JP2007276228A - ゴム材料の混練方法 - Google Patents

Abstract

【課題】混練ロールによる混練終了後のシート状のゴム材料を装置の設置スペースを小さくしながら、装置の外部に排出可能とするゴム材料の混練方法を提供する。
【解決手段】受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５を搬送方向に稼動したまま一対の混練ロール２ａ、２ｂを急停止させることにより、環状につながったシート状のゴム材料Ｒを混練ロール２ａ、２ｂの下方位置で切断し、その後、一対の混練ロール２ａ、２ｂを再び互いに逆方向に回転させて、切断したゴム材料Ｒを受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５により混練ロール２ａ、２ｂの上方位置の排出コンベヤ１１に搬送し、この排出コンベヤ１１により混練装置１の外部に排出する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ゴム材料の混練方法に関し、さらに詳しくは、混練ロールによる混練終了後のシート状のゴム材料を、装置の設置スペースを大きくすることなく、装置の外部に排出可能としたゴム材料の混練方法に関するものである。

タイヤ等のゴム製品の材料として使用する加硫前のゴム材料は、未加硫の天然ゴム等の原料ゴムと、カーボンブラック等の非加硫系配合剤とをバンバリーミキサと呼ばれる密閉型混練機で予備混練を行なった後、ロール混練機で所定の粘度になるまで混練を行なうようにしている。ロール混練機は、一対の混練ロールと、これら混練ロールの下方位置から上方位置に至るゴム材料の循環経路を形成するコンベヤとから構成され、予備混練したゴム材料は、このコンベヤにより一対の混練ロールに繰り返し供給されて混練するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

所定粘度になって混練を終了したゴム材料Ｒは、図７に例示するように、一対の混練ロール２ａ、２ｂでシート状に挟圧されたゴム材料Ｒが、循環経路を形成する受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５に沿って環状につながった状態になっている。従来、この環状になったゴム材料Ｒをロール混練機１３の外部に排出する際には、図８に例示するように、受け渡しコンベヤ６の練り返しコンベヤ５との重複部６ａを回動させて水平方向に展開するとともに、練り返しコンベヤ５の搬送方向を反対方向に切換えるように操作していた。この操作により、ゴム材料Ｒは混練ロール２ａ、２ｂと練り返しコンベヤ５とにより反対方向に引張られて混練ロール２ａ、２ｂと練り返しコンベヤ５との間で切断され、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５により外部に排出するようにしていた。

しかし、この方法では、受け渡しコンベヤ６の重複部６ａを水平方向に展開させるため、その重複部６ａのために大きなスペースが必要となり、ロール混練機１３の設置スペースが大きくなるという問題があった。

また、ゴム材料Ｒの排出は、練り返しコンベヤ５の上に、自重により押圧されるだけで生ずる摩擦力だけで行なわれるため、その摩擦力が小さいゴム材料Ｒもしくは高強度のゴム材料Ｒの場合には、練り返しコンベヤ５との間に滑りが生じてゴム材料Ｒの切断ができない場合があり、これによりゴム材料Ｒの排出が困難になるということがあった。
特開平５−３０５６１２号公報

本発明の主たる目的は、混練ロールによる混練終了後のシート状のゴム材料を装置の設置スペースを小さくしながら、装置の外部に排出可能とするゴム材料の混練方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、ゴム材料の切断を確実にし、円滑な排出を可能にするゴム材料の混練方法を提供することにある。

上記主たる目的を達成するため本発明のゴム材料の混練方法は、ゴム材料を一対の混練ロールによりシート状に挟圧して下方のコンベヤに投下し、該コンベヤにより前記シート状のゴム材料を再び前記一対の混練ロールの上部に循環搬送して混練工程を繰り返すゴム材料の混練方法において、前記混練工程を終了する際に、前記コンベヤを稼動したまま前記混練ロールを停止することにより、該混練ロールの下方位置で前記シート状のゴム材料を切断し、前記コンベヤの搬送方向先端部と混練ロールとの間に進退可能な排出コンベヤを挿入させて、該排出コンベヤにより前記切断後のゴム材料を前記コンベヤの搬送方向先端部から回収して排出することを特徴とするものである。

本発明によれば、混練工程を終了する際に、シート状のゴム材料を搬送するコンベヤを稼動状態にしたまま、一対の混練ロールを停止することにより、シート状のゴム材料を混練ロールの下方位置で切断し、切断後のゴム材料をコンベヤの搬送方向先端部と混練ロールとの間に挿入した排出コンベヤで回収して排出するようにしたので、従来の方法のようにコンベヤを水平方向に展開させるスペースが不要となり、混練装置の設置スペースを小さくすることが可能になる。

以下、本発明のゴム材料の混練方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
図１に例示するように本発明を実施する混練装置１は、いわゆるロール混練機であり、対向する一対の混練ロール２ａ、２ｂを有し、これら混練ロール２ａ、２ｂの下方には、受け渡しコンベヤ６が配置されている。この受け渡しコンベヤ６は、混練ロール２ａ、２ｂの下方位置から水平方向に延びる搬送面と、中途から上下方向に回動可能な搬送面とを有し、搬送面の上方にはゴム材料Ｒのゴム温度を検知する温度センサ７と制御装置９の制御によりゴム材料Ｒを冷却する冷却ファン８が配置されている。

また、受け渡しコンベヤ６の回動部の上方から混練ロール２ａ、２ｂの上方に延びるように練り返しコンベヤ５が配置されている。受け渡しコンベヤ５の中途の重複部６ａを上方向に回動させると、受け渡しコンベヤ６と練り返しコンベヤ５とが搬送面を対向させて一部オーバラップするように構成されている。この２つに分割された練り返しコンベヤ５および受け渡しコンベヤ６により、ゴム材料Ｒを混練ロール２ａ、２ｂの間に繰り返し供給する循環経路が形成されている。循環経路は３つ以上に分割されたコンベヤにより形成してもよい。

一対の混練ロール２ａ、２ｂは、それぞれ別個に設けられた油圧モータ４ａ、４ｂにより回転し、回転速度はそれぞれ独立して調整可能になっている。また、混練ロール２ａ、２ｂのロールギャップを検知するギャップセンサ（図示せず）が設けられ、一方の混練ロール２ａにはアクチュエータ３が備わり、この混練ロール２ａを移動させてロールギャップを変更可能としている。混練ロール２ａ、２ｂの表面に近接してスクレーパを設けるようにしてもよい。

油圧モータ４ａ、４ｂの駆動トルク、ロール表面速度、ロールギャップ、ゴム温度の各データは制御装置９に送信され、これらのデータに基づいて、制御装置９により混練ロール２ａ、２ｂの表面速度、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５の搬送速度、ロールギャップ、ゴム温度が制御されるようになっている。ゴム材料Ｒは、途中でオーバラップしている受け渡しコンベヤ６と練り返しコンベヤ５とに挟まれながら一対の混練ロール２ａ、２ｂの下方から上方に循環搬送され、互いに反対方向に回転する混練ロール２ａ、２ｂの間を繰り返し通過して挟圧される。このように挟圧されることにより適切なせん断力が付与されて、所定の混練時間で目標粘度になるように混練される。

ゴム材料Ｒを混練する際には、１バッチの混練工程中において、当初に設定したロールギャップは一定にしておくことが好ましいが、ゴム材料Ｒの特性に応じて可変制御するようにしてもよい。

また、混練ロール２ａ、２ｂの上方には切断センサ１０が設けられ、ゴム材料Ｒが落下する練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部と混練ロール２ａ、２ｂとの間を検知範囲として、その検知信号は制御装置９に送信されるように構成されている。切断センサ１０は、この検知範囲を網羅するために複数設けることもできる。

また、混練したゴム材料Ｒの混練装置１の外部への排出手段として、練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部と混練ロール２ａ、２ｂとの間に向かって前進移動する排出コンベヤ１１が設けられている。この排出コンベヤ１１はゴム材料Ｒの混練中に後退位置で待機し、制御装置９により進退移動が制御される。

図１のように、混練して目標粘度になったゴム材料Ｒは、受け渡しコンベヤ６と練り返しコンベヤ５に沿って環状につながったシート状になる。このゴム材料Ｒを混練装置１の外部に排出するには、図２に示すように、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５を搬送状態に稼動させたまま、両方の混練ロール２ａ、２ｂの回転を急停止させる。これにより、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５の上にあるゴム材料Ｒは、そのまま混練ロール２ａ、２ｂの上に搬送されるが、混練ロール２ａ、２ｂでゴム材料Ｒが止まった状態になるため、混練ロール２ａ、２ｂの下方側のゴム材料Ｒには張力が生じる。この張力により混練ロール２ａ、２ｂの下方位置で、ゴム材料Ｒを切断することができる。

本発明では、一対の混練ロール２ａ、２ｂの回転駆動を油圧モータ４ａ、４ｂにより行なっているので、混練ロール２ａ、２ｂの回転を即座に停止することができ、ゴム材料Ｒに大きな張力を発生させることが可能になっている。

また、ゴム材料Ｒを切断する際、ゴム材料Ｒは、受け渡しコンベヤ６と練り返しコンベヤ５との間に挟まれた状態で搬送されているので、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５の両者の搬送力を切断に利用することができる。さらに、ゴム材料Ｒが挟まれることにより受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５と密着し、大きな摩擦力を得ることができるので、両者の搬送力を損なうことなく切断に利用することができる。

これにより破断強度の高いゴム材料Ｒであっても、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５との間で滑りが生じることを防止して、確実に切断することが可能になる。

次いで、図３に例示するように、切断されたゴム材料Ｒは受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５により、混練ロール２ａ、２ｂの上に搬送される。そのゴム材料Ｒの切断後端部が練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部から混練ロール２ａ、２ｂの上に落下すると、それを切断センサ１０により検知する。

このように、切断センサ１０がゴム材料Ｒの切断後端部の通過を検知すると、図４に例示するように制御装置９の指令により再び混練ロール２ａ、２ｂを互いに反対方向に回転させ、シート状のゴム材料Ｒにしながら受け渡しコンベヤ６に落下させ、その受け渡しコンベヤ６から、再び混練ロール２ａ、２ｂの上方位置の練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部まで搬送する。尚、切断センサ１０はゴム材料Ｒの切断を検知できれば他の場所に設置してもよい。

また、切断センサ１０の検知信号に基づいて、上記ゴム材料Ｒの前端が練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部から落下する前に、排出コンベヤ１１が、練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部と混練ロール２ａ、２ｂとの間に前進移動し、その排出コンベヤ１１の上に練り返しコンベヤ５からゴム材料Ｒが連続的に載置されて回収され、混練装置１の外部に排出される。ゴム材料Ｒの排出完了は、排出コンベヤ１１の上方に設置した排出センサ１２により検知し、この検知信号に基づいて、制御装置９が排出コンベヤ１１を再び後退場所に移動させ、次の混練ゴム材料Ｒを排出するまで待機する。

以上のように、混練工程終了後のゴム材料Ｒを混練装置１の外部に円滑に排出して後工程に供給することができる。ゴム材料Ｒを排出する際に、受け渡しコンベヤ６の中途を回動させて重複部６ａを水平方向に展開する必要がなく、大きな回動スペースを不要として混練装置１の設置スペースをコンパクトにすることができる。また、本発明では受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５の搬送方向が常に一方方向となり、搬送方向の切換えが不要になる。

本発明において、排出コンベヤ１１は練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部と混練ロール２ａ、２ｂとの間に前進後退するものであれば、特に構造は限定されない。例えば、図５は、排出コンベヤ１１の他の実施形態を示す。この排出コンベヤ１１は、練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部と混練ロール２ａ、２ｂとの間で混練ロール２ａ、２ｂの回転軸方向に近接離反する一対のブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂからなり、制御装置９により制御されるようになっている。このブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂは、練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部から落下するゴム材料Ｒが混練ロール２ａ、２ｂからはみ出さないように中央に寄せるために機能する。

それぞれのブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂは、混練ロール２ａ、２ｂの回転軸方向を搬送方向にし、互いに同じ高さ位置で搬送方向端部を対向している。それぞれのブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂの搬送方向は正逆切換え可能で、混練ロール２ａ、２ｂの軸方向に互いが近接離反するように移動して、互いのすき間を変更できるように構成されている。尚、ゴム材料Ｒの排出側となる一方のブレンダコンベヤ１１ａのみを搬送方向の正逆切換えができるようにしてもよい。ゴム材料Ｒの混練中は、互いのブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂのすき間を開け、搬送方向はゴム材料Ｒを落下させる方向に設定され、互いの搬送方向が逆方向となっている。

ゴム材料Ｒの混練を終了する際は、図２、図３に示したようにゴム材料Ｒが切断され、切断センサ１０によりゴム材料Ｒの切断後端部の通過を検知し、この検知信号により、再び混練ロール２ａ、２ｂを互いに反対方向に回転させて、受け渡しコンベヤ６および練り返しコンベヤ５によりゴム材料Ｒが混練ロール２ａ、２ｂの上方に向かって搬送される。

次いで、図６に例示するように、切断センサ１０の検知信号に基づいて、切断されたゴム材料Ｒの先端が練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部から落下する前に、互いのブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂが移動してすき間がないように近接する。さらに、ゴム材料Ｒの排出側となる一方のブレンダンベヤ１１ａの搬送方向を反対に切換えて、互いの搬送方向を同一にする。

これにより、練り返しコンベヤ５の搬送方向先端部から落下したゴム材料Ｒは、ブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂの上に連続的に載置されて回収され、ブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂにより混練装置１の外部に排出される。ゴム材料Ｒの排出は、ブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂの上方に設置した排出センサ１２により検知され、この検知信号は制御装置９に送信される。この検知信号に基づいて、ゴム材料Ｒの排出が完了した後に、ブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂは、再び互いが離反する方向に移動し、排出側のブレンダコンベヤ１１ａは搬送方向を切換える。このようにして、一対のブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂは、次の混練するゴム材料Ｒが混練ロール２ａ、２ｂからはみ出さないように機能する。

以上のように、この混練装置１では一対のブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂをゴム材料Ｒの排出手段としても利用するため、新たに排出手段を設ける必要がなくなる。

このブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂを有する混練装置１を複数台を横方向に並べると、ブレンダコンベヤ１１ａ、１１ｂにより隣接する混練装置１に混練したゴム材料Ｒを供給して連続的に混練を行なう混練ラインを構築することができる。

本発明を実施する混練装置がゴム材料を混練している状態を例示する側面図である。 図１の混練装置がゴム材料を切断する状態を例示する側面図である。 図２の次の状態を例示する混練装置の側面図である。 図３の次の状態を例示する混練装置の側面図である。 図１の排出コンベヤの他の実施形態を示す一部拡大正面図である。 図５の排出コンベヤがゴム材料を排出する状態を例示する一部拡大正面図である。 従来のロール混練機がゴム材料を切断する状態を例示する側面図である。 図７の次の状態を例示するロール混練機の側面図である。

符号の説明

１ 混練装置
２ａ、２ｂ 混練ロール
３ アクチュエータ
４ａ、４ｂ 油圧モータ
５ 練り返しコンベヤ
６ 受け渡しコンベヤ ６ａ 重複部
７ 温度センサ
８ 冷却ファン
９ 制御装置
１０ 切断センサ
１１ 排出コンベヤ
１１ａ、１１ｂ ブレンダコンベヤ
１２ 排出センサ
１３ ロール混練機
Ｒ ゴム材料

Claims (5)

1. ゴム材料を一対の混練ロールによりシート状に挟圧して下方のコンベヤに投下し、該コンベヤにより前記シート状のゴム材料を再び前記一対の混練ロールの上部に循環搬送して混練工程を繰り返すゴム材料の混練方法において、前記混練工程を終了する際に、前記コンベヤを稼動したまま前記混練ロールを停止することにより、該混練ロールの下方位置で前記シート状のゴム材料を切断し、前記コンベヤの搬送方向先端部と混練ロールとの間に進退可能な排出コンベヤを挿入させて、該排出コンベヤにより前記切断後のゴム材料を前記コンベヤの搬送方向先端部から回収して排出するゴム材料の混練方法。
2. 前記コンベヤを少なくとも２台に分割するとともに、分割位置を互いにオーバラップさせ、該オーバーラップ部分で前記ゴム材料を挟み込んで搬送する請求項１に記載のゴム材料の混練方法。
3. 前記一対の混練ロールの上方に切断センサを配置し、該切断センサが前記切断した
   ゴム材料の切断後端部が通過したことを検知したとき、前記排出コンベヤを前記一対の混練ロールと前記コンベヤの搬送方向先端部との間に移動させる請求項１または２に記載のゴム材料の混練方法。
4. 前記一対の混練ロールを油圧モータで駆動する請求項１〜３のいずれかに記載のゴム材料の混練方法。
5. 前記排出コンベヤを前記混練ロールの回転軸方向に近接離反する一対のブレンダコンベヤで構成した請求項１〜４のいずれかに記載のゴム材料の混練方法。

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