JPS588543A - 密閉型混練機に於ける混練材料の品質制御法 - Google Patents

密閉型混練機に於ける混練材料の品質制御法

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JPS588543A
JPS588543A JP56106561A JP10656181A JPS588543A JP S588543 A JPS588543 A JP S588543A JP 56106561 A JP56106561 A JP 56106561A JP 10656181 A JP10656181 A JP 10656181A JP S588543 A JPS588543 A JP S588543A
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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
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
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    • B29B7/183Mixing; 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明F!、密#Im混練機に於ける混線材料の混練
度を検出しつつ混線材料め品質を制御しつつ混線制御す
る方法である。
ゴムやプラスチック等O可履物を混練する揚台(は、/
cyA9−建キ!−(米■ファーレル社豊鎌商標)で知
られている書閉臘拠艙機が多く使用されて−る。
前述の書閉鳳混錬機紘1周知の過少、断藺メガネ履Oチ
ャンバー内に、断藺形状が一鳳O拠練−−!雪本を回転
自在にして配設すると共に前記チャyパー上部・Km線
材料投入口と下部に排出口とを設けてなる構成を基本構
成としてなる%Oであ)、こOfs諌機によりて混線材
料を前記投入口よ〕チャy/(−内へ投入し、岡チャy
A−内K11nて楓練四−タで混錬すゐと共に、混練−
終了すれば、前記チャンバー下IIO#出機II會作動
させて#烏する。
このような混線機を使用して混線材料を混練する場合に
は、チャンバー内の混線材料彊混線状態を何等かの手段
でもうてその性状を逐次知る必要がある。何故ならば混
線材料の混練度合を逐次把握しつつ混線材料の排出をし
なければ、排出された混線材料の品質が目的とする物+
!kが得られない場合が多々ある。
換言すれば、この種混練機は、被混練物に各種添加物を
配合して混練する場合がほとんどであ〕、仁の場合、混
線材料の物性を満足させるに必要な条件として、均一な
可塑度およびフィラー薬品等の添加物の均一な分散度が
要求され、かつとの点を充分に満足させる九めKは添加
物の投入時期、混線終了時点あるい祉運転条件の制御を
する必要がある。
従来との種混練機における混練度の制#Fi、経験的に
得られた時間、温度、電力波形あるいは消費電力量をも
とKして単に混線機の設定上の調整を行なうようにして
いた。
つtシ、予じめ混練物のサンプリング練)を行ない、そ
の結果から経験的に混線材料の投入量。
投入層厚、時期おiび臂−タの回転数、ウェイト圧力、
冷却条件等の運転条件を決定し、まえ、投入時期、排出
時期を決定する条件として、I&練時間、混線材料温度
、電力波形ならびに消費電力量の基準を定め、これらの
いくつかを擬造上の規格として混練するようにしそ−る
のが現状である。
ところが、前示の場合で%、混線様の一回分毎O混線材
料の品質にパラツキが生じ、目的とする混線材料が得ら
れず品質管理上好ましくtkh。
本発明は、以上の諸点Kllみ、同種同一〇s錬材料で
あれば常に一定の品質が得られるように制御するヒとを
可能にするととを目的とし、七の特徴とするところは、
混練機の混練稼動中に於ける混練四−夕の回転により混
練される混錬材料O圧力波形を前記圧力検出器で逐次検
出し、その検出後の圧力波形と予じめ混練機に於ける排
出時の圧力波形を測定して得た基準圧力波形とを比較演
算囲路にて比較演算し、かつその比較演算開路にて得え
結果が一致した場合には前記混練機に設は九排出機構を
作動させて混線室内の混線材料を排出するようにした点
にある。
以下、本発明を実施例に基づき詳述する。
J1図は、本発明対象の密閉型混線機の要部のみを示す
概略断面図、第2図は密閉型混練機に於ける混線材料の
投入時、中間時期および混線材料の排出時期に於ける混
線−−夕の回転方向と圧力発生方向とを示すグラフ、第
3図は基準圧力波形を示すグラフ、第4図は、混練ロー
タとチャンバ間を混線材料が流れる性状を示す概念図、
第6図は本発明に適用する制御系の一例を示す線図であ
る。
まず、本発明の品質制御法の対象となる密閉型混線機の
構成ならびに圧力検出器の取付構造を第1図の実施例に
基づき説明すると、混線機は、一般にパンバリミキサー
と指体されて周知の構造であるので、詳細な説明を省略
するが、断面メガネ型のチャンバー(1)内に、断面卵
型のロータ一対(2)(2)を回目−に装置し、前記チ
ャンバー(1)の上部に混線材料投入口(3)と下部に
排出口(4)を夫々設けると共に投入口(3)にはフロ
ーチングラエイト(5)が昇降自在にして挿通してなシ
、かつ排出口(4)には駆動機構は省略してなるジスチ
ャージドア(6)を開閉自在にして設けてなシ、かつ前
記チャンI(−内圧力を測定するための圧力検出器(7
)をチャンバー周壁に貫通状に穿設した挿支孔(8)内
に設置してなる構成である。
なお、前示の圧力検出器(7)の具体的構造乃至取付は
構成については、具体的説明を省略するが、−例として
、出願人が先に出願した圧力検出器(実公・昭515−
47616号公報)の内容を適用する。
以上の構成の混練機に於は−る投入口(3)よシ投入さ
れた混線材料は、一対の混練醒−タ(2) (りとチャ
ンバー(1)内周壁内面との間で生じる剪断、切断によ
り混練捏和作用を受けるのであり、その運転律動に当っ
て、混線ロータ(2) (2)表面とチャンバー(11
内面に生ずる圧力の測定をチャンバー(1)周壁間に設
けた圧力検出器(7)によ〕検出する。
混錬機チャンバー(1)内の圧力は、一般的には。
混線材料個有の係数と混線材料の受ける剪断応力(混線
材料の可塑度の代表値)との積がそれに当ると認識され
ているが、これを具体的にみると、下記の通夛である。
p+c、r 7m k、 #n ン一の 但し、 ps混練ロータとチャンバー内周頁間の圧カC!係数(
材料個有の係数) τ1混線材料の受ける剪断応力(材料の可塑度の代表値
) kI材料係数(温度によシ変化) !蓼材料係数(材料にょク一定) is剪断速度 V纂混練ロータ周速 hs混練ロータとチャンバー内壁面との間隙以上の観点
にたりて、稼動中の圧力波形についてみるとS第2図に
示す通り、混線材料の投入時(夏)には、圧力波形はシ
ャープで最大圧力が発生する。ところが、同波形をみれ
ば判る過少、不規則であシ、時には圧力が発生しない場
合もある。これは、混線材料がまだ回層化されていない
ことを意味し、チャンバー全域に混線材料が分布してい
ないことになる。
また、混線の中間時期(1)では、混練が進行するに従
って圧力が下り、十\規則的な波形を示し、混線材料の
投入時に比べて回層化が進み、かつ混線材料がチャンバ
ー内に広く分布しつつあることを示している。
さらに、排出時圓の圧力波形をみると、それは圧力が下
)、全体的に規則正しい波形となっていることが分)、
このこと紘混線材料の回層化が最大限に進んだことを示
し、混錬材料がチャンバー内に広く分布していることを
意味する。なお、矢示ムは四−夕月転方向、Bq圧力発
生方向、Pは圧力を夫々示す。
このように、チャンバー内の混線材料の可塑度、分布な
らびに圧力との間に相当因果関係があ夛、それらは圧力
波形によシ窺い知ることができる・本発明の制御方法は
とToIK象をJ[Mlとして利用し、混線機に於ける
混練度を把握して品質を制御するようにしたものでTo
#)、具体的には第3図乃至第5図に基づき説明する。
混線材料は、ゴム、プラスチック等種々雑多の場合があ
り、その標準どなる圧力波形は、前述の通り、−律な波
形とはならず、材料によってその波形が異なる。
従って、本発明では、混線材料ごとに所期目的とする品
質が得られた場合の混線材料の最適の圧力波形(排出前
の圧力波形)を圧力検出器で検出し、これを基準モデル
波形とする。
この基準モデル波形は、゛第3図および第4図に示す通
夛、混線ロータ(2)の角度−と圧力波形の圧力値の分
布を最大圧力をPl。、圧力発生位置をPlとしてそれ
らを等分P1〜P、。に区分して設定する。
なお、この場合、0点マーク(0)は混線ロータ(2)
の前面カーブの圧力発生部分を避ける方が嵐策であシ、
また、同i−り(0)は同混練ロータ(2)の軸端に設
けた電磁発信器またはりンツFスイッチ等を使用して同
ロータ(2)の−回転毎に電気信号を発信す上述の如く
設定された基準モデル波形の圧力と膣−夕の角度は、計
算機に入力して記憶させる。
第4図における符号(ト)は、混線材料の流れを示し、
(ロ)は混線材料自体を示し%また、休)は混練漬−タ
(2)の回転方向を示す。
以下に制御系の一実施例をJI5a!IIKよシ詳述す
る参画5図の符号は、(7)は圧力検出器、αQは動ひ
ずみ計、(ロ)は計算機、(2)はリレー、(2)は電
磁弁、(6)はジスチャージドアであるが一操作する場
合は、次の過少である。
まず計算機(ロ)へ予めモデルとなる基準圧力波形及び
材料の温度を記憶させる。仁の場合の入力は電流値を使
用する。
第3図に示すように%−座標に対するP値をメモリーす
る。
−は次の手法によシ時間で表わす。
90’、、 1.・とす 第4図の場合の例によシ#−〇9−T る θi・−ランド巾を角度に換算し九値 I−廖 9C ’1t =  10@−#16 0一タ回伝数が40rp鳳の時、前記θ羞−I・を時間
に換算すると 同様にθ18. #6. #11を時間に換算し、この
時間に対する圧力(電流値)を記憶する・ 又關−タ1回転毎KO点マーり(ロ)の記号を計算機(
ロ)へ入れる。。
以上の操作によシ基準毫デル波形が記憶される・次に、
II際の混線機に於ける圧カ波形紘、圧力検出器C7)
(具体的にストレンゲージ式)で得られる電流で出力し
、この電流を動ひずみ計a・へ入力して増巾し、増巾さ
れ先出方電流を計算機(ロ)へ入力する。
入力され九電流は、前記計算機α9内で、既に記憶され
九角度IK対応する圧力(電流値)を読みとり、基準モ
デル波形との比較演算を行な−、材料温度と各記憶値に
対する入力値が一致し九時。
合致したことを表す信号を計算機α力よ)発信する・こ
の鳩舎、許容できる範囲のメモリー値に許容範囲を設定
してもよい。
次いで、この発信でリレー(2)を作動させ電磁弁(2
)を励磁してジスチャージドアの駆動機構を作動させて
同ドアを開き混線材料を排出する。
以上の如く操作して制御するのであるが、混線中に添加
剤や油を供給する場合K d hそれぞれに対応するリ
レー(2)を設け、前述ojl*s計算機軸内へ入力さ
れた基準モデル波形と稼動して得られる圧力波形とが一
致し光時にそれらを供給するようにしてもよい。
なお、基準モデル圧力波形と入力の圧力波形との電流瞬
時値が計算機I内での処理が不都合であれば夫々の−の
値に対応する一v1.形の積算電磁値を使用してもよい
この発明の制御は以上の通〕に行なうが、前述の通)、
圧力波形全体が一致した時を判断基準とすることが理想
1的であるが、その判断基準の判定の簡馬法として次の
手法も考えられる。
即ち、■実稼動による圧力波形の数値と基準モデル波形
に於ける最高圧力P1・値Oみ′合致した場合 t−判断一準とするか、tたは。
■−回分毎の混線による圧力波形面積値(剪断応力量)
が基準峰デルの値と合致した場合、を判断基準としても
よい。
以上のように本発@線、ゴム、プラスチックなどの可塑
物を密閉型混練機で混練する場合に於ける混練度合の品
質制御法として、混練機O混練稼動中に於ける混練四−
夕の回転によ〕混線される混線材料の圧力波形を前記圧
力検出器で逐次検出し、その検出後の圧力波形と予じめ
混線機に於ける排出時の圧力波形を測定して得た基準圧
力波形とを比較演算回路にて比較演算し、かつその比較
演算回路にて得た結果が一致した場合に前記混線様に設
けた排出機構を作動して混線室内の混線材料を排出する
ようにしたので、混線機の稼動中にありても逐次混練度
を検出でき、かつその時点に於ける可塑度を知ることが
できるので、gh練途中での添加剤の投入、オイルの注
入などの操作が極めて適切な時期に行なえる。
Ii!うて、この種混練機に於ける混線材料の品質が一
定となるような制御が容易かつ正確に行なえる極めて実
用的な発明である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明対象′の密閉蓋混線機の要部のみを示
す概略断面図、第3図は密閉蓋混線機に於ける混線材料
の投入時、中間時期訃よび混線材料の排出時期に於け仝
混線−−タO回転方向と圧力発生方向とを示すダツフ、
第5aia基阜圧力波形を示すダツツ、第4図社、混練
四−夕とチャンバー間を混線材料が流れる性状を示す概
念図、第5図社本発明に適用する制御系の一例を示す線
図である・ (符号) (1)−・・チャンバー (2) −1”−タ  (3
)−投入口(4)−排出口  (5)・・・7W−チン
ダウエイト(6)−・ジスチャージドア  (n−圧力
検出器−−動力ひずみ計  鵠−計算機 (2)−リレ
ー(2)−電磁弁

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 二つの側室され九混練麿を透過状I!に°して構成した
    チャンバー内に、断画卵履0混、II!l−一ターを2
    本平行にしてq可闘転に配設し、かつ前記混線室内に供
    給された混錬材料を前記雪本0搗練−−タとチャンバー
    内壁藺との間で剪断m練する書閉型混諌機に於ける拠諌
    材料Φa諌状況を前記チャンバー内に通ずる位置に設け
    た圧力検出器によシ測定しつつ混線材料のS練度を検出
    して同材料の品質を制御する晶質制御法KsPいて、前
    記混線機の混練稼動中に於ける混諌四−夕の回転によ〕
    混練される混線材料の圧力液形を前記圧力検出器で逐次
    検出し、その4111!出後0圧カ波形と予じめ混練機
    に於ける最適?圧カ#Ry#を測定して得九基準圧力波
    形とを比較演算回路にて比較演算し・、かつその比較演
    算回路にて得九結果が一致した鳩舎K。 前記混線機に設けた#崗機構を作動して混錬型内OI&
    錬材料を排出するようにしたζ2を特徴とする書WJW
    i拠諌機に於ける混錬材料O晶質制御法・
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