ゴム混練工法
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公開日時:
2025-09-24
混練はゴム製品生産における重要な工程であり、その目的は生ゴムと各種配合剤（フィラー、加硫剤、促進剤、耐老化剤など）を機械的せん断作用により均一に混合し、性能要件を満たす混練ゴムを製造することです。混練プロセスの良否は、ゴム材料の加工性能および最終製品の物理機械的特性を直接左右します。本稿では、密閉式ミキサーとオープンミキサーの工作原理および工程について詳しく紹介します。
一、 ミキシング設備と共通工程：
1. ミキシングローター（インテリアルミキサー）：
密練機は、高強度で高効率な密閉型混練装置であり、その核心部品には、密練室、互いに噛み合った回転速度の異なる一対のローター、および上下のトッパーが含まれる。
工程：
● 予熱：ミキシングローラーを事前に設定された工程温度まで加熱します。
● 投料：トップ栓を押し下げ、決められた加える順序に従って生ゴム、小原料、フィラー／オイル材などを投入します。
● ミキシング：上部の栓を押し下げて、材料に圧力を加えます。ローターは、せん断、攪拌、押しつぶし、折りたたみなどの作用により、配合剤を生ゴムに均一に分散させます。
● ゴム排出：設定された時間、温度、またはエネルギー消費値に達したら、トップ栓を押し下げて、ゴム材料を下方のオープンミルまたは押出プレス機へ排出します。
● 長所：効率が高く、混練品質が良好で、粉じんの飛散が少なく、自動化レベルが高い。
● デメリット：設備投資が大きい、掃除が不便、冷却の要件が高い。
2. 開煉機（ツーロールミル）：
開煉機は、異なる線速度で互いに逆回転する2本のロールから構成され、ロール間隙におけるせん断力と摩擦力によって混練が行われます。
工程：
● 予熱：ロールを所定の温度まで加熱し、ロール間隔を調整します。
● バルクロール：生ゴムを低速ロール上で均一なバルクゴムに形成する。
● フンを混ぜる：配合剤を順番に少しずつ加え、左右に切りながら練り混ぜ、粉末が均一に混ざるようにします。
● 翻煉：三角包み打ち、巻き打ち、薄通しなどの手法を用いて、さらに均一な分散を促進します。
● 下段：ロール間隔を調整し、均一に混練されたゴム素材を、必要な厚さと幅のシート状に圧延します。
● メリット：設備がシンプルで、投資が少なく、ゴム材料の状態を容易に観察でき、小ロット/実験的生産にも便利です。
● 欠点：効率が低い、労働強度が高い、安全性が低い、粉じんが多い。
二、 各ゴム種類の混練プロセス詳細：
混練プロセスの核心は、加料順序（ミキシングシーケンス）であり、その基本原則は次のとおりである。
● 生ゴムの練り込みにより、可塑性を向上させる。
● 活性剤、老化防止剤、安定剤などの「小材料」を添加し、保護作用を発揮します。
● 大量の充填剤（カーボンブラック、白炭ブラックなど）と可塑剤（油）を加え、主分散段階を行います。
● 填料が均一に分散した後、最後に加硫剤や促進剤などの「敏感な少量原料」を加え、局所的な高温による焦焼（早期加硫）を防ぎます。
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