JP2803960B2 - 密閉式混練機 - Google Patents
密閉式混練機Info
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
- B29B7/00—Mixing; Kneading
- B29B7/02—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
- B29B7/06—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices
- B29B7/10—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary
- B29B7/18—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft
- B29B7/183—Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type with movable mixing or kneading devices rotary with more than one shaft having a casing closely surrounding the rotors, e.g. of Banbury type
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- B29B7/186—Rotors therefor
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- B29B7/26—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for discharging, e.g. doors
- B29B7/263—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for discharging, e.g. doors from the underside in mixers having more than one rotor and a a casing closely surrounding the rotors
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mixers Of The Rotary Stirring Type (AREA)
Description
材料の混練に使用される翼部噛合型の密閉式(バッチタ
イプ)の混練機に関するものである。
材料である高分子材料に、カーボンをはじめとする配合
剤やオイルを混ぜる異種材料を均一な物性にするための
マスターバッチと呼ばれる工程時に、密閉式混練機が使
用されている。この種密閉式混練機には、接線型と噛合
型があり、噛合型混練機としては、図7〜図10に例示
するものが知られている。
63−136908号公報に開示されているもので、ケ
ーシング21及び図外のエンドフレームにより密閉され
た内部に混練用チャンバー22が形成され、該チャンバ
ー22内に2本1対の有翼ロータ23が互いに平行でか
つ逆方向に回転可能に配置されており、両ロータ23間
にはチャンバー22全長にわたり連通部24が形成さ
れ、該連通部24に対応するチャンバー22中央には、
上側に材料供給ポッパ25が形成されて材料押入用ラム
26が嵌脱自在とされ、下側に混練済み材料の排出口2
7が設けられてドア28が嵌脱自在とされている。
ないが、主翼と補助翼が設けられ、補助翼はそのロータ
中央部で相手方ロータの主翼と同期可能に配置されてい
る。図8に示す混練機(従来例2)は、特開昭63−3
06006号公報に開示されているもので、主構成が図
7の従来例1と同じであるが両ロータ23の胴翼部に複
数個のピン29を配設し、チャンバー22内への材料取
り込み能力(喰込能力)を増大させるようにしている。
は、特公昭63−1093号公報に開示されているもの
で、主構成が図7の従来例1と同じであり、ロータ23
の長さLとチャンバー内径Dの比を1.25±0.1、
主翼30の長さlとロータ長さLの比を0.5〜0.
7、翼のない部分の長さaとロータ長さLの比を0.1
5〜0.35、翼ねじれ角θを55°±5°、チップク
リアランスSとチャンバー内径Dとの比を0.0275
±0.0075としたものであり、材料の運動を速める
ことによって、温度の分布を一様にしかつ熱の移動を速
めることを目的としている。
機に比べて、生産性が劣るといわれており、又、チップ
クリアランスSとチャンバー内径Dの比S/Dをベース
に設計されるため、ロータ23間での材料剪断力は、前
記比S/Dにより制約される。
線型混練機に比べて材料喰い込み能力が劣っており、こ
れはロータ間空隙の小さいことに起因しているが、材料
喰い込みに要する時間即ちラムシート時間が多くなる
と、投入材料全てをチャンバー内で練る時間が短くな
り、又、バッチ毎のバラツキが大きくなるなどの問題が
生じる。この問題を解消するためには、ロータとチャン
バー間或いは両ロータ間で材料をより速く細分化する必
要がある。
スをもって回転する噛合部が少ないため、ロータ間での
細分化能力が劣っており、同一エネルギーを与えるのに
接線型混練機に比べて15%程度多くの時間を要する。
また、従来例2では、ピン29を配設してあるので、材
料の喰い込み能力をある程度高めうるが、材料喰い込み
後の材料細分化、カーボン分散工程で、前記ピン29が
材料の軸方向流れ及び相手方ロータ方向への流動を阻害
し、滞留部を形成するため、部分的な内部発熱などによ
り、材料混練が不均一になる可能性が大である。
が大きいために、材料を軸方向へ流す力が大きくなり左
右のチャンバー間の材料流動が少なく、又、チップクリ
アランスSとチャンバー内径Dの比S/Dを小さくでき
ないため、チップクリアランスSが大きくなり、ロータ
とチャンバー間での適切な剪断力が期待できないうえ、
材料の喰い込み能力を確保する必要性から翼部と相手方
ロータとのクリアランスを小さくすることができず、い
ずれのクリアランスにおいても、剪断力の作用が小さ
く、材料細分化能力が劣っている。
ために、翼部の幅を大きくしてロータの冷却面積を大き
く設計すると共に、チップクリアランスSとチャンバー
内径Dとの比S/Dを大きくし、剪断力の発生を小さく
して消費電力量を抑制しており、低温練りができても分
散性に難点がある。本発明は、上述のような実状に鑑み
てなされたもので、その目的とするところは、ロータ翼
部とチャンバー間で材料に適切な剪断力を与えて、細分
化を速くし混練性能の向上を図り、材料のチャンバー内
における軸方向及び左右チャンバー間の流動を良好に
し、材料の混練ムラをなくすことができる密閉式混練機
を提供するにある。
達成するために、次の技術的手段を講じた。即ち、本発
明は、上部に材料供給口を有しかつ下部に排出口を有す
ると共に、各口が閉塞されて密閉可能とされたチャンバ
ーと、該チャンバー内に互いに平行でかつ回転可能に配
置された2本1対の有翼ロータとからなり、該両ロータ
の翼部が互いに噛合するようになっている密閉式混練機
において、前記ロータの翼部の外周端面とチャンバー内
壁面との間隙Sと、チャンバー内径Dとの比S/Dを
0.01〜0.02の範囲に設定し、前記ロータの長翼
のねじれ角θを50°未満とし、前記ロータの長翼の長
さlと、ロータのチャンバー内軸方向長さLの比l/L
を0.6以上とし、前記ロータの長翼端とロータ端との
軸方向長さaとロータのチャンバー内軸方向長さLの比
(a/L)を0.2以下としたことを特徴としている。
部のランド面との間で、材料に適切な剪断力が作用し、
材料の細分化が速まり、異常発熱を生起することなく短
時間での混練が可能となる。チャンバー内における軸方
向及び左右チャンバー間方向の両方向への流れが、一方
に片寄ることなく平均的になり、混練ムラがなくなる。
チャンバー内での材料の流れが、ロータ軸方向端部にお
いてスムーズに分岐し、混練ムラがなくなり、混練性能
が向上する。
る。図1及び図2は本発明の実施例を示し、混練機1
は、ケーシング2及びエンドフレーム(図示省略)によ
り閉塞された混練用チャンバー3と、該チャンバー3内
に互いに平行でかつ逆方向に回転可能に配置された2本
1対の有翼ロータ4A,4Bと、前記チャンバー3の上
部中央に設けた材料供給口5に嵌脱自在とされた材料押
入ラム6と、チャンバー3の下部中央に設けた混練物排
出口7に嵌脱自在とされた開閉ドア8とから成り、前記
ラム6とドア8によりチャンバー3を密閉又は開放可能
とされている。
間がチャンバー3全長にわたって連通するように連通部
9を備えている。そして、チャンバー3内壁面と前記各
ロータ4A,4Bの翼部(チップともいう)外周面即ち
ランド面10との間に、一定の間隙(チップクリアラン
ス)Sが形成されるようになっており、該間隙Sとチャ
ンバー3の内径Dとの比S/Dが0.01〜0.02の
範囲に設定されている。
に、長翼11、補助翼12及び2本の短翼13を有し、
2本の短翼13が互いに逆方向にねじれ、各翼11〜1
3のねじれ角θは同じで50°未満とされている。ま
た、前記ロータ4Bは、図2に点線で示すように、長翼
14と補助翼15を有し、ねじれ角θがロータ4Aの各
翼11〜13と同じとされ、かつねじれ方向が逆とされ
ており、両長翼11,14が互いに噛合している。
14は、その軸方向長さlが同じで、しかもロータ4
A,4Bの長さLとの比l/Lが0.6以下とされ、該
長翼11,14の軸方向両端の翼のない部分の軸方向長
さa(即ちロータ端からの距離)とロータ4A,4Bの
長さLとの比a/Lが0.2以下とされている。また、
両ロータ4A,4Bの補助翼12,15の長さは、同じ
でロータ4A,4Bの長さLの1/2以下とされてい
る。
バー内径Dの比S/Dを0.01〜0.02の範囲とし
た理由は、該比S/Dを0.01未満にすると、材料の
剪断力は得られるが発熱が過大となり、該比S/Dを
0.02より大きくすると、チップクリアランスSが大
きくなって剪断力が得られなくなるからである。また、
ロータ4A,4Bの各翼のねじれ角θを50°未満とし
た理由は、θが50°を超えると、ロータ4A,4Bの
回転により、材料を軸方向に流す力が増大し、ロータ4
A,4B間即ち左右チャンバー3間における流れが悪く
なり、材料の混練ムラが生じるからである。
14の長さl及びそのロータ端との軸方向長さaとロー
タ軸方向長さLとの比l/L,a/Lを0.6以上及び
0.2以下とすることにより、混練効果を確保しうると
共に、長翼11,14の両端部から材料の流れを分岐さ
せることによって、材料の取込みがスムーズにかつ短時
間で行なわれ、チャンバー3内での混練ムラをなくすこ
とができる。
入された定量の材料及び配合剤は、互いに逆方向に回転
しているロータ4A,4B間に、押入ラム6により押込
まれてチャンバー3内に取り込まれ、前記ラム6により
全材料をチャンバー3内に押込み完了した時点から、両
ロータ4A,4Bの各翼11〜15により材料全体の均
等な混練が開始される。
ンバー3内壁面との間及び両ロータ4A,4B間におい
て、一定の最適な剪断力が作用し、かつ適切な温度とな
り、長翼11,14の最適長さとロータ端からの距離に
よって軸方向及び両ロータ4A,4B間での流通が平均
的に行なわれ、混練が速まると共にムラなく効率的に行
なわれる。また、材料の取込み時間が短くなると共に混
練性能の向上により、混練時間の短縮、生産性の向上を
図ることができる。
θを40°、l/Lを0.7、a/Lを0.15とした
本発明混練機と従来例1又は比較例(本発明実施例のね
じれ角θを50°としたロータ使用)によるタイヤ配合
材料(NBR系カーボンマスターバッチ)の混練テスト
結果を示すものである。図3から明らかなように、混練
時間に対するムーニ粘度の低下度合は、本発明が従来例
1に比して速く、また、混練時間に対する比エネルギー
も、図4に示すように、本発明が従来例1よりも速く、
効率がよいことが明らかである。そして、材料充填率に
対する材料をチャンバー3内に取込むのに要する時間、
即ちラムシート時間(秒)は、図5に示すように、本発
明が比較例よりも速く、また、充填率に対する材料のム
ーニ粘度は、図6に示すように、本発明が比較例よりも
低くなっており、混練性能が良いこと明白である。
はなく、例えば、短翼13をなくしたロータ、両ロータ
に短翼13を設けたロータとすることができ、また、補
助翼12,15のねじれ角θは、長翼11,14と同じ
にしなくてもよく、適宜設計変更することができる。
において、各ロータの翼部の外周端面とチャンバー内壁
面との間隙即ちチップクリアランスSとチャンバー内径
Dとの比S/Dを0.01〜0.02の範囲に設定した
ので、各ロータ翼部とチャンバー内壁面との間で、材料
に適切な剪断力を与え、細分化を速くして材料喰込み能
力を増大させ、混練性能の向上を図ることができる。
角θを50°未満に設定したので、チャンバー内におけ
る材料の流れが軸方向及び両ロータ間方向共に平均的に
なり、混練ムラをなくすことができる。さらに、本発明
は、各ロータの長翼の長さlと、ロータのチャンバー内
軸方向長さLの比l/Lを0.6以上とし、前記ロータ
の長翼端とロータ端との軸方向長さaとロータのチャン
バー内軸方向長さLの比a/Lを0.2以下としたの
で、長翼による効果的な混練作用を確保できると共に、
長翼の軸方向端の空隙から材料流れを最適に分岐させる
ことができ、混練ムラをなくし、材料押込み能力の増大
及び混練性能の向上を図ることができる。
ける材料混練時間とムーニ粘度の関係を示すグラフであ
る。
材料混練時間と比エネルギーの関係を示すグラフであ
る。
料充填率に対するラムシート時の関係を示すグラフであ
る。
料充填率に対するムーニ粘度の関係を示すグラフであ
る。
Claims (1)
- 【請求項1】 上部に材料供給口を有しかつ下部に排出
口を有すると共に、各口が閉塞されて密閉可能とされた
チャンバーと、該チャンバー内に互いに平行でかつ回転
可能に配置された2本1対の有翼ロータとからなり、該
両ロータの翼部が互いに噛合するようになっている密閉
式混練機において、前記ロータの翼部の外周端面とチャ
ンバー内壁面との間隙Sと、チャンバー内径Dとの比S
/Dを0.01〜0.02の範囲に設定し、前記ロータ
の長翼のねじれ角θを50°未満とし、前記ロータの長
翼の長さlと、ロータのチャンバー内軸方向長さLの比
l/Lを0.6以上とし、前記ロータの長翼端とロータ
端との軸方向長さaとロータのチャンバー内軸方向長さ
Lの比(a/L)を0.2以下としたことを特徴とする
密閉式混練機。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5078243A JP2803960B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 密閉式混練機 |
EP94910591A EP0652091B1 (en) | 1993-04-05 | 1994-04-01 | Hermetically sealed kneader |
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DE69419385T DE69419385T2 (de) | 1993-04-05 | 1994-04-01 | Hermetisch abgeschlossener kneter |
PCT/JP1994/000546 WO1994022649A1 (en) | 1993-04-05 | 1994-04-01 | Hermetically sealed kneader |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5078243A JP2803960B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 密閉式混練機 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06285349A JPH06285349A (ja) | 1994-10-11 |
JP2803960B2 true JP2803960B2 (ja) | 1998-09-24 |
Family
ID=13656583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5078243A Expired - Lifetime JP2803960B2 (ja) | 1993-04-05 | 1993-04-05 | 密閉式混練機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2803960B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010119610A1 (ja) | 2009-04-15 | 2010-10-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 密閉式混練機及び混練ロータ |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3574618B2 (ja) * | 2000-10-17 | 2004-10-06 | Nok株式会社 | 密閉式混練機 |
KR100791914B1 (ko) * | 2002-04-17 | 2008-01-04 | 가부시키가이샤 모리야마 | 밀폐식 혼련기 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0380604A (ja) * | 1989-08-23 | 1991-04-05 | Murata Mfg Co Ltd | 誘電体レンズアンテナ |
-
1993
- 1993-04-05 JP JP5078243A patent/JP2803960B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010119610A1 (ja) | 2009-04-15 | 2010-10-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 密閉式混練機及び混練ロータ |
EP2626180A1 (en) | 2009-04-15 | 2013-08-14 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Closed kneading machine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06285349A (ja) | 1994-10-11 |
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