CN112041139A - 配合剂的混合方法和混合装置 - Google Patents

Abstract

配合剂的混合方法中，在按照规定的配合比率将多个种类的配合剂配合在原料橡胶中之前，将根据配合比率的量的多个种类的配合剂封入于袋体，并将袋体投入到混合装置的旋转滚筒内，旋转旋转滚筒使袋体滚动，使封入于袋体的多个种类的配合剂相互混合。旋转滚筒以轴向为横向地进行旋转，使袋体追随旋转着的旋转滚筒的内周面而滚动。此时，按照规定的周期切换旋转滚筒的旋转方向，使袋体的滚动方向变动。

Description

配合剂的混合方法和混合装置

技术领域

本发明涉及用于将多个种类的配合剂相互混合而使用的配合剂的混合方法和混合装置。

背景技术

通常，为了使橡胶拥有所需要的物性、功能，按照规定的配合比率在原料橡胶中配合填充剂、添加剂等配合剂。使用捏和机、辊等混炼机来进行配合作业。

按照规定的配合比率在原料橡胶中配合有多个种类的配合剂(例如，参照专利文献1)。配合剂例如通过接下来的工序配合到原料橡胶中。

(工序1)计量多个种类的配合剂，并按种类分取根据配合比率的量的配合剂。将分取的多个种类的配合剂暂时放入顶面开口的作业用的箱体。

(工序2)将箱体插入混炼机的投入口并倾斜，从箱体向混炼机投入配合剂。或者是用勺子舀取箱体内的配合剂，将勺子插入混炼机的投入口并倾斜，从而投入至混炼机。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-212333号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在上述工序1中，由于按种类对多个种类的配合剂进行计量且依次放入箱体，所以多个种类的配合剂在箱体内几乎不混合。

为此，在上述工序2中，多个种类的配合剂以几乎不混合的状态被投入到混炼机。其结果是，在分散性不好的原料橡胶中，有时在混炼机内会发生配合剂不均匀混合这样的分散不良，并以该分散不良为原因会产生无法得到所需要的物性、功能这样的现象。在氟类的橡胶等分散性不好的原料橡胶中，特别容易产生这样的现象。

为了防止这样的配合剂的分散不良，进行在箱体内使用手工作业、勺子来混合多个种类的配合剂的作业。但是，当在箱体内进行混合时，存在先放入的配合剂残留在箱体内的角部、无法充分进行混合的情况。从而寻求改善。

本发明的技术问题在于，在按照规定的配合比率将多个种类的的配合剂配合于原料橡胶之前，能够使多个种类的配合剂均匀地分散于原料橡胶。

用于解决技术问题的方案

本发明的配合剂的混合方法中，在按照规定的配合比率将多个种类的配合剂配合在原料橡胶中之前，将根据所述配合比率的量的所述多个种类的配合剂封入于袋体，将封入了所述多个种类的配合剂的所述袋体投入到驱动旋转滚筒旋转的混合装置的所述旋转滚筒内，驱动所述旋转滚筒旋转，使所述袋体在所述旋转滚筒内滚动，使封入于所述袋体的所述多个种类的配合剂相互混合。

本发明的配合剂的混合装置包括：旋转滚筒，在按照规定的配合比率将多个种类的配合剂配合在原料橡胶中之前，容纳封入根据所述配合比率的量的所述多个种类的配合剂的袋体；支承部，以轴向为横向地将所述旋转滚筒支承为旋转自如；和驱动部，驱动所述旋转滚筒旋转，其中，使所述袋体通过对旋转着的所述旋转滚筒的内周面的追随而滚动。

发明效果

根据本发明，在按照规定的配合比率将多个种类的配合剂配合于原料橡胶中之前，能够使多个种类的配合剂均匀地分散于原料橡胶。

附图说明

图1示出配合剂的混合装置的一实施方式，其中(A)是主视图，(B)是侧视图。

图2是各部分的电连接的框图。

图3是示出比较试验结果的表。

具体实施方式

本实施方式的配合剂的混合方法在将要按照规定的配合比率配合于原料橡胶的多个种类的配合剂配合于原料橡胶之前进行。该混合方法通过以下的顺序对多个种类的配合剂进行相互混合。

作为多个种类的配合剂，可使用例如白炭黑(二氧化硅)和炭黑等填充剂的组合、填充剂和添加剂的组合、多个添加剂的组合等。除此之外，还可以适当组合橡胶工业中通常使用的填充剂、添加剂等各种配合剂、例如炭黑、白炭黑(二氧化硅)、滑石、粘土、石墨、硅酸钙等填充剂、硬脂酸、棕榈酸、石蜡等加工助剂、氧化锌、氧化镁等吸酸剂、抗老化剂、增塑剂等进行使用。

本实施方式的配合剂的混合方法通过接下来的各工序来执行。

[第1工序]

准备具有能够收容根据配合比率的量的多个种类的配合剂的容量的袋体。依次将根据配合比率的量的多个种类的配合剂收容于该袋体之中，并闭塞袋体的开口部。袋体例如为薄膜树脂制的柔性的袋体，也可以是市售的所谓的塑料袋等。由于在袋体内混合多个种类的配合剂，所以为了使配合剂能够在袋体内移动，优选袋体的容量为相对于配合剂的量拥有宽裕的量。关于配合剂的计量，既可以在将配合剂收容于袋体之前预先进行，也可以将袋体载置于计量器(未图示)，一边将配合剂收容于袋体一边来进行。

在一边将配合剂收容于袋体一边进行配合剂的计量的情况下，首先将袋体载置于计量器，并依次将多个种类的配合剂收容于载置在计量器的袋体。此时，每次将每个种类的配合剂放入袋体时，都通过计量器计量重量。通过该计量，可知放入袋体的每个种类的配合剂的重量。更详细地说，可以知晓在这之后将要放入袋体的配合剂的重量与预先收容在袋体中的配合剂的重量差。因此，能够在将每个种类的配合剂放入进袋体的同时，按照换算为重量的配合比率将每个种类的配合剂封入于袋体。

[第2工序]

将在第1工序中封入了多个种类的配合剂的袋体投入到混合装置的旋转滚筒之中。此时，也可以同时投入多个袋体。关于混合装置的详情将在后面说明。

[第3工序]

驱动在第2工序中投入了袋体的旋转滚筒旋转，使袋体在该旋转滚筒内滚动，由此经过规定时间后，使封入于袋体的多个种类的配合剂相互混合。

根据包括上述第1～第3工序的混合方法，能够充分混合封入于袋体的多个种类的配合剂，从而能够防患于未然地消除在将配合剂配合于原料橡胶时发生分散不良的情况。此时，作业者进行的作业只是进行配合剂的计量和向袋体的封入、袋体向旋转滚筒的投入、及指示旋转滚筒的驱动的操作即可，因此能够降低作业者的负担。旋转滚筒的工作时间虽然也取决于配合剂的量等，但是通常为1～5分钟左右。

本实施方式的混合装置如下构成。该混合装置是用于将多个种类的配合剂在配合于原料橡胶之前进行相互混合的装置，不是用于将配合剂配合于原料橡胶的装置(混炼装置)。

如图1所示，混合装置1包括：框体状的台座部2；配置于台座部2上的左右一对驱动辊3；配置于驱动辊3上并与驱动辊3从动旋转的旋转滚筒4；用于使驱动辊3旋转的电动式的驱动源(未图示)；和操作部5。

左右一对驱动辊3是旋转自如的辊，起到作为承载并支承旋转滚筒4的支承部的作用。这对驱动辊3配置为相互平行，并使轴向一致地承载旋转滚筒4。此时，旋转滚筒4仅承载于驱动辊3，位置不受其他构造物拘束。

如图2所示，作为用于驱动一对驱动辊3旋转的驱动源，混合装置1包括电机M。混合装置1包括将电机M的未图示的旋转轴的旋转传递至驱动辊3的、未图示的传递机构。传递机构既可以是将电机M的旋转仅传递至一者的驱动辊3的结构，也可以是传递至两者的驱动辊3的结构。

如图2所示，混合装置1包括控制部11。电机M经由电机驱动电路12而与控制部11连接。操作部5也经由输入输出电路13而与控制部11连接。控制部11是时序执行从操作部5接受输入信号并输出电机M的驱动控制用信号的逻辑的集成电路。经由输入输出电路13接收来自操作部5的输入信号的控制部11输出电机M的驱动信号。电机驱动电路12根据从控制部11接收到的驱动信号，将与电机M连接的未图示的通电电路闭合。电机M和电机驱动电路12作为驱动旋转滚筒4旋转的驱动部发挥功能。

控制部11的逻辑设定为反复进行电机M的正反旋转。也就是说，是使电机M向一方向旋转的驱动信号和使电机M向一方向的相反方向旋转的驱动信号按照规定的周期反复的逻辑。遵从该逻辑的控制部11以如下的方式来控制电机M：驱动辊3和与其从动的旋转滚筒4按照规定的旋转速度进行正旋转(箭头x)，接着按照规定的旋转速度进行反旋转(箭头y)，且按照规定的周期反复进行上述旋转。规定的旋转速度例如为75rpm。

作为左右一对驱动辊3而言，将旋转中心轴线(未图示)设定为倾斜的朝向，以使一辊端部(轴向端部)3a位于比另一辊端部(轴向端部)3b高的位置。旋转中心轴线的倾斜角例如为15度左右。

左右一对驱动辊3的旋转中心轴线倾斜的结果是，载置于驱动辊3上的旋转滚筒4也设定成：以一滚筒端部(轴向端部)4a位于比另一滚筒端部(轴向端部)4b高的位置的方式使旋转中心轴线4c朝向倾斜的朝向。不言而喻，旋转中心轴线4c的倾斜角是与一对驱动辊的旋转中心轴线一致的、例如15度左右。

旋转滚筒4中，滚筒端部4a侧开口，滚筒端部4b侧封闭。在开口的滚筒端部4a设有滚筒开口部4d。旋转滚筒4的外周面是与驱动辊3接触的圆筒状的周面部4e。在封闭的另一滚筒端部4b设有底面部4f。

当驱动辊3旋转时，在一对驱动辊3与旋转滚筒4的周面部4e的外周面之间不产生打滑而是产生旋转滚筒4追随的程度的摩擦阻力。为了产生这样的摩擦阻力，驱动辊3例如被橡胶状弹性体被覆。旋转滚筒4的整体为金属制。成为驱动辊3的外周面的橡胶状弹性体在与金属制的旋转滚筒4的外周面之间产生摩擦阻力，且不会产生打滑而将驱动辊3的旋转传递至旋转滚筒4。

这样的结构的旋转滚筒4以使滚筒端部4a位于比滚筒端部4b高的位置的方式载置于一对驱动辊3。由此，袋体从滚筒开口部4d的取出放入变得容易。此时，由于滚筒端部4a位于比滚筒端部4b高的位置，故而无须担心袋体从滚筒开口部4d溢出，因此旋转滚筒4具有不包括开闭盖的整面开口的结构。不过，并不是不可以设置开闭盖，作为其他的实施方式也可以设置开闭盖。

在旋转滚筒4的内周面、也就是周面部4e的内周面设有两根卡合部4g。这些卡合部4g具有棒状形状，并以与周面部4e的内周面相接的状态沿着旋转滚筒4的轴向配置。从周面部4e的内周面观察时，卡合部4g具有突起状的形状。这样的卡合部4g起到在旋转滚筒4的旋转中供袋体卡挂而使袋体容易滚动的作用。关于这点将在后面详细描述。

如图1所示，本实施方式的卡合部4g是沿着旋转滚筒4的旋转中心轴线4c延伸的等分配置的两根直线状的突条。卡合部4g的高度、也就是从旋转滚筒4的内周面的突出尺寸为例如10mm左右。

卡合部4g只要起到在旋转滚筒4的旋转中供袋体卡挂而辅助袋体的滚动的作用即可。关于卡合部4g的形状、设置个数、配置位置容许各种方式。只要满足该条件，卡合部4g的形状、设置个数就没有特别限定。设置个数例如也可以是2～6根。卡合部4g也可以与旋转滚筒4的内周面以非接触状态配置。

在这样的结构中，操作者若从滚筒开口部4d将封入了多个种类的配合剂的袋体投入于旋转滚筒4之中(上述第2工序)，则从操作部5输入指示上述第3工序的实施。也就是说，指示旋转滚筒4的旋转驱动。

控制部11根据来自操作部5的输入指示输出驱动电机M的驱动信号。由此，电机M的旋转轴旋转，驱动辊3被驱动旋转，旋转滚筒4追随驱动辊3的旋转而进行旋转。

当旋转滚筒4旋转时，收纳于旋转滚筒4内的、封入了多个种类的配合剂的袋体追随旋转滚筒4的内周面而旋转。此时，袋体卡挂在卡合部4g，从而抑制旋转滚筒4的内周面与袋体之间的打滑。

控制部11以按照规定的周期切换电机M的旋转方向的方式输出驱动信号。通过从控制部11输出驱动信号以切换旋转方向，使旋转滚筒4反复进行正旋转(箭头x)和反旋转(箭头y)，并使封入了多个种类的配合剂的袋体也反复进行正旋转和反旋转。其结果，在滚动的袋体内，能够更加充分地混合多个种类的配合剂。

此时，袋体相对于旋转滚筒4的旋转的追随状态根据袋体在旋转滚筒4内所占的大小、旋转滚筒4与袋体之间的摩擦阻力等而变化。

在本实施方式中，使用相对于旋转滚筒4的内径比较小的袋体，并将多个种类的配合剂收容于该袋体。当旋转滚筒4旋转时，袋体因卡挂在卡合部4g而追随旋转滚筒4被运送到上方。被运送到上方的袋体由于从卡合部4g脱落而落下。收容于袋体的多个种类的配合剂通过袋体的上升和落下来进行混合。

此时，袋体在旋转滚筒4的哪个旋转角度下落下依赖于袋体与卡合部4g的卡挂状态。若卡合部4g相对于袋体而言比较大，则袋体变得难以从卡合部4g脱落，当卡合部4g相对于袋体而言比较小时，袋体变得容易从卡合部4g脱落。袋体脱落容易度也依赖于卡合部4g的形状。若卡合部4g具有钩/爪那样的形状，则袋体变得难以从卡合部4g脱落。

如上所说明，本实施方式的配合剂的混合方法和混合装置中，以轴向为横向地、更准确地说使旋转中心轴线4c相对于水平倾斜地使旋转滚筒4旋转，并使袋体通过对旋转着的旋转滚筒4的内周面的追随而滚动。这种情况下的追随不是指360度追随旋转滚筒4，而是指直到从卡合部4g脱落而落下为止的角度范围的追随。

作为其他的实施方式，也可使用与旋转滚筒4的内周面紧密接触那样的大小的袋体。若袋体大到与旋转滚筒4的内周面紧密接触，则袋体与旋转滚筒4的内周面的摩擦阻力增大，因此袋体不会产生打滑而追随旋转滚筒4。此时袋体360度追随旋转滚筒4。收容于袋体的多个种类的配合剂通过袋体的旋转进行混合。

在使用相对于旋转滚筒4的内径而言比较小的袋体的情况下，随着袋体的大小减小，袋体相对于旋转滚筒4的内周面变得容易打滑。此时，卡合部4g发挥其功能，袋体卡挂在卡合部4g而变得难以打滑，从而追随旋转滚筒4的旋转。

如上所述，袋体追随旋转滚筒4的旋转而在旋转滚筒4内滚动的构造和滚动的情形依赖于旋转滚筒4的内径与袋体的大小的关系、摩擦阻力的关系等而改变，并不都是一样的。

在袋体相对于旋转滚筒4小且袋体相对于旋转滚筒4的内周面仅以某一角度范围追随、之后脱落那样的情况下，袋体的滚动是指袋体的上升和落下。如前所述，收容于袋体的多个种类的配合剂通过袋体的上升和落下进行混合。

在袋体相对于旋转滚筒4比较大且袋体以360度的范围追随旋转滚筒4的旋转而旋转的情况下，袋体的滚动是指袋体的旋转。如上所述，收容于袋体的多个种类的配合剂通过袋体的旋转而混合。

根据本实施方式，通过使用混合装置1混合配合剂，能够对封入于袋体的多个种类的配合剂充分地进行混合，从而能够防患于未然地消除将如此混合后的配合剂配合于原料橡胶时发生分散不良的情况。由于通过旋转滚筒4的旋转来混合多个种类的配合剂，因此能够减少操作者的负担。

对于本实施方式的配合剂的混合方法和混合装置1可进行各种改变、变形。

例如，在上述的实施方式中，虽然示出了使旋转滚筒4的轴向相对于水平倾斜的一例，但并非必须如此。旋转滚筒4若以轴向为横向地旋转，则旋转中心轴线4c未必需要相对于水平倾斜。或者作为其他的实施方式，并不将旋转滚筒4的旋转中心轴线4c设为横向，而可以将其设为朝向纵向、例如铅垂方向。

实施例

实施例

在制造包括下述组成的橡胶(氢化NBR组合物)时，事先通过上述混合方法和混合装置将白炭黑(增强性二氧化硅)和炭黑(FEF炭黑)作为多个种类的配合剂进行混合。混合后，投入到捏和机中，与其他的组成一起混炼6分钟。

<组成>

比较例

在制造包括上述组成的橡胶(氢化NBR组合物)时，不事先对白炭黑(增强性二氧化硅)和黑炭(FEF炭黑)进行混合就投入于捏和机，并与其他的组合一起混炼6分钟。

结果

作为通过各测试片进行的分散确认的结果，在比较例中，如图2的图表的上段所示，在剖面产生“白色物质(大)”，从而为“评价：×”。在实施例中，如图2的图表的下段所示，在剖面没有产生“白色物质(大)”，由此为“评价：○”。因此，可确认通过本实施方式的配合剂的混合方法和混合装置消除分散不良的效果。

附图标记说明

1 混合装置

2 台座部

3 驱动辊

3a 一辊端部

3b 另一辊端部

4 旋转滚筒

4a 一滚筒端部

4b 另一滚筒端部

4c 旋转中心轴线

4d 滚筒开口部

4e 周面部

4f 底面部

4g 突起状的卡合部

5 操作部

M 电机(驱动部)

11 控制部

12 电机驱动电路(驱动部)

13 输入输出电路

Claims (11)

1.一种配合剂的混合方法，其中，

在按照规定的配合比率将多个种类的配合剂配合在原料橡胶中之前，将根据所述配合比率的量的所述多个种类的配合剂封入于袋体，

将封入了所述多个种类的配合剂的所述袋体投入到混合装置的旋转滚筒内，所述混合装置驱动所述旋转滚筒旋转，

驱动所述旋转滚筒旋转，使所述袋体在所述旋转滚筒内滚动，使封入于所述袋体的所述多个种类的配合剂相互混合。

2.根据权利要求1所述的配合剂的混合方法，其中，

使所述旋转滚筒以轴向为横向地进行旋转，并使所述袋体通过对旋转着的所述旋转滚筒的内周面的追随而滚动。

3.根据权利要求2所述的配合剂的混合方法，其中，

通过沿着轴向设于所述旋转滚筒的内部的卡合部，来抑制旋转着的所述旋转滚筒的内周面与所述袋体之间的打滑。

4.根据权利要求2所述的配合剂的混合方法，其中，

所述旋转滚筒的一侧的端部开口，且所述旋转滚筒在以开口的端部位于比相反侧的端部高的位置的方式使轴向相对于水平倾斜的状态下进行旋转。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的配合剂的混合方法，其中，

周期性地切换所述旋转滚筒的旋转方向。

6.根据权利要求1所述的配合剂的混合方法，其中，

将所述袋体载置于计量器，

将所述多个种类的配合剂依次收容于载置在所述计量器的袋体，

每次将每个种类的所述配合剂放入袋体时通过所述计量器来计量重量，并将换算为重量的所述配合比率的所述配合剂封入于所述袋体。

7.一种配合剂的混合装置，其中，包括：

旋转滚筒，在按照规定的配合比率将多个种类的配合剂配合在原料橡胶中之前，容纳封入根据所述配合比率的量的所述多个种类的配合剂的袋体；

支承部，以轴向为横向地将所述旋转滚筒支承为旋转自如；和

驱动部，驱动所述旋转滚筒旋转，

所述配合剂的混合装置中，

使所述袋体通过对旋转着的所述旋转滚筒的内周面的追随而滚动。

8.根据权利要求7所述的配合剂的混合装置，其中，

所述配合剂的混合装置还包括：在所述旋转滚筒的内部沿着轴向的卡合部。

9.根据权利要求7所述的配合剂的混合装置，其中，

使所述旋转滚筒的一侧的端部开口，

所述支承部在以开口的端部位于比相反侧的端部高的位置的方式使轴向相对于水平倾斜的状态下支承所述旋转滚筒。

10.根据权利要求7所述的配合剂的混合方法，其中，

周期性地切换所述旋转滚筒的旋转方向。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的配合剂的混合装置，其中，

所述支承部利用使轴向与所述旋转滚筒一致且平行地配置的旋转自如的一对辊支承所述旋转滚筒，

所述驱动部驱动所述一对辊的至少一者旋转。

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