JPH11916A - 密閉式混練機及びその混練方法 - Google Patents
密閉式混練機及びその混練方法Info
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- JPH11916A JPH11916A JP9154691A JP15469197A JPH11916A JP H11916 A JPH11916 A JP H11916A JP 9154691 A JP9154691 A JP 9154691A JP 15469197 A JP15469197 A JP 15469197A JP H11916 A JPH11916 A JP H11916A
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- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
- B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
- B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/18—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
- B29B7/183—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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- B29B7/7495—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Accessories For Mixers (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ラムレベルだけではなく、ラムの脈動が混練
室内の被混練物の移動に対応していることにも着目し、
正確な混練度の把握が可能になる密閉式混練機の混練方
法を提供する 【解決手段】 ロータによる混練に対応して脈動しつ
つ、且つ被混練材料の混練の程度に応じて徐々に上昇又
は下降してレベルが変わる前記ラムの位置をラムモーシ
ョンセンサで検出し、制御装置において前記脈動の幅に
基づいて混練状態を判別し、混練を制御する。
室内の被混練物の移動に対応していることにも着目し、
正確な混練度の把握が可能になる密閉式混練機の混練方
法を提供する 【解決手段】 ロータによる混練に対応して脈動しつ
つ、且つ被混練材料の混練の程度に応じて徐々に上昇又
は下降してレベルが変わる前記ラムの位置をラムモーシ
ョンセンサで検出し、制御装置において前記脈動の幅に
基づいて混練状態を判別し、混練を制御する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム、プラスチッ
ク等の被混練材料を各種の添加剤と共に混練する密閉式
混練機及びその混練方法に関し、特に被混練材料の混練
状態を正確に把握して各種添加剤が均一に分散した混練
物を得ることができるものに関する。
ク等の被混練材料を各種の添加剤と共に混練する密閉式
混練機及びその混練方法に関し、特に被混練材料の混練
状態を正確に把握して各種添加剤が均一に分散した混練
物を得ることができるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばゴムの製造においては、２本の回
転するロータが収納された混練室内に、空圧シリンダ１
０で押圧されたラムによって原料としてのゴム混合物と
添加剤としてのカーボンブラックを押し込み、非かみ合
いの２本のロータを異方向に回転させてゴム混合物中に
カーボンブラックを均一に分散させるようにした密閉式
混練機が使用される。
転するロータが収納された混練室内に、空圧シリンダ１
０で押圧されたラムによって原料としてのゴム混合物と
添加剤としてのカーボンブラックを押し込み、非かみ合
いの２本のロータを異方向に回転させてゴム混合物中に
カーボンブラックを均一に分散させるようにした密閉式
混練機が使用される。
【０００３】この密閉式混練機において、ゴム混合物中
におけるカーボンブラックの分散がどの程度進んでいる
かという混練の程度を、規定時間の経過や混合に消費さ
れた電力、ゴム混合物の温度のレベル等のいわゆる混練
制御パラメータによって判定していた。
におけるカーボンブラックの分散がどの程度進んでいる
かという混練の程度を、規定時間の経過や混合に消費さ
れた電力、ゴム混合物の温度のレベル等のいわゆる混練
制御パラメータによって判定していた。
【０００４】しかし、これらのパラメータにより混練の
程度を判定すると、原料ゴムの可塑度や、温度、混合機
の温度等のバラツキにより混合機内でのゴムの喰い込
み、ゴムブロックの粉砕エネルギーが混合バッチ毎に変
化することに起因し、混合後のゴム混合物中のカーボン
分散を高いレベルで安定させることができなかった。
程度を判定すると、原料ゴムの可塑度や、温度、混合機
の温度等のバラツキにより混合機内でのゴムの喰い込
み、ゴムブロックの粉砕エネルギーが混合バッチ毎に変
化することに起因し、混合後のゴム混合物中のカーボン
分散を高いレベルで安定させることができなかった。
【０００５】そこで、前記密閉式混練機によりゴム混合
物中にカーボンブラックを分散させ、混練が進みその分
散が高まると、ゴム混合物の形態や可塑度が変化するに
伴って、前記ラムの上下方向の位置が時間とともに変化
することに着目し、ラムの位置を検出することによって
混練の程度を判定する方法が提案されている（特公昭６
２−２６２８３号公報、特公昭６３−３１３６４号公
報）。
物中にカーボンブラックを分散させ、混練が進みその分
散が高まると、ゴム混合物の形態や可塑度が変化するに
伴って、前記ラムの上下方向の位置が時間とともに変化
することに着目し、ラムの位置を検出することによって
混練の程度を判定する方法が提案されている（特公昭６
２−２６２８３号公報、特公昭６３−３１３６４号公
報）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ゴム混合物の
ような被混練物の可塑度等の変化は、一定の特性で一様
に変化するものとは限らない。マクロ的な分散の進行に
よる可塑度の変化は検出できるが、ミクロ的な分散まで
検出する事が出来ない。
ような被混練物の可塑度等の変化は、一定の特性で一様
に変化するものとは限らない。マクロ的な分散の進行に
よる可塑度の変化は検出できるが、ミクロ的な分散まで
検出する事が出来ない。
【０００７】例えば、粉体材料の投入工程においては、
被混練物への粉体の混合が進まず、粉体が被混練物の上
に堆積された状態のまま、混練が進行する場合がある。
この場合には、ラムのレベルの変化を監視しているだけ
では、判別できず、バッチ毎にミクロ分散のバラツキを
生じ、ミクロ分散も含めた品質向上を一層求められるよ
うな場合には、ラムの平均的なレベルだけでは対応でき
ないという問題点があった。
被混練物への粉体の混合が進まず、粉体が被混練物の上
に堆積された状態のまま、混練が進行する場合がある。
この場合には、ラムのレベルの変化を監視しているだけ
では、判別できず、バッチ毎にミクロ分散のバラツキを
生じ、ミクロ分散も含めた品質向上を一層求められるよ
うな場合には、ラムの平均的なレベルだけでは対応でき
ないという問題点があった。
【０００８】そこで、本発明は、ラムレベルだけではな
く、ラムの脈動が混練室内の被混練物のミクロ的な混練
状態に対応していることにも着目し、正確な混練度の把
握が可能になる密閉式混練機及びその混練方法を提供す
る。
く、ラムの脈動が混練室内の被混練物のミクロ的な混練
状態に対応していることにも着目し、正確な混練度の把
握が可能になる密閉式混練機及びその混練方法を提供す
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１にかかる発明
は、２本の回転するロータが収納された混練室に向かっ
てラムを押しつけながら、混練室内の被混練材料を前記
ロータによって混練する方法であって、前記ロータによ
る混練に対応して脈動しつつ、且つ被混練材料の混練の
程度に応じて徐々に上昇又は下降してレベルが変わる前
記ラムの位置を検出し、前記脈動の幅に基づいて混練状
態を判別するものである。ラムの脈動が混練室内の複雑
な被混練材料の動きに対応していることに着目し、ミク
ロ的な分散が進むとラムの脈動の幅も小さくなるので、
ラムの脈動幅で混練状態を判別でき、ロータの回転数、
ラム圧変更、オイル注入時期、運転停止時期などを適切
に制御できる。
は、２本の回転するロータが収納された混練室に向かっ
てラムを押しつけながら、混練室内の被混練材料を前記
ロータによって混練する方法であって、前記ロータによ
る混練に対応して脈動しつつ、且つ被混練材料の混練の
程度に応じて徐々に上昇又は下降してレベルが変わる前
記ラムの位置を検出し、前記脈動の幅に基づいて混練状
態を判別するものである。ラムの脈動が混練室内の複雑
な被混練材料の動きに対応していることに着目し、ミク
ロ的な分散が進むとラムの脈動の幅も小さくなるので、
ラムの脈動幅で混練状態を判別でき、ロータの回転数、
ラム圧変更、オイル注入時期、運転停止時期などを適切
に制御できる。
【００１０】請求項２にかかる発明は、請求項１におい
て、前記レベルが所定レベルになると同時に、前記脈動
の幅が所定幅以内となることに基づいて混練状態を判別
するものである。ラムの位置のレベルはマクロの分散に
対応しており、レベルと脈動幅でマクロとミクロの分散
を加味した混練状態を判別できる。
て、前記レベルが所定レベルになると同時に、前記脈動
の幅が所定幅以内となることに基づいて混練状態を判別
するものである。ラムの位置のレベルはマクロの分散に
対応しており、レベルと脈動幅でマクロとミクロの分散
を加味した混練状態を判別できる。
【００１１】請求項３にかかる発明は、２本の回転する
ロータが収納された混練室に向かってラムを押しつけな
がら、混練室内の被混練材料を前記ロータによって混練
する密閉式混練機であって、前記ロータによる混練に対
応して脈動しつつ、且つ被混練材料の混練の程度に応じ
て徐々に上昇又は下降してレベルが変わる前記ラムの位
置を連続的に検出するラムモーションセンサと、このラ
ムモーションセンサで検出された前記脈動が上限と下限
とからなる一定幅内において一定時間続いたことの演算
を行って、混練状態を変更する信号を出力する制御装置
と、を備えてなるものである。脈動を上限と下限とから
なる一定幅内において一定時間続いたことを演算するこ
とで、混練状態を判別し、その判別の結果をもとに、さ
らに被混練物の混練状態を変更する制御が可能である。
ロータが収納された混練室に向かってラムを押しつけな
がら、混練室内の被混練材料を前記ロータによって混練
する密閉式混練機であって、前記ロータによる混練に対
応して脈動しつつ、且つ被混練材料の混練の程度に応じ
て徐々に上昇又は下降してレベルが変わる前記ラムの位
置を連続的に検出するラムモーションセンサと、このラ
ムモーションセンサで検出された前記脈動が上限と下限
とからなる一定幅内において一定時間続いたことの演算
を行って、混練状態を変更する信号を出力する制御装置
と、を備えてなるものである。脈動を上限と下限とから
なる一定幅内において一定時間続いたことを演算するこ
とで、混練状態を判別し、その判別の結果をもとに、さ
らに被混練物の混練状態を変更する制御が可能である。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明にかかる混練を実
施するための密閉式混練１１０とそれに備わる制御装置
１１２のブロック構成例を示す図であり、図２は、図１
のＡ−Ａ断面図である。まず、密閉式混練１１０の構造
と作動を説明する。
施するための密閉式混練１１０とそれに備わる制御装置
１１２のブロック構成例を示す図であり、図２は、図１
のＡ−Ａ断面図である。まず、密閉式混練１１０の構造
と作動を説明する。
【００１３】図１において、この密閉式混練機１１０
は、フローティングウエイトとも呼ばれるラム１１及び
ドロップドア１２と合わせて断面が連通する２つの円で
ある筒状密閉空間を構成する混練室１３内に、異方向且
つ回転数を異ならせて回転する２本のロータ１５、１６
を非噛合状態で並設したものである。図１のＡ−Ａ断面
図である図２に示すように、混練室内には、ロータ１
５、１６には長翼１５ａ、１６ａと短翼１５ｂ、１６ｂ
が各々２枚ずつ設けられている。これらの翼１５ａ、１
６ｂ、１５ａ、１６ｂは、ロータ１５、１６の両端から
中央側にロータ１５、１６の逆転方向に向かって傾斜し
ており、互いに独立している。なお、本発明は、上記実
施形態の密閉式混練機に限定されるものではない。例え
ば、ロータ１５、１６は、上述した異方向回転に限ら
ず、同方向回転のものもあるし、上述した非噛合に限ら
ず、噛合のものもある。
は、フローティングウエイトとも呼ばれるラム１１及び
ドロップドア１２と合わせて断面が連通する２つの円で
ある筒状密閉空間を構成する混練室１３内に、異方向且
つ回転数を異ならせて回転する２本のロータ１５、１６
を非噛合状態で並設したものである。図１のＡ−Ａ断面
図である図２に示すように、混練室内には、ロータ１
５、１６には長翼１５ａ、１６ａと短翼１５ｂ、１６ｂ
が各々２枚ずつ設けられている。これらの翼１５ａ、１
６ｂ、１５ａ、１６ｂは、ロータ１５、１６の両端から
中央側にロータ１５、１６の逆転方向に向かって傾斜し
ており、互いに独立している。なお、本発明は、上記実
施形態の密閉式混練機に限定されるものではない。例え
ば、ロータ１５、１６は、上述した異方向回転に限ら
ず、同方向回転のものもあるし、上述した非噛合に限ら
ず、噛合のものもある。
【００１４】図１に戻って、混練室１３の上側の一部を
なすラム１１は、空圧シリンダ１０のピストンロッド１
８に取り付けられてホッパ１９内に昇降自在に装備され
ている。混練室１３の下側の一部をなすドロップドア１
２は、混練が終了した被混練材料を取り出すことができ
るように開閉自在となっている。２０は被混練材料とし
てのゴム混合物とカーボンブラック等の添加剤をホッパ
１９内に投入する投入口であり、図２に示した２１は混
練室１３の端部を構成するエンドフレームである。
なすラム１１は、空圧シリンダ１０のピストンロッド１
８に取り付けられてホッパ１９内に昇降自在に装備され
ている。混練室１３の下側の一部をなすドロップドア１
２は、混練が終了した被混練材料を取り出すことができ
るように開閉自在となっている。２０は被混練材料とし
てのゴム混合物とカーボンブラック等の添加剤をホッパ
１９内に投入する投入口であり、図２に示した２１は混
練室１３の端部を構成するエンドフレームである。
【００１５】つぎに、このような構成を有する密閉式混
練機１１０の混練方法を説明する。ゴム等の被混練材料
は通常ベール状のブロックになっており、このブロック
の多数を投入口２０からホッパ１９内に投入し、このブ
ロックをラム１１の押し込み作用によって混練室１３内
に圧入する。そして、混練室１３を密閉した状態で、ロ
ータ１５、１６を異方向に回転させて予備練りを行い、
多数のブロックを塊にする。そして、ラム１１を上昇さ
せて投入口２０からホッパ１９内に各種の添加剤を投入
する。そして、ラム１１を下降させて混練室１３を密閉
し、本練りを行う。混練室１３内においては、ロータ１
５、１６は異方向に回転しており、塊となったゴム混合
物はロータ１５、１６の羽根先端と混練室１３の内壁と
の間のチップクリアランスでせん断作用を受けながら長
翼１５ａ、１６ａと短翼１５ｂ、１６ｂの傾斜方向に流
動し、添加剤がゴム混合物に分散する所謂ミクロ分散が
行われる。また、一方のロータ１５と他方のロータ１６
とでは互いに異方向に回転するため、左右の混練室相互
間でもゴム混合物は流動する。これによりゴム混合物は
図２のＢで示すように混練室内１３において全体として
徐々に大きく旋回流動し、添加剤がゴム混合物に均一に
混ざり込む所謂マクロ分散が行われる。混練室内１３に
おける混練が終了すると、混練室１３の下部に設けたド
ロップドア１２が開放されてゴム混合物は機外に排出さ
れ、混練の１サイクルが完了する。
練機１１０の混練方法を説明する。ゴム等の被混練材料
は通常ベール状のブロックになっており、このブロック
の多数を投入口２０からホッパ１９内に投入し、このブ
ロックをラム１１の押し込み作用によって混練室１３内
に圧入する。そして、混練室１３を密閉した状態で、ロ
ータ１５、１６を異方向に回転させて予備練りを行い、
多数のブロックを塊にする。そして、ラム１１を上昇さ
せて投入口２０からホッパ１９内に各種の添加剤を投入
する。そして、ラム１１を下降させて混練室１３を密閉
し、本練りを行う。混練室１３内においては、ロータ１
５、１６は異方向に回転しており、塊となったゴム混合
物はロータ１５、１６の羽根先端と混練室１３の内壁と
の間のチップクリアランスでせん断作用を受けながら長
翼１５ａ、１６ａと短翼１５ｂ、１６ｂの傾斜方向に流
動し、添加剤がゴム混合物に分散する所謂ミクロ分散が
行われる。また、一方のロータ１５と他方のロータ１６
とでは互いに異方向に回転するため、左右の混練室相互
間でもゴム混合物は流動する。これによりゴム混合物は
図２のＢで示すように混練室内１３において全体として
徐々に大きく旋回流動し、添加剤がゴム混合物に均一に
混ざり込む所謂マクロ分散が行われる。混練室内１３に
おける混練が終了すると、混練室１３の下部に設けたド
ロップドア１２が開放されてゴム混合物は機外に排出さ
れ、混練の１サイクルが完了する。
【００１６】オイル投入ノズル２５は、混練室１３内に
連通するように設けられており、これを通して外部から
オイルを注入することができる。このオイルの注入は、
ゴム混合物の混練の程度に応じた適当な時期に、カーボ
ンブラックの分散を高める目的で行われる。オイルの注
入は、オイルポンプ２６の駆動を介して、ノズル２５に
オイルが供給されるようになっている。
連通するように設けられており、これを通して外部から
オイルを注入することができる。このオイルの注入は、
ゴム混合物の混練の程度に応じた適当な時期に、カーボ
ンブラックの分散を高める目的で行われる。オイルの注
入は、オイルポンプ２６の駆動を介して、ノズル２５に
オイルが供給されるようになっている。
【００１７】つぎに、本発明の密閉式混練機の要部を説
明する。ラム１１を昇降させる空圧シリンダ１０のピス
トンロッド１８の上下方向の位置を検出するためのリニ
アスケール３０が備えられている。このリニアスケール
３０は、ピストンロッド１８に埋め込まれた磁気スケー
ル３１と、シリンダ１０の適所に取り付けられて前記磁
気スケール３１を読み取る磁気センサ３２とからなって
おり、ラムモーションセンサとして機能する。このリニ
アスケール３０によって、上下方向に脈動しながらレベ
ルを変えるラム１１のレベルが連続して検出されるよう
になっている。また、リニアスケール３０の出力端子に
図示していないフィルタを接続することにより、ラム１
１の脈動を表す信号について、混練の程度の判定に影響
しない極端に小さな脈動成分からなる部分を除去するよ
うな構成とすることもできる。
明する。ラム１１を昇降させる空圧シリンダ１０のピス
トンロッド１８の上下方向の位置を検出するためのリニ
アスケール３０が備えられている。このリニアスケール
３０は、ピストンロッド１８に埋め込まれた磁気スケー
ル３１と、シリンダ１０の適所に取り付けられて前記磁
気スケール３１を読み取る磁気センサ３２とからなって
おり、ラムモーションセンサとして機能する。このリニ
アスケール３０によって、上下方向に脈動しながらレベ
ルを変えるラム１１のレベルが連続して検出されるよう
になっている。また、リニアスケール３０の出力端子に
図示していないフィルタを接続することにより、ラム１
１の脈動を表す信号について、混練の程度の判定に影響
しない極端に小さな脈動成分からなる部分を除去するよ
うな構成とすることもできる。
【００１８】制御装置１１２は、上下方向に脈動するラ
ム１１のレベルを検出し、かかるレベルについての所定
の演算によって、本発明にかかる被混練材料２７の混練
の程度を判定する部分である。制御装置１１２は、入力
ポート１１２ｃと、記憶部１１２ｂと、設定部１１２ｄ
と、演算部１１２ａとを備えている。
ム１１のレベルを検出し、かかるレベルについての所定
の演算によって、本発明にかかる被混練材料２７の混練
の程度を判定する部分である。制御装置１１２は、入力
ポート１１２ｃと、記憶部１１２ｂと、設定部１１２ｄ
と、演算部１１２ａとを備えている。
【００１９】入力ポート１１２ｃは、リニアスケール３
０に検出されるラム１１のレベル信号Ｈを制御装置１１
２に入力する部分であり、時間とともに変化するラム１
１のレベル信号Ｈが連続して入力されるようになってい
る。そして、このラム１１のレベルは、図示しないＡ／
Ｄコンバータによって処理される等により、記憶部１１
２ｂへの記憶や演算部１１２ａによる演算等のディジタ
ル処理が行えるようになっている。
０に検出されるラム１１のレベル信号Ｈを制御装置１１
２に入力する部分であり、時間とともに変化するラム１
１のレベル信号Ｈが連続して入力されるようになってい
る。そして、このラム１１のレベルは、図示しないＡ／
Ｄコンバータによって処理される等により、記憶部１１
２ｂへの記憶や演算部１１２ａによる演算等のディジタ
ル処理が行えるようになっている。
【００２０】記憶部１１２ｂには、前記入力ポート１１
２ｃに連続して入力されるラム１１のレベル信号Ｈが、
一定のサンプリング周期毎に記憶されるようになってい
る。このサンプリング周期については、時間とともに変
化する被混練材料の混練の程度を判定するにあたり、該
判定の正確性を損なわない程度に上記レベル信号Ｈを記
憶できるような適当な時間間隔が選ばれる。また、記憶
部１１２ｂは、混練の程度を判定するための演算の手順
を内容とする判定ルーチンを備えている。この判定ルー
チンの内容については、後の混練の過程の説明において
併せて説明する。また、記憶部１１２ｂには、タイマー
１１２ｅにより計数される時間ｔが、これと対応する位
置ｈ±ａと関係付けて記憶されるようになっている。
２ｃに連続して入力されるラム１１のレベル信号Ｈが、
一定のサンプリング周期毎に記憶されるようになってい
る。このサンプリング周期については、時間とともに変
化する被混練材料の混練の程度を判定するにあたり、該
判定の正確性を損なわない程度に上記レベル信号Ｈを記
憶できるような適当な時間間隔が選ばれる。また、記憶
部１１２ｂは、混練の程度を判定するための演算の手順
を内容とする判定ルーチンを備えている。この判定ルー
チンの内容については、後の混練の過程の説明において
併せて説明する。また、記憶部１１２ｂには、タイマー
１１２ｅにより計数される時間ｔが、これと対応する位
置ｈ±ａと関係付けて記憶されるようになっている。
【００２１】設定部１１２ｄは、混練の程度を判定する
ための演算に必要な演算パラメータを予め設定し、制御
装置１１２に対して設定、入力するための部分である。
かかる演算パラメータとして、脈動するラム１１のレベ
ルに対する上限と下限や、ラム１１がかかる上限と下限
とからなる一定範囲内に連続して位置する時間が設定さ
れる。この例においては、前記一定範囲の中心ｈと、該
ｈに対する脈動の振幅ａと、一定範囲内に連続して位置
する時間Ｔとを設定することにしている。この場合に
は、ラム１１のレベルについて、上限はｈ＋ａに、下限
はｈ−ａに設定されることになる。なお、この設定部
は、図示しないテンキー等を備え、前記演算パラメータ
を入力できるようになっており、また、図示しないＡ／
Ｄコンバータを介する等により前記演算パラメータのデ
ィジタル処理を行えるようになっている。
ための演算に必要な演算パラメータを予め設定し、制御
装置１１２に対して設定、入力するための部分である。
かかる演算パラメータとして、脈動するラム１１のレベ
ルに対する上限と下限や、ラム１１がかかる上限と下限
とからなる一定範囲内に連続して位置する時間が設定さ
れる。この例においては、前記一定範囲の中心ｈと、該
ｈに対する脈動の振幅ａと、一定範囲内に連続して位置
する時間Ｔとを設定することにしている。この場合に
は、ラム１１のレベルについて、上限はｈ＋ａに、下限
はｈ−ａに設定されることになる。なお、この設定部
は、図示しないテンキー等を備え、前記演算パラメータ
を入力できるようになっており、また、図示しないＡ／
Ｄコンバータを介する等により前記演算パラメータのデ
ィジタル処理を行えるようになっている。
【００２２】タイマー１１２ｅは、時間とともに変化す
るラム１１のレベル信号Ｈに対して、時間を計数するた
めの部分である。このタイマー１１２ｅは、ラム１１の
位置の測定の開始時等を基準として、レベル信号Ｈに対
応する時間ｔが計数される。また、タイマー１１２ｅは
前記サンプリング周期の計数も行い、タイマー１１２ｅ
により該サンプリング周期が計数される毎に、入力ポー
ト１１２ｃに読み込まれるレベル信号Ｈが記憶部１１２
ｂに記憶されるようになっている。なお、タイマー１１
２ｅに時間ｔの計数を開始させるためのスタートや計数
し直しのリセットは、判定ルーチンの指示によってでき
るようになっている。
るラム１１のレベル信号Ｈに対して、時間を計数するた
めの部分である。このタイマー１１２ｅは、ラム１１の
位置の測定の開始時等を基準として、レベル信号Ｈに対
応する時間ｔが計数される。また、タイマー１１２ｅは
前記サンプリング周期の計数も行い、タイマー１１２ｅ
により該サンプリング周期が計数される毎に、入力ポー
ト１１２ｃに読み込まれるレベル信号Ｈが記憶部１１２
ｂに記憶されるようになっている。なお、タイマー１１
２ｅに時間ｔの計数を開始させるためのスタートや計数
し直しのリセットは、判定ルーチンの指示によってでき
るようになっている。
【００２３】演算部１１２ａは、前記判定ルーチンの内
容に従って、前記ラムのレベル信号Ｈと前記演算パラメ
ータとに基づいて、混練の程度を判定するための演算を
実行する部分である。
容に従って、前記ラムのレベル信号Ｈと前記演算パラメ
ータとに基づいて、混練の程度を判定するための演算を
実行する部分である。
【００２４】なお、制御装置１１２は、前記混練の程度
を判定する演算の結果に基づいて、密閉式混練機１１０
に備わる機械的駆動機構を制御できるようにもなってい
る。即ち、前記混練の程度を判定する演算の結果によ
り、ロータ１５，１６を駆動するためのモータ、ラム１
１のラム圧を変えるためにシリンダ１０に導入される空
圧、オイル投入口２５にオイルを供給するためのオイル
ポンプ２６の回転数等を制御できるようになっている。
これにより、混練の程度の判定に基づいて混練を終了さ
せたり、混練途中にラム圧を減少させたり、被混練材料
２７の混練の程度に応じてオイルを投入したりすること
ができる。
を判定する演算の結果に基づいて、密閉式混練機１１０
に備わる機械的駆動機構を制御できるようにもなってい
る。即ち、前記混練の程度を判定する演算の結果によ
り、ロータ１５，１６を駆動するためのモータ、ラム１
１のラム圧を変えるためにシリンダ１０に導入される空
圧、オイル投入口２５にオイルを供給するためのオイル
ポンプ２６の回転数等を制御できるようになっている。
これにより、混練の程度の判定に基づいて混練を終了さ
せたり、混練途中にラム圧を減少させたり、被混練材料
２７の混練の程度に応じてオイルを投入したりすること
ができる。
【００２５】以下に、被混練物の混練が進められる過程
と併せて前記判定ルーチンについて、図３、図４にも基
づいて説明する。投入口２０より原料ゴムを、投入口２
０よりカーボンブラックを、混練室１３内に投入し、こ
れらが混在する状態にある被混練材料２７をラム１１に
より下方に加圧するとともに、ロータ１５，１６を回転
させることにより原料ゴムを破砕する。
と併せて前記判定ルーチンについて、図３、図４にも基
づいて説明する。投入口２０より原料ゴムを、投入口２
０よりカーボンブラックを、混練室１３内に投入し、こ
れらが混在する状態にある被混練材料２７をラム１１に
より下方に加圧するとともに、ロータ１５，１６を回転
させることにより原料ゴムを破砕する。
【００２６】原料ゴムがロータ１５，１６の回転により
砕かれる混練の初期においては、原料ゴムの破砕片にカ
ーボンブラックがまぶされた状態にあり、いわゆる機械
的混合が進行する。この期間においては、被混練材料２
７の原料ゴムが細かく砕かれる。そして、混練の程度が
徐々に進行する。そのため、前記ラム１１は、被混練材
料２７を所定の圧力で加圧しているので、全体として徐
々に下方に押し下げられていく。この間、ラム１１は、
ロータ１５，１６の回転の位相の変化や被混練材料２７
の状態の変化によって、被混練材料２７からの反力を受
けることにより、図３の１２１に示すように上点１２１
ａと下点１２１ｂとの間で上昇と下降とを辿る動きから
なる脈動を行う。
砕かれる混練の初期においては、原料ゴムの破砕片にカ
ーボンブラックがまぶされた状態にあり、いわゆる機械
的混合が進行する。この期間においては、被混練材料２
７の原料ゴムが細かく砕かれる。そして、混練の程度が
徐々に進行する。そのため、前記ラム１１は、被混練材
料２７を所定の圧力で加圧しているので、全体として徐
々に下方に押し下げられていく。この間、ラム１１は、
ロータ１５，１６の回転の位相の変化や被混練材料２７
の状態の変化によって、被混練材料２７からの反力を受
けることにより、図３の１２１に示すように上点１２１
ａと下点１２１ｂとの間で上昇と下降とを辿る動きから
なる脈動を行う。
【００２７】そして、被混練材料２７の体積膨張に伴う
反発力とラム１１に接続される前記ピストンによる圧力
とが均衡した状態に達する。この状態の時、ラム１１
は、図３に示すように、最も上方のレベル１２２に位置
することになる。更に混練が進行すると、機械的混合か
ら化学的混合に移行し、カーボンブラックの分散や、被
混練材料２７の可塑度の低下が成される。これに伴っ
て、被混練材料２７全体の反撥力が低下するので、ラム
１１のレベル信号Ｈは次第に下降して行く。
反発力とラム１１に接続される前記ピストンによる圧力
とが均衡した状態に達する。この状態の時、ラム１１
は、図３に示すように、最も上方のレベル１２２に位置
することになる。更に混練が進行すると、機械的混合か
ら化学的混合に移行し、カーボンブラックの分散や、被
混練材料２７の可塑度の低下が成される。これに伴っ
て、被混練材料２７全体の反撥力が低下するので、ラム
１１のレベル信号Ｈは次第に下降して行く。
【００２８】図３に示されるように、混練開始の初期に
おいては、ラム１１のレベル信号Ｈの脈動は大きく、ま
た、ラム１１のレベル信号Ｈの高い地点で推移する。時
間とともに混練が進むに従って、前記のようにラム１１
のレベル信号Ｈが下降し、また、被混練材料２７の可塑
度等の変化が小さくなって安定に近づくことに伴い、ラ
ム１１のレベルＨ信号の脈動も小さくなる。そして、脈
動を伴いつつ変化するラム１１のレベル信号Ｈが、図３
の領域Ｄに示されるように、上限（ｈ＋ａ）と下限（ｈ
−ａ）とからなる一定の範囲内に一定のＴe 時間以上に
わたって納まるようになると、被混練材料２７の可塑度
等の変化は略停止し、カーボンブラックも略均一に分散
されていることが判断される。
おいては、ラム１１のレベル信号Ｈの脈動は大きく、ま
た、ラム１１のレベル信号Ｈの高い地点で推移する。時
間とともに混練が進むに従って、前記のようにラム１１
のレベル信号Ｈが下降し、また、被混練材料２７の可塑
度等の変化が小さくなって安定に近づくことに伴い、ラ
ム１１のレベルＨ信号の脈動も小さくなる。そして、脈
動を伴いつつ変化するラム１１のレベル信号Ｈが、図３
の領域Ｄに示されるように、上限（ｈ＋ａ）と下限（ｈ
−ａ）とからなる一定の範囲内に一定のＴe 時間以上に
わたって納まるようになると、被混練材料２７の可塑度
等の変化は略停止し、カーボンブラックも略均一に分散
されていることが判断される。
【００２９】図４は、被混練材料２７の混練の程度を判
定するための判定ルーチンの一例を示している。この判
定ルーチンは、混練を終了するか否かにかかる混練の程
度を判定することを目的とするものである。設定部１１
２ｄにより、下限の位置ｈ-a≡（ｈ−ａ）と、上限の位
置ｈ+a≡（ｈ＋ａ）で定まるラム１１の位置Ｈについて
の上下の一定範囲と、かかる範囲に位置するべき一定時
間Ｔe の設定を行う。密閉式混練機１１０によりゴムの
混練を開始すると（Ｓ１）、タイマー１１２ｅをリセッ
トする（Ｓ２）。リニアスケール３０により検出される
ラム１１のレベル信号Ｈが、設定された位置ｈ-aと位置
ｈ+aで定まる一定の範囲内にあるか否かが判断される
（Ｓ３）。かかる一定範囲にない場合（Ｓ３、ＮＯ）に
は、タイマー１１２ｅはリセットされ、時間の計数は再
度やり直される（Ｓ２）。
定するための判定ルーチンの一例を示している。この判
定ルーチンは、混練を終了するか否かにかかる混練の程
度を判定することを目的とするものである。設定部１１
２ｄにより、下限の位置ｈ-a≡（ｈ−ａ）と、上限の位
置ｈ+a≡（ｈ＋ａ）で定まるラム１１の位置Ｈについて
の上下の一定範囲と、かかる範囲に位置するべき一定時
間Ｔe の設定を行う。密閉式混練機１１０によりゴムの
混練を開始すると（Ｓ１）、タイマー１１２ｅをリセッ
トする（Ｓ２）。リニアスケール３０により検出される
ラム１１のレベル信号Ｈが、設定された位置ｈ-aと位置
ｈ+aで定まる一定の範囲内にあるか否かが判断される
（Ｓ３）。かかる一定範囲にない場合（Ｓ３、ＮＯ）に
は、タイマー１１２ｅはリセットされ、時間の計数は再
度やり直される（Ｓ２）。
【００３０】ラム１１のレベル信号Ｈが一定範囲にある
場合（Ｓ３、ＹＥＳ）には、タイマー１１２ｅによる時
間の計数が開始される（Ｓ４）。この時の時間がｔ1 と
して記憶され、現在時間ｔ2 に対して、（ｔ2 −ｔ1 ）
と時間Ｔe との比較により、混練を終了してもよいと判
断される一定の十分な時間を経過したか否かが判断され
る（Ｓ５）。タイマー１１２ｅにより計数される時間
が、Ｔe を経過していない場合には、混練を終了させ得
ると判定することができず、ラム１１の位置Ｈが前記の
一定範囲にあるかどうかが判断される（Ｓ５、ＮＯ）。
ここで、ラム１１のレベル信号Ｈが、前記の一定範囲に
ない（Ｓ３、ＮＯ）場合には、被混練材料２７の混練を
終了できる段階でないことが判断される。ラム１１のレ
ベル信号Ｈが一定範囲にある場合（Ｓ３、ＹＥＳ）に
は、Ｔe を経過しているか否かの計数が続けられる（Ｓ
４、Ｓ５）。
場合（Ｓ３、ＹＥＳ）には、タイマー１１２ｅによる時
間の計数が開始される（Ｓ４）。この時の時間がｔ1 と
して記憶され、現在時間ｔ2 に対して、（ｔ2 −ｔ1 ）
と時間Ｔe との比較により、混練を終了してもよいと判
断される一定の十分な時間を経過したか否かが判断され
る（Ｓ５）。タイマー１１２ｅにより計数される時間
が、Ｔe を経過していない場合には、混練を終了させ得
ると判定することができず、ラム１１の位置Ｈが前記の
一定範囲にあるかどうかが判断される（Ｓ５、ＮＯ）。
ここで、ラム１１のレベル信号Ｈが、前記の一定範囲に
ない（Ｓ３、ＮＯ）場合には、被混練材料２７の混練を
終了できる段階でないことが判断される。ラム１１のレ
ベル信号Ｈが一定範囲にある場合（Ｓ３、ＹＥＳ）に
は、Ｔe を経過しているか否かの計数が続けられる（Ｓ
４、Ｓ５）。
【００３１】そして、ラム１１のレベル信号Ｈが一定範
囲に継続して存在し（Ｓ３、ＹＥＳ）、一定時間Ｔe を
経過すると（Ｓ５、ＹＥＳ）、混練を終了しうる程度で
あることが判定される（Ｓ６）。
囲に継続して存在し（Ｓ３、ＹＥＳ）、一定時間Ｔe を
経過すると（Ｓ５、ＹＥＳ）、混練を終了しうる程度で
あることが判定される（Ｓ６）。
【００３２】ここでは、混練の程度の判定を行う演算に
ついて、混練を終了させる場合を例に上げて説明した
が、混練の中間段階において混練の程度が変化する特徴
点の判定を行うこともできる。例えば、混練がある程度
進むとオイルを注入するのが望ましいような場合で、オ
イルを注入する時期の検出を目的として混練の程度を判
定する場合がある。このような場合の混練の判定は、ラ
ム１１のレベル信号Ｈの脈動にかかる前記一定範囲の上
限と下限、かかる範囲にレベル信号Ｈが継続して納まる
時間Ｔを適切に選んで設定することにより行える。
ついて、混練を終了させる場合を例に上げて説明した
が、混練の中間段階において混練の程度が変化する特徴
点の判定を行うこともできる。例えば、混練がある程度
進むとオイルを注入するのが望ましいような場合で、オ
イルを注入する時期の検出を目的として混練の程度を判
定する場合がある。このような場合の混練の判定は、ラ
ム１１のレベル信号Ｈの脈動にかかる前記一定範囲の上
限と下限、かかる範囲にレベル信号Ｈが継続して納まる
時間Ｔを適切に選んで設定することにより行える。
【００３３】また、混練の程度の判定の結果を活用し、
ゴムの製造を終了させることを目的として密閉式混練機
１１０の機械的駆動機構を制御することもできる。例え
ば、混練の終了が判定される場合であれば、ロータ１
５，１６を停止させたり、ラム１１による加圧を中止さ
せるような制御を行うことができる。また、前記の混練
の程度の変化する特徴点が判定されるような場合である
と、オイルを注入させるように制御を行うこともでき
る。
ゴムの製造を終了させることを目的として密閉式混練機
１１０の機械的駆動機構を制御することもできる。例え
ば、混練の終了が判定される場合であれば、ロータ１
５，１６を停止させたり、ラム１１による加圧を中止さ
せるような制御を行うことができる。また、前記の混練
の程度の変化する特徴点が判定されるような場合である
と、オイルを注入させるように制御を行うこともでき
る。
【００３４】
【発明の効果】以上のように請求項１にかかる発明は、
前記ロータによる混練に対応して脈動しつつ、且つ被混
練材料の混練の程度に応じて徐々に上昇又は下降してレ
ベルが変わる前記ラムの位置を検出し、前記脈動の幅に
基づいて混練状態を判別するものであり、ラムの脈動幅
でミクロな混練状態まで判別でき、ロータの回転数、ラ
ム圧変更、オイル注入時期、運転停止時期などを適切に
制御して、より均一な混練物を得ることが出来る。
前記ロータによる混練に対応して脈動しつつ、且つ被混
練材料の混練の程度に応じて徐々に上昇又は下降してレ
ベルが変わる前記ラムの位置を検出し、前記脈動の幅に
基づいて混練状態を判別するものであり、ラムの脈動幅
でミクロな混練状態まで判別でき、ロータの回転数、ラ
ム圧変更、オイル注入時期、運転停止時期などを適切に
制御して、より均一な混練物を得ることが出来る。
【００３５】請求項２にかかる発明は、前記レベルが所
定レベルになると同時に、前記脈動の幅が所定幅以内と
なることに基づいて混練状態を判別するので、請求項１
の効果に加えて、ラムの移動でマクロ及びミクロの混練
状態を判別できるという効果を奏する。
定レベルになると同時に、前記脈動の幅が所定幅以内と
なることに基づいて混練状態を判別するので、請求項１
の効果に加えて、ラムの移動でマクロ及びミクロの混練
状態を判別できるという効果を奏する。
【００３６】請求項３にかかる発明は、ラムモーション
センサで検出された前記脈動が上限と下限とからなる一
定幅内において一定時間続いたことの演算を行って、混
練状態を変更する信号を出力する制御装置を備えるの
で、マクロ及びミクロの混練状態を判別が簡単にでき、
さらにその判別をもとに混練状態を変更することができ
るという効果を奏する。
センサで検出された前記脈動が上限と下限とからなる一
定幅内において一定時間続いたことの演算を行って、混
練状態を変更する信号を出力する制御装置を備えるの
で、マクロ及びミクロの混練状態を判別が簡単にでき、
さらにその判別をもとに混練状態を変更することができ
るという効果を奏する。
【図１】本発明の密閉式混練機の機器構成を示す図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】ラムの位置が時間とともに変動する様子を示す
グラフ図である。
グラフ図である。
【図４】ラム位置による混練度の判定ルーチンを示すフ
ローチャート図である。
ローチャート図である。
１０ シリンダ １１ ラム １３ 混練室 １５，１６ ロータ １８ ピストン軸 ２６ オイルポンプ ２７ 被混練材料（ゴム混合物） ３０ リニアスケール（ラムモーションセンサ） １１０ 密閉式混練機 １１２ 制御装置 １１２ａ 演算部 １１２ｂ 記憶部 １１２ｃ 入力ポート １１２ｄ 設定部 １１２ｅ タイマー １２１ 脈動 １２１ａ 脈動の上点 １２１ｂ 脈動の下点 １２２ ラムの位置の最上点
Claims (3)
- 【請求項１】 ２本の回転するロータが収納された混練
室に向かってラムを押しつけながら、混練室内の被混練
材料を前記ロータによって混練する方法であって、 前記ロータによる混練に対応して脈動しつつ、且つ被混
練材料の混練の程度に応じて徐々に上昇又は下降してレ
ベルが変わる前記ラムの位置を検出し、前記脈動の幅に
基づいて混練状態を判別する密閉式混練機の混練方法。 - 【請求項２】 前記レベルが所定レベルになると同時
に、前記脈動の幅が所定幅以内となることに基づいて混
練状態を判別する請求項１記載の密閉式混練機の混練方
法。 - 【請求項３】 ２本の回転するロータが収納された混練
室に向かってラムを押しつけながら、混練室内の被混練
材料を前記ロータによって混練する密閉式混練機であっ
て、 前記ロータによる混練に対応して脈動しつつ、且つ被混
練材料の混練の程度に応じて徐々に上昇又は下降してレ
ベルが変わる前記ラムの位置を連続的に検出するラムモ
ーションセンサと、 このラムモーションセンサで検出された前記脈動が上限
と下限とからなる一定幅内において一定時間続いたこと
の演算を行って、混練状態を変更する信号を出力する制
御装置と、 を備えてなる密閉式混練機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154691A JPH11916A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 密閉式混練機及びその混練方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9154691A JPH11916A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 密閉式混練機及びその混練方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11916A true JPH11916A (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=15589836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9154691A Pending JPH11916A (ja) | 1997-06-12 | 1997-06-12 | 密閉式混練機及びその混練方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11916A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4841781A (en) * | 1987-12-04 | 1989-06-27 | Schlumberger Industries, Inc. | Flow rectifier for vortex flowmeter |
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| JP2007054824A (ja) * | 2005-07-26 | 2007-03-08 | Kobe Steel Ltd | 密閉式混練機 |
| US8047701B2 (en) | 2005-07-26 | 2011-11-01 | Kobe Steel, Ltd. | Batch mixer |
| WO2016079783A1 (ja) * | 2014-11-17 | 2016-05-26 | 三菱重工マシナリーテクノロジー株式会社 | 混練機、混練システム、及び混練生成物の製造方法 |
| CN111631274A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-09-08 | 安徽乐氏食品有限公司 | 一种起酥油组合物及其制备方法 |
| EP4360841A1 (de) * | 2022-10-28 | 2024-05-01 | Continental Reifen Deutschland GmbH | Vorrichtung und verfahren zum mischen einer kautschukmischung |
-
1997
- 1997-06-12 JP JP9154691A patent/JPH11916A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US10413876B2 (en) | 2014-11-17 | 2019-09-17 | Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems, Ltd. | Mixer including a sensor for detecting material to be mixed, mixing system, and method of producing mixed product |
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