JP2564701B2 - 有機繊維充填剤をｓｂｒ中に混合するための予備凝固方法 - Google Patents
有機繊維充填剤をｓｂｒ中に混合するための予備凝固方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は繊維状の充填剤をスチレンブタジエンゴム中
に混合するための方法に関する。
に混合するための方法に関する。
繊維状の充填剤は、ポリマーから製造される製品に追
加的強度を与え、動力伝達ベルトのような製品に対して
良好な表面接触特性を与え、そして低価格の充填剤とし
て作用させることによってコンパウンドのコスト低減を
行う目的のため、プラスチックおよびエラストマー中に
混合されて来ている。繊維状の充填剤は、ポリマーを加
熱しそれを軟化させ混練り機上または内部混合機中でポ
リマーと充填剤を完全に混合することによってプラスチ
ックおよびエラストマー類に添加されている。この工程
は、繊維を特定のエラストマー中に混合する場合の本質
的障害を有している。エラストマー中に繊維を混合する
ことの必要性は、エラストマーから製造される商品、例
えば動力伝達ベルト、タイヤなどの多くの使用に関して
急がれている。製造者によって商業的規模で現在用いら
れている工程は固体状の未硬化エラストマーと繊維状充
填剤とのバンバリーミキサー中もしくはゴム混練り機上
での混合である。混合は約５〜10分間継続する。その時
間後、実質的な時間、混合を中止する必要がある、何故
ならば、該エラストマーが過熱され、混合を継続すると
エラストマーを劣化させ、結果としてエラストマーの重
要な特性を実質的に低下させそして／またはストックに
焼けを生じさせるからである。エラストマーおよび繊維
の混合物が過熱した場合、混合を継続する前にそれを冷
却しなければならない。熱が蓄積するため、エラストマ
ー中に充填剤を混合するための混練りおよび冷却からな
るこの工程は、６回に渡る繰り返しを必要とする。更
に、ゴムを連続的に生産する場合、適切な混合物が得ら
れる前に異常な焼けを有する製品を生じ、特に冷却能力
が制限されている商業的規模の混合機によるアラミド繊
維を用いた時に生じ得る。従来技術の方法による繊維状
充填剤のエラストマーへの混合は、エネルギー集中型で
あり、そして製造者が繊維を混合するとき長時間を必要
とするため高価である。本発明は、安価であり容易に実
行され、所定のコンパウンドの品質を達成するために必
要な分散的な仕事を減少させるところの、有機繊維状充
填剤をスチレンブタジエンゴム中に混合するための方法
を提供するものである。
加的強度を与え、動力伝達ベルトのような製品に対して
良好な表面接触特性を与え、そして低価格の充填剤とし
て作用させることによってコンパウンドのコスト低減を
行う目的のため、プラスチックおよびエラストマー中に
混合されて来ている。繊維状の充填剤は、ポリマーを加
熱しそれを軟化させ混練り機上または内部混合機中でポ
リマーと充填剤を完全に混合することによってプラスチ
ックおよびエラストマー類に添加されている。この工程
は、繊維を特定のエラストマー中に混合する場合の本質
的障害を有している。エラストマー中に繊維を混合する
ことの必要性は、エラストマーから製造される商品、例
えば動力伝達ベルト、タイヤなどの多くの使用に関して
急がれている。製造者によって商業的規模で現在用いら
れている工程は固体状の未硬化エラストマーと繊維状充
填剤とのバンバリーミキサー中もしくはゴム混練り機上
での混合である。混合は約５〜10分間継続する。その時
間後、実質的な時間、混合を中止する必要がある、何故
ならば、該エラストマーが過熱され、混合を継続すると
エラストマーを劣化させ、結果としてエラストマーの重
要な特性を実質的に低下させそして／またはストックに
焼けを生じさせるからである。エラストマーおよび繊維
の混合物が過熱した場合、混合を継続する前にそれを冷
却しなければならない。熱が蓄積するため、エラストマ
ー中に充填剤を混合するための混練りおよび冷却からな
るこの工程は、６回に渡る繰り返しを必要とする。更
に、ゴムを連続的に生産する場合、適切な混合物が得ら
れる前に異常な焼けを有する製品を生じ、特に冷却能力
が制限されている商業的規模の混合機によるアラミド繊
維を用いた時に生じ得る。従来技術の方法による繊維状
充填剤のエラストマーへの混合は、エネルギー集中型で
あり、そして製造者が繊維を混合するとき長時間を必要
とするため高価である。本発明は、安価であり容易に実
行され、所定のコンパウンドの品質を達成するために必
要な分散的な仕事を減少させるところの、有機繊維状充
填剤をスチレンブタジエンゴム中に混合するための方法
を提供するものである。
発明の要約 本発明は、 （ａ）スチレンブタジエンゴムラテックス、スチレンブ
タンジエンゴム100部当たり約１〜400重量部の有機繊維
充填剤、およびスチレンブタジエンゴムラテックス用凝
固剤を混合して凝固させた、繊維が充填されたゴムを生
成させ、 （ｂ）この凝固させた、繊維が充填されたスチレンブタ
ジエンゴムを、脱水押し出し機に送り込みそして、押し
出し機の流量制限部の上流に備えられたベントから該凝
固スチレンブタジエンゴム中に存在する水が押し出され
るのに充分な背圧を与える押し出し機中の流量制限部を
通して送り込み、そして （ｃ）該有機繊維が充填された凝固スチレンブタジエン
ゴムを押し出し機から吐出させること、 からなる、スチレンブタジエンゴム中に繊維状の充填剤
を混合するための方法を意図したものである。得られる
繊維を充填させたスチレンブタジエンゴムは動力伝達ベ
ルト、コンベアベルト、またはタイヤの製造用として有
益である。
タンジエンゴム100部当たり約１〜400重量部の有機繊維
充填剤、およびスチレンブタジエンゴムラテックス用凝
固剤を混合して凝固させた、繊維が充填されたゴムを生
成させ、 （ｂ）この凝固させた、繊維が充填されたスチレンブタ
ジエンゴムを、脱水押し出し機に送り込みそして、押し
出し機の流量制限部の上流に備えられたベントから該凝
固スチレンブタジエンゴム中に存在する水が押し出され
るのに充分な背圧を与える押し出し機中の流量制限部を
通して送り込み、そして （ｃ）該有機繊維が充填された凝固スチレンブタジエン
ゴムを押し出し機から吐出させること、 からなる、スチレンブタジエンゴム中に繊維状の充填剤
を混合するための方法を意図したものである。得られる
繊維を充填させたスチレンブタジエンゴムは動力伝達ベ
ルト、コンベアベルト、またはタイヤの製造用として有
益である。
図の簡単な記述 図１は、本発明に従う方法で用いられる脱水押し出し
機の図式的な部分的側断面図である。
機の図式的な部分的側断面図である。
図２は、脱水押し出しスクリューの簡単な上断面図で
あり、それらのフライトの配列を示している。
あり、それらのフライトの配列を示している。
図３は、大気圧以下の領域およびポリマー除去領域を
追加的に有する図１および図２中に示される脱水押し出
し機の修正された具体例である。
追加的に有する図１および図２中に示される脱水押し出
し機の修正された具体例である。
本発明の詳細な記述 本発明の方法で用いられるスチレンブタジエンゴム
（SBR）はラテックスの形状でなくてはならない。一般
に、該ラテックスは約10〜80％、通常約35〜75％の固体
含有量を有する。通常の乳化剤は重合に先立ってモノマ
ーと混合される。該ラテックス粒子は乳化剤、例えばロ
ジン石鹸類、によって保護されたSBRの凝集体からなっ
ており、これらは粒子状の表面に吸収される。
（SBR）はラテックスの形状でなくてはならない。一般
に、該ラテックスは約10〜80％、通常約35〜75％の固体
含有量を有する。通常の乳化剤は重合に先立ってモノマ
ーと混合される。該ラテックス粒子は乳化剤、例えばロ
ジン石鹸類、によって保護されたSBRの凝集体からなっ
ており、これらは粒子状の表面に吸収される。
スチレン／ブタジエンゴムラテックス類は本技術にお
いて良く知られている。これらのエラストマーラテック
ス類は、一般に、60〜75重量部のブタジエン、25〜40重
量部のスチレン、１〜５重量部の乳化剤、0.1〜1.0重量
部の重合触媒、0.1〜1.0重量部の改質剤および100〜300
重量部の水からなるエマルジョンを40℃から60℃で重合
させることによって製造される。
いて良く知られている。これらのエラストマーラテック
ス類は、一般に、60〜75重量部のブタジエン、25〜40重
量部のスチレン、１〜５重量部の乳化剤、0.1〜1.0重量
部の重合触媒、0.1〜1.0重量部の改質剤および100〜300
重量部の水からなるエマルジョンを40℃から60℃で重合
させることによって製造される。
SBR中に混合される有機繊維状充填剤は、綿、酢酸セ
ルロース、ポリアミド、ポリアラミド、およびポリエス
テル類のような天然もしくは合成繊維で有り得る。好適
な繊維類は、綿およびポリアミド、ポリ（パラフェニレ
ンテレフタルアミド）、例えばKevlar アラミドパルプ
である。本発明の方法で用いられる繊維の長さは決定的
ではない、何故ならば、SBRと混合し凝固させた場合、
繊維を含有するSBRはクラムを形成し、従って材料が脱
水押し出し機に送り込まれるときのもつれは問題とはな
らない。長さ150mmまたはそれ以上の繊維は本質的に同
様の結果でもって使用される。通常、長さが約0.02〜6m
m、好適には0.3〜3mmの繊維状充填剤が本発明の方法で
用いられる。より短いものも満足されるが、一般に、何
ら利点もなしで、大きさを更に小さくするためのコスト
を考慮すると、長さは約0.3mm以上である。有機繊維状
充填剤の直径は通常その長さよりも短い。一般に、直径
は広く変化させ得るが通常８〜50ミクロンである。綿の
繊維は代表的には約12〜18ミクロンであり、Kevlarアラ
ミドパルプの場合は約12〜17ミクロンである。一般に、
直径に対する長さの比は以下のように表され:L:D10、
より長い長さの充填剤は、製造された製品に改良された
補強を与える。
ルロース、ポリアミド、ポリアラミド、およびポリエス
テル類のような天然もしくは合成繊維で有り得る。好適
な繊維類は、綿およびポリアミド、ポリ（パラフェニレ
ンテレフタルアミド）、例えばKevlar アラミドパルプ
である。本発明の方法で用いられる繊維の長さは決定的
ではない、何故ならば、SBRと混合し凝固させた場合、
繊維を含有するSBRはクラムを形成し、従って材料が脱
水押し出し機に送り込まれるときのもつれは問題とはな
らない。長さ150mmまたはそれ以上の繊維は本質的に同
様の結果でもって使用される。通常、長さが約0.02〜6m
m、好適には0.3〜3mmの繊維状充填剤が本発明の方法で
用いられる。より短いものも満足されるが、一般に、何
ら利点もなしで、大きさを更に小さくするためのコスト
を考慮すると、長さは約0.3mm以上である。有機繊維状
充填剤の直径は通常その長さよりも短い。一般に、直径
は広く変化させ得るが通常８〜50ミクロンである。綿の
繊維は代表的には約12〜18ミクロンであり、Kevlarアラ
ミドパルプの場合は約12〜17ミクロンである。一般に、
直径に対する長さの比は以下のように表され:L:D10、
より長い長さの充填剤は、製造された製品に改良された
補強を与える。
本質的にすべてがゴム中に混合されるSBRラテックス
に加えられる有機繊維充填剤の量は、意図する特別な使
用に応じて変化する。一般に、SBR100部当たり約１〜10
0部の量のの繊維状充填剤が加えられ、そして通常SBR10
0部当たり約５〜100部の量の繊維状充填剤となるように
有機繊維状充填剤がSBRラテックスに加えられる。動的
用途、例えば動力伝達ベルトおよびタイヤ、に用いられ
る製品の製造に関しては、最終的な繊維濃度はゴム100
部当たり繊維約５〜30部の大きさである。上記充填は本
方法によって直接得るか、或は最終ユーザーがゴムで更
に希釈するためのより高濃度のマスターバッチが製造さ
れ得る。
に加えられる有機繊維充填剤の量は、意図する特別な使
用に応じて変化する。一般に、SBR100部当たり約１〜10
0部の量のの繊維状充填剤が加えられ、そして通常SBR10
0部当たり約５〜100部の量の繊維状充填剤となるように
有機繊維状充填剤がSBRラテックスに加えられる。動的
用途、例えば動力伝達ベルトおよびタイヤ、に用いられ
る製品の製造に関しては、最終的な繊維濃度はゴム100
部当たり繊維約５〜30部の大きさである。上記充填は本
方法によって直接得るか、或は最終ユーザーがゴムで更
に希釈するためのより高濃度のマスターバッチが製造さ
れ得る。
このSBRラテックスは繊維状充填剤の水スラリーと予
めブレンドするか、或は乾燥した繊維をSBRラテックス
にブレンドすることもできる。繊維の水スラリーは、プ
ロペラまたはタービン装置のような通常の低せん断混合
機もしくは高せん断混合機を用いて製造され得る。増粘
剤は必要としないが、しかし望まれる場合は、結果とし
て生じる沈澱を阻止しそして最終的ラテックス／スラリ
ー凝固を助けるため、与えられた混合装置に関して分散
せん断応力を増大させるために、該スラリー中に加える
ことができる。SBRラテックスのための好適な凝固剤は
塩化カルシウムの水溶液である。上記溶液の濃度は、約
0.1パーセントまでさげることができ、或は、約10パー
セントまで高くすることができる。該繊維はラテックス
の代わりに凝固剤の中に分散させることができるが、こ
のような方法は好ましくない、何故ならば、凝固するゴ
ムによる最初の繊維の取り込みは、最終的な一定値にま
ではまだ蓄積されていない凝固剤中の繊維の濃度に依存
し得るからである。他の相溶性のある添加剤、例えば加
工油、カーボンブラックおよび顔料は、凝固させるSBR
ゴム中に混合するスラリーまたはラテックスに加えても
よい。SBRラテックスを繊維水スラリーまたは乾燥繊維
とブレンドする場合通常の混合技術が使用できる。
めブレンドするか、或は乾燥した繊維をSBRラテックス
にブレンドすることもできる。繊維の水スラリーは、プ
ロペラまたはタービン装置のような通常の低せん断混合
機もしくは高せん断混合機を用いて製造され得る。増粘
剤は必要としないが、しかし望まれる場合は、結果とし
て生じる沈澱を阻止しそして最終的ラテックス／スラリ
ー凝固を助けるため、与えられた混合装置に関して分散
せん断応力を増大させるために、該スラリー中に加える
ことができる。SBRラテックスのための好適な凝固剤は
塩化カルシウムの水溶液である。上記溶液の濃度は、約
0.1パーセントまでさげることができ、或は、約10パー
セントまで高くすることができる。該繊維はラテックス
の代わりに凝固剤の中に分散させることができるが、こ
のような方法は好ましくない、何故ならば、凝固するゴ
ムによる最初の繊維の取り込みは、最終的な一定値にま
ではまだ蓄積されていない凝固剤中の繊維の濃度に依存
し得るからである。他の相溶性のある添加剤、例えば加
工油、カーボンブラックおよび顔料は、凝固させるSBR
ゴム中に混合するスラリーまたはラテックスに加えても
よい。SBRラテックスを繊維水スラリーまたは乾燥繊維
とブレンドする場合通常の混合技術が使用できる。
繊維を有するSBRラテックスを押し出し機に送り込む
前にこれを最初に凝固させる必要がある。このことは、
例えば水系SBRラテックススラリーと凝固剤とを攪拌し
ながら混合することによってなされる。ラテックスと凝
固剤は、ラテックスを凝固剤の入っている攪拌手段の備
わっている槽に流し込むことによって混合される。繊維
が充填されたSBRラテックスに混合されるところの本方
法で用いられる適切な凝固剤には、塩化カルシウム、硫
酸アルミニウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムまた
は酢酸ナトリウムなどの塩の水溶液が含まれる。塩化ポ
リオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウム（EMCO
L CC−９）のようなカチオン系石鹸類およびポリアミン
水溶液も、繊維が充填されたSBRラテックスを安定化さ
せるために時々使用されるアニオン系界面活性剤を中和
するために、単独もしくは塩類と一緒に用いられる。
前にこれを最初に凝固させる必要がある。このことは、
例えば水系SBRラテックススラリーと凝固剤とを攪拌し
ながら混合することによってなされる。ラテックスと凝
固剤は、ラテックスを凝固剤の入っている攪拌手段の備
わっている槽に流し込むことによって混合される。繊維
が充填されたSBRラテックスに混合されるところの本方
法で用いられる適切な凝固剤には、塩化カルシウム、硫
酸アルミニウム、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウムまた
は酢酸ナトリウムなどの塩の水溶液が含まれる。塩化ポ
リオキシプロピレンメチルジエチルアンモニウム（EMCO
L CC−９）のようなカチオン系石鹸類およびポリアミン
水溶液も、繊維が充填されたSBRラテックスを安定化さ
せるために時々使用されるアニオン系界面活性剤を中和
するために、単独もしくは塩類と一緒に用いられる。
凝固させたエラストマーラテックスを、望まれるなら
ば、排出および／または水洗浄した後、これを混合しそ
して脱水領域に送り込む脱水押し出し機に入れる。凝固
させた繊維充填SBRは、それが流量制限部、例えば圧力
シールまたは制限的ダイスもしくはバルブ、と接触する
まで脱水領域を通して送り込まれる。この流量制限部に
よってSBRクラムから水が押し出される。SBRが流量制限
部を通過する時それに与えられる特別な圧力は、流速、
制限部の設計、スクリューの速度およびコンパウンドの
粘度に依存している。
ば、排出および／または水洗浄した後、これを混合しそ
して脱水領域に送り込む脱水押し出し機に入れる。凝固
させた繊維充填SBRは、それが流量制限部、例えば圧力
シールまたは制限的ダイスもしくはバルブ、と接触する
まで脱水領域を通して送り込まれる。この流量制限部に
よってSBRクラムから水が押し出される。SBRが流量制限
部を通過する時それに与えられる特別な圧力は、流速、
制限部の設計、スクリューの速度およびコンパウンドの
粘度に依存している。
実質的な量の水は、背圧を生じさせる流量制限部を通
ってSBRが通過するにつれて凝固したSBRから分離され、
そして種々の送り込みポイントの前か後ろにあり流量制
限部の上流にあるベントまたはバレルスロットを通し
て、脱水領域中の水が除去される。
ってSBRが通過するにつれて凝固したSBRから分離され、
そして種々の送り込みポイントの前か後ろにあり流量制
限部の上流にあるベントまたはバレルスロットを通し
て、脱水領域中の水が除去される。
凝固した繊維充填SBRは押し出し機から吐出され、そ
して続いて過剰の液体を除去するために乾燥される。二
者択一的に、該押し出し機は、減圧によって凝固SBRか
ら残存する水を除去するため圧力シール流量制限部の下
流にある大気圧以下の領域７を有することができる。流
量制限部を出る凝固したSBRは、吐出する前に本質的に
ゴムを乾燥させるため、ゴムから水を除去するための大
気圧以下の圧力領域に送り込まれる。
して続いて過剰の液体を除去するために乾燥される。二
者択一的に、該押し出し機は、減圧によって凝固SBRか
ら残存する水を除去するため圧力シール流量制限部の下
流にある大気圧以下の領域７を有することができる。流
量制限部を出る凝固したSBRは、吐出する前に本質的に
ゴムを乾燥させるため、ゴムから水を除去するための大
気圧以下の圧力領域に送り込まれる。
ここに記載する特別な装置は、本発明の方法を実行す
るために用いられ得る単なる一つの種類の脱水押し出し
機である。スクリュー押し出し機を通って通過すとき水
が除去される、水平の円筒形バレルスロットを有すると
ころの、SBRから水を除去する為に商業的に用いられて
いる他の脱水スクリュー押し出し機も使用できる。ま
た、本発明に記載した方法を実施するため、一連の押し
出し機が使用できる。
るために用いられ得る単なる一つの種類の脱水押し出し
機である。スクリュー押し出し機を通って通過すとき水
が除去される、水平の円筒形バレルスロットを有すると
ころの、SBRから水を除去する為に商業的に用いられて
いる他の脱水スクリュー押し出し機も使用できる。ま
た、本発明に記載した方法を実施するため、一連の押し
出し機が使用できる。
図１を参照して、14は、例えばSBRラテックスおよび
有機繊維充填剤の水スラリーが入っているフィードタン
クであり;19は凝固剤がはいっているフィードタンクで
あり;15はSBRのための凝固剤、例えば水系の塩化カルシ
ウムが入っている凝固混合機であり;20はスクリーンを
通して排出させることによって過剰の水を除去するため
の攪拌スクリーンであり;9は入り口のシリンダーの口21
が備わっている脱水押し出し機であり;16はスクリュー
８を有する二軸押し出し機の外装であり、これは図２に
示されている。この押し出し機は下記の三つの領域に分
割される;1、液体分離領域、２、流量制限領域；および
３、ポリマー除去領域である。図１で見られるように、
スクリューチャネル11は、流量制限部として機能してい
る圧力シール５に対して、ポンプ作用を与えるため領域
１の下流の端に向かってより浅くすることができる。ス
クリューの動きと反対の方向に低粘度の流体（水）を動
かすのに充分なほど圧力が高くなる。廃液がベント10を
通して除去される。廃液と一緒にポリマーが損失するの
を防止するため、そのポイントに機械的脱水装置を取り
付けることができる。これは、例えばポリマーを押し出
し機に戻す二軸機構でありうる。領域１の上流の端に所
望の圧力を保持させるため、廃液排出ライン中に自動バ
ルブを備えても良い。流体制限部、例えば圧力シール５
は、高背圧、バルブまたは制限的ダイスを与えるため
の、押し出し技術を習得した人に公知の、数種の装置の
一つであってもよい。図に示されているのはこの目的の
ためにしばしば用いられる逆ピッチスクリューフライト
部である。この押し出し機にはまた、加圧シールによっ
て生じる圧力を逃しそして押し出し物の湿度および／ま
たは温度を調節するための円筒形バルブ17を備えること
もできる。望まれるならば、該押し出し機には、圧力シ
ールの下流に、ポリマーを除去するための追加的長さの
運搬用スクリュー18を取り付けることもできる。
有機繊維充填剤の水スラリーが入っているフィードタン
クであり;19は凝固剤がはいっているフィードタンクで
あり;15はSBRのための凝固剤、例えば水系の塩化カルシ
ウムが入っている凝固混合機であり;20はスクリーンを
通して排出させることによって過剰の水を除去するため
の攪拌スクリーンであり;9は入り口のシリンダーの口21
が備わっている脱水押し出し機であり;16はスクリュー
８を有する二軸押し出し機の外装であり、これは図２に
示されている。この押し出し機は下記の三つの領域に分
割される;1、液体分離領域、２、流量制限領域；および
３、ポリマー除去領域である。図１で見られるように、
スクリューチャネル11は、流量制限部として機能してい
る圧力シール５に対して、ポンプ作用を与えるため領域
１の下流の端に向かってより浅くすることができる。ス
クリューの動きと反対の方向に低粘度の流体（水）を動
かすのに充分なほど圧力が高くなる。廃液がベント10を
通して除去される。廃液と一緒にポリマーが損失するの
を防止するため、そのポイントに機械的脱水装置を取り
付けることができる。これは、例えばポリマーを押し出
し機に戻す二軸機構でありうる。領域１の上流の端に所
望の圧力を保持させるため、廃液排出ライン中に自動バ
ルブを備えても良い。流体制限部、例えば圧力シール５
は、高背圧、バルブまたは制限的ダイスを与えるため
の、押し出し技術を習得した人に公知の、数種の装置の
一つであってもよい。図に示されているのはこの目的の
ためにしばしば用いられる逆ピッチスクリューフライト
部である。この押し出し機にはまた、加圧シールによっ
て生じる圧力を逃しそして押し出し物の湿度および／ま
たは温度を調節するための円筒形バルブ17を備えること
もできる。望まれるならば、該押し出し機には、圧力シ
ールの下流に、ポリマーを除去するための追加的長さの
運搬用スクリュー18を取り付けることもできる。
領域１中で、スクリューフライトは、かみ合いから接
したデサインへと移行する。異方向回転または同方向回
転のかみ合い型スクリューは良好なベント特性を与え
る。非かみ合い型スクリューまたは単軸スクリュー押し
出し機は、多軸スクリュー押し出し機に比較して設備費
が低いため有益である。SBRの繊維充填剤コンパウンド
化材料を、開口部または非制限的ダイス12を通して、図
１に示す押し出し装置から直接放出もしくは吐出させ、
そして通常の手段で乾燥する。二者択一的に、図３に示
されるように、この押し出し機には、真空開口13に通じ
ている真空ポンプの手段によって、凝固したSBRから残
存する液体を除去するための加圧シール５の下流に大気
圧以下の領域７を備えることができる。典型的に１％未
満の湿度を有する乾燥SBR/繊維混合物を、続いてポリマ
ー除去領域３を通過させ、そしてダイス12を通して押し
出し、最終的使用形態の製品に切断する。二軸スクリュ
ーの一つは短くすることができ、そして最終領域のため
用いられる筒状の穴部となりうる。ポリマー除去領域３
は、しばしば、圧力蓄積能力において二軸スクリュー設
計よりも優れている上記単軸スクリュー型である。図
は、本技術を習得する人にとって明らかな種々の詳細に
ついては示していないほどに簡潔化してある。例えば、
外装にはいかなる熱伝達手段も示されていない。明らか
に、ジャケット中に種々の流体を循環させる手段による
加熱または冷却、並びに電気ヒーターまたは加熱または
冷却コイルの使用も可能である。
したデサインへと移行する。異方向回転または同方向回
転のかみ合い型スクリューは良好なベント特性を与え
る。非かみ合い型スクリューまたは単軸スクリュー押し
出し機は、多軸スクリュー押し出し機に比較して設備費
が低いため有益である。SBRの繊維充填剤コンパウンド
化材料を、開口部または非制限的ダイス12を通して、図
１に示す押し出し装置から直接放出もしくは吐出させ、
そして通常の手段で乾燥する。二者択一的に、図３に示
されるように、この押し出し機には、真空開口13に通じ
ている真空ポンプの手段によって、凝固したSBRから残
存する液体を除去するための加圧シール５の下流に大気
圧以下の領域７を備えることができる。典型的に１％未
満の湿度を有する乾燥SBR/繊維混合物を、続いてポリマ
ー除去領域３を通過させ、そしてダイス12を通して押し
出し、最終的使用形態の製品に切断する。二軸スクリュ
ーの一つは短くすることができ、そして最終領域のため
用いられる筒状の穴部となりうる。ポリマー除去領域３
は、しばしば、圧力蓄積能力において二軸スクリュー設
計よりも優れている上記単軸スクリュー型である。図
は、本技術を習得する人にとって明らかな種々の詳細に
ついては示していないほどに簡潔化してある。例えば、
外装にはいかなる熱伝達手段も示されていない。明らか
に、ジャケット中に種々の流体を循環させる手段による
加熱または冷却、並びに電気ヒーターまたは加熱または
冷却コイルの使用も可能である。
本発明の方法の一つの具体例の操作において、SBRポ
リマーラテックスおよび繊維状充填剤水スラリーは、フ
ィードタンク14中で低せん断条件下混合される。SBRラ
テックスおよび繊維を含有する得られたスラリーは、凝
固剤、例えばフィードタンク19から送り込まれる塩化カ
ルシウム、が入っている凝固混合機15に送り込まれる。
クラム状の繊維が充填された凝固SBRラテックス（凝固
ゴム）および水からなる得られた混合物を、入り口21を
通して脱水押し出し機９に送り込む。この凝固SBRラテ
ックスは脱水領域に送り込まれて、そして前に進んで、
例えば、示したようなスクリューの逆ピッチセグメント
の部位或はスクリューと外装の間の間げきが減少して制
限を与え、従って、シール部に高圧を生じさせている部
位でありうる圧力シール５として示した流量制限部に向
かって運ばれる。特別なピーク時の圧力は、流速、制限
部の設計、スクリューの速さおよびコンパウンドの粘度
に依存している。
リマーラテックスおよび繊維状充填剤水スラリーは、フ
ィードタンク14中で低せん断条件下混合される。SBRラ
テックスおよび繊維を含有する得られたスラリーは、凝
固剤、例えばフィードタンク19から送り込まれる塩化カ
ルシウム、が入っている凝固混合機15に送り込まれる。
クラム状の繊維が充填された凝固SBRラテックス（凝固
ゴム）および水からなる得られた混合物を、入り口21を
通して脱水押し出し機９に送り込む。この凝固SBRラテ
ックスは脱水領域に送り込まれて、そして前に進んで、
例えば、示したようなスクリューの逆ピッチセグメント
の部位或はスクリューと外装の間の間げきが減少して制
限を与え、従って、シール部に高圧を生じさせている部
位でありうる圧力シール５として示した流量制限部に向
かって運ばれる。特別なピーク時の圧力は、流速、制限
部の設計、スクリューの速さおよびコンパウンドの粘度
に依存している。
SBRラテックスから分離される水または他の液体は、
圧力シール領域から押し戻され、そして領域１中のベン
ト10から除去される。圧力シールを通過する凝固したSB
Rは、綿のような吸収性繊維とともに約２〜35重量％の
水を含んでいる。この凝固したSBRは、押し出し機のダ
イスを通して吐出または排出され熱風コンベア乾燥機ま
たは乾燥押し出し機またはそれらのいくつかの組み合わ
せの如き、通常の装置中で空気乾燥され、１％未満の湿
度を有する製品が得られる。二者択一的に、圧力シール
を通過する凝固したSBRが有する残留水は、図３に示さ
れ、約200mmHgの典型的絶対圧力を保持し約100℃以上の
乾燥製品温度を与えるように作用する大気圧以下の領域
７において実質的に除去される。
圧力シール領域から押し戻され、そして領域１中のベン
ト10から除去される。圧力シールを通過する凝固したSB
Rは、綿のような吸収性繊維とともに約２〜35重量％の
水を含んでいる。この凝固したSBRは、押し出し機のダ
イスを通して吐出または排出され熱風コンベア乾燥機ま
たは乾燥押し出し機またはそれらのいくつかの組み合わ
せの如き、通常の装置中で空気乾燥され、１％未満の湿
度を有する製品が得られる。二者択一的に、圧力シール
を通過する凝固したSBRが有する残留水は、図３に示さ
れ、約200mmHgの典型的絶対圧力を保持し約100℃以上の
乾燥製品温度を与えるように作用する大気圧以下の領域
７において実質的に除去される。
本発明は、特に示されていない限り、すべての部、比
率およびパーセントが重量によるとこの下記の好適な具
体例によって以下に説明を行う。
率およびパーセントが重量によるとこの下記の好適な具
体例によって以下に説明を行う。
実施例 実施例 １ 長さ1mm未満のチップ状にした綿繊維48gを１リットル
の水に加え、すべての綿を湿らせ、そしてBASFからブタ
ノールNS120−121PL240アニオン系SBRとして入手可能で
あり74％の非揮発性固体を含有するSBRラテックス650g
を加え、そしてこの材料を、混合していないラテックス
および湿った綿の筋がすべてなくなるまで混合した。得
られるスラリーを、その後、0.5％の塩化カルシウム水
凝固剤５リットルが入っている槽中のミキサーの渦中に
入れ、約６〜13mmの直径を有する凝固したSBRからなる
非粘着性クラムを生成させた。水全部を、クラムの形状
の該SBRラテックスから排出させた。残存する湿ったク
ラムの凝固SBRラテックスを上述しそして図に示した脱
水押し出し機に送り込んだ。この脱水押し出し機にはセ
ンターラインからセンターラインの距離が20mmである異
方向回転二軸スクリューが備わっている。長さ274mmで
外径24mmのかみ合う二重フライトスクリューに続いて、
各々のスクリューの端から30mmの所に末端を有する30mm
の長さの向かい合う制限的浅いフライト部位を含む長さ
が356mmで外径が20mmの非かみ合い型スクリューが備わ
っている。湿ったクラム状の凝固したSBRラテックス
を、かみ合い型スクリュー部位の長さ104mm下がった所
に中心を有するシリンダーの口から脱水押し出し機に送
り込んだ。綿繊維を含有する凝固したラテックスを、脱
水押し出し機中の流量を制限している圧力シールを通し
て送り込み、そしていくつかのほどけた繊維を有する廃
水を、かみ合い型スクリューの開始部から328mmのとこ
ろに中心を有する異方向に回転20mmの外径を有する二軸
スクリューのベント口スタッファーを通して、141ml/分
の速度で上流において除去した。圧力シールを通過する
SBRは７％の水を有していた。このSBRは、円筒形吐出開
口ダイスから乾燥70g/分の速度で、微細な青色のクラム
として押し出された。スクリュー速度は、0.4kWの平均
駆動力で90rpmであった。ゴム100部当たり10部の繊維を
含有する得られたSBRは、タイヤまたは動力伝達ベルト
の製造に用いることができる。
の水に加え、すべての綿を湿らせ、そしてBASFからブタ
ノールNS120−121PL240アニオン系SBRとして入手可能で
あり74％の非揮発性固体を含有するSBRラテックス650g
を加え、そしてこの材料を、混合していないラテックス
および湿った綿の筋がすべてなくなるまで混合した。得
られるスラリーを、その後、0.5％の塩化カルシウム水
凝固剤５リットルが入っている槽中のミキサーの渦中に
入れ、約６〜13mmの直径を有する凝固したSBRからなる
非粘着性クラムを生成させた。水全部を、クラムの形状
の該SBRラテックスから排出させた。残存する湿ったク
ラムの凝固SBRラテックスを上述しそして図に示した脱
水押し出し機に送り込んだ。この脱水押し出し機にはセ
ンターラインからセンターラインの距離が20mmである異
方向回転二軸スクリューが備わっている。長さ274mmで
外径24mmのかみ合う二重フライトスクリューに続いて、
各々のスクリューの端から30mmの所に末端を有する30mm
の長さの向かい合う制限的浅いフライト部位を含む長さ
が356mmで外径が20mmの非かみ合い型スクリューが備わ
っている。湿ったクラム状の凝固したSBRラテックス
を、かみ合い型スクリュー部位の長さ104mm下がった所
に中心を有するシリンダーの口から脱水押し出し機に送
り込んだ。綿繊維を含有する凝固したラテックスを、脱
水押し出し機中の流量を制限している圧力シールを通し
て送り込み、そしていくつかのほどけた繊維を有する廃
水を、かみ合い型スクリューの開始部から328mmのとこ
ろに中心を有する異方向に回転20mmの外径を有する二軸
スクリューのベント口スタッファーを通して、141ml/分
の速度で上流において除去した。圧力シールを通過する
SBRは７％の水を有していた。このSBRは、円筒形吐出開
口ダイスから乾燥70g/分の速度で、微細な青色のクラム
として押し出された。スクリュー速度は、0.4kWの平均
駆動力で90rpmであった。ゴム100部当たり10部の繊維を
含有する得られたSBRは、タイヤまたは動力伝達ベルト
の製造に用いることができる。
実施例 ２ 下記を除いて実施例１に記載した方法を繰り返した。
２リットルの水中の綿繊維の代わりに、72gのKevlar
アラミドパルプ繊維（Merge 6F371,E.I.du Pontde Nemo
urs and Company,Inc.から入手可能）を含有するスラリ
ーを用いた。少量のほどけた繊維を含有する廃水を、23
7ml/分の速度でベント口スタッファーを通して除去しな
がら、６％の水を含有する凝固したSBRを、乾燥59g/分
の速度で、ゆるんでいてけばだったクラムとして円筒状
の吐出開口ダイスを通して押し出した。スクリューの速
度は、0.4kW平均駆動力で90rpmであった。ゴム100部当
たり15部の繊維を含有する得られた繊維充填SBRは、タ
イヤまたは動力伝達ベルトの製造用として使用できる。
２リットルの水中の綿繊維の代わりに、72gのKevlar
アラミドパルプ繊維（Merge 6F371,E.I.du Pontde Nemo
urs and Company,Inc.から入手可能）を含有するスラリ
ーを用いた。少量のほどけた繊維を含有する廃水を、23
7ml/分の速度でベント口スタッファーを通して除去しな
がら、６％の水を含有する凝固したSBRを、乾燥59g/分
の速度で、ゆるんでいてけばだったクラムとして円筒状
の吐出開口ダイスを通して押し出した。スクリューの速
度は、0.4kW平均駆動力で90rpmであった。ゴム100部当
たり15部の繊維を含有する得られた繊維充填SBRは、タ
イヤまたは動力伝達ベルトの製造用として使用できる。
実施例 ３ 下記を除いて実施例１に記載した方法を繰り返した。
水２リットル中の384gの綿繊維をこの加工で用いた。廃
水を95ml/分の速度で除去しながら、16％の水を含む凝
固SBRを、乾燥29g/分でクラムとして押し出した。スク
リューの速度は、0.2kWの平均駆動力で90rpmであった。
ゴム100部当たり80部の繊維を有する得られたSBRは、タ
イヤまたは動力伝達ベルトの製造において末端ユーザー
が更に希釈できる。
水２リットル中の384gの綿繊維をこの加工で用いた。廃
水を95ml/分の速度で除去しながら、16％の水を含む凝
固SBRを、乾燥29g/分でクラムとして押し出した。スク
リューの速度は、0.2kWの平均駆動力で90rpmであった。
ゴム100部当たり80部の繊維を有する得られたSBRは、タ
イヤまたは動力伝達ベルトの製造において末端ユーザー
が更に希釈できる。
実施例 ４ 長さが約0.3mmのKevlar アラミドプルプ繊維72gおよ
び0.5％の塩化カルシウム凝固剤を含有する５リットル
の水を混合機中で攪拌しスラリーを生成させた。このス
ラリーを攪拌しながら、混合機の渦の中に650gのSBRラ
テックスを加え、それによってSBRを非粘着性クラムの
形で凝固させた。水全部を、凝固したSBRラテックスか
ら排出させた。残存する凝固SBRラテックスの湿ったク
ラムを実施例１に記載した脱水機に送り込んだ。実質的
な量のほどけたけばだった固体を含有する廃水を、174m
l/分の速度で除去しながら、５％の水を含有する凝固し
た繊維充填SBRを、乾燥65g/分の速度で、ゆるんでいて
けばだったクラムとして、制限されていないダイスを通
して押し出した。スクリューの速度は、0.4kW平均駆動
力で65rpmであった。ゴム100部当たり約15部の繊維を含
有する得られたSBRは、タイヤまたは動力伝達ベルトの
製造用として使用できる。
び0.5％の塩化カルシウム凝固剤を含有する５リットル
の水を混合機中で攪拌しスラリーを生成させた。このス
ラリーを攪拌しながら、混合機の渦の中に650gのSBRラ
テックスを加え、それによってSBRを非粘着性クラムの
形で凝固させた。水全部を、凝固したSBRラテックスか
ら排出させた。残存する凝固SBRラテックスの湿ったク
ラムを実施例１に記載した脱水機に送り込んだ。実質的
な量のほどけたけばだった固体を含有する廃水を、174m
l/分の速度で除去しながら、５％の水を含有する凝固し
た繊維充填SBRを、乾燥65g/分の速度で、ゆるんでいて
けばだったクラムとして、制限されていないダイスを通
して押し出した。スクリューの速度は、0.4kW平均駆動
力で65rpmであった。ゴム100部当たり約15部の繊維を含
有する得られたSBRは、タイヤまたは動力伝達ベルトの
製造用として使用できる。
本発明の特徴および態様は以下のとうりである。
1.（ａ）スチレンブタジエンゴムラテックス、スチレン
ブタンジエンゴム100部当たり約１〜400重量部の有機繊
維充填剤、およびスチレンブタジエンゴムラテックス用
凝固剤を混合して凝固させた繊維が充填したゴムを生成
させ、 （ｂ）この凝固した繊維が充填されたスチレンブタジエ
ンゴムを、脱水押し出し機に送り込みそして、押し出し
機の流量制限部の上流に備えられたベントから該凝固ス
チレンブタジエンゴム中に存在する水が押し出されるの
に充分な背圧を与える押し出し機中の流量制限部を通し
て送り込み、そして （ｃ）該有機繊維を充填させた凝固スチレンブタジエン
ゴムを押し出し機から吐出させること、 からなる、スチレンブタジエンゴム中に繊維状の充填剤
を混合するための方法。
ブタンジエンゴム100部当たり約１〜400重量部の有機繊
維充填剤、およびスチレンブタジエンゴムラテックス用
凝固剤を混合して凝固させた繊維が充填したゴムを生成
させ、 （ｂ）この凝固した繊維が充填されたスチレンブタジエ
ンゴムを、脱水押し出し機に送り込みそして、押し出し
機の流量制限部の上流に備えられたベントから該凝固ス
チレンブタジエンゴム中に存在する水が押し出されるの
に充分な背圧を与える押し出し機中の流量制限部を通し
て送り込み、そして （ｃ）該有機繊維を充填させた凝固スチレンブタジエン
ゴムを押し出し機から吐出させること、 からなる、スチレンブタジエンゴム中に繊維状の充填剤
を混合するための方法。
2. 繊維状充填剤がポリアラミド繊維である第１項記載
の方法。
の方法。
3. 該ポリアラミドがポリ（パラフェニレンテトラフタ
ルアミド）である第２項記載の方法。
ルアミド）である第２項記載の方法。
4. 繊維状充填剤が綿繊維である第１項記載の方法。
5.流量制限部を出る凝固したスチレンブタジエンゴム
を、押し出し機から吐出される前に本質的にゴムを乾燥
させるため、スチレンブタジエンゴムから追加的水を除
去するための大気圧以下の圧力領域に送り込む第１項記
載の方法。
を、押し出し機から吐出される前に本質的にゴムを乾燥
させるため、スチレンブタジエンゴムから追加的水を除
去するための大気圧以下の圧力領域に送り込む第１項記
載の方法。
6.該繊維状充填剤が水スラリーとして加えられる第１項
記載の方法。
記載の方法。
図１は、本発明に従う方法で用いられる脱水押し出し機
の図式的な部分的側断面図である。 図２は、脱水押し出しスクリューの簡単な上断面図であ
り、それらのフライトの配列を示している。 図３は、大気圧以下の領域およびポリマー除去領域を追
加的に有する図１および図２中に示される脱水押し出し
機の修正された具体例である。
の図式的な部分的側断面図である。 図２は、脱水押し出しスクリューの簡単な上断面図であ
り、それらのフライトの配列を示している。 図３は、大気圧以下の領域およびポリマー除去領域を追
加的に有する図１および図２中に示される脱水押し出し
機の修正された具体例である。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−120803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−214631（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−202406（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】（ａ）スチレンブタジエンゴムラテック
ス、スチレンブタンジエンゴム100部当たり約１〜400重
量部の有機繊維充填剤、およびスチレンブタジエンゴム
ラテックス用凝固剤を混合して凝固させた、繊維が充填
されたゴムを生成させ、 （ｂ）この凝固させた、繊維が充填されたスチレンブタ
ジエンゴムを、脱水押し出し機に送り込みそして、押し
出し機の流量制限部の上流に備えられたベントから該凝
固スチレンブタジエンゴム中に存在する水が押し出され
るのに十分な背圧を与える押し出し機中の流量制限部を
通して送り込み、そして （ｃ）該有機繊維が充填された凝固スチレンブタジエン
ゴムを押し出し機から吐出させること、 からなる、スチレンブタジエンゴム中に繊維状の充填剤
を混合するための方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US42943989A | 1989-10-31 | 1989-10-31 | |
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-
1990
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- 1990-10-31 CA CA002028964A patent/CA2028964C/en not_active Expired - Lifetime
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