高分子材料発泡押し出し加工プロセスの精密制御システムの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555236
• Section: 試験
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 長谷部 伸治 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60144333)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 香村 幸夫 古河電工, 設備開発部, 室長 ; 加納 学 京都大学, 工学研究科, 助手 (30263114) ; 大嶋 正裕 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60185254) ; 谷垣 昌敬 京都大学, 工学研究科, 教授 (30027148) ; 橋本 伊織 京都大学, 工学研究科, 教授 (40026076)
• Keywords: 発泡成形 / 押出機 / 電線被覆 / プロセス制御 / 高分子成形

Research Abstract

本年度の研究では、発泡させた樹脂を導体に被覆し絶縁電線を製造するプロセスにおいて、適切な被覆樹脂発泡率と気泡径の実現が、発泡ガス発生量および未反応発泡剤量に大きく依存することを実験より見い出し、発泡ガス発生量および気泡径とプロセスの操作条件との因果関係を表現する数式モデルを化学工学・反応工学的知識をもとに構築し、そのモデルをベースに、適切な製品を製造できる操作領域を導出することに成功した。この操作領域では、被覆樹脂発泡率を十分高く、かつ気泡径を十分小さくでき、制御系の中のオペレーションガイドシステムの核とすることができる。
また、一方でガラーキン有限要素法を使って、押出機ヘッド出口での発泡させない樹脂のスウェル現象をシミュレーションすることを試みた。高いワイゼンベルグ数(We)でのシミュレーションは、数値的不安定性から実現できなかったが、We=0.01程度でもケーブルの形状を十分計算により予測できることがわかった。今後、この形状シミュレーションと気泡発生機構のシミュレーションを融合することによい、発泡成形プロセスのシミュレータを完成させる予定である。