(57)【要約】【課題】安価でかつ小型でありながら、短時間でゴムの混練を終了させる。【解決手段】混練ロール20間を 300〜 10000の範囲内という高いシェアレートでゴムを通過させたので、ゴムが混練ロール20間を一度通過するだけで、残りの混練が進行して該ゴムの混練を終了させることが可能となり、混練時間を効果的に短縮することできて作業能率が容易に向上する。しかも、練り返しコンベヤー、受渡しコンベヤーからなる練り返し手段は不要であるため、装置全体を安価でかつ小型とすることができる。【選択図】図１
2015074150.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の平行な混練ロール間に未加硫ゴムのみからなるゴム素材を上方から供給して該混練ロール間の最小ギャップ位置より上方にゴムバンクを形成する工程と、前記一対の混練ロールを逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴムバンクのゴムを混練ロール間を通過させ、該ゴムに混練を施しながらゴムシートを連続的に成形する工程とを備えた未加硫ゴムの混練方法であって、前記混練ロール間を 300〜 10000( 1/sec)の範囲内のシェアレートでゴムを通過させるようにしたことを特徴とする未加硫ゴムの混練方法。
【請求項２】
一対の平行な混練ロールと、これら一対の混練ロール間に未加硫ゴムのみからなるゴム素材を上方から供給して該混練ロール間の最小ギャップ位置より上方にゴムバンクを形成する供給手段と、前記一対の混練ロールを逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴムバンクのゴムを混練ロール間を通過させ、該ゴムに混練を施しながらゴムシートを連続的に成形する回転手段とを備えた未加硫ゴムの混練装置であって、前記混練ロール間を 300〜 10000( 1/sec)の範囲内のシェアレートでゴムを通過させるようにしたことを特徴とする未加硫ゴムの混練装置。
【請求項３】
前記混練ロールを平行移動させることで、一対の混練ロールを互いに接近離隔させる流体シリンダを設け、前記ゴムに対する混練ロールの押付け力を該流体シリンダへの供給流体圧力を調節することにより、前記シェアレートでゴムを通過させるようにした請求項２記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項４】
前記一対の混練ロールの下流側に、該一対の混練ロールにより成形されたゴムシートが上方から供給されることで、最小ギャップ位置より上方にゴムバンクを形成する一対の平行な後段混練ロールと、該一対の後段混練ロールを逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴムバンクのゴムを後段混練ロール間を通過させ、該ゴムに混練を施しながらゴムシートを連続的に成形する後段回転手段とをさらに設け、前記後段混練ロール間を通過する単位時間当たりのゴム量を前記混練ロール間を通過する単位時間当たりのゴム量と同一とした請求項２または３記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項５】
前記混練ロールの外径を軸方向両端部から軸方向中央に向かうに従い徐々に大とした請求項２または３記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項６】
前記混練ロールの軸方向両端部における外径と軸方向中央における外径との差は0.05〜0.20mmの範囲内である請求項５記載の未加硫ゴムの混練装置。
【請求項７】
前記混練ロール内に軸方向に延びる少なくとも１本の貫通孔を形成するとともに、該貫通孔に冷却流体を給排する給排手段をさらに設け、混練ロール間を通過しているゴムを直接接触で冷却するようにした請求項２、３、５、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】
前記混練ロールを45〜60(mm/sec)の範囲内の同一周速度で回転させるとともに、これら混練ロール間の最小ギャップを0.06〜0.30mmの範囲内とした請求項２、３、５、６、７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回転している混練ロール間を通過させることで該ゴムに混練を施すようにした未加硫ゴムの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２００６−１１６７２６号公報
【０００４】
このものは、一対の平行な混練りロールと、これら一対の混練りロール間に、インターナルミキサー等の混練り機によって混練りされた未加硫ゴムのみからなるゴム素材を上方から供給する供給手段と、前記一対の混練りロールを逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴム素材を混練りロール間を通過させ、該ゴム素材に混練りを施しながらゴムシートを連続的に成形する回転手段と、前記混練りロールにより成形されたゴムシートを該混練りロールに送り返し、該ゴムシートを繰り返し追加混練りして混練を終了させる、練り返しコンベヤー、受渡しコンベヤーからなる練り返し手段とを備えたものである。
【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方法および装置にあっては、混練りロールによって一度混練りが施されたゴムシートを練り返し手段により繰り返し混練りロールに送り返して練り返すようにしているため、ゴムの混練りが終了するまでに長い時間が必要となり、作業能率が低下してしまうという課題があった。しかも、混練りロールとは別に練り返しコンベヤー、受渡しコンベヤーからなる練り返し手段を設置する必要があるため、装置が大型化するとともに、製作費も高価となるという課題があった。
【０００６】
この発明は、安価でかつ小型でありながら、短時間でゴムの混練を終了させ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、一対の平行な混練ロール間に未加硫ゴムのみからなるゴム素材を上方から供給して該混練ロール間の最小ギャップ位置より上方にゴムバンクを形成する工程と、前記一対の混練ロールを逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴムバンクのゴムを混練ロール間を通過させ、該ゴムに混練を施しながらゴムシートを連続的に成形する工程とを備えた未加硫ゴムの混練方法であって、前記混練ロール間を 300〜 10000( 1/sec)の範囲内のシェアレートでゴムを通過させるようにし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、一対の平行な混練ロールと、これら一対の混練ロール間に未加硫ゴムのみからなるゴム素材を上方から供給して該混練ロール間の最小ギャップ位置より上方にゴムバンクを形成する供給手段と、前記一対の混練ロールを逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴムバンクのゴムを混練ロール間を通過させ、該ゴムに混練を施しながらゴムシートを連続的に成形する回転手段とを備えた未加硫ゴムの混練装置であって、前記混練ロール間を 300〜 10000( 1/sec)の範囲内のシェアレートでゴムを通過させるようにし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、前述のように混練ロール間を 300〜 10000の範囲内という高いシェアレートでゴムを通過させるようにしているため、ゴムが混練ロール間を一度通過するだけで該ゴムの混練を終了させることが可能となり、この結果、混練時間を効果的に短縮することでき作業能率が容易に向上する。しかも、練り返しコンベヤー、受渡しコンベヤーからなる練り返し手段は不要であるため、装置全体を安価でかつ小型とすることができる。また、混練ロール間の最小ギャップ位置より上方にゴムバンクを形成するようにしたので、該ゴムバンクのゴムは混練ロールの回転に引き込まれて渦を形成しながら流動するため、ゴムの混練を容易に促進させることができる。さらに、シェアレートを前述のような範囲内とすると、混練ロール間の最小ギャップはかなり小さな値となるため、ゴム素材に石等の異物が混入していても、該異物は混練ロール間を通過する直前に軸方向外側に向かって排出されたり、また、該異物が混練ロール間を通過する場合でも該混練ロールにより押し潰されて粉砕され、これにより、良質のゴムシートを容易に製造することができる。
【００１０】
また、前記混練ロールはねじ機構等を用いて平行移動させることもできるが、この場合には、所定値のシェアレートとするために極めて高精度の位置制御が必要となる。これに対し、請求項３に記載のように流体シリンダを用いれば、ある程度の精度で流体シリンダへの供給圧力を制御することができれば、容易に所定値のシェアレートとすることができる。さらに、請求項４に記載のように構成すれば、混練ロールと後段混練ロールとの間におけるゴムシートの破断を確実に阻止しながら、高硬度のゴムであっても、また、所望粘度が低粘度であっても容易に混練を終了させることができる。また、請求項５、６に記載のように構成すれば、いずれの幅方向位置においてもほぼ均一厚さであるゴムシートを容易に成形することができる。また、請求項７に記載のように構成すれば、ゴムバンクのゴム温度を効果的に低下させてゴム硬度を高めることができるため、混練ロール間を通過するゴムに大きな仕事量を与えることができ、これにより、混練の進行を容易に促進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、前述した範囲のシェアレートを容易に達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【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】混練ロールの一部拡大正面図である。
【図３】ゴム粘度とシェアレートとの関係を示すグラフである。
【図４】混練ロールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
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はインターナルミキサー、ニーダー等の密閉式ゴム混練機、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および薬品（架橋剤を除く）が未加硫ゴムとともに投入される投入口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一対のロータ13が設けられ、これらロータ13の外周には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機構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内に投入された前記ゴムはこれら翼により混練、即ち、マスターバッチ練り（ノンプロ練りとも称される）が施され、粘度低下およびカーボン等の分散度向上が図られるが、ゴム温度が上昇し過ぎる前に、例えば 160〜 165度Ｃとなったときに混練途中の状態でインターナルミキサー11から排出される。
【００１３】
前記インターナルミキサー11の直下に互いに平行な一対の成形ロール16が設置され、これらの成形ロール16には図示していない駆動モータ等の駆動機構から回転駆動力が伝達され、これにより、これら成形ロール16は逆方向に同一周速度で回転する。そして、前述のように回転している成形ロール16間に前記インターナルミキサー11から混練終了前の未加硫ゴムのみからなる（補強コードを含まない）中間ゴム17が上方から供給されると、該中間ゴム17は成形ロール16間においてゴムバンクＢを形成した後、これら成形ロール16間を通過し、これにより、連続した帯状のゴム素材18が次々と成形される。このとき、成形されたゴム素材18の厚さを10〜15mmの範囲内とすることで、以後のゴム素材18の取り扱いを容易とするとともに、前記成形ロール16内に冷却流体を給排することで、前記ゴム素材18を、例えば 120〜 130度Ｃまで冷却し、練り反応の進行を停止させる。前記成形ロール16および後述の成形ロール58は、ロール直接駆動のインバーターモータ駆動あるいはＤＣモータ駆動としてもよい。
【００１４】
20は前記成形ロール16の下流側（後方）に設置された水平で互いに平行な一対の混練ロールであり、これらの混練ロール20は軸方向両端が軸支されるとともに、同一径で同一高さに配置されており、この結果、これら混練ロール20の軸方向中央部間には軸方向位置に拘わらずほぼ等幅であるギャップが形成される。21は前記成形ロール16と混練ロール20との間に設置された複数のガイドロールであり、これらのガイドロール21は成形ロール16により成形された未加硫ゴムのみからなるゴム素材18を方向転換しながら混練ロール20に導き、一対の混練ロール20間に上方から供給する。このようにして混練ロール20にゴム素材18が供給されると、これら混練ロール20間の最小ギャップ位置Ｇ、即ち両混練ロール20の回転軸線同士を繋ぐ直線上におけるギャップの位置Ｇ、より上方にはゴム素材18のゴムバンクＢが形成される。前述した成形ロール16、ガイドロール21は全体として、一対の混練ロール20間に未加硫ゴムのみからなるゴム素材18を上方から供給して該混練ロール20間の最小ギャップ位置Ｇより上方にゴムバンクＢを形成する供給手段22を構成する。なお、この発明においては、前述した複数のガイドロール21をベルトコンベアから構成したり、あるいは、供給手段を押出し機から構成するようにしてもよい。前記混練ロール20および後述の後段混練ロール46は、ロール直接駆動のインバーターモータ駆動あるいはＤＣモータ駆動としてもよい。
【００１５】
前記一対の混練ロール20にはそれぞれプーリ26が固定され、これらのプーリ26と該プーリ26の下方に設置された一対のプーリ27との間にはそれぞれタイミングベルト28が掛け渡されている。29は前記プーリ26の下方に設置された駆動モータであり、この駆動モータ29の出力軸には一方のプーリ27ａおよび一方の外歯車30ａが固定されている。また、他方のプーリ27ｂには前記外歯車30ａとピッチ円が同一径で該外歯車30ａに噛み合う他方の外歯車30ｂが取り付けられており、これにより、駆動モータ29が作動すると、外歯車30、プーリ26、27、タイミングベルト28を通じて該駆動モータ29の回転駆動力が一対の混練ロール20に伝達され、これら混練ロール20を逆方向に同一周速度で同期回転させる。そして、前記駆動モータ29の作動により一対の混練ロール20が逆方向に同一周速度で回転すると、前記ゴムバンクＢを構成するゴムは混練ロール20により引き込まれながら最小ギャップ位置Ｇに向かって流動した後、これら混練ロール20の軸方向中央部間を通過することで、未加硫ゴムのみからなるゴムシートＳが連続的に成形される。このとき、前記ゴムバンクＢの混練途中であるゴムには大きなせん断変形が与えられ、カーボン、薬品がゴム内に分散されるとともに、発熱して粘度が低下（可塑性が向上）し、追加の混練（マスターバッチ練り）が施される。
【００１６】
ここで、前記混練ロール20の周速度（ゴムシートＳの走行速度）は、駆動モータ29に接続された制御手段34からの制御信号により該駆動モータ29の出力軸の回転速度を調節することで制御するようにしている。なお、前記制御手段34は成形ロール16を駆動回転させる前記駆動機構にも接続されており、これにより、成形ロール16の周速度（ゴム素材18の走行速度）も同様に制御手段34によって制御されている。前述したプーリ26、27、タイミングベルト28、駆動モータ29、外歯車30は全体として、一対の混練ロール20を逆方向に同一周速度で回転させることにより、前記ゴムバンクＢのゴムを混練ロール20間を通過させ、該ゴムに混練を施しながらゴムシートＳを連続的に成形する回転手段35を構成する。なお、この発明においては、前記回転手段を一対の駆動モータから構成し、これら駆動モータの出力軸に混練ロール20をそれぞれ直結してこれら混練ロール20を同一周速度で回転させるようにしてもよい。
【００１７】
38は前記一対の混練ロール20に対応して設けられた一対の水平な流体シリンダであり、これらの流体シリンダ38は両混練ロール20の回転軸線を繋ぐ直線に平行に延びている。また、これら流体シリンダ38のピストンロッド39の先端には前記混練ロール20の軸方向両端が回転可能に連結されており、この結果、前記一対の流体シリンダ38が作動してピストンロッド39が突出したり引っ込んだりすると、一対の混練ロール20は水平に平行移動して互いに接近離隔し、混練ロール20間のギャップが変化する。ここで、前記流体シリンダ38に流体を給排する図示していない給排手段には前記制御手段34が接続されているため、該制御手段34により流体シリンダ38への流体の給排および供給される流体の圧力を調節すれば、混練ロール20間を通過するゴムに対する混練ロール20の押付け力を容易に調節することができる。
【００１８】
そして、この実施形態においては、前記回転手段35により回転される混練ロール20の周速度、および、流体シリンダ38への供給流体圧力をコントロールして流体シリンダ38から混練ロール20に付与される押付け力、即ち、混練ロール20からこれら混練ロール20間を通過しているゴムに付与される押付け力を調節することにより、一対の混練ロール20間を 300〜 10000( 1/sec)の範囲内のシェアレート（せん断速度）でゴムを通過させるようにしている。ここで、前述したシェアレートとは、混練ロール20の周速度を、混練ロール20間の最小ギャップ量の 1/2で除した値であり、単位は( 1/sec)である。このように混練ロール20間を 300〜 10000の範囲内という高いシェアレートでゴムを通過させるようにすれば、ゴムが混練ロール20間を一度通過するだけで、インターナルミキサー11で残ってしまった混練が進行して該ゴムの混練を終了させることが可能となり、この結果、混練時間を効果的に短縮することでき作業能率が容易に向上する。
【００１９】
しかも、従来技術のような練り返しコンベヤー、受渡しコンベヤーからなる練り返し手段は不要であるため、装置全体を安価でかつ小型とすることができる。また、混練ロール20間の最小ギャップ位置Ｇより上方にゴムバンクＢを形成するようにしたので、該ゴムバンクＢのゴムは混練ロール20の回転に引き込まれて渦を形成しながら流動するため、ゴムの混練を容易に促進させることができる。さらに、シェアレートを前述のような範囲内とすると、混練ロール20間の最小ギャップはかなり小さな値となるため、ゴム素材18に石等の異物が混入していても、該異物は混練ロール20間を通過する直前に混練ロール20の軸方向外側に向かって排出されたり、また、該異物が混練ロール20間を通過する場合でも該混練ロール20により押し潰されて粉砕され、これにより、良質のゴムシートＳを容易に製造することができる。しかも、前述の混練されるゴムは大気中に露出しているので、該ゴムが前述のように渦を形成しながら流動したり、混練ロール20間の狭いギャップを通過することで発熱しても、放熱により温度が低下するため、前述の密閉式ゴム混練機のように温度が早期に上昇することはない。
【００２０】
ここで、前記シェアレートが 300未満であると、図３に示すように、ゴムに対し殆ど混練が施されず（粘度が殆ど低下せず）、一方、 10000を超えると、ゴムの過大な伸長によりポリマーが切断されてゴムが液状化し（粘度が著しく低下し）、ゴムとしての性質を失ってしまうため、シェアレートは前述のように 300〜 10000の範囲内としなければならない。そして、前記シェアレートは 800〜1500の範囲内とすることが好ましい。ここで、図３に示すグラフは、トラック・バス用タイヤのトレッドに使用される典型的な配合のゴムを異なる複数のシェアレート（横軸）で混練ロール20間を通過させたときのゴムシートＳのムーニー粘度ＭＬ1+4 （縦軸）を示したものである。なお、前述したゴムの粘度は、ＪＩＳＫ６３００に準拠して測定した値である。そして、前述のゴムとしては、ゴム成分 100重量部（天然ゴム70.0重量部、ポリブタジエンゴム30.0重量部）に対し、カーボンブラック50.0重量部、亜鉛華 3.0重量部、プロセスオイル 2.0重量部、ステアリン酸 2.0重量部、熱可塑性樹脂 2.0重量部、加硫促進剤 1.5重量部、硫黄 1.2重量部、老化防止剤 1.0重量部を配合したものを用いた。なお、図３に示す傾向は他の種類のゴムにおいても同様であった。
【００２１】
そして、前記混練ロール20を45〜60(mm/sec)の範囲内の同一周速度で高速回転させるとともに、これら混練ロール20間の最小ギャップを0.06〜0.30mmという非常に狭い範囲内とすれば、前述した範囲のシェアレートを容易に達成することができる。ここで、混練ロール20の周速度は、駆動モータ29の出力軸の回転速度を図示していないエンコーダ等で検出するとともに、この検出結果を基に制御手段34により駆動モータ29をコントロールすることで容易に制御することができ、一方、混練ロール20間の最小ギャップは、図示していない検出センサにより混練ロール20間のギャップあるいは混練ロール20から排出されたゴムシートＳの肉厚を測定し、この測定結果を基に流体シリンダ38の押圧力（流体シリンダ38に供給される流体の圧力）をコントロールすることで容易に制御することができる。なお、ゴムは混練ロール20間を通過するときに押し潰され、混練ロール20間を通過した後に、図２に示すように弾性により復元するため、ゴムシートＳの肉厚は混練ロール20間のギャップより大、例えば 1mm程度となる。このため、ゴムシートＳの肉厚を基に混練ロール20間のギャップを制御する場合には、ゴム種、ゴムの温度等を勘案しながら経験則に基づいて行えばよい。
【００２２】
なお、この実施形態においては、一対の流体シリンダ38を用いて混練ロール20を両側からゴムに押し付けるようにしたが、この発明においては、いずれか一方の混練ロール20を不動とする一方、残り他方の混練ロール20を流体シリンダにより平行移動させることでゴムに押し付けるようにしてもよい。また、この発明においては、ねじ機構等を用いて一対の混練ロール20を平行移動させ、混練ロール20間のギャップを調節するようにしてもよい。但し、混練ロール20をねじ機構等を用いて平行移動させる場合には、所定値のシェアレートとするために、混練ロール20を極めて高精度の位置制御、例えば数ミクロン〜数十ミクロン単位での位置制御を行う必要があるが、この実施形態のように流体シリンダ38を用いて混練ロール20を移動させる場合には、ある程度の精度で該流体シリンダ38への供給流体圧力を制御することができれば、容易に所定値のシェアレートとすることができる。
【００２３】
ここで、前述のように混練ロール20は軸方向両端において軸支される一方、これら混練ロール20の軸方向中央部間をゴムが大きな押圧力に対抗しながら通過するため、これら混練ロール20は軸方向中央に接近するに従い互いに離隔するよう撓んでしまい、この結果、混練ロール20が軸方向位置に拘わらず同一径である場合には、これら混練ロール20間から排出されたゴムシートＳは幅方向両端から幅方向中央に向かって徐々に厚肉となってしまう。このため、この実施形態においては、各混練ロール20を図４に示すように太鼓状に形成、即ち、外径を軸方向両端部から軸方向中央に向かうに従い徐々に大としている。そして、前記一対の混練ロール20の軸方向両端部における外径と軸方向中央における外径との差、即ち、ゴムバンクＢのゴムと接触する部位における最大外径差は、0.05〜0.20mmの範囲内とすることが好ましい。
【００２４】
このようにすれば、混練ロール20に前述のような撓みが発生したとき、混練ロール20間の最小ギャップがいずれの軸方向位置においてもほぼ一定となり、これにより、いずれの幅方向位置においてもほぼ均一厚さであるゴムシートＳを容易に成形することができる。なお、前述の径差はゴム種、ゴム温度等を勘案しながら決定すればよい。また、この発明においては、前記混練ロール20が大径であることで撓みが無視できるような場合、あるいは、混練ロール20の軸方向中央部を互いに接近するよう押圧する押圧ローラを各混練ロール20に側方に配置し、混練ロール20の撓みを強力に制限しているような場合には、該混練ロール20の軸方向中央部の径を軸方向位置に拘わらず一定としてもよい。
【００２５】
また、各混練ロール20の内部に軸方向に延びる少なくとも１本（ここでは１本）の貫通孔42を形成する一方、該貫通孔42に水、油等の冷却流体を給排する給排手段43を設け、一対の混練ロール20間を通過しているゴムをこれら混練ロール20によって直接接触で冷却するようにしている。このようにすれば、ゴムバンクＢのゴム温度を効果的に低下させてゴム硬度を高めることができるため、混練ロール20間を通過するゴムに混練ロール20から大きな仕事量を与えることができ、これにより、混練の進行を容易に促進させることができる。ここで、前述のように冷却されたゴムシートＳは、例えば70〜80度Ｃまで温度が低下する。なお、この発明においては、前記混練ロール20内に互いに平行な複数本の貫通孔を形成するようにしてもよい。また、この発明においては、成形ロール16と混練ロール20との間にゴム素材18を冷却する冷却機構を設置してもよく、この場合には混練ロール20に形成された貫通孔42および給排手段43を省略することができる。
【００２６】
46は前記一対の混練ロール20の下流側（後方）に設置された一対の互いに平行な後段混練ロールであり、これらの後段混練ロール46は前記混練ロール20と同一の形態で配置されている。これら混練ロール20と後段混練ロール46との間には前記ガイドロール21と同様である複数のガイドロール47が設置されており、これらのガイドロール47は一対の混練ロール20により成形されたゴムシートＳを後段混練ロール46に導き該一対の後段混練ロール46間に上方から供給する。この結果、これら後段混練ロール46間には最小ギャップ位置より上方にゴムシートＳのゴムバンクＢが形成される。また、これら一対の後段混練ロール46は、前記プーリ26、27、タイミングベルト28、駆動モータ29、外歯車30から構成された回転手段35と同様のプーリ48、49、タイミングベルト50、駆動モータ51、外歯車52から構成された後段回転手段53から回転駆動力が付与されることで逆方向に同一周速度で回転する。これにより、前記ゴムバンクＢのゴムは後段混練ロール46間を通過し、該ゴムに対し再度混練（マスターバッチ練り）が施されるとともに、ゴムシートＳが連続的に成形される。また、前記一対の後段混練ロール46の軸方向両端は、前記流体シリンダ38と同様の、制御手段34によりゴムに対する押付け力が調節される一対の流体シリンダ54のピストンロッド55の先端にそれぞれ回転可能に連結されている。
【００２７】
そして、これら後段混練ロール46も制御手段34によりその周速度およびゴムに対する押付け力が調節されることで、これら一対の後段混練ロール46間を通過する単位時間当たりのゴム量が前記混練ロール20間を通過する単位時間当たりのゴム量と同一となるよう制御されている。このように混練ロール20の下流側に混練ロール20から供給されたゴムシートＳのゴムバンクＢが間に形成される一対の後段混練ロール46を設けるとともに、前記ゴムバンクＢのゴムを単位時間当たりの通過ゴム量が混練ロール20間を単位時間当たりに通過するゴム量と同一となるよう調節しながら後段混練ロール46間を通過させて該後段混練ロール46により再度追加混練を施すようにすれば、混練ロール20と後段混練ロール46との間におけるゴムシートＳの破断を確実に阻止して連続混練を可能としながら、高硬度のゴムであっても、また、所望粘度が低粘度であっても容易に混練を終了させることができる。なお、ゴムの種類によっては後段混練ロール46、後段回転手段53を省略し、１段だけの混練ロール20によって混練を十分に終了させることもできる。
【００２８】
58は前記後段混練ロール46の下流側（後方）に設置された一対の互いに平行な成形ロールであり、これらの成形ロール58は前記成形ロール16と同一の形態で配置されている。また、これら成形ロール58には制御手段34により制御された図示していない駆動機構から回転駆動力が伝達され、これにより、これら成形ロール58は逆方向に同一周速度で回転する。そして、前述のように回転している成形ロール58間に、前記後段混練ロール46から排出された後、複数のガイドローラ59によりガイドされたゴムシートＳが上方から供給されると、該ゴムシートＳはゴムバンクＢを形成した後、成形ロール58間を通過して連続した帯状ゴム60へと次々に成形されるが、このような帯状ゴム60は、その後、次工程へと送り出される。このとき、成形された帯状ゴム60の温度は60〜70度Ｃ程度であり、また、その厚さを 7〜10mmの範囲内とすることで、以後の帯状ゴム60の取り扱いを容易としている。なお、これら成形ロール58においても、後段混練ロール46と成形ロール58との間でゴムシートＳが破断する事態を防止するため、一対の成形ロール58間を通過する単位時間当たりのゴム量が前記後段混練ロール46間を通過する単位時間当たりのゴム量と同一となるよう回転制御している。
【００２９】
なお、前述の実施形態においては、インターナルミキサー11等の密閉式ゴム混練機から排出されたゴム素材18を混練ロール20によって混練するようにしたが、この発明においては、密閉式ゴム混練機あるいはロールを用いた混練機により混練されたゴムを一旦シート状に成形して保管した後、常温まで温度の低下したゴムを混練ロール20により混練するようにしてもよい。また、この発明においては、前記後段混練ロール46と成形ロール58との間に、少なくとも一対の混練ロールおよび該混練ロールと成形ロール58との間に架橋剤をゴムシートＳに供給する供給手段をさらに設置し、架橋剤が追加されたゴムシートＳに対し該混練ロールによってファイナル練り（プロ練りとも称される）を施すようにしてもよい。
【００３０】
また、この発明においては、混練ロール20により混練された、あるいは、混練ロール20および後段混練ロール46により続けて混練（マスターバッチ練り）されたゴムシートＳに架橋剤を追加した後、該架橋剤が追加されたゴムシートＳを第１段目の混練ロール20に戻し、該混練ロール20、あるいは、混練ロール20および後段混練ロール46により続けて混練（ファイナル練り）するようにしてもよい。また、この発明においては、カーボンの代わりにシリカが混入されている未加硫ゴムを混練ロールによって混練するようにしてもよく、この場合には、開放型であるため、シリカ−シランカップリング反応により生成されるエタノールを未加硫ゴムの表面から周囲の外気に容易に飛散放出させることができ、該エタノールが未加硫ゴム中に残留する事態を効果的に抑制することができる。
【００３１】
次に、前記実施形態１の作用について説明する。
カーボン、薬品が混入された未加硫ゴムのインターナルミキサー11による混練作業が終了すると、インターナルミキサー11から中間ゴム17が混練途中の状態で排出され成形ロール16に供給される。このとき、成形ロール16が逆方向に同一周速度で回転していると、前記中間ゴム17は成形ロール16間を通過して未加硫ゴムのみからなる帯状のゴム素材18が成形されるが、このゴム素材18は、その後、ガイドロール21にガイドされて一対の平行な混練ロール20間に上方から供給され、該混練ロール20によるゴムの追加混練が開始される。
【００３２】
ここで、前記ゴム素材18の始端が混練ロール20に到達する直前においては、混練ロール20間のギャップはゴム素材18の肉厚より小さい状態に保持されているものの、流体シリンダ38から混練ロール20に対し押圧力は付与されておらず、さらに、一対の混練ロール20は回転手段35からの駆動力により同一周速度で逆方向に低速で回転されている。この状態で前記ゴム素材18の始端部が混練ロール20間に引き込まれると、該ゴム素材18は厚さ方向に押し潰されながら混練ロール20間を通過し始めるが、このとき、回転手段35から混練ロール20に付与されるトルクを図示していないトルク検出器により検出する。そして、前述の検出トルクが所定値以上となると、流体シリンダ38に高圧流体を供給してゴム素材18に対し混練ロール20を大きな押付け力で押付けるとともに、回転手段35により前記混練ロール20の周速度を徐々に増大させる。
【００３３】
これと同時に、成形ロール16の周速度も徐々に増大させるが、これにより、最小ギャップ位置Ｇより上方の混練ロール20間にゴム素材18のゴムバンクＢが形成される。なお、前述のような作業は後段混練ロール46においても同様に行われ、後段混練ロール46の最小ギャップ位置より上方の混練ロール20間にゴムシートＳのゴムバンクＢが形成される。これにより、前記ゴムバンクＢを構成するゴムは渦を形成しながら混練ロール20間および後段混練ロール46間を次々と通過し、追加混練されながら連続したゴムシートＳとなる。このとき、混練ロール20、後段混練ロール46の周速度、および、流体シリンダ38、54から混練ロール20、後段混練ロール46にそれぞれ付与される押付け力を制御手段34により調節し、一対の混練ロール20間、後段混練ロール46間を 300〜 10000の範囲内のシェアレートでゴムが通過するよう制御する。
【００３４】
この結果、前述のようにゴムの混練が促進されて短時間でゴムの混練を終了させることができるとともに、装置全体が安価でかつ小型となり、良質のゴムシートＳを容易に成形することもできる。また、後段混練ロール46から排出されたゴムシートＳは成形ロール58に供給された後、成形ロール58間を通過して比較的厚肉の帯状ゴム60に成形されるが、該帯状ゴム60はその後、次工程へと送り出される。そして、混練ロール20に対するゴム素材18の供給が終了すると、混練ロール20のゴムバンクＢにおけるゴム量が減少していくが、このゴムバンクＢにおけるゴム量が所定量まで減少したことを図示していない検出センサが検出すると、混練ロール20に対する流体シリンダ38からの押圧力付与を停止するとともに、回転手段35によって混練ロール20の周速度を徐々に減速し、ゴムの終端処理を行う。なお、このとき、混練ロール20の回転を停止させて混練ロール20間のゴムを自身の収縮により破断させることで終端処理を行うようにしてもよい。そして、このような作業は後段混練ロール46においても同様に行われる。このようにしてインターナルミキサー11から排出されたゴムに対する混練ロール20、後段混練ロール46の追加混練が終了する。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明は、未加硫ゴムに対し混練ロールを用いて混練を施す産業分野に適用できる。
【符号の説明】
【００３６】
18…ゴム素材               20…混練ロール
22…供給手段               35…回転手段
38…流体シリンダ           42…貫通孔
43…給排手段               46…後段混練ロール
53…後段回転手段           Ｂ…ゴムバンク
Ｓ…ゴムシート             Ｇ…最小ギャップ位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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