ゴムの配合 パート2

ほとんどの工場や製造施設では、開放型ゴムミキサーが使用されています。その最大の特徴は、優れた柔軟性と機動性を備えていることであり、特に一般的なゴムの種類、硬質ゴム、スポンジゴムなどの混合に適しています。

オープンミルで混合する場合、添加順序は特に重要です。通常、生ゴムはプレスホイールの一端に沿ってロールギャップに入れられ、ロール間隔は約2mm（14インチゴムミキサーを例にとると）に制御され、5分間ロールされます。生ゴムは滑らかで隙間のないフィルムに形成され、フロントローラーに巻き付けられ、ローラー上に一定量のゴムが蓄積されます。蓄積されたゴムは生ゴムの総量の約1/4を占め、次に老化防止剤と促進剤が添加され、ゴムが数回タンピングされます。これは、酸化防止剤と促進剤をゴム中に均一に分散させるためです。同時に、最初の酸化防止剤の添加は、高温でのゴム混合中に発生する熱老化現象を防ぐことができます。また、一部の促進剤はゴムコンパウンドに可塑化効果をもたらします。次に酸化亜鉛が添加されます。カーボンブラックを添加する場合は、カーボンブラックを添加するとすぐに一部の生ゴムがロールから剥がれるため、最初はごく少量だけ添加する必要があります。ロールから外れている兆候が見られたら、カーボンブラックの添加を止め、ゴムが再びローラーにスムーズに巻き付いた後にカーボンブラックを添加します。カーボンブラックの添加方法はたくさんあります。主なものとしては、1. ローラーの作業長に沿ってカーボンブラックを添加する、2. ローラーの中央にカーボンブラックを添加する、3. バッフルの端に近いところに添加する、などがあります。私の意見では、カーボンブラックの添加方法としては、後者の 2 つの方法が好ましいです。つまり、脱ガムの一部だけがローラーから取り除かれ、ローラー全体を取り除くことは不可能です。ゴムコンパウンドがロールから取り外された後、カーボンブラックは簡単にフレーク状に圧縮され、再ロール後に分散しにくくなります。特に硬質ゴムを練る場合、硫黄はフレーク状に圧縮され、ゴム中に分散させるのが非常に困難です。再仕上げや薄塗りでは、フィルムに存在する黄色の「ポケット」スポットを変更することはできません。要するに、カーボンブラックを添加する場合は、少量ずつ頻繁に添加してください。カーボンブラックをローラーにすべて注ぎ込む手間をかけないでください。カーボンブラックの添加初期段階は「吸収」が最も速い時期です。この段階では軟化剤を添加しないでください。カーボンブラックの半分を添加した後、軟化剤の半分を添加して「供給」を速めます。残りの軟化剤は、残りのカーボンブラックと一緒に添加します。粉末を添加する過程で、ローラー間の距離を徐々に緩めて、埋め込まれたゴムを適切な範囲内に保ち、粉末が自然にゴムに入り込み、ゴムと最大限に混合できるようにします。この段階では、ゴム配合物の品質に影響を与えないように、ナイフで切ることは厳禁です。軟化剤が多すぎる場合は、カーボンブラックと軟化剤をペースト状にして添加することもできます。ステアリン酸は早すぎるとロールが剥がれやすくなるため、添加する前にロールにカーボンブラックが残っているときに添加するのが最適で、加硫剤も後の段階で添加する必要があります。加硫剤の中には、ローラーにまだ少量のカーボンブラックが残っている状態で添加されるものもあります。例えば、加硫剤DCPなどです。カーボンブラックがすべて消費されると、DCPは加熱されて液体になり、トレイに落ちます。このようにして、配合物中の加硫剤の量が減ってしまいます。その結果、ゴム配合物の品質に影響が出て、加硫不足を引き起こす可能性があります。したがって、加硫剤は種類に応じて適切なタイミングで添加する必要があります。すべての配合剤を添加した後、ゴム配合物を均一に混合するために、さらに攪拌する必要があります。通常、攪拌方法には「八刀」、「三角袋」、「ローラー」、「細いトング」などがあります。

「8本のナイフ」とは、ローラーの平行方向に沿って45°の角度でナイフを両側に4回ずつ切ることです。残りの接着剤を90°ひねってローラーに加えます。目的は、ゴム材料を垂直方向と水平方向に転がし、均一な混合を促進することです。「三角袋」とは、ローラーの力で三角形に成形したビニール袋です。「転がし」とは、片手でナイフを切り、もう一方の手でゴム材料を円筒状に転がし、ローラーに入れることです。目的は、ゴムコンパウンドを均一に混合することです。しかし、「三角袋」と「転がし」はゴム材料の放熱に適しておらず、焦げ付きやすく、労力がかかるため、これらの2つの方法は推奨されません。転がし時間は5〜6分です。

ゴムコンパウンドを溶融した後、ゴムコンパウンドを希釈する必要があります。コンパウンドの希釈は、コンパウンド中の配合剤の分散に非常に効果的であることが実証されています。希釈方法は、ローラー間隔を0.1～0.5mmに調整し、ゴム材料をローラーに投入して、供給トレイに自然に落下させます。落下後、ゴム材料を上部ローラー上で90°回転させます。これを5～6回繰り返します。ゴム材料の温度が高すぎる場合は、希釈を中止し、ゴム材料が冷えるまで待ってから希釈することで、ゴム材料の焦げ付きを防ぎます。

薄層通過が完了したら、ロール間隔を 4〜5 mm に緩和します。ゴム材料を車に積載する前に、ゴム材料の小さな断片をちぎり取り、ローラーに置きます。目的はロール間隔を打ち抜くことで、大量のゴム材料がローラーに供給された後にゴム混合機が大きな力に激しくさらされて装置が損傷するのを防ぐことです。ゴム材料を車に積載したら、ロールギャップを 1 回通過させ、フロント ロールに巻き付け、2〜3 分間回転させ続け、適時に取り出して冷却します。フィルムは長さ 80 cm、幅 40 cm、厚さ 0.4 cm です。冷却方法は、各ユニットの状況に応じて、自然冷却と冷水タンク冷却があります。同時に、ゴム配合物の品質に影響を与えないように、フィルムと土、砂、その他の汚れとの接触を避ける必要があります。

混合工程においては、ローラー間の距離を厳密に管理する必要がある。異なる種類の生ゴムの混合や、様々な硬度の配合物の混合に必要な温度は異なるため、ローラーの温度は状況に応じて適切に制御しなければならない。

ゴム混合作業員の中には、次のような2つの誤った考えを持っている人がいます。1. 混合時間が長ければ長いほど、ゴムの品質が高くなると考えている。しかし、これは実際はそうではありません。理由は前述のとおりです。2. ローラーの上に溜まった接着剤の量が速ければ速いほど、混合速度が速くなると考えている。実際には、ローラー間に接着剤が溜まっていないか、溜まった接着剤が少なすぎると、粉末が簡単に粉状になって供給トレイに落ちてしまいます。こうなると、混合ゴムの品質に影響するだけでなく、供給トレイを再度清掃し、落ちた粉末をローラー間に補充するという作業を何度も繰り返す必要があり、混合時間が大幅に長くなり、作業負荷も増大します。もちろん、接着剤の蓄積量が多すぎると、粉末の混合速度は遅くなります。このように、接着剤の蓄積量が多すぎても少なすぎても、混合には適さないことがわかります。したがって、混合中はローラー間に一定量の接着剤が溜まっている必要があります。混練工程では、一方では機械的な力によって粉末が接着剤に押し込まれる。その結果、混合時間が短縮され、労働強度が軽減され、ゴム配合物の品質が向上する。