(57)【要約】【課題】混合槽上部に配設する加圧蓋の底面形状を工夫することで、混練材料のロータへの噛込性の向上と、混合槽中央部の材料滞留を防止しながら、生産性の低下や分散不良の原因となるフィラーの噴き出しを軽減するとともに、混練材料の一部を混合槽端部側に分流、降下させて混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みを促進し、混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定を図ることができる加圧型ニーダを提供すること。【解決手段】加圧蓋３の底面形状を、ロータ４，４のロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータ４，４のロータ翼４２，４２の回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状に形成するとともに、ロータ４，４のロータ軸方向の両端部を前記中央部の面より凹欠させた形状に形成して、この部分に空間部３２，３２が形成されるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
混練材料を収容する断面が繭形をした混合槽と、該混合槽に収容された混練材料を混練する並列した２本のロータと、該混合槽の上部を閉鎖する加圧蓋とを備えた加圧型ニーダであって、前記加圧蓋の底面形状を、ロータのロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータの回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状に形成するとともに、ロータのロータ軸方向の両端部を前記中央部の面より凹欠させた形状に形成したことを特徴とする加圧型ニーダ。
【請求項２】
ロータのロータ軸方向の両端部に形成された空間部が、混練材料の混練時に発生する噴出空気圧の上昇を緩和することができる容積を有することを特徴とする請求項１記載の加圧型ニーダ。
【請求項３】
ロータが軸方向中央に混練材料を移送するねじれ翼を有することを特徴とする請求項１又は２記載の加圧型ニーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加圧型ニーダ（密閉式混練機）に関し、特に、混練材料のロータへの噛込性の向上と、混合槽中央部の材料滞留を防止しながら、生産性の低下や分散不良の原因となるフィラーの噴き出しを軽減するとともに、混練材料の一部を混合槽端部側に分流、降下させて混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みを促進し、混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定を図るようにした加圧型ニーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、加圧型ニーダは、特許文献１に示すように、混合槽内に２本のロータが配設され、互いに内側に回転するようにし、かつ混練材料が常に槽の内側（中央側）に移送されるようにロータにねじれを加えたロータ翼（ねじれ翼）を形成し、さらに混練材料をこの２本のロータに噛み込ませるために、混合槽の上部に加圧蓋が配設されている。
また、混練材料のロータ間への噛み込みを一層効果的に行うことために、加圧蓋にエアシリンダ等の昇降手段を配設することにより加圧蓋を上下動できるようにして、混合槽の内断面が混練材料に適した形状及び内容積になるように構成している。
【０００３】
ところで、この種の加圧型ニーダを用いて混練材料を混練する際、ロータの回転により混練材料内の空隙（ボイド）の体積と形が様々に変化し、この変化による材料挙動の反力により加圧蓋に上下動（ダンシング）が起こり、混合槽と加圧蓋の隙間から空気と一緒に混練材料に含まれるフィラーが噴出することがあった。
【０００４】
そして、このようにして噴出したフィラーが周囲に飛散しないように、また、噴出したフィラーの清掃を簡易に行えるように、特許文献２に示すように、フィラーが噴出する混合槽の箇所にダストカバーを取り付け、噴出したフィラーによって周囲が汚れると、ダストカバーを取り外して清掃を行うようにしていた。
【０００５】
しかしながら、フィラーが加圧蓋の上部に噴出すると、周囲が汚れるだけでなく、フィラーの清掃工程を混練工程中に設定する必要があり、かつ清掃等のために設備の稼働を停止する必要があり、生産性が著しく低下するという問題があった。
【０００６】
ところで、ロータに噛み込みにくい種類のゴム材料や混合槽の中央部において滞留が生じ易い各種熱可塑性プラスチック材料に対処するため、図５に示すように、加圧型ニーダの混合槽２０の上部を閉鎖する加圧蓋３０の底面形状を、並列した２本のロータ４０，４０の回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる所謂カモメ形状の突部３１を形成し、これにより、互いに相反方向（内側）に回転駆動される２本のロータ４０，４０によって効率良く材料を押さえ込むことができるようにしている（特許文献１及び２参照）。
【０００７】
しかしながら、加圧蓋３０の底面形状を下方向に三角形状に垂れ下がる所謂カモメ形状の突部３１を形成した加圧型ニーダの場合、混練時のロータの回転により混練材料内の空隙の体積と形が様々に変化し、この変化による材料挙動の反力により加圧蓋３０に上下動が一層起こり易くなるため、混合槽２０と加圧蓋３０の隙間から噴出するフィラーの噴出量を軽減することはできず、また、噴出したフィラーが混練完了後に混練した材料中に落下、混入して分散不良になり、品質が安定しないという問題があった。
また、軸方向中央に混練材料を移送するロータ翼（ねじれ翼）を有するロータ４０，４０と、カモメ形状の突部３１を有する加圧蓋３０とを備えた加圧型ニーダの場合、混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みが不十分となりがちになるという問題があった。
【特許文献１】特公昭５１−２０７５２号公報
【特許文献２】特公平７−６１４３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記従来の加圧型ニーダの有する問題点に鑑み、混合槽上部に配設する加圧蓋の底面形状を工夫することで、混練材料のロータへの噛込性の向上と、混合槽中央部の材料滞留を防止しながら、生産性の低下や分散不良の原因となるフィラーの噴き出しを軽減するとともに、混練材料の一部を混合槽端部側に分流、降下させて混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みを促進し、混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定を図ることができる加圧型ニーダ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】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の加圧型ニーダは、混練材料を収容する断面が繭形をした混合槽と、該混合槽に収容された混練材料を混練する並列した２本のロータと、該混合槽の上部を閉鎖する加圧蓋とを備えた加圧型ニーダであって、前記加圧蓋の底面形状を、ロータのロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータの回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状に形成するとともに、ロータのロータ軸方向の両端部を前記中央部の面より凹欠させた形状に形成したことを特徴とする。
【００１０】
この場合において、ロータのロータ軸方向の両端部に形成された空間部が、混練材料の混練時に発生する噴出空気圧の上昇を緩和することができる容積を有するように構成することができる。
【００１１】
また、軸方向中央に混練材料を移送するねじれ翼を有するロータを用いることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の加圧型ニーダによれば、加圧蓋の底面形状を、ロータのロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータの回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状に形成するとともに、ロータのロータ軸方向の両端部を前記中央部の面より凹欠させた形状に形成するようにしているので、混練材料の混練時に加圧蓋が上下動、特に下降動しても、ロータのロータ軸方向の両端部に形成された空間部により噴出空気を吸収し、噴出空気圧の上昇を緩和することができる。
これにより、ロータのロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータの回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる所謂カモメ形状の突部を形成することによって、混練材料のロータへの噛込性の向上と、混合槽中央部の材料滞留を防止しながら、分散不良の原因となるフィラーの噴き出しを軽減するとともに、混練材料の一部を混合槽端部側に分流、降下させて混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みを促進し、混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定を図ることができる。
【００１３】
また、ロータのロータ軸方向の両端部に形成された空間部が、混練材料の混練時に発生する噴出空気圧の上昇を緩和することができる容積を有するように構成することにより、確実に噴出空気を吸収し、噴出空気圧の上昇を緩和して、フィラーの噴き出しを軽減することができる。
【００１４】
また、軸方向中央に混練材料を移送するねじれ翼を有するロータを用いることにより、混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みを一層促進し、混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定をより確実に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の加圧型ニーダの実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１６】
図１〜図４に、本発明の加圧型ニーダの一実施例を示す。
この加圧型ニーダ１は、並列する２本のロータ４，４を備え、特に限定されるものではないが、加圧型ニーダ１の本体フレームＦの下部位置に、混練材料を所要量収容することができる混合槽２を配設し、この混合槽２に対向して配設する側壁２１，２１を貫通させて２本のロータ軸４１，４１を平行に配設し、かつそれぞれ内側に回転するように支持するとともに、この各ロータ軸４１，４１に混練材料を混練するために、ロータ軸４１の一端から他端側に向けてロータ軸４１の略中央までの間に亘って、ねじれを加えたロータ翼（ねじれ翼）４２（４２Ａ，４２Ｂ）を一体に形成し、この混合槽２の上部に加圧蓋３を配設して構成するようにしている。そして、両ロータ４，４は、ロータ翼４２が回転方向に互いに９０°或いは任意の角度に位相をずらせた状態で駆動装置（図示省略）によって回転速度が互いに等速或いは異速で駆動されるようになっている。
なお、対をなすロータ４，４のロータ翼４２，４２の形状及び個数は、本実施例のものに限定されるものでなく、例えば、ロータ４，４の周囲に複数個のロータ翼（ねじれ翼）４２（４２Ａ，４２Ｂ）を等間隔に形成することもできる。
【００１７】
混合槽２の側壁２１，２１間には、ロータ翼４２，４２の回転軌跡の外周縁に添うように繭形に成形した周壁２２を配設し、これにより、混合槽２の断面形状を繭形にし、側壁２１，２１と周壁２２とでチャンバーを形成するようにする。
周壁２２は、詳しくは、２本の並列するロータ４，４のロータ翼４２，４２の外周面のうち、その底部となる部分と側部となる部分とを囲むように繭形に形成するが、周壁２２の上部は解放されていて、この解放された開口部に加圧蓋３を配設する。
【００１８】
また、図３に示すように、加圧蓋３にはエアシリンダ等の昇降手段５及びガイドロッド６を配設し、この昇降手段５の昇降軸５１の下端に取り付けた加圧蓋３を上下動可能に構成するとともに、加圧蓋３の上下動時、加圧蓋３が水平状態を維持しつつ正確に昇降するようにガイドロッド６にて案内するようにする。
【００１９】
このように構成することにより、混合槽２の内断面が混練材料に適した形状及び内容積となるように調整可能とし、混練材料のロータ４，４間への噛み込みを効果的に行うように構成している。
【００２０】
加圧蓋３は、図１〜図２に示すように、加圧蓋３の底面形状を、ロータ４，４のロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータ４，４のロータ翼４２，４２の回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状、すなわち、所謂カモメ形状の突部３１を形成する（図２においては、カモメ形状の突部３１を形成した部分を破線で示す。）とともに、ロータ４，４のロータ軸方向の両端部において、下方向に三角形状に垂れ下がる部分のない（カモメ形状の突部３１の端部を切り欠いて）略平坦な形状に形成して、この部分に空間部３２，３２が形成されるようにする。
この空間部３２，３２は、混練材料の混練時に発生する噴出空気圧の上昇を緩和することができる容積を有するようにする。
【００２１】
この加圧型ニーダ１によれば、加圧蓋３の底面形状を、ロータ４，４のロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータ４，４のロータ翼（ねじれ翼）４２，４２の回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状、すなわち、所謂カモメ形状の突部３１を形成するとともに、ロータ４，４のロータ軸方向の両端部において、下方向に三角形状に垂れ下がる部分のない略平坦な形状に形成して、この部分に空間部３２，３２が形成されるようにすることにより、混練材料の混練時に加圧蓋３が上下動、特に下降動しても、ロータ４，４のロータ軸方向の両端部により形成された空間部３２，３２により噴出空気を吸収し、噴出空気圧の上昇を緩和することができる。
また、混練材料の混練時に、図２に矢印Ｘで示す混練材料のうちの一部分の混練材料は矢印Ｙで示すように、カモメ形状の突部３１の側壁に案内されて分流、降下して混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みが遂行される。このように、混合、分散を均一に行う混練材料の天地替えの動きが、加圧蓋３の底面位置で、空間３２，３２にて自然に発生することとなり、混練材料の混練が効果的に行え、混練材料の品質が均一になり、安定するものとなる。
これにより、ロータ４，４のロータ軸方向の中央部において、並列した２本のロータ４，４のロータ翼４２，４２の回転軌跡の外周縁に添うように下方向に三角形状に垂れ下がる形状、すなわち、所謂カモメ形状の突部３１を形成することによって、混練材料のロータ４，４への噛込性の向上と、混合槽２中央部の材料滞留を防止しながら、分散不良の原因となるフィラーの噴き出しを軽減して混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定を図ることができる。
【００２２】
なお、上記実施例においては、加圧蓋３の底面形状を、ロータ４，４のロータ軸方向の両端部において、下方向に三角形状に垂れ下がる部分のない（カモメ形状の突部３１の端部を切り欠いて）略平坦な形状に形成したが、加圧蓋３の底面形状は、これに限定されるものでなく、中央部の面より凹欠されている限りにおいて、例えば、図１（Ｃ）に示すように、平坦形状よりさらに窪ませた形状にしたり、図１（Ｄ）に示すように、平坦形状より若干突出させた形状に形成することができ、これらの形状のものを排除するものではない。
【００２３】
図４に、この加圧型ニーダ１による混練メカニズムの一例を示すが、この加圧型ニーダ１は、混練機に要求される十分な性能を備えているといえる。
【００２４】
以上、本発明の加圧型ニーダについて、その実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に記載した構成に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において適宜その構成を変更することができるものである。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の加圧型ニーダは、混練材料のロータへの噛込性の向上と、混合槽中央部の材料滞留を防止しながら、生産性の低下や分散不良の原因となるフィラーの噴き出しを軽減するとともに、混練材料の一部を混合槽端部側に分流、降下させて混合槽端部の底部での粉体の混練材料への取り込みを促進し、混練材料の分散、均一性の向上と品質の安定を図ることができる特性を有していることから、各種プラスチック材料等の混練の用途に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の加圧型ニーダの第１実施例を示し、（Ａ）は正面縦断面図、（Ｂ）はＸ−Ｘ線による側面縦断面図、（Ｃ）及び（Ｄ）は変形実施例のＸ−Ｘ線による側面縦断面図である。
【図２】加圧型ニーダにおける混合槽のロータ翼部の平面横断面図である。
【図３】加圧型ニーダの全体を示す正面断面図である。
【図４】本発明の加圧型ニーダによる混練メカニズムの説明図である。
【図５】従来の加圧型ニーダの混合槽とロータ翼との関係を示す正面縦断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１    加圧型ニーダ
２    混合槽
２１  側壁
２２  周壁
３    加圧蓋
３１  カモメ形状の突部
３２  空間
４    ロータ
４１  ロータ軸
４２  ロータ翼（ねじれ翼）
５    昇降手段
６    ガイドロッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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