JPS58888B2 - 混練捏和装置 - Google Patents
混練捏和装置Info
- Publication number
- JPS58888B2 JPS58888B2 JP53076688A JP7668878A JPS58888B2 JP S58888 B2 JPS58888 B2 JP S58888B2 JP 53076688 A JP53076688 A JP 53076688A JP 7668878 A JP7668878 A JP 7668878A JP S58888 B2 JPS58888 B2 JP S58888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- kneading
- blades
- blade
- long
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
- B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
- B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/18—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
- B29B7/183—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
- B29B7/186—Rotors therefor
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、いわゆるインク−ナルミキサにおいて、材料
の種類に拘らず充分な混練が行なわれる混練捏和装置に
関するものである。
の種類に拘らず充分な混練が行なわれる混練捏和装置に
関するものである。
インターナルミキサはゴムやプラスチックの混練に適し
たバッチ式混練機であり、とくにゴムの素練り、カーボ
ンマスターバッチ練り、あるいは通常プロ練りと称され
る加硫剤の練り込みに適したミキサとして、タイヤ製造
などのゴム工業にとって欠かせない機械設備である。
たバッチ式混練機であり、とくにゴムの素練り、カーボ
ンマスターバッチ練り、あるいは通常プロ練りと称され
る加硫剤の練り込みに適したミキサとして、タイヤ製造
などのゴム工業にとって欠かせない機械設備である。
従来のインターナルミキサは、第１〜３図に示すように
チャンバ１内に一対の逆方向に回転する並列のロータ２
，３を配置してなり、各々のロータには長翼４および短
翼５を設け、これらの翼はロータの軸周りに螺旋状に延
び、かつその巻き方向は長翼と短翼とで逆方向になって
いる。
チャンバ１内に一対の逆方向に回転する並列のロータ２
，３を配置してなり、各々のロータには長翼４および短
翼５を設け、これらの翼はロータの軸周りに螺旋状に延
び、かつその巻き方向は長翼と短翼とで逆方向になって
いる。
そして図示しないホッパから投入された材料はロータの
喰込み作用およびフローチングラエイトの押込み作用に
よって供給口１０から混練室７内に圧入され、こゝでロ
ータによりローリング作用をうけた後ロータの羽根先端
とケーシング内壁との間（チップクリアランス６）です
りつぶされながら通過し、ロータの軸方向に送られる。
喰込み作用およびフローチングラエイトの押込み作用に
よって供給口１０から混練室７内に圧入され、こゝでロ
ータによりローリング作用をうけた後ロータの羽根先端
とケーシング内壁との間（チップクリアランス６）です
りつぶされながら通過し、ロータの軸方向に送られる。
この作用は長翼および短翼のそれぞれで行なわれ、両翼
は巻き方向が逆であるために材料は各ロータについて端
部から中央部に移送され、混練された材料はチャンバの
下部から取り出す。
は巻き方向が逆であるために材料は各ロータについて端
部から中央部に移送され、混練された材料はチャンバの
下部から取り出す。
また第４〜６図に示すように、各ロータに長翼と短翼と
を各２枚、合計４枚の翼を備えた、いわゆる４翼ロータ
がある。
を各２枚、合計４枚の翼を備えた、いわゆる４翼ロータ
がある。
この構成でも作用ははゾ同じであるが、２翼ロータに比
較して２倍のチップを有するために添加剤のミクロ分散
が進み、混練能率が高いのが一般的である。
較して２倍のチップを有するために添加剤のミクロ分散
が進み、混練能率が高いのが一般的である。
一方、均一な混合物を得るためには、ミクロな分散が行
なわれると共に混練物のどの部分を取つても、添加した
薬品や添加剤の濃度が一定でありまた混練物の濃度が一
定になるように均一に混ぜ合わせる、いわゆるマクロな
分散作用も重要である。
なわれると共に混練物のどの部分を取つても、添加した
薬品や添加剤の濃度が一定でありまた混練物の濃度が一
定になるように均一に混ぜ合わせる、いわゆるマクロな
分散作用も重要である。
例えばタイヤ製造業のプロ練り工程で加硫剤の均一な混
合が行なわれないと、最終製品の物性にバラツキが生じ
、一定品質のタイヤを製造することが困難になる。
合が行なわれないと、最終製品の物性にバラツキが生じ
、一定品質のタイヤを製造することが困難になる。
とくに最近のタイヤは高速走行時の安全性を高めるため
にタイヤ中にスチールコードを配したスチールラジアル
タイヤの比率が増加しているが、このスチールラジアル
タイヤ用のゴムとしては従来のタイヤ用ゴムよりもはる
かに硬質で、均一な混合、分散が困難な材料が使用され
る傾向にある。
にタイヤ中にスチールコードを配したスチールラジアル
タイヤの比率が増加しているが、このスチールラジアル
タイヤ用のゴムとしては従来のタイヤ用ゴムよりもはる
かに硬質で、均一な混合、分散が困難な材料が使用され
る傾向にある。
そのため従来のインターナルミキサでは混練機の強度が
不足したり、薬品の均一分散性が不足するなどの問題を
起こすケースがある。
不足したり、薬品の均一分散性が不足するなどの問題を
起こすケースがある。
本発明はこのような点に鑑み、インターナルミキサの混
練においてミキサ中の材料の動きに着目し、材料の種類
に拘らずマクロ的にも充分な混合が行なえる混練捏和装
置を得ることを目的とするものである。
練においてミキサ中の材料の動きに着目し、材料の種類
に拘らずマクロ的にも充分な混合が行なえる混練捏和装
置を得ることを目的とするものである。
インターナルミキサのロータは前記第１〜６図に示すよ
うに、螺旋状の翼を有し、材料をロータの軸方向に送る
ようにしている。
うに、螺旋状の翼を有し、材料をロータの軸方向に送る
ようにしている。
従って混練室の内部での材料の動きはロータの軸方向の
流れとロータを収容する左右の混練室相互間の流れに分
けられる。
流れとロータを収容する左右の混練室相互間の流れに分
けられる。
均一な混練物を得るには上記軸方向の流れおよび混練室
相互間の流れを活発にし、混練室内で材料の滞留がおこ
らないようにする必要がある。
相互間の流れを活発にし、混練室内で材料の滞留がおこ
らないようにする必要がある。
４翼ロータを備えたインターナルミキサ（内容積２３６
１）で硬質ゴムのプロ練りを行なったところ、ある種の
ゴムでは薬品の分散が著しく不均一になり、２翼ロータ
のものと比較すると添加剤の均一分散が著しく劣ること
が判明した。
１）で硬質ゴムのプロ練りを行なったところ、ある種の
ゴムでは薬品の分散が著しく不均一になり、２翼ロータ
のものと比較すると添加剤の均一分散が著しく劣ること
が判明した。
そこでこの理由を解明するためにモデル試験機を製作し
、ミキサ内部における材料の流れの状態を観察した。
、ミキサ内部における材料の流れの状態を観察した。
なお、モデル試験機のバレルはアクリル樹脂製とし、内
部における材料の流れを直接観察できる構造とした。
部における材料の流れを直接観察できる構造とした。
また分散の良し悪しを定量的に評価するため、着色した
プラスチックビーズ（ポリスチレン）を一定量添加し、
混練後一定のサンプルに含まれるビーズ数を繰返しくｎ
回）測定してビーズ数のバラツキ（δｎ−１）で表示し
た。
プラスチックビーズ（ポリスチレン）を一定量添加し、
混練後一定のサンプルに含まれるビーズ数を繰返しくｎ
回）測定してビーズ数のバラツキ（δｎ−１）で表示し
た。
モデル試験機は内容積１．７１のインターナルミキサと
同一寸法とし、また実用ミキサ中の硬質ゴムと類似した
流れ挙動を示す材料としてＣＭＣ（カルボキシ・メチル
・セルロース）の３０％水溶液が適していることを発見
し、これを使用した。
同一寸法とし、また実用ミキサ中の硬質ゴムと類似した
流れ挙動を示す材料としてＣＭＣ（カルボキシ・メチル
・セルロース）の３０％水溶液が適していることを発見
し、これを使用した。
一般に４翼ロータでは充填率が高くなると著しく分散が
悪くなり、また混練時間を延ばしても分散は改善されな
い。
悪くなり、また混練時間を延ばしても分散は改善されな
い。
４翼ロータがこのように分散の悪い理由は、１本のロー
タに２枚の長翼と２枚の短翼が各々材料を中央部へ押す
方向に捩られているために、ロータの長翼と短翼が接す
る中央部では各々の翼端は第６図に示すように９０°ず
つ位相をずらし、材料の流れをよくするように配置され
ているが、長翼によってロータ軸の一端から中央部へ押
し流された材料は長翼の端部をはずれた後にミキサの他
の端にまで十分移動する余裕もなく、長翼とは反対の方
向に捩られた短翼によって再び長翼の方向に押戻されて
ロータの中央部で押合った状態となり、このため均一な
混合をするために必要な材料の軸方向流れが不足するこ
とが明らかになった。
タに２枚の長翼と２枚の短翼が各々材料を中央部へ押す
方向に捩られているために、ロータの長翼と短翼が接す
る中央部では各々の翼端は第６図に示すように９０°ず
つ位相をずらし、材料の流れをよくするように配置され
ているが、長翼によってロータ軸の一端から中央部へ押
し流された材料は長翼の端部をはずれた後にミキサの他
の端にまで十分移動する余裕もなく、長翼とは反対の方
向に捩られた短翼によって再び長翼の方向に押戻されて
ロータの中央部で押合った状態となり、このため均一な
混合をするために必要な材料の軸方向流れが不足するこ
とが明らかになった。
これに対して２翼ロータのばあいには、第１図に示すよ
うに長翼の端部と短翼の端部がロータの中央部で一部型
なるように配置されているが、長翼によってロータ軸の
中央部の方向に流された材料は長翼の端部で解放される
と短翼の裏側の空間に流れ込み、再び長翼の部分に押し
流される。
うに長翼の端部と短翼の端部がロータの中央部で一部型
なるように配置されているが、長翼によってロータ軸の
中央部の方向に流された材料は長翼の端部で解放される
と短翼の裏側の空間に流れ込み、再び長翼の部分に押し
流される。
従って材料の動き自体は４翼ロータと同様であるが、長
翼と短翼は各１個しかなく、このため材料の移動する空
間が多く、軸方向の流れが大きくなって混練物の均一な
混合が進むことが判明した。
翼と短翼は各１個しかなく、このため材料の移動する空
間が多く、軸方向の流れが大きくなって混練物の均一な
混合が進むことが判明した。
４翼ロータのこのような材料の流れ不足にともなう不均
一な混練については、デビット・ゼット・タイソン等が
特公昭４２−２７０３２号公報において提案している。
一な混練については、デビット・ゼット・タイソン等が
特公昭４２−２７０３２号公報において提案している。
即ち長翼および短翼の断面形状をロータの中心寄りの端
部においてロータの膨らみを減らし、断面積を減少させ
ることによって材料の流れを改善し、均一分散を図って
いる。
部においてロータの膨らみを減らし、断面積を減少させ
ることによって材料の流れを改善し、均一分散を図って
いる。
そこで本発明者はこれを実施して硬質ゴムの混線を行な
ってみたが、硬質ゴムに対しては十分な効果は発揮せず
、実用的には不満足な結果しか得られなかった。
ってみたが、硬質ゴムに対しては十分な効果は発揮せず
、実用的には不満足な結果しか得られなかった。
そこで本発明者は、硬質ゴムと類似した挙動をするＣＭ
Ｃ水溶液を用い、かつ４翼ロータのもつ混練効率の高い
ことを生かすべく、翼形状について種々研究を重ねた結
果、第７図に示すような翼形状にすればよいことを見出
した。
Ｃ水溶液を用い、かつ４翼ロータのもつ混練効率の高い
ことを生かすべく、翼形状について種々研究を重ねた結
果、第７図に示すような翼形状にすればよいことを見出
した。
即ち、一対の並列のロータ２，３にはそれぞれ長翼４と
短翼５とが設けられて、長翼は材料を軸方向に送るよう
に螺旋状に形成されている点では従来と同じであるが、
本願では短翼５がロータの中心軸線に対しほぼ平行にな
るように形成すると共に材料の軸方向に沿う流動方向が
一方のロータと他方のロータとにおいて互いに逆方向に
なるように設定している。
短翼５とが設けられて、長翼は材料を軸方向に送るよう
に螺旋状に形成されている点では従来と同じであるが、
本願では短翼５がロータの中心軸線に対しほぼ平行にな
るように形成すると共に材料の軸方向に沿う流動方向が
一方のロータと他方のロータとにおいて互いに逆方向に
なるように設定している。
また各翼の軸方向の各横断面形状は均一に形成され、か
つ長翼の短翼側翼端と短翼とは位相が異なって形成され
ている。
つ長翼の短翼側翼端と短翼とは位相が異なって形成され
ている。
このように短翼をロータの中心軸線に対し平行に形成す
ることにより材料が中央部に滞留することがなく軸方向
流れが促進され、かつ他方のロータで逆方向に流動がな
されるため、全体として大きく旋回流動する。
ることにより材料が中央部に滞留することがなく軸方向
流れが促進され、かつ他方のロータで逆方向に流動がな
されるため、全体として大きく旋回流動する。
すなわち、長翼によってロータ軸の一端から中央部へ押
し流された材料は長翼の端部へ送られ、ここで長翼から
解放されて長翼と位相の異なる短翼へと移される。
し流された材料は長翼の端部へ送られ、ここで長翼から
解放されて長翼と位相の異なる短翼へと移される。
そしてこの短翼によっては押し戻し作用はなく、軸端の
方向へ送られると共にロータ族りの旋回作用がなされ、
また他方のロータの長翼によって軸方向反対向きに送ら
れる。
方向へ送られると共にロータ族りの旋回作用がなされ、
また他方のロータの長翼によって軸方向反対向きに送ら
れる。
このように短翼に押し戻し作用がないために材料の軸方
向の移動が充分に行なわれ、従って材料の均一な混合、
分散を行なうことができる。
向の移動が充分に行なわれ、従って材料の均一な混合、
分散を行なうことができる。
また、上記構成を実際のミキサに適用して硬質ゴムに加
硫用の薬品を添加してプロ練りを行なったばあい、すぐ
れた結果が得られた。
硫用の薬品を添加してプロ練りを行なったばあい、すぐ
れた結果が得られた。
なお、加硫用薬品の混練は、通常プロ練りと称され、混
練中の薬品の加硫反応を防止するために、ゴム温度を一
定温度（例えば１１０℃）を越えない範囲に抑える必要
がある。
練中の薬品の加硫反応を防止するために、ゴム温度を一
定温度（例えば１１０℃）を越えない範囲に抑える必要
がある。
従って、混練によって温度上昇をもたらすことなく、充
分な分散がなされることが必要である。
分な分散がなされることが必要である。
また、単に混練室の中での材料の旋回運動を向上させる
だけの目的であれば、例えば実公昭４９−４３３３０号
公報にあるように短翼と長翼を連続させた連続具を採用
したものがあるが、このものでは連続具のばあいにはゴ
ムの温度上昇が激しくプロ練りには適しないことが判明
した。
だけの目的であれば、例えば実公昭４９−４３３３０号
公報にあるように短翼と長翼を連続させた連続具を採用
したものがあるが、このものでは連続具のばあいにはゴ
ムの温度上昇が激しくプロ練りには適しないことが判明
した。
また、本願のように翼を長翼と短翼とに分割することに
よって、ロータが混練中に受けるスラスト力が連続具の
ばあいに比較して約半分に軽減できる。
よって、ロータが混練中に受けるスラスト力が連続具の
ばあいに比較して約半分に軽減できる。
以上説明したように、本発明はロータの翼の改良によっ
てマクロ的およびミクロ的な混練が良好に行なわれるよ
うにしたものであり、プロ練りのみならず素練り、カー
ボンマスターバッチ練りなど他のゴム混練にもすぐれた
効果を発揮できるものである。
てマクロ的およびミクロ的な混練が良好に行なわれるよ
うにしたものであり、プロ練りのみならず素練り、カー
ボンマスターバッチ練りなど他のゴム混練にもすぐれた
効果を発揮できるものである。
本願では、材料の流れがよいために上記特公昭４２−２
７０３２号公報に記載のロータのように中心部を痩せさ
せる必要がないので、強度面ですぐれ耐久性に富むとい
う利点がある。
７０３２号公報に記載のロータのように中心部を痩せさ
せる必要がないので、強度面ですぐれ耐久性に富むとい
う利点がある。
第１図は従来のインターナルミキサのロータの平面図、
第２図および第３図は第１図の■−■線およびＩ−Ｉ線
断面図、第４図は従来の他のロータの平面図、第５図お
よび第６図は第４図の■−ｖ線および■−■線断面図、
第７図は本発明に使用するロータの平面図である。 ２．３・・・・・・ロータ、４・・・・・・長翼、５・
・・・・・短翼、６・・・・・・チップクリアランス。
第２図および第３図は第１図の■−■線およびＩ−Ｉ線
断面図、第４図は従来の他のロータの平面図、第５図お
よび第６図は第４図の■−ｖ線および■−■線断面図、
第７図は本発明に使用するロータの平面図である。 ２．３・・・・・・ロータ、４・・・・・・長翼、５・
・・・・・短翼、６・・・・・・チップクリアランス。
Claims (1)
- 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一対の逆方向に回転する並列のロー
タが配置されてなる混練捏和装置であって、各ロータは
長翼と短翼とを有し、長翼はロータの中心線筒りに螺旋
状に延びてその各横断面は均一に形成され、短翼はロー
タの中心線に対してほぼ平行に形成されると共に長翼の
矢翼側端部とは位相が異なって形成され、相互のロータ
によって混練される被混練物のロータ軸に沿う流動方向
が一方のロータと他方のロータとにより逆方向に流動す
るように設定したことを特徴とする混練捏和装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53076688A JPS58888B2 (ja) | 1978-06-23 | 1978-06-23 | 混練捏和装置 |
| DE2925250A DE2925250C2 (de) | 1978-06-23 | 1979-06-22 | Misch- und Knetmaschine |
| US06/050,996 US4300838A (en) | 1978-06-23 | 1979-06-22 | Mixing and kneading machine |
| IT23823/79A IT1193186B (it) | 1978-06-23 | 1979-06-22 | Macchina per la mescola e impastatrice |
| GB7921888A GB2027600B (en) | 1978-06-23 | 1979-06-22 | Mixing and kncading machine |
| AU48347/79A AU527926B2 (en) | 1978-06-23 | 1979-06-25 | Mixing and kneading machine |
| FR7916312A FR2429088A1 (fr) | 1978-06-23 | 1979-06-25 | Melangeur malaxeur |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53076688A JPS58888B2 (ja) | 1978-06-23 | 1978-06-23 | 混練捏和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS553838A JPS553838A (en) | 1980-01-11 |
| JPS58888B2 true JPS58888B2 (ja) | 1983-01-08 |
Family
ID=13612387
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53076688A Expired JPS58888B2 (ja) | 1978-06-23 | 1978-06-23 | 混練捏和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58888B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH082530B2 (ja) * | 1987-05-19 | 1996-01-17 | 株式会社ブリヂストン | ゴム状物の混練装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52134167A (en) * | 1976-05-06 | 1977-11-10 | Masao Moriyama | Two spindle continuous kneading machine |
-
1978
- 1978-06-23 JP JP53076688A patent/JPS58888B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52134167A (en) * | 1976-05-06 | 1977-11-10 | Masao Moriyama | Two spindle continuous kneading machine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS553838A (en) | 1980-01-11 |
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