(57)【要約】【課題】未加硫ゴムＭに対する過剰な混練を抑制しながら作業能率を向上させる。【解決手段】未加硫ゴムＭの混練時における混練ロール25、26間のギャップ量を練りギャップとする一方、未加硫ゴムＭの粘度が目標粘度となったとき、帯状ゴム35のループ44を分断するとともに、前記ギャップ量を練りギャップ量より広い排出ギャップ量に変更したので、排出時に未加硫ゴムＭに付与される剪断力は小さな値となり、既に目標粘度まで混練された未加硫ゴムＭがさらに混練されて過剰混練となる事態を効果的に抑制することができる。しかも、排出時における帯状ゴム35は厚肉であるため、短時間で未加硫ゴムＭを装置外に排出することができる。【選択図】図１
2014151484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の水平な混練ロールに未加硫ゴムを供給する工程と、前記混練ロール間のギャップ量を練りギャップ量としながら、これら混練ロールを逆方向に回転させることで、該混練ロール間を通過する未加硫ゴムを帯状ゴムに成形しながら混練する工程と、前記混練ロールにより成形された帯状ゴムをループを形成するよう混練ロール上の未加硫ゴムに再び戻して循環させる工程と、未加硫ゴムの粘度が目標粘度となったとき、帯状ゴムを幅方向に破断して前記ループを分断するとともに、混練ロールを互いに離隔させて混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い排出ギャップ量に変更することで、厚肉の帯状ゴムを排出する工程とを備えたことを特徴とする未加硫ゴムの混練方法。
【請求項２】
少なくとも混練ロールによる帯状ゴムの成形開始から前記帯状ゴムのループ完成までの間、混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い開始ギャップ量とし、前記ループの完成後に混練ロールを互いに接近させて混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量に変更するようにした請求項１記載の未加硫ゴムの混練方法。
【請求項３】
未加硫ゴムが供給される一対の水平な混練ロールと、該混練ロールに回転駆動力を付与して逆方向に回転させ、前記混練ロール間を通過する未加硫ゴムを帯状に成形しながら混練することができる回転手段と、混練ロールにより成形された帯状ゴムをループを形成するよう混練ロール上の未加硫ゴムに再び戻して循環させる循環手段と、混練ロールを互いに接近離隔させることで、混練ロール間のギャップ量を変更する変更手段と、前記変更手段を制御することで、未加硫ゴムの混練時における混練ロール間のギャップ量を練りギャップとする一方、未加硫ゴムの粘度が目標粘度となって帯状ゴムが幅方向に破断され前記ループが分断されるとき、混練ロールを互いに離隔させて混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い排出ギャップ量とする制御手段とを備えたことを特徴とする未加硫ゴムの混練装置。
【請求項４】
前記制御手段により変更手段を制御することで、少なくとも混練ロールによる帯状ゴムの成形開始から前記帯状ゴムのループ完成までの間、混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い開始ギャップ量とし、前記ループの完成後に混練ロールを互いに接近させて混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量に変更するようにした請求項３記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項５】
前記混練ロールから未加硫ゴムに付与される挟持力の反力を測定する測定センサを設け、該測定センサにより測定された反力に基づいて未加硫ゴムの粘度を推測により求めるようにした請求項３または４記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項６】
前記練りギャップ量が0.5〜1.0mmである混練ロールによって未加硫ゴムが目標粘度に到達するまで混練されたとき、前記回転手段により一対の混練ロールの回転を停止させ、混練ロール間において帯状ゴムを内部張力により幅方向に分断させるようにした請求項３〜５のいずれかに記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項７】
シリカが配合された未加硫ゴムを混練ロールによりマスターバッチ練りを行うとき、該未加硫ゴムを90〜 160℃の温度範囲内で混練するようにした請求項３〜６のいずれか一項に記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項８】
シリカおよび加硫促進剤が配合された未加硫ゴムを混練ロールによりマスターバッチ練りを行うとき、該未加硫ゴムを90〜 180℃の温度範囲内で混練するようにした請求項３〜６のいずれか一項に記載の未加硫ゴムの混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、未加硫ゴムを一対の逆方向に回転する混練ロール間を通過させることで混練する混練方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の未加硫ゴムの混練方法および装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−０３５００７号公報
【０００４】
このものは、未加硫ゴムが供給される一対の水平な混練ロールと、該混練ロールに回転駆動力を付与して逆方向に回転させ、前記混練ロール間を通過する未加硫ゴムを帯状に成形しながら混練する回転手段と、２台のコンベアベルトを組み合わせることで構成され、混練ロールにより成形された帯状ゴムをループを形成するよう混練ロール上の未加硫ゴムに再び戻して循環させる循環手段と、混練ロールを互いに接近離隔させることで、混練ロール間のギャップ量を変更し、混練される未加硫ゴムの粘度を調節する変更手段とを備え、前記混練ロールによって未加硫ゴムの粘度が目標粘度となったとき、混練ロールの直下に位置するコンベアベルトの一端を下げて、成形された帯状ゴムを混練装置から排出するようにしたものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来の未加硫ゴムの混練装置にあっては、未加硫ゴムの粘度が目標粘度となった後も、混練ロール間のギャップ量を混練時におけるギャップ量と同一量とした状態で未加硫ゴムを帯状に成形しながら混練装置から排出するようにしているため、目標粘度まで混練された未加硫ゴムが排出の際に混練ロールによりさらに混練を受けることになり、この結果、未加硫ゴムに対し過剰な混練が行われてしまうという課題があった。また、前述のように混練ロール間のギャップ量は排出時も混練時と同一量であるため、混練ロール上の未加硫ゴムを排出するために長時間が必要となり、作業能率が低下してしまうという課題もあった。
【０００６】
この発明は、未加硫ゴムに対する過剰な混練を抑制しながら作業能率を向上することができる未加硫ゴムの混練方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、第１に、一対の水平な混練ロールに未加硫ゴムを供給する工程と、前記混練ロール間のギャップ量を練りギャップ量としながら、これら混練ロールを逆方向に回転させることで、該混練ロール間を通過する未加硫ゴムを帯状ゴムに成形しながら混練する工程と、前記混練ロールにより成形された帯状ゴムをループを形成するよう混練ロール上の未加硫ゴムに再び戻して循環させる工程と、未加硫ゴムの粘度が目標粘度となったとき、帯状ゴムを幅方向に破断して前記ループを分断するとともに、混練ロールを互いに離隔させて混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い排出ギャップ量に変更することで、厚肉の帯状ゴムを排出する工程とを備えた未加硫ゴムの混練方法により、達成することができる。
【０００８】
第２に、未加硫ゴムが供給される一対の水平な混練ロールと、該混練ロールに回転駆動力を付与して逆方向に回転させ、前記混練ロール間を通過する未加硫ゴムを帯状に成形しながら混練することができる回転手段と、混練ロールにより成形された帯状ゴムをループを形成するよう混練ロール上の未加硫ゴムに再び戻して循環させる循環手段と、混練ロールを互いに接近離隔させることで、混練ロール間のギャップ量を変更する変更手段と、前記変更手段を制御することで、未加硫ゴムの混練時における混練ロール間のギャップ量を練りギャップとする一方、未加硫ゴムの粘度が目標粘度となって帯状ゴムが幅方向に破断され前記ループが分断されるとき、混練ロールを互いに離隔させて混練ロール間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い排出ギャップ量とする制御手段とを備えた未加硫ゴムの混練装置により、達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、未加硫ゴムの粘度が目標粘度となったとき、帯状ゴムを幅方向に破断してループを分断するとともに、混練ロールを互いに離隔させて混練ロール間のギャップ量を練りギャップ量より広い排出ギャップ量に変更するようにしたので、排出時に未加硫ゴムが混練ロール間を通過しても該混練ロールから未加硫ゴムに付与される剪断力は小さな値となり、これにより、未加硫ゴムが排出の際にさらに混練されることは殆どなく、過剰に混練される事態を容易に抑制することができる。しかも、排出時における帯状ゴムの肉厚は混練時より厚肉であるため、短時間で混練ロール上の未加硫ゴムを帯状としながら装置外に排出することができ、作業能率が向上する。
【００１０】
また、請求項２、４に記載のようにループ形成時における混練ロール間のギャップ量（開始ギャップ量）を、混練時における練りギャップ量より広くすれば、混練ロールに供給された未加硫ゴムの粘度が高くても、未加硫ゴムを混練ロール間に容易に引き込むことができ、これにより、未加硫ゴムを容易に帯状に成形することができる。しかも、成形される帯状ゴムは厚肉であるため、帯状ゴムのループを形成する際、取り扱いが容易となるとともに、破断等の事態を効果的に抑制することができ、作業能率が向上する。
【００１１】
さらに、請求項５に記載のように粘度の変化に応じて値が大きく変化する反力を基に未加硫ゴムの粘度を推測するようにすれば、未加硫ゴムの粘度を高精度で求めることができる。また、請求項６に記載のように構成すれば、混練ロールの回転を停止させるだけで帯状ゴムが混練ロール間において自然に幅方向に破断するため、ループを分断するためのカッター装置を設置する必要がなくなり、構造を簡単としながら、製作費を安価とすることができる。また、請求項７に記載のように構成すれば、未加硫ゴム（ゴム成分）のゲル化を防止しながら、カップリング反応を促進してシリカを未加硫ゴム内に効果的に分散させることができる。さらに、請求項８に記載のように構成すれば、硫黄解離を防止しながら、カップリング反応を促進させてシリカを未加硫ゴム内に効果的に分散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施形態１を示す概略正面図である。
【図２】一部がブロックで表された図１のＩ−Ｉ矢視図である。
【図３】作動を説明する混練ロール近傍の正面図である。
【図４】作動を説明する混練ロール近傍の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は密閉式ゴム混練機、ここではインターナルミキサーであり、このインターナルミキサー11の上部にはカーボンあるいはシリカ等が混入された（架橋剤は混入されていない）未加硫ゴムＭが投入される投入口12が形成されている。また、前記インターナルミキサー11の内部でその下部には互いに平行に延びる水平な一対のロータ13が設けられ、これらロータ13の外周には互いに噛み合う、または噛み合わない翼がそれぞれ形成されている。そして、これらロータ13が図示していない駆動手段により逆方向に駆動回転されると、インターナルミキサー11内の未加硫ゴムＭはこれら翼により混練（例えば、カーボンマスターバッチ練り）され、粘度（可塑度）が低下するとともに分散度が向上する。なお、この発明においては、前記インターナルミキサー11により硫黄等の架橋剤（加硫剤）も混入されている未加硫ゴムＭを混練（ファイナル練り）するようにしてもよい。
【００１４】
16は前記インターナルミキサー11の直下に設置された押出し機であり、この押出し機16内には前記インターナルミキサー11による混練は終了したが、目標粘度には未到達である未加硫ゴムＭが供給される。このように押出し機16内にインターナルミキサー11から未加硫ゴムＭが供給されると、該未加硫ゴムＭはスクリュー17の回転により押出し機16の前方に向かって送り出され、その前端部に設けられた押出しロール18間を通過して帯状の未加硫ゴムＭとなる。ここで、前述の押出し機16、押出しロール18は未加硫ゴムＭを帯状とすることで、後述する混練装置における取り扱いを容易とするためのもので、該未加硫ゴムＭに対し混練を行うものではない。
【００１５】
21は前記インターナルミキサー11の後段混練装置として設置されたロール式の混練装置であり、この混練装置21は前記インターナルミキサー11から押出し機16、押出しロール18を通じて供給された未加硫ゴムＭを帯状に成形しながら混練することができる。なお、この実施形態においては、混練装置21をインターナルミキサー11の後段混練装置として使用しているが、該混練装置21はインターナルミキサー11とは無関係である単独の混練装置として用いることもできる。ここで、混練装置21を前述のようにインターナルミキサー11の後段混練装置として使用すると、インターナルミキサー11から排出された未加硫ゴムＭを再びインターナルミキサー11を用いて混練する場合に比較し、混練に必要なエネルギーを20〜50％程度低減することができる。
【００１６】
また、この実施形態においては、前記インターナルミキサー11からそのまま供給された架橋剤の混入されていない未加硫ゴムＭを、前記混練装置21により混練（例えば、カーボンマスターバッチ練り）するようにしたが、インターナルミキサー11において架橋剤が混入されている未加硫ゴムＭを混練（ファイナル練り）した場合には、混練装置21においてもファイナル練りすることになる。なお、インターナルミキサー11において未加硫ゴムＭに対し、例えばカーボンマスターバッチ練りを行った後、該未加硫ゴムＭに架橋剤を含有するゴムを追加し、混練装置21においてファイナル練りを行うようにしてもよい。
【００１７】
前記混練装置21のフレーム22には２対の軸受23、24が取り付けられ、後側の対をなす軸受23には水平な混練ロール25の軸方向両端部が回転可能に支持され、前側の対をなす軸受24には前記混練ロール25と同一径および同一高さで該混練ロール25の軸線に軸線が平行である水平な混練ロール26の軸方向両端部が回転可能に支持されている。この結果、これら一対の混練ロール25、26の軸方向中央部間にはいずれの軸方向位置においても同一ギャップ量であるギャップ27が形成される。また、これら混練ロール25、26には前記押出し機16、押出しロール18から帯状の未加硫ゴムＭが供給され、この結果、これら混練ロール25、26上には未加硫ゴムＭからなるゴムバンク28が形成される。ここで、前記混練ロール25、26内には冷却流体が給排されており、これにより、後述の循環する未加硫ゴムＭは該混練ロール25、26により冷却されて温度が低下するため、混練速度を高めることができる。
【００１８】
前記軸受23、24より軸方向一側に位置する混練ロール25、26の軸方向一端部には外歯車31、32がそれぞれ固定され、これら外歯車31、32同士は互いに噛み合っている。33はパソコン等の制御手段34に接続された駆動モータであり、この駆動モータ33の出力軸は混練ロール26の軸方向一端に連結されている。そして、この駆動モータ33は制御手段34からの信号により、作動（出力軸が回転）あるいは停止され、また、作動時における回転速度が制御される。
【００１９】
そして、前記駆動モータ33が作動して外歯車32、混練ロール26が一体的に回転すると、該外歯車32に噛み合っている外歯車31および混練ロール25も一体的に回転するが、このとき、これら混練ロール25、26は逆方向に回転するため、これら混練ロール25、26上のゴムバンク28の一部を下方に引き込んでこれら混練ロール25、26間（ギャップ27間）を通過させ、未加硫ゴムＭからなる帯状ゴム35を成形する。この際、前記混練ロール25、26間のギャップが狭いと、前記未加硫ゴムＭは混練ロール25、26から大きな剪断力を受けて混練され、一方、前記ギャップが広いと、未加硫ゴムＭには殆ど剪断力が付与されないので、該未加硫ゴムＭは全くあるいは殆ど混練されない。
【００２０】
前述した外歯車31、32、駆動モータ33は全体として、混練ロール25、26に回転駆動力を付与して逆方向に回転させ、前記混練ロール25、26間を通過する未加硫ゴムＭを帯状に成形しながら混練することができる回転手段38を構成する。そして、前述のように回転手段38の一部に互いに噛み合う外歯車31、32を用いるようにすれば、これら外歯車31、32を異なるモジュールのものに交換することで、混練ロール25、26の回転速度比（周速比）を容易に変更することができる。なお、この発明においては、前記外歯車31、32の代わりにタイミングベルト、チェーン等を用いてもよく、あるいは、混練ロール25、26に駆動モータを個別に連結し、これら混練ロール25、26を個別に駆動回転して、これらの回転速度（周速度）を個別に制御するようにしてもよい。
【００２１】
41は前記混練ロール26の前方に該混練ロール26から離隔して設置された回転可能な反転ロールであり、この反転ロール41の軸線は前記混練ロール25、26の軸線に平行に延びるとともに、該反転ロール41の軸方向両端部は可動プレート42に取り付けられた軸受43に回転可能に支持されている。なお、この発明においては、前記反転ロール41に駆動モータを連結し、該反転ロール41を前記駆動モータにより混練ロール25、26と同期して、あるいは、別個に駆動回転するようにしてもよい。
【００２２】
そして、前記混練ロール25、26間を未加硫ゴムＭが通過することで成形された帯状ゴム35は、図３に示すように、空中を通じて混練ロール26の下端から反転ロール41の下端まで導かれた後、該反転ロール41の周囲に約半周掛け回されて反転される。その後、前記帯状ゴム35は空中を通じて反転ロール41の上端から前記混練ロール25、26まで導かれ該混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭ（ゴムバンク28）に戻されることでループ（無端状）となる。そして、この状態で混練ロール25、26が回転することにより、帯状ゴム35はこれら混練ロール25、26と反転ロール41との間を繰り返し循環される。
【００２３】
前述した反転ロール41、可動プレート42、軸受43は全体として、混練ロール25、26により成形された帯状ゴム35を、ループ44を形成するよう混練ロール25、26上に滞留している未加硫ゴムＭのゴムバンク28に再び戻して循環させる循環手段45を構成する。なお、この発明においては、循環手段として複数の搬送コンベアを組み合わせることで構成したものを用いることができ、これら複数の搬送コンベアにより帯状ゴムＭをループを形成しながら混練ロール25、26および反転ロール41間を循環させるようにしてもよい。ここで、前述した混練ロール25、26と反転ロール41との間における帯状ゴム35の誘導は、例えば、帯状ゴム35の始端を把持している図示していない把持体を前記ループ44の経路に沿って移動させる誘導手段により行うことができる。また、作業者が帯状ゴム35の始端を把持しながらループ44の経路に沿って帯状ゴム35を誘導してループ44を形成することもできる。
【００２４】
ここで、この実施形態においては、前記外歯車31のピッチ円を外歯車32のピッチ円より小径としており、この結果、反転ロール41から離隔する側の混練ロール25の周速が反転ロール41に近接する側の混練ロール25の周速より大となる。なお、混練ロール25、26の回転中においてこれらの周速比を変更したい場合には、前記混練ロール25、26にそれぞれ駆動モータ等の駆動機構を連結し、個別に回転速度（周速）を制御するようにすればよい。また、この発明においては、前記混練ロール25、26の周速を同一としてもよい。
【００２５】
48は前記フレーム22上に敷設された前後方向に延びるガイドレールであり、これらのガイドレール48には前記可動プレート42に設置されたスライドベアリング49が摺動可能に係合している。50は前記可動プレート42に取り付けられたねじブロックであり、このねじブロック50には前記ガイドレール48に平行なねじ軸51が螺合している。そして、このねじ軸51には駆動モータ52の出力軸53が連結されている。前述したガイドレール48、ねじ軸51、駆動モータ52は全体として、反転ロール41を混練ロール25、26に対し接近離隔させる接離手段54を構成する。
【００２６】
前記フレーム22と一対の軸受24との間には流体シリンダ57がそれぞれ介装されており、これら流体シリンダ57のヘッド側はフレーム22に固定され、また、前記流体シリンダ57のピストンロッド58の先端は前記軸受24に固定されている。これにより、軸受24は流体シリンダ57を介してフレーム22に取り付けられることになる。また、前記流体シリンダ57と図示していない流体源、タンクとは途中に切換弁が介装された流体通路により接続されている。そして、前記制御手段34から前記制御弁に信号が出力されると、流体源からの流体により流体シリンダ57が作動してピストンロッド58が突出したり引っ込んだりするが、このとき、軸受24、混練ロール26は一体となって混練ロール25に接近あるいは離隔し、これにより、混練ロール25、26間のギャップ量が変更される。前述した流体シリンダ57、流体源、タンク、切換弁、流体通路は全体として、制御手段34からの信号に基づき一対の混練ロール25、26を互いに接近離隔させてこれらの間のギャップ量を変更する変更手段59を構成する。
【００２７】
ここで、前述のように混練ロール26が流体シリンダ57の作動により混練ロール25に接近離隔すると、外歯車32と外歯車31との噛み合いが外れるおそれがあるため、この実施形態においては前記軸受24と外歯車32との間における混練ロール26の軸方向一端部に、リンク撓み継手、フランジ形撓み継手等の撓み継手60を設け、前述のように混練ロール25、26が互いに接近離隔しても、外歯車31、32同士が常時正常に噛み合うようにしている。なお、この発明においては、前記流体シリンダをフレーム22と一対の軸受23との間に設置してもよい。また、前記変更手段としてねじ機構、ラック・ピニオン機構等を用いるようにしてもよく、一対の混練ロール25、26を互いに接近離隔させてこれらの間のギャップ量を変更することができるものであれば、どのような構造のものを用いてもよい。
【００２８】
そして、前記制御手段34から変更手段59に開始ギャップ信号が出力されると、流体シリンダ57により混練ロール26が混練ロール25から離隔して、混練ロール25、26間のギャップ量が比較的広い開始ギャップ量、通常は２〜５mmとなり、この結果、低速で逆方向に回転している混練ロール25、26により比較的厚肉の帯状ゴム35が成形される。ここで、前述のような開始ギャップ信号が制御手段34から変更手段59に出力される期間は、混練ロール25、26の回転が開始することで、インターナルミキサー11から供給された未加硫ゴムＭ（ゴムバンク28）が混練ロール25、26間を通過し帯状ゴム35の成形が開始されるとき、あるいは、前記開始の直前から、該帯状ゴム35の始端が反転ロール41において反転して混練ロール25、26（ゴムバンク28）に戻る、あるいは、戻ってからある程度の時間が経過するまでの間、即ち、少なくとも混練ロール25、26による帯状ゴム35の成形開始から、帯状ゴム35の始端が混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭ（ゴムバンク28）に戻されて帯状ゴム35のループ44が完成されるまでの間である。
【００２９】
そして、前述のように比較的厚肉である帯状ゴム35の始端が混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭ（ゴムバンク28）に戻された後、前記制御手段34から変更手段59に練りギャップ信号が出力される。このように練りギャップ信号が変更手段59に出力されると、流体シリンダ57が作動して混練ロール26が混練ロール25に接近（混練ロール25、26が互いに接近）し、混練ロール25、26間のギャップ量が前記開始ギャップ量より狭く、かつ、未加硫ゴムＭの混練に好適な練りギャップ量、通常は0.5〜1.3mmに変更される。これにより、混練ロール25、26から未加硫ゴムＭに大きな剪断力が付与され、該未加硫ゴムＭは逆方向に回転する混練ロール25、26により強力に混練されながら薄肉の帯状ゴム35に成形される。
【００３０】
このように変更手段59を制御手段34により制御して、練りギャップ量の混練ロール25、26によって未加硫ゴムＭを混練する作業に先立ち、開始ギャップ量の混練ロール25、26により厚肉の帯状ゴム35を成形するようにすれば、帯状ゴム35の取り扱いが容易となって、混練ロール25、26から反転ロール41へ、続けて、該反転ロール41から混練ロール25、26へと連続する帯状ゴム35のループ44を、破断等の事態を効果的に抑制しながら容易に成形することができ、作業能率が向上する。また、混練ロール25、26間のギャップ量が練りギャップ量より広い開始ギャップ量であると、混練ロール25、26に供給された未加硫ゴムＭの粘度が高くても、該混練ロール25、26の回転開始時における未加硫ゴムＭのこれら混練ロール25、26間への引き込みを容易とすることができる。
【００３１】
ここで、前述のように混練ロール25、26間のギャップ量が開始ギャップ量から練りギャップ量へと狭くなっていくと、作業能率が低下してしまうため、この実施形態においては、駆動モータ33によって混練ロール25、26双方の回転速度（周速度）を増大させ、帯状ゴム35の単位時間当たりの成形長さを増大させている。しかしながら、このとき、反転ロール41の位置が不動で、かつ、反転ロール41の周速が混練ロール26の周速より低いと、混練ロール25、26と反転ロール41との間の帯状ゴム35に弛みが生じてしまうため、駆動モータ52によってねじ軸51を回転させ、反転ロール41を混練ロール25、26から徐々に離隔させ、前述の弛みを抑制している。
【００３２】
ここで、補強剤としてカーボンブラックに代えシリカおよびシランカップリング剤が配合された未加硫ゴムＭを、練りギャップ量の混練ロール25、26によりシリカマスターバッチ練りを行う場合には、該未加硫ゴムＭを90〜 160℃の温度範囲内で混練することが好ましい。その理由は、前記未加硫ゴムＭの温度が90℃未満であると、カップリング反応が不十分となってシリカを未加硫ゴムＭ内に効果的に分散させることが難しくなり、一方、 160℃を超えると、未加硫ゴムＭ（ゴム成分）がゲル化するおそれがあるが、前述の範囲内であると、未加硫ゴムＭ（ゴム成分）のゲル化を防止しながら、カップリング反応を促進してシリカを未加硫ゴムＭ内に効果的に分散させることができるからである。但し、シリカマスターバッチ練りでシリカ＋シランカップリング剤に加硫促進剤ＤＰＧを配合した場合は、練り上限温度がシランカップリング剤の硫黄解離温度の 180℃になるので、練り上限温度として180℃まで上げても良い。この場合も前述と同様の理由により練り下限温度は90℃が好ましい。
【００３３】
63は前記フレーム22と各軸受23との間にそれぞれ介装されたロードセル、圧電センサ等の測定センサであり、これらの測定センサ63の両端はフレーム22、軸受23に固定され、この結果、前記軸受23は測定センサ63を介してフレーム22に取り付けられることになる。そして、これら測定センサ63は、前述のように練りギャップ量の混練ロール25、26により未加硫ゴムＭが混練されているとき、混練ロール25、26から未加硫ゴムＭに付与される挟持力（押付け力）の反力を測定し、その測定結果をパソコン等の演算部64に出力する。
【００３４】
このとき、演算部64は前記反力を基に未加硫ゴムＭの粘度を推測により、例えば、周知の計算式を用いて演算することで求めたり、多種類の未加硫ゴムＭに対し多数回の混練を行い、それらの集積されたデータを基に求める。その後、前記推測された未加硫ゴムＭの粘度は前記制御手段34に出力される。このように粘度の変化に応じて値が大きく変化する反力を基に未加硫ゴムＭの粘度を推測により求めるようにすれば、未加硫ゴムＭの粘度を高精度で求めることができる。なお、この発明においては、混練時に混練ロール25、26に付与されるトルクを測定し、測定されたトルクを基に未加硫ゴムＭの粘度を推測により求めるようにしてもよい。このようにして求められた未加硫ゴムＭの粘度が目標粘度となると、制御手段34は以下のような制御を行うが、この目標粘度に到達したか否かは、誤判断を避けるため、所定時間、例えば数秒間継続して目標粘度以下となったとき、目標粘度に到達したと判断する。
【００３５】
そして、前述のように帯状ゴム35がループを形成しながら循環することで混練ロール25、26から未加硫ゴムＭに対し繰り返し混練が行われ、該未加硫ゴムＭの粘度が目標粘度（目標混練度）に到達すると、帯状ゴム35を幅方向に破断して前記ループ44を分断するとともに、混練ロール25、26を互いに離隔させて混練ロール25、26のギャップ量を前記練りギャップ量より広い排出ギャップ量とする。ここで、前述したループ44の分断と、排出ギャップ量へのギャップ量変更は、ループ44の分断後に、排出ギャップ量へのギャップ量変更を行うようにしてもよく、逆に、排出ギャップ量へのギャップ量変更後に、ループ44の分断を行うようにしてもよく、あるいは、ループ44の分断と排出ギャップ量へのギャップ量変更とを同時に行うようにしてもよい。なお、前記排出ギャップ量の値は前記開始ギャップ量の値と同等の２〜５mmである。
【００３６】
例えば、ループ44の分断後に、排出ギャップ量へのギャップ量変更を行う例としては、以下のようなものを挙げることができる。即ち、練りギャップ量が 0.5〜 1.0mmである混練ロール25、26により未加硫ゴムＭを混練しているときに、該未加硫ゴムＭの粘度が目標粘度に到達すると、制御手段34により回転手段38（駆動モータ33）を制御して一対の混練ロール25、26の回転を停止させる。このとき、混練ロール25、26間において未加硫ゴムＭは上下に逃げるよう変形して内部張力が発生するため、帯状ゴム35は最も薄肉の部位において幅方向に自然に破断しループ44が分断される。
【００３７】
なお、このとき反転ロール41も前記混練ロール25、26に追従して回転が停止する。その後、制御手段34により変更手段59を制御して流体シリンダ57を作動し、混練ロール26を混練ロール25から離隔させて混練ロール25、26間のギャップ量を練りギャップ量から排出ギャップ量に変更する。そして、前述のようにしてループ44の分断を行うようにすれば、混練ロール25、26の回転を停止させるだけで、帯状ゴム35が混練ロール25、26間において自然に幅方向に破断するため、ループ44を分断するためのカッター装置を設置する必要がなくなり、構造を簡単としながら、製作費を安価とすることができる。ここで、前記練りギャップ量が 1.0mmを超えていると、帯状ゴム35の自然な破断が生じないことがあり、一方、 0.5mm未満であると、未加硫ゴムＭの混練速度が遅くなるとともに、ギャップ量の制御が困難となるため、練りギャップ量は前述した範囲内とすることが好ましい。
【００３８】
一方、排出ギャップ量へのギャップ量変更後に、ループ44の分断を行う例としては、以下のようなものを挙げることができる。即ち、まず、制御手段34により変更手段59を制御して流体シリンダ57を作動し、混練ロール26を混練ロール25から離隔させて混練ロール25、26間のギャップ量を練りギャップ量から排出ギャップ量に変更する。その後、混練ロール25、26間を通過する未加硫ゴムＭにより厚肉の帯状ゴム35を成形してループ44全体を厚肉の帯状ゴム35から構成し、その後、混練ロール25、26の周速を、駆動モータにより駆動回転されている反転ロール41の周速より小とし（混練ロール25、26の周速を零とする、即ち回転停止を含んでいる）、混練ロール26と反転ロール41との間に掛け渡されている帯状ゴム35に反転ロール41から張力を付与することで、該帯状ゴム35を途中で破断させる。
【００３９】
この場合には、前述のように反転ロール41を駆動するための駆動モータが必要となるが、破断時にループ44全体が厚肉の帯状ゴム35から構成されているので、帯状ゴム35の変形により該帯状ゴム35が反転ロール41に絡まるような事態を効果的に抑制することができる。また、この場合のループ44の分断は、混練ロール25、26のうちのいずれか一方の周速を他方の周速より大幅に大として、摩擦力により帯状ゴム35を破断することによっても可能である。
【００４０】
その後、図４に示すように、混練ロール25、26を低速で回転させ、破断した残りの帯状ゴム35を混練ロール25、26に引き取るとともに、該混練ロール25、26によって厚肉の帯状ゴム35を成形し下方に向かって排出する。ここで、前述のように制御手段34により変更手段59を制御することで、未加硫ゴムＭの混練時における混練ロール25、26間のギャップ量を練りギャップとする一方、未加硫ゴムＭの粘度が目標粘度となって帯状ゴム35が幅方向に破断され前記ループ44が分断されるとき、混練ロール25、26を互いに離隔させて混練ロール25、26間のギャップ量を前記練りギャップ量より広い排出ギャップ量に変更するようにしたので、排出時における帯状ゴム35の肉厚が混練時における帯状ゴム35の肉厚より厚肉となる。
【００４１】
この結果、排出時に未加硫ゴムＭが混練ロール25、26間を通過しても該混練ロール25、26から未加硫ゴムＭに付与される剪断力は小さな値となり、これにより、既に目標粘度まで混練された未加硫ゴムＭが排出の際（混練ロール25、26間を通過する際）に、混練ロール25、26によりさらに混練されるようなことは殆どなく、過剰に混練となる事態を容易に抑制することができる。しかも、前述のように排出時における帯状ゴム35の肉厚は混練時より厚肉であるため、短時間で混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭ（ゴムバンク28）を帯状としながら装置外に排出することができ、作業能率が向上する。
【００４２】
ここで、前述のようにループ44の分断を行うと、反転ロール41と混練ロール26との間に位置する帯状ゴム35は自重により反転ロール41または混練ロール26から垂下しながら振り子状に揺動することになるが、この実施形態においては、混練ロール26と反転ロール41との間でこれら混練ロール26、反転ロール41の直下に前記混練ロール26に平行に延びるとともに、同一高さに位置する複数のフリー回転可能な支持ローラ67を設置したので、前記垂下しようとした部位の帯状ゴム35は前記支持ローラ67によって下方から支持され、該部位の姿勢が安定するとともに、周囲の機器に接触するような事態が防止される。
【００４３】
また、排出ギャップ量へとギャップ量が変更されると、接離手段54を作動して反転ロール41をガイドレール48に沿って混練ロール26に接近するよう移動させ、該反転ロール41を初期位置に復帰させる。前述のようにループ44の分断と、排出ギャップ量へのギャップ量変更とが行われると、混練ロール25、26間から厚肉の帯状ゴム35が下方に向かって排出されるが、このような帯状ゴム35は前記混練ロール25、26の直下に設置された一対の成形ロール70間を通過することで目標厚さの帯状ゴムに成形され、その後、次工程へと搬出される。
【００４４】
次に、前記実施形態１の作用について説明する。
まず、インターナルミキサー11内に投入口12を通じて未加硫ゴムＭを投入すると、逆方向に回転しているロータ13の翼により前記未加硫ゴムＭが混練（カーボンマスターバッチ、カーボン＋シリカマスターバッチあるいはシリカマスターバッチ練り）され、粘度（可塑度）が低下するとともに分散度が向上する。そして、前記インターナルミキサー11による未加硫ゴムＭの混練が終了すると、該未加硫ゴムＭは押出し機16に供給されるが、このとき、スクリュー17が回転して未加硫ゴムＭは前方に送り出された後、押出しロール18間を通過して帯状となる。このようにして成形された帯状の未加硫ゴムＭは、混練装置21の混練ロール25、26上に供給されてゴムバンク28を形成するが、このようにして未加硫ゴムＭの大部分または全部が混練ロール25、26に供給されると、駆動モータ33が作動して混練ロール25、26が逆方向に回転し、これら混練ロール25、26間のギャップ27を下方に向かって通過する未加硫ゴムＭを帯状に成形する。
【００４５】
このとき、前記混練ロール25、26間のギャップ量は、流体シリンダ57の作動によって混練ロール26が混練ロール25から離隔しているため、混練時における練りギャップ量より広い開始ギャップ量であり、この結果、低速で回転する混練ロール25、26により比較的厚肉の帯状ゴム35が成形される。このようにして成形された帯状ゴム35は誘導手段により、空中を通じて混練ロール26から反転ロール41まで導かれた後、該反転ロール41の周囲に約半周掛け回されて反転され、その後、空中を通じて反転ロール41から前記混練ロール25、26まで導かれ該混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭのゴムバンク28に戻される。これにより、帯状ゴム35はループ44を形成する。
【００４６】
前述のようにして帯状ゴム35のループ44が形成されると、流体シリンダ57が作動して混練ロール26が混練ロール25に接近し、混練ロール25、26間のギャップ量が前記開始ギャップ量より狭く混練に好適な練りギャップ量に変更される。これにより、逆方向に回転する混練ロール25、26から該混練ロール25、26間を通過する未加硫ゴムＭに大きな剪断力が付与され、該未加硫ゴムＭは混練されながら薄肉の帯状ゴム35に成形される。このとき、作業能率の低下を防止するため、帯状ゴム35の薄肉化に対応して混練ロール25、26の回転速度（周速度）を増大させるが、前記反転ロール41の位置が不動で、かつ、反転ロール41の周速が混練ロール26の周速より低いと、混練ロール25、26と反転ロール41との間の帯状ゴム35に弛みが生じてしまう。このため、駆動モータ52によりねじ軸51を回転させて反転ロール41を混練ロール25、26から徐々に離隔させ、前述の弛みの発生を防止している。
【００４７】
そして、前述のように混練ロール25、26により成形された帯状ゴム35は混練ロール25、26、反転ロール41間においてループを形成しながら所定回数混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭに戻されて循環し、該未加硫ゴムＭに対し混練が繰り返される。そして、このような混練の繰り返しにより未加硫ゴムＭの粘度が目標粘度に到達すると、制御手段34は駆動モータ33の作動を停止させて、混練ロール25、26の回転を停止させる。このとき、練りギャップ量が前述のように 1.0mm以下であると、これら混練ロール25、26間において未加硫ゴムＭ（帯状ゴム35）は内部張力により幅方向に自然に破断しループ44が分断される。その後、制御手段34は流体シリンダ57を作動して混練ロール26を混練ロール25から離隔させ、混練ロール25、26間のギャップ量を練りギャップ量から排出ギャップ量に拡大する。
【００４８】
このとき、ループ44の分断により帯状ゴム35は反転ロール41または混練ロール26から垂下しようとするが、この垂下しようとした部位の帯状ゴム35は支持ローラ67によって下方から支持され、該部位の姿勢が安定する。その後、混練ロール25、26を低速で回転させ、該混練ロール25、26から厚肉の帯状ゴム35を排出する。このような排出時における帯状ゴム35の肉厚は混練時における帯状ゴム35の肉厚より厚肉であるため、混練ロール25、26から未加硫ゴムＭに付与される剪断力は小さな値となり、既に目標粘度まで混練された未加硫ゴムＭが排出の際にさらにもう一度混練されるようなことはなく、過剰に混練される事態を効果的に抑制することができる。しかも、排出される帯状ゴム35は厚肉であるため、混練ロール25、26上の未加硫ゴムＭ（ゴムバンク28）を短時間で装置外に排出することができ、作業能率が向上する。
【００４９】
このとき、接離手段54を作動して反転ロール41をガイドレール48に沿って混練ロール26に接近するよう移動させ、該反転ロール41を初期位置に復帰させる。また、混練ロール25、26により成形された厚肉の帯状ゴム35は下方に向かって排出された後、一対の成形ロール70間を通過することで目標厚さの帯状ゴムに成形され、その後、次工程へと搬出される。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
この発明は、未加硫ゴムを一対の逆方向に回転する混練ロール間を通過させることで混練する産業分野に適用できる。
【符号の説明】
【００５１】
21…混練装置               25、26…混練ロール
34…制御手段               38…回転手段
44…ループ                 45…循環手段
59…変更手段               63…測定センサ
Ｍ…未加硫ゴム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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