(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングとエンドフレームにより形成された混練室と、
上記混練室内に配置され、逆回転されて、ゴム及び配合粉末を混練する一対のロータと、
上記混練室の上面開口に連通するシリンダと、
上記シリンダ内を昇降するロッドの下端に取り付けられ、上記混練室を加圧するフローティングウエイトと、
上記シリンダの一面側に開口する原料投入口と、
上記原料投入口の下縁より突設した原料投入ホッパーとを備え、
上記原料投入ホッパーと対向する原料投入口の上縁に、粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設すると共に、該ノズルと略同一高さ位置のシリンダ内壁に間隔をあけて他の粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設していることを特徴とする密閉式ゴム混練機。
【請求項２】
上記原料投入ホッパーの上方で、上記原料投入口より上部のシリンダ外面に隣接させて集塵ダクトを設置している請求項１に記載の密閉式ゴム混練機。
【請求項３】
上記配合粉末にミストを噴霧するノズルは水等の液体噴霧ノズルからなり、ミストは最大粒子径が１００μｍ以下、平均粒子径が１５μｍ以下である請求項１または請求項２に記載の密閉式ゴム混練機。
【請求項４】
ゴム及び配合粉末からなる原料を原料投入ホッパーよりフローティングウエイトのシリンダ内に投入時及び投入後にフローティングウエイトを昇降作動させている工程中に、上記原料投入ホッパーと対向する原料投入口の上縁と該上縁と略同一高さ位置で互いに対向するシリンダ内壁とに間隔をあけて設けたノズルにより上記配合粉末にミストを噴霧して粉末飛散を防止する一方、上記フローティングウエイトにより混練室内を圧入して原料を混練している時にはミストの噴霧を停止しているゴム混練方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密閉式ゴム混練機及びゴム混練方法に関し、詳しくは、原料投入からゴム練りまでのゴム混練作業の効率化を図るものである。
【０００２】
【従来の技術】
ゴム材料や、硫黄、カーボン等の添加剤等の混練には、従来、密閉式ゴム混練機が多用されている。このような密閉式ゴム混練機において、原料であるゴム材料やその他の配合粉末は、原料投入部を通じて混練室内に投入された後、フローティングウエイトにより混練室が加圧され、混練室内を回転するロータにより混練されている。
【０００３】
上記のようなゴム混練作業において、作業効率の向上を図るために、種々の提案がなされており、例えば、実開平５−９３８１０号では、ゴム混練室の上部にノズルにより水を散布する散水装置が設けられ、水の散布によりゴム混練時のゴムの温度を低下させ、混練中のゴムの加硫を防ぎ、ゴム混練作業の効率化を図っている密閉式ゴム混練機が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実開平５−９３８１０号の密閉式ゴム混練機では、混練室内のゴムの温度を低下させるために、ゴム混練室の上部にノズルが設けられており、混練室内の冷却には適しているものの、このノズルでは、原料投入時の原料投入口付近での配合粉末の飛散を防止することはできない。即ち、配合粉末は、原料投入口から投入される際に飛散しやすいため、原料投入口付近での飛散の抑制が重要であり、上記ノズルでは、この飛散の抑制が不十分である。
【０００５】
このように、密閉式ゴム混練機において、原料を投入する際、原料中の配合粉末（カーボン、硫黄、シリカ等）が、原料投入口付近において空気中に飛散するため、作業環境が悪化し、ゴム混練作業の効率が悪くなるという問題がある。さらには、配合粉末の飛散により、原料の投入量にばらつきが生じ、練りゴムの物性にばらつきが発生したり、配合粉末が硫黄等の場合には、粉塵爆発を起こす恐れもある。
【０００６】
配合粉末の飛散防止には、集塵ダクトの設置や、配合粉末の投入量の調整等が行われているが、集塵ダクト等を補強しても投入材料が微粒子ゆえ飛散・拡散を抑えることができなかったり、少量投入では原料投入に時間がかかり、混練作業の効率が悪くなるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記した問題に鑑みてなされたものであり、原料投入時に原料投入ホッパーや原料供給部で発生する配合粉末の飛散を防止し、作業環境の向上、混練作業の効率化を実現する密閉式ゴム混練機及びゴム混練方法を提供することを課題としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、ケーシングとエンドフレームにより形成された混練室と、
上記混練室内に配置され、逆回転されて、ゴム及び配合粉末を混練する一対のロータと、
上記混練室の上面開口に連通するシリンダと、
上記シリンダ内を昇降するロッドの下端に取り付けられ、上記混練室を加圧するフローティングウエイトと、
上記シリンダの一面側に開口する原料投入口と、
上記原料投入口の下縁より突設した原料投入ホッパーとを備え、
上記原料投入ホッパーと対向する原料投入口の上縁に、粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設すると共に、該ノズルと略同一高さ位置のシリンダ内壁に間隔をあけて他の粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設していることを特徴とする密閉式ゴム混練機を提供している。
【０００９】
このように、本発明の密閉式ゴム混練機は、原料投入ホッパーと対向する原料投入口の上縁に、粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設しているため、原料投入により原料投入口付近で飛散している配合粉末（カーボン、硫黄、シリカ等）に、ミストを噴霧することができる。よって、配合粉末をミストにより混練機内等に落とすことができ、原料中に含まれる配合粉末の飛散を防止することができる。従って、配合粉末の飛散・拡散、特に微粒子の飛散・拡散を抑えることができ、原料投入ホッパーから混練機外への配合粉末の噴出を防止できるため、混練機の作業環境を改善できると共に、混練作業の効率化を図ることができる。
【００１０】
また、上記ノズルと略同一高さ位置のシリンダ内壁に間隔をあけて他の粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設しているため、原料投入口付近の配合粉末の飛散をより効果的に防止することができる。
【００１１】
上記原料投入ホッパーの上方で、上記原料投入口より上部のシリンダ外面に隣接させて集塵ダクトを設置していることが好ましい。このように、ミストにより配合粉末の飛散を防止すると共に、集塵ダクトを設けることで、配合粉末を吸引することができ、さらに効果的に配合粉末の拡散を防止することができる。
【００１２】
上記配合粉末にミストを噴霧するノズルは水等の液体噴霧ノズルからなり、ミストは最大粒子径が１００μｍ以下、平均粒子径が１５μｍ以下であることが好ましい。これにより、ミストが原料に及ぼす影響を少なくできると共に、より効果的に微粒子の飛散を抑制することができる。なお、上記ノズルは水平面あるいは水平面より下方側に向けてミストを噴霧するように付設しているのが好ましい。その他、密閉式混練機の構成に応じて、配合粉末の飛散を効果的に防止できるように種々の方向に上記ノズルを付設することができ、ミストの噴霧も配合粉末の飛散状況に応じて集中的あるいは均一になるように調整することができる。
【００１３】
上記ミストの成分としては、水が好ましいが、その他、砂糖水、石鹸水（界面活性剤水溶液）、アルコール等が挙げられる。なお、ミストと共に気体成分を噴霧することもできる。
【００１４】
上記ミストは、原料に影響を及ぼさない範囲内で、水分等の噴霧量を適宜調整することができ、シリンダの断面積等に応じて噴霧状況も適宜調整することができる。上記ミストの噴霧量は２０ｃｍ３／ｍｉｎ〜１００ｃｍ３／ｍｉｎが好ましく、ミストの噴霧圧は０．２ＭＰａ〜０．８ＭＰａが好ましい。
【００１５】
また、上記原料投入口は２箇所以上設けることができ、上記原料投入ホッパーには、原料を供給する原料搬送コンベアを備えていることが好ましい。これにより、飛散が起こりにくいゴム等の材料と、飛散が起こりやすい硫黄等の配合粉末とで原料投入口を異ならせたり、材料投入を分割して行うことができるため、原料投入の効率化を図ることができる。さらに、原料投入ホッパーと対向するシリンダの他面側には、もうひとつの原料投入口が開口され、原料投入口の下縁よりカーボン、フィラー投入用のスライダーを設けることもでき、スライダーの上縁に、粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設することが好ましい。
【００１６】
また、本発明は、ゴム及び配合粉末からなる原料を原料投入ホッパーよりフローティングウエイトのシリンダ内に投入時及び投入後にフローティングウエイトを昇降作動させている工程中に、上記原料投入ホッパーと対向する原料投入口の上縁と該上縁と略同一高さ位置で互いに対向するシリンダ内壁とに間隔をあけて設けたノズルにより上記配合粉末にミストを噴霧して粉末飛散を防止する一方、上記フローティングウエイトにより混練室内を圧入して原料を混練している時にはミストの噴霧を停止しているゴム混練方法を提供している。
【００１７】
これにより、シリンダ内への原料投入作業やフローティングウエイトの昇降作動に伴う配合粉末の飛散をミストにより効率良く抑えることができ、原料投入から混練までの工程をスムーズに行うことができる。また、フローティングウエイトが完全に下降した後も混練り前であれば、ミストの噴霧をある程度継続することもできる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１乃至図３は本発明の第1実施形態の密閉式ゴム混練機１０を示す。
密閉式ゴム混練機１０は、ケーシング１１と混練ゴムを排出するエンドフレーム１２により形成された混練室１３と、混練室１３内に配置され互いに逆回転されてゴム及び配合粉末からなる原料Ｇを混練する一対のロータ１４（１４Ａ、１４Ｂ）と、混練室１３の上面開口１３ａに連通する略円筒状のシリンダ１５と、シリンダ１５内を昇降するロッド１６の下端に取り付けられ混練室１３を加圧するフローティングウエイト（ラムウエイト）１７と、シリンダ１５の一面１５ａ側に開口する原料投入口１８と、原料投入口１８の下縁１８ａより突設した原料投入ホッパー１９とを備えている。
【００１９】
原料投入ホッパー１９と対向する原料投入口１８の上縁１８ｂと、上縁１８ｂと略同一高さ位置で互いに対向するシリンダ内壁１５ｂとに、間隔をあけて粉末飛散防止用ミストＭを噴霧するノズル２０を付設している。ノズル２０は、液体噴霧ノズルとし、主に水平面及び水平面より下方側に向けて集中的にミストを噴霧する構成としている。
【００２０】
また、原料投入ホッパー１９の上方で、原料投入口１８より上部のシリンダ１５外面に隣接させて配合粉末Ｆを吸引する集塵ダクト２１を設置していると共に、原料投入ホッパー１９には、原料Ｇを供給する原料搬送コンベア２２を備えている。
【００２１】
混練室１３内の一対のロータ１４は、各ロータ１４間に原料Ｇを挟み込む方向（ロータ１４Ａが矢印ａ方向、ロータ１４Ｂが矢印ｂ方向）へ回転可能とされており、ロータ１４の回転によって原料がロータ１４の外周部を回転しながら混練される構成としている。なお、混練時において、シリンダ１５内を上限位置から下限位置まで昇降自在であるフローティングウエイト１７が下降した位置で、原料Ｇの浮き上がりを防止するために混練室１３内が加圧される構成としている。
【００２２】
以下、本発明の密閉式ゴム混練機１０を用いた、ゴム混練方法を示す。
まず、ゴム及び硫黄、カーボン等の配合粉末Ｆからなる原料Ｇを原料投入ホッパー１９よりフローティングウエイト１７が昇降するシリンダ１５内に投入する。原料投入時に、配合粉末Ｆにノズル２０によりミストＭを噴霧して粉末の飛散を防止している。
【００２３】
次に、原料投入後、フローティングウエイト１７をシリンダ１５内で下限位置まで下降させる。フローティングウエイト１７下降時及び、下降後１０秒間、ノズル２０よりミストＭを噴霧している。
そして、フローティングウエイト１７をシリンダ１５内で上限位置まで上昇させる。フローティングウエイト１７上昇時には、ノズル２０よりミストＭを噴霧しており、上限位置まで作動させた後にミストＭの噴霧を停止している。
【００２４】
その後、再度、ノズル２０よりミストＭを噴霧しながら、シリンダ１５内を圧入してフローティングウエイト１７をシリンダ１５内で下限位置まで下降させ、混練室１３内を加圧する。下限位置まで下降後、ミストＭの噴霧は停止している。混練室１３内が加圧された状態で、混練室１３内の一対のロータ１４が互いに逆回転されてゴム及び配合粉末Ｆを混練する。
なお、本実施形態では、ミストＭは常温の水とし、最大粒子径は８０μｍ、平均粒子径が１２μｍとしている。
【００２５】
このように、本発明の密閉式ゴム混練機１０は、原料投入ホッパー１９と対向する原料投入口１８の上縁１８ｂと、上縁１８ｂと略同一高さ位置で互いに対向するシリンダ内壁１５ｂとに、間隔をあけて粉末飛散防止用ミストＭを噴霧するノズル２０を付設している。このため、原料投入により原料投入口１８付近で飛散している配合粉末Ｆ（カーボン、硫黄、シリカ等）に、ミストＭを噴霧することができる。よって、配合粉末ＦをミストＭにより混練機１３内等に落とすことができ、原料中に含まれる配合粉末Ｆの飛散を防止することができる。従って、配合粉末Ｆの飛散・拡散、特に微粒子の飛散・拡散を抑えることができ、原料投入ホッパー１９から混練機外への配合粉末Ｆの噴出を防止できるため、混練機の作業環境を改善できると共に、混練作業の効率化を図ることができる。
【００２６】
さらに、図４に示すように、原料投入ホッパー１９と対向するシリンダ１５の他面１５ｃ側には、もうひとつの原料投入口１８’が開口され、原料投入口１８’の下縁よりカーボン、フィラー投入用のスライダー１９’を設けることもできる。
【００２７】
以下、本発明の密閉式ゴム混練機を用いたゴム混練方法の実施例、比較例について詳述する。下記の表１に示す配合Ａ、配合Ｂからなる材料について同量、混練りを行った。
【００２８】
【表１】
0003806345.tif 000002
【００２９】
（実施例）
上記第１実施形態の密閉式ゴム混練装置を用い、上記同様のゴム混練方法により、ミストを噴霧し混練を行った。
【００３０】
（比較例）
上記第１実施形態の密閉式ゴム混練装置と同様の混練性能を有する混錬機を用い、ミスト噴霧を行わずに通常の混練を行った。
【００３１】
配合Ａ、配合Ｂの材料を、各々実施例及び比較例の方法により混練りを行い、混練に要した時間を測定した。測定結果を下記の表２に示す。
【００３２】
【表２】
0003806345.tif 000003
【００３３】
表２に示すように、本発明の密閉式ゴム混練機を用い、本発明のゴム混練方法によりミストを噴霧して混練りを行った実施例では、硫黄等の配合粉末の飛散が発生せず、材料の投入をスムーズに行えた。このため、いずれの配合においても混練時間が比較例に比べ短く、効率良く混練作業を行えることが確認できた。
一方、ミストの噴霧を行わなかった比較例では、投入した配合粉末の飛散を防止することができず、少量ずつ材料の投入を行ったため、混練時間が長くなった。
【００３４】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明の密閉式ゴム混練機によれば、原料投入ホッパーと対向する原料投入口の上縁に、粉末飛散防止用ミストを噴霧するノズルを付設しているため、原料投入により原料投入口付近で飛散している配合粉末（カーボン、硫黄、シリカ等）に、ミストを噴霧することができる。よって、配合粉末をミストにより混練機内等に落とすことができ、原料中に含まれる配合粉末の飛散を防止することができる。従って、配合粉末の飛散・拡散、特に微粒子の飛散・拡散を抑えることができ、原料投入ホッパーから混練機外への配合粉末の噴出を防止できるため、混練機の作業環境を改善できると共に、混練作業の効率化を図ることができる。
【００３５】
また、本発明のゴム混練方法によれば、シリンダ内への原料投入作業やフローティングウエイトの昇降作動に伴う配合粉末の飛散をミストにより効率良く抑えることができ、原料投入から混練までの工程をスムーズに行うことができる。
【００３６】
従って、混練機の作業環境が改善されると共に、硫黄等による粉塵爆発も防止することができる。また、配合粉末の飛散量が低減かつ安定されるため、混練ゴムの物性安定性も向上することができると共に、配合粉末の投入時間が早くなるため、混練サイクルの短縮が図れ、混練効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の密閉式ゴム混練機の概略断面図である。
【図２】  ノズルよりミストを噴霧している状況を示す図である。
【図３】  混練室内を加圧している状況を示す図である。
【図４】  本発明のゴム混練機の他の形態を示す図である。
【符号の説明】
１０  密閉式ゴム混練機
１１  ケーシング
１２  エンドフレーム
１３  混練室
１４（１４Ａ、１４Ｂ）  ロータ
１５  シリンダ
１６  ロッド
１７  フローティングウエイト
１８  原料投入口
１９  原料投入ホッパー
２０  ノズル
２１  集塵ダクト
２２  原料搬送コンベア
Ｆ  配合粉末
Ｇ  原料
Ｍ  ミスト
【図１】
0003806345.tif 000004
【図２】
0003806345.tif 000005
【図３】
0003806345.tif 000006
【図４】
0003806345.tif 000007