JPH0550425A - 連続混練機の混練度制御装置 - Google Patents

連続混練機の混練度制御装置

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JPH0550425A
JPH0550425A JP3217414A JP21741491A JPH0550425A JP H0550425 A JPH0550425 A JP H0550425A JP 3217414 A JP3217414 A JP 3217414A JP 21741491 A JP21741491 A JP 21741491A JP H0550425 A JPH0550425 A JP H0550425A
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 混練翼部３と送り翼部４とを有する２本のロ
ータ５をチャンバ６内に配置し、このチャンバ６に混練
翼部３と送り翼部４との間でロータ５との間隙７を調整
可能な可動ダム８を設け、樹脂圧力を圧力センサ９で測
定してロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆動装
置１１との少なくともどちらか一方を制御する制御機構
１２を設ける。前記制御機構１２の圧力センサ９を、混
練翼部３の送り翼Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃ付近に
設けている。 【効果】 樹脂材料の略溶融開始点の圧力を測定するこ
とができ、そしてこの圧力をロータ５の可変モータ１０
と可動ダム８の駆動装置１１との少なくともどちらか一
方で制御するので、混練品質のより厳格且つ迅速な制御
ができようになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、プラスチック、ゴム等
の可塑性材料を、連続的に可塑化溶融して、添加剤、充
填材等を練り込む連続混練機の混練度制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来技術としては、特開平２ー
２６３６０９号公報に開示されたものがある。この技術
は図５に示すように、供給口１６及び排出口１７を有す
るチャンバ６と、混練翼部３を有してチャンバ６内に平
行に配置されていて可変モータ１０によって駆動される
２本のロータ５と、チャンバ６の供給口１６と排出口１
７との間でロータ５に対して遠近位置調整自在に設けら
れた可動ダム８と、排出口１７の下流側に配置されたギ
ヤポンプ１８とを備えている。
【０００３】前記可動ダム８はロータ５の混練翼部３の
下流側に形成した断面円形部１９に対向していて、ロー
タ５との間に間隙７を形成しており、駆動装置（モー
タ）１１を駆動することにより間隙７を調整可能にして
いる。ロータ５には断面円形部１９の下流側に送り翼部
４が形成されていて、ギヤポンプ１８へ混練材料を強制
押動可能になっている。
【０００４】前記可動ダム８には間隙７を通過する樹脂
の圧力と温度とを測定する圧力センサ２０と温度センサ
２１とを有し、これらから得られた測定値をもとにして
駆動装置１１を制御するように構成されている。また、
ギヤポンプ１８の入口には圧力センサ２２が設けられて
いて、入口圧力を測定してギヤポンプ１８のモータ２３
を制御し、後処理装置への混練材料の供給量を調整する
ように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術において
は、混練度制御は可動ダム８とギヤポンプ１８入口とで
樹脂圧力又は温度を測定して行うようになっているが、
これらの部分は実質的な混練が終了した部分であり、マ
クロ的な混練度の制御には役立つが、ミクロ的な混練品
質の制御には効果が期待し難い。
【０００６】即ち、添加剤の分散性、樹脂のホモジナイ
ジング等の混練品質は、樹脂に最も大きい剪断力が加わ
る溶融開始点で決定されるものであり、この溶融開始点
から離れた下流側で圧力等を測定して混練度を制御して
も、要求品質を得るための圧力は得難く且つ時間的ずれ
もあって、より厳格な制御は困難である。ところで、フ
ィッシユ・アイを消去するためのホモジナイジングは、
分子のからまりをほぐすためにからまり力以上の最大剪
断応力が必要であり、添加剤の凝集塊を分散させる場合
には、その凝集力以上の最大剪断応力が必要であり、そ
のような最大剪断応力が作用するのは溶融開始点付近で
あり、前記従来技術のような連続混練機では、通常、折
り返し点Ｃの前後、より詳しくは送り翼Ａの３分の１か
ら戻し翼Ｂの３分の１までの範囲である。
【０００７】そして、この最大剪断応力τｍａｘは樹脂
の粘度、添加剤の種類等によって値が異なり、最大剪断
応力τｍａｘを得るための最大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａ
ｘ（円周方向の最大圧力Ｐｍａｘの内の軸方向最大圧
力）から算出することができる。即ち、Ｐｍａｘ／ｍａ
ｘ＝Ｃ（定数）・τｍａｘの関係がある。従って、要求
品質を満足するための必要な最大剪断応力τｍａｘは、
溶融開始点付近で最大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａｘが必要
値になるように、可動ダム８等を制御することにより得
られる。
【０００８】また、混練品質は一時点の最大剪断応力τ
ｍａｘが決定的要因であるが、最大剪断応力τｍａｘの
総計によっても影響される場合があり、この最大剪断応
力τｍａｘの総計が必要値になるように制御するのも有
効である。本発明の第１の目的は、混練翼部３の送り翼
Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃ付近の最大樹脂圧力Ｐｍ
ａｘ／ｍａｘを圧力センサ９で測定して、ロータ５の可
変モータ１０と可動ダム８の駆動装置１１との少なくと
もどちらか一方を制御することにより、混練品質のより
厳格且つ迅速な制御ができるようにした連続混練機の混
練度制御装置を提供することにある。
【０００９】本発明の第２の目的は、混練翼部３の送り
翼Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃを含むその前後一定範
囲Ｄ、Ｅ内の最大圧力Ｐｍａｘを複数の圧力センサ９で
測定して、この複数の圧力測定値の総計を演算部１４で
演算して、ロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆
動装置１１との少なくともどちらか一方を制御すること
により、混練品質のより厳格且つ迅速な制御ができるよ
うにした連続混練機の混練度制御装置を提供することに
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明における課題解決
のための第１の具体的手段は、混練翼部３と送り翼部４
とを有する２本のロータ５をチャンバ６内に配置し、こ
のチャンバ６に混練翼部３と送り翼部４との間でロータ
５との間隙７を調整する可動ダム８を設け、樹脂圧力を
圧力センサ９で測定してロータ５の可変モータ１０と可
動ダム８の駆動装置１１との少なくともどちらか一方を
制御する制御機構１２を設けた連続混練機の混練度制御
装置において、前記制御機構１２の圧力センサ９を、混
練翼部３の送り翼Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃ付近に
設けていることである。
【００１１】本発明における課題解決のための第２の具
体的手段は、混練翼部３と送り翼部４とを有する２本の
ロータ５をチャンバ６内に配置し、このチャンバ６に混
練翼部３と送り翼部４との間でロータ５との間隙７を調
整する可動ダム８を設け、樹脂圧力を圧力センサ９で測
定してロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆動装
置１１との少なくともどちらか一方を制御する制御機構
１２を設けた連続混練機の混練度制御装置において、前
記制御機構１２は圧力センサ９を混練翼部３の送り翼Ａ
と戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃを含むその前後一定範囲
Ｄ、Ｅ内に軸方向複数設けると共に、複数の圧力センサ
９からの圧力測定値の総計を演算する演算部１４を設け
ていることである。
【００１２】
【作用】プラスチック、ゴム等の可塑性材料を添加剤、
充填材等と共に供給口１６から供給すると、可変モータ
１０によるロータ５の回転により、スクリュウ部２４か
ら混練翼部３へ送られ、混練、剪断作用を受けて可塑化
溶融される。可塑化溶融された樹脂材料は、混練翼部３
の下流側の断面円形部１９と可動ダム８との間の間隙７
を通過して、送り翼部４によって排出口１７へ強力に押
し出され、ギヤポンプによって所要圧力で後処理装置へ
排出される。
【００１３】前記樹脂材料は混練翼部３に入るとロータ
５とチャンバ６から剪断力を受ける。この剪断力は送り
翼Ａの先端から次第に大きくなり、折り返し点Ｃで最大
となり、戻し翼Ｂの後端にいくに従って減少する。制御
機構１２は折り返し点Ｃ付近に設けた圧力センサ９で最
大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａｘを測定し、樹脂材料の必要
品質を得るに要求される最大剪断応力τｍａｘが発生し
ているかを演算部１３で比較演算して、発生していない
場合には、ロータ５の可変モータ１０を制御してロータ
５回転数を変更し、及び／又は、可動ダム８の駆動装置
１１を駆動して間隙７の大きさを調整し、必要な最大剪
断応力τｍａｘを発生する最大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａ
ｘ以上に変更する。
【００１４】また、前記制御機構１２は折り返し点Ｃを
含むその前後一定範囲Ｄ、Ｅ内に設けた軸方向複数の圧
力センサ９で、その範囲Ｄ、Ｅ内の複数個所の最大圧力
Ｐｍａｘを測定し、それらの測定値を積分して圧力の総
計（面積）を演算部１４で演算し、且つその圧力の総計
が樹脂材料の必要品質を得るに要求される大きさになっ
ているかを比較演算して、なっていない場合には、ロー
タ５の可変モータ１０を制御してロータ５回転数を変更
し、及び／又は、可動ダム８の駆動装置１１を駆動して
間隙７の大きさを調整し、圧力の総計が必要量以上の剪
断力を発生するように変更する。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１、２において、１は従来技術と同様な構成の
連続混練機で、混練翼部３と送り翼部４とを有する２本
のロータ５をチャンバ６内に配置し、このチャンバ６に
混練翼部３と送り翼部４との間でロータ５との間隙７を
調整する可動ダム８を設け、樹脂圧力を圧力センサ９で
測定してロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆動
装置１１との少なくともどちらか一方を制御する制御機
構１２を設けている。
【００１６】前記混練翼部３はチップが軸方向中央で曲
がり方向が反対になっていて、混練翼部３の先端から中
央までが送り翼Ａ、中央から後端までが戻し翼Ｂとなっ
ており、樹脂材料に剪断力を与えるための圧力を発生す
る。樹脂材料に与える最大圧力Ｐｍａｘの発生は、混練
翼部３のチップ数によって異なり、６チップの場合は図
３のようになり、４チップの場合は図４のようになり、
それぞれ最大圧力Ｐｍａｘが測定できる位置に圧力セン
サ９を配置する。
【００１７】ロータ５の軸方向における最大圧力Ｐｍａ
ｘの分布は、中央の折り返し点Ｃで略最大となる。そこ
で、この折り返し点Ｃでの最大圧力Ｐｍａｘを圧力セン
サ９で測定すれば、連続混練機１内での最大圧力である
最大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａｘが測定できる。この折り
返し点Ｃの前後一定範囲Ｄ、Ｅは、混練品質に重大な影
響を与える剪断力が発生する範囲であり、範囲Ｄは送り
翼Ａの約３分の１（先端から）の位置から折り返し点Ｃ
まで、範囲Ｅは折り返し点Ｃから戻し翼Ｂの約３分の１
（先端から）の位置までである。
【００１８】前記制御機構１２は、混練翼部３の送り翼
Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃとその前後一定範囲Ｄ、
Ｅ内に複数（４個）の圧力センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９
ｄを設けている。これらの圧力センサ９ａ，９ｂ，９
ｃ，９ｄは並列に配置され、演算部１３、１４に接続さ
れ、両演算部１３、１４は図外の駆動部を介して可変モ
ータ１０と駆動装置１１とに接続されている。
【００１９】図２において、演算部１３はＰｍａｘ／ｍ
ａｘ検出部、Ｐｍａｘ／ｍａｘ設定部及び比較演算部等
を有し、圧力センサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄが測定した
最大圧力Ｐｍａｘの中から軸方向の最大圧力を選別し、
その最大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａｘを設定値と比較し
て、高低を演算し、低ければ可変モータ１０、駆動装置
１１等に修正指令信号を発する。
【００２０】但し、最大樹脂圧力Ｐｍａｘ／ｍａｘは略
折り返し点Ｃで発生するので、この折り返し点Ｃに圧力
センサ９ａを設けておけば、Ｐｍａｘ／ｍａｘ検出部は
不要であり、単一位置の最大圧力を測定するだけで制御
ができる。演算部１４はＰｍａｘ積分部、Ｐｍａｘ積分
値設定部及び比較演算部等を有し、圧力センサ９ａ，９
ｂ，９ｃ，９ｄが測定した最大圧力Ｐｍａｘの総てを積
分して圧力総計（面積）を算し、その圧力総計を設定値
と比較して、高低を演算し、低ければ可変モータ１０、
駆動装置１１等に修正指令信号を発する。
【００２１】前記演算部１３、１４はどちらか一方でも
又は両方同時に使用しても良く、また、可変モータ１０
及び駆動装置１１もどちらか一方でも又は両方同時に制
御するようにしても良い。尚、供給口１６へ材料を供給
するためのフィーダのモータを制御する方法もあるが、
処理量が変化するため、下流設備（例えば造粒装置）に
悪影響がでるので望ましくない。
【００２２】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、制御機構
１２の圧力センサ９を、混練翼部３の送り翼Ａと戻し翼
Ｂとの折り返し点Ｃ付近に設けているので、樹脂材料の
略溶融開始点の圧力を測定することができ、そしてこの
圧力をロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆動装
置１１との少なくともどちらか一方で制御するので、混
練品質のより厳格且つ迅速な制御ができようになる。
【００２３】また、本発明によれば、制御機構１２は圧
力センサ９を、混練翼部３の送り翼Ａと戻し翼Ｂとの折
り返し点Ｃを含むその前後一定範囲Ｄ、Ｅ内に軸方向複
数設けると共に、複数の圧力測定値の総計を演算する演
算部１４を設けているので、樹脂材料の略溶融開始点を
含むその近傍の圧力を複数個所で測定することができ、
そしてこの複数の圧力測定値の総計をロータ５の可変モ
ータ１０と可動ダム８の駆動装置１１との少なくともど
ちらか一方で制御するので、混練品質のより厳格且つ迅
速な制御ができるようになる。
【００２４】尚、本発明は特に、ブロックコポリマーの
ポリプロピレンのゴム分散性や、高密度ポリエチレンの
フィッシュアイ消去性等を向上するのに有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す説明図である。
【図２】同制御機構のブロック線図である。
【図３】６チップロータの最大圧力発生状況を示す説明
図である。
【図４】４チップロータの最大圧力発生状況を示す説明
図である。
【図５】従来技術の連続混練機の混練度制御装置の全体
を示す説明図である。
【符号の説明】
１ 連続混練機 ２ 混練度制御装置 ３ 混練翼部 ４ 送り翼部 ５ ロータ ６ チャンバ ７ 間隙 ８ 可動ダム ９ 圧力センサ １０ 可変モータ １１ 駆動装置 １２ 制御機構 １３ 演算部 １４ 演算部 Ａ 送り翼 Ｂ 戻し翼 Ｃ 折り返し点 Ｄ 範囲 Ｅ 範囲

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 混練翼部３と送り翼部４とを有する２本
    のロータ５をチャンバ６内に配置し、このチャンバ６に
    混練翼部３と送り翼部４との間でロータ５との間隙７を
    調整する可動ダム８を設け、樹脂圧力を圧力センサ９で
    測定してロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆動
    装置１１との少なくともどちらか一方を制御する制御機
    構１２を設けた連続混練機の混練度制御装置において、 前記制御機構１２の圧力センサ９を、混練翼部３の送り
    翼Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃ付近に設けていること
    を特徴とする連続混練機の混練度制御装置。
  2. 【請求項２】 混練翼部３と送り翼部４とを有する２本
    のロータ５をチャンバ６内に配置し、このチャンバ６に
    混練翼部３と送り翼部４との間でロータ５との間隙７を
    調整する可動ダム８を設け、樹脂圧力を圧力センサ９で
    測定してロータ５の可変モータ１０と可動ダム８の駆動
    装置１１との少なくともどちらか一方を制御する制御機
    構１２を設けた連続混練機の混練度制御装置において、 前記制御機構１２は圧力センサ９を混練翼部３の送り翼
    Ａと戻し翼Ｂとの折り返し点Ｃを含むその前後一定範囲
    Ｄ、Ｅ内に軸方向複数設けると共に、複数の圧力センサ
    ９からの圧力測定値の総計を演算する演算部１４を設け
    ていることを特徴とする連続混練機の混練度制御装置。
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Cited By (9)

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