JP2012086424A

JP2012086424A - ゴムベールの製造方法

Info

Publication number: JP2012086424A
Application number: JP2010234217A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Domon; 佑輔土門; Ryuichi Mitobe; 竜一三戸部; Katsuhiko Mizuno; 克彦水野
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-10-19
Filing date: 2010-10-19
Publication date: 2012-05-10
Also published as: CN102452137A; SG180100A1; TW201236841A

Abstract

【課題】合成ゴムを押出機で溶融・混練し、押し出したゴムを切断してペレットを製造し、該ペレットを圧縮成形してベール形状の安定性に優れたゴムベールを製造する方法を提供する。
【解決手段】押出ダイが取り付けられた押出機にてゴムを溶融・混練し、
押出ダイから溶融状態のゴムを押し出し、押し出されたゴムを切断してペレットを製造し、ペレットを冷却水中にて冷却時間５秒以上２０秒以下の間冷却し、冷却水とペレットを分離し、５℃以上４０℃以下の気流下でペレットを乾燥処理し、
ペレットを所望量計量し、計量したペレットの分離後平均経過時間が３０秒以上１００秒以下の間で、計量したペレットを圧縮成形する。
【選択図】なし

Description

本発明は、ゴムベールの製造方法に関するものである。

スチレン・ブタジエンゴムやエチレン・プロピレン・ジエンゴムなどの合成ゴムは、ベールの形体で出荷されることが多い。ここでいうベールとは、ゴムを略直方体形状に圧縮成形したものである。

合成ゴムのベールを製造する方法として、例えば、特許文献１には、エチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン重合体ゴムとポリオレフィン樹脂とを押出機に供給して溶融・混練し、押出機から押出しダイを通じて押し出されたゴム組成物を回転刃で連続的に切断してペレットを製造し、該ペレットを６０℃〜１００℃の輸送水で輸送し、次いで輸送されたペレットを圧縮成形することによりベールを製造する方法が開示されている。

特開平１１−９０９２６

しかし、上記の方法では、輸送水を分離した後に直ちに圧縮成形を行うため、ペレット表面の水分によってペレット間の融着強度が低下して、保管中にベールの形状が変化することなどがあり、ベール形状の安定性において十分満足のいくものではなかった。

かかる状況のもと、本発明が解決しようとする課題は、スチレン・ブタジエンゴムなどの合成ゴムを押出機で溶融・混練し、押し出したゴムを切断してペレットを製造し、ペレットを圧縮成形して、ベール形状の安定性に優れたゴムベールを製造する方法を提供する点に存するものである。

本発明は、押出ダイが取り付けられた押出機にてゴムを溶融・混練し、押出ダイから溶融状態のゴムを押し出し、押し出されたゴムを切断してペレットを製造し、ペレットを冷却水中にて冷却時間５秒以上２０秒以下の間冷却し、冷却水とペレットを分離し、５℃以上４０℃以下の気流下でペレットを乾燥処理し、ペレットを所望量計量し、計量したペレットの分離後平均経過時間が３０秒以上１００秒以下の間で、計量したペレットを圧縮成形するゴムベールの製造方法に係るものである。

本発明によれば、スチレン・ブタジエンゴムなどの合成ゴムを押出機で溶融・混練し、押し出したゴムを切断してペレットを製造し、ペレットを圧縮成形してベール形状の安定性に優れたゴムベールを製造する方法を提供することができる。

本発明におけるプロセス形態の一例を示した概略図である。本発明におけるプロセス形態の別の例を示した概略図である。

本発明に係るゴムとして、芳香族ビニル化合物・共役ジエン共重合体ゴム、共役ジエン重合体ゴム、及びエチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴム等が挙げられる。芳香族ビニル化合物・共役ジエン共重合体ゴムとしては、スチレン・ブタジエン共重合体ゴムが挙げられる。共役ジエン重合体ゴムとしては、ポリブタジエンゴム、ポリイソプレンゴム、ポリクロロプレンゴムが挙げられる。エチレン・α−オレフィン・非共役ジエン共重合体ゴムとしては、エチレン・プロピレン・エチリデンノルボルネン共重合体ゴム、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン共重合体ゴムが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、２種類以上をブレンドしてもよい。また、ゴムとしての性質を損なわない範囲で上記以外のゴム、樹脂、安定剤等の添加剤を添加してもよい。

上記重合体を製造する方法として、溶液重合法、塊状重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法を用いることができる。

ゴムは押出ダイの取り付けられた押出機に供給され、溶融・混練される。押出機に供給するゴムの形態としては、パウダー、ペレット、クラムを挙げることができる。このほかに、溶液重合によりゴムを製造した場合、溶媒を含んだ状態のゴムを押出機に供給し、溶融・混練と脱揮を同時に行うこともできる。また、水分を含んだ状態のゴムを押出機に供給し、溶融・混練と脱水を同時に行うこともできる。

押出機としては、混練性能を向上させるために、二軸押出機が好ましい。二軸押出機を用いる場合、スクリュー回転方向は、異方向、同方向のいずれであってもよい。また、タンデム押出機を用いてもよい。溶媒に溶解した状態のゴムを供給する場合、押出機にベントを設け、そこから脱揮を行う。また、必要に応じて、ギアポンプを設けることもできる。

ゴムを押出機にて溶融・混練した後、押出ダイから溶融状態のゴムを押し出し、押し出されたゴムを切断してペレットを製造し、ペレットを冷却水中で冷却する。ペレットを製造し冷却する方法として、いわゆるアンダーウォーターカット方式、すなわち押出ダイを通じて溶融状態のゴムを押し出し切断した後、直ちに冷却水中で冷却を行う方法が好ましい。

ベール製造時のペレットの表面温度を一定以上とすることでペレット間の融着強度をより高くし、ベール形状の安定性を向上させるため、押出ダイを通じて押し出す際のゴムの温度は、好ましくは１００℃以上、より好ましくは１１０℃以上、さらに好ましくは１２０℃以上とする。また、保管後のベール間の接着力を低減して、ベールを収納した箱からベールを取り出す際のベールの取り出し性を高めるために、あるいは、乾燥工程や計量工程でペレット同士が互着することによって起きる配管詰まり等のプロセストラブルをより低減するために、押し出す際のゴムの温度は、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１５０℃以下、さらに好ましくは１４０℃以下とする。

また、ベール製造時のペレットの表面温度を一定以上とすることでペレット間の融着強度をより高くし、ベール形状の安定性を向上させるために、製造するペレットの１個あたりの質量は、好ましくは０．３ｇ以上、より好ましくは０．４ｇ以上とする。また、保管後のベール間の接着力を低減して、ベールを収納した箱からベールを取り出す際のベールの取り出し性を高めるために、あるいは、乾燥工程や計量工程でペレット同士が互着することによって起きる配管詰まり等のプロセストラブルをより低減するために、ペレットの１個あたりの質量は好ましくは０．７ｇ以下、より好ましくは０．６ｇ以下とする。ペレットの１個あたりの質量を調整する方法としては、回転刃の回転速度を変化させる等の方法を挙げることができる。

得られたペレットを冷却水中で冷却を行い、その後ペレットと冷却水を分離する。ペレットが切断されてから冷却水と分離するまでの冷却時間は２０秒以下とする。冷却時間が長すぎると、ペレットが過剰に冷却されてしまうため、ベール製造後のペレット間の融着強度が低下し、ベール形状の安定性が低下する。さらに、ベール形状の安定性を一層向上させるためには、該冷却時間は１８秒以下であることが好ましく、１５秒以下であることがより好ましい。また、保管後のベール間の接着力を低減して、ベールを収納した箱からベールを取り出す際のベールの取り出し性を高めるために、あるいは、乾燥工程や計量工程でペレット同士が互着することによって起きる配管詰まり等のプロセストラブルを低減するために、該冷却時間は５秒以上であることが好ましく、７秒以上であることがより好ましく、１０秒以上であることがさらに好ましい。

また、ベール製造時のペレット表面温度を一定以上とすることで、ペレット間の融着強度をより高くし、ベール形状の安定性を一層向上させるためには、冷却水の温度は１０℃以上であることが好ましく、２０℃以上であることがより好ましい。また、ベール間の接着力が強くなることによる、保管後のベール間の接着力を低減して、ベールを収納した箱からベールを取り出す際のベールの取り出し性を高めるために、あるいは、乾燥工程や計量工程でペレット同士が互着することによって起きる配管詰まり等のプロセストラブルをより低減するために、冷却温度は４０℃以下であることが好ましく、３５℃以下であることがより好ましい。

冷却水中で冷却されている間、ペレットは静置されていても、動いていてもよい。ペレットが静置されている状態としては、冷却水槽の内部で滞留している状態を挙げることができる。また、ペレットが動いている状態としては、流通する冷却水に同伴されて配管中を搬送されている状態を挙げることができる。

ペレットと冷却水を分離する方法としては、ふるいによる分離や、遠心分離等、公知の方法を用いることができる。

分離後、気流下でペレットを乾燥処理する。気流の温度は５℃以上４０℃以下とする。気流の温度が低すぎると、ペレットが過剰に冷却され、ベール製造後のペレット間の融着強度が低下し、ベール形状の安定性が低下する。ベール形状の安定性を一層向上させるためには、該気流温度は１０℃以上が好ましい。また、気流の温度が高すぎると、ペレットの冷却が不十分となり、ベールを収納した箱からベールを取り出す際のベールの取り出し性が低下することがあり、またペレットの乾燥工程やペレットの計量工程においてペレット同士が互着し、配管の詰まり等のプロセストラブルが起きる可能性が高くなる。また、ベールを収納した箱からベールを取り出す際のベールの取り出し性を高めるために、および乾燥工程や計量工程でペレット同士が互着することによって起きる配管詰まり等のプロセストラブルを一層低減するためには、該気流温度は３５℃以下が好ましい。

乾燥処理の方法としては、送風乾燥機の内部において空気をペレットに吹き付ける方法や、配管内に気体を流通させ、配管内を流れる気体によって、配管内でペレットを流動させる方法を挙げることができる。

気流下でペレットを乾燥した後、ペレットを所望量計量し、計量したペレットの分離後平均経過時間が３０秒以上１００秒以下の間で、計量したペレットを圧縮成形し、ゴムベールを製造する。該経過時間が長すぎると、ペレットが過剰に冷却され、ベール製造後のペレット間の融着強度が低下し、ベール形状の安定性が低下する。該経過時間は９０秒以下が好ましく、８０秒以下がより好ましい。また、該経過時間が短すぎると、ペレット内部の熱が十分にペレット表面に拡散しないために、ベール製造時のペレット表面温度が高くならず、ペレット間の融着強度が低下し、ベール形状の安定性が低下する。該経過時間は４５秒以上が好ましく、６０秒以上がより好ましい。成形圧力は５０ｋｇ／ｃｍ²〜１５０ｋｇ／ｃｍ²であることが好ましく、成形時間は５秒〜２０秒が好ましい。

ここで、計量したペレットの分離後平均経過時間とは、ペレットが分離装置にて冷却水と分離されてから、圧縮成形されてベールにされるまでに経過する時間を、圧縮成形に供するペレットの全体について平均したものである。ペレットが分離されてから圧縮成形されるまでに複数の工程が有る場合、該経過時間は前記の各工程におけるペレットの滞留時間をそれぞれ求め、これらの滞留時間を足し合わせることで得られる。例えば、輸送工程における滞留時間は、ペレットの移動速度から求めることができる。また、計重工程における滞留時間は、成形サイクル時間とペレット供給速度から求めることができる。

成形の際、所望のベールよりも大きなベールを成形し、これをさらに切断加工することにより、所望のベールを得てもよい。また、ベールの表面を保護するため、成形したベールの表面をフィルムで包装してもよい。

本発明によって製造されたゴムベールは、自動車用タイヤやシール材等の様々な用途に好適に使用することができる。

本発明によって製造されたゴムベールは形状安定性に優れる。さらに、乾燥工程、計量工程でのプロセス上のトラブルが起きにくい。また、本発明の好適な方法としては、ペレットの圧縮成形の前に、ペレットを加熱する工程を有さない方法であり、当該方法は、経済性に優れる。

本発明におけるプロセス形態の一例の概略を図１に示す。原料となるゴムを押出機（１）に供給し、穴の開いたダイを通じて押し出し、ペレタイザー（２）中で切断および冷却してペレットとする。製造されたペレットは直ちにペレタイザーから排出され、冷却水に同伴されて配管（９）中を分離装置（３）まで搬送される。分離装置において冷却水から分離されたペレットは、送風乾燥機（４）内を通過し、圧縮成形機（５）においてベールに成形される。

また、本発明におけるプロセス形態の別の例の概略を図２に示す。原料が押出機（１）に供給されてから、ペレットが分離装置（３）に搬送されるまでは図１と同じである。分離装置（３）から排出されたペレットは、空気と接触した状態で、垂直配管（１２）中を落下した後、ブロアー（６）により送り出された空気に同伴されて配管（１３）中を搬送され、サイクロン（７）および垂直配管（１４）を経て圧縮成形機（５）に至り、ベールに成形される。

実施例１
スチレン・ブタジエン重合体ゴムを押出機に供給し、回転するカッター刃を用いて切断し、冷却水にて冷却することにより、ペレットとした。ダイにおける溶融ゴムの温度が１３０℃となるように押出機シリンダーの温度を調整した。冷却水の水温は約３０℃とした。製造されたペレットを１０個取り出して、１個あたりの質量の平均値を求めたところ、０．４３ｇであった。

得られたペレットを直ちにペレタイザーから排出し、配管を流れる冷却水に同伴させて、分離装置まで搬送した。ゴムが切断されてから分離装置に流入するまでの冷却時間は約１４秒であった。

分離装置に流入したペレットを直ちに冷却水と分離し、配管内を流れる３０℃の空気によって、配管内でペレットを流動させ、その後、所定量計量した。計量したペレットの分離後平均経過時間６７秒で計量したペレットを圧縮成形し、ゴムベールとした。成形圧力は１５０ｋｇ／ｃｍ²、成形時間は１０秒であった。成形されたベールの形状安定性は良好であった。また、乾燥工程と、ペレットの計量工程のいずれにおいても、配管の詰まり等のプロセストラブルは起きなかった。

１・・・押出機
２・・・ペレタイザー
３・・・分離装置
４・・・送風乾燥機
５・・・圧縮成形機
６・・・ブロアー
７・・・サイクロン
８・・・ロータリーバルブ
９〜１４・・・配管

Claims

押出ダイが取り付けられた押出機にてゴムを溶融・混練し、
押出ダイから溶融状態のゴムを押し出し、
押し出されたゴムを切断してペレットを製造し、
ペレットを冷却水中にて冷却時間５秒以上２０秒以下の間冷却し、
冷却水とペレットを分離し、
５℃以上４０℃以下の気流下でペレットを乾燥処理し、
ペレットを所望量計量し、
計量したペレットの分離後平均経過時間が３０秒以上１００秒以下の間で、
計量したペレットを圧縮成形するゴムベールの製造方法。
ペレットの１個あたりの質量が０．３ｇ以上０．７ｇ以下である請求項１に記載のゴムベールの製造方法。
ゴムが芳香族ビニル化合物・共役ジエン共重合体ゴムまたは共役ジエン重合体ゴムである請求項１または２記載のゴムベールの製造方法。