JP4379788B2 - ゴム材料の混練方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばタイヤの製造において、タイヤ構成部材の原料となるゴム材料に加硫剤を混合して混練するゴム材料の混練方法に関するものである。
従来、タイヤの製造において、タイヤ構成部材の原料となるゴム材料を混練する場合は、いわゆるバンバリミキサーによって天然ゴムや合成ゴム等のゴム材料を所定の粘度になるまで混練した後、これを最終混練工程を行う一対のロール間に供給し、各ロール間を通過したゴム材料を連続的に周回させながら繰り返し各ロール間に供給するとともに、所定の加硫剤を所定量のゴム材料に混合した加硫剤マスターを各ロール間のゴム材料に投入し、加硫剤マスターと共にゴム材料を混練する混練方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００１−３２２１１８号公報
ところで、前記混練方法において、ゴム材料に投入された加硫剤マスターの分散性を向上させるためには、各ロールの間隔は狭い方が好ましいが、各ロールの間隔を狭くした結果、各ロールによって圧延された加硫剤マスターが薄くなりすぎると、加硫剤マスターがゴム材料から脱落し、ゴム材料に確実に取込まれないという問題点があった。また、各ロールの間隔を広くすると、ゴム材料に投入された加硫剤マスターの脱落は防止することができるが、その反面、加硫剤マスターの分散性が低下するため、混練時間を長くしなければならないという問題点があった。
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、混練時間を増大させることなく加硫剤マスターの脱落を防止することのできるゴム材料の混練方法を提供することにある。
本発明は前記目的を達成するために、互いに間隔をおいて配置された一対のロール間にゴム材料を供給し、各ロール間を通過したゴム材料を連続的に周回させながら繰り返し各ロール間に供給するとともに、所定の加硫剤を所定量のゴム材料に混合した加硫剤マスターを各ロール間のゴム材料に投入し、加硫剤マスターと共にゴム材料を混練するゴム材料の混練方法において、前記各ロールの間隔の１／２以上の厚さに形成した加硫剤マスターを各ロール間のゴム材料に投入し、各ロール間のゴム材料に加硫剤マスターを投入してから所定周回数だけゴム材料を混練する第１の混練工程と、第１の混練工程の後に各ロールの間隔を第１の混練工程よりも狭い間隔にしてゴム材料を所定周回数だけ混練する第２の混練工程とを含むようにしている。
これにより、ロール間隔の広い第１の混練工程によって加硫剤マスターがゴム材料に確実に取込まれた後、ロール間隔の狭い第２の混練工程によって加硫剤マスターがゴム材料に十分に分散される。この場合、ゴム材料に投入する加硫剤マスターの厚さを各ロールの間隔の１／２以上とすることにより、第１の混練工程における加硫剤マスターの脱落が防止される。
本発明のゴム材料の混練方法によれば、加硫剤マスターをゴム材料に確実に取込ませた後、加硫剤マスターをゴム材料に十分に分散させることができるので、混練時間を増大させることなく加硫剤マスターの脱落を防止することができ、常に適正な量の加硫剤を混合されたゴム材料を短時間で混練することができる。この場合、第１の混練工程における加硫剤マスターの脱落を防止することができるので、加硫剤マスターの厚さを常にロール間隔に応じた最適な厚さにすることができる。
図１乃至図５は本発明の一実施形態を示すもので、図１は本発明の混練方法を示す混練装置の概略側面図、図２はロール間隔と混練工程との関係を示す図、図３はゴム材料の周回数に対する加硫剤マスターの脱落の有無を示す図、図４はロール間隔に対する加硫剤マスターの分散性の良否を示す図、図５はロール間隔及び加硫剤マスターの厚さに対する加硫剤マスターの脱落の有無を示す図である。
本実施形態の混練方法は、タイヤの製造におけるゴム材料の最終混練工程に用いられるもので、タイヤ構成部材の原料となる天然ゴムや合成ゴム等のゴム材料に所定の加硫剤を混合して混練する方法である。
本実施形態に用いられる混練装置は、互いに間隔をおいて配置された一対の第１及び第２のロール１，２と、各ロール１，２の下方に配置された第１のコンベア３と、第１のロール１の一側方に配置された第２のコンベア４と、第１のロール１の上方に配置された第３のコンベア５とから構成されている。
各ロール１，２は図示しない装置本体に回動自在に支持され、図示しない駆動手段によって互いに反対方向に回転するようになっている。また、第２のロール２は図示しない移動手段によって図中左右方向に移動可能に設けられ、第１のロール２との間隔を任意に変更できるようになっている。
第１のコンベア３は、計２つのプーリ３ａと、各プーリ３ａに巻き掛けられたベルト３ｂとからなり、図示しない駆動手段によってベルト３ｂを回動させるようになっている。第１のコンベア３は、搬送面（ベルト３ｂの上面）が水平方向に延びるように配置され、各ロール１，２間から下方に送出されたゴム材料１０を第２のコンベア４側に搬送するようになっている。
第２のコンベア４は、計３つのプーリ４ａと、各プーリ４ａに巻き掛けられたベルト４ｂとからなり、図示しない駆動手段によってベルト４ｂを回動させるようになっている。この場合、第２のコンベア４は、搬送面（ベルト４ｂの一側面）が上下方向に延びるように配置され、第１のコンベア３から移送されたゴム材料１０を第３のコンベア５側に搬送するようになっている。
第３のコンベア５は、計２つのプーリ５ａと、各プーリ５ａに巻き掛けられたベルト５ｂとからなり、図示しない駆動手段によってベルト５ｂを回動させることにより、第２のコンベア４から移送されたゴム材料１０を各ロール１，２間に供給するようになっている。
次に、本実施形態におけるゴム材料の混練方法について説明する。まず、図示しないバンバリミキサーによって所定の粘度になるまで混練されたゴム材料１０を各ロール１，２間に供給し、図１に示すように各ロール１，２間を通過したゴム材料１０を各コンベア３，４，５によって連続的に周回させながら繰り返し各ロール１，２間に供給する。その際、所定の加硫剤を所定量のゴム材料１０に混合した加硫剤マスター１１を各ロール１，２間のゴム材料１０に投入し、加硫剤マスター１１と共にゴム材料１０を混練する。この場合、ゴム材料１０はバーバリミキサーによる混練工程において、天然ゴムにカーボン、酸化亜鉛、老化防止剤、ステアリン酸等が添加されている。また、加硫剤マスター１１は、例えばゴム材料１０の６％の天然ゴムに、硫黄、促進剤等の加硫剤を混合したものを予め所定の形状（例えばシート状）に形成されている。
本実施形態では、各ロール１，２間のゴム材料１０に加硫剤マスター１１が投入されてから所定周回数Ｎ1 （２回から１０回）だけゴム材料１０を混練し（第１の混練工程）、この後、図２の白抜き矢印に示すように第２のロール２を第１のロール１側に移動することにより、各ロール１，２の間隔を第１の混練工程における間隔Ａよりも狭い間隔Ｂにして所定周回数Ｎ2 （２回から３０回）だけゴム材料１０を混練する（第２の混練工程）。
前記第１及び第２の混練工程において、第１の混練工程におけるゴム材料１０の周回数ごとに、第２の混練工程における加硫剤マスター１１の脱落の有無を比較したところ、図３に示すように０回から１回の周回数では加硫剤マスター１１の脱落があり、２回から１０回の周回数では加硫剤マスター１１の脱落がほぼなくなり、１１回以上の周回数では加硫剤マスター１１の脱落が全くなくなることが確認された。
また、第１及び第２の混練工程において、第１の混練工程における各ロール１，２の間隔Ａを１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍに設定した場合に対し、第２の混練工程における各ロール１，２の間隔Ｂを１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍに設定した場合の加硫剤マスター１１の分散性の良否を比較したところ、図４に示すようにロール間隔Ａが３ｍｍの場合においてロール間隔Ｂを１ｍｍまたは２ｍｍにした場合は、加硫剤マスター１１の分散性が良好であることが確認され、それ以外の場合は分散性が良好ではないことが確認された。即ち、第２の混練工程におけるロール間隔Ｂを第１の混練工程におけるロール間隔Ａの２／３以下にすることにより、加硫剤マスター１１の分散性が良好となる。
更に、第１の混練工程において、各ロール１，２の間隔Ａを１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍに設定した場合に対し、投入される加硫剤マスター１１の厚さＣをロール間隔Ａの１／２未満にした場合と１／２以上にした場合の加硫剤マスター１１の脱落の有無を比較したところ、図５に示すようにロール間隔Ａを３ｍｍにして加硫剤マスター１１の厚さＣをロール間隔Ａの１／２以上にした場合は、加硫剤マスター１１の脱落がないことが確認され、それ以外の場合は脱落があることが確認された。
このように、本実施形態の混練方法によれば、各ロール１，２間のゴム材料１０に加硫剤マスター１１を投入してから所定周回数だけゴム材料１０を混練する第１の混練工程と、第１の混練工程の後に各ロール１，２の間隔を第１の混練工程の間隔Ａよりも狭い間隔Ｂにしてゴム材料１０を混練する第２の混練工程を行うようにしたので、ロール間隔の広い第１の混練工程によって加硫剤マスター１１をゴム材料１０に確実に取込ませた後、ロール間隔の狭い第２の混練工程によって加硫剤マスター１１をゴム材料１０に十分に分散させることができる。従って、混練時間を増大させることなく加硫剤マスター１１の脱落を防止することができ、常に適正な量の加硫剤を混合されたゴム材料１０を短時間で混練することができる。
また、第１の混練工程におけるゴム材料１０の周回数を２回以上とすることにより、第２の混練工程における加硫剤マスター１１の脱落を確実に防止することができ、前記周回数を１０回以下とすることにより、第１の混練工程が無用に長くなることを防止することができるので、ゴム材料１０を常に最適な周回数で混練することができる。
更に、第２の混練工程における各ロール１，２の間隔Ｂを第１の混練工程における各ロール１，２の間隔Ａの２／３以下とすることにより、加硫剤マスター１１の分散不良を防止することができるので、加硫剤マスター１１を常に良好に分散させることができる。
また、ゴム材料１０に投入する加硫剤マスター１１の厚さＣを各ロール１，２の間隔Ａの１／２以上とすることにより、第１の混練工程における加硫剤マスター１１の脱落を防止することができ、加硫剤マスター１１の厚さＣを常にロール間隔に応じた最適な厚さにすることができる。
本発明の混練方法を実施するための混練装置の概略側面図 ロール間隔と混練工程との関係を示す図 ゴム材料の周回数に対する加硫剤マスターの脱落の有無を示す図 ロール間隔に対する加硫剤マスターの分散性の良否を示す図 ロール間隔及び加硫剤マスターの厚さに対する加硫剤マスターの脱落の有無を示す図
符号の説明
１…第１のロール、２…第２のロール、１０…ゴム材料、１１…加硫剤マスター。

Claims (3)

  1. 互いに間隔をおいて配置された一対のロール間にゴム材料を供給し、各ロール間を通過したゴム材料を連続的に周回させながら繰り返し各ロール間に供給するとともに、所定の加硫剤を所定量のゴム材料に混合した加硫剤マスターを各ロール間のゴム材料に投入し、加硫剤マスターと共にゴム材料を混練するゴム材料の混練方法において、
    前記各ロールの間隔の１／２以上の厚さに形成した加硫剤マスターを各ロール間のゴム材料に投入し、各ロール間のゴム材料に加硫剤マスターを投入してから所定周回数だけゴム材料を混練する第１の混練工程と、
    第１の混練工程の後に各ロールの間隔を第１の混練工程よりも狭い間隔にしてゴム材料を所定周回数だけ混練する第２の混練工程とを含む
    ことを特徴とするゴム材料の混練方法。
  2. 前記第１の混練工程におけるゴム材料の周回数を２回以上１０回以下とする
    ことを特徴とする請求項１記載のゴム材料の混練方法。
  3. 前記第２の混練工程における各ロールの間隔を第１の混練工程における各ロールの間隔の２／３以下とする
    ことを特徴とする請求項１または２記載のゴム材料の混練方法。
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