JP2006205585A

JP2006205585A - 混練装置

Info

Publication number: JP2006205585A
Application number: JP2005021794A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Miyasaka; 和夫宮坂
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2006-08-10

Abstract

【課題】バンク量の減少を抑制し、混練効率を向上することが可能な混練装置を提供する。
【解決手段】混練室２，３の中心位置Ｏ１，Ｏ２に対して回転中心Ｆ１，Ｆ２を径方向にずらして各ロータ５，６が配置されている。ずれ量Ｌ１，Ｌ２は、ロータ５，６とケーシング内壁面１ａ，１ｂとの間の最大クリアランスＣＬに対して０．１ＣＬ以上である。混練室２，３を鉛直面で切断した断面形状において、混練室２，３の中心位置Ｏ１，Ｏ２を通り、水平方向に延在する直線ｍと鉛直方向に延在する直線ｎとにより９０度間隔で混練室２，３を４つの領域に等分した際に、混練室２，３の中心位置Ｏ１，Ｏ２から上側に鉛直に延びる直線ｎ１を基準とし、その基準の直線ｎ１からロータ５，６の回転方向に２７０度〜３６０度の範囲に位置する領域Ｘ１，Ｘ２にロータ５，６の回転中心Ｆ１，Ｆ２が位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴムなどの混練材料を混練する混練装置に関し、更に詳しくは、混練効率を改善するようにした混練装置に関する。

例えば、混練材料としてゴムを混練する場合、密閉した混練室内にロータを配置したバッチ式バンバリミキサーなどの密閉式混練装置が周知である。回転するロータと混練室の壁面との間で剪断変形を付与しながらゴムを混練するようになっている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、ロータの回転につれて混練室の噛み込み部で噛み込んだゴムがロータと混練室の壁面との間から流れ落ち、ロータで混練されるゴムのバンク量が次第に減少するため、混練効率の低下が避けられない。
特開昭６１−８２８２９号公報

本発明の目的は、バンク量の減少を抑制し、混練効率を向上することが可能な混練装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の混練装置は、断面円弧状のケーシング内壁面に囲まれかつ連通する左右の混練室に、混練材料を混練する回転可能なロータをそれぞれ配置し、左側の混練室に配置したロータを正回転方向に回転させる一方、右側の混練室に配置したロータを逆回転方向に回転させることにより、混練材料を回転するロータとケーシング内壁面との間で剪断変形を付与しながら混練する混練装置において、前記ケーシング内壁面を形成する円弧の中心に位置する混練室の中心位置に対して回転中心を径方向にずらして各ロータを配置し、そのずれ量をロータとケーシング内壁面との間の最大クリアランスＣＬに対して０．１ＣＬ以上とし、各混練室を鉛直面で切断した断面形状において、混練室の中心位置を通り、水平方向に延在する直線と鉛直方向に延在する直線とにより９０度間隔で混練室を４つの領域に等分した際に、混練室の中心位置から上側に鉛直に延びる直線を基準とし、該基準の直線から各ロータの回転方向に２７０度〜３６０度の範囲に位置する領域にロータの回転中心を位置させたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、混練材料が流れ落ち易い領域において、ロータとケーシング内壁面との間のクリアランスを従来（クリアランス一定）より狭くするため、混練材料が流れ落ちるのを抑制することができる。従って、ロータで混練される混練材料のバンク量の減少を抑え、混練効率を高めることが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の混練装置の一実施形態を示し、ケーシング１内に左右の混練室２，３を有している。左右の混練室２，３は、それぞれ断面円弧状のケーシング内壁面１ａ，１ｂに囲まれ、かつ連通部４を介して連通している。

左右の混練室２，３内には、それぞれゴムなどの混練材料を混練する１台のロータ５，６が不図示の駆動モータにより回転可能に設置されている。ロータ５，６は、それぞれ螺旋状に捩じれた混練翼５ａ，６ａを有し、左側の混練室２に配置したロータ５は、矢印Ｒ１で示す正回転方向（時計回りの方向）に回転する一方、右側の混練室３に配置したロータ６は、矢印Ｒ２で示す反回転方向（反時計回りの方向）に回転するようになっている。

図２に示すように、ロータ５は、断面円弧状のケーシング内壁面１ａを形成する円弧ｓの中心に位置する混練室２の中心位置Ｏ１に対して、回転中心Ｆ１を径方向にずらして配置されている。中心位置Ｏ１と回転中心Ｆ１との間のずれ量Ｌ１(mm)は、ロータ５とケーシング内壁面１ａとの間の最大クリアランスＣＬ(mm)に対して０．１ＣＬ以上に設定されている。最大クリアランスＣＬの位置Ｐ１から最小クリアランスＣＭ（不図示）の位置Ｐ２まで、ロータ５とケーシング内壁面１ａとの間のクリアランスが漸減している。

また、混練室２を鉛直面で切断した図２に示す断面形状において、混練室２の中心位置Ｏ１を通り、水平方向に延在する直線ｍと鉛直方向に延在する直線ｎとにより９０度間隔で混練室２を４つの領域に等分した際に、混練室２の中心位置Ｏ１から上側に鉛直に延びる直線ｎ１を基準とし、この基準の直線ｎ１からロータ５の回転方向に２７０度〜３６０度の範囲（２７０度及び３６０度を含む）に位置する領域Ｘ１にロータ５の回転中心Ｆ１が位置している。Ｔ１は、ロータ５の先端（外周端）の移動軌跡である。

ロータ６も、断面円弧状のケーシング内壁面１ｂを形成する円弧ｓの中心に位置する混練室３の中心位置Ｏ２に対して、回転中心Ｆ２を径方向にずらして配置され、中心位置Ｏ２と回転中心Ｆ２との間のずれ量Ｌ２(mm)は、ロータ６とケーシング内壁面１ｂとの間の最大クリアランスＣＬ(mm)に対して０．１ＣＬ以上になっている。最大クリアランスＣＬの位置Ｐ１から最小クリアランスＣＭ（不図示）の位置Ｐ２まで、ロータ６とケーシング内壁面１ｂとの間のクリアランスが漸減している。

また、混練室３を鉛直面で切断した図２に示す断面形状において、混練室３の中心位置Ｏ２を通り、水平方向に延在する直線ｍと鉛直方向に延在する直線ｎとにより９０度間隔で混練室３を４つの領域に等分した際に、混練室３の中心位置Ｏ２から上側に鉛直に延びる直線ｎ１を基準とし、この基準の直線ｎ１からロータ６の回転方向に２７０度〜３６０度の範囲（２７０度及び３６０度を含む）に位置する領域Ｘ２にロータ６の回転中心Ｆ２が位置している。Ｔ２は、ロータ６の先端（外周端）の移動軌跡である。

ケーシング１の下部排出口１ｘに上下動可能な排出ドア７が設けられ、混練終了後に排出ドア７が降下して排出口１ｘを開口し、混練材料を外部に放出できるようになっている。

８は混練中の混練材料に上から圧力（ラム圧）を加える加圧装置であり、ケーシング１の上端開口に連接した筒状体９の上部に形成されたシリンダ１１内に上下に摺動自在に配設したピストン１２を有し、このピストン１２にラム（突き棒）１３が連結され、その下端のヘッド１４で混練中の混練材料を押圧してラム圧を付与するように構成されている。ピストン１２の上下動は、シリンダ１１内にポート１５，１６を介して給排される圧縮エアにより行われる。

筒状体９の中間部に混練室２，３にゴムなどの混練材料を投入する投入口１７が設けられている。ケーシング１、ロータ５，６、排出ドア７には、それぞれ冷却水を循環させる冷却水循環路１ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙが形成され、この冷却水循環路１ｙ，５ｙ，６ｙ，７ｙ内に冷却水を循環させることで、混練中の混練材料を冷却できるようになっている。

上述した混練装置では、投入口１７から混練材料が混練室２，３に投入されると、ラム１３が降下してヘッド１４により混練材料を押圧する一方、ロータ５，６が矢印Ｒ１，Ｒ２で示すように回転し、供給された混練材料をロータ５，６とケーシング内壁面１ａ，１ｂとの間で剪断変形を付与しながら従来と同様に混練するが、上述したようにロータ５，６の回転中心Ｆ１，Ｆ２をずらすことにより、混練室２，３において、ロータ５，６が混練材料を噛み込む噛込み部２Ｍ，３Ｍの体積が増加する一方、ずらした方向の体積が減少する。

即ち、図３（混練室２を例示）に示すように、回転するロータ５が噛込み部２Ｍで混練材料Ｚを噛み込み、回転が進んだロータ５’及び５’’の位置で噛み込んだ混練材料Ｚのバンク量が次第に減少するが、本発明では、混練材料Ｚが流れ落ち易い領域において、ロータ５，６とケーシング内壁面１ａ，１ｂとの間のクリアランスを従来（クリアランス一定）より狭くするため、混練材料が流れ落ちるのを抑制することができる。従って、ロータ５，６で混練される混練材料のバンク量の減少を抑制し、混練効率を高めることができる。

また、混練により混練材料が発熱するが、流れ落ちの抑制により冷却効果の高いケーシング内壁面１ａ，１ｂに従来より多くの混練材料を接触させることができるので、発熱した混練材料の放熱効果を高めることも可能になる。

また、混練材料の発熱温度が上昇するにつれて流動し易くなるため、混練材料に作用する剪断力が低下するが、本発明ではロータ５，６とケーシング内壁面１ａ，１ｂとの間のクリアランスを減少させるようにしているので、高い剪断力を維持することができる。

上記ずれ量Ｌ１，Ｌ２が最大クリアランスＣＬ(mm)に対して０．１ＣＬ未満であると、ずれ量が少なすぎて混練材料の流れ落ちを効果的に抑制できないため、混練効率を高めることが難しくなる。好ましくは、ずれ量Ｌ１，Ｌ２を０．２５ＣＬ以上にするのがよい。ずれ量Ｌ１，Ｌ２の上限値としては０．５ＣＬ、即ち、最小クリアランスＣＭが０ｍｍとなるまで可能であるが、ケーシング内壁面１ａ，１ｂの加工精度上、最小クリアランスＣＭを０．３mm程度確保するようにずれ量Ｌ１，Ｌ２を設定するのが、装置保護の点からよい。

また、ロータ５，６の回転中心Ｆ１，Ｆ２が領域Ｘ１，Ｘ２以外に位置しても、混練効率を高めることができない。

本発明において、ロータ５，６とケーシング内壁面１ａ，１ｂとの間の最小クリアランスＣＭとしては、好ましくは１ｍｍ以下にするのがよく、クリアランスの極めて狭い箇所を作ることで、ケーシング内壁面１ａ，１ｂにバンド状にゴムなどの混練材料を密着するのを防ぐことができる。

本発明は、混練材料として特にゴムを使用する混練装置に好ましく用いることができるが、それに限定されない。

本発明の混練装置の一実施形態を示す断面図である。混練室に配置したロータを冷却水循環路を省略して示す拡大断面図である。ロータにより左側の混練室で混練される混練材料の混練状態を示す説明図である。

符号の説明

１ケーシング
１ａ，１ｂケーシング内壁面
２，３混練室
５，６ロータ
ＣＬ最大クリアランス
Ｆ１，Ｆ２回転中心
Ｌ１，Ｌ２ずれ量
Ｏ１，Ｏ２中心位置
Ｐ１，Ｐ２位置
Ｘ１，Ｘ２領域
ｍ，ｎ，ｎ１直線
ｓ円弧

Claims

断面円弧状のケーシング内壁面に囲まれかつ連通する左右の混練室に、混練材料を混練する回転可能なロータをそれぞれ配置し、左側の混練室に配置したロータを正回転方向に回転させる一方、右側の混練室に配置したロータを逆回転方向に回転させることにより、混練材料を回転するロータとケーシング内壁面との間で剪断変形を付与しながら混練する混練装置において、
前記ケーシング内壁面を形成する円弧の中心に位置する混練室の中心位置に対して回転中心を径方向にずらして各ロータを配置し、そのずれ量をロータとケーシング内壁面との間の最大クリアランスＣＬに対して０．１ＣＬ以上とし、各混練室を鉛直面で切断した断面形状において、混練室の中心位置を通り、水平方向に延在する直線と鉛直方向に延在する直線とにより９０度間隔で混練室を４つの領域に等分した際に、混練室の中心位置から上側に鉛直に延びる直線を基準とし、該基準の直線から各ロータの回転方向に２７０度〜３６０度の範囲に位置する領域にロータの回転中心を位置させた混練装置。
ロータとケーシング内壁面との間の最小クリアランスが１ｍｍ以下である請求項１に記載の混練装置。
最大クリアランスの位置から最小クリアランスの位置まで、ロータとケーシング内壁面との間のクリアランスを漸減させた請求項１または２に記載の混練装置。