JP2001239528A - Method for vulcanizing rubber using superheated steam - Google Patents

Method for vulcanizing rubber using superheated steam

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JP2001239528A
JP2001239528A JP2000057925A JP2000057925A JP2001239528A JP 2001239528 A JP2001239528 A JP 2001239528A JP 2000057925 A JP2000057925 A JP 2000057925A JP 2000057925 A JP2000057925 A JP 2000057925A JP 2001239528 A JP2001239528 A JP 2001239528A
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JP
Japan
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rubber
superheated steam
vulcanizing
steam
vulcanization
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Application number
JP2000057925A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kaoru Kobayashi
馨 小林
Hiroyuki Konno
博之 今野
Taizo Kawamura
泰三 川村
Yoshitaka Uchibori
義隆 内堀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nishikawa Rubber Co Ltd
Seta Giken KK
Original Assignee
Nishikawa Rubber Co Ltd
Seta Giken KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for vulcanizing using superheated steam which can reduce the vulcanization time of rubber and vulcanize it uniformly. SOLUTION: Superheated steam is used as a heating medium for the vulcanization of rubber, and the superheated steam is contacted with the rubber at a wind velocity so that the vertical component of a relative velocity of the steam to the rubber is at least 1.0 m/s. In this way, since water droplets generated by the condensation of the steam are scattered uniformly, a period in which the temperature increase of the rubber is retained at 100 deg.C is curtailed remarkably so that the rubber can be vulcanized in a short time. Besides, since the water droplets are scattered uniformly, the rubber can be vulcanized uniformly.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴムの加硫方法に
関し、特に、加硫の熱媒体として過熱水蒸気を用いるゴ
ムの加硫方法に関する。
The present invention relates to a method for vulcanizing rubber, and more particularly to a method for vulcanizing rubber using superheated steam as a heat medium for vulcanization.

【0002】[0002]

【従来の技術】加硫は、ゴムの弾性を増すことを目的と
して、生ゴムに加硫剤を混ぜ、ゴム分子間に橋かけ構造
を生じさせる操作であり、水蒸気や空気等を熱源とする
熱加硫が一般的である。水蒸気を用いる場合、水蒸気を
100℃以上にするためには、加圧状態にする必要があ
る。そこで、加圧することなく水蒸気を加熱して得られ
る過熱水蒸気を熱源とするゴムの加硫方法が提案されて
いる。過熱水蒸気を得る方法としては、バーナーと熱交
換器による方法や電気ヒーターによる加熱がある。
2. Description of the Related Art Vulcanization is an operation in which a vulcanizing agent is mixed with raw rubber to form a crosslinked structure between rubber molecules in order to increase the elasticity of the rubber. Vulcanization is common. When using steam, it is necessary to pressurize the steam in order to make the steam 100 ° C. or higher. Therefore, a method of vulcanizing rubber using superheated steam obtained by heating steam without applying pressure as a heat source has been proposed. As a method for obtaining superheated steam, there are a method using a burner and a heat exchanger and a method using an electric heater.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バーナ
ーと熱交換器により過熱水蒸気を得る方法では、大量の
過熱水蒸気を得ることができる反面、過熱水蒸気の温度
制御が困難で過熱水蒸気の温度が安定するまでに時間が
かかる。一方、電気ヒーターにより過熱水蒸気を得る方
法では、安定した温度の過熱水蒸気が得られる反面、大
量の過熱水蒸気が得られない。このため、上記のいずれ
かの方法で得られた過熱水蒸気を用いてゴムの加硫を行
うと、加硫時間が長くなったり、不均一に加硫されると
いう問題点がある。以上の理由から、過熱水蒸気を熱源
とするゴムの加硫方法は、従来から提案されているが、
実用化されていない。
However, in the method of obtaining superheated steam using a burner and a heat exchanger, a large amount of superheated steam can be obtained, but the temperature control of the superheated steam is difficult and the temperature of the superheated steam is stabilized. It will take some time. On the other hand, in a method of obtaining superheated steam by an electric heater, a superheated steam having a stable temperature can be obtained, but a large amount of superheated steam cannot be obtained. For this reason, when vulcanizing the rubber using the superheated steam obtained by any of the above methods, there is a problem that the vulcanization time becomes long or the vulcanization is uneven. For the above reasons, a method for vulcanizing rubber using superheated steam as a heat source has been conventionally proposed,
Not practical.

【0004】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは、ゴムの加硫時間を
短縮し、均一に加硫できる過熱水蒸気を用いたゴムの加
硫方法を提供することである。
[0004] The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of vulcanizing rubber using superheated steam, which can shorten the time required for vulcanizing rubber and vulcanize uniformly. It is to provide.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】発明者は、上記課題を解
決すべく、鋭意検討した結果、以下のような知見を得
た。通常、加硫前のゴムの温度は、100℃以下であ
り、そのゴムに対して過熱水蒸気が当たると過熱水蒸気
が凝縮し、ゴムの表面に水滴が発生する。このゴムの表
面に発生した水滴は、加硫炉内の過熱水蒸気の熱により
蒸発させられるが、その潜熱により過熱水蒸気の持つエ
ネルギーを多大に奪うこととなる。このため、過熱水蒸
気の比熱は、熱空気よりも大きいにもかかわらず、ゴム
の温度上昇が100℃で停滞し、100℃以上に上昇す
るまでに一定の時間を要し、結果としてゴムの昇温時間
が遅くなり、ゴムの加硫時間が長くなるという知見を得
た。また、水滴の存在する部分はゴムの昇温時間が遅い
ため、水滴の存在する部分と存在しない部分で不均一に
加硫されるという知見を得た。そこで、発明者は、上記
知見に基づいて、以下の発明を完成した。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the inventors have obtained the following findings. Normally, the temperature of the rubber before vulcanization is 100 ° C. or lower, and when the rubber is exposed to superheated steam, the superheated steam condenses and water droplets are generated on the surface of the rubber. The water droplets generated on the surface of the rubber are evaporated by the heat of the superheated steam in the vulcanizing furnace, and the latent heat greatly deprives the energy of the superheated steam. Therefore, although the specific heat of the superheated steam is larger than that of the hot air, the temperature rise of the rubber stagnates at 100 ° C., and it takes a certain time until the temperature rises to 100 ° C. or more. It has been found that the warming time is slow and the vulcanization time of the rubber is long. In addition, it has been found that since the temperature of rubber rises slowly in a portion where water droplets are present, vulcanization is unevenly performed in a portion where water droplets exist and a portion where no water droplets exist. Then, the inventor completed the following invention based on the said knowledge.

【0006】請求項1記載の発明は、ゴムを加硫する際
の加硫の熱媒体として過熱水蒸気を使用し、前記過熱水
蒸気の前記ゴムに対する相対速度の垂直成分が少なくと
も1.0m/s 以上となる風速で前記過熱水蒸気をゴムに
作用させる過熱水蒸気を用いたゴムの加硫方法である。
The invention according to claim 1 uses superheated steam as a heat medium for vulcanization when vulcanizing rubber, and the vertical component of the relative speed of the superheated steam to the rubber is at least 1.0 m / s or more. A method of vulcanizing rubber using superheated steam in which the superheated steam acts on the rubber at a wind speed of

【0007】ゴムに対する相対速度の垂直成分が少なく
とも1.0m/s 以上となる風速で過熱水蒸気をゴムに作
用させると、過熱水蒸気が凝縮して発生した水滴が吹き
飛ばされたり、均一に散らばる。このように、過熱水蒸
気が凝縮して発生した水滴が吹き飛ばされたり、均一に
散らばるため、ゴムの表面に発生した水滴が過熱水蒸気
の熱により蒸発するまでゴムの表面に存在しつづける状
態を無くすことができる。このため、ゴムの温度上昇が
100℃で停滞する時間を大幅に短縮できるため、ゴム
の昇温速度を上げることができ、短時間で加硫できる。
また、水滴が吹き飛ばされたり、均一に散らばるため、
ゴムを均一に加硫できる。
When superheated steam is applied to the rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative velocity with respect to the rubber is at least 1.0 m / s, water droplets generated by the condensation of the superheated steam are blown off or evenly dispersed. In this way, since the water droplets generated by the condensation of the superheated steam are blown off or evenly dispersed, the state in which the water droplets generated on the rubber surface remain on the rubber surface until the heat of the superheated steam evaporates is eliminated. Can be. For this reason, the time during which the temperature rise of the rubber stays at 100 ° C. can be greatly reduced, so that the rate of temperature rise of the rubber can be increased and vulcanization can be performed in a short time.
In addition, because water droplets are blown away or evenly scattered,
Rubber can be uniformly vulcanized.

【0008】尚、過熱水蒸気のゴムに対する相対速度の
垂直成分は、好ましくは、2.0〜10.0m/s であ
り、さらに、好ましくは、4.0〜10.0m/s であ
る。ゴムに対する相対速度の垂直成分を大きくすると、
過熱水蒸気が凝縮して発生した水滴をより効果的に吹き
飛ばしたり、均一に散らせたりできるためである。特
に、過熱水蒸気のゴムに対する相対速度の垂直成分を
4.0m/s 以上とすると、ゴムの温度は100℃で停滞
せずに、上昇する。但し、過熱水蒸気のゴムに対する相
対速度の垂直成分の上限は、ゴムが吹き飛ばされない程
度の風速であり、ゴムの形状や比重により異なる。
The vertical component of the relative speed of the superheated steam with respect to the rubber is preferably 2.0 to 10.0 m / s, and more preferably 4.0 to 10.0 m / s. Increasing the vertical component of the relative speed to rubber,
This is because water droplets generated by condensation of the superheated steam can be more effectively blown off or evenly dispersed. In particular, when the vertical component of the relative speed of the superheated steam with respect to the rubber is 4.0 m / s or more, the temperature of the rubber rises without stagnation at 100 ° C. However, the upper limit of the vertical component of the relative speed of the superheated steam with respect to the rubber is a wind speed at which the rubber is not blown off, and varies depending on the shape and specific gravity of the rubber.

【0009】尚、ゴムは、加硫炉内で水平に設置される
場合に限られず、斜めに設置されたり、垂直に設置され
て加硫されてもよい。特に、大きな断面形状のゴムを加
硫する場合、水滴が自重によりゴムの表面から流れるの
で、より効率的に水滴を散らすことができる。
[0009] The rubber is not limited to the case where it is installed horizontally in a vulcanizing furnace, and may be vulcanized by being installed diagonally or vertically. In particular, when vulcanizing a rubber having a large cross-sectional shape, water droplets can be scattered more efficiently because the water droplets flow from the surface of the rubber by their own weight.

【0010】請求項2記載の発明は、ゴムを加硫する際
の加硫の熱媒体として過熱水蒸気を使用し、前記加硫前
に、前記ゴムを予め100℃以上にしておく過熱水蒸気
を用いたゴムの加硫方法である。
According to a second aspect of the present invention, superheated steam is used as a heat medium for vulcanization when vulcanizing rubber, and the preheated rubber is heated to 100 ° C. or higher before vulcanization. It is a method of vulcanizing rubber.

【0011】このように、加硫前のゴムを予め100℃
以上にしておくと、加硫の際に、ゴムに対して過熱水蒸
気が当たっても過熱水蒸気が凝縮せず、ゴムの表面に水
滴が発生しない。このため、ゴムの温度上昇は100℃
で停滞することなく、上昇する。この結果、ゴムの昇温
速度を上げることができ、短時間で加硫できる。また、
水滴が発生しないため、ゴムを均一に加硫できる。
As described above, the rubber before vulcanization is previously heated to 100 ° C.
According to the above, even when the rubber is exposed to superheated steam during vulcanization, the superheated steam does not condense and no water droplets are generated on the rubber surface. Therefore, the temperature rise of rubber is 100 ° C
Rise without stagnation. As a result, the rate of temperature rise of the rubber can be increased, and vulcanization can be performed in a short time. Also,
Since no water droplets are generated, the rubber can be uniformly vulcanized.

【0012】請求項3記載の発明は、前記過熱水蒸気
は、電磁誘導加熱により水蒸気を過熱して得られる過熱
水蒸気である請求項1又は請求項2記載の過熱水蒸気を
用いたゴムの加硫方法である。電磁誘導加熱により過熱
された過熱水蒸気は、電磁誘導加熱により発熱した発熱
体に水蒸気を接触させることによって得られる過熱水蒸
気であり、水蒸気が直接過熱されるのではない。
According to a third aspect of the present invention, in the method for vulcanizing rubber using superheated steam, the superheated steam is superheated steam obtained by heating steam by electromagnetic induction heating. It is. Superheated steam superheated by electromagnetic induction heating is superheated steam obtained by bringing steam into contact with a heating element that has generated heat by electromagnetic induction heating, and steam is not directly superheated.

【0013】請求項4記載の発明は、前記過熱水蒸気
は、多数の板を積層して通路を形成した積層体を電磁誘
導加熱し、この加熱された積層体の通路に水蒸気を流し
て過熱することにより得られる請求項3記載の過熱水蒸
気を用いたゴムの加硫方法である。電磁誘導による磁場
及び電場が高密度に作用する積層体で水蒸気を過熱する
と、単なる電磁誘導加熱による場合よりもさらに短時間
で安定した温度の過熱水蒸気が得られる。
According to a fourth aspect of the present invention, the superheated steam heats the laminated body having a passage formed by laminating a plurality of plates, and then superheats the steam by flowing the steam through the passage of the heated laminated body. A method for vulcanizing rubber using superheated steam according to claim 3, which is obtained by the above method. When steam is superheated in a laminate in which a magnetic field and an electric field due to electromagnetic induction act at a high density, superheated steam having a stable temperature can be obtained in a shorter time than in the case of simple electromagnetic induction heating.

【0014】請求項5記載の発明は、前記ゴムの全体又
は一部に前記過熱水蒸気を吹きつける工程を含む請求項
1乃至請求項4のいずれかに記載の前記過熱水蒸気を用
いたゴムの加硫方法である。ノズル等から過熱水蒸気を
シャワーのようにゴムの表面に吹きつけることにより、
ゴムの表面の油分、各種加硫促進剤の反応生成物を効果
的に揮発させることができる。また、ノズル等から過熱
水蒸気をスポンジゴムの表面に直接吹きつけることによ
り、スポンジゴムを部分的に加熱すると、スポンジゴム
の連続押出加硫の際に発生するカール現象を制御するこ
とが可能になる。
The invention according to claim 5 includes the step of spraying the superheated steam on the whole or a part of the rubber, wherein the rubber is heated using the superheated steam according to any one of claims 1 to 4. It is a sulfurization method. By spraying superheated steam from a nozzle etc. onto the rubber surface like a shower,
Oil on the surface of rubber and reaction products of various vulcanization accelerators can be effectively volatilized. In addition, by directly heating the sponge rubber by spraying superheated steam from a nozzle or the like onto the surface of the sponge rubber, it becomes possible to control the curl phenomenon generated during continuous extrusion vulcanization of the sponge rubber. .

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、本発明の第1実施形態を説
明する。ゴムを加硫する際の加硫の熱媒体として過熱水
蒸気を使用し、加硫炉内に過熱水蒸気を送風する。この
過熱水蒸気は、加硫炉内でゴムに対する相対速度の垂直
成分が少なくとも1.0m/s 以上の風速になるように、
送風される。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described. Superheated steam is used as a heat medium for vulcanization when vulcanizing rubber, and the superheated steam is blown into a vulcanization furnace. This superheated steam is such that the vertical component of the relative velocity to the rubber in the vulcanizing furnace has a wind speed of at least 1.0 m / s or more.
It is blown.

【0016】ゴムの表面に過熱水蒸気が当たると、ゴム
の表面は、加硫当初、100℃以下であるため、過熱水
蒸気は、熱を奪われ凝縮し、ゴムの表面で水滴になる。
しかし、過熱水蒸気は、ゴムに対する相対速度の垂直成
分が少なくとも1.0m/s 以上となる風速でゴムに作用
するため、過熱水蒸気が凝縮して発生した水滴は発生し
ても直ぐに吹き飛ばされたり、均一に散らばる。このた
め、ゴムの表面に発生した水滴が過熱水蒸気の熱により
蒸発するまでゴムの表面に存在しつづける状態を無くす
ことができ、水滴が蒸発する際の潜熱による過熱水蒸気
の持つエネルギーを奪うことを防止できる。
When superheated steam hits the surface of the rubber, the surface of the rubber is initially 100 ° C. or less at the time of vulcanization. Therefore, the superheated steam is deprived of heat and condenses, forming water droplets on the surface of the rubber.
However, the superheated steam acts on the rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative velocity to the rubber is at least 1.0 m / s, so even if the water droplets generated by the condensation of the superheated steam are blown off immediately, Scatter evenly. For this reason, it is possible to eliminate a state in which water droplets generated on the rubber surface continue to exist on the rubber surface until the water droplets evaporate due to the heat of the superheated steam, and take away the energy of the superheated steam due to the latent heat when the water droplets evaporate. Can be prevented.

【0017】このように、ゴムの表面に過熱水蒸気を作
用させながら所定時間経過すると、加硫を終了する。
As described above, the vulcanization is terminated when a predetermined time has elapsed while applying superheated steam to the surface of the rubber.

【0018】尚、過熱水蒸気のゴムに対する相対速度の
垂直成分は、好ましくは、2.0〜10.0m/s であ
り、さらに、好ましくは、4.0〜10.0m/s であ
る。ゴムに対する相対速度の垂直成分を大きくすると、
過熱水蒸気が凝縮して発生した水滴をより効果的に吹き
飛ばしたり、均一に散らせたりできるためである。但
し、過熱水蒸気のゴムに対する相対速度の垂直成分の上
限は、ゴムが吹き飛ばされない程度の風速であり、ゴム
の形状や比重により異なる。
The vertical component of the relative speed of the superheated steam with respect to the rubber is preferably 2.0 to 10.0 m / s, and more preferably 4.0 to 10.0 m / s. Increasing the vertical component of the relative speed to rubber,
This is because water droplets generated by condensation of the superheated steam can be more effectively blown off or evenly dispersed. However, the upper limit of the vertical component of the relative speed of the superheated steam with respect to the rubber is a wind speed at which the rubber is not blown off, and varies depending on the shape and specific gravity of the rubber.

【0019】尚、ゴムは、加硫炉内で水平に設置される
場合に限られず、斜めに設置されたり、垂直に設置され
て加硫されてもよい。特に、大きな断面形状のゴムを加
硫する場合、水滴が自重によりゴムの表面から流れるの
で、より効率的に水滴を散らすことができる。
The rubber is not limited to the case where the rubber is installed horizontally in the vulcanizing furnace, but may be installed diagonally or vertically and vulcanized. In particular, when vulcanizing a rubber having a large cross-sectional shape, water droplets can be scattered more efficiently because the water droplets flow from the surface of the rubber by their own weight.

【0020】次に、本実施形態に係る過熱水蒸気を用い
た加硫方法に使用できる加硫装置の一例を図1に基づい
て説明する。図1に示すように、加硫装置1は、押出機
2と、加硫炉3と、引取機4と、循環ファン5と、過熱
水蒸気発生部6と、排気ファン7と、有害物質除去機8
とを備えている。
Next, an example of a vulcanizing apparatus that can be used in the vulcanizing method using superheated steam according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1, the vulcanizing apparatus 1 includes an extruder 2, a vulcanizing furnace 3, a take-off machine 4, a circulation fan 5, a superheated steam generator 6, an exhaust fan 7, and a harmful substance removing machine. 8
And

【0021】押出機2は、加硫炉3に接続されており、
生ゴムを押し出しながら成形し、加硫炉3に生ゴムを供
給するようになっている。加硫炉3は、成形された生ゴ
ムを一定の温度まで昇温し、その状態を所定期間保持す
るようになっている。この加硫炉3において、生ゴムを
昇温するための熱媒体として過熱水蒸気が用いられる。
このため、加硫炉3内は、過熱水蒸気だけが充満した状
態になっており、空気や窒素ガス等が含まれない状態に
なっている。引取機4は、加硫炉3の下流側に接続され
ており、加硫されたゴムを加硫炉3から引き取るもので
ある。
The extruder 2 is connected to a vulcanizing furnace 3,
The raw rubber is molded while being extruded, and the raw rubber is supplied to the vulcanizing furnace 3. The vulcanizing furnace 3 raises the temperature of the molded raw rubber to a certain temperature and keeps the state for a predetermined period. In the vulcanizing furnace 3, superheated steam is used as a heat medium for raising the temperature of the raw rubber.
For this reason, the inside of the vulcanizing furnace 3 is in a state of being filled with only superheated steam, and is in a state of not containing air, nitrogen gas, or the like. The take-off machine 4 is connected to the downstream side of the vulcanizing furnace 3 and takes the vulcanized rubber from the vulcanizing furnace 3.

【0022】循環ファン5は、加硫炉3に対してループ
状に接続されており、加硫炉3に熱媒体である過熱水蒸
気を送風するようになっている。循環ファン5は、加硫
炉3内で過熱水蒸気のゴムに対する相対速度の垂直成分
が少なくとも1.0m/s 以上の風速になるように送風す
るようになっている。排気ファン7は、加硫炉3の下流
側に接続されており、加硫炉3内の過熱水蒸気を排気
し、有害物質除去機8に送るようになっている。有害物
除去機8は、排気ファン7から送られた排ガスから有害
物を除去するものである。
The circulation fan 5 is connected to the vulcanizing furnace 3 in a loop, and sends superheated steam as a heat medium to the vulcanizing furnace 3. The circulation fan 5 blows air in the vulcanizing furnace 3 so that the vertical component of the relative speed of the superheated steam to the rubber is at least 1.0 m / s or more. The exhaust fan 7 is connected to the downstream side of the vulcanizing furnace 3, exhausts the superheated steam in the vulcanizing furnace 3, and sends it to the harmful substance removing machine 8. The harmful substance remover 8 removes harmful substances from exhaust gas sent from the exhaust fan 7.

【0023】過熱水蒸気発生部6は、循環ファン5と加
硫炉3とのループの外に接続されており、加硫炉3から
排出された過熱水蒸気が過熱水蒸気発生部6を通過しな
いように接続されている。このため、排出された過熱水
蒸気に含まれる汚れやゴミ等が過熱水蒸気発生部6に入
り込みにくい。
The superheated steam generator 6 is connected outside the loop of the circulation fan 5 and the vulcanizing furnace 3 so that the superheated steam discharged from the vulcanizing furnace 3 does not pass through the superheated steam generating section 6. It is connected. For this reason, dirt, dust, and the like contained in the discharged superheated steam are less likely to enter the superheated steam generator 6.

【0024】過熱水蒸気発生部6は、電磁誘導加熱部1
1、12と高周波電源19とを備える電磁誘導加熱装置
10(図2参照)と、図示されない水供給源とを備えて
おり、水供給源から電磁誘導加熱部11に水を供給し、
電磁誘導により、水から水蒸気へ加熱し、電磁誘導加熱
部12で水蒸気から過熱水蒸気へと2段階で過熱水蒸気
を発生させるようになっている。
The superheated steam generating section 6 includes the electromagnetic induction heating section 1
An electromagnetic induction heating device 10 (see FIG. 2) including the first and second high-frequency power supplies 19 and a water supply source (not shown) are provided. Water is supplied from the water supply source to the electromagnetic induction heating unit 11,
The electromagnetic induction heats water to steam, and the electromagnetic induction heating unit 12 generates superheated steam from steam to superheated steam in two stages.

【0025】図2に示すように、電磁誘導加熱部11、
12は、発熱体13、14と、コイル15、16と、非
磁性体のパイプ17、18とを備え、コイル15、16
は高周波電源19に接続されている。
As shown in FIG. 2, the electromagnetic induction heating unit 11,
12 includes heating elements 13 and 14, coils 15 and 16, and nonmagnetic pipes 17 and 18, and coils 15 and 16.
Are connected to a high frequency power supply 19.

【0026】発熱体13、14は、円筒状に形成された
非磁性体のパイプ17、18に収容されており、高周波
電源19からコイル15、16に電力が供給されると、
渦電流を発生し、発熱するようになっている。
The heating elements 13 and 14 are accommodated in non-magnetic pipes 17 and 18 formed in a cylindrical shape, and when power is supplied to the coils 15 and 16 from the high frequency power supply 19,
An eddy current is generated to generate heat.

【0027】パイプ17、18は、発熱体13、14を
収容すると共に、流体の通路を形成する。このパイプ1
7、18は、非磁性体で耐熱性に優れたセラミックス製
のパイプで、例えば、窒化珪素で形成されている。
The pipes 17 and 18 accommodate the heating elements 13 and 14 and form a fluid passage. This pipe 1
Reference numerals 7 and 18 denote ceramic pipes made of a non-magnetic material and having excellent heat resistance, for example, formed of silicon nitride.

【0028】コイル15、16は、パイプ17、18の
外周に巻かれており、発熱体に磁束を透過させるように
なっている。高周波電源19は、高周波インバータであ
り、コイル15及び加硫炉3内の温度センサーや循環系
内の温度センサーに接続されており、温度センサーが検
出した温度に応じてコイル15、16に電力を供給し、
発熱体を発熱させるようになっている。
The coils 15 and 16 are wound around the pipes 17 and 18 to transmit magnetic flux to the heating element. The high-frequency power supply 19 is a high-frequency inverter, and is connected to the coil 15 and a temperature sensor in the vulcanizing furnace 3 and a temperature sensor in the circulation system, and supplies electric power to the coils 15 and 16 according to the temperature detected by the temperature sensor. Supply,
The heating element is adapted to generate heat.

【0029】以上のように、電磁誘導加熱装置10は、
まず、電磁誘導加熱部11で水を水蒸気に加熱し、次
に、電磁誘導加熱部12で水蒸気を所定温度の過熱水蒸
気まで過熱するようになっている。電磁誘導加熱装置1
0は、過熱水蒸気の温度制御を容易に行うことができ、
また、小型化できるため、過熱水蒸気発生部6を小型化
することができる。尚、水から水蒸気に加熱する段階で
は、電磁誘導加熱によらなくても、通常のボイラーや電
熱ヒータを用いて水から水蒸気に加熱してもよい。
As described above, the electromagnetic induction heating device 10
First, the electromagnetic induction heating unit 11 heats water to steam, and then the electromagnetic induction heating unit 12 heats the steam to superheated steam at a predetermined temperature. Electromagnetic induction heating device 1
0 can easily control the temperature of the superheated steam,
Further, since the size can be reduced, the size of the superheated steam generator 6 can be reduced. At the stage of heating from water to steam, heating from water to steam may be performed using a normal boiler or an electric heater without using electromagnetic induction heating.

【0030】次に、上記の加硫装置1を用いた加硫方法
を図1に基づいて説明する。押出機2から生ゴムを押し
出しながら成形し、成形された生ゴムを加硫炉3に送
る。加硫炉3に生ゴムが送られると、過熱水蒸気発生部
3において、図示されない水供給源から電磁誘導加熱部
11に水が供給され、水蒸気まで加熱される。そして、
この水蒸気が電磁誘導加熱部12で200〜500℃の
所定温度の過熱水蒸気まで過熱される。
Next, a vulcanizing method using the above-described vulcanizing apparatus 1 will be described with reference to FIG. The raw rubber is molded while being extruded from the extruder 2, and the molded raw rubber is sent to the vulcanizing furnace 3. When the raw rubber is sent to the vulcanizing furnace 3, in the superheated steam generating section 3, water is supplied from a water supply source (not shown) to the electromagnetic induction heating section 11, and heated to steam. And
This steam is superheated by the electromagnetic induction heating unit 12 to superheated steam at a predetermined temperature of 200 to 500 ° C.

【0031】尚、200℃以上の所定温度の過熱水蒸気
まで過熱される際、高周波電源19は、加硫炉3内の温
度センサーが検出した加硫炉3内の過熱水蒸気の温度や
循環系内の温度センサーが検出した循環系内の過熱水蒸
気の温度に応じてコイル15、16に電力を供給し、発
熱体13、14を発熱させる。発熱体13、14は、渦
電流を発生して発熱し、水蒸気を200℃以上の所定温
度の過熱水蒸気まで過熱する。電磁誘導加熱装置10に
よれば、過熱水蒸気の温度制御が容易である。
When the superheated steam is heated to a predetermined temperature of 200 ° C. or higher, the high-frequency power supply 19 controls the temperature of the superheated steam in the vulcanizing furnace 3 detected by the temperature sensor in the vulcanizing furnace 3 and the temperature in the circulation system. The electric power is supplied to the coils 15 and 16 in accordance with the temperature of the superheated steam in the circulation system detected by the temperature sensor of (1) to cause the heating elements 13 and 14 to generate heat. The heating elements 13 and 14 generate eddy currents to generate heat, and superheat the steam to superheated steam at a predetermined temperature of 200 ° C. or higher. According to the electromagnetic induction heating device 10, the temperature control of the superheated steam is easy.

【0032】このように、発生した過熱水蒸気は、循環
ファン5を通じて加硫炉3内でゴムに対する相対速度の
垂直成分が少なくとも1.0m/s 以上の風速になるよう
に、送風される。
The generated superheated steam is blown through the circulation fan 5 in the vulcanizing furnace 3 so that the vertical component of the relative speed with respect to the rubber is at least 1.0 m / s or more.

【0033】この垂直成分が1.0m/s 以上の過熱水蒸
気がゴムの表面に当たると、ゴムの表面は、加硫当初、
100℃以下であるため、過熱水蒸気は、熱を奪われ凝
縮し、ゴムの表面で水滴になる。しかし、過熱水蒸気
は、ゴムに対する相対速度の垂直成分が少なくとも1.
0m/s 以上となる風速でゴムに作用するため、過熱水蒸
気が凝縮して発生した水滴は発生しても直ぐに吹き飛ば
されたり、均一に散らばる。このため、ゴムの表面に発
生した水滴が過熱水蒸気の熱により蒸発するまでゴムの
表面に存在しつづける状態を無くすことができ、水滴が
蒸発する際の潜熱による過熱水蒸気の持つエネルギーを
奪うことを防止できる。
When superheated steam having a vertical component of 1.0 m / s or more hits the surface of the rubber, the surface of the rubber is initially vulcanized.
Since the temperature is not higher than 100 ° C., the superheated steam is deprived of heat and condensed to form water droplets on the rubber surface. However, superheated steam has a vertical component of relative velocity to rubber of at least 1.
Since it acts on the rubber at a wind speed of 0 m / s or more, even if superheated water vapor is condensed, the generated water droplets are immediately blown off or evenly dispersed. For this reason, it is possible to eliminate a state in which water droplets generated on the rubber surface continue to exist on the rubber surface until the water droplets evaporate due to the heat of the superheated steam, and take away the energy of the superheated steam due to the latent heat when the water droplets evaporate. Can be prevented.

【0034】加硫炉3内の過熱水蒸気の一部は、排気フ
ァン7により排気され、排ガスとして有害物質除去機8
に送られる。排ガスは、有害物質除去機8で無害化され
て排出される。一方、その他の過熱水蒸気は、過熱水蒸
気発生部6からの過熱水蒸気と合流して再び、循環ファ
ン5により加硫炉3内に送られる。循環系内の温度は、
過熱水蒸気発生部6から発生する過熱水蒸気の温度を調
整することにより循環系内の温度を制御する。以上のよ
うに、一連の工程によりゴムの加硫が行われ、所定時間
経過すると、引取機4から加硫炉3内のゴムが引き取ら
れる。
A part of the superheated steam in the vulcanizing furnace 3 is exhausted by an exhaust fan 7 and is discharged as an exhaust gas.
Sent to The exhaust gas is detoxified by the harmful substance removing machine 8 and discharged. On the other hand, the other superheated steam merges with the superheated steam from the superheated steam generator 6 and is sent again into the vulcanizing furnace 3 by the circulation fan 5. The temperature in the circulatory system is
The temperature in the circulation system is controlled by adjusting the temperature of the superheated steam generated from the superheated steam generator 6. As described above, the rubber is vulcanized by a series of steps, and after a predetermined time has elapsed, the rubber in the vulcanizing furnace 3 is taken from the take-up machine 4.

【0035】尚、循環系内の温度を制御する方法として
は、熱媒体である過熱水蒸気の温度を調整する方法と、
熱媒体である過熱水蒸気の送風量を調整する方法の2通
りがある。過熱水蒸気の送風量を調整して循環系内の温
度を制御すると、ゴムの昇温時間やゴムを交換する際等
の循環系内に負荷が生じる場合に、加硫炉内に空気が入
りこみやすくなり、酸素を遮断した状態で加硫するパー
オキサイド架橋に適さない。これに対して、熱媒体であ
る過熱水蒸気の温度を調整することにより循環系内の温
度を制御すると、加硫炉3内を、酸素を遮断した雰囲気
下に保つつことができるため、酸素を遮断した状態で加
硫するパーオキサイド架橋に適する。
The temperature in the circulating system can be controlled by adjusting the temperature of superheated steam as a heat medium,
There are two methods of adjusting the blowing amount of superheated steam as a heat medium. If the temperature in the circulating system is controlled by adjusting the blowing rate of superheated steam, air can easily enter the vulcanizing furnace when a load occurs in the circulating system, such as when the temperature of rubber rises or when rubber is replaced. Therefore, it is not suitable for peroxide crosslinking which cures in a state where oxygen is blocked. On the other hand, if the temperature in the circulation system is controlled by adjusting the temperature of the superheated steam as the heat medium, the inside of the vulcanizing furnace 3 can be kept under an atmosphere in which oxygen is cut off. Suitable for peroxide crosslinking which cures in a blocked state.

【0036】次に、発熱体13、14として積層体を用
いた場合を説明する。例えば、図3に示すように、ジグ
ザグの山型に折り曲げられた第1金属板31と平らな金
属板32とを交互に積層し、全体として円筒状の積層体
に形成した発熱体30を図2に示す発熱体13、14の
例として用いた場合を説明する。各金属板31、32の
材質としては、SUS447J1の如きマルテンサイト
系ステンレスが用いられる。
Next, a case where a laminated body is used as the heating elements 13 and 14 will be described. For example, as shown in FIG. 3, a heating element 30 in which a first metal plate 31 and a flat metal plate 32 bent in a zigzag mountain shape are alternately laminated to form a cylindrical laminated body as a whole is illustrated. The case where the heating elements 13 and 14 shown in FIG. 2 are used as examples will be described. As a material of the metal plates 31 and 32, a martensitic stainless steel such as SUS447J1 is used.

【0037】発熱体30は、図4に示すように、第1金
属板31の山(又は谷)33を中心軸34に対して角度
αだけ傾くように配設し、第2金属板32を挟んで隣り
合う第1金属板31の山(又は谷)33は交差するよう
に配設されている。そして、隣り合う第1金属板31に
おける山(又は谷)33の交差点において、第1金属板
31と第2金属板32とがスポット溶接で溶着され、電
気的に導通可能に接合されている。
As shown in FIG. 4, the heating element 30 is arranged such that the peak (or valley) 33 of the first metal plate 31 is inclined by an angle α with respect to the central axis 34, and the second metal plate 32 is The peaks (or valleys) 33 of the first metal plates 31 adjacent to each other are arranged so as to intersect. Then, at the intersection of the peaks (or valleys) 33 of the adjacent first metal plates 31, the first metal plate 31 and the second metal plate 32 are welded by spot welding and joined to be electrically conductive.

【0038】これで、最外周の第1金属板31と第2金
属板32との間には、角度αだけ傾いた第1小流路35
が形成され、次の第2金属板32と第1金属板31との
間は、角度−αだけ傾いた第2小流路36が形成され、
この第1小流路35と第2小流路36は角度2×αで交
差している。又第1金属板31や第2金属板32には、
水又は水蒸気の乱流を生じさせるための第3小流路とし
ての孔37が形成されている。更に、第1金属板31や
第2金属板32の表面は平滑でなく、梨地加工又はエン
ボス加工によって微小な凹凸38が施されている。この
凹凸38は山(又は谷)33の高さと比較して無視でき
る程度に小さい(図4参照)。
Thus, between the outermost first metal plate 31 and the second metal plate 32, the first small flow path 35 inclined by the angle α is provided.
Is formed, and a second small flow path 36 inclined by an angle -α is formed between the next second metal plate 32 and the first metal plate 31,
The first small flow path 35 and the second small flow path 36 intersect at an angle of 2 × α. In addition, the first metal plate 31 and the second metal plate 32
A hole 37 is formed as a third small channel for generating a turbulent flow of water or steam. Further, the surfaces of the first metal plate 31 and the second metal plate 32 are not smooth, and are provided with minute unevenness 38 by matte finish or embossing. The unevenness 38 is negligibly small compared to the height of the peak (or valley) 33 (see FIG. 4).

【0039】この発熱体30をパイプ17、18に挿入
し、コイル15、16に高周波電流を流して、発熱体3
0に高周波磁界を作用させると、磁力線を横切るように
斜めに配置された第1金属板31と第2金属板32の全
体に渦電流が生じ、発熱体30の全体が均一に発熱す
る。発熱体30は、各金属板31、32を形成するSU
S447J1等の磁気特性(キューリ点)で決まる温度
(600℃程度)まで発熱することが可能となる。
The heating element 30 is inserted into the pipes 17 and 18, and a high-frequency current is applied to the coils 15 and 16 so that the heating element 3
When a high-frequency magnetic field is applied to 0, an eddy current is generated in the entire first metal plate 31 and the second metal plate 32 which are obliquely arranged so as to cross the magnetic field lines, and the entire heating element 30 uniformly generates heat. The heating element 30 is formed of SU forming each of the metal plates 31 and 32.
It is possible to generate heat up to a temperature (about 600 ° C.) determined by magnetic characteristics (Curie point) such as S447J1.

【0040】又図4のように、発熱体30内で交差する
第1小流路35と第2小流路36で周辺と中央部との水
又は水蒸気の拡散が行われ、加えて第3小流路となる孔
37の存在によって、第1小流路35と第2小流路36
間の厚み方向の拡散も行われる。従って、各小流路3
5、36、37によって発熱体8の全体にわたる水又は
水蒸気のマクロ的な拡散、放散、揮散が生じると共に、
表面の微小な凹凸38によってミクロ的な拡散、放散、
揮散も生じる。この結果、発熱体30を通過する水又は
水蒸気は略均一な流れになって、第1金属板31及び第
2金属板32と水又は水蒸気との均一な接触機会が与え
られ、均一な加熱が確保される。
As shown in FIG. 4, water or steam is diffused between the peripheral portion and the central portion in the first small flow passage 35 and the second small flow passage 36 which intersect in the heating element 30. Due to the presence of the hole 37 serving as a small channel, the first small channel 35 and the second small channel 36
Diffusion in the thickness direction between them is also performed. Therefore, each small channel 3
5, 36, 37 cause macro diffusion, emission and volatilization of water or water vapor throughout the heating element 8, and
Microscopic diffusion, dissipation,
Volatilization also occurs. As a result, the water or steam passing through the heating element 30 becomes a substantially uniform flow, and a uniform opportunity of contact between the first metal plate 31 and the second metal plate 32 and the water or steam is given, and uniform heating is performed. Secured.

【0041】以上のように、積層体を用いた電磁誘導加
熱装置で水蒸気を過熱すると、水蒸気に電磁誘導による
磁場及び電場が高密度に作用し、出来た過熱水蒸気は活
性化されている可能性があり、このような過熱水蒸気を
ゴムの表面に作用させると、ゴムの表面の水滴を効率的
に散らすることができる。尚、水から水蒸気に加熱する
段階では、電磁誘導加熱によらなくても、通常のボイラ
ーや電熱ヒータを用いて水から水蒸気に加熱してもよ
い。
As described above, when steam is overheated by the electromagnetic induction heating device using the laminate, the magnetic field and electric field due to the electromagnetic induction act on the steam at high density, and the resulting superheated steam may be activated. When such superheated steam acts on the surface of the rubber, water droplets on the surface of the rubber can be efficiently dispersed. At the stage of heating from water to steam, heating from water to steam may be performed using a normal boiler or an electric heater without using electromagnetic induction heating.

【0042】尚、過熱水蒸気を用いた上記加硫方法は、
本実施形態に係る過熱水蒸気を用いた加硫方法の一例に
すぎないため、本実施形態に係る過熱水蒸気を用いた加
硫方法は上記方法に限定されるものではない。
The vulcanization method using superheated steam is as follows:
The vulcanization method using the superheated steam according to the present embodiment is only one example of the vulcanization method using the superheated steam according to the present embodiment, and is not limited to the above method.

【0043】次に、本実施形態に係る過熱水蒸気を用い
た加硫方法に使用できる加硫装置の他の例を図5に基づ
いて説明する。図1の加硫装置1と異なる点は、電磁誘
導加熱部12が循環ファン5の下流側(循環ファン5と
加硫炉3の間)に接続されている点である。図5に示す
加硫装置41は、図1に示す加硫装置1に比べて、加硫
炉3内の過熱水蒸気の温度条件を変更する場合でも、過
熱水蒸気の送風量を一定にし易く、加硫炉3内の風圧バ
ランスを取りやすい構造である。このため、加硫炉3内
の温度変更時におきる加硫炉3内への空気の入り込みを
少なくすることができる。尚、その他の点については、
図1に示す加硫装置1と同様であるので、説明を省略す
る。
Next, another example of a vulcanizing apparatus that can be used in the vulcanizing method using superheated steam according to the present embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the vulcanizing apparatus 1 of FIG. 1 is that the electromagnetic induction heating unit 12 is connected to the downstream side of the circulation fan 5 (between the circulation fan 5 and the vulcanizing furnace 3). The vulcanizing apparatus 41 shown in FIG. 5 can easily make the amount of superheated steam blow constant even when the temperature condition of the superheated steam in the vulcanizing furnace 3 is changed, as compared with the vulcanizing apparatus 1 shown in FIG. The structure is easy to balance the wind pressure in the sulfurizing furnace 3. For this reason, it is possible to reduce the entry of air into the vulcanizing furnace 3 when the temperature in the vulcanizing furnace 3 is changed. For other points,
Since it is the same as the vulcanizing apparatus 1 shown in FIG. 1, the description is omitted.

【0044】[0044]

【実施例】次に、本発明に係る過熱水蒸気を用いたゴム
の加硫方法を以下の条件の下に行った。
Next, a method for vulcanizing rubber using superheated steam according to the present invention was performed under the following conditions.

【0045】<実施例1>図1に示す加硫装置1を使用
した。加硫の対象となる生ゴムの成分は、表1に示す通
りである。表1の成分の生ゴム100g を加硫した。加
硫炉内に供給される過熱水蒸気の温度は240℃とし
た。ゴムに対する相対速度の垂直成分が4.0m/s とな
る風速で過熱水蒸気を生ゴムに作用させた。
Example 1 A vulcanizing apparatus 1 shown in FIG. 1 was used. The raw rubber components to be vulcanized are as shown in Table 1. 100 g of the raw rubber of the components shown in Table 1 were vulcanized. The temperature of the superheated steam supplied into the vulcanizing furnace was 240 ° C. Superheated steam was allowed to act on the raw rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative velocity to the rubber was 4.0 m / s.

【0046】[0046]

【表1】 [Table 1]

【0047】<実施例2>ゴムに対する相対速度の垂直
成分が1.7m/s となる風速で過熱水蒸気を生ゴムに作
用させた。その他の条件は、実施例1と同様である。
<Example 2> Superheated steam was allowed to act on the raw rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative speed with respect to the rubber was 1.7 m / s. Other conditions are the same as in the first embodiment.

【0048】<比較例1>ゴムに対する相対速度の垂直
成分が0.7m/s となる風速で過熱水蒸気を生ゴムに作
用させた。その他の条件は、実施例1、2と同様であ
る。
<Comparative Example 1> Superheated steam was allowed to act on raw rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative speed with respect to the rubber was 0.7 m / s. Other conditions are the same as those of the first and second embodiments.

【0049】<比較例2>過熱水蒸気に代えて、加熱空
気を使用した。その他の条件は、比較例1と同様であ
る。
<Comparative Example 2> In place of superheated steam, heated air was used. Other conditions are the same as in Comparative Example 1.

【0050】図6は、実施例1、実施例2、比較例1の
ゴムの昇温時間を示すグラフである。加硫当初、生ゴム
の温度は100℃以下であるため、生ゴムの表面で過熱
水蒸気は、熱を奪われ凝縮し、生ゴムの表面で水滴にな
る。比較例1の場合、この水滴が蒸発する際の潜熱によ
り、生ゴムの温度上昇は、一旦、100℃で停滞し、生
ゴムの温度は100℃以上に上昇するまでT2 時間要す
る。これに対して、実施例2の場合、過熱水蒸気は、生
ゴムに対する相対速度の垂直成分が1.7m/sとなる風
速で生ゴムに作用するため、生ゴム表面の水滴は発生し
ても直ぐに吹き飛ばされたり、均一に散らばる。このた
め、生ゴムの温度は、100℃以上に上昇するまでT2
時間より短いT1 時間しか要しない。また、実施例1の
場合、過熱水蒸気の生ゴムに対する相対速度の垂直成分
が4.0m/s となる風速で生ゴムに作用させるため、生
ゴム表面の水滴は実施例2の場合よりも直ぐに吹き飛ば
されたり、均一に散らばる。このため、生ゴムの温度
は、実線で示すように、ほとんど停滞せずに滑らかな昇
温曲線を描く。
FIG. 6 is a graph showing the temperature rise time of the rubbers of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1. At the beginning of the vulcanization, the temperature of the raw rubber is 100 ° C. or less, so that the superheated steam is deprived of heat on the surface of the raw rubber and condensed to form water droplets on the surface of the raw rubber. In the case of Comparative Example 1, the temperature rise of the raw rubber temporarily stops at 100 ° C. due to the latent heat when the water droplet evaporates, and it takes T 2 hours until the temperature of the raw rubber rises to 100 ° C. or higher. On the other hand, in the case of Example 2, the superheated steam acts on the raw rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative velocity with respect to the raw rubber is 1.7 m / s. Therefore, even if water droplets on the raw rubber surface are generated, they are immediately blown off. Or evenly scattered. For this reason, the temperature of the raw rubber is T 2 until it rises to 100 ° C. or more.
Requires only time shorter than T 1 hour. Further, in the case of Example 1, since the superheated steam acts on the raw rubber at a wind velocity at which the vertical component of the relative velocity to the raw rubber is 4.0 m / s, water droplets on the surface of the raw rubber are blown off more quickly than in the case of Example 2. Scatter evenly. For this reason, as shown by the solid line, the temperature of the raw rubber draws a smooth temperature rising curve with almost no stagnation.

【0051】このように、実施例1、2の如く生ゴムに
対する相対速度の垂直成分が1.0m/s となる風速で過
熱水蒸気を生ゴムに作用させると、比較例1に比べて、
生ゴムの昇温時間が早く、加硫時間を短縮することがで
きる。また、生ゴム表面の水滴を直ぐに吹き飛ばした
り、均一に散らせるため、加硫むらを無くし、生ゴムを
均一に加硫することができる。さらに、実施例1と実施
例2を比べた結果、ゴムが吹き飛ばない範囲で、過熱水
蒸気の生ゴムに対する相対速度の垂直成分を大きくする
と、一層、蒸気は、加硫時間を短縮できると共に、均一
に加硫できることが実証された。
As described above, when superheated steam is applied to the raw rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative speed to the raw rubber is 1.0 m / s as in Examples 1 and 2,
The temperature rise time of the raw rubber is fast, and the vulcanization time can be shortened. In addition, since water droplets on the surface of the raw rubber are immediately blown off or evenly dispersed, unevenness in vulcanization can be eliminated, and the raw rubber can be uniformly vulcanized. Furthermore, as a result of comparing Example 1 with Example 2, when the vertical component of the relative speed of the superheated steam to the raw rubber is increased within a range in which the rubber does not blow off, the steam can further shorten the vulcanization time and uniformly. It has been demonstrated that it can be vulcanized.

【0052】次に、実施例2と比較例2により加硫され
たゴムの性質を表2に基づいて説明する。
Next, the properties of the rubber vulcanized in Example 2 and Comparative Example 2 will be described with reference to Table 2.

【0053】[0053]

【表2】 [Table 2]

【0054】過熱水蒸気で加硫した実施例2では、ゴム
の引張り強さが1.7MPaであり、伸びが、190%
であり、圧縮永久歪みが20%であり、汚染性が無く、
耐候性(紫外線フェードメーター)については、割れが
無い。これに対して、加熱空気で加硫した比較例2で
は、ゴムの引張り強さが1.5MPaであり、伸びが、
180%であり、圧縮永久歪みが47%であり、汚染性
が有り、耐候性については、割れが有る。
In Example 2 in which the rubber was vulcanized with superheated steam, the tensile strength of the rubber was 1.7 MPa and the elongation was 190%.
, The compression set is 20%, there is no contamination,
There is no cracking in weather resistance (UV fade meter). On the other hand, in Comparative Example 2 vulcanized with heated air, the tensile strength of the rubber was 1.5 MPa and the elongation was
It is 180%, the compression set is 47%, there is contamination, and the weather resistance is cracked.

【0055】このように、過熱水蒸気で加硫したゴムの
方が加熱空気で加硫したゴムに比べて物性が良くなる。
この理由は、実施例の場合では、加硫炉内を過熱水蒸気
で飽和し、酸素を遮断した状態で加硫するため、比較例
2のようにゴムの表面で酸化劣化が起こらないからであ
る。また、上述のように、比較例2の場合より均一に加
硫できるためである。以上の理由から過熱水蒸気を用い
た実施例では、耐久性、耐候性、圧縮永久歪みに優れた
ゴムの加硫が可能になる。
As described above, rubber vulcanized with superheated steam has better physical properties than rubber vulcanized with heated air.
The reason for this is that, in the case of the example, since the inside of the vulcanization furnace is saturated with superheated steam and vulcanization is performed in a state where oxygen is shut off, oxidation deterioration does not occur on the rubber surface as in Comparative Example 2. . Further, as described above, the vulcanization can be performed more uniformly than in the case of Comparative Example 2. For the above reasons, in the embodiment using superheated steam, it becomes possible to vulcanize rubber excellent in durability, weather resistance and compression set.

【0056】次に、本発明に係る第2実施形態を説明す
る。ゴムの加硫前に、ゴムを予め100℃以上にする。
次に、ゴムを加硫する際の加硫の熱媒体として過熱水蒸
気を使用し、加硫炉内に過熱水蒸気を送風する。
Next, a second embodiment according to the present invention will be described. Before vulcanization of the rubber, the rubber is preheated to 100 ° C. or higher.
Next, superheated steam is used as a heat medium for vulcanization when the rubber is vulcanized, and the superheated steam is blown into the vulcanization furnace.

【0057】ゴムの表面に過熱水蒸気が当たると、ゴム
の表面は、加硫当初から既に100℃以上であるため、
過熱水蒸気は、ゴムの表面で凝縮せず、ゴムの表面で水
滴にならない。このため、ゴムの温度上昇は100℃で
停滞することなく、上昇する。このように、ゴムの表面
に過熱水蒸気を作用させながら所定時間経過すると、加
硫を終了する。尚、第2実施形態では、加硫前に予めゴ
ムを100℃以上にすることによって、ゴムの表面に水
滴が発生するのを防止する加硫方法であるため、第1実
施形態のように、ゴムに対する相対速度の垂直成分が少
なくとも1.0m/s 以上となる風速で過熱水蒸気をゴム
に作用させる必要はない。
When superheated steam hits the surface of the rubber, the surface of the rubber is already at 100 ° C. or more from the beginning of vulcanization.
The superheated steam does not condense on the surface of the rubber and does not become water droplets on the surface of the rubber. For this reason, the temperature rise of the rubber rises without stagnation at 100 ° C. As described above, when a predetermined time has elapsed while applying superheated steam to the surface of the rubber, vulcanization is terminated. In the second embodiment, since the rubber is heated to 100 ° C. or more before vulcanization to prevent water droplets from being generated on the surface of the rubber, the vulcanization method is performed as in the first embodiment. It is not necessary to apply superheated steam to the rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative velocity to the rubber is at least 1.0 m / s.

【0058】次に、本実施形態に係る過熱水蒸気を用い
た加硫方法に使用できる加硫装置の一例を図7に基づい
て説明する。図7(a)に示すように、加硫装置51
は、図1及び図5の加硫装置1、41の押出機2にシア
ヘッド2aを設けたものである。尚、その他の部分は、
加硫装置1、41と同一の構成であるので、説明を省略
する。
Next, an example of a vulcanizing apparatus that can be used in the vulcanizing method using superheated steam according to the present embodiment will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7A, the vulcanizing device 51
Is provided with a shear head 2a in the extruder 2 of the vulcanizing apparatuses 1 and 41 of FIGS. 1 and 5. In addition, other parts
Since the configuration is the same as that of the vulcanizing apparatuses 1 and 41, the description is omitted.

【0059】シアヘッド2aは、押出機2の出口付近に
取り付けられており、押出機から押し出されたゴムにせ
ん断応力をかけてゴムを100℃以上に発熱させるよう
になっている。
The shear head 2a is mounted near the outlet of the extruder 2, and applies shear stress to the rubber extruded from the extruder to generate heat at 100 ° C. or higher.

【0060】次に、上記の加硫装置51を用いた加硫方
法を図7に基づいて説明する。押出機2から生ゴムを押
し出しながら成形し、さらに、シアヘッド2aにてゴム
にせん断応力をかけてゴムを100℃以上に発熱させ
る。このように、100℃以上に発熱させたゴムを加硫
炉3に送り、過熱水蒸気を作用させて加硫する。
Next, a vulcanizing method using the above-described vulcanizing apparatus 51 will be described with reference to FIG. The raw rubber is molded while being extruded from the extruder 2, and the rubber is heated to 100 ° C. or higher by applying shear stress to the rubber by the shear head 2 a. In this way, the rubber heated to 100 ° C. or more is sent to the vulcanizing furnace 3 and vulcanized by the action of superheated steam.

【0061】ゴムの表面は、加硫当初から既に100℃
以上であるため、過熱水蒸気は、ゴムの表面で凝縮せ
ず、ゴムの表面で水滴にならない。このため、ゴムの温
度上昇は100℃で停滞することなく、上昇する。尚、
加硫前に予めゴムを100℃以上にする点以外は、加硫
装置1、41を用いた加硫方法と同様であるので説明を
省略する。
The surface of the rubber is already 100 ° C. from the beginning of vulcanization.
As described above, the superheated steam does not condense on the surface of the rubber and does not become water droplets on the surface of the rubber. For this reason, the temperature rise of the rubber rises without stagnation at 100 ° C. still,
Except that the temperature of the rubber is set to 100 ° C. or more before vulcanization, the method is the same as the vulcanization method using the vulcanizing apparatuses 1 and 41, and thus the description is omitted.

【0062】尚、加硫前に予め100℃以上にしておく
過熱水蒸気を用いた上記加硫方法は、本実施形態に係る
加硫方法の一例にすぎないため、本実施形態に係る加硫
前に予め100℃以上にしておく過熱水蒸気を用いた加
硫方法は上記方法に限定されるものではない。
Note that the above vulcanization method using superheated steam previously heated to 100 ° C. or higher before vulcanization is merely an example of the vulcanization method according to the present embodiment, The vulcanization method using superheated steam previously heated to 100 ° C. or higher is not limited to the above method.

【0063】次に、本実施形態に係る過熱水蒸気を用い
た加硫方法に使用できる加硫装置の他の例を図7(b)
に基づいて説明する。図7(b)に示す加硫装置61と
図7(a)に示す加硫装置51と異なる点は、シアヘッ
ド2aに代えて、予備炉62を設けた点である。尚、そ
の他の点については、図1及び図5に示す加硫装置1、
41と同様であるので、説明を省略する。
Next, another example of a vulcanizing apparatus that can be used in the vulcanizing method using superheated steam according to the present embodiment is shown in FIG.
It will be described based on. The difference between the vulcanizer 61 shown in FIG. 7B and the vulcanizer 51 shown in FIG. 7A is that a preliminary furnace 62 is provided instead of the shear head 2a. In other respects, the vulcanizing apparatus 1 shown in FIGS.
Since it is the same as 41, the description is omitted.

【0064】予備炉62は、押出機2と加硫炉3の間に
設けられており、押出機から押し出されたゴムを100
℃以上に加熱するようになっている。予備炉62の加熱
方法としては、熱風、流動床加熱、熱蒸気、マイクロ波
加熱、近赤外線、遠赤外線、誘導加熱等いずれでもよ
い。
The pre-furnace 62 is provided between the extruder 2 and the vulcanizing furnace 3, and is used to reduce the rubber extruded from the extruder by 100%.
It is designed to be heated above ℃. As a method for heating the preliminary furnace 62, any of hot air, fluidized bed heating, hot steam, microwave heating, near infrared, far infrared, and induction heating may be used.

【0065】また、本実施形態に係る過熱水蒸気を用い
た加硫方法に使用できる加硫装置の他の例として、図1
及び図5に示す加硫装置1、41の押出機2の押し出し
条件を、押し出されたゴムが100℃以上になるように
調整することによってもよい。例えば、押出圧力を調整
したり、押出機2のバレルやスクリューやヘッド等の構
造を調整することにより押し出し条件を調整する。
FIG. 1 shows another example of a vulcanizing apparatus that can be used in the vulcanizing method using superheated steam according to the present embodiment.
Alternatively, the extrusion conditions of the extruder 2 of the vulcanizing apparatuses 1 and 41 shown in FIG. 5 may be adjusted so that the extruded rubber has a temperature of 100 ° C. or higher. For example, the extrusion conditions are adjusted by adjusting the extrusion pressure or the structure of the barrel, screw, head, and the like of the extruder 2.

【0066】尚、第1実施形態に係る加硫装置1、41
又は第2実施形態に係る加硫装置51、61の加硫炉3
内において、ノズル等から過熱水蒸気をシャワーのよう
にゴムの表面に吹きつけると、ゴムの表面の油分、各種
加硫促進剤の反応生成物を効果的に揮発させることがで
きる。また、スポンジゴムを加硫する場合、ノズル等か
ら過熱水蒸気をスポンジゴムの表面に吹きつけてスポン
ジゴムを部分的に加熱すると、スポンジゴムの連続押出
加硫の際に発生するカール現象を制御することが可能に
なる。
The vulcanizing apparatuses 1 and 41 according to the first embodiment
Alternatively, the vulcanizing furnace 3 of the vulcanizing apparatuses 51 and 61 according to the second embodiment
Inside, when superheated steam is sprayed from a nozzle or the like onto the rubber surface like a shower, oil on the rubber surface and reaction products of various vulcanization accelerators can be effectively volatilized. In addition, when vulcanizing sponge rubber, when superheated steam is sprayed from a nozzle or the like onto the surface of the sponge rubber to partially heat the sponge rubber, the curl phenomenon generated during continuous extrusion vulcanization of the sponge rubber is controlled. It becomes possible.

【0067】[0067]

【発明の効果】請求項1、請求項3乃至請求項5記載の
発明は、ゴムに対する相対速度の垂直成分が少なくとも
1.0m/s 以上となる風速で過熱水蒸気をゴムに作用さ
せ、過熱水蒸気が凝縮して発生した水滴を吹き飛ばした
り、均一に散らばらせる。このように、過熱水蒸気が凝
縮して発生した水滴を吹き飛ばしたり、均一に散らばら
せるため、ゴムの表面に発生した水滴が過熱水蒸気の熱
により蒸発するまでゴムの表面に存在しつづける状態を
無くすことができる。このため、ゴムの温度上昇が10
0℃で停滞する時間を大幅に短縮できるため、ゴムの昇
温速度を上げることができ、短時間で加硫できるという
効果を奏する。また、水滴が吹き飛ばされたり、均一に
散らばるため、ゴムを均一に加硫できるという効果を奏
する。
According to the present invention, the superheated steam is applied to the rubber at a wind speed at which the vertical component of the relative velocity with respect to the rubber is at least 1.0 m / s or more. Blows out the water droplets generated by the condensation or evenly scatters. In this way, in order to blow off water droplets generated by condensation of superheated steam or to uniformly scatter the water droplets, there is no need for water droplets generated on the rubber surface to remain on the rubber surface until the heat of the superheated steam evaporates. be able to. Therefore, the temperature rise of the rubber is 10
Since the stagnation time at 0 ° C. can be greatly reduced, the rate of temperature rise of the rubber can be increased, and vulcanization can be performed in a short time. In addition, since the water droplets are blown off or evenly dispersed, the rubber can be vulcanized uniformly.

【0068】請求項2乃至請求項5記載の発明は、加硫
前のゴムを予め100℃以上にしておくため、ゴムの温
度上昇は100℃で停滞することなく、上昇する。この
結果、ゴムの昇温速度を上げることができ、短時間で加
硫できるという効果を奏する。また、水滴が発生しない
ため、ゴムを均一に加硫できるという効果を奏する。
According to the second to fifth aspects of the present invention, since the temperature of the rubber before vulcanization is 100 ° C. or more in advance, the temperature of the rubber rises without stagnation at 100 ° C. As a result, the rate of raising the temperature of the rubber can be increased, and the effect of vulcanization in a short time is achieved. Further, since no water droplets are generated, there is an effect that the rubber can be uniformly vulcanized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】第1実施形態に係る過熱水蒸気を用いたゴムの
加硫方法に使用される加硫装置の概要を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating an outline of a vulcanizing apparatus used in a method for vulcanizing rubber using superheated steam according to a first embodiment.

【図2】電磁誘導加熱装置を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an electromagnetic induction heating device.

【図3】積層体を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a laminate.

【図4】積層体を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a laminate.

【図5】第1実施形態に係る過熱水蒸気を用いたゴムの
加硫方法に使用される加硫装置の他の例を説明する図で
ある。
FIG. 5 is a diagram illustrating another example of a vulcanizing apparatus used in the method for vulcanizing rubber using superheated steam according to the first embodiment.

【図6】ゴムの温度と加硫時間の関係を示すグラフであ
る。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between rubber temperature and vulcanization time.

【図7】第2実施形態に係る過熱水蒸気を用いたゴムの
加硫方法に使用される加硫装置を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a vulcanizing apparatus used in a method for vulcanizing rubber using superheated steam according to a second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加硫装置 2 押出機 3 加硫炉 4 引取機 5 循環ファン 6 過熱水蒸気発生部 7 排気ファン 8 有害物質除去機 10 電磁誘導加熱装置 11、12 電磁誘導加熱部 REFERENCE SIGNS LIST 1 vulcanizing device 2 extruder 3 vulcanizing furnace 4 take-off device 5 circulation fan 6 superheated steam generator 7 exhaust fan 8 harmful substance removing machine 10 electromagnetic induction heating device 11, 12 electromagnetic induction heating unit

フロントページの続き (72)発明者 今野 博之 広島県広島市西区三篠町2丁目2番8号 西川ゴム工業株式会社内 (72)発明者 川村 泰三 大阪府茨木市美沢町19番21号 株式会社瀬 田技研内 (72)発明者 内堀 義隆 大阪府茨木市美沢町19番21号 株式会社瀬 田技研内 Fターム(参考) 4F203 AA45 AK01 AK11 AR06 AR08 DA11 DB01 DC04 DD01 DD10 DH06 DJ01 DL03 DM16 Continuing from the front page (72) Inventor Hiroyuki Konno 2-2-2, Mishino-cho, Nishi-ku, Hiroshima-shi, Hiroshima Nishikawa Rubber Industries Co., Ltd. (72) Inventor Taizo Kawamura 19-21 Misawa-cho, Ibaraki-shi, Osaka Se Co., Ltd. In-house (72) Inventor Yoshitaka Uchihori 19-21, Misawa-cho, Ibaraki-shi, Osaka F-term (reference) 4F203 AA45 AK01 AK11 AR06 AR08 DA11 DB01 DC04 DD01 DD10 DH06 DJ01 DL03 DM16

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゴムを加硫する際の加硫の熱媒体として
過熱水蒸気を使用し、前記過熱水蒸気の前記ゴムに対す
る相対速度の垂直成分が少なくとも1.0m/s 以上とな
る風速で前記過熱水蒸気をゴムに作用させる過熱水蒸気
を用いたゴムの加硫方法。
1. A superheated steam is used as a heat medium for vulcanization when vulcanizing rubber, and the superheated steam is heated at a wind speed at which a vertical component of a relative speed of the superheated steam to the rubber is at least 1.0 m / s or more. A method of vulcanizing rubber using superheated steam in which steam acts on rubber.
【請求項2】 ゴムを加硫する際の加硫の熱媒体として
過熱水蒸気を使用し、前記加硫前に、前記ゴムを予め1
00℃以上にしておく過熱水蒸気を用いたゴムの加硫方
法。
2. Using superheated steam as a heat medium for vulcanization when vulcanizing the rubber, and before vulcanization, the rubber is preliminarily immersed in the rubber.
A method of vulcanizing rubber using superheated steam kept at 00 ° C or higher.
【請求項3】 前記過熱水蒸気は、電磁誘導加熱により
水蒸気を過熱して得られる過熱水蒸気である請求項1又
は請求項2記載の過熱水蒸気を用いたゴムの加硫方法。
3. The method for vulcanizing rubber using superheated steam according to claim 1, wherein the superheated steam is superheated steam obtained by heating steam by electromagnetic induction heating.
【請求項4】 前記過熱水蒸気は、多数の板を積層して
通路を形成した積層体を電磁誘導加熱し、この加熱され
た積層体の通路に水蒸気を流して過熱することにより得
られる請求項3記載の過熱水蒸気を用いたゴムの加硫方
法。
4. The superheated steam is obtained by electromagnetically heating a laminated body in which a passage is formed by laminating a number of plates, and flowing steam to the heated passage of the laminated body to overheat. 3. A method for vulcanizing rubber using superheated steam according to 3.
【請求項5】 前記ゴムの全体又は一部に前記過熱水蒸
気を吹きつける工程を含む請求項1乃至請求項4のいず
れかに記載の前記過熱水蒸気を用いたゴムの加硫方法。
5. The method for vulcanizing rubber using superheated steam according to claim 1, comprising a step of spraying the superheated steam on the whole or a part of the rubber.
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