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JP7626272B2 - Drawdown stress estimation device, drawdown stress estimation method, and manufacturing method for extrusion molded products - Google Patents
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Drawdown stress estimation device, drawdown stress estimation method, and manufacturing method for extrusion molded products Download PDF

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JP7626272B2 JP2024028552A JP2024028552A JP7626272B2 JP 7626272 B2 JP7626272 B2 JP 7626272B2 JP 2024028552 A JP2024028552 A JP 2024028552A JP 2024028552 A JP2024028552 A JP 2024028552A JP 7626272 B2 JP7626272 B2 JP 7626272B2
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Description

本発明は、樹脂の引落応力を推定する引落応力推定技術に関する。 The present invention relates to a pull-down stress estimation technique for estimating the pull-down stress of resin.

特開平9-262887号公報(特許文献1)には、結晶性樹脂の成形過程における結晶化を考慮して比容積および収縮率の変化を予測する技術が記載されている。 JP 09-262887 A (Patent Document 1) describes a technique for predicting changes in specific volume and shrinkage rate by taking into account crystallization during the molding process of crystalline resins.

特開平9-262887号公報Japanese Patent Application Publication No. 9-262887

ケーブルは、絶縁性を確保するために導線を樹脂で被覆した構造を有しており、導線を被覆する樹脂は、例えば、押出成形技術によって形成される。その後、押出成形技術によって形成された樹脂に対して、アニール処理が行われるが、アニール処理後に樹脂が収縮することが知られている。例えば、ケーブルの長手方向に樹脂が収縮すると、ケーブルの外径が太くなる外径変動が生じたり、ケーブルの端部から導線(心線)が露出する不具合が生じるおそれがある。このことから、樹脂の収縮率を小さくすることが望まれている。 The cable has a structure in which the conductors are covered with resin to ensure insulation, and the resin covering the conductors is formed, for example, by extrusion molding technology. The resin formed by extrusion molding technology is then annealed, but it is known that the resin shrinks after annealing. For example, if the resin shrinks in the longitudinal direction of the cable, this can cause fluctuations in the outer diameter, making the cable larger, or can cause problems such as the conductors (core wires) being exposed from the ends of the cable. For this reason, it is desirable to reduce the shrinkage rate of the resin.

この点に関し、ケーブル製造後に生じる樹脂の事後収縮(シュリンクバック)を低減する技術が開発されている。特に、押出成形における押出条件を適切にコントロールすることによって、押出成形後の樹脂に生じる事後収縮を低減できることがわかっている。このことから、押出条件に基づいて樹脂の収縮率を推定する収縮率推定技術が開発されている。 In this regard, technology has been developed to reduce the post-shrinkage (shrink-back) of resin that occurs after cable manufacturing. In particular, it has been found that the post-shrinkage of resin after extrusion molding can be reduced by appropriately controlling the extrusion conditions in extrusion molding. For this reason, a shrinkage rate estimation technology has been developed that estimates the shrinkage rate of resin based on the extrusion conditions.

この技術では、押出条件を適切に設定することによって、樹脂の収縮率を低減することが可能であるが、樹脂の材料特性(粘度や結晶化度)までは考慮していない。このため、樹脂の材料特性が変化した場合、その都度、押出条件を適正化する必要がある。 This technology makes it possible to reduce the resin's shrinkage rate by appropriately setting the extrusion conditions, but it does not take into account the material properties of the resin (viscosity and crystallinity). Therefore, if the material properties of the resin change, the extrusion conditions must be optimized each time.

すなわち、樹脂の収縮率は、押出条件だけでなく、樹脂の材料特性にも影響を受けることから、押出条件だけでなく樹脂の材料特性も考慮に入れて樹脂の収縮率を低減できる技術を開発することが望まれている。 In other words, since the resin shrinkage rate is affected not only by the extrusion conditions but also by the material properties of the resin, it is desirable to develop technology that can reduce the resin shrinkage rate by taking into account not only the extrusion conditions but also the material properties of the resin.

一実施の形態における引落応力推定装置は、樹脂の粘度に関連する定数と樹脂の押出条件を含む数式1および数式5に基づいて引落応力を推定する引落応力推定部を備える。 In one embodiment, the pull-down stress estimation device includes a pull-down stress estimation unit that estimates the pull-down stress based on Equation 1 and Equation 5, which include constants related to the resin viscosity and the extrusion conditions of the resin.

一実施の形態における引落応力推定方法は、樹脂の粘度に関連する定数と樹脂の押出条件を含む数式1および数式5に基づいて前記引落応力を推定する引落応力推定工程を備える。 The pull-down stress estimation method in one embodiment includes a pull-down stress estimation step for estimating the pull-down stress based on Equation 1 and Equation 5, which include constants related to the resin viscosity and extrusion conditions for the resin.

一実施の形態における押出成形品の製造方法は、押出機を使用する。ここで、押出成形品の製造方法は、樹脂を押し出す際にかかる引落応力を推定する引落応力推定工程と、前記引落応力に基づいて前記樹脂の押出条件を変更する押出条件変更工程とを備え、前記引落応力推定工程は、前記樹脂の粘度に関連する定数と前記押出条件を含む数式1および数式5に基づいて前記引落応力を推定する。 In one embodiment, the method for manufacturing an extrusion molded product uses an extruder. Here, the method for manufacturing an extrusion molded product includes a pull-down stress estimation process for estimating the pull-down stress applied when extruding a resin, and an extrusion condition change process for changing the extrusion conditions of the resin based on the pull-down stress, and the pull-down stress estimation process estimates the pull-down stress based on Equation 1 and Equation 5, which include a constant related to the viscosity of the resin and the extrusion conditions.

Figure 0007626272000001
ここで、
σ:引落応力
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
:線速
L:ダイの出口から水槽までの距離
D:引落比
n:粘度指数
Figure 0007626272000001
Where:
σ: Drawdown stress η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature v f : Linear speed L: Distance from die outlet to water tank D: Drawdown ratio n: Viscosity index

Figure 0007626272000002
ここで、
:ダイの出口の断面積
:成形物の断面積
Figure 0007626272000002
Where:
S d : Cross-sectional area of the die outlet S f : Cross-sectional area of the molded product

一実施の形態によれば、押出条件だけでなく樹脂の材料特性も考慮に入れて樹脂の収縮率を低減することができる。 According to one embodiment, the resin shrinkage rate can be reduced by taking into account not only the extrusion conditions but also the material properties of the resin.

導線の外周を樹脂で被覆する押出成形工程を説明する模式図である。5A to 5C are schematic diagrams illustrating an extrusion molding process for covering the outer periphery of a conductor wire with resin. ダイから押し出された樹脂で導線を被覆する様子を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a state in which a conductor wire is covered with a resin extruded from a die. FIG. 「歪み速度」を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating “strain rate.” 16種類の実験条件(押出条件:温度、線速、回転数、外径)と、16種類の実験条件のそれぞれで測定された収縮率と、(数式1)に基づいて推定された「引落応力」とを示す表である。1 is a table showing 16 types of experimental conditions (extrusion conditions: temperature, linear speed, rotation speed, outer diameter), the shrinkage rates measured under each of the 16 types of experimental conditions, and the "draw-down stress" estimated based on (Equation 1). 「引落応力」と「収縮率」との関係を示すグラフである。1 is a graph showing the relationship between "drawdown stress" and "shrinkage rate." 収縮率推定装置のハードウェア構成の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a hardware configuration of a shrinkage ratio estimation device. 収縮率推定装置の機能構成を示す機能ブロック図である。FIG. 2 is a functional block diagram showing a functional configuration of the shrinkage rate estimation device. 機械学習によって、粘度定数と粘度の温度係数と粘度指数を決定する構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration for determining a viscosity constant, a temperature coefficient of viscosity, and a viscosity index by machine learning. 機械学習によって、応答関数を決定する構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration for determining a response function by machine learning. 収縮率推定装置の基本動作を説明するフローチャートである。4 is a flowchart illustrating a basic operation of the shrinkage rate estimation device. 収縮率推定装置の応用動作を説明するフローチャートである。11 is a flowchart illustrating an application operation of the shrinkage ratio estimation device. 収縮率推定技術を利用した押出成形品の製造方法を説明するフローチャートである。1 is a flowchart illustrating a method for manufacturing an extrusion molded product using a shrinkage rate estimation technique.

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。 In all drawings used to explain the embodiments, the same components are generally given the same reference numerals, and repeated explanations will be omitted. In addition, hatching may be used even in plan views to make the drawings easier to understand.

<ケーブルの製造方法>
本実施の形態では、導線を樹脂で被覆するケーブルの製造方法の中で、押出成形技術を使用して導線の外周を樹脂で被覆する工程について説明する。
<Cable manufacturing method>
In this embodiment, a process for covering the outer periphery of a conductor with resin using an extrusion molding technique will be described as part of a method for manufacturing a cable in which the conductor is covered with resin.

図1は、導線の外周を樹脂で被覆する押出成形工程を説明する模式図である。 Figure 1 is a schematic diagram illustrating the extrusion molding process for covering the outer circumference of a conductor with resin.

図1において、被覆材料の原料となる原料ペレット10を押出機11に投入して混練すると、クロスヘッド12を介してダイ13から溶融した樹脂が押し出される。押し出された樹脂は、走行ラインに沿って移動する導線14の表面に被覆される。そして、導線14の表面に被覆された樹脂は、ダイ13から押し出された直後から空冷された後、水槽15で水冷される。このようにして、ダイ13から押し出された樹脂は、空冷および水冷による冷却過程で固化する。ここで、導線14は、銅の撚線などから構成される。また、原料ペレット(プラスチック材料)10は、熱可塑性ポリウレタン樹脂などから構成される。 In FIG. 1, raw material pellets 10, which are the raw material for the coating material, are fed into an extruder 11 and kneaded, and molten resin is extruded from a die 13 via a crosshead 12. The extruded resin coats the surface of a conductor 14 moving along a travel line. The resin coating the surface of the conductor 14 is then air-cooled immediately after being extruded from the die 13, and then water-cooled in a water tank 15. In this way, the resin extruded from the die 13 solidifies during the cooling process by air and water cooling. Here, the conductor 14 is composed of copper twisted wire, etc. The raw material pellets (plastic material) 10 are composed of a thermoplastic polyurethane resin, etc.

その後、押出成形技術によって形成された樹脂に対して、アニール処理が行われるが、アニール処理後に樹脂が収縮することが知られている。樹脂の収縮は、ケーブルの品質に悪影響を及ぼすことから、樹脂の収縮率を小さくすることが望ましい。 The resin formed by extrusion molding is then annealed, but it is known that the resin shrinks after annealing. Since resin shrinkage has a negative effect on the quality of the cable, it is desirable to reduce the resin shrinkage rate.

この点に関し、樹脂の収縮率を推定する収縮率推定技術が存在するが、この技術には、改善の余地が存在する。以下では、この技術に存在する改善の余地について説明する。 In this regard, there is shrinkage estimation technology that estimates the shrinkage rate of resin, but there is room for improvement in this technology. The following explains the room for improvement in this technology.

<改善の余地>
例えば、押出成形工程における押出条件(樹脂の温度や導線の線速や押出機のスクリュの回転数など)を適切に制御することによって、成形後における樹脂の収縮を低減できることがわかっている。このことから、これまでの収縮率推定技術では、押出条件の入力に基づいて収縮率を推定することが行われている。
ROOM FOR IMPROVEMENT
For example, it is known that the shrinkage of the resin after molding can be reduced by appropriately controlling the extrusion conditions in the extrusion molding process (such as the temperature of the resin, the linear velocity of the conductor wire, and the rotation speed of the screw of the extruder.) For this reason, in the conventional shrinkage estimation technology, the shrinkage is estimated based on the input of the extrusion conditions.

ところが、樹脂の収縮率は、押出条件だけでなく、樹脂の材料特性(粘度や結晶化度)にも影響を受けるため、押出条件だけに基づく収縮率の推定技術では、材料特性が変化するごとに押出条件を適正化する必要がある。 However, the shrinkage rate of resin is affected not only by the extrusion conditions but also by the material properties of the resin (viscosity and crystallinity), so a shrinkage rate estimation technique based only on the extrusion conditions requires the extrusion conditions to be optimized each time the material properties change.

この点に関し、例えば、背景技術に挙げた特許文献1では、樹脂の結晶化度を考慮して収縮率を推定することが行われている。しかしながら、結晶化度は測定で求める必要があるパラメータであり、例えば、ケーブルの製造工程において、特許文献1に記載された技術をリアルタイムに運用することは困難である。 In this regard, for example, in Patent Document 1 listed in the Background Art, the shrinkage rate is estimated taking into account the crystallinity of the resin. However, the crystallinity is a parameter that must be determined by measurement, and it is difficult to apply the technology described in Patent Document 1 in real time, for example, in the cable manufacturing process.

このように樹脂の収縮率は、押出条件と材料特性の両方に依存するが、現状の収縮率推定技術では、押出条件と材料特性の両方を考慮して収縮率を推定することは行われていない。なぜなら、収縮率自体を推定する場合、押出条件と材料特性の両方を考慮することが難しいだけでなく、ケーブルの製造工程においてリアルタイムに導入可能な収縮率推定技術の構築が難しいからである。したがって、押出条件と材料特性の両方を考慮可能であるとともに、ケーブルの製造工程に導入可能な収縮率推定技術が望まれている。 Thus, the shrinkage rate of resin depends on both the extrusion conditions and the material properties, but current shrinkage rate estimation technology does not estimate the shrinkage rate by taking both the extrusion conditions and the material properties into account. This is because, when estimating the shrinkage rate itself, not only is it difficult to take both the extrusion conditions and the material properties into account, but it is also difficult to develop a shrinkage rate estimation technology that can be introduced in real time into the cable manufacturing process. Therefore, there is a demand for a shrinkage rate estimation technology that can take into account both the extrusion conditions and the material properties and that can be introduced into the cable manufacturing process.

つまり、現状では、押出条件と材料特性の両方を考慮しながら、ケーブルの製造工程に導入可能な収縮率推定技術を提供する観点から改善の余地が存在する。 In other words, there is currently room for improvement in terms of providing shrinkage estimation technology that can be introduced into the cable manufacturing process while taking into account both extrusion conditions and material properties.

そこで、本実施の形態では、上述した改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。 Therefore, in this embodiment, we have implemented measures to address the room for improvement mentioned above. Below, we will explain the technical concept of this embodiment that incorporates these measures.

<実施の形態における基本思想>
本実施の形態における基本思想は、樹脂の収縮率を推定するために、収縮率自体を直接推定するのではなく、収縮率と相関関係のある物理量に着目して、この物理量を推定することによって、物理量と相関関係のある収縮率を間接的に推定する思想である。
<Basic Concept of the Embodiment>
The basic idea of the present embodiment is to estimate the shrinkage rate of a resin not by directly estimating the shrinkage rate itself, but by focusing on a physical quantity that is correlated with the shrinkage rate and estimating this physical quantity, the shrinkage rate that is correlated with the physical quantity can be indirectly estimated.

この基本思想は、例えば、以下に示す利点を有する。 This basic concept has the following advantages:

例えば、収縮率自体を高精度に推定するには、押出条件と樹脂の材料特性の両方を考慮する必要がある。しかしながら、収縮率自体を定式化する収縮率推定技術では、押出条件と樹脂の材料特性の両方を考慮して収縮率自体を定式化することが難しいだけでなく、「結晶化度」という測定が必要なパラメータも含まれる。この結果、収縮率自体を定式化する技術では、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに導入することが困難である。 For example, to estimate the shrinkage rate itself with high accuracy, it is necessary to take into account both the extrusion conditions and the material properties of the resin. However, with shrinkage rate estimation technology that formulates the shrinkage rate itself, not only is it difficult to formulate the shrinkage rate itself by taking into account both the extrusion conditions and the material properties of the resin, but it also includes a parameter called "crystallinity" that needs to be measured. As a result, it is difficult to introduce technology that formulates the shrinkage rate itself in real time into the manufacturing process of extrusion molded products.

これに対し、基本思想によれば、収縮率自体を定式化する必要はなく、収縮率と相関関係のある物理量を定式化できれば、定式化された物理量から収縮率を間接的に推定することができる。このとき、物理量の定式化において、押出条件と樹脂の材料特性の両方を考慮することが容易であるとともに、「結晶化度」という測定が必要なパラメータを含まずに定式化できれば、収縮率を高精度に推定できるとともに、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに導入することも可能となる。つまり、収縮率と相関関係のある物理量として、「結晶化度」という測定が必要なパラメータを含まない一方、押出条件と材料特性を考慮した定式化が実現できる物理量が見出されれば、収縮率を高精度に推定できるとともに、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに導入することも可能となる。 In contrast, according to the basic concept, there is no need to formulate the shrinkage rate itself, and if a physical quantity that is correlated with the shrinkage rate can be formulated, the shrinkage rate can be indirectly estimated from the formulated physical quantity. In this case, if it is easy to consider both the extrusion conditions and the material properties of the resin in the formulation of the physical quantity, and if the formulation can be done without including a parameter that requires measurement, such as "crystallinity", the shrinkage rate can be estimated with high accuracy and can be introduced in real time in the manufacturing process of extrusion molded products. In other words, if a physical quantity that does not include a parameter that requires measurement, such as "crystallinity", is found as a physical quantity that is correlated with the shrinkage rate, but can be formulated taking into account the extrusion conditions and material properties, the shrinkage rate can be estimated with high accuracy and can be introduced in real time in the manufacturing process of extrusion molded products.

そこで、本発明者は、このような物理量を見出すために鋭意検討した結果、「引落応力」という物理量に着目したので、以下では、「引落応力」について説明する。 The inventors conducted extensive research to find such a physical quantity, and as a result, they focused on a physical quantity called "drawdown stress." In the following, we will explain "drawdown stress."

<「引落応力」>
図2は、ダイから押し出された樹脂で導線を被覆する様子を示す模式図である。
<"Drawdown stress">
FIG. 2 is a schematic diagram showing how a conductor wire is covered with a resin extruded from a die.

図2において、ダイ13の出口から押し出された溶融樹脂20は、一定の線速で移動する導線14の表面に被覆される。そして、導線14の表面に被覆された溶融樹脂20は、水槽15で冷却されて結晶化する。このとき、図2に示すように、ダイ13の出口から押し出された溶融樹脂20は、走行ラインに沿って移動する導線14に引っ張られる。この結果、ダイ13の出口から押し出されてから導線14に被覆されるまでに溶融樹脂20に斜め方向に加わる応力が「引落応力σ」である。 In FIG. 2, the molten resin 20 extruded from the outlet of the die 13 is coated onto the surface of the conductor 14, which is moving at a constant linear speed. The molten resin 20 coated onto the surface of the conductor 14 is then cooled in a water tank 15 and crystallized. At this time, as shown in FIG. 2, the molten resin 20 extruded from the outlet of the die 13 is pulled by the conductor 14, which is moving along the travel line. As a result, the stress applied diagonally to the molten resin 20 from the time it is extruded from the outlet of the die 13 until it is coated onto the conductor 14 is the "drawdown stress σ."

本発明者は、この「引落応力」が押出条件と材料特性の両方を考慮して定式化できる物理量であることに着目し、以下に示すような定式化を試みているので、この点を説明する。 The inventors have focused on the fact that this "drawdown stress" is a physical quantity that can be formulated by taking into account both the extrusion conditions and the material properties, and have attempted to formulate it as shown below, which will be explained below.

<「引落応力」の定式化>
本発明者の検討によると、「引落応力」は、以下に示す(数式1)で表される。
<Formulation of "Drawdown Stress">
According to the study by the present inventors, the "drawdown stress" is expressed by the following formula (1).

Figure 0007626272000003
Figure 0007626272000003

ここで、
σ:引落応力
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
:線速
L:ダイの出口から水槽までの距離
D:引落比
n:粘度指数
Where:
σ: Drawdown stress η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature v f : Linear speed L: Distance from die outlet to water tank D: Drawdown ratio n: Viscosity index

そして、(数式1)に含まれる「引落比D」は、以下に示す(数式2)で表される。 The "withdrawal ratio D" included in (Formula 1) is expressed as (Formula 2) below.

Figure 0007626272000004
Figure 0007626272000004

ここで、
:ダイの開口部の直径
:製品外径(ケーブル径)
Where:
dw : diameter of die opening dd : outer diameter of product (cable diameter)

さらに、(数式1)に含まれる「粘度定数η」と「温度係数α」と「粘度指数n」は、以下に示す(数式3)に含まれる。 Furthermore, the "viscosity constant η 0 ," the "temperature coefficient α," and the "viscosity index n" included in (Equation 1) are included in (Equation 3) shown below.

Figure 0007626272000005
Figure 0007626272000005

ここで、
η:粘度
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
dγ/dt:歪み速度
n:粘度指数
Where:
η: Viscosity η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature dγ/dt: Strain rate n: Viscosity index

<歪み速度の説明>
ここで、(数式3)に含まれる「歪み速度」について説明する。
<Explanation of strain rate>
Here, the "strain rate" included in (Equation 3) will be described.

図3は、「歪み速度」を説明する模式図である。 Figure 3 is a schematic diagram explaining "strain rate."

図3において、ダイ13の出口の断面積が「Sd」で示されている。このダイ13の出口から溶融樹脂20が押し出される。このとき、ダイ13の出口から押し出される溶融樹脂20の平均流速が「v」である。ダイ13の出口から平均流速「v」で押し出された溶融樹脂20は、線速「v」が加わることによって引き延ばされる。ここで、図13に示される「S」は、溶融樹脂20で被覆された導線からなる成形物の断面積である。また、図3に示される「L」は、ダイ13の出口から水槽15までの距離である。 In Fig. 3, the cross-sectional area of the outlet of the die 13 is indicated as "Sd". Molten resin 20 is extruded from the outlet of the die 13. At this time, the average flow velocity of the molten resin 20 extruded from the outlet of the die 13 is " vd ". The molten resin 20 extruded from the outlet of the die 13 at the average flow velocity " vd " is stretched by the linear velocity " vf ". Here, " Sf " shown in Fig. 13 is the cross-sectional area of a molded product made of a conductor coated with molten resin 20. Also, "L" shown in Fig. 3 is the distance from the outlet of the die 13 to the water tank 15.

このような構成において、「歪み速度」は、以下に示す(数式4)で表される。 In such a configuration, the "strain rate" is expressed as follows (Equation 4).

Figure 0007626272000006
Figure 0007626272000006

ここで、
dγ/dt:歪み速度
:ダイの出口での溶融樹脂の平均流速
:線速
L:ダイの出口から水槽までの距離
Where:
dγ/dt: strain rate v d : average flow velocity of molten resin at the die outlet v f : linear velocity L: distance from the die outlet to the water tank

すなわち、「歪み速度」は、平均流速「v」と線速「v」との差分をダイ13の出口から水槽15までの距離「L」で割った物理量として定義される。このように定義される「歪み速度」は、例えば、平均流速「v」と線速「v」とが等しければゼロとなる。つまり、平均流速「v」と線速「v」とが等しいということは、定性的に溶融樹脂20に歪みが加わらないと考えることができることから、溶融樹脂20の歪みに関する物理量である「歪み速度」がゼロとなることは理解できる。また、平均流速「v」と線速「v」との差分が大きくなればなるほど溶融樹脂に加わる歪みは大きくなると考えることができることから、「歪み速度」が(数式4)で表されることは妥当である。 That is, the "strain rate" is defined as a physical quantity obtained by dividing the difference between the average flow velocity " vd " and the linear velocity " vf " by the distance "L" from the outlet of the die 13 to the water tank 15. The "strain rate" defined in this way is zero, for example, if the average flow velocity " vd " and the linear velocity " vf " are equal. In other words, when the average flow velocity " vd " and the linear velocity " vf " are equal, it can be considered that no distortion is qualitatively applied to the molten resin 20, so it can be understood that the "strain rate", which is a physical quantity related to the distortion of the molten resin 20, is zero. In addition, it can be considered that the greater the difference between the average flow velocity " vd " and the linear velocity " vf ", the greater the distortion applied to the molten resin, so it is appropriate that the "strain rate" is expressed by (Equation 4).

<定式化された「引落応力」の定性的理解>
例えば、「引落応力σ」を定式化した(数式1)には、「粘度η」を表す(数式3)に含まれる「粘度定数η0」と「温度係数α」と「粘度指数n」が含まれており、(数式1)と(数式3)から、「引落応力σ」∝「粘度η」の関係が導き出される。このように、「引落応力」を定式化した(数式1)は、樹脂の粘度という材料特性が考慮されており、定性的に粘度が大きくなると「引落応力」も大きくなると考えられることから、(数式1)による定式化は定性的理解に合致しているといえる。
<Qualitative understanding of the formulated "drawdown stress">
For example, (Formula 1) which formulates "drawdown stress σ" includes "viscosity constant η0", "temperature coefficient α" and "viscosity index n" which are included in (Formula 3) which expresses "viscosity η", and the relationship of "drawdown stress σ" ∝ "viscosity η" is derived from (Formula 1) and (Formula 3). In this way, (Formula 1) which formulates "drawdown stress" takes into account the material property of the resin viscosity, and since it is considered that qualitatively as the viscosity increases, the "drawdown stress" also increases, it can be said that the formulation by (Formula 1) is consistent with qualitative understanding.

次に、(数式1)には、導線14の「線速v」と「引落距離L」と「引落比D」が含まれており、これらは押出条件を規定する。したがって、(数式1)は、樹脂の粘度という材料特性だけでなく、押出条件も考慮した数式になっていることがわかる。 Next, (Formula 1) includes the "line speed vf ", "draw-down distance L" and "draw-down ratio D" of the conductor 14, which define the extrusion conditions. Therefore, it can be seen that (Formula 1) is a formula that takes into account not only the material property, namely the viscosity of the resin, but also the extrusion conditions.

ここで、「線速v」(例えば、5~25m/min)が大きくなると「引落応力」は大きくなると考えられるとともに、「引落距離L」(例えば、100mm)が大きくなると「引落応力」が小さくなると考えられる。このことから、この点においても、(数式1)による定式化は定性的理解と合致する。 Here, it is considered that the "drawing stress" increases as the "linear speed v f " (e.g., 5 to 25 m/min) increases, and that the "drawing stress" decreases as the "drawing distance L" (e.g., 100 mm) increases. From this point of view, too, the formulation by (Equation 1) is consistent with the qualitative understanding.

さらに、「引落比D」自体は、押出条件であることは明らかでないが、この「引落比D」は、(数式2)で表されていることを考慮すると、「引落比D」が押出条件であるスクリュの回転数と関係していることを理解することができる。すなわち、押出機11のスクリュの回転数が高くなると、ダイ13から押し出される樹脂量は多くなる。このことは、導線14を被覆する樹脂の厚さが厚くなることを意味し、この結果、製品外径が大きくなる。このことは、(数式2)における分母が大きくなることを表していることから、「引落比D」は小さくなる。この「引落比D」が小さくなると、(数式1)から「引落応力」が大きくなる。このことは、押出機11のスクリュの回転数が高くなって、ダイ13から押し出される樹脂量が多くなると「引落応力」が大きくなると考えられるという定性的理解と合致するといえる。以上のことから、「引落応力」を定式化した(数式1)は、感覚的な定性的理解と合致しており、妥当な定式化であるということができる。 ...

<定式化された「引落応力」の有用性>
「引落応力」を定式化した(数式1)は、以下に示す有用性を有する。
<The usefulness of the formulated "drawdown stress">
The formula for the "drawdown stress" (Equation 1) has the following usefulness.

(1)(数式1)は、樹脂の粘度という材料特性と、線速と引落距離と引落比(スクリュの回転数に相当)という押出条件の両方を考慮した関係式となっている。これにより、材料特性だけを考慮した定式化や押出条件だけを考慮した定式化と比較して、高精度に「引落応力」を推定することができる。そして、このことは、「引落応力」と樹脂の「収縮率」とが高い相関関係にあれば、材料特性と押出条件の両方を考慮して高精度に「収縮率」を推定できることを意味する。このことから、(数式1)による定式化の意義は大きい。 (1) (Equation 1) is a relational equation that takes into account both the material property of the resin viscosity and the extrusion conditions of the linear speed, the draw-down distance, and the draw-down ratio (corresponding to the screw rotation speed). This makes it possible to estimate the "draw-down stress" with a high degree of accuracy compared to formulations that only consider the material properties or the extrusion conditions. This means that if there is a high correlation between the "draw-down stress" and the "shrinkage rate" of the resin, then it is possible to estimate the "shrinkage rate" with a high degree of accuracy by taking into account both the material properties and the extrusion conditions. For this reason, the formulation using (Equation 1) is of great significance.

(2)次に、「引落応力」を定式化した(数式1)には、「結晶化度」が含まれていない。なぜなら、図2に示すように、ダイ13から押し出される樹脂(例えば、樹脂の温度は、180℃~200℃)は、溶融樹脂20であり、この溶融樹脂20は、水槽15で冷却されて結晶化する。したがって、水槽15に到達する前段階では、樹脂は溶融状態にあり「結晶化度」を考慮する必要はない。すなわち、「引落応力」は、パラメータとして「結晶化度」が含まれない点で大きな意義を有する。すなわち、「引落応力」に着目して、この「引落応力」を定式化した(数式1)には、「結晶化度」という測定が必要なパラメータが含まれないことから、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに容易に導入することが可能となる点で大きな意義を有しているといえる。 (2) Next, the formula (Equation 1) for formulating the "drawing stress" does not include the degree of crystallinity. This is because, as shown in FIG. 2, the resin extruded from the die 13 (for example, the temperature of the resin is 180°C to 200°C) is molten resin 20, which is cooled and crystallized in the water tank 15. Therefore, before reaching the water tank 15, the resin is in a molten state and there is no need to consider the degree of crystallinity. In other words, the "drawing stress" is significant in that it does not include the degree of crystallinity as a parameter. In other words, the formula (Equation 1) for formulating the "drawing stress" with a focus on the "drawing stress" does not include the parameter "degree of crystallinity" that requires measurement, and therefore it can be said to be significant in that it can be easily introduced in real time in the manufacturing process of extrusion molded products.

ただし、上述した有用性は、「引落応力」と「収縮率」が高い相関関係があることが前提にある。なぜなら、「引落応力」と「収縮率」との間に高い相関関係がなければ、たとえ、(数式1)によって「引落応力」を高精度に推定することができても、「収縮率」を高精度に推定できることにはつながらないからである。したがって、「引落応力」と「収縮率」との相関関係が重要となってくる。この点に関し、本発明者は、「引落応力」と「収縮率」との間に高い相関関係が存在することを新規に見出している。 However, the above-mentioned usefulness is premised on the assumption that there is a high correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate". This is because, if there is no high correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate", even if "drawdown stress" can be estimated with high accuracy using (Equation 1), it does not lead to the ability to estimate "shrinkage rate" with high accuracy. Therefore, the correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate" becomes important. In this regard, the present inventor has newly discovered that there is a high correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate".

<相関関係を推測した理由>
まず、本発明者が「引落応力」と「収縮率」との間に相関関係があると推測するに至った理由について説明する。本発明者が「引落応力」と「収縮率」との間に相関関係があると推測したのは、以下に示す収縮メカニズムを把握した結果である。
<Reasons for inferring a correlation>
First, the reason why the inventor came to presume that there is a correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate" will be explained. The inventor presumed that there is a correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate" as a result of grasping the shrinkage mechanism shown below.

そこで、本発明者が把握した収縮メカニズムについて説明する。 Here, we explain the shrinkage mechanism that the inventors have discovered.

押出成形技術では、ダイから押し出された溶融樹脂を延伸させて所望の寸法の製品を製造することが行われる。このとき、押し出された溶融樹脂に加わる「引落応力」により、溶融樹脂の構成材料である高分子の高分子鎖が伸長し、高分子鎖が伸長した状態で溶融樹脂が水冷される。その後、アニール処理によって再び高温状態に曝されたとき、樹脂に加わっている「引落応力」が解消される結果、樹脂に収縮が発生する。以上のようなメカニズムによって樹脂に収縮が発生する。したがって、このメカニズムによると、「引落応力」が樹脂の収縮の一因となっていることがわかる。このことを考慮して、本発明者は、「引落応力」と「収縮率」との間に相関関係があると推測するに至ったのである。 In extrusion molding technology, molten resin extruded from a die is stretched to produce a product of the desired dimensions. At this time, the "draw stress" applied to the extruded molten resin stretches the polymer chains of the polymer that constitutes the molten resin, and the molten resin is water-cooled in the stretched state. When the resin is then exposed to high temperatures again through annealing, the "draw stress" applied to the resin is eliminated, causing the resin to shrink. The resin shrinks due to the above mechanism. Therefore, according to this mechanism, it can be seen that the "draw stress" is one of the causes of resin shrinkage. Taking this into consideration, the inventor has come to surmise that there is a correlation between "draw stress" and "shrinkage rate".

以下では、本発明者の知見が正しいことを裏付ける検証結果について説明する。つまり、「引落応力」と「収縮率」との間には、高い相関関係が存在することを裏付ける検証結果について説明する。 Below, we will explain the verification results that support the correctness of the inventor's findings. In other words, we will explain the verification results that support the existence of a high correlation between "pull-down stress" and "shrinkage rate."

<相関関係の検証結果>
「引落応力」と「収縮率」との相関関係を検証するため、例えば、図1に示す構成を有する押出成形システムを使用して押出実験を実施する。具体的に、押出実験では、熱可塑性ポリウレタン樹脂を使用し、押出条件として樹脂の温度と導線の線速とスクリュの回転数を採用する。各押出条件で押出実験を実施することにより得られた複数のサンプルは、それぞれ500mmにカットされた後、複数のサンプルのそれぞれに対して、130℃、3時間のアニール処理が実施される。そして、アニール処理を実施した後における樹脂の収縮量を測定することにより、複数のサンプルのそれぞれの収縮量が評価される。
<Results of correlation verification>
In order to verify the correlation between "draw-down stress" and "shrinkage rate", an extrusion experiment is carried out using, for example, an extrusion molding system having the configuration shown in FIG. 1. Specifically, in the extrusion experiment, a thermoplastic polyurethane resin is used, and the extrusion conditions are the temperature of the resin, the linear speed of the conductor wire, and the rotation speed of the screw. A plurality of samples obtained by carrying out the extrusion experiment under each extrusion condition are each cut to 500 mm, and then each of the plurality of samples is subjected to an annealing treatment at 130° C. for 3 hours. The amount of shrinkage of each of the plurality of samples is evaluated by measuring the amount of shrinkage of the resin after the annealing treatment.

一方、複数のサンプルのそれぞれについて測定した粘度から(数式3)を使用して、「粘度定数η0」と「温度係数α」と「粘度指数n」を決定した後、決定したこれらの定数を(数式1)に代入する。具体的には、温度を185℃~210℃で変化させるとともに、歪み速度を6.08(1/s)~6080(1/s)で変化させたときの粘度をキャピラリ型レオメータで測定し、これらの測定結果に基づいて、(数式3)から「粘度定数η0」と「温度係数α」と「粘度指数n」を決定する。このようにして決定された定数を(数式1)に代入するとともに、各押出条件(温度、線速、スクリュの回転数)を(数式1)に代入することにより、「引落応力」を推定する。このとき、(数式1)に含まれる「引落比D」は、スクリュの回転数に関係するが、実際には、(数式2)に基づいて、ダイの開口部の直径と実験で得られたサンプルの外径に基づいて決定される。 On the other hand, the "viscosity constant η0", "temperature coefficient α", and "viscosity index n" are determined from the viscosities measured for each of the samples using (Formula 3), and then these determined constants are substituted into (Formula 1). Specifically, the temperature is changed from 185°C to 210°C, and the viscosity is measured with a capillary rheometer when the strain rate is changed from 6.08 (1/s) to 6080 (1/s), and based on these measurement results, the "viscosity constant η0", "temperature coefficient α", and "viscosity index n" are determined from (Formula 3). The constants determined in this way are substituted into (Formula 1), and each extrusion condition (temperature, linear speed, screw rotation speed) is substituted into (Formula 1) to estimate the "drawdown stress". At this time, the "drawdown ratio D" included in (Formula 1) is related to the screw rotation speed, but in reality, it is determined based on (Formula 2) based on the diameter of the die opening and the outer diameter of the sample obtained in the experiment.

複数のサンプルは、図4に示す16種類(実験No1~実験No16)の実験条件に対して、材料特性(粘度特性)の異なる3種類のロットのそれぞれを適用した数だけ存在する。すなわち、複数のサンプルは、16×3=48種類のサンプルから構成される。 The number of samples corresponds to the number of three lots with different material properties (viscosity properties) applied to the 16 types of experimental conditions (Experiment No. 1 to Experiment No. 16) shown in Figure 4. In other words, the number of samples consists of 16 x 3 = 48 types of samples.

図4は、16種類の実験条件(押出条件:温度、線速、回転数、外径)と、16種類の実験条件のそれぞれで測定された収縮率と、(数式1)に基づいて推定された「引落応力」とを示す表である。図4に示される16種類の実験条件は、例えば、「Box-behnken法」で最適化された16種類の条件である。この「Box-behnken法」は、高精度な予測を得るために充分で、かつ、実験回数を最小化できる実験条件を見出すことができる手法であり、図4に示される16種類の実験条件は、「Box-behnken法」で見出された必要最小限の条件である。 Figure 4 is a table showing 16 types of experimental conditions (extrusion conditions: temperature, linear speed, rotation speed, outer diameter), the shrinkage rate measured under each of the 16 types of experimental conditions, and the "pull-down stress" estimated based on (Equation 1). The 16 types of experimental conditions shown in Figure 4 are, for example, 16 types of conditions optimized by the "Box-Behnken method." This "Box-Behnken method" is a method that can find experimental conditions that are sufficient to obtain highly accurate predictions and can minimize the number of experiments, and the 16 types of experimental conditions shown in Figure 4 are the minimum necessary conditions found by the "Box-Behnken method."

次に、上述した16×3=48種類のサンプルに基づく実験結果について説明する。 Next, we will explain the experimental results based on the 16 x 3 = 48 types of samples mentioned above.

図5は、「引落応力」と「収縮率」との関係を示すグラフである。図5において、横軸は(数式1)に基づいて推定された「引落応力」を示している一方、縦軸は、実験で測定された「収縮率」を示している。図5において、「サンプルA」と「サンプルB」と「サンプルC」は、それぞれ材料特性(粘度特性)の異なる3種類のロットに対応しており、「サンプルA」と「サンプルB」と「サンプルC」のそれぞれについて16種類の実験条件で実験が行われている。この結果、図5には、3×16=48個の測定点が存在する。 Figure 5 is a graph showing the relationship between "pulling stress" and "shrinkage rate." In Figure 5, the horizontal axis shows the "pulling stress" estimated based on (Equation 1), while the vertical axis shows the "shrinkage rate" measured in an experiment. In Figure 5, "Sample A," "Sample B," and "Sample C" correspond to three different lots with different material properties (viscosity properties), and experiments were conducted under 16 different experimental conditions for each of "Sample A," "Sample B," and "Sample C." As a result, there are 3 x 16 = 48 measurement points in Figure 5.

図5に示すグラフを検証した結果、「引落応力」と「収縮率」との間の相関係数は、「0.8057」であり、相関係数が1に近づくほど相関関係が高くなることを考慮すると、「引落応力」と「収縮率」との間には、高い相関関係が存在することがわかる。 As a result of examining the graph shown in Figure 5, the correlation coefficient between "pulling stress" and "shrinkage rate" was "0.8057". Considering that the closer the correlation coefficient is to 1, the higher the correlation, it can be seen that there is a high correlation between "pulling stress" and "shrinkage rate".

上述した実験結果から、「引落応力」と「収縮率」との間には、高い相関関係が存在することが裏付けられており、「引落応力」と「収縮率」との間に高い相関関係が存在するであろうという本発明者の推測が正しいことが確認されたことになる。したがって、(数式1)で定式化された「引落応力」に基づいて、樹脂の「収縮率」を推定する技術的思想は、材料特性と押出条件の両方を考慮している点と、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに容易に導入することが可能となる点で有用であることがわかる。 The above experimental results support the existence of a high correlation between "drawdown stress" and "shrinkage rate", confirming the correctness of the inventor's assumption that a high correlation exists between "drawdown stress" and "shrinkage rate". Therefore, it can be seen that the technical idea of estimating the "shrinkage rate" of a resin based on the "drawdown stress" formulated in (Equation 1) is useful in that it takes into account both the material properties and extrusion conditions, and can be easily introduced in real time into the manufacturing process of extrusion molded products.

<収縮率推定装置の構成>
以下では、上述した技術的思想を具現化する収縮率推定装置について説明する。
<Configuration of the shrinkage ratio estimation device>
A shrinkage rate estimation device that embodies the above-mentioned technical idea will be described below.

<<ハードウェア構成>>
まず、本実施の形態おける収縮率推定装置のハードウェア構成について説明する。
<<Hardware configuration>>
First, the hardware configuration of the shrinkage ratio estimation device according to this embodiment will be described.

図6は、本実施の形態における収縮率推定装置100のハードウェア構成の一例を示す図である。なお、図6に示す構成は、あくまでも収縮率推定装置100のハードウェア構成の一例を示すものであり、収縮率推定装置100のハードウェア構成は、図6に記載されている構成に限らず、他の構成であってもよい。 Figure 6 is a diagram showing an example of the hardware configuration of the contraction ratio estimation device 100 in this embodiment. Note that the configuration shown in Figure 6 merely shows an example of the hardware configuration of the contraction ratio estimation device 100, and the hardware configuration of the contraction ratio estimation device 100 is not limited to the configuration shown in Figure 6, and may be other configurations.

図6において、収縮率推定装置100は、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)101を備えている。このCPU101は、バス113を介して、例えば、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103、および、ハードディスク装置112と電気的に接続されており、これらのハードウェアデバイスを制御するように構成されている。 In FIG. 6, the shrinkage rate estimation device 100 includes a CPU (Central Processing Unit) 101 that executes a program. This CPU 101 is electrically connected to, for example, a ROM (Read Only Memory) 102, a RAM (Random Access Memory) 103, and a hard disk drive 112 via a bus 113, and is configured to control these hardware devices.

また、CPU101は、バス113を介して入力装置や出力装置とも接続されている。入力装置の一例としては、キーボード105、マウス106、通信ボード107、および、スキャナ111などを挙げることができる。一方、出力装置の一例としては、ディスプレイ104、通信ボード107、および、プリンタ110などを挙げることができる。さらに、CPU101は、例えば、リムーバルディスク装置108やCD/DVD-ROM装置109と接続されていてもよい。 The CPU 101 is also connected to input devices and output devices via the bus 113. Examples of input devices include the keyboard 105, the mouse 106, the communication board 107, and the scanner 111. Examples of output devices include the display 104, the communication board 107, and the printer 110. The CPU 101 may also be connected to, for example, a removable disk device 108 and a CD/DVD-ROM device 109.

収縮率推定装置100は、例えば、ネットワークと接続されていてもよい。例えば、収縮率推定装置100がネットワークを介して他の外部機器と接続されている場合、収縮率推定装置100の一部を構成する通信ボード107は、LAN(ローカルエリアネットワーク)、WAN(ワイドエリアネットワーク)やインターネットに接続されている。 The contraction ratio estimation device 100 may be connected to a network, for example. For example, when the contraction ratio estimation device 100 is connected to other external devices via a network, the communication board 107 constituting a part of the contraction ratio estimation device 100 is connected to a LAN (local area network), a WAN (wide area network), or the Internet.

RAM103は、揮発性メモリの一例であり、ROM102、リムーバルディスク装置108、CD/DVD-ROM装置109、ハードディスク装置112の記録媒体は、不揮発性メモリの一例である。これらの揮発性メモリや不揮発性メモリによって、収縮率推定装置100の記憶装置が構成される。 RAM 103 is an example of a volatile memory, and the recording media ROM 102, removable disk device 108, CD/DVD-ROM device 109, and hard disk device 112 are examples of non-volatile memory. These volatile and non-volatile memories constitute the storage device of the shrinkage rate estimation device 100.

ハードディスク装置112には、例えば、オペレーティングシステム(OS)201、プログラム群202、および、ファイル群203が記憶されている。プログラム群202に含まれるプログラムは、CPU101がオペレーティングシステム201を利用しながら実行する。また、RAM103には、CPU101に実行させるオペレーティングシステム201のプログラムやアプリケーションプログラムの少なくとも一部が一次的に格納されるとともに、CPU101による処理に必要な各種データが格納される。 The hard disk device 112 stores, for example, an operating system (OS) 201, a group of programs 202, and a group of files 203. The programs included in the group of programs 202 are executed by the CPU 101 using the operating system 201. The RAM 103 also temporarily stores at least some of the programs of the operating system 201 and application programs executed by the CPU 101, as well as various data required for processing by the CPU 101.

ROM102には、BIOS(Basic Input Output System)プログラムが記憶され、ハードディスク装置112には、ブートプログラムが記憶されている。収縮率推定装置100の起動時には、ROM102に記憶されているBIOSプログラムおよびハードディスク装置112に記憶されているブートプログラムが実行され、BIOSプログラムおよびブートプログラムにより、オペレーティングシステム201が起動される。 The ROM 102 stores a BIOS (Basic Input Output System) program, and the hard disk drive 112 stores a boot program. When the shrinkage rate estimation device 100 is started, the BIOS program stored in the ROM 102 and the boot program stored in the hard disk drive 112 are executed, and the operating system 201 is started by the BIOS program and the boot program.

プログラム群202には、収縮率推定装置100の機能を実現するプログラムが記憶されており、このプログラムは、CPU101により読み出されて実行される。また、ファイル群203には、CPU101による処理の結果を示す情報、データ、信号値、変数値やパラメータがファイルの各項目として記憶されている。 The program group 202 stores programs that realize the functions of the shrinkage rate estimation device 100, and these programs are read and executed by the CPU 101. In addition, the file group 203 stores information, data, signal values, variable values, and parameters that indicate the results of processing by the CPU 101 as each item of a file.

ファイルは、ハードディスク装置112やメモリなどの記録媒体に記録される。ハードディスク装置112やメモリなどの記録媒体に記録された情報、データ、信号値、変数値やパラメータは、CPU101によりメインメモリやキャッシュメモリに読み出され、抽出・検索・参照・比較・演算・処理・編集・出力・印刷・表示に代表されるCPU101の動作に使用される。例えば、上述したCPU101の動作の間、情報、データ、信号値、変数値やパラメータは、メインメモリ、レジスタ、キャッシュメモリ、バッファメモリなどに一次的に記憶される。 The files are recorded on a recording medium such as the hard disk drive 112 or memory. The information, data, signal values, variable values, and parameters recorded on the recording medium such as the hard disk drive 112 or memory are read by the CPU 101 into the main memory or cache memory, and are used for the operations of the CPU 101, such as extraction, search, reference, comparison, calculation, processing, editing, output, printing, and display. For example, during the above-mentioned operations of the CPU 101, the information, data, signal values, variable values, and parameters are primarily stored in the main memory, registers, cache memory, buffer memory, etc.

収縮率推定装置100の機能は、ROM102に記憶されたファームウェアで実現されていてもよいし、あるいは、ソフトウェアのみ、素子・デバイス・基板・配線に代表されるハードウェアのみ、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせ、さらには、ファームウェアとの組み合わせで実現されていてもよい。ファームウェアとソフトウェアは、プログラムとして、ハードディスク装置112、リムーバルディスク、CD-ROM、DVD-ROMなどに代表される記録媒体に記録される。プログラムは、CPU101により読み出されて実行される。すなわち、プログラムは、コンピュータを収縮率推定装置100として機能させるものである。 The functions of the shrinkage rate estimation device 100 may be realized by firmware stored in ROM 102, or may be realized by software alone, by hardware alone such as elements, devices, boards, and wiring, a combination of software and hardware, or even a combination with firmware. The firmware and software are recorded as programs on a recording medium such as the hard disk drive 112, a removable disk, a CD-ROM, or a DVD-ROM. The programs are read and executed by the CPU 101. In other words, the programs cause the computer to function as the shrinkage rate estimation device 100.

このように、収縮率推定装置100は、処理装置であるCPU101、記憶装置であるハードディスク装置112やメモリ、入力装置であるキーボード105、マウス106、通信ボード107、出力装置であるディスプレイ104、プリンタ110、通信ボード107を備えるコンピュータである。そして、収縮率推定装置100の機能は、処理装置、記憶装置、入力装置、および、出力装置を利用して実現される。 In this way, the contraction rate estimation device 100 is a computer equipped with a CPU 101 as a processing device, a hard disk drive 112 and memory as storage devices, a keyboard 105, a mouse 106, and a communication board 107 as input devices, and a display 104, a printer 110, and a communication board 107 as output devices. The functions of the contraction rate estimation device 100 are realized by utilizing the processing device, the storage device, the input device, and the output device.

<<機能ブロック構成>>
次に、収縮率推定装置100の機能ブロック構成について説明する。
<<Function block configuration>>
Next, the functional block configuration of the shrinkage ratio estimation device 100 will be described.

図7は、収縮率推定装置の機能構成を示す機能ブロック図である。 Figure 7 is a functional block diagram showing the functional configuration of the shrinkage rate estimation device.

図7において、本実施の形態における収縮率推定装置100は、入力部301と、定数決定部302と、収縮率推定部303と、判定部305と、適合条件探索部306と、出力部307と、データ記憶部308を有している。 In FIG. 7, the contraction rate estimation device 100 in this embodiment has an input unit 301, a constant determination unit 302, a contraction rate estimation unit 303, a judgment unit 305, a matching condition search unit 306, an output unit 307, and a data storage unit 308.

入力部301は、例えば、既知データ群や図5に示すデータ群を入力するように構成されている。ここで、「既知データ群」とは、樹脂の温度と歪み速度との組み合わせと粘度とを関連付けたデータ群であって、樹脂の温度と歪み速度と粘度が既知のデータ群とし定義される。また、図5に示すデータ群とは、「引落応力」と「収縮率」とを関連づけたデータ群として定義される。これらの「既知データ群」や「図5に示すデータ群」は、入力部301に入力された後、データ記憶部308に記憶される。 The input unit 301 is configured to input, for example, a known data group or the data group shown in FIG. 5. Here, the "known data group" is a data group that associates a combination of the resin temperature and strain rate with the viscosity, and is defined as a data group in which the resin temperature, strain rate, and viscosity are known. The data group shown in FIG. 5 is defined as a data group that associates "drawdown stress" with "shrinkage rate." These "known data groups" and "data group shown in FIG. 5" are input to the input unit 301 and then stored in the data storage unit 308.

次に、定数決定部302は、データ記憶部308に記憶されている既知データ群に基づいて、(数式3)に含まれる「粘度定数η0」と「温度係数α」と「粘度指数n」を決定するように構成されている。具体的に、定数決定部302は、例えば、図8に示すように、既知データ群を教師データとして、入力を樹脂の温度と歪み速度とするとともに出力を粘度とするニューラルネットワークを学習させることにより、粘度定数と粘度の温度係数と粘度指数を決定するように構成されている。このようにして決定された粘度定数と粘度の温度係数と粘度指数は、データ記憶部308に記憶される。 Next, the constant determination unit 302 is configured to determine the "viscosity constant η0", "temperature coefficient α", and "viscosity index n" included in (Equation 3) based on the group of known data stored in the data storage unit 308. Specifically, as shown in FIG. 8, for example, the constant determination unit 302 is configured to determine the viscosity constant, the temperature coefficient of viscosity, and the viscosity index by using the group of known data as training data and training a neural network with the resin temperature and strain rate as input and the viscosity as output. The viscosity constant, the viscosity temperature coefficient, and the viscosity index determined in this manner are stored in the data storage unit 308.

続いて、収縮率推定部303は、樹脂を押し出す際にかかる「引落応力」に基づいて樹脂の収縮率を推定するように構成されている。つまり、収縮率推定部303は、収縮率と相関関係を有する「引落応力」に基づいて、間接的に収縮率を推定するように構成されている。例えば、収縮率推定部303は、樹脂の粘度に関連する定数と樹脂の押出条件に基づいて「引落応力」を推定するように構成されており、引落応力推定部304を含む。 The shrinkage rate estimation unit 303 is configured to estimate the shrinkage rate of the resin based on the "drawing stress" applied when the resin is extruded. In other words, the shrinkage rate estimation unit 303 is configured to indirectly estimate the shrinkage rate based on the "drawing stress" that has a correlation with the shrinkage rate. For example, the shrinkage rate estimation unit 303 is configured to estimate the "drawing stress" based on a constant related to the viscosity of the resin and the extrusion conditions of the resin, and includes a draw stress estimation unit 304.

引落応力推定部304は、(数式1)および(数式2)に基づいて、「引落応力」を推定するように構成されている。例えば、引落応力推定部304では、定数決定部302で決定された「粘度定数η」と「温度係数α」と「粘度指数n」を代入した(数式1)に対して、押出条件(「樹脂の温度T」、「線速v」、「ダイの出口から水槽までの距離L」、(数式2)で定義される「引落比D」)を(数式1)にさらに代入することにより、「引落応力」を推定するように構成されている。このようにして推定された「引落応力」は、データ記憶部308に記憶される。 The drawing stress estimating unit 304 is configured to estimate the "drawing stress" based on (Formula 1) and (Formula 2). For example, the drawing stress estimating unit 304 is configured to estimate the "drawing stress " by further substituting the extrusion conditions ("temperature T of resin", "linear speed v f ", "distance L from the die outlet to the water tank", and "drawing ratio D" defined by (Formula 2)) into (Formula 1) into which the "viscosity constant η 0 ", "temperature coefficient α" and "viscosity index n" determined by the constant determining unit 302 are substituted. The "drawing stress" estimated in this manner is stored in the data storage unit 308.

そして、収縮率推定部303は、引落応力推定部304で推定された「引落応力」に基づいて、樹脂の収縮率を推定するように構成されている。例えば、「引落応力」と収縮率との間には、図5に示すデータ群で表される相関関係が存在することから、収縮率推定部303は、この相関関係を利用して「引落応力」から収縮率を推定するように構成されている。具体的な一例を挙げると、図9に示すように収縮率推定部303は、データ記憶部308に記憶されている図5に示すデータ群を教師データとして、入力を「引落応力」とするとともに出力を収縮率とするニューラルネットワークを学習させることにより、応答関数を生成するように構成され、この応答関数を使用して、収縮率との対応が未知の「引落応力」から収縮率を推定するように構成されている。 The shrinkage rate estimation unit 303 is configured to estimate the shrinkage rate of the resin based on the "drawing stress" estimated by the drawing stress estimation unit 304. For example, since there is a correlation between the "drawing stress" and the shrinkage rate represented by the data group shown in FIG. 5, the shrinkage rate estimation unit 303 is configured to estimate the shrinkage rate from the "drawing stress" using this correlation. As a specific example, as shown in FIG. 9, the shrinkage rate estimation unit 303 is configured to generate a response function by learning a neural network with the input being the "drawing stress" and the output being the shrinkage rate, using the data group shown in FIG. 5 stored in the data storage unit 308 as training data, and to estimate the shrinkage rate from the "drawing stress" whose correspondence with the shrinkage rate is unknown, using this response function.

ここで、応答関数とは、「引落応力」を入力すると、入力された「引落応力」に対応する収縮率を出力する関数として定義される。 Here, the response function is defined as a function that outputs the shrinkage rate corresponding to the input "pulling stress" when the "pulling stress" is input.

次に、判定部305は、収縮率推定部303で推定された収縮率が、予め設定されている「しきい値」以下であるか否かを判定するように構成されている。 Next, the determination unit 305 is configured to determine whether the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 is equal to or less than a preset "threshold value."

適合条件探索部306は、収縮率推定部303で推定された収縮率が予め設定されている「しきい値」以下ではないと判定部305で判定された場合に、(数式1)に含まれる押出条件を変更して「引落応力」を再推定し、再推定した「引落応力」に対応する収縮率が「しきい値」以下となる押出条件(適合条件)を探索するように構成されている。 When the determination unit 305 determines that the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 is not equal to or less than a preset "threshold value," the matching condition search unit 306 is configured to change the extrusion conditions included in (Formula 1) to re-estimate the "drawdown stress," and to search for extrusion conditions (matching conditions) that result in the shrinkage rate corresponding to the re-estimated "drawdown stress" being equal to or less than the "threshold value."

出力部307は、例えば、収縮率推定部303で推定された収縮率や、適合条件探索部306で探索された押出条件を出力するように構成されている。 The output unit 307 is configured to output, for example, the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 and the extrusion conditions searched for by the matching condition search unit 306.

以上のようにして、本実施の形態における収縮率推定装置100が構成されている。 The shrinkage rate estimation device 100 in this embodiment is configured as described above.

<収縮率推定装置の動作(収縮率推定方法)>
続いて、本実施の形態における収縮率推定装置100の動作について説明する。
<Operation of the shrinkage ratio estimation device (shrinkage ratio estimation method)>
Next, the operation of the shrinkage ratio estimation device 100 in this embodiment will be described.

<<基本動作>>
図10は、収縮率推定装置の基本動作を説明するフローチャートである。
<<Basic operation>>
FIG. 10 is a flowchart illustrating the basic operation of the shrinkage ratio estimation device.

図10において、まず、入力部301に既知データ群が入力されると(S101)、入力された既知データ群は、データ記憶部308に記憶される。次に、定数決定部302は、データ記憶部308に記憶されている既知データ群に基づいて、(数式3)に含まれる材料特性(粘度)に関する定数(「粘度定数η」と「温度係数α」と「粘度指数n」)を決定する(S102)。その後、引落応力推定部304は、定数決定部302で決定した定数を代入した(数式1)に対して(S103)、さらに押出条件を入力することにより、(数式1)から「引落応力」を推定する(S104)。続いて、収縮率推定部303は、応答関数に基づいて、引落応力推定部304で推定された「引落応力」から樹脂の収縮率を推定する(S105)。そして、収縮率推定部303で推定された収縮率は、出力部307から出力される。このようにして、収縮率推定装置100での基本動作が実施される。これにより、収縮率推定装置100によれば、樹脂の収縮率を推定することができる。 In FIG. 10, first, when a known data group is input to the input unit 301 (S101), the input known data group is stored in the data storage unit 308. Next, the constant determination unit 302 determines the constants ("viscosity constant η 0 ", "temperature coefficient α" and "viscosity index n") related to the material properties (viscosity) included in (Equation 3) based on the known data group stored in the data storage unit 308 (S102). Then, the drawing stress estimation unit 304 estimates the "drawing stress" from (Equation 1) by substituting the constants determined by the constant determination unit 302 (S103) and further inputting the extrusion conditions (S104). Next, the shrinkage rate estimation unit 303 estimates the shrinkage rate of the resin from the "drawing stress" estimated by the drawing stress estimation unit 304 based on the response function (S105). Then, the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 is output from the output unit 307. In this manner, the basic operation is performed in the shrinkage rate estimation device 100. As a result, the shrinkage rate estimation device 100 can estimate the shrinkage rate of the resin.

<<応用動作>>
さらに、収縮率推定装置100では、上述した基本動作に加えて、以下に示す応用動作も実施することができる。図11は、収縮率推定装置の応用動作を説明するフローチャートである。図11において、上述した基本動作を実施することにより、樹脂の収縮率が推定されると(S201)、その後、判定部305は、収縮率推定部303で推定された収縮率が予め設定された「しきい値」以下であるか否かを判定する(S202)。収縮率推定部303で推定された収縮率が「しきい値」以下である場合、収縮率が「しきい値」以下である旨が出力部307から出力される(S205)。一方、収縮率推定部303で推定された収縮率が「しきい値」以下ではない場合、適合条件探索部306は、(数式1)に含まれる押出条件を変更して「引落応力」を再推定し、再推定した「引落応力」に対応する収縮率が「しきい値」以下となる押出条件(適合条件)を探索する(S203)。そして、適合条件探索部306で探索された押出条件が出力部307から出力される(S204)。
<<Applied operations>>
Furthermore, in the shrinkage rate estimation device 100, in addition to the basic operation described above, the following applied operation can also be performed. FIG. 11 is a flowchart explaining the applied operation of the shrinkage rate estimation device. In FIG. 11, when the shrinkage rate of the resin is estimated by performing the basic operation described above (S201), the judgment unit 305 judges whether or not the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 is equal to or less than a preset "threshold value" (S202). If the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 is equal to or less than the "threshold value", the output unit 307 outputs a message indicating that the shrinkage rate is equal to or less than the "threshold value" (S205). On the other hand, if the shrinkage rate estimated by the shrinkage rate estimation unit 303 is not equal to or less than the "threshold value", the matching condition search unit 306 changes the extrusion conditions included in (Equation 1) to re-estimate the "drawing stress", and searches for extrusion conditions (matching conditions) that make the shrinkage rate corresponding to the re-estimated "drawing stress" equal to or less than the "threshold value" (S203). Then, the extrusion conditions found by the matching condition search unit 306 are output from the output unit 307 (S204).

このようにして、収縮率推定装置100での応用動作が実施される。これにより、収縮率推定装置100によれば、収縮率推定部303で推定された収縮率が所定の条件を満たさない場合であっても、収縮率が所定の条件を満たすための押出条件を提示できる。 In this manner, the applied operation is performed in the shrinkage ratio estimation device 100. As a result, the shrinkage ratio estimation device 100 can present extrusion conditions for the shrinkage ratio to satisfy the specified conditions even if the shrinkage ratio estimated by the shrinkage ratio estimation unit 303 does not satisfy the specified conditions.

以上のようにして、収縮率推定装置100を動作させることにより、本実施の形態における収縮率推定方法が実現される。 By operating the shrinkage rate estimation device 100 in the manner described above, the shrinkage rate estimation method of this embodiment is realized.

<収縮率推定プログラム>
上述した収縮率推定装置100で実施される収縮率推定方法は、収縮率推定処理をコンピュータに実行させる収縮率推定プログラムにより実現することができる。
<Shrinkage rate estimation program>
The shrinkage ratio estimation method performed by the above-described shrinkage ratio estimation device 100 can be realized by a shrinkage ratio estimation program that causes a computer to execute a shrinkage ratio estimation process.

例えば、図6に示すコンピュータからなる収縮率推定装置100において、ハードディスク装置112に記憶されているプログラム群202の1つとして、本実施の形態における収縮率推定プログラムを導入することができる。そして、この収縮率推定プログラムを収縮率推定装置100であるコンピュータに実行させることにより、本実施の形態における収縮率推定方法を実現することができる。 For example, in the contraction ratio estimation device 100 consisting of a computer shown in FIG. 6, the contraction ratio estimation program in this embodiment can be introduced as one of the program group 202 stored in the hard disk device 112. Then, by having the computer that is the contraction ratio estimation device 100 execute this contraction ratio estimation program, the contraction ratio estimation method in this embodiment can be realized.

収縮率推定処理に関するデータを作成するための各処理をコンピュータに実行させる収縮率推定プログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して頒布することができる。記録媒体には、例えば、ハードディスクやフレキシブルディスクに代表される磁気記憶媒体、CD-ROMやDVD-ROMに代表される光学記憶媒体、ROMやEEPROMなどの不揮発性メモリに代表されるハードウェアデバイスなどが含まれる。 The shrinkage rate estimation program that causes a computer to execute each process for creating data related to the shrinkage rate estimation process can be recorded on a computer-readable recording medium and distributed. Recording media include, for example, magnetic storage media such as hard disks and flexible disks, optical storage media such as CD-ROMs and DVD-ROMs, and hardware devices such as non-volatile memories such as ROMs and EEPROMs.

<実施の形態における効果>
本実施の形態における技術的思想によれば、直接的に樹脂の収縮率を推定するのではなく、収縮率と相関関係のある「引落応力」に着目して、この「引落応力」に基づいて間接的に収縮率を推定している。これにより、材料特性と押出条件の両方を容易に考慮して高精度に収縮率を推定できるだけでなく、「結晶化度」という測定が必要なパラメータを考慮する必要がないことから、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに導入可能な収縮率推定技術を提供することができる点で大きな技術的意義を有する。
<Effects of the embodiment>
According to the technical idea of this embodiment, the shrinkage rate of the resin is not directly estimated, but the shrinkage rate is indirectly estimated based on the "drawdown stress" which is correlated with the shrinkage rate. This not only makes it possible to estimate the shrinkage rate with high accuracy by easily considering both the material properties and the extrusion conditions, but also makes it unnecessary to consider the parameter "crystallinity" which requires measurement, and therefore has great technical significance in that it provides a shrinkage rate estimation technique which can be introduced in real time in the manufacturing process of extrusion molded products.

例えば、これまでは、押出成形品の製造工程においてリアルタイムに導入可能な収縮率推定技術が存在しなかったことから、作業員の経験に基づいて押出条件を調整することにより収縮率を低減することが行われていた。この点に関し、本実施の形態における技術的思想によれば、作業員の経験に頼ることなく、客観的に正確な収縮率推定技術を押出成形品の製造工程(製造ライン)に導入することができる。この結果、本実施の形態によれば、樹脂材料や押出成形品(例えば、ケーブル)の廃棄量の削減および生産効率の向上を図ることができる。つまり、本実施の形態における技術的思想は、収縮率推定技術を押出成形品の製造ラインに導入することを可能とする結果、押出成形品の製造歩留まりの向上できるという顕著な効果を得ることができる。そこで、以下では、本実施の形態における技術的思想を利用した押出成形品の製造工程について説明することにする。 For example, until now, there was no shrinkage estimation technology that could be introduced in real time in the manufacturing process of extrusion molded products, so the shrinkage was reduced by adjusting the extrusion conditions based on the experience of the workers. In this regard, according to the technical idea of this embodiment, it is possible to introduce an objectively accurate shrinkage estimation technology into the manufacturing process (manufacturing line) of extrusion molded products without relying on the experience of the workers. As a result, according to this embodiment, it is possible to reduce the amount of waste of resin materials and extrusion molded products (e.g., cables) and improve production efficiency. In other words, the technical idea of this embodiment makes it possible to introduce the shrinkage estimation technology into the manufacturing line of extrusion molded products, and as a result, it is possible to obtain a remarkable effect of improving the manufacturing yield of extrusion molded products. Therefore, the manufacturing process of extrusion molded products using the technical idea of this embodiment will be described below.

<押出成形品の製造方法>
図12は、本実施の形態における収縮率推定技術を利用した押出成形品の製造方法を説明するフローチャートである。図12において、まず、押出条件の初期設定をする(S301)。次に、本実施の形態における収縮率推定技術を使用する。具体的には、材料特性に関連する定数を代入した(数式1)を用意して、この(数式1)に対して初期設定された押出条件を代入することにより、「引落応力」を推定し、この「引落応力」に基づいて収縮率を推定する(S302)。このとき、上述した基本動作と応用動作が実施される。
<Method of manufacturing extrusion molded product>
Fig. 12 is a flow chart for explaining a method for manufacturing an extrusion molded product using the shrinkage estimation technique of this embodiment. In Fig. 12, first, the extrusion conditions are initialized (S301). Next, the shrinkage estimation technique of this embodiment is used. Specifically, (Formula 1) is prepared in which constants related to material properties are substituted, and the extrusion conditions initialized for this (Formula 1) are substituted to estimate the "drawdown stress", and the shrinkage is estimated based on this "drawdown stress" (S302). At this time, the basic operation and applied operation described above are performed.

この結果、推定された収縮率が「しきい値」以下である場合は、初期設定された押出条件が維持される。一方、推定された収縮率が「しきい値」以下ではない場合、応用動作で提示された適合条件(押出条件)に条件変更する(S303)。 As a result, if the estimated shrinkage rate is equal to or less than the "threshold", the initially set extrusion conditions are maintained. On the other hand, if the estimated shrinkage rate is not equal to or less than the "threshold", the conditions are changed to the suitable conditions (extrusion conditions) presented in the applied operation (S303).

そして、維持された押出条件あるいは変更された押出条件で樹脂の押出成形が行われる(S304)。その後、樹脂に対してアニール処理が行われて(S305)、所定期間経過後(1日後~2日後)収縮率の測定が行われる(S306)。このとき、収縮率が所定値以下である場合(OK)、良品としてのケーブルが製造される(S307)。一方、収縮率が所定値以下ではない場合(NG)、このNGデータに基づいて、入力した「引落応力」から収縮率を出力する応答関数の再構築を実施する(S308)。すなわち、上述したNGデータも付け加えて、入力を「引落応力」とするとともに出力を収縮率とするニューラルネットワークを再学習させることにより、応答関数を再構築する。このようにして、本実施の形態におけるケーブルの製造方法が実現される。 Then, the resin is extruded under the maintained or changed extrusion conditions (S304). The resin is then annealed (S305), and after a predetermined period of time (1 to 2 days), the shrinkage rate is measured (S306). If the shrinkage rate is equal to or less than the predetermined value (OK), a non-defective cable is manufactured (S307). On the other hand, if the shrinkage rate is not equal to or less than the predetermined value (NG), a response function that outputs the shrinkage rate from the input "pull-down stress" is reconstructed based on this NG data (S308). That is, the response function is reconstructed by adding the above-mentioned NG data and re-training the neural network that takes the "pull-down stress" as the input and the shrinkage rate as the output. In this way, the cable manufacturing method of this embodiment is realized.

本実施の形態における押出成形品の製造方法によれば、収縮率推定技術を製造ラインに導入して予め樹脂の収縮率を推定していることから、押出成形品の製造歩留まりを向上させることができる。さらに、推定した収縮率では「OK」であっても最終的に実測した収縮率が「NG」であった場合、このNGデータに基づいて、応答関数を再構築することにより、収縮率の推定精度を向上することができる。 According to the manufacturing method of the extrusion molded product in this embodiment, the shrinkage rate estimation technology is introduced into the manufacturing line to estimate the shrinkage rate of the resin in advance, thereby improving the manufacturing yield of the extrusion molded product. Furthermore, if the estimated shrinkage rate is "OK" but the final measured shrinkage rate is "NG," the response function can be reconstructed based on this NG data to improve the estimation accuracy of the shrinkage rate.

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。 The invention made by the inventor has been specifically described above based on the embodiment thereof, but it goes without saying that the invention is not limited to the above embodiment and can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

前記実施の形態における技術的思想は、プラスチックやゴムを含む幅広い種類の樹脂に適用可能であり、例えば、熱可塑性ポリウレタン樹脂に限定されるものではない。また、前記実施の形態における技術的思想は、チューブ押出や電線押出あるいはダイ形状に関わらず幅広い押出形態に適用可能である。 The technical ideas in the above embodiments are applicable to a wide variety of resins, including plastics and rubbers, and are not limited to, for example, thermoplastic polyurethane resin. In addition, the technical ideas in the above embodiments are applicable to a wide variety of extrusion forms, regardless of tube extrusion, wire extrusion, or die shape.

10 原料ペレット
11 押出機
12 クロスヘッド
13 ダイ
14 導線
15 水槽
20 溶融樹脂
100 収縮率推定装置
101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 ディスプレイ
105 キーボード
106 マウス
107 通信ボード
108 リムーバルディスク装置
109 CD/DVD-ROM装置
110 プリンタ
111 スキャナ
112 ハードディスク装置
201 オペレーティングシステム
202 プログラム群
203 ファイル群
301 入力部
302 定数決定部
303 収縮率推定部
304 引落応力推定部
305 判定部
306 適合条件探索部
307 出力部
308 データ記憶部























REFERENCE SIGNS LIST 10 Raw material pellets 11 Extruder 12 Crosshead 13 Die 14 Conductive wire 15 Water tank 20 Molten resin 100 Shrinkage ratio estimation device 101 CPU
102 ROM
103 RAM
104 Display 105 Keyboard 106 Mouse 107 Communication board 108 Removable disk device 109 CD/DVD-ROM device 110 Printer 111 Scanner 112 Hard disk device 201 Operating system 202 Program group 203 File group 301 Input section 302 Constant determination section 303 Shrinkage rate estimation section 304 Pull-down stress estimation section 305 Judgment section 306 Compatible condition search section 307 Output section 308 Data storage section























Claims (5)

樹脂を押し出す際にかかる引落応力を推定する引落応力推定装置であって、
前記引落応力推定装置は、前記樹脂の粘度に関連する定数と前記樹脂の押出条件を含む数式1および数式5に基づいて前記引落応力を推定する引落応力推定部を備える、引落応力推定装置。
Figure 0007626272000007
ここで、
σ:引落応力
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
:線速
L:ダイの出口から水槽までの距離
D:引落比
n:粘度指数
Figure 0007626272000008
ここで、
:ダイの出口の断面積
:成形物の断面積
A drawing stress estimation device that estimates drawing stress applied when extruding a resin, comprising:
The drawing stress estimation device includes a drawing stress estimation unit that estimates the drawing stress based on Equation 1 and Equation 5, which include a constant related to the viscosity of the resin and an extrusion condition of the resin.
Figure 0007626272000007
Where:
σ: Drawdown stress η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature v f : Linear speed L: Distance from die outlet to water tank D: Drawdown ratio n: Viscosity index
Figure 0007626272000008
Where:
S d : Cross-sectional area of the die outlet S f : Cross-sectional area of the molded product
請求項1に記載の引落応力推定装置において、
前記数式1に含まれる前記粘度定数と前記粘度の温度係数と前記粘度指数は、粘度の測定結果及び以下に示す数式3に基づいて算出される、引落応力推定装置。
Figure 0007626272000009
ここで、
η:粘度
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
dγ/dt:歪み速度
n:粘度指数
The pull-down stress estimation device according to claim 1,
The viscosity constant, the temperature coefficient of viscosity, and the viscosity index included in the formula 1 are calculated based on the viscosity measurement results and the formula 3 shown below.
Figure 0007626272000009
Where:
η: Viscosity η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature dγ/dt: Strain rate n: Viscosity index
請求項2に記載の引落応力推定装置において、
前記引落応力推定装置は、
前記温度と前記歪み速度との組み合わせと前記粘度とを関連付けた既知データ群を入力する既知データ群入力部と、
前記既知データ群を教師データとして、入力を前記温度と前記歪み速度とするとともに出力を前記粘度とするニューラルネットワークを学習させることにより、前記粘度定数と前記粘度の温度係数と前記粘度指数を決定する定数決定部と、
を有し、
前記引落応力推定部は、前記定数決定部で決定された前記粘度定数と前記粘度の温度係数と前記粘度指数を代入した前記数式1に基づいて、前記押出条件から前記引落応力を推定する、引落応力推定装置。
The pull-down stress estimation device according to claim 2,
The pull-down stress estimation device comprises:
a known data group input unit for inputting a known data group that associates the combination of the temperature and the strain rate with the viscosity;
a constant determination unit that determines the viscosity constant, the temperature coefficient of viscosity, and the viscosity index by learning a neural network that uses the known data group as teacher data and has the temperature and the strain rate as inputs and the viscosity as output;
having
The drawing stress estimation unit estimates the drawing stress from the extrusion conditions based on the formula 1 in which the viscosity constant, the temperature coefficient of the viscosity, and the viscosity index determined by the constant determination unit are substituted.
樹脂を押し出す際にかかる引落応力を推定する引落応力推定方法であって、
前記引落応力推定方法は、前記樹脂の粘度に関連する定数と前記樹脂の押出条件を含む数式1および数式5に基づいて前記引落応力を推定する引落応力推定工程を備える、引落応力推定方法。
Figure 0007626272000010
ここで、
σ:引落応力
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
:線速
L:ダイの出口から水槽までの距離
D:引落比
n:粘度指数
Figure 0007626272000011
ここで、
:ダイの出口の断面積
:成形物の断面積
A method for estimating a drawing stress applied when a resin is extruded, comprising the steps of:
The drawing stress estimation method includes a drawing stress estimation step of estimating the drawing stress based on Equation 1 and Equation 5, which include a constant related to the viscosity of the resin and an extrusion condition of the resin.
Figure 0007626272000010
Where:
σ: Drawdown stress η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature v f : Linear speed L: Distance from die outlet to water tank D: Drawdown ratio n: Viscosity index
Figure 0007626272000011
Where:
S d : Cross-sectional area of the die outlet S f : Cross-sectional area of the molded product
押出機によって樹脂を押出成形して押出成形品を製造する押出成形品の製造方法であって、
樹脂を押し出す際にかかる引落応力を推定する引落応力推定工程と、
前記引落応力に基づいて前記樹脂の押出条件を変更する押出条件変更工程とを備え、
前記引落応力推定工程は、前記樹脂の粘度に関連する定数と前記押出条件を含む数式1および数式5に基づいて前記引落応力を推定する、押出成形品の製造方法。
Figure 0007626272000012
ここで、
σ:引落応力
η:粘度定数
α:粘度の温度係数
T:樹脂の温度
:線速
L:ダイの出口から水槽までの距離
D:引落比
n:粘度指数
Figure 0007626272000013
ここで、
:ダイの出口の断面積
:成形物の断面積







































A method for producing an extrusion molded product by extruding a resin using an extruder, comprising the steps of:
a drawing stress estimating step of estimating a drawing stress applied when the resin is extruded;
and changing an extrusion condition for changing an extrusion condition of the resin based on the pull-down stress,
The method for manufacturing an extrusion molded product, wherein the drawing stress estimating step estimates the drawing stress based on Equation 1 and Equation 5, which include a constant related to the viscosity of the resin and the extrusion conditions.
Figure 0007626272000012
Where:
σ: Drawdown stress η 0 : Viscosity constant α: Temperature coefficient of viscosity T: Resin temperature v f : Linear speed L: Distance from die outlet to water tank D: Drawdown ratio n: Viscosity index
Figure 0007626272000013
Where:
S d : Cross-sectional area of the die outlet S f : Cross-sectional area of the molded product







































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