JPH0957821A - 押出成形方法および装置 - Google Patents

押出成形方法および装置

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JPH0957821A
JPH0957821A JP7210711A JP21071195A JPH0957821A JP H0957821 A JPH0957821 A JP H0957821A JP 7210711 A JP7210711 A JP 7210711A JP 21071195 A JP21071195 A JP 21071195A JP H0957821 A JPH0957821 A JP H0957821A
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Mineo Niimoto
峰雄 新本
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TOMY KIKAI KOGYO KK
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 原料消費重量、更には引取速度をも含めて定
値制御し、フィルムやシートの幅と厚みとを設定値に維
持する運転制御を少なくとも当該時間中連続的に行な
い、製品としてのばらつきのないフィルムやシートの連
続生産を行なうことができる押出成形方法および装置を
提供すること。 【解決手段】 原料樹脂ホッパ1内から押出機7に供給
される原料樹脂2の単位時間当りの原料消費重量を連続
的に測定すると同時に測定される当該原料消費重量が設
定値と一致するように前記押出機7のスクリュー回転数
を調整して、ある一定時間内における原料消費重量が一
定値になるように運転制御することによって、原料消費
重量、更には引取速度をも含めて定値制御して、前記フ
ィルム若しくはシートの幅と厚みとを設定値に維持する
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱可塑性樹脂等の
溶融樹脂原料を環状の吐出口を有するダイ若しくは直線
状の吐出口を有するTダイ等のダイをもって吐出するこ
とによりフィルムやシートを生産する押出成形方法およ
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、インフレーション成形方法等の
押出成形方法においては、生産されるフィルムやシート
の幅と厚みとを常に設定値に維持するための調整が行な
われている。
【0003】この調整を人手により行なうには長期間に
亘る熟練と経験とが必要とされるものであった。
【0004】そこで、近年この問題を合理化するため
に、前記調整を自動的に行なう自動調整制御方式が提案
されている(特開平1ー24721号公報、特開平1ー
26424号公報等参照)。
【0005】この自動調整制御方式を図2により更に説
明すると、原料ホッパ1内に投入された原料樹脂2は、
原料開閉シリンダ4によって開閉される原料シャッタ
3、重量測定機5および計量釜6を順に通して押出機7
の加熱シリンダ8内に供給される。その後、原料樹脂2
はスクリュー9の回転により加熱シリンダ8内を移送さ
れる間に溶融され、ダイ10の環状の吐出口より吐出さ
れ、その後バブル11内に供給される空気によって吹膨
されて薄いフィルム状とされ、ピンチローラ12によっ
て引取られていく。
【0006】実際には、スクリュー9によって原料樹脂
2が送られることによって計量釜6内の原料樹脂2が消
費され、下限設定値用センサ14にて下限設定値を計量
した時に原料開閉シリンダ4と原料シャッタ3とがオン
して、原料ホッパ1から計量釜6へ原料樹脂2を落下さ
せ、また、上限設定用センサ13にて上限設定値を計量
した時にオフとなって原料ホッパ1からの原料樹脂2の
落下を止めるようにされている。
【0007】この時に、上限設定値用センサ13が上限
設定値を検出した後に、原料樹脂2が消費されて上限設
定値用センサ13が上限設定値を検出しなくなりオフに
なった瞬間より、更に原料樹脂2が消費され下限設定値
用センサ14が下限設定値を検出してオンになる瞬間ま
での単位原料消費時間を計測することにより押出量を算
出する。更に、この算出した押出量と予め設定されてい
るフィルムやシートの幅と厚みによって求められる製品
の断面積と比重の値から引取速度を算出して自動引取速
度制御盤15からの信号によりピンチローラ12の回転
速度を制御するようにされている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記各
公報に記載されている従来例においては、以下の欠点を
有している。
【0009】欠点1 従来法においては原料消費重量を測定しても、この原料
消費重量そのものは制御されていないために押出量が定
量にならない。そこで、フィルムやシートの幅と厚みと
を設定値に近づけるために、押出量の変動に応じて引取
速度が絶えず変動させられているが、この引取速度が変
動させられると、逆にそれが原因となって次の1)から5)
に示すような悪影響を発生させてしまう。 1) 引取速度が大の時と小の時とにおいては、エアーリ
ングの冷却効果が異なるために、結果としてできた製品
であるフイルムに対する冷却ムラを誘発させている。 2) 引取速度が変化するために、安定板16部分におけ
るバブル11に対する抵抗が変化し、そのために製品で
あるフイルムにシワを発生させる場合がある。 3) 引取速度が変化するために、フイルムを捲取る捲取
機との追従性が悪くなり、一定の捲取りができず、フイ
ルムに耳づれやシワ等を発生させる場合がある。 4) インラインで印刷機等を動かす場合においては、引
取速度が変化するために、印刷のピッチづれを誘発させ
ている。 5) 従って、品質条件の厳しい高級シートやフィルムの
生産には利用できない場合がある。
【0010】欠点2 原料樹脂2について単位重量を消費する時間を測定する
方法を採用している前記従来方式においては、計量釜6
によって原料消費重量を測定する際に、原料消費重量が
変動してしまうという問題を発生させている。
【0011】欠点3 原料消費重量が制御されないために、様々な原因によっ
て発生する押出機7の押出ムラ(サージング)を防止で
きない。
【0012】欠点4 原料釜6の上限設定値と下限設定値との間の原料樹脂2
の容量を1単位として測定する構造のため、押出量が極
端に少ない時には、上限から下限に達する時間がかかり
すぎて制御不良となり、引取装置であるピンチローラ1
2との連動ができなくなることがある。
【0013】欠点5 原料開閉シリンダ4により原料シャッタ3を開閉させる
ため、原料シャッタ3に原料樹脂2が詰って動作不能に
なったり、違う種類の原料樹脂に変えた際に前日詰って
いた原料樹脂が取れて入り込み、色換え等の問題を起こ
していた。
【0014】欠点6 原料釜6の上限設定値と下限設定値とを設けて小ロット
単位で測定するため、原料樹脂2の落差(上限設定値に
なってから原料開閉シリンダ4が閉じるまでの時間と、
その間に原料釜6に入ってしまう分の原料樹脂)が時間
的な遅れとなる。
【0015】欠点7 上限設定値から下限設定値になるまでの時間が計測され
るが、反対に下限設定値から上限設定値になるまでの時
間は計測されない。従って、測定可能域と測定不可能域
とが経時的に繰り返されることになり、その分時間遅れ
が発生するとともに、分解能が悪くなる。
【0016】欠点8 原料シャッタ3および原料開閉シリンダ4は一般的に作
業環境の近くにあるため、怪我の危険性を伴う。
【0017】欠点9 原料シャッタ3および原料開閉シリンダ4を設置する必
要があり、機械コストが高くなる。
【0018】欠点10 一般的に計量釜6が小さいため、上限設定値近辺と下限
設定値近辺とにおいては、押出機7への原料樹脂2の食
い込み量が異なるために、押出量に変動が発生してしま
う。
【0019】欠点11 上限設定値と下限設定値との間に計測される小ロットの
容量が測定単位となっているために、この間に計測され
る時間よりも短いサイクルで計測することができず、結
果として制御性能が悪くなる。
【0020】本発明はこれらの点に鑑みてなされたもの
であり、単位時間当りの原料消費重量をある時間中にお
いて連続的に測定し、なおかつ、測定される原料消費重
量が設定値と同値になるようにスクリュー回転数を調整
し、一定時間内における原料消費重量が一定値になるよ
うに運転制御することによって、原料消費重量、更には
引取速度をも含めて定値制御し、フィルムやシートの幅
と厚みとを設定値に維持する運転制御を少なくとも当該
時間中連続的に行ない、製品としてのばらつきのないフ
ィルムやシートの連続生産を行なうことができ、これら
の調整制御動作の性能を向上させることができ、従来の
原料シャッタおよび原料開閉シリンダ等を不要とし、構
成も簡単となり、コストも低廉な押出成形方法および装
置を提供することを目的とする。
【0021】また、本発明は、前述した目的に加えて、
原料消費重量は定値制御するものの引取速度については
微調整することにより、フィルムやシートの幅と厚みと
を設定値に維持する運転制御を少なくとも当該時間中連
続的に行ない、製品としてのばらつきのないフィルムや
シートの連続生産を行なうことができ、これらの調整制
御動作の性能を向上させることができ、従来の原料シャ
ッタおよび原料開閉シリンダ等を不要とし、構成も簡単
となり、コストも低廉な押出成形方法および装置を提供
することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項1に記載の本発明の押出成形方法の特徴は、
原料ホッパ内から押出機に供給される原料樹脂の単位時
間当りの原料消費重量を連続的に測定すると同時に測定
される当該原料消費重量が設定値と一致するように押出
機のスクリュー回転数を調整して、ある一定時間内にお
ける原料消費重量が一定値になるように運転制御するこ
とによって、原料消費重量さらには引取速度をも含めて
定値制御して、前記フィルム若しくはシートの幅と厚み
とを設定値に維持する点にある。
【0023】また、請求項3に記載の本発明の押出成形
装置の特徴は、原料ホッパと内部の原料樹脂との合計重
量を測定する原料重量測定器と、その測定された原料重
量の変化より原料樹脂の単位時間当りの原料消費重量を
求め、かつ、求められた当該原料消費重量が設定値に一
致するようにスクリュー回転数を調整し、ある一定時間
内における原料消費重量が一定値になるような指令を発
するスクリュー回転制御器と、前記設定値を変更した際
に自動的に引取り速度を変更する引取り速度制御器を設
けた点にある。
【0024】請求項3の本発明装置を請求項1の本発明
方法に従って作動させることにより、ある一定時間内の
原料消費重量を一定値となるように運転制御して、原料
消費重量、更には引取速度をも含めて定値制御すること
により、フィルムやシートの幅と厚みとを設定値に維持
する運転制御を少なくとも当該時間中連続的に行ない、
製品としてばらつきのないフィルムやシートの連続生産
を行なうことができる。
【0025】さらに、請求項2に記載の本発明の押出成
形方法の特徴は、原料樹脂ホッパ内から押出機に供給さ
れる原料樹脂の単位時間当りの原料消費重量を連続的に
測定すると同時に測定される当該原料消費重量が設定値
と一致するように前記押出機のスクリュー回転数を調整
して、ある一定時間内における原料消費重量が一定値に
なるように運転制御することによって原料消費重量を定
値制御するとともに、前記フィルム若しくはシートの引
取速度を微調整して、前記フィルム若しくはシートの幅
と厚みとを設定値に維持する点にある。
【0026】さらにまた、請求項4に記載の本発明の押
出成形装置の特徴は、原料ホッパと内部の原料樹脂との
合計重量を測定する原料重量測定器と、その測定された
原料重量の変化より原料樹脂の単位時間当りの原料消費
重量を求め、かつ、求められた当該原料消費重量が設定
値に一致するようにスクリュー回転数を調整し、ある一
定時間内における原料消費重量が一定値になるような指
令を発するスクリュー回転制御器と、前記設定値を変更
した際ならびにフィルム若しくはシートの幅と厚みとを
設定値に維持するために自動的に引取り速度を変更する
引取り速度制御器を設けた点にある。
【0027】請求項4の本発明装置を請求項2の本発明
方法に従って作動させることにより、ある一定時間内の
原料消費重量を一定値となるように運転制御して、原料
消費重量を定値制御するとともに、補助的にフィルム若
しくはシートの引取速度を微調整することにより、フィ
ルムやシートの幅と厚みとを設定値に維持する運転制御
を少なくとも当該時間中連続的に行ない、製品としてば
らつきのないフィルムやシートの連続生産を行なうこと
ができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図1
について説明する。
【0029】図1は本発明に係る押出成形方法および装
置の一実施の形態を示したものであり、図2の従来例と
同一部分には同一符号を付してある。
【0030】本実施例においては、従来例の計量釜6に
代えて原料ホッパ1から直接原料樹脂を押出し手段であ
る押出機7の原料投入筒7aに供給するようにしてい
る。この原料ホッパ1は押出機7の前記原料投入筒7a
の外側に固定したホッパ支持台21にストレインゲージ
等からなる原料重量測定器22を介して固定されてい
る。この原料重量測定器22は原料ホッパ1と原料樹脂
2との合計重量を常時測定して、その測定重量を原料消
費重量演算部23に出力する。この原料消費重量演算部
23は原料重量測定器22から送られてくる原料ホッパ
1と原料樹脂2との合計重量の変化量からら、原料樹脂
2のみの消費重量を常時演算して求め、その演算結果を
後述するスクリュー回転数制御器24と引取速度制御器
25とに出力するようにされている。また、原料ホッパ
1内にはその上部に宙吊り状にして設置されている原料
投入筒26を経て原料樹脂2が供給されるようになって
いる。また、押出機7のスクリュー9には駆動モータ2
7の回転力がベルト28、減速機29を介して伝達され
るようになっている。前記スクリュー回転数制御器24
はこの駆動モータ27の回転数を制御して前記スクリュ
ー9の回転数を制御するものであり、内部には原料消費
重量を設定する原料消費重量設定部30と、原料消費重
量の設定値と原料消費重量演算部23から送られてくる
実際の原料消費重量の実測値とを比較して当該実測値が
設定値に常に一致するようにスクリュー9の回転数を制
御する指令を駆動モータ27へ出力する回転数演算部3
1とが設けられている。前記引取速度制御器25はフイ
ルムを引取るピンチロール12の回転速度を制御するも
のであり、前記原料消費重量演算部23から送られてく
る実際の原料消費重量の実測値と予め設定されているフ
ィルムやシートの幅と厚みによって求められる製品の断
面積と比重の値から引取速度即ちピンチローラ12の回
転速度を算出して、ピンチローラ12を駆動するモータ
(図示せず)に制御指令を出力する引取速度演算部32
が設けられている。その他は前記従来例と同様に形成さ
れている。
【0031】次に、本実施の形態の作用を説明する。
【0032】生産すべきフイルムの材質、幅、厚み等に
合わせて原料樹脂2の材質を設定し、スクリュー回転数
制御器24の原料消費重量設定部30に原料消費重量の
設定値をインプットし、引取速度制御器25にフイルム
の幅と厚みとの設定値をインプットする。
【0033】その後に、本実施の形態の押出成形装置の
運転を立上げ、前記各設定値になるようにして押出成形
装置の運転を安定状態する。この時、生産されるフイル
ムが目的の幅と厚みとを有するように原料消費重量設定
部30による原料消費重量の設定値を必要に応じて微調
整する。
【0034】押出成形装置の運転が安定状態になった後
は、原料重量測定器22が原料ホッパ1と原料樹脂2と
の合計重量を常時測定して、その測定重量を原料消費重
量演算部23に出力する。この原料消費重量演算部23
は原料重量測定器22から送られてくる原料ホッパ1と
原料樹脂2との合計重量から、原料樹脂2のみの消費重
量を常時演算して求め、その演算結果をスクリュー回転
数制御器24と引取速度制御器25とに出力する。
【0035】一方のスクリュー回転数制御器24におい
ては、回転数演算部31が原料消費重量設定部30によ
って設定されている原料消費重量の設定値と原料消費重
量演算部23から送られてくる実際の原料消費重量の実
測値とを比較して、当該実測値が設定値に常に一致する
ようにスクリュー9の回転数を制御する指令を駆動モー
タ27へ出力する。駆動モータ27は当該指令に応じた
回転数をもってスクリュー9を回転させる。これにより
実際の原料消費重量が設定値と常時一致した押出成形が
行なわれる。
【0036】他方の引取速度制御器25においては、引
取速度演算部32が原料消費重量演算部23から送られ
てくる実際の原料消費重量の実測値と予め設定されてい
るフィルムやシートの幅と厚みによって求められる製品
の断面積と比重の値から引取速度即ちピンチローラ12
の回転速度を算出して、ピンチローラ12を駆動するモ
ータ(図示せず)に制御指令を出力して、フイルムの引
取速度を制御している。本実施の形態においては、前述
したように実際の原料消費重量が設定値と常時一致した
押出しがなされるために、フイルムの引取速度も常時一
定した状態を維持した押出成形が実現される。
【0037】従って、本実施の形態によれば、幅および
厚みが一定した高品質のフイルムを生産することができ
る。
【0038】更に説明すると、本発明は次の様な利点を
有している。
【0039】利点1 従来法においては、原料消費量を計測して引取速度を追
従させるようにしているが、原料消費重量を測定して
も、この原料消費重量そのものは全く制御されていない
ために、押出機の押出量が一定にならず、なおかつ、フ
イルムやシートの幅と厚みとを設定値に近づけるために
引取速度が絶えず変動してしまい、その結果として生産
された製品としてのフイルム等に冷却ムラや張力ムラと
いた不均一が生じてしまう。これに対して、本発明に従
えば押出量が任意に設定され、なおかつ押出量が一定値
に制御され、さらには引取速度をも含めて定値制御され
るため、製品としてのフイルム等が完全に均一な幅およ
び厚み等を有するものとなる。
【0040】具体例を下表に示す。
【0041】 上表のように、従来例では原料消費重量が特定されてい
ないために制御結果であるところの引取速度が変動して
冷却ムラや張力ムラの原因を作ってしまっている。一
方、本発明の場合は原料消費重量が設定値に常時一致す
るように制御されるために、引取速度も一定値となり、
冷却ムラや張力ムラの発生しない完全に均一な製品を生
産することができる。
【0042】利点2 近年の傾向は製品の付加価値を向上させたり、他製品と
の種別化のために原料樹脂の混合、フィラー等の混合、
添加剤の混合や、場合によっては発泡剤の混合等が行な
われており、従来のホッパ形状では均一な定量押出が難
しくなってきている。一方、本発明法ではこの点が大幅
に改善されて定量押出が可能である。
【0043】更に説明すると、従来法ではこの点に全く
対応できないばかりか、重量測定手段であるところの計
量釜6で原料消費重量を測定する際に原料消費重量が変
動してしまう。なぜなら、計量釜6は制御上の応答性を
あげる目的のために原料ホッパ1に比較して非常に小さ
く、原料樹脂2が計量釜6の最大容積の場合と最少容積
の場合とで原料樹脂2の消費量(一般的に食い込みとい
う)が異なってしまうという問題を発生するからであ
る。
【0044】利点3 原料消費重量が制御されるために様々な原因によって発
生する押出ムラ(一般的にサージングという)を防止す
ることができる。
【0045】利点4 従来法の原料シャッタ3に原料樹脂2が詰るといったト
ラブルや、違う種類の原料樹脂2に換えた際に、前日に
詰った原料樹脂2が取れて入り込む等のトラブルが皆無
となる。
【0046】利点5 原料開閉シリンダ4等が不要なために、原料樹脂2の落
差を処理する必要がないので時間的遅れがない。
【0047】利点6 原料開閉シリンダ4等がないために機械コストが安い。
【0048】利点7 原料開閉シリンダ4等が無いので、それによる怪我の危
険性が無い。
【0049】なお、前記実施の形態においては溶融樹脂
をチューブ状に押出してフイルムを生産する場合につい
て説明したが、本発明はTダイを用いてシートを生産す
る場合にも、同様にして適用することができる。
【0050】また、本発明は前記実施の形態のものに限
定されるものではなく、必要に応じて種々変更すること
が可能である。
【0051】例えば、前述した実施の形態においては、
引取速度制御器25は押出成形中、常に引取速度を一定
となるように制御していたが、原料消費重量が設定値と
微小誤差を生じたときに製品の断面積と比重の値から引
取速度を補助的に微小調整するようにしてもよい。
【0052】
【発明の効果】以上述べたように本発明に係る押出成形
方法および装置は、単位時間当りの原料消費重量をある
時間中において連続的に測定し、なおかつ、測定される
原料消費重量が設定値と同値になるようにスクリュー回
転数を調整し、一定時間内における原料消費重量が一定
値になるように運転制御することによって、原料消費重
量、さらには引取速度をも含めて定値制御し、フィルム
やシートの幅と厚みとを設定値に維持する運転制御を少
なくとも当該時間中連続的に行ない、製品としてのばら
つきのないフィルムやシートの連続生産を行なうことが
でき、これらの調整制御動作の性能を向上させることが
でき、従来の原料シャッタおよび原料開閉シリンダ等を
不要とし、構成も簡単となり、コストも低廉となる等の
効果を奏する。
【0053】また、製品の引取速度を補助的に微小調整
するようにしても、製品の引取り速度を定値制御する場
合と同様の作用効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の押出成形装置の一実施の形態を示す概
略図
【図2】従来の押出成形装置の一例を示す概略図
【符号の説明】
1 原料ホッパ 2 原料樹脂 7 押出機 9 スクリュー 12 ピンチローラ 22 原料重量測定器 24 スクリュー回転制御器 25 引取り速度制御器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原料ホッパ内の原料樹脂を押出機に供給
    し、この押出機により原料樹脂を溶融させてダイから押
    出し、その後原料樹脂をフィルム若しくはシート状にし
    て引取るようにする押出成形方法において、前記原料樹
    脂ホッパ内から押出機に供給される原料樹脂の単位時間
    当りの原料消費重量を連続的に測定すると同時に測定さ
    れる当該原料消費重量が設定値と一致するように前記押
    出機のスクリュー回転数を調整して、ある一定時間内に
    おける原料消費重量が一定値になるように運転制御する
    ことによって、原料消費重量、更には引取速度をも含め
    て定値制御して、前記フィルム若しくはシートの幅と厚
    みとを設定値に維持することを特徴とする押出成形方
    法。
  2. 【請求項2】 原料ホッパ内の原料樹脂を押出機に供給
    し、この押出機により原料樹脂を溶融させてダイから押
    出し、その後原料樹脂をフィルム若しくはシート状にし
    て引取るようにする押出成形方法において、前記原料樹
    脂ホッパ内から押出機に供給される原料樹脂の単位時間
    当りの原料消費重量を連続的に測定すると同時に測定さ
    れる当該原料消費重量が設定値と一致するように前記押
    出機のスクリュー回転数を調整して、ある一定時間内に
    おける原料消費重量が一定値になるように運転制御する
    ことによって原料消費重量を定値制御するとともに、前
    記フィルム若しくはシートの引取速度を微調整して、前
    記フィルム若しくはシートの幅と厚みとを設定値に維持
    することを特徴とする押出成形方法。
  3. 【請求項3】 原料ホッパと、この原料ホッパから供給
    されてくる原料樹脂をスクリュー回転数を可変にして溶
    融させてダイから押出す押出し手段と、フィルム若しく
    はシート状にされて押出された原料樹脂を引取速度を可
    変にして引取る引取手段とを有する押出成形装置におい
    て、前記原料ホッパと内部の原料樹脂との合計重量を測
    定する原料重量測定器と、その測定された原料重量の変
    化より原料樹脂の単位時間当りの原料消費重量を求め、
    かつ、求められた当該原料消費重量が設定値に一致する
    ように前記スクリュー回転数を調整し、ある一定時間内
    における原料消費重量が一定値になるような指令を発す
    るスクリュー回転制御器と、前記設定値を変更した際に
    自動的に引取り速度を変更する引取り速度制御器を設け
    たことを特徴とする押出成形装置。
  4. 【請求項4】 原料ホッパと、この原料ホッパから供給
    されてくる原料樹脂をスクリュー回転数を可変にして溶
    融させてダイから押出す押出し手段と、フィルム若しく
    はシート状にされて押出された原料樹脂を引取速度を可
    変にして引取る引取手段とを有する押出成形装置におい
    て、前記原料ホッパと内部の原料樹脂との合計重量を測
    定する原料重量測定器と、その測定された原料重量の変
    化より原料樹脂の単位時間当りの原料消費重量を求め、
    かつ、求められた当該原料消費重量が設定値に一致する
    ように前記スクリュー回転数を調整し、ある一定時間内
    における原料消費重量が一定値になるような指令を発す
    るスクリュー回転制御器と、前記設定値を変更した際な
    らびに前記フィルム若しくはシートの幅と厚みとを設定
    値に維持するために自動的に引取り速度を変更する引取
    り速度制御器を設けたことを特徴とする押出成形装置。
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