JP3837424B2 - ゴム材料の混練り方法及びその装置 - Google Patents

ゴム材料の混練り方法及びその装置 Download PDF

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Description

この発明は、ゴム材料の混練り方法及びその装置にかかわり、更に詳しくはゴム材料と配合薬品との混練りから、加硫系配合薬品を投入して最終目標とする最終製品の混練り工程までの一連の工程を一度に行うことが出来るゴム材料の混練り方法及びその装置に関するものである。
従来、タイヤ等のゴム製品の材料として使用するゴム材料は、天然ゴム等の原料ゴムとカーボン，加硫剤以外の配合薬品とをバンバリーミキサーと呼称される密閉型混練り機に所定量投入して混練りし、原料ゴムとカーボン，配合薬品とを均一に混合させると共に、一定の可塑化（粘度低下) をさせる方法が行われている。
然しながら、実際にはゴム材料等の混練り中にゴム材料の摩擦や配合薬品類の発熱等により混練り材料が目標温度以上に上昇してしまい、混練り材料の上限温度の制約から目標とする可塑化を得ることが１回の練りでは困難である。このため、混練りした混練り材料を一度混練り機から放出させて一定温度になるまで冷却した後に、再度混練り機に再投入して混練り作業を繰り返し行う必要があった。
この結果、ゴム材料の生産性の低下と多大なエネルギーを必要とし、更に混練り機も複数台設置する必要があるため多大な設備費用とスペースが必要となっていた。
このような課題を解決するために、混練り機に多台数のミキシングロールを直列に配設して混練りを行う混練り方法や、混練り装置が種々提案されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。
しかし、上記のような従来の混練り方法は、ゴム材料の配合によっては、最終目標のゴム製品を得るためには、少なくとも複数回以上の混練り作業を繰り返し行う必要があったり、また１回で混練りするためには、生産性を大きく低下することになり、汎用性に乏しいと言う問題があった。
更に従来の混練り方法では、混練り材料の温度等は考慮されていたが、目標粘度を与える温度に適正に制御する機能がなく、最終目標の半製品ゴム材料を得ることが難しいと言う問題があった。
また従来の混練り装置は、原料ゴムと配合薬品との混練りと、加硫系配合薬品を投入して混練りを行う最終混練り装置とは分離されているために、中間冷却時間が一定せず、混練り材料を効率良く混練りさせることが出来ず、また生産性の向上を図ることが難しいと言う問題があった。
特開昭６３−５６４０７号公報 特許第２９３６３４８号公報
この発明は、上記目的を達成するため、高い生産性を備えながら、効率良く最終目標品質のゴム材料製品を得ることが出来ると共に、種々のコンパウンドにも対応させることが可能な汎用性の高い装置とすることが出来るゴム材料の混練り方法及びその装置を提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するため、本発明のゴム材料の混練り方法は、計量されたゴム材料と配合薬品とを密閉型混練り機に投入して混練りした後、この混練り材料をその重量に応じて振り分け供給コンベヤーにより少なくとも二列以上に並列に配設された練り返しシステム群に定量ずつ供給し、該並列の練り返しシステム群を構成する前記振り分け供給コンベヤーに接続する直列に連結した複数台の練り返し装置により目標品質に到達させるべく混練り材料の温度及び粘度を制御しながら、混練り材料を下流側に向かって順次温度を低下させながら繰り返し混練りを行い、この混練り終了後、中間搬送コンベヤーにより最終混練り装置に供給して加硫系配合薬品と共に混練りを行い、最終製品までの混練り作業が終了した後、最終搬出コンベヤーを介して製品ストック工程に順次搬出することを要旨とするものである。
ここで、前記密閉型混練り機により混練りした混練り材料の重量に応じて、該混練り材料を前記並列の練り返しシステム群の数に等分するか否かを判断し、等分すると判断した場合に該混練り材料を等分に分割して、前記振り分け供給コンベヤーによりそれぞれの練り返しシステム群に供給することもできる。また、前記並列の練り返しシステム群によりそれぞれ混練りした混練り材料を前記中間搬送コンベヤーにより前記最終混練り装置に供給して再度集約し、該最終混練り装置により前記密閉型混練り機で混練した混練り材料の重量と一定比率で計量された前記加硫系配合薬品と共に混練りを行なうことができる。
また、本発明のゴム材料の混練り装置は、複数台の練り返し装置を直列に連結して構成した練り返しシステム群を少なくとも二列以上並列に配設し、該並列の練り返しシステム群の上流側に計量されたゴム材料と配合薬品とを混練りする密閉型混練り機を１台配置するとともに、該並列の練り返しシステム群の下流側に、該並列の練り返しシステム群により混練りされた混練り材料と加硫系配合薬品とを混練りする最終混練り装置を１台配置し、前記密閉型混練り機と前記並列の練り返しシステム群との間に計量コンベヤーと該計量コンベヤーによる計量重量に応じて混練り材料を分割するカッター装置を備え、かつ前記並列の練り返しシステム群の間を往復移動可能な振り分け供給コンベヤーを設け、前記並列の練り返しシステム群と前記最終混練り装置との間に前記並列の練り返しシステム群により混練りされた混練り材料を搬送する搬送コンベヤーを配置したことを要旨とするものである。
ここで、前記練り返しシステム群により混練りされる混練り材料の温度を下流側に向けて順次低くなるように前記複数台の練り返し装置を構成することができる。
また、前記複数台の練り返し装置は、シーティングロールと、練り返しコンベヤーと、受け渡しコンベヤーとにより構成することができる。
このように、この発明では、ゴム材料と配合薬品との混練りから、加硫系配合薬品の投入して最終目標とする最終製品の混練り工程までの一連の工程を一度に行うことが出来るので、高い生産性を備えながら、効率良く最終目標品質のゴム材料製品を得ることが出来ると共に、種々のコンパウンドにも対応させることが可能な汎用性の高い装置とすることが出来るものである。
この発明は上記のように構成したので、以下のような優れた効果を奏するものである。(a).ゴム材料と配合薬品との混練りから、加硫系配合薬品の投入して最終目標とする最終製品の混練り工程までの一連の工程を一度に行うことが可能であるので、効率良く最終目標品質のゴム材料製品を得ることが出来、生産性の向上を図ることが出来る。
(b).種々のコンパウンドにも対応させることが可能な汎用性の高い装置とすることが出来る。
(c).従来のような多大なエネルギーを必要を必要とせずに、最終目標品質のゴム材料製品を効率良く生産することが出来る。
(d).多大な設備費用やスペースが不要となる。
以下、添付図面に基づきこの発明の実施の形態を説明する。
図１は、この発明のゴム材料の混練り方法を実施するための混練り装置全体の概略構成図、図２は図１の概略平面図、図３は図１のＸ−Ｘ矢視一部側面図を示し、この混練り装置のバンバリーミキサーと呼称される密閉型の混練り機１の材料供給側には、天然ゴム等の原料ゴムとカーボン，加硫剤以外の配合薬品を計量して供給する原料計量供給装置２（供給コンベヤー）が接続され、また原料ゴムとカーボン，配合薬品とを均一に混合させた混練り材料Ｗの排出側近傍には、ダンプロールと呼称される混練りロール３が配設されている。
前記混練りロール３の排出部には、混練りされたシート状の混練り材料Ｗを受け取り、次工程に搬送する供給コンベヤー４が設置してあり、この供給コンベヤー４の排出側には、カッター装置５ａ，計量コンベヤー５ｂを介して移動可能な振り分け供給コンベヤー５が接続可能に配設されている。計量コンベヤー５ｂでは、前記混練り機１で混練された混練り材料Ｗの重量を計測し、後述する練り返しシステム群６Ａ，６Ｂに分割して供給するか、直接供給するかを判断し、仮に分割して供給する場合には、前記カッター装置５ａにより混練り材料Ｗを任意に切断するように構成されている。
また前記振り分け供給コンベヤー５の前後端側には、振り分け供給コンベヤー５と直交する向きに複数台（この実施形態では２台であるが、台数には限定されない）の練り返し装置６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂを直列に連結した少なくとも二列の練り返しシステム群６Ａ，６Ｂが並列に接続されている。なお、上記練り返しシステム群６Ａ，６Ｂも、二列に限定されず、二列以上に設置することも可能である。
前記練り返しシステム群６Ａ，６Ｂは、所定の間隔を隔てて並列に配列され、練り返しシステム群６Ａ，６Ｂを構成する練り返し装置６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂは、それぞれシーティングロール８，練り返しコンベヤー９，受渡しコンベヤー１０等により構成されて直列に配設され、混練り機１から混練りされた材料の温度及び粘度を、練り返しシステム群６Ａ，６Ｂの練り返し装置６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂを通すことにより、順次材料温度を低下させてハンドリングを容易にすると共に、目標とする品質に到達させるように構成している。
なお、この発明では混練り機１で混練りする材料の量と、練り返し装置６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂで混練りする材料の量とを対応させるために、混練り機１から放出されたゴム材料の重量チェックを行って、練り返しシステム群６Ａ，６Ｂにおいて最適な混合ボリュウムとなるように分割し、振り分け供給コンベヤー５により練り返しシステム群６Ａ，６Ｂに分配・供給するようにしている。
また、混練り機１から放出されたゴム材料の重量が練り返しシステム群６Ａ，６Ｂの一つの混練りラインで済むものであれば、前記カッター装置５ａにより分割せずに計量コンベヤー５ｂを介して一つの練り返しシステム群６Ａまたは６Ｂにより混練りを行うものである。
次ぎに、前記練り返しシステム群６Ａ，６Ｂの練り返し装置６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂの搬出側には、練り返しシステム群６Ａ，６Ｂと直交する向きに中間搬送コンベヤー１１が連結され、この中間搬送コンベヤー１１の搬出端側には、供給コンベヤー１２を介して加硫系配合薬品の投入装置１３を備えた最終混練り装置１４が接続されている。
この最終混練り装置１４には、最終混練りロール１５と練り返しコンベヤー１６とで構成され、前記練り返しシステム群６Ａまたは６Ｂにより目標品質となった混練り材料Ｗに対して一定比率のイオウ等の加硫系配合薬品Ｑを投入して均一に分散するまで混練りして放出させるものである。
前記最終混練り装置１４の放出部には、直交する向きに最終搬出コンベヤー１７が接続され、この最終搬出コンベヤー１７の搬出側には、シーテングロール１８，搬出コンベヤー１９，混練り製品のサンプリング装置２０及び冷却装置２１介して製品ストック工程２２が接続されている。なお、この発明の実施形態では、最終製品をストックする前に混練り製品のサンプリングを行うことで、品質のチェックを確実に行っている。
次ぎに、上記のような混練り装置により、ゴム材料の混練り方法について説明する。
先ず、原料計量供給装置２により天然ゴム等の原料ゴムとカーボン，加硫剤以外の配合薬品を計量した後、計量された材料を混練り機１に投入して原料ゴムとカーボン，配合薬品とを均一に混合させる。
そして、混練りした材料は、混練りロール３により一定温度以下となるように混練りした後にシート状にして搬出し、このシート状の混練り材料Ｗを供給コンベヤー４で受け取り、この供給コンベヤー４からカッター装置５ａ，計量コンベヤー５ｂを介して振り分け供給コンベヤー５上に移載させる。
計量コンベヤー５ｂでは、上述したように混練り機１で混練りした材料の重量に応じて一つの練り返しシステム群６Ａで混練りするか、複数の練り返しシステム群６Ａ，６Ｂで混練りするかを計量して選択し、一つの練り返しシステム群６Ａで混練りする場合には、計量コンベヤー５ｂ上に移載された混練り材料Ｗを一列目の練り返しシステム群６Ａに直接供給し、また複数に分割して供給する場合には、カッター装置５ａで混練り材料Ｗを重量に応じて均一に分割したものを計量コンベヤー５ｂと、振り分け供給コンベヤー５とで時間差を持たせて複数の練り返しシステム群６Ａ，６Ｂにそれぞれ供給する。
なお、上記練り返しシステム群６Ａ，６Ｂが二列以上の場合には、それぞれ混練り材料Ｗを計量コンベヤー５ｂにより計量してカッター装置５ａにより均等に分割させてそれぞれの練り返しシステム群６Ａ，６Ｂ・・・に順次供給するものである。
そして、練り返しシステム群６Ａまたは６Ｂに供給された混練り材料Ｗは、練り返し装置６ａ，６ｂ及び７ａ，７ｂのミキシングロール８，練り返しコンベヤー９，受渡しコンベヤー１０等により混練り材料Ｗが所定の温度以下となるように順次混練り作業が繰り返し行われる。例えば、この実施形態では、１台目の練り返し装置６ａ，７ａと２台目の練り返し装置６ｂ，７ｂとでは、１０℃程度の温度差により低下させた。
このようにして、目標とする品質に到達させた混練り材料Ｗを、練り返しシステム群６Ａ，６Ｂと直交する向きに配設された中間搬送コンベヤー１１上に移載し、この中間搬送コンベヤー１１から供給コンベヤー１２を介して最終混練り装置１４に供給する。この最終混練り装置１４では、混練り機１の混合重量と一定比率で計量された加硫系配合薬品Ｑと、練り返しシステム群６Ａまたは６Ｂにより最適な状態に混練りされたゴム材料とを再度集約し、初期の混合重量と同一にした状態で最終製品の混練り作業を繰り返し行う。
そして、加硫系配合薬品を投入して均一に混合された最終製品の混練り材料Ｗａは、放出部に接続された最終搬出コンベヤー１７に排出され、この最終搬出コンベヤー１７により搬出された混練り材料Ｗａは、シーテングロール１８，搬出コンベヤー１９，混練り製品のサンプリング装置２０及び冷却装置２１を介して製品ストック工程２２へ供給されてストックされるものである。
このように、この発明の実施形態では、ゴム材料と配合薬品との混練りから、加硫系配合薬品の投入して最終目標とする最終製品の混練り工程までの一連の工程を一度に行うことが出来るので、高い生産性を備えながら、効率良く最終目標品質のゴム材料製品を得ることが出来ると共に、種々のコンパウンドにも対応させることが可能な汎用性の高い装置とすることが出来るものである。
この発明のゴム材料の混練り方法を実施するための混練り装置全体の概略構成図である。 図１の概略平面図である。 図１のＸ−Ｘ矢視一部側面図である。
符号の説明
１ 混練り機 ２ 原料計量供給装置
３ 混練りロール ４ 供給コンベヤー
５ａ カッター装置 ５ｂ 計量コンベヤー
５ 振り分け供給コンベヤー
６ａ，６ｂ、７ａ，７ｂ 練り返し装置
６Ａ、６Ｂ 練り返しシステム群
８ シーティングロール ９ 練り返しコンベヤー
１０ 受渡しコンベヤー １１ 中間搬送コンベヤー
１２ 供給コンベヤー １３ 投入装置
１４ 最終混練り装置 １５ 最終混練りロール
１６ 練り返しコンベヤー １７ 最終搬出コンベヤー
１８ シーテングロール １９ 搬出コンベヤー
２０ サンプリング装置 ２１ 冷却装置
Ｗ 混練り材料 Ｗａ 最終混練り材料
Ｑ 加硫系配合薬品

Claims (6)

  1. 計量されたゴム材料と配合薬品とを密閉型混練り機に投入して混練りした後、この混練り材料をその重量に応じて振り分け供給コンベヤーにより少なくとも二列以上に並列に配設された練り返しシステム群に定量ずつ供給し、該並列の練り返しシステム群を構成する前記振り分け供給コンベヤーに接続する直列に連結した複数台の練り返し装置により目標品質に到達させるべく混練り材料の温度及び粘度を制御しながら、混練り材料を下流側に向かって順次温度を低下させながら繰り返し混練りを行い、この混練り終了後、中間搬送コンベヤーにより最終混練り装置に供給して加硫系配合薬品と共に混練りを行い、最終製品までの混練り作業が終了した後、最終搬出コンベヤーを介して製品ストック工程に順次搬出するゴム材料の混練り方法。
  2. 前記密閉型混練り機により混練りした混練り材料の重量に応じて、該混練り材料を前記並列の練り返しシステム群の数に等分するか否かを判断し、等分すると判断した場合に該混練り材料を等分に分割して、前記振り分け供給コンベヤーによりそれぞれの練り返しシステム群に供給する請求項１に記載のゴム材料の混練り方法。
  3. 前記並列の練り返しシステム群によりそれぞれ混練りした混練り材料を前記中間搬送コンベヤーにより前記最終混練り装置に供給して再度集約し、該最終混練り装置により前記密閉型混練り機で混練した混練り材料の重量と一定比率で計量された前記加硫系配合薬品と共に混練りを行なう請求項１または２に記載のゴム材料の混練り方法。
  4. 複数台の練り返し装置を直列に連結して構成した練り返しシステム群を少なくとも二列以上並列に配設し、該並列の練り返しシステム群の上流側に計量されたゴム材料と配合薬品とを混練りする密閉型混練り機を１台配置するとともに、該並列の練り返しシステム群の下流側に、該並列の練り返しシステム群により混練りされた混練り材料と加硫系配合薬品とを混練りする最終混練り装置を１台配置し、前記密閉型混練り機と前記並列の練り返しシステム群との間に計量コンベヤーと該計量コンベヤーによる計量重量に応じて混練り材料を分割するカッター装置を備え、かつ前記並列の練り返しシステム群の間を往復移動可能な振り分け供給コンベヤーを設け、前記並列の練り返しシステム群と前記最終混練り装置との間に前記並列の練り返しシステム群により混練りされた混練り材料を搬送する搬送コンベヤーを配置したゴム材料の混練り装置。
  5. 前記練り返しシステム群により混練りされる混練り材料の温度を下流側に向けて順次低くなるように前記複数台の練り返し装置を構成した請求項４に記載のゴム材料の混練り装置。
  6. 前記複数台の練り返し装置は、シーティングロールと、練り返しコンベヤーと、受け渡しコンベヤーとにより構成される請求項４または５に記載のゴム材料の混練り装置。
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