JP2003320524A - 密閉式ゴム混練機における天然ゴム素練り方法 - Google Patents

密閉式ゴム混練機における天然ゴム素練り方法

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JP2003320524A
JP2003320524A JP2002132662A JP2002132662A JP2003320524A JP 2003320524 A JP2003320524 A JP 2003320524A JP 2002132662 A JP2002132662 A JP 2002132662A JP 2002132662 A JP2002132662 A JP 2002132662A JP 2003320524 A JP2003320524 A JP 2003320524A
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natural rubber
mastication
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motor
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Hiromi Murakami
浩巳 村上
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Sumitomo Rubber Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 混練りバッチごとの天然ゴムの粘度バラツキ
を小さくし得る素練り方法を提供する。 【解決手段】 密閉式ゴム混練機における天然ゴムの素
練り方法であって、素練り開始後所定時間ののちに、混
練機のモーターの負荷を計測し、予め設定した基準負荷
値と比較して、その差異に応じて素練り促進剤を添加す
ることを特徴とする天然ゴムの素練り方法。前記素練り
促進剤の添加量は、前記モーターの負荷を計測した値が
基準負荷値よりも小さいときはゼロであり、基準値より
も大きいときは、その差異が大きくなるにしたがって段
階的に増加することが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、天然ゴムの素練り
方法に関し、詳細にはゴム粘度のバラツキを少なくし得
る天然ゴムの素練り方法に関する。
【0002】
【従来の技術】天然ゴムの素練りを行なう場合、素練り
促進剤の添加量は、予めサンプリングし測定しておいた
天然ゴムの粘度結果に基づいて決定され、密閉式混練り
機に自動で投入されていた。たとえば、表1のように、
同一ロットの平均粘度に応じて、一定量の素練り促進剤
が添加される。この場合、素練り促進剤の添加量は、同
一ロット内での各練りバッチごとには変量できず、ロッ
トごとに添加量を管理していた。
【0003】
【表1】
【0004】しかしながら、前述のようなロットごとに
素練り促進剤の添加量を管理する方法では、混合1ロッ
ト中の素練り促進剤の量が一定で実施されるため、たと
えば、同一ロットの天然ゴムにおいて、あるバッチでは
粘度が高くなる一方で、ほかのバッチでは粘度が低くな
りすぎることがある。すなわち、従来の方法では、混練
りロット内での天然ゴムの粘度バラツキを抑制して素練
りすることが不可能であり、結果としてバッチ間での練
りゴム粘度のバラツキが大きくなっていた。
【0005】このように、バッチ間で粘度の揃った素練
りゴムを得ることができていないのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、混練りバッ
チごとの天然ゴムの粘度バラツキを小さくし得る素練り
方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に検討した結果、混練り中に混練機のモーターにかかる
負荷に応じて素練り促進剤の処方量を決定し投入する方
法を見出し、本発明に至った。
【0008】すなわち、本発明は、密閉式ゴム混練機に
おける天然ゴムの素練り方法であって、素練り開始後所
定時間ののちに、混練機のモーターの負荷を計測し、予
め設定した基準負荷値と比較して、その差異に応じて素
練り促進剤を添加することを特徴とする天然ゴムの素練
り方法に関する。
【0009】また、前記素練り促進剤の添加量は、前記
モーターの負荷を計測した値が基準負荷値よりも小さい
ときはゼロであり、基準値よりも大きいときは、その差
異が大きくなるにしたがって段階的に増加することが好
ましい。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、密閉式ゴム混練機にお
ける天然ゴムの素練り方法であって、素練り開始後所定
時間ののちに、混練機のモーターの負荷を計測し、予め
設定した基準負荷値と比較して、その差異に応じて素練
り促進剤を添加することを特徴とする天然ゴムの素練り
方法に関する。
【0011】天然ゴムの素練りとは、天然ゴムに所定の
可塑性をもたせ、混練りおよび次工程(押し出し、カレ
ンダー、トッピング)の加工性を保つために練ることで
ある。天然ゴムを素練りすることにより粘度が低下する
ので、可塑性が大きくなり、次工程での発熱が低く、表
面生地がよく、寸法精度が保ちやすくなる。
【0012】本発明で使用される密閉式ゴム混練機とし
ては、密閉式のバンバリーミキサー、ニーダーなどがあ
げられる。
【0013】本発明の素練り方法における混練時のロー
ター回転数は、30〜60rpmであることが好まし
い。ローター回転数が30rpm未満では、天然ゴムの
可塑性、すなわち練り効率が低下する傾向があり、60
rpmをこえると混練温度が高くなり、充分に可塑化さ
れる前に混練が終了する傾向がある。
【0014】混練機のモーターの負荷とは、モーターが
混練機に投入された天然ゴムを混練する際に、うける負
荷のことである。具体的には、たとえばモーターの駆動
に要する電力(kw)などで計測し得る。
【0015】予め設定した基準負荷値は、たとえば投入
される天然ゴムの量、ローター回転数、または得られる
練り上がりゴムの、目的とする粘度などに応じて任意に
設定できる。たとえば、低い粘度の練り上がりゴムを得
たい場合、前記基準負荷値を低く設定し、反対に高い粘
度の練り上がりゴムを得たい場合、前記基準負荷値を高
く設定する。
【0016】図1は、本発明の一実施形態である素練り
方法における各制御段階とそれらに対するモーター負荷
の関係(チャート)を示す。横軸は、練り時間(秒)を
表し、縦軸はモーターにかかる負荷で、電力値(kw)
で表している。以下、本発明を、図1をもとにして説明
するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0017】図1のブロック1では、密閉式混練機に天
然ゴムを投入する。
【0018】ブロック2において、ラムウェイトが下降
し、投入された天然ゴムを素練りする。また、ブロック
2において、素練り開始後所定時間後に、混練機のモー
ターの負荷を計測する。
【0019】一般に、天然ゴムの素練りを開始して0〜
10秒間は、原料投入後、密閉式混練機のラムウェィト
が下降していないため、混練機が密閉状態にないために
混練機のモーターの負荷は、ほとんど上昇しない(ブロ
ック1および2のa)。天然ゴムの素練りを開始して1
0〜15秒間で、混練機のモーターの負荷は、急激に上
昇する(ブロック2のb)。そののち、混練を続けてい
るうちに、モーターの負荷は徐々に低下する(ブロック
2のc)。
【0020】本発明における、混練機のモーターの負荷
を計測する時間は、前記混練機に天然ゴムを投入して素
練り開始後所定時間が経過したのちである。素練り開始
後所定時間は、予め決めておく時間であるが、モーター
の負荷が徐々に小さくなるブロック2のcの間であれば
とくに限定されない。素練り開始後所定時間は、混練り
による天然ゴムの物性、粘度の度合いから、天然ゴムを
投入してから20〜40秒間が好ましい。
【0021】本発明では、前記所定時間にモーターの負
荷を計測するが、そのときの計測値を以下では、モータ
ーの計測負荷値ともいう。
【0022】ブロック3において、モーターを止めて、
ラムウェイトを上昇させたのち、ブロック2で計測した
モーターの負荷値に応じた量の素練り促進剤を密閉式混
練機に投入する。
【0023】素練り促進剤は、通常素練りに使用される
ものであれば、とくに限定されない。
【0024】前記素練り促進剤の添加量は、モーターの
計測負荷値と予め設定した基準負荷値との差異に応じて
決める。差異とは、すなわち、 (モーターの計測負荷値)−(基準負荷値) の計算式から得られる値のことである。そして、前記差
異に応じて素練り促進剤の添加量を決めるとは、前記差
異の増減に対して素練り促進剤の添加量を増減すること
である。
【0025】前記素練り促進剤の添加量は、天然ゴムの
可塑度という点で、モーターの計測負荷値が前記基準負
荷値よりも小さいときはゼロであり、基準負荷値よりも
大きいときは、その差異が大きくなるにしたがって段階
的に増加することが好ましい。
【0026】前記素練り促進剤の添加量を段階的に増加
する例として、ローター回転数が60rpmで、投入す
る天然ゴムの量が200kgで、基準値が500kwの
とき、モーターの計測負荷値が ・基準〜+5%の場合、素練り促進剤の添加量は天然ゴ
ム100重量部に対して0.01〜0.05重量部、
(負荷区分A) ・基準に対し、+6〜+10%の場合、素練り促進剤の
添加量は天然ゴム100重量部に対して0.06〜0.
10重量部、(負荷区分B) ・基準に対し、+11〜+20%の場合、素練り促進剤
の添加量は天然ゴム100重量部に対して0.11〜
0.15重量部、(負荷区分C) ・基準に対し、+21%以上の場合、素練り促進剤の添
加量は天然ゴム100重量部に対して0.16〜0.2
0重量部、(負荷区分D) ・基準未満の場合、素練り促進剤は添加しない(負荷区
分E) のように行なう。図1に、これらA〜Eの各段階の負荷
区分を示す。なお、図1は、所定時間後にモーターの負
荷値を計測したところ、Cの区分であった例を示してい
る。
【0027】また、本発明では、素練り促進剤の添加量
は、基準負荷値とモータ−計測負荷値の差に応じて段階
的に変動させるだけでなく、一定の比率で変動させるこ
ともできる。たとえば、モーター計測負荷値が基準負荷
値の1%増えるごとに、素練り促進剤を天然ゴム100
重量部に対して0.01〜0.20重量部添加すること
もできる。
【0028】本発明の素練り方法による好ましい一制御
システムを、図2に示す。密閉式混練機のモーターにか
かる負荷値をコンピュータ(パソコン)で読み取り、予
め設定した基準負荷値との差異を計算する。それを素練
り促進剤の自動計量器・自動投入システムに出力するこ
とにより、自動で、かつモーターにかかる負荷の計測と
同時に、素練り促進剤を添加量分だけ密閉式混練り機へ
投入する。かかる制御システムでは、本発明の方法がす
べて自動化できる。
【0029】ブロック4では、添加した素練り促進剤と
天然ゴムを指定時間、温度まで混練りする。
【0030】素練り促進剤を添加ののち、混練する指定
時間は、とくに限定されないが、さらなる天然ゴムの粘
度のバラツキを減少させるためには40〜80秒が好ま
しい。40秒よりも短いと、混練中の粘度のバラツキが
大きくなる傾向があり、80秒よりも長いと、ゴムの粘
度が低下しすぎる傾向がある。
【0031】本発明の素練り方法において、天然ゴム
は、温度140〜170℃にて混練されることが好まし
い。素練り温度が140℃未満では、素練り効果がな
く、170℃をこえると、天然ゴムの分子せん断が大き
くなり、物性が低下する傾向にある。
【0032】ブロック5において、混練りを終了して、
密閉式混練機から、目的物である素練り後の天然ゴムが
排出される。
【0033】本発明の素練り方法によると、混練りバッ
チごとの天然ゴムの粘度バラツキが小さくなり、安定し
た品質の素練り後の天然ゴムを供給することができる。
【0034】
【実施例】以下に、実施例に基づいて本発明を具体的に
説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定され
るものではない。なお、実施例および比較例では、以下
の各原料を用いた。 天然ゴム(NR):RSS#3、TSR−20 素練り促進剤:大内新興化学工業(株)製のノクタイザ
ーSD
【0035】実施例1 (バッチの加工方法)(株)神戸製鋼所製の密閉式F2
70に、表2の制御方法のとおりに天然ゴムを200k
g投入した(ブロック1)。つぎに、ラムウェイトを下
げて混練りし、天然ゴムを投入後40秒経過したとき
に、モーターの負荷値を計測した(ブロック2)。該計
測値と、予め設定しておいた基準負荷値(500kw)
との差異を求め、その差異が該当する下記A〜Eの負荷
区分に対応する量の素練り促進剤を添加した(ブロック
3)。そののち、練り温度が160℃になるまで50秒
間混練りした。素練りの終了した天然ゴムを、混練機か
ら排出した。以上の制御方法を繰り返し、合計10バッ
チ得た。各バッチのムーニー粘度(ML1+4(130
℃))を測定した。得られた10バッチの、それぞれに
かかったモーターの負荷値の区分、それに応じて添加し
た素練り促進剤の量、および粘度を表3に示す。
【0036】負荷区分 A:基準〜+5%の場合、素練り促進剤は、天然ゴム1
00重量部に対して0.05重量部添加する。 B:基準に対し、+6〜+10%の場合、素練り促進剤
は、天然ゴム100重量部に対して0.10重量部添加
する。 C:基準に対し、+11〜+20%の場合、素練り促進
剤は、天然ゴム100重量部に対して0.15重量部添
加する。 D:基準に対し、+21%以上の場合、素練り促進剤
は、天然ゴム100重量部に対して0.20重量部添加
する。 E:基準未満の場合、素練り促進剤は添加しない。
【0037】
【表2】
【0038】
【表3】
【0039】得られた素練りゴム10バッチの平均粘度
は、52.5で、そのバラツキを示すδは、2.81で
あった。
【0040】比較例1 (バッチの加工方法)実施例1と同様に、(株)神戸製
鋼所製の密閉式F270に天然ゴムを投入し、混練し
た。混練後40秒後に素練り促進剤を、天然ゴム100
重量部に対して0.10重量部添加した。以上の操作を
繰り返し、合計10バッチ得た。各バッチを、実施例1
と同様の条件でムーニー粘度を測定した。得られた10
バッチの、それぞれの粘度を表4に示す。なお、素練り
促進剤の添加量は、素練り前の同一ロット天然ゴムの平
均粘度(76.5)に基づいて、決定した。
【0041】
【表4】
【0042】得られた素練りゴム10バッチの平均粘度
は、53.1で、そのバラツキを示すδは、6.21で
あった。
【0043】実施例1と比較例1のδを比較すると、実
施例1のδの方が比較例1のそれよりも小さいことが分
かる。このことは、実施例1の方が得られた素練りゴム
の粘度のバラツキが小さいことを示している。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、混練り中に混練機のモ
ーターにかかる負荷に応じて素練り促進剤の処方量を決
定し投入することにより、素練り後の天然ゴムのバッチ
間における粘度のバラツキを抑えることができ、ひいて
は、天然ゴムのロット間における粘度のバラツキをも抑
えることにもつながる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態の素練りにおける電力値の
経時変化を示すチャートである。
【図2】本発明の方法の一制御システムを示すフロー図
である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 密閉式ゴム混練機における天然ゴム素練
    り方法であって、素練り開始後所定時間ののちに、混練
    機のモーターの負荷を計測し、予め設定した基準負荷値
    と比較して、その差異に応じて素練り促進剤を添加する
    ことを特徴とする天然ゴムの素練り方法。
  2. 【請求項2】 前記素練り促進剤の添加量が、前記モー
    ターの負荷を計測した値が基準負荷値よりも小さいとき
    はゼロであり、基準値よりも大きいときは、その差異が
    大きくなるにしたがって段階的に増加することを特徴と
    する請求項1記載の天然ゴムの素練り方法。
JP2002132662A 2002-05-08 2002-05-08 密閉式ゴム混練機における天然ゴム素練り方法 Withdrawn JP2003320524A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014226910A (ja) * 2013-05-27 2014-12-08 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

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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