(57)【要約】  押出成形されてセラミック品を形成することになるセラミック形成バッチ材料の含水量を実時間で測定するためのシステム及び方法が開示される。システムは吸光度を測定する含水量測定(ＭＣＭ)システムを備える。正確な含水量測定値に対して吸光度測定値を較正するために材料指定バッチ較正試料を用いることができる。バッチ材料の表面は押出成形プロセス中に乾燥する傾向があるから、下層のバッチ材料の含水量が測定され得るようにバッチの表面材料を除去するかまたは押し除けるために、バッチ材料除去(ＢＭＲ)装置が用いられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セラミック形成バッチ材料を押出成形する方法において、
前記セラミック形成バッチ材料を搬送する工程、
前記バッチ材料が搬送されている間に前記搬送されているバッチ材料の下層部分の含水量を実時間で測定する工程、及び
前記搬送されているバッチ材料を押出成形する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記バッチ材料の前記下層部分を露出させる工程をさらに含み、前記下層部分の前記含水量が実時間で測定されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記搬送されているバッチ材料が上面を有し、前記露出させる工程が、前記バッチ材料が搬送されている間に前記上面から前記搬送されているバッチ材料の少なくとも一部分を側方に移動させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
セラミック形成バッチ材料を押出成形するためのシステムにおいて、前記システムが、
押出成形機、
前記バッチ材料を前記押出成形機に向けて搬送するためのコンベア、
前記押出機の上流で前記コンベアの近くに配置されたバッチ材料除去装置であって、前記バッチ材料の下層部分を露出させるために、前記バッチ材料が搬送されて前記装置を過ぎる際に前記バッチ材料の層を除去または押し除けるように配置及び構成された、バッチ材料除去装置、及び
前記バッチ材料の前記下層部分の含水量検知を可能にするに十分に前記コンベア及び前記バッチ材料除去装置の近くに配置された含水量センサデバイス、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項５】
前記バッチ材料除去装置が前記バッチ材料の層を側方に移動させるように構成された鋤返し部材を備えることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は２００８年２月２９日に出願された、名称を「セラミック形成バッチ含水量測定のためのシステム及び方法(System and Method for Measuring Ceramic-Forming Batch Moisture Content)」とする、米国仮特許出願第６１/０６７６１３号の恩典を特許請求する。
【技術分野】
【０００２】
本発明はセラミック形成材料の押出成形に関し、特にセラミック形成バッチ材料の含水量を測定するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
押出成形プロセスは広範な製品を形成するために様々な工業で用いられている。押出成形プロセスの一タイプでは、ダイオリフィスを通して押し出される可塑化混合物から押出成形品を形成する、セラミック形成材料が用いられる。複数のセルまたは通路が構造体の軸線に平行に走る薄壁によって隔てられたセラミックハニカム形状品が押出成形によって形成されている。所望の物品が押出成形後の形状を維持し、最終的に特定の設計及び／または性能要件を満たす物品を形成するには、押出成形プロセスにおいて多くのパラメータが制御される必要がある。そのようなパラメータには、例えば、バッチを構成する混合物の特定の組成がある。バッチ内に存在する水(水分)の量は、慎重に制御される必要がある別の重要なパラメータである。水分が不十分なバッチは適切に押し出されず、最終品にクラックの形成がおこり得るであろう。他方で、水分が多すぎるバッチは適切に押し出されず、押出品すなわち押出成形された物品に変形が生じ得るであろう。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一態様はセラミック形成バッチ材料を押出成形する方法である。本方法はセラミック形成バッチ材料を搬送する工程及びバッチ材料の下層部分を露出させる工程を含む。本方法はさらに、バッチ材料が搬送されている間に、搬送されているバッチ材料の下層部分の含水量を測定する工程及び搬送されたバッチ材料を押出成形する工程を含む。含水量は実時間で測定される。
【０００５】
本発明の別の態様はセラミック形成バッチ材料を押出成形するためのシステムである。本システムは押出成形機及びバッチ材料を押出成形機に向けて搬送するためのコンベアを備える。バッチ材料除去装置が押出成形機の上流でコンベアの近くに配置される。バッチ材料除去装置は、バッチ材料が搬送されて除去装置を過ぎる間に、バッチ材料の層を除去するかまたは側方に移動させてバッチ材料の下層部分を露出させるために配置される。本システムはバッチ材料の下層部分の含水量検知を可能にするに十分にコンベアの近くに配された含水量センサデバイスも備える。バッチ材料除去装置の一例は選ばれた量のバッチ材料を押し除けるために調節可能な深さまでバッチ材料に挿入される鋤返し機構である。
【０００６】
本発明の上記及びその他の利点は、当業者には以下の詳細な記述並びに添付される特許請求の範囲及び図面を参照することでさらに深く理解され、認識されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は実時間含水量測定(ＭＣＭ)システムを備える、本明細書に開示されるような、押出成形システムの略図である。
【図２】図２は図１の押出成形システムを用いて押出成形することによって形成されたハニカム体の一例の斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、鋤返し装置の形態のバッチ材料除去(ＢＭＲ)装置を示し、鋤返し装置に隣接し、鋤返し装置のすぐ下流に配置された光センサヘッドも示す、図１の押出成形システムのコンベアユニットの一部分の拡大図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、くさび形鋤返し部材及び鋤返し部材背後のバッチ材料の含水量を測定する光センサヘッドの視野を示す、図３Ａに示されるようなコンベアユニット部分の平面図である。
【図４Ａ】図４Ａは、較正試料の「％水分」に対する含水量測定(ＭＣＭ)システムによってとられた「％水分」の生測定値としての較正データをプロットし、較正データへの回帰フィッティングをプロットしている。
【図４Ｂ】図４Ｂは、較正されたＭＣＭシステムによって測定された含水量値に対する実較正データについて、「水分(％乾燥)」対較正試料をプロットしている。
【図５Ａ】図５Ａは、図３Ａと同様であり、バッチ材料の温度を測定するように較正された温度センサを備える、本明細書に開示されるような、押出成形システムの実施形態の一例を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図３Ｂと同様であり、光センサヘッドの視野に対する温度センサの視野の配置の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
その例が添付図面に示されている、本発明の現在好ましい実施形態をここで詳細に参照する。可能であれば必ず、同じ参照数字及び記号が図面を通して同じかまたは同様の要素を指して用いられる。
【０００９】
本発明は可塑化セラミック形成材料の、ハニカム構造体のような、広く様々なプロファイル及び形状をもつ物品への押出成形に関する。例えば、押出成形中に圧力の下で流動するかまたは塑性変形するが、高押出剪断力から解放された後の環境条件下でそれぞれが押出成形されたままの形態を維持することができる、セラミック形成材料を押出成形することによって薄壁ハニカム構造体を形成することができる。バッチ材料の実含水量を決定することができ、必要であれば、例えばシステムオペレータによって、調節することができるように、バッチ材料が押出成形される前にバッチ材料の含水量を、実時間で、測定するための装置及び方法が本明細書に開示される。
【００１０】
「無機バッチ」は無機成分の混合物を含む。バッチは、混合物の小量部分(例えば約１％から約７％)を占めることができる、黒鉛または、メチルセルロースのような、有機材料のような、気孔形成成分も含むことができる。
【００１１】
図１はセラミック形成材料または混合物からセラミックベースの物品を形成するために用いられる押出成形システム１０の一実施形態例の略図である。押出成形システム１０は投入口２２及び排出口２４を有する混合段または「ウエットタワー」２０を備える。ウエットタワー２０は投入口２２において様々なバッチ材料成分３０をそれぞれの成分源３１から乾燥形態で受け取り、それらを水(及び必要に応じて油)とともに混合して初期セラミック形成バッチ混合物を形成する。ウエットタワー２０は、例えば、ミキサー４０及びこれに続くロータリーコーン４４を備える。ウエットタワー２０は、例えばミキサー４０に加えられる水の量を量ることによって、選ばれた量で水をミキサーに供給するように構成された給水ユニット５０も供える。一実施形態例において、給水ユニット５０は、以下で論じられるように、手動及び／または自動で制御される。
【００１２】
押出成形システム１０はさらに、ウエットタワー２０の排出口２４に隣接して配置されて示される、コンベアユニット６０を備える。コンベアユニット６０は、搬入端６６及び搬出端６８をもつコンベアベルト６４を備える。コンベアユニット６０はセアー(Thayer)ベルトユニットであることが好ましい。コンベアベルトは図示されるように時計回りに回転することができる。コンベアユニット６０は、コンベアベルト搬出端６８の近くに、開口７２を有する保護カバー７０を備える。一実施形態例において、コンベアベルト６４の長さは約１.２ｍと約１.５ｍ(約４フィートと５フィート)の間である。
【００１３】
コンベアベルト搬入端６６は、ウエットタワー２０からバッチ材料３４を受け取るために、ウエットタワー２０の排出口２４に配置される。一実施形態例において、ロータリーコーン４４はコンベアベルト搬入端６６に比較的一様な層でバッチ材料３４を送るためにはたらく。一実施形態例において、材料３４は、厚さが約２.５ｃｍと約５.０ｃｍ(約１インチと２インチ)の間で幅が約２５ｃｍと３６ｃｍ(約１０インチと１４インチ)の間の層をなしてコンベアベルト６４で搬送される。いくつかの実施形態において、ウエットタワー２０はコンベアベルト６４で搬送されるバッチ材料３４の層の厚さを調節するように構成される。
【００１４】
押出成形システム１０はさらにシュート８０及び押出成形ユニット９０を備える。シュート８０はコンベアユニット６０と押出成形ユニット９０の間に配置される。シュート８０はコンベアベルト６４の搬出端６８からバッチ材料３４を受け取り、これを押出成形ユニット９０に送るように構成される。押出成形ユニット９０はバッチ材料３４を受け取り、バッチ材料３４からビレットを形成し、次いでビレットが(例えば二軸スクリュー押出機によって)押出ダイ９２を通されて押出成形品１００を形成するように構成される。一実施形態例において、押出成形品１００は次いで、さらに押出成形個品を定める、短尺品に切り分けられる。押出成形品１００の一例は、フロースルー基板または(閉塞形)ウオールフローフィルタを形成するために用いることができ、セラミックフィルタ製品１０２を形成する、図２に示されるような、ハニカム構造を有する。
【００１５】
一実施形態例において、押出成形システム１０は押出成形ユニット９０に、コントローラ２１０に電気的に接続され、押出成形中の押出成形ユニット９０内の圧力を測定するように構成された、圧力センサ９４を備える。圧力センサはコントローラ２１０に送られてコントローラ２１０によって受け取られる電気信号ＳＰを発生し、コントローラ２１０は圧力測定値を処理し、好ましくは圧力測定値をディスプレイ２４０上に表示する。
【００１６】
押出成形品１００は押出ダイ９２に隣接して配置されたコンベア１１０上に載せられる。押出成形品１００は次いでコンベアによって乾燥ステーション(例えばオーブン)１２０に搬送される個品に切り分けられる。乾燥ステーション１２０は、押出成形加工品１００が乾燥中留まる、内部１２２を有する。一実施形態例において、押出成形ユニット９０は一度に動作して複数の押出成形品１００を同時に形成する、複数の押出ダイを備える。
【００１７】
図１の参照を続ければ、押出成形システム１０はさらに、コンベアユニットカバー７０の開口７０内にまたは開口７０に隣接して配置された光センサヘッド２０２を有する、含水量測定(ＭＣＭ)システム２００を備える。光センサヘッド２０２は、下を通過しているコンベアベルト６４上のバッチ材料３４に向けられる視野２０６を有する。適する光センサヘッド２０２は米国マサチューセッツ州ミルフォード(Milford)のProcess Sensors, Corp.から入手できる。光センサヘッド２０２はその視野２０６にわたって測定されるような吸光度測定値に対応する電気信号ＳＡを発生するように適合される。
【００１８】
水分測定システム２００はさらに信号ＳＡを伝える配線２１２によって光センサヘッド２０２に接続された制御ユニット２１０を備える。制御ユニット２１０はプロセッサ２２０及びコンピュータ読取可能媒体２３０を有する。一実施形態例において、制御ユニット２１０はコンピュータであるかまたはコンピュータを有する。制御ユニット２１０はディスプレイユニット２４０も有することが好ましい。
【００１９】
光センサヘッド２０２は、バッチ材料による光の吸収量を検出するため、好ましくは約１８００ｎｍと２１００ｎｍの間，さらに好ましくは約１８５０ｎｍと１９５０ｎｍの間の波長の光を送るように構成され、一実施形態において、波長は約１９００ｎｍである。これらの波長は水が強い吸収を示す近赤外(ＮＩＲ)波長領域にある。したがって、光センサヘッド２０２のいくつかの実施形態は「ＮＩＲ水分センサ」と称することもできる。一実施形態例において、光センサヘッド２０２は、上述した波長の内の１つ以上のような選ばれた波長以外の光の波長を遮断する、フィルタ(図示せず)を有する。したがって、光センサヘッド２０２によって発生される信号ＳＡは、バッチ材料３４の含水量の生測定値すなわち未較正測定値を表すことができる。
【００２０】
一実施形態例において、押出成形システム１０は、ウエットタワー２０(特にタワー内の給水ユニット５０)、コンベアユニット７０，押出成形ユニット９０及びコントローラ２１０に動作可能な態様で接続され、押出成形システムの総合動作を制御するためにこれらのシステムコンポーネントを制御するように構成された、マスターコントローラＭＣを備える。
【００２１】
フィルタブロックの形成
一実施形態例において、押出成形システム１０は、湿性の、好ましくは水ベースの、セラミック前駆体バッチを押出ダイ９２を通して押し出してハニカム構造を有する湿性ロッグを形成することにより、上述したようなセラミックベースハニカム構造体を形成するために用いられる。湿性ロッグは複数の分画部分すなわち個品に切り分けられ、分画部分は乾燥されて(「ハニカムロッグ生地」とも称される)ハニカム形生地になる。水ベースセラミック前駆体混合物は、(コージェライトのような)セラミック形成無機前駆体材料、必要に応じて黒鉛またはスターチのような気孔形成剤、結合剤、離型剤及び液体ビヒクルからなるバッチ混合物を含むことが好ましい。無機バッチ成分は、焼成して多孔質セラミック体を得ることができる、(１つ以上のセラミックを含む)無機成分の組合せとすることができる。セラミック体は(コージェライトまたはチタン酸アルミニウムの主相成分のような)主固相成分を有することが好ましい。
【００２２】
いくつかの実施形態において、無機バッチ成分はアルミナ源及びシリカ源を含む。一実施形態例において、無機バッチ成分は、酸化マグネシウム源、アルミナ形成源及びシリカ源から選ぶことができ、バッチ成分から、焼成すると、ほとんどがコージェライトからなるかまたはコージェライト、ムライト及び／またはスピネルの混合物を含む、セラミック品を得ることができる。例えば、無機バッチ成分は、重量で少なくとも約９０％のコージェライト、さらに好ましくは重量で９３％のコージェライトを含む、セラミック品が得られるように選ぶことができる。一実施形態例において、コージェライト含有ハニカム品は、基本的に、酸化物重量％ベースで表して、約４９〜約５３重量％のＳｉＯ２，約３３〜約３８重量％のＡｌ２Ｏ３，及び約１２〜約１６重量％のＭｇＯを含む。この目的のため、例示的な無機コージェライト前駆体粉末バッチ組成は、約３３〜約４１重量％の酸化アルミニウム源、約４６〜約５３重量％のシリカ源、及び約１１〜約１７重量％の酸化マグネシウム源を含む。コージェライトの形成に適する、例示であって限定ではない、無機バッチ成分混合物が、米国特許第３８８５９７７号明細書及び第５２５８１５０号明細書、米国特許出願公開第２００４/０２６１３８４号明細書及び第２００４/００２９７０７号明細書、及び米国再発行特許発明第３８８８８号明細書に開示されている。上記明細書は全て本明細書に参照として含まれる。
【００２３】
無機セラミックバッチ成分は、酸化物、水酸化物、等のような、合成材料を含むことができる。あるいは、無機セラミックバッチ成分は、最終セラミック体に望まれる特性に依存して選ばれるクレイ、タルクまたは、これらのいずれかの組合せのような天然産出材料とすることができる。
【００２４】
ハニカムロッグ生地はさらに、所望の長さのハニカムウエーブ生地に切り分けることができ、ハニカムウエーブは切断プロセス中に形成される。ウエーブは次いで加熱または焼成されて、セラミック品になる。必要に応じて、ハニカムウエーブまたはハニカム品は閉塞してウオールフローフィルタを形成することができる。
【００２５】
バッチ水分測定
バッチ材料がウエットタワー２０からコンベアベルト６４に降りて、押出成形ユニット９０に進んでいるときに、バッチ材料３４の上面は上面下の材料に比較して乾燥し始め得る。上面バッチ材料に関してなされる水分測定は、搬送されて水分測定点を過ぎるバッチ材料３４の真の含水量を正確に反映しないであろう。ウエットタワーにおける水の量は、ミキサー４０においてバッチ材料に加えられる前に給水ユニット４０で量られることが好ましいが、いわゆる「乾燥」入りバッチ材料成分における水分量の変化が、例えば、様々なバッチ成分がさらされる環境の変化により、あるいは、例えばプロセスまたはバッチ材料自体の変動のため、おこり得る。
【００２６】
したがって、押出成形システム１０はさらに、バッチ材料が押出成形される前にバッチ材料内の含水量の適切な測定を容易にする、バッチ材料除去(ＢＭＲ)装置３００を備える。ＢＭＲ装置３００は搬送されているバッチ材料３４の流れのバッチ材料の上層の少なくとも一部分を除去するかまたはそうではなくとも押し除けるように構成される。ＢＭＲ装置３００は、下層のバッチ材料がＢＭＲ装置によって露出された後に、好ましくは直後に、光センサヘッド２００の視野２０６が下層バッチ材料を測定するように、光センサヘッドの上流で光センサヘッドに隣接している。
【００２７】
図３Ａは、光センサヘッド及び、一実施形態例の、矢印Ａ１の方向に層をなして搬送されている、バッチ材料３４の層に対して配置された鋤返し装置の形態のＢＭＲ装置３００を示す、押出成形システム１０の一部分の拡大側面図である。鋤返し装置は、バッチ材料がＢＮＲ装置３００の上流で、例えば搬入端６６において、コンベアベルト６４上で搬送され始めたときの、バッチ材料３４の初期上面３５及び初期厚ｔに対して調節可能であることが好ましい。
【００２８】
鋤返し装置またはＢＭＲ装置３００は１つ以上の支持部材３０４によって支持プレナム３０６に連結された鋤返し部材３０２を有する。図３Ｂは図３Ａの拡大平面図であり、くさび形鋤返し部材３０２の一実施形態例を示す。一実施形態例において、鋤返し部材３０２はステンレス鋼でつくられる。１つ以上の支持部材３０４は、コンベアベルト６４に対する鋤返し部材３０２の位置、特に垂直方向位置を調節するため、垂直方向に可動であることが好ましい。
【００２９】
押出成形プロセス中に、鋤返し部材３０２は、バッチ材料３４がコンベアベルト６４に沿って移動している間、バッチ材料に上面３５からの深さｄまで挿入される。一実施形態例において、深さｄは約０.５ｍｍと５ｍｍの間であることが好ましく、約１ｍｍと約３ｍｍの間であることがさらに好ましい。鋤返し部材３０２は初期上面３５から材料を除去するかまたは押し除け(例えば側方に移動させ)、よって下層のバッチ材料３４を露出させて、新しい上面３５'及び、いくつかの実施形態では元の厚さｔより若干小さいだけの、新しい厚さｔ'(ここで、ｔ'＝ｔ−ｄ)を形成する。新しく露出されたバッチ材料３４は直ちに、鋤返し部材３０２にすぐ背後にあることが好ましい、光センサヘッドの視野２０６内に入ることが好ましい。鋤返し部材３０２の背後のバッチ材料３４は新しく露出されているから、含水量は局所環境による乾燥(例えば蒸発)の影響を認められるほどは受けず、したがって押出成形される前のバッチ材料３４の含水量の一層正確な測定値が得られる。視野２０６は、一実施形態例において、バッチの上面３５から除去されるかまたは押し除けられるバッチ材料３４の領域の幅Ｗが少なくとも視野の幅ほど大きく、例えば１０ｃｍ(４インチ)ないしさらに大きく、なるように、例えば幅(直径)が約１０ｃｍ(約４インチ)の、スポット寸法を有する。いくつかの実施形態において、除去されていないかまたは押し除けられていない表面バッチ材料を視野２０６に入れる(または再入させる)ことが可能である。
【００３０】
別の実施形態例において、ＢＭＲ装置３００は、層からバッチ材料３４を押し除けるかまたは除去する真空システム(図示せず)であるかまたはそのような真空システムを有し、あるいは層からバッチ材料を押し除けるかまたは除去するシャベル形部材(図示せず)であるかまたはそのようなシャベル形部材を有する。
【００３１】
含水量測定の較正
上で論じたように、ＭＣＭシステム２００でとられた初期測定値は吸光度の相体測定値であり、したがって、絶対含水量測定値すなわち較正含水量測定値を得るために較正される必要がある、含水量の生測定値すなわち未較正測定値として処理することができる。したがって、本発明の方法の一態様は、押出成形されるべきバッチ材料と同じ材料組成を有するバッチ較正試料を確立する工程を含む。これらの組成指定較正試料のそれぞれは、一般に水の正確な量を量ることによって得られる、選ばれた含水量を有する。
【００３２】
一実施形態例において、バッチ３４の含水量は「％Ｈ２Ｏ−％無有機物乾燥重量」または略して「％乾燥」として測定される。このタイプの測定においては、バッチにいかなる有機物も加えられる前の乾燥バッチ材料の量(例えば重量でＹ)にある量(例えば重量でＸ)の水が加えられる。次いで水が乾燥バッチに加えられ、[Ｘ/Ｙ]×１００％の「％乾燥」を与える。次いで、いずれかが必要であれば、有機物がバッチに加えられる。
【００３３】
それぞれの較正試料の吸光度が測定され、その値(「較正値」)がコントローラ２１０、例えばコンピュータ読取可能媒体２３０に記録され、格納される。一実施形態例において、較正値は、ルックアップテーブル、スプレッドシートまたは同様の含水量対吸光度値の配列を確立するために用いられる。
【００３４】
別の実施形態例において、較正値は、次いで生含水量値をプロセッサ２２０によって較正含水量値に換算するための較正曲線として用いられる、較正曲線にフィッティングされる。一実施形態例においては、システムユーザの便宜のため、較正含水量値及び／または較正曲線がディスプレイ２４０上に表示される。
【００３５】
図４Ａは、較正試料に加えられた(％乾燥で表した)実水量へのＭＣＭシステム(ＮＩＲセンサ)による生含水量測定データの回帰フィッティングを示す。データが適切な直線にフィッティングされてしまえば、この直線の勾配及びオフセットが特定のバッチ組成物に対するＭＣＭゼロ点及びオフセットを計算するために(例えばプロセッサ２２０及びコンピュータ読取可能媒体２３０において)用いられる。較正されたシステムデータは次いで、較正後のＭＣＭシステムにおけるいかなる潜在誤差も示すために、実データに対してプロットされる。このプロットが図４Ｂに示され、図４Ｂは較正試料の(％乾燥で表される)実含水量(Ａ)と測定含水量(Ｃ)の間の極めて良い一致を示す。
【００３６】
バッチ材料３４は、押出成形品が既知の許容できる含水量を有していると、押出成形ユニット９０において押出成形され続けることができ、あるいは、含水量が作成されている特定の押出成形品に対する閾値または水分設定点であるかまたはそれより低くなれば、押出成形プロセスを停止させることができる。一実施形態例においては、押出成形システムに対する水分設定点を定めるために、較正された含水量測定値が用いられる。水分設定点は、例えばマスターコントローラＭＣにおいて設定することができ、ウエットタワー２０において給水ユニット５０によりどれだけの量の水がバッチに加えられるべきかの決定に役立つ。
【００３７】
含水量調節
較正された含水量測定値によってバッチ材料３４の含水量が知られれば、この値はバッチ含水量を調節するためのベースとしてはたらくことができる。一実施形態例において、バッチ材料含水量は、水分測定がなされる位置の上流で、例えばウエットタワー２０において、調節される。調節により含水量は較正された含水量測定値に基づいて選ばれた含水量に近づくかまたは等しくなる。一実施形態例において、較正された含水量はマスターコントローラＭＣに与えられ、マスターコントローラＭＣはウエットタワー２０において給水ユニット５０によりバッチに加えられる水の量を調節する。一実施形態例において、較正された含水量測定を行い、較正された測定値に基づいてバッチ材料３４に加えられる水の量を調節するプロセスは、押出成形プロセスを安定化するために用いられる、フィードバックシステムとしてはたらく。一実施形態例において、フィードバックは、移動しているバッチ材料の頻繁な(例えば分毎の)較正された含水量測定値を提供するため、バッチ材料３４が押出成形ユニット９０に搬送されている間にバッチ含水量の反復測定を行う工程を含む。
【００３８】
バッチ温度測定
図５Ａは図３と同様であり、バッチ材料３４の温度を測定するように較正された温度センサ３０２を備える、本発明の押出成形システムの一実施形態例を示す。一実施形態例において、温度センサ３０２は視野３０６を有する非接触型センサ(例えば赤外線センサ)である。一実施形態例において、温度センサ３０２は、表面３５'における新しく露出されたバッチ材料３４の温度を測定するように、光センサヘッド２０２に隣接して配置される。温度センサ３０２は、コントローラ２１０に送られ、コントローラ２１０によって受け取られる、温度信号ＳＴを発生し、コントローラ２１０は温度測定結果を処理し、好ましくはディスプレイ２４０上に表示する。一実施形態例において、温度測定は押出成形プロセス中にバッチ温度を制御するために用いられる。
【００３９】
図５Ｂは図３Ｂと同様であり、光センサヘッドの視野に対する温度センサの視野３０６の一配置例を示す。この配置により新しく露出されたバッチ材料３４を測定することが可能になる。
【００４０】
添付される特許請求の範囲に定められるような本発明の精神または範囲を逸脱することなく、本明細書に説明されるような本発明の好ましい実施形態に様々な改変がなされ得ることが当業者には明らかであろう。したがって、本発明の改変及び変形が添付される特許請求項及びそれらの等価物の範囲内に入れば、本発明はそのような改変及び変形を包含するとされる。
【符号の説明】
【００４１】
１０    押出成形システム
２０    ウエットタワー
２２    投入口
２４    排出口
３０    バッチ材料成分
３１    成分源
３４    バッチ材料
３５    初期上面
３５'    新上面
４０    ミキサー
４４    ロータリーコーン
５０    給水ユニット
６０    コンベアユニット
６４    コンベアベルト
６６    搬入端
６８    搬出端
７０    保護カバー
７２    開口
８０    シュート
９０    押出成形ユニット
９２    押出ダイ
９４    圧力センサ
１００    押出成形品
１１０    コンベア
１２０    乾燥ステーション
１２２    乾燥ステーション内部
２００    含水量測定(ＭＣＭ)システム
２０２    光センサヘッド
２０６    光センサヘッドの視野
２１０    コントローラ(制御ユニット)
２１２    配線
２２０    プロセッサ
２３０    コンピュータ読取可能媒体
２４０    ディスプレイ
３００    バッチ材料排除(ＢＭＲ)装置
３０２    鋤返し部材
３０４    支持部材
３０６    支持プレナム
ＭＣ    マスターコントローラ
ＳＡ    光吸収電気信号
ＳＰ    圧力電気信号
ＳＴ    温度信号
【図１】
2011513093.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【国際調査報告】
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