(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムの粘度を所定の値に制御する方法において、
複軸押出機でゴムを混練し、混練されたゴムの粘度を測定し、その測定値に基づいて押出機に供給するゴムの量を調整することにより、前記ゴムの粘度を所定の値に制御することを特徴とするゴム粘度の制御方法。
【請求項２】
前記ゴムの粘度を測定し、ゴムの粘度の目標値との差分から前記ゴムの供給量を調整することを特徴とする請求項１に記載のゴム粘度の制御方法。
【請求項３】
前記複軸押出機が二軸押出機であることを特徴とする請求項１または２に記載のゴム粘度の制御方法。
【請求項４】
ゴムを押し出しながら混練する押出機と、押出機にゴムを供給する定量供給装置と、押出機から押し出された混練ゴムの粘度を測定する粘度測定装置とを備え、前記粘度測定装置により、前記押出機から押し出された混練ゴムの粘度をオンラインで測定して、その測定値を前記定量供給装置にフィードバックし、定量供給装置により、前記測定値に基づいて前記押出機に供給するゴムの量を調整することを特徴とする混練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴム状物を押し出しながら混練する二軸押出機を用いたゴム粘度の制御方法および混練装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、タイヤ業界においては、空気入りタイヤの製造に用いるゴム状物を混練するために、回転する一対のロータを備えた混練ミキサーを使用するとともに、このような混練ミキサーから排出されたゴム状物を、次工程での取扱いが容易となるような断面形状に押出し成形する押出機を使用している。ここで、前述のような混練ミキサーは混練効率が比較的低いため、所定の混練度に達するまでに長時間混練したり、あるいは繰り返し混練する必要がある。
【０００３】
このため、従来、この混練ミキサーの混練を補助しようと、前記押出機に混練機能を付与することが考えられ、スクリューを平行に２本以上有し、該スクリューによってゴム状物を移送している際に混練を行うようにした二軸（複軸）押出機が提案されている。
【０００４】
しかし、このような従来の二軸（複軸）押出機には、ゴム原材料の粘度バラツキの影響を受けやすく、粘度の安定したゴム状物が得られないという問題がある。粘度の安定したゴム状物を得ることは、押出しや圧延作業等の後工程において、寸法精度および品質均一性を確保するために必要であり、そこで、これまでは、ゴム状物の粘度を、主にスクリュー構成を変更することで制御を行っていた（例えば、ゴム状物の粘度を低下させたい時は練りセグメント（ニーディングディスク）数を増やす）。
【０００５】
また、特許文献１において、ゴム状物の粘度を制御するために、押出機の長手方向に複数個の投入口を離間して設け、複数個の投入口を適宜選択することで押出機内を混練対象物が通過する長さを変更して混練対象物を所望の粘度に調整する混練装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−１９０７５６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、スクリュー構成を変更する方法は、スクリュー構成とゴム粘度の相関関係が複雑であり、また、スクリューの交換に多大な人手と時間を要し、迅速に粘度制御ができないという問題があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の混練装置を用いる方法は、押出機の長手方向に複数個の投入口を有する特殊な押出機を必要とするため、コストがかかるという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、スクリューの交換の必要がなく迅速に粘度を制御でき、かつ特殊な押出機を用いることなく低コスト化を可能にするゴム粘度の制御方法および混練装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明のゴム粘度の制御方法は、複軸押出機でゴムを混練し、混練されたゴムの粘度を測定し、その測定値に基づいて押出機に供給するゴムの量を調整することにより、前記ゴムの粘度を所定の値に制御することを特徴とする。
【００１０】
本発明は、前記ゴムの粘度を測定し、ゴムの粘度の目標値との差分から前記ゴムの供給量を調整することが好ましい。また、本発明は、前記複軸押出機が二軸押出機であることが好ましい。
【００１１】
また、本発明の混練装置は、ゴムを押し出しながら混練する押出機と、押出機にゴムを供給する定量供給装置と、押出機から押し出された混練ゴムの粘度を測定する粘度測定装置とを備え、前記粘度測定装置により、前記押出機から押し出された混練ゴムの粘度をオンラインで測定して、その測定値を前記定量供給装置にフィードバックし、定量供給装置により、前記測定値に基づいて前記押出機に供給するゴムの量を調整することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ゴム投入量と練りゴムの粘度との相関関係を利用し、練りゴムの粘度をオンラインで管理して練りゴムの供給量にフィードバックすることで、ゴム原材料の粘度バラツキの影響を受けない、常に安定した一定粘度の練りゴムを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。本発明のゴム粘度の制御方法は、複軸押出機に投入するゴムの量と練りゴムの粘度との間に高い相関があることを、新たに見い出したことに基づいてなされたものである。
【００１４】
図１は、ゴム投入量と練りゴムの粘度との相関関係を示す図であり、押出工程において、天然ゴムを主原料とするノンプロ練りのペレットゴム（加硫剤を含まないでゴム成分とゴム配合剤を混練したゴム）とプロ練り薬品（硫黄、その他）とを、定量供給機（ｋ−ｔｒｏｎ社製）により、二軸押出機（神戸製鋼製ＫＴＸ３０）へ投入する際に、二軸押出機の稼働条件（回転数２００ｒｐｍ、スクリュー構成一定、温度１８℃）に変更を加えず、ゴムの投入量を、投入量範囲６〜２０ｋｇ／ｈｒで変化させたときのゴム投入量（ｋｇ／ｈｒ）とゴム粘度（ｋＰａ）との関係を示している。
【００１５】
図１に示すように、ゴムの投入量を６ｋｇ／ｈｒから２０ｋｇ／ｈｒへと増加させると、練りゴム粘度が約６７ｋＰａ（キロパスカル）から約７４ｋＰａへと増加し、ゴムの投入量を２０ｋｇ／ｈｒから６ｋｇ／ｈｒへと減少させると、練りゴム粘度が約７４ｋＰａから約６７ｋＰａへと減少するというように、投入量とゴム粘度との間に比例関係が存在する。
【００１６】
本発明は、ゴム投入量と練りゴムの粘度との相関関係を利用し、ゴム投入量を制御することで練りゴムの粘度を制御するものである。以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
図２は、本発明において使用する二軸押出機を模式的に示す図である。図において、二軸押出機１１は側面からみた模式断面を示している。図２に示す混練装置は、天然ゴムを主原料とするノンプロ練りのペレットゴム（加硫剤を含まないでゴム成分とゴム配合剤を混練したゴム）とプロ練り薬品（硫黄、その他）とを押し出しながら混練する二軸押出機１１と、この二軸押出機１１に、ノンプロ練りのペレットゴムとプロ練り薬品とを供給する定量供給装置１２と、二軸押出機１１から押し出された練りゴムの粘度を測定する粘度測定装置（図示せず）とにより構成される。
【００１８】
二軸押出機１１は、複数の練りセグメントが組み込まれた２本のスクリュー１３と、この２本のスクリュー１３が回転するための筒状の空洞部であるチャンバ１４を有するシリンダ１５とを備えている。２本のスクリュー１３は、図２中のスクリュー部の部分平面図に示すように、軸心同士が平行となって配置されている。この２本のスクリュー１３は、シリンダ１５の一端側に設けられた、図示しないモータおよび減速機を備える駆動部に連結され、同方向に回転駆動される。このシリンダ１５には、チャンバ１４内にノンプロ練りのペレットゴムとプロ練り薬品を受け入れる投入口１６が設けられている。
【００１９】
次に、本実施形態に係るゴム粘度の制御方法について図２を用いて説明する。天然ゴムを主原料とするノンプロ練りのペレットゴムとプロ練り薬品とを、定量供給機１２により、二軸押出機１１の投入口１６へ投入すると、これらの投入口１６から定量供給装置１２によって供給されたノンプロ練りのペレットゴムとプロ練り薬品は、チャンバ１４内でスクリュー１３が回転することで、スクリュー１３とチャンバ１４の内壁との間に形成される空間で、一定のせん断エネルギーが加えられて混練が行われ、さらに図中右側に向かって軸方向に押出されることによって連続的に混練が行われる。そして、シリンダ１５の先端部１７は、大気開放となっており、この先端部１７から混練された練りゴム１８が排出される。
【００２０】
二軸押出機１１から排出された練りゴムの粘度を、粘度測定装置によりオンラインで測定して定量供給装置１２にフィードバックさせ、定量供給装置１２において、定量供給装置１２から二軸押出機１１に供給するノンプロ練りのペレットゴムとプロ練り薬品との供給量を、図１に示す相関関係に基づいて調整する。例えば、ゴムの粘度の目標値を定め、ゴムの粘度の目標値との差分からゴムの供給量を調整する。供給量を調整することによって、二軸押出機１１内の充填率（ゴム密度）を変化させ、単位重量当たりのゴムが受けるせん断エネルギーを制御する。二軸押出機１１内には空隙があり、充填率（ゴム密度）は８〜１５％である。さらに図中右側に向かって軸方向に押出されることによって連続的に混練が行われる。そして、シリンダ１５の先端部１７からは、ゴム原材料の粘度バラツキの影響を受けない、常に安定した一定粘度の練りゴム１８が排出される。
【００２１】
なお、上述した実施の形態では、押出機に、２本のスクリューを有する二軸押出機を用いたが、本発明は、二軸押出機に限るものではなく、スクリューが２本以上の複軸押出機を用いることも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】ゴム投入量と練りゴムの粘度との相関関係を示す図である。
【図２】本発明において使用する二軸押出機を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００２３】
１１  二軸押出機
１２  定量供給装置
１３  スクリュー
１４  チャンバ
１５  シリンダ
１６  投入口
１７  先端部
１８  練りゴム
【図１】
0004708137.tif 000002
【図２】
0004708137.tif 000003