JPH1190926A - ベール状ゴム組成物の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＥＰＴに代表されるエチレン・α−オレフィ
ン・非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）と、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン樹脂（Ｂ）とをそれぞれ多段ベン
ト式押出機の供給部より押出機内に導入し溶融・混練し
てベール状ゴム組成物を得ることができるベール状ゴム
組成物の製造方法を提供する。 【解決手段】 多段ベント式押出機の供給部より押出機
内に導入し溶融・混練してゴム組成物を得る押出工程
と、前記ベント式押出機から押出しダイを介して押し出
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
を得る切断工程と、前記切断されたペレットを輸送水で
輸送しながら冷却する輸送冷却工程と、前記輸送された
ペレットを圧縮してベールを形成する圧縮成形工程とを
有し、これら押出、切断、冷却および圧縮を連続的に行
なってベール状ゴム組成物を得るようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＥＰＴ（エチレン
−プロピレン−ジエン）に代表されるエチレン・α−オ
レフィン・非共役ポリエン共重合体ゴムと、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン樹脂とからなるベール状ゴム組成
物の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＰＴに代表されるエチレン・α−オレ
フィン・非共役ポリエン共重合体ゴムは、耐候性、耐オ
ゾン性、耐熱性に優れているため、自動車部品、シール
材、電線、工業部品等に広く利用されている。このよう
に各分野で利用されているエチレン・α−オレフィン・
非共役ポリエン共重合体ゴムは、通常、押出機で押し出
された後、ペレットに切断され、さらに圧縮機で略直方
体形状のベールに圧縮されて各市場に出荷されている。
さらに、各市場においては、用途に応じて、補強剤、充
填剤、軟化剤、加硫促進剤、加硫剤等の配合剤が混練さ
れ、これにより、所望とする配合ゴムに調整されてい
る。

【０００３】ここで、出荷先では、例えば、カーボンブ
ラック並に製品硬度をアップさせる効果を持つとともに
コンパウンド粘度を下げ、加工性を向上させるのに好適
なポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂を充填剤とし
て加える場合がある。

【０００４】この場合、通常はバンバリーミキサーが用
いられている。しかしながら、バンバリーミキサーを用
いた場合は、ポリエチレンを均一に混練することができ
ず、ポリエチレンの分散度が偏ってしまうとともに、大
量生産できないという不具合がある。

【０００５】そこで、本出願人により、ＥＰＴとポリエ
チレン樹脂のペレットとを二軸式三段ベント付押出機に
導入し、ここで混練し、さらにカッターでペレット状に
切断した後、圧縮成形機でベール状に成形する技術が既
に開示されている（国際公開番号Ｗ０９７／０２３１６
号公報参照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たように、押出機を用いて、例えばポリエチレンをＥＰ
Ｔに混練する場合であっても、圧縮成形時の温度を制御
していないため、場合によっては、ベールが形成されな
いことがあった。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑みてなされ
たもので、ＥＰＴに代表されるエチレン・α−オレフィ
ン・非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）と、ポリエチレ
ン等のポリオレフィン樹脂（Ｂ）とをそれぞれ多段ベン
ト式押出機の供給部より押出機内に導入し溶融・混練し
てゴム組成物を得るにあたり、確実に所望とするベール
を形成することができるベール状ゴム組成物の製造方法
を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、エチレン、炭素原子数３〜２０のα−
オレフィンおよび非共役ポリエンからなるエチレン・α
−オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）と、
ポリオレフィン樹脂（Ｂ）とをそれぞれ押出機の供給部
より押出機内に導入し溶融・混練してゴム組成物を得る
押出工程と、前記ベント式押出機から押出しダイを介し
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
ペレットを得る切断工程と、前記切断されたペレットを
輸送水で輸送しながら冷却する輸送冷却工程と、前記輸
送されたペレットを圧縮してベールを形成する圧縮成形
工程とを有し、これら押出、切断、冷却および圧縮を連
続的に行なってベール状ゴム組成物を得るようにしたこ
とを特徴としている。

【０００９】これにより、ベール状ゴム組成物を連続的
に製造することができる。また、本発明では、前記輸送
冷却工程は、ペレットを冷却水により輸送する手段で行
うことが好ましい。

【００１０】さらに、前記押出機から前記ゴム組成物を
押し出すダイの孔径を３ｍｍφ〜１０ｍφ、好ましくは
６ｍｍφ〜８ｍφに設定することが好ましい。また、前
記切断工程において、回転刃の回転速度を制御して、前
記ペレットの厚さが０．５ｍｍ〜１０ｍｍ、好ましくは
１ｍｍ〜５ｍｍになるように設定することが好ましい。

【００１１】また、前記冷却水の温度を６０℃〜１００
℃の範囲に設定してあることが好ましい。また、前記圧
縮成形行程において、圧縮成形時のペレットの温度を、
７０℃〜１００℃の範囲になることが好ましい。

【００１２】このように設定することにより、例えば、
ＥＰＴとポリエチレンとを、押出機で溶融、混練して所
望とするベールを連続的に大量に製造することが可能に
なる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るベール状ゴム
組成物の製造方法について具体的に説明する。

【００１４】本発明に係るゴム組成物は、エチレン・α
- オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）、ポ
リオレフィン樹脂（Ｂ）、および必要に応じて軟化剤等
を含有しているブレンド物である。

【００１５】エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエ
ン共重合体ゴム（Ａ） 本発明で用いられるエチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴム（Ａ）は、エチレン、炭素原子数
３〜２０のα- オレフィンおよび非共役ポリエンからな
る。

【００１６】炭素原子数３〜２０のα- オレフィンとし
ては、具体的には、プロピレン、1-ブテン、4-メチルペ
ンテン-1、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノ
ネン、1-デセン、1-ウンデセン、1-ドデセン、1-トリデ
セン、1-テトラデセン、1-ペンタデセン、1-ヘキサデセ
ン、1-ヘプタデセン、1-ノナデセン、1-エイコセン、9-
メチルデセン-1、11- メチルドデセン-1、12- エチルテ
トラデセン-1などが挙げられる。中でも、プロピレン、
1-ブテン、4-メチルペンテン-1、1-ヘキセン、1-オクテ
ンが好ましい。とりわけプロピレンが好ましい。

【００１７】これらのα- オレフィンは、単独で、また
は２種以上組合わせて用いられる。また、非共役ポリエ
ンとしては、具体的には、1,4-ヘキサジエン、3-メチル
-1,4- ヘキサジエン、4-メチル-1,4- ヘキサジエン、5-
メチル-1,4- ヘキサジエン、4,5-ジメチル-1,4- ヘキサ
ジエン、7-メチル-1,6- オクタジエン、8-メチル-4- エ
チリデン-1,7- ノナジエン、4-エチリデン-1,7- ウンデ
カジエン等の鎖状非共役ジエン；メチルテトラヒドロイ
ンデン、5-エチリデン-2- ノルボルネン、5-メチレン-2
- ノルボルネン、5-イソプロピリデン-2- ノルボルネ
ン、5-ビニリデン-2- ノルボルネン、6-クロロメチル-5
- イソプロペニル-2- ノルボルネン、5-ビニル-2-ノル
ボルネン、5-イソプロペニル-2- ノルボルネン、5-イソ
ブテニル-2- ノルボルネン、ジシクロペンタジエン、ノ
ルボルナジエン等の環状非共役ジエン；2,3-ジイソプロ
ピリデン-5- ノルボルネン、2-エチリデン-3- イソプロ
ピリデン-5- ノルボルネン、2-プロペニル-2,2- ノルボ
ルナジエン、4-エチリデン-8-メチル-1,7- ノナジエン
等のトリエンなどが挙げられる。中でも、5-エチリデン
-2- ノルボルネン、5-ビニル-2- ノルボルネン、ジシク
ロペンタジエン、4-エチリデン-8- メチル-1,7- ノナジ
エンが好ましい。

【００１８】本発明で用いられるエチレン・α- オレフ
ィン・非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）は、エチレン
含量が通常５０〜９５モル％であり、炭素原子数３〜２
０のα- オレフィン含量が５〜５０モル％であり、非共
役ポリエン含量がヨウ素価で１〜４０である。

【００１９】また、エチレン・α- オレフィン・非共役
ポリエン共重合体ゴム（Ａ）は、エチレン含量が好まし
くは６０〜８５モル％、さらに好ましくは６５〜８０モ
ル％であり、炭素原子数３〜２０のα- オレフィン含量
が好ましくは１５〜４０モル％、さらに好ましくは２０
〜３５モル％である。また、非共役ポリエンの共重合量
がヨウ素価表示で１〜４０、好ましくは２〜３５、さら
に好ましくは３〜３０であることが望ましい。また、１
３５℃デカリン中で測定した極限粘度［η］が０．８〜
４ｄｌ／ｇ、好ましくは１〜３．５ｄｌ／ｇであること
が望ましい。

【００２０】上記のようなエチレン・α- オレフィン・
非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）は、従来公知の方法
により製造することができる。また、本発明で用いられ
るエチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン共重合体
ゴム（Ａ）は、上述したようなエチレン・α- オレフィ
ン・非共役ポリエン共重合体ゴムに、不飽和カルボン酸
またはその誘導体（たとえば酸無水物、エステル）がグ
ラフト共重合されていてもよい。

【００２１】ポリオレフィン樹脂（Ｂ） 本発明で用いられるポリオレフィン樹脂（Ｂ）は、熱可
塑性樹脂であり、具体的には、高密度ポリエチレン（Ｈ
ＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、低密度ポ
リエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン
（ＬＬＤＰＥ）等のエチレン単独重合体（ポリエチレ
ン）ないしエチレンと炭素原子数３〜２０、好ましくは
３〜８のα- オレフィンとからなる結晶性エチレン・α
- オレフィン共重合体；プロピレン単独重合体、プロピ
レンブロック共重合体、プロピレンランダム共重合体等
のポリプロピレン；プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1
- ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン等の
炭素原子数３〜２０、好ましくは３〜８のα- オレフィ
ンの結晶性単独重合体ないし共重合体などが挙げられ
る。これらのポリオレフィンの融点は２５０℃以下であ
る。中でもポリエチレンが好ましい。

【００２２】また、本発明においては、エチレン、炭素
原子数３〜２０のα−オレフィンおよび非共役ポリエン
からなるエチレン・α−オレフィン・非共役ポリエン共
重合体ゴム（Ａ）と、ポリオレフィン樹脂（Ｂ）の他
に、軟化剤、安定剤等の添加剤を、本発明の目的を損な
わない範囲で配合することができる。

【００２３】本発明においては、ポリオレフィン樹脂
（Ｂ）は、エチレン・α- オレフィン・非共役ポリエン
共重合体ゴム（Ａ）１００重量部に対して、５〜４０重
量部、好ましくは１０〜３０重量部の割合で用いられる
ことが望ましい。

【００２４】図１は、本発明に係るベール状ゴム組成物
の製造方法が実施される装置全体の概略平面図である。
図２は、図１における二軸押出装置の縦断面図、図３は
図２の二軸押出装置に具備されたペレット製造機の縦断
面図である。

【００２５】図１に示したように、この装置１は、押出
機２と押出機２の下流側に、上から見てＬ字形状に接続
されたペレット製造機３とを備えており、その下流に搬
送路３０および圧縮成形機３１を備えている。

【００２６】押出機２は、シリンダー４を備えており、
シリンダー４には、図３に示したように、二つの略円筒
形状のシリンダ室５、６が形成されている。これらのシ
リンダー室５、６にはそれぞれ、フルフライトと呼ばれ
る二軸のスクリュー７、８が、シリンダー４内に軸受ベ
アリング９を介して回転可能に配設されている。なお、
これらのスクリュー７、８は、図示しないモータによっ
て駆動され、スクリュー７、８に設けられ、噛合する歯
車によって、矢印で示したように相互に反対方向に回転
駆動されるようになっている。

【００２７】また、シリンダー４には、例えば、重合装
置で製造した合成樹脂パウダーを、ホッパー１１で受け
入れ、その後、押出機１のシリンダー４内に供給するた
めの樹脂供給口１２ａが設けられている。

【００２８】シリンダー４内には、樹脂供給口１２ａよ
り供給された樹脂パウダーをスクリュー７、８の回転に
よって下流側に送るとともに、シリンダー４に設けられ
た図示しないヒーターによって余熱が行われる供給部１
２が設けられている。

【００２９】そして、この供給部１２の下流側には、ス
クリュー７、８の間で供給部１２から送られた樹脂を、
圧縮してそのせん断熱によって発熱させ、溶融、混練す
るための混練部１３が設けられている。また、混練部１
３の下流側には、混練部１３での充満度を調整する開度
調整可能なゲート部１４が設けられている。

【００３０】さらに、この混練部１３の下流側には、混
練部１３で溶融、混練された溶融樹脂を、下流側に搬送
する搬送部１５が形成されている。この搬送部１５のシ
リンダー４の下方に排出口１６が設けられ、排出口１６
には、搬送管１７が接続されおり、排出口１６を介して
排出された溶融樹脂が、搬送管１７に接続されたギアポ
ンプ１８に送られるようになっている。

【００３１】ギアポンプ１８は、相互に反対方向に回転
するギア部材１９、２０によって、搬送管１７にて搬送
されてきた溶融樹脂を、ギアポンプ１８の下流側に圧送
するように構成されている。そして、ギアポンプ１８に
て圧送された溶融樹脂は、メッシュなどで構成されたス
クリーン２１にて、異物などが除去された後、ペレタイ
ザー２２に供給されるようになっている。

【００３２】このペレタイザー２２は、ダイ２３を水中
に置き、モータ２５で駆動される回転刃２４にて、水中
にてダイ面で、樹脂をカットするいわゆるアンダーウォ
ーターカット方式のペレタイザーであり、これによっ
て、ペレット状に形成されるようになっている。さら
に、ペレタイザーでペレット状に成形された合成樹脂
は、搬送路３０により、圧縮機３１へと搬出されるよう
になっている。

【００３３】ここで、搬送路３０内には、冷却水が充填
され、この冷却水が下流に向かって圧送されるようにな
っている。したがって、ここに取り込まれたペレット
は、輸送中に冷却される。そして、脱水された後、圧縮
機３１に供給されることになる。

【００３４】このようにして、粒状のペレットがベール
に圧縮された後、外部に搬出されるようになっている。
以上のように、本発明では、上記装置１において、ＥＰ
Ｔと、ポリエチレンとが前述の割合で混練され、ベール
が形成される。

【００３５】これらＥＰＴとポリエチレンとが押出機の
樹脂投入口１２ａから投入され、これらＥＰＴとポリエ
チレンとが押出機で溶融・混練され、最終的にベールと
して圧縮される。なお、この装置１では、押出機２によ
り押出工程が構成され、ペレタイザー２２により工程手
段が構成され、搬送路３０により輸送冷却工程が構成さ
れ、圧縮機３１により圧縮工程が構成されている。

【００３６】ここで、上記装置１を駆動するにあたり、
各工程における好ましい条件について説明する。上記輸
送冷却工程における輸送水の温度は、６０℃〜１００
℃、好ましくは９０℃〜１００℃の範囲に設定される。

【００３７】また、ペレタイザー２２のおけるダイの孔
径は、３ｍｍφ〜１０ｍｍφ、好ましくは６ｍｍφ〜９
ｍｍφ、より好ましくは６ｍｍφ〜８ｍｍφに設定され
ている。

【００３８】さらに、ペレタイザー２２における回転刃
の回転速度が制御され、ペレットの厚さは０．５ｍｍ〜
１０ｍｍ、好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍに設定されてい
る。また、圧縮工程において、圧縮成形時のペレットの
温度は、７０℃〜１００℃の範囲であることが好まし
い。

【００３９】本装置１では、上記のように、押出機２を
使用して、ポリエチレンをＥＰＴに混練するとともに、
輸送水における冷却水の温度、ダイの孔径、ペレットの
厚さ、圧縮成形時のペレットの温度等を各条件に設定す
ることにより、良好なベールを大量生産することが可能
になった。

【００４０】すなわち、通常、ＥＰＴのみを押出機で押
し出してペレットに切断する前の温度は２５０℃付近で
あり、ペレットが冷却された後に、圧縮機で圧縮される
ときの温度は、５０℃付近であった。しかしながら、Ｅ
ＰＴに、特に結晶性の高いポリエチレンを加えて溶融・
混練し、その後、連続してベールを成形する場合は、圧
縮成形時のペレットの温度は５０℃付近ではベールとし
て固まらせることができなかった。

【００４１】このため、搬送路３０における輸送中の冷
却水の温度を、通常４０℃付近であったものを９０℃〜
１００℃付近にまでに上げてみた。すると、ベールの温
度を１００℃付近にまで上げることができ、一応ベール
として固めることができた。

【００４２】一方、ＥＰＴは、元来粘度が高いため、押
出機で押し出したものは、周面にメルトフラクチャーと
称される波状のギザギザが形成される傾向があり、これ
を連続してベールとして圧縮する場合は、このギザギザ
に入った冷却水の水ハケが悪くなり、脱水したとしても
溝内に水が残ってしまい、ベールとして固める上で障害
になっていた。このギザギザは、押出速度が高ければ高
い程、できる可能性が高いが、押出速度を下げることに
より、ギザギザを無くすことができた。しかしながら、
単に押出速度を遅くしてしまうと、押し出されて回転刃
でカットされるペレットの粒径が小さくなりすぎてしま
った。

【００４３】そこで、従来、ダイの孔径が３．５ｍｍφ
という大きさであったが、これを８ｍｍφにすると所定
の大きさを備えたペレットであって、しかもギザギザを
無くすことができた。

【００４４】また、これらの実験を繰り返し行なってい
く段階で、圧縮形成時のペレットの温度が種々、変化し
たが、圧縮時のペレットの温度が７０℃〜１００℃であ
るときにベールとして固まらせることが確認された。

【００４５】そこで、上記の各条件に設定してベールを
形成すると、圧縮成形時のペレットの温度を７０℃〜１
００℃に維持することができ、良好なベールが形成され
ることが確認された。

【００４６】また、ベールを電子顕微鏡で観察すると、
本発明によれば、ペレットが圧縮される際に折れ曲がっ
て隣位のペレットと付着していることが確認された。加
えて、ポリエチレンの分散度が、バンバリーミキサーで
混練した場合に比べて極めて良好であることが確認され
た。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エチレン、炭素原子数３〜２０のα−オレフィンおよび
非共役ポリエンからなるエチレン・α−オレフィン・非
共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）と、ポリオレフィン樹
脂（Ｂ）とを押出機を用いて、溶融・混練して良好なベ
ールを得ることができた。

【００４８】これにより、所望とするベールを大量生産
することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明が実施される装置の概略平面図
である。

【図２】図２は、図１の二軸押出機の縦断面図である。

【図３】図３は、図２における二軸押出機のペレット製
造機の縦断面図である。

【符号の説明】

１・・・・装置 ２・・・・押出機 ２３・・・・ペレタイザー ２４・・・・回転刃 ３０・・搬送路 ３１・・・・圧縮機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｂ２９Ｋ 23:00 (72)発明者 三 浦 裕 次 千葉県市原市千種海岸３番地 三井石油化 学工業株式会社内 (72)発明者 仲 濱 秀 斉 千葉県市原市千種海岸３番地 三井石油化 学工業株式会社内

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エチレン、炭素原子数３〜２０のα−オ
   レフィンおよび非共役ポリエンからなるエチレン・α−
   オレフィン・非共役ポリエン共重合体ゴム（Ａ）と、ポ
   リオレフィン樹脂（Ｂ）とをそれぞれ押出機の供給部よ
   り押出機内に導入し溶融・混練してゴム組成物を得る押
   出工程と、 前記ベント式押出機から押出しダイを介して押し出され
   たゴム組成物を回転刃で連続的に切断してペレットを得
   る切断工程と、 前記切断されたペレットを輸送水で輸送しながら冷却す
   る輸送冷却工程と、 前記輸送されたペレットを圧縮してベールを形成する圧
   縮成形工程とを有し、 これら押出、切断、冷却および圧縮を連続的に行なって
   ベール状ゴム組成物を得るようにしたことを特徴とする
   ベール状ゴム組状物の製造方法。
2. 【請求項２】 前記輸送冷却工程は、ペレットを冷却水
   により輸送する手段で行うことを特徴とする請求項１に
   記載のベール状ゴム組成物の製造方法。
3. 【請求項３】 前記押出機から前記ゴム組成物を押し出
   すダイの孔径を３ｍｍφ〜１０ｍｍφに設定したことを
   特徴とする請求項１に記載のベール状ゴム組成物の製造
   方法。
4. 【請求項４】 前記切断工程において、回転刃の回転速
   度を制御して、前記ペレットの厚さが０．５ｍｍ〜１０
   ｍｍになるように設定したことを特徴とする請求項１に
   記載のベール状ゴム組成物の製造方法。
5. 【請求項５】 前記冷却水の温度を６０℃〜１００℃の
   範囲に設定したことを特徴とする請求項１または請求項
   ４に記載のベール状ゴム組成物の製造方法。
6. 【請求項６】 前記圧縮成形行程において、圧縮成形時
   のペレットの温度を、７０℃〜１００℃の範囲になるよ
   うにしたことを特徴とする請求項１から５のいずれかに
   記載のベール状ゴム組成物の製造方法。