(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出機のバレル内に設けられる押出スクリュによる樹脂の均一溶融性状態をシミュレーションする押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法において、
入力された前記押出スクリュの形状寸法と前記バレルの形状寸法とに基づいて前記バレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有する前記バレルと前記押出スクリュとの間の三次元的空間と定義し、前記一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割し、
前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の押出スクリュの温度と熱伝導率、バレルの温度と熱伝導率、押出スクリュ回転速度、前記バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱と、非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、およびエネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算とを使用して算出し、
算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成し、
前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出し、
前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出し、
当該平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算し、
当該比率値を均一溶融の評価指標とする、
ことを特徴とする押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法。
【請求項２】
コンピュータに、入力された押出スクリュの形状寸法とバレルの形状寸法とに基づいて押出機のバレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有する前記バレルと前記押出スクリュとの間の三次元的空間と定義し、前記一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の押出スクリュの温度と熱伝導率、バレルの温度と熱伝導率、押出スクリュ回転速度、前記バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱と、非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、およびエネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算とを使用して算出する手段と、算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成する手段と、前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出する手段と、前記平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算する手段と、前記比率値を押出スクリュの均一溶融の評価指標として出力する手段として機能させる、
ことを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項３】
押出機のバレル内に設けられる押出スクリュによる樹脂の均一溶融性状態をシミュレーションする押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置において、
入力された前記押出スクリュの形状寸法と前記バレルの形状寸法とに基づいて前記バレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有する前記バレルと前記押出スクリュとの間の三次元的空間と定義し、前記一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割する手段と、
前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の押出スクリュの温度と熱伝導率、バレルの温度と熱伝導率、押出スクリュ回転速度、前記バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱と、非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、およびエネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算とを使用して算出する手段と、
算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成する手段と、
前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出する手段と、
前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出する手段と、
前記平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算する手段と、
前記比率値を均一溶融の評価指標して出力する手段と、を有する、
ことを特徴とする押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、押出機に用いられる押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法、その方法を実行するコンピュータプログラムおよび押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置に関し、特に、押出成形シート、フィルムの厚薄精度に関しての押出スクリュの良否を判断するために、溶融樹脂の均一性の評価をシミュレーションする押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法、その方法を実行するコンピュータプログラムおよび押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
押出機によって製造される押出成形シート、フィルムの厚薄精度や成形ひずみ低減のために、押出スクリュによる溶融樹脂の均一性を評価することが行われている。
【０００３】
従来、この押出スクリュの均一溶融の評価は、各種仕様の押出スクリュを使用して混練成形試験を繰り返し行い、押出圧力の変動（押出機出口にギヤポンプが接続されている場合には、ギヤポンプ出口圧力の変動）や押出温度の変動を測定し、実機による試験運転、実験結果より行っているのが現状である。このため、評価を得るために、かなりの手間と時間、費用を掛けている。
【０００４】
また、大型機への押出スクリュのスケールアップについては、経験や実績に基づく手法に依存しており、経験や実績を必要としていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
この発明が解決しようとする課題は、実機による試験運転、実験結果や、経験、実績に基づくことなく、ＣＥＡ解析によるシミュレーションによって、精度よく高い信頼性をもって定量的に押出スクリュの均一溶融の評価することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明による押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法は、押出機のバレル内に設けられる押出スクリュによる樹脂の均一溶融性状態をシミュレーションする押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法において、入力された前記押出スクリュの形状寸法と前記バレルの形状寸法とに基づいて前記バレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有する前記バレルと前記押出スクリュとの間の三次元的空間と定義し、前記一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割し、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の押出スクリュの温度と熱伝導率、バレルの温度および熱伝導率、押出スクリュ回転速度、前記バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱と、非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、およびエネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算とを使用して算出し、算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成し、前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出し、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出し、前記平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算し、前記比率値を均一溶融の評価指標とする。
【０００９】
この発明によるコンピュータプログラムは、コンピュータに、入力された押出スクリュの形状寸法とバレルの形状寸法とに基づいて押出機のバレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有する前記バレルと前記押出スクリュとの間の三次元的空間と定義し、前記一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の押出スクリュの温度と熱伝導率、バレルの温度と熱伝導率、押出スクリュ回転速度、前記バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱と、非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、およびエネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算とを使用して算出する手段と、算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成する手段と、前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出する手段と、前記平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算する手段と、前記比率値を押出スクリュの均一溶融の評価指標として出力する手段として機能させるためのプログラムである。
【００１０】
この発明による押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置は、押出機のバレル内に設けられる押出スクリュによる樹脂の均一溶融性状態をシミュレーションする押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置において、入力された押出スクリュの形状寸法とバレルの形状寸法とに基づいて前記バレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記押出スクリュの条数をＮとして、前記スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有する前記バレルと前記押出スクリュとの間の三次元的空間と定義し、前記一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の押出スクリュの温度と熱伝導率、バレルの温度と熱伝導率、押出スクリュ回転速度、前記バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱と、非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、およびエネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算とを使用して算出する手段と、算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成する手段と、前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出する手段と、前記平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算する手段と、前記比率値を均一溶融の評価指標して出力する手段とを有する。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は、溶融樹脂充満の一定容積部における溶融樹脂温度のヒストグラムの特性値と、押出機出口に接続されているギヤポンプの出口部の圧力変動（一定容積部の圧力変動）とに相関性があることに着目しててなされたものであり、一定容積部がなす解析対象空間を三次元に分割した微小要素毎の溶融樹脂温度の数値解析演算（ＣＡＥ解析）による算出値より解析対象空間（一定容積部）の温度ヒストグラムを作成し、その解析対象空間における溶融樹脂の平均温度と温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を評価指標とすることにより、実機による試験運転、実験結果や、経験、実績に基づくことなく、ＣＥＡ解析によるシミュレーションによって押出スクリュの均一溶融の評価を、精度よく、高い信頼性をもって、定量的に行うことができる。
【００１２】
これにより、押出機における均一溶融性についての押出スクリュ諸元や運転条件の妥当性を効率よく、検討でき、併せて成形品の品質を高めるための検討を効率よく的確に行うことができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
まず、この発明による押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法および装置が適用される押出成形システムの概要を、図５を参照して説明する。
【００１４】
押出機５０は、ベント部５１を有するベント式押出機であり、定量フィーダ６１よりホッパ５２に、樹脂ペレットを定量供給され、バレル（２００）内で樹脂ペレットを溶融させ、押出スクリュ（２０１、２０２）によって溶融樹脂を混練しつつ押出機出口５３へ搬送する。押出機出口５３には、ギヤポンプ６２、フィルタ６３、Ｔダイ６４が順に接続され、溶融樹脂を、フィルム・シート成形用のロール装置６５へ供給するようになっている。
【００１５】
つぎに、この発明による押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法および装置の一つの実施形態を、図１を参照して説明する。
【００１６】
このシミュレーションは、コンピュータ（電子計算機システム）１０が、シミュレーションプログラムを実行することにより実施される。コンピュータ１０は、ＣＰＵ、記憶手段等を有するコンピュータ本体１１と、キーボート等による入力部１２と、ＣＲＴ等によるディスプレイ部１３とにより構成されている。
【００１７】
シミュレーションプログラム（コンピュータプログラム）は、コンピュータ１０に、入力された押出スクリュ・バレルの仕様に基づいて押出機のバレル内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部を定義し、当該一定容積部がなす解析対象空間を三次元の多数の微小要素に分割する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度を、入力された押出機の稼働状態を示す情報に応じて数値解析演算によって算出する手段と、算出された微小要素毎の溶融樹脂温度より前記解析対象空間の温度ヒストグラムを作成する手段と、前記温度ヒストグラムの標準偏差を算出する手段と、前記微小要素毎の溶融樹脂の温度あるいは前記温度ヒストグラムより前記解析対象空間における溶融樹脂の平均温度を算出する手段と、前記平均温度と前記温度ヒストグラムの標準偏差との比率値を演算する手段と、前記比率値を押出スクリュの均一溶融の評価指標として出力する手段として機能させるためのプログラムである。
【００１８】
コンピュータ１０は、上述のシミュレーションプログラムの実行下で、ユーザ操作によって入力部１２よりスクリュ・バレルの仕様と、押出機５０の稼働状態を示す情報を取り込み、押出スクリュ・バレル仕様をデータ記憶部１０１のスクリュ・バレル仕様データ部１０２に、押出機の稼働状態を示す情報をデータ記憶部１０１の押出機稼働条件データ部１０３に各々ストアする。
【００１９】
この実施形態において、押出スクリュの均一溶融シミュレーションを行う押出機５０は、図２（ａ）、（ｂ）に示されているような２軸同方向噛合型ベント式押出機であり、バレル２００内に２本の押出スクリュ２０１、２０２を有する。図２（ａ）、（ｂ）は、共に、スクリュ先端の軸垂直断面図であり、このうち、図２（ａ）は標準溝スクリュのものを、図２（ｂ）は、超深溝スクリュのものを示している。
【００２０】
入力項目である押出スクリュ・バレルの仕様は、押出スクリュ２０１、２０２の形状寸法とバレル２００の形状寸法であり、押出機５０の稼働状態を示す情報は、押出スクリュ・バレル温度および熱伝導率、スクリュ回転速度、バレル内の溶融樹脂流量、溶融樹脂の流入温度、溶融樹脂の押出圧力、および樹脂データとしての溶融樹脂の粘度、比熱等である。
【００２１】
コンピュータ１０は、前述したシミュレーションプログラムを実行することにより、押出スクリュの均一溶融シミュレーション装置として機能し、一定容積部定義・微小要素設定部（手段）１１１と、溶融樹脂温度数値解析演算部（手段）１１２と、温度ヒストグラム作成部（手段）１１３と、標準偏差算出部（手段）１１４と、平均温度算出部（手段）１１５と、比率値演算部（手段）１１６と、評価指標出力部（手段）１１７をソウトウェア式に具現化する。
【００２２】
一定容積部定義・微小要素設定部１１１は、スクリュ・バレル仕様データ部１０２にストアされたスクリュ・バレルの仕様に基づいてバレル２００内において溶融した樹脂が完全充満している一定容積部２１０を定義し、当該一定容積部２１０がなす解析対象空間を、予めパラメータ設定されている容積の微小空間に分割した三次元の多数の微小要素ΔＥ１、ΔＥ２・・・（図２参照）を画定する。
【００２３】
一定容積部２１０は、押出スクリュ２０１、２０２の条数をＮとして、スクリュ先端から所定距離だけ上流側に偏倚した軸垂直断面による少なくても、１／Ｎリード分以上の軸長を有するバレル２００と押出スクリュ２０１、２０２との間の三次元空間である。たとえば、押出スクリュ２０１、２０２の条数が２条の場合は、一定容積部２１０は、少なくてもスクリュ半リード分以上の軸長を有するバレル２００と押出スクリュ２０１、２０２との間の三次元空間である。なお、一定容積部２１０は、押出スクリュ２０１、２０２の条数が、３条の場合には、１／３リード分以上、４条の場合には、１／４リード分以上の軸長を有するバレル２００と押出スクリュ２０１、２０２との間の三次元空間になる。
【００２４】
溶融樹脂温度数値解析演算部１１２は、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）解析部であり、微小要素ΔＥ１、ΔＥ２・・・毎の溶融樹脂の温度を、押出機稼働条件データ部１０３にストアされている押出機の稼働状態を示す情報に応じて数値解析演算によって算出する。
【００２５】
この数値解析演算は、公知の非圧縮ナビエーストークス方程式、連続の式、エネルギー式に基づく三次元熱流体解析演算であり、微小要素ΔＥ１、ΔＥ２・・・毎の溶融樹脂温度を算出できる。
【００２６】
温度ヒストグラム作成部１１３は、溶融樹脂温度数値解析演算部１１２によって算出された微小要素ΔＥ１、ΔＥ２・・・毎の溶融樹脂温度より解析対象空間（一定容積部２１０）の温度ヒストグラムを作成する。図３（ａ）は標準溝スクリュによるものの温度ヒストグラムを、図３（ｂ）は、超深溝スクリュによるもの温度ヒストグラムを各々示している。
【００２７】
標準偏差算出部１１４は、温度ヒストグラムの標準偏差σを算出する。標準偏差σは、温度ヒストグラム作成部１１３によって作成された温度ヒストグラムより得られる確率変数Ｘの分散の平方根であり、一般的には、σ（Ｘ）で表される。
【００２８】
平均温度算出部１１５は、溶融樹脂温度数値解析演算部１１２によって算出された微小要素ΔＥ１、ΔＥ２・・・毎の溶融樹脂温度、あるいは温度ヒストグラム作成部１１３によって作成された温度ヒストグラムより、解析対象空間（一定容積部２１０）における溶融樹脂の平均樹脂温度（算術平均）Ｔｒを算出する。
【００２９】
比率値演算部１１６は、標準偏差算出部１１４によって算出された標準偏差σと、平均温度算出部１１５によって算出された平均樹脂温度Ｔｒとの比率値ｋσ／Ｔｒを演算する。比率値演算部１１６は、この実施形態では、ｋ＝３として、比率値３σ／Ｔｒを算出する。
【００３０】
評価指標出力部１１７は、比率値演算部１１６によって演算された比率値３σ／Ｔｒを、押出スクリュ２０１、２０２の均一溶融の評価指標として出力する。この出力は、記憶手段に書き込むファイル出力、ディスプレイ部１３に出力する描画出力等がある。
【００３１】
溶融樹脂充満の一定容積部２１０における溶融樹脂温度のヒストグラムの特性値、つまり、比率値３σ／Ｔｒと、押出機出口５３に接続されているギヤポンプ６２の出口部の圧力変動とに相関性があることから、比率値３σ／Ｔｒを、押出スクリュ２０１、２０２の均一溶融性についての評価指標とすることにより、実機による試験運転、実験結果や、経験、実績に基づくことなく、ＣＥＡ解析によるシミュレーションによって押出スクリュ２０１、２０２の均一溶融の評価を、精度よく、高い信頼性をもって、定量的（数量的）に行うことができる。
【００３２】
これにより、押出機における均一溶融性についての押出スクリュ諸元や運転条件の妥当性を効率よく検討でき、大型機への押出スクリュのスケールアップについても、経験や実績に基づく手法に依存することなく、妥当性を効率よく検討できる。
【００３３】
また、成形品の品質を高めるための検討も効率よく的確に行うことができるようになる。
【００３４】
溶融樹脂充満の一定容積部における溶融樹脂温度のヒストグラムの特性値が、ギヤポンプ出口部の圧力変動とに相関性があり、比率値３σ／Ｔｒが押出スクリュの均一溶融の評価指標としての妥当性を、以下の実機試験により検証した。
【００３５】
噛合型同方向回転式二軸押出機において、Ｄ／ｄ（押出スクリュ外径／押出スクリュ谷径）の異なる二種類の押出スクリュ、すなわち、標準溝スクリュＡ（Ｄ／ｄ≒１．６、Ｄ＝４７．３）と、超深溝スクリュＢ（Ｄ／ｄ≒１．８、Ｄ＝５０．２）について、ＭＦＲ３．０のＰＰ樹脂を使用して押出圧力変動（ギヤポンプ出口部圧力変動）の差異を調査する混線試験を行った。
【００３６】
Ａ、Ｂ二本のスクリュは、Ｄ／ｄ値を除いて、スクリュ構成は、ほぼ同一である。押出流量、スクリュ回転速度、バレル設定温度、押出圧力も、ほぼ同一条件で試験をした。
【００３７】
その結果、超深溝スクリュＢの押出圧力変動（ΔＰ／Ｐ）は、標準溝スクリュＡのそれの約５０％であり、超深溝スクリュＢは、標準溝スクリュＡより均一溶融性がよい試験データが得られた。なお、押出圧力変動（ΔＰ／Ｐ）は、ギヤポンプ出口部の圧力変動である。
【００３８】
上記２本のスクリュＡ、Ｂにおいて、本発明によるシミュレーション法に従って、スクリュ先端部溶融樹脂の充満長部の一定容積部について、運転条件を基に温度ヒストグラムを数値計算（ＣＡＥ解析）し、３σ／Ｔｒを求めた結果、超深溝スクリュＢの３σ／Ｔｒは、標準溝スクリュＡの３σ／Ｔｒより２０％小さく、超深溝スクリュＢは均一溶融性に優れていることが数値計算で確認できた。
【００３９】
また、ＣＡＥ解析において、一定容積部における標準溝スクリュＡの最高温度と最低温度との温度差が約４５℃であるのに対して、超深溝スクリュＢの最高温度と最低温度との温度差は約４２℃であることも確認できた。
【００４０】
押出圧力変動（ギヤポンプ出口部圧力変動）の試験結果と、本発明によるシミュレーション法（ＣＡＥ解析）により得れる温度ヒストグラムの３σ／Ｔｒとを図４に示す。図４より、押出圧力変動の試験結果と本発明によるシミュレーション法により得れる温度ヒストグラムの３σ／Ｔｒに対応関係があることがわかる。
【００４１】
上述したように、超深溝スクリュは押出機用スクリュとして標準溝スクリュより優れているので、超深溝スクリュが、特にフイルム状シートの厚みの均一性について有利であることについて注目されている。
【００４２】
したがって、いろいろな大きさ(型式)の超深溝型押出機の需要が期待されている。しかしながら、スケールアップさせたい押出機に、超深溝スクリュを採用する場合、樹脂の均一溶融性が、どのようになるかを、予測できない。このため、超深溝スクリュを製作し、実際に押出機により運転をしてみないことには、その良否が不明であったが、本発明によるシミュレーション法により、そのことを解決した。
【００４３】
本発明のシミュレーション法では、上述したように、実際に超深溝スクリュを製作し、押出機によりテストを行った結果と、ＣＡＥ解析の手法を利用して、当該超深溝スクリュを押出機に使用したときの溶融状態の解析結果とを比較し、その解析結果が実際の測定結果をよく反映していることを確認したので、本発明は、このようなＣＡＥ解析の手法が有効であると考え、溶融の均一性の評価をシミュレーションによって行うことを提唱するものである。
【００４４】
ＣＡＥ解析の妥当性、合理性の根拠としては、充満部溶融樹脂の温度(変動)と、ギヤポンプ出口側での圧力変動とに密接な相関があり、且つバレル内部での温度データ(無数の測定点が必要)の実測が困難であるという前提の下に、これらをＣＡＥ解析の手法により解決するものである。
【００４５】
なお、本発明のシミュレーション法は、今回実験し、検証した超深溝スクリュを使用する２軸押出機に限定されるものではなく、１軸押出機にも適用できる。
【００４６】
そして、本発明のシミュレーション法は、より基本的には、ギヤポンプ出口部の圧力変動を、当該充満容積部分における溶融樹脂の温度分布によって一定の条件の下で推定可能であるという点に、高い有用性がある。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明による押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法および装置の一つの実施形態を示す説明図である。
【図２】（ａ）は標準溝スクリュを使用した２軸同方向噛合型ベント式押出機のスクリュ先端の軸垂直断面図、（ｂ）は超深溝スクリュを使用した２軸同方向噛合型ベント式押出機のスクリュ先端の軸垂直断面図である。
【図３】（ａ）は標準溝スクリュの温度ヒストグラムを、（ｂ）は超深溝スクリュの温度ヒストグラムを示すヒストグラムである。
【図４】押出圧力変動の試験結果と、本発明によるシミュレーション法（ＣＡＥ解析）により得れる温度ヒストグラムの３σ／Ｔｒとの関係を示す表図である。
【図５】この発明による押出スクリュの均一溶融シミュレーション方法および装置が適用される押出成形システムの概要を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  コンピュータ
１１  コンピュータ本体
１２  入力部
１３  ディスプレイ部
５０  押出機
５１  ベント部
５２  ホッパ
５３  押出機出口
６１  定量フィーダ
６２  ギヤポンプ
６３  フィルタ
６４  Ｔダイ
６５  ロール装置
１１１  一定容積部定義・微小要素設定部
１１２  溶融樹脂温度数値解析演算部
１１３  温度ヒストグラム作成部
１１４  標準偏差算出部
１１５  平均温度算出部
１１６  比率値演算部
１１７  評価指標出力部
２００  バレル
２０１、２０２  押出スクリュ
２１０  一定容積部
ΔＥ１、ΔＥ２・・・  微小要素
【図１】
0004643373.tif 000002
【図２】
0004643373.tif 000003
【図３】
0004643373.tif 000004
【図４】
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【図５】
0004643373.tif 000006