JPH0716995B2 - 押出成形における異物検査，制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、押出機を用いた樹脂材料の成形工程におい
て、押出された樹脂製品（樹脂ペレット等の中間製品を
含む）の異物含有量を自動的に検査し、この異物含有量
に応じて搬送経路の切替制御さらには押出機のスクリー
ン切替制御を自動的に行なうようにした押出成形におけ
る異物検査，制御方法に関する。

［従来の技術］ 近年、食品容器，光学機器，医療器具等、各種の産業分
野で樹脂製品が使用されており、樹脂製品の用途はます
ます拡大する傾向にある。それに伴い、異物含有量の少
ない高品質な樹脂ペレットの出現が要望されている。例
えば、食品容器にあっては外観的な美しさが要求され、
また光学機器にあっては光透過率の向上が要求されるた
め、いずれの成形に供する樹脂ペレットも異物含有量は
少なくなければならない。

そこで、従来の押出機を用いた合成樹脂成形工程におい
ては、押出機から押出されてきた樹脂ペレットを検査員
がサンプリングし、目視検査により異物含有量を調べた
り、あるいは合成樹脂成形ラインとは別個独立して設け
た合成樹脂外観検査機を使用して異物含有量の検査が行
なわれていた。

［解決すべき課題］ 上述した従来の異物含有量の検査は、オフライン上で行
なわれていたので、樹脂ペレットのサンプリングから検
査終了までの間に、外部から被検体中に異物が混入する
ことを防止できず、正確な測定結果を期待できなかっ
た。特に、検査対象となる異物がミクロン，サブミクロ
ン単位の微小粒径の場合には、誤った測定結果を出すこ
とが多かった。

また、検査員による目視検査やオフラインでの検査は、
測定結果を得るまでに時間がかかり、その間にも不良品
が流出していた場合、製品サイロ内の良品に大量の不良
品が混入することになり、製品サイロ内の汚染拡大のお
それがあった。

このような問題点を解決する従来技術として、特開昭60
−54815号公報に開示された樹脂材料の異物検査装置が
ある。この装置は、押出機から押出されてきた樹脂シー
トに含まれる異物を、引取手段（搬送路）上で光学的に
検出しようとしたものである。この装置によると、樹脂
シート中の異物をオンライン上で自動的に検出でき、か
つ異物の存在箇所にマーカによる目印がつけられるの
で、迅速に異物検査を行なうことができる。

しかし、かかる異物検査装置により異物が検出されたと
しても、その後の異物の除去および異物混入原因の解消
に、人間の作業，操作が必要となるので、樹脂材料成形
ラインの完全自動化には対応できず作業性に問題があっ
た。

本発明はこのような問題点にかんがみてなされたもの
で、押出形成された合成樹脂製品の異物含有量を迅速か
つ高精度に検査し、自動的に搬送経路を切替えて不良品
の製品サイロ内への混入を防止するとともに、さらに、
異物含有量の多い不良品が生産されている場合には、自
動的に押出機のスクリーンを切替えて異物の除去機能を
正常化するようにした異物検査，制御方法の提供を目的
とする。

［課題の解決手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、押出機から押出
された樹脂製品中の異物含有量を連続的かつ自動的に検
出し、この検出結果と異物含有量をあらかじめ設定した
第一および第二の規定値（第一の規定値＜第二の規定
値）と比較し、異物含有量が第一の規定値以上の場合
は、搬送経路上の経路切替部材を制御して樹脂製品を不
良品搬送経路へと移送し、異物含有量が第二の規定値以
上の場合は、さらに押出機のスクリーンを切替え、樹脂
の異物含有量に応じて二つの制御を行ないうるようにし
てある。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本発明方法を実施するための装置例を示すブロ
ック図、第２図は同装置例における異物検査装置を示す
構成図である。

第１図において、１は押出機であり、シリンダ２内に供
給されたポリマーを溶融，混練し，先端に設けたダイ３
により所望の断面形状に形成して連続的に押出す。シリ
ンダ２の終端部には、異物除去のためにスクリーンが設
けてあり、かつスクリーンが目詰りした場合あるいは原
料供給量，運転温度等が変化した場合に、スクリーンを
自動的に交換するためのオートスクリーンチェンジャ４
が設置されている。これら押出機１およびオートスクリ
ーンチェンジャ４は、供給ポリマーの材質，成形すべき
製品の形状等に応じて公知のものから適宜選択すればよ
い。なお、その他の周辺機器、例えば成形品を冷却する
ための冷却装置，ペレット状の製品を成形するためのペ
レタイザも必要に応じて設置する。

５は配管等からなる製品の搬送経路であり、ダイ３の出
口より押出された樹脂製品（以下、本実施例では、樹脂
ペレットとする）を空気流等により搬送する。搬送経路
５の終端付近は二股に分岐しており、一方の分岐路5aに
良品を収容するための製品サイロ６が、他方の分岐路5b
に不良品を収容するための不良品サイロ７がそれぞれ設
けてある。また、分岐点には、搬送してきた樹脂ペレッ
トをいずれかのサイロ６または７に送るために、切替部
材８が設けてある。切替部材８としては、分岐路5a,5b
のいずれかを選択的に閉塞する開閉弁，開閉扉等woを用
いることができる。

９は自動サンプル採取機、10は異物検査装置、11は制御
装置である。自動サンプル採取機９は、搬送経路５を搬
送されていく樹脂ペレットの一部をサンプリングし、異
物検査装置10へと連続的に送る。

異物検査装置10としては、例えば、肇産業（株）製の
「ペレット外観自動検査機」、日本アルミニウム工業
（株）製の「Ｆ＆Ｆサンプル検査装置」、東レ（株）製
のMV−520を用いることができる。

第２図は日本アルミニウム工業（株）製の「Ｆ＆Ｆサン
プル検査装置」の概略構成を示すものである。同図にお
いて、101は制御コンピュータ、102はガラス製のターン
テーブル、103はサンプル供給用のフィーダである。タ
ーンテーブル102は、制御コンピュータ101からの駆動信
号により一定速度で回転する。フィーダ103は、自動サ
ンプル採取機９から連続的に送られてきた樹脂ペレット
のサンプルを、一定量づつターンテーブル102の上面に
供給する。

また、104,105はストロボ、106は受光カメラ、107は検
査ユニットである。ストロボ104,105は、ストロボ本体1
08からの制御信号により発光し、ターンテーブル102の
上下面に光線を照射する。受光カメラ106は、ターンテ
ーブル102上のサンプルを透過または反射した光線を受
光し、検査情報として検査ユニット107に送る。検査ユ
ニット107では、受光カメラ106からの検査情報にもとづ
き、サンプル中の異物含有量を検出し、制御コンピュー
タ101へと異物データを出力する。

11は制御装置であり、異物検査装置10が検出した異物含
有量にもとづき、オートスクリーンチェンジャ４および
切替部材８を制御する。すなわち、制御装置11には、あ
らかじめ第一，第二の規定値（第一の規定値＜第二の規
定値）が設定してあり、異物含有量が第一の規定値以上
の場合には、切替部材８を制御して、不良品サイロ７へ
と樹脂ペレットが搬送されるようにする。さらに、異物
含有量が第二の規定値以上の場合には、異物の除去機能
を正常化するためオートスクリーンチェンジャ４を制御
して、スクリーン交換を自動的に行なう。

次に、上述した装置を用いて行なう本発明方法の具体例
について説明する。

押出機１のダイ３から押出され、図示しないペレタイザ
により粒状に切断されてできた樹脂ペレットは、搬送経
路５内を空気輸送されていく。切替部材８は、常時、搬
送経路５を製品サイロ６側に連通させている。

搬送経路５内を流れる樹脂ペレットの一部を自動サンプ
ル採取機９によりサンプリングし、異物検査装置10へと
供給する。異物検査装置10では、サンプリングした樹脂
ペレットをターンテーブル102上に載せて、受光カメラ1
06の視野内を順次通過させ、光学的方法により異物検査
を行なう。受光カメラ106から入力した検査情報により
検査ユニット107が異物含有量を検査し、異物データと
して制御コンピュータ101に送り、さらに制御コンピュ
ータ101から制御装置11へと異物データを出力する。

制御装置11は、異物データにもとづき異物含有量を第
一，第二の規定値と比較し、異物含有量が第一の規定値
以上であった場合、切替部材８に制御信号を送り、搬送
経路５を不良品サイロ７側に連通させる。したがった、
異物含有量の多い樹脂ペレットは、不良品サイロ７へと
搬送され、製品サイロ６を汚染することがない。

さらに、異物含有量が第二の規定値以上であった場合に
は、オートスクリーンチェンジャ４に制御信号を送り、
スクリーンを交換する。これにより、目詰りの生じたス
クリーンあるいは原料供給量，運転温度等の変化により
対応できなくなったスクリーンを、正常かつ適正なスク
リーンに交換して、異物の除去機能を回復させる。

このように、本異物検査，制御方法は、樹脂中の異物含
有量に応じて二つの制御を行ないうるようにしてある。

なお、本発明は上述した一実施例に限定されるものでは
なく、要旨を変更しない範囲で種々の変形実施が可能で
ある。

例えば、樹脂ペレット以外の樹脂製品を押出し成形する
場合にも適用でき、またベルトコンベア等、公知の各種
搬送手段により搬送経路が形成されている場合にも、本
発明方法を適用することができる。

［実験例］ 以下、本発明の押出成形における異物検査，制御方法を
用いて行なった実験結果を、比較例と比較しつつ説明す
る。

なお、以下の実験例，比較例では、異物検査装置とし
て、日本アルミニウム工業（株）製の「Ｆ＆Ｆサンプル
検査装置」を用いている。

実験例１ 押出機出口にオートスクリーンチェンジャを有し、高密
度ポリエチレン（出光110J （商品名）相当品）を150k
g/時間の生産量で生産する押出機を使用し、有色異物と
して40〜70μｍの鉄粉を1gづつ約20分間隔で原料中に投
入した。押出機から押出された樹脂ペレット（有色異物
を含有）は、２〜5mmφの大きさであった。

異物検査装置による監視の頻度は1kg/15分とし、50μｍ
以上の有色異物の有色異物個数が50個/1kg以上となった
ときに、搬送経路を不良品サイロ側に切替えるようにし
た。さらに、50μｍ以上の有色異物個数が90個/1kg以上
となったときに、オートスクリーンチェンジャを作動さ
せてスクリーンの交換を行なった。なお、スクリーンは
200メッシュ、有効濾過面積150cm²のものを使用した。

製品サイロは10tの高密度ポリエチレンを受け入れるこ
とができる容量を有し、製品サイロ内の樹脂ペレットの
性状を均一なものにするため、10t受け入れた後、１時
間製品サイロ内の樹脂ペレットのブレンド操作を行なっ
た。

上記の実験例１における押出機出口での異物個数の推移
を第３図に示す。

比較例１−１ 実験例１と同様に高密度ポリエチレンを生産し、有色異
物も同様に投入した。押出機から押出された有色異物を
含有するペレットは、２〜5mmφの大きさの樹脂ペレッ
トであった。

生産されたペレットを一部分採取し、検査員８人による
目視検査を実施した。目視検査のスピードは、１人1kg/
2時間の処理スピードであった。

そして、50μｍ以上の有色異物個数が50個/1kg以上とな
ったときに、搬送経路を不良品サイロ側に切替えるよう
に運転した。さらに、50μｍ以上の有色異物個数が90個
/1kg以上となったときに押出機のスクリーンを手動で切
り換えた。スクリーンは200メッシュのものを使用し
た。なお、製品サイロの容量は実施例と同様で、10tの
高密度ポリエチレンを受け入れた後、１時間樹脂ペレッ
トのブレンド操作を行なった。

比較例１−２ 実験例１および比較例１−１と同様に高密度ポリエチレ
ンを生産し、有色異物も同様に投入した。

生産されたペレットを一部分採取し、サンプルをペレッ
ト外観自動検査機にてパッチ処理で15分毎に検査した。
そして、50μｍ以上の有色異物個数が50個/1kg以上とな
ったときに、搬送経路を不良品サイロ側に切替えるよう
に運転した。さらに、50μｍ以上の有色異物個数が70個
/1kg以上となったときに押出機のスクリーンを手動で切
り換えた。スクリーンは200メッシュのものを使用し
た。なお、10tの高密度ポリエチレンを受け入れた後、
１時間ペレットのブレンド操作を行なった。

実験例1,比較例１−1,および比較例１−２における製品
サイロから得られた樹脂ペレットの物性を測定した結果
を表１に示す。物性はJISK−7113（引張破断伸び）に準
拠し、試験片を作成して測定した。

実験例２ 押出機出口にオートスクリーンチェンジャを有し、高密
度ポリエチレン（出光110J （商品名）相当品）を750k
g/時間の生産量で生産する押出機を使用し、２〜5mmφ
の大きさの樹脂ペレットを生産した。生産した樹脂ペレ
ットの中には、生産工程の変動等により有色異物がラン
ダムに入っている。

異物検査装置による監視の頻度は500g/10分とし、50μ
ｍ以上の有色異物個数が20個/500g以上となったとき
に、搬送経路を不良品サイロ側に切替えるようにした。
さらに、50μｍ以上の有色異物個数が50個/500g以上と
なったときに、オートスクリーンチェンジャを作動させ
てスクリーンの交換を行なった。なお、スクリーンは20
0メッシュのものを二枚重ねて使用した。この有効濾過
面積は730cm²であった。

製品サイロは30tの高密度ポリエチレンを受け入れるこ
とができる容量を有し、製品サイロ内の樹脂ペレットの
性状を均一なものにするため、30t受け入れた後、３時
間製品サイロ内の樹脂ペレットのブレンド操作を行なっ
た。

上記の実験例２における押出機出口での異物個数の推移
を第４図に示す。

比較例２−１ 実験例２と同様に高密度ポリエチレン（ペレットサイズ
２〜5mmφ）樹脂ペレットを製造した。

生産されたペレットを一部分採取し、検査員による目視
検査を実施した。目視検査のスピードは１人1kg/2時
間、検査員の人数は８人で比較例１−１と同じである。

不良品サイロの切替は実験例２と同様に行ない、製品サ
イロは実験例２と同様で30tの容量にした。押出機のス
クリーン切替えは、50μｍ以上の有色異物個数が50個/5
00g以上となったときに、比較例１−１と同様に手動で
行なった。スクリーンは200メッシュのものを２枚重ね
て使用した。また、実験例２と同じように、30tの製品
を受け入れた後、３時間製品サイロ内の樹脂ペレットの
ブレンド操作を行なった。

比較例２−２ 実験例２、比較例２−１と同様に高密度ポリエチレンを
製造した。

生産されたペレットを一部分採取し、サンプルをペレッ
ト外観自動検査機にてパッチ処理で10分毎に検査した。
そして、50μｍ以上の有色異物個数が20個/500g以上と
なったときに、搬送経路を不良品サイロ側に切替えるよ
うに運転した。さらに、押出機のスクリーン切り替え
は、50μｍ以上の有色異物個数が50個/500g以上となっ
たときに比較例２−１と同様に手動で行なった。スクリ
ーンは200メッシュのものを２枚重ねて使用した。ま
た、比較例２−１と同じように、30tの高密度ポリエチ
レンを受け入れた後、３時間製品サイロ内の樹脂ペレッ
トのブレンド操作を行なった。

実験例2,比較例２−1,および比較例２−２における製品
サイロから得られた樹脂ペレットの物性を測定した結果
を表２に示す。物性はJISK−7113（引張破断伸び）に準
拠し、試験片を作成して測定した。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の押出成形における異物検
査，制御方法によれば、押出成形された合成樹脂製品の
異物含有量を迅速かつ高精度に検査し、これによって、
自動的に搬送経路を切替えて不良品の製品サイロ内への
混入を防止することができる。

さらに、異物含有量の多い不良品が生産されている場合
には、自動的に押出機のスクリーンを切替えて異物の除
去機能を正常化することができるので、歩留り向上を図
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための装置例を示すブロ
ック図、第２図は同装置例における異物検査装置を示す
構成図、第３図，第４図はそれぞれ実験例1,2における
押出機出口の異物量の推移を示す図である。 1:押出機 4:オートスクリーンチェンジャ 5:製品搬送経路 6:製品サイロ 7:不良品サイロ 8:切替部材 9:自動サンプル採取機 10:異物検査装置 11:制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】押出機から押出された樹脂製品中の異物含
   有量を連続的かつ自動的に検出し、 この検出結果と異物含有量をあらかじめ設定した第一お
   よび第二の規定値（第一の規定値＜第二の規定値）と比
   較し、 異物含有量が第一の規定値以上の場合は、搬送経路上の
   経路切替部材を制御して樹脂製品を不良品搬送経路へと
   移送し、 異物含有量が第二の規定値以上の場合は、さらに押出機
   のスクリーンを切替え、 樹脂の異物含有量に応じて二つの制御を行ないうるよう
   にしたことを特徴とする押出成形における異物検査，制
   御方法。