JP6408203B2

JP6408203B2 - 未加硫ゴムからの異物除去方法および装置

Info

Publication number: JP6408203B2
Application number: JP2013155148A
Authority: JP
Inventors: 慶知佐藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2018-10-17
Anticipated expiration: 2033-07-26
Also published as: JP2015024559A

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回転ローラを備えたローラヘッドを、ゴム押出機の押出し口に設置し、このゴム押出機により加硫ゴム異物が混在した未加硫ゴムを押出すとともに、前記一対の回転ローラを回転駆動させて、前記ゴム押出機により押出した未加硫ゴムを、前記加硫ゴム異物の粒径よりも小さく設定された前記所定すき間を通過させてシーティングし、次いで、このシーティングした未加硫ゴムシートの幅方向両端部をトリムす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、ゴム押出機と、このゴム押出機の押出し口に設置されるローラヘッドと、このローラヘッドのゴム押出し方向下流側に配置されるトリム機とを備え、前記ローラヘッドは、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回転ローラを有し、前記所定すき間を前記ゴム押出機に投入される未加硫ゴムに混在する加硫ゴム異物の粒径よりも小さくなるように調整するギャップ調整機構を備えて、前記ゴム押出機により押し出されて、回転駆動された前記一対の回転ローラの所定すき間を通過してシーティングされた未加硫ゴムシートの幅方向両端部を前記トリム機によりトリムする構成にしたことを特徴とする。

本発明によれば、ゴム押出機により加硫ゴム異物が混在した未加硫ゴムを押出し、押出し口に設置したローラヘッドの一対の回転ローラを回転駆動させて、押出した未加硫ゴムを、加硫ゴム異物の粒径よりも小さく設定された一対の回転ローラの周面どうしの所定すき間を通過させてシーティングするので、シーティングの際に加硫ゴム異物が回転ローラの幅方向端部に向かって移動する。そのため、このシーティングした未加硫ゴムシートの幅方向両端部をトリムすることにより、幅方向両端部がトリムされた未加硫ゴムシートには、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、シーティングの際に、ゴム押出機により押出した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、未加硫ゴムの押出し速度を遅くする必要がないため、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。ローラヘッドでの未加硫ゴムの動きを模式的に断面視で例示する説明図である。ローラヘッドでの未加硫ゴムの押出し方向圧力の分布を例示するグラフ図である。ローラヘッド通過前後での加硫ゴム異物の動きを平面視で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、ゴム押出機２と、ゴム押出機２の押出し口に設置されるローラヘッド３と、ローラヘッド３のゴム押出し方向下流側に配置されるトリム機９とを備えている。ゴム押出機２としては周知の仕様のものを使用できる。トリム機９は、引き取りコンベヤ８の搬送面の上方に設置されている。

ローラヘッド３は、所定すき間ｇをあけて周面どうしを対向させて配置した一対の回転ローラ４ａ、４ｂを有している。回転ローラ４ａ、４ｂは単純な円柱形状である。この回転ローラ４ａ、４ｂは駆動モータ５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６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、一対の回転ローラ４ａ、４ｂを加温する加温手段７が備わっている。加温手段７は、ゴム押出機２により押出された未加硫ゴム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、温水を回転ローラ４ａ内に循環させるヒータ機構などが用いられる。加温手段７による加温温度は、例えば８０℃〜１００℃程度である。

トリム機９は、一対の円形の回転刃９ａを有している。それぞれの回転刃９ａは、回転軸に回転可能に軸支されていて、互いの回転刃９ａの間隔は、トリム幅調整機構１０によって変更可能になっている。それぞれの回転刃９ａは、引き取りコンベヤ８の搬送面に刃先が当接するように配置されている。

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、ゴム押出機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、一対の回転ローラ４ａ、４ｂの周面どうしの所定すき間ｇを、加硫ゴム異物Ｃの粒径よりも小さく設定しておく。加硫ゴム異物Ｃの大きさは、外径相当で２ｍｍ〜３ｍｍ程度である。したがって、所定すき間ｇを例えば２ｍｍ以下、或いは１．５ｍｍ以下に設定する。

ゴム押出機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）押出し口から押出される。押出された未加硫ゴムＲの温度は、例えば、５０℃〜８０℃程度である。押出された未加硫ゴムＲは、次いで、回転する一対の回転ローラ４ａ、４ｂ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、ローラヘッド３の断面視で見れば、未加硫ゴムＲが一対の回転ローラ４ａ、４ｂに挟まれてシーティングされる際には、回転ローラ４ａ、４ｂの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が回転ローラ４ａ、４ｂ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、回転ローラ４ａ、４ｂ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。回転ローラ４ａ、４ｂの周面からより離れた位置には、流動し易いゴムＲ１が存在することになる。

また、ローラヘッド３の平面視で見れば、図４に例示するように、ローラヘッド３における未加硫ゴムＲの押出し方向の圧力分布は、回転ローラ４ａ、４ｂのローラ幅方向中央部が相対的に高くなり、ローラ幅方向両端部が相対的に低くなる。したがって、流動し易いゴムＲ１は、押出し圧力が相対的に高いローラ幅方向中央部において所定すき間ｇを通過する。即ち、流動し易いゴムＲ１は、順次連続的にローラ幅方向中央部を流動して、多量の流動し易いゴムＲ１がローラ幅方向中央部で所定すき間ｇを通過する。

一方、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。また、所定すき間ｇが加硫ゴム異物Ｃの粒径よりも小さく設定されているので、加硫ゴム異物Ｃはスムーズに所定すき間ｇを通過することができない。したがって、加硫ゴム異物Ｃは流動し易いゴムＲ１に乗らずに、流動し難いゴムＲ２とともに移動する傾向になる。それ故、図５に例示するように、加硫ゴム異物Ｃはローラ幅方向両端部に移動して、所定すき間ｇを通過することになる。

次いで、所定すき間ｇを通過してシーティングされた未加硫ゴムシートＳの幅方向両端部を、回転刃９ａによって所定のトリム幅Ｗ１でトリムする。上述したように、加硫ゴム異物Ｃはローラ幅方向両端部に向かって移動しているので、トリム機９によって未加硫ゴムシートＳの幅方向両端部をトリムすることにより、未加硫ゴムシートＳのトリムされずに残った部分（ローラ幅方向両端部以外の部分）は、加硫ゴム異物Ｃが除去された状態になる。

好ましいトリム幅Ｗ１は、未加硫ゴムシートＳの全幅Ｗによって変化するが、例えば、未加硫ゴムシートＳの幅方向端から幅方向に５ｍｍ以上、かつ、全幅Ｗの１０％以下の範囲にする。トリム幅Ｗ１をこの範囲に設定することにより、正常な未加硫ゴムＲをできるだけ伴なわずに加硫ゴム異物Ｃを残さず除去するには有利になる。未加硫ゴムシートＳの全幅Ｗは、例えば２００ｍｍ〜４００ｍｍである。トリム幅Ｗ１の寸法は、トリム幅調整機構１０を用いて回転刃９ａの位置を変化せることにより調整することができる。

上述したように、シーティングの際には未加硫ゴムＲが一対の回転ローラ４ａ、４ｂの所定すき間ｇを通過するだけなので、ゴム押出機２により押出した未加硫ゴム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の押出し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、一対の回転ローラ４ａ、４ｂ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、所定すき間ｇよりも粒径が大きい異物であれば未加硫ゴムシートＳの幅方向端部に移動している。したがって、未加硫ゴムシートＳの幅方向両端部をトリム機９でトリムすることにより、加硫ゴム異物Ｃ以外の異物も除去することができる。

加硫ゴム異物Ｃが除去された未加硫ゴムシート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加硫ゴム異物Ｃが混在しているトリムされた部分なので、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。

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、一対の回転ローラ４ａ、４ｂ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。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。

１異物除去装置
２ゴム押出機
３ローラヘッド
４ａ、４ｂ回転ローラ
５駆動モータ
６ギャップ調整機構
７加温手段
８引き取りコンベヤ
９トリム機
９ａ回転刃
１０トリム幅調整機構
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

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回転ローラを備えたローラヘッドを、ゴム押出機の押出し口に設置し、このゴム押出機により加硫ゴム異物が混在した未加硫ゴムを押出すとともに、前記一対の回転ローラを回転駆動させて、前記ゴム押出機により押出した未加硫ゴムを、前記加硫ゴム異物の粒径よりも小さく設定された前記所定すき間を通過させてシーティングし、次いで、このシーティングした未加硫ゴムシートの幅方向両端部をトリムすることを特徴とする未加硫ゴムからの異物除去方法。
前記所定すき間を２ｍｍ以下に設定する請求項１に記載の未加硫ゴムからの異物除去方法。
前記シーティングした未加硫ゴムシートの幅方向端から幅方向に５ｍｍ以上、かつ、この未加硫ゴムシートの全幅の１０％以下の範囲をトリムする請求項１または２に記載の未加硫ゴムからの異物除去方法。
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ラを加温した状態にする請求項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。
ゴム押出機と、このゴム押出機の押出し口に設置されるローラヘッドと、このローラヘッドのゴム押出し方向下流側に配置されるトリム機とを備え、前記ローラヘッドは、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回転ローラを有し、前記所定すき間を前記ゴム押出機に投入される未加硫ゴムに混在する加硫ゴム異物の粒径よりも小さくなるように調整するギャップ調整機構を備えて、前記ゴム押出機により押し出されて、回転駆動された前記一対の回転ローラの所定すき間を通過してシーティングされた未加硫ゴムシートの幅方向両端部を前記トリム機によりトリムす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。
前記所定すき間が２ｍｍ以下に設定された請求項５に記載の未加硫ゴムからの異物除装置。
前記シーティングされた未加硫ゴムシートをトリムする範囲が、この未加硫ゴムシートの幅方向端から幅方向に５ｍｍ以上、かつ、この未加硫ゴムシートの全幅の１０％以下の範囲に設定された請求項５または６に記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。
前記一対の回転ローラを加温する加温手段を備えた請求項５〜７のいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。
前記シーティングされた未加硫ゴムシートをトリムする範囲を調整するトリム幅調整機構を備えた請求項５〜８のいずれかに記載の未加硫ゴムからの異物除去装置。