JP6187031B2 - 未加硫ゴムからの異物除去方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は、未加硫ゴムからの異物除去方法および装置に関し、さらに詳しくは、新たな加硫ゴム異物を発生させることなく、効率的に未加硫ゴムから異物を除去できる方法および装置に関するものである。

タイヤ等のゴム製品を製造する際には、混練機によって未加硫ゴムを混練する混練工程、押出機によって未加硫ゴムを押出す押出し工程がある。このような混練工程や押出し工程では、未加硫ゴムには熱が加わるため、配合されている加硫系配合剤が作用して部分的に加硫反応が進むことがある。加硫反応が過度に進むと、未加硫ゴムには意図しない加硫ゴム異物（焼け粒）が発生する。加硫ゴム異物は、ゴム製品の品質に悪影響を及ぼすことがあるので、加硫ゴム異物が混在している未加硫ゴムは、廃棄などの処分対象になっていた。しかしながら、加硫ゴム異物以外の部分は正常な未加硫ゴムなので、加硫ゴム異物を除去すれば、残りの正常な未加硫ゴムは、ゴム製品の製造に利用することができる。できるだけ正常な未加硫ゴムを伴なわずに加硫ゴム異物を除去できれば、材料歩留りが向上する。また、廃棄するゴム量が減少するので、省エネルギーや環境保護の観点からも有益である。

従来、未加硫ゴムに混在した異物を除去する方法としては、押出し機の押出し口にストレーナを配置して、ストレーナのスクリーンに押出した未加硫ゴムを通過させる方法が知られている（特許文献１参照）。この方法では、スクリーンの網目の大きさによって除去できる異物の大きさが決まる。そのため、異物を残さず除去しようとすると、スクリーンの網目を小さくする必要がある。この方法は元々、スクリーンに未加硫ゴムを通過させることにより、未加硫ゴムには追加的に熱が加わる方法であるが、スクリーンの網目を小さくすれば、より多くの熱が加わることになる。即ち、加硫ゴム異物を除去するためのスクリーンが、新たな加硫ゴム異物を発生させ易くするという問題があった。

そのため、新たな加硫ゴム異物の発生を防止するには、押出し速度を遅くして、スクリーンを通過する未加硫ゴムにできるだけ熱を加えないようにする対策が必要になる。しかしながら、押出し速度を遅くすると、単位時間に除去できる加硫ゴム異物の量が減少し、効率性が低下するという問題が生じる。

特開２００８−２０７４７２号公報

本発明の目的は、新たな加硫ゴム異物を発生させることなく、効率的に未加硫ゴムから異物を除去できる未加硫ゴムからの異物除去方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明の未加硫ゴムからの異物除去方法は、所定すき間をあけて周面どうしを対向させて配置した一対のロールを、未加硫ゴムを可塑化して供給するゴム供給機のゴム供給先に配置し、このゴム供給機により加硫ゴム異物が混在した未加硫ゴムを供給するとともに、前記一対のロールを回転駆動させて、前記ゴム供給機により供給した未加硫ゴムを、前記所定すき間を通過させて、一方のロールの全周に巻き付けた状態にしながら前記一対のロールを回転駆動し続け、この一方のロールに巻き付けた未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして連続させた状態で引き取ることにより、前記加硫ゴム異物を前記一対のロールの間のバンクゴム、或いは、前記一方のロールの全周に巻き付ついている未加硫ゴムに滞留させることを特徴とする。

本発明の未加硫ゴムからの異物除去装置は、未加硫ゴムを可塑化して供給するゴム供給機と、このゴム供給機のゴム供給先に設置される一対のロールと、この一対のロールの近傍に配置されるゴム引取り機とを備え、前記一対のロールは、所定すき間をあけて互いの周面どうしを対向させて配置され、前記ゴム供給機により供給されて、回転駆動された前記一対のロールの所定すき間を通過して一方のロールの全周に巻き付けた状態になる未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして連続させた状態で前記ゴム引取り機によって引き取ることにより、前記加硫ゴム異物を前記一対のロールの間のバンクゴム、或いは、前記一方のロールの全周に巻き付ついている未加硫ゴムに滞留させる構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、ゴム供給機により加硫ゴム異物が混在した可塑化された未加硫ゴムを供給し、ゴム供給先に設置した一対のロールを回転駆動させて、供給した未加硫ゴムを、一対のロールの周面どうしの所定すき間を通過させて、一方のロールの全周に巻き付けた状態にしながら前記一対のロールを回転駆動し続け、この一方のロールに巻き付けた未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして連続させた状態で引き取ることにより、前記加硫ゴム異物を前記一対のロールの間のバンクゴム、或いは、前記一方のロールの全周に巻き付ついている未加硫ゴムに滞留させるので、引き取った未加硫ゴムには、加硫ゴム異物が残留せず、加硫ゴム異物を除去した状態にすることが可能になる。

そして、一対のロールの所定すき間を通過させる際には、未加硫ゴムに過大な熱が加わることがないので、新たな加硫ゴム異物の発生を回避できる。また、ストレーナを配置していないのでゴム供給機による未加硫ゴムの供給速度を遅くする必要がなく、効率的に未加硫ゴムから異物を除去することができる。

本発明の異物除去装置を側面視で例示する説明図である。 図１の異物除去装置を平面視で例示する説明図である。 一対のロールでの未加硫ゴムの動きを断面視で例示する説明図である。 一方のロールを例示する正面図である。 溝の変形例を示す一方のロールの正面図である。 溝の変形例を示す一方のロールの正面図である。 溝の変形例を示す一方のロールの正面図である。 溝のロール幅方向断面形状を例示する説明図である。

以下、本発明の未加硫ゴムからの異物除去方法および装置を、図に示した実施形態に基づいて説明する。

図１、図２に例示する本発明の異物除去装置１は、ゴム供給機２と、ゴム供給機２のゴム供給先に設置される一対のロール３、４と、この一対のロール３、４の近傍に配置されるゴム引取り機８とを備えている。ゴム供給機２は、未加硫ゴムＲを可塑化して供給できる機械であり、例えば、周知のゴム押出機、ロール混練機等を使用できる。ゴム引取り機８としては、実施形態に例示しているように引取りコンベヤ８を用いることができる。

一対のロール３、４は、所定すき間ｇをあけて互いの周面どうしを対向させて配置されている。ロール３、４は円柱形状であり、それぞれが駆動モータ６によって回転駆動され、一定回転数で、或いは、回転数を途中で変化させて回転する。所定すき間ｇは、ギャップ調整機構６ａによって任意の大きさに設定可能になっている。

この実施形態では、一対のロール３、４を加温する加温手段７が備わっている。加温手段７は、ゴム供給機２により供給された未加硫ゴムＲの温度を過度に低下させないようにして未加硫ゴムＲの流動性を確保するためのものであり、必要に応じて設置する。加温手段７としては、温水をロール３、４内に循環させるヒータ機構などが用いられる。ゴム供給機２により供給される未加硫ゴムＲの温度は、例えば、５０℃〜８０℃程度であり、加温手段７による加温温度は、例えば５０℃〜１００℃程度である。

引取りコンベヤ８の搬送面には、回転駆動された一対のロール３、４の所定すき間ｇを通過して一方のロール３の全周に巻き付けた状態になる未加硫ゴムＲの表面側一部が帯状のゴムシートＳとして載置される。そして、引取りコンベヤ８を走行させることにより、未加硫ゴムＲの表面側一部を、一方の回転ロール３から引き剥がして連続させた帯状のゴムシートＳを引取りコンベヤ８によって引き取る。

次いで、この異物除去装置１を用いて、未加硫ゴムＲに混在する加硫ゴム異物Ｃを除去する手順を説明する。

まず、加硫ゴム異物Ｃが混在した未加硫ゴムＲを、ゴム供給機２に投入する。加硫ゴム異物Ｃが混在した未加硫ゴムＲは、ゴム製品の製造ラインで発生するので、例えば、これを収集、保管しておき、一定量が集まったならば、異物除去装置１を用いて未加硫ゴムＲから加硫ゴム異物Ｃを除去する。

ここで、一対のロール３、４の周面どうしの所定すき間ｇを、加硫ゴム異物Ｃの粒径と同等の大きさ、或いは、０．５ｍ程度大きく設定しておく。除去対象の加硫ゴム異物Ｃの大きさは、例えば、外径相当で１ｍｍ〜３ｍｍ程度である。所定すき間ｇは例えば２ｍｍ以下に設定する。

ゴム供給機２に投入された未加硫ゴムＲは、ある程度柔らかくなって（可塑化されて）ゴム供給先から供給される。供給された未加硫ゴムＲは、次いで、回転する一対のロール３、４の所定すき間ｇを通過してシーティングされる。

図３に例示するように、一対のロール３、４を断面視で見れば、未加硫ゴムＲが一対のロール３、４に挟まれてシーティングされる際には、一対のロール３、４の間の上方には所定量のバンクゴムＢＲが存在する。最初の設定として、一方のロール３のみに未加硫ゴムＲを全周巻き付けておく。これにより、一対のロール３、４を回転駆動させて所定すき間ｇに未加硫ゴムＲを通過させると、一方のロール３だけに未加硫ゴムＲが巻き付くようになる。

そして、一方のロール３に巻き付けた未加硫ゴムＲの表面側一部を、連続した帯状のゴムシートＳにしてロール３から引き剥がして、引取りコンベヤ８の搬送面に載置する。引取りコンベヤ８により引き取るゴムシートＳのゴム厚は例えば、所定すきまｇの５０％程度にする。尚、図２に例示するように、ゴム供給機２のゴム供給先の位置を一対のロール３、４のロール幅方向一方側にして、ロール３からゴムシートＳを引き剥がす位置を一対のロール３、４のロール幅方向他方側にして、互いの位置をオフセットさせるとよい。

ここで、ロール３には、ロール周面に接触した流動し難いゴムＲ２と、それ以外の流動し易いゴムＲ１が存在する。即ち、未加硫ゴムＲがロール３の周面に接触すると、その周面に密着して動けなくなるので、ロール３の周面表面およびその近傍には流動し難いゴムＲ２の層が形成される。ロール３の周面から半径方向により離れた位置には、流動し易いゴムＲ１が存在する。この流動し易いゴムＲ１の層を、連続した帯状のゴムシートＳにしてロール３から引き剥がして、引取りコンベヤ８により引き取るようにする。

即ち、一対のロール３、４を回転駆動させて、未加硫ゴムＲを所定すき間ｇを通過させて、一方のロール３の全周に巻き付けた状態にしながら一対のロール３、４を回転駆動し続けるとともに、引取りコンベヤ８を走行させて、ゴムシートＳをロール３から引き剥がして連続させた状態で引き取る。ここで、所定すき間ｇよりもある程度粒径の大きな加硫ゴム異物Ｃは、所定すき間ｇを通過することができない。そのため、大きな加硫ゴム異物Ｃは、バンクゴムＢＲに滞留することになる。

一方、所定すき間ｇと同等或いはそれ以下の粒径の加硫ゴム異物Ｃは、所定すき間ｇを通過する。しかしながら、加硫ゴム異物Ｃは未加硫ゴムＲに比して硬く、一定の形状を有しているので、未加硫ゴムＲよりも流動性が低い。流動し易いゴムＲ１は、ロール３のロール幅方向一方側（ゴム供給機２によるゴム供給先）から他方側（ゴムシートＳを引き剥がす位置）に向かって流動するが、加硫ゴム異物Ｃは流動性が低いので流動し易いゴムＲ１には乗らずに、流動し難いゴムＲ２の層に滞留する傾向になる。そのため、所定すき間ｇを通過した小さな加硫ゴム異物Ｃは、ロール３の全周に巻き付ついている未加硫ゴムＲに滞留し易くなる。したがって、引取りコンベヤ８により引き取ったゴムシートＳには、加硫ゴム異物Ｃがほとんど残留せずに大部分が除去された状態になる。

加硫ゴム異物Ｃが除去されたゴムシートＳは、ゴム製品の製造に利用することができるので、ゴム材料歩留りが向上する。廃棄対象になるのは、異物除去工程完了後に存在しているバンクゴムＢＲおよびロール３の全周に巻き付いている未加硫ゴムＲなので、廃棄ゴム量が減少し、省エネルギーや環境保護には有益である。このバンクゴムＢＲおよびロール３の全周に巻き付いている未加硫ゴムＲの量は、異物除去を行なう未加硫ゴムＲの量に関わらず、ほぼ一定なので、異物除去を行なう未加硫ゴムＲの量を多くする程、ゴム材料歩留りが向上する。

上述したように、シーティングの際には未加硫ゴムＲが一対のロール３、４の所定すき間ｇを通過するだけなので、ゴム供給機２により供給された未加硫ゴムＲに過大な熱が加わることがない。それ故、新たな加硫ゴム異物Ｃを発生させることを回避できる。また、異物を除去するストレーナを使用する従来方法のように、新たな加硫ゴム異物Ｃの発生を防ぐために、未加硫ゴムＲの供給速度を遅くする必要がないので、未加硫ゴムＲから加硫ゴム異物Ｃを効率的に除去するには有利になる。

加硫ゴム異物Ｃを除去した未加硫ゴムＲ（ゴムシートＳ）の単位時間当たりに得られる量をある程度確保するためには、一対のロール３、４の所定すき間ｇを０．５ｍｍ以上に設定するとよい。尚、本発明によれば、加硫ゴム異物Ｃに限らず、その他の異物も除去することができる。

所定すき間ｇに未加硫ゴムＲを通過させる際に、加温手段７により、一対のロール３、４を加温した状態にすると、未加硫ゴムＲの流動性が高まる。そのため、加硫ゴム異物Ｃを除去した未加硫ゴムＲの単位時間当たりに得られる量を増大させることができる。未加硫ゴムＲの温度が低く流動性が低過ぎると、所定すき間ｇに入った際にロール３に巻き付いている未加硫ゴムＲをロール周面から引き剥がしてしまう可能性がある。また、流動性が低過ぎる未加硫ゴムＲは、所定すき間ｇを通過する際に、ロール３、４に過大な圧力を負荷して所定すき間ｇを押し広げたり、ロール軸を変形させる等の不具合を生じさせる可能性がある。そのため、所定すき間ｇを通過させる未加硫ゴムＲには適度な可塑性を付与する必要がある。ただし、新たな加硫ゴム異物Ｃが発生しないように、加温した未加硫ゴムＲの温度を例えば１２０℃以下にする。

上記実施形態では、単純な円柱形状のロール３、４を用いているが、図４〜図７に例示するように、未加硫ゴムを巻き付ける一方のロール３の周面に溝５を設けることもできる。この溝５は、図８に例示するようにロール幅方向一方側（ゴム供給機２によるゴム供給先）から他方側（ゴムシートＳを引き剥がす位置）に向かって溝深さを大きく形成する。溝５の溝幅は例えば２ｍｍ〜５０ｍｍであり、最大の溝深さｄは例えば１ｍｍ〜２ｍｍである。そして、この溝５よりもロール幅方向他方側の位置でゴムシートＳを引き剥がして引き取る。

溝５を設ける範囲は、例えばロール３の全幅の２／３程度の範囲にする。残りの全幅の１／３の範囲は、ゴムシートＳを引き剥がして引き取るために溝５を形成しない。

溝５としては様々な形態を採用することができる。図４に例示するようなロール３の周方向に一周延設された環状の溝５、図５に例示するような螺旋状に形成された溝５を用いることができる。或いは、図６に例示するようなロール３の周方向で一部が分断されて周方向に延設された溝５、図７に例示するようなロール３の周方向に所定のピッチで断続的に配置された溝５を用いることもできる。尚、図７に例示する溝５では、平面視で四角形状に限らず、円形状、楕円形など任意の形状を採用することができる。

図４〜図７に例示したように、ロール３の周面に、ロール幅方向一方側から他方側に向かって溝深さを大きくする溝５を形成すると、回転するロール３に巻き付いた状態の未加硫ゴムＲの流動し易いゴムＲ１は、ロール幅方向一方側から他方側に向かって流動する。流動し難いゴムＲ２は、溝５の底に層を形成するので、溝底に加硫ゴム異物Ｃが移動し易くなる。また、溝５においては、溝深さが浅い位置において程、未加硫ゴムＲが一対のロール３、４の間を通過する際にロール３、４から受ける圧延力が大きくなる。この圧延力の差によって、溝５の溝深さが浅い方から深い方に向かって未加硫ゴムＲの流れが生じる。そのため、所定すき間ｇを通過した粒径の小さな加硫ゴム異物Ｃは、溝５のロール幅方向他方側の深い部分に移動して滞留し易くなる。

即ち、一対のロール３、４を回転駆動させ続けて、ゴム供給機２により供給した未加硫ゴムＲを所定すき間ｇを通過させて、一方のロール３の全周に巻き付けた状態にしながら、この溝５よりもロール幅方向他方側の位置で、ロール３に巻き付けた未加硫ゴムＲの表面側一部を、ロール３から引き剥がして連続させた状態で引き取る。これにより、所定すき間ｇよりもある程度大きな加硫ゴム異物ＣをバンクゴムＢＲに滞留させることができる。所定すき間ｇと同様またはそれ以下の大きさの加硫ゴム異物Ｃは、ロール３の全周に巻き付ついている未加硫ゴムＲ（溝５の中）に滞留させることができる。

図５、図６に例示する溝５の場合、ロール幅方向に離間して複数設けることが好ましい。さらには、ロール幅方向に複数設けた溝５がロール側面視（ロール幅方向一方側から他方側で見た視野）でロール周方向にすき間なく配置されていることが好ましい。これにより、加硫ゴム異物Ｃを残さず溝５に滞留させ易くなり、加硫ゴム異物Ｃを未加硫ゴムＲから除去するに有利になる。尚、溝５がロール幅方向に離間して複数設けられている場合は、最もロール幅方向他方端にある溝５よりもロール幅方向他方側の位置でゴムシートＳを引き剥がして引き取るようにする。

加硫ゴム異物が混入した未加硫ゴム２００ｋｇに対して、図１、２に示した異物除去装置を用いて、加硫ゴム異物の除去処理を行なった。即ち、ゴム押出機により押出した未加硫ゴムを、一対のロールの所定すき間ｇを通過させて、一方のロールの全周に巻き付けた状態にしながら一対のロールを回転駆動し続け、この一方のロールに巻き付けた未加硫ゴムの表面側一部を、一方のロールから引き剥がして連続させた状態で引き取る処理を行なった。所定すき間ｇは１ｍｍに設定した。ゴム押出機により押出した未加硫ゴムの温度は６０℃〜８０℃であり、処理中のゴム温度はこの温度範囲に維持した。この未加硫ゴムには、粒径１〜１０ｍｍの加硫ゴム異物を表１に示す数量混入させた。

実施例１では、一対のロールとして、周面に溝がない単純な円柱状のロールを使用した。実施例２では、図４に示したように未加硫ゴムを巻き付ける一方のロールの周面に、周方向全周に連続する４本の環状溝を形成した。それぞれの溝の溝幅は１０ｍｍ、溝深さはロール幅方向一方側から他方側に向かって深くなっていて、最大の溝深さは１ｍｍにした

加硫ゴム異物の除去処理を終えた後に、実施例１についてはバンクゴムにおける加硫ゴム異物Ｃの滞留数を確認し、実施例２についてはバンクゴムおよび溝における加硫ゴム異物Ｃの滞留数を確認し、その確認した滞留数を表１に示す。

表１の結果から、実施例１では一対のロールの所定すき間ｇ（１ｍｍ）よりもある程度大きな加硫ゴム異物のほとんどがバンクゴムに滞留し、大部分の加硫ゴム異物を除去できることが分かる。実施例２では所定すき間ｇよりも小さな加硫ゴム異物が溝に滞留し、すべての加硫ゴム異物を除去できることが分かる。

１ 異物除去装置
２ ゴム供給機
３、４ ロール
５ 溝
６ 駆動モータ
６ａ ギャップ調整機構
７ 加温手段
８ 引取りコンベヤ（ゴム引取り機）
Ｃ 加硫ゴム異物
Ｒ 未加硫ゴム
Ｒ１ 流動し易いゴム
Ｒ２ 流動し難いゴム
Ｓ 未加硫ゴムシート

Claims (11)

1. 所定すき間をあけて周面どうしを対向させて配置した一対のロールを、未加硫ゴムを可塑化して供給するゴム供給機のゴム供給先に配置し、このゴム供給機により加硫ゴム異物が混在した未加硫ゴムを供給するとともに、前記一対のロールを回転駆動させて、前記ゴム供給機により供給した未加硫ゴムを、前記所定すき間を通過させて、一方のロールの全周に巻き付けた状態にしながら前記一対のロールを回転駆動し続け、この一方のロールに巻き付けた未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして連続させた状態で引き取ることにより、前記加硫ゴム異物を前記一対のロールの間のバンクゴム、或いは、前記一方のロールの全周に巻き付ついている未加硫ゴムに滞留させることを特徴とする未加硫ゴムからの異物除去方法。
2. 前記一方のロールの周面に、ロール幅方向一方側から他方側に向かって溝深さを大きくする溝を形成し、この溝よりもロール幅方向他方側の位置で、前記一方のロールに巻き付けた未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして、前記加硫ゴム異物を前記溝に滞留させる請求項１に記載の未加硫ゴムからの異物除去方法。
3. 前記溝を、前記一方のロールの周方向に延設して環状または螺旋状に形成した請求項２に記載の未加硫ゴムからの異物除去方法。
4. 前記所定すき間を２ｍｍ以下に設定する請求項１〜３のいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除去方法。
5. 前記未加硫ゴムを、前記所定すき間を通過させる際に、前記一対の回転ロールを加温した状態にする請求項１〜４のいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除去方法。
6. 未加硫ゴムを可塑化して供給するゴム供給機と、このゴム供給機のゴム供給先に設置される一対のロールと、この一対のロールの近傍に配置されるゴム引取り機とを備え、前記一対のロールは、所定すき間をあけて互いの周面どうしを対向させて配置され、前記ゴム供給機により供給されて、回転駆動された前記一対のロールの所定すき間を通過して一方のロールの全周に巻き付けた状態になる未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして連続させた状態で前記ゴム引取り機によって引き取ることにより、前記加硫ゴム異物を前記一対のロールの間のバンクゴム、或いは、前記一方のロールの全周に巻き付ついている未加硫ゴムに滞留させる構成にしたことを特徴とする未加硫ゴムからの異物除去装置。
7. 前記一方のロールの周面に、ロール幅方向一方側から他方側に向かって溝深さを大きくする溝が形成され、この溝よりもロール幅方向他方側の位置で、前記一方のロールに巻き付けた未加硫ゴムの表面側一部を、この一方のロールから引き剥がして連続させた状態で前記ゴム引取り機によって引き取る構成にした請求項６に記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。
8. 前記溝が、前記一方のロールの周方向に延設された環状溝または螺旋状溝である請求項７に記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。
9. 前記所定すき間が２ｍｍ以下に設定された請求項６〜８にいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除装置。
10. 前記一対のロールを加温する加温手段を備えた請求項６〜９のいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。
11. 前記所定すき間を調整するギャップ調整機構を備えた請求項６〜１０のいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。

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