JP2018202762A - 混練装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】混練される材料の物性を直接的に測定することで、材料の状態と相関するデータを得て、もって混練の品質の安定化に活用する。【解決手段】高分子材料に分散質を分散させる混練装置は、高分子材料への分散質の分散度を検出する分散度検出部１０ｃと、分散度検出部１０ｃが検出した分散度に基づいて、高分子材料を混錬するロータの回転数、高分子材料への加圧力、および高分子材料の温度のうち少なくとも１つを制御する運転制御部１０ａとを有する。【選択図】図３

Description

本発明は、高分子材料に導電性を有する分散質を分散させる混練装置に関する。
プラスチック、ゴム等の粘稠な材料を混練する装置として密閉式混練機が知られている。例えば特許文献１には、混練材料を収納するケーシングと、該ケーシングの上部を閉鎖する加圧蓋と、ケーシング内に取付けられた一対のロータとを備えた密閉式混練機が記載されている。
特許第３５７４６１８号明細書
密閉式混練機での混練においては、練りの再現性を確保するために、混練時間、混練材料の温度、積算電力およびそれらを組み合わせて、所定の値への到達を混練の終了条件としている場合が多い。しかし混練時間、混練材料の温度、積算電力は、材料の状態を直接表すデータではなく、間接的なデータである。例えば、ケーシング内の材料の位置はロータにかかる負荷を変動させる。その結果、ロータ駆動の積算電力と、実際の材料の状態とが相関しない場合が発生する。すなわち、積算電力のような間接的なデータに基づく制御では、混練の品質を安定化することは難しい。
本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、混練される材料の物性を直接的に測定することで、材料の状態と相関するデータを得て、もって混練の品質の安定化に活用することにある。
〔構成１〕
上記目的を達成するための混練装置の特徴構成は、
高分子材料に分散質を分散させる混練装置であって、
前記高分子材料への前記分散質の分散度を検出する分散度検出部と、
前記分散度検出部が検出した前記分散度に基づいて、
前記高分子材料を混錬するロータの回転数、
前記高分子材料への加圧力、および
前記高分子材料の温度のうち少なくとも１つを制御する運転制御部とを有する点にある。
上記の特徴構成によれば、分散度検出部が分散度を検出し、検出された分散度に基づいて運転制御部が混練装置を制御するから、混練される材料の物性を直接的に測定することで、分散度を検出し、混練の品質を安定化することができる。分散度の検出は、混練される材料の抵抗値（あるいは電流）測定や、混練される材料の表面状態の観測等、混練材料の物性の直接的な測定により行われる。
〔構成２〕
本発明に係る混練装置の別の特徴構成は、
前記運転制御部は、前記分散度検出部が検出した分散度と、分散度の目標値との差に基づいて、
前記高分子材料を混錬するロータの回転数、
前記高分子材料への加圧力、および
前記高分子材料の温度のうち少なくとも１つをフィードバック制御する点にある。
上記の特徴構成によれば、検出された分散度と、分散度の目標値との差に基づいて混練装置がフィードバック制御されるから、分散度が目標値に近づくように混練装置が制御されて、混練の品質が更に向上し好ましい。
〔構成３〕
本発明に係る混練装置の別の特徴構成は、
前記運転制御部は、前記分散度検出部が検出した分散度が所定の閾値に達した後に、または前記分散度検出部が検出した分散度の時間変化率が所定の閾値以下となった後に、混錬を終了するか、または次の混練工程を開始する点にある。
上記の特徴構成によれば、検出された分散度またはその時間変化率に基づいて混練が終了されるから、より適切なタイミングで混練を終了するか、または次の混練工程を開始することができ、混練の品質が更に向上し好ましい。次の混練工程とは、それまでに行った混練とは異なる工程の混練であって、例えば条件（温度、速度など）の異なる混練工程や、材料を追加して行う混練工程などである。
混練装置の概略構成を示す上面図 混練装置の概略構成を示す断面図 混練装置の概略構成を示すブロック図 混練装置で行われる処理の概要を示すフローチャート 混練装置で行われる処理の概要を示すフローチャート 混練装置で行われる処理の概要を示すフローチャート 混練装置で行われる処理の概要を示すフローチャート
＜第１実施形態＞
以下、本実施形態に係る混練装置１について図１〜図３に基づいて説明する。本実施形態では、分散度の検出が、電極部４にて測定された電流に基づいて行われる例を説明する。
図１および図２に示すように、混練装置１は、高分子材料と分散質とを内部に収容するケーシング２と、ケーシング２の内部に配置された一対のロータ３と、ケーシング２に配置された電極部４とを備えている。そして図３に示すように、混練装置１は、制御装置１０、ロータ駆動機構２０、蓋部移動機構３０および温度調節機構４０を備えている。なお以下、ケーシング２の内部の高分子材料と分散質とを総称して「混練材料」あるいは「材料」と記す場合がある。
ケーシング２は、内部に高分子材料と分散質とを収容して混練する槽状の部材である。ケーシング２の内部は、中心軸が平行な一対の円柱を、その側面が一部重なり合う状態で配置した形状をしている。そして一対のロータ３が、その中心軸を円柱の中心軸と一致した状態で、ケーシング２の内部に回転可能に配置される。
ケーシング２は、底部２ａ、円筒状部２ｂ、側壁部２ｃ、および蓋部２ｄを有して構成される。底部２ａは、ケーシング２の底の部位である。円筒状部２ｂは、ケーシング２において一対のロータ３の周囲を覆う部位である。側壁部２ｃは、ロータ３の回転軸Ｒに直交して配置される、ケーシング２の側壁である。蓋部２ｄは、ケーシング２の蓋の部位である。
蓋部２ｄは、蓋部移動機構３０（図示省略）によって上下に移動可能な状態で、ケーシング２に対して配置される。蓋部２ｄを上方に移動してケーシング２の上部を開放した状態にて、混練材料（高分子材料と分散質）がケーシング２に投入される。その後、蓋部２ｄを下方に移動させ、投入された混練材料を上方から加圧しながら、ロータ３が回転して混練材料の混練が行われる。蓋部移動機構３０は具体的には、電動モータやエアシリンダ等のアクチュエータを有して構成される。
ロータ３は、軸部３ａと、軸部３ａの表面に螺旋状に形成された羽根部３ｂとを有している。羽根部３ｂは、軸部３ａの両側の端部から他端側に向け、軸部３ａの略中央までの間に渡って形成されている。そして羽根部３ｂは、対向する一対のロータ３の間で相互に重なることがない接線方式とされている。ロータ３は、ロータ駆動機構２０（図示省略）により、回転軸Ｒの回りに回転駆動される。ロータ駆動機構２０は具体的には、電動モータを有して構成される。
ロータ３はその内部に、温調流路３ｃを有する。温調流路３ｃは、内部を冷却水が通流する流路であって、ロータ３の軸部３ａおよび羽根部３ｂの内部に形成されている。温調流路３ｃは、温度調節機構４０（図示省略）に接続されており、温度調節機構４０から温調流路３ｃへ冷却水が供給される。混練装置１にて混練材料を混練する際、混練材料がせん断や変形等の作用を受け発熱するが、上述した温調流路３ｃを通流する冷却水によりロータ３が冷却され、ロータ３に接触した混練材料が冷却される。すなわち、温度調節機構４０によりロータ３の温度および混練材料の温度が制御される。温度調節機構４０は具体的には、冷却水を温調流路３ｃへ送出する電動ポンプを有して構成される。
電極部４は、ケーシング２に配置され、ケーシング２の内部の混練材料と接触する。電極部４は、一対の電極を有して構成されている。電極部４は、制御装置１０に接続されており、制御装置１０の電圧印加部１０ｂから所定の測定用電圧が印加される。そして制御装置１０の分散度検出部１０ｃが、電極部４の一対の電極の間に流れる電流を測定し、高分子材料への分散質の分散度（以下単に「分散度」と記す場合がある。）を検出する。
電極部４は、ケーシング２の底部２ａ、円筒状部２ｂ、側壁部２ｃ、および蓋部２ｄのうち少なくとも１つに配置される。例えば図１および図２に示すように、電極部４は、ケーシング２の底部２ａ、円筒状部２ｂ、側壁部２ｃ、および蓋部２ｄに配置されてもよいし、これらの箇所のうち１箇所に配置されてもよい。
制御装置１０は、混練装置１の全体の動作を制御する装置である。本実施形態では制御装置１０は、運転制御部１０ａ、電圧印加部１０ｂ、および分散度検出部１０ｃを有して構成される。具体的には制御装置１０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や不揮発性ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）といった記憶デバイス、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、電極部４に電圧を印加するための電源装置、電極部４の一対の電極の間に流れる電流を測定するための測定装置等を有して構成される。そして制御装置１０は、電極部４、ロータ駆動機構２０、蓋部移動機構３０、および温度調節機構４０と接続され、電流測定や各機構の制御を行う。
運転制御部１０ａは、後述する分散度検出部１０ｃが検出した分散度に基づいて、混練装置１の動作を制御する。具体的には運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を制御する。また運転制御部１０ａは、蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄがケーシング２の内部の混練材料を押圧する加圧力を制御する。また運転制御部１０ａは、温度調節機構４０を制御して、ケーシング２の内部の混練材料の温度を制御する。
詳しくは運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度が所定の閾値に達した後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了する。
また運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度と、分散度の目標値との差に基づいて、混練装置１の動作を制御する。分散度の目標値とは例えば、混練中の各時刻での分散度の目標値である。例えば、ある時刻ｔにおいて検出された分散度が、その時刻ｔでの分散度の目標値を下回っている場合には、分散度をより大きく増加させるべく、例えばロータ回転数を増加させる。例えば、ある時刻ｔにおいて検出された分散度が、その時刻ｔでの分散度の目標値を上回っている場合には、分散度の増加を抑制すべく、例えばロータ回転数を減少させる。すなわち運転制御部１０ａは、検出された分散度と、分散度の目標値との差に基づいて、混練装置１の動作をフィードバック制御する。
以下、図４のフローチャートを参照して、混練装置１で行われる分散度に基づく制御について説明する。図４は混練動作の開始から終了までの制御のフローチャートである。
ステップＳ１０１では、混練装置１の運転が開始される。運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３を回転させる。運転制御部１０ａは、蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄに力を作用させ、ケーシング２の内部の混練材料を押圧する。運転制御部１０ａは、温度調節機構４０を制御して、ロータ３の温調流路３ｃに冷却水を通流させる。そしてステップＳ１０２へ進む。
ステップＳ１０２では、混練装置１の動作について監視を開始する。例えば、ロータ駆動機構２０での消費電力の監視、混練材料の温度の監視を開始する。そしてステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０３では、フィードバック制御を実行する。フィードバック制御の内容については後述する。そしてステップＳ１０４へ進む。
ステップＳ１０４では、分散度Ｃが検出される。具体的には、電圧印加部１０ｂが電極部４に測定用電圧を印加し、分散度検出部１０ｃが、電極部４に流れる電流を測定して分散度を検出する。そしてステップＳ１０５へ進む。
ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で検出された分散度Ｃと、判定閾値Ａとの大小が比較される。分散度Ｃが判定閾値Ａ以上の場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０６へ進む。分散度Ｃが判定閾値Ａより小さい場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０６では、継続時間Ｄを加算する。詳しくは、継続時間Ｄに所定の値を加算する。
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で加算された継続時間Ｄと、時間閾値Ｂとの大小が比較される。継続時間Ｄが時間閾値Ｂ以上の場合（ステップＳ１０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８へ進む。継続時間Ｄが時間閾値Ｂより小さい場合（ステップＳ１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１０３へ進む。
ステップＳ１０８では、混練動作を終了する。具体的には、運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３を停止させる。運転制御部１０ａは、蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄによる混練材料の押圧を停止させる。運転制御部１０ａは、温度調節機構４０を制御して、ロータ３の温調流路３ｃへの冷却水の通流を停止させる。
次に、混練装置１で行われるフィードバック制御について説明する。図５は、検出された分散度に基づくフィードバック制御のフローチャートである。
ステップＳ２０１では、時刻ｔでの分散度Ｃが検出される。具体的には、電圧印加部１０ｂが電極部４に測定用電圧を印加し、分散度検出部１０ｃが、電極部４に流れる電流を測定して分散度を検出する。そしてステップＳ２０２へ進む。
ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１で検出された時刻ｔでの分散度Ｃと、目標値Ｅとの大小が比較される。目標値Ｅは、時刻ｔでの分散度の目標値である。分散度Ｃが目標値Ｅ以上の場合（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ進む。分散度Ｃが目標値Ｅより小さい場合（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ステップＳ２０３へ進む。
ステップＳ２０３では、ロータ３の回転数が増加される。具体的には、運転制御部１０ａがロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を増加させる。そしてステップＳ２０１へ進む。
ステップＳ２０４では、ステップＳ２０１で検出された時刻ｔでの分散度Ｃと、目標値Ｅとの大小が比較される。分散度Ｃが目標値Ｅ以下の場合（ステップＳ２０４：Ｙｅｓ）、フィードバック制御の処理を終了する。分散度Ｃが目標値Ｅより大きい場合（ステップＳ２０４：Ｎｏ）、ステップＳ２０５へ進む。
ステップＳ２０５では、ロータ３の回転数が減少される。具体的には、運転制御部１０ａがロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を減少させる。そしてステップＳ２０１へ進む。
電圧印加部１０ｂは、電極部４が有する一対の電極の間に所定の測定用電圧を印加する。所定の測定用電圧は例えば、予め定めた一定の電圧（例えば３Ｖ、８Ｖまたは２５Ｖ）である。
所定の測定用電圧は例えば、電圧印加部１０ｂが、分散度検出部１０ｃが測定する電極部４の電流の大きさに応じて変化させてもよい。例えば、電極部４を流れる電流が測定に適した大きさとなるよう、分散度検出部１０ｃが測定用電圧を変化させてもよい。
高分子材料（例えば、アクリルゴム）に、導電性を有する分散質（例えば、カーボン）を分散させる場合、混練材料の抵抗値は５０ＧΩ程度に大きくなる。したがって、測定用電圧は３Ｖ以上とするのが好ましく、８Ｖ以上であるとより好ましく、２５Ｖ以上であると更に好ましい。また測定用電圧は１０００Ｖ以下であると好ましい。
分散度検出部１０ｃが検出した分散度に応じて測定用電圧を変更するよう、電圧印加部１０ｂを構成してもよい。高分子材料（例えば、アクリルゴム）に、導電性を有する分散質（例えば、カーボン）を分散させる場合、混練が進行して分散度が上昇するにつれて、混練材料の電気抵抗も増加する。したがって例えば、分散度が増加すると測定用電圧を増加するよう、電圧印加部１０ｂを構成すると好適である。
電圧印加部１０ｂは、蓋部２ｄが所定の位置に配置されていない際には、電極部４に測定用電圧を印加しないよう構成される。所定の位置とは例えば、蓋部２ｄが下降してケーシング２が閉じられる位置である。具体的には電圧印加部１０ｂは、蓋部移動機構３０を用いて蓋部２ｄの位置を検出し、蓋部２ｄが所定の高さ（ケーシング２が閉じられる高さ）よりも上に位置する場合、電極部４に測定用電圧を印加しない。
電圧印加部１０ｂは、ロータ３が回転していない際には、電極部４に測定用電圧を印加しないよう構成される。具体的には電圧印加部１０ｂは、運転制御部１０ａまたはロータ駆動機構２０を監視してロータ３が回転しているか否かを検知し、ロータ３が回転していない際には、電極部４に測定用電圧を印加しない。
分散度検出部１０ｃは、電極部４の一対の電極の間に流れる電流を測定し、測定された電流に基づいて高分子材料への分散質の分散度を検出する。高分子材料（例えば、アクリルゴム）に、導電性を有する分散質（例えば、カーボン）を分散させる場合、混練が進行して分散度が上昇するにつれて、混練材料の電気抵抗も増加する。したがって、電極部４に流れる電流を測定することで、分散度を検出することが可能である。
分散度とは、高分子材料への分散質の分散の度合いであり、例えば数値でもよいし、パーセンテージでもよいし、段階的な指標（例えば、分散度低、分散度中、分散度高）でもよい。
例えば、測定された電流値をそのまま分散度としてもよい。電圧印加部１０ｂが電極部４に印加する測定用電圧を混練中に一定にすれば、測定された電流値を分散度（を示す指標）とすることも可能である。
例えば、測定された電流値にて、その際の測定用電圧を除して抵抗値を算出して、その抵抗値を分散度としてもよい。
電極部４で測定される電流と分散度との関係に基づいて、ケーシング２の内部の高分子材料への分散質の分散度を算出するよう、分散度検出部１０ｃを構成してもよい。電流と分散度との関係は、例えば数式で表されていてもよいし、対応する数値を記したテーブルの形式で表されていてもよい。関係は例えば、様々な分散度の材料を用意して電流を測定し、電流と分散度との関係を調べて決定してもよい。例えば、混練開始時の電流値（または抵抗値）をゼロとし、混練終了と判断する電流値（または抵抗値）を１００として、測定された電流値（または抵抗値）に対応する分散度を比例計算により算出してもよい。
測定された電流の値のうち、所定範囲から外れた値を除外して分散度を検出するよう分散度検出部１０ｃを構成してもよい。例えば、電極部４の一対の電極の両方に混練材料が接触している際の電流値に対して、所定範囲を±３０％以内とし、この所定範囲から外れた値（電流値）を除外して分散度を検出するよう、分散度検出部１０ｃを構成してもよい。
また、測定された電流の値のうち、所定範囲内の値に対して平均化処理を行い、分散度を検出するよう構成してもよい。例えば、電極部４の一対の電極の両方に混練材料が接触している際の電流値に対して、所定範囲を±２０％以内とし、この所定範囲内の値に対して平均化処理（例えば１０点移動平均）を行い、分散度を検出するよう、分散度検出部１０ｃを構成してもよい。
＜第２実施形態＞
上述の実施形態では、運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度が所定の閾値に達した後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了する。混練動作の終了については、次の様な態様も可能である。運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度の時間変化率が所定の閾値以下となった後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了する。
以下、図６のフローチャートを参照して、混練装置１で行われる分散度に基づく制御について説明する。図４は混練動作の開始から終了までの制御のフローチャートである。
ステップＳ３０１では、混練装置１の運転が開始される。運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３を回転させる。運転制御部１０ａは、蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄに力を作用させ、ケーシング２の内部の混練材料を押圧する。運転制御部１０ａは、温度調節機構４０を制御して、ロータ３の温調流路３ｃに冷却水を通流させる。そしてステップＳ３０２へ進む。
ステップＳ３０２では、混練装置１の動作について監視を開始する。例えば、ロータ駆動機構２０での消費電力の監視、混練材料の温度の監視を開始する。そしてステップＳ３０３へ進む。
ステップＳ３０３では、フィードバック制御を実行する。そしてステップＳ３０４へ進む。
ステップＳ３０４では、分散度Ｃが検出される。具体的には、電圧印加部１０ｂが電極部４に測定用電圧を印加し、分散度検出部１０ｃが、電極部４に流れる電流を測定して分散度を検出する。そしてステップＳ３０５へ進む。
ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４で検出された分散度Ｃの時間微分Ｃｄ（分散度Ｃの時間変化率）と、判定閾値Ａとの大小が比較される。時間微分Ｃｄが判定閾値Ａ以下の場合（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０６へ進む。時間微分Ｃｄが判定閾値Ａより大きい場合（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ステップＳ３０３へ進む。
ステップＳ３０６では、継続時間Ｄを加算する。詳しくは、継続時間Ｄに所定の値を加算する。
ステップＳ３０７では、ステップＳ３０６で加算された継続時間Ｄと、時間閾値Ｂとの大小が比較される。継続時間Ｄが時間閾値Ｂ以上の場合（ステップＳ３０７：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０８へ進む。継続時間Ｄが時間閾値Ｂより小さい場合（ステップＳ３０７：Ｎｏ）、ステップＳ３０３へ進む。
ステップＳ３０８では、混練動作を終了する。具体的には、運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３を停止させる。運転制御部１０ａは、蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄによる混練材料の押圧を停止させる。運転制御部１０ａは、温度調節機構４０を制御して、ロータ３の温調流路３ｃへの冷却水の通流を停止させる。
＜第３実施形態＞
上述の実施形態では、フィードバック制御においてロータ３の回転数の増減が行われた。本実施形態では、フィードバック制御において、検出された分散度に基づいて、ロータ３の回転数の制御、混練材料への加圧力の制御、および混練材料の温度の制御が行われる。
本実施形態に係るフィードバック制御について、図７に基づいて説明する。図７は、検出された分散度に基づくフィードバック制御のフローチャートである。
ステップＳ４０１では、時刻ｔでの分散度Ｃが検出される。具体的には、電圧印加部１０ｂが電極部４に測定用電圧を印加し、分散度検出部１０ｃが、電極部４に流れる電流を測定して分散度を検出する。そしてステップＳ４０２へ進む。
ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で検出された時刻ｔでの分散度Ｃと、目標値Ｅとの大小が比較される。目標値Ｅは、時刻ｔでの分散度の目標値である。分散度Ｃが目標値Ｅ以上の場合（ステップＳ４０２：Ｙｅｓ）、フィードバック制御を終了する。分散度Ｃが目標値Ｅより小さい場合（ステップＳ４０２：Ｎｏ）、ステップＳ４０３へ進む。
ステップＳ４０３では、温度検出値Ｆと、時刻ｔでの温度の目標値Ｇとが比較される。温度検出値Ｆは、ケーシング２の内部に設置された温度センサで検出された、混練材料の温度である。温度検出値Ｆが目標値Ｇ以下の場合（ステップＳ４０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ４０５へ進む。温度検出値Ｆが目標値Ｇより大きい場合（ステップＳ４０３：Ｎｏ）、ステップＳ４０４へ進む。
ステップＳ４０４では、ロータ３の回転数を減少し、冷却水量が増加される。具体的には、運転制御部１０ａがロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を減少させる。運転制御部１０ａが温度調節機構４０を制御して、温調流路３ｃへの冷却水の流量を増加させる。そしてステップＳ４０１へ進む。
ステップＳ４０５では、蓋部２ｄによる混練材料への加圧力が増加され、ロータ３の回転数を増加する。具体的には、運転制御部１０ａが蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄによる混練材料への加圧力を増加させる。運転制御部１０ａがロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を増加させる。
＜他の実施形態＞
＜１＞上述の実施形態では、分散度の検出が、電極部４にて測定された電流に基づいて行われる例を説明した。分散度の検出は、他の方法によっても可能である。例えば、ケーシング２に電磁波（光）を透過する透過窓を設け、白色ＬＥＤなどのライトにてケーシング２の内部の混練材料に電磁波（光）を照射し、混練材料からの電磁波（光）を観測して、分散度を検出してもよい。具体的には、ケーシング２の内部の混練材料の表面をカメラで撮影し、撮影画像に表れる混練材料の表面の凸部（分散質）を観測して分散度を検出してもよい。
＜２＞上述の実施形態では、混練材料の温度の制御について、ケーシング２の内部に温度センサを設けて混練材料の温度を測定し、温度調節機構４０によってロータ３の温調流路３ｃへの冷却水流量を調節する例を説明した。温度測定について、ロータ３の温度を測定する形態、ケーシング２の温度を測定する形態、混練装置１の温度を測定する形態も可能である。温度制御について、温調流路３ｃに温水を通流させてロータ３を加熱する形態も可能である。冷却水（または温水）が通流する温調流路を、ケーシング２や、混練装置１の他の部位に設けることも可能である。混練材料の温度の制御を、混練装置１の温度を制御することにより実現する形態も可能である。
＜３＞上述の実施形態では、運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度が所定の閾値に達した後に、または分散度検出部１０ｃが検出した分散度の時間変化率が所定の閾値以下となった後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了するよう構成された。これを改変し、混練動作を終了せず、次の混練工程を開始するよう、運転制御部１０ａを構成してもよい。次の混練工程とは、それまでに行った混練とは異なる工程の混練であって、例えば条件（温度、速度など）の異なる混練工程や、材料を追加して行う混練工程などである。
なお上述の実施形態（他の実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
１ ：混練装置
２ ：ケーシング
２ａ ：底部
２ｂ ：円筒状部
２ｃ ：側壁部
２ｄ ：蓋部
３ ：ロータ
３ａ ：軸部
３ｂ ：羽根部
３ｃ ：温調流路
４ ：電極部
１０ ：制御装置
１０ａ ：運転制御部
１０ｂ ：電圧印加部
１０ｃ ：分散度検出部
２０ ：ロータ駆動機構
３０ ：蓋部移動機構
４０ ：温度調節機構
Ｒ ：回転軸

Claims (3)

  1. 高分子材料に分散質を分散させる混練装置であって、
    前記高分子材料への前記分散質の分散度を検出する分散度検出部と、
    前記分散度検出部が検出した前記分散度に基づいて、
    前記高分子材料を混錬するロータの回転数、
    前記高分子材料への加圧力、および
    前記高分子材料の温度のうち少なくとも１つを制御する運転制御部とを有する混練装置。
  2. 前記運転制御部は、前記分散度検出部が検出した分散度と、分散度の目標値との差に基づいて、
    前記高分子材料を混錬するロータの回転数、
    前記高分子材料への加圧力、および
    前記高分子材料の温度のうち少なくとも１つをフィードバック制御する請求項１に記載の混練装置。
  3. 前記運転制御部は、前記分散度検出部が検出した分散度が所定の閾値に達した後に、または前記分散度検出部が検出した分散度の時間変化率が所定の閾値以下となった後に、混練を終了するか、または次の混練工程を開始する請求項１または２に記載の混練装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020163355A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 日本スピンドル製造株式会社 圧力及び分散度を検出可能な混練装置
US11446844B2 (en) * 2017-06-06 2022-09-20 Nihon Spindle Manufacturing Co., Ltd. Kneading device with a detection unit detecting a dispersion degree
JP7299655B1 (ja) 2022-03-30 2023-06-28 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社 混練状態の評価方法および混練機
WO2023190764A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社 混練状態の評価方法、混練機、および混練調整方法

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6886552B1 (ja) * 2020-05-29 2021-06-16 株式会社神戸製鋼所 機械学習方法、機械学習装置、機械学習プログラム、通信方法、及び混練装置
CN116651253B (zh) * 2023-07-20 2023-11-21 云南睿智新材料发展有限公司 一种金属粉末涂料均质混合设备

Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5193471A (ja) * 1975-02-13 1976-08-16
JPS52103478A (en) * 1976-02-27 1977-08-30 Bridgestone Tire Co Ltd Controlling method of kneading raw rubber
JPS5824404A (ja) * 1981-08-05 1983-02-14 Kobe Steel Ltd 混練機または押出機における被処理材料の品質制御装置
JPS61255811A (ja) * 1985-05-10 1986-11-13 Nok Corp エラストマ−の混練制御装置
JPH06106525A (ja) * 1992-08-10 1994-04-19 Kobe Steel Ltd 混練機の制御方法、モニタリング方法及び制御装置
JPH07144321A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd 混練方法
JP2001166531A (ja) * 1998-11-06 2001-06-22 Canon Inc トナーの製造方法
JP2002120221A (ja) * 2000-10-17 2002-04-23 Nok Corp 密閉式混練機
JP2004246300A (ja) * 2003-02-17 2004-09-02 Ricoh Co Ltd 分散液の作製方法、電子写真感光体、画像形成装置および画像形成装置用プロセスカートリッジ
JP2008052129A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Canon Chemicals Inc 導電性ローラおよびその製造方法
JP2011102038A (ja) * 2011-01-11 2011-05-26 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物の混合方法及び混合装置
JP2011110493A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Hitachi Maxell Ltd 混練装置
JP2014188847A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Kobe Steel Ltd 混練機及び混練方法
WO2016021398A1 (ja) * 2014-08-05 2016-02-11 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物の混合方法および混合システム
JP2016078454A (ja) * 2014-10-21 2016-05-16 株式会社プラスチック工学研究所 観察窓付き混練装置及び混練観察方法
JP2016179634A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社エンプラス 網状成形品用射出成形金型、網状成形品用射出成形金型の製造方法、及び網状成形品
JP2016179643A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 横浜ゴム株式会社 混練機の内部観察方法
WO2018225353A1 (ja) * 2017-06-06 2018-12-13 日本スピンドル製造株式会社 混練装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07214538A (ja) * 1994-02-03 1995-08-15 Babcock Hitachi Kk 混練機
JP5838484B2 (ja) * 2012-01-20 2016-01-06 日本スピンドル製造株式会社 混練機及び混練機の運転方法

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5193471A (ja) * 1975-02-13 1976-08-16
JPS52103478A (en) * 1976-02-27 1977-08-30 Bridgestone Tire Co Ltd Controlling method of kneading raw rubber
JPS5824404A (ja) * 1981-08-05 1983-02-14 Kobe Steel Ltd 混練機または押出機における被処理材料の品質制御装置
JPS61255811A (ja) * 1985-05-10 1986-11-13 Nok Corp エラストマ−の混練制御装置
JPH06106525A (ja) * 1992-08-10 1994-04-19 Kobe Steel Ltd 混練機の制御方法、モニタリング方法及び制御装置
JPH07144321A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Sumitomo Rubber Ind Ltd 混練方法
JP2001166531A (ja) * 1998-11-06 2001-06-22 Canon Inc トナーの製造方法
JP2002120221A (ja) * 2000-10-17 2002-04-23 Nok Corp 密閉式混練機
JP2004246300A (ja) * 2003-02-17 2004-09-02 Ricoh Co Ltd 分散液の作製方法、電子写真感光体、画像形成装置および画像形成装置用プロセスカートリッジ
JP2008052129A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Canon Chemicals Inc 導電性ローラおよびその製造方法
JP2011110493A (ja) * 2009-11-26 2011-06-09 Hitachi Maxell Ltd 混練装置
JP2011102038A (ja) * 2011-01-11 2011-05-26 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム組成物の混合方法及び混合装置
JP2014188847A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Kobe Steel Ltd 混練機及び混練方法
WO2016021398A1 (ja) * 2014-08-05 2016-02-11 横浜ゴム株式会社 ゴム組成物の混合方法および混合システム
JP2016078454A (ja) * 2014-10-21 2016-05-16 株式会社プラスチック工学研究所 観察窓付き混練装置及び混練観察方法
JP2016179634A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 株式会社エンプラス 網状成形品用射出成形金型、網状成形品用射出成形金型の製造方法、及び網状成形品
JP2016179643A (ja) * 2015-03-25 2016-10-13 横浜ゴム株式会社 混練機の内部観察方法
WO2018225353A1 (ja) * 2017-06-06 2018-12-13 日本スピンドル製造株式会社 混練装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11446844B2 (en) * 2017-06-06 2022-09-20 Nihon Spindle Manufacturing Co., Ltd. Kneading device with a detection unit detecting a dispersion degree
JP2020163355A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 日本スピンドル製造株式会社 圧力及び分散度を検出可能な混練装置
JP7252817B2 (ja) 2019-03-29 2023-04-05 日本スピンドル製造株式会社 圧力及び分散度を検出可能な混練装置
JP7299655B1 (ja) 2022-03-30 2023-06-28 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社 混練状態の評価方法および混練機
WO2023190764A1 (ja) * 2022-03-30 2023-10-05 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社 混練状態の評価方法、混練機、および混練調整方法
JP2023152636A (ja) * 2022-03-30 2023-10-17 鈴鹿エンヂニヤリング株式会社 混練状態の評価方法および混練機

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