(57)【要約】【課題】輸送の手間を低減させることが可能な混練装置を提供する。【解決手段】超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料を混練しながら下流に搬送する混練機５を有する。混練機５は、混練物が内部を流通する主チャンバ１１と、主チャンバ１１から分岐した、少なくとも１つの分岐チャンバ１２と、を有する。【選択図】図２
2019051631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料を混練しながら下流に搬送する混練機を有し、
前記混練機は、
混練物が内部を流通する主チャンバと、
前記主チャンバから分岐した、少なくとも１つの分岐チャンバと、
を有することを特徴とする混練装置。
【請求項２】
前記分岐チャンバに添加物の投入口が設けられてい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】
前記混練機は、前記分岐チャンバを複数有し、
前記混練機は、前記分岐チャンバの内部に設けられた混練翼をさらに有し、
複数の前記分岐チャンバには、前記混練翼の数が異なる前記分岐チャンバが含まれていることを特徴とする請求項１又は２に記載の混練装置。
【請求項４】
前記混練機は、前記分岐チャンバを複数有し、
複数の前記分岐チャンバには、径が異なる前記分岐チャンバが含まれていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項５】
前記分岐チャンバが、前記主チャンバの途中から分岐しており、
前記分岐チャンバの分岐位置から見て、上流側の前記主チャンバの径は、下流側の前記主チャンバの径よりも大きくされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項６】
前記混練機は、前記分岐チャンバの内部に設けられた混練翼をさらに有し、
前記混練翼が、前記分岐位置よりも上流側の前記主チャンバ内に延伸されていることを特徴とする請求項５に記載の混練装置。
【請求項７】
前記混練機は、前記主チャンバおよび前記分岐チャンバの内部にそれぞれ設けられた混練翼をさらに有し、
前記分岐チャンバが、前記主チャンバの途中から分岐しており、
前記主チャンバ内に設けられた前記混練翼は、前記分岐チャンバの分岐位置において上流側と下流側とに隙間を開けて分割されており、
前記分岐チャンバ内に設けられた前記混練翼が、前記隙間内に延伸されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項８】
前記分岐チャンバが、前記主チャンバの底部から分岐していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項９】
前記混練機は、前記分岐チャンバを複数有し、
複数の前記分岐チャンバは、互いに、前記主チャンバの長手方向の異なる位置から分岐していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項１０】
前記混練機は、前記分岐チャンバを複数有し、
一の前記分岐チャンバが、前記主チャンバまたは他の前記分岐チャンバに合流することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項１１】
前記混練機は、
前記主チャンバの上流側に設けられ、前記主チャンバ内の圧力を検知する第１圧力計と、
前記主チャンバの下流側に設けられ、前記主チャンバ内の圧力を検知する第２圧力計と、
前記分岐チャンバに設けられ、前記分岐チャンバ内の圧力を検知する第３圧力計と、
前記主チャンバおよび前記分岐チャンバの内部にそれぞれ設けられた混練翼と、
前記第１圧力計、前記第２圧力計、および、前記第３圧力計の測定値に基づいて、前記混練翼の回転数をそれぞれ調整する回転数制御装置と、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の混練装置。
【請求項１２】
前記混練機は、
前記主チャンバの上流側に設けられ、前記主チャンバ内の圧力を検知する第１圧力計と、
前記主チャンバの下流側に設けられ、前記主チャンバ内の圧力を検知する第２圧力計と、
前記分岐チャンバに設けられ、前記分岐チャンバ内の圧力を検知する第３圧力計と、
前記主チャンバおよび前記分岐チャンバにそれぞれ設けられた開度調整機構と、
前記第１圧力計、前記第２圧力計、および、前記第３圧力計の測定値に基づいて、前記開度調整機構の開度をそれぞれ調整する開度制御装置と、
をさらに有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料の混練を行う混練装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、未架橋ゴムとフィラーとを混練するゴム製品の製造方法が開示されている。フィラー含有未架橋ゴムを調製し、このフィラー含有未架橋ゴムで他材接触部を形成することにより、他材接触部の耐摩性が優れるゴム製品を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２５９２０３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、二軸押出混練装置を用いて混練を行っている。しかしながら、二軸押出混練装置の出口は一つであるため、製造した混練物を複数のプロセスの各々に供給する場合には、製造した混練物を分割してそれぞれのプロセスまで輸送する必要があり、手間がかかる。
【０００５】
そこで、本発明は、輸送の手間を低減させることが可能な混練装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の混練装置は、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料を混練しながら下流に搬送する混練機を有し、前記混練機は、混練物が内部を流通する主チャンバと、前記主チャンバから分岐した、少なくとも１つの分岐チャンバと、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、少なくとも１つの分岐チャンバが、主チャンバから分岐している。超臨界流体または亜臨界流体の存在下では、混練物の粘度が低下するので、主チャンバ内の混練物を分岐チャンバ内に好適に流入させることができる。よって、主チャンバと分岐チャンバとに混練物を分割して、複数のプロセスの各々に供給することができるので、輸送の手間を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】混練装置の概略図である。
【図２】第１実施形態における混練機の上面断面図である。
【図３】主チャンバのＡ−Ａ断面図である。
【図４】第１変形例における混練機の上面断面図である。
【図５】第２変形例における混練機の上面断面図である。
【図６】第２実施形態における混練機の上面断面図である。
【図７】膨出部を含む主チャンバのＢ−Ｂ断面図である。
【図８】第３変形例における混練機の上面断面図である。
【図９】膨出部を含む主チャンバのＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】第４変形例における混練機の上面断面図である。
【図１１】第５変形例における混練機の上面断面図である。
【図１２】第６変形例における図６のＤ−Ｄ断面図である。
【図１３】第３実施形態における混練機の上面断面図である。
【図１４】第７変形例における混練機の上面断面図である。
【図１５】第４実施形態における混練機の上面断面図である。
【図１６】第８変形例における混練機の上面断面図である。
【図１７】流量制御のフローチャートである。
【図１８】第９変形例における混練機の上面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
［第１実施形態］
（混練装置の構成）
本発明の第１実施形態による混練装置は、超臨界流体または亜臨界流体の存在下において、材料の混練を行うものである。本実施形態において、材料はゴムであるが、樹脂や食品等であってもよい。混練装置は、連続式またはバッチ式にて混練を行う。
【００１１】
ここで、超臨界流体とは、超臨界状態の流体をいう。超臨界状態とは、温度が流体の臨界温度以上で且つ圧力が流体の臨界圧力以上である状態をいう。亜臨界流体とは、亜臨界状態の流体をいう。亜臨界状態とは、温度及び圧力の一方のみが臨界状態に達し且つ他方が臨界状態に達していない状態、或いは、温度及び圧力の両方が臨界状態に達していないが、温度及び圧力の少なくとも一方が常温常圧より十分高く臨界状態に近い状態をいう。
【００１２】
超臨界流体または亜臨界流体を生じる物質としては、例えば、二酸化炭素、窒素、水素、キセノン、エタン、アンモニア、メタノール、水等が挙げられる。これらのうち、ゴムの混練には二酸化炭素及び窒素が好適である。
【００１３】
混練装置１の概略図である図１に示すように、混練装置１は、第１熱交換器２と、ポンプ３と、第２熱交換器４と、混練機５と、ＣＯ2分離器６と、を有している。本実施形態では、二酸化炭素の超臨界流体（超臨界ＣＯ2）の存在下で混練を行うが、他の超臨界流体の存在下や、亜臨界流体の存在下で混練を行うものであってもよい。
【００１４】
第１熱交換器２は、ＣＯ2ガスを冷却して、ＣＯ2の液体（液体ＣＯ2）にする。ポンプ３は、液体ＣＯ2を加圧することで、液体ＣＯ2の圧力を臨界圧力以上にする。第２熱交換器４は、液体ＣＯ2を臨界温度以上に加熱して、超臨界ＣＯ2にする。
【００１５】
混練機５には、超臨界ＣＯ2に溶解された材料および添加物が投入される。材料がゴムや樹脂などの高分子材料の場合、添加物は添加剤や混練済ゴム、および、セルロースナノファイバーを含む植物由来材料等である。材料が食品の場合、添加物は食品添加物等である。なお、添加物を用いなくてもよい。混練機５は、超臨界ＣＯ2の存在下において、材料と添加物とを混練しながら下流に搬送する。ＣＯ2分離器６は、混練機５で製造された混練物から超臨界ＣＯ2を分離させて、ＣＯ2ガスとして外部に放出する。
【００１６】
（混練機の構成）
混練機５の上面断面図である図２に示すように、混練機５は、主チャンバ１１と、分岐チャンバ１２と、混練翼１３と、を有している。混練物は、主チャンバ１１の内部を流通する。
【００１７】
分岐チャンバ１２は、主チャンバ１１から分岐している。本実施形態においては、主チャンバ１１の下流側端部から、５つの分岐チャンバ１２がそれぞれ分岐している。ＣＯ2分離器６（図１参照）は、５つの分岐チャンバ１２にそれぞれ設けられている。
【００１８】
混練翼１３は、主チャンバ１１および分岐チャンバ１２の内部にそれぞれ設けられている。混練翼１３は、動翼でも静翼でもよい。本実施形態においては、主チャンバ１１の内部に２つの混練翼１３が設けられ、分岐チャンバ１２の内部に１つの混練翼１３が設けられているが、混練翼１３の数はこれに限定されない。なお、主チャンバ１１や分岐チャンバ１２に混練翼１３が設けられていない構成であってもよい。主チャンバ１１のＡ−Ａ断面図を図３に示す。
【００１９】
従来の溶融混練では、混練物の粘度が高く、主チャンバ１１内の混練物を分岐チャンバ１２内に流入させるのは困難であった。これに対して、超臨界流体または亜臨界流体の存在下では、混練物の粘度が低下するので、主チャンバ１１内の混練物を分岐チャンバ１２内に好適に流入させることができる。よって、５つの分岐チャンバ１２に混練物を分割して、複数のプロセスの各々に供給することができるので、輸送の手間を低減させることができる。
【００２０】
図２に示すように、５つの分岐チャンバ１２の各々には、添加物の投入口１４が設けられている。本実施形態では、５つの分岐チャンバ１２毎に異なる種類の添加物が投入される。これにより、最終的に、５種類の混練物Ａ〜Ｅが製造される。
【００２１】
即ち、主チャンバ１１では、５種類の混練物Ａ〜Ｅに共通する混練物が製造される。その後、主チャンバ１１から分岐した５つの分岐チャンバ１２の各々で、種類の異なる混練物Ａ〜Ｅが製造される。
【００２２】
なお、主チャンバ１１には、５種類の混練物Ａ〜Ｅに共通する混練物を製造するための添加物を投入する投入口が、１又は複数設けられていてよい。また、各分岐チャンバ１２にも、同種または異種の添加物を投入するための投入口１４が複数設けられていてよい。
【００２３】
このように、分岐チャンバ１２毎に投入する添加物の種類を変えることで、分岐チャンバ１２毎に異なる混練物を製造することができる。これにより、１つのプロセスで多種の混練物を製造することができる。
【００２４】
（第１変形例）
なお、第１変形例における混練機５の上面断面図である図４に示すように、複数の分岐チャンバ１２には、混練翼１３の数が異なる分岐チャンバ１２が含まれていてもよい。本変形例では、混練物Ｅを製造する分岐チャンバ１２内に、混練翼１３が２つ設けられている。混練翼１３を複数設けることで、混練物Ｅの生産量を多くしたり、混練物Ｅに付与するエネルギーを高めたりすることができる。このように、複数の分岐チャンバ１２間で、混練翼１３の数を異ならせることで、混練物の生産量や混練物に付与するエネルギーを、分岐チャンバ１２毎に調整することができる。
【００２５】
（第２変形例）
また、第２変形例における混練機５の上面断面図である図５に示すように、複数の分岐チャンバ１２には、径が異なる分岐チャンバ１２が含まれていてもよい。本変形例では、混練物Ｅを製造する分岐チャンバ１２の径が、他の分岐チャンバ１２の径よりも大きくされている。分岐チャンバ１２毎の混練物Ａ〜Ｅの生産量や、分岐チャンバ１２毎に混練物Ａ〜Ｅに付与するエネルギーに応じて、複数の分岐チャンバ１２間で径を異ならせることで、それぞれの混練物Ａ〜Ｅに最適な混練を行うことができる。
【００２６】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置１によると、少なくとも１つの分岐チャンバ１２が、主チャンバ１１から分岐している。超臨界流体または亜臨界流体の存在下では、混練物の粘度が低下するので、主チャンバ１１内の混練物を分岐チャンバ１２内に好適に流入させることができる。よって、主チャンバ１１と分岐チャンバ１２とに混練物を分割して、複数のプロセスの各々に供給することができるので、輸送の手間を低減させることができる。
【００２７】
また、分岐チャンバ１２に添加物の投入口が設けられている。よって、分岐チャンバ１２毎に投入する添加物の種類を変えることで、分岐チャンバ１２毎に異なる混練物を製造することができる。これにより、１つのプロセスで多種の混練物を製造することができる。
【００２８】
また、複数の分岐チャンバ１２に、混練翼１３の数が異なる分岐チャンバ１２が含まれている場合には、次の効果を奏する。即ち、複数の分岐チャンバ１２間で、混練翼１３の数を異ならせることで、混練物の生産量や混練物に付与するエネルギーを、分岐チャンバ１２毎に調整することができる。
【００２９】
また、複数の分岐チャンバ１２に、径が異なる分岐チャンバ１２が含まれている場合には、次の効果を奏する。即ち、分岐チャンバ１２毎の混練物の生産量や、分岐チャンバ１２毎に混練物に付与するエネルギーに応じて、複数の分岐チャンバ１２間で径を異ならせることで、それぞれの混練物に最適な混練を行うことができる。
【００３０】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態の混練装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。
【００３１】
（混練機の構成）
本実施形態の混練装置１０１が備える混練機１０５の上面断面図を図６に示す。本実施形態の混練機１０５においては、分岐チャンバ１２が、主チャンバ１１の途中から分岐している。このような構成の場合、主チャンバ１１内の流れが強く、分岐チャンバ１２内にうまく混練物が流入しない可能性がある。
【００３２】
そこで、本実施形態では、分岐チャンバ１２の分岐位置から見て、上流側の主チャンバ１１の径が、下流側の主チャンバ１１の径よりも大きくされている。より具体的には、主チャンバ１１には、分岐チャンバ１２の分岐位置からその上流側の所定範囲にかけて、通常よりも径が大きな膨出部１１ａが設けられている。膨出部１１ａを含む主チャンバ１１のＢ−Ｂ断面図を図７に示す。
【００３３】
このような構成であれば、膨出部１１ａに流入した混練物が、分岐チャンバ１２に流入する。これにより、分岐チャンバ１２内に混練物を流入しやすくすることができる。
【００３４】
（第３変形例）
なお、第３変形例における混練機１０５の上面断面図である図８に示すように、分岐チャンバ１２内に設けられた混練翼１３が、膨出部１１ａ内に延伸されていてもよい。膨出部１１ａを含む主チャンバ１１のＣ−Ｃ断面図を図９に示す。このような構成であれば、膨出部１１ａに流入した混練物を、分岐チャンバ１２内に設けた混練翼１３によって、分岐チャンバ１２内に好適に流入させることができる。
【００３５】
（第４変形例）
また、第４変形例における混練機１０５の上面断面図である図１０に示すように、主チャンバ１１内に設けられた混練翼１３が、分岐チャンバ１２の分岐位置において上流側と下流側とに隙間を開けて分割されており、分岐チャンバ１２内に設けられた混練翼１３が、この隙間内に延伸されていてもよい。主チャンバ１１内に設けられて分割された混練翼１３は、動力が不要な静翼であるが、動翼であってもよい。なお、本変形例では、主チャンバ１１に膨出部１１ａが設けられていないが、膨出部１１ａが設けられていてもよい。
【００３６】
このような構成であれば、主チャンバ１１内に設けた混練翼１３により搬送された混練物が、分岐チャンバ１２内に設けた混練翼１３に受け渡されるので、分岐チャンバ１２内に混練物を好適に流入させることができる。
【００３７】
（第５変形例）
また、第５変形例における混練機１０５の上面断面図である図１１に示すように、主チャンバ１１が、その下流側端部において、この主チャンバ１１に対して径が半分の主チャンバ１１と、分岐チャンバ１２とに分岐する構成であってもよい。分岐チャンバ１２の径は、分岐位置よりも下流側の主チャンバ１１の径よりも小さい。このような構成であれば、生産量の多い混練物を主チャンバ１１に、生産量の少ない混練物を分岐チャンバ１２に、それぞれ流入させることで、混練物の分岐を滑らかに行うことができる。
【００３８】
（第６変形例）
また、図６のＤ−Ｄ断面図である図１２に示すように、分岐チャンバ１２が、主チャンバ１１の底部から分岐していてもよい。主チャンバ１１を流れる混練物が重力で分岐チャンバ１２内に流入するので、分岐チャンバ１２内に混練物を流入させやすくすることができる。
【００３９】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置１０１によると、分岐チャンバ１２の分岐位置から見て、上流側の主チャンバ１１の径は、下流側の主チャンバ１１の径よりも大きくされている。これにより、主チャンバ１１において径が大きな部分を流れていた混練物が、径が小さな部分に流入する際に、その一部が分岐チャンバ１２に流入する。よって、分岐チャンバ１２内に混練物を流入しやすくすることができる。
【００４０】
また、図８に示すように、分岐チャンバ１２内に設けた混練翼１３を、分岐位置よりも上流側の主チャンバ１１内に延伸させた場合、分岐位置よりも上流側の主チャンバ１１内を流れる混練物を、分岐チャンバ１２内に設けた混練翼１３によって、分岐チャンバ１２内に好適に流入させることができる。
【００４１】
また、図１０に示すように、分岐チャンバ１２内に設けた混練翼１３を、主チャンバ１１内に分割して設けた混練翼１３の隙間に延伸させた場合、主チャンバ１１内に設けた混練翼１３により搬送された混練物が、分岐チャンバ１２内に設けた混練翼１３に受け渡されるので、分岐チャンバ１２内に混練物を好適に流入させることができる。
【００４２】
また、図１２に示すように、分岐チャンバ１２を、主チャンバ１１の底部から分岐させた場合、主チャンバ１１を流れる混練物が重力で分岐チャンバ１２内に流入するので、分岐チャンバ１２内に混練物を流入させやすくすることができる。
【００４３】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態の混練装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。
【００４４】
（混練機の構成）
本実施形態の混練装置２０１が備える混練機２０５の上面断面図を図１３に示す。本実施形態の混練機２０５においては、複数の分岐チャンバ１２が、互いに、主チャンバ１１の長手方向の異なる位置から分岐している。具体的には、主チャンバ１１の上流側から下流側に向かって、混練物Ａを製造する分岐チャンバ１２ａ、混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２ｂ、混練物Ｄを製造する分岐チャンバ１２ｄが、この順番で分岐している。
【００４５】
主チャンバ１１には、５種類の混練物Ａ〜Ｅに共通する混練物を製造するための添加物Ｅを投入する投入口１４が設けられている。混練物Ａを製造する分岐チャンバ１２ａには、混練物Ａを製造するための添加物Ａを投入する投入口１４が設けられている。混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２ｂには、混練物Ｂを製造するための添加物Ｂを投入する投入口１４が設けられている。混練物Ｄを製造する分岐チャンバ１２ｄには、混練物Ｄを製造するための添加物Ｄを投入する投入口１４が設けられている。
【００４６】
また、混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２ｂの途中からは、混練物Ｃを製造する分岐チャンバ１２ｃが分岐している。混練物Ｃを製造する分岐チャンバ１２ｃには、混練物Ｃを製造するための添加物Ｃを投入する投入口１４が設けられている。よって、混練物Ｃには、添加物Ｅと添加物Ｂと添加物Ｃとが添加されることになる。
【００４７】
ここで、混練物Ａの混練が３０秒で終了し、混練物Ｂの混練が６０秒で終了する場合を考える。混練物Ａを製造する分岐チャンバ１２ａと、混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２ｂとを、主チャンバ１１の同じ位置であって、混練物Ｂの混練時間に合った位置から分岐させた場合、混練物Ａおよび混練物Ｂの混練はそれぞれ６０秒で終了する。つまり、混練物Ａは３０秒ほど多く混練されることになり、混練効率が悪い。
【００４８】
そこで、混練時間が短い混練物Ａを製造する分岐チャンバ１２ａを主チャンバ１１の上流側の位置から分岐させ、混練時間が長い混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２ｂを主チャンバ１１の下流側の位置から分岐させる。これにより、混練物Ａの混練が３０秒で終了し、混練物Ｂの混練が６０秒で終了するようにすることができるので、それぞれの混練物Ａ，Ｂに最適な混練を行うことができる。
【００４９】
（第７変形例）
なお、第７変形例における混練機２０５の上面断面図である図１４に示すように、一の分岐チャンバ１２が、主チャンバ１１または他の分岐チャンバ１２と合流していてもよい。本変形例では、混練物Ａを製造する分岐チャンバ１２ａの途中から分岐した分岐チャンバ１２ｆが、混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２ｂに合流している。
【００５０】
分岐チャンバ１２ｆには、混練物Ｂおよび混練物Ｃを製造するための添加物Ｆを投入する投入口１４が設けられている。よって、混練物Ｂには、添加物Ｅ、添加物Ａ、添加物Ｆ、および、添加物Ｂが添加されることになる。
【００５１】
本実施形態において、分岐チャンバ１２ｆに投入される添加物Ｆは、発熱反応を起こす添加物である。一方、分岐チャンバ１２ｂに投入される添加物Ｂは、熱に弱い添加物（セルロースナノファイバーのような天然由来材料等）である。よって、添加物Ｂを昇温させると材料劣化が生じる。
【００５２】
そこで、分岐チャンバ１２ｆ内で発熱反応を生じさせることで、添加物Ｂが熱の影響を受けないようにしている。これにより、発熱反応を伴うプロセスと発熱反応を伴わないプロセスとを同時に進めることができる。
【００５３】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置２０１によると、複数の分岐チャンバ１２を、互いに、主チャンバ１１の長手方向の異なる位置から分岐させる。これにより、混練時間が短い混練物Ａを製造する分岐チャンバ１２を主チャンバ１１の上流側の位置から分岐させ、混練時間が長い混練物Ｂを製造する分岐チャンバ１２を主チャンバ１１の下流側の位置から分岐させることができる。その結果、混練物Ａの混練が短い時間で終了し、混練物Ｂの混練がそれよりも長い時間で終了するようにすることができるので、それぞれの混練物Ａ，Ｂに最適な混練を行うことができる。
【００５４】
また、一の分岐チャンバ１２を、主チャンバ１１または他の分岐チャンバ１２に合流させた場合、次の効果を奏する。即ち、一の分岐チャンバ１２から発熱反応を起こす添加物を投入して、一の分岐チャンバ１２内で発熱反応を生じさせた後に、主チャンバ１１または他の分岐チャンバ１２に合流させることで、主チャンバ１１または他の分岐チャンバ１２から投入される添加物が熱の影響を受けないようにすることができる。よって、発熱反応を伴うプロセスと発熱反応を伴わないプロセスとを同時に進めることができる。
【００５５】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態の混練装置について、図面を参照しつつ説明する。なお、第１実施形態と共通する構成およびそれにより奏される効果については説明を省略し、主に、第１実施形態と異なる点について説明する。なお、第１実施形態と同じ部材については、第１実施形態と同じ符号を付している。
【００５６】
（混練機の構成）
本実施形態の混練装置３０１が備える混練機３０５の上面断面図を図１５に示す。本実施形態の混練機３０５においては、主チャンバ１１が、その下流側端部において、この主チャンバ１１に対して径が半分の主チャンバ１１と、分岐チャンバ１２とに分岐している。そして、主チャンバ１１と分岐チャンバ１２とは、互いに異なるプロセスに同一の混練物を搬送する。具体的には、主チャンバ１１は、工程Ａに混練物を搬送し、分岐チャンバ１２は、工程Ｂに混練物を搬送する。
【００５７】
混練機３０５は、第１圧力計Ｐ１と、第２圧力計Ｐ２と、第３圧力計Ｐ３と、制御装置（回転数制御装置）１５と、を有している。第１圧力計Ｐ１は、主チャンバ１１の上流側に設けられており、主チャンバ１１内の圧力を検知する。第２圧力計Ｐ２は、主チャンバ１１の下流側に設けられており、主チャンバ１１内の圧力を検知する。第３圧力計Ｐ３は、分岐チャンバ１２の中程に設けられており、分岐チャンバ１２内の圧力を検知する。
【００５８】
制御装置１５は、第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、混練翼１３の回転数をそれぞれ調整する。混練翼１３の回転数を増加させると、流量が増加し、混練翼１３の回転数を減少させると、流量が減少する。
【００５９】
従来、同一の混練物を異なるプロセスで利用する際には、それぞれのプロセスでの必要量を検量していた。本実施形態では、制御装置１５が、第１圧力計Ｐ１の測定値と第２圧力計Ｐ２の測定値との差圧から、主チャンバ１１を流れる混練物の流量を把握する。また、制御装置１５が、第２圧力計Ｐ２の測定値と第３圧力計Ｐ３の測定値との差圧から、分岐チャンバ１２に流入する混練物の流量を把握する。
【００６０】
制御装置１５は、主チャンバ１１の流量を把握すると、主チャンバ１１の流量が所望の流量になるように、主チャンバ１１内に設けられた混練翼１３の回転数を制御する。主チャンバ１１の流量が所望の流量になったら、制御装置１５は、分岐チャンバ１２の流量を把握し、分岐チャンバ１２の流量が所望の流量になるように、分岐チャンバ１２内に設けられた混練翼１３の回転数を制御する。これにより、工程Ａおよび工程Ｂに必要量の混練物をそれぞれ供給することができる。
【００６１】
（第８変形例）
なお、第８変形例における混練機３０５の上面断面図である図１６に示すように、主チャンバ１１の途中から分岐チャンバ１２が分岐していてもよい。この場合、制御装置１５は、主チャンバ１１の上流側に設けられた第１圧力計Ｐ１の測定値と、主チャンバ１１の下流側に設けられた第２圧力計Ｐ２の測定値との差圧から、主チャンバ１１を流れる混練物の流量Ｑ１を把握する。また、制御装置１５は、第１圧力計Ｐ１の測定値と、分岐チャンバ１２の中程に設けられた第３圧力計Ｐ３の測定値との差圧から、分岐チャンバ１２に流入する混練物の流量Ｑ２を把握する。そして、制御装置１５は、主チャンバ１１の流量Ｑ１および分岐チャンバ１２の流量Ｑ２がそれぞれ所望の流量になるように、主チャンバ１１および分岐チャンバ１２の内部にそれぞれ設けられた混練翼１３の回転数を制御する。
【００６２】
以下、流量制御のフローチャートである図１７を用いて、本変形例における流量制御方法を説明する。この流量制御方法は、制御装置１５により行われる。
【００６３】
まず、制御装置１５は、第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、主チャンバ１１の流量Ｑ１、および、分岐チャンバ１２の流量Ｑ２を算出する（ステップＳ１）。次に、制御装置１５は、全流量（Ｑ１＋Ｑ２）が流量Ｑａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２において、全流量が流量Ｑａ以上でないと判定した場合には（Ｓ２：ＮＯ）、制御装置１５は、主チャンバ１１内に設けられた混練翼１３の回転数を増加させて（ステップＳ３）、ステップＳ１に戻る。
【００６４】
ステップＳ２において、全流量が流量Ｑａ以上であると判定した場合には（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御装置１５は、全流量（Ｑ１＋Ｑ２）が流量Ｑｂ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。ここで、流量Ｑｂは、流量Ｑａより大きい。ステップＳ４において、全流量が流量Ｑｂ以下でないと判定した場合には（Ｓ４：ＮＯ）、制御装置１５は、主チャンバ１１内に設けられた混練翼１３の回転数を減少させて（ステップＳ５）、ステップＳ１に戻る。
【００６５】
ステップＳ４において、全流量が流量Ｑｂ以下であると判定した場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御装置１５は、流量Ｑ２を算出する（ステップＳ６）。この時点で、主チャンバ１１の流量Ｑ１は、流量Ｑａ以上流量Ｑｂ以下の所望の値になっている。
【００６６】
次に、制御装置１５は、流量Ｑ２が流量Ｑｃ以上であるか否かを判定する（ステップＳ７）。ステップＳ７において、流量Ｑ２が流量Ｑｃ以上でないと判定した場合には（Ｓ７：ＮＯ）、制御装置１５は、分岐チャンバ１２内に設けられた混練翼１３の回転数を増加させて（ステップＳ８）、ステップＳ６に戻る。
【００６７】
ステップＳ７において、流量Ｑ２が流量Ｑｃ以上であると判定した場合には（Ｓ７：ＹＥＳ）、制御装置１５は、流量Ｑ２が流量Ｑｄ以下であるか否かを判定する（ステップＳ９）。ここで、流量Ｑｄは、流量Ｑｃより大きい。ステップＳ９において、流量Ｑ２が流量Ｑｄ以下でないと判定した場合には（Ｓ９：ＮＯ）、制御装置１５は、分岐チャンバ１２に設けられた混練翼１３の回転数を減少させて（ステップＳ１０）、ステップＳ６に戻る。
【００６８】
ステップＳ９において、流量Ｑ２が流量Ｑｄ以下であると判定した場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、制御装置１５は、ステップＳ１に戻る。この時点で、分岐チャンバ１２の流量Ｑ２は、流量Ｑｃ以上流量Ｑｄ以下の所望の値になっている。
【００６９】
なお、分岐チャンバ１２の数が２つ以上であっても、分岐チャンバ１２の各々に第３圧力計Ｐ３を設け、制御回数を増加させることで、複数の分岐チャンバ１２を流れている混練物の流量を、それぞれ所望の流量に調整することができる。
【００７０】
（第９変形例）
また、第９変形例における混練機３０５の上面断面図である図１８に示すように、混練機３０５は、バルブ（開度調整機構）１６を有していてもよい。バルブ１６は、主チャンバ１１および分岐チャンバ１２にそれぞれ設けられている。なお、本変形例においては、分岐チャンバ１２内に混練翼が設けられていないが、混練翼が設けられていてもよい。
【００７１】
制御装置（開度制御装置）１５は、第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、バルブ１６の開度をそれぞれ調整する。バルブ１６の開度を増加させると、流量が増加し、バルブ１６の開度を減少させると、流量が減少する。図１７と同様の制御により、主チャンバ１１を流れている混練物の流量、および、分岐チャンバ１２を流れている混練物の流量を、それぞれ所望の流量に調整することができる。
【００７２】
なお、主チャンバ１１内に設けた混練翼１３の回転数を調整することで、主チャンバ１１の流量の調整を行い、分岐チャンバ１２に設けたバルブ１６の開度を調整することで、分岐チャンバ１２の流量の調整を行う構成であってもよい。また、この逆の構成であってもよい。
【００７３】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る混練装置３０１によると、第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、主チャンバ１１および分岐チャンバ１２の内部にそれぞれ設けられた混練翼１３の回転数をそれぞれ調整する。第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値から、主チャンバ１１を流れる混練物の流量、および、分岐チャンバ１２に流入する混練物の流量をそれぞれ把握することが可能である。第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、混練翼１３の回転数をそれぞれ調整することで、主チャンバ１１を流れている混練物の流量、および、分岐チャンバ１２を流れている混練物の流量を、それぞれ所望の流量に調整することができる。
【００７４】
また、第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、バルブ１６の開度をそれぞれ調整する場合、次の効果を奏する。即ち、第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値から、主チャンバ１１を流れる混練物の流量、および、分岐チャンバ１２に流入する混練物の流量をそれぞれ把握することが可能である。第１圧力計Ｐ１、第２圧力計Ｐ２、および、第３圧力計Ｐ３の測定値に基づいて、バルブ１６の開度をそれぞれ調整することで、主チャンバ１１を流れている混練物の流量、および、分岐チャンバ１２を流れている混練物の流量を、それぞれ所望の流量に調整することができる。
【００７５】
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００７６】
１，１０１，２０１，３０１  混練装置
２  第１熱交換器
３  ポンプ
４  第２熱交換器
５，１０５，２０５，３０５  混練機
６  ＣＯ2分離器
１１  主チャンバ
１１ａ  膨出部
１２  分岐チャンバ
１３  混練翼
１４  投入口
１５  制御装置（回転数制御装置、開度制御装置）
１６  バルブ（開度調整機構）
【図１】
2019051631.tif 000003
【図２】
2019051631.tif 000004
【図３】
2019051631.tif 000005
【図４】
2019051631.tif 000006
【図５】
2019051631.tif 000007
【図６】
2019051631.tif 000008
【図７】
2019051631.tif 000009
【図８】
2019051631.tif 000010
【図９】
2019051631.tif 000011
【図１０】
2019051631.tif 000012
【図１１】
2019051631.tif 000013
【図１２】
2019051631.tif 000014
【図１３】
2019051631.tif 000015
【図１４】
2019051631.tif 000016
【図１５】
2019051631.tif 000017
【図１６】
2019051631.tif 000018
【図１７】
2019051631.tif 000019
【図１８】
2019051631.tif 000020