(57)【要約】【課題】長期に安定的にゴム材料を押し出す押出機の提供。【解決手段】押出機４は、ゴム材料が供給されるシリンダ１６と、ゴム材料をシリンダ１６の吐出口１６から押し出すスクリュー１８と、吐出口１６ａの下流に位置するストレーナ２２と、ストレーナ２２を冷却する冷却装置とを備えている。ストレーナ２２にゴム材料が通される多数の貫通孔が形成されている。好ましくは、ストレーナ２２が、貫通孔が形成されたストレーナ本体と、このストレーナ本体を囲む縁部とを備えている。上記冷却装置は、冷却部を備えている。この冷却部は、縁部に沿ってストレーナ本体を囲んでいる。【選択図】図２
2018089828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム材料が供給されるシリンダと、上記ゴム材料を上記シリンダの吐出口から押し出すスクリューと、上記吐出口の下流に位置するストレーナと、上記ストレーナを冷却する冷却装置とを備えており、上記ストレーナに上記ゴム材料が通される多数の貫通孔が形成されている押出機。
【請求項２】
上記ストレーナが上記貫通孔が形成されたストレーナ本体とこのストレーナ本体を囲む縁部とを備えており、
上記冷却装置が冷却部を備えており、この冷却部が上記縁部に沿って上記ストレーナ本体を囲んでいる請求項１に記載の押出機。
【請求項３】
上記冷却装置の冷却媒体が液化ガスである請求項１又は２に記載の押出機。
【請求項４】
上記ストレーナを支持するブレーカプレートを備えており、
上記ブレーカプレートがプレート本体とプレート断熱体とを備えており、上記プレート断熱体が上記プレート本体と上記ストレーナとの間に位置して上記プレート本体と上記ストレーナ本体とを断熱している請求項１から３のいずれかに記載の押出機。
【請求項５】
上記ストレーナが上記貫通孔が形成されたストレーナ本体とこのストレーナ本体を囲む縁部とを備えており、
上記ストレーナを支持するブレーカプレートとこのブレーカプレートとの間で上記縁部を挟む保持リングを備えており、
上記保持リングがリング本体とリング断熱体とを備えており、上記リング断熱体が上記リング本体と上記縁部との間に位置して上記リング本体と上記縁部とを断熱している請求項１から４のいずれかに記載の押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム材料を押し出す押出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
ゴム材料の押出機として、ゴム材料から異物を除去するストレーナを備えたものがある。このストレーナは、多数の貫通孔が形成されている。ゴム材料は、ストレーナの貫通孔に通されることによって、異物が除去される。特開２０１４−１１３７０６公報、特開２０１５−２０５４０２公報及び特開２０１６−２２６６０公報には、ストレーナを備える押出機が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１３７０６公報
【特許文献２】特開２０１５−２０５４０２公報
【特許文献３】特開２０１６−２２６６０公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ストレーナは、長期の使用によって、貫通孔の目詰まりを生じうる。この貫通孔の目詰まりは、ゴム材料の圧力を上昇させる。この圧力の上昇は、ゴム材料の温度を上昇させる。この温度の上昇は、ゴム材料の粘度を上昇させる。この粘度の上昇は、ストレーナを通過するゴム材料の量を更に低下させる。このような押出機は、長期の使用によって、押し出されるゴム材料の量が低下し易い。長期の使用によっても、更に安定的にゴム材料を押し出す押出機が求められている。
【０００５】
本発明の目的は、長期に安定的にゴム材料を押し出す押出機の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る押出機は、ゴム材料が供給されるシリンダと、上記ゴム材料を上記シリンダの吐出口から押し出すスクリューと、上記吐出口の下流に位置するストレーナと、上記ストレーナを冷却する冷却装置とを備えている。上記ストレーナに上記ゴム材料が通される多数の貫通孔が形成されている。
【０００７】
好ましくは、上記ストレーナは、上記貫通孔が形成されたストレーナ本体と、このストレーナ本体を囲む縁部とを備えている。上記冷却装置は、冷却部を備えている。この冷却部は、上記縁部に沿って上記ストレーナ本体を囲んでいる。
【０００８】
好ましくは、上記冷却装置の冷却媒体は、液化ガスである。
【０００９】
この押出機は、上記ストレーナを支持するブレーカプレートを備えている。上記ブレーカプレートは、プレート本体とプレート断熱体とを備えている。上記プレート断熱体は、上記プレート本体と上記ストレーナとの間に位置して、上記プレート本体と上記ストレーナ本体とを断熱している。
【００１０】
上記ストレーナは、上記貫通孔が形成されたストレーナ本体と、このストレーナ本体を囲む縁部とを備えている。この押出機は、上記ストレーナを支持するブレーカプレートと、このブレーカプレートとの間で上記縁部を挟む保持リングを備えている。上記保持リングは、リング本体とリング断熱体とを備えている。上記リング断熱体は、上記リング本体と上記縁部との間に位置して、上記リング本体と上記縁部とを断熱している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る押出機では、ストレーナの貫通孔を通るゴム材料の温度上昇が抑制される。ゴム材料の圧力上昇が抑制されている。ゴム材料の粘度の上昇が抑制されている。この押出機は、長期に安定的にゴム材料を押し出す。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る押出機を含む混練設備の一部が示された概念図である。
【図２】図２は、図１の押出機の部分拡大断面図である。
【図３】図３は、図２の押出機のストレーナの平面図である。
【図４】図４は、本発明の他の実施形態に係る押出機の部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１４】
図１に示された混練設備２は、押出機４及び圧延機６を備えている。図１の左右方向右向きが押出機４の前後方向前向きにであり、紙面に垂直な方向が押出機４の左右方向である。押出機４は、ホッパー８、押出機本体１０、ストレーニング装置１２及び冷却装置１４を備えている。押出機４は、ゴム材料を練りつつ押し出す機能を備えている。
【００１５】
圧延機６は、一対の圧延ロールを備えている。押出機４から押し出されたゴム材料は、一対の圧延ロールで圧延成形される。この圧延機６は、押出機４から押し出されたゴム材料を帯体に成形する機能を備えている。
【００１６】
ホッパー８は、ゴム材料を押出機本体１０に供給する機能を備えている。図示されないが、ホッパー８は、ゴム材料が投入される投入口と、ゴム材料が押出機本体１０に供給される供給口と、ゴム材料が投入口から供給口まで案内される供給路とを備えている。この供給路の大きさは、上方に位置する投入口から下方に位置する供給口に向かって漸減している。
【００１７】
図２に示される様に、押出機本体１０は、シリンダ１６及びスクリュー１８を備えている。シリンダ１６は、後方から前方に向かって狭くなっている空間である。図２において、後方が上流であり、前方が下流である。ゴム材料は、この上流から下流に向かって送られる。図示されないが、シリンダ１６にホッパー８の開口が連通している。図２では一方のスクリュー１８だけか示されているが、押出機本体１０は一対のスクリュー１８を備えている。一対のスクリュー１８は、シリンダ１６内に位置する。それぞれのスクリュー１８は、上流下流方向を軸線に配置されて、左右に並べられている。スクリュー１８は、その軸線を回転軸して回転可能に支持されている。押出機本体１０は、シリンダ１６内のゴム材料を練りながら押し出す機能を備えている。
【００１８】
ストレーニング装置１２は、ケース２０、ストレーナ２２、ブレーカプレート２４、保持リング２６、支持スペーサ２８及び押さえスペーサ３０を備えている。ケース２０は、押出機本体１０と圧延機６との間に取り付けられている。このケース２０に、ストレーナ２２、ブレーカプレート２４、保持リング２６、支持スペーサ２８及び押さえスペーサ３０が収容されている。ストレーニング装置１２は、シリンダ１６の吐出口１６ａと圧延機６の供給口との間で、ゴム材料が通されるゴム流路３２を形成している。ストレーナ２２は、ゴム流路３２に位置している。
【００１９】
ブレーカプレート２４には、多数の貫通孔２４ａが形成されている。それぞれの貫通孔２４ａは、ゴム流路３２の上流下流方向に貫通している。流路３２を通るゴム材料は、この貫通孔２４ａを通って、シリンダ１６の吐出口１６ａから圧延機６の供給口に送られうる。ブレーカプレート２４は、ストレーナ２２の前方に配置されている。ブレーカプレート２４は、ストレーナ２２よりゴム流路３２の下流に位置している。ブレーカプレート２４は、ストレーナ２２にゴム流路３２の下流側から当接している。ブレーカプレート２４は、ストレーナ２４をゴム流路３２の下流側から支持している。
【００２０】
保持リング２６は、ストレーナ２２の縁に沿って延びている。保持リング２６の形状はリング状である。保持リング２６は、ストレーナ２２の後方に配置されている。保持リング２６は、ストレーナ２２よりゴム流路３２の上流に位置している。保持リング２６は、ストレーナ２２にゴム流路３２の上流側から当接している。保持リング２６とブレーカプレート２４とは、ストレーナ２２を挟んでいる。保持リング２６とブレーカプレート２４とが、ストレーナ２２を保持している。
【００２１】
支持スペーサ２８及び押さえスペーサ３０は、ケース２０に支持されている。支持スペーサ２８と押さえスペーサ３０とは、ストレーナ２２、ブレーカプレート２４及び保持リング２６を挟んでいる。支持スペーサ２８と押さえスペーサ３０とは、ストレーナ２２、ブレーカプレート２４及び保持リング２６を保持している。ストレーナ２２、ブレーカプレート２４及び保持リング２６は、ケース２０の所定の位置に保持されている。
【００２２】
図１に示される様に、冷却装置１４は、冷却装置本体４２、供給配管４４及び回収配管４６を備えている。図２に示される様に、冷却装置１４は、更に、冷却部４８と冷却部４８を囲む断熱材５０とを備えている。冷却部４８には、冷媒流路５２が形成されている。冷却部４８は、ストレーナ２２に接続されている。
【００２３】
この冷却装置１４では、冷却媒体は、冷却装置本体４２、供給配管４４、冷媒流路５２及び回収配管４６を巡回する。冷却装置１４は、ストレーナ２２を冷却する機能を備えている。この冷却媒体は、例えば、液体窒素である。
【００２４】
図３には、ストレーナ２２が冷却部４８と共に示されている。ストレーナ２２は、プレート状の形状を備えている。ストレーナ２２は、多数の貫通孔５４、多数の孔形成領域５６及び枠部５８が形成されたストレーナ本体６０と、縁部６２とを備えている。それぞれの孔形成領域５６に、多数の貫通孔５４が形成されている。多数の貫通孔５４は、ストレーナ本体６０の厚さ方向に貫通している。枠部５８は、孔形成領域５６の間に形成されている。隣合う孔形成領域５６は、枠部５８を介して接続されている。この枠部５８によって、孔形成領域５６は、多数に区分けされている。このストレーナ本体６０は、縁部６２に囲われている。この縁部６２は、ストレーナ本体６０を全周に亘って囲んでいる。このストレーナ本体６０の全体は、多数の貫通孔５４を備える孔形成領域５６からなり、枠部５８を備えていなくてもよい。
【００２５】
図２の取付状態において、ストレーナ２２の孔形成領域５６及び枠部５８は、ゴム流路３２に位置している。縁部６２は、ゴム流路３２の外に位置している。この縁部６２は、冷却部４８に囲まれている。この冷却部４８は、縁部６２を全周に亘って囲んでいる。縁部６２は、冷却部４８に接続されている。冷却部４８は、縁部６２に接続される部分以外を、断熱材５０で断熱されている。冷却部４８及び断熱材５０は、ケース２０に収容されている。
【００２６】
この混練装置２を使用して、ゴム材料からなる帯体の製造方法が説明される。この製造方法は、押出工程、ストレーニング工程及び圧延工程を備えている。
【００２７】
押出工程では、ポリマー、充填剤等の原材料が混練されたゴム材料が準備される。このゴム材料は、ホッパー８の開口に投入される。ゴム材料は、ホッパー８に案内されてシリンダ１６に送られる。一対のスクリュー１８が回転して、シリンダ１６内のゴム材料は練られながら吐出口１６ａに向かって押し出される。更に、ゴム材料は、吐出口１６ａからゴム流路３２に送られる。
【００２８】
ストレーニング工程では、ゴム材料は、ゴム流路３２を通って圧延機６の供給口に送られる。この途中で、ゴム材料はストレーナ２２の貫通孔５４に通される。この貫通孔５４を通されることで、ゴム材料に含まれる小石や木片等の異物が除去される。このストレーニング工程では、冷却装置１４、供給配管４４、冷却部４６及び回収配管４６を冷却媒体が循環する。ストレーナ２２は、冷却部４６によって冷却される。ストレーナ２２を通るゴム材料は、ストレーナ２２に接触する。ストレーナ２２は、接触するゴム材料の温度上昇を抑制する。異物が除去されたゴム材料は、更に、ブレーカプレート２４の貫通孔２４ａに通される。貫通孔２４ａを通ったゴム材料は、ゴム流路３２に案内されて、圧延機６の供給口に送られる。
【００２９】
圧延工程では、圧延機６の供給口から供給されたゴム材料を、一対の圧延ロールで圧延する。ゴム材料は、一対の圧延ロールに圧延されて、細長い帯状の形態にされる。この様にして、ゴム材料から帯体が形成される。
【００３０】
この帯体は、更に他の押出機で押出成形されて、タイヤの各部を形成するゴム部材を形成する。この様なゴム部材として、例えば、タイヤのトレッドを形成するトレッド部材、サイドウォールを形成するサイドウォール部材等がある。また、この帯体は、更に他の押出機で押出成形されて、帯体より更に細いストリップが形成されてもよい。このストリップがタイヤのトレッド部材やサイドウォール部材等の各部の断面形状に巻回されて、タイヤの各部を形成するゴム部材が形成されてもよい。
【００３１】
この押出機４では、ストレーナ２２が冷却されている。ストレーナ２２を通されるゴム材料の温度上昇が抑制される。ストレーナ２２はゴム流路３２に位置するので、ゴム流路３２の壁面付近のみならずゴム流路３２の壁面から離れた中央部分においても、ゴム材料の温度上昇が抑制される。温度上昇が抑制されることで、ゴム材料の粘性が高くなることが抑制されている。これにより、ストレーナ２２にゴム材料が詰まることが抑制されている。
【００３２】
この押出機４では、ストレーナ２２の貫通孔５４の直径は、ブレーカプレート２４の貫通孔２４ａの直径より小さい。ゴム流路３２に位置する貫通孔５４の断面積の総和は、ゴム流路３２に位置する貫通孔２４ａの断面積の総和はより小さい。貫通孔５４を通されることで、ゴム材料は貫通孔２４ａをスムーズに通される。ブレーカプレート２４よりストレーナ２２において、目詰まりが発生し易い。この押出機４では、ストレーナ２２が冷却されているので、ストレーナ２２の上流側での圧力上昇や温度上昇が抑制される。この押出機４では、ゴム流路３２を通るゴム材料の温度を効率的に低下させうる。
【００３３】
ストレーナ２２では、ストレーナ本体６０がゴム流路３２に位置している。ストレーナ本体６０の外側に、縁部６２が形成されている。この縁部６２は、ゴム流路３２の壁面より外側に位置している。この縁部６２は、ストレーナ本体６０の外側を囲っている。冷却部４８は、縁部６２に沿ってストレーナ本体６０を囲っている。この冷却部４８は、ゴム材料の流れを阻害することなく、ストレーナ２２を効率的に冷却できる。
【００３４】
このストレーナ本体６０では、多数の孔形成領域５６が枠部５８によって区切られている。この枠部５８を備えることで、縁部６２から離れた部分も、効率的に冷却されうる。このストレーナ本体６０は、ストレーナ本体６０の全体を効率的に冷却しうる。
【００３５】
冷却効果を高める観点から、ストレーナ２２は、熱伝導性に優れた材料からなることが好ましい。この材質としては、例えば、ステンレス鋼が挙げられる。この観点から、この材質としては、シリコンカーバイト等更に熱伝導率が高いもの好ましい。ストレーナ２２の熱伝導率は、好ましくは１６（Ｗ／ｍｋ）以上であり、更に好ましくは１００（Ｗ／ｍｋ）以上であり、特に好ましくは２００（Ｗ／ｍｋ）以上である。
【００３６】
上記冷却装置の冷却媒体は、ストレーナ２２を冷却しうるものであればよく、特に限定されない。冷却媒体として、例えば冷却水が用いられてもよい。ストレーナ２２の冷却効率を高める観点から、この冷却媒体として、液体窒素、液体ヘリウム等の液化ガスが好ましい。
【００３７】
図４には、本発明に係る他の押出機の一部が示されている。ここでは、押出機４と異なる構成について、説明がされる。押出機４と同様の構成については、その説明が省略される。また、押出機４と同様に構成については、同じ符号を用いて説明がされる。
【００３８】
図４の押出機は、ブレーカプレート６４及び保持リング６６を備えている。この押出機は、押出機４のブレーカプレート２４に代えてブレーカプレート６４を備えている。この押出機は、押出機４の保持リング２６に代えて保持リング６６を備えている。その他の構成は、押出機４と同様にされている。
【００３９】
ブレーカプレート６４は、プレート本体６８及びプレート断熱体７０を備えている。プレート本体６８には、多数の貫通孔６８ａが形成されている。プレート断熱体７０にも、多数の貫通孔７０ａが形成されている。この貫通孔６８ａと貫通孔７０ａとは、ゴム流路３２の上流下流方向に連通している。ゴム材料は、この貫通孔６８ａ及び貫通孔７０ａを通って、押出機４の吐出口１６ａから圧延機６の供給口に送られる。
【００４０】
ブレーカプレート６４は、ストレーナ２２の前方に配置されている。ブレーカプレート６４は、ストレーナ２２よりゴム流路３２の下流に位置している。プレート断熱体７０は、ストレーナ２２にゴム流路３２の下流側から当接している。プレート本体６８は、プレート断熱体７０にゴム流路３２の下流側から当接している。ブレーカプレート６４は、ストレーナ２４をゴム流路３２の下流側から支持している。
【００４１】
保持リング６６は、リング本体７２及びリング断熱体７４を備えている。リング本体７２の形状は、ストレーナ２２の縁に沿って延びるリング状である。リング断熱体７４の形状は、リング本体７２に沿って延びるリング状である。
【００４２】
保持リング６６は、ストレーナ２２の後方に配置されている。保持リング６６は、ストレーナ２２よりゴム流路３２の上流に位置している。リング断熱体７４は、ストレーナ２２にゴム流路３２の上流側から当接している。リング本体７２は、リング断熱体７４にゴム流路３２の上流側から当接している。保持リング６６とブレーカプレート６４とは、ストレーナ２２を挟んでいる。保持リング６６とブレーカプレート６４とが、ストレーナ２２を保持している。
【００４３】
このブレーカプレート６４では、プレート断熱体７０がプレート本体６８とストレーナ２２とを断熱している。同様に、保持リング６６では、リング断熱体７４がリング本体７４とストレーナ２２とを断熱している。これにより、ストレーナ２２は効率的に冷却されうる。ストレーナ２２の縁部６２から離れた部分も、効率的に冷却されうる。ストレーナ２２の温度上昇をより迅速に抑制しうる。
【００４４】
ここでは、ブレーカプレート６４がプレート断熱体７０を備え、保持リング６６がリング断熱材７４を備えているが、プレート断熱体７０及びリング断熱体７４のいずれか一方のみを備えていてもよい。いずれか一方であっても、その断熱された分だけ、ストレーナ２２の縁部６２から離れた部分を高効率的に冷却しうる。
【実施例】
【００４５】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００４６】
［実施例］
図２の押出機を備える混練設備とゴム材料とが準備された。この混練設備を用いて、ゴム材料から帯体が形成された。この混練設備では、冷却装置で、ストレーナが冷却された。ストレーナの上流側の、押出機の吐出口において、ゴム材料の圧力が測定された。新品のストレーナを使用して、製造開始から、３時間毎に圧力が測定された。
【００４７】
［比較例］
ストレーナが冷却されない他は実施例と同様にして、ゴム材料から帯体が形成された。
【００４８】
［圧力測定］
表１には、実施例及び比較例において、製造開始から３時間毎に測定された圧力が示されている。経過時間３時間では、両者の測定圧力に有意な差は無かった。ここでは、経過時間３時間での圧力を１００とする指数で表されている。この指数は、大きいほど圧力が高いことを表している。この指数は小さいほど好ましい。
【００４９】
【表１】
2018089828.tif 000003
【００５０】
表１に示されるように、実施例と比較例とを比べると、経過時間１２時間以上において、実施例の圧力は比較例のそれに比べて明らかに小さい。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
以上説明された方法は、異物が除去されるゴム材料の押出工程に広く適用されうる。
【符号の説明】
【００５２】
２・・・混練設備
４・・・押出機
６・・・圧延機
８・・・ホッパー
１０・・・押出機本体
１２・・・ストレーニング装置
１４・・・冷却装置
１６・・・シリンダ
１８・・・スクリュー
２０・・・ケース
２２・・・ストレーナ
２４、６４・・・ブレーカプレート
２６、６６・・・保持リング
２８・・・支持スペーサ
３０・・・押さえスペーサ
３２・・・ゴム流路
４２・・・冷却装置本体
４４・・・供給配管
４６・・・回収配管
４８・・・冷却部
５０・・・断熱材
５２・・・冷媒流路
５４・・・貫通孔
５６・・・孔形成領域
５８・・・枠部
６０・・・ストレーナ本体
６２・・・縁部
６８・・・プレート本体
７０・・・プレート断熱体
７２・・・リング本体
７４・・・リング断熱体
【図１】
2018089828.tif 000004
【図２】
2018089828.tif 000005
【図３】
2018089828.tif 000006
【図４】
2018089828.tif 000007