JP7838437B2 - Apparatus and method for estimating the mixing state - Google Patents
Apparatus and method for estimating the mixing stateInfo
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Description
本発明は、混練の進み具合を推定する混練状態推定装置及び方法に関する。 This invention relates to a kneading state estimation device and method for estimating the progress of kneading.
例えば、架橋前のゴムやプラスチックなどの粘性を有する樹脂を、バッチ式混練機ニーダーなどの混練装置により、各種添加剤や配合剤(フィラー)と混ぜ合わせる(混練する)ことで、目的の材料を製造することが行われている。 For example, viscous resins such as rubber and plastics, before crosslinking, are mixed (kneaded) with various additives and fillers using mixing equipment such as batch-type kneaders to produce the desired material.
特許文献1では、混練物の流動解析について開示されている。 Patent Document 1 discloses a method for analyzing the flow of a compound.
従来、適切な混練条件を求めるためには、試験製造や評価を繰り返す必要があり、多大なコストや時間がかかってしまうという課題があった。適切な混練条件を求めるためにも、混練による混練物の状態変化、すなわち混練の進み具合を適切に評価することが求められる。 Traditionally, determining appropriate mixing conditions required repeated test manufacturing and evaluation, resulting in significant costs and time. To find the appropriate mixing conditions, it is necessary to appropriately evaluate the changes in the state of the mixed material during mixing, i.e., the progress of mixing.
しかしながら、特許文献1等に記載されている流動解析により得られる各種のパラメータは、混練物の状態変化を直接的に評価するものではなく、混練の進み具合を適切に評価することは困難であった。 However, the various parameters obtained by the fluid analysis described in Patent Document 1, etc., do not directly evaluate the state changes of the mixed material, making it difficult to appropriately assess the progress of mixing.
そこで、本発明は、混練の進み具合を精度よく推定可能な混練状態推定装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention aims to provide a kneading state estimation device capable of accurately estimating the progress of kneading.
本発明は、上記課題を解決することを目的として、樹脂とフィラーとを混ぜ合わせて混練物を得る際の混練の進み具合を推定する装置であって、混練条件を基に前記混練物の引張強さを演算し、得られた前記混練物の引張強さに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定処理部を備えた、混練状態推定装置を提供する。 The present invention aims to solve the above problems by providing a device for estimating the progress of mixing when a resin and filler are mixed to obtain a compound, comprising a mixing state estimation processing unit that calculates the tensile strength of the compound based on the mixing conditions and estimates the progress of mixing based on the obtained tensile strength of the compound.
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、樹脂とフィラーとを混ぜ合わせて混練物を得る際の混練の進み具合を推定する方法であって、混練条件を基に前記混練物の引張強さを演算し、得られた前記混練物の引張強さに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定工程を備えた、混練状態推定方法を提供する。 Furthermore, the present invention aims to solve the above problems by providing a method for estimating the progress of mixing when a resin and a filler are mixed to obtain a compound, comprising a mixing state estimation step that calculates the tensile strength of the compound based on the mixing conditions and estimates the progress of mixing based on the obtained tensile strength of the compound.
本発明によれば、混練の進み具合を精度よく推定可能な混練状態推定装置を提供できる。 According to the present invention, a kneading state estimation device capable of accurately estimating the progress of kneading can be provided.
[実施の形態]
以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
図1は、本実施の形態に係る混練状態推定装置1の概略構成図である。混練状態推定装置1は、樹脂とフィラーを混ぜ合わせる際の混練の進み具合を推定(あるいは評価)する装置である。本実施の形態では、混練状態推定装置1は、パーソナルコンピュータにより構成されている。 Figure 1 is a schematic diagram of the mixing state estimation device 1 according to this embodiment. The mixing state estimation device 1 is a device that estimates (or evaluates) the progress of mixing when mixing resin and filler. In this embodiment, the mixing state estimation device 1 is configured using a personal computer.
図1に示すように、混練状態推定装置1は、制御部2と、記憶部3と、表示器4と、入力装置5と、を有している。 As shown in Figure 1, the kneading state estimation device 1 comprises a control unit 2, a storage unit 3, a display unit 4, and an input device 5.
制御部2は、CPU等の演算素子、メモリ、インターフェイス、ソフトウェア、記憶装置等を適宜組み合わせて実現されている。本実施の形態では、制御部2は、設定処理部21、データ取得処理部22、関係導出処理部23、混練状態推定処理部24、終了時間推定処理部25、及びデータ出力処理部26を有している。各部の詳細については後述する。 The control unit 2 is implemented by appropriately combining computing elements such as a CPU, memory, interfaces, software, and storage devices. In this embodiment, the control unit 2 includes a setting processing unit 21, a data acquisition processing unit 22, a relationship derivation processing unit 23, a mixing state estimation processing unit 24, a completion time estimation processing unit 25, and a data output processing unit 26. Details of each part will be described later.
記憶部3は、メモリや記憶装置の所定の記憶領域により実現されている。表示器4は、例えば液晶ディスプレイ等であり、入力装置5は、例えばキーボードやマウス等である。なお、表示器4をタッチパネルで構成し、表示器4が入力装置5を兼ねる構成としてもよい。また、表示器4や入力装置5は、混練状態推定装置1と別体に構成され、無線通信等により混練状態推定装置1と相互に通信可能に構成されていてもよい。この場合、表示器4または入力装置5は、タブレットやスマートフォン等の携帯端末で構成されていてもよい。 The memory unit 3 is implemented using a predetermined storage area of a memory or storage device. The display unit 4 is, for example, a liquid crystal display, and the input device 5 is, for example, a keyboard or mouse. Alternatively, the display unit 4 may be configured as a touch panel, and the display unit 4 may also function as the input device 5. Furthermore, the display unit 4 and the input device 5 may be configured separately from the mixing state estimation device 1 and capable of communicating with each other via wireless communication or the like. In this case, the display unit 4 or the input device 5 may be a portable terminal such as a tablet or smartphone.
(混練する材料について)
詳細は後述するが、本実施の形態では、混練が進むにつれて、流動材料である樹脂中に、粉末状の充填剤が徐々に分散し、均一な混練物となっていく様子を定式化している。そのため、本実施の形態は、基本的に、樹脂(ポリマ)と、粉末状の充填剤(フィラー)とを混ぜ合わせる場合を想定している。そして、混練に用いる混練機としては、バッチ式混練機を想定している。また、詳細は後述するが、本実施の形態では、充填剤として水酸化マグネシウムを用いたが、これに限らず、充填剤としてはセラミック粉末や金属粉末などを用いてもよい。
(Regarding the ingredients to be mixed)
As will be described in detail later, this embodiment formulates the process by which, as mixing progresses, the powdered filler gradually disperses within the resin, which is a fluid material, and becomes a uniform mixture. Therefore, this embodiment basically assumes the case of mixing a resin (polymer) with a powdered filler. A batch-type mixer is assumed to be used for mixing. Furthermore, as will be described in detail later, magnesium hydroxide was used as the filler in this embodiment, but it is not limited to this, and ceramic powder, metal powder, etc. may be used as the filler.
(混練の進み具合の指標となるパラメータについて)
本発明者らが検討した結果、混練の進み具合と、混練物の引張強さとは、非常に強い相関を有していることを見出した。例えば、混練が進んでいない状態では、樹脂と粉末(フィラー)とがまだらに混ざっている状態となるため、混練物の引張強さが小さくなる。また、混練が進むと粉末(フィラー)が細かく砕かれて粉末(フィラー)と樹脂との接触面積が大きくなり、混練物の引張強さが大きくなる。そして、混練により樹脂中に粉末(フィラー)が完全に均一に分散すると、引張強さは最大値となり飽和する。そこで、本実施の形態では、混練の進み具合の指標となるパラメータとして、混練物の引張強さを用いた。
(Regarding parameters that serve as indicators of the progress of mixing)
The inventors' research revealed a very strong correlation between the degree of mixing and the tensile strength of the mixed material. For example, in the incomplete state of mixing, the resin and powder (filler) are unevenly mixed, resulting in a low tensile strength. As mixing progresses, the powder (filler) is finely crushed, increasing the contact area between the powder (filler) and the resin, and thus increasing the tensile strength of the mixed material. When the powder (filler) is completely and uniformly dispersed in the resin through mixing, the tensile strength reaches its maximum value and saturates. Therefore, in this embodiment, the tensile strength of the mixed material was used as a parameter to indicate the degree of mixing.
図2に示すように、混練は、混入プロセスと分散プロセスの2段階に分けて考えることができる。混入プロセスでは、混練装置の予熱の後、樹脂(ポリマ)のみを投入し溶融させる。その後、粉末状のフィラーを2回に分けて投入し、所定温度または所定時間まで攪拌し、樹脂とフィラーとを一体化させる。その後の分散プロセスでは、混合物を均一になるまで混練する。すると、フィラーが細かく解砕され樹脂内に分散していき、樹脂内にフィラーが均一に分布する。 As shown in Figure 2, the mixing process can be considered in two stages: the mixing process and the dispersion process. In the mixing process, after preheating the mixing apparatus, only the resin (polymer) is added and melted. Then, the powdered filler is added in two stages, and the mixture is stirred to a predetermined temperature or time to integrate the resin and filler. In the subsequent dispersion process, the mixture is kneaded until it is uniform. This causes the filler to be finely crushed and dispersed within the resin, resulting in a uniform distribution of the filler within the resin.
本実施の形態では、上記の2段階のプロセスのうち、分散プロセスにおける混練の進み具合(すなわちフィラーが樹脂中にどの程度均一に分散したか)を、混練物の引張強さの変化から推定する。 In this embodiment, the progress of the mixing process in the dispersion stage of the two-stage process described above (i.e., how uniformly the filler is dispersed in the resin) is estimated from the change in the tensile strength of the mixed material.
(混練物の引張強さの定式化)
本発明者らは、熱流体力学と構造力学とをベースに、混練物の引張強さの定式化を行った。より具体的には、本実施の形態では、[数1]に示す式(1)により、引張強さSを演算する。以下、この式(1)の導出について述べる。
(Formulation of the tensile strength of the compound)
The inventors formulated the tensile strength of the compound based on thermofluid dynamics and structural mechanics. More specifically, in this embodiment, the tensile strength S is calculated using equation (1) shown in [Equation 1]. The derivation of equation (1) is described below.
分散プロセスにおいて、フィラーリッチ相のドメインサイズLは、流体(樹脂)から受ける力Fにより小さくなる。そのため、フィラーのドメインサイズの減少量ΔLが、流体から受ける力Fに比例するとする。なお、フィラーリッチ相とは、フィラー(金属粉末)を10%以上含む領域を意味しており、EDX等の分析により得ることができる。また、フィラーリッチ相のドメインサイズLとは、フィラーリッチ相の特徴的な長さであり、例えばフィラーリッチ相の最大幅である。また、フィラーのドメインサイズの減少量ΔLとは、混練時間ΔtあたりのドメインサイズLの減少量を意味する。 In the dispersion process, the domain size L of the filler-rich phase decreases due to the force F exerted by the fluid (resin). Therefore, the decrease in filler domain size ΔL is assumed to be proportional to the force F exerted by the fluid. The filler-rich phase refers to the region containing 10% or more filler (metal powder), which can be obtained through analysis such as EDX. The domain size L of the filler-rich phase is a characteristic length of the filler-rich phase, for example, its maximum width. The decrease in filler domain size ΔL refers to the decrease in domain size L per unit of mixing time Δt.
ここで、力Fは、せん断応力τとドメインサイズLの二乗との積に比例することが知られている。そして、せん断応力τは、材料粘度ηとせん断速度γとの積で表される。また、混練が進むとドメインサイズLが減少していくが、ドメインサイズLが小さくなることには限界があり、最小ドメインサイズLminに収束すると考えることができる。以上をまとめると、ドメインサイズの変化量dL(t)/dtは、[数2]に示す式(2)で表すことができる。 Here, it is known that the force F is proportional to the product of the shear stress τ and the square of the domain size L. The shear stress τ is expressed as the product of the material viscosity η and the shear rate γ. Furthermore, as mixing progresses, the domain size L decreases, but there is a limit to how small the domain size L can become, and it can be considered that it converges to the minimum domain size L min . In summary, the change in domain size dL(t)/dt can be expressed by equation (2) shown in [Equation 2].
ここで、混練物の引張強さSが、フィラーリッチ相のドメインの表面積(L2の関数)に比例し、そのドメインの体積(L3の関数)に反比例すると仮定する。すると、下式(3)のように、混練物の引張強さSはドメインサイズL(t)に反比例することになる。なお、aは定数である。
S(t)=a/{L(t)} ・・・(3)
上式(3)に示されるように、フィラーが均一に分配・分散してドメインサイズが小さくなるほど、混練物の引張強さSが大きくなる。ドメインサイズが最小ドメインサイズLminであるときの混練物の引張強さSを、混練物の最大引張強さSmaxとすると、下式(4)の関係が得られる。
Smax=a/Lmin ・・・(4)
これら式(3),(4)の関係を上式(2)に代入すると、[数3]に示す式(1)が得られる。
Here, we assume that the tensile strength S of the compound is proportional to the surface area (a function of L² ) of the domains in the filler-rich phase and inversely proportional to the volume (a function of L³ ) of those domains. Then, as shown in equation (3) below, the tensile strength S of the compound is inversely proportional to the domain size L(t). Note that a is a constant.
S(t)=a/{L(t)}...(3)
As shown in equation (3) above, the more uniformly the filler is distributed and dispersed, and the smaller the domain size becomes, the greater the tensile strength S of the compound. If the tensile strength S of the compound when the domain size is the minimum domain size L min is taken as the maximum tensile strength S max of the compound, then the relationship shown in equation (4) below is obtained.
S max =a/L min ...(4)
Substituting the relationship between equations (3) and (4) into equation (2) above, we obtain equation (1) shown in [Equation 3].
次に、混練室内における三次元座標の各位置での混練物の引張強さSを演算できるようにするために、上式(1)の拡張を検討する。上式(1)中の材料粘度ηは、[数4]に示す式(5)で表される。 Next, we will consider extending equation (1) above to enable the calculation of the tensile strength S of the compound at each position in the three-dimensional coordinate system within the mixing chamber. The material viscosity η in equation (1) above is expressed by equation (5) shown in [Equation 4].
また、混練条件(ロータ回転速度Nおよび設定温度Ts)に基づいて熱流体力学に基づいたシミュレーションを行うことで、混練機の混練室内の三次元座標(x,y,z)の各位置における混練樹脂材料の流速ベクトル分布の時間変化と温度分布の時間変化とを求めることができる。つまり、混練条件を基にシミュレーションを行うことによって、混練室内の三次元座標(x,y,z)の各位置における混練物の流速ベクトル分布v(x,y,z,t)および混練物温度T(x,y,z,t)を求めることができる。そして、上式(1)中のせん断速度γは、得られた流速ベクトル分布v(vx vy vz)を基に、[数5]に示す式(6)により求めることができる。また、せん断速度の絶対値|γ|は、[数6]に示す式(7)により求めることができる。なお、式(7)において、i,jは、座標(x,y,z)で表される3次元空間におけるx成分、y成分、z成分に対応した添え字を表している。例えば、γ1,2は、γx,yを表し、γ1,3は、γx,zを表し、γ2,3は、γy,zを表す。 Furthermore, by performing a simulation based on thermofluid dynamics using the mixing conditions (rotor rotation speed N and set temperature Ts), it is possible to determine the time evolution of the velocity vector distribution and the temperature distribution of the mixed resin material at each position in the three-dimensional coordinate system (x, y, z) within the mixing chamber of the mixer. In other words, by performing a simulation based on the mixing conditions, it is possible to determine the velocity vector distribution v(x, y, z, t) and the temperature T(x, y, z, t) of the mixed material at each position in the three-dimensional coordinate system (x, y, z) within the mixing chamber. The shear rate γ in equation (1) above can be determined by equation (6) shown in [Equation 5] based on the obtained velocity vector distribution v(v x v y v z ). The absolute value of the shear rate |γ| can be determined by equation (7) shown in [Equation 6]. In equation (7), i and j represent subscripts corresponding to the x, y, and z components in the three-dimensional space represented by the coordinate system (x, y, z). For example, γ1 and γ2 represent γx and y , γ1 and γ3 represent γx and z , and γ2 and γ3 represent γy and z .
上式(6),(7)より、流速ベクトル分布v(vx vy vz)と混練物温度Tの時間変化をシミュレーション等により求めておけば、材料粘度ηの時間変化を計算することができる。そして、[数7]に示す式(8)によって、せん断応力τ(=ηγ)の時間変化を求めることができる。さらに、せん断応力τ(=ηγ)を用いることで、上式(1)を[数8]に示す式(9)のように拡張することができる。 From equations (6) and (7) above, if the velocity vector distribution v (v x v y v z ) and the time change of the kneaded material temperature T are determined by simulation or other means, the time change of the material viscosity η can be calculated. Then, the time change of the shear stress τ (=ηγ) can be determined by equation (8) shown in [Equation 7]. Furthermore, by using the shear stress τ (=ηγ), equation (1) above can be extended to equation (9) shown in [Equation 8].
この式(9)を解くことにより、混練室内における三次元座標の各位置について、任意の混練時間tに、混練物がどの程度の引張強さSに達したかを演算することができる。なお、方程式の具体的な解法には、例えば、オイラー法あるいはルンゲクッタ法を用いることができる。 By solving equation (9), it is possible to calculate the tensile strength S reached by the kneaded material at any given kneading time t, for each position in the three-dimensional coordinate system within the kneading chamber. For specific methods of solving the equation, for example, the Euler method or the Runge-Kutta method can be used.
ところで、上式(1)(または上式(9)、以下同様)中の係数C’は、予め、混練条件を変更して混練物を製造する試験製造を行い、得られた各種データを用いてフィッティングを行うことで決定される。この際、粘度定数η0、温度係数α、及びべき乗指数nは、キャピラリーレオメータ等を用いた混練物の粘度測定により得ることができる(べき乗指数nは、実験・経験から固定値になる場合がある)。また、混練物温度Tについては実測により求めてもよいし、熱流体力学の方程式を解くことにより求めてもよい。せん断速度γは、γ=kN(t)という関係式から導き出して求めてもよい。この式中のせん断速度係数kは、混練機の形状等(混練室およびローターの形状、混練室とローターとのクリアランス等)に依存する係数であり、予め実験を行い求めておくことができる。そして、混練物の引張強さSについては、混練物の一部を取り出してシート状に成形し引張試験を行うことで得ることができる。十分に混練を行った後に得られる最も大きい引張強さSが、最大引張強さSmaxとなる。 Incidentally, the coefficient C' in equation (1) above (or equation (9) above, and so on) is determined by conducting test manufacturing in advance, changing the mixing conditions to produce the mixture, and fitting the obtained data. In this case, the viscosity constant η₀ , the temperature coefficient α, and the power exponent n can be obtained by measuring the viscosity of the mixture using a capillary rheometer or the like (the power exponent n may be a fixed value based on experiment and experience). The mixture temperature T can be determined by actual measurement or by solving the equations of thermofluid dynamics. The shear rate γ can be derived from the relationship γ = kN(t). The shear rate coefficient k in this equation is a coefficient that depends on the shape of the mixer (shape of the mixing chamber and rotor, clearance between the mixing chamber and rotor, etc.) and can be determined in advance by conducting experiments. The tensile strength S of the mixture can be obtained by taking a portion of the mixture, forming it into a sheet, and conducting a tensile test. The greatest tensile strength S obtained after thorough mixing is the maximum tensile strength S max .
フィッティングにより係数C’を予め求めておくことで、上式(1)及びγ=kN(t)という関係式を用いて、ローター回転数Nと混練物温度Tとを基に、混練時間t毎の混練物の引張強さS(すなわち引張強さSの混練開始からの経時変化)を求めることができる。そして、混練物温度Tは、混練条件である設定温度Tsを基に推定すること可能である。つまり、上式(1)(または上式(9))は、混練条件(ローター回転数N及び設定温度Ts)と混練物の引張強さSの変化量との関係を表す式ととらえることができる。予め各種定数等を決定しておけば、上式(1)を用いることで、ローター回転数Nと設定温度Ts(または混練物温度T)とから、混練物の引張強さSを演算し、混練の進み具合を推定することが可能になる。 By pre-determining the coefficient C' through fitting, the tensile strength S of the mixture at each mixing time t (i.e., the change in tensile strength S over time from the start of mixing) can be determined using equation (1) and the relationship γ = kN(t), based on the rotor speed N and the mixture temperature T. The mixture temperature T can be estimated based on the set temperature Ts, which is a mixing condition. In other words, equation (1) (or equation (9)) can be considered an equation that expresses the relationship between the mixing conditions (rotor speed N and set temperature Ts) and the change in the tensile strength S of the mixture. If various constants are determined in advance, equation (1) can be used to calculate the tensile strength S of the mixture from the rotor speed N and the set temperature Ts (or mixture temperature T), and to estimate the progress of mixing.
図3は、引張強さSの実測値と、上式(1)により求めた引張強さSの計算値とをあわせて示したグラフ図である。図3の例では、樹脂としてのエチレン酢酸ビニル100質量部に対し、フィラーとしての水酸化マグネシウム200質量部を用い、混練機としては混合量6リットルの小型混練機に2翼ローターを取り付けたものを用いた。混練の際には、まず樹脂のみを混練して溶融させ、その後、2回に分けてフィラーを投入して予備攪拌を行い、混練物温度Tが100℃になったところで予備攪拌を終了した。その後、所定のローター回転数Nに設定して混練物温度Tが150℃になるまで混練を実施した。 Figure 3 is a graph showing the measured tensile strength S and the calculated tensile strength S obtained using the above equation (1). In the example in Figure 3, 100 parts by mass of ethylene vinyl acetate was used as the resin, and 200 parts by mass of magnesium hydroxide was used as the filler. A small mixer with a mixing capacity of 6 liters and a two-blade rotor was used as the mixer. During mixing, only the resin was first mixed and melted, then the filler was added in two stages and pre-mixed until the mixture temperature T reached 100°C, at which point the pre-mixing was stopped. After that, the rotor speed N was set to a predetermined value, and mixing was carried out until the mixture temperature T reached 150°C.
そして、混練物温度Tが90℃,100℃,110℃,120℃,130℃,140℃,および150℃のときに混練室から混練物のサンプルを取得し、取得したサンプルをプレスしてシート形状にし、7〔Mrad〕の線量で電子線を照射して高分子を架橋した後、シート形状(1mm厚)のサンプルを6号ダンベルの形状に打ち抜いて引張試験(引張速度:250mm/min)を実施し、引張強さSを実測した。 Then, when the kneaded material temperature T was 90°C, 100°C, 110°C, 120°C, 130°C, 140°C, and 150°C, samples of the kneaded material were taken from the kneading chamber. The collected samples were pressed into a sheet shape, and the polymer was crosslinked by electron beam irradiation at a dose of 7 [Mrad]. Afterward, the sheet-shaped sample (1 mm thick) was punched into the shape of a No. 6 dumbbell, and a tensile test (tensile speed: 250 mm/min) was performed to measure the tensile strength S.
図3に示すように、引張強さSの実測値と計算値とはよく一致しており、上式(1)で引張強さSを精度よく評価できているといえる。より具体的には、引張強さSの実測値と計算値との相関の大きさを示す決定係数(相関係数)の二乗値R2は、0.995と非常に大きい値となった。なお、図3では、従来用いられてきたせん断応力の時間積分値も併せて示しているが、引張強さSの実測値に対する決定係数(相関係数)の二乗値R2は0.598と小さかった。このことから、本実施の形態では、従来法と比較して、引張強さSを精度よく評価できているといえる。 As shown in Figure 3, the measured and calculated values of tensile strength S agree well, indicating that the tensile strength S can be accurately evaluated using equation (1) above. More specifically, the squared value R² of the coefficient of determination (correlation coefficient), which indicates the magnitude of the correlation between the measured and calculated values of tensile strength S, was a very large value of 0.995. In addition, Figure 3 also shows the time integral value of shear stress, which has been used conventionally, and the squared value R² of the coefficient of determination (correlation coefficient) for the measured value of tensile strength S was small at 0.598. From this, it can be said that in this embodiment, the tensile strength S can be evaluated with greater accuracy compared to conventional methods.
また、図3に示されるように、引張強さSは混練が進むにつれて飽和しており、引張強さSがその最大値にどの程度近づいたかによって、混練の進み具合を推定できることが分かる。より具体的には、式(1)において、せん断応力τ=ηγを用いるとともに、両辺をSmaxで除して規格化(正規化)すると、[数9]に示す式(10)が得られる。 Furthermore, as shown in Figure 3, the tensile strength S saturates as the mixing progresses, and it can be seen that the progress of mixing can be estimated by how close the tensile strength S approaches its maximum value. More specifically, by using the shear stress τ = ηγ in equation (1) and normalizing both sides by S max , we obtain equation (10) shown in [Equation 9].
上式(10)における指標値φはS/Smaxであり、引張強さSが最大引張強さSmaxにどの程度近づいたかを示す指標値、すなわち混練の進み具合を示す指標値として用いることができる。 In equation (10) above, the index value φ is S/S max , and can be used as an index value that indicates how close the tensile strength S is to the maximum tensile strength S max , that is, an index value that indicates the progress of mixing.
(設定処理部21)
図1に戻り、制御部2の各部について詳細に説明する。設定処理部21は、混練状態推定装置1の各種設定を行うための設定処理を行うものである。設定処理部21では、例えば、データ取得処理部22によるデータ取得の方法やデータ取得日時の設定等、各種制御に係る情報の設定を行うことができる。また、設定処理部21では、記憶部3に記憶する各種情報の登録・更新・削除等が可能である。各種情報の入力には、入力装置5等を用いることができる。
(Setting processing unit 21)
Returning to Figure 1, the various parts of the control unit 2 will be described in detail. The setting processing unit 21 performs setting processing for various settings of the kneading state estimation device 1. The setting processing unit 21 can set various control-related information, such as the method of data acquisition by the data acquisition processing unit 22 and the date and time of data acquisition. The setting processing unit 21 can also register, update, and delete various information stored in the storage unit 3. Input devices such as the input device 5 can be used to input various types of information.
(データ取得処理部22)
データ取得処理部22は、試験製造で得た各種データを取得し記憶部3に記憶するデータ取得処理(図5(a)参照)を行うものである。データ取得処理部22は、取得した各種データをサンプル毎に関連付けてデータベース31に登録する。本実施の形態では、ローター回転数Nを含む混練条件に関するデータである混練条件データ61、混練物温度Tを含む温度に関するデータである温度データ62、粘度定数η0、温度係数α、べき乗指数n等を含む粘度に関するデータである粘度データ63、引張強さS及びその最大値Smaxを含む引張強さデータ64が、データ取得処理部22によって取得される。これら各種データは、入力装置5により入力されてもよいし、ネットワーク等を介して外部装置から入力されてもよく、混練機から直接取得されてもよい。なお、データ取得処理部22は、上記以外のデータを受信してもよく、データベース31には上記以外のデータが含まれていてもよい。また、データ取得処理部22は、各種データ中で欠損しているデータを表示器4に表示するなど、欠損しているデータを提示する機能を有していてもよい。
(Data acquisition processing unit 22)
The data acquisition processing unit 22 performs data acquisition processing (see Figure 5(a)) to acquire various data obtained during test manufacturing and store them in the storage unit 3. The data acquisition processing unit 22 associates the acquired data with each sample and registers it in the database 31. In this embodiment, the data acquisition processing unit 22 acquires kneading condition data 61, which is data related to kneading conditions including rotor rotation speed N; temperature data 62, which is data related to temperature including the kneaded material temperature T; viscosity data 63, which is data related to viscosity including viscosity constant η0 , temperature coefficient α, power exponent n, etc.; and tensile strength data 64, which includes tensile strength S and its maximum value S max . These various data may be input by the input device 5, input from an external device via a network, etc., or acquired directly from the kneader. The data acquisition processing unit 22 may also receive data other than those mentioned above, and the database 31 may contain data other than those mentioned above. Furthermore, the data acquisition processing unit 22 may have a function to present missing data, such as displaying the missing data in the various data on the display unit 4.
また、データ取得処理部22は、後述する推定元データ33を受信し、記憶部3に記憶する役割も果たしている。推定元データ33の詳細については後述する。 Furthermore, the data acquisition processing unit 22 also receives the estimated source data 33 (described later) and stores it in the storage unit 3. Details of the estimated source data 33 will be described later.
(関係導出処理部23)
関係導出処理部23は、試験製造で得た実測値、すなわちデータベース31に登録された各種データを基に、混練条件と、混練物の引張強さSの変化との関係を求める関係導出処理(図5(b)参照)を行う。
(Relationship derivation processing unit 23)
The relationship derivation processing unit 23 performs a relationship derivation process (see Figure 5(b)) to determine the relationship between the kneading conditions and the change in the tensile strength S of the kneaded material, based on the measured values obtained in the test manufacturing, i.e., the various data registered in the database 31.
より具体的には、関係導出処理部23は、混練物の引張強さSの変化と、混練条件との関係を表す式として上式(1)を用い、実測値を基に、式(1)における係数C’を導出する。得られた係数C’は、係数データ32として記憶部3に記憶される。 More specifically, the relationship derivation processing unit 23 uses equation (1) above as an equation representing the relationship between the change in the tensile strength S of the compound and the compounding conditions, and derives the coefficient C' in equation (1) based on the measured values. The obtained coefficient C' is stored in the storage unit 3 as coefficient data 32.
(混練状態推定処理部24)
混練状態推定処理部24は、混練条件を基に混練物の引張強さSを演算し、得られた混練物の引張強さSに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定処理を行う(図6参照)。本実施の形態では、混練状態推定処理部24は、関係導出処理部23で得た係数C’を代入した上記式(1)の関係と、混練開始からの混練条件とを基に、混練開始から経過時間(混練時間t)毎の引張強さS(すなわち引張強さSの混練開始からの経時変化)を演算する。なお、混練状態推定処理は、本発明の混練状態推定工程に相当する。
(Kneading state estimation processing unit 24)
The kneading state estimation processing unit 24 calculates the tensile strength S of the kneaded material based on the kneading conditions and performs a kneading state estimation process to estimate the progress of kneading based on the obtained tensile strength S of the kneaded material (see Figure 6). In this embodiment, the kneading state estimation processing unit 24 calculates the tensile strength S for each elapsed time (kneading time t) from the start of kneading (i.e., the change in tensile strength S over time from the start of kneading) based on the relationship in equation (1) obtained by substituting the coefficient C' obtained by the relationship derivation processing unit 23 and the kneading conditions from the start of kneading. Note that the kneading state estimation process corresponds to the kneading state estimation step of the present invention.
混練状態推定処理部24は、入力装置5等で推定元データ33として入力された混練条件を用いて、所望の混練時間tでの混練物の引張強さSを演算する。そして、演算した引張強さSが最大引張強さSmaxにどの程度近づいているかを評価することにより、混練の進み具合を推定する。混練の進み具合を示す指標値としては、上述のφ=S/Smaxを用いることができる。なお、混練状態推定処理部24は、上式(9)を用いて、指標値φを直接求めるように構成されてもよい。混練状態推定処理部24で求めた混練物の引張強さS、及び指標値φは、推定データ34として記憶部3に記憶される。 The kneading state estimation processing unit 24 uses the kneading conditions input as estimation source data 33 via the input device 5, etc., to calculate the tensile strength S of the kneaded material at a desired kneading time t. Then, by evaluating how close the calculated tensile strength S is to the maximum tensile strength S max , it estimates the progress of kneading. The above-mentioned φ = S/S max can be used as an index value indicating the progress of kneading. The kneading state estimation processing unit 24 may also be configured to directly determine the index value φ using the above equation (9). The tensile strength S of the kneaded material and the index value φ obtained by the kneading state estimation processing unit 24 are stored in the storage unit 3 as estimation data 34.
(終了時間推定処理部25)
終了時間推定処理部25は、混練状態推定処理部24の推定結果を基に、混練を終了する時間を推定する終了時間推定処理を行う。終了時間推定処理では、例えば、混練状態推定処理部24が求めた指標値φがあらかじめ設定された閾値以上となる混練時間tを求め、得られた混練時間tを混練の終了時間と推定する。推定した終了時間は、混練状態推定処理部24の推定結果と共に、推定データ34として記憶部3に記憶される。なお、終了時間推定処理部25は必須ではなく、省略可能である。
(Completion time estimation processing unit 25)
The end time estimation processing unit 25 performs an end time estimation process to estimate the time to end the mixing process based on the estimation results of the mixing state estimation processing unit 24. In the end time estimation process, for example, the mixing time t is determined such that the index value φ obtained by the mixing state estimation processing unit 24 is equal to or greater than a preset threshold, and the obtained mixing time t is estimated as the end time of mixing. The estimated end time is stored in the storage unit 3 as estimated data 34, along with the estimation results of the mixing state estimation processing unit 24. Note that the end time estimation processing unit 25 is not mandatory and can be omitted.
(データ出力処理部26)
データ出力処理部26は、推定データ34、すなわち、混練状態推定処理部24や終了時間推定処理部25の推定結果を出力するデータ出力処理を行う。データ出力処理部26は、推定データ34を、表示器4に表示することで、管理者等に推定データ34を提示するよう構成されていてもよい。また、データ出力処理部26は、外部装置に推定データ34を送信するように構成されていてもよい。
(Data output processing unit 26)
The data output processing unit 26 performs data output processing to output estimated data 34, that is, the estimated results of the mixing state estimation processing unit 24 and the completion time estimation processing unit 25. The data output processing unit 26 may be configured to present the estimated data 34 to an administrator or the like by displaying it on the display unit 4. The data output processing unit 26 may also be configured to transmit the estimated data 34 to an external device.
(混練状態推定方法)
図4は、本実施の形態に係る混練状態推定方法のフロー図である。図4に示すように、まず、ステップS1にて、設定処理を行う。設定処理では、例えば、入力装置5等から設定データが入力され、設定処理部21が、入力された設定データに応じた各種の設定や、各種の設定に伴うデータ更新処理等を行う。
(Method for estimating the mixing state)
Figure 4 is a flowchart of the mixing state estimation method according to this embodiment. As shown in Figure 4, first, in step S1, a setting process is performed. In the setting process, for example, setting data is input from an input device 5, and the setting processing unit 21 performs various settings according to the input setting data, as well as data update processing associated with the various settings.
ステップS1の設定処理の後、ステップS2にて、制御部2は、新たなデータが入力されたかを判定する。ステップS2でNo(N)と判定された場合、リターンする(ステップS1に戻る)。ステップS2でYES(Y)と判定された場合、ステップS3にて、データ取得処理を行う。 After the setup process in step S1, in step S2, the control unit 2 determines whether new data has been input. If it determines No (N) in step S2, it returns (returns to step S1). If it determines YES (Y) in step S2, it performs data acquisition processing in step S3.
ステップS3のデータ取得処理では、図5(a)に示すように、ステップS31にて、データ取得処理部22が、試験製造時の実測値のデータ、すなわち、混練条件データ61、温度データ62、粘度データ63、及び引張強さデータ64の各種データを受信する。その後、ステップS32にて、データ取得処理部22が、受信した各種データを関連付けてデータベース31に登録し、記憶部3に記憶する。その後、リターンする。 In the data acquisition process of step S3, as shown in Figure 5(a), in step S31, the data acquisition processing unit 22 receives various data, namely the actual measured values during the test manufacturing process, specifically the mixing condition data 61, temperature data 62, viscosity data 63, and tensile strength data 64. Then, in step S32, the data acquisition processing unit 22 associates the received data, registers it in the database 31, and stores it in the storage unit 3. Afterward, it returns.
ステップS3のデータ取得処理の後、ステップS4にて、関係導出処理を行う。関係導出処理では、図5(b)に示すように、ステップS41にて、データベース31中の各種データを上式(1)に適用してフィッティングを行い、係数C’を導出する。その後、ステップS42にて、導出した係数C’を係数データ32として記憶部3に記憶する。 After the data acquisition process in step S3, the relationship derivation process is performed in step S4. In the relationship derivation process, as shown in Figure 5(b), in step S41, various data in the database 31 are applied to the above equation (1) to perform fitting and derive the coefficient C'. Then, in step S42, the derived coefficient C' is stored in the storage unit 3 as coefficient data 32.
ステップS4の関係導出処理の後、ステップS5にて、混練状態推定処理を行う。混練状態推定処理では、図6に示すように、入力装置5等から、推定元データ33として推定元の混練条件が入力される(ステップS51)。推定元データ33は入力装置5により入力されてもよいし、外部装置からネットワーク等を介して入力されてもよい。ステップS52では、混練状態推定処理部24が、推定元データ33が入力されたかを判定する。ステップS52にてNo(N)と判定された場合、ステップS52を繰り返す(つまり、推定元データ33が入力されるまで待つ)。 After the relationship derivation process in step S4, the kneading state estimation process is performed in step S5. In the kneading state estimation process, as shown in Figure 6, the source kneading conditions are input as estimation source data 33 from the input device 5, etc. (step S51). The estimation source data 33 may be input by the input device 5, or it may be input from an external device via a network, etc. In step S52, the kneading state estimation processing unit 24 determines whether the estimation source data 33 has been input. If it is determined to be No (N) in step S52, step S52 is repeated (i.e., it waits until the estimation source data 33 is input).
ステップS52にてYes(Y)と判定された場合、ステップS53にて、混練状態推定処理部24が、上式(1)に推定元データ33を適用して、引張強さSの混練開始からの経時変化、すなわち混練開始からの時間毎(混練時間t毎)の引張強さSを演算する。その後、ステップS54にて、得られた引張強さSを基に、指標値φの混練開始からの経時変化、すなわち混練開始からの時間毎(混練時間t毎)の指標値φ(=S/Smax)を演算する。この指標値φが、混練の進み具合を表すパラメータとなる。なお、ステップS53,S54で引張強さSや指標値φを演算する時間間隔は、例えば10秒以上20秒以下である。その後、ステップS55にて、引張強さS及び指標値φの演算結果を推定データ34として記憶部3に記憶し、リターンする。 If the result is determined to be Yes (Y) in step S52, in step S53, the kneading state estimation processing unit 24 applies the estimation source data 33 to the above equation (1) to calculate the change in tensile strength S over time from the start of kneading, that is, the tensile strength S at each time interval (each kneading time t) from the start of kneading. Then, in step S54, based on the obtained tensile strength S, the index value φ (= S/S max ) at each time interval (each kneading time t) from the start of kneading is calculated. This index value φ is a parameter that represents the progress of kneading. The time interval for calculating the tensile strength S and index value φ in steps S53 and S54 is, for example, 10 seconds or more and 20 seconds or less. Then, in step S55, the calculation results of the tensile strength S and index value φ are stored in the storage unit 3 as estimation data 34 and returned.
ステップS5の混練状態推定処理の後、ステップS6にて、終了時間推定処理を行う。終了時間推定処理では、終了時間推定処理部25が、指標値φが予め設定された閾値以上となる混練時間tを求め、得られた混練時間tを混練終了時間として求める。得られた混練終了時間は、推定データ34として記憶部3に記憶される。 After the mixing state estimation process in step S5, the completion time estimation process is performed in step S6. In the completion time estimation process, the completion time estimation processing unit 25 determines the mixing time t at which the index value φ exceeds a preset threshold, and determines the obtained mixing time t as the mixing completion time. The obtained mixing completion time is stored in the storage unit 3 as estimated data 34.
ステップS6の終了時間推定処理の後、ステップS7にて、データ出力処理を行う。データ出力処理では、例えば、データ出力処理部26が、推定データ34を表示器4に表示することで、管理者等に推定データ34を提示する。その後、リターンする(ステップS1に戻る)。 After the completion time estimation process in step S6, data output processing is performed in step S7. In the data output processing, for example, the data output processing unit 26 presents the estimated data 34 to the administrator, etc., by displaying it on the display unit 4. Afterward, it returns (returns to step S1).
(表示画面の一例)
ここで、データ出力処理で表示器4に表示される表示画面の一例を図7に示す。図7に示すように、表示画面41は、推定データ34を表示するメイン表示部411を有している。ここでは、メイン表示部411が、混練時間t毎の引張強さSの計算結果をグラフで表示しており、カーソル410を合わせた混練時間tでの引張強さSと指標値φの計算結果が吹き出し411aとしてポップアップ表示されるように構成されている。また、混練終了時間がグラフ中に併せて表示されている。また、表示画面41は、推定元データ33を表示するサブ表示部412を有している。サブ表示部412では、推定元データ33として設定された混練条件(ローター回転数Nや混練物温度Tなど)がグラフ形式で表示されており、カーソルを合わせた混練時間tでの各パラメータの数値が表示されるよう構成されている。なお、サブ表示部412では、粘度に関するパラメータなど、他のパラメータの設定値を適宜表示できるよう構成されていてもよい。また、表示画面41には、パラメータ設定部413を有している。ここでは、混練終了と判定する指標値φの閾値を選択可能とした場合を示しているが、設定可能とするパラメータは適宜変更可能である。また、図示していないが、例えば式(1)における係数C’など、各種パラメータの数値を表示可能としてもよい。なお、図7に示した表示画面41はあくまで一例であり、表示するパラメータや各種表示形態等については、適宜変更可能である。
(Example of display screen)
Here, an example of a display screen shown on the display unit 4 during data output processing is shown in Figure 7. As shown in Figure 7, the display screen 41 has a main display unit 411 that displays estimated data 34. Here, the main display unit 411 displays the calculation results of tensile strength S for each mixing time t in a graph, and the calculation results of tensile strength S and index value φ at the mixing time t where the cursor 410 is positioned are displayed as a pop-up bubble 411a. The mixing completion time is also displayed in the graph. The display screen 41 also has a sub-display unit 412 that displays the source data 33. In the sub-display unit 412, the mixing conditions (such as rotor speed N and mixing temperature T) set as the source data 33 are displayed in graph format, and the numerical values of each parameter at the mixing time t where the cursor is positioned are displayed. The sub-display unit 412 may also be configured to display the setting values of other parameters, such as viscosity parameters, as appropriate. The display screen 41 also has a parameter setting unit 413. Here, we show a case where the threshold value φ, which is used to determine when mixing is complete, can be selected, but the configurable parameters can be changed as appropriate. Although not shown in the figure, it is also possible to display the numerical values of various parameters, such as the coefficient C' in equation (1). Note that the display screen 41 shown in Figure 7 is merely an example, and the displayed parameters and various display formats can be changed as appropriate.
(変形例)
上記実施の形態では、混練状態推定装置1がパーソナルコンピュータにより構成されている場合を説明したが、これに限らず、例えば、混練状態推定装置1は、サーバ等のネットワーク装置により構成されてもよい。この場合、混練状態推定装置1は、データ管理用の端末装置などの所定の端末装置と相互に通信可能に構成され、当該端末装置から各種データを受信するように構成するとよい。また、混練状態推定装置1で推定した推定データ34を端末装置に送信し、端末装置にて推定データ34を提示するように構成してもよい。
(Variant)
In the above embodiment, the case in which the kneading state estimation device 1 is configured as a personal computer was described, but it is not limited to this, and for example, the kneading state estimation device 1 may be configured as a network device such as a server. In this case, the kneading state estimation device 1 may be configured to communicate with a predetermined terminal device such as a data management terminal device and to receive various data from the terminal device. Alternatively, the estimated data 34 estimated by the kneading state estimation device 1 may be transmitted to the terminal device, and the estimated data 34 may be presented on the terminal device.
また、上記実施の形態では、混練状態推定装置1が1台のパーソナルコンピュータ等で構成されている場合について説明したが、これに限らず、例えば、混練状態推定装置1の機能の一部が他のパーソナルコンピュータ等に搭載されていてもよい。つまり、混練状態推定装置1が1台のハードウェアで構成されている必要はなく、複数台のハードウェアにより構成されていてもよい。また、混練状態推定装置1は、混練機を制御する制御装置に一体に搭載されていてもよい。 Furthermore, while the above embodiment described a case where the kneading state estimation device 1 is composed of a single personal computer, it is not limited to this. For example, some of the functions of the kneading state estimation device 1 may be installed on another personal computer. In other words, the kneading state estimation device 1 does not need to be composed of a single piece of hardware; it may be composed of multiple pieces of hardware. Also, the kneading state estimation device 1 may be integrated into a control device that controls the kneader.
また、上記実施の形態では、推定元データ33が入力装置5により入力される場合を説明したが、これに限らず、混練機においてローター回転数N及び混練物温度Tを実測するようにし、実測したローター回転数N及び混練物温度Tを推定元データ33として取得し、取得した推定元データ33を基に、リアルタイムで混練物の引張強さSを推定するように構成してもよい。この場合、終了時間推定処理部25は、指標値φが閾値以上となったときに混練終了と判定し、データ出力処理部26は、混練終了と判定されたことを作業者等に通知するか、あるいは混練機に混練を終了するための信号を出力して、混練を終了させるとよい。 Furthermore, while the above embodiment describes a case where the estimation source data 33 is input via the input device 5, it is not limited to this. Alternatively, the rotor rotation speed N and the mixture temperature T may be measured in the kneader, the measured rotor rotation speed N and mixture temperature T may be acquired as estimation source data 33, and the tensile strength S of the mixture may be estimated in real time based on the acquired estimation source data 33. In this case, the completion time estimation processing unit 25 may determine that kneading is complete when the index value φ exceeds a threshold, and the data output processing unit 26 may notify the operator or others that kneading has been determined to be complete, or output a signal to the kneader to terminate kneading, thereby ending the kneading process.
(実施の形態の作用及び効果)
以上説明したように、本実施の形態に係る混練状態推定装置1では、混練条件を基に混練物の引張強さSを演算し、得られた混練物の引張強さSに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定処理部24を備えている。
(Operation and effects of the embodiment)
As described above, the kneading state estimation device 1 according to this embodiment includes a kneading state estimation processing unit 24 that calculates the tensile strength S of the kneaded material based on the kneading conditions and estimates the progress of kneading based on the obtained tensile strength S of the kneaded material.
これにより、混練条件に応じた混練の進み具合を精度よく推定することが可能になる。その結果、例えば、混練の終了時間を適切に推定したり、混練機のローターの設計等に活用したりすることが可能になる。また、従来のように試験製造や評価を繰り返すことなく、低コストかつ短時間で、適切な混練条件を求めることも可能になる。 This makes it possible to accurately estimate the progress of mixing based on the mixing conditions. As a result, it becomes possible to appropriately estimate the completion time of mixing, for example, and utilize this information in the design of the mixing machine's rotor. Furthermore, it becomes possible to determine appropriate mixing conditions quickly and at low cost, without the need for repeated test manufacturing and evaluation as in conventional methods.
(実施の形態のまとめ)
次に、以上説明した実施の形態から把握される技術思想について、実施の形態における符号等を援用して記載する。ただし、以下の記載における各符号等は、特許請求の範囲における構成要素を実施の形態に具体的に示した部材等に限定するものではない。
(Summary of the embodiments)
Next, the technical concept understood from the embodiments described above will be described using the reference numerals and other symbols from the embodiments. However, the reference numerals and other symbols in the following description are not limited to the components in the claims that are specifically shown in the embodiments.
[1]樹脂とフィラーとを混ぜ合わせて混練物を得る際の混練の進み具合を推定する装置であって、混練条件を基に前記混練物の引張強さを演算し、得られた前記混練物の引張強さに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定処理部(24)を備えた、混練状態推定装置(1)。 [1] A device for estimating the progress of mixing when a resin and filler are mixed to obtain a compound, comprising a mixing state estimation processing unit (24) that calculates the tensile strength of the compound based on the mixing conditions and estimates the progress of mixing based on the obtained tensile strength of the compound, wherein the device is a mixing state estimation device (1).
[2]混練条件を変更して混練物を製造する試験製造で得たデータを基に、前記混練物の引張強さの変化と、前記混練条件との関係を求める関係導出処理部(23)を備え、前記混練状態推定処理部(24)は、前記関係導出処理部(23)で得た前記関係と、混練開始からの混練条件とを基に、混練開始から経過時間毎の引張強さを演算する、[1]に記載の混練状態推定装置(1)。 [2] The kneading state estimation device (1) according to [1], comprising a relationship derivation processing unit (23) that determines the relationship between the change in the tensile strength of the kneaded product and the kneading conditions based on data obtained in a test manufacturing process in which the kneading conditions are changed, and the kneading state estimation processing unit (24) calculates the tensile strength for each elapsed time from the start of kneading based on the relationship obtained by the relationship derivation processing unit (23) and the kneading conditions from the start of kneading.
[3]前記関係が、上式(1)で表される、[2]に記載の混練状態推定装置。 [3] The kneading state estimation device described in [2], wherein the above relationship is represented by equation (1) above.
[4]前記混練状態推定処理部(24)の推定結果を基に、混練を終了する時間を推定する終了時間推定処理部(25)を備えた、[1]に記載の混練状態推定装置(1)。 [4] The kneading state estimation device (1) according to [1], further comprising a completion time estimation processing unit (25) that estimates the time to complete kneading based on the estimation result of the kneading state estimation processing unit (24).
[5]混練に用いる混練機が、バッチ式混練機である、[1]に記載の混練状態推定装置(1)。 [5] The mixing state estimation device (1) described in [1], wherein the mixing machine used for mixing is a batch-type mixing machine.
[6]樹脂とフィラーとを混ぜ合わせて混練物を得る際の混練の進み具合を推定する方法であって、混練条件を基に前記混練物の引張強さを演算し、得られた前記混練物の引張強さに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定工程を備えた、混練状態推定方法。 [6] A method for estimating the progress of mixing when a resin and a filler are mixed to obtain a compound, comprising a mixing state estimation step of calculating the tensile strength of the compound based on the mixing conditions, and estimating the progress of mixing based on the obtained tensile strength of the compound.
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上記に記載した実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施することが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but the embodiments described above do not limit the invention as defined in the claims. Furthermore, it should be noted that not all combinations of features described in the embodiments are necessarily essential for solving the problem of the invention. Moreover, the present invention can be implemented with appropriate modifications without departing from its spirit.
1…混練状態推定装置
2…制御部
21…設定処理部
22…データ取得処理部
23…関係導出処理部
24…混練状態推定処理部
25…終了時間推定処理部
26…データ出力処理部
3…記憶部
31…データベース
32…係数データ
33…推定元データ
34…推定データ
1... Mixing state estimation device 2... Control unit 21... Setting processing unit 22... Data acquisition processing unit 23... Relationship derivation processing unit 24... Mixing state estimation processing unit 25... End time estimation processing unit 26... Data output processing unit 3... Storage unit 31... Database 32... Coefficient data 33... Estimation source data 34... Estimated data
Claims (4)
混練条件を基に前記混練物の引張強さを演算し、得られた前記混練物の引張強さに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定処理部と、
前記混練条件を変更して前記混練物を製造する試験製造で得たデータを基に、前記混練物の引張強さの変化と、前記混練条件との関係を求める関係導出処理部とを備え、
前記混練状態推定処理部は、前記関係導出処理部で得た[数1]に示す式(1)で表される前記関係と、混練開始からの前記混練条件とを基に、前記混練開始から経過時間毎の前記混練物の引張強さを演算する、
混練状態推定装置。
A device for estimating the progress of mixing when a resin and filler are mixed to obtain a compound,
A kneading state estimation processing unit calculates the tensile strength of the kneaded material based on the kneading conditions and estimates the progress of kneading based on the obtained tensile strength of the kneaded material ,
The system includes a relationship derivation processing unit that determines the relationship between the change in the tensile strength of the kneaded product and the kneading conditions, based on data obtained in a test production where the kneading conditions are changed to produce the kneaded product.
The kneading state estimation processing unit calculates the tensile strength of the kneaded material for each elapsed time from the start of kneading, based on the relationship represented by equation (1) shown in [Equation 1] obtained by the relationship derivation processing unit and the kneading conditions from the start of kneading.
A device for estimating the mixing state.
請求項1に記載の混練状態推定装置。 Based on the estimation results of the aforementioned kneading state estimation processing unit, the system includes an end time estimation processing unit that estimates the time to end the kneading process.
The kneading state estimation device according to claim 1.
請求項1に記載の混練状態推定装置。 The mixing machine used for mixing is a batch-type mixing machine.
The kneading state estimation device according to claim 1.
混練条件を基に前記混練物の引張強さを演算し、得られた前記混練物の引張強さに基づき、混練の進み具合を推定する混練状態推定工程と、
前記混練条件を変更して前記混練物を製造する試験製造で得たデータを基に、前記混練物の引張強さの変化と、前記混練条件との関係を求める関係導出処理工程とを備え、
前記混練状態推定工程は、前記関係導出処理工程で得た[数1]に示す式(1)で表される前記関係と、混練開始からの前記混練条件とを基に、前記混練開始から経過時間毎の前記混練物の引張強さを演算する、
混練状態推定方法。
A mixing state estimation step is performed, in which the tensile strength of the kneaded material is calculated based on the kneading conditions, and the progress of kneading is estimated based on the obtained tensile strength of the kneaded material .
The system includes a relationship derivation process that determines the relationship between the change in the tensile strength of the kneaded product and the kneading conditions, based on data obtained in a test manufacturing process in which the kneading conditions are changed to produce the kneaded product.
The kneading state estimation step calculates the tensile strength of the kneaded material at each elapsed time from the start of kneading, based on the relationship represented by equation (1) shown in [Equation 1] obtained in the relationship derivation step and the kneading conditions from the start of kneading.
Method for estimating the mixing state.
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