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

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555236
• 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): 加納 学 京都大学, 工学研究科, 助手 (30263114) ; 山本 昇司 古河電工(株), 研究開発部, 研究員 ; 谷垣 昌敬 京都大学, 工学研究科, 教授 (30027148) ; 大嶋 正裕 京都大学, 工学研究科, 助教授 (60185254) ; 橋本 伊織 京都大学, 工学研究科, 教授 (40026076)
• Keywords: 発泡成形 / 押出成形 / 高分子材料 / 制御システム / シート成形 / 成形加工

Research Abstract

高分子樹脂を発泡させた発泡樹脂は、その軽量性や優れた電気的特性などから、建材、食品、電気部品などさまざまなところに利用されている。その製造方法にも、ガスを注入する物理発泡や反応性の発泡剤で発泡させる化学発泡などさまざまな方法がある。我々の研究室においても、本科学研究費の助成を得て発泡樹脂で被覆して電線を製造する被覆電線製造装置において、発泡率・気泡径を制御するための研究を開始した。その発泡成形では装置(押出機)の温度設定を変えるだけでも、気泡数や気泡径が大きく変化するなど、さまざまな因子が複雑に絡み合う。従って、所望の気泡数や気泡径を実現する操作条件の選定や装置の設計・制御のためには、操作温度や減圧速度などの操作因子や樹脂物性と発泡状態との因果関係を明確に把握することが必要不可欠となる。我々は研究の中で基礎的な実験ならびにシミュレーションを通して、高分子樹脂の発泡現象を理解し、それらの因果関係をモデル化することによって、系統的に最適な操作条件を導出し、さらにその操作条件にてプロセスを維持可能とする制御系の設計を行ってきた。本年度は、化学発泡を行うケーブル被覆プロセスの最適操作領域の導出法を確立し、また、同時に、化学発泡にて発泡シートを製造するプロセスの制御系の設計を行い実機テストで有用性を確認した。

Research Products

• [Publications] 稲森 康次郎: "化学発泡による電線製造プロセスの最適操作領域" プラスチック成形加工学会誌. 10. 68-75 (1998)
• [Publications] Liang,Yue: "Profile Control of Plastic Sheet in an Indastrial Polymer Processing Process" Polymer Science and Engineering. (in print).
• [Publications] 加納 学: "サーボ問題および漸近的外乱除去問題へのモデル予測制御の適用" 化学工学論文集. 23. 421-427 (1997)