JPH06285847A - 密閉式混練機 - Google Patents

密閉式混練機

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JPH06285847A
JPH06285847A JP5071854A JP7185493A JPH06285847A JP H06285847 A JPH06285847 A JP H06285847A JP 5071854 A JP5071854 A JP 5071854A JP 7185493 A JP7185493 A JP 7185493A JP H06285847 A JPH06285847 A JP H06285847A
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Toshikazu Shojima
敏和 庄島
Kenichi Arima
謙一 有馬
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/06Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
    • B29B7/10Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
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    • B29B7/186Rotors therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29B7/7495Systems, i.e. flow charts or diagrams; Plants for mixing rubber
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、ミキシングチャンバ内における被
混練物質の移動が活発で、短時間で高分散を達成できる
混練機を提供することを目的とする。 【構成】 ケーシングとエンドフレームにより密閉され
たミキシングチャンバ内に1対の逆方向に回転するロー
タを並列に配置してなる混練機において、各ロータは2
対の交互に配置された長翼と短翼とを有し、これ等の翼
がそれぞれ間隔をおいてロータ軸回りに螺旋状に延び、
螺旋の巻き方向が長翼と短翼とで逆になっている密閉式
混練機。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はゴムやプラスチック等の
混練に適用される2ロータ型混練機に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の密閉式混練機を図11乃至図14
に示す。図11は混練機ロータの平面図であり、図1
2,図13は図11のE−E断面およびF−F断面であ
る。また、図14はロータの展開図である。ミキシング
チャンバ1内に1対の逆方向に回転する並列のロータ1
2,13が配置されている。各々のロータ12,13に
はそれぞれ2枚の翼14を設け、これらの翼14はロー
タ12,13の軸回りに螺旋状に延び、2枚の翼14の
巻き方向は異なっている。材料を投入する供給口8に
は、図示しないシリンダと接続したフローティングウエ
イト6が供給口8内を上下に移動可能に取付けられてい
る。
【0003】フローティングウエイト6を上死点に位置
させた状態で、供給口8内に材料を投入する。次にフロ
ーティングウエイト6を下方に移動させ、フローティン
グウエイト6の押込み作用によって、材料を混練室7内
に押込む。ここでロータ12,13により材料はローリ
ング作用を受けた後、ロータ12,13とミキシングチ
ャンバ1内壁との間で摺りつぶされ、ロータ12,13
の軸方向に移動する。この移動は翼14の巻き方向が逆
であるため、ロータ12,13の両端部から中央部へ向
うものであり、この繰返しによってゴムの混練が進行す
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ゴム混練において配合
剤(例えば増強剤であるカーボンブラック)の分散性は
ゴムの引張強度等の物性を左右するものであり、ロータ
形状(翼の配置)によって大きく異なる。従来の2翼タ
イプでは、被混練物の混練室内移動が不活発であるた
め、混練作業に長時間を要し、短時間で高分散を期待す
ることが出来ない。
【0005】本発明は、ミキシングチャンバ内における
ゴム原材料などの被混練物質の移動が活発で、短時間で
高分散を達成できる混練機を提供することを目的とする
ものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】ケーシングとエンドフレ
ームにより密閉されたミキシングチャンバ内に1対の逆
方向に回転するロータを並列に配置してなる混練機にお
いて、各ロータに2対の長翼と短翼を設ける。これ等の
翼を、それぞれ間隔をおいてロータ軸回りに螺旋状に配
置し、且つ長翼と短翼の螺旋の巻き方向を反対にする。
【0007】
【作用】図4のロータ展開図に示すように、短翼が長翼
の上流にある場合について説明する。第1の短翼で生じ
た被混練物質の流れが第1の長翼で反転し、第1の長翼
で生じた被混練物質の流れが第2の短翼で反転し、第2
の短翼で生じた被混練物質の流れが第2の長翼で再び反
転する。このように反転を繰返すことにより、被混練物
質の混合と高分散が達成される。
【0008】
【実施例】
第1実施例 本発明の第1実施例を図1乃至図4について説明する。
図1は混練機ロータの平面図、図2,図3は図1のA−
A断面及びB−B断面を示し、図4はロータ翼位置を示
す展開図である。ミキシングチャンバ1の内部に並列配
置され互に逆方向に回転する1対のロータ2,3には、
それぞれ2対の長翼4の短翼5(図4の4a,5aと4
b,5b)があり、その配置は長翼5と短翼4が交互で
ある(図4における4aと5b、又は4bと5aの関
係)。ロータ2,3の軸回りに螺旋状に延びた長翼4と
短翼4の巻き方向は、1対の長翼4と短翼5毎に異なっ
ている(図4における4aと5a、又は4bと5bの関
係)。
【0009】ロータ2,3が回転すると、長翼4aの前
流側に位置し、その螺旋巻き方向が異なる短翼5bによ
って向きを変えられた流れ30は長翼4aによって反転
させられ、ロータ端へ向う流れ31となる。その後、ロ
ータ端に接する混練室7内壁によって向きを変えた流れ
32は、次の短翼5a方向に向い、さらに短翼5aによ
って方向を変えられ、次の長翼4bへ向う流れ33とな
る。流れ33は長翼4bによって、前記、ロータ端とは
反対側のロータ端の向う流れ34となる。
【0010】以上の繰返しおよびロータ間での被混練物
受渡しによって、混練室7内での混練は進行する。上
記、ロータ2,3の性能を評価するために、モデルロー
タおよびアクリル製ミキシングチャンバを製作し、CM
C(カルボキシ・メチル・セルロース)水溶液を用いた
可視化モデルによる実験を行った。
【0011】具体的な実験方法及び評価方法は次の通り
である。ミキシングチャンバ内にCMC水溶液を入れ、
ロータモデル起動と同時に食品用着色剤水溶液を両ロー
タモデル軸間の中央部(図1におけるミキシングチャン
バ1の中心部)に少量、滴下する。次に任意の時間毎に
両ロータモデル軸方向のロータ間複数箇所からCMCサ
ンプルを採取する。
【0012】これらのサンプルへの食品用着色剤混入
量、分光光度計を用いて吸光度データとして数値化し、
下記に示す吸光度比をそれぞれのサンプルについて求め
る。 吸光度比=サンプルの吸光度/混合完了時サンプルの吸
光度 次に各採取時間毎に採取箇所間の吸光度比データの標準
偏差値を求め、標準偏差値の時間変化に伴なう減少度合
から混合性(着色剤の分散)を評価する。図5は第1実
施例の標準偏差値を従来技術と比較して示したものであ
る。図5において、横軸は経過時間、縦軸はCMCと食
品用着色剤の混合状況を示す吸光度比データの標準偏差
値であり、本実施例のロータ40は従来技術のロータ4
1に較べ、混合完了までの時間が短かい。これはロータ
軸長手方向の被混練物移動が活発になったためであり、
実際のゴム混練においてはカーボンブラック等の分散性
向上を意味する。
【0013】可視化モデルでのCMC挙動は次の通りで
ある。短翼はその螺旋の巻き方向が異なる長翼の前流側
に位置し、CMCの流れ方向を長翼側へ変える。長翼は
短翼の方向から来た流れを反転させ、ロータ端まで押し
流す。ロータ端で混練室内壁によってさらに反転させら
れた流れは次の短翼にて方向を変えられ、再度、長翼に
て前記とは異なる側のロータ端へ向う。
【0014】以上の繰返しによってCMCはロータ軸方
向の移動を活発に行う。したがって、ロータ軸方向中央
のロータ間に滴下した食品用着色剤は短時間にCMCと
混合する。 第2実施例 本発明の第2実施例を図6乃至図9について説明する。
図6は混練機ロータの平面図であり、図7,図8は図6
のC−C断面及びD−D断面を示す。また図9はロータ
の翼位置を示す展開図である。ミキシングチャンバ1内
に並列配置され互に逆方向に回転する1対のロータ2,
3は、それぞれに2翼づつの長翼4a,4bと短翼5
a,5bを有しており、その翼配置は長翼4a又は4b
と短翼5a又は5bが交互である。また、ロータ2,3
の軸回りに螺旋状に巻きついた翼の巻き方向は、長翼4
a,4b同士で異なっており、短翼5a,5bの巻き方
向はそれぞれ回転方向20の前後側に位置する長翼4a
又は4bと異なっている。
【0015】ロータ2,3が図示する回転方向20に回
転すると、長翼4aによって軸長手方向に向う流れ31
a,31bはミキシングチャンバ1内壁と前記、長翼4
aの回転方向20後流側に位置する短翼5aによって反
転する流れ32となり、さらに、次の長翼4bの影響を
受けて、前記、ミキシングチャンバ1内壁とは正対する
側のミキシングチャンバ1内壁へと向う流れ33a,3
3bとなる。次に、短翼5bによって再度、反転する流
れ34となる。
【0016】以上の流れパターンの繰返しおよびロータ
2,3間の被混練物の受授によって混練は短時間で分散
性が進行する。上記ロータ2,3の性能を評価するため
に、モデルロータおよびアクリル製ミキシングチャンバ
を製作し、CMC(カルボキシ・メチル・セルロース)
水溶液を用いた可視化モデルによる実験を行った。
【0017】具体的な実験方法および評価方法は次の通
りである。ミキシングチャンバ内にCMC水溶液を入
れ、モデルロータ起動と同時に食品用着色剤水溶液を両
モデルロータの軸間の中央部(図6のミキシングチャン
バ1の中心部)に少量を滴下する。次に任意の時間毎に
両モデルロータ軸間で軸長手方向の複数箇所から、前
記、CMCと着色剤の混合物サンプルを採取する。
【0018】このサンプルについて、着色剤混入量を分
光光度計において吸光度データとして数値化し、次に示
す吸光度比を求める。 吸光度比=サンプルの吸光度/混合完了時のサンプルの
吸光度 次にサンプルの採取時間毎に採取箇所間の吸光度比デー
タの標準偏差値を求め、標準偏差値の経時変化に伴なう
減少度合から混合性(着色剤の分散性)を評価する。図
10は第2実施例の標準偏差値を従来技術と比較して示
したものである。図10において、横軸は経過時間、縦
軸はCMCと食品用着色剤の混合状況を示す吸光度比デ
ータの標準偏差値であり、本実施例のロータ140は従
来技術のロータ141に較べ、混合完了までの時間が短
かい。これはロータ軸長手方向の被混練物移動が活発に
なったためであり、実際のゴム混練においてはカーボン
ブラック等の分散性向上を意味する。
【0019】可視化モデルにおけるCMC挙動は以下の
通りである。長翼によって軸長手方向に向った流れはミ
キシングチャンバ内壁と短翼によって反転し、次長翼の
影響を受けて、前記、ミキシングチャンバ内壁と正対す
る側の内壁へと向う。しかし、この流れはミキシングチ
ャンバ内壁と短翼によって再度、反転する。
【0020】上記に示すロータ軸長手方向への活発な流
れパターンの繰返しと、並列するロータ間でのCMCの
受授とによって、ロータ間中央部に滴下した食品用着色
剤は短時間にCMCと混合する。
【0021】
【発明の効果】本発明は、ケーシングとエンドフレーム
により密閉されたミキシングチャンバ内に1対の逆方向
に回転するロータを並列に配置してなる混練機におい
て、各ロータは2対の交互に配置された長翼と短翼とを
有し、これ等の翼がそれぞれ間隔をおいてロータ軸回り
に螺旋状に延び、螺旋の巻き方向が長翼と短翼とで逆に
なっていることにより、次の効果を有する。
【0022】混練り中に被混練物質の反転移動が活発に
行われ、ゴム混練時におけるカーボンブラック等の分散
性が向上する。また従来型のロータに較べて混練時間が
短縮される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る混練機ロータの平面
図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】図1のB−B断面図である。
【図4】図1の混練機ロータの展開図である。
【図5】第1実施例と従来技術の実験結果を示す図であ
る。
【図6】本発明の第2実施例に係る混練機ロータの平面
図である。
【図7】図6のC−C断面図である。
【図8】図6のD−D断面図である。
【図9】図6の混練機ロータの展開図である。
【図10】第2実施例と従来技術の実験結果を示す図で
ある。
【図11】従来の混練機ロータの平面図である。
【図12】図11のE−E断面図である。
【図13】図11のF−F断面図である。
【図14】図11の混練機ロータの展開図である。
【符号の説明】
3 ロータ 4a,4b 長翼 5a,5b 短翼 20 回転方向 30〜34 流れ方向

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ケーシングとエンドフレームにより密閉
    されたミキシングチャンバ内に1対の逆方向に回転する
    ロータを並列に配置してなる混練機において、各ロータ
    は2対の交互に配置された長翼と短翼とを有し、これ等
    の翼がそれぞれ間隔をおいてロータ軸回りに螺旋状に延
    び、螺旋の巻き方向が長翼と短翼とで逆になっているこ
    とを特徴とする密閉式混練機。
  2. 【請求項2】 ケーシングとエンドフレームにより密閉
    されたミキシングチャンバ内に1対の逆方向に回転する
    ロータを並列に配置してなる混練機において、各ロータ
    は2対の交互に配置された長翼と短翼とを有し、これ等
    の翼がそれぞれ間隔をおいてロータ軸回りに螺旋状に延
    び、螺旋の巻き方向が長翼と短翼とで逆になっており、
    更に、1対の長翼及び短翼と他の1対の長翼及び短翼と
    で翼の螺旋の巻き方向が逆になっていることを特徴とす
    る密閉式混練機。
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