JPH06304976A - プラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及びその 装置並びにプラスチック成形方法及び成形機 - Google Patents
プラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及びその 装置並びにプラスチック成形方法及び成形機Info
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 樹脂に与える悪影響がほとんどなく、樹脂の
溶融状態をより的確に検出可能にし、さらにはその検出
結果に基づいて確実な可塑化制御を可能にする。 【構成】 スクリュ１１上に分散形ミキシングエレメン
ト２０を設ける。バレル１０には、分散形ミキシングエ
レメント２０に対向させて温度センサ３１、さらには樹
脂圧力センサ３２を取付ける。これらのセンサ３１，３
２により、分散形ミキシングエレメント２０を通過する
樹脂の温度、圧力を検出して溶融状態を検出し、さらに
は可塑化条件を制御する。
溶融状態をより的確に検出可能にし、さらにはその検出
結果に基づいて確実な可塑化制御を可能にする。 【構成】 スクリュ１１上に分散形ミキシングエレメン
ト２０を設ける。バレル１０には、分散形ミキシングエ
レメント２０に対向させて温度センサ３１、さらには樹
脂圧力センサ３２を取付ける。これらのセンサ３１，３
２により、分散形ミキシングエレメント２０を通過する
樹脂の温度、圧力を検出して溶融状態を検出し、さらに
は可塑化条件を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック成形方法
及び成形機に係り、特にバレルとスクリュによる樹脂の
溶融状態の検出方法及び装置と、同検出に基づいて可塑
化を制御するようにしたプラスチック成形方法及び成形
機に関する。
及び成形機に係り、特にバレルとスクリュによる樹脂の
溶融状態の検出方法及び装置と、同検出に基づいて可塑
化を制御するようにしたプラスチック成形方法及び成形
機に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、生産用のプラスチック成形機にお
いては、樹脂の溶融状態を確実に検出することができな
かった。従来の溶融状態検出としては、スクリュ先端部
以後の樹脂流路中の代表点の樹脂温度を熱電対等によっ
て測定する方法が一般的に採用され、また、特公平２−
５８０９２号公報のように溶融部（相遷移部）における
樹脂圧力を検出し、その出力波形から溶融状態を間接的
に推測する方法が提案されている。
いては、樹脂の溶融状態を確実に検出することができな
かった。従来の溶融状態検出としては、スクリュ先端部
以後の樹脂流路中の代表点の樹脂温度を熱電対等によっ
て測定する方法が一般的に採用され、また、特公平２−
５８０９２号公報のように溶融部（相遷移部）における
樹脂圧力を検出し、その出力波形から溶融状態を間接的
に推測する方法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】スクリュ先端部以後の
樹脂温度を測定する方法は、測定点を通過する流線上の
樹脂温度の時系列的変動を知ることはできるが、通過部
の内部の樹脂温度の測定はできないため、通過する樹脂
の全体の状態を知ることができない。また、溶融がスク
リュ上の所望の位置で行われているか否かを知ることが
できない。
樹脂温度を測定する方法は、測定点を通過する流線上の
樹脂温度の時系列的変動を知ることはできるが、通過部
の内部の樹脂温度の測定はできないため、通過する樹脂
の全体の状態を知ることができない。また、溶融がスク
リュ上の所望の位置で行われているか否かを知ることが
できない。
【０００４】上記の樹脂圧力を測定する方法は、スクリ
ュの中途における溶融状態を検出することはできるが、
樹脂圧力と溶融状態との関係は直接的な関係ではないた
め、樹脂温度の測定による方法と比較して溶融状態の検
出をより正確に行うことができない欠点を有していた。
ュの中途における溶融状態を検出することはできるが、
樹脂圧力と溶融状態との関係は直接的な関係ではないた
め、樹脂温度の測定による方法と比較して溶融状態の検
出をより正確に行うことができない欠点を有していた。
【０００５】本発明者らは、上記の課題を解決するた
め、スクリュ溝内の樹脂温度を、バレルに設けた温度セ
ンサで検出し、スクリュ溝内の樹脂温度のプロファイル
から樹脂の溶融状態を把握することを提案した（特願平
４−２０８４１０号）。この方法によれば、樹脂の溶融
状態を相当程度正確に把握可能であるが、スクリュ溝が
比較的深い場合には、スクリュ溝内の全断面にわたる樹
脂の溶融状態をより確実に検出することができない欠点
がある。
め、スクリュ溝内の樹脂温度を、バレルに設けた温度セ
ンサで検出し、スクリュ溝内の樹脂温度のプロファイル
から樹脂の溶融状態を把握することを提案した（特願平
４−２０８４１０号）。この方法によれば、樹脂の溶融
状態を相当程度正確に把握可能であるが、スクリュ溝が
比較的深い場合には、スクリュ溝内の全断面にわたる樹
脂の溶融状態をより確実に検出することができない欠点
がある。
【０００６】本発明は、前述したような欠点を解決し、
スクリュの中途から先端までの予め定めた所望の検出位
置において、樹脂の溶融状態をより正確に検出すること
のできるプラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及
びその装置と、この検出に基づいて樹脂の可塑化をより
確実に行うことのできるプラスチック成形方法及び成形
機と、を提供することを目的としている。
スクリュの中途から先端までの予め定めた所望の検出位
置において、樹脂の溶融状態をより正確に検出すること
のできるプラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及
びその装置と、この検出に基づいて樹脂の可塑化をより
確実に行うことのできるプラスチック成形方法及び成形
機と、を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明は、バレルと、このバレルに嵌入されたスク
リュと、によって樹脂を溶融混練して送り出すプラスチ
ック成形機の樹脂溶融状態検出方法において、スクリュ
の中途から先端までの間の所望の検出位置に分散形ミキ
シングエレメントを配置し、この分散形ミキシングエレ
メント部を通過する樹脂の温度を、バレルに設けた温度
センサによって検出し、この検出によって得られた温度
情報から樹脂の溶融状態を把握するようにしたものであ
る。
めの本発明は、バレルと、このバレルに嵌入されたスク
リュと、によって樹脂を溶融混練して送り出すプラスチ
ック成形機の樹脂溶融状態検出方法において、スクリュ
の中途から先端までの間の所望の検出位置に分散形ミキ
シングエレメントを配置し、この分散形ミキシングエレ
メント部を通過する樹脂の温度を、バレルに設けた温度
センサによって検出し、この検出によって得られた温度
情報から樹脂の溶融状態を把握するようにしたものであ
る。
【０００８】なお、上記温度の検出と共にスクリュの回
転角位置を検出して温度情報をスクリュの回転角位置に
同期させることが好ましい。さらに、分散形ミキシング
エレメント部を通過する樹脂の圧力を、バレルに設けた
樹脂圧力センサによって検出し、この検出によって得ら
れた圧力情報を加えて樹脂の溶融状態を把握することが
好ましい。
転角位置を検出して温度情報をスクリュの回転角位置に
同期させることが好ましい。さらに、分散形ミキシング
エレメント部を通過する樹脂の圧力を、バレルに設けた
樹脂圧力センサによって検出し、この検出によって得ら
れた圧力情報を加えて樹脂の溶融状態を把握することが
好ましい。
【０００９】また、本発明は、バレルと、このバレルに
嵌入されたスクリュと、によって樹脂を溶融混練して送
り出すプラスチック成形機の樹脂溶融状態検出装置にお
いて、スクリュの中途から先端までの所望の検出位置に
配置された分散形ミキシングエレメントと、この分散形
ミキシングエレメントに対向させてバレルに取付けられ
た温度センサを含む樹脂温度検出装置と、を具備させた
ものである。
嵌入されたスクリュと、によって樹脂を溶融混練して送
り出すプラスチック成形機の樹脂溶融状態検出装置にお
いて、スクリュの中途から先端までの所望の検出位置に
配置された分散形ミキシングエレメントと、この分散形
ミキシングエレメントに対向させてバレルに取付けられ
た温度センサを含む樹脂温度検出装置と、を具備させた
ものである。
【００１０】なお、上記スクリュ又はその駆動系にスク
リュの回転角位置検出装置を設け、樹脂温度検出装置か
らの出力を回転角位置検出装置から得られるスクリュの
回転角位置に同期させるように構成することが好まし
い。さらに、温度センサと対をなして、前記分散形ミキ
シングエレメントに対向させてバレルに取付けられた樹
脂圧力センサを含む樹脂圧力検出装置を具備させること
が好ましい。
リュの回転角位置検出装置を設け、樹脂温度検出装置か
らの出力を回転角位置検出装置から得られるスクリュの
回転角位置に同期させるように構成することが好まし
い。さらに、温度センサと対をなして、前記分散形ミキ
シングエレメントに対向させてバレルに取付けられた樹
脂圧力センサを含む樹脂圧力検出装置を具備させること
が好ましい。
【００１１】さらにまた、本発明は、バレルと、このバ
レルに嵌入されたスクリュと、によって樹脂を溶融混練
して送り出すプラスチック成形方法において、スクリュ
の中途から先端までの間の所望の検出位置に分散形ミキ
シングエレメントを配置し、この分散形ミキシングエレ
メント部を通過する樹脂の温度を、バレルに設けた温度
センサによって検出し、この検出によって得られた温度
情報に基づいてスクリュの回転数、前記バレルの温度、
ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくともいずれか
１つを制御するようにしたものである。
レルに嵌入されたスクリュと、によって樹脂を溶融混練
して送り出すプラスチック成形方法において、スクリュ
の中途から先端までの間の所望の検出位置に分散形ミキ
シングエレメントを配置し、この分散形ミキシングエレ
メント部を通過する樹脂の温度を、バレルに設けた温度
センサによって検出し、この検出によって得られた温度
情報に基づいてスクリュの回転数、前記バレルの温度、
ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくともいずれか
１つを制御するようにしたものである。
【００１２】なお、このプラスチック成形方法において
も、温度の検出と共にスクリュの回転角位置を検出して
前記温度情報をスクリュの回転角位置に同期させること
が好ましい。さらに、分散形ミキシングエレメント部を
通過する樹脂の圧力を、バレルに設けた樹脂圧力センサ
によって検出し、この検出によって得られた圧力情報と
前記温度情報とに基づいてスクリュの回転数、バレルの
温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくともい
ずれか１つを制御することが好ましい。
も、温度の検出と共にスクリュの回転角位置を検出して
前記温度情報をスクリュの回転角位置に同期させること
が好ましい。さらに、分散形ミキシングエレメント部を
通過する樹脂の圧力を、バレルに設けた樹脂圧力センサ
によって検出し、この検出によって得られた圧力情報と
前記温度情報とに基づいてスクリュの回転数、バレルの
温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくともい
ずれか１つを制御することが好ましい。
【００１３】さらにまた、本発明は、バレルと、このバ
レルに嵌入されたスクリュと、によって樹脂を溶融混練
して送り出すプラスチック成形機において、スクリュの
中途から先端までの所望の検出位置に配置された分散形
ミキシングエレメントと、この分散形ミキシングエレメ
ントに対向させてバレルに取付けられた温度センサを含
む樹脂温度検出装置と、この樹脂温度検出装置からの出
力を温度情報として取込み、この温度情報に対して予め
与えられた関係に基づいてスクリュの回転数、バレルの
温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくともい
ずれか１つを制御する制御装置と、を具備させたもので
ある。
レルに嵌入されたスクリュと、によって樹脂を溶融混練
して送り出すプラスチック成形機において、スクリュの
中途から先端までの所望の検出位置に配置された分散形
ミキシングエレメントと、この分散形ミキシングエレメ
ントに対向させてバレルに取付けられた温度センサを含
む樹脂温度検出装置と、この樹脂温度検出装置からの出
力を温度情報として取込み、この温度情報に対して予め
与えられた関係に基づいてスクリュの回転数、バレルの
温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくともい
ずれか１つを制御する制御装置と、を具備させたもので
ある。
【００１４】なお、このプラスチック成形機において
も、上記スクリュ又はその駆動系にスクリュの回転角位
置検出装置を設け、温度情報を回転角位置検出装置から
得られるスクリュの回転角位置に同期させるように構成
することが好ましい。さらに、温度センサと対をなし
て、分散形ミキシングエレメントに対向させてバレルに
取付けられた樹脂圧力センサを含む樹脂圧力検出装置を
設け、制御装置は、樹脂圧力検出装置からの出力を圧力
情報として取込み、この圧力情報と温度情報とに基づい
てスクリュの回転数、バレルの温度、ヘッド部樹脂圧力
及び樹脂供給量の少なくともいずれか１つを制御するよ
うに構成することが好ましい。
も、上記スクリュ又はその駆動系にスクリュの回転角位
置検出装置を設け、温度情報を回転角位置検出装置から
得られるスクリュの回転角位置に同期させるように構成
することが好ましい。さらに、温度センサと対をなし
て、分散形ミキシングエレメントに対向させてバレルに
取付けられた樹脂圧力センサを含む樹脂圧力検出装置を
設け、制御装置は、樹脂圧力検出装置からの出力を圧力
情報として取込み、この圧力情報と温度情報とに基づい
てスクリュの回転数、バレルの温度、ヘッド部樹脂圧力
及び樹脂供給量の少なくともいずれか１つを制御するよ
うに構成することが好ましい。
【００１５】
【作用】分散形ミキシングエレメントは、公知のように
スクリュの中途又は先端に設けられたブリスターリング
又はディスパージョンリングと呼ばれる大径円筒部から
なるもの、さらにはこの大径円筒部の表面に複数の溝を
設けてなるものなどであり、樹脂をバレル内面に沿った
比較的狭いすき間を通すようになっている。このすき間
及び上記溝を通過する樹脂は、比較的厚さの薄い樹脂流
となるため、ここを通過する樹脂のほぼ全体の温度が、
バレルに設けた温度センサによって検出される。樹脂の
温度と溶融状態は対応関係にあるため、検出した温度情
報から樹脂の溶融状態を通過する樹脂のほぼ全体につい
て把握することができる。
スクリュの中途又は先端に設けられたブリスターリング
又はディスパージョンリングと呼ばれる大径円筒部から
なるもの、さらにはこの大径円筒部の表面に複数の溝を
設けてなるものなどであり、樹脂をバレル内面に沿った
比較的狭いすき間を通すようになっている。このすき間
及び上記溝を通過する樹脂は、比較的厚さの薄い樹脂流
となるため、ここを通過する樹脂のほぼ全体の温度が、
バレルに設けた温度センサによって検出される。樹脂の
温度と溶融状態は対応関係にあるため、検出した温度情
報から樹脂の溶融状態を通過する樹脂のほぼ全体につい
て把握することができる。
【００１６】分散形ミキシングエレメントの円周上にお
ける回転角位置は、上流側のスクリュ溝と一定の関係に
あるため、温度情報をスクリュの回転角位置と同期させ
ることにより、スクリュ溝内における樹脂の溶融状態の
分布を知ることができる。
ける回転角位置は、上流側のスクリュ溝と一定の関係に
あるため、温度情報をスクリュの回転角位置と同期させ
ることにより、スクリュ溝内における樹脂の溶融状態の
分布を知ることができる。
【００１７】また、分散形ミキシングエレメント部を通
過する樹脂圧力を検出すれば、溶融状態をより確実に把
握することができると共に、スクリュ溝内における樹脂
の充填状態をも知ることができる。
過する樹脂圧力を検出すれば、溶融状態をより確実に把
握することができると共に、スクリュ溝内における樹脂
の充填状態をも知ることができる。
【００１８】さらにまた、樹脂の可塑化（溶融化）は、
スクリュの回転数、バレルの温度、ヘッド部樹脂圧力及
び樹脂供給量に関係している。そこで、これらと温度情
報さらには圧力情報との関係を予め制御装置に与えてお
き、検出した温度情報さらには圧力情報に基づいて上記
スクリュの回転数等を制御することにより、樹脂を所望
の溶融状態にして分散形ミキシングエレメントの下流側
へ送り出すことができる。
スクリュの回転数、バレルの温度、ヘッド部樹脂圧力及
び樹脂供給量に関係している。そこで、これらと温度情
報さらには圧力情報との関係を予め制御装置に与えてお
き、検出した温度情報さらには圧力情報に基づいて上記
スクリュの回転数等を制御することにより、樹脂を所望
の溶融状態にして分散形ミキシングエレメントの下流側
へ送り出すことができる。
【００１９】
【実施例】以下本発明の実施例について図１ないし図６
を参照して説明する。図１において、１０はバレルであ
り、スクリュ１１を嵌入している。バレル１０の先端に
はＴダイ１３が取付けられている。スクリュ１１は、減
速機１４を介してモータ１５により適宜な回転数で回転
されるようになっている。
を参照して説明する。図１において、１０はバレルであ
り、スクリュ１１を嵌入している。バレル１０の先端に
はＴダイ１３が取付けられている。スクリュ１１は、減
速機１４を介してモータ１５により適宜な回転数で回転
されるようになっている。
【００２０】バレル１０の外周には複数のヒータ１６が
装着され、バレル１０の元端寄りにはホッパ１７が設け
られている。これらのヒータ１６に対しては、外部冷却
用のファン１８が設けられている。各ヒータ１６とファ
ン１８は、後述するように、制御装置（ＣＰＵ）３７に
より出力インタフェース４５及び分配制御器４７を介し
てそれぞれ作動される温度コントローラ１９によって、
選択的に作動されると共にその出力を制御され、各ヒー
タ１６の部分毎にバレル１０の温度を所定値に保つよう
になっている。
装着され、バレル１０の元端寄りにはホッパ１７が設け
られている。これらのヒータ１６に対しては、外部冷却
用のファン１８が設けられている。各ヒータ１６とファ
ン１８は、後述するように、制御装置（ＣＰＵ）３７に
より出力インタフェース４５及び分配制御器４７を介し
てそれぞれ作動される温度コントローラ１９によって、
選択的に作動されると共にその出力を制御され、各ヒー
タ１６の部分毎にバレル１０の温度を所定値に保つよう
になっている。
【００２１】スクリュ１１は、主フライト１２Ａと副フ
ライト１２Ｂとを有するバリヤ形であり、図２に一部を
拡大して示すように、副フライト１２Ｂの終端の下流位
置に分散形ミキシングエレメント２０が設けられてい
る。本実施例における分散形ミキシングエレメント２０
は、ディスパージョンリング２１の表面に適宜なねじれ
角をもって流入溝２２と流出溝２３を交互に複数本設け
たものである。
ライト１２Ｂとを有するバリヤ形であり、図２に一部を
拡大して示すように、副フライト１２Ｂの終端の下流位
置に分散形ミキシングエレメント２０が設けられてい
る。本実施例における分散形ミキシングエレメント２０
は、ディスパージョンリング２１の表面に適宜なねじれ
角をもって流入溝２２と流出溝２３を交互に複数本設け
たものである。
【００２２】分散形ミキシングエレメント２０の軸方向
のほぼ中央に位置されて温度センサ３１と樹脂圧力セン
サ３２がバレル１０に取付けられている。両センサ３
１，３２は、先端が分散形ミキシングエレメント２０の
外周に対向され、該先端の前を通過していく樹脂の温度
と圧力をそれぞれ検出するようになっている。
のほぼ中央に位置されて温度センサ３１と樹脂圧力セン
サ３２がバレル１０に取付けられている。両センサ３
１，３２は、先端が分散形ミキシングエレメント２０の
外周に対向され、該先端の前を通過していく樹脂の温度
と圧力をそれぞれ検出するようになっている。
【００２３】温度センサ３１は、これと共に樹脂温度検
出装置を構成する信号処理器３３に接続され、樹脂圧力
センサ３２は、これと共に樹脂圧力検出装置を構成する
信号処理器３４に接続され、これらは切換器３５によっ
て選択的にＡ／Ｄ変換器３６を介して制御装置（ＣＰ
Ｕ）３７に接続されるようになっている。切換器３５と
Ａ／Ｄ変換器３６は、制御装置３７から切換信号とトリ
ガ信号をそれぞれ与えられる。
出装置を構成する信号処理器３３に接続され、樹脂圧力
センサ３２は、これと共に樹脂圧力検出装置を構成する
信号処理器３４に接続され、これらは切換器３５によっ
て選択的にＡ／Ｄ変換器３６を介して制御装置（ＣＰ
Ｕ）３７に接続されるようになっている。切換器３５と
Ａ／Ｄ変換器３６は、制御装置３７から切換信号とトリ
ガ信号をそれぞれ与えられる。
【００２４】スクリュ１１の元端には、スクリュ回転角
位置例えば原点を検出するための表示部材３８が取付け
られ、これと対をなして位置センサ３９が取付けられて
いる。位置センサ３９は、これ及び表示部材３８と共に
スクリュ１１の回転角位置検出装置を構成する信号処理
器４０を介して制御装置３７に接続されている。
位置例えば原点を検出するための表示部材３８が取付け
られ、これと対をなして位置センサ３９が取付けられて
いる。位置センサ３９は、これ及び表示部材３８と共に
スクリュ１１の回転角位置検出装置を構成する信号処理
器４０を介して制御装置３７に接続されている。
【００２５】図３は、制御装置３７によって行われる処
理プログラムのゼネラルフローチャートである。ステッ
プ（ＳＴ）１のサンプリング条件設定は、温度センサ３
１及び樹脂圧力センサ３２からの出力を取り込むタイミ
ングや時間等を予め設定するものである。
理プログラムのゼネラルフローチャートである。ステッ
プ（ＳＴ）１のサンプリング条件設定は、温度センサ３
１及び樹脂圧力センサ３２からの出力を取り込むタイミ
ングや時間等を予め設定するものである。
【００２６】ＳＴ２のサンプリングは、ＳＴ１の設定に
従って樹脂温度及び樹脂圧力をセンサ３１，３２から取
り込むと同時に、スクリュ回転数（ｒ，ｐ，ｍ）、バレ
ル温度、位置センサ３９の出力等の関連データを取り込
む。
従って樹脂温度及び樹脂圧力をセンサ３１，３２から取
り込むと同時に、スクリュ回転数（ｒ，ｐ，ｍ）、バレ
ル温度、位置センサ３９の出力等の関連データを取り込
む。
【００２７】ＳＴ３は、予め設定れたサンプリング回数
（スクリュの１回転分を１とする）のサンプリングを行
ったか否かを判定し、ＳＴ４は、ＳＴ２において取り込
んだスクリュ回転数（ｒ，ｐ，ｍ）及び位置センサ３９
の出力により、流入溝２２及び流出溝２３の位置を判定
し、両センサ３１，３２からの出力をスクリュ１１の回
転角位置に同期させる。
（スクリュの１回転分を１とする）のサンプリングを行
ったか否かを判定し、ＳＴ４は、ＳＴ２において取り込
んだスクリュ回転数（ｒ，ｐ，ｍ）及び位置センサ３９
の出力により、流入溝２２及び流出溝２３の位置を判定
し、両センサ３１，３２からの出力をスクリュ１１の回
転角位置に同期させる。
【００２８】ＳＴ５は、両センサ３１，３２から取り込
んだ温度及び圧力を、ＳＴ４で求めた溝位置に対応させ
て、後述する図４ないし図６に示すように、グラフィッ
ク表示する。なお、このグラフィック表示は、図１に示
すＣＲＴディスプレイ４２やプリンタ４３等の出力機器
で行なわれ、そのデータは内部メモリ４１やフロッピデ
ィスク４４等の外部メモリに記憶される。
んだ温度及び圧力を、ＳＴ４で求めた溝位置に対応させ
て、後述する図４ないし図６に示すように、グラフィッ
ク表示する。なお、このグラフィック表示は、図１に示
すＣＲＴディスプレイ４２やプリンタ４３等の出力機器
で行なわれ、そのデータは内部メモリ４１やフロッピデ
ィスク４４等の外部メモリに記憶される。
【００２９】ＳＴ６は、ＳＴ５の表示用データから図４
ないし図６に示す平均温度ＴR 、温度差Ｒ、標準偏差σ
等の代表値を算定し、表示し、さらには内部メモリ４１
またはフロッピディスク４４に記憶させる。
ないし図６に示す平均温度ＴR 、温度差Ｒ、標準偏差σ
等の代表値を算定し、表示し、さらには内部メモリ４１
またはフロッピディスク４４に記憶させる。
【００３０】ＳＴ７は、上記代表値と、予め設定された
許容値との比較演算を行い、ＳＴ８において、樹脂の溶
融状態の診断を行う。この結果により、ＳＴ９におい
て、警報、制御などの外部出力が行われる。なお、この
外部出力は、図１に示す出力インタフェース４５を介し
て警報器４６やバレル温度制御用の温度コントローラ１
９に対する分配制御器４７等に与えられる。
許容値との比較演算を行い、ＳＴ８において、樹脂の溶
融状態の診断を行う。この結果により、ＳＴ９におい
て、警報、制御などの外部出力が行われる。なお、この
外部出力は、図１に示す出力インタフェース４５を介し
て警報器４６やバレル温度制御用の温度コントローラ１
９に対する分配制御器４７等に与えられる。
【００３１】ＳＴ９において行われる制御は、上記バレ
ル温度の制御のほか、スクリュ１１の回転数、バレル１
０の先端とＴダイ１３の間に設けた図示しない絞り弁に
よるヘッド部樹脂圧力またはホッパ１７からの樹脂供給
量のいずれか１つないし複数を、ＳＴ８の診断結果との
関係において予め定めたように制御、すなわち溶融不足
のときには、バレル温度を上げ、スクリュ回転数を下
げ、ヘッド部樹脂圧力を上げ、樹脂供給量を下げるよう
にする。
ル温度の制御のほか、スクリュ１１の回転数、バレル１
０の先端とＴダイ１３の間に設けた図示しない絞り弁に
よるヘッド部樹脂圧力またはホッパ１７からの樹脂供給
量のいずれか１つないし複数を、ＳＴ８の診断結果との
関係において予め定めたように制御、すなわち溶融不足
のときには、バレル温度を上げ、スクリュ回転数を下
げ、ヘッド部樹脂圧力を上げ、樹脂供給量を下げるよう
にする。
【００３２】次いで本装置の作用を、具体的な運転例を
上げて説明する。使用したプラスチック成形機は、単軸
押出機であり、スクリュ１１は、直径：９０mm、Ｌ／Ｄ
（スクリュ長／スクリュ直径）：３２のバリヤ形で、分
散形ミキシングエレメント２０の溝数は流入溝２２と流
出溝２３がそれぞれ５本の計１０本である。
上げて説明する。使用したプラスチック成形機は、単軸
押出機であり、スクリュ１１は、直径：９０mm、Ｌ／Ｄ
（スクリュ長／スクリュ直径）：３２のバリヤ形で、分
散形ミキシングエレメント２０の溝数は流入溝２２と流
出溝２３がそれぞれ５本の計１０本である。
【００３３】温度センサ３１は赤外線放射温度計（波長
２〜２．７μｍ、応答速度１０ｍＳ、プローブ径３．８
mm、測定深度２〜３mm）、樹脂圧力センサ３２は標準的
ダイヤフラム／ストレンゲージ式である。
２〜２．７μｍ、応答速度１０ｍＳ、プローブ径３．８
mm、測定深度２〜３mm）、樹脂圧力センサ３２は標準的
ダイヤフラム／ストレンゲージ式である。
【００３４】使用樹脂は、ポリプロピレン（ＰＰ）で、
流動特性値はＭＦＲ６（全ペレット）である。
流動特性値はＭＦＲ６（全ペレット）である。
【００３５】バレル１０の設定温度は、全長を６ゾーン
に分け、上流側からヘッド部に向って順に２００，２２
０，２４０，２４０，２２０，２１０℃とした。
に分け、上流側からヘッド部に向って順に２００，２２
０，２４０，２４０，２２０，２１０℃とした。
【００３６】図４ないし図６は、いずれも上記条件のも
とで、スクリュ回転数をそれぞれ１６０，１３０，４５
ｒ．ｐ．ｍとした場合の、樹脂圧力，樹脂温度及び代表
値（平均温度（ＴR ），温度差（Ｒ），標準偏差
（σ））を示している。
とで、スクリュ回転数をそれぞれ１６０，１３０，４５
ｒ．ｐ．ｍとした場合の、樹脂圧力，樹脂温度及び代表
値（平均温度（ＴR ），温度差（Ｒ），標準偏差
（σ））を示している。
【００３７】図４のスクリュ回転数が１６０ｒ．ｐ．ｍ
の場合は、流入溝２２のＮｏ．３，Ｎｏ．４の部分（図
４における「入３」、「入４」）の樹脂温度が低く、流
入溝２２のＮｏ．１，Ｎｏ．５の部分は高い。これは、
低温の不完全溶融樹脂が上流のソリッド溝から連続的な
帯状を成してＮｏ．３，Ｎｏ．４の流入溝２２に流入
し、ほぼ完全に溶融した樹脂が上流のメルト溝からＮ
ｏ．１，Ｎｏ．５の流入溝２２に流入していると判断さ
れる。また、Ｎｏ．２の流入溝２２の温度は、高低のバ
ラツキがある。これは、ソリッドベッドのブレークアッ
プが生じている可能性があることを示している。
の場合は、流入溝２２のＮｏ．３，Ｎｏ．４の部分（図
４における「入３」、「入４」）の樹脂温度が低く、流
入溝２２のＮｏ．１，Ｎｏ．５の部分は高い。これは、
低温の不完全溶融樹脂が上流のソリッド溝から連続的な
帯状を成してＮｏ．３，Ｎｏ．４の流入溝２２に流入
し、ほぼ完全に溶融した樹脂が上流のメルト溝からＮ
ｏ．１，Ｎｏ．５の流入溝２２に流入していると判断さ
れる。また、Ｎｏ．２の流入溝２２の温度は、高低のバ
ラツキがある。これは、ソリッドベッドのブレークアッ
プが生じている可能性があることを示している。
【００３８】なお、流出溝２３は、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５
の温度が平均化され、平均値的に流入溝２２内の温度よ
り上昇して、分散形ミキシングエレメントの効果が発揮
されていることを示しているが、Ｎｏ．３，Ｎｏ．４の
流入溝２２からＮｏ．３，Ｎｏ．４の流出溝２３へ不完
全溶融樹脂の一部が流出しているためか、押出成形され
る製品にフィッシュアイやフローマーク等の欠陥を生じ
た。
の温度が平均化され、平均値的に流入溝２２内の温度よ
り上昇して、分散形ミキシングエレメントの効果が発揮
されていることを示しているが、Ｎｏ．３，Ｎｏ．４の
流入溝２２からＮｏ．３，Ｎｏ．４の流出溝２３へ不完
全溶融樹脂の一部が流出しているためか、押出成形され
る製品にフィッシュアイやフローマーク等の欠陥を生じ
た。
【００３９】また、流入溝２２内の樹脂圧力は、いずれ
も流出溝２３の樹脂圧力より高く、特にＮｏ．３，Ｎ
ｏ．４の流入溝２２内の樹脂圧力が高く、全体的にバラ
ツキがある。これは各流入溝２２に樹脂が充分充満して
おり、不完全溶融状態の樹脂ほど圧力が高くなることを
示している。
も流出溝２３の樹脂圧力より高く、特にＮｏ．３，Ｎ
ｏ．４の流入溝２２内の樹脂圧力が高く、全体的にバラ
ツキがある。これは各流入溝２２に樹脂が充分充満して
おり、不完全溶融状態の樹脂ほど圧力が高くなることを
示している。
【００４０】上記のように図４に示す例は、不完全溶融
状態であることが明らかに判明し、スクリュ溝内におけ
る溶融状態の分布をも把握することができる。
状態であることが明らかに判明し、スクリュ溝内におけ
る溶融状態の分布をも把握することができる。
【００４１】図５は、スクリュ回転数を１３０ｒ．ｐ．
ｍに低下させ、他の条件は図４と同一とした場合であ
る。この図５から明らかなように、スクリュ回転数を低
下させることにより、不完全溶融状態が改善されること
がわかる。
ｍに低下させ、他の条件は図４と同一とした場合であ
る。この図５から明らかなように、スクリュ回転数を低
下させることにより、不完全溶融状態が改善されること
がわかる。
【００４２】図６は、スクリュ回転数を４５ｒ．ｐ．ｍ
まで低下させ、他の条件は図４、図５と同一とした場合
である。この場合には、図６から明らかなように、樹脂
温度の標準偏差σは、流入溝２２及び流出溝２３のいず
れにおいてもほぼ零であり、ほぼ完全に溶融しているこ
とがわかる。
まで低下させ、他の条件は図４、図５と同一とした場合
である。この場合には、図６から明らかなように、樹脂
温度の標準偏差σは、流入溝２２及び流出溝２３のいず
れにおいてもほぼ零であり、ほぼ完全に溶融しているこ
とがわかる。
【００４３】上記運転例では、スクリュ回転数を変化さ
せることによる溶融状態の変化の例を示したが、溶融状
態は、バレル温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量を
変化させることによっても変化するため、これらを溶融
のための可塑化制御の制御対象とすることにより、所望
の溶融状態を得ることができる。
せることによる溶融状態の変化の例を示したが、溶融状
態は、バレル温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量を
変化させることによっても変化するため、これらを溶融
のための可塑化制御の制御対象とすることにより、所望
の溶融状態を得ることができる。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、可塑
化されて送り出される樹脂の溶融状態を極めて的確に検
出することができ、この検出のために及ぼす悪影響もほ
とんどないため、実機に採用可能であり、溶融状態の診
断はもとより実機におけるプラスチック成形の可塑化を
上記検出結果に基づいて制御することにより、より良好
な成形が可能となる効果が得られる。
化されて送り出される樹脂の溶融状態を極めて的確に検
出することができ、この検出のために及ぼす悪影響もほ
とんどないため、実機に採用可能であり、溶融状態の診
断はもとより実機におけるプラスチック成形の可塑化を
上記検出結果に基づいて制御することにより、より良好
な成形が可能となる効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例を示す概要構成図である。
【図２】図１の一部拡大図である。
【図３】制御装置（ＣＰＵ）による処理プログラムのゼ
ネラルフローチャートである。
ネラルフローチャートである。
【図４】本発明により検出された樹脂圧力、樹脂温度及
び代表値の一例を示す図である。
び代表値の一例を示す図である。
【図５】スクリュ回転数を変えた場合の図４と同様の図
である。
である。
【図６】スクリュ回転数をさらに変化させた場合の図４
と同様の図である。
と同様の図である。
１０ バレル １１ スクリュ １９ 温度コントローラ ２０ 分散形ミキシングエレメント ２１ ディスパージョンリング ２２ 流入溝 ２３ 流出溝 ３１ 温度センサ ３２ 樹脂圧力センサ ３７ 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井口 勝啓 静岡県沼津市大岡2068−３ 東芝機械株式 会社沼津事業所内
Claims (12)
- 【請求項１】 バレルと、同バレルに嵌入されたスクリ
ュと、によって樹脂を溶融混練して送り出すプラスチッ
ク成形機の樹脂溶融状態検出方法において、前記スクリ
ュの中途から先端までの間の所望の検出位置に分散形ミ
キシングエレメントを配置し、この分散形ミキシングエ
レメント部を通過する樹脂の温度を、バレルに設けた温
度センサによって検出し、この検出によって得られた温
度情報から樹脂の溶融状態を把握することを特徴とする
プラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法。 - 【請求項２】 前記スクリュの回転角位置を検出して前
記温度情報をスクリュの回転角位置に同期させることを
特徴とする請求項１記載のプラスチック成形機の樹脂溶
融状態検出方法。 - 【請求項３】 前記分散形ミキシングエレメント部を通
過する樹脂の圧力を、バレルに設けた樹脂圧力センサに
よって検出し、この検出によって得られた圧力情報を加
えて樹脂の溶融状態を把握することを特徴とする請求項
１又は２記載のプラスチック成形機の樹脂溶融状態検出
方法。 - 【請求項４】 バレルと、同バレルに嵌入されたスクリ
ュと、によって樹脂を溶融混練して送り出すプラスチッ
ク成形機の樹脂溶融状態検出装置において、 前記スクリュの中途から先端までの所望の検出位置に配
置された分散形ミキシングエレメントと、 同分散形ミキシングエレメントに対向させて前記バレル
に取付けられた温度センサを含む樹脂温度検出装置と、 を具備することを特徴とするプラスチック成形機の樹脂
溶融状態検出装置。 - 【請求項５】 スクリュ又はその駆動系に設けられたス
クリュの回転角位置検出装置を有すると共に、 前記樹脂温度検出装置からの出力を該回転角位置検出装
置から得られるスクリュの回転角位置に同期させるよう
に構成されていることを特徴とする請求項４記載のプラ
スチック成形機の樹脂溶融状態検出装置。 - 【請求項６】 前記温度センサと対をなして、前記分散
形ミキシングエレメントに対向させて前記バレルに取付
けられた樹脂圧力センサを含む樹脂圧力検出装置を具備
することを特徴とする請求項４又は５記載のプラスチッ
ク成形機の樹脂溶融状態検出装置。 - 【請求項７】 バレルと、同バレルに嵌入されたスクリ
ュと、によって樹脂を溶融混練して送り出すプラスチッ
ク成形方法において、前記スクリュの中途から先端まで
の間の所望の検出位置に分散形ミキシングエレメントを
配置し、この分散形ミキシングエレメント部を通過する
樹脂の温度を、バレルに設けた温度センサによって検出
し、この検出によって得られた温度情報に基づいてスク
リュの回転数、前記バレルの温度、ヘッド部樹脂圧力及
び樹脂供給量の少なくともいずれか１つを制御すること
を特徴とするプラスチック成形方法。 - 【請求項８】 前記スクリュの回転角位置を検出して前
記温度情報をスクリュの回転角位置に同期させることを
特徴とする請求項７記載のプラスチック成形方法。 - 【請求項９】 前記分散形ミキシングエレメント部を通
過する樹脂の圧力を、バレルに設けた樹脂圧力センサに
よって検出し、この検出によって得られた圧力情報と前
記温度情報とに基づいてスクリュの回転数、前記バレル
の温度、ヘッド部樹脂圧力及び樹脂供給量の少なくとも
いずれか１つを制御することを特徴とする請求項７又は
８記載のプラスチック成形方法。 - 【請求項１０】 バレルと、同バレルに嵌入されたスク
リュと、によって樹脂を溶融混練して送り出すプラスチ
ック成形機において、 前記スクリュの中途から先端までの所望の検出位置に配
置された分散形ミキシングエレメントと、 同分散形ミキシングエレメントに対向させて前記バレル
に取付けられた温度センサを含む樹脂温度検出装置と、 同樹脂温度検出装置からの出力を温度情報として取込
み、この温度情報に対して予め与えられた関係に基づい
てスクリュの回転数、バレルの温度、ヘッド部樹脂圧力
及び樹脂供給量の少なくともいずれか１つを制御する制
御装置と、 を具備することを特徴とするプラスチック成形機。 - 【請求項１１】 スクリュ又はその駆動系に設けられた
スクリュの回転角位置検出装置を有すると共に、 前記温度情報を該回転角位置検出装置から得られるスク
リュの回転角位置に同期させるように構成されているこ
とを特徴とする請求項１０記載のプラスチック成形機。 - 【請求項１２】 前記温度センサと対をなして、前記分
散形ミキシングエレメントに対向させて前記バレルに取
付けられた樹脂圧力センサを含む樹脂圧力検出装置を有
し、 前記制御装置は、該樹脂圧力検出装置からの出力を圧力
情報として取込み、この圧力情報と前記温度情報とに基
づいてスクリュの回転数、バレルの温度、ヘッド部樹脂
圧力及び樹脂供給量の少なくともいずれか１つを制御す
るように構成されていることを特徴とする請求項１０又
は１１記載のプラスチック成形機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5118962A JPH06304976A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | プラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及びその 装置並びにプラスチック成形方法及び成形機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5118962A JPH06304976A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | プラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及びその 装置並びにプラスチック成形方法及び成形機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06304976A true JPH06304976A (ja) | 1994-11-01 |
Family
ID=14749591
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5118962A Pending JPH06304976A (ja) | 1993-04-22 | 1993-04-22 | プラスチック成形機の樹脂溶融状態検出方法及びその 装置並びにプラスチック成形方法及び成形機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06304976A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016221878A (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
| CN113199751A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-03 | 福建江夏学院 | 一种3d打印用自动取料装置 |
| KR102361335B1 (ko) * | 2020-10-06 | 2022-02-11 | 금호타이어 주식회사 | 트레드 압출상태 불량구간 감지 및 구분 장치 및 방법 |
| WO2022210778A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
-
1993
- 1993-04-22 JP JP5118962A patent/JPH06304976A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016221878A (ja) * | 2015-06-01 | 2016-12-28 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
| KR102361335B1 (ko) * | 2020-10-06 | 2022-02-11 | 금호타이어 주식회사 | 트레드 압출상태 불량구간 감지 및 구분 장치 및 방법 |
| WO2022210778A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | 住友重機械工業株式会社 | 射出成形機 |
| JPWO2022210778A1 (ja) * | 2021-03-31 | 2022-10-06 | ||
| CN113199751A (zh) * | 2021-04-12 | 2021-08-03 | 福建江夏学院 | 一种3d打印用自动取料装置 |
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