(57)【要約】【課題】ロールに対するゴム組成物の密着を防止し、混練作業を円滑に行うことを可能にしたロール混練機を提供する。【解決手段】独立に回転駆動される前後一対のロール１，２を備え、前ロール１の表面速度よりも後ロール２の表面速度を速くした条件下で、ロール間隙を通過したゴム組成物Ｒを後ロール２に一旦巻き付かせた後、後ロール２から引き剥がしつつ前ロール１の周りに循環させるロール混練機において、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘを検出するセンサ９を設けると共に、センサ９の検出結果に基づいて前ロール１と後ロール２との速度比を制御する制御装置９を設ける。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
独立に回転駆動される前後一対のロールを備え、前ロールの表面速度よりも後ロールの表面速度を速くした条件下で、ロール間隙を通過したゴム組成物を後ロールに一旦巻き付かせた後、後ロールから引き剥がしつつ前ロールの周りに循環させるロール混練機において、前記ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置を検出するセンサと、該センサの検出結果に基づいて前ロールと後ロールとの速度比を制御する制御装置とを設けたロール混練機。
【請求項２】
前記制御装置は、前記ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置が予め設定された下限位置に到達した際に後ロールの相対速度を増大させ、前記ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置が予め設定された上限位置に到達した際に後ロールの相対速度を減少させる請求項１に記載のロール混練機。
【請求項３】
前記ロール間隔が最も小さくなる位置を基準位置としたとき、前記下限位置を基準位置から後ロールの回転方向へ３０°〜４５°の位置に設定し、前記上限位置を基準位置から後ロールの回転方向へ４５°〜６０°の位置に設定した請求項２に記載のロール混練機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴム組成物を混練するためのロール混練機に関し、さらに詳しくは、ロールに対するゴム組成物の密着を防止し、混練作業を円滑に行うようにしたロール混練機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム組成物の混練装置として、前後一対のロールを備えたロール混練機が広く普及している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図３は従来のロール混練機の一例を示し、１は前ロール、２は後ロール、３はブレンダーロールである。このようなロール混練機では、ゴム組成物Ｒをブレンドロール３に掛け回し、前ロール１の周りに循環させながら連続的に混練を行うようになっている。また、ゴム組成物Ｒが前ロール１に密着することを防止するために、前ロール１の表面速度よりも後ロール２の表面速度を速くすることで、ロール間隙を通過したゴム組成物Ｒを後ロール２に一旦巻き付かせた後、後ロール２から引き剥がしつつ前ロール１の周りに循環させるようにしている。
【０００４】
しかしながら、上述したロール混練機は、例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を混練する場合において種々の問題を生じている。第１に、混練中にゴム組成物が後ロールに移動し、混練作業が出来なくなることがある（図４参照）。第２に、ゴム組成物がブレンダロールに届かずに前ロールに巻き付いて千切れてしまうことがある（図５参照）。第３に、上記不都合を生じない場合であっても、混練されたゴムが前ロールから剥がれ難いことがある。これらは、ＳＢＲ系の未加硫ゴムの密着性が、ロール混練の運転条件（温調温度、ロール表面状態、ロール表面速度、ロール速度比、ロール間隙等）のほか、ゴム自身の混練具合によって敏感に変化してしまうことに起因している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−３９８３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、ロールに対するゴム組成物の密着を防止し、混練作業を円滑に行うことを可能にしたロール混練機を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のロール混練機は、独立に回転駆動される前後一対のロールを備え、前ロールの表面速度よりも後ロールの表面速度を速くした条件下で、ロール間隙を通過したゴム組成物を後ロールに一旦巻き付かせた後、後ロールから引き剥がしつつ前ロールの周りに循環させるロール混練機において、前記ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置を検出するセンサと、該センサの検出結果に基づいて前ロールと後ロールとの速度比を制御する制御装置とを設けたことを特徴とするものである。
【０００８】
本発明では、ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置を検出し、その検出結果に基づいて前ロールと後ロールとの速度比を制御するので、ゴム組成物の前ロールと後ロールに対する密着力のバランスを良好に保つことができる。その結果、前後ロールに対するゴム組成物の密着を防止し、混練作業を円滑に行うことができる。
【０００９】
前記制御装置は、より具体的には、ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置が予め設定された下限位置に到達した際に後ロールの相対速度を増大させ、ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置が予め設定された上限位置に到達した際に後ロールの相対速度を減少させるものである。密着力のバランスを良好に保持するために、ロール間隔が最も小さくなる位置を基準位置としたとき、下限位置を基準位置から後ロールの回転方向へ３０°〜４５°の位置に設定し、上限位置を基準位置から後ロールの回転方向へ４５°〜６０°の位置に設定することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなるロール混練機を示すものである。図１に示すように、このロール混練機は、回転軸が互いに平行に配置された前後一対のロール１，２と、これらロール１，２の上方に配置されたブレンダーロール３とを備えている。前ロール１はベルト４を介してモータ５により回転駆動される。一方、後ロール２はベルト６を介してモータ７により回転駆動される。
【００１１】
これらモータ５，７の回転速度は制御装置８により制御され、それによってロール１，２の表面速度が独立に制御される。混練時においては、制御装置８による制御に基づいて、前ロール１の表面速度よりも後ロール２の表面速度を速くした条件下で、ロール間隙を通過したゴム組成物Ｒを後ロール２に一旦巻き付かせた後、後ロール２から引き剥がしつつ前ロール１の周りに循環させるようになっている。
【００１２】
ロール１，２の下方には、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘを検出するセンサ９が配設されている。センサ９の構成は特に限定されるものではなく、例えば、光電管や超音波センサ等を用いることが可能である。このセンサ９の検出結果は制御装置８に供給される。制御装置８は、センサ９の検出結果に基づいてゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが特定の範囲内に収まるように前ロール１と後ロール２との速度比を制御する。
【００１３】
制御装置８は、図２に示すように、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが予め設定された下限位置Ｌ１  に到達した際に後ロール２の相対速度を増大させ、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが予め設定された上限位置Ｌ２  に到達した際に後ロール２の相対速度を減少させる。このとき、前ロール１と後ロール２との速度比は例えば１：１．０５〜１．１０の範囲にすることが望ましい。
【００１４】
ロール間隔が最も小さくなる位置を基準位置Ｓとしたとき、下限位置Ｌ１  は基準位置Ｓから後ロール２の回転方向への角度θ１  が３０°〜４５°となる位置に設定し、上限位置Ｌ２  は基準位置Ｓから後ロール２の回転方向への角度θ２  が４５°〜６０°となる位置に設定すると良い。下限位置Ｌ１  及び上限位置Ｌ２  が上記範囲から外れると、ゴム組成物Ｒの密着力のバランスを適正化することが困難になる。図２では、θ１  ＝３０°，θ２  ＝６０°である。そのため、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘは基準位置Ｓに対する角度が３０°〜６０°の範囲に収まることになる。
【００１５】
次に、上記ロール混練機を用いたゴム混練方法について説明する。先ず、ロール１，２上にゴム組成物Ｒを投入し、ロール間隙を通過したゴム組成物Ｒをブレンダーロール３に掛け回し、再びロール１，２上に戻すようにする。これにより、ゴム組成物Ｒを前ロール１の周りに循環させながら連続的に混練することが可能になる。
【００１６】
混練時においては、制御装置８による制御に基づいて前ロール１の表面速度よりも後ロール２の表面速度を僅かに速くする。その結果、図１に示すように、ロール間隙を通過したゴム組成物Ｒは、高速側の後ロール２に一旦巻き付いた後、後ロール２から引き剥がされて前ロール１の周りに供給される。このような状態では、ゴム組成物Ｒが前ロール１に対して過度に密着することはなく、円滑にブレンダーロール３に供給される。
【００１７】
例えば、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を混練する場合、ＳＢＲ系の未加硫ゴムの密着性は、ロール混練の運転条件（温調温度、ロール表面状態、ロール表面速度、ロール速度比、ロール間隙等）のほか、ゴム自身の混練具合によって敏感に変化する。そのため、前ロール１と後ロール２との速度比が一定であると、ゴム組成物Ｒの巻付き限界位置Ｘが変位することがある。
【００１８】
ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが変位して予め設定された下限位置Ｌ１  に到達した場合、制御装置８が後ロール２の相対速度を増大させる。これにより、ゴム組成物Ｒの後ロール２への密着力が増加するので、巻付き限界位置Ｘは下限位置Ｌ１  から上限位置Ｌ２  側へ移動する。
【００１９】
一方、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが変位して予め設定された上限位置Ｌ２  に到達した場合、制御装置８が後ロール２の相対速度を減少させる。これにより、ゴム組成物Ｒの後ロール２への密着力が低下するので、巻付き限界位置Ｘは上限位置Ｌ２  から下限位置Ｌ１  側へ移動する。
【００２０】
上記ロール混練機によれば、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが上限位置Ｌ２  を超えることはないので、ゴム組成物Ｒの後ロール２への過度の密着を防止し、混練中にゴム組成物Ｒが後ロール２に移動するという不都合を回避することができる。また、ゴム組成物Ｒの後ロール２への巻付き限界位置Ｘが下限位置Ｌ１  を下回ることはないので、ロール間隙を通過したゴム組成物Ｒを後ロール２に一旦巻き付かせてから前ロール１の周りに循環させることできる。そのため、ゴム組成物Ｒの前ロール１への過度の密着を防止し、ゴム組成物Ｒがブレンダロール３に届かずに前ロール１に巻き付いて千切れるという不都合を回避することができる。勿論、ゴム組成物Ｒの前ロール１への密着力が低下するので、混練されたゴム組成物Ｒは前ロール１から簡単に剥がすことができる。
【００２１】
上述した実施形態では、前後一対のロールの他にブレンダーロールを設けた場合について説明したが、ブレンダーロールは必ずしも必要ではない。また、ブレンダーロールの替わりに、複数のコンベヤーを組み合わせてゴム組成物の循環路を形成し、その循環路を介して混練すべきゴム組成物を前ロールの周りに循環させるようにしても良い。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、独立に回転駆動される前後一対のロールを備え、前ロールの表面速度よりも後ロールの表面速度を速くした条件下で、ロール間隙を通過したゴム組成物を後ロールに一旦巻き付かせた後、後ロールから引き剥がしつつ前ロールの周りに循環させるロール混練機において、ゴム組成物の後ロールへの巻付き限界位置を検出するセンサと、該センサの検出結果に基づいて前ロールと後ロールとの速度比を制御する制御装置とを設けたから、ゴム組成物のロールからの剥離性を向上し、ロールに対するゴム組成物の密着を防止し、混練作業を円滑に行うことが可能になる。
【００２３】
本発明のロール混練機によれば、ゴム組成物のロールからに剥離性が向上するため、ロール間隙を小さくして高剪断加工を実現したり、或いは、繰り返しコンベヤによるゴム組成物の引き剥がし機能を不要にしたり、簡素化することが可能になる。
【００２４】
更に、本発明のロール混練機は、ＮＲ系のゴム組成物のみならず、ＳＢＲ系のゴム組成物を問題なく混練することができるので、ＮＲ系ゴム組成物とＳＢＲ系ゴム組成物のロール混練機を共通化し、設備の統合が可能になるという効果も奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなるロール混練機を示す側面図である。
【図２】図１の要部を拡大して示す説明図である。
【図３】従来のロール混練機を示す側面図である。
【図４】従来のロール混練機においてゴム組成物が後ロールに移動した状態を示す側面図である。
【図５】従来のロール混練機においてゴム組成物がブレンダロールに届かずに前ロールに巻き付いた状態を示す側面図である。
【符号の説明】
１  前ロール
２  後ロール
３  ブレンダーロール
４，６，ベルト
５，７  モータ
８  制御装置
９  センサ
Ｒ  ゴム組成物
Ｘ  巻付き限界位置
Ｓ  基準位置
Ｌ１  下限位置
Ｌ２  上限位置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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