CN104136184B - 具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备可简便精确地掌握混炼机的混炼效率的程度的密闭式橡胶混炼机的混炼系统。本发明的混炼系统，具备：密闭式橡胶混炼机(1)，其混炼含有原料橡胶和炭黑的混炼材料(R)；转子(8)的转速计(10a)；功率计(10b)，其检测旋转驱动转子(8)所需的瞬时功率(p)；以及运算装置(11)，这些检测数据输入所述运算装置，根据这些检测数据、转子(8)的外径(D)的数据、以及转子(8)的外径位置与混炼室(7)的内壁面(7a)之间的间隙(H)的数据，由运算装置(11)，根据混炼时间(T)对转子(8)带给混炼材料(R)的剪切速度γ进行累计得出总剪切量J，通过用根据混炼时间(T)对瞬时功率(p)进行累计得出的累计电量(W)除以混炼材料(R)的质量M得出单位功UW，然后根据所述总剪切量J和所述单位功UW，算出用来评估所述混炼机(1)的混炼效率的评估指数(E)。

Description

具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统
技术领域
本发明涉及一种具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，更详细而言，涉及一种具备可简便精确地掌握混炼机的混炼效率的程度的密闭式橡胶混炼机的混炼系统。
背景技术
制造橡胶产品如轮胎、橡胶软管等时，将指定量的含有例如原料橡胶和各种配合剂如炭黑等的混炼材料投入密闭式橡胶混炼机中进行混炼。通过所述混炼，使各种配合剂均匀分散到原料橡胶中，并使混炼材料的黏度降低到一定程度。密闭式橡胶混炼机在混炼室中具备平行地并置的2根转子，通过使这些转子旋转对混炼材料进行混炼。混炼材料通过以转子轴为中心被旋转，在转子与混炼室内壁面之间获得剪切力而被混炼。
可是，密闭式橡胶混炼机中存在各种各样的混炼机，它们的转子、转子驱动马达、混炼室等的规格各不相同。为进行高效的混炼，优选选择使用适合混炼材料的混炼机，或者在使用已有的橡胶混炼机的情况下以适合混炼材料的条件进行混炼。
作为对密闭式橡胶混炼机的混炼状态进行评估的手段，已知有一种利用混炼机的功率-时间曲线的方法(例如参考非专利文献1)。然而，所述文献的方法主要着眼于掌握某时间点的混炼状态等，并不是用来对密闭式橡胶混炼机的混炼效率进行评估。
例如，为了对某混炼材料高效地进行混炼，那个混炼机是否合适或者什么样条件下才能高效地进行混炼等，关于这些，无法从非专利文献1中直接找到答案。因此，需要一种可简便精确地评估密闭式橡胶混炼机的混炼效率到达何种程度的混炼系统。
现有技术文献
非专利文献
【非专利文献1】西本一夫、占部诚亮、秋山铁夫着，日本橡胶协会刊物1992年第65卷第8号《功率-时间曲线的光谱分析》P465～472
发明内容
发明拟解决的问题
本发明的目的在于提供一种具备可简便精确地掌握混炼机的混炼效率的程度的密闭式橡胶混炼机的混炼系统。
解决问题的手段
为达成上述目的，本发明的具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，其特征在于，其为如下一种构成：具备，密闭式橡胶混炼机，其混炼含有原料橡胶和炭黑的混炼材料；转速计，其检测所述混炼机的转子的转速；功率计，其检测旋转驱动所述转子所需的瞬时功率；以及运算装置，所述转速计和功率计的检测数据输入该运算装置，根据所述输入的检测数据、所述转子的外径数据、以及所述转子的外径位置与收容转子的混炼室的内壁面之间的间隙的数据，由所述运算装置，根据混炼时间对所述转子带给混炼材料的剪切速度进行累计算出总剪切量，通过用根据混炼时间对所述瞬时功率进行累计得出的累计电量除以混炼材料的质量算出单位功，然后根据所述总剪切量和单位功，算出用来评估所述混炼机的混炼效率的评估指数。
发明效果
采用本发明，在利用密闭式橡胶混炼机混炼含有原料橡胶和炭黑的混炼材料时，能够根据转速计的检测数据(转子转速)、转子的外径数据、所述转子的外径位置与收容转子的混炼室的内壁面之间的间隙的数据以及混炼时间，精确地近似获得根据混炼时间对转子剪切速度进行累计得出的总剪切量。此外，还能够通过用根据混炼时间对功率计的检测数据(对转子进行旋转驱动所需的瞬时功率)进行累计得出的累计电量除以混炼材料的质量，获得单位功的实测值。然后，由运算装置，根据总剪切量和单位功，算出用来评估所述混炼机的混炼效率的评估指数。
总剪切量也可以说是混炼时输入的工作量，单位功也可以说是混炼时输出的工作量。然后，混炼效率是混炼时输出的工作量与输入的工作量的比值，这些工作量如上述介绍可轻易地掌握，因此本发明可简便精确地掌握所述混炼机的混炼效率的程度。
此处，也可以采用例如依次算出所述评估指数的结构。也可以采用如下一种构成：将加压重块的位置的数据输入所述运算装置中，所述加压重块设置在所述转子的上部，当进行混炼时，向下方移动，配置在覆盖转子的上部且使混炼室密闭的位置，当投入混炼材料时，向上方移动，配置在待机位置。也可以采用如下一种构成：事先根据混炼材料的配比，将所述评估指数的极限值输入所述运算装置，将该极限值与所述算出的评估指数进行比较。
附图说明
图1是以纵剖面举例说明对混炼材料进行混炼中的密闭式橡胶混炼机的内部的本发明的混炼系统的示意图。
图2是举例说明图1的密闭式橡胶混炼机的内部结构的纵向剖面图。
图3是图2的A-A剖面图。
图4是举例说明本发明的多个混炼系统的混炼机的评估指数的图表。
图5是举例说明本发明的多个混炼系统的混炼机的混炼材料的填充率与评估指数的之间的关系的图表。
图6是举例说明本发明的混炼系统的某混炼机的相对于混炼材料的填充率的、评估指数与混炼时间之间的关系的图表。
图7是举例说明本发明的混炼系统的某混炼机的评估指数的时间序列变化的图表。
图8是举例说明本发明的混炼系统的另一混炼机的评估指数的时间序列变化的图表。
具体实施方式
以下，根据附图所示的实施方式，对本发明的具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统进行说明。
如图1～图3所示，本发明的混炼系统，具备：密闭式橡胶混炼机1(以下，简称混炼机1)，其混炼含有原料橡胶和炭黑的混炼材料R；转速计10a，其检测所述混炼机1的转子8的转速N；功率计10b，其检测旋转驱动转子8所需的瞬时功率p；以及运算装置11，转速计10a和功率计10b的检测数据输入该运算装置。
转速计10a和功率计10b设置在对转子轴9进行旋转驱动的转子驱动部10上。转子驱动部10例如可采用驱动马达等。
混炼机1在外壳2的上下方向中途具有材料投入口3，在外壳3的下部具有收容转子8的混炼室7以及材料排出口4。在混炼室7设有平行地并置的2根转子8。并置的2根转子8以平行地并置的各自的转子轴9为中心，向相反方向被旋转驱动。
各转子8的转速N是可调的，可以设定为任意的转速N。虽然各转子8的转速N设定为相同，但各转子8的转速N也可以设定为互不相同。转子8的形式并无特殊限定，可采用各种形式如相切式、咬合式等。虽然此转子8分别为2片叶片的转子，但是叶片数量、形状可适当决定。
转子8的上部设有可上下移动的加压重块6。混炼材料R被投入外壳2内部时，加压重块6配置在不影响混炼材料R投入的上方待机位置。混炼材料R被投入外壳2内部后，加压重块6从待机位置向下方移动，配置在覆盖转子8的上部且使混炼室7几乎密闭的位置。混炼材料R含有原料橡胶及炭黑，此外还可适当配混各种配合剂如炭黑以外的增强剂、填充剂、防老化剂、加工助剂、软化剂、塑化剂、硫化剂、硫化促进剂、硫化阻滞剂等。
对混炼材料R进行混炼时，设在转子8下方位置的材料排出口4被排出口舌门5关闭。将混炼好的混炼材料R从材料排出口4排出时，排出口舌门5移动到不影响混炼材料R排出的待机位置，打开材料排出口4。加压重块6及排出口舌门5的结构并不限定于所例举的结构。也可以是所谓的捏合机结构的混合机。
由转速计10a及功率计10b检测出的数据被输入到由连接在转子驱动部10上的计算机等构成的运算装置11中。运算装置11中还输入有转子8的外径D、转子8的外径位置与混炼室7的内壁面7a的间隙H的数据、以及表示混炼材料R的体积在混炼机1的混炼室7的容量中所占比例的充填率的数据。
并且，预设了与混炼材料R的配比和量相对应的混炼时间T，该混炼时间T的数据已输入到运算装置11中。或者，根据混炼时的混炼材料R的粘度，确定混炼时间T，在到达预设的指定粘度时，混炼结束，从混炼开始至混炼完成之间的时间将作为混炼时间T的数据被输入到运算装置11中。此处，混炼中的混炼材料R的粘度可通过混炼橡胶的温度和驱动转子功率来进行掌握。
本实施方式中，其结构为：加压重块6的位置数据也被输入运算装置11中。此外，运算装置11中还输入有与混炼材料R的配比相对应的评估指数E的检测定时、以及评估指数E的极限值Em的数据。
将评估指数E用于混炼结束的判定的情况下，最好不使用混炼初期的所谓预混炼的信息。其原因在于，预混炼的用电量中含有较多的由原料和混合机的温度带来的外来干扰。也就是说，评估指数E的测量只是针对原料橡胶和炭黑的混炼阶段和混炼橡胶的均匀化阶段来进行。因此，提供开始进行评估指数E的测量的定时作为输入数据。
极限值Em是在混炼所述配比的混炼材料R时能够判断混炼机1是在正常地进行混炼的评估指数E的极限值(下限值)，是通过对各种配比进行试混炼后已预先掌握的值。而且，其结构为：由运算装置11对极限值Em和算出的评估指数E进行比较。
对混炼材料R进行混炼时，由运算装置11算出下述(1)式所示的总剪切量J。亦即，通过根据混炼时间T对旋转驱动转子8带给混炼材料R的剪切速度γ进行累计来算出总剪切量J。
总剪切量J＝∫(γ)dt…(1)
此处，剪切速度γ＝剪切系数K×转子转速N，剪切系数K＝π×转子外径D/间隙H。
此外，由运算装置11算出下述(2)式所示的单位功UW。亦即，通过用根据混炼时间T对旋转驱动转子8所需的瞬时功率p进行累计得出的累计电量W除以混炼材料R的质量M来算出单位功UW。
单位功UW＝累计电量W/混合材料质量M…(2)
此处，累计电量W＝∫(p)dt。
然后，如下述(3)式所示，由运算装置11通过用单位功UW除以总剪切量J来算出评估指数E。
评估指数E＝单位功UW/总剪切量J…(3)
总剪切量J也可以说是混炼时输入的工作量。而且，通过将转子外径D、间隙H(或混炼室7的内径)、转子转速N及混炼时间T代入(1)式，便可精确地近似求出总剪切量J。此外，单位功UW也可以说是混炼时输出的工作量。单位功UW可通过利用功率计10b实测来掌握。
因此，评估指数E的值是混炼时输出的工作量与输入的工作量的比值。此处，总剪切量J是近似算出的虚拟值，实际总剪切量Jr为Jr＝混炼效率β×总剪切量J。混炼效率β是根据转子8的规格等而变化的值，大于0而小于等于1。而且，将(3)式变形后成为以下(4)式。评估指数E＝混炼效率β×(单位功UW/实际总剪切量Jr)…(4)
如果混炼材料R的配比相同，则通过指定输入的混炼可得到的混炼后混炼材料R也相同，因此可认为“单位功UW/实际总剪切量Jr”的值根据混炼材料R的配比而一定(固有值)。故此，评估指数E表示混炼效率的程度，数值越大表示混炼效率越佳。所述评估指数E可通过上述(1)式、(2)式、(3)式容易地算出，因此可简便精确地掌握混炼机1的混炼效率的程度。
例如，作为橡胶软管的管状橡胶(内层橡胶)的材料，有时会配混与原料橡胶同等质量的炭黑，在混炼中，其与一般的橡胶的混炼材料R相比，硬很多。因此，有时会对混炼机1造成过大的负荷，对混炼效率也会产生很大影响。如果使用本发明的混炼系统，即使是像这种作为管状橡胶的混炼材料R，也能够掌握混炼机1的混炼效率的程度，因此其具有以下优点，即能够容易地设定适当的混炼条件、能够预防混炼机1发生故障等。
使用本发明的混炼系统对混炼材料R进行混炼的步骤如下。
首先，通过材料投入口3将指定量的原料橡胶及各种配合剂如炭黑等投入外壳2的内部。然后，将加压重块6从待机位置向下方移动，并配置成覆盖转子8上部使其密闭。
该状态下，被投入的混炼材料R在由混炼室7内壁面7a、排出口舌门5及加压重块6围成的空间内由被旋转驱动的2个转子8混炼。此外，例如在首先对原料橡胶进行素炼后，依次将软化剂、塑化剂、炭黑投入外壳2内部(混炼室7)进行混炼。混炼材料R被混炼至指定状态，混炼结束后，通过将排出口舌门5移动到待机位置，打开材料排出口4，将混炼材料R排出到混炼机1的外部。
从混炼材料R的混炼开始时间点到混炼结束的时间点之间，由转速计10a依次检测转子8(转子轴9)的转速N，由功率计10b依次检测旋转驱动转子8所需的瞬时功率p。由转速计10a及功率计10b检测出的数据输入运算装置11。然后，用运算装置11依次算出评估指数E。
图4表示利用分别具备8种不同规格的混炼机1(C1机～C8机)的本发明的混炼系统将相同的混炼材料R以相同的条件混炼至相同的状态时的评估指数E。另外，相同的条件是指填充率相同，且混炼材料的投入顺序、定时相同。图4的各混炼机1的填充率为大致60％。
根据图4结果可知，8种之中C3机的混炼机1的混炼效率最佳，C8机的混炼机的混炼效率最差。在只重视混炼效率来进行混炼的情况下，应选择具备C3机的混炼机1的混炼系统。
图5表示利用分别具有2种不同规格的混炼机1(C7机、C8机)的本发明的混炼系统将相同的混炼材料R以相同的投入顺序和定时、不同的填充率混炼至相同的状态时的评估指数E。根据图5结果可知，如果采用C7机及C8机的混炼机1，则评估指数E不会因填充率不同而大幅变化，基本在一定范围。而且，可知C7机的混炼机1的混炼效率比C8机的混炼机1更佳。
图6表示利用具备C10机的混炼机1的本发明的混炼系统将某混炼材料R以不同的填充率混炼至指定状态时的评估指数E(曲线a)。曲线b表示此时的填充率与混炼时间T之间的关系。
通过对所述评估指数E进行比较，便可对C10机的混炼机1的多个填充率下的混炼效率进行比较。亦即，能够得知用相同规格的混炼机1将相同的混炼材料R以不同填充率混炼至相同的状态时的混炼效率最佳的填充率。还可得知，如果采用所述C10机的混炼机1，则当填充率设定在50％左右时，可将混炼所需的时间缩减到最短，混炼效率达到最佳。
图7表示利用具备C10机的混炼机1的混炼系统将某混炼材料R以某填充率(60％)混炼至指定状态时的评估指数E的时间序列变化。此外，还表示出此时的瞬时功率p、累计电量W、混炼材料R的温度TP的时间序列变化。在图7的混炼工序中，从混炼开始到混炼结束之间，需要进行各种配合剂的投入、加压重块6的操作等，因此间歇性地进行5次混炼作业，但最初的混炼作业是在任何配合剂都没有被投入的状态下进行的预混炼。因此，本发明将第2次以后的混炼作业(所有配合剂都被投入后的混炼作业)作为对象。由于运算装置11中输入有加压重块6的位置数据，因此能够根据该位置数据，掌握在评估指数E的时间序列数据中加压重块6是否处在覆盖转子8的上部且使混炼室7密闭的位置，或者是否处在待机位置。
根据图7结果可知，如果采用C10机的混炼机1进行混炼，评估指数E在混炼结束前不断增大，混炼材料R被长时间缓慢混炼，混炼效率不佳。此外，还可知混炼时混炼材料R的发热较少。
图8表示利用具备C11机的混炼机1的混炼系统将某混炼材料R以某填充率(50％)混炼至指定状态时的评估指数E的时间序列变化。此外，还表示出此时的瞬时功率p、累计电量W、混炼材料R的温度TP的时间序列变化。在图8的混炼工序中，从混炼开始到混炼结束之间，需要进行各种配合剂的投入、加压重块6的操作等，因此从混炼开始到混炼结束之间，间歇性地进行3次混炼作业。最初的混炼作业是在任何配合剂都没有被投入的状态下进行的预混炼。因此，本发明将第2次以后的混炼作业(所有配合剂都被投入后的混炼作业)作为对象。
根据图8的结果可知，如果采用具备C11机的混炼机1的混炼系统进行混炼，评估指数E在中途的混炼作业中会快速增大，其后基本保持一定水平，混炼材料R在短时间中被迅速混炼，混炼效率较佳。此外，还可知混炼时混炼材料R的发热较多。
根据图7和图8的结果，在例如对即使发热较多质量上也不易出现问题的混炼材料R进行混炼的情况下，通过利用具备C11机的混炼机1的混炼系统来进行混炼，可在短时间内高效地进行混炼。另一方面，对如果发热较多则质量上容易出现问题的混炼材料R进行混炼的情况下，通过采用具备C10机的混炼机1的混炼系统来进行混炼，可在不降低质量的情况下完成混炼。
用具备C11机的混炼机1的混炼系统对如果发热较多则质量上容易出现问题的混炼材料R进行混炼的情况下，通过例如降低转子8的转速N，降低混炼效率，来抑制发热。亦即，设定混炼条件，使评估指数E变小。如此，通过依次算出评估指数E，掌握混炼效率的时间序列变化，便可容易地设定最佳的混炼条件。
此外，在算出的评估指数E的值超出极限值Em的情况下(低于极限值Em的情况下)，可判定混炼机1发生了异常(故障)。因此，优选设置异常报警装置，在算出的评估指数E的值超出极限值Em的情况下，其能够准确无误地将异常通知给作业人员。
另外，在混炼批量(批次)间，对利用具备某混炼机1的混炼系统将相同的混炼材料R以相同的条件混炼至相同的状态时的评估指数E进行比较，通过比较，能够掌握混炼状态的稳定性。亦即，各混炼批量(批次)的评估指数E的偏差越小，则可判断为混炼批量(批次)间的混炼越稳定。
符号说明
1密闭式橡胶混炼机
2外壳
3材料投入口
4材料排出口
5排出口舌门
6加压重块
7混炼室
7a内壁面
8转子
9转子轴
10转子驱动部
10a功率计
10b转速计
11运算装置
R混炼材料

Claims (5)

1.一种具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，其特征在于，其为如下一种构成：具备，密闭式橡胶混炼机，其混炼含有原料橡胶和炭黑的混炼材料；转速计，其检测所述混炼机的转子的转速；功率计，其检测旋转驱动所述转子所需的瞬时功率；以及运算装置，所述转速计和功率计的检测数据输入所述运算装置，根据所述输入的检测数据、所述转子的外径数据、以及所述转子的外径位置与收容转子的混炼室的内壁面之间的间隙的数据，由所述运算装置，根据混炼时间对所述转子带给混炼材料的剪切速度进行累计算出总剪切量，通过用根据混炼时间对所述瞬时功率进行累计得出的累计电量除以混炼材料的质量算出单位功，然后根据所述总剪切量和单位功，算出用来评估所述混炼机的混炼效率的评估指数。
2.根据权利要求1所述的具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，其中依次算出所述评估指数。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，其为如下一种构成：将加压重块的位置数据输入所述运算装置，所述加压重块设置在所述转子的上部，当进行混炼时，向下方移动，配置在覆盖转子的上部且使混炼室密闭的位置，当投入混炼材料时，向上方移动，配置在待机位置。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，其为如下一种构成：事先根据混炼材料的配比，将所述评估指数的极限值输入所述运算装置，将所述极限值与所述算出的评估指数进行比较。
5.根据权利要求3所述的具备密闭式橡胶混炼机的混炼系统，其为如下一种构成：事先根据混炼材料的配比，将所述评估指数的极限值输入所述运算装置，将所述极限值与所述算出的评估指数进行比较。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5906792B2 (ja) * 2012-02-20 2016-04-20 横浜ゴム株式会社 密閉式ゴム混練機の混練効率の評価方法
JP6152703B2 (ja) * 2013-05-27 2017-06-28 横浜ゴム株式会社 未加硫ゴムの混練異常判定方法および混練制御方法
CN105437395A (zh) * 2014-09-01 2016-03-30 东北林业大学 一种可以分段调速的木材纤维增强废旧橡胶复合材料混炼机
JP6696276B2 (ja) * 2016-04-11 2020-05-20 日立金属株式会社 シラン架橋ゴム押出成形物およびその製造方法
JP6735135B2 (ja) * 2016-04-20 2020-08-05 株式会社神戸製鋼所 スクリュ式押出機
JP6769184B2 (ja) * 2016-09-02 2020-10-14 横浜ゴム株式会社 ゴム材料の混練方法および装置
JP6751008B2 (ja) * 2016-11-21 2020-09-02 日本スピンドル製造株式会社 混練状態判定システム、混練状態判定装置、混練状態判定システムの操作画面、および混練状態判定補助システム
DE102017212387A1 (de) * 2017-07-19 2019-01-24 Continental Reifen Deutschland Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmischung
JP7131126B2 (ja) * 2018-06-26 2022-09-06 横浜ゴム株式会社 ゴム材料の混練方法およびシステム
JP6953393B2 (ja) * 2018-12-28 2021-10-27 株式会社神戸製鋼所 混練装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101043994A (zh) * 2004-10-19 2007-09-26 横滨橡胶株式会社 橡胶材料的混炼装置以及混炼方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3447201A (en) * 1966-12-19 1969-06-03 Adamson United Co Automatic plastic mixing apparatus
US3991984A (en) * 1972-11-17 1976-11-16 The B. F. Goodrich Company Elastomer processing apparatus
US3951389A (en) * 1972-11-17 1976-04-20 The B. F. Goodrich Company Elastomer processing method
JPS60189405A (ja) * 1984-03-09 1985-09-26 Kobe Steel Ltd 密閉式混練機のフロ−テイングウエイト作動装置
JPS63242333A (ja) * 1987-03-31 1988-10-07 Bando Chem Ind Ltd 混練機の制御装置
JPH05138649A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Kobe Steel Ltd 高分子材料の素練り制御方法
JP2501764B2 (ja) * 1992-08-10 1996-05-29 株式会社神戸製鋼所 混練機の制御方法、モニタリング方法及び制御装置
JPH07237218A (ja) * 1994-02-25 1995-09-12 Bridgestone Corp ゴム状物の押出し混練機
US5865535A (en) * 1997-11-06 1999-02-02 M.A.Hannarubbercompounding, A Division Of M.A. Hanna Company Dynamic mixer control in plastics and rubber processing
JP3674307B2 (ja) * 1998-05-26 2005-07-20 Ｎｏｋ株式会社 混練装置およびその混練方法
US20030018113A1 (en) 2000-01-31 2003-01-23 Hidenari Nakahama Method of testing rubber composition for kneaded state and process for producing rubber composition
JP2001277236A (ja) 2000-03-30 2001-10-09 Nok Vibracoustic Kk ゴム混練設備
JP2004091746A (ja) * 2002-09-04 2004-03-25 Yokohama Rubber Co Ltd:The タイヤ用ゴム組成物の製造方法
JP2005262725A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Yokohama Rubber Co Ltd:The ゴム材料の混練制御方法
JP2006205585A (ja) * 2005-01-28 2006-08-10 Yokohama Rubber Co Ltd:The 混練装置
JP5031282B2 (ja) * 2005-07-26 2012-09-19 株式会社神戸製鋼所 密閉式混練機
US8047701B2 (en) * 2005-07-26 2011-11-01 Kobe Steel, Ltd. Batch mixer
JP2011025500A (ja) * 2009-07-24 2011-02-10 Bridgestone Corp ゴム組成物の混練方法
JP5922403B2 (ja) * 2011-12-28 2016-05-24 東洋ゴム工業株式会社 ゴム組成物の製造方法およびゴム組成物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101043994A (zh) * 2004-10-19 2007-09-26 横滨橡胶株式会社 橡胶材料的混炼装置以及混炼方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
密闭式橡胶混炼机的技术现状及最近发展;于清溪;《橡塑技术与装备》;20101231;第36卷(第9期);4-16 *
橡胶混炼设备使用现状与工艺发展;于清溪;《橡塑技术与装备》;20071231;第33卷(第5期);6-16 *

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Publication number Publication date
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US9056290B2 (en) 2015-06-16
WO2013125314A1 (ja) 2013-08-29
TW201347850A (zh) 2013-12-01
TWI532531B (zh) 2016-05-11
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