JPH0615638A

JPH0615638A - 自動混練装置

Info

Publication number: JPH0615638A
Application number: JP17565292A
Authority: JP
Inventors: Akio Kawamura; 堯夫川村; Kenzo Kaminaga; 賢三神永; Yuji Nogami; 雄司野上; Takashi Kimura; 喬木村; Masaaki Suzuki; 正明鈴木; Takashi Chino; 貴史千野; Keisuke Kato; 敬介加藤; Yoshihisa Hirakuri; 喜久平栗
Original assignee: Nikkiso Co Ltd
Current assignee: Nikkiso Co Ltd
Priority date: 1992-07-02
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1994-01-25
Anticipated expiration: 2009-12-07
Also published as: JPH0698623B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】この発明は、素材を均一に混練することので
きる自動混練装置を提供することを目的とする。【構成】この発明の自動混練装置は、互いにその間隙
長さを調整することができると共に回転方向及び回転速
度を可変することのできる一対の加熱ロールと、この加
熱ロールの加熱温度を測定し、測定温度を示す温度測定
データを出力する温度センサー３と、前記加熱ロールそ
れぞれの回転状態を検出し、それぞれの検出データを出
力する回転状態センサー４と、前記一対の加熱ロール相
互の間隙を測定する位置センサー５と、前記一対の加熱
ロールの間隙に存在するバンクの状態を検出するバンク
センサー６と、前記各種のセンサーから出力された各種
のデータを入力し、一対の加熱ロール間隙でのバンクの
形成及び消滅を所要回数繰り返すように、一対の加熱ロ
ールそれぞれの相対距離、加熱温度、回転方向及び回転
速度を自動制御する制御手段１０とを備えてなることを
特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動混練装置に関し、
更に詳しくは、一対の加熱ロールの間隙上に供給した粉
末状素材を混練して加熱ロールの周面にロールシートを
倦回する自動混練装置に関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】混練装置
は、一対の平行に配置された加熱ロールを有する。この
加熱ロールを用いて次のようにして例えば樹脂シートが
作成される。

【０００３】前記加熱ロールの間に所定の樹脂粉末を所
定量供給する。前記一対の加熱ロール間にわずかの間隙
があるから、ごく一部の樹脂粉末がその間隙から落下す
ることがあったとしても、大部分の樹脂粉末はその一対
の加熱ロールの間隙から上方にマウント状に貯留する。

【０００４】そこで、この加熱ロールを所定温度に加熱
すると共に一対の加熱ロールを回転させることにより、
加熱ロール上の樹脂粉末に剪断と熱エネルギーとを与え
る。加熱ロールによる剪断力の付与によって樹脂粉末は
自らも発熱する。

【０００５】樹脂粉末自らの発熱と加熱ロールによる加
熱とによって半溶融状態になった樹脂を、一対の加熱ロ
ールの更にわずかに広げた間隙からシート状に垂らし、
そのシート状に垂らした先端部を加熱ロールの回転によ
って更に垂らし、シート状に垂らしたその先端部を加熱
ロールに巻き付ける。その結果、一対の加熱ロールにお
いては、半溶融状態ないし溶融状態になった樹脂が１基
の加熱ロールにシート状に巻き付いた状態となり、しか
も一対の加熱ロールの間隙には、溶融した樹脂が溜りと
なって存在する有様となる。なお、この溶融した樹脂の
溜りをバンクと称することがある。

【０００６】この有様のまま、所定の時間をかけて混練
を行うと、時間の経過と共に溶融樹脂の溜りが小さくな
り、それと共に加熱ロールに巻き付いたシートの厚みが
増加していく。溶融樹脂の溜りが完全に消失した状態
で、加熱ロールによる混練を停止し、加熱ロールから樹
脂シートを分離する。

【０００７】以上の混練動作を行う従来の混練装置にお
いては、一対の加熱ロールの間隙寸法はあらかじめ決定
されており、加熱ロールに巻きつくシートの厚みが増大
するにつれて一対の加熱ロールの間隙が広がるようにな
っている。そして、この加熱ロールの混練時の回転方向
は、バンクを巻き込むような回転方向である。

【０００８】そして、従来の混練装置においては、この
混練装置を操作する操作者によって、自らの経験と勘と
に頼って操作されている。したがって、従来の混練装置
においては、必ずしも最適条件で混練操作が行われてい
るとは言えず、また操作者によって混練操作手順が個々
になってしまい、混練の程度が常に一定にならないとい
う問題があった。

【０００９】

【前記課題を解決するための手段】前記課題を解決する
ためのこの発明は、互いにその間隙長さを調整すること
ができると共に回転方向及び回転速度を可変することの
できる一対の加熱ロールと、この加熱ロールの加熱温度
を測定し、測定温度を示す温度測定データを出力する温
度センサーと、前記加熱ロールそれぞれの回転状態を検
出し、それぞれの検出データを出力する回転状態センサ
ーと、前記一対の加熱ロール相互の間隙を測定する位置
センサーと、前記一対の加熱ロールの間隙に存在するバ
ンクの状態を検出するバンクセンサーと、前記各種のセ
ンサーから出力された各種のデータを入力し、一対の加
熱ロール間隙でのバンクの形成及び消滅を所要回数繰り
返すように、一対の加熱ロールそれぞれの相対距離、加
熱温度、回転方向及び回転速度を自動制御する制御手段
とを備えてなることを特徴とする自動混練装置である。

【００１０】

【作用】この発明の自動混練装置によると、まず、最小
のロール間隙に調整された一対の加熱ロール間隙上に所
定量の素材粉末を供給し、加熱ロールを所定の温度に加
熱すると共に、この一対の加熱ロールの回転方向を互い
に正転し、あるいは互いに逆回転とすることにより、素
材粉末に加熱ロールによる熱と剪断力を付与する。加熱
ロールの加熱温度は温度センサーにより監視されてお
り、加熱ロールの間隙に形成されるバンクの状態はバン
クセンサーにより監視されている。なお、このバンクセ
ンサーとしては、加熱ロール間に形成されつつある、あ
るいは形成されたバンクの存在を検知することができる
機能を有するセンサー例えば加熱ロールのトルク計、あ
るいは非接触型の温度計等を挙げることができる。

【００１１】粉末状の素材が加熱ロールの加熱と回転に
よる剪断とで徐々に練られてくると、加熱ロールの間
隙、加熱温度、回転方向、回転速度を制御手段により更
に調整して加熱ロールによる素材の混練を継続する。

【００１２】混練の結果、加熱ロール間に素材が溶融し
た状態のバンクが形成されると、制御手段によって、最
適の加熱ロールの間隙、加熱温度、回転方向、回転速度
を決定し、その最適の条件で混練を継続する。

【００１３】バンクを形成した状態で更に一定期間混練
を継続した後、制御手段により加熱ロールの間隙を広
げ、加熱温度、加熱ロールの回転速度及び回転方向を最
適に調整しながら、加熱ロール間に存在するバンクが消
滅して、一方の加熱ロールに混練された素材のシートが
倦回されるようにする。

【００１４】加熱ロールの一方に素材のシートがロール
状に倦回されて加熱ロール間バンクが消滅してから、再
び制御手段によって、加熱ロール間の間隙を狭めると共
に、加熱ロールの加熱温度、回転速度、回転方向等を調
整して、加熱ロールの間隙にバンクを形成させる。バン
クが形成された状態で一致の期間、加熱ロールで素材を
混練する。

【００１５】バンクを形成した状態で更に一定期間混練
を継続した後、制御手段により加熱ロールの間隙を広
げ、加熱温度、加熱ロールの回転速度及び回転方向を最
適に調整しながら、加熱ロール間に存在するバンクが消
滅して、一方の加熱ロールに混練された素材のシートが
倦回されるようにする。このように加熱ロール間におけ
るバンクの形成と消滅とを所要回数繰り替えする。その
結果、混練が十分に行われたシートが得られる。

【００１６】

【実施例】図１に示すのはこの発明の一実施例である混
練装置における一対の加熱ロールを示す断面図である。
図１に示すように、この一対の加熱ロール１はそのロー
ル軸を互いに平行にし、かつ互いに相対向するように配
置される。この一対の加熱ロール１は、図示しない駆動
装置によって、一対の加熱ロール１の相互間隔Ｌを調整
することができ、図示しない加熱手段によって加熱ロー
ル１それぞれを所定の温度に加熱することができ、また
図示しない駆動源によって一対の加熱ロール１それぞれ
を独自の回転速度及び回転方向で回転させることができ
るようになっている。

【００１７】この一対の加熱ロール１には、加熱された
温度を検知する温度センサーが設置され、加熱ロール１
の回転方向及び回転速度を検知する回転状態センサーが
設置され、一対の加熱ロール１の間隙を検出する位置セ
ンサーが設置され、一対の加熱ロール１の間隙上に貯留
される貯留物例えばマウント状に貯留された粉末状素材
あるいは半溶融もしくは溶融状態になったバンクを検出
するバンクセンサーが設置されている。

【００１８】前記温度センサーとしては熱電対、赤外線
放射温度計等を挙げることができ、回転状態センサーと
して、例えば加熱ロール１の回転速度を検出するにはタ
コジェネロータリーエンコーダ等を、加熱ロール１の回
転方向を検出するにはロータリーエンコーダ等を挙げる
ことができ、位置センサーとしてはレーザ式変位センサ
ー、超音波式変位センサー等を挙げることができ、バン
クセンサーとしては非接触の温度計例えば赤外線放射温
度計、あるいは一対のロールの間隙近傍でロール軸方向
に光を投光する発光手段とその光を受光する受光センサ
ーとの組み合わせ等を挙げることができる。

【００１９】この実施例に係る混練装置は、前記一対の
加熱ロール１と、図２に示すように、前記温度センサー
３と、前記回転状態センサー４と、位置センサー５と、
バンクセンサー６と、加熱ロール１を加熱する加熱手段
７と、加熱ロール１の間隙を決定する駆動装置８と、加
熱ロール１の回転速度及び回転方向を決定する駆動源９
と、前記各種のセンサーから検知信号を入力し、一対の
加熱ロール１の間隙に存在する貯留物の状態及び量に応
じて前記加熱手段７、駆動装置８及び駆動源９を制御す
る制御手段１０とを有する。なお、図２には示されてい
ないが、この混練装置には、前記制御手段１０に各種の
データ及び制御指令を入力することのできる入力手段例
えばキーボードを有している。

【００２０】次にこの実施例の作用について説明する。
図３におけるStep１に示すように、前記入力手段により
予めインプットされた加熱温度に従って、制御手段１０
から加熱手段７に加熱制御信号が出力されて加熱手段７
により所定の温度に加熱ロール１が加熱される。この加
熱温度は素材の種類に応じて変化するものであり、通常
素材が塩化ビニル樹脂やシリコーン樹脂などの場合には
このような樹脂の加工温度よりも１０℃位高めの温度に
設定される。この設定温度は、前記キーボードにより制
御手段１０に入力されている。

【００２１】図３におけるStep２に示すように、この制
御手段１０によって、間隙制御信号を駆動装置８に出力
することにより一対の加熱ロール１の間隔Ｌが所定の寸
法になるように加熱ロール１の相対位置が調整される。
初期状態においては、一対の加熱ロール１における間隔
Ｌの寸法は通常、０．２ｍｍ程度である。

【００２２】図１に示すように、このような間隔Ｌに調
整された一対の加熱ロール１の間隔上に所定量の粉末状
素材１１が貯留される（図１参照）。この一対の加熱ロ
ール１には前記のような間隔Ｌが生じているので、粉末
状素材を加熱ロール１間に供給したときにはその間隔Ｌ
から粉末状素材１１が漏れ落ちることがあるが、そのよ
うに漏れ落ちる量はわずかであり、通常、素材の粒子が
一対の加熱ロール１の間隔Ｌにおいてブリッヂを形成す
るために、殆ど直ちに粉末状素材１１の間隔Ｌを通じて
の落下は停止する。

【００２３】図３のStep３に示すように、制御手段１０
から駆動制御信号を駆動源９に出力することにより一対
の加熱ロール１それぞれが所定の回転速度で所定の回転
方向で回転する。この場合、素材の種類にもよるのであ
るが、一般的にいうと、この加熱ロール１によってマウ
ント状の粉末状素材１１が相互に融着するように、加熱
ロール１の回転速度及び回転方向が決定されて練り込ま
れる。一例を挙げると、ある素材については、例えば一
対の加熱ロール１の回転が互いに逆になるように、かつ
低速の回転速度で一対の加熱ロール１が回転するように
駆動源９が制御される。またある場合については、一対
の加熱ロール１の回転方向が同じ向きとなるようにしか
も一対の加熱ロール１の回転速度が相互に異なり、かつ
一対の加熱ロール１の回転速度が低速であるように制御
される。要するに、一対の加熱ロール１上に存在する粉
末状素材１１に大きな剪断力と加熱ロール１による加熱
エネルギーが付加されて、粉末状素材１１の各粒子が相
互に融着するような、加熱ロール１の回転速度及び回転
方向が制御手段１０によって決定されるのである。

【００２４】そして上記した加熱ロール１による加熱温
度が維持され、一対の加熱ロール１の回転方向及び回転
速度が維持されたまま、混練が継続される。

【００２５】そして、混練が継続していき、粉末状素材
１１のその粒子が相互に融着すると、加熱ロール１上に
バンクが形成されそのバンクの容積はほぼ一定になるの
で、あるいは加熱ロール１に付加されるトルクが減少す
るので、そのようなバンクの容積あるいは加熱ロール１
にかかるトルクの減少を検知したバンクセンサーから制
御手段１０に検出信号が出力される。

【００２６】それまでにおいて前記検出信号が出力され
ないときには、制御手段１０においては、バンクが形成
されていないと判断して、Step３に示すように、Step１
に戻って加熱ロール１の間隔Ｌを調整し、あるいは加熱
ロール１の加熱温度を調整し、加熱ロール１の回転速度
及び回転方向を調整する。なお、図３においては、Step
１として加熱ロール１の温度調整を示し、Step２として
加熱ロール１の間隔調整を示し、Step３として加熱ロー
ル１の回転速度及び回転方向の調整を示し、しかもこの
Step１〜３の手順で実行されるように示しているが、こ
のStep１〜３の手順はこの図３に示す手順であることに
限らない。すなわち、このStep１〜３を同時に実行して
も良いし、又この逆の手順で実行されても良い。

【００２７】加熱ロール１の間隔Ｌで素材のバンクが形
成されたならば、制御手段１０は温度制御信号を加熱手
段７に出力して所定の温度に変える（Step５）と共に、
加熱ロール１の間隔Ｌを徐々に可変し（Step６）、加熱
ロール１の回転速度及び回転方向が一定に保持される
（Step７）。

【００２８】通常、このときの加熱ロール１における加
熱温度は素材の加工温度であり、加熱ロール１の回転方
向はバンクを加熱ロール１の間隔Ｌに巻き込むような互
いに逆の方向にに調整される。加熱ロール１の回転速度
は素材の種類に応じて最適の速度に調整される。

【００２９】図４及び図５に示すように、加熱ロール１
によるバンク１２の混練が行われ、加熱ロール１の間隔
Ｌを徐々に拡大するにつれ、一方の加熱ロール１にはロ
ール状にシート１３が倦回されていき、ロール状に倦回
するシート１３の厚みが増大していく。この状態で一定
時間加熱ロール１による定常運転が行われ素材の混練が
行われる（Step８）。バンクセンサー６は加熱ロール１
の間隔上に存在するバンク１２を監視しており（Step
９）、加熱ロール１上にバンク１２が存在することを検
出するバンクセンサー６はその検知信号を制御手段１０
に出力し、制御信号はその検知信号を受けて、加熱ロー
ル１を定常運転するように加熱手段７、駆動装置８及び
駆動源９を制御する。

【００３０】この定常運転を一定時間継続すると、図５
に示すように加熱ロール１の間隔上のバンク１２が消滅
する。バンク１２の消滅を検知したバンクセンサー６が
検知信号を制御手段１０に出力すると、制御手段１０
は、駆動装置８に駆動制御信号を出力して一対の加熱ロ
ール１の間隔Ｌを狭めるように駆動装置８を駆動する
（Step１０）。加熱ロール１の間隔Ｌを縮小すると、そ
れまで一方の加熱ロール１に倦回していたロール状のシ
ート１３の厚みが減少し、加熱ロール１の間隔にバンク
１２が形成され始める。

【００３１】バンクセンサー６は加熱ロール１間に形成
されるバンク１２を監視しており、一定量のバンク１２
が形成されていないことをバンクセンサー６が検知する
とその検知信号が制御手段１０に出力され、制御手段１
０は加熱ロール１の間隔Ｌを更に縮小するように微調整
を行う（Step１１、Step１０）。

【００３２】バンクセンサー６が加熱ロール１上に所定
量のバンク１２が形成されたことを検知すると、バンク
センサー６から出力される検知信号を入力した制御手段
１０は、加熱ロール１を一定の回転速度及び一定の加熱
温度に維持し定常運転を行うように加熱手段７、駆動装
置８及び駆動源９を制御する（Step１２）。一方、バン
クセンサー６から出力されるバンク１２形成の検知信号
の出力回数を制御手段１０は係数しており、予め入力さ
れた回数に至らないと確認すると、制御手段１０は、加
熱手段７、駆動装置８及び駆動源９に制御信号を出力し
て、感熱ロール間に存在するバンク１２が消滅するよう
に、Step５〜７を繰り返す。

【００３３】以上のように制御手段１０は温度センサ
ー、回転状態センサー、位置センサー、及びバンクセン
サー６から出力される各種の検知信号を入力して予め定
められたプログラムに従って、加熱ロール１の間隔上で
バンク１２の形成及び消滅を所定回数繰り返す。所定回
数のバンク１２の形成及び消滅を繰り返した後、加熱ロ
ール１の回転、加熱を停止して混練を終了する。

【００３４】このようにこの実施例では、一対の加熱ロ
ール１を制御手段１０により自動制御することにより、
加熱ロール１上にマウント状に貯留された粉末状素材１
１を練り、溶融状態あるいは半溶融状態にしてから混練
を行い、加熱ロール１状に形成されるバンク１２の形成
及び消滅を所定回数繰り返すので、素材の混練を極めて
て均一に行うことができる。

【００３５】

【発明の効果】この発明の自動混練装置によると、温度
センサーと、前記回転状態センサーと、位置センサー
と、バンクセンサーとから出力される各種の検知信号に
基づいて制御手段が、加熱手段、加熱ロールの相互間隔
を決定する駆動装置、加熱ロールの回転方向及び回転速
度を決定する駆動源を、加熱ロール上に形成されたバン
クの状態に応じて最適状態に制御し、加熱ロール上のバ
ンクの形成及び消滅を所定回数繰り返すので、混練を均
一に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、加熱ロールの間隙上に粉末上素材を貯
留した状態を示す概略説明図である。

【図２】図２は、この発明の一実施例である混練装置を
示す概略ブロック図である。

【図３】図３は、この発明の一実施例である混練装置に
おける制御手段における制御実行プログラムを示す流れ
図である。

【図４】図４は、加熱ロールの間隙上にバンクが形成さ
れた状態を示す説明図である。

【図５】図５は、加熱ロールの間隙上に形成されたバン
クが消滅し、一方の加熱ロールにロール状にシートが倦
回された状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１加熱ロール３温度センサー４回転状態センサー５位置センサー６バックセンサー７加熱手段８駆動装置９駆動源１０制御手段１１粉末状素材１２バンク

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【手続補正書】

【提出日】平成４年７月６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図４】

【図５】

【図３】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村喬東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号日機装株式会社内 (72)発明者鈴木正明東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号日機装株式会社内 (72)発明者千野貴史東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号日機装株式会社内 (72)発明者加藤敬介東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号日機装株式会社内 (72)発明者平栗喜久東京都渋谷区恵比寿３丁目43番２号日機装株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いにその間隙長さを調整することがで
きると共に回転方向及び回転速度を可変することのでき
る一対の加熱ロールと、この加熱ロールの加熱温度を測
定し、測定温度を示す温度測定データを出力する温度セ
ンサーと、前記加熱ロールそれぞれの回転状態を検出
し、それぞれの検出データを出力する回転状態センサー
と、前記一対の加熱ロール相互の間隙を測定する位置セ
ンサーと、前記一対の加熱ロールの間隙に存在するバン
クの状態を検出するバンクセンサーと、前記各種のセン
サーから出力された各種のデータを入力し、一対の加熱
ロール間隙でのバンクの形成及び消滅を所要回数繰り返
すように、一対の加熱ロールそれぞれの相対距離、加熱
温度、回転方向及び回転速度を自動制御する制御手段と
を備えてなることを特徴とする自動混練装置。