JPH05138649A - 高分子材料の素練り制御方法 - Google Patents
高分子材料の素練り制御方法Info
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- JPH05138649A JPH05138649A JP3303548A JP30354891A JPH05138649A JP H05138649 A JPH05138649 A JP H05138649A JP 3303548 A JP3303548 A JP 3303548A JP 30354891 A JP30354891 A JP 30354891A JP H05138649 A JPH05138649 A JP H05138649A
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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
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- 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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- B29B7/7495—Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
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- B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/82—Heating or cooling
- B29B7/823—Temperature control
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 所望のムーニ粘度を有する高分子材料を自動
的に排出できる素練り制御方法を提供する。 【構成】 高分子材料のセン断応力τ1 、セン断速度γ
1 及び材料温度Ｔの各データを対応させたデータベース
を作成する前工程；所望のムーニ粘度ＭＬと混練機内の
セン断速度γg とから所望のムーニ粘度ＭＬを示す高分
子材料のセン断応力値τMLを求める第１工程；前記デー
タベースから、前記第１工程におけるセン断応力τML及
びセン断速度γg に対応する温度ＴMLを求める第２工
程；並びに、素練り中の高分子材料の温度Ｔg が、前記
第２工程で求めた温度ＴML以上に達したときに、素練り
中の高分子材料を排出する第３工程を含む。
的に排出できる素練り制御方法を提供する。 【構成】 高分子材料のセン断応力τ1 、セン断速度γ
1 及び材料温度Ｔの各データを対応させたデータベース
を作成する前工程；所望のムーニ粘度ＭＬと混練機内の
セン断速度γg とから所望のムーニ粘度ＭＬを示す高分
子材料のセン断応力値τMLを求める第１工程；前記デー
タベースから、前記第１工程におけるセン断応力τML及
びセン断速度γg に対応する温度ＴMLを求める第２工
程；並びに、素練り中の高分子材料の温度Ｔg が、前記
第２工程で求めた温度ＴML以上に達したときに、素練り
中の高分子材料を排出する第３工程を含む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高分子材料、特に粘弾
性特性のばらつきが大きいゴム材料の成形前に行う素練
り工程の制御方法に関する。
性特性のばらつきが大きいゴム材料の成形前に行う素練
り工程の制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】粘弾性を有する高分子材料、特にゴム材
料は、組成が同じであっても、これらの生産地や採取さ
れる季節により、その粘弾性特性が大きくばらついてい
る。粘弾性特性が異なるゴム材料に、何ら処理を施すこ
となく、カーボン、オイル等の配合剤を配合してマスタ
ーバッチを調整すると、配合剤の分散性がばらつき、成
形品の物性低下の原因となる。
料は、組成が同じであっても、これらの生産地や採取さ
れる季節により、その粘弾性特性が大きくばらついてい
る。粘弾性特性が異なるゴム材料に、何ら処理を施すこ
となく、カーボン、オイル等の配合剤を配合してマスタ
ーバッチを調整すると、配合剤の分散性がばらつき、成
形品の物性低下の原因となる。
【０００３】このため、一般にマスターバッチを調整す
る前に、ゴム材料の粘弾性特性を均一にすべく、素練り
を行っている。素練りとは、ゴム材料にセン断力を与
え、解重合すなわち分子鎖を切断して粘性を低下させ、
成形に必要な可塑性を生じさせる作業である。このよう
な素練り工程、すなわち分子鎖の切断作業は、一般に２
ロールや密閉式混練機であるバンバリーミキサーなどで
ゴム材料を混練することにより行われる。素練り工程に
て、分子鎖が切断されて、所望の粘度にまで下がったゴ
ム材料（以下、素練り材料という）は、その後、マスタ
ーバッチ工程に送られる。
る前に、ゴム材料の粘弾性特性を均一にすべく、素練り
を行っている。素練りとは、ゴム材料にセン断力を与
え、解重合すなわち分子鎖を切断して粘性を低下させ、
成形に必要な可塑性を生じさせる作業である。このよう
な素練り工程、すなわち分子鎖の切断作業は、一般に２
ロールや密閉式混練機であるバンバリーミキサーなどで
ゴム材料を混練することにより行われる。素練り工程に
て、分子鎖が切断されて、所望の粘度にまで下がったゴ
ム材料（以下、素練り材料という）は、その後、マスタ
ーバッチ工程に送られる。
【０００４】得られた素練り材料の粘度が適正かどうか
を評価する方法として、混練機から排出された素練り材
料のサンプルを無作為に抽出し、これを冷却した後、ム
ーニ粘度を測定する方法が一般に行われている。例え
ば、タイヤ産業などでは、１バッチに２００ｌ（ほぼ２
００ｋｇ）程度混練できる混練機を用いて、１種類のゴ
ム材料について２０〜３０バッチ混練し、２０〜３０バ
ッチのうち、粘度の値がメーカの作業標準に適し、かつ
バッチ間の粘度のばらつきが小さいものを選択してマス
ターバッチ工程に送っている。
を評価する方法として、混練機から排出された素練り材
料のサンプルを無作為に抽出し、これを冷却した後、ム
ーニ粘度を測定する方法が一般に行われている。例え
ば、タイヤ産業などでは、１バッチに２００ｌ（ほぼ２
００ｋｇ）程度混練できる混練機を用いて、１種類のゴ
ム材料について２０〜３０バッチ混練し、２０〜３０バ
ッチのうち、粘度の値がメーカの作業標準に適し、かつ
バッチ間の粘度のばらつきが小さいものを選択してマス
ターバッチ工程に送っている。
【０００５】ここで、ムーニ粘度とは、素練り材料の可
塑度の指標として広く使用されている値で、一定温度で
一定回転している円筒形回転レオメータのトルクから求
められる。ムーニ粘度の測定方法の詳細については、Ｊ
ＩＳ Ｋ ６３０１に記載されている。また、最近のエ
レクトロニクス産業の発達により、図６に示すようなシ
ステムで素練り工程の自動化が推進されている。図６に
おいて、混練機４１のロータ４２を駆動するモータ４３
の出力電力や材料温度が検出器４４、４５によりリアル
タイムで検出され、材料温度及び積算電力値が入力装置
４６を介して制御機４７に予め入力設定した値に達した
ときに、ドロップドア４８を開いて素練り材料を自動的
に排出する。排出された素練り材料のムーニ粘度測定も
自動的に行うことが可能である。
塑度の指標として広く使用されている値で、一定温度で
一定回転している円筒形回転レオメータのトルクから求
められる。ムーニ粘度の測定方法の詳細については、Ｊ
ＩＳ Ｋ ６３０１に記載されている。また、最近のエ
レクトロニクス産業の発達により、図６に示すようなシ
ステムで素練り工程の自動化が推進されている。図６に
おいて、混練機４１のロータ４２を駆動するモータ４３
の出力電力や材料温度が検出器４４、４５によりリアル
タイムで検出され、材料温度及び積算電力値が入力装置
４６を介して制御機４７に予め入力設定した値に達した
ときに、ドロップドア４８を開いて素練り材料を自動的
に排出する。排出された素練り材料のムーニ粘度測定も
自動的に行うことが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、無作為抽出し
たサンプルのムーニ粘度を測定して素練り材料を評価す
る方法は、誤差が大きい上に、あるサンプルのムーニ粘
度を測定している間、このロットの他の素練り材料は保
管されるため、測定、保管の間にもムーニ粘度すなわち
可塑度は変化して、測定誤差、バッチ間のばらつきが大
きくなる。また、無作為抽出及びムーニ粘度の測定作業
が生産工程の自動化を妨げ、生産性の低下、コスト高の
原因となっている。
たサンプルのムーニ粘度を測定して素練り材料を評価す
る方法は、誤差が大きい上に、あるサンプルのムーニ粘
度を測定している間、このロットの他の素練り材料は保
管されるため、測定、保管の間にもムーニ粘度すなわち
可塑度は変化して、測定誤差、バッチ間のばらつきが大
きくなる。また、無作為抽出及びムーニ粘度の測定作業
が生産工程の自動化を妨げ、生産性の低下、コスト高の
原因となっている。
【０００７】図６に示す素練り制御システムによれば、
素練り材料の自動的排出、及びムーニ粘度測定を自動的
に行うことが可能となり、従来のサンプル無作為抽出に
よる評価と比べてバッチ間のばらつきは小さくなる。し
かしながら、素練り材料の排出時間設定のための入力デ
ータ（材料温度及び積算電力値）やムーニ粘度測定時の
予熱等については、作業者の判断によるため、測定精
度、素練り材料の粘弾性特性が作業者の熟練度に依存す
るという問題がある。
素練り材料の自動的排出、及びムーニ粘度測定を自動的
に行うことが可能となり、従来のサンプル無作為抽出に
よる評価と比べてバッチ間のばらつきは小さくなる。し
かしながら、素練り材料の排出時間設定のための入力デ
ータ（材料温度及び積算電力値）やムーニ粘度測定時の
予熱等については、作業者の判断によるため、測定精
度、素練り材料の粘弾性特性が作業者の熟練度に依存す
るという問題がある。
【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、その目的とするところは、排出した素練
り材料のムーニ粘度を測定することなく、所望のムーニ
粘度を有する素練り材料を自動的に排出して、バッチ間
のばらつきがなく、作業者の熟練度に拘らず、所望の可
塑度を有する素練り材料を得ることができる高分子材料
の素練り制御方法を提供することにある。
たものであり、その目的とするところは、排出した素練
り材料のムーニ粘度を測定することなく、所望のムーニ
粘度を有する素練り材料を自動的に排出して、バッチ間
のばらつきがなく、作業者の熟練度に拘らず、所望の可
塑度を有する素練り材料を得ることができる高分子材料
の素練り制御方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の高分子材料の素
練り制御方法は、高分子材料を素練りして、所望のムー
ニ粘度となった素練り材料を排出する高分子材料の素練
り制御方法において、前記高分子材料のセン断応力
τ1 、セン断速度γ1 及び材料温度Ｔの各データを対応
させたデータベースを作成する前工程；所望のムーニ粘
度ＭＬと混練機内のセン断速度γg とから所望のムーニ
粘度ＭＬを示す高分子材料のセン断応力値τ MLを求める
第１工程；前記データベースから、前記第１工程におけ
るセン断応力τML及びセン断速度γg に対応する温度Ｔ
MLを求める第２工程；並びに素練り中の高分子材料の温
度Ｔg が、前記第２工程で求めた温度ＴML以上に達した
ときに、素練り中の高分子材料を排出する第３工程を含
んでいる。
練り制御方法は、高分子材料を素練りして、所望のムー
ニ粘度となった素練り材料を排出する高分子材料の素練
り制御方法において、前記高分子材料のセン断応力
τ1 、セン断速度γ1 及び材料温度Ｔの各データを対応
させたデータベースを作成する前工程；所望のムーニ粘
度ＭＬと混練機内のセン断速度γg とから所望のムーニ
粘度ＭＬを示す高分子材料のセン断応力値τ MLを求める
第１工程；前記データベースから、前記第１工程におけ
るセン断応力τML及びセン断速度γg に対応する温度Ｔ
MLを求める第２工程；並びに素練り中の高分子材料の温
度Ｔg が、前記第２工程で求めた温度ＴML以上に達した
ときに、素練り中の高分子材料を排出する第３工程を含
んでいる。
【００１０】
【作用】本発明では、前工程で、予めゴム材料のセン断
応力τ1 を混練機のセン断速度γ1 ，材料温度Ｔで表し
た関数τ1 ＝ｆ（γ1 ，Ｔ）を決定する。一方、ムーニ
粘度ＭＬを有するゴム材料について、セン断応力τ
MLは、混練機のセン断速度γg ，ムーニ粘度ＭＬからな
る関数τML＝ｇ（ＭＬ，γg ）で表せる。第１工程に
て、この関数式に、混練機のセン断速度γg 及び得よう
とする素練り材料のムーニ粘度ＭＬを代入することによ
り、所望のムーニ粘度ＭＬを有するゴム材料のセン断応
力τMLを求める。
応力τ1 を混練機のセン断速度γ1 ，材料温度Ｔで表し
た関数τ1 ＝ｆ（γ1 ，Ｔ）を決定する。一方、ムーニ
粘度ＭＬを有するゴム材料について、セン断応力τ
MLは、混練機のセン断速度γg ，ムーニ粘度ＭＬからな
る関数τML＝ｇ（ＭＬ，γg ）で表せる。第１工程に
て、この関数式に、混練機のセン断速度γg 及び得よう
とする素練り材料のムーニ粘度ＭＬを代入することによ
り、所望のムーニ粘度ＭＬを有するゴム材料のセン断応
力τMLを求める。
【００１１】次いで、前工程で決定した関数式におい
て、γ1 に混練機内のセン断速度γg を代入し、τ1 ＝
τMLとすれば、所望のムーニ粘度を有するゴム材料の温
度温度ＴMLが求まる（第２工程）。素練り中のゴム材料
の温度Ｔg をリアルタイムで測定し、ゴム材料の温度Ｔ
g がＴML以上になったときに混練機から素練り材料を排
出する（第３工程）と、排出された素練り材料のムーニ
粘度は、ほぼ所望のムーニ粘度ＭＬと等しい。よって、
排出された素練り材料が、メーカの設定基準に適正かど
うかを評価するためのムーニ粘度の測定は不要である。
従って、バッチ間のばらつきが小さくなる上に、素練り
材料の粘弾性特性も作業者の熟練度に影響されずに済
む。
て、γ1 に混練機内のセン断速度γg を代入し、τ1 ＝
τMLとすれば、所望のムーニ粘度を有するゴム材料の温
度温度ＴMLが求まる（第２工程）。素練り中のゴム材料
の温度Ｔg をリアルタイムで測定し、ゴム材料の温度Ｔ
g がＴML以上になったときに混練機から素練り材料を排
出する（第３工程）と、排出された素練り材料のムーニ
粘度は、ほぼ所望のムーニ粘度ＭＬと等しい。よって、
排出された素練り材料が、メーカの設定基準に適正かど
うかを評価するためのムーニ粘度の測定は不要である。
従って、バッチ間のばらつきが小さくなる上に、素練り
材料の粘弾性特性も作業者の熟練度に影響されずに済
む。
【００１２】また、所望のムーニ粘度を有する素練り材
料の排出、及び後に続く工程の自動化が可能となる。
料の排出、及び後に続く工程の自動化が可能となる。
【００１３】
【実施例】本発明の制御方法を図１に示すフローチャー
トに基づいて説明する。ゴム材料のセン断応力τ1 はア
レニュースの式より式に示すようなセン断速度γ1 と
材料温度Ｔの関数で表される。
トに基づいて説明する。ゴム材料のセン断応力τ1 はア
レニュースの式より式に示すようなセン断速度γ1 と
材料温度Ｔの関数で表される。
【００１４】
【数１】
【００１５】式中、Ｔ0 は粘度のマスターカーブを求め
た時の基準温度、ｍT は基準温度における粘度のべき乗
の指数、Ｋ0 は基準温度における粘性指数、ａT はマス
ターカーブを求めるためのシフトファクターである。Ｃ
1 、Ｃ2 は各々粘度測定から求まる定数である。まず、
使用するゴム材料について、キャピラリ（毛細管）粘度
計で粘度を測定し（ステップ１）、定数Ｃ1 及びＣ2 を
求めて、式に示す関数式を決定する（ステップ２）。
この関数をデータベース化して、コンピュータの記憶領
域に格納しておく（ステップ３）。ここまでが、請求の
範囲に記載の前工程に相当する。
た時の基準温度、ｍT は基準温度における粘度のべき乗
の指数、Ｋ0 は基準温度における粘性指数、ａT はマス
ターカーブを求めるためのシフトファクターである。Ｃ
1 、Ｃ2 は各々粘度測定から求まる定数である。まず、
使用するゴム材料について、キャピラリ（毛細管）粘度
計で粘度を測定し（ステップ１）、定数Ｃ1 及びＣ2 を
求めて、式に示す関数式を決定する（ステップ２）。
この関数をデータベース化して、コンピュータの記憶領
域に格納しておく（ステップ３）。ここまでが、請求の
範囲に記載の前工程に相当する。
【００１６】一方、ムーニ粘度ＭＬに対応するムーニ粘
度計の試料室内での平均セン断応力τ2 は式で表さ
れ、試料室内での平均セン断速度γ2 は、式で表され
る。ムーニ粘度計は、図３に示すように、ロータ１１と
ステータ１３との間に試料片１２を密閉し、ロータ１１
を回転させたときに生ずる試料片１２の抵抗を測定でき
るようにしたもので、ロータ１１の半径Ｒ1 及び厚み
ｌ、ゴム材料の半径Ｒ2 及び厚みｈである。
度計の試料室内での平均セン断応力τ2 は式で表さ
れ、試料室内での平均セン断速度γ2 は、式で表され
る。ムーニ粘度計は、図３に示すように、ロータ１１と
ステータ１３との間に試料片１２を密閉し、ロータ１１
を回転させたときに生ずる試料片１２の抵抗を測定でき
るようにしたもので、ロータ１１の半径Ｒ1 及び厚み
ｌ、ゴム材料の半径Ｒ2 及び厚みｈである。
【００１７】
【数２】
【００１８】式中、Ａはロータ１１を回転させるのに必
要な総トルク、Ｎはロータ１１の回転数、ｎはキャピラ
リ粘度計より求められた基準温度のべき乗数の逆数で材
料固有の値である。なお、総トルクＡとムーニ粘度ＭＬ
との関係は式で表される。
要な総トルク、Ｎはロータ１１の回転数、ｎはキャピラ
リ粘度計より求められた基準温度のべき乗数の逆数で材
料固有の値である。なお、総トルクＡとムーニ粘度ＭＬ
との関係は式で表される。
【００１９】
【数３】
【００２０】ところで、ムーニ粘度計の試料室内での平
均セン断応力τ2 は、式により、混練機内でのセン断
応力τMLに換算することができる。式は、ゴム材料の
セン断応力τMLをムーニ粘度ＭＬ及び混練機内のセン断
速度γg の関数τML＝ｇ（ＭＬ，γg）で表した式であ
る（ステップ４）。
均セン断応力τ2 は、式により、混練機内でのセン断
応力τMLに換算することができる。式は、ゴム材料の
セン断応力τMLをムーニ粘度ＭＬ及び混練機内のセン断
速度γg の関数τML＝ｇ（ＭＬ，γg）で表した式であ
る（ステップ４）。
【００２１】
【数４】
【００２２】以上の演算をコンピュータにて自動的に行
いつつ、混練機のロータ回転数の検出からセン断速度γ
g を計算し（ステップ５）、セン断速度γg 、及び
式、式から求めた所望のムーニ粘度ＭＬに対応する平
均セン断応力τ2 、平均セン断速度γ2 を、式に代入
して、混練機内でのセン断速度γg におけるセン断応力
τMLを求める（ステップ６）。次いで、式において、
τ1 にτMLを、γ1 にγg を代入すれば、セン断速度γ
gでセン断応力τMLとなるときの材料温度ＴMLを決定で
きる（ステップ７）。ステップ５、６は請求の範囲に記
載の第１工程に相当し、ステップ７は第２工程に相当す
る。
いつつ、混練機のロータ回転数の検出からセン断速度γ
g を計算し（ステップ５）、セン断速度γg 、及び
式、式から求めた所望のムーニ粘度ＭＬに対応する平
均セン断応力τ2 、平均セン断速度γ2 を、式に代入
して、混練機内でのセン断速度γg におけるセン断応力
τMLを求める（ステップ６）。次いで、式において、
τ1 にτMLを、γ1 にγg を代入すれば、セン断速度γ
gでセン断応力τMLとなるときの材料温度ＴMLを決定で
きる（ステップ７）。ステップ５、６は請求の範囲に記
載の第１工程に相当し、ステップ７は第２工程に相当す
る。
【００２３】混練機内の温度Ｔg を検出し（ステップ
８）、Ｔgと先に求めた材料温度ＴMLとを比較した（ス
テップ９）結果、Ｔg がＴML以上（Ｔg ≧ＴML）であれ
ば、混練機より素練り材料を排出する（ステップ１
０）。ステップ８〜１０は、請求の範囲に記載の第３工
程に相当する。比較結果において、Ｔg がＴML未満（Ｔ
g ＜ＴML）であれば、再び混練中の混練機内のセン断速
度γg を検出して、セン断応力τMLを決定し（ステップ
５、６）、当該セン断速度γg における所望のムーニ粘
度に対応する材料温度ＴMLを決定し（ステップ７）、上
記操作（ステップ８〜１０）を繰り返す。
８）、Ｔgと先に求めた材料温度ＴMLとを比較した（ス
テップ９）結果、Ｔg がＴML以上（Ｔg ≧ＴML）であれ
ば、混練機より素練り材料を排出する（ステップ１
０）。ステップ８〜１０は、請求の範囲に記載の第３工
程に相当する。比較結果において、Ｔg がＴML未満（Ｔ
g ＜ＴML）であれば、再び混練中の混練機内のセン断速
度γg を検出して、セン断応力τMLを決定し（ステップ
５、６）、当該セン断速度γg における所望のムーニ粘
度に対応する材料温度ＴMLを決定し（ステップ７）、上
記操作（ステップ８〜１０）を繰り返す。
【００２４】なお、図２のフローチャートではキャピラ
リ粘度測定法に基づいてデータベースを作成したが、本
発明は、ゴム材料のセン断応力τ1 を材料温度Ｔとセン
断速度γ1 との関数式で表せるデータが得られれば、他
の方法によってデータベースを作成してもよい。次に、
本発明の制御方法を用いて、ゴム材料の素練り工程を制
御するシステムを、図１に示すブロック図に基づいて説
明する。
リ粘度測定法に基づいてデータベースを作成したが、本
発明は、ゴム材料のセン断応力τ1 を材料温度Ｔとセン
断速度γ1 との関数式で表せるデータが得られれば、他
の方法によってデータベースを作成してもよい。次に、
本発明の制御方法を用いて、ゴム材料の素練り工程を制
御するシステムを、図１に示すブロック図に基づいて説
明する。
【００２５】図１中、２１はゴム材料を混練する混練機
である。ゴム材料は混練機２１中の混練室２２内で、混
練用ロータ２３にて混練される。２４は素練り材料を排
出するためのドロップドアである。混練中のゴム材料の
温度は、材料温度検出器２５でモニタされており、混練
用ロータ２３を駆動しているモータ２６の回転数は、瞬
時回転数検出器２７でモニタされている。材料温度検出
器２５及び瞬時回転数検出器２７はＡ／Ｄ変換器２８を
解して中央処理装置（ＣＰＵ）２９に接続されている。
である。ゴム材料は混練機２１中の混練室２２内で、混
練用ロータ２３にて混練される。２４は素練り材料を排
出するためのドロップドアである。混練中のゴム材料の
温度は、材料温度検出器２５でモニタされており、混練
用ロータ２３を駆動しているモータ２６の回転数は、瞬
時回転数検出器２７でモニタされている。材料温度検出
器２５及び瞬時回転数検出器２７はＡ／Ｄ変換器２８を
解して中央処理装置（ＣＰＵ）２９に接続されている。
【００２６】ＣＰＵ２９は、アレニュースの式に基づく
粘度データを記憶している記憶装置３０及び設定しよう
とするムーニ粘度を入力するための入力装置３１に接続
されている。また、中央処理装置ＣＰＵ２９は、ドロッ
プドア２４を開閉するドロップドア開閉機３２を制御す
る制御器３３に接続されている。以上のような構成を有
する素練り工程システムにおいて、素練り材料として後
工程に適したムーニ粘度を入力装置３１に入力する。一
方、回転数検出器２７にて検出された回転数及び材料温
度Ｔg が、各々リアルタイムでＡ／Ｄ変換器２８にてデ
ィジタル信号に変換されて、ＣＰＵ２９へ入力されてい
る。混練機内でのセン断速度γg は、検出されたロータ
の回転数により一義的に求められる。
粘度データを記憶している記憶装置３０及び設定しよう
とするムーニ粘度を入力するための入力装置３１に接続
されている。また、中央処理装置ＣＰＵ２９は、ドロッ
プドア２４を開閉するドロップドア開閉機３２を制御す
る制御器３３に接続されている。以上のような構成を有
する素練り工程システムにおいて、素練り材料として後
工程に適したムーニ粘度を入力装置３１に入力する。一
方、回転数検出器２７にて検出された回転数及び材料温
度Ｔg が、各々リアルタイムでＡ／Ｄ変換器２８にてデ
ィジタル信号に変換されて、ＣＰＵ２９へ入力されてい
る。混練機内でのセン断速度γg は、検出されたロータ
の回転数により一義的に求められる。
【００２７】ＣＰＵ２９は、入力されたムーニ粘度ＭＬ
及び記憶装置３０に格納されている粘度データを基に、
先に説明した方法により、セン断速度γg における設定
ムーニ粘度に対応する材料温度ＴMLを算出する。そし
て、ＣＰＵ２９は、混練中の材料温度Ｔg とＴMLとを比
較し、Ｔg がＴML以上のときに制御器２８へ制御信号を
入力する。制御信号が入力された制御器３３はドロップ
ドア開閉機３２を介して、ドロップドア２４を開き、素
練り材料を排出する。
及び記憶装置３０に格納されている粘度データを基に、
先に説明した方法により、セン断速度γg における設定
ムーニ粘度に対応する材料温度ＴMLを算出する。そし
て、ＣＰＵ２９は、混練中の材料温度Ｔg とＴMLとを比
較し、Ｔg がＴML以上のときに制御器２８へ制御信号を
入力する。制御信号が入力された制御器３３はドロップ
ドア開閉機３２を介して、ドロップドア２４を開き、素
練り材料を排出する。
【００２８】以上のように、予めゴム材料の粘度に関す
るデータベースを作成してムーニ粘度を入力設定すれ
ば、設定ムーニ粘度の約±１０％以内にある素練り材料
を排出できる。従って、本発明の素練り制御方法によれ
ば、排出した素練り材料のムーニ粘度を測定して評価し
なくても、所望のムーニ粘度を有する素練り材料を得る
ことができる。このことは、バッチ間のバラツキを少な
くし、作業者の熟練度に拘らず、メーカの基準に対して
精度の高い素練り材料を提供できることに繋がる。
るデータベースを作成してムーニ粘度を入力設定すれ
ば、設定ムーニ粘度の約±１０％以内にある素練り材料
を排出できる。従って、本発明の素練り制御方法によれ
ば、排出した素練り材料のムーニ粘度を測定して評価し
なくても、所望のムーニ粘度を有する素練り材料を得る
ことができる。このことは、バッチ間のバラツキを少な
くし、作業者の熟練度に拘らず、メーカの基準に対して
精度の高い素練り材料を提供できることに繋がる。
【００２９】また、従来のように、素練り材料を排出し
た後、ムーニ粘度を測定する必要がないので、排出した
素練り材料を、そのまま後工程に送ることができ、材料
温度及び回転数のデータ取り込みを自動化すれば、生産
工程の連続自動化が可能となり、生産性の向上、生産コ
ストの引き下げが可能となる。さらに、本発明の方法
は、所望のムーニ粘度を設定入力するだけなので、種々
のムーニ粘度に対処して簡単に素練り工程を制御できる
ので、多品種少量生産という最近の要請に充分対応でき
る。
た後、ムーニ粘度を測定する必要がないので、排出した
素練り材料を、そのまま後工程に送ることができ、材料
温度及び回転数のデータ取り込みを自動化すれば、生産
工程の連続自動化が可能となり、生産性の向上、生産コ
ストの引き下げが可能となる。さらに、本発明の方法
は、所望のムーニ粘度を設定入力するだけなので、種々
のムーニ粘度に対処して簡単に素練り工程を制御できる
ので、多品種少量生産という最近の要請に充分対応でき
る。
【００３０】なお、本実施例ではゴム材料について説明
したが、本発明の素練り制御方法は、配合剤等の混練工
程に先立って、材料の粘弾性特性を均一にすべく、素練
り工程を必要とする他の高分子材料についても適用でき
る。 〔具体的実施例〕 実施例１；天然ゴム材料（ＲＳＳ＃４）を２ｌのバンバ
リー型ミキサー（神戸製鋼所製のＢＢ−２型）で素練り
するのに際して、得ようとする素練り材料のムーニ粘度
を８５（ＭＬ１＋４（１００℃））に設定した。ミキサ
ーのロータ回転速度は、６２．５ｒｐｍである。
したが、本発明の素練り制御方法は、配合剤等の混練工
程に先立って、材料の粘弾性特性を均一にすべく、素練
り工程を必要とする他の高分子材料についても適用でき
る。 〔具体的実施例〕 実施例１；天然ゴム材料（ＲＳＳ＃４）を２ｌのバンバ
リー型ミキサー（神戸製鋼所製のＢＢ−２型）で素練り
するのに際して、得ようとする素練り材料のムーニ粘度
を８５（ＭＬ１＋４（１００℃））に設定した。ミキサ
ーのロータ回転速度は、６２．５ｒｐｍである。
【００３１】式、式より、ムーニ粘度８５（ＭＬ１
＋４（１００℃））に対応するセン断速度γ2 は１．３
８ｓｅｃ-1であり、セン断応力τ2 は１．６９×１０6
ｄｙｎ／ｃｍ2 である。素練り中の混練機のセン断速度
γg を検出したところ、１３８．５ｓｅｃ-1であった。
式より、γg ＝１３８．５ｓｅｃ-1においてムーニ粘
度８５に対応する混練機中におけるセン断応力τMLを求
める。τML＝６．３４４×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2 であ
る。
＋４（１００℃））に対応するセン断速度γ2 は１．３
８ｓｅｃ-1であり、セン断応力τ2 は１．６９×１０6
ｄｙｎ／ｃｍ2 である。素練り中の混練機のセン断速度
γg を検出したところ、１３８．５ｓｅｃ-1であった。
式より、γg ＝１３８．５ｓｅｃ-1においてムーニ粘
度８５に対応する混練機中におけるセン断応力τMLを求
める。τML＝６．３４４×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2 であ
る。
【００３２】一方、天然ゴム材料（ＲＳＳ＃４）につい
て、キャピラリ粘度計（インストロン社製）で測定した
粘度に基づいて得られるγg ＝１３８．５ｓｅｃ-1にお
ける関数式（式）を表した粘度のマスターカーブは、
図４に示す通りである。図４において、γg ＝１３８．
５ｓｅｃ-1でτML＝６．３４４×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2
となる材料温度ＴMLは１０５℃となる。
て、キャピラリ粘度計（インストロン社製）で測定した
粘度に基づいて得られるγg ＝１３８．５ｓｅｃ-1にお
ける関数式（式）を表した粘度のマスターカーブは、
図４に示す通りである。図４において、γg ＝１３８．
５ｓｅｃ-1でτML＝６．３４４×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2
となる材料温度ＴMLは１０５℃となる。
【００３３】混練中の材料温度Ｔg をモニタリングし、
Ｔg が１０５℃となったとき、素練り材料を排出した。
排出された素練り材料のムーニ粘度を測定したところ、
８４．５（ＭＬ１＋４（１００℃））であり、設定した
ムーニ粘度と非常によく一致していた。 実施例２；実施例１と同様のゴム材料及びバンバリー型
ミキサー（神戸製鋼所製のＢＢ−２型）を用い、ムーニ
粘度を７５（ＭＬ１＋４（１００℃））に設定した。ミ
キサーのロータ回転速度は、１２５ｒｐｍであった。
Ｔg が１０５℃となったとき、素練り材料を排出した。
排出された素練り材料のムーニ粘度を測定したところ、
８４．５（ＭＬ１＋４（１００℃））であり、設定した
ムーニ粘度と非常によく一致していた。 実施例２；実施例１と同様のゴム材料及びバンバリー型
ミキサー（神戸製鋼所製のＢＢ−２型）を用い、ムーニ
粘度を７５（ＭＬ１＋４（１００℃））に設定した。ミ
キサーのロータ回転速度は、１２５ｒｐｍであった。
【００３４】ムーニ粘度７５（ＭＬ１＋４（１００
℃））に対応するセン断速度γ2 は１．４８ｓｅｃ-1、
セン断応力τ2 は１．４６×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2 であ
る。一方、この天然ゴム材料に関する関数式（式）を
表した粘度のマスターカーブは、図５に示す通りであ
る。素練り中の混練機のセン断速度γg を検出したとこ
ろ、２７７．１ｓｅｃ-1であった。実施例１と同様にし
て、γg ＝２７７．１ｓｅｃ-1におけるムーニ粘度７５
に対応する混練機中におけるセン断応力τMLを求め（τ
ML＝６．５５４×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2 ）、さらに図５
から対応する材料温度ＴMLを求めた（ＴML＝１１５
℃）。
℃））に対応するセン断速度γ2 は１．４８ｓｅｃ-1、
セン断応力τ2 は１．４６×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2 であ
る。一方、この天然ゴム材料に関する関数式（式）を
表した粘度のマスターカーブは、図５に示す通りであ
る。素練り中の混練機のセン断速度γg を検出したとこ
ろ、２７７．１ｓｅｃ-1であった。実施例１と同様にし
て、γg ＝２７７．１ｓｅｃ-1におけるムーニ粘度７５
に対応する混練機中におけるセン断応力τMLを求め（τ
ML＝６．５５４×１０6 ｄｙｎ／ｃｍ2 ）、さらに図５
から対応する材料温度ＴMLを求めた（ＴML＝１１５
℃）。
【００３５】混練中の材料温度Ｔg をモニタリングし、
Ｔg が１１５℃となったとき、材料を排出した。排出さ
れた素練り材料のムーニ粘度を測定したところ、７３．
２（ＭＬ１＋４（１００℃））であり、設定したムーニ
粘度と非常によく一致していた。
Ｔg が１１５℃となったとき、材料を排出した。排出さ
れた素練り材料のムーニ粘度を測定したところ、７３．
２（ＭＬ１＋４（１００℃））であり、設定したムーニ
粘度と非常によく一致していた。
【００３６】
【発明の効果】本発明の高分子材料の素練り制御方法
は、従来のような排出した素練り材料のムーニ粘度を測
定評価しなくても、予め高分子材料の粘度に関するデー
タベースを作成し、所望のムーニ粘度を設定すれば、ロ
ータ回転数、バッチファクター、比エネルギー、作業者
の熟練度等に拘らず、所望のムーニ粘度を有する素練り
材料を得ることができる。
は、従来のような排出した素練り材料のムーニ粘度を測
定評価しなくても、予め高分子材料の粘度に関するデー
タベースを作成し、所望のムーニ粘度を設定すれば、ロ
ータ回転数、バッチファクター、比エネルギー、作業者
の熟練度等に拘らず、所望のムーニ粘度を有する素練り
材料を得ることができる。
【００３７】また、所望のムーニ粘度を有する素練り材
料が自動的に排出され、しかも排出後もムーニ粘度を測
定する必要なく、後工程に送ることができるので、本発
明の制御方法によれば、バッチ間のばらつきが小さくな
り、さらに生産工程の自動連続化により生産性が向上す
る。
料が自動的に排出され、しかも排出後もムーニ粘度を測
定する必要なく、後工程に送ることができるので、本発
明の制御方法によれば、バッチ間のばらつきが小さくな
り、さらに生産工程の自動連続化により生産性が向上す
る。
【図１】本発明の制御方法を用いたゴム材料の素練り工
程を示すブロック図である。
程を示すブロック図である。
【図２】本発明の制御方法を示すフローチャートであ
る。
る。
【図３】ムーニ粘度計の構成要部を示す図である。
【図４】具体的実施例１で使用するゴム材料の粘度のマ
スターカーブを示すグラフである。
スターカーブを示すグラフである。
【図５】具体的実施例２で使用するゴム材料の粘度のマ
スターカーブを示すグラフである。
スターカーブを示すグラフである。
【図６】従来の制御方法を用いたゴム材料の素練り工程
を示すブロック図である。
を示すブロック図である。
２１ 混練機 ２５ 材料温度検出器 ２７ 瞬時回転数検出器 ２９ 中央処理装置 ３０ 粘度データ記憶装置 ３１ 設定ムーニ粘度入力装置
Claims (2)
- 【請求項１】 高分子材料を素練りして、所望のムーニ
粘度となった素練り材料を排出する高分子材料の素練り
制御方法において、 前記高分子材料のセン断応力τ1 、セン断速度γ1 及び
材料温度Ｔの各データを対応させたデータベースを作成
する前工程；所望のムーニ粘度ＭＬと混練機内のセン断
速度γg とから所望のムーニ粘度ＭＬを示す高分子材料
のセン断応力値τMLを求める第１工程；前記データベー
スから、前記第１工程におけるセン断応力τML及びセン
断速度γg に対応する温度ＴMLを求める第２工程；並び
に素練り中の高分子材料の温度Ｔg が、前記第２工程で
求めた温度ＴML以上に達したときに、素練り中の高分子
材料を排出する第３工程を含むことを特徴とする高分子
材料の素練り制御方法。 - 【請求項２】 前記前工程が、キャピラリ粘度測定で得
られたデータをアレニュースの式に基づいて、使用する
高分子材料の粘度のマスターカーブを作成することを特
徴とする請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303548A JPH05138649A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 高分子材料の素練り制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3303548A JPH05138649A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 高分子材料の素練り制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05138649A true JPH05138649A (ja) | 1993-06-08 |
Family
ID=17922333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3303548A Pending JPH05138649A (ja) | 1991-11-19 | 1991-11-19 | 高分子材料の素練り制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05138649A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002347022A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Bridgestone Corp | ゴム組成物の製造方法 |
| JP2011511148A (ja) * | 2008-02-08 | 2011-04-07 | キャボット コーポレイション | エラストマー複合材およびその製造方法 |
| WO2013125313A1 (ja) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 横浜ゴム株式会社 | 密閉式ゴム混練機の混練効率の評価方法 |
| WO2013125314A1 (ja) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 横浜ゴム株式会社 | 密閉式ゴム混練機を備えた混練システム |
| WO2019008727A1 (ja) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | 三菱重工機械システム株式会社 | 混練機制御装置、混練機制御方法、プログラム |
| KR20200130443A (ko) * | 2018-03-21 | 2020-11-18 | 에센티움, 인크. | 고속 압출 3-d 프린팅 시스템 |
-
1991
- 1991-11-19 JP JP3303548A patent/JPH05138649A/ja active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002347022A (ja) * | 2001-05-23 | 2002-12-04 | Bridgestone Corp | ゴム組成物の製造方法 |
| JP2011511148A (ja) * | 2008-02-08 | 2011-04-07 | キャボット コーポレイション | エラストマー複合材およびその製造方法 |
| WO2013125313A1 (ja) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 横浜ゴム株式会社 | 密閉式ゴム混練機の混練効率の評価方法 |
| WO2013125314A1 (ja) * | 2012-02-20 | 2013-08-29 | 横浜ゴム株式会社 | 密閉式ゴム混練機を備えた混練システム |
| JP2013169668A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 密閉式ゴム混練機を備えた混練システム |
| JP2013169667A (ja) * | 2012-02-20 | 2013-09-02 | Yokohama Rubber Co Ltd:The | 密閉式ゴム混練機の混練効率の評価方法 |
| US9056290B2 (en) | 2012-02-20 | 2015-06-16 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Kneading system with closed-type rubber kneader |
| US9162196B2 (en) | 2012-02-20 | 2015-10-20 | The Yokohama Rubber Co., Ltd. | Closed-type rubber kneader kneading efficiency evaluation method |
| WO2019008727A1 (ja) * | 2017-07-06 | 2019-01-10 | 三菱重工機械システム株式会社 | 混練機制御装置、混練機制御方法、プログラム |
| US11141884B2 (en) | 2017-07-06 | 2021-10-12 | Mitsubishi Heavy Industries Machinery Systems, Ltd. | Rubber mixing machine control device, method and program utilizing machine learning |
| KR20200130443A (ko) * | 2018-03-21 | 2020-11-18 | 에센티움, 인크. | 고속 압출 3-d 프린팅 시스템 |
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