JP2006198773A - ゴム連続混練設備およびゴム連続混練方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴムに粉体薬品を均一に分散添加させつつ、粉体薬品のシュータ内面への付着を防止して、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができるゴム連続混練設備およびゴム連続混練方法を提供すること。
【解決手段】ペレットゴムＰを供給する単軸押出機２と、粉体の加硫系薬品Ｋを供給するスクリューフィーダ７と、ペレットゴムＰと加硫系薬品Ｋとを混練する連続混練押出機１と、連続混練押出機１に投入されるペレットゴムＰおよび加硫系薬品Ｋの投入経路を構成する筒状のシュータ６と、を備えるゴム連続混練設備において、シュータ６は、鉛直方向に対して２〜１５°の角度θ１で傾斜して、単軸押出機２よりペレットゴムＰが投入されるとともに、スクリューフィーダ７は、シュータ６に投入される前のペレットゴムＰに、加硫系薬品Ｋを添加するように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ノンプロゴム等のゴムに加硫系薬品等の粉体薬品を添加して、混練するためのゴム連続混練設備およびゴム連続混練方法に関する。

図４は、従来のゴム連続混練設備の構成の一例を示す模式図である。このゴム連続混練設備は、連続混練押出機１、単軸押出機２およびスクリューフィーダ７を備え、連続混練押出機１の供給口５には、筒状のシュータ１１が連結されている。シュータ１１は、連続混練押出機１に投入される粉体薬品の投入経路を構成しており、粉体薬品を円滑に落下させて供給精度を確保するべく鉛直に配設されている。単軸押出機２は、非加硫性ゴム組成物であるノンプロゴムＧを連続混練押出機１内に定量搬送する。

シュータ１１の上部に配設されたスクリューフィーダ７は、加硫剤や加硫促進剤などの加硫系薬品Ｋを定量供給する。加硫系薬品Ｋは、粉体（粉状又は粒状）の形態で供給され、自由落下によりシュータ１１の内部を通過して連続混練押出機１に投入される。投入された加硫系薬品Ｋは、ノンプロゴムＧに添加され、混練（ファイナルゴム混練）が行われる。このファイナルゴム混練で得られた加硫性ゴム組成物を、押し出して加硫することによりゴム成形品を製造することができる。

しかしながら、上記のようなシュータ１１を用いて粉体の加硫系薬品Ｋを投入する場合、粉体同士の摩擦又は粉体とシュータ内面との摩擦により静電気が発生し、加硫系薬品がシュータ内面に付着することがあった。これにより、加硫系薬品の定量供給が阻害され、特に、微量の加硫系薬品を定量供給する場合にその影響が顕著であった。更に、上記ゴム連続混練設備では、可塑化したノンプロゴムＧに加硫系薬品Ｋを添加するものであるため、混練効率が低下する傾向にあった。

上記の問題に対しては、ノンプロゴムをペレット状としたものに、粉体の加硫系薬品を添加し、それらを同時に混練機に投入して混練する方法が考えられるが、かかる場合、加硫系薬品の均一分散性は改善されるものの、上記のようなシュータ１１を介して投入した際に、ノンプロゴムと加硫系薬品との比重差によって表出した加硫系薬品がシュータ内面に付着することがあり、上述のように加硫系薬品の定量供給の精度が損なわれるという問題があった。なお、下記特許文献１には、生地材料の投入経路であって供給口のすぐ上流側に合流する供給シュートを介して、模様付け用の種材料を供給する押出機が開示されているが、かかる押出機は、上記問題を解決する構成を開示するものではない。また、所定量のノンプロゴムおよび加硫系薬品を一度にまとめて混練するバッチ式混練による場合においても、それらの比重差に起因して、加硫系薬品を均一に分散させることが困難であった。
特開２００３−７１９０３号公報

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、ゴムに粉体薬品を均一に分散添加させつつ、粉体薬品のシュータ内面への付着を防止して、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができるゴム連続混練設備およびゴム連続混練方法を提供することである。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るゴム連続混練設備は、ペレットゴムを供給するペレットゴム供給手段と、粉体薬品を供給する粉体薬品供給手段と、ペレットゴムと粉体薬品とを混練する混練手段と、前記混練手段に投入されるペレットゴムおよび粉体薬品の投入経路を構成する筒状のシュータと、を備えるゴム連続混練設備において、前記シュータは、鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜して、前記ペレットゴム供給手段よりペレットゴムが投入されるとともに、前記粉体薬品供給手段は、前記シュータに投入される前の前記ペレットゴムに、粉体薬品を添加するように構成されている。

上記ゴム連続混練設備によれば、粉体薬品供給手段が、シュータに投入される前のペレットゴムに対して粉体薬品を添加するため、可塑化したゴムに添加する場合に比べて粉体薬品を均一に分散添加し易くなり、優れた混練効率を得ることができる。そして、その粉体薬品が添加されたペレットゴムの投入経路を構成するシュータが、鉛直方向に対して傾斜していることにより、そのシュータ内を通過するペレットゴムがシュータ内面に衝突しながら投入されることになる。このとき、衝突の衝撃によってシュータを振動させることができ、シュータ内面に付着しようとする又は付着している粉体薬品の付着を防いで、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができる。また、かかるシュータが鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜していることにより、ペレットゴムおよび粉体薬品の供給を阻害することなく、ペレットゴムのシュータ内面への衝突を確保して、シュータの振動を効果的に生じさせることができる。

また、本発明の別形態に係るゴム連続混練設備は、ペレットゴムを供給するペレットゴム供給手段と、粉体薬品を供給する粉体薬品供給手段と、ペレットゴムと粉体薬品とを混練する混練手段と、前記混練手段に投入されるペレットゴムおよび粉体薬品の投入経路を構成する筒状のシュータと、を備えるゴム連続混練設備において、前記シュータは、鉛直方向に対して傾斜して、前記粉体薬品供給手段より投入される粉体薬品が通過する第１経路と、鉛直方向に対して前記第１経路の反対側に傾斜して前記第１経路の途上に合流し、前記ペレットゴム供給手段より投入されるペレットゴムが通過する第２経路とを備える。

上記ゴム連続混練設備によれば、粉体薬品供給手段よりシュータの第１経路に投入された粉体薬品は、その第１経路を通過して混練手段に供給される。そして、第１経路の途上には、ペレットゴム供給手段よりペレットゴムが投入される第２経路が合流するため、かかる合流点においてペレットゴムに粉体薬品が添加される。これにより、可塑化したゴムに粉体薬品を添加する場合に比べて粉体薬品を均一に分散添加し易くなり、優れた混練効率を得ることができる。また、シュータの第１経路は鉛直方向に対して傾斜しており、更に、第２経路は鉛直方向に対して第１経路の反対側に傾斜しているため、第２経路に投入されたペレットゴムは、第１経路に合流する際および第１経路を通過する際にシュータ内面に衝突する。このように、粉体薬品に比べて比較的大きな重量を有するペレットゴムの投入経路を屈曲させることで、その衝突による衝撃を大きくして、シュータを効果的に振動させることができる。これにより、シュータ内面に付着しようとする又は付着している粉体薬品の付着を防いで、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができる。

上記において、前記第１経路は、鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜しつつ、前記第２経路は、前記第１経路の前記粉体薬品供給手段側の開口より、前記第１経路の鉛直方向長さの１／５〜３／５の部分に、前記第１経路との合流点を有するものが好ましい。

上記構成によれば、第１経路が鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜していることにより、ペレットゴムおよび粉体薬品の供給を阻害することなく、ペレットゴムのシュータ内面への衝突を確保して、シュータを効果的に振動させることができる。更に、第２経路が、第１経路の前記粉体薬品供給手段側の開口より、第１経路の鉛直方向長さの１／５〜３／５の部分に第１経路との合流点を有することにより、ペレットゴムの衝突スピードが比較的大きくなる位置を適切な高さに設定することができ、シュータをより効果的に振動させることができる。ここで、合流点とは、シュータの第１経路を構成する部分の中心軸と、第２経路を構成する部分の中心軸との交点とする。

一方、本発明に係るゴム連続混練方法は、ペレットゴムおよび粉体薬品を、筒状のシュータの内部を通過させて混練手段に投入する投入工程と、前記混練手段に投入されたペレットゴムおよび粉体薬品を混練する混練工程と、を備えるゴム連続混練方法において、前記投入工程の前に、ペレットゴムに粉体薬品を添加する工程を備えるとともに、前記投入工程は、前記粉体薬品が添加されたペレットゴムを、鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜した前記シュータに投入するものである。

上記ゴム連続混練方法によれば、ペレットゴムおよび粉体薬品を混練手段に投入する前に、ペレットゴムに粉体薬品を添加する工程を備えることにより、可塑化したゴムに添加する場合に比べて粉体薬品を均一に分散添加し易くなり、優れた混練効率を得ることができる。そして、その粉体薬品が添加されたペレットゴムを、鉛直方向に対して傾斜したシュータに投入することにより、そのシュータ内を通過するペレットゴムがシュータ内面に衝突しながら混練手段に投入される。このとき、衝突の衝撃によってシュータを振動させることができ、シュータ内面に付着しようとする又は付着している粉体薬品の付着を防いで、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができる。また、かかるシュータの傾斜角度を鉛直方向に対して２〜１５°に設定することにより、ペレットゴムおよび粉体薬品の供給を阻害することなく、ペレットゴムのシュータ内面への衝突を確保して、シュータの振動を効果的に生じさせることができる。

また、本発明の別形態に係るゴム連続混練方法は、ペレットゴムおよび粉体薬品を、筒状のシュータの内部を通過させて混練手段に投入する投入工程と、前記混練手段に投入されたペレットゴムおよび粉体薬品を混練する混練工程と、を備えるゴム連続混練方法において、前記投入工程は、鉛直方向に対して傾斜した前記シュータの第１経路に、粉体薬品を投入するとともに、鉛直方向に対して前記第１経路の反対側に傾斜して、前記第１経路の途上に合流する前記シュータの第２経路に、ペレットゴムを投入するものである。

上記ゴム連続混練方法によれば、シュータの第１経路に投入された粉体薬品は、その第１経路を通過して混練手段に供給される。そして、第１経路の途上には、ペレットゴムが投入される第２経路が合流するため、かかる合流点においてペレットゴムに粉体薬品を添加することができる。これにより、可塑化したゴムに粉体薬品を添加する場合に比べて粉体薬品を均一に分散添加し易くなり、優れた混練効率を得ることができる。また、シュータの第１経路を鉛直方向に対して傾斜させ、更に、第２経路を鉛直方向に対して第１経路の反対側に傾斜させることにより、第２経路に投入されたペレットゴムは、第１経路に合流する際および第１経路を通過する際にシュータ内面に衝突する。このように、粉体薬品に比べて比較的大きな重量を有するペレットゴムの投入経路を屈曲させることで、その衝突による衝撃を大きくして、シュータを効果的に振動させることができる。これにより、シュータ内面に付着しようとする又は付着している粉体薬品の付着を防いで、粉体薬品の定量供給の精度を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るゴム連続混練設備の構成を示す模式図である。図２は、ペレットゴム形成部の正面図である。図３は、本発明の第２実施形態に係るゴム連続混練設備の構成を示す模式図である。

＜第１実施形態に係るゴム連続混練設備の構成＞
図１に示すゴム連続混練設備は、先端側にペレットゴム形成部３が設けられた単軸押出機２（前記ペレットゴム供給手段に相当する。）と、スクリューフィーダ７（前記粉体薬品供給手段に相当する。）と、ベルトコンベア４と、連続混練押出機１（前記混練手段に相当する。）と、連続混練押出機１に連結された直筒状のシュータ６とを備える。

連続混練押出機１は、バレル１ｂの内部で混練および押し出しを行うスクリュー１ａと、スクリュー１ａを回転駆動する駆動装置１ｃとを備えている。スクリュー１ａの先端側には、所定の断面形状を有するダイ８が設けられている。バレル１ｂの駆動装置１ｃ側部分には、ペレットゴムおよび粉体薬品が供給される供給口５が設けられている。

シュータ６は、鉛直方向に対して角度θ１で傾斜した状態で設けられている。角度θ１は、後述する理由により２〜１５°に設定されており、好ましくは４〜１０°である。シュータ６の一方の開口は、供給口５に連結され、連続混練押出機１のバレル１ｂ内に連通している。また、シュータ６の他方の開口には、漏斗状のホッパー６ｄが連設されており、ホッパー６ｄの上方には、ペレットゴムおよび粉体薬品の搬送装置であるベルトコンベア４が設けられている。

単軸押出機２は、バレル２ｂの内部で混練および押し出しを行うスクリュー２ａと、スクリュー２ａを回転駆動する駆動装置２ｃと、ノンプロゴムＧが投入される漏斗状のホッパー２ｄとを備えている。ここで、ノンプロゴムＧは、原料ゴムに補強剤、充填剤、可塑剤等の添加剤（ただし、加硫剤および加硫促進剤を除く）を添加し、混練（ノンプロゴム混練）することにより得られる非加硫性ゴム組成物である。

単軸押出機２の先端側には、ペレットゴム形成部３が設けられており、スクリュー２ａにより押し出される定量のノンプロゴムＧをペレット状に形成することができる。本実施形態のペレットゴム形成部３は、図２に示すように、複数の孔３ｂが形成された多孔ダイ３ａと、多孔ダイ３ａの中央に位置する駆動軸３ｃを中心に、多孔ダイ面に対して一定間隔を確保しながら回転するカッタ刃３ｄと、カッタ刃３ｄを回転駆動する不図示の駆動装置とを備える。

ベルトコンベア４は、ペレット状に形成されたノンプロゴムＧ（以下、ペレットゴムＰと称する場合がある。）を下流側に搬送し、シュータ６に投入するように構成されている。

スクリューフィーダ７はホッパー７ｄを備え、ここから加硫剤や加硫促進剤などの加硫系薬品Ｋ（前記粉体薬品に相当する。）が粉体の形態で供給される。供給された加硫系薬品Ｋは、スクリューフィーダ７の先端側へ定量搬送され、吐出口７ｅから自由落下により、ベルトコンベア４上のペレットゴムＰに添加されるように構成されている。なお、スクリューフィーダ７は、単独で設けられる構成に限らず、薬品の種類毎に複数設けてもよい。また、粉体を定量で供給できる装置であれば、スクリューフィーダに限られず、例えば振動フィーダを採用してもよい。

加硫系薬品Ｋが添加されたペレットゴムＰは、ベルトコンベア４により下流側に搬送され、ホッパー６ｄを介してシュータ６に投入される。投入されたペレットゴムＰは、シュータ６の内部を通過し、連続混練押出機１内に投入される。即ち、シュータ６は、ペレットゴムＰおよび加硫系薬品Ｋの投入経路を構成する。従って、シュータ６は、連続混練押出機１とスクリューフィーダ７等との位置関係に応じて、適宜の長さ寸法で、角度θ１で傾斜して設けられる。シュータ６は、加硫系薬品Ｋの付着を抑制する観点から、内面が円滑であることが好ましく、金属や樹脂などにより構成することができる。

なお、図１に示すゴム連続混練設備には、ペレットゴムＰおよび加硫系薬品Ｋの供給量を制御するための制御装置（不図示）が設けられる。制御装置は、単軸押出機２のスクリュー回転数およびスクリューフィーダ７のスクリュー回転数を制御することで、混合比率が一定になるように各供給量の制御を行う。なお、スクリューフィーダ７を薬品の種類毎に設ける場合は、それぞれのスクリュー回転数に対する制御が行われる。

＜第１実施形態に係るゴム連続混練設備を用いたゴム連続混練方法＞
図１に示したゴム連続混練設備を用いて、ゴム混練を行う方法について説明する。まず、単軸押出機２のホッパー２ｄに、前工程にて調整されたノンプロゴムＧを供給する。供給されたノンプロゴムＧは、混練されながら先端側に定量搬送され、多孔ダイ３ａを介して押し出される。多孔ダイ３ａの孔３ｂから押し出されたノンプロゴムＧは、カッタ刃３ｄにより切断され、円柱状のペレットゴムＰが形成される。形成されたペレットゴムＰは、自由落下により下流側に配置されたベルトコンベア４上に供給される。

また、スクリューフィーダ７のホッパー７ｄには、粉体の加硫系薬品Ｋを供給する。供給された加硫系薬品Ｋは、スクリューフィーダ７の先端側に定量搬送され、吐出口７ｅから落下して、ベルトコンベア４上のペレットゴムＰに添加される。ペレットゴムＰに粉体の加硫系薬品Ｋを添加することにより、ノンプロゴムＧに加硫系薬品Ｋを均一に分散添加することができる。加硫系薬品Ｋが添加されたペレットゴムＰは、ベルトコンベア４により更に下流側に搬送されて、ホッパー６ｄを介してシュータ６に投入される。

投入されたペレットゴムＰは、シュータ６の内部を通過し、供給口５を介して連続混練押出機１に供給される（前記投入工程に相当する。）。このとき、シュータ６が鉛直方向に対して傾斜していることにより、ペレットゴムＰがシュータ内面に衝突しながら投入され、シュータ６を振動させることができる。このペレットゴムＰの衝突およびシュータ６の振動により、シュータ内面に付着しようとする又は付着している加硫系薬品Ｋの付着を防ぐことができ、加硫系薬品Ｋの供給精度を高めることができる。

従って、シュータ６の傾斜角度θ１は、ペレットゴムＰの衝突によりシュータ６が効果的に振動するように設定され、本発明では、上述のように鉛直方向に対して２〜１５°であり、好ましくは４〜１０°である。傾斜角度θ１が２°未満であると、シュータ６の姿勢が鉛直方向に近付いて、ペレットゴムＰがシュータ内面に衝突し難くなり、シュータ６の振動効果が得られ難くなる傾向にある。一方、傾斜角度θ１が１５°を越えると、衝突スピードが低下してシュータ６に与える衝撃が小さくなり、シュータ６を振動させる効果が小さくなる傾向にある。また、傾斜角度θ１が１５°を越える場合には、ペレットゴムＰおよび加硫系薬品Ｋの投入経路が長くなり、落下速度も低下するため、供給効率を悪化させるおそれがある。なお、シュータ６は、振動し易いように軽量に形成されたものが好ましく、特に０．５ｍｍ以下の厚みで形成されたものが好ましい。

ペレットゴムＰの形状および寸法は特に限定されないが、その長さまたは直径（粒度分布を測定したときの平均粒径）は３〜１０ｍｍ程度であるものが好ましい。当該寸法が３ｍｍ未満であると、ペレットゴムＰのシュータ内面への衝突による衝撃が小さくなるため、シュータ６の振動効果が得られ難くなる傾向にある。一方、１０ｍｍを越えると、連続混練押出機１のスクリュー１ａのピッチとの関係でバレル１ｂ内に入り難くなる場合があり、ノンプロゴムＧに対する加硫系薬品Ｋの均一分散性が低減するため好ましくない。なお、本実施形態において、ペレットゴムの形状は孔３ｂの形状によって決定され、その寸法は孔３ｂの寸法とカッタ刃３ｄの回転数とにより制御することができる。

連続混練押出機１は、シュータ６を介して供給されたペレットゴムＰおよび加硫系薬品Ｋを、スクリュー１ａにて混練する（前記混練工程に相当する。）。これにより、ノンプロゴムＧと加硫系薬品Ｋとを混練（ファイナルゴム混練）して、ファイナルゴムを製造することができる。連続混練押出機１の先端側に送り込まれたファイナルゴムは、ダイ８にて所定の断面形状に押出成形され、冷却後、適度の長さに切断されて加硫工程が施される。

＜第２実施形態に係るゴム連続混練設備の構成＞
本発明の別実施形態に係るゴム連続混練設備の構成について説明する。本実施形態は、シュータの構成、ペレットゴム供給手段および粉体薬品供給手段の配置が、以下の通りである他は、前述の実施形態と同様の構成・作用であるので、相違点を中心に説明し、共通の説明は省略する。

図３に示すゴム連続混練設備は、先端側にペレットゴム形成部３が設けられた単軸押出機２と、スクリューフィーダ７と、連続混練押出機１と、連続混練押出機１に連結されたシュータ９とを備える。本実施形態のシュータ９は、スクリューフィーダ７より投入される加硫系薬品Ｋが通過する第１経路９ａと、単軸押出機２より投入されるペレットゴムＰが通過する第２経路９ｂとを備える。

第１経路９ａは、鉛直方向に対して角度θ２で傾斜し、一方の開口が供給口５に連結されて、連続混練押出機１のバレル１ｂ内に連通している。他方の開口にはホッパー９ｄが連設されており、その上方にスクリューフィーダ７が配置されている。角度θ２は２〜１５°に設定されており、好ましくは４〜１０°である。第２経路９ｂは、鉛直方向に対して第１経路９ａの反対側に角度θ３で傾斜し、一方の開口が第１経路９ａの途上に合流して連通している。他方の開口にはホッパー９ｄが連設されており、その上方に単軸押出機２が配置されている。角度θ３は２５〜７０°に設定されており、好ましくは４０〜６０°である。

＜第２実施形態に係るゴム連続混練設備を用いたゴム連続混練方法＞
図３に示したゴム連続混練設備を用いて、ゴム混練を行う方法について説明する。前述の実施形態と共通する説明については省略する。まず、単軸押出機２のホッパー２ｄに、ノンプロゴムＧを供給し、ペレットゴムを形成する。形成されたペレットゴムは、自由落下により、シュータ９の第２経路９ｂにホッパー９ｄを介して投入される。また、スクリューフィーダ７のホッパー７ｄには加硫系薬品Ｋを供給する。供給された加硫系薬品Ｋは、スクリューフィーダ７の吐出口７ｅから落下して、シュータ９の第１経路９ａにホッパー９ｄを介して投入される。

投入されたペレットゴムおよび加硫系薬品Ｋは、シュータ９の内部を通過して連続混練押出機１に投入される（前記投入工程に相当する。）。このとき、第１経路９ａと第２経路９ｂとの合流点にて、ペレットゴムに粉体の加硫系薬品Ｋが添加される。これにより、ノンプロゴムＧに加硫系薬品Ｋを均一に分散添加することができる。

更に、ペレットゴムは、鉛直方向に対して第１経路９ａの反対側に傾斜している第２経路９ｂを通過することにより、第１経路９ａに合流する際、シュータ内面に効果的に衝突する。また、第１経路９ａが鉛直方向に対して傾斜していることにより、ペレットゴムが合流点より下流側の第１経路９ａを通過する際にも、第１経路９ａのシュータ内面に衝突する。このようなペレットゴムのシュータ内面への衝突によって、シュータ９を振動させることができ、シュータ内面に付着しようとする又は付着している加硫系薬品Ｋの付着を防いで、加硫系薬品Ｋの供給精度を高めることができる。

従って、シュータ９の第１経路９ａの傾斜角度θ２、および第２経路９ｂの傾斜角度θ３は、ペレットゴムの衝突によりシュータ９が効果的に振動するように設定される。角度θ２は、上述のように鉛直方向に対して２〜１５°であるものが好ましく、４〜１０°であるものがより好ましい。この範囲の角度が好ましい理由については、前述の実施形態における角度θ１と同様である。また、角度θ３は、２５〜７０°であるものが好ましく、４０〜６０°であるものがより好ましい。傾斜角度θ３が２５°未満であると、ペレットゴムの投入角度が第１経路９ａのシュータ内面に対して鋭角になり過ぎるため、衝突による衝撃が小さくなり、シュータ９を振動させる効果が小さくなる傾向にある。一方、傾斜角度θ３が７０°を越えると、ペレットゴムの衝突スピードが低下して、シュータ９を振動させる効果が小さくなる傾向にある。

第２経路９ｂは、第１経路９ａのスクリューフィーダ７側の開口より、第１経路９ａの鉛直方向長さＬの１／５〜３／５の部分に第１経路９ａとの合流点を有するものが好ましく、１／４〜２／４の部分に有するものがより好ましい。上記範囲から外れた部分に第１経路９ａとの合流点を有する場合、シュータ９を振動させる効果が小さくなる傾向にある。

連続混練押出機１は、シュータ９を介して供給されたペレットゴムおよび加硫系薬品Ｋを混練し（前記混練工程に相当する。）、ファイナルゴムを製造する。ファイナルゴムは、ダイ８にて所定の断面形状で押し出され、加硫工程が施される。

＜別実施形態＞
（１）本発明に係るゴム連続混練設備またはゴム連続混練方法で扱うペレットゴムの構成材料や、粉体薬品の種類、形状または寸法については、特定のものに限定されるものではない。また、前述の実施形態では、ペレット状のノンプロゴムＧに加硫系薬品Ｋを添加して混練する、いわゆるファイナルゴム混練における例を示したが、本発明は、原料ゴムに補強剤や充填剤、可塑剤等の添加剤を添加して混練する、いわゆるノンプロゴム混練の場合にも用いることができる。

（２）ペレットゴム形成部３は、上述した構成に限られず、例えば、カッタ刃３ｄを多孔ダイ３ａの中央ではなく外側に設けたものでもよい。これにより、多孔ダイ３ａの全面に孔３ｂを形成することができ、ペレットゴムの形成効率を向上することができる。なお、前述の実施形態では、ペレットゴム形成部３として、いわゆるホットカットペレタイザーを用いた例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。

（３）本発明では、シュータ６、９の端部を堅固に固定せずに、ある程度動きうる余裕を設けた状態で固定することが好ましい。例えば、連続混練押出機１の供給口５に連結されるシュータ６、９の開口の外径を、その供給口５の径寸法と同程度にせず、ある程度の余裕を設けて小さくすることが好ましい。これにより、ペレットゴムＰのシュータ内面への衝突によって、シュータ６、９が効果的に振動するように構成することができる。

（４）前述の第１実施形態では、シュータ６に投入する前のペレットゴムＰに加硫系薬品Ｋを添加するため、ベルトコンベア４上にて加硫系薬品Ｋを滴下供給する例を示したが、本発明は、かかる構成に限られるものではない。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。実施例では、ファイナルゴムに対する薬品の均一分散性を評価するため、各ゴム連続混練設備を用いて加硫特性試験を行った。

実施例１
図１に示すゴム連続混練設備を用いて試験および評価を行った。連続混練押出機１としては、公知のスクリュー式連続混練押出機（コペリオン社製「Ｋｏ−Ｋｎｅａｄｅｒ」）を使用し、スクリュー１ａのＬ／Ｄを１１、スクリュー１ａの回転数を１５０ｒｐｍとした。なお、Ｌ／Ｄとは、（スクリュー１ａの長さ）／（スクリュー１ａの外径）である。シュータ６は、鉛直方向長さ１１０ｍｍ、内径７０ｍｍ、肉厚０．２ｍｍの透明のポリエチレン製円筒とし、傾斜角度θ１を６°に設定して配設した。単軸押出機２は、スクリュー２ａのＬ／Ｄを１０とした。ペレットゴム形成部３は、多孔ダイ３ａの孔３ｂの直径を５ｍｍとした。スクリューフィーダ７としては、重量式ツインスクリュータイプのものを使用した。

ゴムの配合部数（ｐｈｒ）は、ＳＢＲ系ノンプロゴム１６５ｐｈｒに対して、加硫系薬品である硫黄（粉体）を２．０ｐｈｒ、加硫促進剤ＣＢＳ（化学名：Ｎ−シクロヘキシル−２−ベンゾチアゾルスルフェンアミド）（粉体）を１．５ｐｈｒとした。

実施例２
図３に示すゴム連続混練設備を用いて試験および評価を行った。連続混練押出機１、単軸押出機２、スクリューフィーダ７、ゴムおよび加硫系薬品については、実施例１と同一のものを使用した。但し、シュータ９は、第１経路９ａと第２経路９ｂとからなるものとし、第１経路９ａの傾斜角度θ２を１０°、第２経路９ｂの傾斜角度θ３を５９°とした。また、第２経路は、第１経路のスクリューフィーダ７側の開口より、第１経路９ａの鉛直方向長さＬの１／４の部分に合流点を有するものとした。

比較例
図４に示す従来のゴム連続混練設備を用いた。連続混練押出機１、単軸押出機２、スクリューフィーダ７、ゴムおよび加硫系薬品については、上記実施例と同一のものを使用した。但し、単軸押出機２が連結される供給口から、シュータ１１が連結される供給口５までの距離を２５０ｍｍとした。

加硫特性試験の試験機として、Ａｌｐｈａ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社製のレオメータＭＤＲ２０００を使用した。試験は、ＪＩＳ Ｋ６３００−２に準拠して行い、試験温度は１６０℃とした。また、連続混練押出機１に加硫系薬品を投入する際、シュータ内面に対する加硫系薬品の付着状況を目視にて観察した。試験結果を表１に示す。なお、表１において、ＭＨは最大トルクを示し、ｔ９０は最大トルクの９０％のトルク値に到達するまでの時間を示す。サンプル数は２０個である。ただし、最初の１分間は除き、インターバル３０秒ごとに採取した。Ａｖｅは平均値を、σは標準偏差を、ＣＶはＣＶ値（σ／Ａｖｅ）をそれぞれ示す。

表１に示すように、実施例１、２では、シュータ内面に対する加硫系薬品の付着がほとんど確認されず、一時的に付着した場合であっても、ペレットゴムがシュータの内面に衝突した際に離れる現象が観察された。一方、比較例では、シュータ内面に加硫系薬品が付着し、粉体の滞留部が形成されることがあった。表１によれば、ＭＨおよびｔ９０の平均値は比較例と実施例１、２とで略同じとなっているが、実施例１、２ではＣＶ値が３％以下であり、ばらつきが許容範囲内であると判断できるのに対し、比較例ではＣＶ値が４％を超えており、ばらつきが大きいことがわかる。即ち、実施例１、２では、比較例に比べてＭＨおよびｔ９０のばらつきが改善されており、ノンプロゴムに対して加硫系薬品が均一に分散していることがわかる。

本発明の第１実施形態に係るゴム連続混練設備の構成を示す模式図 ペレットゴム形成部の正面図 本発明の第２実施形態に係るゴム連続混練設備の構成を示す模式図 従来のゴム連続混練設備の構成を示す模式図

符号の説明

１ 連続混練押出機
２ 単軸押出機
３ ペレットゴム形成部
４ ベルトコンベア
５ 供給口
６ シュータ
６ｄ ホッパー
７ スクリューフィーダ
８ ダイ
９ シュータ
９ａ 第１経路
９ｂ 第２経路
９ｄ ホッパー
Ｇ ノンプロゴム
Ｋ 加硫系薬品
Ｌ 第１経路の鉛直方向長さ
Ｐ ペレットゴム

Claims (5)

1. ペレットゴムを供給するペレットゴム供給手段と、粉体薬品を供給する粉体薬品供給手段と、ペレットゴムと粉体薬品とを混練する混練手段と、前記混練手段に投入されるペレットゴムおよび粉体薬品の投入経路を構成する筒状のシュータと、を備えるゴム連続混練設備において、
   前記シュータは、鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜して、前記ペレットゴム供給手段よりペレットゴムが投入されるとともに、
   前記粉体薬品供給手段は、前記シュータに投入される前の前記ペレットゴムに、粉体薬品を添加するように構成されたことを特徴とするゴム連続混練設備。
2. ペレットゴムを供給するペレットゴム供給手段と、粉体薬品を供給する粉体薬品供給手段と、ペレットゴムと粉体薬品とを混練する混練手段と、前記混練手段に投入されるペレットゴムおよび粉体薬品の投入経路を構成する筒状のシュータと、を備えるゴム連続混練設備において、
   前記シュータは、
   鉛直方向に対して傾斜して、前記粉体薬品供給手段より投入される粉体薬品が通過する第１経路と、
   鉛直方向に対して前記第１経路の反対側に傾斜して前記第１経路の途上に合流し、前記ペレットゴム供給手段より投入されるペレットゴムが通過する第２経路と、を備えることを特徴とするゴム連続混練設備。
3. 前記第１経路は、鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜しつつ、
   前記第２経路は、前記第１経路の前記粉体薬品供給手段側の開口より、前記第１経路の鉛直方向長さの１／５〜３／５の部分に、前記第１経路との合流点を有する請求項２記載のゴム連続混練設備。
4. ペレットゴムおよび粉体薬品を、筒状のシュータの内部を通過させて混練手段に投入する投入工程と、前記混練手段に投入されたペレットゴムおよび粉体薬品を混練する混練工程と、を備えるゴム連続混練方法において、
   前記投入工程の前に、ペレットゴムに粉体薬品を添加する工程を備えるとともに、
   前記投入工程は、前記粉体薬品が添加されたペレットゴムを、鉛直方向に対して２〜１５°の角度で傾斜した前記シュータに投入することを特徴とするゴム連続混練方法。
5. ペレットゴムおよび粉体薬品を、筒状のシュータの内部を通過させて混練手段に投入する投入工程と、前記混練手段に投入されたペレットゴムおよび粉体薬品を混練する混練工程と、を備えるゴム連続混練方法において、
   前記投入工程は、鉛直方向に対して傾斜した前記シュータの第１経路に、粉体薬品を投入するとともに、
   鉛直方向に対して前記第１経路の反対側に傾斜して、前記第１経路の途上に合流する前記シュータの第２経路に、ペレットゴムを投入することを特徴とするゴム連続混練方法。

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