JPS5954538A - 押出量の制御方法 - Google Patents
押出量の制御方法Info
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- JPS5954538A JPS5954538A JP57166363A JP16636382A JPS5954538A JP S5954538 A JPS5954538 A JP S5954538A JP 57166363 A JP57166363 A JP 57166363A JP 16636382 A JP16636382 A JP 16636382A JP S5954538 A JPS5954538 A JP S5954538A
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は押出機の押出量を時間に対して一定に保、にう
吉する押出量の制御方法に関するものである。 第1図は従来の押出量のコントロール方式を示したもの
である。すなわち、第1図中のA方式は、押出機先ψj
111の圧力を測定し、この圧力を一定に保つべく、ス
クリュ駆動モータ(1)の回転を制御するものであり(
押出機先端の圧力をモータの回転数にフィードバックす
る方式)、一般に広く採用されている。 −lこ第1図中のB方式は、ダイ(2)から出た後の半
製品、あるいは製品の厚み、重量を一定に保つべく、こ
の厚み、重量を測定し、スクリュ駆動モータ(1)の回
転を制御するものてあり(製品の厚み、重量をモータの
回転数(こフィートバンクする方式)、これも押出成形
においては広く使用さ1%ている方法である。 なお、第1−図中の(3)は原料樹脂供給用ボソパ、(
4)は原体1樹脂、(5)は減速機、(6)はシリンダ
を加熱するヒータ、(力はシリンダ、(8)は樹脂をi
>r 塑化するスクリュ、(9)は樹脂圧力検出器、(
IQ)は押出樹脂、(11)(II)は制御(演η)装
置である。 さてAの方式ては、押出機先端の圧力は一定にて決まる
定数、η:粘度、Pl):押出機先☆Hi、H)、、H
(・三ダイ圧)、Q:押出量〕の関係ζこある押出量は
Cたとえ押出機先端圧を一定に制御しても)、−・定に
はなりイSない。、このようなこみは、原料が数神の樹
脂をフレンドしたもの、あるいは原料中ζこ↑I]生原
t1を包む場合等で原料の混合比率を一定に保つ(−吉
が困難な場合におこる。−1−Il、−Bの方式(、土
、長周期の押出量変動を取0除くとい・う点ては効果あ
る制御方式であるか、トル記の人きな二つの欠点かある
。即ち、 ■ 製品の厚み、重量を連続的に、かつ製品を傷つりず
に精度良< 1il11定するには、多大な費用をかけ
た設備を必要りする。 ■ ノリみ、重量の測定位置は、通常製品か玲却された
後、即ち、ダイから出である時間経過した後であるため
、これら淳み、車量上制御要素であるスクリュ回転数の
11旧こは時間遅れがあり、短時間の変動を消しさるこ
とはできない。 押出成形機でζは、押出量を一定に保つ)こLが、製品
品質十重要なポイントである1)また、押出イ幾には同
時に、低樹脂温度、高押出量j、呈とか要求される。そ
してこイLらの要求のほとんとは、スクリュの機能によ
゛りで達成さイ1.るのか主流であるか、このスクリュ
で全ては達成するのは困難となりつつある。すなわち、
低樹脂温tah、高押出量の要求に応えるためには、ス
クリコ訓量化部の隣深さは深くしなりイシはならないが
、・ぞ・う−づれは押出−hlの5」液性は不良となる
。なお、現在押出機のスクリ、:1は、高押出量をねら
うためこの傾向にあるか、原料組成に不均一性かある場
合には、押出−mが変動するという不具合の発生が多い
。 −またこの高品質(低樹脂温、押出量変動率)て、かつ
高生産量という要求に応えるべく、押出量をスクリュの
泪量性以外の手段によって一定に保吉・)という方法か
とられているが、こイLら各方法ともコストあるいζJ
技術上に問題点が多か−Qだ。 本発明は設備費が小さく、制御性の良い、押出量の制御
方法を提供しようとするものである。 押出量Qは、ニーニートン流体としで扱った場合、前述
の0式で表わされる。即ち、 溶融樹脂を非ニュー1−ン流体として取扱った場合でも
、PとηとQの関係式は導くことができる。 従って、PD、ηの両方を削測し、こイ’LからQを演
η式で求め、このQを一定にするよう制御しようとする
点か本発明の特徴である。lたこの粘度ηの計測手段を
、スクリュ先端部シリンダに取付けた圧力検出器により
、スクリュに伴9て発生ずる圧力波形から求めようとす
る点も特徴とするものである。 以上の点を整理してみると第22図(従来のA方式)、
第2:3図(従来のB方式)、第24図(本発明方法)
となる。 本発明によると、原料の組成が変化しても、またシリン
ダ設定温度の変更、スクリュ先端圧力の変化(スクリー
ンの「J詰り等による)、スクリュ〜の回転数の変化に
より、押出機出口樹脂温度が変化しても、子の時々のダ
イ入口の樹脂圧ツバ粘度を検出し押出量を演算して、押
出量を目標の値にコンl−c+−ルするこ乏かてきる。 なお、第24・図において粘度に関して補足する乏、樹
脂は同一の樹脂がスクリュ内、ダイ内を流れるのであり
、両者の樹脂温度はほぼ等しいため、樹脂温度の検出と
、演算での樹脂raa度の取扱いは−やめるこ譜もでき
る(こイー1.は精度には大きな影響を与えない)。 以下本発明の実施例4図面について説明する吉、システ
j、の概要は第24図に示したとおりである。 また本発明のコンI−ロールシステムを図示したのか第
2図であり、図中第」−図とlrl」−・部分は同一の
ね号て/バず。 さて第2図において、本発明は押出機を出た後のダイ(
2)の人1」前の樹脂圧力の検出器(9)と、スクリュ
(8)先端部のシリンダ(力に数句けた樹脂圧力削(1
2)により、スクリュ(8)内の圧力を検出して、粘度
を演算する。このダイ(2)の人口^11の樹脂圧力と
、その粘度から押出量を演算し、この演yi した押出
量か、設定した目標押出量に合致するよう、スクリュ(
8)全駆動しでい乙モ・−タ(]、)の回転数を制御し
ようさする方式に関するものである1、−また(13)
は演算制御装置である。 なお、スクリュ(8)内の圧力からの粘度の演カ、また
ダイ(2)の人[1圧力とその演碧した粘度から押出量
を演算唄る演算式は、通過する浴融樹脂を一ニー トン
流体古して仮定するか、非ニュー トン流体の凝塑性流
体吉仮宇するか、あるいは樹脂の流動に伴う発熱、熱伝
導を考慮するか否かによって多少異るが、ここでは簡便
的にニュートン流体とし、発熱熱伝導は無視した演9式
で説明する0、またダイ人「1ての樹脂1F、力の検出
は一般に広く行なわイ’しており、ここでは説明は省略
する。、ダイ入l」樹脂圧力Pと粘度η(原料組成、θ
り断速度、樹脂fiAIifによって変化する)から押
出量を演算する式は前記の式の吉おりである。1だ本発
明の]例古して、予じめ予想される原料組成より、9り
断速度、樹脂温度の関数として、後述の如く粘、度特性
式を記憶させておく方式7J)ある。 次にスクリュ先端部のシリンダに増刊けた樹脂圧力の検
出の付方、およびその検出圧力から、粘1Lを演算りる
方法について述べる(以−ト全て;−コ、−トン流体と
仮定し、発熱伝熱は無視する)。そして本発明では、そ
の方法さく、て以ト′の3個の実施例を示A。 先ず第1実施例として、スクリュの一般的形状であるフ
ルフライトスクリュ(8)(ソラf l−条、6 :’
を条)を使用した場合(第33図)、シリンダ(7)に
取イ」けた圧力検出器(1渇で記録した圧力波形は、よ
く知られているように、第5図に示ずご吉<、のこ刃状
のスクリュー回転ごとに増減する形となる。 なお、第3図はスクリュ先端部のシリンダに樹脂圧力泪
を取り伺りた状態を示−4断「n」図、第4図は第;3
図の展開断面図、第5図i、iスクリュ先ψ+rri部
でi+測した樹脂圧力波形図である。 さてニュートン流体として取扱った場合、第5図のよう
4
吉する押出量の制御方法に関するものである。 第1図は従来の押出量のコントロール方式を示したもの
である。すなわち、第1図中のA方式は、押出機先ψj
111の圧力を測定し、この圧力を一定に保つべく、ス
クリュ駆動モータ(1)の回転を制御するものであり(
押出機先端の圧力をモータの回転数にフィードバックす
る方式)、一般に広く採用されている。 −lこ第1図中のB方式は、ダイ(2)から出た後の半
製品、あるいは製品の厚み、重量を一定に保つべく、こ
の厚み、重量を測定し、スクリュ駆動モータ(1)の回
転を制御するものてあり(製品の厚み、重量をモータの
回転数(こフィートバンクする方式)、これも押出成形
においては広く使用さ1%ている方法である。 なお、第1−図中の(3)は原料樹脂供給用ボソパ、(
4)は原体1樹脂、(5)は減速機、(6)はシリンダ
を加熱するヒータ、(力はシリンダ、(8)は樹脂をi
>r 塑化するスクリュ、(9)は樹脂圧力検出器、(
IQ)は押出樹脂、(11)(II)は制御(演η)装
置である。 さてAの方式ては、押出機先端の圧力は一定にて決まる
定数、η:粘度、Pl):押出機先☆Hi、H)、、H
(・三ダイ圧)、Q:押出量〕の関係ζこある押出量は
Cたとえ押出機先端圧を一定に制御しても)、−・定に
はなりイSない。、このようなこみは、原料が数神の樹
脂をフレンドしたもの、あるいは原料中ζこ↑I]生原
t1を包む場合等で原料の混合比率を一定に保つ(−吉
が困難な場合におこる。−1−Il、−Bの方式(、土
、長周期の押出量変動を取0除くとい・う点ては効果あ
る制御方式であるか、トル記の人きな二つの欠点かある
。即ち、 ■ 製品の厚み、重量を連続的に、かつ製品を傷つりず
に精度良< 1il11定するには、多大な費用をかけ
た設備を必要りする。 ■ ノリみ、重量の測定位置は、通常製品か玲却された
後、即ち、ダイから出である時間経過した後であるため
、これら淳み、車量上制御要素であるスクリュ回転数の
11旧こは時間遅れがあり、短時間の変動を消しさるこ
とはできない。 押出成形機でζは、押出量を一定に保つ)こLが、製品
品質十重要なポイントである1)また、押出イ幾には同
時に、低樹脂温度、高押出量j、呈とか要求される。そ
してこイLらの要求のほとんとは、スクリュの機能によ
゛りで達成さイ1.るのか主流であるか、このスクリュ
で全ては達成するのは困難となりつつある。すなわち、
低樹脂温tah、高押出量の要求に応えるためには、ス
クリコ訓量化部の隣深さは深くしなりイシはならないが
、・ぞ・う−づれは押出−hlの5」液性は不良となる
。なお、現在押出機のスクリ、:1は、高押出量をねら
うためこの傾向にあるか、原料組成に不均一性かある場
合には、押出−mが変動するという不具合の発生が多い
。 −またこの高品質(低樹脂温、押出量変動率)て、かつ
高生産量という要求に応えるべく、押出量をスクリュの
泪量性以外の手段によって一定に保吉・)という方法か
とられているが、こイLら各方法ともコストあるいζJ
技術上に問題点が多か−Qだ。 本発明は設備費が小さく、制御性の良い、押出量の制御
方法を提供しようとするものである。 押出量Qは、ニーニートン流体としで扱った場合、前述
の0式で表わされる。即ち、 溶融樹脂を非ニュー1−ン流体として取扱った場合でも
、PとηとQの関係式は導くことができる。 従って、PD、ηの両方を削測し、こイ’LからQを演
η式で求め、このQを一定にするよう制御しようとする
点か本発明の特徴である。lたこの粘度ηの計測手段を
、スクリュ先端部シリンダに取付けた圧力検出器により
、スクリュに伴9て発生ずる圧力波形から求めようとす
る点も特徴とするものである。 以上の点を整理してみると第22図(従来のA方式)、
第2:3図(従来のB方式)、第24図(本発明方法)
となる。 本発明によると、原料の組成が変化しても、またシリン
ダ設定温度の変更、スクリュ先端圧力の変化(スクリー
ンの「J詰り等による)、スクリュ〜の回転数の変化に
より、押出機出口樹脂温度が変化しても、子の時々のダ
イ入口の樹脂圧ツバ粘度を検出し押出量を演算して、押
出量を目標の値にコンl−c+−ルするこ乏かてきる。 なお、第24・図において粘度に関して補足する乏、樹
脂は同一の樹脂がスクリュ内、ダイ内を流れるのであり
、両者の樹脂温度はほぼ等しいため、樹脂温度の検出と
、演算での樹脂raa度の取扱いは−やめるこ譜もでき
る(こイー1.は精度には大きな影響を与えない)。 以下本発明の実施例4図面について説明する吉、システ
j、の概要は第24図に示したとおりである。 また本発明のコンI−ロールシステムを図示したのか第
2図であり、図中第」−図とlrl」−・部分は同一の
ね号て/バず。 さて第2図において、本発明は押出機を出た後のダイ(
2)の人1」前の樹脂圧力の検出器(9)と、スクリュ
(8)先端部のシリンダ(力に数句けた樹脂圧力削(1
2)により、スクリュ(8)内の圧力を検出して、粘度
を演算する。このダイ(2)の人口^11の樹脂圧力と
、その粘度から押出量を演算し、この演yi した押出
量か、設定した目標押出量に合致するよう、スクリュ(
8)全駆動しでい乙モ・−タ(]、)の回転数を制御し
ようさする方式に関するものである1、−また(13)
は演算制御装置である。 なお、スクリュ(8)内の圧力からの粘度の演カ、また
ダイ(2)の人[1圧力とその演碧した粘度から押出量
を演算唄る演算式は、通過する浴融樹脂を一ニー トン
流体古して仮定するか、非ニュー トン流体の凝塑性流
体吉仮宇するか、あるいは樹脂の流動に伴う発熱、熱伝
導を考慮するか否かによって多少異るが、ここでは簡便
的にニュートン流体とし、発熱熱伝導は無視した演9式
で説明する0、またダイ人「1ての樹脂1F、力の検出
は一般に広く行なわイ’しており、ここでは説明は省略
する。、ダイ入l」樹脂圧力Pと粘度η(原料組成、θ
り断速度、樹脂fiAIifによって変化する)から押
出量を演算する式は前記の式の吉おりである。1だ本発
明の]例古して、予じめ予想される原料組成より、9り
断速度、樹脂温度の関数として、後述の如く粘、度特性
式を記憶させておく方式7J)ある。 次にスクリュ先端部のシリンダに増刊けた樹脂圧力の検
出の付方、およびその検出圧力から、粘1Lを演算りる
方法について述べる(以−ト全て;−コ、−トン流体と
仮定し、発熱伝熱は無視する)。そして本発明では、そ
の方法さく、て以ト′の3個の実施例を示A。 先ず第1実施例として、スクリュの一般的形状であるフ
ルフライトスクリュ(8)(ソラf l−条、6 :’
を条)を使用した場合(第33図)、シリンダ(7)に
取イ」けた圧力検出器(1渇で記録した圧力波形は、よ
く知られているように、第5図に示ずご吉<、のこ刃状
のスクリュー回転ごとに増減する形となる。 なお、第3図はスクリュ先端部のシリンダに樹脂圧力泪
を取り伺りた状態を示−4断「n」図、第4図は第;3
図の展開断面図、第5図i、iスクリュ先ψ+rri部
でi+測した樹脂圧力波形図である。 さてニュートン流体として取扱った場合、第5図のよう
4
【波形を示した場合の圧力差は、上式で示すことがで
きる。 vh)’wi−i Q D = −X F D L) 0式てNはスクリュ回転数を示す。他の形状を示す文字
は第3図、第4図に示しである。またvbはスクリュの
周速であり、V b ) はその周速のZ方向成分を
示す。但し、本式は一般的フルノライトスクリュ(フラ
イ1−条数1条)の場合についてのものである。この古
きスクリュの軸芯に直角な断面でのシリンダ内周方向、
スクリュー溝の接触長さdは、 つて0式より、液相樹脂の搬送されるスクリュ先端のフ
ルフライト部分の樹脂圧力波形をt1測すれば、この部
分を通過する樹脂の粘度は1算てきる。 次に他の粘度を求める方法さして(第2実施例)、液相
樹脂の通過するスクリュ先端部形状を、第8図のような
リードを持たない浅溝形状古し、この部分でのスクリュ
1回転ごとに発生する樹脂II−力波形を4測して求め
る方法かある。この場合第7と簡便化される。 また通常のノルフ′ノイドスクリュ形状部の樹脂圧力波
、i1より粘度を求める方法では、ある一定の押出量を
91)るためには、溝深さは余り浅くてきないか、本力
法の場合には、粘度を求めるために工ここで第1)図は
第8図のX〜X断面図、第10図は第8図(c′lおり
るX−X部分のスクリュゴーの外面展開図、第11図、
第12図、第4−3図は夫々第10図のB−13,C−
C,D〜1〕断面図である。 次に圧力から粘度ηが求めらイー)、る理由を詳細に説
明すると、圧力測定部は第8図に示す如くスクリュ先端
部に、回転力向に開L−」したコの字溝(図では半周の
長さ)が設けらVlでいる。Muも、両ツイF ?:す
土手(IJ) 、脊面りζこ土丁゛(例を有する浅い溝
(〕)(人D A〜Aには土手は無い)を有すイム、今
溶融樹脂がスクリュ部に満されていて、スクリュが回転
すると、溶融樹脂は高粘度なため、シリンダ古溝底(メ
)−(生ずる力断訊抗によって溶融樹脂はコの字溝1(
二押込t;n、:jの字溝の奥程圧力か高くなる。(−
イーとを樹脂圧カル+ (12a)て検出−づると、第
7図の如くなり、圧力P、は用力調位IIイアJSコの
字溝の一番奥、二1−千(ブ)部に傳する寸前の時のも
の、圧力P2は圧力61位11″′、j]が−1の字溝
を通温した後、コの字詩人+1.I A、 = Aに達
する間のものである。 この関係を数式で人わl、たものか前記0式てあり、運
転条件J−△I〕が分イ1ば、粘度η力ゝ求めらイ9・
るもので′ある。なお、第1、第2実7Tii:i例と
も構造(、↓異るん)、粘度測定原理は前記と同一・で
あるC〕さらjこ第1、第2実施例のスクリュ、”yリ
ンダの構造栓(1り変えた構造(第J−4・図)、すな
わち、スクリュ(8)を溝のない円筒形状とし2、シリ
ンダ側に溝(1、flを切った構造部材(15)を敗イ
」りると、この部分のシリンダにr(ダイ・1りだ圧力
泪(12/)) (12C′)の示す樹脂圧力(−1、
も(,1やスフ931回転どI−のの(−7Iり状波形
はtl’l’lかず、第(5図に示J−ような1m−力
波113とム;る(第(5図は押出1幾先嬬部に第14
図((二手リースクリュ、シリンダの横5青を持−)m
台の4(、口1「1川力の時間的変化図)。なお第15
1ンjにノJりずスフIJ 、I輔泊角断1用2点(1
,2h) (L2C)の圧力Aか、(DXのl\i−1
に当る1、−まf(dに対し、〕か対応−d/、、。 従って4案の場合 古なり、粘t−n−を求めるための演多7がか)酪化て
きイJ)(演詩装置の簡略化可能) o j、W J3
.1ノリ断速79 ;についでは簡便的には7・リンダ
、−4クリニ1間の間隙でりえることかてきる。っ またスクリュ先y’iM部のL(−力波形から求め八−
粘度η0 と、ダイからの位jj指の押出量を演nリー
るときに使用する粘1直こついで説明すると、溶融樹脂
の粘度は、測定条f1である剪断速度i(1,6瞥11
度′■゛によって変るので、スクリュのうシ、端部装肖
°てd11]犀した粘度は、ダイへの流量泪算のために
設りられている圧力検出器(9)の位置での樹脂粘度に
換算しなければならない。 溶融樹脂の粘度特性は、ギヤヒラリーレオメータ等の粘
度61]1定器であらかじめ剪断速度iと、温度Tでぞ
の関係4調べでおく(こtl、を粘度特性のベースデー
タとする)0 第20図1.。11例えはギー)・ピラリ−vオフメー
タで旧測した粘度特性み、スクリコ〕〜先端部装置で測
定した粘度か測定法の差(原料組成の変化)により同一
温度、同一剪断速度でも差異か生するので、スクリュ9
一端部装置の実測値でキャビt7リーレオメ・−タの粘
度特性4補+Eする手段を述・\ている〇−また第21
図はスクリュ先端部の粘度測定装置部の温度吉、ダフイ
流入部の圧力検出器(9)位置での温度は同じと見做し
、た場合であり、あらかじめキャピラIJ−1.zオメ
ータ等て% ff1i’1度、剪断速度を変えて特性を
測っておき、スクリュ先端部での成る剪断速度における
実測粘度を、キA・ピラリ−レオメータの相当する温I
J1カーフに近似し、任意の剪断速度における粘度(求
める方法である。 さてスクリュ先端部の圧力波形からijf ’I1.
Lで(ηた粘度は、粘度44゛性みしては一般((,良
ぐ知らイーコでいるように、剪断速度11温度Tの関数
、、I:l、てノJりされる粘度ηの1−ポイン1−(
ifらる1tq断速世、ある温度での粘度)である。こ
の]ボ・1ントの粘I蜆η、。 と、ダ・イからの押出量演qの枯1.!lηの大小の関
係は、同一樹脂が流れ出るのであり、傾向if同 占す
イ“tば、ダ5イ内侘流イーLる粘度も1代下する。(
−の場合両者の低l;の割合を等しいとして、スクリュ
1− [(−!1転数の変化、ずなわち粘度検L[旨(
l≦の剪断速度変化L1 に、J−る粘度変化を補正した粘1班をη吉し、/lを
η 吉い゛)関係式等により補正可能−〈−あるp(K:温
度の関数(この場合一定)、nj沫定叔)、−1しかじ
さら(こ木II度を上げるため((−は、あらかし二め
予想される原料組成の粘JWを、別な物慴測定器て測定
しておき、この葡を記憶し、この粘度、LL演算した】
ボ1ントの粘度を対」1.するく二とにより、刻々押出
さイ1、ている樹脂の粘度を剪断速IW1温度の関数古
し゛C推定して行なう方法がある。なお、粘度の温度の
関数とt−+での取扱いについでは、同一・ov sj
脂かスクリコ内、ダイ内を通過するのであり、両名JL
u過時の樹脂温度は等し、いとして、無視することもて
きる。 次に粘度を特性式として、下式を用いた場合の2つの例
について述−\る。 togη= a。十a、tog i+a、、(toy
7’)2−]−a、、 T +a22T” + a、、
T log 1−−−・@(”0% al、all、
a2、α22、al2 は定式)(D上人7護あらか
じめ他の物性fllll定器で測定した粘度から判明し
ていた吉ずれd:、スクリュ内樹脂圧力から求めた粘度
η。、7″o、T、、(測定した樹脂温度)を代入して 1’!/7/。= a:) +a+l’97”o 十a
11 (l’、q 7’g)2 ト”2T2−+a7.
T、’+a1.T2toyro=、・・−=−・ ■
よりa。を求め(a7、aII、a2、α27、al2
は記憶していた粘性特性式の定数)、・1oの代りlこ
ao を代入した粘度特性式とし、C、イーLをダイ
からの押出量の演j′やをする場合の粘度志して使用す
る。 0図度を無視した場合には、前、1シ■式にηい7″。 を代入し、Tの値を求める3、この求めた′■゛の値T
を代入(2、 toyη= a、、、 十a、 tog;−+−tl、
、 (ttrlわ2 、、、、、、 Qの式づ一1粘性
特性式とし、こイ’t 8=ダイからの押出量の6jl
慢をする場合の粘度とし゛C使用する0 以上の仔)■りの例をLI2明補助古し、で、第2(−
)図、第21図に粘度11L’+性曲線を示した。−0
なお、第2()図は樹脂1.1度を検出し、力断、速度
、温度に対し粘度が変化する割合を、あらかじめ他の測
定器でト;1測した粘度と同等となるよ・う、押出さイ
′している樹脂の粘度を推定する方法を示す1゜丑だ第
21図はあらかじめ他のin+1定器で胴側した粘度力
)、リリ断速度に対し変化する割合と同等となるよう押
出さイア。 ている樹脂の粘度を推定する方法を承引。
きる。 vh)’wi−i Q D = −X F D L) 0式てNはスクリュ回転数を示す。他の形状を示す文字
は第3図、第4図に示しである。またvbはスクリュの
周速であり、V b ) はその周速のZ方向成分を
示す。但し、本式は一般的フルノライトスクリュ(フラ
イ1−条数1条)の場合についてのものである。この古
きスクリュの軸芯に直角な断面でのシリンダ内周方向、
スクリュー溝の接触長さdは、 つて0式より、液相樹脂の搬送されるスクリュ先端のフ
ルフライト部分の樹脂圧力波形をt1測すれば、この部
分を通過する樹脂の粘度は1算てきる。 次に他の粘度を求める方法さして(第2実施例)、液相
樹脂の通過するスクリュ先端部形状を、第8図のような
リードを持たない浅溝形状古し、この部分でのスクリュ
1回転ごとに発生する樹脂II−力波形を4測して求め
る方法かある。この場合第7と簡便化される。 また通常のノルフ′ノイドスクリュ形状部の樹脂圧力波
、i1より粘度を求める方法では、ある一定の押出量を
91)るためには、溝深さは余り浅くてきないか、本力
法の場合には、粘度を求めるために工ここで第1)図は
第8図のX〜X断面図、第10図は第8図(c′lおり
るX−X部分のスクリュゴーの外面展開図、第11図、
第12図、第4−3図は夫々第10図のB−13,C−
C,D〜1〕断面図である。 次に圧力から粘度ηが求めらイー)、る理由を詳細に説
明すると、圧力測定部は第8図に示す如くスクリュ先端
部に、回転力向に開L−」したコの字溝(図では半周の
長さ)が設けらVlでいる。Muも、両ツイF ?:す
土手(IJ) 、脊面りζこ土丁゛(例を有する浅い溝
(〕)(人D A〜Aには土手は無い)を有すイム、今
溶融樹脂がスクリュ部に満されていて、スクリュが回転
すると、溶融樹脂は高粘度なため、シリンダ古溝底(メ
)−(生ずる力断訊抗によって溶融樹脂はコの字溝1(
二押込t;n、:jの字溝の奥程圧力か高くなる。(−
イーとを樹脂圧カル+ (12a)て検出−づると、第
7図の如くなり、圧力P、は用力調位IIイアJSコの
字溝の一番奥、二1−千(ブ)部に傳する寸前の時のも
の、圧力P2は圧力61位11″′、j]が−1の字溝
を通温した後、コの字詩人+1.I A、 = Aに達
する間のものである。 この関係を数式で人わl、たものか前記0式てあり、運
転条件J−△I〕が分イ1ば、粘度η力ゝ求めらイ9・
るもので′ある。なお、第1、第2実7Tii:i例と
も構造(、↓異るん)、粘度測定原理は前記と同一・で
あるC〕さらjこ第1、第2実施例のスクリュ、”yリ
ンダの構造栓(1り変えた構造(第J−4・図)、すな
わち、スクリュ(8)を溝のない円筒形状とし2、シリ
ンダ側に溝(1、flを切った構造部材(15)を敗イ
」りると、この部分のシリンダにr(ダイ・1りだ圧力
泪(12/)) (12C′)の示す樹脂圧力(−1、
も(,1やスフ931回転どI−のの(−7Iり状波形
はtl’l’lかず、第(5図に示J−ような1m−力
波113とム;る(第(5図は押出1幾先嬬部に第14
図((二手リースクリュ、シリンダの横5青を持−)m
台の4(、口1「1川力の時間的変化図)。なお第15
1ンjにノJりずスフIJ 、I輔泊角断1用2点(1
,2h) (L2C)の圧力Aか、(DXのl\i−1
に当る1、−まf(dに対し、〕か対応−d/、、。 従って4案の場合 古なり、粘t−n−を求めるための演多7がか)酪化て
きイJ)(演詩装置の簡略化可能) o j、W J3
.1ノリ断速79 ;についでは簡便的には7・リンダ
、−4クリニ1間の間隙でりえることかてきる。っ またスクリュ先y’iM部のL(−力波形から求め八−
粘度η0 と、ダイからの位jj指の押出量を演nリー
るときに使用する粘1直こついで説明すると、溶融樹脂
の粘度は、測定条f1である剪断速度i(1,6瞥11
度′■゛によって変るので、スクリュのうシ、端部装肖
°てd11]犀した粘度は、ダイへの流量泪算のために
設りられている圧力検出器(9)の位置での樹脂粘度に
換算しなければならない。 溶融樹脂の粘度特性は、ギヤヒラリーレオメータ等の粘
度61]1定器であらかじめ剪断速度iと、温度Tでぞ
の関係4調べでおく(こtl、を粘度特性のベースデー
タとする)0 第20図1.。11例えはギー)・ピラリ−vオフメー
タで旧測した粘度特性み、スクリコ〕〜先端部装置で測
定した粘度か測定法の差(原料組成の変化)により同一
温度、同一剪断速度でも差異か生するので、スクリュ9
一端部装置の実測値でキャビt7リーレオメ・−タの粘
度特性4補+Eする手段を述・\ている〇−また第21
図はスクリュ先端部の粘度測定装置部の温度吉、ダフイ
流入部の圧力検出器(9)位置での温度は同じと見做し
、た場合であり、あらかじめキャピラIJ−1.zオメ
ータ等て% ff1i’1度、剪断速度を変えて特性を
測っておき、スクリュ先端部での成る剪断速度における
実測粘度を、キA・ピラリ−レオメータの相当する温I
J1カーフに近似し、任意の剪断速度における粘度(求
める方法である。 さてスクリュ先端部の圧力波形からijf ’I1.
Lで(ηた粘度は、粘度44゛性みしては一般((,良
ぐ知らイーコでいるように、剪断速度11温度Tの関数
、、I:l、てノJりされる粘度ηの1−ポイン1−(
ifらる1tq断速世、ある温度での粘度)である。こ
の]ボ・1ントの粘I蜆η、。 と、ダ・イからの押出量演qの枯1.!lηの大小の関
係は、同一樹脂が流れ出るのであり、傾向if同 占す
イ“tば、ダ5イ内侘流イーLる粘度も1代下する。(
−の場合両者の低l;の割合を等しいとして、スクリュ
1− [(−!1転数の変化、ずなわち粘度検L[旨(
l≦の剪断速度変化L1 に、J−る粘度変化を補正した粘1班をη吉し、/lを
η 吉い゛)関係式等により補正可能−〈−あるp(K:温
度の関数(この場合一定)、nj沫定叔)、−1しかじ
さら(こ木II度を上げるため((−は、あらかし二め
予想される原料組成の粘JWを、別な物慴測定器て測定
しておき、この葡を記憶し、この粘度、LL演算した】
ボ1ントの粘度を対」1.するく二とにより、刻々押出
さイ1、ている樹脂の粘度を剪断速IW1温度の関数古
し゛C推定して行なう方法がある。なお、粘度の温度の
関数とt−+での取扱いについでは、同一・ov sj
脂かスクリコ内、ダイ内を通過するのであり、両名JL
u過時の樹脂温度は等し、いとして、無視することもて
きる。 次に粘度を特性式として、下式を用いた場合の2つの例
について述−\る。 togη= a。十a、tog i+a、、(toy
7’)2−]−a、、 T +a22T” + a、、
T log 1−−−・@(”0% al、all、
a2、α22、al2 は定式)(D上人7護あらか
じめ他の物性fllll定器で測定した粘度から判明し
ていた吉ずれd:、スクリュ内樹脂圧力から求めた粘度
η。、7″o、T、、(測定した樹脂温度)を代入して 1’!/7/。= a:) +a+l’97”o 十a
11 (l’、q 7’g)2 ト”2T2−+a7.
T、’+a1.T2toyro=、・・−=−・ ■
よりa。を求め(a7、aII、a2、α27、al2
は記憶していた粘性特性式の定数)、・1oの代りlこ
ao を代入した粘度特性式とし、C、イーLをダイ
からの押出量の演j′やをする場合の粘度志して使用す
る。 0図度を無視した場合には、前、1シ■式にηい7″。 を代入し、Tの値を求める3、この求めた′■゛の値T
を代入(2、 toyη= a、、、 十a、 tog;−+−tl、
、 (ttrlわ2 、、、、、、 Qの式づ一1粘性
特性式とし、こイ’t 8=ダイからの押出量の6jl
慢をする場合の粘度とし゛C使用する0 以上の仔)■りの例をLI2明補助古し、で、第2(−
)図、第21図に粘度11L’+性曲線を示した。−0
なお、第2()図は樹脂1.1度を検出し、力断、速度
、温度に対し粘度が変化する割合を、あらかじめ他の測
定器でト;1測した粘度と同等となるよ・う、押出さイ
′している樹脂の粘度を推定する方法を示す1゜丑だ第
21図はあらかじめ他のin+1定器で胴側した粘度力
)、リリ断速度に対し変化する割合と同等となるよう押
出さイア。 ている樹脂の粘度を推定する方法を承引。
第1−図ζ沫従来の押出機にお()る押出量の制御方法
を、B2.明するンステノ・図、第2図は本発明の実施
例を示ず押出機における押出量の制御方法を説明するジ
スデム図、第3図(、:i本発明の第1実施例にお(・
〕るスクリュ先端部を示す断面図、第4・図は第:(図
の展開図、第5図(ま同スクリュ先端部で測定(〜j、
−樹脂圧力波形図、第(5図は第1手図のスクリュにお
りる樹脂圧力の時間的)こ化図、第7図は第8図におけ
るスクリュによる樹脂Lノ二カの時間的変化1″2j1
第8図は本発明の第2実施例におりるシリンダ、スクリ
ュ先☆1h部の断面図、第9図は第8図のX−X断面図
、第10図は第8図におけるX〜X部分のスクリュの外
面展開図、第11図、第12図及び第1:3図は夫々第
10図のB−B、C−C及び゛■〕〜D断面図、第J小
図は本発明の第:3実施例におけるシリンダ、スクリュ
先端部の断面図、第15図は第J・1・図のy −X断
面図、第16図は第14図のY−Y断面でのシリンダ側
溝展開図、第17図、第18図及び第191”2jは人
々第1 (i図のB−B、C−C人びD〜D断面図、第
20図及び第21図(ゴ人々粘度特性曲線を示?lj−
線図、第肥図は従来のA方式の〕l−1ツタ図、第28
図は従来のB方式の71Jツク図、第2・1・図は木元
明力法の1実施例を示すフロック図である0 図の主要部分の説明 1−・・スクリュ駆動用モータ 2・・・ダ−(3・・・ホッパ 4・・・原料樹脂 6・・・ヒータ7・・、シリ
ンダ 8・・・スクリュ9・・・樹脂圧力検出器 10・・・押出量JIiXi’ 12・・・樹
脂圧力計13 、、、演算jlilJ御装置 特 許 出 願人 三菱重工業株式会i−+第4図 I スワリJ1し〕転 8行 問 第7図 開開− 第9図 第14図 B 第15園 □ 第20園 i1ogδ−
を、B2.明するンステノ・図、第2図は本発明の実施
例を示ず押出機における押出量の制御方法を説明するジ
スデム図、第3図(、:i本発明の第1実施例にお(・
〕るスクリュ先端部を示す断面図、第4・図は第:(図
の展開図、第5図(ま同スクリュ先端部で測定(〜j、
−樹脂圧力波形図、第(5図は第1手図のスクリュにお
りる樹脂圧力の時間的)こ化図、第7図は第8図におけ
るスクリュによる樹脂Lノ二カの時間的変化1″2j1
第8図は本発明の第2実施例におりるシリンダ、スクリ
ュ先☆1h部の断面図、第9図は第8図のX−X断面図
、第10図は第8図におけるX〜X部分のスクリュの外
面展開図、第11図、第12図及び第1:3図は夫々第
10図のB−B、C−C及び゛■〕〜D断面図、第J小
図は本発明の第:3実施例におけるシリンダ、スクリュ
先端部の断面図、第15図は第J・1・図のy −X断
面図、第16図は第14図のY−Y断面でのシリンダ側
溝展開図、第17図、第18図及び第191”2jは人
々第1 (i図のB−B、C−C人びD〜D断面図、第
20図及び第21図(ゴ人々粘度特性曲線を示?lj−
線図、第肥図は従来のA方式の〕l−1ツタ図、第28
図は従来のB方式の71Jツク図、第2・1・図は木元
明力法の1実施例を示すフロック図である0 図の主要部分の説明 1−・・スクリュ駆動用モータ 2・・・ダ−(3・・・ホッパ 4・・・原料樹脂 6・・・ヒータ7・・、シリ
ンダ 8・・・スクリュ9・・・樹脂圧力検出器 10・・・押出量JIiXi’ 12・・・樹
脂圧力計13 、、、演算jlilJ御装置 特 許 出 願人 三菱重工業株式会i−+第4図 I スワリJ1し〕転 8行 問 第7図 開開− 第9図 第14図 B 第15園 □ 第20園 i1ogδ−
Claims (1)
- ダイ入口樹脂圧力と、スクリュ先端部シリンダに取付け
た樹脂圧力検出器で測定した圧力から演算して求めた粘
度からダイを通過する押出量を演算し、この演算押出量
が設定した押出量に等しくなるようスクリュの回転数を
制側jすると共に、前記粘度を演カする際、あらかじめ
他の物性測定器で求めでおいた粘度を記憶させておき、
これとスクリュ先端部の樹脂圧力から求めた粘度を対比
させ、前記ダイでの押出量を演嘗する時使用する粘度を
推定するこ吉を特徴杏する押出量の制御方法〇
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57166363A JPS5954538A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 押出量の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57166363A JPS5954538A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 押出量の制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5954538A true JPS5954538A (ja) | 1984-03-29 |
JPS6254654B2 JPS6254654B2 (ja) | 1987-11-16 |
Family
ID=15830003
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57166363A Granted JPS5954538A (ja) | 1982-09-24 | 1982-09-24 | 押出量の制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5954538A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4754413A (en) * | 1985-07-20 | 1988-06-28 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method for operating an extruder |
US4759890A (en) * | 1985-12-21 | 1988-07-26 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Process for monitoring a screw or worm extruder, particularly a pin-cylinder extruder |
US4944903A (en) * | 1986-03-07 | 1990-07-31 | Bo Nilsson | Method for regulating the working and the output of plastic material in extrusion moulding |
US5023030A (en) * | 1988-09-14 | 1991-06-11 | Oy Partek Ab | Method for casting one or several concrete products placed side by side |
JP2006021460A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Japan Steel Works Ltd:The | 熱可塑性樹脂およびその混合物の製造方法および製造装置 |
EP1609581A3 (de) * | 2004-06-25 | 2007-01-03 | Technoplast Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. | Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Thermoplastischem Kunststoff |
-
1982
- 1982-09-24 JP JP57166363A patent/JPS5954538A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US4754413A (en) * | 1985-07-20 | 1988-06-28 | Fried. Krupp Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method for operating an extruder |
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JP2006021460A (ja) * | 2004-07-09 | 2006-01-26 | Japan Steel Works Ltd:The | 熱可塑性樹脂およびその混合物の製造方法および製造装置 |
JP4563739B2 (ja) * | 2004-07-09 | 2010-10-13 | 株式会社日本製鋼所 | 押出成形品の製造方法および製造装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6254654B2 (ja) | 1987-11-16 |
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