(57)【要約】【課題】  伝熱能力が高く混練機能を有して混練システムの簡素化が図れる二軸フィーダを有する混練システムを提供する。【解決手段】  ケーシング４内に二本のテーパスクリュー５を配設してなる二軸フィーダ１において、前記テーパスクリュー５におけるスクリュー軸径Ｄ１とスクリュー翼径Ｄ２との比であるＤ１／Ｄ２が、０．３５以上である。【選択図】  図１
2006341488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング内に二本のテーパスクリューを配設してなる二軸フィーダにおいて、
前記テーパスクリューにおけるスクリュー軸径Ｄ１とスクリュー翼径Ｄ２との比であるＤ１／Ｄ２が、０．３５以上であることを特徴とする二軸フィーダ。
【請求項２】
ケーシング内に二本のテーパスクリューを配設してなる二軸フィーダにおいて、
前記ケーシング内に、前記テーパスクリューの周囲に位置して複数のピンを着脱可能に配設したことを特徴とする二軸フィーダ。
【請求項３】
前記ピンの内部に熱媒体の循環流路を設けたことを特徴とする請求項２記載の二軸フィーダ。
【請求項４】
前記ケーシングは、熱媒体供給用のジャケット構造を有することを特徴とする請求項１，２又は３記載の二軸フィーダ。
【請求項５】
前記テーパスクリューにおけるスクリュー軸の内部に熱媒体の循環流路を設けたことを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の二軸フィーダ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の二軸フィーダの下流にローラヘッドを連設してなることを特徴とするシーティング装置。
【請求項７】
マスターバッチ用混練機とファイナル用混練機とを備えた混練システムにおいて、少なくともマスターバッチ用混練機の下流に請求項１乃至６のいずれかに記載の二軸フィーダを連設したことを特徴とする混練システム。
【請求項８】
請求項７記載の混練システムを用いてゴム又はゴム系組成物を混練することを特徴とする混練システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伝熱性能や混練性能に優れた二軸フィーダ並びにこれを用いたシーティング装置及び混練システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
混練機から排出されたゴム又は樹脂を、ケーシング内に二本のテーパスクリューを配設してなる二軸フィーダにより押出し、次工程（シート化、成形など）に供給する押出装置が、特許文献１や特許文献２で開示されている。
【０００３】
また、上記二軸フィーダを用いた混練システムとして、例えば図９に示すようなものが知られている。
【０００４】
これによれば、先ず、原料ゴムと配合剤がマスターバッチ用混練機１００でマスター混練され、ここから排出されたマスターバッチゴムは、アンダーミキサ１０１Ａによってシート化され、外部冷却装置１０２Ａによって冷却された後、再びマスターバッチ用混練機１００に戻されてリミル混練される。このリミル（再練り）工程は１回又は複数回、行われる。その後、マスターバッチゴムは加硫剤とともにファイナル用混練機１０３に投入されてファイナル混練される。ここから排出されたマスターバッチゴムは、アンダーミキサ１０１Ｂによってシート化され、外部冷却装置１０２Ｂによって冷却された後、成形／加硫工程に移行するようになっている。
【０００５】
【特許文献１】特公平２−４２３３１号公報
【特許文献２】特許第１７２１３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の二軸フィーダにあっては、ケーシングが冷却水供給用のジャケット構造を有すると共にテーパスクリューにおけるスクリュー軸の内部に冷却水の循環流路を設けるなどして冷却機能を奏しているが、未だ冷却効果が不十分であった。
【０００７】
また、二軸フィーダはテーパスクリューによる押出能力のみであり、混練機能は有していなかった。
【０００８】
また、二軸フィーダは冷却効果が不十分でかつ混練機能を有していないため、次工程においてさらに混練（リミルやファイナル混練）を行う必要がある混練システムにおいては、例えばアンダーミキサ２Ａでシート化した後、外部冷却装置３Ａを通じて一旦冷却してから再度混練を行う必要があるなどで、プロセスを簡素化して速やかに次工程に移行することができず、生産性の低下でコストアップを招来しているという問題点もあった。
【０００９】
本発明は、上記状況に鑑みてなされたものであり、伝熱能力が高く混練機能を有して混練システムの簡素化が図れる二軸フィーダ並びにこれを用いたシーティング装置及び混練システム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】
【００１０】
上記目的を達成するための本発明に係る二軸フィーダは、ケーシング内に二本のテーパスクリューを配設してなる二軸フィーダにおいて、
前記テーパスクリューにおけるスクリュー軸径Ｄ１とスクリュー翼径Ｄ２との比であるＤ１／Ｄ２が、０．３５以上であることを特徴とする。
【００１１】
また、ケーシング内に二本のテーパスクリューを配設してなる二軸フィーダにおいて、
前記ケーシング内に、前記テーパスクリューの周囲に位置して複数のピンを着脱可能に配設したことを特徴とする。
【００１２】
また、前記ピンの内部に熱媒体の循環流路を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、前記ケーシングは、熱媒体供給用のジャケット構造を有することを特徴とする。
【００１４】
また、前記テーパスクリューにおけるスクリュー軸の内部に熱媒体の循環流路を設けたことを特徴とする。
【００１５】
上記目的を達成するための本発明に係るシーティング装置は、前述した構成の二軸フィーダの下流にローラヘッドを連設してなることを特徴とする。
【００１６】
上記目的を達成するための本発明に係る混練システムは、マスターバッチ用混練機とファイナル用混練機とを備えた混練システムにおいて、少なくともマスターバッチ用混練機の下流に前述した構成の二軸フィーダを連設したことを特徴とする。
【００１７】
また、前記混練システムを用いてゴム又はゴム系組成物を混練することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る二軸フィーダによれば、伝熱能力の向上と押出能力に加えて混練機能が得られる。
【００１９】
本発明に係るシーティング装置によれば、ローラヘッドにおける冷却機構の簡素化と低能力仕様が図れる。
【００２０】
本発明に係る混練システムによれば、外部冷却装置の削減やリミルの回数低減等プロセスを簡素化して速やかに次工程に移行することができ、生産性の向上でコストダウンが図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る二軸フィーダ並びにこれを用いたシーティング装置及び混練システムを実施例により図面を用いて詳細に説明する。
【実施例１】
【００２２】
図１は本発明の実施例１を示す二軸フィーダの側面図、図２は実験により得られたスクリュー軸径／スクリュー翼径比と冷却性能（ゴム温度）との関係を示すグラフである。
【００２３】
図１に示すように、本二軸フィーダ１は、架台２上に設置された、投入口としてのホッパー３を備えたケーシング４内に、二本の（図面上では一本しか図示されていないが）テーパスクリュー５が配設されてなる。この二本のテーパスクリュー５は、ギヤボックスや減速機からなる動力伝達部６を介して図示しないモータにより、異方向に回転駆動されるようになっている。
【００２４】
前記ケーシング４は、図示しないが、外部から冷却水（熱媒体）が供給・循環されるジャケット構造を有すると共に、前記テーパスクリュー５におけるスクリュー軸５ａの内部には、外部から冷却水（熱媒体）が供給・循環される図示しない循環流路が形成されている。図中７がテーパスクリュー５における冷却水供給口である。
【００２５】
前記二本のテーパスクリュー５において、ゴム又はゴム系組成物である被混練物がホッパー３より投入されるテーパスクリュー５の根元部は、スクリュー翼５ｂとスクリュー軸５ａの軸径が非常に大きく、被混練物に対して噛み込み、噛み砕きの機能が十分に得られる構造になっている一方、テーパスクリュー５の先端部では、スクリュー翼５ｂとスクリュー軸５ａの軸径が根元部に比べて小さく絞り込まれた構造になっている。
【００２６】
そして、本実施例では、前記スクリュー軸５ａの軸径Ｄ１とスクリュー翼５ｂの翼径Ｄ２との比であるＤ１／Ｄ２が、０．３５以上、好ましくは０．５以上に設定されている。
【００２７】
このように構成されるため、前述した二本のテーパスクリュー５の構造により、当該テーパスクリュー５が異方向へ回転することによって、ケーシング４内の被混練物は適度に圧縮されて、図示しないローラヘッド等へ安定して連続供給される。
【００２８】
また、前述したケーシング４やテーパスクリュー５の冷却水による冷却機構により、ケーシング４内の被混練物は適度に冷却される。
【００２９】
そして、本実施例では、前記スクリュー軸５ａの軸径Ｄ１とスクリュー翼５ｂの翼径Ｄ２との比であるＤ１／Ｄ２が、０．３５以上、好ましくは０．５以上に設定されているので、二軸フィーダ１内の冷却性能が向上される。
【００３０】
即ち、前記Ｄ１／Ｄ２の設定により、スクリュー軸５ａとケーシング４との間の被混練物の厚みを伝熱能力の面から適正化でき、冷却水による冷却機構の冷却作用を十分に発揮させられて二軸フィーダ１内の冷却性能が高められることから、図２に示す実験結果でも判るように、冷却時間（被混練物の滞留時間）が短くても温度低下の効果が期待でき、被混練物の材料に左右されない汎用性の高い二軸フィーダ１を提供することができる。
【００３１】
尚、上記実施例において、被混練物がゴム又はゴム系組成物以外の樹脂等の場合、あるいは比較的低温で供給されるゴム又はゴム系組成物であって成形性を高めるため加温する必要があるような際は、熱媒体として温水が用いられる場合もある。
【実施例２】
【００３２】
図３は本発明の実施例２を示す二軸フィーダ１の構造説明図である。
【００３３】
これは、実施例１におけるケーシング４内に、テーパスクリュー５の周囲に位置して複数のピン１０を着脱可能に配設した例である。その他の構成は、実施例１と同様なので、図１と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。尚、本実施例において、特に、実施例１と同様なＤ１／Ｄ２（図１参照）の設定を行わなくても良いが、行ってもよい。
【００３４】
前記ピン１０は、ケーシング４にねじ込み又はねじ止め等されて、周方向に所定間隔離間して複数配置されると共に長手方向（スクリュー軸５ａの軸方向）に複数段（図示例では２段）に亙って配置される。勿論、テーパスクリュー５の回転を妨げない位置で、かつ被混練物の押出作用に支障をきたさない本数で配置される。
【００３５】
そして、前記ピンの内部には、外部から冷却水（熱媒体）が供給・循環される循環流路１１が形成されている。図中１２ａがその外部冷却水入口で、１２ｂが外部冷却水出口である。
【００３６】
これによれば、ケーシング４やテーパスクリュー５の冷却水による冷却機構に加えて、複数のピン１０の冷却水による冷却機構により、冷却能力が一段とアップし、被混練物を十分冷却することができる。
【００３７】
また、本実施例では、複数のピン１０の邪魔板効果により、押出能力に加えて混練機能も得られ、汎用性の高い二軸フィーダ１を提供することができる。また、複数のピン１０はケーシング４に対し着脱可能であるため、テーパスクリュー５等の交換時に、脱することで、テーパスクリュー５等を容易に交換することができる。
【００３８】
尚、上記実施例において、被混練物がゴム又はゴム系組成物以外の樹脂等の場合、あるいは比較的低温で供給されるゴム又はゴム系組成物であって成形性を高めるため加温する必要があるような際は、熱媒体として温水が用いられる場合もある。
【実施例３】
【００３９】
図４は本発明の実施例３を示すシーティング装置の側面図である。
【００４０】
これは、実施例１又は実施例２における二軸フィーダ１の下流にローラヘッド２０を連設してシーティング装置を構成した例である。従って、二軸フィーダ１においては、図１及び図３と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４１】
ローラヘッド２０は、ハウジング２１内に上下一対の圧延ロール２２，２３を軸支してなり、これら圧延ロール２２，２３は、図示しない駆動手段により異方向に回転駆動されるようになっている。圧延ロール２２，２３の内部には、外部から冷却水（熱媒体）が供給・循環される図示しない循環流路が形成されている。
【００４２】
また、ハウジング２１は、ベース２４上に敷設されたレール２５に沿い車輪２６を介して移動可能になっており、二軸フィーダ１に対しローラヘッド２０が必要に応じて接近離反するようになっている。図中２７は、上圧延ロール２２を昇降させるボールねじで、圧延ロール２２，２３間のギャップ（所謂、シート厚さ）を調製し得るようになっている。また、図中２８は、二軸フィーダ１から押し出された被混練物を一時的に蓄える受台で、この受台２８にも外部から冷却水（熱媒体）が供給・循環される図示しない循環流路が形成されている。
【００４３】
このように構成されるため、二軸フィーダ１から押し出された被混練物は、受台２８を経て、圧延ロール２２，２３間を通過することで、所定厚さのシートに形成される。
【００４４】
そして、本実施例では、二軸フィーダ１において前述した高冷却性能により被混練物が十分に冷却されているので、ローラヘッド２０においては、その冷却機構の簡素化や低能力仕様で十分対応することができる。
【００４５】
尚、上記実施例において、被混練物がゴム又はゴム系組成物以外の樹脂等の場合、あるいは比較的低温で供給されるゴム又はゴム系組成物であって成形性を高めるため加温する必要があるような際は、熱媒体として温水が用いられる場合もある。
【実施例４】
【００４６】
図５は本発明の実施例４を示す混練システムの概略構成図である。
【００４７】
これは、図９に示した従来の混練システムにおける、マスターバッチ用混練機１００下流のアンダーミキサ１０１Ａに代えて、実施例１又は実施例２における二軸フィーダ１を用いるようにした例である。その他の構成は図９と同様なので、図９と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００４８】
これによれば、二軸フィーダ１が前述したように高冷却性能を有することで、外部冷却装置１０２Ａ（図９参照）を介さずに次工程のリミルあるいはファイナル混練に移行でき、１パス混練が可能となる。また、二軸フィーダ１が前述したように混練機能を有することで、リミルの回数低減が図れる。
【００４９】
これらの結果、生産性向上と省力化が図れる。また、外部冷却装置１０２Ａが不要となることで、混練システムの省スペース化及び低コスト化が可能となる。
【００５０】
尚、上記実施例において、二軸フィーダ１にファイナル用混練機１０３を連設する場合、図６に示すように、二本の接線式ロータ３１や噛合式ロータ３２を備えたバッチ式混練装置３０Ａ，３０Ｂをファイナル用混練機として用いても良く、図７に示すように、一本又は二本のスクリューセット４１を備えた連続式混練装置４０をファイナル用混練機として用いても良い。
【実施例５】
【００５１】
図８は本発明の実施例５を示す混練システムの概略構成図である。
【００５２】
これは、実施例４における、ファイナル用混練機１０３下流のアンダーミキサ１０１Ｂに代えて、実施例１又は実施例２における二軸フィーダ１を用いるようにした例である。その他の構成は図５と同様なので、図５と同一部材には同一符号を付して重複する説明は省略する。
【００５３】
これによれば、二軸フィーダ１が前述したように高冷却性能を有することで、外部冷却装置１０２Ｂ（図５参照）を介さずに次工程の成形／加硫工程に移行できる。
【００５４】
この結果、実施例４に比べてより一層の生産性向上と省力化が図れる。また、外部冷却装置１０２Ｂが不要となることで、混練システムのより一層の省スペース化及び低コスト化が可能となる。
【００５５】
尚、上記実施例においても、二軸フィーダ１にファイナル用混練機１０３を連設する場合、図６に示すように、二本の接線式ロータ３１や噛合式ロータ３２を備えたバッチ式混練装置３０Ａ，３０Ｂをファイナル用混練機として用いても良く、図７に示すように、一本又は二本のスクリューセット４１を備えた連続式混練装置４０をファイナル用混練機として用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明に係る二軸フィーダ並びにこれを用いたシーティング装置及び混練システムは、ゴムあるいは各種配合剤などを添加したゴムからなる被混練物に限らず、樹脂等からなる被混練物にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施例１を示す二軸フィーダの側面図である。
【図２】実験により得られたスクリュー軸径／スクリュー翼径比と冷却性能（ゴム温度）との関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実施例２を示す二軸フィーダ１の構造説明図である。
【図４】本発明の実施例３を示すシーティング装置の側面図である。
【図５】本発明の実施例４を示す混練システムの概略構成図である。
【図６】本発明の二軸フィーダにバッチ式混練装置を連設した概略構成図である。
【図７】本発明の二軸フィーダに連続式混練装置を連設した概略構成図である。
【図８】本発明の実施例５を示す混練システムの概略構成図である。
【図９】従来の混練システムの概略構成図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  二軸フィーダ、２  架台、３  ホッパー、４  ケーシング、５  テーパスクリュー、５ａ  スクリュー軸、５ｂ  スクリュー翼、６  動力伝達部、７  冷却水供給口、１０  ピン、１１  循環流路、２０  ローラヘッド、２１  ハウジング、２２，２３  圧延ロール、２４  ベース、２５  レール、２６  車輪、２７  ボールねじ、２８  受台、３０Ａ，３０Ｂ  バッチ式混練装置、４０  連続式混練装置、１００  マスターバッチ用混練機、１０１Ａ，１０１Ｂ  アンダーミキサ、１０２Ａ，１０２Ｂ  外部冷却装置、Ｄ１  スクリュー軸５ａの軸径、Ｄ２  スクリュー翼５ｂの翼径。
【図１】
2006341488.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2006341488.tif 000006
【図５】
2006341488.tif 000007
【図６】
2006341488.tif 000008
【図７】
2006341488.tif 000009
【図８】
2006341488.tif 000010
【図９】
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