JPH0647797A - 押出機の制御方法 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 スクリュー押出機の圧縮部のスクリュー、バ
レル面が、未溶融の原料樹脂や配合された硬度が高い充
填剤によって磨耗するのを、スクリューの設計変更やス
クリュー、バレルの材質変更によらずに、減少するこ
と。 【構成】 スクリュー２の圧縮部５における樹脂圧力と
樹脂温度をセンサー９、１０で計測し、これらの値と設
定値との偏差を比較器１９で対比し、その偏差分に応じ
て制御信号出力部２１から制御信号を出力し、バレル温
度、スクリュー回転数、スクリュー温度、樹脂供給口の
原料樹脂温度等のいずれか、もしくは複数の項目を調節
することにより、前記樹脂圧力と樹脂温度を定値制御す
る。
レル面が、未溶融の原料樹脂や配合された硬度が高い充
填剤によって磨耗するのを、スクリューの設計変更やス
クリュー、バレルの材質変更によらずに、減少するこ
と。 【構成】 スクリュー２の圧縮部５における樹脂圧力と
樹脂温度をセンサー９、１０で計測し、これらの値と設
定値との偏差を比較器１９で対比し、その偏差分に応じ
て制御信号出力部２１から制御信号を出力し、バレル温
度、スクリュー回転数、スクリュー温度、樹脂供給口の
原料樹脂温度等のいずれか、もしくは複数の項目を調節
することにより、前記樹脂圧力と樹脂温度を定値制御す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、合成樹脂用押出機の制
御方法に関する。
御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】合成樹脂用押出機の圧縮部においては、
高圧、低温の条件下では、スクリューとバレル壁面の間
に入り込んだ樹脂のため、スクリューやバレル壁面が磨
耗することがしばしば見られる。それは、低い温度条件
の下では、未溶融の硬度が高い樹脂が含まれているため
であり、樹脂中にガラス繊維等の無機フィラーが含まれ
ている場合には、上記の磨耗はさらに助長される。
高圧、低温の条件下では、スクリューとバレル壁面の間
に入り込んだ樹脂のため、スクリューやバレル壁面が磨
耗することがしばしば見られる。それは、低い温度条件
の下では、未溶融の硬度が高い樹脂が含まれているため
であり、樹脂中にガラス繊維等の無機フィラーが含まれ
ている場合には、上記の磨耗はさらに助長される。
【０００３】特に、押出機がベントタイプの場合には、
ベント機能を与えるために、樹脂供給口からベント孔直
前の圧縮部までの長さは短くなる傾向にある。このた
め、樹脂が未溶融のまま圧縮部に移送されることが往々
にして生じ、上記の磨耗が特に大きくなる傾向がある。
ベント機能を与えるために、樹脂供給口からベント孔直
前の圧縮部までの長さは短くなる傾向にある。このた
め、樹脂が未溶融のまま圧縮部に移送されることが往々
にして生じ、上記の磨耗が特に大きくなる傾向がある。
【０００４】スクリューやバレルに一旦磨耗が生ずる
と、その部分に樹脂が付着してやがては炭化し、これら
の炭化物は最終的には製品中に混入し、製品不良につな
がる結果となる。
と、その部分に樹脂が付着してやがては炭化し、これら
の炭化物は最終的には製品中に混入し、製品不良につな
がる結果となる。
【０００５】ところで、ベントタイプの押出機におい
て、ベント部の樹脂圧力を計測しこの計測値に基づいて
スクリューの回転数を制御することにより、溶融樹脂の
ベンドアップを防止する方法（特公平１−１７８５３号
公報）、押出機先端のフィルター部の樹脂圧力を計測し
この計測値に基づいてスクリューの回転数を制御するこ
とにより、押出量の一定化を図る方法（特開昭６３−３
１７３１号公報）が知られている。しかし、これらの制
御方法は、圧縮部における樹脂の状態については考慮さ
れておらず、例えば、ベント部や押出機先端のフィルタ
ー部の樹脂圧力に基づいて、スクリュー回転数を減少さ
せると樹脂充満率が増加して圧縮部の樹脂圧力が上昇し
てスクリューやバレルの磨耗が著しくなる等、スクリュ
ーやバレルの磨耗の低減を図るものではなかった。
て、ベント部の樹脂圧力を計測しこの計測値に基づいて
スクリューの回転数を制御することにより、溶融樹脂の
ベンドアップを防止する方法（特公平１−１７８５３号
公報）、押出機先端のフィルター部の樹脂圧力を計測し
この計測値に基づいてスクリューの回転数を制御するこ
とにより、押出量の一定化を図る方法（特開昭６３−３
１７３１号公報）が知られている。しかし、これらの制
御方法は、圧縮部における樹脂の状態については考慮さ
れておらず、例えば、ベント部や押出機先端のフィルタ
ー部の樹脂圧力に基づいて、スクリュー回転数を減少さ
せると樹脂充満率が増加して圧縮部の樹脂圧力が上昇し
てスクリューやバレルの磨耗が著しくなる等、スクリュ
ーやバレルの磨耗の低減を図るものではなかった。
【０００６】そこで、スクリューやバレルの磨耗の問題
に対処するため、次に示すような対策が取られていた。 １）樹脂の種類（配合が異なる場合を含む）、製品の種
類毎に適正なスクリュー形状を設計し、製作する。 ２）スクリュー、バレルの材質として高硬度のものを選
択する。
に対処するため、次に示すような対策が取られていた。 １）樹脂の種類（配合が異なる場合を含む）、製品の種
類毎に適正なスクリュー形状を設計し、製作する。 ２）スクリュー、バレルの材質として高硬度のものを選
択する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前記対策によってスク
リューやバレルの磨耗の問題はある程度は解決される。
しかし、原料樹脂の種類や製品の種類が変わる毎に、ス
クリューの形状や、スクリュー、バレルの材質を変更す
ることは、そのような押出機や部品がない時には、始め
から設計、製作する必要があるので、時間とコストがか
かり非現実的である。
リューやバレルの磨耗の問題はある程度は解決される。
しかし、原料樹脂の種類や製品の種類が変わる毎に、ス
クリューの形状や、スクリュー、バレルの材質を変更す
ることは、そのような押出機や部品がない時には、始め
から設計、製作する必要があるので、時間とコストがか
かり非現実的である。
【０００８】また、多種類のスクリューやバレルを揃え
得たとしても、押出機自体を変える訳ではないので、樹
脂の種類や製品の種類に完全に適合したスクリューやバ
レルを得るには限界がある。例えば、スクリューの形状
の変更だけで原料樹脂の種類の変更に対応して可塑化能
力を高くしようとする場合、それだけで充分な可塑化能
力が得られない時には、スクリューを長くすることが必
要となるが、これは押出機自体を変えることを意味す
る。また、材質を変えることでスクリュー、バレルの耐
磨耗性を高めようとすると、高価な材料を使用すること
が必要となる。
得たとしても、押出機自体を変える訳ではないので、樹
脂の種類や製品の種類に完全に適合したスクリューやバ
レルを得るには限界がある。例えば、スクリューの形状
の変更だけで原料樹脂の種類の変更に対応して可塑化能
力を高くしようとする場合、それだけで充分な可塑化能
力が得られない時には、スクリューを長くすることが必
要となるが、これは押出機自体を変えることを意味す
る。また、材質を変えることでスクリュー、バレルの耐
磨耗性を高めようとすると、高価な材料を使用すること
が必要となる。
【０００９】本発明は、上記の点に鑑み、スクリューや
バレルの形状や材質を変更することなく、スクリューや
バレルの磨耗の問題を解決する押出機における制御方法
を提供することを目的とする。
バレルの形状や材質を変更することなく、スクリューや
バレルの磨耗の問題を解決する押出機における制御方法
を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、以上
の点に鑑み種々検討した結果、圧縮部に送られた樹脂
に、未溶融の固体状樹脂や無機充填剤が含まれている
と、これらが樹脂圧力によってスクリュー面やスクリュ
ーフライト面、或いはバレルの内周面に押しつけられ、
これらの間に働く摩擦力によってスクリューやバレルが
磨耗すること、この摩擦力の大きさは、クーロンの摩擦
の法則により樹脂圧力又は樹脂圧力勾配に比例すること
（固体状原料とスクリュー又はバレル面との間に出来る
真実接触面積が、樹脂圧力に比例して増加する範囲で
は、クーロンの摩擦の法則は成立すると見て良い）、従
って、スクリューやバレルの磨耗を少なくするには、圧
縮部における樹脂圧力を低下させればよく、そのために
は圧縮部に移送される迄に樹脂の加熱を充分に行えばよ
いこと等の知見を得、本発明を完成した。
の点に鑑み種々検討した結果、圧縮部に送られた樹脂
に、未溶融の固体状樹脂や無機充填剤が含まれている
と、これらが樹脂圧力によってスクリュー面やスクリュ
ーフライト面、或いはバレルの内周面に押しつけられ、
これらの間に働く摩擦力によってスクリューやバレルが
磨耗すること、この摩擦力の大きさは、クーロンの摩擦
の法則により樹脂圧力又は樹脂圧力勾配に比例すること
（固体状原料とスクリュー又はバレル面との間に出来る
真実接触面積が、樹脂圧力に比例して増加する範囲で
は、クーロンの摩擦の法則は成立すると見て良い）、従
って、スクリューやバレルの磨耗を少なくするには、圧
縮部における樹脂圧力を低下させればよく、そのために
は圧縮部に移送される迄に樹脂の加熱を充分に行えばよ
いこと等の知見を得、本発明を完成した。
【００１１】すなわち、本発明の押出機の制御方法は、
樹脂供給口を有するバレル内に樹脂供給側から押出方向
に向けて圧縮部と計量部が設けられたスクリューが設置
されている押出機において、圧縮部における樹脂圧力又
は樹脂圧力勾配と樹脂温度を計測し、これらの値と設定
値との偏差に応じて押出機のバレル温度、スクリュー回
転数、スクリュー温度、樹脂供給口の原料樹脂温度のう
ち、１もしくは２以上の温度又は（及び）回転数を調節
することにより、前記樹脂圧力又は樹脂圧力勾配と樹脂
温度を定値制御することを特徴とする。
樹脂供給口を有するバレル内に樹脂供給側から押出方向
に向けて圧縮部と計量部が設けられたスクリューが設置
されている押出機において、圧縮部における樹脂圧力又
は樹脂圧力勾配と樹脂温度を計測し、これらの値と設定
値との偏差に応じて押出機のバレル温度、スクリュー回
転数、スクリュー温度、樹脂供給口の原料樹脂温度のう
ち、１もしくは２以上の温度又は（及び）回転数を調節
することにより、前記樹脂圧力又は樹脂圧力勾配と樹脂
温度を定値制御することを特徴とする。
【００１２】本発明方法が適用される押出機は、単軸押
出機、２軸押出機を問わない。単軸押出機については、
非常に広範なタイプのものに適用可能である。また同じ
２軸押出機についても、同方向回転スクリュー押出機、
異方向回転スクリュー押出機、スクリューフライト同志
の噛み合いのある２軸押出機、噛み合いのない２軸押出
機いずれにも適用出来る。さらにベント式スクリュー押
出機に対しては特に好適に適用される。
出機、２軸押出機を問わない。単軸押出機については、
非常に広範なタイプのものに適用可能である。また同じ
２軸押出機についても、同方向回転スクリュー押出機、
異方向回転スクリュー押出機、スクリューフライト同志
の噛み合いのある２軸押出機、噛み合いのない２軸押出
機いずれにも適用出来る。さらにベント式スクリュー押
出機に対しては特に好適に適用される。
【００１３】この発明方法において用いられる原料樹脂
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を問わない。熱可塑性
樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリカーボネート、硬質塩化ビニル樹脂、軟質
塩化ビニル樹脂、ナイロン、ポリビニルブチラール、ア
クリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート等が代表的な
ものであり、これらに可塑剤、充填剤が添加されたもの
でも良い。
は、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂を問わない。熱可塑性
樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリス
チレン、ポリカーボネート、硬質塩化ビニル樹脂、軟質
塩化ビニル樹脂、ナイロン、ポリビニルブチラール、ア
クリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート等が代表的な
ものであり、これらに可塑剤、充填剤が添加されたもの
でも良い。
【００１４】樹脂圧力（又は樹脂圧力勾配）及び樹脂温
度の設定値や計測値と設定値との偏差分に応じた温度や
回転数の調節度は基礎的な実験に基づいて決められるの
が一般的であり、計測値と設定値との偏差をなくすため
の制御手段としては、ＯＮ−ＯＦＦ制御、ＰＩＤ制御、
ファジー制御等種々の制御手段を採用出来る。
度の設定値や計測値と設定値との偏差分に応じた温度や
回転数の調節度は基礎的な実験に基づいて決められるの
が一般的であり、計測値と設定値との偏差をなくすため
の制御手段としては、ＯＮ−ＯＦＦ制御、ＰＩＤ制御、
ファジー制御等種々の制御手段を採用出来る。
【００１５】
【作用】圧縮部において計測された樹脂圧力（又は樹脂
圧力勾配）及び樹脂温度が予め定められた目標の設定値
と相違していると、その偏差に応じて、押出機のバレル
温度、スクリュー回転数、スクリュー温度、樹脂供給口
の原料樹脂温度のうち、１もしくは２以上の温度又は
（及び）回転数が調節される。上記温度又は（及び）ス
クリュー回転数の調節されると、圧縮部に移送される迄
の樹脂の熱履歴が変わって、圧縮部における樹脂圧力
（又は樹脂圧力勾配）及び樹脂温度が目標の設定値に近
づき、その設定値との偏差が可及的に小さくなる。
圧力勾配）及び樹脂温度が予め定められた目標の設定値
と相違していると、その偏差に応じて、押出機のバレル
温度、スクリュー回転数、スクリュー温度、樹脂供給口
の原料樹脂温度のうち、１もしくは２以上の温度又は
（及び）回転数が調節される。上記温度又は（及び）ス
クリュー回転数の調節されると、圧縮部に移送される迄
の樹脂の熱履歴が変わって、圧縮部における樹脂圧力
（又は樹脂圧力勾配）及び樹脂温度が目標の設定値に近
づき、その設定値との偏差が可及的に小さくなる。
【００１６】例えば、スクリュー回転数を低下させて調
節した場合、圧縮部に到達する迄の樹脂の滞留時間が増
して樹脂は熱量を多く受けるようになり、樹脂圧力（又
は樹脂圧力勾配）が低下して設定値に近づくことになる
樹脂に供給される熱量が増大し、樹脂圧力（又は樹脂圧
力勾配）が低下して設定値に近づくことになる。また、
バレルヒーター温度、スクリュー温度調節用熱媒油の温
度、樹脂供給口の粉体温度等、温度を上げるように調節
した場合、樹脂が多く熱量が受け、樹脂圧力（又は樹脂
圧力勾配）が低下して設定値に近づくことになる。
節した場合、圧縮部に到達する迄の樹脂の滞留時間が増
して樹脂は熱量を多く受けるようになり、樹脂圧力（又
は樹脂圧力勾配）が低下して設定値に近づくことになる
樹脂に供給される熱量が増大し、樹脂圧力（又は樹脂圧
力勾配）が低下して設定値に近づくことになる。また、
バレルヒーター温度、スクリュー温度調節用熱媒油の温
度、樹脂供給口の粉体温度等、温度を上げるように調節
した場合、樹脂が多く熱量が受け、樹脂圧力（又は樹脂
圧力勾配）が低下して設定値に近づくことになる。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の押出機の制御方法の実施例を
参照して説明する。
参照して説明する。
【００１８】図１は本発明に係わる押出機とその制御装
置の説明図である。図１の押出機はベント式押出機であ
り、１はバレル、２はスクリュー、７は押出機の主電動
機、８は複数個の部分に分割されバレル１の外周面に設
けられたヒーターである。
置の説明図である。図１の押出機はベント式押出機であ
り、１はバレル、２はスクリュー、７は押出機の主電動
機、８は複数個の部分に分割されバレル１の外周面に設
けられたヒーターである。
【００１９】スクリュー２は、溶融樹脂を移送する計量
部３、樹脂中の水分等を脱気するベント部４、樹脂を混
練溶融する圧縮部５、原料樹脂を加熱移送する樹脂供給
部６からなっている。圧縮部５に位置するバレル１に、
樹脂圧力測定用のセンサー９が挿入設置され、また、圧
縮部５と樹脂供給部６との間に位置するバレル１に樹脂
温度測定用のセンサー１０が挿入設置されている。バレ
ル１の樹脂供給口に臨んで樹脂予熱装置１１が備えら
れ、樹脂を予熱して押出機に供給するようになってい
る。なお、１２はヒーター、１３は予熱された樹脂の温
度測定用センサーである。
部３、樹脂中の水分等を脱気するベント部４、樹脂を混
練溶融する圧縮部５、原料樹脂を加熱移送する樹脂供給
部６からなっている。圧縮部５に位置するバレル１に、
樹脂圧力測定用のセンサー９が挿入設置され、また、圧
縮部５と樹脂供給部６との間に位置するバレル１に樹脂
温度測定用のセンサー１０が挿入設置されている。バレ
ル１の樹脂供給口に臨んで樹脂予熱装置１１が備えら
れ、樹脂を予熱して押出機に供給するようになってい
る。なお、１２はヒーター、１３は予熱された樹脂の温
度測定用センサーである。
【００２０】１４はスクリュー温調用熱媒油の温度調整
装置であり、熱媒油加熱用ヒーター１５及び熱媒油温度
測定用センサー１６を備えている。この温度調整装置１
４により所定温度に調整された熱媒油は、図示していな
いポンプにより、スクリュー２に穿孔された熱媒油通路
１６を循環し、スクリュー２の温度を調整する。
装置であり、熱媒油加熱用ヒーター１５及び熱媒油温度
測定用センサー１６を備えている。この温度調整装置１
４により所定温度に調整された熱媒油は、図示していな
いポンプにより、スクリュー２に穿孔された熱媒油通路
１６を循環し、スクリュー２の温度を調整する。
【００２１】１７は制御部であり、制御目標設定器１
８、比較器１９、演算器２０、制御信号出力部２１から
なる。樹脂圧力測定用センサー９から樹脂圧力信号が、
樹脂温度測定用センサー１０から樹脂温度信号がそれぞ
れ比較器１９に送られ、制御目標設定器１８から送られ
る設定値信号と比較されて偏差量が演算される。この偏
差量信号が制御信号出力部２１に送られ、演算偏差量に
基づいて、それぞれ、主電動機７、バレルヒーター８、
予熱装置ヒーター１２、熱媒油加熱用ヒーター１５を制
御量を演算し、電動機回転数、それぞれのヒーター温度
を制御するようになっている。
８、比較器１９、演算器２０、制御信号出力部２１から
なる。樹脂圧力測定用センサー９から樹脂圧力信号が、
樹脂温度測定用センサー１０から樹脂温度信号がそれぞ
れ比較器１９に送られ、制御目標設定器１８から送られ
る設定値信号と比較されて偏差量が演算される。この偏
差量信号が制御信号出力部２１に送られ、演算偏差量に
基づいて、それぞれ、主電動機７、バレルヒーター８、
予熱装置ヒーター１２、熱媒油加熱用ヒーター１５を制
御量を演算し、電動機回転数、それぞれのヒーター温度
を制御するようになっている。
【００２２】次に図１で示した押出機の制御方法につい
て、その制御手順例を説明する。
て、その制御手順例を説明する。
【００２３】樹脂予熱装置１１で予熱された粉体状もし
くはペレット状の樹脂は、バレル１の後部に設けられた
供給口を通り、主電動機７により駆動されるスクリュー
２の樹脂供給部６に供給される。樹脂供給部６に供給さ
れた樹脂は、バレルヒーター８及び熱媒油通路１６を循
環する熱媒油により内外からの加熱を受け、同時にスク
リュー２による剪断発熱で加熱されつつ次第に軟化し
て、圧縮部５に移送される。
くはペレット状の樹脂は、バレル１の後部に設けられた
供給口を通り、主電動機７により駆動されるスクリュー
２の樹脂供給部６に供給される。樹脂供給部６に供給さ
れた樹脂は、バレルヒーター８及び熱媒油通路１６を循
環する熱媒油により内外からの加熱を受け、同時にスク
リュー２による剪断発熱で加熱されつつ次第に軟化し
て、圧縮部５に移送される。
【００２４】圧縮部５において、樹脂圧力と圧縮部直前
の樹脂温度がセンサー９、１０に測定される。これの測
定信号は比較器１９に入力され、既に制御目標設定器１
８から入力されている制御目標値（設定値）と比較され
る。
の樹脂温度がセンサー９、１０に測定される。これの測
定信号は比較器１９に入力され、既に制御目標設定器１
８から入力されている制御目標値（設定値）と比較され
る。
【００２５】この場合、もし測定値が制御目標値の一定
範囲内（例えば９８〜１０３％）であった場合には、制
御は終了する。一方、測定値がこの範囲を超えるいる場
合には、測定値と制御目標値の偏差分が演算器２０に入
力される。演算器２０では、上記偏差分に対応した修正
すべきバレルヒーター温度を演算し、この値を制御信号
出力部２１を通じてバレルヒーター８に送り、バレルヒ
ーター温度が上昇せしめられる。
範囲内（例えば９８〜１０３％）であった場合には、制
御は終了する。一方、測定値がこの範囲を超えるいる場
合には、測定値と制御目標値の偏差分が演算器２０に入
力される。演算器２０では、上記偏差分に対応した修正
すべきバレルヒーター温度を演算し、この値を制御信号
出力部２１を通じてバレルヒーター８に送り、バレルヒ
ーター温度が上昇せしめられる。
【００２６】その結果、樹脂圧力と樹脂温度の変化し、
その変化がセンサー９とセンサー１０によって検知さ
れ、比較器１９に入力される。この値と設定値との比較
が行われ、測定値が設定値の一定範囲内（例えば９８〜
１０３％以内）であれば制御は終了する。一方、測定値
が上記範囲を超えていた場合には、測定値と制御目標値
との偏差分が演算器２０に入力される。演算器２０で
は、今度は上記偏差分に対応した修正すべきスクリュー
温調用熱媒油の温度を演算し、この値は制御信号出力部
２１を通じて、スクリュー温調用熱媒油１６の温度調整
機構１４に送られ、熱媒油の温度が上昇せしめられ、そ
の結果としてスクリュー温度が上昇し、圧縮部５におけ
る樹脂温度の上昇と樹脂圧力の低減が得られる。
その変化がセンサー９とセンサー１０によって検知さ
れ、比較器１９に入力される。この値と設定値との比較
が行われ、測定値が設定値の一定範囲内（例えば９８〜
１０３％以内）であれば制御は終了する。一方、測定値
が上記範囲を超えていた場合には、測定値と制御目標値
との偏差分が演算器２０に入力される。演算器２０で
は、今度は上記偏差分に対応した修正すべきスクリュー
温調用熱媒油の温度を演算し、この値は制御信号出力部
２１を通じて、スクリュー温調用熱媒油１６の温度調整
機構１４に送られ、熱媒油の温度が上昇せしめられ、そ
の結果としてスクリュー温度が上昇し、圧縮部５におけ
る樹脂温度の上昇と樹脂圧力の低減が得られる。
【００２７】その結果、樹脂圧力と樹脂温度の変化し、
その変化がセンサー９とセンサー１０によって検知さ
れ、比較器１９に入力される。これらの値は、比較器１
９において設定値と比較され、それらの測定値が設定値
の一定範囲内（例えば９８〜１０３％以内）であれば制
御は終了する。一方、測定値が上記範囲を超えている場
合には、測定値と設定値の偏差分が演算器２０に送ら
れ、これらの偏差に相当する出力信号が、制御信号出力
部を通して今度は原料予熱装置１１のヒーター１２に送
られ、原料樹脂の温度を上昇せしめる。
その変化がセンサー９とセンサー１０によって検知さ
れ、比較器１９に入力される。これらの値は、比較器１
９において設定値と比較され、それらの測定値が設定値
の一定範囲内（例えば９８〜１０３％以内）であれば制
御は終了する。一方、測定値が上記範囲を超えている場
合には、測定値と設定値の偏差分が演算器２０に送ら
れ、これらの偏差に相当する出力信号が、制御信号出力
部を通して今度は原料予熱装置１１のヒーター１２に送
られ、原料樹脂の温度を上昇せしめる。
【００２８】このような方法で上昇した圧縮部の温度と
低減された樹脂圧力は、樹脂温度センサー１０と樹脂圧
力センサー９により検知され、比較器１９に送られて設
定値と比較される。測定された樹脂温度と樹脂圧力が、
設定値の一定範囲内（例えば９８〜１０３％以内）であ
れば制御は終了する。一方、測定値が上記範囲を超えて
いる場合には、今度は演算器２０で測定値と設定値の偏
差に相当する押出機主電動機７の回転数の修正値が演算
され、制御出力信号部２１を通して、押出機主電動機７
に信号が送られ、スクリュー回転数が低下せしめられ
る。この結果、圧縮部まで到達する原料樹脂の滞留時間
が増し、原料樹脂に供給される熱エネルギーが増加し、
樹脂温度の上昇と樹脂圧力の低減が得られる。
低減された樹脂圧力は、樹脂温度センサー１０と樹脂圧
力センサー９により検知され、比較器１９に送られて設
定値と比較される。測定された樹脂温度と樹脂圧力が、
設定値の一定範囲内（例えば９８〜１０３％以内）であ
れば制御は終了する。一方、測定値が上記範囲を超えて
いる場合には、今度は演算器２０で測定値と設定値の偏
差に相当する押出機主電動機７の回転数の修正値が演算
され、制御出力信号部２１を通して、押出機主電動機７
に信号が送られ、スクリュー回転数が低下せしめられ
る。この結果、圧縮部まで到達する原料樹脂の滞留時間
が増し、原料樹脂に供給される熱エネルギーが増加し、
樹脂温度の上昇と樹脂圧力の低減が得られる。
【００２９】これらの制御を行っても、樹脂温度と樹脂
圧力が所望の範囲の値に入っていない場合には、再び上
述の制御ループを回し、樹脂温度と樹脂圧力が設定範囲
に収まるまで制御を続ける。以上のような制御方法を取
ることにより、圧縮部の樹脂温度は上昇し、樹脂圧力は
適切な値まで低減せしめられ、スクリューやスクリュー
フライトおよびバレル表面の磨耗量を低減することが出
来る。
圧力が所望の範囲の値に入っていない場合には、再び上
述の制御ループを回し、樹脂温度と樹脂圧力が設定範囲
に収まるまで制御を続ける。以上のような制御方法を取
ることにより、圧縮部の樹脂温度は上昇し、樹脂圧力は
適切な値まで低減せしめられ、スクリューやスクリュー
フライトおよびバレル表面の磨耗量を低減することが出
来る。
【００３０】上記制御手順による具体的押出成形例につ
いて説明する。押出機としては先端のスクリュー径８０
ｍｍの２軸異方向回転コニカルタイプのベント式押出機
を使用した。使用樹脂は重合度８００のポリ塩化ビニル
（粉末状）である。また押出製品は外径２００ｍｍ，肉
厚７ｍｍのパイプである。製品の押出量は５００ｋｇ／
時であった。
いて説明する。押出機としては先端のスクリュー径８０
ｍｍの２軸異方向回転コニカルタイプのベント式押出機
を使用した。使用樹脂は重合度８００のポリ塩化ビニル
（粉末状）である。また押出製品は外径２００ｍｍ，肉
厚７ｍｍのパイプである。製品の押出量は５００ｋｇ／
時であった。
【００３１】圧縮部での制御を行わなかった場合の同部
分での樹脂圧力、樹脂温度並びに関連する成型条件は、
表１に示すとおりであった。なお、圧縮部までの平均滞
留時間は、原料供給口から圧縮部までのスクリューリー
ド数をスクリュー回転数と輸送効率との積で除して求め
た値である。このような状態では、圧縮部での樹脂温度
が非常に低く、また樹脂圧力が非常に高く、表１に示さ
れるとおり、スクリュー等の磨耗は大きいものであっ
た。
分での樹脂圧力、樹脂温度並びに関連する成型条件は、
表１に示すとおりであった。なお、圧縮部までの平均滞
留時間は、原料供給口から圧縮部までのスクリューリー
ド数をスクリュー回転数と輸送効率との積で除して求め
た値である。このような状態では、圧縮部での樹脂温度
が非常に低く、また樹脂圧力が非常に高く、表１に示さ
れるとおり、スクリュー等の磨耗は大きいものであっ
た。
【００３２】上記状態から、圧縮部での樹脂圧力と樹脂
温度の制御を行った。制御を行った後の樹脂圧力、樹脂
温度並びに関連する成型条件は、表１に示したとおりで
ある。なお、制御系としてはＰＩＤ制御を用いた。この
結果から分かるように、バレル温度、スクリュー温調用
熱媒油温度、原料予熱装置の温度並びにスクリュー回転
数の調整により、圧縮部における樹脂温度は上昇し、樹
脂圧力は低減した。さらに付加的な効果としてベント部
の樹脂の溶融状態も改善されたことがわかる。制御に要
した時間は約１２０分であり、各制御因子の相乗効果に
より、短時間で制御目標の達成がなされた。
温度の制御を行った。制御を行った後の樹脂圧力、樹脂
温度並びに関連する成型条件は、表１に示したとおりで
ある。なお、制御系としてはＰＩＤ制御を用いた。この
結果から分かるように、バレル温度、スクリュー温調用
熱媒油温度、原料予熱装置の温度並びにスクリュー回転
数の調整により、圧縮部における樹脂温度は上昇し、樹
脂圧力は低減した。さらに付加的な効果としてベント部
の樹脂の溶融状態も改善されたことがわかる。制御に要
した時間は約１２０分であり、各制御因子の相乗効果に
より、短時間で制御目標の達成がなされた。
【００３３】この場合、押出機のスクリュー磨耗量は表
１に示したとおりであり、本発明の磨耗量低減に関する
効果が大きいことが分かる。
１に示したとおりであり、本発明の磨耗量低減に関する
効果が大きいことが分かる。
【００３４】また、図１に示す装置において、バレルヒ
ーター温度およびスクリュー回転数を制御因子として、
圧縮部の樹脂圧力、樹脂温度の制御を行った例について
説明する。この例では、制御前の圧縮部樹脂圧力、樹脂
温度および関連する成型条件、並びに制御目標値は前記
と同じであり、制御手段も実施例の場合と同じである。
ーター温度およびスクリュー回転数を制御因子として、
圧縮部の樹脂圧力、樹脂温度の制御を行った例について
説明する。この例では、制御前の圧縮部樹脂圧力、樹脂
温度および関連する成型条件、並びに制御目標値は前記
と同じであり、制御手段も実施例の場合と同じである。
【００３５】このような制御の条件、結果は表１に示す
とおりであった。スクリューの磨耗に対する効果は前記
の場合とほぼ同じであるが、制御に要した時間は約１８
０分であり、実施例１に比較してかなり長い時間を要し
ている。すなわち制御因子を減らしても制御に対する効
果は大差ないが、制御終了までの時間は長時間を要す
る。この結果からこの制御系では、制御因子はある程度
多く取った方が良いことが判る。
とおりであった。スクリューの磨耗に対する効果は前記
の場合とほぼ同じであるが、制御に要した時間は約１８
０分であり、実施例１に比較してかなり長い時間を要し
ている。すなわち制御因子を減らしても制御に対する効
果は大差ないが、制御終了までの時間は長時間を要す
る。この結果からこの制御系では、制御因子はある程度
多く取った方が良いことが判る。
【００３６】
【表１】
【００３７】次に、本発明の他の実施例を図２を参照し
て説明する。この実施例は、樹脂圧力勾配を計測し、こ
の計測値と予め設定した樹脂圧力勾配設定値との偏差に
応じて、バレル温度、スクリュー回転数等を制御するも
のであり、樹脂圧力の代わりに樹脂圧力勾配を計測する
点が図１に示す前記実施例と相違する。
て説明する。この実施例は、樹脂圧力勾配を計測し、こ
の計測値と予め設定した樹脂圧力勾配設定値との偏差に
応じて、バレル温度、スクリュー回転数等を制御するも
のであり、樹脂圧力の代わりに樹脂圧力勾配を計測する
点が図１に示す前記実施例と相違する。
【００３８】図２において、９ａ及び９ｂは樹脂圧力測
定用センサーであり、一方のセンサー９ａで圧縮部５の
樹脂圧力を計測し、他のセンサー９ｂで樹脂供給部６の
樹脂圧力を計測する。この両計測値から圧縮部５におけ
る樹脂圧力勾配が算出され、比較器１９において制御目
標設定器１８から送られる目標の樹脂圧力勾配値と対比
され偏差分が演算されるようになっている。その他は図
１と共通しているので説明を省略するが、図１と共通す
る部分は図１と同じ図番で示している。
定用センサーであり、一方のセンサー９ａで圧縮部５の
樹脂圧力を計測し、他のセンサー９ｂで樹脂供給部６の
樹脂圧力を計測する。この両計測値から圧縮部５におけ
る樹脂圧力勾配が算出され、比較器１９において制御目
標設定器１８から送られる目標の樹脂圧力勾配値と対比
され偏差分が演算されるようになっている。その他は図
１と共通しているので説明を省略するが、図１と共通す
る部分は図１と同じ図番で示している。
【００３９】なお、この装置による実際の押出成形を前
記押出成形例と同様にして行った結果、前記表１中の発
明方法欄の３、４に示したとおりであった。
記押出成形例と同様にして行った結果、前記表１中の発
明方法欄の３、４に示したとおりであった。
【００４０】
【発明の効果】以上述べたように本発明により、押出機
に供給される樹脂の種類や混入される充填剤が幅広く変
更される場合でも、これに対応して、スクリューの形状
を変化させたり、スクリューやバレルの材質を変化させ
て圧縮部の磨耗に対処するような、コストと時間のかか
る対策を講ずる必要性が減じ、圧縮部の樹脂圧力や樹脂
圧力勾配と樹脂温度の計測と、バレル温度、スクリュー
温度、原料樹脂の温度、スクリュー回転数を制御するこ
とにより、圧縮部の樹脂圧力や樹脂圧力勾配を低減させ
ると共に、樹脂温度を高め、もって固体状樹脂や含有さ
れる高硬度配合剤によるスクリューやバレルの磨耗量を
容易に低減化することが可能となった。
に供給される樹脂の種類や混入される充填剤が幅広く変
更される場合でも、これに対応して、スクリューの形状
を変化させたり、スクリューやバレルの材質を変化させ
て圧縮部の磨耗に対処するような、コストと時間のかか
る対策を講ずる必要性が減じ、圧縮部の樹脂圧力や樹脂
圧力勾配と樹脂温度の計測と、バレル温度、スクリュー
温度、原料樹脂の温度、スクリュー回転数を制御するこ
とにより、圧縮部の樹脂圧力や樹脂圧力勾配を低減させ
ると共に、樹脂温度を高め、もって固体状樹脂や含有さ
れる高硬度配合剤によるスクリューやバレルの磨耗量を
容易に低減化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる押出機の制御方法の説明図であ
る。
る。
【図２】本発明に係わる押出機の制御方法の他の実施例
の説明図である。
の説明図である。
１ バレル ２ スクリュー ３ 計量部 ４ ベント部 ５ 圧縮部 ６ 樹脂供給部 ７ 主電動機 ８ バレルヒーター ９、９ａ、９ｂ 樹脂圧力測定用センサー １０ 樹脂温度測定用センサー １１ 樹脂予熱装置 １２ 樹脂予熱用ヒーター １３ 樹脂温度測定用センサー １４ スクリュー温度調節用熱媒油温度調整装置 １５ 熱媒油温度測定用ヒーター １６ 熱媒油温度測定用センサー １７ 制御部 １８ 制御目標設定器 １９ 比較器 ２０ 演算器 ２１ 制御信号出力部
Claims (1)
- 【請求項１】 樹脂供給口を有するバレル内に樹脂供給
側から押出方向に向けて圧縮部と計量部が設けられたス
クリューが設置されている押出機において、圧縮部にお
ける樹脂圧力又は樹脂圧力勾配と樹脂温度を計測し、こ
れらの値と設定値との偏差に応じて押出機のバレル温
度、スクリュー回転数、スクリュー温度、樹脂供給口の
原料樹脂温度のうち、１もしくは２以上の温度又は（及
び）回転数を調節することにより、前記樹脂圧力又は樹
脂圧力勾配と樹脂温度を定値制御することを特徴とする
押出機の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202324A JPH0647797A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 押出機の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202324A JPH0647797A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 押出機の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0647797A true JPH0647797A (ja) | 1994-02-22 |
Family
ID=16455669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202324A Pending JPH0647797A (ja) | 1992-07-29 | 1992-07-29 | 押出機の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0647797A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998047687A1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-10-29 | Helmut Bacher | Verfahren und vorrichtung zur überwachung des abnützungsgrades einer ein plastifiziertes material fördernden dichtschnecke |
| JP2004527404A (ja) * | 2001-05-30 | 2004-09-09 | レーム ゲゼルシャフト ミツト ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | ベント式一軸スクリュー押出機又はカスケード押出機において圧力調整するための方法及び装置 |
| JP4909442B1 (ja) * | 2011-07-12 | 2012-04-04 | 東洋ゴム工業株式会社 | ゴム配合組成物の製造装置及び製造方法 |
| KR20150112745A (ko) * | 2014-03-28 | 2015-10-07 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 사출성형기, 사출성형기의 설정장치, 및 사출성형기의 설정방법 |
| WO2018066304A1 (ja) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 株式会社神戸製鋼所 | スクリュ式押出機 |
| EP3390943B1 (en) | 2015-12-18 | 2020-05-06 | Piovan S.P.A. | Method and system of controlling a plant for dehumidifying and/or drying |
| CN114670420A (zh) * | 2020-12-24 | 2022-06-28 | 金发科技股份有限公司 | 一种鉴别双螺杆挤出机螺筒磨损的方法 |
-
1992
- 1992-07-29 JP JP4202324A patent/JPH0647797A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998047687A1 (de) * | 1997-04-23 | 1998-10-29 | Helmut Bacher | Verfahren und vorrichtung zur überwachung des abnützungsgrades einer ein plastifiziertes material fördernden dichtschnecke |
| JP2004527404A (ja) * | 2001-05-30 | 2004-09-09 | レーム ゲゼルシャフト ミツト ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディートゲゼルシャフト | ベント式一軸スクリュー押出機又はカスケード押出機において圧力調整するための方法及び装置 |
| JP4909442B1 (ja) * | 2011-07-12 | 2012-04-04 | 東洋ゴム工業株式会社 | ゴム配合組成物の製造装置及び製造方法 |
| KR20150112745A (ko) * | 2014-03-28 | 2015-10-07 | 스미도모쥬기가이고교 가부시키가이샤 | 사출성형기, 사출성형기의 설정장치, 및 사출성형기의 설정방법 |
| EP3390943B1 (en) | 2015-12-18 | 2020-05-06 | Piovan S.P.A. | Method and system of controlling a plant for dehumidifying and/or drying |
| WO2018066304A1 (ja) * | 2016-10-07 | 2018-04-12 | 株式会社神戸製鋼所 | スクリュ式押出機 |
| KR20190046927A (ko) * | 2016-10-07 | 2019-05-07 | 가부시키가이샤 고베 세이코쇼 | 스크루식 압출기 |
| CN114670420A (zh) * | 2020-12-24 | 2022-06-28 | 金发科技股份有限公司 | 一种鉴别双螺杆挤出机螺筒磨损的方法 |
| CN114670420B (zh) * | 2020-12-24 | 2023-10-03 | 金发科技股份有限公司 | 一种鉴别双螺杆挤出机螺筒磨损的方法 |
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