特許 6947822 混練装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6947822

(24)【登録日】2021年9月21日

(45)【発行日】2021年10月13日

(54)【発明の名称】混練装置

(51)【国際特許分類】

   B29B 7/28 20060101AFI20210930BHJP

   B01F 7/08 20060101ALI20210930BHJP

   B01F 15/00 20060101ALI20210930BHJP

   B29B 7/20 20060101ALI20210930BHJP

【ＦＩ】

   B29B7/28

   B01F7/08 D

   B01F15/00 Z

   B29B7/20

【請求項の数】8

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2019-523363(P2019-523363)

(86)(22)【出願日】2018年3月29日

(86)【国際出願番号】JP2018013322

(87)【国際公開番号】WO2018225353

(87)【国際公開日】20181213

【審査請求日】2020年7月15日

(31)【優先権主張番号】特願2017-111682(P2017-111682)

(32)【優先日】2017年6月6日

(33)【優先権主張国】JP

(31)【優先権主張番号】特願2017-111683(P2017-111683)

(32)【優先日】2017年6月6日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000229047

【氏名又は名称】日本スピンドル製造株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001818

【氏名又は名称】特許業務法人Ｒ＆Ｃ

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 久司

(72)【発明者】

【氏名】永田 佳彦

(72)【発明者】

【氏名】木嶋 敬昌

【審査官】 神田 和輝

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５８−８５４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平７−２１４５３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−１６７３７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−７８４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−１７９６４３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｆ ７／００−７／３２

Ｂ０１Ｆ １５／００

Ｂ２９Ｂ ７／００−７／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散媒に分散質を分散させる混練装置であって、
前記分散媒と前記分散質とを含む混練材料を内部に収容するケーシングと、
前記ケーシングの内部に配置され、回転軸を中心として回転して前記分散媒に前記分散質を分散させながら前記混練材料の混練を行うロータと、
前記ケーシングの内部の前記混練材料の状態の観測によって、前記分散媒への前記分散質の分散度を検出する検出部と、を備え、
前記検出部は、前記混練材料からの電磁波を観測して前記混練材料の表面の凸部を観測して前記分散度を検出する混練装置。

【請求項2】

前記検出部は、前記混練材料を撮影して分散度を検出する、請求項１に記載の混練装置。

【請求項3】

前記ケーシングを外部から内部に貫通する貫通孔に設けられた窓を更に備え、
前記検出部は、
前記窓を介して、前記混練材料の状態を撮影する撮影部と、
前記撮影部を制御する撮影制御部と、を有し、
前記撮影制御部は、前記撮影部が撮影した撮影画像に応じて前記分散度を検出する、請求項２に記載の混練装置。

【請求項4】

前記ロータは、軸部と、前記軸部に配置された羽根部とを有し、
前記検出部は、前記羽根部が前記ケーシングの内表面に近接し、前記混練材料が前記羽根部と前記ケーシングの内表面との間で押圧された近接押圧状態となっていない状態で、前記混練材料の分散度を検出する、請求項３に記載の混練装置。

【請求項5】

前記ロータは、軸部と、前記軸部に配置された羽根部とを有し、
当該羽根部が前記窓を通過する所定のタイミングにおいて、前記撮影部は撮影を行わない、請求項３または４に記載の混練装置。

【請求項6】

前記羽根部は、
前記ロータの第１端部を始端として、第２端部までの一部において終端を有するように延びる第１羽根部と、
前記ロータの前記第２端部を始端として、前記第１端部までの一部において終端を有するように延びる第２羽根部と、を有し、
前記第１羽根部及び前記第２羽根部の少なくとも一部が前記ロータの回転方向において重畳しており、前記窓は、当該重畳する位置に対応して前記ロータの回転軸方向において設けられている、請求項４または５に記載の混練装置。

【請求項7】

前記ケーシングの前記貫通孔と前記窓の外縁との間であって、前記ケーシングの内部に面する前記窓の外縁の少なくとも一部に、衝撃を低減する保護部材が設けられている、請求項３から６のいずれか１項に記載の混練装置。

【請求項8】

前記検出部が検出した分散度に基づいて前記ロータの回転数、前記分散媒への加圧力、及び前記分散媒の温度のうちの少なくとも１つを制御する制御部と、を備える、請求項１から７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、分散媒に分散質を分散させる混練装置に関する。

【背景技術】

【0002】

プラスチック、ゴム等の粘稠な材料を混練する装置として密閉式混練機が知られている。例えば特許文献１には、混練材料を収納するケーシングと、該ケーシングの上部を閉鎖する加圧蓋と、ケーシング内に取付けられた一対のロータとを備えた密閉式混練機が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第３５７４６１８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

密閉式混練機での混練においては、練りの再現性を確保するために、混練時間、混練材料の温度、積算電力およびそれらを組み合わせて、所定の値への到達を混練の終了条件としている場合が多い。しかし混練時間、混練材料の温度、積算電力は、材料の状態を直接表すデータではなく、間接的なデータである。例えば、ケーシング内の材料の位置はロータにかかる負荷を変動させる。その結果、ロータ駆動の積算電力と、実際の材料の状態とが相関しない場合が発生する。すなわち、積算電力のような間接的なデータに基づく制御では、混練の品質を安定化することは難しい。

【0005】

本発明は上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、混練される材料の分散度を検出し、もって混練の品質を安定化することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る混練装置の特徴構成は、
分散媒に分散質を分散させる混練装置であって、
前記分散媒と前記分散質とを含む混練材料を内部に収容するケーシングと、
前記ケーシングの内部に配置され、回転軸を中心として回転して前記分散媒に前記分散質を分散させながら前記混練材料の混練を行うロータと、
前記ケーシングの内部の前記混練材料の状態の観測によって、前記分散媒への前記分散質の分散度を検出する検出部と、を備え、
前記検出部は、前記混練材料からの電磁波を観測して前記混練材料の表面の凸部を観測して前記分散度を検出する点にある。

【0007】

上記の特徴構成によれば、分散度を検出し、もって混練の品質を安定化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】混練装置の概略構成を示す上面図である。

【図2】混練装置の概略構成を示す断面図である。

【図3】混練装置の概略構成を示すブロック図である。

【図4】図１のＩＶ−ＩＶ矢視図である。

【図5】図１のＶ−Ｖ矢視図である。

【図6】羽根部の長さが同程度の場合に、分散度の検出を説明するための軸部の展開模式図である。

【図7】混練材料の状態を説明する模式図である。

【図8】羽根部の長さが異なる場合に、分散度の検出を説明するための軸部の展開模式図である。

【図9】ケーシングと透過窓との間に設けられた保護部材を示す断面図である。

【図10】透過窓及び保護部材の斜視図である。

【図11】ケーシングと透過窓との間に設けられた保護部材を示す断面図である。

【図12】面取りされた透過窓の斜視図である。

【図13】混練装置の概略構成を示す上面図である。

【図14】混練装置の概略構成を示す断面図である。

【図15】混練装置の概略構成を示すブロック図である。

【図16】電極部の構造を示す図である。

【図17】電極部の構造を示す図である。

【図18】電極部の構造を示す図である。

【図19】電極部の構造を示す図である。

【図20】電極部の構造を示す図である。

【図21】電極部の構造を示す図である。

【図22】電極部の構造を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔本実施形態の概要〕
以下に説明する第１及び第２実施形態に係る混練装置は、ケーシング内部に投入された分散媒と分散質とを含む混練材料を混練する。そして、混練装置は、ケーシング内部の混練材料に電磁的方法を適用し、混練材料の状態を観測する。ここで、混練材料の状態とは、混練材料の表面状態及び混練材料の内部状態等が挙げられる。このように、混練材料の状態を直接的に観測して分散度を検出することで、混練の品質の安定化に活用できる。

【0010】

例えば、混練材料からの電磁波を検出し、混練材料の表面状態及び混練材料の内部状態等を観測することで分散度を検出できる。このとき、観測される電磁波としては、混練材料の表面に照射され、混練材料の表面から反射された電磁波、及び混練材料の表面及び内部から放射される混練材料自体からの電磁波等が挙げられる。以下の第１実施形態では、このような分散度の検出方法について説明する。

【0011】

また、例えば、分散媒への分散質の分散度に応じて混練材料の表面及び内部の少なくともいずれかにおける電流の流れ易さ（電気抵抗）が異なる。以下の第２実施形態では、このような分散度の検出方法について説明する。

【0012】

〔第１実施形態〕
以下、第１実施形態に係る混練装置１について図１〜図３に基づいて説明する。図１および図２に示すように、混練装置１は、高分子材料（分散媒）と分散質と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と、電磁波照射部（照射部）Ｐ（ライト６）と、分散度検出部（検出部）Ｑとを備えている。そして図３に示すように、混練装置１は、制御装置１０、ロータ駆動機構２０、蓋部移動機構３０および温度調節機構４０を備えている。分散度検出部Ｑは、カメラ（撮影部）７および撮影制御部１０ｄにより構成される。なお以下、ケーシング２の内部の高分子材料と分散質とを総称して「混練材料」あるいは「材料」と記す場合がある。

【0013】

ケーシング２は、内部に高分子材料と分散質とを収容して混練する槽状の部材である。ケーシング２の内部は、中心軸（回転軸Ｒ）が平行な一対の円柱を、その側面が一部重なり合う状態で配置した形状をしている。そして一対のロータ３が、その回転軸Ｒを円柱の中心軸と一致した状態で、ケーシング２の内部に回転可能に配置される。

【0014】

ケーシング２は、底部２ａ、円筒状部２ｂ、側壁部２ｃ、および蓋部２ｄを有して構成される。底部２ａは、ケーシング２の底の部位である。円筒状部２ｂは、ケーシング２において一対のロータ３の周囲を覆う部位である。側壁部２ｃは、ロータ３の回転軸に直交して配置される、ケーシング２の側壁である。蓋部２ｄは、ケーシング２の蓋の部位である。

【0015】

蓋部２ｄは、蓋部移動機構３０（図示省略）によって上下に移動可能な状態で、ケーシング２に対して配置される。蓋部２ｄを上方に移動してケーシング２の上部を開放した状態にて、混練材料（高分子材料と分散質）がケーシング２に投入される。その後、蓋部２ｄを下方に移動させ、投入された混練材料を上方から加圧しながら、ロータ３が回転して混練材料の混練が行われる。蓋部移動機構３０は具体的には、電動モータやエアシリンダ等のアクチュエータを有して構成される。

【0016】

ロータ３は、ロータ３を側壁部２ｃの貫通孔に回転可能に支持する支持部３１と、支持部３１より大径の軸部３３と、軸部３３の表面に螺旋状に形成された羽根部３５ａ、３５ｂとを有している。羽根部３５ａ、３５ｂは、軸部３３の両側の端部から他端側に向け、軸部３３の略中央までの間に渡って形成されている。そして羽根部３５ａ、３５ｂは、対向する一対のロータ３の間で相互に重なることがない接線方式とされている。ロータ３は、ロータ駆動機構２０（図示省略）により、回転軸Ｒの回りに所定の回転方向Ｄに回転駆動される。ロータ駆動機構２０は具体的には、電動モータを有して構成される。ケーシング２内には、１対のロータ３が配置されているが、各ロータ３は互いに反対方向に回転する。

【0017】

ロータ３はその内部に、温調流路３７を有する。温調流路３７は、内部を冷却水が通流する流路であって、ロータ３の軸部３３および羽根部３５ａ、３５ｂの内部に形成されている。温調流路３７は、温度調節機構４０（図示省略）に接続されており、温度調節機構４０から温調流路３７へ冷却水が供給される。混練装置１にて混練材料を混練する際、混練材料がせん断や変形等の作用を受け発熱するが、上述した温調流路３７を通流する冷却水によりロータ３が冷却され、ロータ３に接触した混練材料が冷却される。すなわち、温度調節機構４０によりロータ３の温度および混練材料の温度が制御される。温度調節機構４０は具体的には、冷却水を温調流路３７へ送出する電動ポンプを有して構成される。

【0018】

図２に示すように、ケーシング２の外側にライト６およびカメラ７が配置され、ケーシング２の円筒状部２ｂに透過窓８が配置される。具体的には、円筒状部２ｂには、円筒状部２ｂの外部から内部に貫通する貫通孔９が形成されている。この貫通孔９に透過窓８が嵌め込まれている。この透過窓８からライト６からの電磁波が混練材料に照射される。

【0019】

透過窓８は、電磁波を透過する材質で形成されている。例えば透過窓８は、ガラス製の部材である。透過窓８のロータ３側の表面は、ケーシング２の円筒状部２ｂの内面形状に沿った曲面となっている。透過窓８の内側（混練材料が位置する側）に、摩耗・傷防止のコーティングを施してもよい。

【0020】

また、透過窓８のロータ３側の表面（ケーシング２の内部と面する領域）において、混練材料の付着を阻止する加工（コーティング）が為されていてもよい。これにより、透過窓８のロータ３側の表面に、混練材料が付着するのを阻止できる。よって、混練材料に遮られることなく、後述のカメラ７が透過窓８を介してケーシング２内部の混練材料を撮影できる。

【0021】

なお、後述の図９に示すように、ケーシング２の内表面２５の外縁と、ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁との形状が円弧状で一致している。よって、透過窓８の内面がケーシング２の内表面２５に沿うように構成できる。この場合、ケーシング２の内表面２５とケーシング２の内部に面する透過窓８の面とが概ね面一であると、混練材料の混練に影響を与えず、また、混練材料から圧力を受けることにより透過窓８が欠損することを抑制でき好ましい。

【0022】

カメラ７（分散度検出部Ｑの一部）は、ライト６から照射され、ケーシング２の内部の混練材料から反射された電磁波を観測する。詳しくはカメラ７は、ケーシング２の内部の混練材料を撮影して撮影画像を取得する。カメラ７は、制御装置１０によってその動作が制御される。撮影画像は、制御装置１０へ送信される。なおカメラ７が取得する撮影画像は、静止画でもよいし、動画でもよい。カメラ７には、拡大レンズ７ａが設けられており、混練材料を拡大して分散状態を明確にして撮影することができる。

【0023】

上記の通り、透過窓８を介してライト６から電磁波が照射されるとともに、透過窓８を介して混練材料から反射された電磁波をカメラ７が撮影する。よって、ケーシング２内を密閉した状態で、カメラ７により混練材料からの電磁波を撮影できる。そのため、ケーシング２内で混練材料を混練しつつ、混練を中断することなく分散度を検出できる。

【0024】

なお、第１実施形態では、図２に示すように、カメラ７は透過窓８の外側に配置されている。カメラ７は、ロータ３の直径方向であって、混練材料の表面と直交する方向に向けられている。つまりカメラ７の電磁波の観測方向７ｂは、ロータ３の直径方向であって、混練材料の表面と直交する方向に向けられている。

【0025】

ライト６（電磁波照射部Ｐ）は、ケーシング２の内部の混練材料に電磁波を照射する。ライト６は例えば、白色ＬＥＤ光源である。ライト６は、制御装置１０によってその動作が制御される。第１実施形態では、図２に示すように、ライト６は透過窓８の側面に配置されている。ライト６は、混練材料の表面に対して斜めの方向に向けられている。つまりライト６の電磁波の照射方向６ａは、混練材料の表面に対して斜めの方向に向けられている。したがって第１実施形態では、ライト６（電磁波照射部Ｐ）の電磁波の照射方向６ａと、カメラ７（分散度検出部Ｑ）の電磁波の観測方向７ｂとが平行でない。つまり、電磁波の照射方向が電磁波の観測方向と交差している。

【0026】

例えば、混練材料の混練状態が途中の状態であり、高分子材料への分散質の分散度が小さい場合には、混練材料の表面に照射された電磁波は、分散質の凸部によって散乱等される程度が大きい。このような場合であっても、電磁波の観測方向が電磁波の照射方向と異なるため、混練材料の表面で反射された電磁波を効率よく観測できる。

【0027】

ライト６の照射方向６ａと混練材料の表面とのなす角は、２０°以上が好ましく、４０°以下が好ましく、約３０°が更に好ましい。第１実施形態では、ライト６が、ロータ３の回転方向Ｄに関して透過窓（窓）８の上流側と下流側とに１つずつ配置されている。

【0028】

なお、ライト６が混練材料に照射する電磁波、および分散度検出部Ｑ（カメラ７）が観測する混練材料からの電磁波は、分散度検出部Ｑによる分散度の検出が可能であれば、強度や波長は問わない。電磁波は例えば、可視光、遠赤外線、近赤外線、紫外線、マイクロ波や短波・長波等の電波、Ｘ線でもよい。ライト６が照射し分散度検出部Ｑが検出する電磁波（あるいは光）は、単一波長でもよい。

【0029】

制御装置１０は、混練装置１の全体の動作を制御する装置である。第１実施形態では制御装置１０は、運転制御部（制御部）１０ａ、および撮影制御部１０ｄ（分散度検出部Ｑ）を有して構成される。具体的には制御装置１０は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）や不揮発性ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）といった記憶デバイス、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有して構成される。そして制御装置１０は、ライト６、カメラ７、ロータ駆動機構２０、蓋部移動機構３０、および温度調節機構４０と接続され、各機構の制御を行う。

【0030】

運転制御部１０ａは、後述する撮影制御部１０ｄ（分散度検出部Ｑ）が検出した分散度に基づいて、混練装置１の動作を制御する。具体的には運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を制御する。また運転制御部１０ａは、蓋部移動機構３０を制御して、蓋部２ｄがケーシング２の内部の混練材料を押圧する加圧力を制御する。また運転制御部１０ａは、温度調節機構４０を制御して、ケーシング２の内部の混練材料の温度を制御する。これにより、混練材料を直接的に観測した結果に基づいて、混練の品質を安定化することができる。

【0031】

詳しくは運転制御部１０ａは、撮影制御部１０ｄ（分散度検出部Ｑ）が検出した分散度と、分散度の目標値との差に基づいて、混練装置１の動作を制御する。分散度の目標値とは例えば、混練中の各時刻での分散度の目標値である。例えば、ある時刻ｔにおいて検出された分散度が、その時刻ｔでの分散度の目標値を下回っている場合には、分散度をより大きく増加させるべく、例えばロータ回転数を増加させる。例えば、ある時刻ｔにおいて検出された分散度が、その時刻ｔでの分散度の目標値を上回っている場合には、分散度の増加を抑制すべく、例えばロータ回転数を減少させる。すなわち運転制御部１０ａは、検出された分散度と、分散度の目標値との差に基づいて、混練装置１の動作をフィードバック制御する。

【0032】

また運転制御部１０ａは、撮影制御部１０ｄ（分散度検出部Ｑ）が検出した分散度が所定の閾値に達した後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了する。混練動作の終了については、次の様な態様も可能である。運転制御部１０ａは、分散度検出部Ｑが検出した分散度の時間変化率が所定の閾値に達した後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了する。

【0033】

また運転制御部１０ａは、分散度検出部Ｑのカメラ７が混練材料を撮影する際に、ロータ３の回転数を減少させる。具体的には、撮影制御部１０ｄが運転制御部１０ａに対して混練材料の撮影を行う旨を通知すると、運転制御部１０ａは、ロータ駆動機構２０を制御して、ロータ３の回転数を減少させる。ロータ３の回転数の減少は例えば、３０％減少でもよいし、５０％減少でもよいし、１００％減少すなわちロータ３の停止でもよい。これにより、鮮明な撮影画像を取得することができ、分散度の検出を確実に行うことができる。

【0034】

撮影制御部１０ｄ（分散度検出部Ｑ）は、ケーシング２の内部の混練材料からの電磁波を観測して高分子材料への分散質の分散度を検出する。詳しくは撮影制御部１０ｄは、カメラ７がケーシング２の内部の混練材料を撮影して取得した撮影画像から、混練材料の表面の凸部を観測し、分散度を検出する。以下、撮影制御部１０ｄの動作について詳しく説明する。

【0035】

撮影制御部１０ｄは、カメラ７を制御して、ケーシング２の内部の混練材料を撮影させ、撮影画像を取得する。撮影は、混練材料が透過窓８の前に位置する際に行うのが好ましく、特に羽根部３５ａ、３５ｂが通過した後に行うのが好ましい。具体的には撮影制御部１０ｄは、運転制御部１０ａを通じてロータ３の回転を監視し、羽根部３５ａ、３５ｂがカメラ７の前（すなわち透過窓８の前）を通過した直後に、カメラ７に撮影を行わせ、撮影画像を取得する。

【0036】

ケーシング２の内部の混練材料の表面には、分散質が露出し凸部として現れる。カメラ７が取得した混練材料の撮影画像には、表面に露出した分散質は、輝度の高い領域、すなわち白い領域として現れる。撮影制御部１０ｄは、得られた画像に対して二値化等の種々の画像処理を行い、分散質の大きさや数等を算定する。そして撮影画像から得られた分散質の大きさ・数等に基づいて、分散度を検出する。

【0037】

例えば、一例であるが、混練材料の混練がある程度進むと、高分子材料への分散質の分散が進み、混練材料の表面が滑らかになる。この場合、混練材料の表面の凹凸が少ないため、混練材料から反射された電磁波の撮影画像から、輝度の高い領域が少ないことが検出される。この場合、分散度が大きいことを検出できる。
逆に、例えば、混練材料の表面において、分散質が露出した凸部が多く生じている場合には、混練材料の表面が粗く、混練材料の混練が進んでいないことが分かる。この場合、混練材料の表面の凹凸が多いため、混練材料から反射された電磁波の撮影画像から、輝度の高い領域が多いことが検出される。この場合、分散度が小さいことを検出できる。なお、輝度が高くなるのは、例えば、混練材料に照射された電磁波が、分散質の凸部によって散乱、屈折、反射、回折及び干渉等することによるものと考えられる。

【0038】

なお、分散度とは、高分子材料への分散質の分散の度合いであり、例えば数値でもよいし、パーセンテージでもよいし、段階的な指標（例えば、分散度低、分散度中、分散度高）でもよい。例えば、ある大きさの分散質の塊（集合体）の数・有無や、存在する分散質の塊の大きさの最大値でもよい。

【0039】

＜変形例＞
なお、上述の第１実施形態（変形例を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、変形例で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【0040】

＜１＞
上述の第１実施形態では、混練材料から反射された電磁波に基づいて分断度を検出しているが、分散度の検出方法についてさらに以下に検討する。分散度を検出するにあたって、混練材料の状態が羽根部３５による混練によって影響を受けるため、まずは羽根部３５の構成について以下に説明する。

【0041】

（１）羽根部の構成
羽根部３５の構成の一例について図１、図４、図５等を用いて説明する。
図１、図４、図５等に示すように、軸部３３の外周面（表面）３３ａには、捩じれ方向が異なる２つの羽根部３５ａ、３５ｂが設けられている。図４及び図５は図１のＩＶ−ＩＶＶＩ及びＶ−Ｖ矢視図であり、軸部３３が回転方向Ｄに沿って回転すると、羽根部３５ａが見えている図４から羽根部３５ｂが見えている図５の状態となる。

【0042】

図４に示すように、羽根部３５ａは、外周端部（第１端部）１１１αの始端３５ａＦから、外周端部（第２端部）１１１βに向かって軸部３３の中央部よりも長く延びている。羽根部３５ａは、軸部３３の外周面３３ａから最も突出した頂面３５ａ１と、頂面３５ａ１から外周面３３ａに向かう両側の傾斜面３５ａ２とを有している。羽根部３５ａは、回転軸Ｒに対して角度θａをなす斜め方向に延びている。

【0043】

一方、図５に示すように、羽根部３５ｂは、頂面３５ｂ１と、頂面３５ｂ１の両側の傾斜面３５ｂ２とを有している。羽根部３５ｂは、回転軸Ｒに対して角度θｂをなす斜め方向に延びている。例えば、角度θｂは、θｂ≒−θａの関係にある。

【0044】

このように、羽根部３５ａと羽根部３５ｂとは、回転軸Ｒに対して捩じれ方向が異なるため、羽根部３５ａ、３５ｂの両方で様々な方向から混練材料を混練することで効率よく混練できる。
また、以上のような羽根部３５ａ、３５ｂの構成により、混練材料は、回転軸Ｒの方向において、羽根部３５ａの端部と羽根部３５ｂの端部とが近接するロータ３の中央部に集まるように混練される。

【0045】

（２）分散度の検出
次に、混練材料の分散度の検出について、図６〜図８を用いて説明する。

【0046】

（２−１）カメラの配置位置
まずは、カメラ（撮影部）７のケーシング２に対する配置位置について説明する。
図６等は軸部３３の展開模式図であるが、軸部３３は、回転軸Ｒの方向において、位置Ｐ３、位置Ｐ４及び位置Ｐ５の領域に分けることができる。位置Ｐ３は羽根部３５ａ側に位置しており、位置Ｐ３では羽根部３５ａのみが対応している。位置Ｐ５は羽根部３５ｂ側に位置しており、位置Ｐ５では羽根部３５ｂのみが対応している。位置Ｐ４では、羽根部３５ａと羽根部３５ｂとが回転方向Ｄにおいて重畳している。
そして、位置Ｐ３と位置Ｐ４との境界が位置Ｐ１であり、位置Ｐ４と位置Ｐ５との境界が位置Ｐ２である。

【0047】

カメラ７は、位置Ｐ１〜位置Ｐ５の少なくともいずれかに対応して、ケーシング２に配置される。ここで、カメラ７が位置Ｐ３に対応して配置された場合には、カメラ７は羽根部３５ａにおける混練材料からの電磁波を撮影できる。カメラ７が位置Ｐ１、位置Ｐ２及び位置Ｐ４に対応して配置された場合には、カメラ７は羽根部３５ａ及び羽根部３５ｂの両方における混練材料からの電磁波を撮影できる。カメラ７が位置Ｐ５に対応して配置された場合には、カメラ７は羽根部３５ｂにおける混練材料からの電磁波を撮影できる。したがって、カメラの配置位置としては、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４が好ましい。

【0048】

（２−２）分散度の検出タイミング
次に、分散度検出部Ｑ（カメラ７及び撮影制御部１０ｄを含む）による分散度の検出タイミングについて説明する。
ここで、同じ長さの羽根部３５ａ、３５ｂが、図１、図４、図５等に示すように軸部３３に設けられている。そして、図６及び図７の（ｉ）の軸部３３の展開図に示すように、羽根部３５ａは、終端３５ａＥから始端３５ａＦに向かって上方に向かう。同様に、羽根部３５ｂは、終端３５ｂＥから始端３５ｂＦに向かって上方に向かう。なお、図６及び図７の（ｉ）等の展開図において、軸部３３の所定の回転方向Ｄは下方から上方に向かう。

【0049】

ケーシング２に高分子材料及び分散質が投入され、ロータ３が回転方向Ｄに回転すると、羽根部３５ａ側の混練材料は終端３５ａＥに向かい、羽根部３５ｂ側の混練材料は終端３５ｂＥに向かう。さらに、ロータ３が回転することにより、混練材料は、羽根部３５ａ及び羽根部３５ｂ間を移動し、また、隣接するロータ３へ移動等することにより混練される。

【0050】

ここで、図７の（ｉ）に示すように、混練材料が、羽根部３５ａの始端３５ａＦと終端３５ａＥとの間の中間部３５ａＭ（羽根部３５ａのうち始端３５ａＦと終端３５ａＥを除く位置）に位置している場合、混練材料は図７（ｉｉ）に示す状態となる。つまり、羽根部３５ａの頂面３５ａ１とケーシング２の内表面２５（あるいは、透過窓８の内表面）とが近接している箇所においては、混練材料は、高い圧力により、その表面が押圧されて混練材料の表面の凹凸がつぶれている（以下では、近接押圧状態（図７の（ｉｉ）のタイミングＸ）という）。よって、混練材料の表面状態を撮影しても、混練材料の混練状態を正確に把握することができない。

【0051】

そこで、分散度検出部Ｑは、近接押圧状態であるタイミングＸではなく、混練材料の押圧の程度が比較的に小さく、分散質が混練材料の表面に現れやすい状態において、混練材料の分散度の検出を行う。
具体的には、図７の（ｉ）に示すように混練材料が、中間部３５ａＭに位置している場合には、分散度検出部Ｑは、図７の（ｉｉ）に示すように羽根部３５ａの頂面３５ａ１が透過窓８を通過する前のタイミングＡ、及び羽根部３５ａが透過窓８を通過した後のタイミングＢの少なくともいずれかに基づいて、混練材料の分散度を検出する。
なお、羽根部３５ａが透過窓８を通過する前のタイミングＡでは、混練材料は、ケーシング２の内表面２５から離れて羽根部３５ａに付着しており、近接押圧状態よりも小さい押圧力を受けている。タイミングＢの混練材料についても同様である。

【0052】

一方、図７の（ｉ）に示すように混練材料が羽根部３５ａの終端３５ａＥに位置している場合、図７の（ｉｉｉ）に示すように、混練材料は、終端３５ａＥから離れ、羽根部３５ａが無い側に移動する。このとき、混練材料は、近接押圧状態から外れ、軸部３３の外周面３３ａとケーシング２の内表面２５との間の比較的に押圧が小さい状態にある。よって、分散度検出部Ｑは、羽根部３５ａの終端３５ａＥが透過窓８を通過するタイミングＣに基づいて、混練材料の分散度を検出しても良い。また、分散度検出部Ｑは、羽根部３５ａの終端３５ａＥについては、タイミングＡ、Ｂで混練材料の分散度を検出することができる。つまり、羽根部３５ａの終端３５ａＥについては、タイミングＡ、Ｂ、Ｃのいずれのタイミングで分散度を検出しても良い。
以上により、混練材料の表面状態を直接的に観測して分散度を的確に検出することができる。

【0053】

ここで、例えば、カメラ７による混練材料の撮影タイミングを上記の所定のタイミングＡ〜Ｃとし、このタイミングＡ〜Ｃで撮影された撮影画像に基づいて撮影制御部１０ｄが分散度を検出してもよい。あるいは、例えば、カメラ７が混練材料を常時撮影しており、撮影制御部１０ｄが上記の所定のタイミングＡ〜Ｃの撮影画像を抽出して分散度を検出してもよい。
上記では、羽根部３５ａによる分散度の検出タイミングについて説明したが、羽根部３５ｂについても同様である。

【0054】

位置Ｐ１〜位置Ｐ５のいずれかにカメラ７を配置した場合に、どのように混練材料の状態が撮影できるかについてさらに説明を加える。
位置Ｐ１では、図６及び図７に示すように、ロータ３の回転方向Ｄにおいて、羽根部３５ａの中間部３５ａＭの一部及び羽根部３５ｂの終端３５ｂＥが位置している。この位置Ｐ１に対応してカメラ７が配置されるとする。この場合、分散度検出部Ｑ（カメラ７及び撮影制御部１０ｄを含む）は、中間部３５ａＭの混練材料の分散度については上記のタイミングＡ，Ｂで検出する。また、分散度検出部Ｑは、終端３５ｂＥの混練材料の分散度についてはタイミングＡ、Ｂ、Ｃのいずれかで分散度を検出する。なお、分散度検出部Ｑは、タイミングＡ〜Ｃの少なくともいずれかのタイミングで混練材料の分散度を検出すればよい。

【0055】

位置Ｐ２では、ロータ３の回転方向Ｄにおいて、羽根部３５ｂの中間部３５ｂＭの一部及び羽根部３５ａの終端３５ａＥが位置している。この位置Ｐ２に対応してカメラ７が配置された場合、分散度検出部Ｑは、終端３５ａＥはタイミングＡ、Ｂ、Ｃのいずれかで、中間部３５ｂＭはタイミングＡ、Ｂのいずれかで混練材料の分散度を検出する。

【0056】

位置Ｐ４では、ロータ３の回転方向Ｄにおいて、羽根部３５ａの中間部３５ａＭの一部及び羽根部３５ｂの中間部３５ｂＭの一部が位置している。この位置Ｐ４に対応してカメラ７が配置されるとする。この場合、分散度検出部Ｑは、中間部３５ａＭ及び中間部３５ｂＭについて、タイミングＡ及びＢの少なくともいずれかで検出する。

【0057】

ロータ３の回転方向Ｄにおいて、位置Ｐ３では羽根部３５ａの中間部３５ａＭの一部のみが位置しており、位置Ｐ５では羽根部３５ｂの中間部３５ｂＭの一部のみが位置している。この位置Ｐ３又はＰ５に対応してカメラ７が配置されたとする。この場合、分散度検出部Ｑは、中間部３５ａＭ又は中間部３５ｂＭの混練材料の分散度について、タイミングＡ及びＢの少なくともいずれかで検出する。

【0058】

よって、位置Ｐ１、Ｐ２、Ｐ４では、羽根部３５ａ、３５ｂ側の両方に存在する混練材料について混練状態が検出できる。よって、分散度検出部Ｑは、多くの混練状態に基づいて正確な分散度を検出できる。

【0059】

上記では、羽根部３５ａ、３５ｂは同じ長さであるが、分散度検出部Ｑは、図８に示すように異なる長さの羽根部３５ａ、３５ｂについても同様に分散度を検出できる。図８では、羽根部３５ａの長さは、羽根部３５ｂの長さよりも長い。羽根部３５ａ、３５ｂの長さが異なることで、混練材料の混練位置の変化が多様となり、混練が効率的に行われ易く好ましい。位置Ｐ１〜Ｐ５での分散度の検出方法は上記と同様であるので説明を省略する。

【0060】

なお、位置Ｐ１〜Ｐ５のいずれの位置においてもカメラ７により混練材料を撮影可能なように、例えば、ケーシング２に回転軸Ｒに沿った貫通孔９が長く形成されており、この貫通孔９に透過窓８が嵌め込まれていてもよい。そして、回転軸Ｒの方向に長い透過窓８の任意の位置にカメラ７を移動させて装着可能に構成されている。

【0061】

＜２＞上述の第１実施形態では、ケーシング２の円筒状部２ｂに設けられた貫通孔９に、透過窓８が直接に嵌め込まれている。しかし、図９、図１０に示すように、ケーシング２の貫通孔９と、透過窓８の外縁との間に第１保護部材５０が設けられていてもよい。

【0062】

ロータ３が回転して混練材料の混練等によりケーシング２が振動するが、第１保護部材５０により透過窓８への衝撃が低減される。これにより、透過窓８の欠損等を抑制できる。また、透過窓８をケーシング２の貫通孔９に位置合わせする際に、透過窓８の外縁とケーシング２の貫通孔９とが接触して透過窓８が欠損する可能性があるが、第１保護部材５０によって透過窓８の欠損も抑制できる。

【0063】

また、ケーシング２の内表面２５の外縁と、ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁との形状が円弧状で一致している。このように透過窓８の内面がケーシング２の内表面２５に沿うように構成できることによっても、混練材料から圧力を受けることにより透過窓８が欠損することを抑制でき好ましい。

【0064】

なお、図９、図１０に示すように、透過窓８は、ケーシング２の内表面２５に面する側が小径の小径部８ａと、小径部８ａの外方の大径部８ｂとを有する。これに沿って、第１保護部材５０は、小径の第１小径保護部材５０ａと第１大径保護部材５０ｂとを有する。また、ケーシング２の貫通孔９もまた、透過窓８及び第１保護部材５０に対応して、ケーシング２の内表面２５に面する側が小径であり、外方側が大径に形成されている。このような構成により、透過窓８及び第１保護部材５０がケーシング２内に向かって外れるのを阻止できる。

【0065】

また、図９に示すように、透過窓８を貫通孔９内に保持するための抑え板５３と、ケーシング２との間にも、ケーシング２から透過窓８に伝わる振動を低減する第２保護部材５１が設けられていてもよい。
上記の第１及び第２保護部材５０、５１には、例えばパッキン等の弾性部材が用いられることが好ましい。

【0066】

また、図１１に示すように、第１保護部材５０は、ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁の少なくとも一部に設けられていればよい。ケーシング２の振動を受けて欠損しやすい部位としては、ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁部分である。ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁の少なくとも一部に第１保護部材５０が設けられているため、透過窓８の外縁部分の欠損を抑制できる。例えば、ロータ３の回転方向Ｄに沿った上端及び下端に第１保護部材５０が設けられていてもよい。

【0067】

また、図１２に示すように、ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁の少なくとも一部が面取りされていてもよい。ケーシング２の内部に面する透過窓８の外縁は、ケーシング２の内部の混練材料からの圧力及びケーシング２の振動を受けやすく、欠損しやすい。この透過窓８の外縁の少なくとも一部が面取りされているため、透過窓８の外縁において鋭利な領域を減らし、振動による欠損を減らすことができる。

【0068】

特に、透過窓８の外縁のうち、回転軸Ｒを中心とするロータ３の回転方向Ｄに沿う両端部が面取りされて、図１２に示すように面取り部８ｃ１、８ｃ２が形成されていると好ましい。ここで、透過窓８の外縁のうちロータ３の回転方向Ｄの両端部が、ケーシング２の内部の混練材料からの圧力及びケーシング２の振動等を受けやすい。そこで、透過窓８の外縁のうち、ロータ３の回転方向Ｄの両端部に面取り部８ｃ１、８ｃ２が形成されていると好ましい。さらに、混練材料は、ロータ３の回転方向Ｄに沿って透過窓８を上流側から下流側に向かって押すため、透過窓８の下流側がケーシング２の内部の混練材料の力を最も受けやすい。よって、透過窓８の外縁のうち、少なくともロータの回転方向Ｄの下流側に面取り部８ｃ１が形成されていると好ましい。
透過窓８の外縁の少なくとも一部が面取りされている場合、透過窓８の面取りされている部分と、ケーシング２との間には第１保護部材５０が嵌め込まれていてもよい。あるいは、ケーシング２が透過窓８の面取りの形状に対応して構成されており、面取り部分とケーシング２との間に隙間が生じないように構成されていてもよい。

【0069】

＜３＞上述の第１実施形態では、分散度検出部Ｑが、混練材料の表面に照射され、混練材料の表面から反射された電磁波に基づいて、混練材料の混練状態（分散度）を検出する。しかし、分散度検出部Ｑが混練材料から検出する電磁波としてはこれに限定されない。例えば、分散度検出部Ｑは、混練材料の表面及び内部から放射される混練材料自体からの電磁波に基づいて、混練材料の混練状態（分散度）を検出してもよい。

【0070】

＜４＞上述の第１実施形態では、羽根部３５ａ、３５ｂは２本であったが、１本でもよいし、３本以上であってもよい。

【0071】

＜５＞上述の第１実施形態では、ライト６およびカメラ７が透過窓８の近傍に配置された。詳しくは、ライト６、透過窓８およびロータ３は、一つの直線上に並ぶ位置関係とされた。またライト６、透過窓８およびロータ３も、一つの直線上に並ぶ位置関係とされた。ライト６からの電磁波（光）は透過窓８を透過して混練材料に照射された。混練材料からの電磁波（光）は、透過窓８を通過してカメラ７に到達した。ライト６と透過窓８の間や、カメラ７と透過窓８との間にミラーを配置してもよい。つまり、ライト６からの電磁波（光）がミラーで反射されて透過窓８に入射するよう構成してもよい。混練材料からの電磁波（光）がミラーで反射されてカメラ７に到達するよう構成してもよい。

【0072】

＜６＞上述の第１実施形態では、運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度が所定の閾値に達した後に、または分散度検出部１０ｃが検出した分散度の時間変化率が所定の閾値以下となった後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了するよう構成された。これを改変し、混練動作を終了せず、次の混練工程を開始するよう、運転制御部１０ａを構成してもよい。次の混練工程とは、それまでに行った混練とは異なる工程の混練であって、例えば条件（温度、速度など）の異なる混練工程や、材料を追加して行う混練工程などである。

【0073】

＜７＞上述の第１実施形態では、カメラ７（分散度検出部Ｑの一部）は、ケーシング２の内部の混練材料からの電磁波を観測し、測定結果に基づいて高分子材料への分散質の分散度を検出した。電流値から「分散度」への換算を省略し、測定結果に基づいて制御装置１０が混練装置１の動作を制御する態様も可能である。

【0074】

＜８＞上述の第１実施形態において、カメラ７及びライト６は、透過窓８を介して混練材料に電磁波を照射し、混練材料の状態を撮影できればよく、その設置位置はケーシング２に限定されない。例えば、カメラ７及びライト６は、ケーシング２とは別途の支持部材に支持されていてもよい。

【0075】

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る混練装置１について説明する。なお、上述した第１実施形態と同様の部分については説明を省略する。
図１３および図１４に示すように、本実施形態に係る混練装置１は、第１実施形態に係る混練装置に対して、ライト６、カメラ７、透過窓８が設けられていない点で相違している。また、本実施形態に係る混練装置１では第１実施形態に係る混練装置とは異なる位置に貫通孔９が形成されている。一方、本実施形態に係る混練装置１では、第１実施形態に係る混練装置１では設けられていなかった電極部４が貫通孔９に配置されている。

【0076】

電極部４は、ケーシング２に配置され、ケーシング２の内部の混練材料と接触する。電極部４は詳しくは、図１６〜図１９に示すように、一対の電極（第１電極４ａおよび第２電極４ｂ）を有して構成されている。電極部４は、制御装置１０に接続されており、制御装置１０の電圧印加部１０ｂから所定の測定用電圧が印加される。そして制御装置１０の分散度検出部（検出部）１０ｃが、第１電極４ａと第２電極４ｂとの間に流れる電流を測定し、高分子材料への分散質の分散度（以下単に「分散度」と記す場合がある。）を検出する。ここで、検出される電流は、混練材料の表面及び内部の少なくともいずれかにおける電流である。

【0077】

電極部４は、ケーシング２の底部２ａ、円筒状部２ｂ、側壁部２ｃ、および蓋部２ｄのうち少なくとも１つに配置される。例えば図１３および図１４に示すように、電極部４は、ケーシング２の底部２ａ、円筒状部２ｂ、側壁部２ｃ、および蓋部２ｄに配置されてもよいし、これらの箇所のうち１箇所に配置されてもよい。

【0078】

制御装置１０は、混練装置１の全体の動作を制御する装置である。第２実施形態における制御装置１０は、第１実施形態における制御装置１０にも設けられていた運転制御部１０ａに加え、電圧印加部１０ｂを有して構成される。具体的には制御装置１０は、ＨＤＤや不揮発性ＲＡＭ、ＣＰＵに加え、電極部４に電圧を印加するための電源装置、電極部４の一対の電極の間に流れる電流を測定するための測定装置等を有して構成される。そして制御装置１０は、電極部４、ロータ駆動機構２０、蓋部移動機構３０、および温度調節機構４０と接続され、電流測定や各機構の制御を行う。なお、本実施形態では、第１実施形態における撮影制御部１０ｄの代わりに、分散度検出部１０ｃが設けられているが、分散度を検出する点では同様の機能を有する。

【0079】

運転制御部１０ａは、後述する分散度検出部１０ｃが検出した分散度に基づいて、混練装置１の動作を制御する。この分散度に基づく混練装置１の動作は、第１実施形態と同様である。

【0080】

電圧印加部１０ｂは、電極部４が有する一対の電極（第１電極４ａおよび第２電極４ｂ）の間に所定の測定用電圧を印加する。所定の測定用電圧は例えば、予め定めた一定の電圧（例えば３Ｖ、８Ｖまたは２５Ｖ）である。

【0081】

所定の測定用電圧は例えば、電圧印加部１０ｂが、分散度検出部１０ｃが測定する電極部４の電流の大きさに応じて変化させてもよい。例えば、電極部４を流れる電流が測定に適した大きさとなるよう、分散度検出部１０ｃが測定用電圧を変化させてもよい。

【0082】

高分子材料（例えば、アクリルゴム）に、導電性を有する分散質（例えば、カーボン）を分散させる場合、混練材料の抵抗値は５０ＧΩ程度に大きくなる。したがって、測定用電圧は３Ｖ以上とするのが好ましく、８Ｖ以上であるとより好ましく、２５Ｖ以上であると更に好ましい。また測定用電圧は１０００Ｖ以下であると好ましい。

【0083】

分散度検出部１０ｃが検出した分散度に応じて測定用電圧を変更するよう、電圧印加部１０ｂを構成してもよい。高分子材料（例えば、アクリルゴム）に、導電性を有する分散質（例えば、カーボン）を分散させる場合、混練が進行して分散度が上昇するにつれて、混練材料の電気抵抗も増加する。例えば、分散度が上昇するにつれて混練材料の抵抗が増加するため、測定用電圧を増加させないと混練材料の電流の測定が困難となる場合がある。したがって例えば、分散度が増加すると測定用電圧を増加するよう、電圧印加部１０ｂを構成すると好適である。

【0084】

電圧印加部１０ｂは、蓋部２ｄが所定の位置に配置されていない際には、電極部４に測定用電圧を印加しないよう構成される。所定の位置とは例えば、蓋部２ｄが下降してケーシング２が閉じられる位置である。具体的には電圧印加部１０ｂは、蓋部移動機構３０を用いて蓋部２ｄの位置を検出し、蓋部２ｄが所定の高さ（ケーシング２が閉じられる高さ）よりも上に位置する場合、電極部４に測定用電圧を印加しない。混練装置１の操作者が電極部４に触れて感電する事態を抑制でき好適である。

【0085】

電圧印加部１０ｂは、ロータ３が回転していない際には、電極部４に測定用電圧を印加しないよう構成される。具体的には電圧印加部１０ｂは、運転制御部１０ａまたはロータ駆動機構２０を監視してロータ３が回転しているか否かを検知し、ロータ３が回転していない際には、電極部４に測定用電圧を印加しない。混練装置１の操作者が電極部４に触れて感電する事態を抑制でき好適である。

【0086】

分散度検出部１０ｃは、電極部４の一対の電極（第１電極４ａおよび第２電極４ｂ）の間に流れる電流を測定し、測定された電流に基づいて高分子材料への分散質の分散度を検出する。高分子材料（例えば、アクリルゴム）に、導電性を有する分散質（例えば、カーボン）を分散させる場合、混練が進行して分散度が上昇するにつれて、混練材料の電気抵抗も増加する。したがって、電極部４に流れる電流を測定することで、分散度を検出することが可能である。

【0087】

このとき、例えば、測定された電流値をそのまま分散度としてもよい。電圧印加部１０ｂが電極部４に印加する測定用電圧を混練中に一定にすれば、測定された電流値を分散度（を示す指標）とすることも可能である。

【0088】

例えば、測定された電流値にて、その際の測定用電圧を除して抵抗値を算出して、その抵抗値を分散度としてもよい。

【0089】

電極部４で測定される電流と分散度との関係に基づいて、ケーシング２の内部の高分子材料への分散質の分散度を算出するよう、分散度検出部１０ｃを構成してもよい。電流と分散度との関係は、例えば数式で表されていてもよいし、対応する数値を記したテーブルの形式で表されていてもよい。関係は例えば、様々な分散度の材料を用意して電流を測定し、電流と分散度との関係を調べて決定してもよい。例えば、混練開始時の電流値（または抵抗値）をゼロとし、混練終了と判断する電流値（または抵抗値）を１００として、測定された電流値（または抵抗値）に対応する分散度を比例計算により算出してもよい。

【0090】

測定された電流の値のうち、所定範囲から外れた値を除外して分散度を検出するよう分散度検出部１０ｃを構成してもよい。例えば、電極部４の一対の電極の両方に混練材料が接触している際の電流値に対して、所定範囲を±３０％以内とし、この所定範囲から外れた値（電流値）を除外して分散度を検出するよう、分散度検出部１０ｃを構成してもよい。

【0091】

混練される分散媒は、ロータ３と共にケーシング２の内部を回転しながら移動し、混練される。したがって、分散媒と電極部４との接触状態は刻々と変化する。一対の電極の一方または両方が分散媒と離間する場合も発生するが、その場合には測定される電流値は大きく変化し、分散媒の状態を反映したものではなくなる。測定された電流の値のうち、所定範囲から外れた値を除外して分散度を検出するから、分散度が材料の状態を適切に表したものとなり好適である。

【0092】

また、測定された電流の値のうち、所定範囲内の値に対して平均化処理を行い、分散度を検出するよう構成してもよい。例えば、電極部４の一対の電極の両方に混練材料が接触している際の電流値に対して、所定範囲を±２０％以内とし、この所定範囲内の値に対して平均化処理（例えば１０点移動平均）を行い、分散度を検出するよう、分散度検出部１０ｃを構成してもよい。これにより、分散度の変動が抑制され好適である。

【0093】

図１６〜１９を参照して、電極部４の形態について詳しく説明する。電極部４は上述の通り、一対の電極として第１電極４ａおよび第２電極４ｂを有して構成される。第１電極４ａおよび第２電極４ｂは、金属製の丸棒である。

【0094】

図１６、図１７および図１８に示す形態では、第１電極４ａおよび第２電極４ｂが互いに平行な姿勢で、かつケーシング２の壁面に対して垂直な姿勢で配置されている。第１電極４ａ、第２電極４ｂ、およびケーシング２の間には、絶縁部材５が配置されている。絶縁部材５は、電気抵抗の大きな部材であって、例えば樹脂製の部材である。すなわち第１電極４ａ、第２電極４ｂ、およびケーシング２は、絶縁部材５によって互いに電気的に絶縁されており、第１及び第２電極４ａ、４ｂとケーシング２との間の放電が抑制され好ましい。図１６〜図１８の形態では、第１電極４ａと第２電極４ｂとの間の距離は、第１電極４ａとケーシング２との間の距離よりも小さく、第２電極４ｂとケーシング２との間の距離よりも小さい。よって、第１及び第２電極４ａ、４ｂとケーシング２との間の放電が抑制され好ましい。

【0095】

図１８の形態では、第１電極４ａおよび第２電極４ｂの先端は、ケーシング２の内側へ突出した状態となっている。図１７の形態では、第１電極４ａおよび第２電極４ｂの先端は、ケーシング２の内壁面と同じ高さになるよう、すなわちケーシング２の内壁面と面一になるよう、配置されている。図１８の形態では、第１電極４ａおよび第２電極４ｂの先端ａが、ケーシング２の内壁面よりも後退した位置に配置されている。

【0096】

図１６〜図１８の何れの形態であっても、電極部４に測定用電圧が印加された状態で、ロータ３によって電極部４に混練材料が押し付けられると、第１電極４ａおよび第２電極４ｂの先端と混練材料とが接触して、一方の電極から混練材料を通って他方の電極へ電流が流れる。この電流を分散度検出部１０ｃが測定して、混練材料の分散度が検出される。

【0097】

図１６〜図１８の形態において、電極部４の一対の電極は、ロータ３の回転軸Ｒに沿って並んで配置されると好適である。すなわち、第１電極４ａの先端と第２電極４ｂの先端とを結ぶ直線が、ロータ３の回転軸Ｒと平行となるよう、第１電極４ａおよび第２電極４ｂが配置されると好適である。混練される分散媒は、ロータ３と共にケーシング２の内部を回転しながら移動するため、回転軸Ｒに沿って並んで配置される一対の電極に材料が同時に長時間接触する可能性が高くなり、電流の測定を確実に行うことができる。

【0098】

図１９の形態では、第１電極４ａがケーシング２の側壁部２ｃに、第１電極４ａの先端が側壁部２ｃの内面と面一になるよう配置される。そして第２電極４ｂがケーシング２の円筒状部２ｂに、第２電極４ｂの先端が円筒状部２ｂの内面と面一になるよう配置される。すなわち図１９の形態では、電極部４が、ケーシング２における円筒状部２ｂと側壁部２ｃとの接続部に配置される。

【0099】

＜変形例＞
なお、上述の第２実施形態（変形例を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、変形例で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

【0100】

＜１＞上述の第２実施形態では、分散度検出部１０ｃが、電極部４の一対の電極（第１電極４ａおよび第２電極４ｂ）の間に流れる電流を測定し、測定された電流に基づいて高分子材料への分散質の分散度を検出した。電流値から「分散度」への換算を省略し、測定された電流に基づいて制御装置１０が混練装置１の動作を制御する態様も可能である。

【0101】

＜２＞上述の第２実施形態では、運転制御部１０ａは、分散度検出部１０ｃが検出した分散度が所定の閾値に達した後に、または分散度検出部１０ｃが検出した分散度の時間変化率が所定の閾値以下となった後に、ロータ駆動機構２０を制御してロータ３を停止させ、混練動作を終了するよう構成された。これを改変し、混練動作を終了せず、次の混練工程を開始するよう、運転制御部１０ａを構成してもよい。次の混練工程とは、それまでに行った混練とは異なる工程の混練であって、例えば条件（温度、速度など）の異なる混練工程や、材料を追加して行う混練工程などである。

【0102】

＜３＞上述の第２実施形態では、電極部４の一対の第１及び第２電極４ａ、４ｂは、ロータ３の回転軸Ｒに沿って並んで配置され、一対の第１及び第２電極４ａ、４ｂ間に所定の測定用電圧が印加される。しかし、電極部４の構成はこれに限定されにない。

【0103】

電極部４は、図２０、図２１に示すようにリング型の電極４５であってもよい。リング型の電極４５は、ケーシング２の外部から内表面２５に至るように、円筒状部２ｂに取り付けられている。電極４５は、内軸電極４５ａを中心として、電極間絶縁部４５ｂ、外輪電極４５ｃ及び漏電防止用絶縁部４５ｄの順に外方に向かって環状に形成されている。内軸電極４５ａと外輪電極４５ｃとの間に測定用電圧が印加される。このように内軸電極４５ａと外輪電極４５ｃとを円環状に重畳させることで、混練材料の電流の測定位置を概ね同位置にでき、より正確な分散度を測定できる。

【0104】

また、電極部４は、図２２に示すように、ケーシング２の内表面２５に露出した形状がプレート状の電極４７であってもよい。直方体状の電極４７が、ケーシング２の外部から内表面２５に至るように、円筒状部２ｂに取り付けられている。電極４７は、電極間絶縁部４７ｂを挟んで両側に第１電極４７ａ及び第２電極４７ｃが配置されて一体化されたものを漏電防止用絶縁部４７ｄが取り囲むことで形成されている。
ロータ３は、所定の回転方向Ｄに回転駆動されており、混練材料もまた所定の回転方向Ｄに向かって混練される。そして、電極間絶縁部４７ｂ、第１電極４７ａ及び第２電極４７ｃの長手方向は、混練材料の回転方向Ｄに沿う方向に沿っている。よって、混練材料の流れに沿って電極４７を構成することで、電極４７に加わる抵抗力を減らし、電極４７間の隙間及び電極４７とケーシング２との隙間の発生を防止して放電を抑制できる。

【符号の説明】

【0105】

１ ：混練装置
２ ：ケーシング
３ ：ロータ
４ ：電極部
４ａ ：第１電極
４ｂ ：第２電極
５ ：絶縁部材
６ ：ライト
７ ：カメラ
８ ：透過窓
９ ：貫通孔
１０ ：制御装置
１０ａ ：運転制御部
１０ｂ ：電圧印加部
１０ｃ ：分散度検出部
１０ｄ ：撮影制御部
２０ ：ロータ駆動機構
３０ ：蓋部移動機構
３３ ：軸部
３５ ：羽根部
３７ ：温調流路
４０ ：温度調節機構
４５ ：電極
４７ ：電極
５０ ：第１保護部材
５１ ：第２保護部材
５３ ：板
１１１α ：外周端部
１１１β ：外周端部
Ｄ ：回転方向
Ｐ ：電磁波照射部
Ｑ ：分散度検出部
Ｒ ：回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】