(57)【要約】      （修正有）【課題】押出機による樹脂ペレットの生産量を増やすための原料供給について、第二の原料供給装置の供給量（重量）の制御精度に伴う課題を解消し、原料比重の変化に追従し正確な供給量制御方法を実現する原料貯蔵供給装置の供給量制御方法の提供。【解決手段】原料を貯蔵すると共に、貯蔵された原料の重量を測定可能なホッパー２と、該ホッパー２に配設され、前記原料を、前記ホッパー２から第１の処理装置４へ供給するとともに、供給する原料の重量を測定し制御可能な第１の原料供給装置３と、該第１の原料供給装置３とは独立に前記ホッパー２に配設され、前記ホッパーから前記原料を第２の処理装置１１へ供給すると共に、供給する原料の体積を制御可能な第２の原料供給装置９とを具備し、前記第２の処理装置１１へ供給する原料の重量の制御にあたっては、供給する原料の比重変化に基づき、前記第２の原料供給装置９から供給する原料の体積を制御する。【選択図】図２
2015096300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料を貯蔵するとともに、貯蔵された原料の重量を測定可能なホッパーと、
該ホッパーに配設され、前記原料を、前記ホッパーから第１の処理装置へ供給するとともに、供給する原料の重量を測定し制御可能な第１の原料供給装置と、
該第１の原料供給装置とは独立に前記ホッパーに配設され、前記ホッパーから前記原料を第２の処理装置へ供給するとともに、供給する原料の体積を制御可能な第２の原料供給装置とを具備した原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法であって、
前記第２の処理装置へ供給する原料の重量の制御にあたっては、供給する原料の比重変化に基づき、前記第２の原料供給装置から供給する原料の体積を制御することを特徴とする原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法において、
前記比重変化は、
前記ホッパーへ新たな原料が投入されない所定期間における前記ホッパーに貯蔵された原料の重量減少量と、前記所定期間における前記第１の原料供給装置から供給された原料の重量とに基づき求めることを特徴とする原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法。
【請求項３】
請求項２に記載の原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法において、
前記第２の原料供給装置はスクリューフィーダであり、
スクリューフィーダの制御にあたっては、スクリューフィーダの回転速度とスクリューフィーダから供給される原料の時間当たり重量との関係を示す検量線を修正することによって行うことを特徴とする原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックなどの原料を貯蔵するとともに、この原料を複数の処理装置へ供給する、原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックペレット製造においては、原料をコンベアによりホッパーに貯蔵し、貯蔵した原料を原料供給装置により処理装置に供給する。処理装置（以下、押出機とも呼ぶ）は、押出機本体、押出機ダイ、およびカッターで構成される。
【０００３】
原料供給装置から供給された原料は、押出機本体で溶融混練されたプラスチックを押出機ダイからひも状に吐出して、カッターを用いてペレット上に切断する製造方法が行われている。
【０００４】
上記のホッパーには、貯蔵した原料重量を計測するセンサーを設置して、このセンサー情報と設定値情報との比較にもとづいて、ホッパー上流側のコンベア運転停止が行われる。
【０００５】
また、上記のプラスチックペレット製造等における原料供給装置には、単位時間当たりの原料供給量を計測するセンサーを設置して、このセンサー情報と設定値情報との比較にもとづいて、原料供給装置の原料供給制御が行われる（例えば、特許文献１〜３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−６９４７１号公報
【特許文献２】特開平５−１０５５７５号公報
【特許文献３】特開平１１−９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
プラスチックペレットの生産量を向上させるために、新たな押出機を増設することを計画する場合には、先ず、新たに原料貯蔵供給装置を別途増設することが考えられる。すなわち、新たな原料貯蔵供給装置として、ホッパー、ホッパー原料重量を計測するセンサー、原料供給装置及び、原料供給量（重量）を計測するセンサー、の増設が必要となる。
【０００８】
しかしながら、設置スペースや設置費用の制約から、前記の設備を全て増設することなく、できるだけ設備構成を簡略化してプラスチックペレットの生産量向上を実現することを求められることがある。
【０００９】
この解決方策として、原料を貯蔵するホッパー下部に設けた第一の原料供給装置に加えて、ホッパーの例えば胴部に第二の原料供給装置を新たに設けて、増設する押出機に接続する方策が考えられる。新たなホッパーおよびホッパー重量を計測するセンサーを増設せず、原料を貯蔵するホッパーを共用しようとするものである。
【００１０】
しかしながら、従来は第二の原料供給装置にも原料供給量（重量）を計測するセンサーの設置が必要と考えられており、さらなる設備構成の簡略化の余地があった。第二の原料供給装置として、スクリューフィーダといった供給する原料の体積を制御できる原料供給装置を用いる方策では、これまでの原料供給装置以降に設けていた原料供給量（重量）計測センサーを省くことも考えられる。
【００１１】
ただ、プラスチックペレットの原料比重は変化するため、第二の原料供給装置の供給量（重量）の制御精度は、原料比重の変化に依存してしまうという問題がある。
【００１２】
本発明は、このような問題を解決するものであり、原料供給量（重量）計測センサーを省いた、第二の原料供給装置の供給量（重量）の制御精度に伴う課題を解消し、原料比重の変化に追従し正確な原料供給制御方法を実現する原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題は、以下の発明によって解決できる。
【００１４】
［１］  原料を貯蔵するとともに、貯蔵された原料の重量を測定可能なホッパーと、
該ホッパーに配設され、前記原料を、前記ホッパーから第１の処理装置へ供給するとともに、供給する原料の重量を測定し制御可能な第１の原料供給装置と、
該第１の原料供給装置とは独立に前記ホッパーに配設され、前記ホッパーから前記原料を第２の処理装置へ供給するとともに、供給する原料の体積を制御可能な第２の原料供給装置とを具備した原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法であって、
前記第２の処理装置へ供給する原料の重量の制御にあたっては、供給する原料の比重変化に基づき、前記第２の原料供給装置から供給する原料の体積を制御することを特徴とする原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法。
【００１５】
［２］  上記［１］に記載の原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法において、
前記比重変化は、
前記ホッパーへ新たな原料が投入されない所定期間における前記ホッパーに貯蔵された原料の重量減少量と、前記所定期間における前記第１の原料供給装置から供給された原料の重量とに基づき求めることを特徴とする原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法。
【００１６】
［３］  上記［２］に記載の原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法において、
前記第２の原料供給装置はスクリューフィーダであり、
スクリューフィーダの制御にあたっては、スクリューフィーダの回転速度とスクリューフィーダから供給される原料の時間当たり重量との関係を示す検量線を修正することによって行うことを特徴とする原料貯蔵供給装置の原料供給制御方法。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、原料を貯蔵するホッパーに第一の原料供給装置を設けることに加えて、ホッパーに第二の原料供給装置を設けることにしたので、新たな処理装置を増設する場合に、新たにホッパーとホッパー重量計、の増設が不要となる。
【００１８】
また、ホッパー原料重量情報と、第一の原料供給装置の供給量情報とを、第二の原料供給装置の供給量制御に活用することで、第二の原料供給装置の検量線を修正するようにしたので、原料比重が変化しても、第二の原料供給装置の供給量を精度よく制御可能になるとともに、第二の原料供給装置の供給量（重量）を計測するセンサーの増設が不要となる。
【００１９】
本発明により、ホッパーを新たに設置するための場所を確保する必要がなくなる上に、新たなホッパーの設備投資を抑えることが可能になる。よって、新たな処理装置の増設を低コストにしつつ、プラスチックペレットの生産性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】従来の原料貯蔵供給装置の構成例を示す図である。
【図２】本発明に係る原料貯蔵供給装置の構成例を示す図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面の矢視図である。
【図４】原料供給量の時間推移を模式的に示す図である。
【図５】第２の原料供給装置における検量線の修正過程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１は、従来の原料貯蔵供給装置の構成例を示す図である。図中、１は投入コンベア、２はホッパー、３は第１の原料供給装置、４は第１の押出機本体、５は第１の押出機ダイ、６は第１のカッター、７はホッパー重量センサー、および８は原料供給量センサーをそれぞれ表す。
原料を投入コンベア１により、ホッパー２に投入・貯蔵する。ホッパー２に貯蔵された原料を第１の原料供給装置３を用いて、第１の処理装置（以下、第１の押出機とも呼ぶ）の第１の押出機本体４に供給する。そして、第１の押出機本体４で溶融混練されたプラスチックを第１の押出機ダイ５からひも状に吐出して、第１のカッター６を用いてペレット状に切断するようになっている。第１の原料供給装置３はホッパー２の下部に設置することが好ましく、ホッパー２の下端に設置されることがさらに好ましい。
なお前記のホッパー２には、貯蔵した原料重量を計測するホッパー重量センサー７を設置して、このセンサー情報と設定値情報との比較にもとづいて、投入コンベア１の運転停止が行われる。また前記の第１の原料供給装置３には、原料供給量（重量）を計測する原料供給量センサー８を設置して、このセンサー情報と設定値情報との比較にもとづいて、第１の原料供給装置３の供給量制御が行われる。
【００２２】
図２は、本発明に係る原料貯蔵供給装置の構成例を示す図である。図中、９は第２の原料供給装置、１０はスクリュー、１１は第２の押出機本体、１２は第２の押出機ダイ、および１３は第２のカッターをそれぞれ表し、その他の符号は図１と同じものを表し、説明を省略する。
ホッパー２下部の第１の原料供給装置３に加えて、ホッパー２に第２の原料供給装置９を新たに設けて、第１の押出機本体４と第２の押出機本体１１とに原料を振り分けるものである。第１の原料供給装置３と第２の原料供給装置９とは、互いに独立して原料供給量を調節することができるので、ホッパーを増設することなく、第１の押出機本体４と第２の押出機本体１１とを、それぞれ独立した条件で運転することが可能である。第２の押出機本体１１以降の第２の押出機ダイ１２および第２のカッター１３については、第１の押出機本体４以降と同様である。
【００２３】
第２の原料供給装置９は、好ましくはホッパー２の胴部、とくに貯蔵量下限高さ以下となるホッパー２の側面に取り付けられ、貯蔵された原料を定容量切り出す。図３は、図２におけるＡ−Ａ線断面の矢視図である。すなわち、ホッパー２の内部をＡ−Ａ線断面から下方向に視た図である。第２の原料定量切出装置９は、側面からホッパー２の内部へ挿入されて固定されている。
第２の原料供給装置９の形状は、図２に示すような、原料を搬送するスクリュー１０を有する柱状のスクリューフィーダであることが好ましい。スクリュー１０に載った原料が、スクリューの回転によりホッパー２の外へ搬送される。なお、第２の原料供給装置９は、原料を一定量、次工程の第２の押出機本体１１へ供給することができ、ホッパー２の側面に接続することが可能であれば、図２に示すような柱状のスクリューフィーダに限定されるものではない。
原料供給体積を制御できる第二の原料供給装置の供給量（重量）を制御する方法としては、検量線方式を採用する。ここで検量線方式とは、原料供給装置の電動機回転速度（単位時間当たりの原料供給体積に対応）を変化させた時の、原料供給量（単位時間当たり）を実測しておくことで、電動機回転速度と原料供給量の関係図（以下、検量線とよぶ）をあらかじめ作成しておき、この検量線を使って原料供給量の設定を行う方式である。
第２の原料供給装置９では、スクリュー１０の回転数によって、原料の供給量が決まるため、スクリュー１０の回転数と原料７の供給量との関係（検量線）について、前もって検量しておき、検量によるその回転数と供給量との関係から、スクリュー１０の回転数を調整して、原料の所望の供給量を供給する。原料の比重変化に伴う検量線の修正については、後述する。図４は、原料供給量の時間推移を模式的に示す図である。
（ａ）は投入コンベア１の運転状態を示す。ホッパー内の原料重量が減少して下限設定値（ＸＬ）になると運転開始し、増加して上限設定値（ＸＵ）になると運転停止する。この操作はサイクリックに行われ、例えば、凡そ運転３０分、停止３０分のサイクルである。
（ｂ）はホッパー重量センサー7の測定値推移を示す。投入コンベア１の運転中は増加し、投入コンベア１の停止中は減少する。以上のようにホッパー重量センサー７をもちいて投入コンベア１の運転停止を行っている。
【００２４】
（ｃ）は原料供給量センサー８の測定値推移を示す。単位時間当たりの第１の原料供給装置からの供給量(重量) 測定値を表している。なお、供給量設定値と測定値との差を比較して、第１の原料供給装置の制御器（図示せず）で第１の原料供給装置３の供給量を制御しているため、測定値は安定して推移している。このように原料供給量センサー８をもちいて、第１の原料供給装置３の供給量制御を独立して行っている。
【００２５】
（ｄ）は第２の原料供給装置９の設定値推移を示す。なお、第２の原料供給装置９の運転中の供給量制御を担う、検量線の修正過程について図５を参照して説明を行う。
【００２６】
図５は、第２の原料供給装置における検量線の修正過程を模式的に示す図である。原料の比重変化に対応する検量線の修正過程を順に述べる。第２の押出機本体１１への原料供給量の設定値をｂ[kgf/hr]とするとき、第２の原料供給装置の制御器（図示せず）では、初期検量線Ｗ０をもちいて第２の原料供給装置９の回転数をａ[rpm]に設定する。
【００２７】
検量線修正作業は、投入コンベア１が停止時に行う。この時の、設定値および実績値を以下のようにする。
・投入コンベア１の停止時間：１サイクルでのＡ[hr]
・ホッパー重量センサー7による、上記Ａ[hr]内の減少量実績値：Ｑ0[kgf]
・原料供給量センサー８による測定値の上記Ａ[hr]内積算値  供給量積算値：Ｑ1[kgf]
・第２の原料供給装置９の単位時間当たり供給量の設定値：ｂ[kgf/hr]
ここで、第２の原料供給装置９の供給量設定値ｂの較差△ｂは、以下の（１）式により算出できる。
【００２８】
△ｂ＝[Ｑ0−（Ｑ1＋ｂ×Ａ）]/Ａ[kgf/hr]  ・・・・・（１）
上記式で求めたΔｂが、たとえば＋（正）のときは、第２の原料供給装置９の供給量は、実績値＞設定値となっていることを示している。これは原料比重が初期検量線Ｗ０の作成時と比較して重くなっていることを示しており、設定値ｂ[kgf/hr]に対して実績値ｂ+Δｂ[kgf/hr]の原料が第２の原料供給装置９に供給されたことになる。したがって、初期検量線Ｗ０に対して第２の原料供給装置９の回転数ａ[rpm]での供給量設定値ｂにΔｂ分だけ加算して、より傾きをつけた修正検量線Ｗ１に検量線を修正する。
【００２９】
以上の修正操作により、第２の押出機１１への供給量設定値がｂ[kgf/hr]のままであれば、修正検量線Ｗ１によって、第２の原料供給装置９の回転数はａ→ｃ[rpm]に設定変更されることになる。
【００３０】
なお、原料比重は数分単位で変化するものではないので、投入コンベア１の停止時間毎に修正検量線を作成すればよい。今回の検量線修正操作により、第２の押出機本体１１への供給量ｂ[kgf/hr]が担保され、十分な供給量制御精度を得ることが出来た。
【実施例】
【００３１】
図１の従来設備（原料供給量  ０〜１０００kgf/hr）における操業データから、原料密度の変動の実績を抽出し、図２の装置および図５の検量線およびその修正操作（Ａ＝0.5hr）を用いた場合の、第２の原料供給装置９からの原料供給量の変動をシミュレートした。    Δｂは供給量設定値±５％以内に収まり、押出機が問題なく運用できることが分かった。
これに対し、同じ原料密度変動実績において、検量線を初期値から修正せず（すなわちΔｂを計算するもののΔｂに基づく補正は行わず）に運用した場合をシミュレートした結果、Δｂは供給量設定値±２０％を超え、原料供給量の過少または過多による押出機の停止トラブルに到る可能性があるという結果となった。
【符号の説明】
【００３２】
１      投入コンベア
２      ホッパー
３      第１の原料供給装置
４      第１の押出機本体
５      第１の押出機ダイ
６      第１のカッター
７      ホッパー重量センサー
８      原料供給量センサー
９      第２の原料供給装置
１０    スクリュー
１１    第２の押出機本体
１２    第２の押出機ダイ
１３    第２のカッター
【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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