(57)【要約】【課題】本発明の課題は、混練処理中であっても、混練装置内の混練物の状態を正確かつ直接的に確認することが可能な混練装置を提供することである。【解決手段】上記課題を解決するために、非導電性材料に分散質を分散させる混練装置であって、前記非導電性材料と前記分散質との混練物に接触する受圧部を有し、前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定部と、を備えたことを特徴とする、混練装置を提供する。【選択図】図１
2020163355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非導電性材料に分散質を分散させる混練装置であって、
前記非導電性材料と前記分散質との混練物に接触する受圧部を有し、前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定部と、
前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする、混練装置。
【請求項２】
前記分散質は、導電性を有する分散質であって、
前記非導電性材料と前記導電性を有する分散質との混練物に接触する電極部と、前記電極部が有する一対の電極の間に所定の測定用電圧を印加する電圧印加部と、を有し、前記混練物の電気特性値を測定する電気特性測定部と、を備え、
前記判定部は、前記電気特性測定部により測定した電気特性値と分散状態との関係に、前記圧力測定部により測定される圧力値を用いて補正を加えることにより、前記非導電性材料への前記導電性を有する分散質の分散状態を判定することを特徴とする、請求項１に記載の混練装置。
【請求項３】
前記非導電性材料と前記導電性を有する分散質との混練物に接触する感熱部を有し、前記非導電性材料と前記導電性を有する分散質との混練物にかかる温度値を測定する温度測定部と、を備え、
前記判定部は、前記電気特性測定部により測定した電気特性値と分散状態との関係に、前記圧力測定部により測定される圧力値及び前記温度測定部により測定される温度値を用いて補正を加えることにより、前記非導電性材料への前記導電性を有する分散質の分散状態を判定することを特徴とする、請求項２に記載の混練装置。
【請求項４】
前記電気特性測定部及び前記圧力測定部は、近傍に配置されることを特徴とする、請求項３に記載の混練装置。
【請求項５】
前記電極部の形状が筒形状であり、前記受圧部は、筒形状の電極部の内側に配置されることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の混練装置。
【請求項６】
非導電性材料に分散質を分散した混練物の製造方法であって、
前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定ステップと、
前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定ステップと、
を備えたことを特徴とする、混練物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、化学工業やプラスチック工業、製薬工業等のあらゆる分野で、２種類以上の物質を均一に混合するための混練装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
混練装置は、広く使用されており、例えば、ゴム製品の製造では、原料ゴムと添加剤配合剤や充填材などの添加剤を混合、混練して配合ゴムとする工程において、密閉式混練装置が用いられる。例えば、特許文献１には、２つの混合室を並設し、これらの混合空間をラム下とブリッジ上の領域を介して接続すると共に、前記２つの混合室内に夫々複数枚の形状に特徴のあるロータ羽根を装着した横型二軸混練装置が記載されている。この横型二軸混練装置では、ロータが互いに平行、かつ、回転可能に配置されており、これらのロータを互いに逆方向に回転させて混合空間で混練物の受渡しを行うことができるというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−１６６２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ゴム等の混練では、ゴム原料に対して添加剤を微細化して均一に分散させる必要があり、分散不良はゴム製品の品質を低下させる。
そのため、密閉式混練装置では、混練時間、混練装置内部の温度、消費電力量、ラム位置などの外部観測できる値を測定し、これらの値が所定の値に到達したら混練工程を終了するという管理により製造物の品質を一定に維持している。しかしながら、これらの値は、混練物の状態を間接的に表したものに過ぎず、実際に混練物がどのような状態であるのかは不明である。一方、混練物の状態を直接的に確認する方法としては、密閉式混練装置を開閉して混練物の一部をサンプリングし、このサンプリングした混練物に対して所定の検査を行う方法もあるが、作業効率の点から望ましくない。
【０００５】
よって、混練装置においては、混練物のサンプリングすることなく、その状態を正確に確認できる混練装置が求められている。
すなわち、本発明の課題は、混練処理中であっても、混練装置内の混練物の状態を正確に確認することが可能な混練装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題について鋭意検討した結果、混練装置の内部において、非導電性材料と分散質との混練物にかかる圧力値から、混練物中における分散質の分散状態を正確に判定することができるという知見に至り、本発明を完成した。
すなわち、本発明は、以下の混練装置及び混練物の製造方法である。
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の混練装置は、非導電性材料に分散質を分散させる混練装置であって、前記非導電性材料と前記分散質との混練物に接触する受圧部を有し、前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定部と、前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定部と、を備えたことを特徴とするものである。
分散質を含む混練物において、分散質の分散状態を示す指標は、混練物にかかる圧力値により変動する。よって、上記の混練装置によれば、混練物にかかる圧力値に基づいて混練物中の分散質の分散状態を判定するため、混練物の分散状態を正確に判定することができる。
【０００８】
さらに、本発明の混練装置の一実施態様としては、分散質は、導電性を有する分散質であって、非導電性材料と導電性を有する分散質との混練物に接触する電極部と、電極部が有する一対の電極の間に所定の測定用電圧を印加する電圧印加部と、を有し、混練物の電気特性値を測定する電気特性測定部と、を備え、判定部は、電気特性測定部により測定した電気特性値と分散状態との関係に、圧力測定部により測定される圧力値を用いて補正を加えることにより、非導電性材料への導電性を有する分散質の分散状態を判定することを特徴とするものである。
導電性を有する分散質を含む混練物において、分散質の分散状態を示す指標は、混練物にかかる圧力値により変動する。よって、上記の特徴によれば、導電性を有する分散質を含む混練物の電気特性値を測定して、この電気特性値により混練物中の導電性を有する分散質の分散状態を測定し、圧力測定部により測定される圧力値による補正を加えることで混練物の分散状態を直接的に、正確に確認することができる。
【０００９】
さらに、本発明の混練装置の一実施態様としては、非導電性材料と導電性を有する分散質との混練物に接触する感熱部を有し、非導電性材料と導電性を有する分散質との混練物にかかる温度値を測定する温度測定部と、を備え、判定部は、電気特性測定部により測定した電気特性値と分散状態との関係に、圧力測定部により測定される圧力値及び温度測定部により測定される温度値を用いて補正を加えることにより、非導電性材料への導電性を有する分散質の分散状態を判定することを特徴とするものである。
導電性を有する分散質を含む混練物において、分散質の分散状態を示す指標は、混練物にかかる温度値により変動する。よって、上記の特徴によれば、導電性を有する分散質を含む混練物の電気特性値を測定して、この電気特性値により混練物中の導電性を有する分散質の分散状態を測定し、圧力測定部により測定される圧力値及び温度測定部により測定される温度値を用いて補正を加えることで混練物の分散状態を直接的に、正確に確認することができる。
【００１０】
さらに、本発明の混練装置の一実施態様としては、電気特性測定部及び圧力測定部は、近傍に配置されることを特徴とするものである。
混練物の電気特性値を測定する電気特性測定部と、混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定部が装置内で離れた位置に配置されると、電気特性値と圧力値は、異なる状態の混練物に対して測定されるおそれがある。この混練装置によれば、電気特性測定部と圧力測定部が近傍に配置されるため、同一あるいは近似した状態の混練物に対して電気特性値と圧力値を測定することができる。そのため、この混練装置は、圧力値で電気特性値を補正する際に適切に補正され、より正確に混練物の分散状態を判定することができるという効果を奏する。
【００１１】
さらに、本発明の混練装置の一実施態様としては、電極部の形状が筒形状であり、受圧部は、筒形状の電極部の内側に配置されることを特徴とするものである。
この混練装置によれば、圧力値と電気特性値を測定する部位を限局して配置することによって、混練物の同一箇所について圧力値と電気特性値を測定することができる。そのため、この混練装置は、圧力値で電気特性値を補正する際に適切に補正され、より正確に混練物の分散状態を判定することができるという効果を奏する。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の混練方法は、非導電性材料に分散質を分散した混練物の製造方法であって、前記非導電性材料と前記分散質との混練物にかかる圧力値を測定する圧力測定ステップと、前記圧力測定部により測定される圧力値に基づいて前記非導電性材料への前記分散質の分散状態を判定する判定ステップと、を備えたことを特徴とするものである。
この混練物の製造方法によれば、混練物にかかる圧力値に基づいて混練物中の導電性を有する分散質の分散状態を判定するため、混練物の分散状態を正確に判定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、混練処理中であっても、混練装置内の混練物の状態を正確かつ直接的に確認することが可能な混練装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施態様の混練装置の構造を示す概略説明図である。（Ａ）混練装置の正面断面図である。（Ｂ）混練装置の平面図である。
【図２】本発明の第１の実施態様の混練装置に取り付けられた圧力測定部の構造を示す概略説明図である。
【図３】本発明の第１の実施態様の混練装置に取り付けられた電気特性測定部の構造を示す概略説明図である。電極部が混合室の内面と面一である電気特性測定部の例である。
【図４】本発明の混練装置に取り付ける電気特性測定部の他の態様を示す概略説明図である。（Ａ）電極部が混合室側に突出した形状である電気特性測定部の概略説明図である。（Ｂ）電極部がケーシング外壁側に後退した形状である電気特性測定部の概略説明図である。
【図５】本発明の混練装置に取り付ける圧力測定部と電気特性測定部の配置を示す概略説明図である。（Ａ）圧力測定部と電気特性測定部が曲面部位に配置された混練装置を示す概略説明図である。（Ｂ）圧力測定部と電気特性測定部が平面部位に配置された混練装置を示す概略説明図である。
【図６】本発明の第２の実施態様の混練装置に取り付ける複合測定部の構造を示す概略説明図である。（Ａ）混練装置に取り付ける複合測定部の正面断面図である。（Ｂ）混練装置に取り付ける複合測定部の平面図である。
【図７】複合測定部の他の態様を示す概略説明図である。（Ａ）複合測定部の受圧部の形状を、略四角柱形状とし、第１電極、第２電極及び絶縁部材を略四角筒形状とした場合の平面図である。（Ｂ）複合測定部の受圧部の形状を、略四角柱形状とし、第１電極、第２電極及び絶縁部材を略円筒形状とした場合の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明に係る混練装置の実施態様を詳細に説明する。
なお、実施態様に記載する混練装置については、本発明に係る混練装置を説明するために例示したに過ぎず、これに限定されるものではない。
また、以下の実施態様に記載する混練装置の説明は、これに相当する混練物の製造方法の各ステップの説明に置き換えることができる。
【００１６】
本発明の混練装置は、非導電性材料に分散質を分散させる混練装置である。非導電性材料は、特に制限されないが、例えば、ゴム製品やプラスチック製品やフィルムなどの高分子材料などが挙げられる。
また、本発明における分散質は、粒状の物質であり、非導電性の分散質でも導電性を有する分散質でもよい。非導電性の分散質としては、例えば、シリカ粒子、硫黄粒子などが挙げられ、導電性を有する分散質としては、例えば、カーボン粒子、金属粉などが挙げれる。
【００１７】
〔第１の実施態様〕
図１は、本発明の第１の実施態様における混練装置１Ａの構造を示す概略説明図である。なお、図１（Ａ）中の一点鎖線は、各部位の電気的な接続を示している。第１の実施態様では、非導電性材料としてゴム製品に使用する樹脂と、分散質として導電性を有するカーボン粒子を混錬する。
【００１８】
図１（Ａ）に示すように、混練装置１Ａの主要部は、高分子材料等の非導電性材料と分散質を内部に収容するケーシング２と、ケーシング２の内部に配置された一対のロータ３、ケーシング２に配置された圧力測定部５及び電気特性測定部６と、ケーシング２の外部に配置され、圧力測定部５と電気特性測定部６と電気的に接続された判定部８を備える。
なお、非導電性材料と分散質を総称して、「混練材料」あるいは「混練物」と記す場合がある。
【００１９】
ケーシング２は、図１（Ａ）、図１（Ｂ）に示すように、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄ、前壁部２ｅ、後壁部２ｆにより囲まれた混合室４が形成され、混合室４の天面には、混練材料を投入するための投入口２ａ、混合室４の底面には、混練物を排出するための排出口２ｂを有する。投入口２ａ及び排出口２ｂには、それぞれ投入口蓋部２ｇ及び排出口蓋部２ｈを備えており、混合室４を密閉することが可能である。投入口蓋部２ｇ及び排出口蓋部２ｈの内面形状は、半円筒状左壁部２ｃと半円筒状右壁部２ｄの内面形状と共に半円筒形状となるように形成されている。半円筒状左壁部２ｃと半円筒状右壁部２ｄは、ケーシング２における一対のロータ３の周囲を覆う部位となる。また、前壁部２ｅ、後壁部２ｆは、ケーシング２におけるロータ３の軸部３ａに対して直交して配置される。なお、ケーシング２の内面形状は、ロータ３の羽根部３ｂの形状等に応じて適宜決定されるものであり、また、投入口蓋部や排出口蓋部の内面形状は、設置位置等に応じて適宜決定するものである。例えば、投入口蓋部をケーシング２の天面に配置する場合には、内面形状は平らな形状でもよい。
【００２０】
投入口蓋部２ｇは、ケーシング２に対して上下に移動できるように配置される。投入口蓋部２ｇを上方に移動してケーシング２の上部を開放した状態で、混合室４内に混練材料として、非導電性材料と導電性を有する分散質が投入される。そして、投入口蓋部２ｇを下方に移動し、混合室４を密閉する。混合室４が密閉された状態で、ロータ３が回転することにより混練材料の混練が行われる。また、投入口蓋部２ｇは、混練時において混合室４の方向にエアシリンダなどの駆動装置を利用して加圧することができる。
非導電性材料と導電性を有する分散質が混合されると、得られた混練物は、排出口２ｂから排出する。排出口蓋部２ｈは、排出口２ｂを開閉可能な状態でケーシング２に設置する。
【００２１】
ロータ３は、軸部３ａと軸部３ａの表面に形成された羽根部３ｂを有している。羽根部３ｂは、混合室４内において軸部３ａに沿って螺旋状に形成される。ロータ３は、電動モータなどのロータ駆動装置（図示省略）により回転して混練を行う。
なお、ロータ３の回転方向や速度は、十分な混練が可能であれば特に限定されるものではない。例えば、ロータ３の回転は、一対のロータ３が互いに異回転の非噛み合い型であっても、同回転の噛み合い型としてもよい。
また、羽根部３ｂの羽根の大きさや形状、螺旋構造の周期は、混合室４内における混練材料の流動挙動を最適にして十分な混練が可能であれば任意のものでよい。
【００２２】
なお、ロータ３により混練すると、混練物のせん断や変形等により発熱して、混練物が高温化することがある。混練物が高温化すると、混練物の品質を低下させるおそれがあることから、混合室４の内部の温度を調節するための温度調節機構を設置してもよい。温度調節機構としては、ケーシングの外周面に配置されたジャケットや、ロータの内部に形成した空洞などに、冷媒を流通して間接的に混練物を冷却する手段や、冷気を混合室４の内部に流通して直接的に混練物を冷却する手段等が挙げられる。
【００２３】
（圧力測定部）
図２は、圧力測定部５の構造を説明するための断面図である。圧力測定部５は、ケーシング２の混合室側表面の混練物と接触する箇所に受圧部５ａが設けられており、その下部に緩衝部５ｂ、圧力センサ５ｃ、それらの周囲を囲むガイド５ｄを備える。圧力測定部５は、抑え板５ｅとボルト５ｆによりケーシング２に固定される。
【００２４】
圧力測定部５は、混練中の混練物が受圧部５ａに接触して生じた圧力を、緩衝部５ｂを介して圧力センサ５ｃで感知する。混練物は、混練されて滑らかな状態になるに従って圧力値が一定になることから、圧力測定部５が圧力を感知することによって混練物の分散状態を確認することができる。
【００２５】
圧力測定部５の設置場所や設置個数は、特に限定されない。設置場所については、ケーシング２の投入口蓋部２ｇ、排出口蓋部２ｈ、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄ、前壁部２ｅ、後壁部２ｆのうち少なくとも１つに配置される。圧力測定部５の設置場所としては、例えば、図５（Ａ）に示すように、ケーシング２の投入口蓋部２ｇ、排出口蓋部２ｈ、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄにおける混合室側表面の曲面部位でも、図５（Ｂ）に示すように、ケーシング２の前壁部２ｅ、後壁部２ｆのような混合室側表面の平面部位でもよい。なお、ロータ３の回転により混練物は、曲面部位に押し当てられることから、圧力測定部５を曲面部位に設置することにより、混練物にかかる圧力をより適切に示すことができる。
【００２６】
（温度測定部）
温度測定部７は、ケーシング２の混合室側表面の混練物と接触するように設けられている。温度測定部７は、混練物と接触する感熱部で検出した温度を判定部８に送信する。
【００２７】
温度測定部７の設置場所や設置個数は、特に限定されない。設置場所については、ケーシング２の投入口蓋部２ｇ、排出口蓋部２ｈ、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄ、前壁部２ｅ、後壁部２ｆのうち少なくとも１つに配置される。温度測定部７により測定された温度から、温度上昇により低下する電気抵抗値を補正することができる。なお、温度測定部７の設置場所は、混練物の分散状態をより正確に判定するために、圧力測定部５の近傍に設置することが望ましい。
【００２８】
（電気特性測定部）
図３は、電気特性測定部６の構造を説明するための概略説明図である。電気特性測定部６は、ケーシング２の混合室側表面の混練物と接触する箇所に設置された一対の電極（第１電極部６ａ、第２電極部６ｂ）と、この一対の電極間に測定用電圧を印加するための電圧印加部６ｄを備える。また、図３に示すように、第１電極６ａと第２電極６ｂを電気的に絶縁するための絶縁部材６ｃを有して構成される。
【００２９】
第１電極６ａと第２電極６ｂの一対の電極において、電圧印加部６ｄにより測定用電圧が印加されると、第１電極６ａと第２電極６ｂに接触する混練物を電流が流れる。そして、電気特性測定部６では、混練物に流れる電流の電気特性値を得る。ここで、電気特性値とは、混練物に流れる電流の流れやすさを示すパラメータであれば特に制限されず、例えば、電流値、電圧値、抵抗値などが挙げられる。
【００３０】
電気特性測定部６の設置場所や設置個数は、特に限定されない。設置場所については、ケーシング２の投入口蓋部２ｇ、排出口蓋部２ｈ、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄ、前壁部２ｅ、後壁部２ｆのうち少なくとも１つに配置される。電気特性測定部５の設置場所としては、例えば、図５（Ａ）に示すように、ケーシング２の投入口蓋部２ｇ、排出口蓋部２ｈ、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄにおける混合室側表面の曲面部位でも、図５（Ｂ）に示すように、ケーシング２の前壁部２ｅ、後壁部２ｆのような混合室側表面の平面部位でもよい。圧力測定部５において測定された圧力値と同等の圧力がかかる位置に設置することが好ましく、例えば、圧力測定部５が曲面部位に設置されている場合には、電気特性測定部６も曲面部位に設置することが好ましく、圧力測定部５が平面部位に設置されている場合には、電気特性測定部６も平面部位に設置することが好ましい。混練物にかかる圧力を適切に示し、分散状態を正確に判定できるという観点から、圧力測定部５及び電気特性測定部６が曲面部位に設置されることが特に好ましい。
【００３１】
また、電気特性測定部６の一対の電極である、第１電極６ａと第２電極６ｂの配置は、ロータ３の軸部３ａに沿って平行にすることが好適である。ロータ３の回転により混練物は、ロータ３の周囲を周回するように移動するため、一対の電極をロータ３の軸部３ａの周囲に沿って配置すると、電極間を混練物が移動することになる。そのため、ロータ３の回転数（回転速度）により、混練物の移動速度も変わることから、一対の電極間に接触する混練物の距離が変動することになる。一方で、一対の電極をロータ３の軸部３ａに沿って平行に配置すると、ロータ３の回転数を変えても一対の電極に接触する混練物の距離は一定となるため、正確に電気特性値を測定することができる。
【００３２】
第１電極６ａと第２電極６ｂの材質や形状は、混合室４内における混練物の電気抵抗値の測定が可能であれば限定されない。第１電極６ａと第２電極６ｂの材質としては、例えば、金属製の丸棒や角棒などである。また、第１電極６ａと第２電極６ｂの形状としては、例えば、図３のように、混練部と接する第１電極６ａと第２電極６ｂの先端が、混合室４の内面と面一となるものや、図４（Ａ）のように、第１電極６ａと第２電極６ｂの先端が、混合室４の内面から混合室４側に突出しているもの、図４（Ｂ）のように、第１電極６ａと第２電極６ｂの先端が、混合室４の内面からケーシング外壁方向に後退しているものとしてもよい。図４（Ｂ）のように、ケーシング外壁方向へ後退している場合には、混合室４の内壁に凹部が形成され、混練物が詰まるおそれがある。そのため、電極の先端は、混合室４の内面と面一となるものや、混合室４側に突出しているものが好ましい。さらには、電極の先端が混合室４の内面と面一となる場合には、混練時に混練物に対して意図しない剪断が生じないという利点がある。
【００３３】
絶縁部材６ｃの材質や配置は、第１電極６ａと第２電極６ｂの間を絶縁できればよい。絶縁部材６ｃの材質としては、例えば、電気抵抗の大きな樹脂製の部材である。また、絶縁部材６ｃは、第１電極６ａ及び第２電極６ｂと、ケーシング２の間にも配置される。
【００３４】
電気特性測定部６は、第１電極６ａと第２電極６ｂの間を流れる電流に関する電気特性値を判定部８に送信し、判定部８では、当該電気特性値から、非導電性材料への導電性を有する分散質の分散状態を判定する。混練物の電気抵抗値は、混練されて導電性を有する分散質の分散が均一になるに従って、一定になることから、例えば、混練物の電気抵抗値を測定することで混練物中の分散質の分散状態を直接的に判定することが可能である。
【００３５】
また、この電気特性値と分散状態の関係は、混練物の圧力値や温度値により変動することが認められる。電気特性値と分散状態との関係が、混練物の圧力値により変動する現象は、混練物の圧力がかかることにより、混練物が圧縮されて、非導電性材料中の導電性を有する分散質の距離が変動することに起因すると推察される。つまりは、混練物に圧力がかかると、導電性の分散質の距離が小さくなり、電気抵抗値が下がる。また、電気特性値と分散状態との関係が、混練物の温度値により変動する現象は、樹脂は、温度値が大きくなると、電気抵抗値が低下することに起因すると推察される。よって、判定部８では、電気特性値と分散状態の関係に、圧力値や温度値又はその両方の値による補正を加えることによって、正確に混練物の分散状態を判定することができる。
【００３６】
電気特性値と分散状態の関係に、圧力値や温度値による補正を加えるという観点から、同じ状態の混練物に対する電気特性値と圧力値及び温度値を得ることが好ましい。よって、電気特性測定部６と圧力測定部５及び温度測定部７は近傍に配置することが好ましい。さらには、電気特性測定部６の電極部を筒形状とし、圧力測定部５の受圧部や温度測定部７の感熱部を筒形状の電極部の内側に配置し、電気特性測定部６と、圧力測定部５若しくは温度測定部７又はその両方が一体となった複合測定部とすることが好ましい。なお、電極部の形状は、特に制限されず、例えば、円筒形状、楕円筒形状、角筒形状などが挙げられる。また、電極部の内側に配置する受圧部や感熱部の形状は、特に制限されず、例えば、円柱形状、楕円柱形状、角柱形状などが挙げられる。
【００３７】
また、電気特性測定部６と、圧力測定部５及び温度測定部７とを近傍に配置する際には、その位置関係は特に制限されないが、電気特性測定部６と、圧力測定部５及び温度測定部７を、ロータ３の軸部３ａに沿って平行に配置することが好ましい。これにより、同一状態の混練物に対して、電気特性測定部６による電気特性値と、圧力測定部５による圧力値と、温度測定部７による温度値を同時に測定することができる。
【００３８】
（判定部）
判定部８は、圧力測定部５、電気特性測定部６、温度測定部７と電気的に接続され、電気特性測定部６で測定された電気特性値と、圧力測定部５で測定された圧力値と、温度測定部７で測定された温度値を受信する。判定部８は、電気特性測定部６で測定された電気特性値、圧力測定部５で測定された圧力値と温度測定部７で測定された温度値から、混練物の分散状態を判定し、混練作業の進捗を表示する。
【００３９】
判定部８での判定は、事前の試験結果に基づいて行ってもよい。混練物の状態と電気特性値、圧力値、温度値の関係は、非導電性材料と分散質の組み合わせによって異なる可能性があるため、混練材料の組成ごとに、あらかじめ所望の分散状態における電気特性値、圧力値及び温度値を測定しておくのが望ましい。特に、非導電性材料が天然物である場合には、ロット間の品質に差があるので事前の試験を実施するのが好ましい。
これにより、判定部８は、最適な混練時間で混練を終了させる指示をすることが可能となり、作業効率を向上させることができる。
【００４０】
また、判定部８と電気特性測定部６、圧力測定部５、温度測定部７との情報の伝達は、配線等により直接接続された通信手段を用いても、無線等の通信手段を用いてもよい。
【００４１】
以上の特徴により、本発明の混練装置１Ａは、ケーシング２に投入された混練材料をロータ３の回転運動により混練する間に、圧力測定部５、温度測定部７及び電気特性測定部６により混練物の電気特性値、圧力値及び温度値を測定し、電気特性値による分散状態の判定し、圧力値及び温度値を用いて補正を加えることにより、前記非導電性材料への前記導電性を有する分散質の分散状態を判定すること正確に混練物の分散状態を判定することができる。よって、混練物の分散状態を評価する際に、サンプリングなどの作業を不要となり、効率的な混練操作を行うことができる。
【００４２】
第１の実施態様では分散質として導電性を有する分散質を用いているが、非導電性の分散質を用いることもできる。その場合には、電気特性測定部に変えて、例えば、光学的手法を用いて分散質を検出することにより分散状態を判定し、これに圧力値や温度値を用いて補正すればよい。
【００４３】
〔第２の実施態様〕
本発明の第２の実施態様の混練装置１Ｂは、圧力測定部５と電気特性測定部６が一体となった複合測定部９を有するものである。
なお、圧力測定部５と電気特性測定部６以外は、上記第１Ａの実施態様と同様であるので、圧力測定部５と電気特性測定部６が一体となった複合測定部９について説明する。
【００４４】
図６（Ａ）は、複合測定部９の構造を説明するための断面図である。複合測定部９は、ケーシング２の混合室側表面の混練物と接触する箇所に受圧部９ａが設けられ、その下部に緩衝部９ｂ、圧力センサ９ｃ、それらの周囲を囲むガイド９ｄからなる圧力測定部を備える。また、複合測定部９は、受圧部９ａの周囲に、円筒状の第１電極９ｅと円筒状の第２電極９ｆが絶縁部材９ｇにより隔離されて配置され、第１電極９ｅと第２電極９ｆの間に測定用電圧を印加する電圧印加部９ｈからなる電気特性測定部を備える。なお、複合測定部９は、抑え板９ｉとボルト９ｊによりケーシング２に設置される。また、複合測定部９の圧力測定部と電気特性測定部は、それぞれ判定部８に電気的に接続されている。
【００４５】
複合測定部９は、混練中の混練物が受圧部９ａに接触して生じた圧力を、緩衝部９ｂを介して圧力センサ９ｃで感知すると共に、第１電極９ｅと第２電極９ｆの間の混練物に流れる電流の電気特性値を測定する。これにより、混練物の同一箇所について圧力値と電気特性値を測定することができるので、圧力値と電気特性値の相関関係を正確に維持したうえで、混練物の分散状態を確認することができる。
【００４６】
また、複合測定部９の設置場所や設置個数は、特に限定されない。設置場所については、ケーシング２の投入口蓋部２ｇ、排出口蓋部２ｈ、半円筒状左壁部２ｃ、半円筒状右壁部２ｄ、前壁部２ｅ、後壁部２ｆのうち少なくとも１つに配置される。図６（Ａ）では、混合室の曲面部位に配置するものを例示しているが、混合室４の平面部位に配置してもよい。混練物にかかる圧力が適正であるという観点から、混合室の曲面部位に配置することが好ましい。
【００４７】
複合測定部９の第１電極９ｅ、第２電極９ｆ、絶縁部材９ｇの材質や形状は、混合室４内における混練物の電気特性値の測定が可能であれば限定されない。複合測定部９の形状は、図６（Ａ）の正面断面図や図６（Ｂ）の平面図に示すような円柱形状に限定されるものではない。
また、複合測定部９の電気特性測定部及び圧力測定部と判定部８との情報の伝達は、配線等により直接接続された通信手段を用いても、無線等の通信手段を用いてもよい。
【００４８】
以上のように、本発明の混練装置１Ｂは、より限局した混練物の圧力値と電気特性値を測定することにより、混練物の状態を正確に確認することができる。これにより、非導電性材料と導電性を有する分散質を含む製品の品質管理や作業効率を向上させることができる。
【００４９】
（複合測定部の他の態様）
複合測定部の形状は、図６に示す円柱形状に限定されるものではなく、種々の形状でもよい。図７に、複合測定部の他の態様を示す。例えば、図７（Ａ）に示す複合測定部は、略四角柱形状の受圧部９ｋと、略四角筒形状の第１電極９ｌ、第２電極９ｎ及び絶縁部材９ｍを備えた複合測定部である。また、図７（Ｂ）に示す複合測定部は、略四角柱形状の受圧部と、略円筒形状の第１電極９ｅ、第２電極９ｆ及び絶縁部材９ｇを備えた複合測定部である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の混練装置は、様々な工業分野における混練処理において、混練処理中の混練物の分散状態を確認するために利用することができる。具体的には、ゴム製品の混練材料である高分子材料等の非導電性材料に分散質を均一に分散させる混練処理において、本発明の混練装置は、品質管理や作業効率を向上することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１Ａ，１Ｂ…混練装置、２…ケーシング、２ａ…投入口、２ｂ…排出口、２ｃ…半円筒状左壁部、２ｄ…半円筒状右壁部、２ｅ…前壁部、２ｆ…後壁部、２ｇ…投入口蓋部、２ｈ…排出口蓋部、３…ロータ、３ａ…軸部、３ｂ…羽根部、４…混合室、５…圧力測定部、５ａ…受圧部、５ｂ…緩衝部、５ｃ…圧力センサ、５ｄ…ガイド、５ｅ…抑え板、５ｆ…ボルト、６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…電気特性測定部、６ａ…第１電極部、６ｂ…第２電極部、６ｃ…絶縁部材、６ｄ…電圧印加部、７…温度測定部、８…判定部、９…複合測定部、９ａ…受圧部、９ｂ…緩衝部、９ｃ…圧力センサ、９ｄ…ガイド、９ｅ…第１電極、９ｆ…第２電極、９ｇ…絶縁部材、９ｈ…電圧印加部、９ｉ…抑え板、９ｊ…ボルト、９ｋ…受圧部、９ｌ…第１電極、９ｍ…絶縁部材、９ｎ…第２電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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