JPH05245907A - ギアポンプ付き押出機の押出量制御方法及びその装置 - Google Patents

ギアポンプ付き押出機の押出量制御方法及びその装置

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JPH05245907A
JPH05245907A JP4048453A JP4845392A JPH05245907A JP H05245907 A JPH05245907 A JP H05245907A JP 4048453 A JP4048453 A JP 4048453A JP 4845392 A JP4845392 A JP 4845392A JP H05245907 A JPH05245907 A JP H05245907A
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extruder
screw
resin
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Toshitaka Fukunaga
年隆 福永
Takiomi Hashimoto
滝臣 橋本
Takeo Takahashi
武夫 高橋
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Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、フィーダー供給量及びスクリュー
回転数の変化の応答性を考慮した制御が可能なギアポン
プ付き押出機の押出量制御方法及びその装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 ギアポンプ５の吸入圧が変化すると補正量演
算部１３が作動し、演算された所定の補正量により制御
入力待避時間演算部１５は制御入力待避時間Ｔを演算す
るが、当該制御入力待避時間Ｔの間に限り、前回に得ら
れた補正量に基づきフィーダー供給量補正部１９及びス
クリュー回転数補正部１６は、夫々フィーダー駆動部１
１及びスクリューの駆動部４に夫々出力する。従って、
前回の補正量と次回の補正量とに基づく演算結果がフィ
ーダー９又はスクリュー２、３に重畳状態で供給される
ことはなく、いわゆるハンチングや過剰制御を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、スクリューにより混練
され押し出された溶融樹脂をギアポンプを介して成形金
型に吐出するように構成されたギアポンプ付き押出機に
関するものであり、特に押出機の押出量、すなわちギア
ポンプへの溶融樹脂の吸入圧の制御に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の制御の手法としては、例
えば特開平２ー２６９０２４号公報に記載されるような
ものが知られている。これによると、熱可塑性樹脂を供
給するフィーダーと、該フィーダーからの前記熱可塑性
樹脂を流入してスクリューにより混練し、これを押出口
から押し出す押出機と、該押出機から押し出された溶融
樹脂を吸入して成形金型に吐出するするギアポンプとを
備えている一方、前記溶融樹脂の樹脂圧を検知する樹脂
圧検知手段（圧力検出器）と、該検知された樹脂圧に基
づいてフィーダー供給量（樹脂成形材料供給量）と前記
押出機のスクリューの回転数とを夫々制御する制御手段
を設けた構成となっている。
【０００３】ここで、前記スクリューの回転数とフィー
ダー供給量を夫々制御する理由は、成形金型からの溶融
樹脂の吐出量、換言すれば製品（シート）の形状（シー
トの厚み等）上の均一性を確保する必要があるためであ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の構成によると、その性質上、樹脂圧の検知と、
フィーダーの供給量及びスクリューの回転数の変化は時
間的ずれがあるので、樹脂圧の変化情報が得られてから
フィーダー供給量又はスクリュー回転数の変化が具体的
に現れる前に、次の樹脂圧の変化情報が伝達される場合
があり、過剰制御となっていわゆるハンチングが生じ
る。
【０００５】特に、フィーダの供給量の変化は重量計量
式の場合、計量時間を必要とする分だけスクリューの回
転数の変化に比べて応答性が劣るので、フィーダ供給量
制御の方が前記ハンチング現象が顕著である。
【０００６】また、スクリューの回転数の変化は、基本
的には、制御手段が、押出機から押し出される溶融樹脂
の樹脂圧が高くなると（換言すれば押出量が多くなる
と）、スクリュー回転数を下げるように働くようになっ
ている。このため、樹脂圧もこれに応じて低下するよう
になるが、これに応じて樹脂自体の剪断発熱量も漸次減
少するので、樹脂温度が低下し従って樹脂粘度が高くな
って、樹脂圧が上昇し、この時点で制御手段が作動する
から、溶融樹脂の樹脂圧の上昇という原因に基づくこと
なく、さらにスクリュー回転数が下がるという過剰制御
状態が発生し、結果として製品の均一性を確保すること
ができない。
【０００７】なお、前記剪断発熱量は、押出機が多軸ス
クリューを有する場合のように混練効果が高いときに顕
著なものとなる。
【０００８】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
べくなされたものであり、フィーダー供給量及びスクリ
ュー回転数の変化の応答性を考慮した制御が可能なギア
ポンプ付き押出機の押出量制御方法及びその装置を提供
することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するべ
く、請求項１の発明は、熱可塑性樹脂をフィーダーを介
して押出機に供給し、該押出機から押し出された溶融樹
脂をギアポンプを介して成形金型に吐出させる一方、前
記溶融樹脂の樹脂圧を検知して前記フィーダーの供給量
及び前記押出機のスクリューの回転数を制御するように
構成されたギアポンプ付き押出機の押出量制御方法にお
いて、前記溶融樹脂の樹脂圧と予め設定された基準樹脂
圧とに基づいて所定の制御入力待避時間を設定し、該所
定時間毎に前記スクリューの回転数の変更及びフィーダ
ーの供給量の変更を行うようにしたことを特徴とする。
【００１０】また、請求項２の発明は、熱可塑性樹脂を
供給するフィーダーと、該フィーダーからの前記熱可塑
性樹脂を流入してスクリューにより溶融混練し、これを
押出口から押し出す押出機と、該押出機から押し出され
た溶融樹脂を吸入して成形金型に吐出するするギアポン
プとを備え、前記溶融樹脂の樹脂圧を検知する樹脂圧検
知手段と、該検知された樹脂圧及び予め設定された目標
樹脂圧とから補正量を演算する補正演算手段と、該補正
量に基づき所望の制御入力待避時間を設定する制御時間
演算手段と、前記制御入力待避時間の間毎に、前回に得
られた前記補正量に基づき前記フィーダーの供給量を演
算し、かつ、該演算結果を出力するフィーダー供給量演
算手段と、前記制御入力待避時間の間に限り、前記前回
に得られた前記補正量に基づき前記スクリューの回転数
を演算し、かつ、演算結果を出力するスクリュー回転演
算手段とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
【作用】ギアポンプの吸入圧が変化すると補正演算手段
が作動し所定の補正量を制御入力待避時間演算手段に出
力する。これにより制御入力待避時間演算手段は制御入
力待避時間を演算するが、当該制御入力待避時間の間に
限り、前回に得られた補正量に基づきフィーダー供給量
演算手段及びスクリュー回転演算手段は、夫々フィーダ
ー供給量及びスクリュー回転数を演算し、各演算結果を
フィーダー及びスクリューの駆動部に夫々出力する。従
って、いかなる場合も前回の補正量と次回の補正量とに
基づく演算結果がフィーダー又はスクリューに重畳状態
で供給されるようなことはなく、いわゆるハンチングや
過剰制御を防止できる。
【００１２】
【実施例】図２は、本発明に係る方法を実施するための
装置の一例を示すものであり、２軸押出機本体１には混
練用の、例えば同回転方向の２本のスクリュー２、３が
配設されており、該両スクリュー２、３はスクリュー駆
動部４に連結されている。
【００１３】また、前記押出機本体１の押出口にはギア
ポンプ５が設けられており、該ギアポンプ５の吸入側に
は樹脂圧検知手段たる検知部６が設けられている。
【００１４】さらに、前記ギアポンプ５の吐出口側に
は、例えば厚みが２ｍｍで幅が５００ｍｍのシート体を
成形するための成形金型（Ｔダイ）７が設けられてお
り、該成形金型７の下流側には冷却引取機構８等が設け
られている。
【００１５】一方、前記２軸押出機本体１の近傍には重
量計量式フィーダー９が設けられており、該フィーダー
９のホッパー１０には、樹脂材料、例えば低密度ポリエ
チレンが貯溜されるようになっており、該樹脂材料はフ
ィーダー駆動部１１を介して前記押出機本体１内に供給
され、例えば１５０℃の溶融樹脂となるように混練され
るようになっている。
【００１６】他方、前記押出機本体１の近傍には、マイ
クロコンピュータで構成されるコントローラ１２が設け
られており、該コントローラ１２は前記樹脂圧検知部６
の出力が供給される入力ライン１２ａを有し、前記スク
リュー駆動部４に供給される出力ライン１２ｂ、及び前
記フィーダー駆動部１１に供給される出力ライン１２ｃ
を有している。
【００１７】図１は、前記コントローラ１２の構成例を
示すものであり、前記樹脂圧検知部１は補正量演算部１
３に供給され、該補正量演算部１３には目標樹脂圧設定
部１４の出力が供給されるようになっている。
【００１８】また、前記補正量演算部１３の出力は制御
入力待避時間演算部１５に供給されるようになってお
り、該制御入力待避時間演算部１５の出力は供給量補正
部１６に供給され、該供給量補正部１６の出力は前記フ
ィーダ駆動部１１に供給されるようになっている。
【００１９】前記供給量補正部１６にはフィーダー供給
量設定部１８の出力が供給され、該フィーダー供給量設
定部１８は前記フィーダー駆動部１１の出力を受けて演
算する供給量演算部１７の出力を受けるようになってい
る。
【００２０】さらに、前記制御入力待避時間演算部１５
の出力は回転数補正部１６に供給され、該回転数補正部
１９の出力は前記スクリュー駆動部１１に供給されるよ
うになっている。
【００２１】前記回転数補正部１９にはフィーダー回転
数設定部２１の出力が供給され、該フィーダー回転数設
定部２１は前記スクリュー駆動部４の出力を受けて演算
する回転数演算部２０の出力を受けるようになってい
る。
【００２２】次に、上記のように構成された本実施例の
作動につき図３を参照しながら説明する。
【００２３】まず、押出機本体１の押出圧が不感帯幅ｄ
を超えて変化し、樹脂圧検知部１が所定レベルＮ１を出
力をすると、補正量演算部１３が該所定レベルＮ１及び
目標樹脂圧設定部１４の出力レベルＬに基づいて所定の
補正量を演算する。
【００２４】前記補正量を受けた制御入力待避時間演算
部１５は、制御入力待避時間（例えば６０秒）Ｔを演算
する。
【００２５】前記演算された制御入力待避時間Ｔは供給
量補正部１６及び回転数補正部１９に供給されるが、該
供給量補正部１６及び回転数補正部１９には前記補正量
演算部１３からの出力も前記制御入力待避時間Ｔに重畳
して供給されているので、該供給量補正部１６及び回転
数補正部１９の各出力は、夫々前記補正量演算部１３の
出力に応じて変動するものとなっている。もちろん、該
変動は当該制御入力待避時間Ｔに入力された１回限りの
補正量に基づいて行われる。
【００２６】なお、前記供給量補正部１６はフィーダー
供給量設定部１８の出力を受けてフィーダー駆動部１１
に供給され、回転数補正部１９はスクリュー回転数設定
部２１の出力を受けてスクリュー駆動部４に供給される
ようになっている。
【００２７】従って、前記フィーダー駆動部１１及びス
クリュー駆動部４は、夫々予め設定されたフィーダー供
給量又はスクリュー回転数が樹脂圧の変動に応じて変動
するようになっている。
【００２８】上記作動についてさらに具体的に説明する
と以下のようになる。なお、図３において、曲線Ａは、
樹脂圧の変化を、曲線Ｂはスクリュー回転数の変化を、
そして曲線Ｃはフィーダー供給量の変化を示すものであ
る。
【００２９】例えば上記したように、ある時点にて検知
部１３が樹脂圧レベルＮ１を検知すると、これを受けて
回転数補正部１９が新たなスクリュー回転数Ｂ１を設定
するべくスクリュー駆動部４を駆動させる一方、供給量
補正部１６が新たなフィーダー供給量Ｃ１を設定するべ
くフィーダー駆動部１１を駆動させる。
【００３０】この場合、前記新たなスクリュー回転数Ｂ
１の設定とこれに呼応する樹脂圧の変動との間には必然
的に若干の時間遅れがあり、該回転数Ｂ１の変化後に該
変化による樹脂圧のピーク値Ａ１が現れる。この場合、
図Ｂに示すように、回転数Ｂ１の変化は減少の傾向を示
すので、樹脂圧のピーク値Ａ１も谷側に位置するように
現れる。
【００３１】同様に、フィーダー供給量Ｃ１の設定とこ
れに呼応する樹脂圧の変動との間にも時間遅れがある
が、該フィーダー供給の場合の時間遅れは前記スクリュ
ー回転の場合よりもより長くなり、該フィーダーＣ１へ
の変化後に該変化による樹脂圧のピーク値Ａ２が現れ
る。この場合、フィーダー供給量Ｃ１の変化は減少の傾
向を示すので、樹脂圧のピーク値Ａ２も谷側に位置する
ように現れる。
【００３２】続いて、制御入力待避時間Ｔの経過後に、
前記不感帯幅ｄを超える樹脂圧レベルＮ２の変化がある
と、これに呼応してスクリュー回転数Ｂ２、フィーダー
供給量Ｃ２の変化が生じ、樹脂圧は夫々ピーク値Ａ３、
Ａ４に変化する等、以下目標樹脂圧レベルに達するよう
に制御が繰り返される。
【００３３】すなわち、樹脂圧を制御するスクリュー回
転数及びフィーダー供給量は当該制御入力待避時間Ｔの
設定直前に入力された所定の樹脂圧検知レベルのみに基
づいて行われる。
【００３４】なお、図３において、曲線Ｂａはスクリュ
ーの回転のみの制御による樹脂圧の変化を示すものであ
り、曲線Ｃａはフィーダーの供給量のみの制御による樹
脂圧の変化を示すものである。曲線Ｂａに示すように、
スクリューの回転の制御のみでは目標の樹脂圧レベルに
一時的には達した後再び元の樹脂圧に復帰してしまうこ
とになり、結果として制御ができない。また、曲線Ｃａ
に示すように、フィーダーの供給量制御のみでは、直ち
に元の樹脂圧レベルに復帰するようなことはないもの
の、応答が遅すぎて実用性に乏しい。
【００３５】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、熱可塑性樹脂をフィーダーを介して押出機に供給
し、該押出機から押し出された溶融樹脂をギアポンプを
介して成形金型に吐出させる一方、前記溶融樹脂の樹脂
圧を検知して前記フィーダーの供給量及び前記押出機の
スクリューの回転数を制御するように構成されたギアポ
ンプ付き押出機の押出量制御方法において、前記溶融樹
脂の樹脂圧と予め設定された基準樹脂圧とに基づいて所
定の制御入力待避時間を設定し、該所定時間毎に前記ス
クリューの回転数の変更及びフィーダーの供給量の変更
を行うようにしたことを特徴とするので、ハンチングや
過剰制御を回避することができ、押出成形製品の均一性
を確保でき、特に多軸押出機に適用して有用である。
【００３６】また、請求項２の発明は、熱可塑性樹脂を
供給するフィーダーと、該フィーダーからの前記熱可塑
性樹脂を流入してスクリューにより溶融混練し、これを
押出口から押し出す押出機と、該押出機から押し出され
た溶融樹脂を吸入して成形金型に吐出するするギアポン
プとを備え、前記溶融樹脂の樹脂圧を検知する樹脂圧検
知手段と、該検知された樹脂圧及び予め設定された目標
樹脂圧とから補正量を演算する補正演算手段と、該補正
量に基づき所望の制御入力待避時間を設定する制御時間
演算手段と、前記制御入力待避時間の間毎に、前回に得
られた前記補正量に基づき前記フィーダーの供給量を演
算し、かつ、該演算結果を出力するフィーダー供給量演
算手段と、前記制御入力待避時間の間毎に、前記前回に
得られた補正量に基づき前記スクリューの回転数を演算
し、かつ、演算結果を出力するスクリュー回転演算手段
とを備えたことを特徴とするので、請求項１の発明を容
易かつ具体的に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を示すクレーム対応図である。
【図２】本発明に係るギアポンプ付き押出機を示す概略
構成図である。
【図３】本発明に係る押出機の作動を説明するタイミン
グチャートである。
【符号の説明】
１ 押出機本体、 ２、３ スクリュー、 ４ スクリュー駆動部、 ５ ギアポンプ、 ７ 成形金型、 ９ 重量計量式フィーダー、 １１ フィーダー駆動部、 １３ 補正量演算部、 １５ 制御入力待避時間演算部、 Ｔ 制御入力待避時間。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 熱可塑性樹脂をフィーダーを介して押出
    機に供給し、該押出機から押し出された溶融樹脂をギア
    ポンプを介して成形金型に吐出させる一方、前記溶融樹
    脂の樹脂圧を検知して前記フィーダーの供給量及び前記
    押出機のスクリューの回転数を制御するように構成され
    たギアポンプ付き押出機の押出量制御方法において、前
    記溶融樹脂の樹脂圧と予め設定された基準樹脂圧とに基
    づいて所定の制御入力待避時間を設定し、該所定時間毎
    に前記スクリューの回転数の変更及びフィーダーの供給
    量の変更を行うようにしたことを特徴とするギアポンプ
    付き押出機の押出量制御方法。
  2. 【請求項２】 熱可塑性樹脂を供給するフィーダーと、
    該フィーダーからの前記熱可塑性樹脂を流入してスクリ
    ューにより溶融混練し、これを押出口から押し出す押出
    機と、該押出機から押し出された溶融樹脂を吸入して成
    形金型に吐出するするギアポンプとを備え、前記溶融樹
    脂の樹脂圧を検知する樹脂圧検知手段と、該検知された
    樹脂圧及び予め設定された目標樹脂圧とから補正量を演
    算する補正演算手段と、該補正量に基づき所望の制御入
    力待避時間を設定する制御時間演算手段と、前記制御入
    力待避時間の間毎に、前回に得られた前記補正量に基づ
    き前記フィーダーの供給量を演算し、かつ、該演算結果
    を出力するフィーダー供給量演算手段と、前記制御入力
    待避時間の間毎に、前記前回に得られた補正量に基づき
    前記スクリューの回転数を演算し、かつ、演算結果を出
    力するスクリュー回転演算手段とを備えたことを特徴と
    するギアポンプ付き押出機の押出量制御装置。
JP4048453A 1992-03-05 1992-03-05 ギアポンプ付き押出機の押出量制御方法及びその装置 Pending JPH05245907A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012166547A (ja) * 2011-01-27 2012-09-06 Fujifilm Corp ポリエステルフィルム、及びその製造方法、太陽電池用バックシート、並びに太陽電池発電モジュール

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JP2012166547A (ja) * 2011-01-27 2012-09-06 Fujifilm Corp ポリエステルフィルム、及びその製造方法、太陽電池用バックシート、並びに太陽電池発電モジュール

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