JPH11151747A - 押出機及び温度予測方法 - Google Patents

押出機及び温度予測方法

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JPH11151747A
JPH11151747A JP9319810A JP31981097A JPH11151747A JP H11151747 A JPH11151747 A JP H11151747A JP 9319810 A JP9319810 A JP 9319810A JP 31981097 A JP31981097 A JP 31981097A JP H11151747 A JPH11151747 A JP H11151747A
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head
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 押出機の押出ヘッド内に配置された粘弾性流
体の温度を正確に予測する。 【解決手段】 押出ヘッド114から所定距離離れた第
1の測定位置と、第1の測定位置から距離Lだけ離れた
第2の測定位置とにそれぞれ主温度センサ120及び副
温度センサ122が配置されている。ゴムが押出ヘッド
114内部から吐出されると、第1及び第2の測定位置
で、表面温度が測定される。この表面温度の差から環境
要因に応じた補正値を設定し、この補正値を用いて、主
温度センサ120による表面温度から押出ヘッド114
内部のゴムの温度(ヘッド内温度)を予測する際に補正
を行い、環境要因を考慮したヘッド内温度が予測され
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、押出機及び温度予
測方法に関し、特に、押出手段を用いて押出ヘッドから
所定の厚みで粘弾性流体を吐出する押出機、及び、前記
押出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温度を予測する
温度予測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から粘弾性流体、例えばゴムを成形
する際に、押出機が用いられている。このような押出機
では、スクリューが配置された押出ヘッドが備えられて
おり、スクリューが回転することによってゴムが、押出
ヘッドの吐出口近傍で加圧されて押出ヘッドから吐出さ
れる。この加圧によりゴム自体の温度が上昇し、ゴムの
粘度が変化する。
【0003】このため、押出機では、温水を循環させて
ゴムの温度を略一定温度に緒持すると共に等速度でスク
リューを回転して、一定の単位重量でゴムを押し出して
いる。また、押出機の稼働開始時は、押出機の押出口近
傍の空間の圧力が0であると共にゴム自体も冷えている
ため、例えば、押出機の停止時間が長ければスクリュー
を定常時よりも速く回すようにしている。このように、
温度に応じてゴムの押出制御をすることにより、押し出
されるゴムの品質管理や押出量の安定化が図られてい
る。
【0004】図5には、それぞれ、品質管理や押出量の
安定化を図るために、ゴムの温度を測定可能な押出機が
例示されている。
【0005】図5(A)の押出機では、ゴムが充填され
ている押出ヘッド500の壁面502に熱電対などの温
度センサ504が取り付けられている。この温度センサ
504は、熱伝導媒体が充填された取付治具506に差
し込まれている。壁面502には、押出ヘッド500の
内部に充填されたゴムの温度が外気によって影響されな
いように温調媒体が封入されている。温度センサ504
は、このような壁面502に取付治具506を介して取
り付けられ、温度センサ504の先端部を、押出ヘッド
500の内部に配置している。これにより、温度センサ
504は、押出ヘッド500内部のゴムの温度を、取付
治具506及び取付治具506に充填された熱伝導媒体
を介して感知している。
【0006】図5(B)の押出機520では、押出ヘッ
ド522から押し出されたゴムの表面の温度を測定する
固定された赤外線センサ524が備えられている。押出
機には、測定制御部526が設けられており、この赤外
線センサ524によって測定された温度から、測定位置
と押出ヘッド522の内部の位置関係に基づいて、押出
ヘッド522内部の温度を予測している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、押出ヘ
ッド500の内部に温度センサ504の先端部を配置す
る方法(図5(A)参照)では、取付治具506が押出
ヘッド500の壁面502と接触しているため、押出ヘ
ッド500内部に充填されたゴムの温度だけでなく壁面
502の温度も測定してしまうという問題がある。壁面
502の温度は、外気温、押出ヘッド500内のゴムの
温度、壁面502内部の温調媒体による温調温度に影響
されるため、これらの環境要因に基づいて測定結果を補
正することが困難である。また、温度センサ504は、
取付治具506内部に充填された熱伝導媒体を介して温
度を測定しているため、応答特性に劣るという欠点があ
る。
【0008】また、押出された後のゴムの表面温度を測
定する方法(図5(B)参照)では、押出ヘッド522
の内部の温度を直接測定しているわけではなく、押出ヘ
ッド522よりも押出方向下流側の特定箇所で測定して
いる。このため、外気温や、押出ヘッド522から測定
位置までの押出速度や測定位置までの搬送による風の状
態などの粘弾性流体に対する環境要因に基づいて測定結
果を補正することが必要となる。しかし、この環境要因
による影響を具体的に表すことができないため、補正す
ることが困難であるという欠点がある。
【0009】本発明は上記事実を考慮して成されたもの
で、押出機の押出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温
度を正確に予測することができる押出機及び温度予測方
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】請求項1記載の発明は、
粘弾性流体を、押出手段を用いて押出ヘッドから所定の
厚みで吐出させるための押出機において、前記押出ヘッ
ドから吐出方向下流側に配置され、前記粘弾性流体の表
面温度を少なくとも2箇所の測定位置で測定する温度セ
ンサと、前記温度センサによって測定された表面温度と
押し出された粘弾性流体の厚みとに基づいて、前記粘弾
性流体の内部温度を決定する内部温度決定手段と、前記
温度センサにより少なくとも2箇所の測定位置で測定さ
れた表面温度の差を用いて、前記押出ヘッド内部での粘
弾性流体の温度の補正値を決定する補正値決定手段と、
前記内部温度決定手段によって決定された内部温度と前
記補正値決定手段によって決定された補正値とに基づい
て、前記押出ヘッド内部に配置された粘弾性流体の温度
を予測するヘッド内温度予測手段と、を備えたことを特
徴としている。
【0011】請求項1に記載の発明によれば、押出方向
下流側に配置された温度センサによって、少なくとも2
箇所の測定位置で粘弾性流体の表面温度が測定されるの
で、測定された少なくとも2箇所での表面温度の差か
ら、押出ヘッドの吐出位置から測定位置までに粘弾性流
体に付加される、例えば、外気温、吐出速度、測定位置
における風などの環境要因による影響を検知することが
できる。これにより、この環境要因に基づいた補正値を
決定することができ、押し出された粘弾性流体の厚み及
び測定された表面温度から得られた粘弾性流体の内部温
度に基づいて、押出ヘッド内部での粘弾性流体の温度
を、環境要因を補正しながら、正確に予測することがで
きる。
【0012】測定位置は少なくとも2箇所であればよ
く、3箇所以上を測定する場合には測定位置の間隔は同
じであっても異なってもよい。また、測定位置は、所定
の領域内としてもよく、この場合にはこの領域内で連続
して測定してもよい。このような測定位置は、予想対象
となる粘弾性流体の種類、押出ヘッド周辺の装置構成、
環境要因などに基づいて決定することができる。
【0013】なお、押出ヘッド内部での粘弾性流体の温
度を予測する際には、少なくとも2箇所で測定された表
面温度のうち、いずれの表面温度を基準として予測を行
ってもよいが、押出ヘッドの配置位置に最も近い測定位
置で測定された表面温度を基準とすることが、押出ヘッ
ドからの距離に基づいて付加される環境要因の影響がよ
り少ないため好ましい。
【0014】請求項2に記載の発明は、請求項1におい
て、前記温度センサが、前記少なくとも2箇所の測定位
置で表面温度を測定するために、前記少なくとも2箇所
の測定位置間を移動する単一の温度センサで構成されて
いることを特徴としている。
【0015】請求項2に記載の発明によれば、温度セン
サが、少なくとも2箇所の測定位置間を移動する単一の
温度センサで構成されているので、1つの温度センサで
環境要因を補正しながら正確に押出ヘッド内の粘弾性流
体の温度を正確に予測することができる。
【0016】このような単一の温度センサの移動態様
は、粘弾性流体の吐出方向に沿った移動であってもよ
く、粘弾性流体の吐出方向とは独立した移動であっても
よい。また、温度センサを粘弾性流体の吐出方向に沿っ
て移動する場合では、温度センサを、押し出される粘弾
性流体の速度と略同一の速度で移動させてもよく、異な
る速度で移動させてもよい。温度センサを粘弾性流体の
吐出方向と同一の方向で且つ同一の速度で移動させて表
面温度の測定を行った場合には、押出ヘッドから吐出さ
れる粘弾性流体と略同一の環境要因が温度センサに付加
されるので、より一層正確な押出ヘッド内部での粘弾性
流体の温度を予測することができる。
【0017】請求項3に記載の発明は、請求項1におい
て、前記温度センサが、前記少なくとも2箇所の測定位
置にそれぞれ配置された複数の温度センサで構成されて
いることを特徴としている。
【0018】請求項3に記載の発明によれば、温度セン
サがそれぞれの測定位置に配置された複数の温度センサ
で構成されているので、温度センサを移動させることな
く少なくとも2箇所の測定位置で表面温度を測定するこ
とができる。また、少なくとも2箇所の測定位置で同時
に表面温度を測定することもできる。
【0019】請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請
求項3のいずれか1項において、前記補正値決定手段
が、前記粘弾性流体の表面温度と粘弾性流体の内部温度
との関係式と、粘弾性流体の内部温度と前記押出ヘッド
内部に配置された粘弾性流体の温度との関係式と、を予
め記憶した記憶手段を備え、前記測定された表面温度の
差から前記記憶手段に記憶された前記関係式の補正値を
決定することを特徴としている。
【0020】請求項4に記載の発明によれば、予め押し
出された粘弾性流体の表面温度と内部温度との関係式
と、押し出された粘弾性流体の内部温度と押出ヘッド内
に配置された粘弾性流体の温度との関係式とが記憶され
ているため、表面温度が測定されたときに、これらの関
係式に基づいて、対応する値を容易に得ることができ
る。また、補正値が関係式の補正値として決定されるの
で、押出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温度を、関
係式とこの関係式の補正値とを用いて容易に予測するこ
とができる。
【0021】この関係式の補正値は、例えば、少なくと
も2箇所で測定された表面温度のうち選択された基準と
なる表面温度と他の表面温度との差に応じて設定され、
且つ、基準となる表面温度に基づく前記各種の関係式の
傾きを補正する値とすることができる。また、この関係
式の補正値を、他の関係式と同様に、表面温度差に対応
させて予め記憶手段に記憶させることもできる。これに
より、表面温度差を単純な計算で求めることのみで、押
出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温度を一層容易に
且つ正確に予測することができる。
【0022】請求項5に記載の発明は、請求項1乃至請
求項4のいずれか1項において、予測された前記押出ヘ
ッド内に配置された粘弾性流体の温度を表示する温度表
示手段を、更に備えたことを特徴としている。
【0023】請求項5に記載の発明によれば、予測され
た押出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温度が温度表
示手段に表示されるので、例えば押出機を操作するオペ
レータが、押出ヘッド内での粘弾性流体の温度を容易に
知ることができる。これにより、押出ヘッド内の温度を
一定に維持するように押出機を操作することができ、押
し出される粘弾性流体の品質の維持を容易に図ることが
できる。
【0024】請求項6に記載の発明は、請求項1乃至請
求項4のいずれか1項において、予測された前記押出ヘ
ッド内に配置された粘弾性流体の温度に基づいて前記押
出手段の駆動を制御する駆動制御手段を、更に備えたこ
とを特徴としている。
【0025】請求項6に記載の発明によれば、予測され
た押出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温度に基づい
て、駆動制御手段により押出手段の駆動が制御されるの
で、押出ヘッド内に配置された粘弾性流体の温度に応じ
て押出量を調節することができる。これにより、例え
ば、ヘッド内温度が低いときには押出手段の駆動量を大
きくし、ヘッド内温度が高いときには押出手段の駆動量
を小さくして、押し出される粘弾性流体の押出量をより
一層一定量に維持して押し出される粘弾性流体の品質の
維持を図ることができる。
【0026】請求項7に記載の発明は、押出手段を用い
て押出ヘッドから所定の厚みで吐出される粘弾性流体の
前記押出ヘッド内での温度を予測する温度予測方法にお
いて、所定距離離反した押出方向下流側の少なくとも2
箇所の測定位置で、前記押出ヘッドから吐出された粘弾
性流体の表面温度を測定すると共に、これらの表面温度
の差を求め、いずれか一つの前記測定位置での表面温度
から、該測定位置における粘弾性流体の内部温度を決定
し、前記表面温度の差を用いて補正しながら、前記粘弾
性流体の内部温度から前記押出ヘッド内に配置された粘
弾性流体の温度を予測することを特徴としている。
【0027】請求項7に記載の発明によれば、所定の厚
みを有する粘弾性流体の表面温度が少なくとも2箇所の
測定位置で測定され、この少なくとも2箇所での表面温
度の差を用いた補正を行いながら押出ヘッド内の粘弾性
流体の温度を予測するので、押出ヘッド内での粘弾性流
体の温度を予測する際に、押出ヘッドと測定位置との間
の、例えば、外気温、吐出速度、測定位置における風の
影響などの環境要因の影響を反映させることができる。
これにより、押出ヘッド内での粘弾性流体の温度を正確
に予測することができる。
【0028】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、本発明の
実施の形態を詳細に説明する。
【0029】図1には、本発明の実施の形態に係る押出
機100が示されている。押出機100には、円筒形の
ケーシング102内部に、ケーシング102の軸線と一
致するように回転軸104が配設されている。回転軸1
04の周りには、スパイラル状に羽根部材106が取り
付けられ、全体としてスクリュー108を構成してい
る。回転軸104は、ケーシング102の基部側に設け
られたモータ110の回転軸と図示しない減速器を介し
て連結されている。
【0030】ケーシング102における基部側に近い周
面には、粘弾性流体としてゴムを押出機100へ投入す
るための材料投入口112が設けられている。また、ケ
ーシング102には、図示しない温水流路が設けられ、
ケーシング102内部に配置されるゴムの温度管理が行
われている。
【0031】ケーシング102の先端部には、押出ヘッ
ド114が取り付けられている。この押出ヘッド114
には、所定の厚みを有するスリット状の貫通孔が設けら
れている。ケーシング102の内部に充填されたゴム
は、貫通孔を通過する際に貫通孔の形状と同一の形状に
成形される。
【0032】押出ヘッド114の押出方向下流側(図1
の右側)には、引出コンベア116が配置されている。
引出コンベア116には、押出機100のモータ110
と連動した図示しないモータが連結されている。これに
より、モータ110の駆動量に応じた駆動量で引出コン
ベア116が駆動する。引出コンベア116は、通常は
一定の線速度で駆動しており、この線速度は、押出機1
00から吐出されるゴムの吐出速度と一致している。
【0033】引出コンベア116上には、主温度センサ
120及び副温度センサ122が、所定距離L(図2参
照)離れた第1の測定位置及び第2の測定位置にそれぞ
れ配置されている。主温度センサ120及び副温度セン
サ122には、それぞれ赤外線センサなどの非接触式の
温度センサが用いられており、それぞれ引出コンベア1
16上に配置されたゴムの表面から所定寸法離れた箇所
に図示しない感知部を配置させている。これにより、押
出ヘッド114から吐出されて引出コンベア116上で
搬送されるゴムの表面温度が、2箇所で測定される。
【0034】主温度センサ120及び副温度センサ12
2は、それぞれコントローラ124に接続されており、
主温度センサ120及び副温度センサ122によって感
知された表面温度は、コントローラ124に入力する。
コントローラ124は、押出機100の各構成部材の動
作を制御している。
【0035】コントローラ124には、各種の演算を行
うCPU126と各種データが記憶される大容量のメモ
リ128とが設けられている。
【0036】メモリ128の記憶領域には、第1のデー
タベース130、第2のデータベース132及び第3の
データベース134として各種のデータが記憶されてい
る。
【0037】第1のデータベース130としては、主温
度センサ120によって第1の測定位置で測定されたゴ
ムの表面温度に対応したゴムの内部温度が記憶されてい
る。第2のデータベース132としては、第1の測定位
置におけるゴムの内部温度に対応した押出ヘッド114
の内部でのゴムの温度(以下、ヘッド内温度という)が
記憶されている。第3のデータベース134としては、
第1の測定位置で測定された表面温度と第2の測定位置
で測定された表面温度との差に対応した主温度センサ1
20による表面温度に対する補正値が記憶されている。
【0038】このため、CPU122は、測定された表
面温度が入力すると、第1、第2及び第3のデータベー
ス130、132、134からそれぞれ対応したデータ
を抽出し、環境要因の補正処理を行いながら、ヘッド内
温度の演算を行う。
【0039】コントローラ124には、CPU122を
介して表示パネル136が接続されている。表示パネル
136には、コントローラ124において予測されたヘ
ッド内温度がCPU122から出力される。表示パネル
136は、入力されたヘッド内温度を表示面に表示する
図示しない表示面を有している。また、表示パネル13
6には、図示しない温度予測キーが設けられており、温
度予測キーを操作することにより温度予測処理の開始信
号がコントローラ124へ出力される。
【0040】次に、本発明の実施の形態の作用について
説明する。押出機100の材料投入口112から投入さ
れたゴムは、スクリュー108の回転し伴って、ケーシ
ング102の先端部(図1の右端側)に配置された押出
ヘッド114へと搬送される。押出ヘッド114内に搬
送されたゴムは、押出ヘッド114内でのゴムの温度が
一定でスクリュー108の回転が一定であると、押出ヘ
ッド114から、貫通孔の形状を維持しながら、均一な
品質で押出ヘッド114から吐出される。
【0041】押出ヘッド114から吐出されたゴムは、
押出機100の下流側に配設された引出コンベア116
へと受け渡されて、ゴムの吐出速度と一致した搬送速度
で順次、押出方向下流側へ搬送される。搬送途中の第1
の測定位置及び第2の測定位置において、ゴムの表面温
度が、それぞれ主温度センサ120及び副温度センサ1
22によって測定される。
【0042】図2に示されるように、第1の測定位置と
第2の測定位置とは、距離Lだけ離れている。ゴムは、
押出ヘッド114内部から吐出されると、吐出後の時
間、又は、吐出速度が一定の場合には押出ヘッド114
からの距離に応じた量で放熱するため、ゴムの温度は吐
出後の時間又は押出ヘッド114からの離反距離に応じ
て下がる。また、第1及び第2の測定位置は、押出ヘッ
ド114の内部と異なり、外気に晒されている。このた
め、ゴムの表面温度はゴムの内部温度よりも低くなる。
さらに、引出コンベア116は押出ヘッド114から所
定の搬送速度でゴムを移動しているため、引出コンベア
116上に載置されたゴムは、無風環境下であっても所
定の風を受け、さらに、放熱が促進される。
【0043】このため、副温度センサ122によって測
定された表面温度は、これらの環境要因の影響によって
主温度センサ120よりも低い温度となるので、第1の
測定位置から第2の測定位置までの環境要因による影響
をこれらの表面温度の差として表すことができる。
【0044】図3(A)に示されるように、ゴムは、厚
みdに応じて内部温度は異なるが、同一の環境下であれ
ば、どの種類のゴムであっても同程度の割合で放熱す
る。このため、この表面温度と内部温度との間には比例
関係が成立する。この表面温度と内部温度との関係は予
め測定されて決定されている。なお、ゴムの厚みdは、
押出ヘッド114の貫通孔の厚みと等しくなっているた
め、容易に求めることができる。
【0045】また、図3(B)に示されるように、押出
ヘッド114から第1の測定位置までの環境下が同一で
あれば、第1の測定位置での表面温度(T2 )から得ら
れたゴムの内部温度(T4 )とヘッド内温度(T1 )と
の間に一定の関係が成立する。なお、放熱の程度は、押
出ヘッド114内部での温度が高い程大きいため、この
ヘッド内温度(T1 )から第1の測定位置での表面温度
(T2 )までの温度低下量は、ヘッド内温度(T1 )が
高い程大きくなる。
【0046】ここで、第1の測定位置による表面温度
(T2 )には、押出ヘッド114から第1の測定位置ま
での環境要因による影響が付加されている。このため、
第1の測定位置における表面温度(T2 )と第2の測定
位置における表面温度(T3 )との差に基づいた補正値
で、ゴムの内部温度(T4 )とヘッド内温度(T1 )と
の関係式が補正される。この結果、補正後の関係式か
ら、ゴムの内部温度(T4)に対応する値として、環境
要因によるばらつきが排除され、正確に予測されたヘッ
ド内温度(T1 )を得ることができる。
【0047】次に、温度予測処理を、押出ヘッド114
内のゴムの温度を予測しながら行う押出処理を例に説明
する。図4には、押出ヘッド114内のゴムの温度を予
測しながら行うゴムの押出処理の一例が示されている。
【0048】ステップ200において、押出開始か否か
が判断され、押出機100のコントローラ24にオペレ
ータからの押出指示が入力されると、判断は肯定されて
ステップ202に移行する。なお、オペレータからの押
出指示は、押出機100の電源の投入であってもよい。
【0049】押出が開始されると、ステップ202にお
いて、モータ110の駆動と共に引出コンベア116の
搬送が開始される。モータ110及び引出コンベア11
6が作動し、材料投入口112から材料であるゴムが投
入されると、ゴムは押出ヘッド114へと搬送され、引
出コンベア116に押し出され、搬送される。
【0050】引出コンベア114の搬送が開始される
と、ステップ204において、ヘッド内温度予測が指示
されたか否かが判断され、ヘッド内温度予測の指示がな
い場合には判断は否定されてステップ218に移行し、
押出処理を終了するか否かが判断される。押出処理を終
了しない場合には判断は否定されてステップ204に戻
される。このため、ヘッド内温度予測の指示があるまで
又は押出処理の終了が指示されるまで、ゴムは押出機1
00から均一な厚みで連続的に押し出される。このよう
にして得られたゴムは、所望される厚みを有し、例えば
タイヤのトレッドとして用いられる。
【0051】ゴムの押出処理が行われているときに、コ
ントローラ124に温度予測の指示が入力されると、ス
テップ204の判断は肯定されてステップ206に移行
し、主温度センサ220によって第1の測定位置での表
面温度(T2 )が測定される。これにより、押出ヘッド
114から押し出され、引出コンベア116により搬送
されているゴムの表面の温度が測定される。
【0052】第1の測定位置での表面温度(T2 )が測
定されると、ステップ208において、第2の測定位置
に到達したか否かが判断される。第1の測定位置と第2
の測定位置とは距離Lだけ離れているため、搬送速度に
応じた所定の時間が経過した後に、第1の測定位置にお
いて表面温度が測定されたゴムの測定部位が第2の測定
位置に到達する。この間に、第1の測定位置において表
面温度が測定された部位のゴムは、搬送による風や外気
温などの環境要因に応じた量だけ放熱する。第2の測定
位置に到達すると判断は肯定されてステップ210に移
行する。
【0053】ステップ210では、第2の測定位置での
表面温度(T3 )が測定され、ステップ212におい
て、補正値が設定される。補正値は、第1の測定位置で
の表面温度(T2 )と第2の測定位置での表面温度(T
3 )との差を求め、この差に対応して第3のデータベー
ス134から抽出することにより設定される。
【0054】補正値が設定されると、ステップ214に
おいて、ヘッド内温度が予測される。ヘッド内温度の予
測の処理では、まず、押し出されるゴムの厚みと、主温
度センサ120により測定された第1の測定位置での表
面温度(T2 )とから、対応するゴムの内部温度
(T4 )が求められる。次いで、補正値を用いて内部温
度(T4 )とヘッド内温度(T1 )との関係式が補正さ
れ、補正後の値がヘッド内温度として得られる。
【0055】ヘッド内温度が得られると、ステップ21
6において、得られたヘッド内温度が表示パネル136
の所定の部位に表示される。表示パネル136への表示
が行われると、ステップ204に戻り、ヘッド内温度予
測の指示があるか否が判断される。
【0056】一方、ステップ218において、表示パネ
ル136の図示しない停止キーの操作又は押出機100
の電源遮断などによって押出終了が指示されると、判断
は肯定されて一連の処理を完了する。
【0057】これにより、環境要因を容易に且つ適切に
補正して、押出ヘッド114内に配置されたゴムの温度
を正確に予測することができる。
【0058】また、予測された押出ヘッド114内の温
度を表示パネル136に表示するので、押出ヘッド11
4内の温度を容易に知ることができる。オペレータは、
表示パネル136に表示された予測ヘッド内温度に基づ
いて、押出機100を操作することができ、温度に応じ
たゴムの品質を所望される範囲に容易に維持することが
できる。また、押出ヘッド114内部の温度を所定の範
囲に維持することにより、押出ヘッド114内部でのゴ
ム焦げを防止することができる。
【0059】本実施の形態において、主温度センサ12
0と押出ヘッド114との距離L、並びに副温度センサ
122と押出ヘッド114との距離は、0〜3m程度あ
り、補正ができないほど遠くなければ特に限定されるも
のではない。
【0060】また、本実施の形態では、温度センサは主
温度センサ120と副温度センサ122との2つとした
が、3つ以上あってもよい。この場合には、主温度セン
サ120との表面温度差を求めて、主温度センサ120
による表面温度に基づいた関係式を補正する。これによ
り、2つの温度センサよりも一層正確に押出ヘッド11
4内のゴムの温度を予測することができる。
【0061】さらに、本実施の形態では、主温度センサ
120及び副温度センサ122による表面温度の測定
を、ゴムの同一の測定部位となるように時間差で行って
いるが、主温度センサ120及び副温度センサ122に
よる測定を同時に行ってもよい。ゴムの2箇所の表面温
度を同時に測定した場合には、時間的な遅れがなくヘッ
ド内温度を予測することができ、ヘッド内温度に応じた
処理を迅速に行うことができる。2箇所の表面温度を同
時に測定する測定方法は、第1及び第2の測定位置にお
ける環境要因による影響が小さいと思われるときに特に
有効である。
【0062】さらに、2箇所以上の測定位置で表面温度
を測定するために2箇所以上の測定位置間で移動可能な
1つの温度センサであってもよい。このような単一の温
度センサは、移動手段に連結され、移動手段の駆動によ
って2箇所以上の測定位置間を移動する。移動手段は、
温度センサをゴムの吐出方向に沿って移動するようにし
てもよく、ゴムの吐出方向と連動することなく移動する
ようにしてもよい。ゴムの吐出方向に沿って移動する場
合には、引出コンベア116の引出速度と同一の速度で
移動させてもよい。引出コンベア116の引出速度と同
一の速度で移動させるようにした場合には、第1の測定
位置から第2の測定位置までゴムが移動するために付加
される環境要因による影響が表面温度測定時に排除され
るために、一層正確なヘッド内温度の予測を行うことが
できる。
【0063】また、移動可能な温度センサとした場合に
は、吐出方向下流側の所定の領域を測定領域としてもよ
い。このような測定領域では、特定の数カ所を測定位置
としてもよく、領域の全域に対して測定を行ってもよ
い。例えば、押出ヘッド114の吐出方向下流側の特定
位置に配置された温度センサを、移動手段によって移動
しながら、測定領域の他端まで連続して表面温度を測定
することができる。これにより、環境要因の影響を一層
明確にすることができ、押出ヘッド114内でのゴムの
温度をより一層正確に予測することができる。
【0064】本実施の形態では、予測ヘッド内温度を表
示パネル136に表示させたが、予測ヘッド内温度の活
用は表示パネル136への表示に限定されない。例え
ば、スクリュー108を回転させるモータ110に接続
してもよい。この場合には、予測ヘッド内温度に基づい
てモータ110を駆動させることができる。これによ
り、押出ヘッド114内でのゴムの温度に応じてゴムの
搬送速度を調節することができ、押出機100内部での
ゴムの温度に拘わらず、常に一定の品質のゴムを押し出
すことができる。
【0065】本実施の形態では、押出ヘッド114の近
い側の温度センサを主温度センサ120とし、主温度セ
ンサ120よりも押出方向下流側に配置された温度セン
サを副温度センサ122として、主温度センサ120で
測定された表面温度に基づいて押出ヘッド114内のゴ
ムの温度を予測したが、これに限定されない。押出方向
下流側の副温度センサ122で測定された表面温度に基
づいて予測処理を行ってもよい。但し、押出ヘッド11
4からの距離に応じて環境要因の影響の度合いが左右さ
れるため、外気温が極端に低いなど環境要因の影響が大
きい場合には、押出ヘッド114に近い主温度センサ1
20による表面温度に基づいて予測することが好まし
い。
【0066】また、本実施の形態では、主温度センサ1
20と副温度センサ122との表面温度の差に基づい
て、主温度センサ120の表面温度に基づいたゴムの内
部温度(T1 )とヘッド内温度(T4 )との関係式の傾
きを補正する補正値を決定したが、補正の方法は、これ
に限定されない。例えば、第1の測定位置に表面温度と
第2の測定位置における表面温度とのそれぞれに基づい
て、表面温度と内部温度との関係式と、内部温度とヘッ
ド内温度との関係式とを求め、得られた2つの内部温度
とヘッド内温度との関係式から、予測されるヘッド内温
度を得るための補正値を設定してもよい。
【0067】本実施の形態では、表面温度に基づいた各
種のデータをデータベースとして記憶し、測定された表
面温度や得られた補正値に基づいてこれらのデータから
対応するデータを抽出することにより、容易に予測ヘッ
ド内温度を導いたが、これに限定されない。例えば、測
定された値に基づいて逐次演算によって求めることもで
きる。これにより、前記同様の効果を得ることができ
る。
【0068】本発明の実施の形態では、粘弾性流体をゴ
ム、特にタイヤのトレッド部に配置されるゴムとした
が、これに限定されない。例えば、所定の粘性を有する
樹脂であってもよい。
【0069】
【実施例】押出ヘッドから1m押出方向下流側及びその
位置から1.2 m押出方向下流側にそれぞれ配置された2
つの温度センサを有する押出機(実施例)と、押出ヘッ
ドから1m押出方向下流側に配置された1つの温度セン
サを有する押出機(比較例)とで、それぞれゴム組成物
(スチレン−ブタジエン共重合体)を、厚さ3mm、押
出速度20m/分で押出して、タイヤのトレッド用のゴム
押出物を得る。なお、外気温は10℃及び40℃とす
る。
【0070】このときに、それぞれの押出機において、
押出ヘッド内のゴム組成物の温度を予測する。結果を表
1に示す。
【0071】
【表1】
【0072】表1に示されるように、2つの温度センサ
を有する実施例の押出機では、外気温が10℃であって
も40℃であっても、略同一の温度を予測することがで
きる。これは、測定位置における外気温の影響が正確に
補正されていることを示している。これに対して、1つ
の温度センサのみを有する比較例の押出機では、測定位
置での外気温の影響を受け、正確に押出ヘッド内部のゴ
ム組成物の温度を予測することができないことが示され
ている。
【0073】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、押
出方向下流側に設けられた第1の温度センサ及び第2の
温度センサによって、押し出された粘弾性流体の表面温
度が第1及び第2の測定位置で測定されるので、押出ヘ
ッド内部での粘弾性流体の温度を、環境要因を補正しな
がら正確に予測することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る押出機の概略構成図
である。
【図2】本発明の実施の形態に係る押出機による表面温
度測定位置を示した概念図である。
【図3】(A)は、ゴムの表面温度とゴムの内部温度と
の関係を示すグラフ、(B)は、ゴムの内部温度とヘッ
ド内温度との関係を示すグラフである。
【図4】本発明の実施の形態に係る押出機のヘッド内温
度を予測しながら行う押出処理の一例を示すフローチャ
ートである。
【図5】(A)は、従来の押出機の部分断面図、(B)
は、従来の他の押出機の概略構成図である。
【符号の説明】
100 押出機 108 スクリュー 114 押出ヘッド 116 引出コンベア 120 主温度センサ 122 副温度センサ 124 コントローラ(内部温度決定手段、補正値
決定手段、ヘッド内温度予測手段) 136 表示パネル(表示手段)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粘弾性流体を、押出手段を用いて押出ヘ
    ッドから所定の厚みで吐出させるための押出機におい
    て、 前記押出ヘッドから吐出方向下流側に配置され、前記粘
    弾性流体の表面温度を少なくとも2箇所の測定位置で測
    定する温度センサと、 前記温度センサによって測定された表面温度と押し出さ
    れた粘弾性流体の厚みとに基づいて、前記粘弾性流体の
    内部温度を決定する内部温度決定手段と、 前記温度センサにより少なくとも2箇所の測定位置で測
    定された表面温度の差を用いて、前記押出ヘッド内部で
    の粘弾性流体の温度の補正値を決定する補正値決定手段
    と、 前記内部温度決定手段によって決定された内部温度と前
    記補正値決定手段によって決定された補正値とに基づい
    て、前記押出ヘッド内部に配置された粘弾性流体の温度
    を予測するヘッド内温度予測手段と、 を備えた押出機。
  2. 【請求項2】 前記温度センサが、前記少なくとも2箇
    所の測定位置で表面温度を測定するために、前記少なく
    とも2箇所の測定位置間を移動する単一の温度センサで
    構成されていることを特徴とする請求項1に記載の押出
    機。
  3. 【請求項3】 前記温度センサが、前記少なくとも2箇
    所の測定位置にそれぞれ配置された複数の温度センサで
    構成されていることを特徴とする請求項1に記載の押出
    機。
  4. 【請求項4】 前記補正値決定手段が、前記粘弾性流体
    の表面温度と粘弾性流体の内部温度との関係式と、粘弾
    性流体の内部温度と前記押出ヘッド内部に配置された粘
    弾性流体の温度との関係式と、を予め記憶した記憶手段
    を備え、前記測定された表面温度の差から前記記憶手段
    に記憶された前記関係式の補正値を決定することを特徴
    とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の押
    出機。
  5. 【請求項5】 予測された前記押出ヘッド内に配置され
    た粘弾性流体の温度を表示する温度表示手段を、更に備
    えたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか
    1項に記載の押出機。
  6. 【請求項6】 予測された前記押出ヘッド内に配置され
    た粘弾性流体の温度に基づいて前記押出手段の駆動を制
    御する駆動制御手段を、更に備えたことを特徴とする請
    求項1乃至請求項4にいずれか1項に記載の押出機。
  7. 【請求項7】 押出手段を用いて押出ヘッドから所定の
    厚みで吐出される粘弾性流体の前記押出ヘッド内での温
    度を予測する温度予測方法において、 所定距離離反した押出方向下流側の少なくとも2箇所の
    測定位置で、前記押出ヘッドから吐出された粘弾性流体
    の表面温度を測定すると共に、これらの表面温度の差を
    求め、 いずれか一つの前記測定位置での表面温度から、該測定
    位置における粘弾性流体の内部温度を決定し、 前記表面温度の差を用いて補正しながら、前記粘弾性流
    体の内部温度から前記押出ヘッド内に配置された粘弾性
    流体の温度を予測することを特徴とする温度予測方法。
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