JP2008062532A - 密閉式混練機及びその冷却方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】チャンバ1、加圧蓋2及びロータ3、3をジャケット構造とし、ジャケット構造のジャケットJ1、J2、J3に冷却水を通水することによって混練材料を冷却するようにした密閉式混練機において、加圧蓋2の上下方向の位置を検出する検出器6と、この検出器6によって検出した加圧蓋2の上下方向の位置に合わせて、チャンバ1、加圧蓋2及びロータ3、3のジャケットJ1、J2、J3に通水する冷却水の水量を制御するアクチュエータA1、A2、A3の制御機構7とを備える。
【選択図】図1
Description
ところで、この種の密閉式混練機を用いて高粘度の材料の混練を行った場合、混練材料に付与されるせん断力によって混練材料が発熱し、次第に混練材料の粘度が低下する。そして、混練材料の粘度が低下すると、混練材料に十分なせん断力を与えることができず、フィラーの分散不良が生じたり、加硫剤、促進剤等の配合剤を添加する混練においては、混練材料の昇温は、混練材料の加熱による化学反応を起こし、成形時の加工不良の原因ともなる。
そのため、この種の密閉式混練機においては、チャンバ1、加圧蓋2、ロータ3、3をジャケット構造とし、このジャケット構造のジャケットJ1、J2、J3に冷却水を通水することによって、混練時の混練材料の昇温を抑制するようにしている(例えば、特許文献1〜3参照)。
すなわち、混練初期において混練材料は、粘度が大きく、弾性的で、ロータ3、3の回転によって加圧蓋2を大きく上下動させる。したがって、混練初期において、加圧蓋2の伝熱面2aと混練材料との実際の接触面積は小さい。
そして、混練が進むと混練材料の粘度(弾性)が低下し、ロータ3、3の回転による加圧蓋2の上下動が小さくなるとともに、加圧蓋2の伝熱面2aと混練材料との実際の接触面積は大きくなる。
このため、混練時の混練材料の昇温を抑制することが十分にできなかったり、冷却水の供給能力を高める必要が生じるという問題があった。
この密閉式混練機は、ゴム、プラスチック等の高粘度の材料の混練を行うためのもので、混練材料を収容するチャンバ1と、チャンバ1の上部開口部に上下方向に摺動可能に挿入される加圧蓋2と、チャンバに収容された混練材料を混練する、チャンバ1内に回転可能に取り付けられたロータ軸31にロータ翼32を有する並列した2本のロータ3、3とを備えている。
各ジャケットJ1、J2、J3には、冷却水供給管4から、それぞれ流量制御アクチュエータA1、A2、A3によって水量を制御された冷却水が、供給口J1a、J2a、J3aを介して送り込まれる。そして、ジャケットJ1、J2、J3に通水された冷却水は、混練材料と接触する伝熱面によって混練材料の熱を奪い、排出口J1b、J2b、J3bを介して冷却水排出管5に戻り、冷却装置(図示省略)によって再び冷却され、冷却水供給管4に送られ、循環するようにされている。
ここで、加圧蓋2の上下方向の位置を検出する検出器6a、6bは、本実施例に示すほか、例えば、図4に示す変形実施例のように、加圧蓋2の上方に一方の検出器6a、加圧蓋2を押圧する加圧シリンダSの本体側(固定側)に他方の検出器6bを配設して、加圧蓋2の上下方向の位置を検出するようにすることもできる。
そして、混練初期において混練材料は、粘度が大きく、弾性的で、ロータ3、3の回転によって加圧蓋2を大きく上下動させる。したがって、混練初期において、加圧蓋2の伝熱面2aと混練材料との実際の接触面積は小さい。
そして、混練が進むと混練材料の粘度(弾性)が低下し、ロータ3、3の回転による加圧蓋2の上下動が小さくなるとともに、加圧蓋2の伝熱面2aと混練材料との実際の接触面積は大きくなる。
図3に、加圧蓋2の上下方向の位置を縦軸に、時間を横軸にとったグラフを示す。
図3に示すように、加圧蓋2は、ロータ3、3の回転によって、細かく上下動(振動)しながら混練初期において、加圧蓋2は、ロータ3、3の回転による混練材料の持ち上がりで、一旦、最高位置Aを経た後、混練が進み、混練材料の粘度(弾性)が低下すると、加圧蓋2は上下動しながら徐々に下限Bに向かい、混練終期には、図1に示す加圧蓋2の位置である下限Bに到達する。
一方、加圧蓋2の上下方向の位置が、下限B+ロータ翼32の翼高さh以下になると、次第に混練材料の粘度は低下し、加圧蓋2の上下動の幅(振動幅)が小さくなり(特に、上下動の幅がロータ翼高さhの30%以内に収まったときに)、加圧蓋2の伝熱面2aと混練材料との実際の接触面積は増加し、冷却効果は向上する。
2 加圧蓋
3 ロータ
4 冷却水供給管
5 冷却水排出管
6a 検出器
6b 検出器
7 アクチュエータの制御機構
A1、A2、A3 流量制御アクチュエータ
J1 ジャケット
J2 ジャケット
J3 ジャケット
S 加圧シリンダ
Claims (3)
- 混練材料を収容するチャンバと、チャンバの上部開口部に上下方向に摺動可能に挿入される加圧蓋と、チャンバに収容された混練材料を混練する並列した2本のロータとを備え、前記チャンバ、加圧蓋及びロータをジャケット構造とし、該ジャケット構造のジャケットに冷却水を通水することによって混練材料を冷却するようにした密閉式混練機において、加圧蓋の上下方向の位置を検出する検出器と、該検出器によって検出した加圧蓋の上下方向の位置に合わせて、前記チャンバ、加圧蓋及びロータのジャケットに通水する冷却水の水量を制御するアクチュエータの制御機構とを備えたことを特徴とする密閉式混練機。
- 混練材料を収容するチャンバと、チャンバの上部開口部に上下方向に摺動可能に挿入される加圧蓋と、チャンバに収容された混練材料を混練する並列した2本のロータとを備え、前記チャンバ、加圧蓋及びロータをジャケット構造とし、該ジャケット構造のジャケットに冷却水を通水することによって混練材料を冷却するようにした密閉式混練機の冷却方法において、検出器によって検出した加圧蓋の上下方向の位置に合わせて、前記チャンバ、加圧蓋及びロータのジャケットに通水する冷却水の水量を制御することを特徴とする密閉式混練機の冷却方法。
- 加圧蓋の上下方向の位置が予め設定した所定位置より低下し、かつ、上下動の幅が所定の範囲内になった場合に、加圧蓋のジャケットに通水する冷却水の水量の割合を増大させることを特徴とする請求項2記載の密閉式混練機の冷却方法。
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