JPH08309831A - ２段押出機の押出量制御方法 - Google Patents
２段押出機の押出量制御方法Info
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- JPH08309831A JPH08309831A JP7119765A JP11976595A JPH08309831A JP H08309831 A JPH08309831 A JP H08309831A JP 7119765 A JP7119765 A JP 7119765A JP 11976595 A JP11976595 A JP 11976595A JP H08309831 A JPH08309831 A JP H08309831A
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- B29C48/39—Plasticisers, homogenisers or feeders comprising two or more stages a first extruder feeding the melt into an intermediate location of a second extruder
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ２段押出機の押出量制御方法に関し、圧力と
温度を計測し、粘度特性が温度に敏感な樹脂でも高精度
に押出量を制御する。 【構成】 １段目押出機３１と２段目押出機３２とは接
続管３３で接続され、それぞれ駆動モータ３４，３５で
スクリュウを回転し、樹脂をフィルタ３６を通してダイ
３７に押出す。モータ３５の回転数Ｎ2 は回転速度設定
器５２で、モータ３４の回転数Ｎ2 は回転比率設定器５
３でＮ1 ／Ｎ2 として設定され、それぞれ速度制御器５
４，５５で制御される。演算器５１には圧力計４１，４
２、温度計４３の信号が入力され、これらデータと予め
与えられた粘度特性を理論式からその流量を求め、目標
流量値との偏差を小さくし、流量を一定に保つように回
転数を制御する信号を制御器５５に与え、モータ３４を
制御するので樹脂の目標流量を高精度で一定に保持でき
る。
温度を計測し、粘度特性が温度に敏感な樹脂でも高精度
に押出量を制御する。 【構成】 １段目押出機３１と２段目押出機３２とは接
続管３３で接続され、それぞれ駆動モータ３４，３５で
スクリュウを回転し、樹脂をフィルタ３６を通してダイ
３７に押出す。モータ３５の回転数Ｎ2 は回転速度設定
器５２で、モータ３４の回転数Ｎ2 は回転比率設定器５
３でＮ1 ／Ｎ2 として設定され、それぞれ速度制御器５
４，５５で制御される。演算器５１には圧力計４１，４
２、温度計４３の信号が入力され、これらデータと予め
与えられた粘度特性を理論式からその流量を求め、目標
流量値との偏差を小さくし、流量を一定に保つように回
転数を制御する信号を制御器５５に与え、モータ３４を
制御するので樹脂の目標流量を高精度で一定に保持でき
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は２段押出機の押出量制御
方法に関する。
方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】溶融可塑化した樹脂を押出し、ダイへ供
給する押出機における押出量の制御は、押出機出口の樹
脂圧力と樹脂温度に基づいて押出機駆動用電動機の回転
速度とバレル内の樹脂温度をそれぞれ制御することによ
り、押出量をコントロールするようにしているが、この
ような従来の押出機の押出量制御方法を図５乃至図７に
よって説明する。
給する押出機における押出量の制御は、押出機出口の樹
脂圧力と樹脂温度に基づいて押出機駆動用電動機の回転
速度とバレル内の樹脂温度をそれぞれ制御することによ
り、押出量をコントロールするようにしているが、この
ような従来の押出機の押出量制御方法を図５乃至図７に
よって説明する。
【０００３】図５はその一例を示す押出量制御システム
図であり、１は押出機、２はダイゲート、３はフィル
タ、４はダイ、５は押出機出口樹脂圧力計、７は電動機
で、押出機１で溶融可塑化された溶融樹脂はダイゲート
２、フィルタ３を経てダイ４へ供給される。
図であり、１は押出機、２はダイゲート、３はフィル
タ、４はダイ、５は押出機出口樹脂圧力計、７は電動機
で、押出機１で溶融可塑化された溶融樹脂はダイゲート
２、フィルタ３を経てダイ４へ供給される。
【０００４】１１はフィルタ出口樹脂温度計で、樹脂温
度制御スイッチ１２を経て比較器１３へフィルタ３の出
口側に於ける樹脂温度信号を送り、比較器１３において
樹脂温度設定器１４からの設定樹脂温度と比較し、その
偏差信号を増幅器１５へ送るようになっている。
度制御スイッチ１２を経て比較器１３へフィルタ３の出
口側に於ける樹脂温度信号を送り、比較器１３において
樹脂温度設定器１４からの設定樹脂温度と比較し、その
偏差信号を増幅器１５へ送るようになっている。
【０００５】１６は温度制御器で、増幅器１５からの偏
差信号と、バレル温度計１７からの信号に基づき、バレ
ルヒータ１８又はバレル冷却器１９へ制御信号を送り、
加熱又は冷却を行うことによりバレル内樹脂温度を一定
に保つものである。
差信号と、バレル温度計１７からの信号に基づき、バレ
ルヒータ１８又はバレル冷却器１９へ制御信号を送り、
加熱又は冷却を行うことによりバレル内樹脂温度を一定
に保つものである。
【０００６】２０はフィルタ出口樹脂圧力計で、樹脂圧
力制御スイッチ２１を経て、比較器２２へフィルタ３の
出口側に於ける樹脂圧力信号を送り、樹脂圧力設定器２
３からの設定圧力と比較し、その偏差信号を増幅器２４
へ送るようになっている。２４は増幅器で、前記比較器
２２からの圧力偏差信号を増幅すると共に、速度制御器
２５へ速度信号を送るものである。また速度制御器２５
は、速度検出器２６からの信号と、前記増幅器２４から
の速度信号に基づき、電動機７へ新しい速度信号を送る
ものである。なお、符号１３，１４，１５，１６，１
７，１８，１９によりバレル温度制御装置を構成し、符
号２２，２３，２４，２５，２６により押出機電動機７
の速度制御装置を構成している。
力制御スイッチ２１を経て、比較器２２へフィルタ３の
出口側に於ける樹脂圧力信号を送り、樹脂圧力設定器２
３からの設定圧力と比較し、その偏差信号を増幅器２４
へ送るようになっている。２４は増幅器で、前記比較器
２２からの圧力偏差信号を増幅すると共に、速度制御器
２５へ速度信号を送るものである。また速度制御器２５
は、速度検出器２６からの信号と、前記増幅器２４から
の速度信号に基づき、電動機７へ新しい速度信号を送る
ものである。なお、符号１３，１４，１５，１６，１
７，１８，１９によりバレル温度制御装置を構成し、符
号２２，２３，２４，２５，２６により押出機電動機７
の速度制御装置を構成している。
【０００７】次に図５のシステムの作用を説明すると、
先ずフィルタ３が目詰まりすると、押出機出口樹脂圧力
Ｐが上昇し、押出量が低下し始め、また押出量の低下に
よりフィルタ３の出口側の樹脂圧力ＰD も低下し、比較
器２２に於いて樹脂圧力設定器２３からの設定値と比較
され、その圧力偏差信号を増幅器２４で増幅後、速度制
御器２５へ速度信号を送る。速度制御器２５は速度検出
器２６からの速度信号と、前記増幅器２４からの速度信
号に基づいて電動機７へ新しい速度信号を送ることによ
り、電動機７を制御して押出機１に一定押出量を維持さ
せる。なお、樹脂圧力制御スイッチ２１と樹脂温度制御
スイッチ１２は、運転開始時にＯＮとなっている。
先ずフィルタ３が目詰まりすると、押出機出口樹脂圧力
Ｐが上昇し、押出量が低下し始め、また押出量の低下に
よりフィルタ３の出口側の樹脂圧力ＰD も低下し、比較
器２２に於いて樹脂圧力設定器２３からの設定値と比較
され、その圧力偏差信号を増幅器２４で増幅後、速度制
御器２５へ速度信号を送る。速度制御器２５は速度検出
器２６からの速度信号と、前記増幅器２４からの速度信
号に基づいて電動機７へ新しい速度信号を送ることによ
り、電動機７を制御して押出機１に一定押出量を維持さ
せる。なお、樹脂圧力制御スイッチ２１と樹脂温度制御
スイッチ１２は、運転開始時にＯＮとなっている。
【０００８】次に前述の押出量制御による押出機１のス
クリュの回転数上昇により、押出機１内の樹脂温度が過
度に上昇した場合には、フィルタ出口樹脂温度計１１か
らの樹脂温度信号を比較器１３に入力し、比較器１３に
おいて樹脂温度設定器１４からの設定樹脂温度と比較
し、その偏差信号を増幅器１５へ送る。温度制御器１６
は増幅器１５からの信号と、バレル温度計１７からの信
号を入力し、これら信号に基づき、バレルヒータ１８又
はバレル冷却器１９へ夫々信号を送り、加熱又は冷却す
ることによりバレル内の樹脂温度を一定に保つ。
クリュの回転数上昇により、押出機１内の樹脂温度が過
度に上昇した場合には、フィルタ出口樹脂温度計１１か
らの樹脂温度信号を比較器１３に入力し、比較器１３に
おいて樹脂温度設定器１４からの設定樹脂温度と比較
し、その偏差信号を増幅器１５へ送る。温度制御器１６
は増幅器１５からの信号と、バレル温度計１７からの信
号を入力し、これら信号に基づき、バレルヒータ１８又
はバレル冷却器１９へ夫々信号を送り、加熱又は冷却す
ることによりバレル内の樹脂温度を一定に保つ。
【０００９】図６は図５と異なる従来例の２段押出機を
示し、２段目押出機１のスクリュ回転速度を一定にセッ
トし、１段目押出機１ａの出口圧力Ｐ1 が一定になるよ
うに同１段目押出機１ａの電動機７ａの回転速度を制御
して、押出量の一定化を図っている。この２段押出機に
おいてフィルタ３が目詰まりすると２段目押出機１の出
口圧力Ｐ2 が上昇して押出量が低下する。よって製品８
の厚みより押出量を計測し、押出量が低下した分だけ２
段目押出機１の電動機７の回転速度を上昇させて押出量
の一定化を図っている。
示し、２段目押出機１のスクリュ回転速度を一定にセッ
トし、１段目押出機１ａの出口圧力Ｐ1 が一定になるよ
うに同１段目押出機１ａの電動機７ａの回転速度を制御
して、押出量の一定化を図っている。この２段押出機に
おいてフィルタ３が目詰まりすると２段目押出機１の出
口圧力Ｐ2 が上昇して押出量が低下する。よって製品８
の厚みより押出量を計測し、押出量が低下した分だけ２
段目押出機１の電動機７の回転速度を上昇させて押出量
の一定化を図っている。
【００１０】図７は図６の２段目押出機１を図５の押出
機の制御システムに代えて配設した場合を示すが、前述
の図５で説明の通り、符号１３〜１９よりなるバレル温
度制御と符号２２〜２６よりなる電動機の速度制御を併
用して２段目押出機１を制御して押出量の一定化を図っ
ているが、作用効果は図５の実施例と差異はないので詳
しい説明は省略する。
機の制御システムに代えて配設した場合を示すが、前述
の図５で説明の通り、符号１３〜１９よりなるバレル温
度制御と符号２２〜２６よりなる電動機の速度制御を併
用して２段目押出機１を制御して押出量の一定化を図っ
ているが、作用効果は図５の実施例と差異はないので詳
しい説明は省略する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】２段押出機では１段目
押出機で固形樹脂を可塑化し、２段目押出機で溶融樹脂
の均一化と昇圧を行う機能を分担しており、シート等の
帯状物の成形品の厚さを一定にするためには、１段目押
出機と２段目押出機を同調させて樹脂を連続して流し、
流量（押出量）を一定に制御すればよい。図６に示す従
来例の２段押出機では１段目押出機１ａ及び２段目押出
機１とも、それぞれ出口圧力を監視して駆動モータ７，
７ａを制御し、図７に示す２段押出機では１段目押出機
１ａは圧力を監視して制御し、２段目押出機１は出口圧
力と出口温度を監視して、設定した圧力と温度になるよ
うに駆動モータ７とバレルヒータ１８またはバレル冷却
器１９を制御し、一定の押出量を得ようとする方式であ
る。
押出機で固形樹脂を可塑化し、２段目押出機で溶融樹脂
の均一化と昇圧を行う機能を分担しており、シート等の
帯状物の成形品の厚さを一定にするためには、１段目押
出機と２段目押出機を同調させて樹脂を連続して流し、
流量（押出量）を一定に制御すればよい。図６に示す従
来例の２段押出機では１段目押出機１ａ及び２段目押出
機１とも、それぞれ出口圧力を監視して駆動モータ７，
７ａを制御し、図７に示す２段押出機では１段目押出機
１ａは圧力を監視して制御し、２段目押出機１は出口圧
力と出口温度を監視して、設定した圧力と温度になるよ
うに駆動モータ７とバレルヒータ１８またはバレル冷却
器１９を制御し、一定の押出量を得ようとする方式であ
る。
【００１２】しかし樹脂の流量は樹脂の圧力と樹脂の温
度の両者に依存するので、図６に示す従来例のように圧
力のみで制御する場合は温度変化に対応し難く、また圧
力と温度の両方によって制御する場合でも、図７に示す
従来例のように圧力と温度を別個に制御する方式では、
温度に敏感な粘度特性を有する樹脂を用いる場合は、温
度に偏差が生じた場合の押出量の変化が大きく、押出量
の精度向上に限界が生ずるという問題がある。
度の両者に依存するので、図６に示す従来例のように圧
力のみで制御する場合は温度変化に対応し難く、また圧
力と温度の両方によって制御する場合でも、図７に示す
従来例のように圧力と温度を別個に制御する方式では、
温度に敏感な粘度特性を有する樹脂を用いる場合は、温
度に偏差が生じた場合の押出量の変化が大きく、押出量
の精度向上に限界が生ずるという問題がある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような課題
を解決するために、１段目押出機と２段目押出機の接続
管の２箇所で樹脂圧力データを、その２箇所の中間で樹
脂温度データをそれぞれ測定し、演算器において、これ
らデータと予め与えられた粘度特性データを用いて演算
して樹脂の流量を算出し、この算出した流量を一定に保
つように１段目押出機の駆動モータの回転速度を制御す
る方法を提供する。更に、この方法における演算器にお
いて流量算出に用いる理論式も提供する。
を解決するために、１段目押出機と２段目押出機の接続
管の２箇所で樹脂圧力データを、その２箇所の中間で樹
脂温度データをそれぞれ測定し、演算器において、これ
らデータと予め与えられた粘度特性データを用いて演算
して樹脂の流量を算出し、この算出した流量を一定に保
つように１段目押出機の駆動モータの回転速度を制御す
る方法を提供する。更に、この方法における演算器にお
いて流量算出に用いる理論式も提供する。
【００１４】即ち、本発明は、（１）１段目押出機と２
段目押出機とを連結し、可塑化した樹脂を送る接続管中
の同一断面で一定距離を隔てた２箇所で樹脂圧力データ
を計測すると共に該２箇所の中間で樹脂温度データを計
測し、これらデータを演算器に入力し、該演算器によっ
て予め与えられた樹脂の粘度特性データとに基づいて前
記接続管を通過する樹脂の流量を算出し、この算出され
た樹脂の流量を一定に保つように前記１段目押出機のス
クリュ駆動モータの回転速度を増減速して最終の樹脂押
出量を制御することを特徴とする２段押出機の押出量制
御方法を提供する。
段目押出機とを連結し、可塑化した樹脂を送る接続管中
の同一断面で一定距離を隔てた２箇所で樹脂圧力データ
を計測すると共に該２箇所の中間で樹脂温度データを計
測し、これらデータを演算器に入力し、該演算器によっ
て予め与えられた樹脂の粘度特性データとに基づいて前
記接続管を通過する樹脂の流量を算出し、この算出され
た樹脂の流量を一定に保つように前記１段目押出機のス
クリュ駆動モータの回転速度を増減速して最終の樹脂押
出量を制御することを特徴とする２段押出機の押出量制
御方法を提供する。
【００１５】（２）更に、前述の（１）において、前記
演算器による樹脂の流量は式； Ｑ＝ｋ×〔ΔＰ／（２η0 Ｌ）〕1/n ×π×〔ｎ／（３
ｎ＋１）〕×Ｒ(3n+1)/n （式中、Ｑは樹脂の流量（押出量），ｋは係数，ΔＰは
圧力損失，η0 は粘度係数，Ｌは円筒の長さ，ｎは粘度
指数，Ｒは円筒の半径である。）で定まるＱにより求め
ることを特徴とする２段押出機の押出量制御方法も提供
する。
演算器による樹脂の流量は式； Ｑ＝ｋ×〔ΔＰ／（２η0 Ｌ）〕1/n ×π×〔ｎ／（３
ｎ＋１）〕×Ｒ(3n+1)/n （式中、Ｑは樹脂の流量（押出量），ｋは係数，ΔＰは
圧力損失，η0 は粘度係数，Ｌは円筒の長さ，ｎは粘度
指数，Ｒは円筒の半径である。）で定まるＱにより求め
ることを特徴とする２段押出機の押出量制御方法も提供
する。
【００１６】
【作用】本発明はこのような手段により、その（１）の
発明においては、まず、希望押出量とこれに対する２段
目押出機と１段目押出機の駆動モータの回転速度（予め
実験で求めたデータによる）を予め演算器に入力して準
備運動を開始する。準備運転での運転状態は過渡状態か
ら定常状態に移行し、押出量は設定した希望押出量の近
傍の値に近付く。この過程では、演算器で両押出機を接
続する接続管に配設した２個の圧力計及びこれらの中間
に配設した温度計から送られる圧力と温度のデータ、及
び予め入力されて内蔵している樹脂の粘度特性から理論
式に基づいて樹脂の流量を算出し、この算出された流量
が一定値に収斂したことを確かめる。算出流量が一定値
に収斂したら本運転に移行する。本運転では、この準備
運転で収斂した流量を目標流量（押出量）として本運転
中の流量を監視し、この運転時の温度、圧力を測定し、
予め与えられた粘度特性に基づいて流量を算出し、この
流量が目標流量に近づき、一定になるように１段目押出
機の駆動モータの回転速度を増減して制御する。
発明においては、まず、希望押出量とこれに対する２段
目押出機と１段目押出機の駆動モータの回転速度（予め
実験で求めたデータによる）を予め演算器に入力して準
備運動を開始する。準備運転での運転状態は過渡状態か
ら定常状態に移行し、押出量は設定した希望押出量の近
傍の値に近付く。この過程では、演算器で両押出機を接
続する接続管に配設した２個の圧力計及びこれらの中間
に配設した温度計から送られる圧力と温度のデータ、及
び予め入力されて内蔵している樹脂の粘度特性から理論
式に基づいて樹脂の流量を算出し、この算出された流量
が一定値に収斂したことを確かめる。算出流量が一定値
に収斂したら本運転に移行する。本運転では、この準備
運転で収斂した流量を目標流量（押出量）として本運転
中の流量を監視し、この運転時の温度、圧力を測定し、
予め与えられた粘度特性に基づいて流量を算出し、この
流量が目標流量に近づき、一定になるように１段目押出
機の駆動モータの回転速度を増減して制御する。
【００１７】従って、押出量は、１段目押出機の出口で
圧力と温度の２変数の関数である流量として算出され、
この流量そのものに着目して制御されるので粘度特性が
温度に敏感な樹脂に対しても、その粘度特性の変化を考
慮した制御により高精度な押出量の制御が可能となり、
厚みが均一で高品質の樹脂製品が得られる。
圧力と温度の２変数の関数である流量として算出され、
この流量そのものに着目して制御されるので粘度特性が
温度に敏感な樹脂に対しても、その粘度特性の変化を考
慮した制御により高精度な押出量の制御が可能となり、
厚みが均一で高品質の樹脂製品が得られる。
【００１８】（２）の発明においては、演算器における
樹脂流量Ｑを前記の手段（２）で述べた理論式により求
めるので、予め与えられた粘度特性データから粘度係数
η0及び粘度特性ｎが求まり、これらの値を用いて理論
式より流量が容易に演算し、算出することができ、この
算出流量により前述の（１）と同様に押出量が一定とな
るように制御することができる。
樹脂流量Ｑを前記の手段（２）で述べた理論式により求
めるので、予め与えられた粘度特性データから粘度係数
η0及び粘度特性ｎが求まり、これらの値を用いて理論
式より流量が容易に演算し、算出することができ、この
算出流量により前述の（１）と同様に押出量が一定とな
るように制御することができる。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の一実施例に係る２段押出
機の押出量制御方法の制御システム図であり、同図に於
いて、３１及び３２はそれぞれ２段押出機の１段目押出
機及び２段目押出機、３３は１段目押出機３１と２段目
押出機３２を繋ぐ接続管、３４及び３５はそれぞれ１段
目押出機３１及び２段目押出機３２のスクリュを回転さ
せる駆動モータ、３６はフィルタ、３７はダイ、４１及
び４２は接続管３３の同一断面部分に一定距離Ｌを隔て
て配設された２個の樹脂圧力計、４３は樹脂圧力計４１
と４２の間に設けられた樹脂温度計、５０は制御装置、
５１は演算器、５２は回転速度設定器、５３は回転比率
設定器、５４及び５５は駆動モータ３５及び３４の回転
速度を一定に制御する速度制御器である。この２段押出
機の本体部分は図６又は図７に示す従来例の２段押出機
とほぼ同様な構成となっている。
的に説明する。図１は本発明の一実施例に係る２段押出
機の押出量制御方法の制御システム図であり、同図に於
いて、３１及び３２はそれぞれ２段押出機の１段目押出
機及び２段目押出機、３３は１段目押出機３１と２段目
押出機３２を繋ぐ接続管、３４及び３５はそれぞれ１段
目押出機３１及び２段目押出機３２のスクリュを回転さ
せる駆動モータ、３６はフィルタ、３７はダイ、４１及
び４２は接続管３３の同一断面部分に一定距離Ｌを隔て
て配設された２個の樹脂圧力計、４３は樹脂圧力計４１
と４２の間に設けられた樹脂温度計、５０は制御装置、
５１は演算器、５２は回転速度設定器、５３は回転比率
設定器、５４及び５５は駆動モータ３５及び３４の回転
速度を一定に制御する速度制御器である。この２段押出
機の本体部分は図６又は図７に示す従来例の２段押出機
とほぼ同様な構成となっている。
【００２０】次に、このような構成の２段押出機の流量
制御の作用について説明する。２段押出機で温度変化に
伴い、粘度変化が生じると、圧力一定にコントロールす
るだけでは押出量を一定に制御することはできない。そ
こで、溶融樹脂を非ニュートン流体と仮定し（ニュート
ン流体と仮定すると誤差が大きくなる）、流動挙動はベ
キ乗則（ｐｏｗｅｒ−ｌａｗ）に従うものとすれば、こ
の樹脂が半径Ｒ，長さＬの円管を等温で流れる時の流量
（押出量）Ｑと圧力損失Δｐの関係は、次の（１）式で
表わされる。
制御の作用について説明する。２段押出機で温度変化に
伴い、粘度変化が生じると、圧力一定にコントロールす
るだけでは押出量を一定に制御することはできない。そ
こで、溶融樹脂を非ニュートン流体と仮定し（ニュート
ン流体と仮定すると誤差が大きくなる）、流動挙動はベ
キ乗則（ｐｏｗｅｒ−ｌａｗ）に従うものとすれば、こ
の樹脂が半径Ｒ，長さＬの円管を等温で流れる時の流量
（押出量）Ｑと圧力損失Δｐの関係は、次の（１）式で
表わされる。
【００２１】
【数１】
【００２２】なお、樹脂の粘度μは一般に次の（２）式
で表わされる。
で表わされる。
【００２３】
【数２】
【００２４】上記の（２）式において、係数ａ0 ，
ａ1 ，ａ11，ａ2 ，ａ22，ａ12は実験によって各樹脂に
対して一意的に決まる。使用される樹脂の粘度特性はこ
の（２）式と係数によって制御装置５０に記憶されてい
る。
ａ1 ，ａ11，ａ2 ，ａ22，ａ12は実験によって各樹脂に
対して一意的に決まる。使用される樹脂の粘度特性はこ
の（２）式と係数によって制御装置５０に記憶されてい
る。
【００２５】図２は温度Ｔをパラメータとする剪断速度
−粘度のダイヤグラムの一例であり、この図２より粘度
指数ｎと粘度係数η0 が後述するように求められ、
（１）式により流量が求められるが、（１）式は実用的
には係数ｋを乗じて仮定と実際の違いを補正して次の
（１′）式の形で用いるのが良い。
−粘度のダイヤグラムの一例であり、この図２より粘度
指数ｎと粘度係数η0 が後述するように求められ、
（１）式により流量が求められるが、（１）式は実用的
には係数ｋを乗じて仮定と実際の違いを補正して次の
（１′）式の形で用いるのが良い。
【００２６】
【数３】
【００２７】この（１′）式で求まる流量が一定に保た
れるように一定時間毎に算出監視し、偏差が生じた場合
は１段目押出機３１の駆動モータ３４にフィードバック
して回転速度を増減して制御する。流量Ｑの偏差ΔＱに
対する駆動モータの矯正回転速度ΔＮは次の（３）式で
行なえばよい。
れるように一定時間毎に算出監視し、偏差が生じた場合
は１段目押出機３１の駆動モータ３４にフィードバック
して回転速度を増減して制御する。流量Ｑの偏差ΔＱに
対する駆動モータの矯正回転速度ΔＮは次の（３）式で
行なえばよい。
【００２８】
【数４】
【００２９】実際の運転においては、希望する押出量Ｑ
0 を演算器５１に、押出量Ｑ0 に対する２段目押出機３
２の駆動モータ３５の基準回転速度Ｎ2 を回転速度設定
器５２に、１段目押出機３１の駆動モータ３４の基準回
転速度Ｎ1 をＮ2 で除した値（Ｎ1 ／Ｎ2 ）を比率設定
器５３におのおの入力して、準備運転を開始する。基準
回転速度Ｎ2 ，Ｎ1 と押出量Ｑ0 の関係は実験によって
予め求めておく。
0 を演算器５１に、押出量Ｑ0 に対する２段目押出機３
２の駆動モータ３５の基準回転速度Ｎ2 を回転速度設定
器５２に、１段目押出機３１の駆動モータ３４の基準回
転速度Ｎ1 をＮ2 で除した値（Ｎ1 ／Ｎ2 ）を比率設定
器５３におのおの入力して、準備運転を開始する。基準
回転速度Ｎ2 ，Ｎ1 と押出量Ｑ0 の関係は実験によって
予め求めておく。
【００３０】押出機は２段目押出機３２の駆動モータ３
５が回転速度Ｎ2 になるように速度制御器５４によって
制御されて運転され、３〜５分経過すると運転状態は安
定し、圧力計４１と４２、及び温度計４３に基づいて
（１′）式で算出された流量（押出量）Ｑは希望押出量
Ｑ0 の近傍のＱa に収斂する。流量Ｑが収斂したかどう
かの判定は一定時間を置いて計測算出された流量Ｑの値
Ｑ1 とＱ2 との差が僅少になったかどうかを監視して行
う。
５が回転速度Ｎ2 になるように速度制御器５４によって
制御されて運転され、３〜５分経過すると運転状態は安
定し、圧力計４１と４２、及び温度計４３に基づいて
（１′）式で算出された流量（押出量）Ｑは希望押出量
Ｑ0 の近傍のＱa に収斂する。流量Ｑが収斂したかどう
かの判定は一定時間を置いて計測算出された流量Ｑの値
Ｑ1 とＱ2 との差が僅少になったかどうかを監視して行
う。
【００３１】図３はこの準備運転のフローチャートを示
す。その概要を説明すると、準備運転開始する際に、Ｓ
１において希望予想値Ｑ0 をＱ1 ＝Ｑ0 とし、Ｓ２にお
いて壁面における見かけの剪断速度を設定し、Ｓ４にお
いて、Ｓ３の圧力計４１，４２及び温度計４３で計測す
るデータを５〜１０秒間平均した値を用いて剪断速度、
温度より粘度特性の２点の粘度μ1 ，μ2 を求める。
す。その概要を説明すると、準備運転開始する際に、Ｓ
１において希望予想値Ｑ0 をＱ1 ＝Ｑ0 とし、Ｓ２にお
いて壁面における見かけの剪断速度を設定し、Ｓ４にお
いて、Ｓ３の圧力計４１，４２及び温度計４３で計測す
るデータを５〜１０秒間平均した値を用いて剪断速度、
温度より粘度特性の２点の粘度μ1 ，μ2 を求める。
【００３２】Ｓ５において、これらμ1 ，μ2 の２点か
ら粘度指数ｎ、粘度係数η0 を求め、Ｓ６においてこれ
らｎとη0 を用いて前述の（１′）式より流量Ｑ2 を求
める。
ら粘度指数ｎ、粘度係数η0 を求め、Ｓ６においてこれ
らｎとη0 を用いて前述の（１′）式より流量Ｑ2 を求
める。
【００３３】Ｓ７において、Ｑ1 とＱ2 との偏差を求
め、この偏差が所定の値εよりも小さければＳ９におい
てＱa ＝Ｑ2 に設定する。また、偏差がεより大きい
と、Ｓ８において新たにＱ1 ＝（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）／２とし
てＳ２に戻り、演算をくり返す。このようにして準備運
転を行い、流量Ｑa が得られる。
め、この偏差が所定の値εよりも小さければＳ９におい
てＱa ＝Ｑ2 に設定する。また、偏差がεより大きい
と、Ｓ８において新たにＱ1 ＝（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）／２とし
てＳ２に戻り、演算をくり返す。このようにして準備運
転を行い、流量Ｑa が得られる。
【００３４】次いで準備運転で得られた押出量Ｑa （３
〜５分間の平均値）を目標押出量として本運転に入る。
本運転では一定時間をおいて算出した流量Ｑを監視し、
目標値Ｑa から外れた場合は偏差ΔＱを出力し、（３）
式によって回転速度に換算し、速度制御器５５によって
１段目押出機３１の駆動モータ３４にフィードバックし
て回転速度を増減して流量の目標値Ｑa を一定に保つよ
うに制御する。
〜５分間の平均値）を目標押出量として本運転に入る。
本運転では一定時間をおいて算出した流量Ｑを監視し、
目標値Ｑa から外れた場合は偏差ΔＱを出力し、（３）
式によって回転速度に換算し、速度制御器５５によって
１段目押出機３１の駆動モータ３４にフィードバックし
て回転速度を増減して流量の目標値Ｑa を一定に保つよ
うに制御する。
【００３５】図４は本運転のフローチャートを示し、こ
れらの動作は制御装置５０によって自動的に行われる。
この概要を説明すると、Ｓ１においてＱ1 ＝Ｑa として
目標値を設定し、Ｓ２において壁面における見かけの剪
断速度を設定する。Ｓ４において、Ｓ３で圧力計Ｐ1 ，
Ｐ2 及び温度計Ｔc で計測するデータを５〜１０秒間平
均化して用いて剪断速度、温度より粘度特性の２点の粘
度μ1 ，μ2 を求める。
れらの動作は制御装置５０によって自動的に行われる。
この概要を説明すると、Ｓ１においてＱ1 ＝Ｑa として
目標値を設定し、Ｓ２において壁面における見かけの剪
断速度を設定する。Ｓ４において、Ｓ３で圧力計Ｐ1 ，
Ｐ2 及び温度計Ｔc で計測するデータを５〜１０秒間平
均化して用いて剪断速度、温度より粘度特性の２点の粘
度μ1 ，μ2 を求める。
【００３６】Ｓ５において、μ1 ，μ2 の２点から粘度
指数ｎ，粘度係数η0 を求め、Ｓ６においてこれらｎと
η0 を用いて前述の（１′）式より流量Ｑ2 を求める。
指数ｎ，粘度係数η0 を求め、Ｓ６においてこれらｎと
η0 を用いて前述の（１′）式より流量Ｑ2 を求める。
【００３７】Ｓ７において、Ｑ1 とＱ2 との偏差を求
め、この偏差が所定の値εよりも大であれば、Ｓ９にお
いて、ΔＱ＝Ｑa −Ｑ2 とする。また、偏差がεよりも
小さいと、Ｓ８においてＱ1 ＝（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）／２とし
てＳ２に戻り、流量の監視を行う。このようにして目標
値Ｑa から外れた場合は偏差ΔＱを設定し、（３）式に
より回転速度に換算し、駆動モータ３４の回転速度を増
減して目標の流量Ｑa を一定に保持するものである。
め、この偏差が所定の値εよりも大であれば、Ｓ９にお
いて、ΔＱ＝Ｑa −Ｑ2 とする。また、偏差がεよりも
小さいと、Ｓ８においてＱ1 ＝（Ｑ1 ＋Ｑ2 ）／２とし
てＳ２に戻り、流量の監視を行う。このようにして目標
値Ｑa から外れた場合は偏差ΔＱを設定し、（３）式に
より回転速度に換算し、駆動モータ３４の回転速度を増
減して目標の流量Ｑa を一定に保持するものである。
【００３８】以上説明の実施例では、要するに２段押出
機の１段目押出機３１と２段目押出機３２を接続する接
続管３３の断面が同一な部分に、一定距離を隔てて２箇
の樹脂圧力計４１，４２とその中間位置に樹脂温度計４
３を配設し、また、制御装置５０には圧力計４１，４２
及び温度計４３から送られる圧力及び温度のデータさら
に内蔵する樹脂の粘度特性データを用いて（１′）の理
論式に基づいて流量Ｑ（押出量）を算出する演算機能
と、算出された流量Ｑを一定に保つように１段目押出機
３１の駆動モータ３４の回転速度を増減する制御機能を
持たせ、最終の樹脂押出量を制御する方法を特徴として
いる。このような押出量制御方法により、樹脂の粘度特
性が温度により変化した場合でも高精度で押出量を一定
に制御することができる。
機の１段目押出機３１と２段目押出機３２を接続する接
続管３３の断面が同一な部分に、一定距離を隔てて２箇
の樹脂圧力計４１，４２とその中間位置に樹脂温度計４
３を配設し、また、制御装置５０には圧力計４１，４２
及び温度計４３から送られる圧力及び温度のデータさら
に内蔵する樹脂の粘度特性データを用いて（１′）の理
論式に基づいて流量Ｑ（押出量）を算出する演算機能
と、算出された流量Ｑを一定に保つように１段目押出機
３１の駆動モータ３４の回転速度を増減する制御機能を
持たせ、最終の樹脂押出量を制御する方法を特徴として
いる。このような押出量制御方法により、樹脂の粘度特
性が温度により変化した場合でも高精度で押出量を一定
に制御することができる。
【００３９】
【発明の効果】以上、具体的に説明したように、本発明
は１段目押出機と２段目押出機の接続管の２箇所で樹脂
圧力データを、その２箇所の中間で樹脂温度データをそ
れぞれ測定し、演算器において、これらデータと予め与
えられた粘度特性データを用いて演算して樹脂の流量を
算出し、この算出した流量を一定に保つように１段目押
出機の駆動モータの回転速度を制御する方法を特徴と
し、更に、この方法における演算器において流量算出の
ための理論式を用いる方法も提供するので次のような効
果を奏するものである。
は１段目押出機と２段目押出機の接続管の２箇所で樹脂
圧力データを、その２箇所の中間で樹脂温度データをそ
れぞれ測定し、演算器において、これらデータと予め与
えられた粘度特性データを用いて演算して樹脂の流量を
算出し、この算出した流量を一定に保つように１段目押
出機の駆動モータの回転速度を制御する方法を特徴と
し、更に、この方法における演算器において流量算出の
ための理論式を用いる方法も提供するので次のような効
果を奏するものである。
【００４０】（１）樹脂の押出量を流路で計測した圧力
と温度の関数として算出し、押出量そのものを監視して
制御する方法により、粘度特性が温度に敏感な樹脂に対
しても従来にない高精度な押出量の制御を行うことがで
き、厚みが均一で高品質な製品が得られ、大幅なコスト
ダウンに寄与できる。
と温度の関数として算出し、押出量そのものを監視して
制御する方法により、粘度特性が温度に敏感な樹脂に対
しても従来にない高精度な押出量の制御を行うことがで
き、厚みが均一で高品質な製品が得られ、大幅なコスト
ダウンに寄与できる。
【００４１】（２）更に、演算の理論式により、演算器
において温度と圧力データから流量が精度良く算出する
ことができ、粘度特性が温度で変化する樹脂に対しても
性格な押出量の制御が可能となる。
において温度と圧力データから流量が精度良く算出する
ことができ、粘度特性が温度で変化する樹脂に対しても
性格な押出量の制御が可能となる。
【図１】本発明の一実施例に係る２段押出機の押出量制
御方法の制御システム図である。
御方法の制御システム図である。
【図２】本発明の２段押出機の押出量制御方法に適用さ
れる粘度特性図である。
れる粘度特性図である。
【図３】本発明の一実施例に係る２段押出機の押出量制
御方法の準備運転のフローチャートである。
御方法の準備運転のフローチャートである。
【図４】本発明の一実施例に係る２段押出機の押出量制
御方法の本運転のフローチャートである。
御方法の本運転のフローチャートである。
【図５】従来の押出機の押出量を制御する制御システム
図である。
図である。
【図６】従来の２段押出機の圧力制御による押出量の制
御システム図である。
御システム図である。
【図７】従来の２段押出機の圧力と温度制御による押出
量の制御システム図である。
量の制御システム図である。
３１ １段目押出機 ３２ ２段目押出機 ３３ 接続管 ３４，３５ 駆動モータ ４１，４２ 樹脂圧力計 ４３ 温度計 ５０ 制御装置 ５１ 演算器 ５２ 回転速度設定器 ５３ 回転比率設定器 ５４，５５ 速度制御器
Claims (2)
- 【請求項１】 １段目押出機と２段目押出機とを連結
し、可塑化した樹脂を送る接続管中の同一断面で一定距
離を隔てた２箇所で樹脂圧力データを計測すると共に該
２箇所の中間で樹脂温度データを計測し、これらデータ
を演算器に入力し、該演算器によって予め与えられた樹
脂の粘度特性データとに基づいて前記接続管を通過する
樹脂の流量を算出し、この算出された樹脂の流量を一定
に保つように前記１段目押出機のスクリュ駆動モータの
回転速度を増減速して最終の樹脂押出量を制御すること
を特徴とする２段押出機の押出量制御方法。 - 【請求項２】 前記演算器による樹脂の流量は式； Ｑ＝ｋ×〔ΔＰ／（２η0 Ｌ）〕1/n ×π×〔ｎ／（３
ｎ＋１）〕×Ｒ(3n+1)/n （式中、Ｑは樹脂の流量（押出量），ｋは係数，ΔＰは
圧力損失，η0 は粘度係数，Ｌは円筒の長さ，ｎは粘度
指数，Ｒは円筒の半径である。）で定まるＱにより求め
ることを特徴とする請求項１記載の２段押出機の押出量
制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7119765A JPH08309831A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | ２段押出機の押出量制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7119765A JPH08309831A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | ２段押出機の押出量制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08309831A true JPH08309831A (ja) | 1996-11-26 |
Family
ID=14769638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7119765A Withdrawn JPH08309831A (ja) | 1995-05-18 | 1995-05-18 | ２段押出機の押出量制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08309831A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010214708A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 粘弾性流体の粘度調整方法及びその装置 |
| WO2014154354A1 (de) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Maag Pump Systems Gmbh | Verfahren zur steuerung einer schmelzeverarbeitenden anlage |
-
1995
- 1995-05-18 JP JP7119765A patent/JPH08309831A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010214708A (ja) * | 2009-03-16 | 2010-09-30 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 粘弾性流体の粘度調整方法及びその装置 |
| WO2014154354A1 (de) * | 2013-03-25 | 2014-10-02 | Maag Pump Systems Gmbh | Verfahren zur steuerung einer schmelzeverarbeitenden anlage |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020806 |