JPH0777723B2 - 混練材料の粘度制御方法及び装置 - Google Patents

混練材料の粘度制御方法及び装置

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JPH0777723B2
JPH0777723B2 JP62176508A JP17650887A JPH0777723B2 JP H0777723 B2 JPH0777723 B2 JP H0777723B2 JP 62176508 A JP62176508 A JP 62176508A JP 17650887 A JP17650887 A JP 17650887A JP H0777723 B2 JPH0777723 B2 JP H0777723B2
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/30Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/58Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/72Measuring, controlling or regulating
    • B29B7/724Measuring, controlling or regulating for continuous roller mixers, e.g. calenders
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    • B29B7/52Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with movable mixing or kneading devices with rollers or the like, e.g. calenders

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はカレンダ設備で混練した混練材料の粘度制御方
法及び装置に関するものである。
[従来の技術] カレンダ設備で樹脂製のシートを製造する場合、混練材
料の粘度が変化するとシートにフローマークが付き、シ
ートの外観が悪くなる。このため、混練材料の粘度を一
定に制御する必要がある。
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、従来は粘度を一定に制御しようとする場
合、混練材料の温度が一定になるような操作を行ってい
るだけであるため、材料の特性に対応した粘度制御が行
われず、従って混練材料の粘度を一定に保持することは
困難であった。
本発明は上述の実情に鑑み、混練材料の粘度を所定の状
態に制御することを目的としてなしたものである。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、混練ロール又はカレンダロール若しくはコン
ベア等により移動する混練材料にローラを一定の押付け
力で押付けてそのときの押込み量を求め、該押込み量及
び前記押付け力並にローラ上流側の混練材料の厚さから
混練材料の粘度を求め、該求めた粘度と設定した粘度の
偏差が減少するよう前記混練ロール又はカレンダロール
の周速及び周速差並にロールギャップのうち少くとも何
れか一つを制御することを特徴とし、又混練ロール又は
カレンダロール若しくはコンベア等により移動する混練
材料をローラにより一定の押込み量を与えてそのときの
ローラに作用する荷重を求め、該荷重及び前記押込み量
並にローラ上流側の混練材料の厚さから混練材料の粘度
を求め、該求めた粘度と設定した粘度の偏差が減少する
よう前記混練ロール又はカレンダロールの周速及び周速
差並にロールギャップのうち少くとも何れか一つを制御
することを特徴とし、更に混練ロール又はカレンダロー
ル若しくはコンベア等により移動する混練材料に所定の
深さまで棒状検出体を挿入して該棒状検出体に作用する
荷重を求め、該荷重及び棒状検出体上流側の混練材料の
厚さから混練材料の粘度を求め、該求めた粘度と設定し
た粘度の偏差が減少するよう前記混練ロール又はカレン
ダロールの周速及び周速差並にロールギャップのうち少
くとも何れか一つを制御することを特徴としている。
[作用] 本発明では、混練材料に一定の押付け力で押付けられて
ローラの押込み量及び前記一定の押付け力並に混練材料
の厚さから該混練材料の粘度が求められ、該粘度と設定
された粘度の偏差が減少なするよう混練ロール又はカレ
ンダロールの周速及び周速差並にロールギャップのうち
少なくとも何れか一つが制御され、又、混練材料に一定
の押込み量で押付けられているローラに作用する荷重及
び前記一定の押込み量並に混練材料の厚さから該混練材
料の粘度が求められ、該粘度と設定された粘度の偏差が
減少するよう混練ロール又はカレンダロールの周速及び
周速差並にロールギャップのうち何れか一つが制御さ
れ、更に混練材料に対して所定深さまで挿入されている
棒状検出体に作用する荷重及び混練材料の厚さから該混
練材料の粘度が求められ、該粘度と設定された粘度の偏
差が減少するよう混練ロール又はカレンダロールの周速
及び周速差並にロールギャップのうち少くとも何れか一
つが制御される。
[実施例] 以下、本発明の実施例を添付図面に参照しつつ説明す
る。
第1図及び第2図は本発明の一実施例であり、混練材料
の粘度制御を混練用のロール上で行うようにしたもので
ある。
第1図中1,2は左右一対の混練用ロール、3,4は混練用ロ
ール1,2駆動用の電動機、5は混練用ロール1,2間のロー
ルギャップを調整するためのねじ軸駆動用の電動機6、
ねじ軸7等を備えたロールギャップ調整装置、8は混練
される材料のたまったバンク、9は混練されて軟化しシ
ート状になった混練材料、10は材料供給用のコンベア、
10′は材料搬出用コンベアである。
混練用ロール2の上方に流体圧シリンダ11を配設すると
共に該流体圧シリンダ11のロッド下端に回転自在なロー
ラ12を取付け、該ローラ12を混練用ロール2に巻付けて
送られている混練材料9に対し一定の押付け力Fで押付
け得るようにし、そのときのローラ12の押込み量δを変
位計13により検出し得るようにする。ローラ12の幅B1
混練材料9が混練用ロール2に巻付いてロール軸方向へ
送られる際の略同一の粘度となっている幅B2よりも狭幅
とする。ローラ12の幅B1を略同一の粘度となっている混
練材料9の幅B2よりも小さくするのは、粘度調整時に略
同一の粘度となっている材料幅を測定しなくてもすむよ
うにするためである。
ローラ12の混練材料9進行方向に対して上流側に厚さ検
出器14を設け、該厚さ検出器14で検出した混練材料9の
厚さHの信号及び前記変位計13により検出した押込み量
δの信号並びにローラ12に接続した速度検出器により検
出したローラ12の周速Vの信号を演算装置15へ入力し得
るようにすると共に、ローラ12の外径d、幅B1、押付け
力Fを演算装置15へ設定し得るようにし、演算装置15で
ローラ12部分の混練材料9の粘度ηを演算し得るように
する。又演算装置15からは、押付け力Fの信号を、流体
圧シリンダ11へ供給される流体の圧力を制御するサーボ
弁16へ与え得るようにし、粘度η0の信号を比較器17へ
与え得るようにする。
比較器17では演算されて送られて来た粘度ηと予め設定
された粘度η0の偏差Δηを求め得るようにし、比較器1
7からは粘度の偏差Δηを制御装置18へ与え得るように
する。
制御装置18では、与えられた粘度の偏差Δηから電動機
3,4の回転速度V1、V2を求めると共に混練用ロール1,2の
ロールギャップを求め、電動機3,4及びロールギャップ
調整装置5に指令を与え得るようにする。
次に本発明の作用について説明する。
コンベア10により混練用ロール1,2上のバンク8に供給
された材料は混練用ロール1,2間のギャップを通り、混
練用ロール2に巻付いて混練用ロール2軸線方向へ送ら
れつつ混練用ロール1,2間で混練され、シート状になっ
て後工程へコンベア10′により送られる。
一方、演算装置15へ予め設定された押付け力Fの信号は
演算装置15からサーボ弁16へ与えられ、サーボ弁16は押
付け力Fに対応して制御されている。このため、流体圧
シリンダ11にはサーボ弁16を通って一定の圧力の流体が
作用し、ローラ12は一定の押付け力Fで混練材料9に対
し押付けられている。
又厚さ検出器14で検出された、ローラ12入側の混練材料
9の厚さH、変位計13で検出されたローラ12の押込み量
δ、速度検出器で検出されたローラ12の周速Vは夫々信
号として演算装置15に与えられ、演算装置15で、ローラ
12の部分の混練材料9の粘度が演算される。すなわち、
押付け力Fと粘度ηとの間には、Kを一定の係数として の関係が成立し、(i)式を変形すると となる。従って、演算装置15では(ii)式により粘度η
が求められる。
演算装置15で求められた混練材料9の粘度ηは比較器17
に送られ、該比較器17で、粘度ηと予め設定された粘度
η0との偏差ΔηがΔη=η−η0により求められ、偏差
Δηは比較器17から制御装置18へ与えられ、制御装置18
からは、電動機3,4へ指令が与えられると共にロールギ
ャップ調整装置5へ指令が与えられ、偏差Δηが零とな
るような制御が行われる。
例えばΔη>0の場合は、混練材料9の粘度ηは設定さ
れた粘度η0よりも高く、混練材料9は硬いため、柔か
くなるように制御する必要がある。従って、混練用ロー
ル1,2の周速V1、V2が夫々大きくなると共に周速V1、V2
の差の絶対値|V1−V2|が大きくなるような電動機3,4
の制御が行われ、混練用ロール1,2のロールギャップが
小さくなるようロールギャップ調整装置5の制御が行わ
れる。
又Δη<0の場合は、混練材料9の粘度ηは設定された
粘度η0よりも低く、混練材料9は柔かいため、硬くな
るように制御する必要がある。従って混練用ロール1,2
の周速V1、V2が夫々小さくなると共に周速V1、V2の差の
絶対値|V1−V2|が小さくなるよう電動機3,4の制御が
行われ、混練用ロール1,2のロールギャップが大きくな
るようロールギャップ調整装置5の制御が行われる。
上述のような制御を行うことにより混練用ロール1,2間
の混練材料9の働く剪断力が変化するため、粘度も変化
する。
ただし、偏差Δηの正、負或いは大きさによりどの程度
混練用ロール1,2の周速V1、V2を変化させるか、或いは
|V1−V2|どの程度にするか、ロールギャップはいくら
にするか、等は予め実験等により求めて制御装置18に入
力しておく必要がある。又ローラ12には内部へ熱媒を供
給し、ローラ12の外周温度が混練材料の温度と略同じに
なるよう制御することが、制御精度を向上させる観点か
ら望ましい。
第3図は本発明の他の実施例で、前記実施例では、ロー
ラ12を一定の押付け力Fで混練材料9に対して押付ける
ようにしているが、本実施例ではローラ12を一定の押込
み量δで混練材料9に押付け、そのときローラ12に作用
する荷重F′を求めるようにしている。図中19は圧力検
出器で、該圧力検出器19で検出した荷重F′は演算装置
15へ与え得るようになっている。この場合も、前記(i
i)式により混練材料9の粘度ηが演算されるが、前記
(ii)式中のFは検出された荷重F′となり、押込み量
δは設定値となる。又荷重F′の検出は圧力検出器でな
くロードセルで行っても良い。
第4図は本発明の更に他の実施例で、前記実施例では、
ローラ12を一定の押付け力或いは一定の押込み量で混練
材料9に対して押付けるようにしているが、本実施例で
は混練用ロール2に巻付いている混練材料9中に適当な
深さまで棒状検出体20を挿入し、棒状検出体20に作用す
る荷重Wを荷重検出器21により検出するようにしてい
る。
棒状検出体20に作用する荷重Wと混練材料9との間に
は、 となる関係がある。ここで、CDは棒状検出体20の形状に
よる抵抗係数、V0は混練材料9の送り速度(=混練用ロ
ール2の周速V2)、Sは棒状検出体20の混練材料9の流
れに垂直な面に対する投影面積である。
又、棒状検出体20の挿入深さをH′、棒状検出体20下面
から混練用ロール2表面までのギャップをGとすると、
棒状検出体20上流側の混練材料9の厚さHとの間には、
H′=H−Gとなる関係がある。従って、棒状検出体20
の直径をZとすると、上述の投影面積Sは S=H′Z=(H−G)Z …(iv) となる。この(iv)式のSを(iii)式に入れて粘度η
を求めると、 が得られる。
従って、CD、Z、Gを演算装置15へ予め設定しておき、
荷重検出器21により荷重Wを検出し、厚さ検出器14によ
り混練材料9の厚さHを検出し、速度検出器により混練
用ロール2の周速V2を検出し、これら検出結果を演算装
置15へ入力すれば、(v)式により混練材料9の粘度η
が求まるから、以後は前述の実施例と同様、演算装置15
で演算された粘度ηと設定された粘度η0の偏差δηが
零となるよう電動機3,4及びロールギャップ調整装置5
の制御を行う。
なお、本発明の実施例では、粘度の検出及び制御を混練
用ロールにおいて行う場合について説明したが、カレン
ダロールにおいて粘度の検出及び制御を行うようにして
も良いこと、混練材料搬送用のコンベア部で粘度を検出
し混練用ロール或いはカレンダロールにおいて粘度制御
を行うようにしても良いこと、粘度の制御はロール周速
及び周速差並にロールギャップの全てを制御することに
より行う場合ついて説明したが、ロール周速及び周速差
並にロールギャップのうち少なくとも何れか一つを制御
すれば粘度の制御が可能なこと、混練材料に押付けるロ
ーラは温度が一定となるよう制御しても良いが、そのよ
うな温度制御を行わず温度が変化した場合は温度補正を
行うようにしても良いこと、コンベア10′部で粘度精度
を行う場合は、混練材料に押付けるローラの幅は該材料
よりも広くし、材料の幅も検出し幅による保証を行うよ
うにしても良いこと、粘度変更(修正)を行なう場合の
やり方として混練ロール又はカレンダロールの例をあげ
たがコンベアにより供給される材料をあらかじめ混練す
る混練機を使用することもできること、その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更を加え得ること、
等は勿論である。
[本発明の効果] 本発明の混練材料の粘度制御方法及び装置によれば、粘
度を材料に対応して一定の状態に制御できるため、粘度
の変化により製品にフローマークが付くことがなく、従
って製品品質が良好になるという優れた効果を奏し得
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の混練材料の粘度制御方法及び装置の一
実施例の説明図、第2図は第1図の混練用ロールの部分
の平面図、第3図は本発明の混練材料の粘度制御方法及
び装置の他の実施例の説明図、第4図は本発明のお混練
材料の粘度制御方法及び装置の更に他の実施例の説明図
である。 図中1,2は混練用ロール、3,4は電動機、5はロールギャ
ップ調整装置、9は混練材料、12はローラ、13は変位
計、14は厚さ検出器、15は演算装置、17は比較器、18は
制御装置、19は圧力検出器、20は棒状検出体、21は荷重
検出器を示す。

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】混練ロール又はカレンダロール若しくはコ
    ンベア等により移動する混練材料にローラを一定の押付
    け力で押付けてそのときの押込み量を求め、該押込み量
    及び前記押付け力並にローラ上流側の混練材料の厚さか
    ら混練材料の粘度を求め、該求めた粘度と設定した粘度
    の偏差が減少するよう前記混練ロール又はカレンダロー
    ルの周速及び周速差並にロールギャップのうち少くとも
    何れか一つを制御することを特徴とする混練材料の粘度
    制御方法。
  2. 【請求項2】混練ロール又はカレンダロール若しくはコ
    ンベア等により移動する混練材料をローラにより一定の
    押込み量を与えてそのときのローラに作用する荷重を求
    め、該荷重及び前記押込み量並にローラ上流側の混練材
    料の厚さから混練材料の粘度を求め、該求めた粘度と設
    定した粘度の偏差が減少するよう前記混練ロール又はカ
    レンダロールの周速及び周速差並にロールギャップのう
    ち少くとも何れか一つを制御することを特徴とする混練
    材料の粘度制御方法。
  3. 【請求項3】混練ロール又はカレンダロール若しくはコ
    ンベア等により移動する混練材料に所定の深さまで棒状
    検出体を挿入して該棒状検出体に作用する荷重を求め、
    該荷重及び棒状検出体上流側の混練材料の厚さから混練
    材料の粘度を求め、該求めた粘度と設定した粘度の偏差
    が減少するよう前記混練ロール又はカレンダロールの周
    速及び周速差並にロールギャップのうち少くとも何れか
    一つを制御することを特徴とする混練材料の粘度制御方
    法。
  4. 【請求項4】混練ロール又はカレンダロール若しくはコ
    ンベア等により移動する混練材料に一定の押付け力で押
    付けられるローラと、該ローラ上流側の混練材料の厚さ
    を検出する厚さ検出器と、ローラの押込み量を検出する
    変位計と、該変位計により検出された押込み量及び厚さ
    検出器で検出された厚さ並に前記押付け力をもとに混練
    材料の粘度を演算する演算装置と、該演算装置で演算さ
    れた混練材料の粘度と設定された混練材料の粘度の偏差
    を求める比較器と、該比較器で求めた粘度の偏差が減少
    するよう混練ロール又はカレンダロールの駆動装置及び
    ロールギャップ調整装置のうち少くとも何れか一方を制
    御する制御装置を設けたことを特徴とする混練材料の粘
    度制御装置。
  5. 【請求項5】混練ロール又はカレンダロール若しくはコ
    ンベア等により移動する混練材料に一定の押込み量で押
    付けられるローラと、該ローラ上流側の混練材料の厚さ
    を検出する厚さ検出器と、一定の押込み量で押込んだ際
    のローラに作用する荷重を測定する荷重検出器と、該荷
    重検出器で検出されたローラの荷重及び厚さ検出器で検
    出された厚さ並に前記押込み量をもとに混練材料の粘度
    を演算する演算装置と、該演算装置で演算された混練材
    料の粘度と設定された混練材料の粘度の偏差を求める比
    較器と、該比較器で求めた粘度の偏差が減少するよう混
    練ロール又はカレンダロールの駆動装置及びロールギャ
    ップ調整装置のうち少くとも何れか一方を制御する制御
    装置を設けたことを特徴とする混練材料の粘度制御装
    置。
  6. 【請求項6】混練ロール又はカレンダロール若しくはコ
    ンベア等により移動する混練材料に対して所定の深さま
    で挿入し得るようにした棒状検出体と、該棒状検出体上
    流側の混練材料の厚さを検出する厚さ検出器と、棒状検
    出体に作用する荷重を求める荷重検出器と、該荷重検出
    器で検出した荷重及び厚さ検出器で検出した厚さから混
    練材料の粘度を求める演算装置と、該演算装置で演算さ
    れた混練材料の粘度と設定された混練材料の粘度の偏差
    を求める比較器と、該比較器で求めた粘度の偏差が減少
    するよう混練ロール又はカレンダロールの駆動装置及び
    ロールギャップ調整装置のうち少くとも何れか一方を制
    御する制御装置を設けたことを特徴とする混練材料の粘
    度制御装置。
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