(57)【特許請求の範囲】
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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１０４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１００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１１６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１２２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１２０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１３６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１２２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１１６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１００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（Ｔ3 ）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２１６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１１４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１２０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１１４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１１４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１２０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１２０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】
0003725683.tif 000002
【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）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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