(57)【要約】【課題】材料をシート状に形成するシート化機能に加えて、材料の練り機能を有するロール付スクリュ押出機を提供すること。【解決手段】ロール付スクリュ押出機１は、材料を押し出すスクリュ２、３と、スクリュ２、３を収容し、材料の投入口１２が設けられたケーシング４と、ケーシング４の前方に配置され、材料をシート状に成形する上下一対のロール５、６と、ケーシング４と、上下一対のロールと５、６の間に設けられたバンク部７（材料貯留部）とを備える。上下一対のロール５、６は、上側ロール５と下側ロール６とを有し、上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールは、少なくとも両端部の間の本体部分５ａ、６ａにおいて、その軸方向に直交する方向の断面形状がオーバル形状とされる。【選択図】図２
2019034443.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を押し出すスクリュと、
前記スクリュを収容し、材料の投入口が設けられたケーシングと、
前記ケーシングの前方に配置され、材料をシート状に成形する上下一対のロールと、
前記ケーシングと、前記上下一対のロールとの間に設けられた材料貯留部と、
を備える、材料をシート状に押出成形するロール付スクリュ押出機において、
前記上下一対のロールは、上側ロールと下側ロールとを有し、
前記上側ロールおよび前記下側ロールのうちの少なくとも一方のロールは、少なくとも両端部の間の本体部分において、その軸方向に直交する方向の断面形状がオーバル形状とされていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項２】
請求項１に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記オーバル形状が楕円であることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項３】
請求項１または２に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上側ロールおよび前記下側ロールの前記本体部分の前記断面形状が、相互に同一形状、且つ同一周長のオーバル形状とされていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項４】
請求項３に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上側ロールと前記下側ロールとが、位相差９０°で回転させられることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項５】
請求項４に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記オーバル形状が楕円であり、
前記楕円の短軸の長さをａ（ｍｍ）、長軸の長さをｂ（ｍｍ）としたとき、
０．９３９ｂ−４．１４≦ａ＜ｂであることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項６】
請求項５に記載のロール付スクリュ押出機において、
０．９５７ｂ−２．９５≦ａ＜ｂであることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項７】
請求項１または２に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上側ロールおよび前記下側ロールのうちの一方のロールの前記本体部分の前記断面形状は、オーバル形状とされ、他方のロールの前記本体部分の前記断面形状は、円とされていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項８】
請求項７に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上側ロールの前記本体部分の周長と前記下側ロールの前記本体部分の周長とが異なることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項９】
請求項７または８に記載のロール付スクリュ押出機において、
前記オーバル形状が楕円であり、
前記楕円の短軸の長さをａ（ｍｍ）、長軸の長さをｂ（ｍｍ）としたとき、
ｂ−０．９５２≦ａ＜ｂであることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項１０】
請求項９に記載のロール付スクリュ押出機において、
ｂ−０．４８８≦ａ＜ｂであることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上側ロールおよび前記下側ロールの両端部の前記断面形状が、円とされていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載のロール付スクリュ押出機において、
前記材料貯留部の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧力センサで測定された所定時間内における最大圧力と最小圧力との差が、所定の圧力差以下となるように前記スクリュの回転数を制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載のロール付スクリュ押出機において、
前記材料貯留部の圧力を測定する圧力センサと、
前記圧力センサで測定された所定時間内における最大圧力と最小圧力との差が、所定の圧力差以下となるように前記ロールの回転数を制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上下一対のロールの間から押し出されてきたシート状の材料の厚さを測定する厚さセンサと、
前記厚さセンサで測定された所定時間内における最大厚さと最小厚さとの差が、所定の閾値以下となるように前記スクリュの回転数を制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれかに記載のロール付スクリュ押出機において、
前記上下一対のロールの間から押し出されてきたシート状の材料の厚さを測定する厚さセンサと、
前記厚さセンサで測定された所定時間内における最大厚さと最小厚さとの差が、所定の閾値以下となるように前記ロールの回転数を制御するコントローラと、
を備えていることを特徴とする、ロール付スクリュ押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料をシート状に押出成形するロール付スクリュ押出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用タイヤの製造プロセスにおいて、タイヤの原料であるゴムの混練機の下に設置し、混練機から投入されたゴム（材料）を連続的に押出しながらシート状に成形する押出成形機が用いられる。この種の押出成形機に関する技術として、例えば下記の特許文献１、２に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１に記載のシート成形装置は、円錐形の２軸スクリュ押出機と、この二軸スクリュ押出機の先端開口部に近接して配設された上下一対の圧延ロールとを備えている。上下一対の圧延ロールのうちの下側圧延ロールの径は、上側圧延ロールの径よりも大径とされている。
【０００４】
特許文献２に記載のシート成形装置は、材料を押出し供給する材料供給部と、押出し供給された材料を一時的に貯留する材料貯留部と、貯留されている材料に押圧力を印加する材料押圧部と、貯留されている材料をシート状に成形して払い出す材料圧延部とを備えている。上記の材料供給部は、２軸のテーパースクリュを備え、上記の材料圧延部は、上下一対のロールを備えている。
【０００５】
ここで、特許文献１、２に記載のシート成形装置を構成する上下一対のロールは、その軸方向に直交する方向の断面形状がいずれも円とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平６−６４０２０号公報
【特許文献２】特開２０１１−７３４２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、低燃費タイヤの需要が増加している。低燃費タイヤの原料であるゴムにはシリカが高い割合で配合されることが多い。シリカを高い割合で配合したゴム（材料）は、押出成形機においてシート状に成形しにくいという問題がある。そのため、上流側プロセスの混練機においてだけでなく、押出成形機においてもゴム（材料）の分散混合性を高めることが望まれる。すなわち、材料をシート状に形成するシート化機能に加えて、材料の練り機能を押出成形機に付加することが望まれる。
【０００８】
しかしながら、特許文献１、２に記載のシート成形装置（押出成形機）を構成するスクリュは、材料を押し出す機能のみを有し、且つ、ロールは、材料を圧延する機能のみを有する。すなわち、特許文献１、２に記載のシート成形装置を構成するスクリュおよびロールは、いずれも材料の練り機能を有さないため、特許文献１、２に記載のシート成形装置では、材料の分散混合性を高めることができない。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、材料をシート状に形成するシート化機能に加えて、材料の練り機能を有するロール付スクリュ押出機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るロール付スクリュ押出機は、材料を押し出すスクリュと、前記スクリュを収容し、材料の投入口が設けられたケーシングと、前記ケーシングの前方に配置され、材料をシート状に成形する上下一対のロールと、前記ケーシングと、前記上下一対のロールとの間に設けられた材料貯留部とを備える。前記上下一対のロールは、上側ロールと下側ロールとを有し、当該上側ロールおよび当該下側ロールのうちの少なくとも一方のロールは、少なくとも両端部の間の本体部分において、その軸方向に直交する方向の断面形状がオーバル形状とされている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るロール付スクリュ押出機によれば、少なくとも両端部の間の本体部分において、上側ロールおよび下側ロールのうちの少なくとも一方のロールの軸方向に直交する方向の断面形状がオーバル形状とされていることで、上側ロールおよび下側ロールが回転させられたとき、これらロールとケーシングとの間の材料貯留部の体積が変動する。材料貯留部の体積が変動すると、ケーシングから材料貯留部へ押し出されてきた材料の流動が、従来よりも複雑なものとなり、その結果、材料に対して練り作用が付与される。
すなわち、本発明に係るロール付スクリュ押出機は、材料をシート状に形成するシート化機能に加えて、材料の練り機能を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るロール付スクリュ押出機の平断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るロール付スクリュ押出機を側方から見たときの模式図である。
【図４】図３に示すロール付スクリュ押出機における、バンク部平均圧力のロール回転による変化を示すグラフである。
【図５】図３に示すロール付スクリュ押出機における、ロール回転位相と、ロール隙間寸法との関係を示すグラフである。
【図６】図３に示すロール付スクリュ押出機における、シート厚さの変動と、ロール断面の楕円形状の長軸長さおよび短軸長さとの関係を示すグラフである。
【図７】本発明の一実施形態に係るロール付スクリュ押出機を側方から見たときの模式図である。
【図８】本発明の一実施形態に係るロール付スクリュ押出機を側方から見たときの模式図である。
【図９】図８に示すロール付スクリュ押出機における、シート厚さの変動と、ロール断面の楕円形状の長軸長さおよび短軸長さとの関係を示すグラフである。
【図１０】シート厚さを安定化するためのロール付スクリュ押出機の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【図１１】シート厚さを安定化するためのロール付スクリュ押出機の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。以下の実施形態で示すロール付スクリュ押出機は、ゴムなどの高分子材料の混練物（材料）をシート状に押出成形する機械である。なお、本発明のロール付スクリュ押出機の成形対象は、ゴムに限らず、例えば、食品材料なども本発明のロール付スクリュ押出機の成形対象である。
【００１４】
まず、図１、２を参照しつつ、ロール付スクリュ押出機の基本構成、および本発明の主要な特徴について説明する。本発明の一実施形態に係るロール付スクリュ押出機１は、材料をシート状に押出成形する機械であって、図１、２に示すように、材料を押し出すスクリュ２、３と、スクリュ２、３を収容し、材料の投入口１２が設けられたケーシング４と、ケーシング４の前方に配置され、材料をシート状に成形する上下一対のロール５、６と、ケーシング４と上下一対のロール５、６との間に設けられたバンク部７（材料貯留部）とを備えている。
【００１５】
材料を押し出すスクリュは、１本のみであってもよいが、本実施形態では、左右一対の計２本のスクリュ２、３とされている。スクリュ２、３は、それぞれ、軸部１０と、軸部１０の外周面に設けられた螺旋状のフライト部１１とを有する。スクリュ２とスクリュ３とは、フライトの捩れ角度が互いに逆であることを除いて同じ形状・寸法のスクリュである。スクリュ２、３は、互いに逆方向に回転するように連結され、図示を省略する１つの駆動手段により同一の回転数で回転させられる。なお、スクリュ２、３は、別々の駆動手段で、個別に回転させられてもよい。
【００１６】
ケーシング４は、先細りの形状であって、当該ケーシング４には、材料の投入口１２が上部に設けられている。投入口１２にその上方から供給された材料（例えば、ゴムとシリカとの混練物）は、互いに逆方向に回転するスクリュ２、３によりバンク部７へ押し出され、その後、ロール５、６の間を通ることでシート状に成形される。
【００１７】
ケーシング４とロール５、６との間に設けられた部分（材料貯留部）は、バンク部７と呼ばれ、スクリュ２、３により押出された材料は、このバンク部７（材料貯留部）に一旦溜まる。上下一対のロール５、６は、互いに逆方向に回転するように連結されており、図示を省略する１つの駆動手段により、例えば同一の回転数で回転させられる。なお、ロール５、６は、別々の駆動手段で、個別に回転させられてもよい。ロール５、６は、材料を圧延してシート状（シート５０）に成形するためのものであり、ローラダイと呼ばれることもある。
【００１８】
上下一対のロール５、６は、上側ロール５と下側ロール６とで構成される。ここで、上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールは、少なくとも両端部の間の本体部分において、その軸方向に直交する方向の断面形状がオーバル形状とされる。この構成が本発明の主要な特徴である。
【００１９】
本実施形態では、上側ロール５および下側ロール６のうちの両方のロールが、上記のオーバル形状とされている。上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールが、上記のオーバル形状とされればよいので、上側ロール５のみ、または下側ロール６のみが、上記のオーバル形状とされてもよい。
【００２０】
ここで、オーバル形状には、卵形状、長円形状、および楕円形状が含まれる。本実施形態のロール５、６は、オーバル形状のうちの楕円形状（オーバル形状が楕円）とされているが、軸方向に直交する方向の断面形状が、卵形状、または長円形状のロール５、６とされてもよい。
【００２１】
少なくとも両端部の間の部分において、上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールの軸方向に直交する方向の断面形状がオーバル形状とされていると、上側ロール５および下側ロール６が回転させられたとき、これらロール５、６とケーシング４との間のバンク部７の体積が変動する。バンク部７の体積が変動すると、ケーシング４からバンク部７へ押し出されてきた材料の流動が、従来よりも複雑なものとなり、その結果、材料に対して練り作用が付与される。バンク部７内には、スクリュ２、３からロール５、６への方向の流れが生じるが、バンク部７の体積が変動することで、この流れに加えて、ロール５、６からスクリュ２、３へ向かうバック流れがバンク部７内で誘起される。その結果、ケーシング４からバンク部７へ押し出されてきた材料の流動が、従来よりも複雑なものとなる。
【００２２】
ロール５、６の回転に関し、上側ロール５と下側ロール６との相互の位相差は特に限定されないが、上側ロール５と下側ロール６とは、位相差９０°で回転させられることが好ましい。なお、図２に示すロールの状態は、上側ロール５と下側ロール６とが位相差９０°にあるときの状態である。上側ロール５と下側ロール６とが、位相差９０°で回転させられると、ロール隙間寸法の変動が最も小さくなり、その結果、シート５０の厚さの変動が小さくなって、ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さをより安定化（一定化）させることができる。
【００２３】
図１、２に示したように、本実施形態では、バンク部７からの材料の漏れを防止するために、ロール５、６の両端部５ｂ、６ｂの断面形状は、円とされている。そして、この両端部５ｂ、６ｂの間の本体部分５ａ、６ａが、オーバル形状（本実施形態では楕円形状）とされている。このように、上側ロール５および下側ロール６の両端部５ｂ、６ｂの断面形状は円とされ、上側ロール５および下側ロール６のうちのオーバル形状を有するロール５、６（本実施形態では両方のロール）は、両端部５ｂ、６ｂの間の本体部分５ａ、６ａがオーバル形状とされていることが好ましい。バンク部７の両側には、当該バンク部７を形成するためのサイドガード１３が設けられる。ロール５、６の両端部５ｂ、６ｂの断面形状が円とされていると、換言すれば、ロール５、６の両端部５ｂ、６ｂが円柱状とされていると、ロール５、６を回転させたときに、この両端部５ｂ、６ｂと、サイドガード１３の円弧面１３ａ、１３ｂ（図２参照）との隙間を、常に一定の隙間寸法（一定の小さな隙間寸法）に維持することができる。その結果、バンク部７からの材料の漏れを防止することができる。
【００２４】
なお、本実施形態のロール付スクリュ押出機１には、バンク部７（バンク部７内の材料）の圧力を測定するための圧力センサ８、および上下一対のロール５、６の間から押し出されてきたシート状の材料（シート５０）の厚さを測定するための厚さセンサ９が設けられている。圧力センサ８、および厚さセンサ９は、シート５０の厚さを一定化するための制御に用いるものである（詳しくは後述する）。ロール付スクリュ押出機に、圧力センサ８および／厚さセンサ９を設けることは好ましいが、圧力センサ８、および厚さセンサ９は、ロール付スクリュ押出機に必須のものではない。
【００２５】
図３は、上下一対のロール５、６の別の実施形態を示す。図１、２に示すロール付スクリュ押出機１では、下側ロール６の方が、上側ロール５よりも少し大きい。これに対して、図３に示すロール付スクリュ押出機１０２では、上側ロール５および下側ロール６の本体部分５ａ、６ａの断面形状が、相互に同一形状、且つ同一周長のオーバル形状（本実施形態では楕円形状）とされている。すなわち、上側ロール５および下側ロール６は、全く同一の形状・寸法のロールである。この構成によると、ロール５、６の回転数制御が容易となるというメリットがある。
【００２６】
ここで、図４は、図３に示すロール付スクリュ押出機１０２における、バンク部平均圧力のロール回転による変化を示すグラフである。図４の横軸は、ロールの累積回転数であり、縦軸は、バンク部平均圧力である。なお、図４中に示す「従来形状」とは、上側ロールおよび下側ロールともに円形断面のロールの場合のことである。また、成形対象の材料は、ゴムとした（成形対象の材料について、後述する、図６、図９においても同様）。
【００２７】
図４からわかるように、従来形状の上側ロールおよび下側ロールともに円形断面のロールの場合、バンク部７の圧力は変動しない。これに対して、断面形状（本体部分５ａ、６ａの断面形状）が楕円のロール５、６の場合、バンク部７の圧力は変動する。従来、スクリュ２、３からの材料の押出量と、ロール間からの材料の流出量とは、概ね同じであったが、上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールの本体部分５ａ、６ａの断面形状が楕円（オーバル形状）であることで、上記押出量と、上記流出量とのバランスが崩れる。上記押出量よりも上記流出量の方が少ない場合には、バンク部７内で材料の逆流が生じる。一方、上記押出量よりも上記流出量の方が多い場合には、バンク部７内で材料の順方向流れ（スクリュ２、３からロール５、６への方向の流れ）が強くなる。その結果、バンク部７内での材料の流動が、従来よりも複雑なものとなる。
【００２８】
図５は、図３に示すロール付スクリュ押出機１０２における、ロール回転位相と、ロール隙間寸法との関係を示すグラフである。図５の横軸は、ロールの回転位相であり、縦軸は、対向するロールの隙間寸法である。なお、図５に結果を示す解析は、ロール５、６の軸方向に直交する方向の断面形状である楕円の短軸ＳＡ（図３参照）の長さを９０ｍｍ、長軸ＬＡ（図３参照）の長さを１００ｍｍ、且つ、上側ロール５と下側ロール６とを、位相差９０°で回転させたことを条件とする解析である。図５からわかるように、上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールの本体部分５ａ、６ａの断面形状が楕円（オーバル形状）であることで、ロールを回転させると、ロール隙間寸法が変動する。
【００２９】
ここで、ロール隙間寸法の変動は、ロール５、６の間から押し出されるシート状の材料（シート５０）の厚さに影響を与える。すなわち、上側ロール５および下側ロール６のうちの少なくとも一方のロールの本体部分５ａ、６ａの断面形状が楕円（オーバル形状）であることで、バンク部７において材料の流動が複雑になり、当該バンク部７において材料に対して練りの作用を付与できるのであるが、一方で、ロール５、６の間から押し出されるシート状の材料（シート５０）の厚さが、両ロールの断面形状が円の場合に比べて変動しやすくなってしまう。そのため、本発明者らは、ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さを一定化するための（シート厚さの変動を防止するための）ロール断面形状についても検討した。
【００３０】
図６は、図３に示すロール付スクリュ押出機１０２における、ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さ変動と、ロール断面の楕円形状の長軸長さおよび短軸長さとの関係を示すグラフである。図６の横軸は、ロール５、６の断面形状である楕円の長軸ＬＡの長さｂ（ｍｍ）あり、縦軸は、当該楕円の短軸ＳＡの長さａ（ｍｍ）である。
【００３１】
図６中の「ａ＝０．９３９ｂ−４．１４」の直線は、シート５０の平均厚さに対し、シート５０の厚さ変動が±１０％となる場合の長軸長さｂ（ｍｍ）と短軸長さａ（ｍｍ）との関係を示す直線である。また、「ａ＝０．９５７ｂ−２．９５」の直線は、シート５０の平均厚さに対し、シート５０の厚さ変動が±５％となる場合の長軸長さｂ（ｍｍ）と短軸長さａ（ｍｍ）との関係を示す直線である。
【００３２】
ここで、例えば材料がゴムの場合、そのシート厚さは、下流工程への影響を考慮すると、平均厚さに対し、厚さ変動が±１０％程度に収まっていることが好ましい。より好ましくは、平均厚さに対し、厚さ変動が±５％程度に収まっていることである。
【００３３】
図６より、ロール断面の楕円形状の短軸ＳＡの長さをａ（ｍｍ）、長軸ＬＡの長さをｂ（ｍｍ）としたとき、ａとｂとの関係が、「０．９３９ｂ−４．１４≦ａ＜ｂ」を満たすと、シート厚さの変動を±１０％以内に抑えることができる。また、「０．９５７ｂ−２．９５≦ａ＜ｂ」を満たすと、シート厚さの変動を±５％以内に抑えることができる。
【００３４】
すなわち、ロール断面の形状が楕円とされる場合、その楕円のａ（短軸長さ）とｂ（長軸長さ）との関係が、「０．９３９ｂ−４．１４≦ａ＜ｂ」であることが好ましい。さらには、楕円のａ（短軸長さ）とｂ（長軸長さ）との関係が、「０．９５７ｂ−２．９５≦ａ＜ｂ」であることがより好ましい。なお、ａ＝ｂの場合は、ロール断面の形状が円となり、練り機能を有さないロールとなるので、ａ＝ｂの場合を除外している。
【００３５】
図７は、上下一対のロール５、６のさらに別の実施形態を示す。図２、３に示すロール付スクリュ押出機１、１０２では、上側ロール５と下側ロール６とは、その断面形状が、同じ形状のオーバル形状（オーバル形状のうちの楕円形状）とされている。これに対して、図７に示すロール付スクリュ押出機１０３では、上側ロール５と下側ロール６の断面形状は、いずれもオーバル形状（オーバル形状のうちの楕円形状）であるものの、同じ形状のオーバル形状（オーバル形状のうちの楕円形状）とはされていない。すなわち、図７に示すロール付スクリュ押出機１０３では、上側ロール５の短軸ＳＡと長軸ＬＡの比と、下側ロール６の短軸ＳＡと長軸ＬＡの比とが異なる。
【００３６】
ここで、図３に示すロール付スクリュ押出機１０２のロール５、６と、図７に示すロール付スクリュ押出機１０３のロール５、６とは、断面形状が楕円ということ以外にも共通点がある。それは、楕円の周長である。図７に示すロール付スクリュ押出機１０３では、図３に示すロール付スクリュ押出機１０２の場合と同様、上側ロール５の本体部分５ａの周長Ｌと、下側ロール６の本体部分６ａの周長Ｌとが同一とされている。上側ロール５および下側ロール６の本体部分５ａ、６ａの断面形状が、相互に同一周長のオーバル形状（本実施形態では楕円形状）とされていると、ロール５、６の回転数制御が容易となるというメリットがある。
【００３７】
次に、図８は、上下一対のロール５、６のさらに別の実施形態を示す。前記した実施形態では、いずれの実施形態においても、上側ロール５および下側ロール６の両方のロールの本体部分５ａ、６ａの断面形状がオーバル形状（オーバル形状のうちの楕円形状）とされている。これに対して、図８に示すロール付スクリュ押出機１０４では、上側ロール５の本体部分５ａの断面形状はオーバル形状（オーバル形状のうちの楕円形状）とされ、下側ロール６の本体部分６ａの断面形状は円とされている。
【００３８】
上記のように、上側ロール５および下側ロール６のうちの一方のロールの本体部分の断面形状がオーバル形状とされ、他方のロールの本体部分の断面形状が円とされていてもよい。この構成によると、バンク部７の体積変化が大きくなり、その結果、材料の混練が促進され、ロール付スクリュ押出の混練性能がさらに向上する。また、昇圧部位が偏在化するので、ロールの摩耗を抑制することもできる。
【００３９】
ここで、図８に示すロール付スクリュ押出機１０４では、ロールの局部的な摩耗を抑制するために、上側ロール５の本体部分５ａの周長Ｌと、下側ロール６の本体部分６ａの周長Ｌとが異なるようにされている。上側ロールの周長Ｌと、下側ロールの周長Ｌとが異なると、それぞれのロール５、６において、ロール５、６同士の対向部位（昇圧部）が、ロールの回転により変わっていく。その結果、ロール５、６に対して材料から作用する力が分散するので、ロールの局部的な摩耗が抑制される。なお、上側ロール５の本体部分５ａの周長Ｌと、下側ロール６の本体部分６ａの周長Ｌとが同一であってもよい。
【００４０】
図９は、図８に示すロール付スクリュ押出機１０４（片側が全て円形断面のロール）における、ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さ変動と、上側ロール５のロール断面の楕円形状の長軸長さおよび短軸長さとの関係を示すグラフである。図９の横軸は、上側ロール５の断面形状である楕円の長軸ＬＡの長さｂ（ｍｍ）あり、縦軸は、当該楕円の短軸ＳＡの長さａ（ｍｍ）である。
【００４１】
図９中の「ａ＝ｂ−０．９５２」の直線は、シート５０の平均厚さに対し、シート５０の厚さ変動が±１０％となる場合の長軸長さｂ（ｍｍ）と短軸長さａ（ｍｍ）との関係を示す直線である。また、「ａ＝ｂ−０．４８８」の直線は、シート５０の平均厚さに対し、シート５０の厚さ変動が±５％となる場合の長軸長さｂ（ｍｍ）と短軸長さａ（ｍｍ）との関係を示す直線である。なお、図９において、「ａ＝ｂ−０．９５２」の直線と、「ａ＝ｂ−０．４８８」の直線とは非常に近接している。
【００４２】
前記したように、例えば材料がゴムの場合、そのシート厚さは、下流工程への影響を考慮すると、平均厚さに対し、厚さ変動が±１０％程度に収まっていることが好ましい。より好ましくは、平均厚さに対し、厚さ変動が±５％程度に収まっていることである。
【００４３】
図９より、ロール断面（上側ロール５断面）の楕円形状の短軸ＳＡの長さをａ（ｍｍ）、長軸ＬＡの長さをｂ（ｍｍ）としたとき、ａとｂとの関係が、「ｂ−０．９５２≦ａ＜ｂ」を満たすと、シート厚さの変動を±１０％以内に抑えることができる。また、「ｂ−０．４８８≦ａ＜ｂ」を満たすと、シート厚さの変動を±５％以内に抑えることができる。
【００４４】
すなわち、一方のロールの断面の形状が楕円（他方のロールの断面の形状は円）とされる場合、その楕円のａ（短軸長さ）とｂ（長軸長さ）との関係が、「ｂ−０．９５２≦ａ＜ｂ」であることが好ましい。さらには、楕円のａ（短軸長さ）とｂ（長軸長さ）との関係が、「ｂ−０．４８８≦ａ＜ｂ」であることがより好ましい。なお、ａ＝ｂの場合は、ロール断面（上側ロール５断面）の形状が円となり、練り機能を有さないロールの組合せ（両方のロールが断面円形のロール）となるので、ａ＝ｂの場合を除外している。
【００４５】
次に、ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さを一定化するための（シート厚さの変動を防止するための）好適な制御方法について、２例、説明する。
【００４６】
１つ目の制御例として、図１０は、バンク部７の圧力を判定基準に用いた場合の、シート厚さを安定化するためのロール付スクリュ押出機１の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【００４７】
ケーシング４に材料を投入した後（ステップ１、以下、「Ｓ１」と記載する。他のステップも同様）、コントローラ２０からの信号で、スクリュ２、３を回転させ（Ｓ２）、バンク部７に材料を送る。コントローラ２０は、圧力センサ８の測定値が所定の値Ｐ１以上であるか否かを判定する（Ｓ３）。圧力センサ８で測定されたバンク部７内の圧力が、所定の値Ｐ１に達していないということは、バンク部７内に材料が十分充填されていないということを意味するので、この場合（Ｓ３においてＮＯ）、コントローラ２０は、スクリュ２、３の回転数を増加させる（Ｓ４）。一方、圧力センサ８で測定されたバンク部７内の圧力が、所定の値Ｐ１以上であれば（Ｓ３においてＹＥＳ）、コントローラ２０は、ロール５、６を回転させる（Ｓ５）。ロール５、６が回転することにより、ロール５、６の間からシート状に成形された材料（シート５０）が押し出されていく。
【００４８】
ここで、ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さを一定化するため、コントローラ２０は、圧力センサ８で測定された所定時間内における（例えば、ロール１回転当りの）最大圧力Ｐｍａｘと最小圧力Ｐｍｉｎとの差ΔＰが、所定の圧力差ΔＰ１以下となるようにスクリュ２、３の回転数を制御する。バンク部７内の圧力（バンク部７内の材料の圧力）は、シート５０の厚さと相関があり、その変動幅（上記ΔＰ）が所定の範囲内で収まるようにすることで、シート５０の厚さを一定化する（シート厚さの変動を防止する）ことができる。
【００４９】
具体的には、コントローラ２０は、例えば、圧力センサ８で測定された、ロール１回転当りの最大圧力Ｐｍａｘと最小圧力Ｐｍｉｎを記憶する（Ｓ６）。そして、最大圧力Ｐｍａｘと最小圧力Ｐｍｉｎとの差ΔＰが、所定の圧力差ΔＰ１よりも大きければ（Ｓ７においてＹＥＳ）、スクリュ２、３の回転数を減少させる（Ｓ８）。これにより、バンク部７内の圧力の変動幅が所定の範囲内で収まるようにすることができ、シート５０の厚さを一定化する（シート厚さの変動を防止する）ことができる。
【００５０】
しばらく運転を継続すると、バンク部７内の材料の量が減少することで、バンク部７内に空洞ができ、バンク部７内の圧力の変動が再び大きくなることがある。この圧力の変動を抑えるため、コントローラ２０は、圧力センサ８で測定された所定時間内における（例えば、ロール１回転当りの）最大圧力Ｐｍａｘと最小圧力Ｐｍｉｎとの差ΔＰが、所定の圧力差ΔＰ２（ΔＰ２＜ΔＰ１）以下となるようにロール５、６の回転数を制御する。
【００５１】
具体的には、Ｓ７においてＮＯの場合、コントローラ２０は、圧力センサ８で測定された、ロール１回転当りの最大圧力Ｐｍａｘと最小圧力Ｐｍｉｎとの差ΔＰが、所定の圧力差ΔＰ２よりも大きければ（Ｓ９においてＹＥＳ）、ロール５、６の回転数を減少させる（Ｓ１０）。ロール５、６の回転数を減少させると、バンク部７内に材料が充満し、バンク部７内の圧力の変動が収まる。これにより、シート５０の厚さを一定化する（シート厚さの変動を防止する）ことができる。
【００５２】
コントローラ２０は、上記最大圧力Ｐｍａｘおよび上記最小圧力Ｐｍｉｎを記憶し（Ｓ１１）、再びＳ９の判定を行う。Ｓ９においてＮＯの場合、圧力センサ８の測定値が所定の値Ｐ２未満であれば（Ｓ１２においてＹＥＳ）、バンク部７への材料供給量が減少しているということなので、Ｓ４に戻り、再度、スクリュ２、３の回転数を増加させる。そうでなければ（Ｓ１２においてＮＯ）Ｓ５に戻る。
【００５３】
次に、図１１は、ロール５、６の間から押し出されることでシート状に成形された材料（シート５０）の厚さを判定基準に用いた場合の、シート厚さを安定化するためのロール付スクリュ押出機１の制御方法の一例を示すフローチャートである。
【００５４】
ここで、図１０に示す制御フローと、図１１に示す制御フローとは、概ね同じ制御フローであるため、図１１に示す制御フローの説明においては、図１０に示す各ステップと同じステップについては説明を省略し、主に、図１０に示す各ステップと異なるステップについて説明することとする。
【００５５】
Ｓ１〜Ｓ５のステップについては、その説明を省略する。ロール５、６の間から押し出されるシート５０の厚さを一定化するため、その後のＳ６〜Ｓ８において、コントローラ２０は、厚さセンサ９で測定された所定時間内における（例えば、ロール１回転当りの）最大シート厚さＴｍａｘと最小シート厚さＴｍｉｎとの差ΔＴが、所定の値ΔＴ１（閾値）以下となるようにスクリュ２、３の回転数を制御する。本制御では、直接的にシート５０の厚さを制御するため、制御とシート厚さとの相関性が高い。そのため、シート５０の厚さをより一定化する（シート厚さの変動をより防止する）ことができる。
【００５６】
具体的には、コントローラ２０は、例えば、厚さセンサ９で測定された、ロール１回転当りの最大シート厚さＴｍａｘと最小シート厚さＴｍｉｎを記憶する（Ｓ６）。そして、最大シート厚さＴｍａｘと最小シート厚さＴｍｉｎとの差ΔＴが、所定の値ΔＴ１よりも大きければ（Ｓ７においてＹＥＳ）、スクリュ２、３の回転数を減少させる（Ｓ８）。これにより、シート厚さの差ΔＴは小さくなっていき、シート５０の厚さを一定化する（シート厚さの変動を防止する）ことができる。
【００５７】
しばらく運転を継続すると、バンク部７内の材料の量が減少することで、バンク部７内に空洞ができ、バンク部７内の圧力の変動が大きくなることがある。これが原因でシート厚さの変動が生じる。このシート厚さの変動を直接的に抑えるため、コントローラ２０は、厚さセンサ９で測定された所定時間内における（例えば、ロール１回転当りの）最大シート厚さＴｍａｘと最小シート厚さＴｍｉｎとの差ΔＴが、所定の値ΔＴ２（閾値、ΔＴ２＜ΔＴ１）以下となるようにロール５、６の回転数を制御する。
【００５８】
具体的には、Ｓ７においてＮＯの場合、コントローラ２０は、厚さセンサ９で測定された、ロール１回転当りの最大シート厚さＴｍａｘと最小シート厚さＴｍｉｎとの差ΔＴが、所定の値ΔＴ２よりも大きければ（Ｓ９においてＹＥＳ）、ロール５、６の回転数を減少させる（Ｓ１０）。ロール５、６の回転数を減少させると、バンク部７内に材料が充満し、バンク部７内の圧力の変動が収まる。これにより、シート５０の厚さを一定化する（シート厚さの変動を防止する）ことができる。
【００５９】
コントローラ２０は、上記最大シート厚さＴｍａｘおよび上記最小シート厚さＴｍｉｎを記憶し（Ｓ１１）、再びＳ９の判定を行う。Ｓ９においてＮＯの場合、圧力センサ８の測定値が所定の値Ｐ２未満であれば（Ｓ１２においてＹＥＳ）、バンク部７への材料供給量が減少しているということなので、Ｓ４に戻り、再度、スクリュ２、３の回転数を増加させる。そうでなければ（Ｓ１２においてＮＯ）Ｓ５に戻る。
【符号の説明】
【００６０】
１：ロール付スクリュ押出機
２、３：スクリュ
４：ケーシング
５：上側ロール
５ａ：本体部分
５ｂ：両端部
６：下側ロール
６ａ：本体部分
６ｂ：両端部
７：バンク部（材料貯留部）
８：圧力センサ
９：厚さセンサ
１２：投入口
２０：コントローラ
【図１】
2019034443.tif 000003
【図２】
2019034443.tif 000004
【図３】
2019034443.tif 000005
【図４】
2019034443.tif 000006
【図５】
2019034443.tif 000007
【図６】
2019034443.tif 000008
【図７】
2019034443.tif 000009
【図８】
2019034443.tif 000010
【図９】
2019034443.tif 000011
【図１０】
2019034443.tif 000012
【図１１】
2019034443.tif 000013