JPH0621195B2 - ゴム混練装置に於ける混合制御方法 - Google Patents
ゴム混練装置に於ける混合制御方法Info
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- JPH0621195B2 JPH0621195B2 JP60272550A JP27255085A JPH0621195B2 JP H0621195 B2 JPH0621195 B2 JP H0621195B2 JP 60272550 A JP60272550 A JP 60272550A JP 27255085 A JP27255085 A JP 27255085A JP H0621195 B2 JPH0621195 B2 JP H0621195B2
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- Japan
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- mixing
- rubber
- temperature
- amount
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- 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
- B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
- B29B7/58—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29B7/72—Measuring, controlling or regulating
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ゴム混練装置に於ける混合制御方法に係わ
り、更に詳しくは天然ゴム系配合物において、ゴムの素
練りマスターバッチの混合，或いは加硫系混合時にゴム
粘度を均一化配合剤の反応の安定化或いは加硫速度を安
定化するためのゴムの混合制御方法に関するものであ
る。
り、更に詳しくは天然ゴム系配合物において、ゴムの素
練りマスターバッチの混合，或いは加硫系混合時にゴム
粘度を均一化配合剤の反応の安定化或いは加硫速度を安
定化するためのゴムの混合制御方法に関するものであ
る。
一般に、ゴム混練装置に於ける混合制御方法は、時間，
電力消費量，温度等が一定値となった場合に、この一定
値の点をもって混合を終了するのが一般的に行なわれて
いる。
電力消費量，温度等が一定値となった場合に、この一定
値の点をもって混合を終了するのが一般的に行なわれて
いる。
また、この他の制御方法としては、例えばゴムの混合途
中の経過を考慮して調整を行う「内式混合機内での混合
プロセスの調整方法」（特公昭５７−８３４４２号公
報）や、初期電力を用いて混合時間を決定する「ゴム混
練機の混練制御方法」（特開昭５１−９３４７１）等種
々のものが知られている。
中の経過を考慮して調整を行う「内式混合機内での混合
プロセスの調整方法」（特公昭５７−８３４４２号公
報）や、初期電力を用いて混合時間を決定する「ゴム混
練機の混練制御方法」（特開昭５１−９３４７１）等種
々のものが知られている。
然しながら、このような従来の制御方法は、いずれも混
合時に於ける反応を考慮していないため、反応性配合剤
の反応量が悪く，また反応性の高い天然ゴム，イソプレ
ンゴム（ＩＲ），ブチルゴム，アクリロニトリル・ブタ
ジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等の安定性が極めて悪い
と言う問題があった。
合時に於ける反応を考慮していないため、反応性配合剤
の反応量が悪く，また反応性の高い天然ゴム，イソプレ
ンゴム（ＩＲ），ブチルゴム，アクリロニトリル・ブタ
ジエン共重合体ゴム（ＮＢＲ）等の安定性が極めて悪い
と言う問題があった。
本願発明者等は、混合に於ける粘度低下の原因がトル
ク，温度にあり、粘度低下量がトルク積分値と、熱によ
る化学反応量（熱履歴量と呼称されている）との和によ
る値で表される事を見出し、これに基づき、例え、トル
ク，温度曲線が標準値から外れても、そのトルク積分値
と化学反応量との和を一定に制御することで、混合にお
ける粘度の均一化を図ることが出来るようにしたもので
ある。また、化学反応量の値を求める事から、加硫速
度，反応の均一化も行うことが出来るものである。
ク，温度にあり、粘度低下量がトルク積分値と、熱によ
る化学反応量（熱履歴量と呼称されている）との和によ
る値で表される事を見出し、これに基づき、例え、トル
ク，温度曲線が標準値から外れても、そのトルク積分値
と化学反応量との和を一定に制御することで、混合にお
ける粘度の均一化を図ることが出来るようにしたもので
ある。また、化学反応量の値を求める事から、加硫速
度，反応の均一化も行うことが出来るものである。
この発明は、かかる従来の問題点に着目して案出された
もので、その目的とするところは混合中の温度から各時
点に於けるゴム反応速度を連続的に測定し、前記機械的
エネルギーとゴム反応量との積分値からパラメータを作
成し、このパラメータに基づいてゴムの混合制御を行う
ことにより、反応量の安定化を図ると共に、混合物の粘
度安定化を図るようにしたゴム混練装置に於ける混合制
御方法を提供するものである。
もので、その目的とするところは混合中の温度から各時
点に於けるゴム反応速度を連続的に測定し、前記機械的
エネルギーとゴム反応量との積分値からパラメータを作
成し、このパラメータに基づいてゴムの混合制御を行う
ことにより、反応量の安定化を図ると共に、混合物の粘
度安定化を図るようにしたゴム混練装置に於ける混合制
御方法を提供するものである。
この発明は、上記目的を達成するためゴム混合装置によ
るゴム混合時に、ゴムに加えられた機械的エネルギー
と、その時の温度とを測定し、混合中の温度から各時点
に於ける反応速度を連続的に測定し、前記機械的エネル
ギーと反応量との積分値の和からパラメータを作成し、
このパラメータに基づいてゴムの混合制御を行うことを
要旨とするものである 〔発明の実施例〕 以下添付図面に基づき、この発明の実施例を説明する。
るゴム混合時に、ゴムに加えられた機械的エネルギー
と、その時の温度とを測定し、混合中の温度から各時点
に於ける反応速度を連続的に測定し、前記機械的エネル
ギーと反応量との積分値の和からパラメータを作成し、
このパラメータに基づいてゴムの混合制御を行うことを
要旨とするものである 〔発明の実施例〕 以下添付図面に基づき、この発明の実施例を説明する。
この発明は、天然ゴム系配合物（ＮＲ系）において、そ
の素練り，或いは加硫混合時の粘度を均一化するため
に、熱履歴量（混合時間を反応速度を考慮し規格化した
値）を混合制御因子として加えるながら混合制御を行う
ことを要旨とするものである。熱履歴量Thは次式で表わ
す。
の素練り，或いは加硫混合時の粘度を均一化するため
に、熱履歴量（混合時間を反応速度を考慮し規格化した
値）を混合制御因子として加えるながら混合制御を行う
ことを要旨とするものである。熱履歴量Thは次式で表わ
す。
Th＝▲∫t 0▼v(T)dT/v0 v(T)：温度Ｔでの反応速度 Ｔ：温度 v0：基準温度での反応速度 ｔ：混合時間 その結果、混合制御のパラメータ（Ｐ）を、電力消費値
（Ｗ）と、熱履歴量（Th）との和で表すことで、加硫に
関与するイオウや、加硫促進剤に対する制御を改善出来
るものである。
（Ｗ）と、熱履歴量（Th）との和で表すことで、加硫に
関与するイオウや、加硫促進剤に対する制御を改善出来
るものである。
即ち、 Ｐ＝Ｗ＋ｋＴTh Ｗ：〔ＫＷＴ／m3〕、Th：〔Sec 〕125℃変換の熱履歴
量 ｋＴ：〔ＫＷＴ／m3〕定数 第１図は、この発明を実施したゴム混練装置に於ける混
合制御系の構成図を示し、１はバンバリーミキサー（Ｂ
／Ｍ）、２はバンバリーミキサー１に天然ゴム等を投入
する投入コンベヤ（Ｃ／Ｖ）、３はバンバリーミキサー
１に投入されたゴムに圧力をかけるラム、４は駆動モー
タ、５はバンバリーミキサー１の下部に設けられた開閉
ドアを示している。
量 ｋＴ：〔ＫＷＴ／m3〕定数 第１図は、この発明を実施したゴム混練装置に於ける混
合制御系の構成図を示し、１はバンバリーミキサー（Ｂ
／Ｍ）、２はバンバリーミキサー１に天然ゴム等を投入
する投入コンベヤ（Ｃ／Ｖ）、３はバンバリーミキサー
１に投入されたゴムに圧力をかけるラム、４は駆動モー
タ、５はバンバリーミキサー１の下部に設けられた開閉
ドアを示している。
そして、このように構成された装置から、バンバリーミ
キサー１によってゴムを混合する時の条件である、投入
コンベヤ２の発停信号（Ｃ／Ｖ）、ラム下降圧力、ドロ
ップドアの開閉信号Ｄ１，Ｄ２を入出力装置６ａに入力
すると共に、またＡ／Ｄ変換器を備えた入出力装置６ｂ
には、バンバリーミキサー１によるゴム混合時の音読
（Ｔ）、駆動モータ４の電力、トルクを入力し、入出力
装置６ａ，６ｂから中央演算処理装置７にデータを入力
して、予めキーボード８から入力したデータと演算す
る。そして、演算した値を再び入出力装置６ａにフィー
ドバックさせることにより、上記バンバリーミキサー１
による混合を制御する。なお、図中ＣＴＲは表示装置を
示している。
キサー１によってゴムを混合する時の条件である、投入
コンベヤ２の発停信号（Ｃ／Ｖ）、ラム下降圧力、ドロ
ップドアの開閉信号Ｄ１，Ｄ２を入出力装置６ａに入力
すると共に、またＡ／Ｄ変換器を備えた入出力装置６ｂ
には、バンバリーミキサー１によるゴム混合時の音読
（Ｔ）、駆動モータ４の電力、トルクを入力し、入出力
装置６ａ，６ｂから中央演算処理装置７にデータを入力
して、予めキーボード８から入力したデータと演算す
る。そして、演算した値を再び入出力装置６ａにフィー
ドバックさせることにより、上記バンバリーミキサー１
による混合を制御する。なお、図中ＣＴＲは表示装置を
示している。
次に、第２図に基づいて、上記のような混合制御系の制
御方法を説明する。
御方法を説明する。
まず、投入コンベヤ２がスタートし、ゴムがバンバリ
ーミキサー１に投入されると、バンバリーミキサー１と
混合駆動が開始され、これを感知するセンサー回路
（０設定，初期化されている）により、ラム３が下降し
、データ入力開始を指示する。
ーミキサー１に投入されると、バンバリーミキサー１と
混合駆動が開始され、これを感知するセンサー回路
（０設定，初期化されている）により、ラム３が下降し
、データ入力開始を指示する。
指示を受けたセンサー回路は、電力計，トルク計の
機械的エネルギーを入力し、また熱電対から温度入
力を行う。
機械的エネルギーを入力し、また熱電対から温度入
力を行う。
前記機械的エネルギーに入力されたデータは、Ａ／Ｄ
変換がなされて入力エネルギーの積算Ｇが行なわ
れ、また温度入力されたデータもＡ／Ｄ変換がされ
て、反応速度を基準値をもとに規格化し、規格化され
た反応量（熱履歴量）の積算が行なわれる。
変換がなされて入力エネルギーの積算Ｇが行なわ
れ、また温度入力されたデータもＡ／Ｄ変換がされ
て、反応速度を基準値をもとに規格化し、規格化され
た反応量（熱履歴量）の積算が行なわれる。
なお、この反応量（熱履歴量）は、時にアレニウスの式
で計算可能とし、反応によっては違う反応速度式にも適
用可能である。
で計算可能とし、反応によっては違う反応速度式にも適
用可能である。
次に、上限設定回路で設定した上限値と、次に、機械
的エネルギーの積算値及び温度入力された積算値と
を各々比較し、もしどちらか一方が上限値を越えた場合
には、バンバリーミキサー１の開閉ドアＤｒを制御する
放出指示回路に直接放出指示を出すような信号を出力
する。また、積算値，が上限設定回路の上限値を
越えない場合には、下限設定回路で設定した下限値
と、前記機械的エネルギー積算下限値及び温度入力さ
れた積算下限値とを比較し、その結果をプールし、機
械的エネルギーと熱による反応量（熱履歴量）から新た
なパラメータ値を計算する 次にパラメータ値を放出設定値と比較し、また放出
設定値に達していなければ、データ入力開始回路に
フィードバックさせ、再びデータを入力する。
的エネルギーの積算値及び温度入力された積算値と
を各々比較し、もしどちらか一方が上限値を越えた場合
には、バンバリーミキサー１の開閉ドアＤｒを制御する
放出指示回路に直接放出指示を出すような信号を出力
する。また、積算値，が上限設定回路の上限値を
越えない場合には、下限設定回路で設定した下限値
と、前記機械的エネルギー積算下限値及び温度入力さ
れた積算下限値とを比較し、その結果をプールし、機
械的エネルギーと熱による反応量（熱履歴量）から新た
なパラメータ値を計算する 次にパラメータ値を放出設定値と比較し、また放出
設定値に達していなければ、データ入力開始回路に
フィードバックさせ、再びデータを入力する。
また放出設定値を越えた場合には、放出指示回路に
信号を出力し、開閉ドアＤｒを開放して放出させる。
信号を出力し、開閉ドアＤｒを開放して放出させる。
なお、必要があれば積算下限値，の結果を調べ、下
限値に達していなければ、再びデータを入力する。
限値に達していなければ、再びデータを入力する。
以上のような制御を行うことによって、混合するゴムの
早期加硫（スコーチタイム）や、不溶性硫黄の転換率
等、反応量を安定化を図ることが出来、また混合物の粘
度の安定化も図ることが出来る。
早期加硫（スコーチタイム）や、不溶性硫黄の転換率
等、反応量を安定化を図ることが出来、また混合物の粘
度の安定化も図ることが出来る。
次に、上記のような発明に到った経緯について以下に説
明する。
明する。
混合粘度の安定化の一環として混合中の温度の影響を混
合制御に取り入れる事を検討し、ファイナル混合（硫黄
を入れた最終的な混合）に際して熱履歴を用いる事で温
度を考慮した混合制御が行なえる。マスターバッチの混
合に際しては機械的エネルギーの作用の寄与が大きく、
両者を融合させる必要のある事が判った。
合制御に取り入れる事を検討し、ファイナル混合（硫黄
を入れた最終的な混合）に際して熱履歴を用いる事で温
度を考慮した混合制御が行なえる。マスターバッチの混
合に際しては機械的エネルギーの作用の寄与が大きく、
両者を融合させる必要のある事が判った。
そこで、天然ゴム配合物（ＮＲ系）について、温度によ
る化学的な作用と、機械的な作用が加成性を持つと仮定
し新しいパラメーターを作り、その制御因子としての可
能性を検討する。
る化学的な作用と、機械的な作用が加成性を持つと仮定
し新しいパラメーターを作り、その制御因子としての可
能性を検討する。
ＮＲ系コンパウンドは混合温度の寄与が大きい事が知ら
れており、特に素練りは加温の条件、気温等により混合
温度のバラツキ、ひいては粘度のバラツキを生じる可能
性があり、この様な制御因子を用いる事でバラツキの減
少が期待できる。
れており、特に素練りは加温の条件、気温等により混合
温度のバラツキ、ひいては粘度のバラツキを生じる可能
性があり、この様な制御因子を用いる事でバラツキの減
少が期待できる。
以下具体的な例で説明する。
実施例1. 天然ゴム系配合物の素練り 1) ＭＶ（ＩＰ．ＭＬ1+4）と混合時間の関連 なお、ＭＶ：ムーニー粘度(Mouney Viscosity)、ＩＰ：
〃 計で測定した初期ピーク値(Initial Peak)、
ＭＬ1+4：ムーニー粘度値（大ローターを用いて１分予
熱後、ローターを回転し、４分後の読み）を意味するも
のである。
〃 計で測定した初期ピーク値(Initial Peak)、
ＭＬ1+4：ムーニー粘度値（大ローターを用いて１分予
熱後、ローターを回転し、４分後の読み）を意味するも
のである。
第３図(a)，第３図(b)に示す様に、混合時間に伴いＭＶ
は低下の傾向を示すが温調温度の違い、ローター速度の
違いにより低下速度の大巾な差のある事が解る。
は低下の傾向を示すが温調温度の違い、ローター速度の
違いにより低下速度の大巾な差のある事が解る。
温調温度上昇、ＭＶ低下速度上昇、 ローター速度上昇、ＭＶ低下速度上昇、 2) ＭＶ（ＩＰ、ＭＬ1+4′）と電力量の関連 第４図(a)，第４図(b)に示す様に、温調温度に対する傾
向は時間に対するプロットと大きな変化はない。
向は時間に対するプロットと大きな変化はない。
3) ＭＶ（ＩＰ、ＭＬ1+4′）と熱履歴量の関連 第５図(a)，第５図(b)に示す様に、温調温度の低い方が
ＭＶの低下速度が速い。
ＭＶの低下速度が速い。
以上をまとめると、電力量のみでは温度上昇による反応
速度の上昇分が考慮されず、逆に熱履歴のみでは低温で
の機械的作用が考慮されない。
速度の上昇分が考慮されず、逆に熱履歴のみでは低温で
の機械的作用が考慮されない。
4) 本発明のパラメーターＰに対するＭＶ（ＩＰ、ＭＬ
1+4）のプロット 第６図(a)，第６図(b)に示す様に、温度の影響、ロータ
ー速度の影響のもとでも、ＰによってＭＶを精度良く制
御できる。
1+4）のプロット 第６図(a)，第６図(b)に示す様に、温度の影響、ロータ
ー速度の影響のもとでも、ＰによってＭＶを精度良く制
御できる。
実施例2. ＮＲ基礎配合 1) ＭＶ（ＩＰ、ＭＬ1+4′）と混合時間の関連 第７図(a)，第７図(b)に示す様に、ローター速度により
明らかに２本の曲線に分かれる。
明らかに２本の曲線に分かれる。
2) ＭＶ（ＩＰ、ＭＬ1+4′）電力量の関連 第８図(a)，第８図(b)に示す様に、ローター速度により
２本の線に分かれる。
２本の線に分かれる。
3) ＭＶ（ＩＰ、ＭＬ1+4′）と熱履歴量の関連 第９図(a)，第９図(b)に示す様に、ローター速度の効果
はかなり吸収されている。これは、電力量的には各水準
で比較的近い値であり、なお温度の効果を加味した形で
ある為と考えられる。
はかなり吸収されている。これは、電力量的には各水準
で比較的近い値であり、なお温度の効果を加味した形で
ある為と考えられる。
4) 本発明のパラメーターＰに対するＭＶ（ＩＰ、ＭＬ
1+4′）のプロット 第１０図(a)，第１０図(b)に示す様に、ＰによってＭＶ
を精度良く制御できる。
1+4′）のプロット 第１０図(a)，第１０図(b)に示す様に、ＰによってＭＶ
を精度良く制御できる。
この発明は、上記のようにゴム混練装置によるゴム混合
時に、ゴムに加えられた機械的エネルギーと、その時の
温度とを測定し、混合中の温度から各時点に於けるゴム
反応速度を連続的に測定し、前記機械的エネルギーとゴ
ム反応量とを積分値の和からパラメータを作成し、この
パラメータに基づいてゴムの混合制御を行うようにした
ため、早期加硫や不溶性硫黄の転換率等の反応量の安定
化を図ることが出来、また混合物の粘度安定化を図るこ
とが出来る効果がある。
時に、ゴムに加えられた機械的エネルギーと、その時の
温度とを測定し、混合中の温度から各時点に於けるゴム
反応速度を連続的に測定し、前記機械的エネルギーとゴ
ム反応量とを積分値の和からパラメータを作成し、この
パラメータに基づいてゴムの混合制御を行うようにした
ため、早期加硫や不溶性硫黄の転換率等の反応量の安定
化を図ることが出来、また混合物の粘度安定化を図るこ
とが出来る効果がある。
第１図はこの発明を実施したゴム混練装置に於ける混合
制御系の構成図、第２図は混合制御を行う場合のブロッ
ク図、第３図(a)，第３図(b)〜第１０図(a)，第１０図
(b)はこの発明に到った経緯を説明するためのグラフ説
明図である。 １……バンバリーミキサー、２……投入コンベヤ、 ３……ラム、４……駆動モータ、５……開閉ドア、 ６ａ，６ｂ……入出力装置、７……中央演算処理装置、
８……キーボード。
制御系の構成図、第２図は混合制御を行う場合のブロッ
ク図、第３図(a)，第３図(b)〜第１０図(a)，第１０図
(b)はこの発明に到った経緯を説明するためのグラフ説
明図である。 １……バンバリーミキサー、２……投入コンベヤ、 ３……ラム、４……駆動モータ、５……開閉ドア、 ６ａ，６ｂ……入出力装置、７……中央演算処理装置、
８……キーボード。
Claims (1)
- 【請求項１】ゴム混練装置によるゴム混合時に、ゴムに
加えられた機械的エネルギーと、その時の温度とを測定
し、混合中の温度から各時点に於ける反応速度を連続的
に測定し、前記機械的エネルギーと反応量との積分値の
和からパラメータを作成し、このパラメータに基づいて
ゴムの混合制御を行うゴム混練装置に於ける混合制御方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60272550A JPH0621195B2 (ja) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | ゴム混練装置に於ける混合制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60272550A JPH0621195B2 (ja) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | ゴム混練装置に於ける混合制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62132947A JPS62132947A (ja) | 1987-06-16 |
| JPH0621195B2 true JPH0621195B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=17515463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60272550A Expired - Lifetime JPH0621195B2 (ja) | 1985-12-05 | 1985-12-05 | ゴム混練装置に於ける混合制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0621195B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2190006B (en) * | 1986-04-26 | 1990-01-04 | Farrel Bridge Ltd | Control for batch mixers |
| KR100513130B1 (ko) * | 1998-06-27 | 2005-11-03 | 한국타이어 주식회사 | 타이어 고무의 제조방법 |
| JP6872018B2 (ja) | 2017-07-06 | 2021-05-19 | 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 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5898215A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-11 | Hitachi Ltd | 混練装置 |
-
1985
- 1985-12-05 JP JP60272550A patent/JPH0621195B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5898215A (ja) * | 1981-12-09 | 1983-06-11 | Hitachi Ltd | 混練装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62132947A (ja) | 1987-06-16 |
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