JP2003170423A - ゴムの連続混練機及びこれを用いた加硫性ゴム組成物の製造方法 - Google Patents

ゴムの連続混練機及びこれを用いた加硫性ゴム組成物の製造方法

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JP2003170423A
JP2003170423A JP2001369903A JP2001369903A JP2003170423A JP 2003170423 A JP2003170423 A JP 2003170423A JP 2001369903 A JP2001369903 A JP 2001369903A JP 2001369903 A JP2001369903 A JP 2001369903A JP 2003170423 A JP2003170423 A JP 2003170423A
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JP
Japan
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screw
rubber
kneading
rubber composition
vulcanizable
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JP2001369903A
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English (en)
Inventor
Kenichi Yamano
健一 山野
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Toyo Tire Corp
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Toyo Tire and Rubber Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/285Feeding the extrusion material to the extruder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Accessories For Mixers (AREA)
  • Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スコーチの悪化を招くことなくゴムの混練処
理量を上げることができるゴムの連続混練機及びこれを
用いた加硫性ゴム組成物の製造方法を提供すること。 【解決手段】 スクリュー軸10の外周面にスクリュー
羽根11を突設して形成したスクリュー2と、スクリュ
ー2が挿入されるバレル3と、スクリュー2に設けら
れ、供給されるゴムを混練しながら送る、送りスクリュ
ー部2aとを備え、送りスクリュー部2aのスクリュー
羽根11のピッチを当該スクリュー羽根の径の0.75
倍〜1.18倍に設定してあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、スクリュー軸の外
周面にスクリュー羽根を突設して形成したスクリュー
と、前記スクリューが挿入されるバレルと、前記スクリ
ューに設けられ、供給されるゴムを混練しながら送る、
送りスクリュー部とを備えたゴムの連続混練機及びこれ
を用いた加硫性ゴム組成物の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゴムの連続混練機として、特開2000
−43032号公報に開示される連続混練機が知られて
いる。このゴムの連続混練機は、非加硫性ゴム組成物
(原料ゴムに加硫剤と加硫促進剤を除く他の配合剤、例
えば補強剤、充填剤、可塑剤等を添加、混練して得られ
たゴム組成物)に加硫剤および加硫促進剤を添加、混練
するファイナルゴム混練を行うものである。この公知の
ゴムの連続混練機には、好ましくは、BUSS社製「コ
ニーダー」が用いられる。この連続混練機は、ゴムを送
りながら混練する送りスクリュー部を有しており、送り
スクリュー部のスクリュー羽根のピッチをスクリュー羽
根の径(スクリュー径)の0.6倍程度(例えば、スク
リュー径46mmのときのスクリュー羽根のピッチは2
7mm)に設定してあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の構成によれ
ば、スクリュー羽根のピッチがスクリュー径の0.6倍
程度しかなかったために、スクリューの搬送能力が低
く、ゴムの混練処理量を多くすることができなかった。
ゴムの混練処理量を多くするため、スクリューの回転数
を上げることも考えられるが、これでは剪断発熱量が増
加し、スコーチの悪化を招くという問題がある。
【0004】もともと、上記構造のスクリューは樹脂の
混練に好適であるものの、必ずしもゴムの混練には最適
な構造であるとは言うことができない。また、ゴムの混
練の場合には樹脂の混練とは異なり、スコーチの悪化を
防止するというゴム独特の事情も考慮しなければならな
い。
【0005】一方、ゴムの連続混練機としては、上記の
ように非加硫性ゴム組成物を供給し、これに加硫剤を添
加して加硫性ゴム組成物を製造するものの他、加硫剤が
添加された加硫性ゴム組成物を供給して、これを再混練
して加硫性ゴム組成物を製造するものもあるが、スクリ
ューの構造に関しては、上記と同様の問題点が存在す
る。
【0006】本発明は上記実情に鑑みてなされたもので
あり、その課題は、スコーチの悪化を招くことなくゴム
の混練処理量を上げることができるゴムの連続混練機及
びこれを用いた加硫性ゴム組成物の製造方法を提供する
ことである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係るゴムの連続混練機は、スクリュー軸の外周
面にスクリュー羽根を突設して形成したスクリューと、
前記スクリューが挿入されるバレルと、前記スクリュー
に設けられ、供給されるゴムを混練しながら送る、送り
スクリュー部とを備え、前記送りスクリュー部のスクリ
ュー羽根のピッチを当該スクリュー羽根の径の0.75
倍〜1.18倍に設定してあることを特徴とするもので
ある。
【0008】この構成によるゴムの連続混練機の作用・
効果は、以下の通りである。すなわち、 スクリュー羽
根のピッチをスクリュー径の0.75倍以上に設定して
あるから、スクリューの回転数を上げなくてもスクリュ
ーの搬送能力を上げることができる。
【0009】例えば、スクリューの回転数を上げること
でスクリューの搬送能力を上げようとすると剪断発熱量
が増加し、スコーチの悪化を招く不具合があるが、上記
構成によればスクリューの回転数を上げる必要がないか
ら、上記の不具合を回避することができる。
【0010】また、スクリュー羽根のピッチをスクリュ
ー径の1.18倍よりも大きい長さに設定してあると混
練する力が低下するという不具合があるが、1.18倍
以下に設定してあるから、上記の不具合を回避すること
ができる。そして、生産性が向上することから従来より
も機体を小型化できる。
【0011】従って、スコーチの悪化を招くことなくゴ
ムの混練処理量を上げることができ、しかも、設備のコ
ンパクト化を図ることができるゴムの連続混練機を提供
することができた。
【0012】本発明の連続混練機を用いた加硫性ゴム組
成物の製造方法は、バレルの基部側から非加硫性ゴム組
成物を供給し、前記送りスクリュー部でゴムの混練を行
いながらゴムを送ると共に、前記バレルの中央部側から
加硫剤を添加することでゴムと加硫剤の混練を行うこと
を特徴とするものである。
【0013】この構成によると、新規な構造を有するス
クリューを用いているので、非加硫性ゴム組成物を混練
して加硫性ゴム組成物を製造するに際して、ゴムの混練
処理量をスコーチの悪化を招くことなく上げることがで
きる。
【0014】本発明のゴムの連続混練機を用いた別の加
硫性ゴム組成物の製造方法は、バレルの基部側から加硫
性ゴム組成物を供給し、前記送りスクリュー部でゴムの
再混練を行いながらゴムを送ることを特徴とするもので
ある。
【0015】この構成によると、新規な構造を有するス
クリューを用いているので、加硫性ゴム組成物を再混練
して加硫性ゴム組成物を製造するに際して、ゴムの混練
処理量をスコーチの悪化を招くことなく上げることがで
きる。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明に係るゴムの連続混練機の
好適な実施形態を図面を用いて説明する。図1は、ゴム
の連続混練機の構成を示す模式図(横断正面図)であ
る。
【0017】ゴムの連続混練機1は、温度調節が可能な
スクリュー軸10の外周面に薄板からなるスクリュー羽
根11を突設して形成したスクリュー2と、このスクリ
ュー2が挿入される温度調節が可能な円筒状のバレル3
とを備えている。また、スクリュー駆動装置4により、
スクリュー2を所定の速度で一方向に回転しながら軸方
向にスクリュー羽根11の0. 5ピッチ相当距離を往復
するように構成している。
【0018】スクリュー2は、大きく分けて送りスクリ
ュー部2aとニーディングスクリュー部2bとを有して
いる。送りスクリュー部2aは、上述したようなスクリ
ュー羽根11が設けられており、供給されたゴムを混練
しながら図1の左から右側へと送る。ニーディングスク
リュー部2bは、大きなせん断力によりゴムをさらに混
練する。スクリュー2により混練されたゴムは、不図示
のゴム押し出し機へと送り込まれる。送りスクリュー部
2aとニーディングスクリュー部2bの長さは、目的に
応じて適宜設定することができる。また、送りスクリュ
ー部2aのスクリュー羽根11は、一部切り欠きを有す
る連続ねじとして形成される。
【0019】一方、上記バレル3の上面には、基部側
(スクリュー駆動装置4側)と中央部側にゴム供給口3
aと添加剤供給口3bが各別に設けられる。ゴム供給口
3aから非加硫性ゴム組成物(原料ゴムに加硫剤と加硫
促進剤を除く他の配合剤、例えば補強剤、充填剤、可塑
剤等を添加、混練して得られたゴム組成物)が供給され
る。添加剤供給口3bからは、加硫剤および加硫促進剤
が添加される。なお、ゴム供給口3aや加硫剤供給口3
bへ材料を供給するための装置は、公知の構造のものを
採用することができる。例えば、本出願人による特開2
000−43032号公報に開示される構成を採用する
ことができる。また、ゴムの供給形態は、ペレット、ス
トランド、リボンによるもの等があるが、特定の形態に
限定されるものではない。
【0020】次に、送りスクリュー部2aのスクリュー
羽根11に関して図2を用いて説明する。スクリュー羽
根11の径D(スクリュー径)は46mm,ピッチLP
は54mmである。つまり、前記ピッチLp はスクリュ
ー径Dの1.174倍に設定してある。このように、ス
クリュー羽根11のピッチを従来品よりも長くしてある
から(従来品はスクリュー羽根のピッチをスクリュー径
の0.6倍程度に設定してある)、スクリュー2の回転
数を上げなくてもスクリューの搬送能力を上げることが
できる。よって、ゴムの混練処理量を従来よりも上げる
ことができる。
【0021】次に、別実施形態に係るゴムの連続混練機
を図3の模式図で説明する。図3において、図1と異な
る点は、加硫剤供給口3bが設けられていない点であ
る。図1と共通する部分には、同じ図番を付し、説明を
省略する。図1の連続混練機は、非加硫性ゴム組成物
(いわゆる、ノンプロゴム)を供給して加硫性ゴム組成
物(いわゆる、ファイナルゴム)を製造するための機械
であるのに対して、図3の連続混練機は、加硫性ゴム組
成物を供給して再混練して加硫性ゴム組成物を製造する
ことを目的とするものである。この別実施形態の場合に
も、スクリュー2は、図2を用いて説明したのと同様の
構造を有する。これにより、ゴムの混練処理量を上げる
ことができる。
【0022】
【実施例】本発明にかかる上記構造のゴムの混練機(実
施例)でゴムを混練した実験結果と、従来の構造のゴム
の混練機(比較例1,2)でゴムを混練した実験結果と
を図4に示してある。前述したように本発明にかかるゴ
ムの混練機は、スクリュー羽根12のピッチLp が54
mm、スクリュー羽根12の径D(スクリュー径)が4
6mmである。このとき、混練機のスクリュー径Dに対
するスクリュー全長の比(L/D)は11である。
【0023】従来の構造のゴムの混練機は、スクリュー
羽根12のピッチLp が27mm、スクリュー径が46
mmである。
【0024】ゴムとしてSBR系タイヤ用ゴム(スチレ
ンーブタジエンゴム)を用いた。その配合を図4(a)
に示す。非加硫性ゴム組成物(ノンプロゴム)は、図に
示すとおりの比率でSBR、カーボンブラック、プロセ
ス油、酸化亜鉛が配合される。加硫性ゴム組成物(ファ
イナルゴム)には、さらに硫黄、加硫促進剤が配合され
る。また、ゴムの混練としては、図1の構造による混練
と図3の構造による再混練の2通りを行った。
【0025】スクリュー回転数は、実施例と比較例1は
200rpmに設定し、比較例2は250rpmに設定
した。また、スクリューを構成するセグメントの個数で
あるが、比較例1,2は送りスクリュー部については1
8個、ニーディングスクリュー部については1個とし、
実施例は送りスクリュー部については9個、ニーディン
グスクリュー部は同じく1個とした。
【0026】材料としてSBR系タイヤ用ゴムを用い、
ペレット、ストランド、リボンを供給した場合の夫々に
ついて、各構造での実験結果を得た。評価項目として
は、上限処理量(Kg/h)、排出ゴム温度、ムーニー
スコーチタイム(ムーニー値の最低値から5ポイント上
昇時点までの時間t5 )である。
【0027】さて、図4(b)からも分かるように、ペ
レット、ストランド、リボンのいずれの供給形態でも実
施例の処理量が比較例に対して上昇している。また、ム
ーニースコーチタイムを見ても、比較例1と実施例とは
同じレベルであり、スコーチの悪化がないことを表わし
ている。
【0028】一方、比較例2は、スクリュー回転数を上
げて実験したものである。スクリュー回転数を上げるこ
とで、上限処理量は確かに上昇していることがわかる。
しかし、排出ゴムの温度が高くなり、その結果、ムーニ
ースコーチタイムは比較例1や実施例に比べて小さな値
となっている。これは、スコーチの悪化が見られたこと
を意味するものである。すなわち、 回転数を上げて処
理量を上げる方法は、ゴムの場合は不適当であることが
確かめられた。
【0029】また、実施例においては、スクリューの送
りピッチLp を大きくしたため、回転数を上げることな
く、また、混練機のサイズを大きくすることなく処理量
が上昇した。これは、ゴムの連続混練機の小型化を図る
ことができることを意味する。この点においても、本発
明は利点を有するものである。
【0030】[別実施形態]スクリュー羽根11のピッ
チはスクリュー径の0.75倍〜1.18倍に設定して
あればよく、上記の実施形態の数値に限られるものでは
ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係るゴムの連続混練機の模式図
(縦断正面図)
【図2】スクリューの形状を示す図
【図3】別実施形態に係るゴムの連続混練機の模式図
(縦断正面図)
【図4】実験結果を示す図
【符号の説明】
1 ゴムの連続混練機 2 スクリュー 2a 送りスクリュー部 2b ニーディングスクリュー部 3 バレル 3a ゴム供給口 3b 添加剤供給口 10 スクリュー軸 11 スクリュー羽根 Lp スクリュー羽根のピッチ D スクリュー径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F201 AA45 AB03 AL03 AM32 BA01 BC01 BC02 BC12 BC37 BD05 BK02 BK13 BK25 BK31 BK33 BK41 BK46 BK74 BQ50 4G035 AB48 AE13 4G037 AA03 EA03 4G078 AA04 AA26 AB07 BA01 CA01 CA05 CA12 CA17 DA09 EA10

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリュー軸の外周面にスクリュー羽根
    を突設して形成したスクリューと、 前記スクリューが挿入されるバレルと、 前記スクリューに設けられ、供給されるゴムを混練しな
    がら送る、送りスクリュー部とを備え、 前記送りスクリュー部のスクリュー羽根のピッチを当該
    スクリュー羽根の径の0.75倍〜1.18倍に設定し
    てあることを特徴とするゴムの連続混練機。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のゴムの連続混練機を用
    いた加硫性ゴム組成物の製造方法であって、 バレルの基部側から非加硫性ゴム組成物を供給し、前記
    送りスクリュー部でゴムの混練を行いながらゴムを送る
    と共に、前記バレルの中央部側から加硫剤を添加するこ
    とでゴムと加硫剤の混練を行うことを特徴とする加硫性
    ゴム組成物の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載のゴムの連続混練機を用
    いた加硫性ゴム組成物の製造方法であって、 バレルの基部側から加硫性ゴム組成物を供給し、前記送
    りスクリュー部でゴムの再混練を行いながらゴムを送る
    ことを特徴とする加硫性ゴム組成物の製造方法。
JP2001369903A 2001-12-04 2001-12-04 ゴムの連続混練機及びこれを用いた加硫性ゴム組成物の製造方法 Withdrawn JP2003170423A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014000493A (ja) * 2012-06-15 2014-01-09 Maruka:Kk 硫黄系硝酸性窒素浄化材の製造装置
CN103707429A (zh) * 2013-12-17 2014-04-09 南通密炼捏合机械有限公司 多样螺杆出料捏合机
JP2016221524A (ja) * 2016-10-06 2016-12-28 株式会社 Maruka 硫黄系硝酸性窒素浄化材の製造装置および製造方法
JPWO2016060243A1 (ja) * 2014-10-17 2017-04-27 住友ゴム工業株式会社 空気入りタイヤの製造方法

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