JPS588544A - 密閉型混練機の混練制御方法 - Google Patents

密閉型混練機の混練制御方法

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JPS588544A
JPS588544A JP56106666A JP10666681A JPS588544A JP S588544 A JPS588544 A JP S588544A JP 56106666 A JP56106666 A JP 56106666A JP 10666681 A JP10666681 A JP 10666681A JP S588544 A JPS588544 A JP S588544A
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朝田 充紀
Yutaka Yoshimura
吉村 豊
Rikio Miki
三木 力夫
Yasushi Nojiri
恭 野尻
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Kobe Steel Ltd
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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
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B01FMIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
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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】 本発明は密閉型混線機の混線制御方法に関するものであ
る。
ゴム等のポリマーの練加工分野では、一般にパンバリミ
キサと称せられる妾藝賽番密閉型混練機・により、ポリ
マーに各種添加物を配合し、混練する手法が広く採用さ
れている。この場合に、混練ポリマーの物性を満足させ
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、混練終了時点やその他各種運
転条件を制御する必要がある。
従来、この種密閉型混練機における混練工程の制御は、
経験的に定められた時間、温5度\消費電力量をもとに
単に混練機設定上の調整によって行っていた。つまり、
予め混線・物のサンブリ練りを行い、その結果から経験
的に投入量、投入順序および運転条件(ロータ回転数、
ウェイト圧力、冷却条件)を決定し、また、投入時助、
排出時期を決定する要因として混線時間、混練ポリマ一
温度、消費電力量の基準を定め、これらのいくつかを製
造規格として混線様の運転を行ってG)るの力f現状で
ある。ところが、実際には原料ポリマーの形・状、可塑
度、温度のばらつき、投入時期のずれ、混線用ロータの
フライトとチャンノく−との藺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動条件
の変動により、混練温度および混練時間が基準値の許容
範囲門番こあっても、混線ポリマーの可塑度、分散度は
所定の値とならず、ばらつきを生じる。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
ー損失、品質のばらつき等が生じ、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力fずれた場合
は物性不良、品質のばらつき、分散不良等が生じるなど
の問題があつ、た。さら番こ、従来では運転条件(ロー
タ回転数、ウェイト斥力、冷却条件)が練り始めから終
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、非効率的な混線
となっても)たO混線工程の進行および物性に合致した
最適混線条件を与えることができ、これによって製品の
品質が均一でしかも効率的な混線を行うことのできる混
線制御方法を提供するもの!ある0 本発明の醜練制御方゛法は、密閉型混線機では・混練工
程に0材料の分塊、■粉末、液体の練込み、■凝集塊の
分散、■単純混合、■粘度低下の各工程が含まれて、混
練度合に応じてポリマーの物性が変化することに着目し
、また、消費電力値がポリマーの物性(粘度)の指標と
して使用できるという事実に着目した上で、腕御回路番
用いて、現実の消費電力を予め与えられた適正(目標)
消費電力に一致させるように補正、制御し、さらに運転
条件を混線の各工程に応じた最適目標値に追従して変化
させるように制御するものであるO以下、本発明を図面
に依拠して説明するe本発明では、運転条件を調節手段
を介して制御する制御回路を用い、この制御回路に、予
め、密閉型混線様のi正運転時の混線工程に対応する消
費電力のパターンに相当する消費電力基準ノfターンと
、密閉型混線機の運転条件の混線工程筈と応じた適正範
囲に相当する運転条件基準/fターンとを与えておくo
これらの基準/ずターンζよ次のよう暑こして得られる
0 密閉型混線機の混線工程には、前述のよう番と、0分塊
、■練り込み、■分散、■単純混合、0粘度゛−低下の
5工程があり、適正運転時の消費電カッ守ターンは上記
各工程に対応して第1図のグラフ番と示すようになる0
すなわち、第1図のグラフc家、密閉型混練機における
被混線材料の投入力)ら排出までの混線工程の時間経過
と単位時間当りの消費電力値との関係を表わし、また、
同グラフ番こおl、NてAは分塊工程の時間帯、Bは練
込み工程の時間帯、C,Dは分散工程招よ屹単純混合工
程の時間帯、Eは粘度低下工程の時間帯を示す。そして
、適正運転時の消費電力/(’ターンは、同グラフ務こ
曲線Pで示すように、分塊工程の時間帯Aで4よ時間経
過に伴って急激に増加し、分塊工程終期力)ら、一部分
塊工程と重複する練込み工程力(進行する途 5− 中まではほぼ最高値に保たれ、分散・単純混合工程と重
複する練込み工程後期でGiある程度減少してからや一
増加し、分散・単純混合工程の後期と重複する粘度低下
工程では時間経過ととも薯としだ−いに減少するという
よつな特性となるOまた、消費電力値は前述のように物
性の指標として使用できることが知られており、従って
、物性を一定に保つには消費電力を一定のI−Pターン
1こ保つよう番こすればよいOそこで、上記の第1図の
グラフ尋ζ示す如き消費電力のtZターンが制御回路怪
こ基準/ぐターンとして与えられる。
また、密閉型混線機の各種運転条件、すなわちロータ回
−数、ウェイト圧力、機械温度等につ(1て、混練の前
記各工程に応じた最適範囲のt4ターンは、経験および
実−データに基づ&1て求められる。例えば、第2図に
示すよう番こ、■ロータ駆動用モータの回転数は混線中
の粘度低下工程で漸次高くシ(第2図(イ)参照)、■
被混線材料番と加えるウェイト圧力は原料投入時に高く
混線の後半6よ除々に低くシ(第2図(ロ)参照)、■
機械温度Gヨ混練76− の前半で高くし後半6j低ゾる(第2図(ハ)参照)等
が%混練度合に応じた最適な運転条件のパターンとなる
0そして、これらロータ回転数、ウェイト圧力、機械温
度の各運転条件のうちの1つ乃至3つを、第2図の各パ
ターン図に斜線で示すような一定の許容範囲内で、上述
の最適パターンに制御すれば、効率的な混線が行なえる
。そこで、これら各運転条件の最適パターンの1つ乃至
3つを、前記制御回路における運転条件基準パターンと
する。
こうして与えられた消費電力基準パターンおよび運転条
件基準パターンに基づき、消費電力については、混線中
の現実の消費電力を上記消費電力基準パターンと比較し
、過不足を補正して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、消費電力に関係する制御パラ
メータを制御する◇消費電力に関係する制卸パラメータ
としてはロータ回転数詔よびウェイト圧力があり、従っ
てこれらの駆動、調整手段を制御すればよい。この制御
に加えてさらに、各種運転条件を、前記運に応じた最適
な設定許容範囲内に制御する。
この制御方法を第3図の制御フロー図によってさらに具
体的に説明すると、同図に奢いて、1はパンバリミキサ
と称せられるバッチ式の密閉型混線機で、チャンバー内
に通常2軸の有翼混練用ロータを有し、該ロータは外部
の可変速モータ2にて駆動さ7れる。該モータ2はモー
タ制御装置6にて回転数が制御される。また、このパン
バリミキサ1には、原料投入時の押込みおよび混線中の
゛加圧用として空圧作動式のラム4を具備し、該ラム4
への空気圧供給通路5に−は空気圧調節手段6を役けて
いる。さらに、機械温度を調節可能にするため、冷却水
もしくは加熱用蒸気をチャンバー等に送る配管設備を有
し、その配管Z中に、冷却水通路開閉用電磁弁8、蒸g
!c通路開閉用電磁弁9#よびこれら電磁弁8,9を制
御する温度調節器10等からなる温度調節手段を設けて
いる〇これらのパンバリミキサ1および付帯設備に対し
、運転条件を制御する制御回路11には、1っの基準要
素として、前述の適正運転時の消費電力に相当jる消費
電力基準パターンをプラグラミングした消費電力基準パ
ターン発生回路12を有する。また、別の基準要素とし
て、前述の混線各工程に応じた運転条件の最適範囲に相
当する運転条件基準パターン、および後述する消費電力
補正の際などにおける運転条件変更の優先性等の設定を
プログラミングした運転条件−準パターン等発生回路1
3を有する。一方、前記ロータ駆動用モータ2における
単位時間当りの消費電力が検出され、その検出信号がフ
ィードバック要素として上記制御回路11に入力される
該制御回路11において、現実の消費電力の検出信号は
、比較回路14によりへ消費電力基準パターン発生回路
12に発生する基準信号と比較され、両信号の差に応じ
た出力が後続の演算回路モータ2を介してロータ回転数
を調節するモータ制御装置6と、ラム4によって被混線
材料に加え9− られるウェイト圧力を調節する空気圧調節手段6との双
方もしくはいずiか一方を制御し、これによって現実の
消費電力値が消費電力基準パターンと一致するように制
御する。この場合、上記演算回路15においては前記の
遁uIk17基準パターン等発生回路13からの信号も
含めて演算処理されるため、混線の各工程に応じた一定
の許容範囲を有する運転条件基準パターンを満足する範
囲で、消費電力基準パターンに即してロータ回転数やウ
ェイト圧力が制御され、また、この場合にロータ回転数
とウェイト圧力のいずれを優先させ、あるいはいずれを
重点にして制御するかというような運転条件制御もしく
は変更の優先性等も予め設定されている。
この消費電力の制御と合わせて、前記の運転条件基準パ
ターン等発生回路13から得られる信号が演算回路15
に送られ−この信号に基づいて前記モータ制御装置−6
、ラム4に対する空気圧調節手段6、温度調節器10の
各運転条件調節手段が制御され、ロータ回転数、ウェイ
ト圧力、機械lO− 温度が第2図に示す如き混練度合に応じた最適範囲に保
たれることとなる。
以上説明したように、本発明の混練制御方法は、密閉型
混練機に対し、適正運転時の混練工程に対応する消費電
力のパターンに相当する消費電力基準パターンと、運転
条件の混線工程に応じた適正範囲に相当する運転条件基
準パターンとを基準要素として有する制御回路を用い、
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
該基準パターンに追従させるように補正、制御し、かつ
、各種運転条件を上記運転条件基準パターンに追従させ
るように制御しているため、消費電力を一定の最適なパ
ターンに保ち、機械稼動条件の変動があっても被混線材
料の物性を良好かつ均一に保つことができ、なおかつ、
ロータ回転数、ウェイト圧力、機械温度等の運転条件を
混練度合に応じた物性の変化に対応する最適なパターン
に制御し得て、効率的な混線を行うことができるという
すぐれた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は密閉型混練機の適正運転状態における混線の時
間経過に対する消費電力値変動パターンおよび混練の各
工程の時間域を示すグラフ、第2図は上記消費電力値変
動パターンに対応づけて各種運転条件の適正範囲の変動
ノfターンを示すグラフ、第6因り本発明制御方法のフ
ロー図である01・・・密閉型混練機、11・・・制御
回路、12・・・消費電力基準パターン発生回路、1ろ
・・・運転条件基準パターン等発生回路、14・・・比
較回路、15・・・演算回路。 特許出願人 株式会社神戸製鋼所 同     住友ゴム工業株式会社 第  1  図 第  2  図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、密閉型混線機の適正運転時の混線工程に対応する消
    費電力のパターンを予め設定した消費電力基準パターン
    と、密閉型混線機の機械温度、ロータ回転数、ウェイト
    圧力等の運転条件の混線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とを基準要素として有す
    る制御回路を用い、密閉型混線機の運転時にロータ駆動
    用モータの消費電力を検出、シ、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
    、過不足を補正するように消費電力に関係する運転条件
    の調節装置を制御することにより現実の消費電力を上記
    消費電力基準パターンに追従させるとともに、上記運転
    条件基準パターンに従って冷却条件調節手段、ウェイト
    圧力調節手段、ロータ回転数調節手段等の各種運転条件
    調節手段を適正範囲1唖制御することを特徴とする密閉
    型混線機の混線制御方法。
JP56106666A 1981-07-07 1981-07-07 密閉型混練機の混練制御方法 Expired JPS6033530B2 (ja)

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