JP2501764B2 - 混練機の制御方法、モニタリング方法及び制御装置 - Google Patents

混練機の制御方法、モニタリング方法及び制御装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子材料 (ポリマ
ー) を混練するバッチ式あるいは連続式の混練機の制御
方法、モニタリング方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ポリマーの練り加工分野では、一般にバ
ッチ式では、バンバリミキサと称せられる密閉型混練機
を、また連続式では材料のフィード部と混練部をもつコ
ンティニアスミキサによってポリマーに各種添加剤を配
合し、混練する手法が広く採用されている。最近の連続
式では、混練部の先に更に押出し部も持つ２軸混練押出
機もよく利用される。この場合に、混練物の物性を満足
させる条件として、均一な可塑度およびフィラー薬品等
の配合添加物の均一な分散度が要求され、かかる要求を
満足するため、添加物の投入時期 (連続式の場合投入位
置) 、混練終了時点 (材料滞留時間) やその他各種運転
条件を制御する必要がある。
【０００３】従来このバッチ式における混練工程あるい
は連続式における混練部分の制御は、経験的に定められ
た時間、温度、消費電力量をもとに混練機設定上の調整
によって行っていた。つまり、予め混練物のサンプル練
りを行い、その結果から経験的に投入量 (フィード量)
、投入順序 (投入位置) および運転条件 (ロータ回転
数、冷却条件、材料充填量) を決定し、投入時期 (投入
位置) 、排出時間 (滞留時間）を決定する要因として混
練時間、混練物温度、消費電力量の基準を定め、これら
のいくつかを製造規格として混練工程の運転を行ってい
るのが現状である。ところが、実際には原料ポリマーの
可塑度、温度のバラツキ、投入時期のずれ、混練用ロー
タのフライトとチャンバとの間のチップクリアランスの
経時変化、機械温度、回転数変動等の各種機械稼働条件
の変動により、混練温度および混練時間 (滞留時間) が
基準値の許容範囲内にあっても、混練物の可塑度および
フィラー薬品等の配合添加物の均一な分散度が所定の値
とはならずバラツキを生じる。このため、例えば練り過
ぎた場合は、生産性の悪化、物性不良、エネルギ損失、
品質のバラツキ等が生じ、練り不足の場合は物性不良等
が生じ、また添加剤の投入時期がずれた場合は、物性不
良、品質のバラツキ、更に従来では運転条件 (ロータ回
転数、冷却条件、材料充填量) が練り始めから終わりま
で一定であるため、分塊から粘度低下まで変化する材料
の物性と運転条件とが一致せず、非効率的な混練となっ
ていた。
【０００４】そこで以上の問題点を解決するために、密
閉型混練機の混練制御方法として、密閉型混練機の適正
運転時の混練工程に対応するロータ駆動用モータの消費
電力基準パターンと、密閉型混練機の機械温度条件の混
練工程に応じた適正範囲を予め設定した運転条件基準パ
ターンを基準要素として記憶する制御回路を用い、上記
運転条件基準に従って各種運転条件を適正範囲内に保ち
つつ、密閉型混練機の運転中のロータ駆動用モータの消
費電力を検出し、その検出信号に基づき現実の消費電力
を上記消費電力基準パターンと比較して、両者の間に差
が生じた時に消費電力に関係する運転条件を上記適正範
囲内で調整することにより現実の消費電力を消費電力基
準パターンに追従させるように、各種運転条件の調節手
段を制御する方法を提案している (特公昭60-33530) 。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の場
合、消費電力量を検出し、混練物全体の粘度低下からの
フィードバックにより制御するため、粘度低下と混練物
の物性すなわち品質を最終的に決定するカーボンをはじ
めとするフィラーや薬品等の分散が一義的に対応する配
合については有益であったが、最近の傾向である多種多
様の材料配合や高度な品質の要求に対して、上記の制御
方法は直接的にカーボンをはじめとするフィラーや薬品
等の分散から制御していないために、粘度低下と分散が
一義的に対応しない配合については粘度物性は満足して
も、最終品質を決定するカーボンをはじめとするフィラ
ーや薬品等の分散が満足できない結果となり、最終的な
品質を満足しないことが多く、この制御方法を利用でき
ないという問題が生じた。また、最終的な配合物の分散
を制御していないために、途中の混練履歴を追従するた
めに、誤差が蓄積される結果、電力量が基準範囲内に入
っていようとも品質的に満足できない混練物になる場合
も多く、最終的な品質との対応ができてはいなかった。
【０００６】本発明は上記問題点に鑑み、分散に対する
最適な混練制御を行ない得ると共に、混練工程の省力化
を図ることができるようにしたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この技術的課題を解決す
るための本発明の第１の技術手段は、高分子材料と、粒
状物からなる配合剤とを混練室に投入し、高分子材料の
中に配合剤が均一に分散するように混練する混練機の制
御方法において、混練時に混練室から発生する音波を計
測することで、混練の終了を判定する点にある。
【０００８】第２の技術手段は、高分子材料と、粒状物
からなる配合剤とを混練室に投入し、高分子材料の中に
配合剤が均一に分散するように混練する混練機の制御方
法において、混練時に混練室から発生する音波を計測
し、この音波の波形が、配合剤が均一に分散したときに
発する波形になったことを検知することで、混練の終了
を判定する点にある。
【０００９】第３の技術手段は、高分子材料と、粒状物
からなる配合剤とを混練室に投入し、高分子材料の中に
配合剤が均一に分散するように混練する混練機のモニタ
リング方法において、混練時に混練室から発生する音波
を計測し、この音波の波形が、配合剤が均一に分散した
ときに発する波形になったことを検知することで、混練
状態をモニタリングする点にある。
【００１０】第４の技術手段は、高分子材料と、粒状物
からなる配合剤とを混練室に投入し、高分子材料の中に
配合剤が均一に分散するように混練する混練機の制御装
置において、混練時に混練室から発生する音波を検出す
る圧電素子を設け、この圧電素子により検出した音波の
波形が、配合剤が均一に分散したときに発する波形にな
ったことを検知することで混練の終了を判定する混練度
判別器を設けた点にある。
【００１１】第５の技術手段は、高分子材料と、粒状物
からなる配合剤とを混練室に投入し、高分子材料の中に
配合剤が均一に分散するように混練する混練機の制御装
置において、混練時に混練室から発生する音圧を検出す
る圧電素子を設け、この圧電素子により検出した音圧信
号を包絡線検波処理する包絡線検出器を設け、包絡線検
出器の包絡線検波出力波形から混練終了を判別する混練
度判別器を設けた点にある。
【００１２】第６の技術手段は、高分子材料と、粒状物
からなる配合剤とを混練室に投入し、高分子材料の中に
配合剤が均一に分散するように混練する混練機の制御方
法において、混練時に混練室から発生する音波を計測
し、この音波の波形から混練機の第二のトルクピークを
検出し、この検出した第二のトルクピークを基準として
混練を制御する点にある。
【００１３】
【作用】混練機によって高分子材料と粒状物からなる配
合剤とを混練する場合、混練室から発生する音波を検出
すると、単純混合工程から粘度低下から均一分散の工程
に移るに伴い、図２に示す如く音圧信号波形が(B) から
(C) のような音圧の小さな部分が多くなるように変化す
る。混練終了時には音圧の小さな部分(C) が頻繁に発生
する。そこで、この音波の波形を検知して、混練終了点
を確実に判定する。
【００１４】
【実施例】本発明の制御方法は、混練中に発生する音波
をチャンバ側壁に取り付けた圧電素子で拾われる音波を
利用する。但しこの音波は広範囲の周波数帯域に渡って
発生していることがわかっている。混練中に混練機から
発生する音波の音圧信号（発生する音波により圧電素子
が発生する生の電圧）の時間経過波形は、混練機中で生
じている各工程、材料の分塊、粉末・高分子材料の
練り込み、粉末凝集塊の分散、単純混合、粘度低
下と均一分散にそれぞれ対応した傾向を示していること
が判った。この中で、からの工程中のほぼ配合物の
分散が終了していると思われるあたりで大きな振幅の音
圧波形の発生頻度が少なくなるという現象が見られた。
波形変化の模式図を図２に示す。混練中には(B) のよう
な振幅の大きな音圧波形が大部分を占める。(A) は材料
押し込み部分がチャンバ等に衝突する時に発生する機械
音である。単純混合工程から粘度低下と均一分散の工程
に移るに伴い、音圧信号波形が(B) から(C) のような音
圧の小さな部分が多くなるように変化する。分散が終了
していると思われる時間では音圧の小さな部分(C) が頻
繁に発生することが判明した。
【００１５】これを粒子の分散という現象で考えると、
ポリマーとカーボンをはじめとするフィラーや薬品等の
混練操作中に、チャンバの外壁から音波を検出すること
は、ポリマーは粘弾性体で非常に振動減衰率が高いため
に、混練機内部で発生している音波を拾うことは不可能
で、概ねチャンバ壁面で発生している音波を拾っている
ことになる。この時チャンバ壁面では、ポリマーとカー
ボンをはじめとするフィラーや薬品等がロータの回転に
よってセン断作用を受け、カーボンをはじめとするフィ
ラーや薬品等は破砕されている。すなわち今回検出され
た大きな音圧は、カーボンをはじめとするフィラーや薬
品等が破砕される時に発生する音波である。小さな音圧
が頻繁に発生してくるということは、混練において粒子
の破砕が終了し、均一分散過程に入っていることを裏付
けている。
【００１６】以上の現象を利用して、混練中に発生する
音波波形を随時モニタリングすることによって最適な混
練方法を実現することが可能である。図１は本発明をバ
ッチ式混練機に応用した具体的実施例を示している。同
図において、1 は混練機本体で、左右一対のチャンバ側
壁2 を有する。3 は一対の混練用ロータで、混練機本体
1 に横軸姿勢で可回動に支持されている。4 は混練機本
体1 上に載置したホッパーである。混練機本体1 のチャ
ンバ側壁2 内に混練室5 が形成され、前記混練用ロータ
3 の混練翼6 が、該混練室5 内で回転するように構成さ
れている。
【００１７】混練室5 の上部には、ポリマーとカーボン
をはじめとするフィラーや薬品等の混練材料を挿入する
ための材料挿入口9 が形成され、混練室5 の下部には排
出口10が形成されている。前記ホッパー4 は材料挿入口
9 上に設けられており、このホッパー4 には材料押込み
用ウエイト11と、ウエイト11を上下動させるためのシリ
ンダ12とを有する。
【００１８】前記排出口10はドロップドア13で開閉自在
に施蓋され、ドロップドア13はドア開閉器14によって開
閉駆動されるように構成されている。17は前記一対の混
練用ロータ3 を回転駆動するためのロータ駆動モータで
ある。18はチャンバ側壁2 に設けた圧電素子で、混練室
5 内で発生する音波を検出して、その音圧信号を出力す
る。
【００１９】19は混練度判別器で、圧電素子18の音圧信
号をアンプ20を介して入力し、この入力した音圧信号波
形のうち図２に示す小振幅の波形(C) が２０％以上にな
ったときに混練終了と判別して、混練終了信号を出力す
る。21は混練機制御部で、混練度判別器19から混練終了
信号を入力したとき、ドア開閉器14を駆動して、ドロッ
プドア13を開放する。なお、混練終了判別後も混練作業
をバッチ式に続ける場合には、材料挿入口9 から新たな
混練材料をシリンダ12によって混練室5 内に入れると共
に、ロータ駆動モータ17の駆動をそのまま続行するが、
混練終了判別後に混練作業を停止する場合には、混練機
制御部21によって、ドロップドア13の開放と共にロータ
駆動モータ17の駆動を停止させる。
【００２０】図３は他の実施例を示し、23は包絡線検出
器で、圧電素子18の音圧信号をアンプ20を介して入力
し、その入力した音圧信号波形の頭の部分を包絡線でつ
ないだ包絡線波形を出力する。24は低周波通過フィルタ
で、包絡線検出器23から入力した包絡線波形のうちの高
周波を取除いた包絡線検波出力波形Ｖｉｎを出力する。
25は混練度判別器で、入力した包絡検波出力波形Ｖｉｎ
から図４に示す混練終了点を判別し、混練機制御部21に
混練終了信号を出力する。なお、その他の点は前記実施
例と同様の構成である。
【００２１】前記混練度判別器25は、図５に示すように
電圧変化演算回路29と電圧変化判別回路30と電圧比較判
別回路31,32,33,34 と基準電圧発生回路35,36 と論理積
演算回路37,38,39,40 と状態ホールド回路41,42,43,44
とを備える。電圧変化演算回路29は、低周波通過フィル
タ24から入力した包絡線検波出力波形Ｖｉｎの電圧変化
△Ｖを演算する。電圧変化判別回路30は、電圧変化演算
回路29により求めた電圧変化△Ｖが略０であるか否かを
判別し、略０になったとき高電圧となる判別信号Ｓを論
理積演算回路38,39,40に出力する。基準電圧発生回路35
は、図４に示す基準電圧Ｖ1 を出力する。基準電圧発生
回路36は、図４に示す基準電圧Ｖ2 を出力する。
【００２２】電圧比較判別回路31は、包絡線検波出力波
形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ1 とを比較し、包絡線検波出力波
形Ｖｉｎが大のとき高電圧となる判別信号Ｓ1 を論理積
演算回路37に出力する。電圧比較判別回路32は、包絡線
検波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ1 とを比較し、基準電
圧Ｖ1 が大のとき高電圧となる判別信号Ｓ2 を論理積演
算回路38に出力する。電圧比較判別回路33は、包絡線検
波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ2 とを比較し、包絡線検
波出力波形Ｖｉｎが大のとき高電圧となる判別信号Ｓ3
を論理積演算回路39に出力する。電圧比較判別回路34
は、包絡線検波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ2 とを比較
し、基準電圧Ｖ2 が大のとき高電圧となる判別信号Ｓ4
を論理積演算回路40に出力する。
【００２３】各状態ホールド回路41,42,43,44 は、対応
する論理積演算回路37,38,39,40 から高電圧を入力した
とき高電圧となる判別信号を夫々出力する。次に、混練
度判別器25の判別動作を図６のフローチャートを参照し
ながら説明する。ステップで、電圧比較判別回路31に
より包絡線検波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ1 とを比較
し、包絡線検波出力波形Ｖｉｎが大になれば図４及び図
５に示すステージ／を判定すると共に、ステップ
に進む。
【００２４】ステップで、電圧比較判別回路32により
包絡線検波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ1 とを比較し、
基準電圧Ｖ1 が大になれば、ステップに進む。ステッ
プで、電圧変化判別回路30により電圧変化△Ｖが略０
か否かを判別し、電圧変化△Ｖが略０になれば、図４及
び図５に示すステージを判定すると共に、ステップ
に進む。
【００２５】ステップで、電圧比較判別回路33によ
り、包絡線検波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ2 とを比較
し、包絡線検波出力波形Ｖｉｎが大になれば、ステップ
に進む。ステップで、電圧変化判別回路30により電
圧変化△Ｖが略０か否かを判別し、電圧変化△Ｖが略０
になれば、図４及び図５に示すステージを判定すると
共に、ステップに進む。
【００２６】ステップで、電圧比較判別回路34により
包絡線検波出力波形Ｖｉｎと基準電圧Ｖ2 とを比較し、
基準電圧Ｖ2 が大になれば、ステップに進む。ステッ
プで、電圧変化判別回路30により電圧変化△Ｖが略０
か否かを判別し、電圧変化△Ｖが略０になれば、図４及
び図５に示すステージを判定し、この時点で混練終了
信号を混練機制御部21に出力する。
【００２７】図７は本発明を連続式混練機に応用した他
の実施例を示し、同図において、51は混練機本体、52は
混練機本体51内に設けた混練用ロータ、53は混練機本体
51内に形成した混練室、54は混練用ロータ52を駆動する
ロータ駆動モータである。55は原料供給装置、56は原料
供給装置55の原料供給用ロータ、57は原料供給用ロータ
56を駆動するロータ駆動モータである。原料供給用ロー
タ56の回転によって原料供給装置55から混練機本体51内
に原料が供給され、混練用ロータ52の回転によって、原
料供給装置55から供給された原料が混練室52内に送られ
る混練室53内で混練されて、混練室53の排出口58側に排
出されるようになっている。59は混練度調節機構で、排
出口58の開口量を調整する。
【００２８】62は圧電素子で、混練室53内で発生する音
波を検出して、その音圧信号を出力する。63は混練度判
別器で、圧電素子62の音圧信号をアンプ64を介して入力
し、この入力した音圧信号中に図２に示す小振幅の波形
(C) が２０％程度あるか否かによって、適度な練り具合
か、練り過ぎか又は練不足かを判別する。65は混練機制
御部で、混練度判別器63からの判別信号を入力し、練り
過ぎの場合には、混練用ロータ52のロータ駆動モータ54
の回転数を上げ、原料供給用ロータ56のロータ駆動モー
タ57の回転数を下げ、或いは排出口58の開口を拡げるよ
うに混練度調節機構59を駆動すると共に、練り不足の場
合には、ロータ駆動モータ54の回転数を下げ、ロータ駆
動モータ57の回転数を上げ、或いは排出口58の開口を絞
るように混練度調節機構59を駆動して、混練度が適度に
なるように自動調整する。
【００２９】図８乃至図１０は他の実施例を示してい
る。この実施例は、高分子材料と、粒状物からなる配合
剤とを混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一
に分散するように混練する混練機の制御方法において、
混練時に混練室から発生する音波を計測し、この音波の
波形から混練機の第二のトルクピークを検出し、この検
出した第二のトルクピークを基準として混練を制御する
ようにしたものである。
【００３０】即ち、前記実施例では、音波の波形の振幅
が被混練物の粘度が低下したときに発生する小さな振幅
を検知することで、混練終了を判定する方法によって混
練制御を行っているが、ユーザが行っている混練操作方
法としては、一回の混練工程で混練を終了する配合もあ
れば、混練物の温度が急激に高くなるもの、一回で混練
すれば非常に混練時間の長くなるもの、添加剤を混入す
る手順によりどうしても数回の混練に分けなければ成ら
ないものなどのように、最終の混練終了判別だけでなく
途中の混練状況をモニタリングする必要がある場合も考
えられる。このような配合の場合、一般的に行われる方
法としては、電力波形の変化を感知することで、通常は
ポリマー投入後、カーボンを加えると、電力カーブに二
つのピークが観察され、遊離のカーボン粒子が略消失す
るときに現れる第二のトルクピークの出現を感知し、そ
れ以降の混練時間や、消費電力を制御することで、ある
程度のカーボンの分散を保証し、その後の混練操作によ
って、最終混練物とすることも多い。しかし、この第二
のトルクピークを測定する方法は、電力値の検知である
程度のカーボン分散を保証するという効果はあるもの
の、配合によっては、明確な第二のトルクピークが現れ
ない場合が多く、第二のトルクピークの出現時間を予め
想定した混練パターンで制御しても、第二のトルクピー
クの出現が不安定なために、ある程度のカーボン分散を
期待しても、バッチ間のバラツキが非常に大きく、後の
混練操作でカーボン分散の品質を揃えることに多大な労
力を要していた。特に、この様な現象は、軟質系のＥＰ
（エチレンプロピレン）ポリマーの配合に多く、オペレ
ータの経験によるところが大きかった。
【００３１】そこで、上記問題点を解決するために発明
されたのが、本実施例の方法である。一般に、第二のト
ルクピークは、高分子材料と粒状物から成る遊離カーボ
ンが一様に混ざり合う時点であり、その数十秒後に混練
物を排出している場合が多い。そのため、第二のトルク
ピークの発生を確実に感知することは、混練終了の判定
を確実に行い、バラツキの少ない混練物を排出するうえ
で重要であり、実際のユーザが行っている操作と一致す
ることになる。
【００３２】この第二のトルクピークの検出に対して
は、前記実施例の発明を鋭意研究した結果、配合により
出にくい材料に対しても、音波の発生状況を分析するこ
とによって、第二のトルクピークにあたる、音波のピー
クを検出することが可能であることが判った。以下、図
面に基づいて説明すると、図８において、混練室5 内で
発生した音波は、チャンバ側壁2 を通じて圧電素子18に
よって電圧に変換され、アンプ20によって増幅される。
71は混練度判別器で、圧電素子18の音圧信号をアンプ20
を介して入力し、この入力した音圧信号から図 9又は図
10に示す第二のトルクピークを検知し、この第二のトル
クピークを検知して所定時間が経過したときに混練終了
と判別して、混練終了信号を出力する。72は混練機制御
部で、混練度判別器71から混練終了信号を入力したと
き、ドア開閉器14を駆動して、ドロップドア13を開放す
る。
【００３３】上記実施例の構成によれば、混練室5 内で
発生する音波波形は、その混練室5外側に取り付けられ
た圧電素子18を通して電圧波形となり、アンプ20により
増幅されることによって、混練室5 内の混練状況を知る
ことができる。音波は、混練室5 内で生じているポリマ
ーの破砕、カーボンの破砕を検知するため、塊状から遊
離カーボンが分散し消失する時に大きな弾性波を発生
し、音波波形としてはそのときピーク値をとることにな
る。この検知されたピークの時点を電力値での第二のト
ルクピークと同じと見ることによって、電力値での第二
のトルクピークの検知しにくい配合の場合でも、検知す
ることができ、かつその時点からの混練時間或いは排出
ポリマー温度を設定することによって、バッチ間のバラ
ツキの無い混練物を得ることが可能になる。
【００３４】前記図 9は、ＳＢＲ １７１２をメインポ
リマーとするカーボン配合における音圧信号をアンプ20
によって増幅し、そのとき発生した電圧値の実効電圧値
の時間経過をフィルターを通した場合の波形図である。
この配合では、発生する電力値による第二のトルクピー
クの出現も比較的容易に検知することができる。第二の
トルクピークの検出後40秒に混合物を排出した結果、10
バッチの混合物の平均の分散率は、85±3 ％の範囲内の
混合物を得ることができた。
【００３５】前記図10は、第二のトルクピークの出にく
いＥＰをメインポリマーとするカーボン配合における音
圧信号をアンプ20によって増幅し、そのとき発生した電
圧値の実効電圧値の時間経過をフィルターを通した場合
の波形図である。この配合では、ＳＢＲ系と同様に初期
の材料投入時のピーク以外に、80秒付近で第二のトルク
ピークと対応するようにピークが発生している。このピ
ークが発生する時間を基準にして更に40秒の混練操作を
行う混練パターンを設定し、10バッチの混練を実施した
が、分散率は、89±4 ％の範囲内で混練物を得ることが
できた。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、発生する音波自身が、
フィラーやカーボンの分散に起因するものであり、混練
物の品質と対応する物性であることから、それをモニタ
リングすることは、フィラーやカーボンの分散を測定し
ていることと等価となり、分散に対する最適な混練制御
を行うことが可能となる。また、最適な混練制御をする
ことで、最短の比エネルギーで排出できる。その結果、
最終混練工程の均一混練での省力化が期待できる。ま
た、本制御方法によって、無人化に近い自動化も可能と
なる。
【００３７】また、本発明の制御装置によって、従来オ
フラインでないと測定できなかったカーボン分散を、オ
ンラインリアルタイムで測定でき、この測定結果を用い
て最適な混練制御を行うことが可能となる。また、従来
の制御装置では、予め排出時期を各パラメータ（混練時
間、混練物温度、消費電力量）の要因で決定していたの
に対し、最適な混練状態で排出することが可能となる。
その結果、省力化、無人化、自動化、省人化が可能とな
る。
【００３８】また、本発明によれば、混練時に混練室か
ら発生する音波を計測し、この音波の波形から混練機の
第二のトルクピークを検出し、この検出した第二のトル
クピークを基準として混練を制御するので、発生する音
波自身が、フィラーやカーボン分散に起因するものであ
り、混練物の品質と対応する物性であることから、それ
をモニタリングすることによって第二のトルクピークを
確実かつ簡単に検出し、バッチ間のバラツキの無い分散
に対する最適な混練制御を行うことが可能になる。ま
た、数回に渡り混練しなければならない材料配合に対し
て、常に排出時の混練物のカーボン分散状態を一定に保
つことが可能で、その後の混練操作を容易に一定に設定
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図２】音圧波形図である。
【図３】他の実施例を示す構成図である。
【図４】方絡線検波出力波形図である。
【図５】混練判別器のブロック図である。
【図６】フローチャートである。
【図７】他の実施例を示す構成図である。
【図８】他の実施例を示す構成図である。
【図９】音圧波形図である。
【図１０】音圧波形図である。
【符号の説明】
1 混練機本体 18 圧電素子 19 混練度判別器 21 混練機制御部 23 包絡線検出器 25 混練度判別器 51 混練機本体 62 圧電素子 63 混練度判別器 65 混練機制御部 71 混練度判別器 72 混練機制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｈ 17/00 Ｇ０１Ｈ 17/00 Ｄ (72)発明者 畑中 豪 兵庫県神戸市灘区日ノ出町４丁目１番１ 号 株式会社神戸製鋼所 岩屋工場内 (56)参考文献 特開 平２−4435（ＪＰ，Ａ) 実公 昭60−33530（ＪＰ，Ｙ２)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤と
    を混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に分
    散するように混練する混練機の制御方法において、 混練時に混練室から発生する音波を計測することで、混
    練の終了を判定することを特徴とする混練機の制御方
    法。
  2. 【請求項２】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤と
    を混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に分
    散するように混練する混練機の制御方法において、 混練時に混練室から発生する音波を計測し、この音波の
    波形が、配合剤が均一に分散したときに発する波形にな
    ったことを検知することで、混練の終了を判定すること
    を特徴とする混練機の制御方法。
  3. 【請求項３】 混練室から発生する音波に、配合剤が混
    練により破砕されるときに発する大振幅の波形が発生す
    る頻度が減少したときに、配合剤が均一に分散したとき
    に発する波形になったと検知することを特徴とする請求
    項２記載の混練機の制御方法。
  4. 【請求項４】 混練室から発生する音波に、配合剤が混
    練により破砕されるときに発する大振幅の波形の発生し
    ない所定値以上の時間間隔が生じたときに、配合剤が均
    一に分散したときに発する波形になったと検知すること
    を特徴とする請求項２記載の混練機の制御方法。
  5. 【請求項５】 混練室から発生する音波を包絡線検波処
    理し、処理後の波形の大きさが所定値以下になったとき
    に、配合剤が均一に分散したときに発する小さな振幅に
    なったと検知することを特徴とする請求項２記載の混練
    機の制御方法。
  6. 【請求項６】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤と
    を混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に分
    散するように混練する混練機のモニタリング方法におい
    て、 混練時に混練室から発生する音波を計測し、この音波の
    波形が、配合剤が均一に分散したときに発する波形にな
    ったことを検知することで、混練状態をモニタリングす
    ることを特徴とする混練機のモニタリング方法。
  7. 【請求項７】 混練室から発生する音波に、配合剤が混
    練により破砕されるときに発する大振幅の波形が発生す
    る頻度が減少したときに、配合剤が均一に分散したとき
    に発する波形になったと検知することを特徴とする請求
    項６記載の混練機のモニタリング方法。
  8. 【請求項８】 混練室から発生する音波に、配合剤が混
    練により破砕されるときに発する大振幅の波形の発生し
    ない所定値以上の時間間隔が生じたときに、配合剤が均
    一に分散したときに発する波形になったと検知すること
    を特徴とする請求項６記載の混練機のモニタリング方
    法。
  9. 【請求項９】 混練室から発生する音波を包絡線検波処
    理し、処理後の波形の大きさが所定値以下になったとき
    に、配合剤が均一に分散したときに発する波形になった
    と検知することを特徴とする請求項６記載の混練機のモ
    ニタリング方法。
  10. 【請求項１０】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤
    とを混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に
    分散するように混練する混練機の制御装置において、 混練時に混練室から発生する音波を検出する圧電素子を
    設け、この圧電素子により検出した音波の波形が、配合
    剤が均一に分散したときに発する波形になったことを検
    知することで混練の終了を判定する混練度判別器を設け
    たことを特徴とする混練機の制御装置。
  11. 【請求項１１】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤
    とを混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に
    分散するように混練する混練機の制御装置において、 混練時に混練室から発生する音圧を検出する圧電素子を
    設け、この圧電素子により検出した音圧信号を包絡線検
    波処理する包絡線検出器を設け、包絡線検出器の包絡線
    検波出力波形から混練終了を判別する混練度判別器を設
    けたことを特徴とする混練機の制御装置。
  12. 【請求項１２】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤
    とを混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に
    分散するように混練する混練機の制御方法において、 混練時に混練室から発生する音波を計測し、この音波の
    波形から混練機の第二のトルクピークを検出し、この検
    出した第二のトルクピークを基準として混練を制御する
    ことを特徴とする混練機の制御方法。
  13. 【請求項１３】 高分子材料と、粒状物からなる配合剤
    とを混練室に投入し、高分子材料の中に配合剤が均一に
    分散するように混練する混練機の制御方法において、 混練時に混練室から発生する音波を計測する圧電素子を
    設け、この音波の波形から混練機の第二のトルクピーク
    を検出する混練度判別器を設け、この検出した第二のト
    ルクピークを基準として混練を制御する混練機制御部を
    設けたことを特徴とする混練機の制御方法。
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