(57)【要約】【課題】稼働前の加熱時間を短縮する。稼働後の温度を早期に安定化する。【解決手段】クロスヘッド（１）を加熱するためのヒータ（２）の近傍および樹脂流路の近傍の２カ所にに熱電対（３，４）を設置し、「２点温度検出＋カスケード制御を採用した予測制御」を行う予測加熱制御部（１０）によりヒータ（２）を制御する。【効果】稼働前の状態では、ヒータ（２）で不足のない出力を出させて加熱時間を短縮することが出来る。稼働後の状態では、ヒータ（２）で過不足のない出力を出させて温度を早期に安定化できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の押出機によって複数の樹脂材料が複数の樹脂流路に供給される多層クロスヘッド（１）と、前記多層クロスヘッド（１）を加熱するための加熱手段（２）と、前記加熱手段（２）から前記樹脂流路への伝熱路の上流側と下流側の２カ所にそれぞれ設置された上流側温度測定手段（３）および下流側温度測定手段（４）と、前記上流側温度測定手段（３）で測定した上流側温度（ＰＶｓ）および前記下流側温度測定手段（４）で測定した下流側温度（ＰＶ）に基づいて予測制御により前記加熱手段（２）を制御する予測加熱制御手段（１０）とを具備したことを特徴とする樹脂成形加工用クロスヘッド装置（１０１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂成形加工用クロスヘッド装置に関し、さらに詳しくは、稼働前の加熱時間を短縮できると共に稼働後の温度を早期に安定化できる樹脂成形加工用クロスヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、クロスヘッドを加熱するためのバンドヒータと、バンドヒータから樹脂流路への伝熱路の１カ所に設置された熱電対とを備え、熱電対で測定した温度に基づいてバンドヒータを制御し、クロスヘッドの加熱制御を行う中空成形機のクロスヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３２９２０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来の中空成形機のクロスヘッドでは、熱電対を設置した１カ所の温度に基づいてバンドヒータを制御している。
しかし、熱電対を１カ所に設置したのでは、円滑な加熱制御を行い難い問題点がある。例えば、バンドヒータの近傍に熱電対を設置すると、バンドヒータから熱電対まで熱がすぐに伝わるので、すぐにバンドヒータの出力が抑制され、クロスヘッド全体が加熱されるまでに時間がかかる。また、稼働を始め、溶融した樹脂が樹脂流路を流れ始めると熱バランスが崩れるが、樹脂流路から遠い熱電対でその変化を感知するまでに時間がかかる。すなわち、稼働前の加熱時間が長くかかると共に稼働後の温度を早期に安定化できない。一方、樹脂流路の近傍に熱電対を設置すると、バンドヒータから熱電対まで熱が伝わる時間遅れがあるために、バンドヒータは過剰な出力を出して結果的に過剰な加熱となってしまい、樹脂の劣化を招く。この過剰な加熱を防ぐために、段階的に温度を上げるステップ昇温を行うことが考えられるが、各ステップの設定温度と開始時間の設定が難しい。
さらに、多層クロスヘッドでは、金属と比較すると断熱効果をもつ複数の環状の樹脂流路があるので、熱伝達は複雑になり、従来技術では対応困難である。
そこで、本発明の目的は、稼働前の加熱時間を短縮できると共に稼働後の温度を早期に安定化できる樹脂成形加工用クロスヘッド装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１の観点では、本発明は、複数の押出機によって複数の樹脂材料が複数の樹脂流路に供給される多層クロスヘッド（１）と、前記多層クロスヘッド（１）を加熱するための加熱手段（２）と、前記加熱手段（２）から前記樹脂流路への伝熱路の上流側と下流側の２カ所にそれぞれ設置された上流側温度測定手段（３）および下流側温度測定手段（４）と、前記上流側温度測定手段（３）で測定した上流側温度（ＰＶｓ）および前記下流側温度測定手段（４）で測定した下流側温度（ＰＶ）に基づいて予測制御により前記加熱手段（２）を制御する予測加熱制御手段（１０）とを具備したことを特徴とする樹脂成形加工用クロスヘッド装置（１０１）を提供する。
上記第１の観点による樹脂成形加工用クロスヘッド装置（１０１）では、加熱手段（２）から樹脂流路への伝熱路において、加熱手段（２）の比較的近傍に上流側温度測定手段（３）があり、樹脂流路の比較的近傍に下流側温度測定手段（４）がある。このため、熱伝達が複雑な多層クロスヘッド（１）でも、稼働前の状態における加熱手段（２）から樹脂流路への熱の流れを予測でき、加熱手段（２）で不足のない出力を出させて稼働前の加熱時間を短縮することが出来る。さらに、稼働を始め、溶融した樹脂が樹脂流路を流れ始めると熱バランスが崩れるが、樹脂流路の比較的近傍に下流側温度測定手段（４）があるため、この変化をすぐに感知でき、稼働後の状態における加熱手段（２）から樹脂流路への熱の流れを予測でき、加熱手段（２）で過不足のない出力を出させて稼働後の温度を早期に安定化することが出来る。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の樹脂成形加工用クロスヘッド装置によれば、稼働前の加熱時間を短縮できると共に、稼働後の温度を早期に安定化できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施例１に係る樹脂成形加工用クロスヘッド装置を示す構成説明図である。
【図２】実施例２に係る樹脂成形加工用クロスヘッド装置を示す構成説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。なお、これにより本発明が限定されるものではない。
【実施例】
【０００９】
−実施例１−
図１は、実施例１に係る樹脂成形加工用クロスヘッド装置１０１を示す構成説明図である。
この樹脂成形加工用クロスヘッド装置１０１は、６機の押出機Ｅ１〜Ｅ６によって４種の樹脂材料が複数の環状の樹脂流路に供給されパリソンＰを押し出す４種６層クロスヘッド１と、４種６層クロスヘッド１を加熱するためのヒータ２と、ヒータ２から樹脂流路への伝熱路の上流側と下流側の２カ所にそれぞれ設置された上流側熱電対３および下流側熱電対４と、上流側熱電対３で測定した上流側温度ＰＶｓおよび下流側熱電対４で測定した下流側温度ＰＶに基づいて予測制御によりヒータ２を制御する予測加熱制御部１０とを具備してなる。
【００１０】
上流側熱電対３はヒータ２の近傍に設置され、下流側熱電対４は樹脂流路の近傍に設置されている。
【００１１】
予測加熱制御部１０は、目標温度ＳＶと下流側温度ＰＶの偏差を出力する差分演算器１１と、目標温度ＳＶと下流側温度ＰＶの偏差を小さくするための目標上流側温度ＳＶｓを「２点温度検出＋カスケード制御を採用した予測制御」により算出するマスター調節器１２と、目標上流側温度ＳＶｓと上流側温度ＰＶｓの偏差を出力する差分演算器１３と、目標上流側温度ＳＶｓと上流側温度ＰＶｓの偏差を小さくするための制御量ＭＶを「２点温度検出＋カスケード制御を採用した予測制御」により算出するスレーブ調節器１４と、制御量ＭＶに応じたヒータ駆動出力ＨＵを出力してヒータ２を駆動するヒータ駆動部１５とを有している。
【００１２】
ＩＳ１
マスター調節器１２の伝達関数は、例えばＫP1（１＋１／ＴIS1＋ＴDS1）である。
スレーブ調節器１４の伝達関数は、例えばＫP2（１＋１／ＴIS2＋ＴDS2）である。
【００１３】
実施例１の樹脂成形加工用クロスヘッド装置１０１によれば、温度伝達遅れに起因する加熱の過不足を「２点温度検出＋カスケード制御を採用した予測制御」により解消できる。すなわち、稼働前の状態では、ヒータ２で不足のない出力を出させて加熱時間を短縮することが出来る。また、稼働後の状態では、ヒータ２で過不足のない出力を出させて温度を早期に安定化できる。
【００１４】
−実施例２−
図２は、実施例２に係る樹脂成形加工用クロスヘッド装置１０２を示す構成説明図である。
この樹脂成形加工用クロスヘッド装置１０２は、下流側熱電対４の位置を変えた以外は実施例１に係る樹脂成形加工用クロスヘッド装置１０１と同じ構成である。
【００１５】
−実施例３−
ＰＩＤ制御をさらに採用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明の樹脂成形加工用クロスヘッド装置は、例えば４種６層パリソンの成形加工に利用できる。
【符号の説明】
【００１７】
１                      ４種６層クロスヘッド
２                      ヒータ
３                      上流側熱電対
４                      下流側熱電対
１０                    予測加熱制御部
１０１，１０２          樹脂成形加工用クロスヘッド装置
【図１】
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【図２】
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