものであり、こ
れによれば取出し期間中は駆動モータ１３の回転
数の制御が行われ、取出し休止時には圧力、好ま
しくは取出部８の領域の圧力が制御される。
取出し休止の間に圧力を制御することによつて
取出部の圧力は予め定めた値に保持される。そし
てこれは圧力低下を補償するために取出し中断時
に駆動モータ１３をある所定回転角度だけさらに
回転させそして圧力低下分を補償することによつ
て行われる。取出し再開後直ちに制御−調節装置
２２は好ましくは回転数制御モードあるいは回転
数制御を重畳した圧力制御モードに切替えられ
る。これによつてホツパー５の領域における原料
導入量の変動が補償され且つ同時に純粋な圧力制
御の高度の粘度依存性が補償される。
したがつてある休止期間後にそれに続いて直ち
に取出量が増大した場合でも、熱可塑性樹脂の送
出しの際の質量流れの一定性が保証される。この
場合、迅速な制御のための条件は相応的に駆動モ
ータ１３が加速されることである。駆動モータ１
３は取出し休止時に圧力損失を補償するためスク
リユーコンベヤ３をわずかな回転角度だけ回転せ
しめることが可能であると共に、取出量が急速に
増大した際にはこれに相応してスクリユーコンベ
ヤ３を強く加速するすなわち相応的に高速回転せ
しめるに必要な回転モーメントを生起できるもの
でなければならない。
第１図に示した実施例によると温度調節はある
時間遅れをともなう。したがつて基準値（目標
値）からのある程度のズレが起る。これを改良す
るため第２図に示す実施例では加熱帯域は複数の
発熱体エレメント３３，３４，３５に分割され、
これら複数のエレメントがチヤンバー２の長手方
向に順次配置される。これらの発熱体エレメント
３３，３４，３５によつて定まるチヤンバー２の
各加熱区域にはそれぞれ各１個の温度センサ３
６，３７，３８が配設され各温度センサは制御−
調節装置の各対応する入力３９，４０，４１に接
続されている。
この実施例では制御−調節装置は１つのマイク
ロプロセツサ７０よりなる。マイクロプロセツサ
７０は多数のデータを処理することができそして
所定のプログラムに従つて対応する制御信号を発
熱体エレメント３３，３４，３５、駆動モータ１
３および入口冷却装置１４，１５に与えることが
できる。
第２図を参照すると、マイクロプロセツサ７０
はその入口側において、送出される熱可塑性樹脂
の体積または質量流れを検出するための検知器４
５、各加熱区域に属する温度センサ３６，３７，
３８、冷却域に属する温度センサ９０、駆動モー
タ１３の回転数実値出力端子２６、圧力基準値発
生器２４、回転数基準値発生器２９および温度基
準値発生器３２とそれぞれ接続されている。な
お、温度基準値発生器３２は発熱エレメント３
３，３４，３５のそれぞれに対する基準温度値な
らびに冷却エレメント１４，１５のための基準温
度値を入力するものである。さらにマイクロプロ
セツサ７０はランダムアクセスメモリー７１と入
力−出力相互的に接続されており、さらに入力側
で固定メモリー７２とそして出力側で表示装置、
好ましくは発光ダイオード表示装置７３と接続さ
れている。
加熱帯域を上記のごとく複数の区域に分割する
ことによつてスクリユーコンベヤ３の回転数の変
化に起因する熱可塑性樹脂流通量の変化を早期に
検出することが可能になりそしてこれによつて一
定の出口温度を得るために必要な各発熱体エレメ
ント３３，３４，３５の給電を早期に行うことが
可能となる。したがつて出口側における温度変動
はほとんどゼロにおさえることができる。
第２図に概略的に図示した熱可塑性樹脂の加工
および送出しのための装置は第１図に示した装置
と比較して代替的または付加的に検知器４５を有
している点で相違する。この検知器４５はすでに
言及したように装置から送出される熱可塑性樹脂
の体積流れまたは質量流れを直接的に検出するた
めの検知器である。これは例えば超音波検知装置
として構成することができ、そして検出された体
積または質量流れ（流量）に対応する信号を発生
する。この信号は導線２０を介してマイクロプロ
セツサ７０のいま１つの入力４３に印加される。
したがつて、装置から送出される熱可塑性樹脂
の量の測定は圧力測定および／またはスクリユー
コンベヤないしは駆動モータの回転数ないしは角
速度の測定および／または装置から送出される熱
可塑性樹脂の体積または質量流れの測定によつて
行うことができる。断続運転の場合にはしかし、
デツドタイムを最小限におさえた制御を保証する
ために熱可塑性樹脂の取出し中断時点における取
出部の圧力を検出しそして実圧力値信号としてこ
れをマイクロプロセツサ７０に送り、次の取出し
の際に必要な流体圧が予め確保されているように
しなければならない。熱可塑性樹脂の取出し時に
おけるチヤンバー２内の実圧力値は上記したよう
に複数のフアクターの関数であるから、制御の精
度を高めるためにスクリユーコンベヤ３ないしは
駆動モータ１３の速度ないしは回転数の制御ある
いは体積または質量流れの信号を圧力制御に重畳
させることが必要である。
マイクロプロセツサ７０をプログラム発生器ま
たはプログラム開閉装置あるいはランダムアクセ
スメモリー（RAM）７１および／または固定メ
モリー（ROM）７２と組合わせることによつて
間欠的または非連続的運転中に、プログラム制御
された目標値の入力を行うことが可能となる。す
なわち、例えば休止期間が反復される場合、熱可
塑性樹脂の取出し中断の準備のため第３図に示す
ように各休止期間の初めのt1の時間の間に温度を
休止時温度目標値TPAUSEまで下げ、そして再出し
再開前のt2の時間の間に再び温度を運転時温度目
標値TOPまで上げることが可能となる。
このようなプログラム化された運転中断以外
に、さらに周期的取出時間と取出休止時間とを持
つ準連続的または間欠的運転に対しては、外部か
ら命令が入力されるプラグラム運転制御を実施す
ることもできる。この目的のためには、ランダム
アクセスメモリー７１または固定メモリー７２に
制御プログラムを記憶させておき、そこから温
度、圧力、回転数、流量などに対する適応な基準
値（目標値）が出されるようにすればよい。同様
にしてそれ自体公知の統計分析および予測による
アダプタテイブ制御も使用することができる。
各加熱区域を制御技術的に結合し、組合わせる
ことによつて、制御のデツドタイムが可能最小限
となるように４つの運転モードすなわち「連続休
止」、「連続運転」、「休止から運転への移行」およ
び「運転から休止への移行」の４つの運転モード
の制御が可能となる。これによつて適応時間を最
小とすることができ、且つ休止状態における装置
の給電過剰すなわち熱可塑性樹脂の燃焼の危険を
伴なう取出し中断時における過給電が回避される
と共に、休止後の熱可塑性樹脂取出し再開時にお
ける給電不足もなくなる。
第２図に示した実施例の場合では、体積ないし
は質量流れを検出する検知器４５は送り装置１の
外部の連結部材４６の中に設けられている。この
連結部材４６は剛性または可撓性の導管としてつ
くられており、その送り装置に対面する側には蓋
７の代りに設けられた分配器４７が接続されてい
る。この分配器４７はチヤンバー２によつて形成
されている中空室に隣接した、チヤンバー２およ
びスクリユーコンベヤ３と同軸的に配置された中
央開口ならびにこの中央開口から分岐してのびる
複数の排出孔４８を有している。これらの排出孔
は分配器のチヤンバーから遠い方の端面１１内で
終端しておりそしてその終端位置でそれぞれ連結
部材４６と結合されている。連結部材４６はその
遊端部にノズルとして構成された器具４９を有す
る。ノズル４９は熱可塑性樹脂を射出するための
１つの開口５０を有している。このような連結部
材４６とノズル４９は１つだけ設けてもよいし複
数組設けてもよい。いずれにしても、１組の連結
部材４６とノズル４９は１つの排出孔４８に接続
される。
体積ないしは質量流れの検知器４５あるいはこ
れと二者択一的に設けられる圧力測定器１９が送
り装置１から離れていれば離れているほど制御の
時間遅れをより多く考慮する必要がある。それは
マイクロプロセツサ７０のプログラムの中に対応
する制御機能が入力されるからである。
駆動モータ１３は原則的には任意の直流モー
タ、交流モータあるいは液圧または気圧モータで
ありうる。しかしながら、前記のようにできる限
り高速の制御が必要であるからして、制御の時間
遅延を最小とするために無鉄心電機子円板およ
び、永久磁石励磁界を持つデイスクモータが駆動
装置として推奨される。このようなデイスクモー
タはエポキシ樹脂製のデイスク形状電機子を有
し、その電機子はモータのタイプにより異なるが
４乃至８枚の互に絶縁された銅箔を有する。これ
らの銅箔は押抜きされた導線部分を持ち、導線部
分の端部を相互に適当に溶接することによつて１
つの連続した巻線が形成されている。そして、軸
方向に配置された炭素ブラシがそれら導線に直接
的に電流を導く。したがつてそれらの導線部は巻
線としての役割と整流子としての役割とを同時に
果す。
このタイプのデイスクモータではその励磁界
は、アルミニウム、ニツケルおよびコバルトの鋳
物合金たとえばAlNiCoからなる互に対向した永
久磁石対の複数の組によつて発生される。このデ
イスクモータに直流電流が印加されると、上記し
た導線部の構成配置のために電流は半径方向に流
れる。回転デイスクに対して直角に磁界が生じる
ので、その回転デイスクには起電力が加わり、こ
れによつてその軸に回転モーメントが生じる。こ
のようなデイスクモータの特徴は質量慣性モーメ
ントが小さいこと、したがつて機械的時定数がき
わめて小さく、加速および制動のための瞬間的な
高いインパルス電流またはインパルス回転モーメ
ントが得られること、回転数の安定性が高いこと
および0.5回転／分以下の低回転数まで円滑な定
速回転が実現可能であることである。
したがつてマイクロプロセツサ７０により遅延
のない測定データの検出および処理がなされるの
で、熱可塑性樹脂の加工および送出のための装置
の、特に間欠的運転のために最適な制御速度が達
成される。
間欠的運転の場合には更に、所望される高速制
御にも直接関連して、スクリユーコンベヤ３の幾
何学的構成の特別な条件を考慮する必要がある。
すなわち、スクリユーコンベヤは一方においては
供給される固体熱可塑性樹脂の粒状混合物中に含
有されている約40％の空気分を圧縮放逐しうるも
のでなければならないと共に、他方においては高
い圧縮度のためにスクリユーコンベヤ３がジヤミ
ング状態になる危険が回避されるものでなければ
ならない。さらに、スクリユーコンベヤの幾何学
的構成は、入口冷却領域においては冷却を最低限
にとどめるため摩擦をできるだけ小さくするもの
でなければならない。
熱可塑性樹脂の可塑化のために必要な圧縮度は
場合によつては顆粒形状で供給される熱可塑性樹
脂の粒子サイズならびにその物質のその他の材料
性状による。摩擦を少なくするためには相応的に
長いスクリユーコンベヤ３が必要でありかつ又付
加的にチヤンバー２の外側から熱可塑性樹脂を加
熱してやることが必要となる。本発明による装置
の特徴はスクリユーコンベヤがもつぱら熱可塑性
樹脂の移送のためにのみ役立てられており、その
物質の加熱のためには用いられていないことであ
る。そして可塑化された熱可塑性樹脂を予め選択
された温度に到達させることは相応的にチヤンバ
ーを長くすることならびにチヤンバーの端部すな
わち取出部８の領域内に付加的な加熱面を設ける
ことによつて達成される。好ましくはスクリユー
コンベヤの直径／長さの比は、１分間120乃至220
回転またはそれ以下の回転数且つ１：２乃至１：
2.5の圧縮率を標準運転条件とした場合において
１：25乃至１：30である。
スクリユーコンベヤ３は入口側４から出口側６
まで送り方向に連続的あるいは段階的に増加する
芯部直径を有しているので、入口側４から出口側
６まで急勾配で上昇する圧力と関連してもたらさ
れる所定の圧縮により良好な抜気が達成され、可
塑化工程において入口側４まで熱可塑性樹脂と共
に持ち込まれた空気は入口側から良好に排出され
る。
熱可塑性樹脂はノズル開口５０からたとえば第
２図に想像線で示したフイルム５１の形状で出て
くる。このフイルムはノズル４９からその熱可塑
性樹脂が塗布されるべき面へ付与される。ノズル
開口５０の面積と塗布速度は既知であるから、塗
布されるべき熱可塑性樹脂層の厚さは体積ないし
は質量流れを制御することによりそしてこれによ
つてノズル開口５０からの熱可塑性樹脂フイルム
の排出速度を制御することによつて正確に設定ま
たは調節することができる。層厚を自動的に設定
または制御するためには、第２図に示した方法に
より、マイクロプロセツサ７０の１つの入力５２
に速度測定器５３を接続すればよい。第２図にお
いて面５４がその上に熱可塑性樹脂層が塗布され
るべき面であり、この面はノズル４９の下方を通
過移動する。速度測定器５３はこの面５４の移動
速度を測定するものである。マイクロプロセツサ
７０は２つの入力の大きさ、すなわち面の移動速
度と予定層厚とから体積ないしは質量流れの基準
値を求めそしてこの基準値に従つて駆動モータ１
３の回転数を制御する。流量が既知の場合には、
時間を規定することによつても熱可塑性樹脂の正
確に定められた量の排出が可能となる。
間欠運転の場合には、２つの熱可塑性樹脂取出
期間の間に存在する取出休止期間中の駆動モータ
１３の回転数はチヤンバー２内の可塑化された熱
可塑性樹脂の逆流がスクリユーコンベヤ３の回転
によつて阻止されるように調節される。ただし、
例えばノズル４９および連結部材４６からの熱可
塑性樹脂の逆流を阻止するためには、第４図に示
すように蓋７または分配器４７の内部あるいはス
クリユーコンベヤ３の先端に逆止弁として働く逆
流阻止部材５５を設ける。
この逆流阻止部材５５はチヤンバー２内に軸方
向に移動自在に設置されたリング５６からなる。
このリング５６は半径方向に環状溝５７の中への
びている。この環状溝５７はスクリユーコンベヤ
３の中央開口９に向いた方の端部近傍に設けられ
ている。環状溝５７の両傾斜部５８，５９の軸方
向間隔は次のように選択されている。すなわち、
第４図に図示した第１の位置にリング５６がある
時にはその一方の肩６０が環状溝５７の一方の傾
斜部５８に当接しそしてリング５６がスライドし
て軸方向に第２の位置まで移動した時にその他方
の肩６１が環状溝５７の他方の傾斜部５９に当接
するよう設定されている。
リング５６の半径方向の張出し寸法は環状溝５
７の底面６２とリング５６の内周面６３との間に
環状通路６４の形状の隙間が存在するように選択
されている。環状溝５７とスクリユーコンベヤ３
の前方領域内の中央開口９の方に向いた端部との
間には半径方向切欠き６５，６６が設けられてい
る。この切欠きはその円周から実質的に環状溝の
底面６２に一致する半径までの深さで半径方向内
側に向つて切込まれている。
スクリユーコンベヤ３によつて熱可塑性樹脂が
送られている時にはリング５６はその熱可塑性樹
脂の圧力によつて第４図に示した第１の位置に押
されている。この位置では、熱可塑性樹脂は環状
通路６４およびこれと連通している切欠き６５，
６６を通つて取出部８すなわち中央開口９まで移
送されうる。送りが中断されると圧力落下のため
に熱可塑性樹脂がリング５６をその肩６１が環状
溝の傾斜部５９に当接する第２の位置へ移動させ
る。これによつてチヤンバー２の中央開口９に隣
接する空間とスクリユーコンベヤ３を囲むチヤン
バー２の領域との連通が絶たれる。このため中央
開口に隣接する領域からスクリユーコンベヤ３を
包囲する領域内への熱可塑性樹脂の逆流が阻止さ
れる。そしてこれによつて最初に述べた領域内の
圧力落下ならびにその領域に続くノズル開口まで
の導管部内の圧力落下が回避される。
別の実施例として逆流阻止部材をフラツプの形
状、球の形状あるいは同様な公知逆止弁の形状に
つくることができる。
さらに、本発明の装置は例えば粘性物質の如き
任意の熱可塑性物質用に、およびまた押出し接着
のような種々の作業および製造法用に使用でき
る。
上記の図示実施例は本発明を説明するためのも
のであつて本発明を限定するものではない。上記
の特徴を種々組合わせて本発明を具体化すること
ができる。例えば、取出し休止期間中の圧力制御
を選択的に取出し期間中の体積ないしは質量流れ
の制御と組合わせることができる。すなわち体積
ないしは質量流れ制御を圧力制御に重畳させても
よいし、また取出し休止期間中の圧力制御と取出
し期間中の体積ないしは質量流れ制御とを別個に
実施することもできる。しかし、常用のデイスク
モータでは通常回転数制御が行われるからして高
価な体積ないしは質量流れ制御の代りにあるいは
少なくとも体積ないしは質量流れ制御を補完する
ものとして回転数制御を使用するのが好ましい。
チヤンバー内の圧力の制御および調節は選択的
に１つあるいは複数の区分配置された発熱体エレ
メントを介して実施することができる。後者の場
合には各エレメントの長さはすべて等しくしても
よいしあるいは予め定められた加熱温度曲線が得
られるようにエレメントの長さを相違させること
もできる。
【図面の簡単な説明】
第１図は送り装置と圧力および回転数制御用の
制御−調節装置とを有する熱可塑性樹脂の加工お
よび送出しのための装置の概略図である。第２図
は送り装置の制御のためのプロセツサを有する第
１図による装置の概略図である。第３図は運転中
断時における時間の経過に伴なう温度基準値の予
定推移を示す曲線である。第４図は逆流阻止部材
を備えたチヤンバー前端部の拡大断面図である。 主要部分の符号の説明、１……送り装置、２…
…円筒形チヤンバー、３……スクリユーコンベ
ヤ、１３……駆動モータ、４……チヤンバー入口
側、６……チヤンバー出口側、５……供給ホツパ
ー、７……蓋、９……中央開口、８……取出部、
１７，１８，３６，３７，３８……発熱体エレメ
ント、１４，１５……冷却ジヤケツト、２２，７
０……制御−調節装置（マイクロプロセツサ）、
１９……圧力測定器、２４……圧力基準値発生
器、２９……回転数基準値発生器、８０，９０，
３６，３７，３８……温度センサ、８５，９４，
３２……温度基準値発生器、４５……体積または
質量流れ検出器、７１……ランダム アクセスメ
モリー（RAM）、７２……固定メモリー
（ROM）、７３……表示装置、４６……連結部材
（導管）、４７……分配器、４９……熱可塑性樹脂
塗布器具（ノズル）、５５……逆流阻止部材、５
６……逆流阻止リング、５７……環状溝。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 送り装置を有する熱可塑性樹脂の加工および
    送り出しのための装置において、送り装置は加熱
    手段を具備したチヤンバーと、該チヤンバー内に
    配置され、駆動装置と連結されているスクリユー
    コンベヤと、熱可塑性樹脂を導入するための入口
    部と、流体状となつた該熱可塑性樹脂を送り出す
    ための取り出し部とを含包しそして制御−調節装
    置に接続されており、該制御−調節装置の入力は
    該送り装置のチヤンバー内の圧力を検知するため
    の圧力測定器、該熱可塑性樹脂の時間に関する送
    り出し量を検知するための測定器ならびに圧力基
    準値発生器および送り出し量基準値発生器にそれ
    ぞれ接続されそして該制御−調節装置の出力は該
    駆動装置を該熱可塑性樹脂の取り出し時には単位
    時間当たりの送り出し量が予め定めた値をとりそ
    して該熱可塑性樹脂の取り出し中断時にはチヤン
    バー内の熱可塑性樹脂の圧力が予め定めた値をと
    るように制御することを特徴とする熱可塑性樹脂
    の加工および送り出しのための装置。 ２ 時間に関する送り出し量を検知するための測
    定器が移送されている熱可塑性樹脂の該取り出し
    部における単位時間当たりの体積ないしは質量流
    れを検知する装置からなることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 時間に関する送り出し量を検知する測定器が
    該駆動装置ないしは該スクリユーコンベヤの回転
    数を検知する装置からなることを特徴とする特許
    請求の範囲第１項に記載の装置。 ４ 送り装置を有する熱可塑性樹脂の加工および
    送り出しのための装置において、送り装置は加熱
    手段を具備したチヤンバーと、該チヤンバー内に
    配置され、駆動装置と連結されているスクリユー
    コンベヤと、固体の熱可塑性樹脂を導入するため
    の導入開口と、流体状となつた該熱可塑性樹脂を
    送り出すための取り出し部とを包含しそして制御
    −調節装置に接続されており、該制御−調節装置
    の入力は圧力測定器、該駆動装置ないしはスクリ
    ユーコンベヤの回転数を検知する回転数検知器な
    らびに圧力基準値発生器および回転数基準値発生
    器とそれぞれ接続されておりそして該制御−調節
    装置の出力は該駆動装置を該熱可塑性樹脂の取り
    出し時には該駆動装置ないしはスクリユーコンベ
    ヤの回転数が予め定められた値をとりそして該熱
    可塑性樹脂の取り出し中断時には該送り装置のチ
    ヤンバー内の該熱可塑性樹脂の圧力が予め定めた
    値をとるように制御することを特徴とする熱可塑
    性樹脂の加工および送り出しのための装置。 ５ 制御−調節装置は該熱可塑性樹脂質の取り出
    し時には該駆動装置ないしはスクリユーコンベヤ
    の回転数の制御に、該送り装置のチヤンバー内の
    圧力の制御を重畳することを特徴とする特許請求
    の範囲第４項に記載の装置。 ６ 制御−調節装置は圧力測定器、該送り装置の
    駆動装置の回転数を検知する回転数検知器、移送
    されている該熱可塑性樹脂の単位時間当たりの体
    積ないしは質量流れを検知するための検知器なら
    びに圧力基準値発生器、回転数基準値発生器およ
    び単位時間当たりの体積ないしは質量流れの基準
    値を与えるための基準値発生器とそれぞれ接続さ
    れておりそして該熱可塑性樹脂の取り出し時には
    該駆動装置ないしはスクリユーコンベヤの回転数
    の制御に該送り装置のチヤンバー内の圧力の制御
    を重畳して単位時間当たりの質量ないしは体積流
    れの値が該熱可塑性樹脂の取り出し中断時に適合
    する圧力に相当する値である基準値に到達したと
    きに該回転数を一定値に制御することを特徴とす
    る特許請求の範囲第５項に記載の装置。 ７ 制御−調節装置が該取り出し部の領域内に配
    設された温度センサおよび該取り出し部内に配設
    された圧力測定器に接続されていることを特徴と
    する前記特許請求の範囲のいずれかに記載の装
    置。 ８ 制御−調節装置が送り装置のチヤンバーの長
    さに亘つて分割配置された複数の温度センサおよ
    び圧力測定器に接続されていることを特徴とする
    特許請求の範囲第７項に記載の装置。 ９ 該熱可塑性樹脂を塗布するための器具内およ
    び／または該送り装置と該塗布器具とを結ぶ導管
    内に単位時間当たりの体積ないしは質量流れを検
    知するための検知器が設けられていることを特徴
    とする特許請求の範囲第７項に記載の装置。 １０ 制御−調節装置のさらにいま１つの出力が
    該加熱手段に接続されていることを特徴とする前
    記特許請求の範囲のいずれかに記載の装置。 １１ 該加熱手段は該送り装置のチヤンバーに沿
    つて配置された複数の発熱体エレメントを有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第１０項に記載
    の装置。 １２ 送り装置の出口側には分配器が配設されて
    おり、該分配器は連結導管を介して該連結導管の
    端部に取りつけられた少なくとも１の熱可塑性樹
    脂塗布器具と連結されていることを特徴とする前
    記特許請求の範囲のいずれかに記載の装置。 １３ 送り装置の入口側には取り入れ部冷却手段
    および該制御−調節装置に接続された、送り装置
    の該取り入れ部領域内の熱可塑性樹脂の温度を制
    御するための温度センサが設けられていることを
    特徴とする前記特許請求の範囲のいずれかに記載
    の装置。 １４ 取り出し部にはそれによつて取り出し開口
    が閉鎖可能な逆流阻止部材が設けられていること
    を特徴とする前記特許請求の範囲のいずれかに記
    載の装置。 １５ 該逆流阻止部材は該送り装置の傾斜部と協
    働する軸方向に移動可能なリングとしてつくられ
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第１４項
    に記載の装置。 １６ 制御−調節装置が所望の運転モードを予め
    選択するためのプログラム発生器に接続されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
    の装置。 １７ 制御−調節装置が準連続ないしは間欠運転
    のためのプログラム発生器に接続されていること
    を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の装
    置。 １８ 制御−調節装置がランダムアクセスメモリ
    （RAM）および／または固定メモリ（ROM）と
    接続されているマイクロプロセツサからなること
    を特徴とする前記特許請求の範囲のいずれかに記
    載の装置。 １９ 該マイクロプロセツサが入力側において表
    示装置に接続されており、該表示装置は所定制御
    パラメータが所定許容範囲内にあることを表示す
    ることを特徴とする特許請求の範囲第１８項に記
    載の装置。 ２０ 該駆動装置は直流デイスクモータからな
    り、該デイスクモータは複数の互いに絶縁された
    銅箔からなるデイスク形状の電機子を含み、該銅
    箔はそれぞれ押し抜きされた導線を有し、それら
    導線は端部を適当に溶接することによつて１つの
    連続巻線を形成しており、さらに該デイスクモー
    タは該導線に直接電流を導くための軸方向に配置
    された炭素ブラシおよび互いに対向配置された永
    久磁石対を１組またはそれ以上有する励磁界とを
    包含していることを特徴とする特許請求の範囲第
    １項に記載の装置。 ２１ 送り装置の直径対長さの比が１：25乃至
    １：30でありそしてスクリユーコンベヤは120乃
    至220回転／分の範囲の回転数で駆動されること
    を特徴とする前記特許請求の範囲のいずれかに記
    載の装置。 ２２ スクリユーコンベヤが連続的または段階的
    に増大する芯部直径を有していることを特徴とす
    る前記特許請求の範囲のいずれかに記載の装置。
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