JP2022162570A - ゴム生地用スクレーパ、及びゴム生地の剥ぎ取り方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ロールから剥ぎ取られたゴム生地が板状のスクレーパに粘着して滞留することを防止する。【解決手段】オープンロール型の混練機１１が備えるロール１２ａ，１２ｂのうち一方のロール１２ｂの表面に板状のスクレーパ１３１のブレード１３２を接触させ、回転するロール１２ｂの表面からゴム生地２０１を剥ぎ取る（剥ぎ取り工程）。ロール１２ｂから剥ぎ取られたゴム生地２０１の進行経路上に、ロール１２ｂの支軸Ａと平行な軸回りに回転するローラ１５１を配置し、ロール１２ｂから剥ぎ取られたゴム生地２０１をローラ１５１で案内し、スクレーパ１３１の表面からゴム生地２０１を分離する（分離工程）。ゴム生地２０１の進行経路中、ローラ１５１よりも下流側に一又は二以上の第２のローラ１７１を回転自在に配置し、ゴム生地２０１の進行経路を所望の方向、例えばコンベア５１の方向に定める。【選択図】図６

Description

本開示は、ゴム生地用スクレーパ、及びゴム生地の剥ぎ取り方法に関する。

ゴム製品を生成するためのゴム材料（マスターバッチ、ゴムコンパウンド）を製造するには、原料ゴム（ポリマー）を素練りし、素練りによって分子鎖を切断した原料ゴムに各種の薬品を練り込む混練りが行われる。混練りでは、ＮＢＲやＥＰＤＭ、ＮＲなどの原料ゴムに各種の薬品を配合剤として均一に混合分散する。

素練りや混練りを行なう代表的な混練機としては、オープンロール型と密閉型（密閉型ミキサー）とがある。このうちオープンロール型は、隙間を開けて二本のロールを平行に並べた開放系の混練機であり、個々のロールを互いにカウンター方向に回転させて、ロール間のニップに投入したゴム生地を素練り又は混練りする。

オープンロール型の混練機を用いる場合、素練り又は混練りしたゴム生地をロールの外周面から切り取る必要がある。ロールの外周面から切り取ったゴム生地は、再び二本のロール間のニップに投入してさらに練り込んだり、あるいは次工程としてコンベア上に搬送したりする。このとき人手に頼らず、自動でゴム生地の切り出しを行なうようにした技術が知られている（特許文献１、２参照）。

特許文献１は、ロールの外周面に付着しているゴム生地の周方向にナイフで切れ目を入れ、スクレーパをロールの軸方向に移動させてゴム生地をロールから剥離するようにした自動切出装置を開示している。

特許文献２は、ロールに対してスクレーパを垂直に接触させ、ロールの回転とともにその表面からゴム生地を剥離するようにしたゴム材の混練方法を開示している。

実開昭６０－１２４１８号公報 特開昭５９－１９２５４４号公報 特開２００７－２７６２３０号公報

ロールにスクレーパを接触させてゴム生地を剥ぎ取る際、ゴム生地がスクレーパに粘着して滞留することがある。とりわけスクレーパの幅を大きくし、例えばロールからゴム生地を一挙に剥ぎ取り得るほどまでの幅にすると、スクレーパに対するゴム生地の粘着度合いが高まり、滞留現象が発生しやすい。こうしてゴム生地が滞留すると、ロールからのゴム生地の剥ぎ取り動作が阻害されるため、その解決が求められる。

この点特許文献３には、回転軸から放射状に剥がし羽根を設けた羽根車状のスクレーパを混練用のロールとほぼ同じ幅で設け、ロールと同じ方向にスクレーパを回転させることでゴム生地を剥ぎ取るようにしたゴム材料の混練方法が紹介されている（特許文献３の段落［００１６］参照）。スクレーパはロールとほぼ同じ幅であるため、ゴム生地はロールから一挙に剥ぎ取られるものと推察される。

もっとも特許文献３に記載されているスクレーパは、特許文献１、２に記載されている板状のスクレーパとは形状も剥離の原理も異なる。板状のスクレーパに生ずるゴム生地の滞留という問題に対して、解決の糸口を与えるものではない。

本開示は、板状のスクレーパに生ずるゴム生地の滞留という現象に対して、その解決策を模索する。

ゴム生地用スクレーパの一態様は、オープンロール型の混練機が備えるロールの表面に接触可能に配置されるブレードを先端に有し、回転する前記ロールの表面に前記ブレードを接触させてゴム生地を剥ぎ取る板状のスクレーパと、前記ロールから剥ぎ取られたゴム生地の進行経路上に位置する前記スクレーパの部分に配置され、前記ロールの軸と平行な軸回りに回転するローラとを備える。

ゴム生地の剥ぎ取り方法の一態様は、オープンロール型の混練機が備えるロールの表面に板状のスクレーパのブレードを接触させ、回転する前記ロールの表面からゴム生地を剥ぎ取る工程と、前記ロールから剥ぎ取られたゴム生地の進行経路上に配置されて、前記ロールの軸と平行な軸回りに回転するローラによって、前記スクレーパの表面からゴム生地を分離する工程とを備える。

スクレーパに粘着することによるゴム生地の滞留を防止することができる。

オープンロール型の混練機を有する混練装置の概略構成を示す模式図。 混練機の側面図。 ゴム生地用スクレーパを拡大して示す側面図。 ゴム生地用スクレーパを拡大して示す正面図。 ローラが設けられていない場合に生ずる（Ａ）はスクレーパへのゴム生地の粘着現象、（Ｂ）はゴム生地の滞留現象をそれぞれ示す混練機の側面図。 ローラからゴム生地を剥ぎ取る動作を示す混練機の側面図。

ゴム生地用スクレーパ及びゴム生地の剥ぎ取り方法の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、オープンロール型の混練機１１を有するゴムの混練装置１の概略構成を示している。混練装置１は、本実施の形態のゴム生地用スクレーパ１１１を適用したスクレーパ装置１０１を備えている。

混練機１１は、二本のロール１２ａ，１２ｂを水平かつ平行に配置しており、動力伝達機構１３を介してモータＭ１の駆動力を個々のロール１２ａ，１２ｂに伝達する。個々のロール１２ａ，１２ｂは、支軸Ａを中心に回転自在に支持され、モータＭ１の駆動力を受けて回転する。動力伝達機構１３は、図１中、左側に位置する一方のロール１２ａは時計方向、右側に位置するもう一方のロール１２ｂは反時計方向に回転するように、モータＭ１の駆動力を個々のロール１２ａ，１２ｂの支軸Ａに伝達する。

混練機１１の隣接位置には、コンベア５１が設けられている。コンベア５１は、混練機１１によって混練されたゴム生地２０１を次工程に搬送するために用いられる。本実施の形態では、二本のロール１２ａ，１２ｂのうちの一方のロール１２ｂに巻き付いたゴム生地２０１によるバンド２０２を剥ぎ取るという構造上、コンベア５１はロール１２ｂの隣接位置に配置されている。

コンベア５１は、それぞれ支軸Ａを中心に回転する駆動ローラ５２と従動ローラ５３との間にベルト５４を掛け渡した構造のもので、動力伝達機構５５を介してモータＭ２の駆動力を駆動ローラ５２の支軸Ａに伝達する。動力伝達機構５５は、駆動ローラ５２が図１中の時計方向に回転するように、モータＭ２の駆動力を駆動ローラ５２の支軸Ａに伝達する。

図２に示すように、スクレーパ装置１０１は、ゴム生地用スクレーパ１１１を図１中の垂直方向に移動自在に保持している（図２中の矢印参照）。ゴム生地用スクレーパ１１１は、動力伝達機構１０２を介してソレノイドＳから動力を伝達され、図１－図６中の垂直方向に移動する。

ゴム生地用スクレーパ１１１は、スクレーパ１３１とローラ１５１と第２のローラ１７１とを備えている。

スクレーパ１３１は、ソレノイドＳに駆動されて上下動する板状の部材であり、先端にブレード１３２を有している。ブレード１３２は、スクレーパ１３１の上下動に応じて、一方のロール１２ｂの表面に接触可能に配置されている。接触位置は、図１中、コンベア５１に対面するロール１２ｂの右側部分であって、ロール１２ｂの支軸Ａよりも高い位置である。

図２、図６に示すように、ローラ１５１は、スクレーパ１３１によってロール１２ｂから剥ぎ取られたゴム生地２０１の進行経路上に配置されている。ゴム生地２０１の進行経路は、スクレーパ１３１のブレード１３２が有する刃面１３３の位置になる。ローラ１５１は、ブレード１３２の刃面１３３の位置に配置されている。

図３、図４に示すように、ローラ１５１は、ロール１２ａ，１２ｂの支軸Ａと平行に配置された支軸Ａ１を中心に回転自在である。

このようなローラ１５１は、ブレード１３２の刃面１３３に設けられた窪み１３４に部分的に収納されている。窪み１３４は水平に、つまりロール１２ａ，１２ｂの支軸Ａと平行に形成されている。窪み１３４に対するローラ１５１の収納深さは、支軸Ａ１の中心を通る回転中心ＲＡ（図３参照）がブレード１３２の刃面１３３上に位置する深さである。これによってローラ１５１の回転中心ＲＡは、スクレーパ１３１の表面（ブレード１３２の刃面１３３）から外部側に飛び出ない位置に位置づけられる。

第２のローラ１７１は複数個、例えば４個設けられている。第２のローラ１７１の配置位置は、ゴム生地２０１の進行経路中、ローラ１５１よりも進行方向下流側である。

図３、図４に示すように、第２のローラ１７１も、ローラ１５１と同様に、ロール１２ａ，１２ｂの支軸Ａと平行に配置された支軸Ａ２－Ａ５を中心に回転自在である。Ａ２はローラ１５１に最も近い位置に配置された第２のローラ１７１の支軸、Ａ３はその隣接位置の第２のローラ１７１の支軸、Ａ４はその隣接位置の第２のローラ１７１の支軸、そしてＡ５はローラ１５１から最も離れた位置に配置された第２のローラ１７１の支軸である。

このような第２のローラ１７１は、ローラ１５１によってスクレーパ１３１から分離されたゴム生地２０１の進行経路をコンベア５１の方向に定め得る位置に配列されている。

図３、図４に示すように、ローラ１５１及び第２のローラ１７１は、ローラフレーム１９１（フレーム）に回転自在に取り付けられている。ローラフレーム１９１は、直角に屈曲させた両端に互いに対面する支持片１９２を有し、これらの支持片１９２にローラ１５１の支軸Ａ１と第２のローラ１７１の支軸Ａ２－Ａ５とを回転自在に取り付けている。

ゴム生地用スクレーパ１１１は、スクレーパ１３１を固定しているフレーム１１２を備え、フレーム１１２にローラフレーム１９１を固定している。これによってローラ１５１及び第２のローラ１７１は、スクレーパ１３１とともに、フレーム１１２に保持されている。

このような構成において、ゴム製品を生成するためのゴム材料（マスターバッチ、ゴムコンパウンド）を製造するには、ＮＢＲやＥＰＤＭ、ＮＲなどの原料ゴム（ポリマー）を素練りし、素練りによって分子鎖を切断した原料ゴムに各種の薬品を配合剤として練り込んでゴム材料とする。原料ゴムに各種の薬品を練り込む作業がいわゆる混練りである。

本実施の形態の混練装置１は、原料ゴムの素練りにも、原料ゴムに各種の薬品を練り込む混練りにも使用することができる。

素練り作業をするには、混練機１１が備える二本のロール１２ａ，１２ｂのニップ上に原料ゴムとなるゴム生地２０１を投入し、モータＭ１の駆動力によって二本のロール１２ａ，１２ｂを回転させる。ゴム生地２０１はニップを通って一方のロール１２ｂに巻き付き、帯状のバンド２０２を形成する。このままロール１２ａ，１２ｂを回転し続けると、ゴム生地２０１の分子鎖が切断され、混練が可能な原料ゴムが生成される。

混練り作業をするには、混練機１１が備える二本のロール１２ａ，１２ｂのニップ上に素練り後のゴム生地２０１と各種の薬品からなる配合剤とを投入し、モータＭ１の駆動力によって二本のロール１２ａ，１２ｂを回転させる。ゴム生地２０１は薬品とともにニップを通って一方のロール１２ｂに巻き付き、帯状のバンド２０２を形成する。このままロール１２ａ，１２ｂを回転し続けると、原料ゴムであるゴム生地２０１に配合剤が均一に混合分散し、ゴム材料（マスターバッチ、ゴムコンパウンド）になる。

スクレーパ装置１０１は、ゴム生地２０１の素練り又は混練り作業後、一方のロール１２ｂの外周面に巻き付いたバンド２０２を切断し、ロール１２ｂからゴム生地２０１を分離してコンベア５１に送り出す。このようなスクレーパ装置１０１の作用効果をつぎに説明する。

ソレノイドＳによってゴム生地用スクレーパ１１１を駆動すると、フレーム１１２とともにスクレーパ１３１が下降し、ロール１２ｂの外周面に巻き付いたバンド２０２にブレード１３２を食い込ませ、バンド２０２を切断する。このときロール１２ｂは回転し続けているため、切断されたバンド２０２であるゴム生地２０１は、ブレード１３２の刃面１３３に乗り上げてロール１２ｂから分離される。

本実施の形態のゴム生地用スクレーパ１１１は、ローラ１５１を備えている。ローラ１５１の作用効果を説明するために、もしもローラ１５１が設けられていないと仮定したときの動作を図５（Ａ）（Ｂ）に示す。

図５（Ａ）に示すように、スクレーパ１３１が下降し、ロール１２ｂの外周面に巻き付いたバンド２０２をブレード１３２が切断すると、ロール１２ｂの回転によって送り出されたゴム生地２０１は、その粘着力によってブレード１３２の刃面１３３に粘着する。

図５（Ｂ）に示すように、その後もロール１２ｂが回転し続けると、ブレード１３２の刃面１３３に粘着したゴム生地２０１は行き場を失い、その場に滞留する。その結果ロール１２ｂからのゴム生地２０１の剥ぎ取り動作が阻害される。

本実施の形態のゴム生地用スクレーパ１１１は、ローラ１５１を設けることによって、上記不都合の発生を防止する。ローラ１５１によるゴム生地２０１の滞留防止メカニズムは、つぎの通りである。

図６に示すように、本実施の形態のゴム生地の剥ぎ取り方法は、ロール１２ｂの表面にスクレーパ１３１のブレード１３２を接触させ、回転するロール１２ｂの表面からゴム生地２０１を剥ぎ取る（剥ぎ取り工程）。その後ロール１２ｂの支軸Ａと平行な軸回りに回転するローラ１５１により、スクレーパ１３１の表面からゴム生地２０１を分離する（分離工程）。

分離工程において、バンド２０２の切断によってブレード１３２の刃面１３３に乗り上げたゴム生地２０１は、刃面１３３中に配置されたローラ１５１に先端を突き当てる。するとローラ１５１は、ゴム生地２０１に押されて支軸Ａ１を中心に回転する。このときローラ１５１は、刃面１３３に設けられた窪み１３４に部分的に収納されており、しかも回転中心ＲＡが刃面１３３の表面から外部側に出ない位置に配置されている。このような配置条件によって、ローラ１５１は、刃面１３３から露出する部分がゴム生地２０１の進行方向に沿った方向に繰り出されるように回転する。その結果ゴム生地２０１は、スクレーパ１３１に粘着して滞留することなく、ローラ１５１に送り出される。

説明を補足する。

ブレード１３２の刃面１３３に乗り上げたゴム生地２０１は、ローラ１５１に先端を突き当てる前、刃面１３３に接触する。このときゴム生地２０１は、ローラ１５１に達する前の僅かな区間だけ刃面１３３に接するにすぎず、刃面１３３に粘着して滞留することはない。

またゴム生地２０１はローラ１５１にも接触するわけであるが、ロール１２ｂの回転に伴うゴム生地２０１の送り出しによって、ローラ１５１との接触位置は時々刻々と変化していく。このためゴム生地２０１は、ローラ１５１に粘着して滞留することはない。

したがって本実施の形態によれば、スクレーパ１３１への粘着によるゴム生地２０１の滞留を防止することができる。

図６に示すように、ローラ１５１によって送り出されたゴム生地２０１は、第２のローラ１７１に案内され、その進行経路が定められる。このときゴム生地２０１は、支軸Ａ２－Ａ５よりも下方の位置で第２のローラ１７１に接触するので、第２のローラ１７１はゴム生地２０１の送り出し方向に回転し、ゴム生地２０１を粘着させることなく送り出す。これによってゴム生地２０１はコンベア５１に案内され、次工程に備えられる。

実施に際しては、各種の変形や変更が可能である。

例えばローラ１５１の配置位置は、ブレード１３２の刃面１３３の位置に限らず、スクレーパ１３１に対するゴム生地２０１の粘着による滞留を防止し得る位置であれば、いかなる位置であってもよい。

スクレーパ１３１に対するゴム生地２０１の粘着による滞留を防止し得る限り、ローラ１５１は、窪み１３４に部分的に配置されていなくてもよく、またローラ１５１の回転中心ＲＡは、刃面１３３（スクレーパ１３１）の表面から外部側に出ない位置に配置されていなくてもよい。

上記実施の形態では第２のローラ１７１を設けたが、実施に際しては、第２のローラ１７１を省略するようにしてもよいし、第２のローラ１７１によるゴム生地２０１の案内先は、必ずしもコンベア５１でなくてもよい。

その他あらゆる変形や変更が許容される。

１ 混練装置
１１ 混練機
１２ａ ロール
１２ｂ ロール
１３ 動力伝達機構
５１ コンベア
５２ 駆動ローラ
５３ 従動ローラ
５４ ベルト
５５ 動力伝達機構
１０１ スクレーパ装置
１０２ 動力伝達機構
１１１ ゴム生地用スクレーパ
１１２ フレーム
１３１ スクレーパ
１３２ ブレード
１３３ 刃面
１３４ 窪み
１５１ ローラ
１７１ 第２のローラ
１９１ ローラフレーム（フレーム）
１９２ 支持片
２０１ ゴム生地
２０２ バンド
Ａ 支軸
Ａ１ 支軸（ローラ）
Ａ２－Ａ５ 支軸（第２のローラ）
Ｍ１ モータ（ロール）
Ｍ２ モータ（コンベア）
ＲＡ 回転中心
Ｓ ソレノイド

Claims (10)

1. オープンロール型の混練機が備えるロールの表面に接触可能に配置されるブレードを先端に有し、回転する前記ロールの表面に前記ブレードを接触させてゴム生地を剥ぎ取る板状のスクレーパと、
   前記ロールから剥ぎ取られたゴム生地の進行経路上に位置する前記スクレーパの部分に配置され、前記ロールの軸と平行な軸回りに回転するローラと、
   を備えるゴム生地用スクレーパ。
2. 前記ローラは、前記ブレードの刃面の位置に配置されている、
   請求項１に記載のゴム生地用スクレーパ。
3. 前記ローラは、前記スクレーパに設けられた窪みに部分的に収納されている、
   請求項１又は２に記載のゴム生地用スクレーパ。
4. 前記ローラは、前記スクレーパに固定されたフレームに回転可能に支持されている、
   請求項１に記載のゴム生地用スクレーパ。
5. ゴム生地の前記ローラよりも進行方向下流側で前記フレームに回転自在に支持され、ゴム生地の進行経路を定める一又は二以上の第２のローラを備える、
   請求項４に記載のゴム生地用スクレーパ。
6. オープンロール型の混練機が備えるロールの表面に板状のスクレーパのブレードを接触させ、回転する前記ロールの表面からゴム生地を剥ぎ取る工程と、
   前記ロールから剥ぎ取られたゴム生地の進行経路上に配置されて、前記ロールの軸と平行な軸回りに回転するローラによって、前記スクレーパの表面からゴム生地を分離する工程と、
   を備えるゴム生地の剥ぎ取り方法。
7. 前記ローラは、前記ブレードの刃面の位置に配置されている、
   請求項６に記載のゴム生地の剥ぎ取り方法。
8. 前記ローラは、前記スクレーパに設けられた窪みに部分的に収納されている、
   請求項６又は７に記載のゴム生地の剥ぎ取り方法。
9. ゴム生地の前記ローラよりも進行方向下流側に回転自在に設けられた一又は二以上の第２のローラによって、ゴム生地の進行経路を定める工程を備える、
   請求項６に記載のゴム生地の剥ぎ取り方法。
10. 前記第２のローラによって、前記ロールに隣接配置されたコンベアにゴム生地を案内する、
    請求項９に記載のゴム生地の剥ぎ取り方法。

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