プラスチック混合物の成形方法及び装置
【課題】 本発明はプラスチック混合物の成形方法及び装置に関し、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができるプラスチック混合物の成形方法及び装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段７〜９と、前記検出手段７〜９により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管６へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段４とを有して構成される。
【解決手段】 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段７〜９と、前記検出手段７〜９により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管６へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段４とを有して構成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック混合物の成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の社会生活において、プラスチックは社会基盤のあらゆる方面で多用されており、これらプラスチック製品は、使用後は廃棄物となる。プラスチックとしては、例えば菓子箱、各種の容器、弁当容器、トレイ、ペットボトル、食器、ほ乳ビン、ＣＤ等がある。プラスチックは、そのままでは分解して土にかえらず、その処理が問題となっている。従来より、廃棄物としてのプラスチック（以下廃プラスチックと呼ぶ）を再利用できないか検討されている。この廃プラスチックの利用方法として、一旦溶融したものを社会に役立つものに成形することが行われる。
【０００３】
従来のこの種のシステムとしては、混合した廃プラスチック材を手作業により分別し、分別された廃プラスチック材を自動的に分別してプラスチック成形材を得るようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、廃プラスチックを用いて成形材を得る場合において、ＰＥ，ＰＰ，ＰＳ等の溶融温度の低い非塩素系プラスチックと、ＰＶＣ，ＰＶＤＣ等の塩素含有プラスチックと、溶融温度の高いＰＥＴとを適切に分離回収する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。また、押出し機のダイに改良を加え、多機能化することで、廃プラスチック、廃建材を有効利用し、リサイクルコストの低減を図るようにした押出し機成形装置が知られている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５５５７２号公報（段落００１６〜００１８、図１）
【特許文献２】特開２００４−２３０７７４号公報（段落００１８〜００２５、図１、図２）
【特許文献３】特開２００４−２２３９６０号公報（段落０００７〜００１８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、押出し機を用いた成形管への廃プラスチックの充填完了は押出し機のノズルに設置した圧力センサの設定圧力か成形管先端に設置した圧力検知機構又は目視による到達検知板を用いて行われていた。しかしながら、投入される廃プラスチックの配合や種類は収集された廃プラスチックのバラツキに大きく影響され安定しない。このことにより、押出し機を一定の設定値（回転数、ヒータ温度）で成形を行なうと注入される廃プラスチックの量が不安定であった。このため、溶融プラスチックの注入量を正確に予測制御する方式が必要であった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができるプラスチック混合物の成形方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、投入される廃プラスチックの配合、種類のバラツキによって生じる充填量バラツキを温度センサ、圧力センサ、位置到達センサを用いて目的の充填量を予測制御するものである。
【０００７】
（１）請求項１記載の発明は、異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、からなることを特徴とする。
【０００８】
（２）請求項２記載の発明は、前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、変化する場合、前記成形管の２点の位置を検出する位置検出センサ（前記温度センサ）の設定位置も変化させることを特徴とする。
【０００９】
（３）請求項３記載の発明は、前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする。ここで、ショートショットとは、動作を一時停止することをいう。
【００１０】
（４）請求項４記載の発明は、前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする。
【００１１】
（５）請求項５記載の発明は、異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明において、前記プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視してプラスチックの安定性を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
（１）請求項１記載の発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができる。
【００１４】
（２）請求項２記載の発明によれば、注入量が使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して変化する場合、位置検出センサの設定位置を変化させることにより、よりよい充填量制御を行なうことができる。
【００１５】
（３）請求項３記載の発明によれば、プラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることにより、成形管で最適なプラスチック混合物を成形することができる。
【００１６】
（４）請求項４記載の発明によれば、充填量の予測制御により求めた補正値を用いて他の種類の混合プラスチックの充填量を予測することができる。
（５）請求項５記載の発明によれば、プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視して、これらの物理量から成形したプラスチックの安定性を検知することができる。
【００１７】
（６）また、この発明において、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差、積算温度、積算圧力、押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力等を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、プラスチック成形物の品質の分類分別を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の原理構成図である。図において、１は廃プラスチック混合物を貯溜するホッパ、２は該ホッパ１内に集積された廃プラスチック混合物、３は該廃プラスチック混合物２を前に進める管、４は廃プラスチック混合物２を押し出すスクリュー、５はスクリュー４を支持するスクリュー支持体、６はノズル１１の先端と接続される成形管である。該成形管の形状としては、円筒型、直方体型等、種々の形状のものが考えられる。スクリュー４部に配置されているＨ１〜Ｈ７は廃プラスチック混合物を溶融するためのヒータである。７はスクリュー４と成形管６の接続点（ノズル１１）に設けられた圧力と温度を測定する圧力・温度センサ、８は溶融された廃プラスチック混合物の位置を検出する第１の位置検知センサ、９は溶融された廃プラスチック混合物の位置を検知する第２の位置検知センサ、１０は成形管６の先端に取り付けられた蓋である。このような構成のものは、溶融された廃プラスチックを成形管６に押し出して固めるようになっているので、一般に押出し機という。
【００１９】
図２は本発明の充填制御モデルを示す図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。７は成形管６に廃プラスチック溶剤が注入される点の圧力、温度を測定する圧力・温度センサ、８は第１の位置検出センサ、９は第２の位置検出センサである。ここでは、位置検出センサとしては、例えば温度センサが用いられる。第１の位置検知センサ８の位置をＳ１、第２の位置検知センサ９の位置をＳ２とする。ここで、位置検知センサ８の代わりに位置検知センサＳ１又は温度センサＳ１、位置検知センサ９の代わりに位置検知センサＳ２又は温度センサＳ２を用いることもある。
【００２０】
図３は本発明の圧力、温度・通過量特性を示す図である。（ａ）は圧力特性、（ｂ）は温度特性、（ｃ）は通過量特性である。何れも横軸は時間である。図１の第１の位置検知センサ８の位置をＳ１、２の位置検知センサ９の位置をＳ２とする。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２１】
先ず、図１を用いて本発明の動作を説明する。廃プラスチックの注入口（ノズル）１１に圧力・温度センサ７を、成形管６の所定の位置Ｓ１，Ｓ２に位置検知センサ８，９を設置する。位置検知センサ８，９に検知されるまでの圧力、温度変化を測定して演算し、センサ８，９の間に生じた変化より、センサ９以降に生じる変化を予測して充填量を予測制御する。
【００２２】
また、圧力・温度センサ７、位置検知センサ８，９にて得られた測定データ及び演算結果の安定性を監視して、廃プラスチックの配合及び種類の安定性を監視する。測定データ及び演算結果の変化より廃プラスチック成形品の良否判定、品質分類分別の判定を行なう。
【００２３】
ホッパ１から落下された廃プラスチックの混合物が管３を介してスクリュー４に供給される。廃プラスチック混合物は、スクリュー４を通過する間にヒータＨ１〜Ｈ７により加熱され溶融される。スクリュー４を通過した溶融廃プラスチックは、成形管６に注入される。スクリュー４が回転するにつれて、溶融廃プラスチックは前に押し出され、順次成形管６に注入される。そして、成形管６を図２に示すように流れていく。ここで、第１の位置検知センサ８が溶融廃プラスチックが流れてきたことを検知すると、この位置検知センサ８の出力を受けた制御手段（図示せず）は、ショートショットする。このショートショットを行なうと図１に示す装置は、動作を停止する。ショートショットとは、動作を一時的に停止することをいう。
【００２４】
この状態で廃プラスチックを冷やす。この結果、廃プラスチックは硬化して固まる。この状態で蓋１０を外してＳ１まできた廃プラスチック材を取り出す。溶融廃プラスチックは、固まると体積が若干減少し、成形管６との間に隙間ができる。従って、成形管６内で硬化した廃プラスチック材を外に取り出すことができる。ここで、取り出した廃プラスチック材の体積を測定する。測定された体積をＶ１とする。次に、溶融された廃プラスチックを再度成形管６に注入する。
【００２５】
成形管６を流れる溶融廃プラスチックは第２の位置検出センサ９で検知される。この位置検知センサ９の出力を受けた制御手段（図示せず）は、ショートショットする。このショートショットを行なうと図１に示す装置は、動作を停止する。この状態で廃プラスチックを冷やす。この結果、廃プラスチックは硬化して固まる。溶融廃プラスチックは、固まると体積が若干減少し、成形管６との間に隙間ができる。従って、成形管６内で硬化した廃プラスチック材を外に取り出すことができる。ここで、取り出した廃プラスチック材の体積を測定する。測定された体積をＶ２とする。このようにして、図４に示すようにＳ１で硬化されたプラスチック材１５、Ｓ２で硬化されたプラスチック材１６が得られる。
【００２６】
Ｓ１で硬化した廃プラスチック材１５の体積をＶ１、Ｓ２で硬化した廃プラスチック材１６の体積をＶ２とする。ここで、体積の測定は体積測定器（図示せず）で測定される。具体的には、例えば浮力を用いた体積測定法が用いられる。成形物は、浮力と自重が分かれば、その体積を求めることができる。このようにして得られた体積Ｖ１とＶ２の体積差及び時間差はものによって変わる。体積Ｖ１までにかかる時間と圧力・温度、体積Ｖ２までにかかる時間と圧力・温度を測定しておく。この結果、これらデータを用いて体積Ｖ１から体積Ｖ２までに要する時間が算出されると、流速が分かり、単位時間あたりの体積増加量ΔＶが分かるので、図４の最終材１７の体積Ｖになるまでの時間を算出することができ、プラスチック材をＶにするまでの時間Δtが算出される。この算出時間Δtだけ更に溶融された廃プラスチックを充填すれば、目的とする体積Ｖのプラスチック材１７が完成することになる。
【００２７】
このように、本発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、注入量が使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して変化する場合、位置検出センサの設定位置を変化させることにより、よりよい充填量制御を行なうことができる。
【００２９】
次に、充填制御技術について、更に詳しく説明する。充填制御には以下のような方法がある。
１．温度センサＳ１，Ｓ２への温度到達時間差で樹脂流速を予測する。
２．求めた流速より、樹脂の発泡等を見込んで充填を停止する。
３．ノズル側の樹脂を逃がし、ノズル側の圧力を開放する（冷却中のノズル側樹脂噴出防止のため）。
（パターン１）
位置検知センサ（温度センサ）Ｓ１，Ｓ２の位置検出時間差より目標の充填量を予測するものであり、図１について前述した通りである。位置センサＳ１検知時の樹脂量をＶ１、温度センサＳ２検知時の樹脂量をＶ２、充填開始時より位置センサＳ１検知までの時間をｔ１、充填開始時より位置センサＳ２検知までの時間をｔ２とすると、流速ｖは次式で表される。
【００３０】
ｖ＝（Ｖ２−Ｖ１）／（ｔ２−ｔ１） （１）
必要な樹脂量をＶとすると、充填開始時より充填停止までの時間ｔは次式で表される。
ｔ＝（（Ｖ−Ｖ２）／ｖ）＋ｔ２ （２）
（パターン２）
パターン１にノズル口樹脂圧力変動の積算を考慮して予測演算するものである。ここで、樹脂圧力と樹脂流速は比例するものとする。このため、ノズル口の樹脂圧力変動を積分した値と樹脂量とが比例すると仮定する。ここで、α1をＳ１検知時の樹脂量に対する係数、β1をＳ２検知時の樹脂量に対する係数、図３の（ａ）における特性を
Ｐ＝ｆ（ｔ） （３）
とすると、Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ次式で表される。
【００３１】
【数１】
【００３２】
流速ｖは（１）式のように表されるので、必要な樹脂量をＶとして、充填開始時より充填停止までの時間ｔは次式で表される。
ｔ＝（（Ｖ−Ｖ２）／ｖ）＋ｔ２ （６）
（パターン３）
パターン２にノズル口樹脂温度変動の積算を考慮して予測演算するものである。温度変化は図３の（ｂ）に示すように表されるものとする。そして、樹脂の粘性と温度は比例するものとする。粘性と流速は比例関係にあるので、温度変化と充填樹脂量は比例すると仮定する。α2をＳ１検知時の樹脂量に対する係数、β2をＳ２検知時の樹脂量に対する係数とすると、Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ次式で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
流速ｖは（１）式のように表されるので、必要な樹脂量をＶとして、充填開始時により充填停止までの時間ｔは次式で表される。
ｔ＝（（Ｖ−Ｖ２）／ｖ）＋ｔ２ （９）
なお、実際の制御時には、成形管（又は成形品）の品種毎にセンサ検知時の体積Ｖ１，Ｖ２の平均充填樹脂量を予め求めてテーブルに記憶しておく必要がある。また、圧力及び温度の影響についても同様に事前に調査しておく必要がある。図５はテーブルの構成例を示す図である。各成形品毎にＶ１とＶ２と補正値とが記憶されている。ここで、補正値とは、例えば前記パターン１で求めた充填停止までの時間ｔで必要とする体積Ｖに対する補正値δＶである。体積Ｖは、Ｖ±δＶで表わされる。
【００３５】
また、本発明によれば、プラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることにより、成形管で最適なプラスチック混合物を成形することができる。
【００３６】
図６は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１は廃プラスチック材を貯留するホッパ、４は廃プラスチック混合物を押し出すスクリュー、Ｈ１〜Ｈ７は廃プラスチックを溶融するヒータである。５はスクリュー４を支持するスクリュー支持体である。６はプラスチック成形を行なう成形管、１０は該成形管６の出口側に設けられる蓋である。該蓋１０にはエアベントが設けられている。
【００３７】
７は、スクリュー４と成形管６の接続部（ノズル）１１に設けられた圧力・温度センサ、８は成形管６の所定の位置に設けられた第１の位置センサ（センサＳ１）、９は成形管６の所定の位置に設けられた第２の位置センサ（センサＳ２）である。２３はノズル口の圧力をモニタして必要に応じて警報を表示するモニタ、２６は圧力・温度センサ７からモニタ２３に接続される圧力センサ接続ケーブルである。
【００３８】
２４は各センサの出力を受けてデータを収集するデータロガーである。２０は圧力・温度センサ７とデータロガー２４間を接続する温度センサ接続ケーブル、２１はセンサＳ１とデータロガー２４間を接続する接続ケーブル、２２はセンサＳ２とデータロガー２４間を接続する接続ケーブル、２９はモニタ２３とデータロガー２４間を接続する接続ケーブルである。２５はデータロガー２４と接続されるＩ／Ｏユニット、３０は該Ｉ／Ｏユニット２５と接続されるディジタル入出力共有カードである。４０は全体の制御動作を行なうパソコンである。前記ディジタル入出力共有カード３０は、パソコン４０と接続される。具体的には、ディジタル入出力共有カード３０はパソコン４０内に内蔵することができる。本発明の詳細動作については、前述したので、その動作の概要を以下に説明する。
【００３９】
先ず、ホッパ１に廃プラスチック混合物を貯溜する。この混合物は裁断され、チップになっている。ホッパ１に貯溜された混合廃プラスチックは、スクリュー４に入って、ヒータＨ１〜Ｈ７で加熱される。加熱された溶融した廃プラスチックは、スクリュー４の回転に応じて前に押し出される。押し出された溶融廃プラスチックは、成形管６に入り、順次前方向に押し出される。この間において、圧力・温度センサ７はノズル口の溶融廃プラスチックの圧力と温度を測定する。そして、圧力は圧力センサ接続ケーブル２６を介してモニタ２３に送られ、表示されると共に、接続ケーブル２９を介してデータロガー２４に入る。
【００４０】
一方、圧力・温度センサ７で検出された温度は、温度センサ接続ケーブル２０を介してデータロガー２４に入る。データロガー２４に入力された各センサ出力は、ディジタル入出力共有カード３０を介してパソコン４０に与えられる。ここで、センサＳ１が溶融廃プラスチックを検出すると、位置検出信号はデータロガー２４，ディジタル入出力共有カード３０を介してパソコン４０に与えられる。パソコン４０はショートショットする。
【００４１】
この状態で冷やして固まったものを蓋１０を抜いて取り出す。この時の成形物の体積を測定したものをＶ１とする。次に、同様にしてセンサＳ２が溶融廃プラスチックを検出すると、この検出信号はセンサＳ１の場合と同様にしてパソコン４０に入る。この状態で冷やして固まったものを蓋１０を抜いて取り出す。この時の成形物の体積をＶ２とする。
【００４２】
ここで、成形物の体積が予めＶとして与えられているので、パソコン４０は、前述したような演算処理を行ない、体積Ｖを得るのに必要な時間乃至は体積を補正値として求める。そして、新たに成形管６に溶融廃プラスチックを求まった時間だけ流す。そして、冷やして固まったものを蓋１０を抜いて取り出す。このようにして取り出された成形物は、その体積が正しくＶとなったものとなる。
【００４３】
本発明によれば、前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、変化する場合、前記成形管の２点の位置を検出する位置検出センサ（前記温度センサ）の設定位置も変化させることができる。このようにすれば、注入量が使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して変化する場合、位置検出センサの設定位置を変化させることにより、よりよい充填量制御を行なうことができる。
【００４４】
本発明によれば、充填量の予測制御により求めた補正値を用いて他の種類の混合プラスチックの充填量を予測することができる。
また、本発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差、積算温度、積算圧力、押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、プラスチック成形物の品質を判定することができる。
【００４５】
図７は本発明の設定画面を示す図である。この設定画面は、パソコン４０に付属しているものである。（ａ）はメイン画面、（ｂ）は設定値入力画面である。メイン画面（ａ）において、５０はメイン画面、５１は圧力表示画面、５２は温度表示画面である。圧力・温度センサ７で検出した圧力、温度が表示される。５３は品種選択部で、複数の廃プラスチックの成形物の品種から１つを選択するようになっている。５４は制御パターンであり、前述した制御パターンの何れか一つを選択するようになっている。図に示す例では、時間×圧力×温度が選択されている。５５はディジタルＩ／Ｏ表示画面で、それぞれの状態にある場合が点灯するようになっている。５６は充填時間と予測充填時間が表示されるようになっている。
【００４６】
設定値入力画面（ｂ）において、６０が設定値入力画面である。該設定値入力画面では、前述した目標体積Ｖ、体積Ｖ１、体積Ｖ２、補正値等が入力されるようになっている。即ち、オペレータは、メイン画面５０と設定値入力画面６０で所定の設定を行ない、システムの動作をスタートさせる。
【００４７】
上述の実施の形態例では、廃プラスチック材の場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、通常のプラスチック材についても全く同様に適用することができる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、安定した配合や種類を確保できない廃プラスチックの異種混合形成において、充填量のバラツキにより生じていた品質のバラツキ、生産性の低下を改良して安定な成形を行なうことができる。
【００４８】
（付記１） 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、
前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、
該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、
からなることを特徴とするプラスチック混合物の成形方法。
【００４９】
（付記２） 前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、これらが変化する場合、位置検出センサ（前記温度センサ）の設定位置も変化させることを特徴とする付記１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【００５０】
（付記３） 前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする付記１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【００５１】
（付記４） 前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする付記１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【００５２】
（付記５） 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、
該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、
を有することを特徴とするプラスチック混合物の成形装置。
【００５３】
（付記６） 廃プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視して廃プラスチックの安定性を検知することを特徴とする付記５記載のプラスチック混合物の成形装置。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の充填制御モデルを示す図である。
【図３】本発明の圧力、温度、通過量特性を示す図である。
【図４】本発明の予測制御の説明図である。
【図５】テーブルの構成例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。
【図７】本発明の設定画面を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ホッパ
２ 廃プラスチック混合物
３ 管
４ スクリュー
５ スクリュー支持体
６ 成形管
７ 圧力・温度センサ
８ 位置検知センサ
９ 位置検知センサ
１０ 蓋
１１ ノズル
【技術分野】
【０００１】
本発明はプラスチック混合物の成形方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の社会生活において、プラスチックは社会基盤のあらゆる方面で多用されており、これらプラスチック製品は、使用後は廃棄物となる。プラスチックとしては、例えば菓子箱、各種の容器、弁当容器、トレイ、ペットボトル、食器、ほ乳ビン、ＣＤ等がある。プラスチックは、そのままでは分解して土にかえらず、その処理が問題となっている。従来より、廃棄物としてのプラスチック（以下廃プラスチックと呼ぶ）を再利用できないか検討されている。この廃プラスチックの利用方法として、一旦溶融したものを社会に役立つものに成形することが行われる。
【０００３】
従来のこの種のシステムとしては、混合した廃プラスチック材を手作業により分別し、分別された廃プラスチック材を自動的に分別してプラスチック成形材を得るようにした技術が知られている（例えば特許文献１参照）。また、廃プラスチックを用いて成形材を得る場合において、ＰＥ，ＰＰ，ＰＳ等の溶融温度の低い非塩素系プラスチックと、ＰＶＣ，ＰＶＤＣ等の塩素含有プラスチックと、溶融温度の高いＰＥＴとを適切に分離回収する技術が知られている（例えば特許文献２参照）。また、押出し機のダイに改良を加え、多機能化することで、廃プラスチック、廃建材を有効利用し、リサイクルコストの低減を図るようにした押出し機成形装置が知られている（例えば特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００４−２５５５７２号公報（段落００１６〜００１８、図１）
【特許文献２】特開２００４−２３０７７４号公報（段落００１８〜００２５、図１、図２）
【特許文献３】特開２００４−２２３９６０号公報（段落０００７〜００１８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、押出し機を用いた成形管への廃プラスチックの充填完了は押出し機のノズルに設置した圧力センサの設定圧力か成形管先端に設置した圧力検知機構又は目視による到達検知板を用いて行われていた。しかしながら、投入される廃プラスチックの配合や種類は収集された廃プラスチックのバラツキに大きく影響され安定しない。このことにより、押出し機を一定の設定値（回転数、ヒータ温度）で成形を行なうと注入される廃プラスチックの量が不安定であった。このため、溶融プラスチックの注入量を正確に予測制御する方式が必要であった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができるプラスチック混合物の成形方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、投入される廃プラスチックの配合、種類のバラツキによって生じる充填量バラツキを温度センサ、圧力センサ、位置到達センサを用いて目的の充填量を予測制御するものである。
【０００７】
（１）請求項１記載の発明は、異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、からなることを特徴とする。
【０００８】
（２）請求項２記載の発明は、前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、変化する場合、前記成形管の２点の位置を検出する位置検出センサ（前記温度センサ）の設定位置も変化させることを特徴とする。
【０００９】
（３）請求項３記載の発明は、前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする。ここで、ショートショットとは、動作を一時停止することをいう。
【００１０】
（４）請求項４記載の発明は、前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする。
【００１１】
（５）請求項５記載の発明は、異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、を有することを特徴とする。
【００１２】
（６）また、本発明において、前記プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視してプラスチックの安定性を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
（１）請求項１記載の発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができる。
【００１４】
（２）請求項２記載の発明によれば、注入量が使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して変化する場合、位置検出センサの設定位置を変化させることにより、よりよい充填量制御を行なうことができる。
【００１５】
（３）請求項３記載の発明によれば、プラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることにより、成形管で最適なプラスチック混合物を成形することができる。
【００１６】
（４）請求項４記載の発明によれば、充填量の予測制御により求めた補正値を用いて他の種類の混合プラスチックの充填量を予測することができる。
（５）請求項５記載の発明によれば、プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視して、これらの物理量から成形したプラスチックの安定性を検知することができる。
【００１７】
（６）また、この発明において、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差、積算温度、積算圧力、押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力等を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、プラスチック成形物の品質の分類分別を判定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の原理構成図である。図において、１は廃プラスチック混合物を貯溜するホッパ、２は該ホッパ１内に集積された廃プラスチック混合物、３は該廃プラスチック混合物２を前に進める管、４は廃プラスチック混合物２を押し出すスクリュー、５はスクリュー４を支持するスクリュー支持体、６はノズル１１の先端と接続される成形管である。該成形管の形状としては、円筒型、直方体型等、種々の形状のものが考えられる。スクリュー４部に配置されているＨ１〜Ｈ７は廃プラスチック混合物を溶融するためのヒータである。７はスクリュー４と成形管６の接続点（ノズル１１）に設けられた圧力と温度を測定する圧力・温度センサ、８は溶融された廃プラスチック混合物の位置を検出する第１の位置検知センサ、９は溶融された廃プラスチック混合物の位置を検知する第２の位置検知センサ、１０は成形管６の先端に取り付けられた蓋である。このような構成のものは、溶融された廃プラスチックを成形管６に押し出して固めるようになっているので、一般に押出し機という。
【００１９】
図２は本発明の充填制御モデルを示す図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。７は成形管６に廃プラスチック溶剤が注入される点の圧力、温度を測定する圧力・温度センサ、８は第１の位置検出センサ、９は第２の位置検出センサである。ここでは、位置検出センサとしては、例えば温度センサが用いられる。第１の位置検知センサ８の位置をＳ１、第２の位置検知センサ９の位置をＳ２とする。ここで、位置検知センサ８の代わりに位置検知センサＳ１又は温度センサＳ１、位置検知センサ９の代わりに位置検知センサＳ２又は温度センサＳ２を用いることもある。
【００２０】
図３は本発明の圧力、温度・通過量特性を示す図である。（ａ）は圧力特性、（ｂ）は温度特性、（ｃ）は通過量特性である。何れも横軸は時間である。図１の第１の位置検知センサ８の位置をＳ１、２の位置検知センサ９の位置をＳ２とする。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２１】
先ず、図１を用いて本発明の動作を説明する。廃プラスチックの注入口（ノズル）１１に圧力・温度センサ７を、成形管６の所定の位置Ｓ１，Ｓ２に位置検知センサ８，９を設置する。位置検知センサ８，９に検知されるまでの圧力、温度変化を測定して演算し、センサ８，９の間に生じた変化より、センサ９以降に生じる変化を予測して充填量を予測制御する。
【００２２】
また、圧力・温度センサ７、位置検知センサ８，９にて得られた測定データ及び演算結果の安定性を監視して、廃プラスチックの配合及び種類の安定性を監視する。測定データ及び演算結果の変化より廃プラスチック成形品の良否判定、品質分類分別の判定を行なう。
【００２３】
ホッパ１から落下された廃プラスチックの混合物が管３を介してスクリュー４に供給される。廃プラスチック混合物は、スクリュー４を通過する間にヒータＨ１〜Ｈ７により加熱され溶融される。スクリュー４を通過した溶融廃プラスチックは、成形管６に注入される。スクリュー４が回転するにつれて、溶融廃プラスチックは前に押し出され、順次成形管６に注入される。そして、成形管６を図２に示すように流れていく。ここで、第１の位置検知センサ８が溶融廃プラスチックが流れてきたことを検知すると、この位置検知センサ８の出力を受けた制御手段（図示せず）は、ショートショットする。このショートショットを行なうと図１に示す装置は、動作を停止する。ショートショットとは、動作を一時的に停止することをいう。
【００２４】
この状態で廃プラスチックを冷やす。この結果、廃プラスチックは硬化して固まる。この状態で蓋１０を外してＳ１まできた廃プラスチック材を取り出す。溶融廃プラスチックは、固まると体積が若干減少し、成形管６との間に隙間ができる。従って、成形管６内で硬化した廃プラスチック材を外に取り出すことができる。ここで、取り出した廃プラスチック材の体積を測定する。測定された体積をＶ１とする。次に、溶融された廃プラスチックを再度成形管６に注入する。
【００２５】
成形管６を流れる溶融廃プラスチックは第２の位置検出センサ９で検知される。この位置検知センサ９の出力を受けた制御手段（図示せず）は、ショートショットする。このショートショットを行なうと図１に示す装置は、動作を停止する。この状態で廃プラスチックを冷やす。この結果、廃プラスチックは硬化して固まる。溶融廃プラスチックは、固まると体積が若干減少し、成形管６との間に隙間ができる。従って、成形管６内で硬化した廃プラスチック材を外に取り出すことができる。ここで、取り出した廃プラスチック材の体積を測定する。測定された体積をＶ２とする。このようにして、図４に示すようにＳ１で硬化されたプラスチック材１５、Ｓ２で硬化されたプラスチック材１６が得られる。
【００２６】
Ｓ１で硬化した廃プラスチック材１５の体積をＶ１、Ｓ２で硬化した廃プラスチック材１６の体積をＶ２とする。ここで、体積の測定は体積測定器（図示せず）で測定される。具体的には、例えば浮力を用いた体積測定法が用いられる。成形物は、浮力と自重が分かれば、その体積を求めることができる。このようにして得られた体積Ｖ１とＶ２の体積差及び時間差はものによって変わる。体積Ｖ１までにかかる時間と圧力・温度、体積Ｖ２までにかかる時間と圧力・温度を測定しておく。この結果、これらデータを用いて体積Ｖ１から体積Ｖ２までに要する時間が算出されると、流速が分かり、単位時間あたりの体積増加量ΔＶが分かるので、図４の最終材１７の体積Ｖになるまでの時間を算出することができ、プラスチック材をＶにするまでの時間Δtが算出される。この算出時間Δtだけ更に溶融された廃プラスチックを充填すれば、目的とする体積Ｖのプラスチック材１７が完成することになる。
【００２７】
このように、本発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、溶融プラスチックの注入量を正確に予測することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、注入量が使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して変化する場合、位置検出センサの設定位置を変化させることにより、よりよい充填量制御を行なうことができる。
【００２９】
次に、充填制御技術について、更に詳しく説明する。充填制御には以下のような方法がある。
１．温度センサＳ１，Ｓ２への温度到達時間差で樹脂流速を予測する。
２．求めた流速より、樹脂の発泡等を見込んで充填を停止する。
３．ノズル側の樹脂を逃がし、ノズル側の圧力を開放する（冷却中のノズル側樹脂噴出防止のため）。
（パターン１）
位置検知センサ（温度センサ）Ｓ１，Ｓ２の位置検出時間差より目標の充填量を予測するものであり、図１について前述した通りである。位置センサＳ１検知時の樹脂量をＶ１、温度センサＳ２検知時の樹脂量をＶ２、充填開始時より位置センサＳ１検知までの時間をｔ１、充填開始時より位置センサＳ２検知までの時間をｔ２とすると、流速ｖは次式で表される。
【００３０】
ｖ＝（Ｖ２−Ｖ１）／（ｔ２−ｔ１） （１）
必要な樹脂量をＶとすると、充填開始時より充填停止までの時間ｔは次式で表される。
ｔ＝（（Ｖ−Ｖ２）／ｖ）＋ｔ２ （２）
（パターン２）
パターン１にノズル口樹脂圧力変動の積算を考慮して予測演算するものである。ここで、樹脂圧力と樹脂流速は比例するものとする。このため、ノズル口の樹脂圧力変動を積分した値と樹脂量とが比例すると仮定する。ここで、α1をＳ１検知時の樹脂量に対する係数、β1をＳ２検知時の樹脂量に対する係数、図３の（ａ）における特性を
Ｐ＝ｆ（ｔ） （３）
とすると、Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ次式で表される。
【００３１】
【数１】
【００３２】
流速ｖは（１）式のように表されるので、必要な樹脂量をＶとして、充填開始時より充填停止までの時間ｔは次式で表される。
ｔ＝（（Ｖ−Ｖ２）／ｖ）＋ｔ２ （６）
（パターン３）
パターン２にノズル口樹脂温度変動の積算を考慮して予測演算するものである。温度変化は図３の（ｂ）に示すように表されるものとする。そして、樹脂の粘性と温度は比例するものとする。粘性と流速は比例関係にあるので、温度変化と充填樹脂量は比例すると仮定する。α2をＳ１検知時の樹脂量に対する係数、β2をＳ２検知時の樹脂量に対する係数とすると、Ｖ１，Ｖ２はそれぞれ次式で表される。
【００３３】
【数２】
【００３４】
流速ｖは（１）式のように表されるので、必要な樹脂量をＶとして、充填開始時により充填停止までの時間ｔは次式で表される。
ｔ＝（（Ｖ−Ｖ２）／ｖ）＋ｔ２ （９）
なお、実際の制御時には、成形管（又は成形品）の品種毎にセンサ検知時の体積Ｖ１，Ｖ２の平均充填樹脂量を予め求めてテーブルに記憶しておく必要がある。また、圧力及び温度の影響についても同様に事前に調査しておく必要がある。図５はテーブルの構成例を示す図である。各成形品毎にＶ１とＶ２と補正値とが記憶されている。ここで、補正値とは、例えば前記パターン１で求めた充填停止までの時間ｔで必要とする体積Ｖに対する補正値δＶである。体積Ｖは、Ｖ±δＶで表わされる。
【００３５】
また、本発明によれば、プラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることにより、成形管で最適なプラスチック混合物を成形することができる。
【００３６】
図６は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１は廃プラスチック材を貯留するホッパ、４は廃プラスチック混合物を押し出すスクリュー、Ｈ１〜Ｈ７は廃プラスチックを溶融するヒータである。５はスクリュー４を支持するスクリュー支持体である。６はプラスチック成形を行なう成形管、１０は該成形管６の出口側に設けられる蓋である。該蓋１０にはエアベントが設けられている。
【００３７】
７は、スクリュー４と成形管６の接続部（ノズル）１１に設けられた圧力・温度センサ、８は成形管６の所定の位置に設けられた第１の位置センサ（センサＳ１）、９は成形管６の所定の位置に設けられた第２の位置センサ（センサＳ２）である。２３はノズル口の圧力をモニタして必要に応じて警報を表示するモニタ、２６は圧力・温度センサ７からモニタ２３に接続される圧力センサ接続ケーブルである。
【００３８】
２４は各センサの出力を受けてデータを収集するデータロガーである。２０は圧力・温度センサ７とデータロガー２４間を接続する温度センサ接続ケーブル、２１はセンサＳ１とデータロガー２４間を接続する接続ケーブル、２２はセンサＳ２とデータロガー２４間を接続する接続ケーブル、２９はモニタ２３とデータロガー２４間を接続する接続ケーブルである。２５はデータロガー２４と接続されるＩ／Ｏユニット、３０は該Ｉ／Ｏユニット２５と接続されるディジタル入出力共有カードである。４０は全体の制御動作を行なうパソコンである。前記ディジタル入出力共有カード３０は、パソコン４０と接続される。具体的には、ディジタル入出力共有カード３０はパソコン４０内に内蔵することができる。本発明の詳細動作については、前述したので、その動作の概要を以下に説明する。
【００３９】
先ず、ホッパ１に廃プラスチック混合物を貯溜する。この混合物は裁断され、チップになっている。ホッパ１に貯溜された混合廃プラスチックは、スクリュー４に入って、ヒータＨ１〜Ｈ７で加熱される。加熱された溶融した廃プラスチックは、スクリュー４の回転に応じて前に押し出される。押し出された溶融廃プラスチックは、成形管６に入り、順次前方向に押し出される。この間において、圧力・温度センサ７はノズル口の溶融廃プラスチックの圧力と温度を測定する。そして、圧力は圧力センサ接続ケーブル２６を介してモニタ２３に送られ、表示されると共に、接続ケーブル２９を介してデータロガー２４に入る。
【００４０】
一方、圧力・温度センサ７で検出された温度は、温度センサ接続ケーブル２０を介してデータロガー２４に入る。データロガー２４に入力された各センサ出力は、ディジタル入出力共有カード３０を介してパソコン４０に与えられる。ここで、センサＳ１が溶融廃プラスチックを検出すると、位置検出信号はデータロガー２４，ディジタル入出力共有カード３０を介してパソコン４０に与えられる。パソコン４０はショートショットする。
【００４１】
この状態で冷やして固まったものを蓋１０を抜いて取り出す。この時の成形物の体積を測定したものをＶ１とする。次に、同様にしてセンサＳ２が溶融廃プラスチックを検出すると、この検出信号はセンサＳ１の場合と同様にしてパソコン４０に入る。この状態で冷やして固まったものを蓋１０を抜いて取り出す。この時の成形物の体積をＶ２とする。
【００４２】
ここで、成形物の体積が予めＶとして与えられているので、パソコン４０は、前述したような演算処理を行ない、体積Ｖを得るのに必要な時間乃至は体積を補正値として求める。そして、新たに成形管６に溶融廃プラスチックを求まった時間だけ流す。そして、冷やして固まったものを蓋１０を抜いて取り出す。このようにして取り出された成形物は、その体積が正しくＶとなったものとなる。
【００４３】
本発明によれば、前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、変化する場合、前記成形管の２点の位置を検出する位置検出センサ（前記温度センサ）の設定位置も変化させることができる。このようにすれば、注入量が使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して変化する場合、位置検出センサの設定位置を変化させることにより、よりよい充填量制御を行なうことができる。
【００４４】
本発明によれば、充填量の予測制御により求めた補正値を用いて他の種類の混合プラスチックの充填量を予測することができる。
また、本発明によれば、溶融プラスチックの温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差、積算温度、積算圧力、押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力を用いて成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なうので、プラスチック成形物の品質を判定することができる。
【００４５】
図７は本発明の設定画面を示す図である。この設定画面は、パソコン４０に付属しているものである。（ａ）はメイン画面、（ｂ）は設定値入力画面である。メイン画面（ａ）において、５０はメイン画面、５１は圧力表示画面、５２は温度表示画面である。圧力・温度センサ７で検出した圧力、温度が表示される。５３は品種選択部で、複数の廃プラスチックの成形物の品種から１つを選択するようになっている。５４は制御パターンであり、前述した制御パターンの何れか一つを選択するようになっている。図に示す例では、時間×圧力×温度が選択されている。５５はディジタルＩ／Ｏ表示画面で、それぞれの状態にある場合が点灯するようになっている。５６は充填時間と予測充填時間が表示されるようになっている。
【００４６】
設定値入力画面（ｂ）において、６０が設定値入力画面である。該設定値入力画面では、前述した目標体積Ｖ、体積Ｖ１、体積Ｖ２、補正値等が入力されるようになっている。即ち、オペレータは、メイン画面５０と設定値入力画面６０で所定の設定を行ない、システムの動作をスタートさせる。
【００４７】
上述の実施の形態例では、廃プラスチック材の場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、通常のプラスチック材についても全く同様に適用することができる。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、安定した配合や種類を確保できない廃プラスチックの異種混合形成において、充填量のバラツキにより生じていた品質のバラツキ、生産性の低下を改良して安定な成形を行なうことができる。
【００４８】
（付記１） 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、
前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、
該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、
からなることを特徴とするプラスチック混合物の成形方法。
【００４９】
（付記２） 前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、これらが変化する場合、位置検出センサ（前記温度センサ）の設定位置も変化させることを特徴とする付記１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【００５０】
（付記３） 前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする付記１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【００５１】
（付記４） 前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする付記１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【００５２】
（付記５） 異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、
該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、
を有することを特徴とするプラスチック混合物の成形装置。
【００５３】
（付記６） 廃プラスチックを充填するために用いた押出し機の電力、トルク、ヒータの消費電力変化を監視して廃プラスチックの安定性を検知することを特徴とする付記５記載のプラスチック混合物の成形装置。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の充填制御モデルを示す図である。
【図３】本発明の圧力、温度、通過量特性を示す図である。
【図４】本発明の予測制御の説明図である。
【図５】テーブルの構成例を示す図である。
【図６】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。
【図７】本発明の設定画面を示す図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ ホッパ
２ 廃プラスチック混合物
３ 管
４ スクリュー
５ スクリュー支持体
６ 成形管
７ 圧力・温度センサ
８ 位置検知センサ
９ 位置検知センサ
１０ 蓋
１１ ノズル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、
前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、
該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、
からなることを特徴とするプラスチック混合物の成形方法。
【請求項２】
前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、これらが変化する場合、前記成形管の２点の位置を検出する位置検出センサの設定位置も変化させることを特徴とする請求項１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【請求項３】
前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする請求項１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【請求項４】
前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする請求項１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【請求項５】
異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、
該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、
を有することを特徴とするプラスチック混合物の成形装置。
【請求項１】
異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する工程と、
前記工程により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう工程と、
該予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう工程と、
からなることを特徴とするプラスチック混合物の成形方法。
【請求項２】
前記温度変化を利用して位置検出に用いる場合に、注入量が、使用するセンサの種類、設定値及び成形管の形状、大きさの違い、廃プラスチックの配合割合、種類に対して、これらが変化する場合、前記成形管の２点の位置を検出する位置検出センサの設定位置も変化させることを特徴とする請求項１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【請求項３】
前記充填量予測のもととなるプラスチックの種類及び配合割合毎に成形管に設置した各位置検出センサ検知時の充填量と積算温度、積算圧力を予めショートショットによりデータ取りを行ない設定値として用いることを特徴とする請求項１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【請求項４】
前記設定に用いた配合のプラスチック以外のプラスチックに対しても、前記充填量の予測制御により求めた補正値を用いて充填量を予測することを特徴とする請求項１記載のプラスチック混合物の成形方法。
【請求項５】
異種のプラスチック混合物を溶融成形する際に、プラスチックの配合及び種類のバラツキにより生じる温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された温度変化、圧力変化、成形管の２点の到達時間変化、到達時間差を用いて、成形管へのプラスチック混合物の充填量の予測を行なう演算制御手段と、
該演算制御手段により予測した充填量に基づいて成形管へのプラスチック混合物の充填を行なう充填手段と、
を有することを特徴とするプラスチック混合物の成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００６−１５９４６６（Ｐ２００６−１５９４６６Ａ）
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３５０７５６（Ｐ２００４−３５０７５６）
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（０００２３７５７０）富士通オートメーション株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月３日（２００４．１２．３）
【出願人】（０００２３７５７０）富士通オートメーション株式会社 (10)
【Ｆターム（参考）】
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